1、第五章基因突變與其他變異第一節基因突變與基因重組、知識結構rl基因突念基因突變基因突變的特點基因突變的基因重組人工誘變在育種上的應用基因重組二、教材分析1 .本節在引言部分，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 .本小節介紹了基因突變的概念、意義和特點，人工誘變在育種上的應用， 以及基因重組的概念和意義。教材從實例引入基因突變的概念，是為了便于學生理解抽象的概念。在介紹基因突變的普遍性、隨機性、自然突變率低、有害性和不定向性等特 點時，教材也舉了具體的實例。旁欄設置的思考題和小資料，也有助于學生加深對基因突變特點的理解。人工誘變在育種上有重

2、要用途，教材通過介紹我國在誘變育種方面取得的成 就，對學生進行愛國主義教育。3 .教材在學生已知的知識基礎上，介紹了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，闡述了基因重組對于生物進化的重要意義。教材還把重組DNA技術作為小字內容，安排在基因重組的正文之后，以擴展 學生的知識面，使學生能夠多了解一些先進的生物技術。4 .本節內容可為第七章生物的進化中有關現代生物進化理論的學習打下 基礎。基因重組的內容需要本章第二節中的自由組合定律與連鎖和交換定律的有 關內容作基礎。三、教學目標1 .知識目標：（1）人工誘變在育種上的應用（A:知道）；（2）基因突變的概念、 特點和意義（B:識記

3、）；（3）基因重組的概念和意義（B:識記）。2 .能力目標：通過對課本中實例的分析，培養學生歸納總結的邏輯推理能 力。四、重點實施方案1 .重點：（1）基因突變的概念和特點；（2）基因重組的概念。2 .實施方案：（1）通過實例加深學生對概念的理解；（2）讓學生在課前搜集有關 在誘變育種上取得的成就，進一步突出重點內容。五、難點突破策略1 .難點：基因突變的概念。2 .突破策略：通過舉例放映有關的投影和錄像的方法，讓學生對抽象的概 念有一個具體的理解。六、教具準備： 投影片、錄像片、投影儀、錄像機、多媒體設備。七、學法指導： 本小節內容為抽象，在教學過程中應采用師生互動，通過 實例舉證來理解抽象

4、概念和特點。八、課時安排：2課時第一課時一教學程序導言在前面我們學習了生物的遺傳問題：了解了性狀為什么會遺傳以及性狀在向后代遺傳時所要遵循的規律特點。知道了性狀是由遺傳物質決定的。性狀的表現除了與遺傳物質有關外，還與 外界條件有關。而且性狀由親代傳遞給子代時，或多或少都會存在差異，這就是 生物的變異。那么生物的變異又是如何產生的呢？又有什么特點呢？今天我們就來學習生 物的變異的有關教學內容。二教學目標達成過程1 .播映投影片:上圖是一個普通的玉米種子在萌發長成植株的過程中，水、肥、光特別充足，所結種子大而飽滿，但這樣的種子種下去，結出的是普通種子。下圖是太空椒（普通青椒種子遨游過太空后培育而成

5、）與普通青椒對比，果實 明顯增大，種植下去，仍然是肥大果實。2 .質疑:（1）籽粒飽滿的種子與普通種子相比， 太空椒與普通青椒相比，性狀有明顯的 差異，原因何在？（回答:發生了變異）（2）把子粒大而飽滿的種子種下去長不出同樣好的種子， 而是普通種子；把肥 大的太空青椒籽種下去可以結出肥大的青椒。 這些現象說明什么問題？（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型與基因型和外界環境條件有關。像玉米這樣，子粒大 而飽滿是由于水、肥和光充足引起的（也即由外界環境條件引起），這種變異是不 可遺傳的。

6、而太空椒遨游過太空，宇宙輻射改變了其遺傳物質，因而改變了其性狀，這個變異性狀是可遺傳的可遺傳的變異是生物變異的主要類型。它的來源主要由三個方面 :基因突變、 基因重組和染色體變異。4 .組織學生觀看關于正常紅細胞的基因突變形成鐮刀型細胞貧血征的錄像。了解基因突變的概念、產生過程及導致生物變異的過程。觀看錄像的同時指導學生思考以下問題：（1）正常紅細胞是什么形狀？有什么功能？答:圓餅狀，運輸氧的功能。（2）鐮刀型細月fi貧血癥（HbS）的紅細胞呈鐮刀狀，對功能的完成有沒有影響 ？ 答:有。運氧能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴重時會導致死亡。95 .投影鐮刀型細胞貧血癥（HbS）病因的圖解，師生共

