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第第10頁271生物學(xué)習(xí)設(shè)計與指導(dǎo)第九單元基因突變及其他變異第九單元基因突變及其他變異—結(jié)合實例,分析各變異類型3000萬~4500萬年前,一個紅色視覺基因OPN1LW在復(fù)制時突變?yōu)榫G色視覺基因OPN1MW,其敏感的波長從紅色移動到了綠色,于是人類從原始的祖先紅藍雙色視覺,變成了我們現(xiàn)在的真彩色,靠著它,我們眼睛可分辨的色彩終于從1萬種激增到100萬種。而且因為兩個基因具有非常相似的序列,OPN1LW易與OPN1MW發(fā)生基因重組,導(dǎo)致各種視力問題,例如紅綠色盲。那么什么是基因突變和基因重組呢?基因突變和基因重組是如何發(fā)生的?除此之外染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)會不會發(fā)生改變呢?你還知道哪些人類遺傳???又該如何檢測和預(yù)防?一、單元學(xué)習(xí)主題(一)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合實例,說出突變和基因重組的類型,總結(jié)出各自的特點以及發(fā)生時期。2.分析太空育種、矮抗小麥、三倍體無籽西瓜的培育過程,總結(jié)基因突變、基因重組和染色體變異對生物性狀的影響,闡明可遺傳的變異是可以遺傳的。3.構(gòu)建染色體變異模型,能從染色體組的角度判斷單倍體、二倍體和多倍體。4.從變異的角度分析癌癥等常見疾病的病因及其檢測和預(yù)防措施。(二)單元學(xué)習(xí)計劃學(xué)習(xí)內(nèi)容課時內(nèi)容要求整體認知2結(jié)合271BAY《學(xué)習(xí)設(shè)計與指導(dǎo)》中的單元整體認知研讀教材,查閱271BAY中資源,形成自己的認知,嘗試初步構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)。核心知識基因突變及基因重組2說出基因突變的概念、原因、特點和意義??偨Y(jié)基因突變和基因重組對生物性狀的影響。染色體變異2說出染色體變異的類型,總結(jié)染色體組數(shù)目和生物倍體的判斷方法以及多倍體育種的原理及優(yōu)缺點。(三)單元學(xué)習(xí)評價學(xué)習(xí)目的評價量規(guī)等級整體認知能說出突變和基因重組的概念、類型、發(fā)生時期及意義。★能較好的完成271BAY中關(guān)于整體認知的階段性評價★★能結(jié)合認知情況用思維導(dǎo)圖的形式初步構(gòu)建出本單元的知識結(jié)構(gòu)★★★基因突變及基因重組了解太空番茄的獲得過程,說出基因突變的概念、原因、特點和意義。★畫出減數(shù)分裂過程中基因重組的兩種類型圖,能夠借助減數(shù)分裂模型,闡釋基因重組的結(jié)果和意義?!铩飶淖儺惤嵌冉鉀Q生產(chǎn)實際問題★★★染色體變異利用合適材料構(gòu)建染色體組的模型,總結(jié)染色體組數(shù)目和生物倍體的判斷方法?!锓治鋈扼w無籽西瓜育種方案,總結(jié)多倍體育中的原理及優(yōu)缺點?!铩锒?、單元學(xué)習(xí)內(nèi)容(一)單元整體認知:依據(jù)教材與271BAY中的資源,來理解以下核心內(nèi)容1.基因突變的實例、概念、意義以及引起基因突變的因素。2.基因重組發(fā)生的時期、類型、意義。3.染色體變異的類型,染色體組、二倍體、多倍體、單倍體。
多倍體育種和單倍體育種的原理、過程。(二)單元學(xué)習(xí)活動第一學(xué)時:基因突變和基因重組學(xué)習(xí)目標(biāo):1.研讀文本,說出基因突變和基因重組的概念﹑總結(jié)出各自的特點以及發(fā)生時期。2.分析太空育種和矮抗小麥培育過程,總結(jié)基因突變和基因重組對生物性狀的影響。3.從變異的角度分析癌癥發(fā)生的原因以及預(yù)防措施。學(xué)習(xí)任務(wù):分析太空育種和矮抗小麥的培育過程通過分析太空育種實例,設(shè)計雜交育種實驗過程,來認知基因突變和基因重組各自的概念、發(fā)生時期,總結(jié)各自的特點及意義,進而歸納兩個育種方式的優(yōu)缺點。學(xué)習(xí)活動1:分析太空育種過程,總結(jié)基因突變的特點及意義1987年8月5日我國發(fā)射的第9顆返回式衛(wèi)星首次搭載了青椒、小麥、水稻等一批種子,開始了我國太空育種的嘗試。經(jīng)過太空育種的青椒、番茄、黃瓜、水稻等作物,高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病性強。然而,太空育種也存在很多的問題,突變頻率仍然較低,有的能“蛻變”成更優(yōu)良的品種,有的則因變異而死亡,并且變異的方向和性質(zhì)很難控制。因此提高誘變效率,迅速鑒定、篩選突變體以及探索定向誘變的途徑,是當(dāng)前研究的重要課題。思考:1.分析資料中太空育種的實例,總結(jié)基因突變的特點及其對生物的意義。
