基因突变与其他变异

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1、第五章 基因突变与其他变异第一节第一节 基因突变基因突变与基因重组基因重组 主备人：曹存叶主备人：曹存叶教学目标教学目标1.知识目标：知识目标： (1)人工诱变在育种上的应用(A: 知道)；(2)基因突变的概念、特点和意义(B:识记)；(3)基因重组的概念和意义(B:识记)。2.能力目标：能力目标：通过对课本中实例的分析，培养学生归纳总结的逻辑推理能力。教学重点教学重点(1)基因突变的概念和特点；(2)基因重组的概念和基因突变的原因。教学难点教学难点基因突变和基因重组的意义。 课时安排课时安排 1 课时课时教学过程教学过程 一、前提测评：1、生物的变异是如何产生的呢?2、生物的变异有什么特点呢

2、?二、精讲点拨：二、精讲点拨：一一基因突变的实例1、组织学生观看关于正常红细胞的基因突变形成镰刀型细胞贫血症的录像。了解基因突变的概念、产生过程及导致生物变异的过程。指导学生思考以下问题:(1)正常红细胞是什么形状?有什么功能?答:圆饼状，运输氧的功能。(2)镰刀型细胞贫血症(HbS)的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响?答:有。运氧能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。补充2、分析镰刀型细胞贫血症(HbS)病因的图解，师生共同探求正常红细胞变成镰刀型红细胞的原因。控制血红蛋白质的DNA上，一个碱基对发生改变，导致该基因脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变，导致基因结构改变。因为基因控

3、制生物的性状，因此基因结构改变最终导致控制血红蛋白的性状发生改变，红细胞也就由圆饼状变为镰刀状。3、组织学生讨论，引起基因结构改变的原因除碱基对的替换外，还有哪些原因?(从DNA片断考虑)指导学生写一DNA片断,分析说明当DNA中碱基对增加或减少时，也会导致基因结构的改变，进而影响到性状的表现。也就是说，DNA碱基对的替换、增添和缺失均会引起基因结构的改变，即基因中脱氧核苷酸顺序发生了改变，因而遗传信息也随之改变，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构的改变会使生物发生变异。也即基因突变造成生物的变异。4、教师指导学生总结基因突变的概念。指出基因突变是DN

4、A分子中发生碱基对的替换、增添、和缺失，而引起的基因结构的改变。二二基因突变的原因和特点基因突变的原因和特点1、原因：物理因素、化学因素、生物因素、原因：物理因素、化学因素、生物因素2、特点：、特点：放映“基因突变”的投影片(一):玉米高茎矮茎、普通羊短腿羊、正常人白化病、果蝇长翅残翅、家鸽羽毛白色灰红色、正常棉花短果枝。放映“植物个体发育过程”的投影片(二)；放映“小鼠毛色变化与基因突变关系”的投影片(三)。组织学生边看投影片边讨论总结基因突变的特点。(1)基因突变率很低，且不同生物的基因突变率、同一种生物不同的基因突变率均不同。(2)基因突变是生物界中普遍存在现象，且绝大多数是有害的，但也

5、有少数有利。这些涉及到生物与环境相适应的问题。在此给学生可留一伏笔，为生物与环境一章打基础。（3）基因突变是是随机发生的、不定向的，一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。但是，每一个基因的突变都只能限定在其相对性状的范围内，不会超出限制。3、基因突变的意义是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。三 、基因重组1、生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。基因重组造成的生物变异是在什么情况下发生的呢?又有什么特点呢?接下来我们就来学习基因重组。什么是基因重组呢?基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律时

6、已经接触过这方面的知识。请同学们回忆一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。让学生分析:F2中除黄色圆粒、绿色皱粒外，还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状?(是)它们又是如何产生的呢?(在F1减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。)让学生画出以上过程的染色体图，总结出:基因重组可以发生在减数分裂形成配子非同源染色体上的非等位基因的自由组合。2、接着回忆果蝇的灰身长翅和黑身残翅杂交，其子一代雌性个体测交后代的表现型的遗传过程。分析说明:测交后代有两种类型是亲本所没有的：灰身残翅和黑身长翅。这两种变异的性状是由于控制不同性状

7、的基因进行交换、重新组合的结果。这种情况也属于基因重组，它发生在减数分裂的四分体时期，是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了局部互换而造成控制不同性状的基因重新组合。以上是基因重组的两种类型，我们可以看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。在有性生殖过程中，由于父本和母本遗传物质基础不同，当两者杂交时，基因重新组合，就使子代产生了变异，这就是基因重组造成的变异。3、阅读课本P83，指导学生讨论分析:由基因重组引起的变异有什么特点?(非常丰富)为什么?(回答：父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。)由此，丰富多彩的

8、变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。巩固练习巩固练习1、基因重组是指 ，它是通过 过程实现的，主要有 和 两种类型。答案:控制不同性状的基因重组合 有性生殖 自由组合 交叉互换2、举出几个基因重组引起生物变异的例子。答案:略。3、玉米的非糯性、糯性分别由基因W、w控制，基因型为WW的玉米经辐射处理后，变成为Ww基因型的玉米，这种变异属于 ，这种培育新品种的方法称为 ，其优点是 。答案:基因突变 诱变育种 提高突变率，创造新类型，培育新品种4、下列变异中，属于基因突变的是( )人类的色盲 无籽西瓜 果蝇的白眼 小黑麦 无籽番茄 棉花中的短果枝 A. B. C.