7、同探求正常紅細胞變成鐮蜜白質 氨基醯BKA刀型紅細胞的原因正富異常、小隈/土酸ttgaaguat.匚MT 旬J控制血紅蛋白質的DNA,上一個堿基對發生改變，導致該基因脫氧核甘酸的 排列順序發生了改變，導致基因結構改變。因為基因控制生物的性狀，因此基因 結構改變最終導致控制血紅蛋白的性狀發生改變， 紅細胞也就由圓餅狀變為鐮刀 狀。6 .組織學生討論，引起基因結構改變的原因除堿基對的替換外，還有哪些原 因？（從DNA片斷考慮）指導學生寫一 DNA片斷，分析說明當DNA中堿基對增加或減少時，也會導致 基因結構的改變，進而影響到性狀的表現。也就是說，DNA堿基對的替換、增添和缺失均會引起基因結構的改變

8、，即基因中脫氧核甘酸順序發生了改變， 因而 遺傳信息也隨之改變，通過轉錄、翻譯形成的蛋白質也就發生了改變， 性狀自然 會發生改變。可見，基因結構的改變會使生物發生變異。 也即基因突變造成生物 的變異。7 .教師指導學生總結基因突變的概念。指出基因突變是染色的某一位點上基 因的改變。基因突變使一個基因變成它的等位基因， 并且通常會引起一定的表現 型變化。因而會產生一些新性狀。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）:玉米高莖一矮莖、普通羊一短腿羊、正常人一白化病、果蠅長翅一殘翅

9、、家鴿羽毛白色一灰紅色、正常棉花一短果枝。放映“植物個體發育過程”的投影投（二）;放映“小鼠毛色變化與基因突變關系”的投影片（三）。組織學生邊看投影片邊討論總結基因突變的特點。投影片（一）說明植物、動物、人都可能發生基因突變，也即基因突變是普遍 存在的。這種突變在自然條件下發生的叫自然突變， 在人為條件下誘發產生的叫 誘發突變。投影片（二）說明基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期和生物體的任 何細胞。而且突變發生越早，表現部位越多；反之則相反。再有一條是只有生殖 細胞的突變才會遺傳給后代。然后教師引導學生閱讀P49的內容，彳#以結論：（1）基因突變率很低，且不同生物的基因突變率、同一種生物

10、不同的基因突變 率均不同。（2）基因突變絕大多數是有害的，但也有少數有利。這些涉及到生物與環境相 適應的問題。在此給學生可留一伏筆，為生物與環境一章打基礎。投影片三）說明基因突變是不定向的，一個基因可以向不同方向發生突變， 產生一個以上的等位基因。但是，每一個基因的突變都只能限定在其相對性狀的 范圍內，不會超出限制。以上內容總結起來就是基因突變的特點。三教學目標鞏固1 .生物的變異有兩種：和 。前者指。后者指 0答案:可遺傳的變異 不遺傳的變異 變異現象是由于生殖細胞內的遺傳物質的改變而引起的，能夠遺傳給后代變異現象是由于環境因素的影響造成的，并沒有引起生物體內遺傳物質的變化，因而不能夠遺傳下

11、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基因變成它的,并且通常會引起一定的。答案:染色體的某一位點上基因的改變等位基因 表現型變化4 .基因突變的意義是。答案:生物變異的根本和主要來源，為生物進化提供了最初的原材料5 .基因突變有以下特點：(1); (2); (3); (5)< 答案:普遍性隨機性低頻性多害少利性不定向性四布置作業* P46復習題一，二、1、3,三、1。五總結這節課我們主要掌握的內容有“基因突變的概念和基因突變的特點”。基因 突變是由于DNA分子中發生堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結構改變<

12、 基因突變的特點有：普遍性、隨機性、突變率低、多害少利、不定向性。六板書設計1 基因突變I可避傳變異的來源基因重組II染色體變異I一、基因突變和基因重組II基因突變II L概念：由于DHA分子中裳生喊基對的崎、域失或改變而引起的基因結構的改變°，1 2.意義：I1 3特點：II 口普遍性 自然突變、諭發突變II隨機性II突變率低II多數有害II不定向性I第二課時一教學程序導言上節課我們學習了 “基因突變的概念、意義和特點”。明確“性狀變異是由于基因突變”。請大家回答基因突變具體有哪些特點 ？(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

