基因突變與基因重組

1、基因突變與基因重組一、知識(shí)結(jié)構(gòu)二、教材分析1.本節(jié)在引言部分，指出生物的變異具有普遍性，變異可以分為可遺傳變異和不遺傳變異，可遺傳的變異有三種來源。2.本小節(jié)介紹了基因突變的概念、意義和特點(diǎn)，人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用，以及基因重組的概念和意義。教材從實(shí)例引入基因突變的概念，是為了便于學(xué)生理解抽象的概念。在介紹基因突變的普遍性、隨機(jī)性、 自然突變率低、 有害性和不定向性等特點(diǎn)時(shí)，教材也舉了具體的實(shí)例。旁欄設(shè)置的思考題和小資料，也有助于學(xué)生加深對(duì)基因突變特點(diǎn)的理解。人工誘變?cè)谟N上有重要用途， 教材通過介紹我國(guó)在誘變育種方面取得的成就， 對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。3.教材在學(xué)生已知的知識(shí)基礎(chǔ)上，介紹了

2、兩種常見的基因重組。以基因的自由組合引起的基因重組為例，闡述了基因重組對(duì)于生物進(jìn)化的重要意義。教材還把重組 DNA 技術(shù)作為小字內(nèi)容， 安排在基因重組的正文之后， 以擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生能夠多了解一些先進(jìn)的生物技術(shù)。4.本節(jié)內(nèi)容可為第七章生物的進(jìn)化中有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。基因重組的內(nèi)容需要本章第二節(jié)中的自由組合定律與連鎖和交換定律的有關(guān)內(nèi)容作基礎(chǔ)。三、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)： (1)人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用(A: 知道 )； (2)基因突變的概念、特點(diǎn)和意義(B:識(shí)記)； (3)基因重組的概念和意義(B:識(shí)記 )。2.能力目標(biāo)：通過對(duì)課本中實(shí)例的分析，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的邏輯推理能

3、力。四、重點(diǎn)·實(shí)施方案1.重點(diǎn)： (1)基因突變的概念和特點(diǎn)；(2)基因重組的概念。2.實(shí)施方案： (1)通過實(shí)例加深學(xué)生對(duì)概念的理解； (2)讓學(xué)生在課前搜集有關(guān)在誘變育種上取得的成就，進(jìn)一步突出重點(diǎn)內(nèi)容。五、難點(diǎn)·突破策略1.難點(diǎn)：基因突變的概念。2.突破策略： 通過舉例放映有關(guān)的投影和錄像的方法，讓學(xué)生對(duì)抽象的概念有一個(gè)具體的理解。六、教具準(zhǔn)備：投影片、錄像片、投影儀、錄像機(jī)、多媒體設(shè)備。七、學(xué)法指導(dǎo)： 本小節(jié)內(nèi)容為抽象，在教學(xué)過程中應(yīng)采用師生互動(dòng)，通過實(shí)例舉證來理解抽象概念和特點(diǎn)。八、課時(shí)安排：2 課時(shí)-第一課時(shí)一 教學(xué)程序?qū)а栽谇懊嫖覀儗W(xué)習(xí)了生物的遺傳問題:了解了

4、性狀為什么會(huì)遺傳以及性狀在向后代遺傳時(shí)所要遵循的規(guī)律特點(diǎn)。知道了性狀是由遺傳物質(zhì)決定的。性狀的表現(xiàn)除了與遺傳物質(zhì)有關(guān)外，還與外界條件有關(guān)。而且性狀由親代傳遞給子代時(shí)，或多或少都會(huì)存在差異，這就是生物的變異。那么生物的變異又是如何產(chǎn)生的呢?又有什么特點(diǎn)呢?今天我們就來學(xué)習(xí)生物的變異 的有關(guān)教學(xué)內(nèi)容。二 教學(xué)目標(biāo)達(dá)成過程1.播映投影片 :上圖是一個(gè)普通的玉米種子在萌發(fā)長(zhǎng)成植株的過程中，水、肥、光特別充足， 所結(jié)種子大而飽滿，但這樣的種子種下去，結(jié)出的是普通種子。下圖是太空椒 (普通青椒種子遨游過太空后培育而成)與普通青椒對(duì)比，果實(shí)明顯增大，種植下去，仍然是肥大果實(shí)。2.質(zhì)疑 :(1)籽粒飽滿的種子

