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基因突變和基因重組一、教學(xué)目標(biāo)1.舉例說(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。2.舉例說(shuō)出基因重組。3.說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。4、舉例說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):1、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。2、基因突變的概念及特點(diǎn)。3、基因突變的原因。難點(diǎn):1、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。2、基因突變和基因重組的意義。三、板書設(shè)計(jì): 一、基因與性狀的關(guān)系 二、基因突變 三、基因重組四、教學(xué)過(guò)程:導(dǎo)入:1.水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長(zhǎng)一些。2.這兩種形態(tài)的葉,其細(xì)胞的基因組成應(yīng)是一樣的。3.為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同,而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)?一、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生閱讀,得出結(jié)論。(基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這里要注意充分運(yùn)用兩類遺傳現(xiàn)象的實(shí)例來(lái)說(shuō)明。一類是類似豌豆的圓粒與皺粒、白化病和侏儒癥等實(shí)例,說(shuō)明基因通過(guò)控制酶或激素的合成來(lái)控制細(xì)胞代謝過(guò)程,從而控制生物性狀;另一類是類似囊性纖維病、鐮刀型貧血癥等實(shí)例,說(shuō)明基因通過(guò)控制結(jié)構(gòu)蛋白的合成,從而直接控制性狀。以上分析綜合如下圖。由此可見,基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。)(1)基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀,如白化病等。(2)基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀,如鐮刀型細(xì)胞貧血等。提示:此題旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)基因與生物的性狀并非簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。(最后,教師再通過(guò)“人的身高”這一事例,說(shuō)明在自然界中,不僅存在單基因?qū)π誀畹目刂?,而且存在多基因?qū)π誀畹目刂疲约碍h(huán)境對(duì)性狀的影響等。)提示:此題旨在引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地評(píng)價(jià)基因決定論的觀點(diǎn),認(rèn)識(shí)到性狀的形成往往是內(nèi)因(基因)與外因(環(huán)境因素等)相互作用的結(jié)果。1.提示:翅的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng),而酶是在基因指導(dǎo)下合成的,酶的活性受溫度、ph等條件的影響。2.基因控制生物體的性狀,而性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響。前面我們對(duì)遺傳問題進(jìn)行了學(xué)習(xí)、知道了主要的遺傳物質(zhì)是dna,控制生物性狀遺傳的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是基因,以及遺傳的三個(gè)基本定律和伴性遺傳。可見遺傳的問題很復(fù)雜。那么,變異呢?也同樣如此。在豐富多彩的生物界中,蘊(yùn)含著形形色色的變異現(xiàn)象。今天,我們就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。一、基因突變問1】鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳病?(教師簡(jiǎn)介鐮刀型細(xì)胞貧血癥)問2】大家回顧一下,什么叫基因?基因的分子結(jié)構(gòu)如何?出示基因結(jié)構(gòu)變化示意圖,對(duì)圖講解。強(qiáng)調(diào)基因結(jié)構(gòu)不管按以上的哪一種情況變化,歸根結(jié)底都是堿基的排列順序發(fā)生了改變,從而改變了遺傳信息,引起生物性狀的變異。由于dna分子中發(fā)生的堿基對(duì)的增添、缺失或改變,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變,叫基因突變?;蛲蛔兪侨旧w的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變,基因突變使一個(gè)基因變成它的等位基因,且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型變化。那么,基因突變是如何產(chǎn)生的呢?是由基因突變引起的一種遺傳病,是由于基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變產(chǎn)生的。1.學(xué)生閱讀后回答2.基因是有遺傳效應(yīng)的dna片段,基因中的脫氧核苷酸排列順序(堿基順序)就代表遺傳信息。不同的基因,脫氧核苷酸的排列順序(堿基順序)不同。問:基因突變作為生物變異的重要來(lái)源,它有哪些特點(diǎn)呢?【強(qiáng)調(diào)】自然條件下發(fā)生的基因突變叫做自然突變,人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變叫做誘發(fā)突變?;蛲蛔兛梢园l(fā)生在體細(xì)胞中,也可以發(fā)生在生殖細(xì)胞中。在高等生物里,大約10萬(wàn)到1億個(gè)生殖細(xì)胞中才會(huì)有一個(gè)發(fā)生基因突變??梢娡蛔兤鋵?shí)也是不容易發(fā)生的?!練w納】普遍性隨機(jī)性稀有性有害性 不定向性基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑,是生物變異的根本來(lái)源,是生物進(jìn)化的原材料。學(xué)生閱書后,由學(xué)生回答教師穿插其中講解。三、基因重組問:什么叫基因重組?基因重組產(chǎn)生的根本原因是什么?舉例說(shuō)明【強(qiáng)調(diào)】這里必須注意到,基因重組只是生物個(gè)體的基因型發(fā)生了改變,出現(xiàn)了親代沒有的新的基因組合,而基因本身的結(jié)構(gòu)并沒有改變?;蛑亟M是指生物進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中,控制不同性狀的基因的重新組合基因重組產(chǎn)生的根本原因主要有兩方面,一方面是由于基因的自由組合,即控制兩對(duì)或兩對(duì)以上相對(duì)性狀的等位基因,位于兩對(duì)或兩對(duì)以上同源染色體上,該生物個(gè)體在減數(shù)分裂形成配子時(shí),非同源染色體上的非等位基因間的自由組合。另一方面是由于位于同源染色體上的原來(lái)連鎖在一條染色體的非等位基因, 在減數(shù)分裂第一次分裂的前期,復(fù)制后的同源染色體聯(lián)會(huì)后,非姐妹染色單體之間由于交叉而交換,基因也隨著交換。上述二種原因,都能形成基因的重組,而新的重組基因類型又導(dǎo)致了不同相對(duì)性狀的重組,使后代產(chǎn)生變異?;蛑亟M是通過(guò)有性生殖來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如果兩個(gè)親本的雜合性越高、遺傳物質(zhì)的差距越大,基因重組的類型就越多,后代產(chǎn)生的變異也就越多。以豌豆為例,當(dāng)具有10對(duì)相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交時(shí),如果只考慮基因的自由組合(l0對(duì)等位基因位于10對(duì)同源染色體上)所引起的基因重組, 可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。四、總結(jié):生物的變異,根據(jù)生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)是否改變,分為可遺傳變異和不可遺傳變異兩類??蛇z傳變異中的基因突變,是基因分子結(jié)構(gòu)的改變。是在一定的外界條件或者生物內(nèi)部因素的作用下,使得dna分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變,結(jié)果是基因中的脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變,最終導(dǎo)致原來(lái)的基因變?yōu)樗牡任换?。基因突變不同于基因重組,基因重組是基因的重新組合,產(chǎn)生了新的基因型,基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變,產(chǎn)生了新的基因,產(chǎn)生了新的遺傳物質(zhì)。因而基因突變是生物產(chǎn)生變異的根本原因、為生物進(jìn)化最供了最初的原材料?;蛑亟M是通過(guò)有性生殖過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如果兩個(gè)親本的雜合性越高、遺傳物質(zhì)差距越大,基因重組的類型就越多,后代產(chǎn)生的變異就越多。因而基因重組為生物
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