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生物必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组教案
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这是一份生物必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组教案,共5页。教案主要包含了教学目标,教学重难点,教学过程等内容,欢迎下载使用。
【教学目标】
1、分析镰状细胞贫血症的发病机理,归纳基因突变的概念、原因、时间、实质、特点和意义。(生命观念、科学思维、社会责任)
2、分析癌症的发病机理与基因突变的关系,关注癌症的治疗和预防(生命观念、科学思维、社会责任)
3、说出基因重组的类型、发生时间、意义。(生命观念)
【教学重难点】
1、教学重点:基因突变和基因重组,细胞癌变的机理
2、教学难点:基因重组,细胞癌变的机理
【教学过程】
进行有性生殖的生物,在形成配子的过程中,要进行染色体的复制,实质是遗传物质DNA的复制。碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性,使亲子代间的遗传信息保持一致。
遗传信息复制的过程中,会不会出错呢?
一、基因突变的实例
1、实例1:镰状细胞贫血
(1)镰状细胞贫血症的危害
正常红细胞:中央微凹的圆饼状
镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。
(2)患病原因
直接原因:血红蛋白异常(组成血红蛋白分子的肽链上,发生了氨基酸的替换,谷氨酸被缬氨酸取代)。
根本原因:基因突变,碱基对由T/A替换成A/T。
碱基的替换可以导致基因的改变,从而引起所编码的蛋白质的改变。若编码蛋白质的基因序列发生碱基的增添或缺失,也会导致蛋白质结构的改变,从而引起性状的改变。
注意:由于密码子的简并性,碱基对的替换不一定引起蛋白质的改变。
2、基因突变的概念
D NA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变(gene mutatin)。
3、基因突变对后代的影响(基因突变不一定遗传给后代)
(1)若发生在配子中,将传递给后代。
(2)若发生在体细胞中,一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变,可以通过无性生殖遗传。
4、实例2:细胞的癌变
(1)癌细胞的特征
能够无限增殖,形态结构发生显著变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移,等等。
(2)细胞癌变的机理
原癌基因和抑癌基因
原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。
抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
(3)治疗和预防
癌症早期,患者往往不表现出任何症状,因而难以及时发现;癌症晚期,目前还缺少有效的治疗手段。致癌因子是导致癌症的重要因素,要避免癌症的发生,在日常生活中应远离致癌因子,选择健康的生活方式。
三、基因突变发生的原因、时间、实质、特点和意义
1、基因突变的原因
(1)外界因素:
物理因素:如紫外线、X射线;
化学因素:如亚硝酸、碱基类似物;
生物因素:如某些病毒
(2)内部因素:DNA复制偶尔发生错误。
2、发生时间:生命过程的任何阶段都可能发生,但主要发生在DNA复制时(减数分裂Ⅰ前的间期和有丝分裂前的间期,DNA书螺旋结构解开,稳定性下降,易受外因干扰而发生复制的差错)
3、实质:基因突变使一个基因变成它的等位基因
4、基因突变的特点
①普遍性②随机性③不定向性④低频性⑤多害少利性
5、基因突变的意义
(1)对生物体的意义:
①大多有害:破坏生物体与现有环境的协调关系。
②个别有利:如植物的抗病性突变、耐旱性突变等。
③中性突变:既无害也无益,如有的基因突变不会导致新的性状出现。
(2)对进化的意义:
①产生新基因的途径。
②生物变异的根本来源。
③为生物的进化提供了丰富的原材料。
四、基因重组
1、概念
在生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
2、类型
自由组合型:减数分裂Ⅰ后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合
互换型:减数第一次分裂前期,同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体交换而发生重组
3、意义
(1)意义:是生物变异的来源之一,对生物的进化具有重要意义。
(2)理由:有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样化的子代,其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合,因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。
4、基因突变和基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
变异
本质
基因分子结构发生改变
基因的重新组合
发生
时期
一般发生在有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期
减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期
适用
范围
所有生物
进行有性生殖的真核生物
结果
产生新基因
产生新基因组合,不产生新基因
意义
生物变异的根本来源,为生物进化提供原材料
生物变异的重要来源
应用
诱变育种
杂交育种
联系
通过基因突变产生新基因(原基因的等位基因),为基因重组提供两对或两对以上的等位基因,是基因重组的基础
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