基因突變和基因重組導(dǎo)學(xué)案

1、四、教學(xué)難點(diǎn)：基因突變和基因重組的意義5.1 基因突變和基因重組導(dǎo)學(xué)案制作人：劉軍 審核：高二生物備課組 使用班級： 組別：制作時間： 2011 。9 、3 審核時間 2011 、9 、5使用時間 ：一、使用說明 ：是生物遺傳物質(zhì)改變的主要方式 是下一節(jié)進(jìn)化的基礎(chǔ)課 前充分預(yù)習(xí)課本 在課本上做好勾畫 認(rèn)真完成好練習(xí)二、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1. 舉例說明基因突變的特點(diǎn)和原因2. 舉例說出基因重組3. 說出基因突變和基因重組的意義三、教學(xué)重點(diǎn) ：1. 念及特基因突變的概點(diǎn)2. 基因突變的原因五、教學(xué)過程：引入：1910 年，一位美國黑人青年由于發(fā)燒和肌肉疼痛到醫(yī)院看病，醫(yī)生 檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當(dāng)時人們尚未認(rèn)

2、識的一種特殊的貧血病 鐮刀型細(xì) 胞貧血癥。我們知道，正常人的紅細(xì)胞是圓餅狀的，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥 患者的紅細(xì)胞卻是彎曲鐮刀狀的。這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性 貧血，嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。這種病是怎樣形成的呢？（一）、基因突變的實(shí)例閱讀以下材料并討論：1928 年，人們發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者能將這種病遺傳給下一代，并 且發(fā)現(xiàn)該病是一種常染色體上的隱性遺傳病。1949 年，美國化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白， 分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明 顯不同，鮑林推測鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。 經(jīng)過分析，鮑林認(rèn)為鐮刀型細(xì)胞貧血癥

3、是一種分子病。1956 年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白 在相同條件下切成肽段，通過電泳對二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個肽段的位 置不同。這段有區(qū)別的肽段的氨基酸順序參見教科書圖 5-2 。問題：1. 人們怎樣理解鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種遺傳病的？2. 從圖 5-2 中我們可以看出正常肽鏈中的一個氨基酸發(fā)生了突變。 氨基酸 的密碼子是由 DNA 分子決定，由此可以推測相應(yīng)的 DNA 分子的堿基片斷 發(fā)生了什么樣的變化？對比正常氨基酸和異常氨基酸的密碼子。3. 一個堿基的變化生物的性狀就一定會發(fā)生變化嗎？試著翻譯 “問題探討 ” 的句子。由以上我們可以看出，堿基的替換可導(dǎo)致基因

4、的改變，從而引起所編碼的 蛋白質(zhì)的改變，那么堿基的增添、缺失也可以引起編碼蛋白質(zhì)的改變。這 種由 DNA 分子中發(fā)生堿基對的 、 和 ，而引起的基因結(jié)構(gòu) 的改變，叫 ?；蛲蛔?nèi)舭l(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代，若在體細(xì)胞中，般不能遺傳（ 二）、基因突變的原因和特點(diǎn)原因：外因 1. 物理因素： 2. 化學(xué)因素： 3. 生物因素： 內(nèi)因：DNA 復(fù)制過程中基因內(nèi)部脫氧核苷酸的種類、 數(shù)量或排列順序發(fā)生局部的改變，從而改變了遺傳信息。特點(diǎn)：1. 2. 3.意義：基因突變是 ，是生物變異的 ，是生物進(jìn)化的 。三）、基因重組新組合。1. 基因重組是指在進(jìn)行 的過程中，控制不同性狀的 的 。2.

5、基因重組的原因：減數(shù)分裂形成配子時，非同源染色體上的非等位基因 進(jìn)行了自由組合。基因重組通過有性生殖過程來實(shí)現(xiàn)的。有絲分裂過程不 能發(fā)生基因重組。人工條件下的基因重組技術(shù) 基因工程，定向的改變了生物體的基因型。3. 基因重組的意義基因重組也是 的來源之一，對生物的 也具有重要的意義。（四）、記憶節(jié)節(jié)清：1. 基因突變： DNA 分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的 基因結(jié)構(gòu)的改變。突變原因：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。2. 基因突變的特點(diǎn)：自發(fā)產(chǎn)生、普遍存在；隨機(jī)的、不定向的；頻率 低。3. 基因重組：生物體進(jìn)行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因的重4. 基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，

6、是生物變異的根本來源，是生物進(jìn) 化的原始材料。5. 基因重組也是生物變異的來源之一，對生物進(jìn)化也具有重要的意義。（五）習(xí)題鞏固：1. 下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是（ ）A. 在自然條件下，基因突變頻率是很低的B. 基因突變是遺傳物質(zhì)改變引起的C. 基因突變能產(chǎn)生新的基因D. 人工誘導(dǎo)的基因突變都是有利的2. 進(jìn)行有性生殖的生物，下代和上代間總是存在著一定差異的主要原因 是（ ）A. 基因重組 B. 基因突變 C. 可遺傳的變異 D. 染色體變異3. 若生物體的 DNA 分子增加或減少一個堿基，這種變化是（ ）A. 細(xì)菌轉(zhuǎn)化 B. 基因的自由組合 C. 基因突變 D. 等位基因分離4. 基