9、D.答案:B 总结提升总结提升我们学习了两种变异：基因突变和基因重组。知道了变异的两种类型及其来源。请大家一起归纳总结一下:基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?(1)基因突变是基因内部结构的改变，它能产生新的基因,是生物变异的根本来源。其过程发生于:DNA复制时；特点是:普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。(2)基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型,是生物变异的主要来源。其过程发生在有性生殖过程中，特点是非常丰富。 布置作业布置作业1、P84拓展题:二、1、2 2、.预习下节内容二次备课的意见和建二次备课的意见和建教学反思教学反思第五章 基因突变与

10、其他变异第二节第二节 染色体变异染色体变异 主备人：曹存叶主备人：曹存叶教学目标教学目标1.知识目标：知识目标：(1)染色体结构的变异(A:识记)；(2)染色体数目的变异(A:识记)。2.能力目标：能力目标： 学会观察果蝇唾腺巨大染色体装片。教学重点教学重点染色体数目的变异。教学难点教学难点 染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。 课时安排课时安排 补充2 课时课时教学过程教学过程 第一课时第一课时一一 前提测评前提测评1、基因突变导致生物变异的原因是什么?2、基因是什么?它和染色体又有何关系?二二 精讲点拨精讲点拨一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异1.出示投影片:猫叫综合征幼儿照片。

11、2.让学生观察:患儿的征状-两眼较低、耳位低下，存在着严重的智力障碍。教师补充说:患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。3.投影片放映:病因-染色体缺失图，包括：在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种：染色体缺失某一片断（上图1） ；染色体增加某一片断（上图2） ；染色体某一片断位置颠倒1800（上图3） ；染色体的某一片断移接到另一条非同源染色体上（上图4） 。4.讲述:猫叫综合征的病因是病儿第5号染色体部分缺失，这属于染色体结构变异。投影片上的其他几种情况也属于染色体结构变异，请同学们仔细观察染色体的变化情况。5.染色体结构变异，为何能导致生物性状的变异呢?教师引导学生从染色

12、体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。二、染色体数目变异二、染色体数目变异1.我们已经知道染色体结构变异会导致生物性状的变异，那么染色体数目发生改变会不会引起生物的变异呢?染色体数目会如何改变呢?2.前面所说的仅是染色体“个别数目”的增加或减少，它只是染色体数目变异的一种类型。例如，人类有一种叫“21-三体综合征”的遗传病，患者比正常人多一条染色体-21号染色体是三条，其征状表现为智力低下，身体发育缓慢等；再如，人类的另一种遗传病叫“性腺发育不良(Turner综合征)” ，患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。染色体数目变异的另一种

13、类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。3.首先我们要了解什么是“染色体组”放映:动物精子形成过程图组织学生观察、归纳、总结:(1)在减数分裂过程中，染色体复制一次细胞分裂二次，结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。(2)精原细胞和体细胞中的染色体是成对存在的，精子中因同源染色体的分离而使染色体成单存在。(3)由于同源染色体的分离，使得生殖细胞中所含染色体成为大小、形状各不相同的非同源染色体。出示:雄果蝇染色体的活动投影片。观察说明: 果蝇细胞中有8条染色体，共4对同源染色体，其中3对常染色体和1对性

14、染色体。(抽拉投影片，使同源染色体分开成为两组)若把形状、大小不同的归为一组，每一组都包括了3条常染色体和1条性染色体，且是每对同源染色体中的某一条染色体。这样一个生殖细胞中的全部染色体即为一个染色体组。一个染色体组内的染色体大小、形状均各不相同，但却包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息。投影玉米体细胞图观察:玉米体细胞中20条染色体，其生殖细胞内有10条大小、形状各不相同的染色体。这10条染色体组成了一个染色体组。同样，人的一个染色体组中有23条染色体。4.教师讲述:人、果蝇、玉米体细胞中各含两个染色体组，都属于二倍体。在自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。那么，

15、该如何给二倍体下定义呢?回答:二倍体指的是体细胞中含有两个染色体组的个体指的是体细胞中含有两个染色体组的个体。依此类推，体细胞中含三个染色体组的个体该称为三倍体，如香蕉、无籽西瓜等；体细胞中含四个染色体组的个体被称为四倍体，如马铃薯。我们把体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。三倍体、四倍体都属于多倍体。多倍体个体在植物中广泛存在，动物中较少见。5.多倍体是生物以“染色体组”为单位成倍地增加而致。在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。例如，我们在初中生物中学过蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成。因此，雄蜂体细胞中的染色体数是工蜂和蜂王的一半。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。由学生分析回答: 玉米是二倍体，20条染色体。由玉米花粉直接发育成的个体中含有10条染色体，是一个染色体组，我们称之为单倍体。普通小麦是六倍体，体细胞中有六个染色体组。其配子中有三个染色体组。而由其配子发育而成的含