高中生物《基因突變和基因重組》教案2 新人教版必修2

1、第五章 基因突變及其他變異 第1節(jié) 基因突變和基因重組一、教學(xué)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。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）基因突變的概念及特點(diǎn)。（2）基因突變的原因。2.教學(xué)難點(diǎn)基因突變和基因重組的意義。三、教學(xué)方法討論法、 講授法四、教學(xué)課時(shí)2五、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖引言前面我們對遺傳問題進(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

2、色色的變異現(xiàn)象。今天，我們就來學(xué)習(xí)這方面的知識?！窘榻B】生物的變異可分為兩大類：不可遺傳的變異和可遺傳的變異?？蛇z傳變異有三種來源：基因突變、基因重組和染色體變異?！緩?qiáng)調(diào)】可遺傳的變異不是由于環(huán)境因素的影響而引起的性狀改變，而是由于生殖細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)的改變引起的，因而能夠遺傳給后代?！締枴客ㄟ^美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？為什么？【問】“一豬生九仔，連母十個(gè)樣”，這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的？思考回答通過基因重組產(chǎn)生的?！練w納】一、基因突變1基因突變的概念【問1】鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳病？（教師簡介鐮刀型細(xì)胞貧血癥）【問2】大家回顧一下，什么叫基因？基

3、因的分子結(jié)構(gòu)如何？出示基因結(jié)構(gòu)變化示意圖，對圖講解。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？1.學(xué)生閱書第8081頁后回答。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。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

4、酸的排列順序（堿基順序）不同。2基因突變的原因以人類的鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例。顯示：正常型紅細(xì)胞與鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞的性狀比較圖。鐮刀型貧血癥是一種異常血紅蛋白病。一旦缺氧，患者紅細(xì)胞變成長鐮刀型，血液的粘性增加，引起紅細(xì)胞的堆積，導(dǎo)致各器官血流的阻塞。而出現(xiàn)脾臟腫大，四肢的骨骼、關(guān)節(jié)疼痛，血尿和腎功能衰竭等癥狀，病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。顯示：鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因圖解。 問1：鐮刀型貧血癥病人的紅細(xì)胞和正常人的為什么不一樣？問2：鐮刀型貧血癥病人的血紅蛋白中的谷氨酸為什么被纈氨酸取代？【強(qiáng)調(diào)】鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)病的根本原因是控制血紅蛋白會(huì)成的基因

5、中一個(gè)堿基對發(fā)生了改變，由 變成 。問3：基因突變有何意義？思考回答3.基因突變是生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料，是生物進(jìn)化的內(nèi)因，沒有變異就沒有進(jìn)化，因而在生物進(jìn)化中具有重要意義。3基因突變的特點(diǎn)問：基因突變作為生物變異的重要來源，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。基因突變可以發(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 不定向性學(xué)生閱書第82頁后，由學(xué)生回答教師穿插其中講解。4基因

6、突變的意義基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原材料。二、基因重組1基因重組的概念問：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。基因重組是指生物進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。2基因重組的原因基因重組產(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，即控制兩對或兩對以上相對性狀的等位基因，位于兩對或兩對以上同源染色體上，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

7、源染色體上的原來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)致了不同相對性狀的重組，使后代產(chǎn)生變異?；蛑亟M是通過有性生殖來實(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對相對性狀的親本進(jìn)行雜交時(shí)，如果只考慮基因的自由組合（l0對等位基因位于10對同源染色體上）所引起的基因重組， 可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。3.基因重組的意義引導(dǎo)閱讀思考閱讀課本第83頁，自己總結(jié)?？偨Y(jié)生物的

8、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)致原來的基因變?yōu)樗牡任换??；蛲蛔儾煌诨蛑亟M，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是通過有性生殖過程來實(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

9、異就越多。因而基因重組為生物的變異提供了極其豐富的來源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對生物進(jìn)化具有十分重要的意義。近年來，應(yīng)用重組DNA技術(shù)，可以把經(jīng)過改造的基因，通過載體送入生物細(xì)胞中，并使新的基因在細(xì)胞內(nèi)正確表達(dá)。通過此種途徑，獲得人類需要的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或轉(zhuǎn)基因植物?！镜湫屠}】1將同一品種的小麥分別種在水肥條件不同的農(nóng)田，其株高等性狀表現(xiàn)出很大差異，這種現(xiàn)象在遺傳學(xué)上稱為（  ）A遺傳性B遺傳重組引起的變異C基因突變產(chǎn)生的差異D不遺傳的變異解析：生物的變異分為不遺傳的變異和遺傳的變異，前者是由于環(huán)境條件的改變引起生物性狀的變異，后者是由于遺傳物質(zhì)改變引起的生物性狀的變異。同一