5、與普通種子相比，太空椒與普通青椒相比，性狀有明顯的差異，原因何在?(回答 :發(fā)生了變異 )(2)把子粒大而飽滿的種子種下去長(zhǎng)不出同樣好的種子，而是普通種子；把肥大的太空青椒籽種下去可以結(jié)出肥大的青椒。 這些現(xiàn)象說明什么問題 ?(回答 :生物的變異有的不能遺傳， 有的可以遺傳。 )3.從上述可以看出，生物的變異有這樣兩種類型:可遺傳的變異和不遺傳的變異。我們知道生物的表現(xiàn)型與基因型和外界環(huán)境條件有關(guān)。像玉米這樣， 子粒大而飽滿是由于水、肥和光充足引起的(也即由外界環(huán)境條件引起)，這種變異是不可遺傳的。而太空椒遨游過太空，宇宙輻射改變了其遺傳物質(zhì)，因而改變了其性狀，這個(gè)變異性狀是可遺傳的。可遺傳的

6、變異是生物變異的主要類型。它的來源主要由三個(gè)方面:基因突變、基因重組和染色體變異。4.組織學(xué)生觀看關(guān)于正常紅細(xì)胞的基因突變形成鐮刀型細(xì)胞貧血征的錄像。了解基因突變的概念、產(chǎn)生過程及導(dǎo)致生物變異的過程。觀看錄像的同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生思考以下問題:(1)正常紅細(xì)胞是什么形狀?有什么功能 ?答: 圓餅狀，運(yùn)輸氧的功能。(2)鐮刀型細(xì)胞貧血癥(HbS)的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，對(duì)功能的完成有沒有影響?答: 有。運(yùn)氧能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。5.投影鐮刀型細(xì)胞貧血癥 (HbS)病因的圖解， 師生共同探求正常紅細(xì)胞變成鐮刀型紅細(xì)胞的原因。控制血紅蛋白質(zhì)的DNA，上一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變，導(dǎo)致該基因脫氧核

7、苷酸的排列順序發(fā)生了改變， 導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變。因?yàn)榛蚩刂粕锏男誀睿?因此基因結(jié)構(gòu)改變最終導(dǎo)致控制血紅蛋白的性狀發(fā)生改變，紅細(xì)胞也就由圓餅狀變?yōu)殓牭稜睢?.組織學(xué)生討論， 引起基因結(jié)構(gòu)改變的原因除堿基對(duì)的替換外，還有哪些原因 ?(從 DNA 片斷考慮 )指導(dǎo)學(xué)生寫一 DNA 片斷 ,分析說明當(dāng) DNA中堿基對(duì)增加或減少時(shí)， 也會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而影響到性狀的表現(xiàn)。也就是說，DNA 堿基對(duì)的替換、增添和缺失均會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變， 即基因中脫氧核苷酸順序發(fā)生了改變，因而遺傳信息也隨之改變，通過轉(zhuǎn)錄、翻譯形成的蛋白質(zhì)也就發(fā)生了改變，性狀自然會(huì)發(fā)生改變。 可見， 基因結(jié)構(gòu)的改變會(huì)使生物發(fā)生變

8、異。也即基因突變?cè)斐缮锏淖儺悺?.教師指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)基因突變的概念。指出基因突變是染色的某一位點(diǎn)上基因的改變?；蛲蛔兪挂粋€(gè)基因變成它的等位基因，并且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型變化。因而會(huì)產(chǎn)生一些新性狀。 這些新性狀是生物從未有過的性狀，因此它是生物變異的根本來源，也為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。這就是基因突變的意義所在。8.放映“基因突變”的投影片(一 ):玉米高莖矮莖、普通羊短腿羊、正常人白化病、果蠅長(zhǎng)翅殘翅、家鴿羽毛白色灰紅色、正常棉花短果枝。放映“植物個(gè)體發(fā)育過程”的投影片(二)；放映“小鼠毛色變化與基因突變關(guān)系”的投影片(三 )。組織學(xué)生邊看投影片邊討論總結(jié)基因突變的特點(diǎn)。投影片 (一)

9、說明植物、動(dòng)物、人都可能發(fā)生基因突變，也即基因突變是普遍存在的。這種突變?cè)谧匀粭l件下發(fā)生的叫自然突變，在人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的叫誘發(fā)突變。投影片 (二)說明基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和生物體的任何細(xì)胞。而且突變發(fā)生越早， 表現(xiàn)部位越多； 反之則相反。 再有一條是只有生殖細(xì)胞的突變才會(huì)遺傳給后代。然后教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀P49 的內(nèi)容，得以結(jié)論:(1)基因突變率很低，且不同生物的基因突變率、同一種生物不同的基因突變率均不同。(2)基因突變絕大多數(shù)是有害的，但也有少數(shù)有利。這些涉及到生物與環(huán)境相適應(yīng)的問題。在此給學(xué)生可留一伏筆，為生物與環(huán)境一章打基礎(chǔ)。投影片 (三)說明基因突變是不定向的，