13、盲。這些基因突變如果是在自然條件下發生的叫-自然突變；在人為條件下誘發 產生的叫一誘發突變。那誘發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 人工誘發突變？這有什么用呢？今天我們接著來學習下面一個內容-“人工誘變在育種上的應用”。二教學目標達成過程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基人工條件有兩種：物理方法包括X射線、紫外線、激光等；化學方法有亞硝酸、應用這些方法怎樣去處理生物使之發生基因突變呢 ？產生的這些突變又有什 么用呢？下面讓我們看一段錄像片，這是我國科學工作者用人工方法處理農作物發生 基因突變的一段內容。看了錄像片，大家清楚了怎

14、樣用各種射線和化學物質去處理生物，也看到了 生物突變的具體性狀的表現了。讓學生說明這些方法誘導基因突變有什么好處 ？回答:可提高突變率，創造人類需要的突變類型，從中選育出優良新品種。2 .通過人工誘導方法培育出的農作物新品種，具抗病力強、產量高、品質好 等優點。例如，黑龍江農科院用輻射方法處理大豆，培育成黑農五號大豆品種，含油 量比原來的品種提高了 2.5%,大豆產量提高了 16%。大家看書P52圖，太空椒就 是利用宇宙空間強烈輻射而發生基因突變培育的新品種。人工誘變不僅在農作物育種上起作用，在微生物育種上也發揮了重要作用， 如青霉素，最初產量為20單位/mL,后經人們多次用射線等綜合處理，目

15、前產 量已是500006000W位/mL了，可見人工誘變對生物育種起著巨大作用。因 此我們研究基因突變確實有很重要的應用價值。3 .生物變異不只是由基因突變引起的，基因重組也會造成生物變異。基因重組造成的生物變異是在什么情況下發生的呢 ？又有什么特點呢？接下來我們就來學習基因重組。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。 關于基因重組我們在前面學習自 由組合定律和連鎖定律時已經接觸過這方面的知識。請同學們回憶一下，黃色圓 粒與綠色皺粒作親本雜交，產生后代的過程。放映投影片:黃色/苞，綠色，粒1In： 黃耳鸚%；黃圓黃猴綠國綠技讓學生看投影并分析：F2中除黃色圓粒、綠色皺粒外，還

16、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）它們又是如何產生的呢？（在F1減數分裂形成配子時，控制不同性狀的基因自由組合 形成的。）讓學生畫出以上過程的染色體圖，總結出:基因重組可以發生在減數分裂形成 配子非同源染色體上的非等位基因的自由組合。接著回憶果蠅的灰身長翅和黑身殘翅雜交，其子一代雌性個體測交后代的表 現型的遺傳過程。放映投影片:,彳 灰身長翅Q黑身髏翅;F1：灰身長曲MS- M室身理序讖性） 聲 年 I". .KHjftU交后代:灰舄長翹黑身長翹灰身殘趣黑舄殘理J分析說明：測交后代有兩種類型是親本所沒有的：灰身殘翅和黑身長翅。這

17、兩 種變異的性狀是.由士控制丕同性狀的.基因進行交換重新組合的結果9這種情況 也屬于基因重組，它發生在減數分裂的四分體時期，是由于同源染色體的非姐妹 染色里體之間發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 有性生殖過程中實現的。在有性生殖過程中，由于父本和母本遺傳物質基礎不同，當兩者雜交時，基 因重新組合，就使子代產生了變異，這就是基因重組造成的變異。5 .閱讀課本P45,指導學生討論分析：由基因重組引起的變異有什么特點？（非 常豐富）為什么？（回答：父本和母本遺傳物質基礎不同，自身雜合性越高，二者 遺傳物質基礎相差

18、越大，基因重組產生的差異可能性也就越大。）課本上介紹:具有10對相對性狀的親本進行雜交時，如只考慮自由組合引起的 基因重組，F2就可能出現210=1024種表現型。而在生物體內尤其是在高等動植物 體內控制性狀的基因數目是非常巨大的，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， 那么生物通過有性生殖產生的變異就更多了。 豐富多彩的變異形成了生物多樣性 的重要原因之一。因此對生物進化具有十分重要的意義。三教學目標鞏固1 .人工誘變是指。答案:在人工條件下誘導基因發生突變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 過程實現的，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的玉米經輻射處 理后，變成為Ww基因型的玉米，這種變異屬于 ,這種