7、因突變常發(fā)生在細(xì)胞周期的（ ）A. 分裂間期 B. 分裂期前期 C. 分裂期后期 D. 在分裂期的各期均 有可能5. 人發(fā)生鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因在于突變，其突變方式是（ ）A. 增添或缺失某個堿基對 B. 堿基發(fā)生替換改變C. 缺失一小段 DNAD. 增添一小段 DNA6. 在北京培育出的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的只有 3.5 公斤，當(dāng)引種到 拉薩后，由于晝夜溫差大，日照時間長，葉球可重達(dá) 7 公斤左右，但再引 種回北京后，葉球又只有 3.5 公斤，從甘藍(lán)引種過程可以看出（ ）A. 甘藍(lán)具有遺傳性，而不具有變異型B. 僅由環(huán)境條件引起的變異不能遺傳C. 環(huán)境的改變可引起生物產(chǎn)生可遺傳的變異

8、D. 甘藍(lán)在生殖過程中無基因重組發(fā)生7. 一株世代都是開紅花的植物，在一次突然性冰凍后，有一個枝條上出現(xiàn) 一朵白花，白花授粉后代所結(jié)的種子在種下去長成的植株都開白花。試分 析該白花是來自于 ，其原因是 ，使發(fā)育成該花芽的細(xì)胞在 時發(fā)生差錯，從而使 的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。 （20XX 年浙江題）8. 將生物隨飛船帶入太空，可進(jìn)行多項(xiàng)科學(xué)研究。如植物種子經(jīng)太空返回地面后種植，往往能得到新的變異特性。這種變異的來源主要是植物種子經(jīng)太空中的 輻射后，其 發(fā)生變異。現(xiàn)一般把這種育種方式稱為。試舉出這種育種方式的一個優(yōu)點(diǎn)： 。蛋白質(zhì)正常異常氨基酸谷氨酸纈氨酸mRNAGAA（）DNACTT（）GAAGTA9

9、. 人類血紅蛋白由 574個氨基酸按一定順序、一定結(jié)構(gòu)組成特定的蛋白質(zhì)，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥病人的血紅蛋白中有573 個氨基酸與正常人一樣，只有第四條肽鏈上的第六個氨基酸谷氨酸被纈氨酸所代替，從而改變 了血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和特征 缺氧時紅細(xì)胞由圓餅狀變?yōu)殓牭稜?。試分?右圖并回答：（1 ）圖中的代表 ，的堿基組成是 ，纈氨酸的密碼子 是 。（2 ）DNA 由正常變?yōu)楫惓Ｊ怯捎谠?過程中，可能由于各種原因發(fā)生差錯，使 發(fā)生局部改變，從而改變了 。（3）經(jīng)科學(xué)家研究，鐮刀型細(xì)胞貧血癥是常染色體隱性基因所致。設(shè)正 常人的基因型為 HH ，則患者的基因型為 ，H 基因的堿基組成中有 ，h 基因的堿基組成中則

10、是 。患者和正常人婚配生了 個正常后代，其基因型是 。（4）通過以上圖解和分析， 充分說明了 DNA 分子上 就會導(dǎo)致生物的 改變。（5 ）目前對人類遺傳病還沒有有效的治療手段， 人們寄希望于 21 世紀(jì)生 物技術(shù)的突破來解決，你認(rèn)為要治療人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥主要依賴下面 哪項(xiàng)生物工程？（ ）A 基因工程 B 細(xì)胞工程 C 發(fā)酵工程 D 酶工程（六）、知識拓展：1. 基因重組與基因突變的區(qū)別：基因重組是在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新 組合。只能產(chǎn)生新的基因型，不能產(chǎn)生新的基因。而基因突變產(chǎn)生的是新 基因。基因突變導(dǎo)致原來的基因變?yōu)樗牡任换?。基因突變?nèi)绻l(fā)生在 性細(xì)胞，突變基因就會通過受精作用而傳給下一代， 如果發(fā)生在體細(xì)胞中， 則只影響當(dāng)代，不向下一代傳遞。基因突變是生物變異的根本來源和生物進(jìn)化的重要因素。2. 人工誘變育種在育種上的應(yīng)用基因突變能產(chǎn)生新的基因，從而提供可供選擇的新的性狀。利用基因突變 育種是改造生物的重要途徑。（ 1 ）誘變育種是改造生物性狀變異的重要途徑。目前常用的有：一 用各種射