2.番茄基因中的堿基受到太空輻射發(fā)生了替換、缺失或增添,番茄的性狀是否一定會發(fā)生改變,請作出解釋。
學(xué)習(xí)活動2:分析“矮抗58”小麥培育過程機遇總是垂青有準(zhǔn)備的人,被人稱為“麥爸”的茹振鋼,是中國小麥育種領(lǐng)域的重大貢獻者,他培育出的優(yōu)良品種“矮抗58”以其高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等特性,被稱為“黃淮海第一麥”。一粒種子可以改變一個世界,茹振鋼說,“美國在玉米雜交育種上掌握了話語權(quán),袁隆平院士在水稻雜交育種上占領(lǐng)了制高點,我們要在雜交小麥上搶得先機!”。思考:“矮抗58”有抗倒伏抗病的特性,現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥品系(AABB)和矮稈不抗銹病的小麥品系(aabb),如何培育“矮抗”小麥?以AaBb基因型為例,畫出減數(shù)分裂過程中基因重組的兩種類型,并分析基因重組對生物性狀造成的影響。遷移提升:癌癥發(fā)生的一個重要機制是基因突變,然而幾十年的研究告訴我們,突變本身是不足以使正常細胞變成癌細胞的,細胞命運還受到表觀遺傳和代謝狀態(tài)以及組織環(huán)境的多重影響。另一個革命性的最新發(fā)現(xiàn)是,隨著年齡的增長或發(fā)生慢性組織損傷(如紫外線長期照射皮膚、長期吸煙和飲酒等)時,為正常細胞增加了癌癥發(fā)展的可能性。請從基因突變的角度分析癌癥能否遺傳,并解釋其中原因,結(jié)合以上分析總結(jié)預(yù)防癌癥的具體措施。學(xué)時評價:評價內(nèi)容評價量規(guī)自我評價基因突變和基因重組的概念、特點、發(fā)生時期、結(jié)果及意義★★闡明太空育種和雜交育種的原理、方法及優(yōu)缺點★★★分析癌癥的發(fā)病原因及預(yù)防癌癥措施★★★★第二學(xué)時:染色體變異學(xué)習(xí)目標(biāo):1.研讀文本,說出染色體變異的類型,說明其對生物性狀的影響。2.構(gòu)建染色體變異模型,總結(jié)染色體組數(shù)的判斷方法。
3.從染色體變異的角度分析如何檢測和預(yù)防人類遺傳病。學(xué)習(xí)任務(wù):總結(jié)染色體組數(shù)的判斷方法通過分析多倍體的育種過程,設(shè)計三倍體無籽西瓜的培育方案,來認知染色體變異的概念、實質(zhì)以及對生物體性狀的影響。學(xué)習(xí)活動3:構(gòu)建染色體變異模型我們平時食用的無子西瓜是三倍體。普通西瓜為二倍體植物,即體內(nèi)有2個染色體組(2N=22),用秋水仙素處理其幼苗,誘導(dǎo)二倍體西瓜植株成為四倍體(4N=44),這種四倍體西瓜能正常開花結(jié)果,種子能正常萌發(fā)成長。用四倍體的植株做母本,二倍體的植株做父本,雜交獲得三倍體無子西瓜。思考:1.三倍體無籽西瓜富含葡萄糖、果糖、蔗糖、膳食纖維、鈣、磷、谷氨酸、瓜氨酸等營養(yǎng)物質(zhì),請用文字和箭頭簡要表示無子西瓜培育的過程,總結(jié)多倍體育種的原理及優(yōu)缺點。2.請用卡紙、磁力棒等材料構(gòu)建含有兩個、三個、四個染色體組的細胞模型,總結(jié)染色體組數(shù)目和生物體倍型的判斷方法。3.除了染色體數(shù)目變異,還有染色體結(jié)構(gòu)變異,對比分析染色體結(jié)構(gòu)變異中易位和交叉互換之間的區(qū)別。遷移提升:人類遺傳病是遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的而引起的疾病,紅綠色盲是一種常見的遺傳病,紅色基因和綠色基因在X染色體上緊密連鎖,而且在細胞分裂時兩個X染色體會發(fā)生不等交換(發(fā)生在聯(lián)會時略有參差的兩條染色體區(qū)段間的交換,其結(jié)果使一條染色體具有重復(fù),而另一條染色體具有缺失),導(dǎo)致缺乏光敏色素,顏色無法正常識別;而藍色的基因在7號染色體是常染色體遺傳,如果該基因的某些堿基發(fā)生替換、增添或缺失,就會導(dǎo)致缺乏藍色感光色素,那么所有跟藍色有關(guān)的顏色將無法正常識別。思考:1.上述材料中體現(xiàn)了哪些變異?從材料中總結(jié)這些變異的特點。2.我們應(yīng)如何調(diào)查它在社會上的發(fā)病方式和發(fā)病率?
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