10、一個(gè)基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。但是，每一個(gè)基因的突變都只能限定在其相對(duì)性狀的范圍內(nèi)，不會(huì)超出限制。以上內(nèi)容總結(jié)起來就是基因突變的特點(diǎn)。三 教學(xué)目標(biāo)鞏固1.生物的變異有兩種:和。前者指。后者指。答案 :可遺傳的變異不遺傳的變異變異現(xiàn)象是由于生殖細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)的改變而引起的，能夠遺傳給后代變異現(xiàn)象是由于環(huán)境因素的影響造成的，并沒有引起生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的變化，因而不能夠遺傳下去2.可遺傳的變異有三種來源:、。答案 :基因突變基因重組染色體變異3.基因突變是指，通過基因突變使一個(gè)基因變成它的，并且通常會(huì)引起定的。答案 :染色體的某一位點(diǎn)上基因的改變等位基因表現(xiàn)型變化4.基因

11、突變的意義是答案 :生物變異的根本和主要來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料5.基因突變有以下特點(diǎn)：(1)； (2)； (3)；(4)；(5)答案 :普遍性隨機(jī)性低頻性多害少利性不定向性。四 布置作業(yè)* P46 復(fù)習(xí)題一，二、 1、 3，三、 1。五 總結(jié)這節(jié)課我們主要掌握的內(nèi)容有“基因突變的概念和基因突變的特點(diǎn)”?；蛲蛔兪怯捎贒NA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)改變?；蛲蛔兊奶攸c(diǎn)有: 普遍性、隨機(jī)性、突變率低、多害少利、不定向性。六 板書設(shè)計(jì)-第二課時(shí)一 教學(xué)程序?qū)а陨瞎?jié)課我們學(xué)習(xí)了“基因突變的概念、意義和特點(diǎn)”。明確“性狀變異是由于基因突變”。請(qǐng)大家回答基因突變具體有

12、哪些特點(diǎn)?(回答略 )放映投影片 :如棉花短果枝、雞腳葉，水稻矮桿、糯葉，果蠅的白眼、殘翅，人的白化病、色盲。這些基因突變?nèi)绻窃谧匀粭l件下發(fā)生的叫-自然突變； 在人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的叫-誘發(fā)突變。那誘發(fā)突變的人為條件是什么? 我們知道基因突變大多是有害的，為什么要人工誘發(fā)突變?這有什么用呢 ?今天我們接著來學(xué)習(xí)下面一個(gè)內(nèi)容-“人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用” 。二 教學(xué)目標(biāo)達(dá)成過程1.閱讀書 P44，劃出“人工誘變的概念”:人工誘變就是在人工條件下誘導(dǎo)基因發(fā)生突變。人工條件有兩種 :物理方法包括X 射線、紫外線、激光等；化學(xué)方法有亞硝酸、硫酸二乙酯等。應(yīng)用這些方法怎樣去處理生物使之發(fā)生基因突變呢?產(chǎn)

13、生的這些突變又有什么用呢 ?下面讓我們看一段錄像片， 這是我國(guó)科學(xué)工作者用人工方法處理農(nóng)作物發(fā)生基因突變的一段內(nèi)容?？戳虽浵衿?， 大家清楚了怎樣用各種射線和化學(xué)物質(zhì)去處理生物，也看到了生物突變的具體性狀的表現(xiàn)了。讓學(xué)生說明這些方法誘導(dǎo)基因突變有什么好處?回答 :可提高突變率，創(chuàng)造人類需要的突變類型，從中選育出優(yōu)良新品種。2.通過人工誘導(dǎo)方法培育出的農(nóng)作物新品種，具抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。例如， 黑龍江農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成黑農(nóng)五號(hào)大豆品種，含油量比原來的品種提高了 2.5，大豆產(chǎn)量提高了 16。大家看書P52 圖，太空椒就是利用宇宙空間強(qiáng)烈輻射而發(fā)生基因突變培育的新品種。人工