10、品種的小麥含有相同的遺傳物質(zhì)，若在相同的環(huán)境條件下，其表現(xiàn)出來的性狀是一樣的。同一品種的小麥在水肥不同的農(nóng)田，其性狀差異是由于環(huán)境條件不同引起的，而非遺傳物質(zhì)改變引起的。若由基因突變引起的，則只限于極少數(shù)個(gè)體出現(xiàn)性狀差異。因?yàn)槠贩N是純合子，也不存在由基因重組和染色體變異導(dǎo)致性狀變異的問題。所以是一種不遺傳的變異。答案：D2基因突變大多數(shù)都有害的原因是（ B）A基因突變形成的大多是隱性基因B基因突變破壞了生物與環(huán)境之間形成的均衡體系C基因突變形成的表現(xiàn)效應(yīng)往往比基因重組更為明顯D基因突變對物種的生存和發(fā)展有顯著的負(fù)作用解析：如果對基因突變的有害性理解不深刻，易選C和D，因基因突變后，性

11、狀改變確定非常顯著，而且往往對個(gè)體生存確實(shí)不利；但表現(xiàn)效應(yīng)明顯不一定導(dǎo)致有害，雖然基因突變大多有害，可是對生物的進(jìn)化具有重要的意義。故C、D不合題意。A項(xiàng)中的隱性基因不一定就有害，何況基因突變是不定向的。只有B項(xiàng)敘述才是真正導(dǎo)致有害性的原因。該題重在分析供選項(xiàng)之間隱含的微妙關(guān)系，必須應(yīng)用基礎(chǔ)知識作出推理，確定正確答案。3果蠅約有 對基因，假定每個(gè)基因的突變率都是 ，一個(gè)大約有 個(gè)果蠅的群體，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是（  ）A    B    C    D 解析：自然界中生物的自發(fā)突變的頻率很低，這是對于單個(gè)基因而言，但種群是

12、由許多個(gè)體所組成，每個(gè)個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞中都含有成千上萬個(gè)基因，依據(jù)題干所列出的數(shù)值，這個(gè)果蠅群體每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)目是 （個(gè)）。該題通過有關(guān)數(shù)據(jù)的分析，說明基因突變是生物變異的根本來源。對于生物群體而言，基因突變的性狀也是非常巨大的。答案：B 4用一定劑量的秋水仙素處理某種霉菌，誘發(fā)了基因突變，秋水仙素最有可能在下列哪項(xiàng)過程中起作用？（  ）A有絲分裂間期    B有絲分裂全過程C受精作用過程    D減數(shù)分裂第一次分裂間期解析：基因突變最易發(fā)生于DNA分子復(fù)制過程中，即細(xì)胞有絲分裂間期（導(dǎo)致體細(xì)胞發(fā)生突變）或減數(shù)分裂第一

13、次分裂間期（導(dǎo)致生殖細(xì)胞發(fā)生突變）。當(dāng)然，對有性生殖的動(dòng)、植物，只有生殖細(xì)胞中的基因突變才能影響到子代性狀的變化。霉菌的繁殖方式是無性生殖（孢子生殖），它不進(jìn)行減數(shù)分裂。該題是關(guān)于基因突變發(fā)生時(shí)期的應(yīng)用題，屬于化學(xué)誘變的范圍?？疾閷W(xué)生對知識的遷移能力。答案：A5根據(jù)圖示分析人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，并回答：（1）請給予圖中以特定的含義： _；_；_。（2）患鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是，控制_合成的_，從而改變了遺傳信息。（3）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是常染色體上隱性遺傳病，該隱性致病基因在圖中對應(yīng)的堿基組成為_；正?；蛟趫D中對應(yīng)的組成為_。（4）根據(jù)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病率和表現(xiàn)特征，說明基因突變具有_和_的特點(diǎn)。解析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是由于病人的血紅蛋白分子的一條多肽鏈上，有一個(gè)氨基酸的種類發(fā)生了改變，即由