14、誘變不僅在農(nóng)作物育種上起作用，在微生物育種上也發(fā)揮了重要作用，如青霉素， 最初產(chǎn)量為 20 單位 mL，后經(jīng)人們多次用射線等綜合處理，目前產(chǎn)量已是5000060000 單位mL 了，可見人工誘變對(duì)生物育種起著巨大作用。因此我們研究基因突變確實(shí)有很重要的應(yīng)用價(jià)值。3.生物變異不只是由基因突變引起的，基因重組也會(huì)造成生物變異?；蛑亟M造成的生物變異是在什么情況下發(fā)生的呢?又有什么特點(diǎn)呢?接下來我們就來學(xué)習(xí)基因重組。什么是基因重組呢?基因重組是控制不同性狀的基因重新組合。 關(guān)于基因重組我們?cè)谇懊鎸W(xué)習(xí)自由組合定律和連鎖定律時(shí)已經(jīng)接觸過這方面的知識(shí)。請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，黃色圓粒與綠色皺粒作親本雜交，產(chǎn)生后

15、代的過程。放映投影片 :讓學(xué)生看投影并分析:F2 中除黃色圓粒、綠色皺粒外，還有兩種親本所沒有的新性狀：黃色皺粒、綠色圓粒， 這兩種性狀與親本相比是不是變異性狀?(是)它們又是如何產(chǎn)生的呢?(在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，控制不同性狀的基因自由組合形成的。)讓學(xué)生畫出以上過程的染色體圖，總結(jié)出:基因重組可以發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子非同源染色體上的非等位基因的自由組合。F1接著回憶果蠅的灰身長(zhǎng)翅和黑身殘翅雜交，其子一代雌性個(gè)體測(cè)交后代的表現(xiàn)型的遺傳過程。放映投影片 :分析說明 :測(cè)交后代有兩種類型是親本所沒有的：灰身殘翅和黑身長(zhǎng)翅。這兩種變異的性狀是由于控制不同性狀的基因進(jìn)行交換、 重新組合的結(jié)果。 這種

16、情況也屬于基因重組， 它發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期， 是由于同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了局部互換而造成控制不同性狀的基因重新組合。4.以上是基因重組的兩種類型， 我們可以看到這兩種類型的基因重組都是在有性生殖過程中實(shí)現(xiàn)的。在有性生殖過程中， 由于父本和母本遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)不同， 當(dāng)兩者雜交時(shí)，基因重新組合，就使子代產(chǎn)生了變異，這就是基因重組造成的變異。5.閱讀課本P45，指導(dǎo)學(xué)生討論分析:由基因重組引起的變異有什么特點(diǎn)?(非常豐富 )為什么?(回答：父本和母本遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)不同，自身雜合性越高，二者遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)相差越大，基因重組產(chǎn)生的差異可能性也就越大。)課本上介紹 :具有 10 對(duì)相對(duì)性狀

17、的親本進(jìn)行雜交時(shí)，如只考慮自由組合引起的基因重組，F(xiàn)2就可能出現(xiàn) 210=1024 種表現(xiàn)型。而在生物體內(nèi)尤其是在高等動(dòng)植物體內(nèi)控制性狀的基因數(shù)目是非常巨大的， 由同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換引起的基因重組在自然界中也十分常見。如果把這些因素都考慮在內(nèi)，那么生物通過有性生殖產(chǎn)生的變異就更多了。豐富多彩的變異形成了生物多樣性的重要原因之一。因此對(duì)生物進(jìn)化具有十分重要的意義。三 教學(xué)目標(biāo)鞏固1.人工誘變是指。答案 :在人工條件下誘導(dǎo)基因發(fā)生突變2.人工誘變的條件有哪些?。答案 :有兩種。物理方法包括X 射線、紫外線、激光等；化學(xué)方法有亞硝酸、硫酸二乙酯等。3.基因重組是指，它是通過過程實(shí)現(xiàn)的，主要有和兩種類型。答案 :控制不同性狀的基因重組合有性生殖自由組合交叉互換4.舉出幾個(gè)基因重組引起生物變異的例子。答案 :略。5.玉米的非糯性、糯性分別由基因W、 w 控制，基因型為WW 的玉米經(jīng)輻射處理后，變成為 Ww 基因型的玉米，這種變異屬于，這種培育新品種的方法稱為，其優(yōu)點(diǎn)是。答案 :基因突變誘變育種提高突變率，創(chuàng)造新類型，培育新品種6.下列變異中，屬于基因突變的是()人類的色盲無籽西瓜果蠅的白眼小黑麥無籽番茄棉花中的短果枝A.B.C.D.答案 :B四 布置作業(yè)P46 復(fù)習(xí)題 :二、 2、4三、 2。五 總結(jié)我們用兩課時(shí)學(xué)習(xí)了可遺傳變異的來源中的兩種:基因突變和基因重組。知