第六章遗传和变异第四节生物的变异一、基因突变和基因重组第一课时

1、名校名 推荐第六章遗传和变异第四节生物的变异一、基因突变和基因重组第一课时教学目的1了解基因突变的概念、特点和意义。2了解人工诱变在育种上的应用。3了解基因重组的概念和意义。教学重点1基因突变的概念和特点。2基因重组的概念。教学难点基因突变的概念。教学用具投影片，录像片。教学方法谈话法。课时安排二课时。 引 言 ：在 前 面我 们学 习 了生 物 的遗 传， 了 解了 性 状为 什 么 遗 传以 及 性状 遗传时 遵循 的规 律特 点。 那 么性 状是 由什 么 决定 的呢 ？ （答 ： 由遗 传物 质决 定 的。 ）性 状表 现除与 遗传 物质 有关 外， 还 与什 么有 关？ （ 答： 与外 界条 件 有关 ）性 状由 亲 代传 递到 子代 时 ，会不 会一 成不 变呢 ？当 然 不会 ，或 多或 少 都会 存在 差异 ， 这又 为什 么呢 ？ （答 ：这 是因 为 生物体 不 仅具 有遗 传还具 有变 异。 ）那 么生物 的变 异又 是如何 产生 的呢 ？又有 什么 特点 呢？（ 今天 我们 就来学 习生 物的 变异 ）讲述 ：让 我们 先来 看 一个 图片 （投 影 片） 。

2、上 图是 一 个普 通的 玉米 种 子在 萌发 长成 植 株的过 程中 ，水 、肥 、光 特 别充 足， 所结 种 子大 而饱 满， 但 这样 的种 子种 下 去， 结出 的却 是 普通种 子； 下图 是太 空椒 （ 普通 青椒 种子 邀 游过 太 空后 培育 而 成） 与普 通青 椒 对比 ，果 实明 显增大 ， 种植 下去 ，仍然 是肥 大果 实。提问 ：籽 粒饱 满的 种 子与 普通 种子 相 比， 太空 椒与 普 通青 椒相 比， 形 状有 明显 的差 异 ，这是 为 什么 ？（ 回答 ：发 生了变 异。 ）提 问： 把子 粒饱满 的种 子种 下去 ，长出 的种 子是 不是粒 大饱 满？（ 回答 ：不 是。 ）提 问： 把肥 大的青 椒种 下去 ，长 出的是 什么 ？（ 回答 ：肥 大青椒 。 ）提 问： 这又 说明一 个什 么问 题？（ 回答 ：生 物的变 异有 的不 能遗 传，有 的可 以遗 传。 ）讲述 ：可 见生 物的 变 异有 这样 两种 类 型。 那什 么情 况 下的 变异 不遗 传 ，什 么情 况 下的 变异可 遗传 ？我 们知 道生 物 的表 现型 与基 因 型

3、和 外界 环境 条 件有 关。 像玉 米 这样 ，子 粒饱 满 是由于 水、 肥和 光充 足引 起 ，也 就是 外界 环 境条 件引 起的 ， 这种 变异 是不 遗 传的 。 而 太空 椒 邀游过 太 空， 宇宙 辐射改 变了 遗传 物质 ，因此 这个 变异 性状就 是可 遗传 的。可遗 传的 变异 是生 物 变异 的主 要类 型 。 它 的来 源主 要 有三 方面 ：基 因 突变 、基 因重 组 和染色 体 变异 。那么 ，什 么是 基因 突 变？ 基因 突变 是 怎么 产生 的？ 又 怎么 导致 生物 变 异呢 ？下 面一 段 录像是 关 于正 常的 红细胞 基因 突变 形成 镰刀型 细胞 贫血 症的内 容， 我们 先来看 一下 。提 问： 从片 子中我 们看 到正 常红 细胞 是什么 形状 ？有 什 么 功能？1名校名 推荐（ 回答 ：圆 饼形状 ，运 输氧 气功 能。 ）提 问： 镰刀 型细胞 贫血 症的 红细 胞呈镰 刀状 ，对 功能的 完成 有没 有影响 ？（ 回答 ：有 ，运氧 气能 力降 低， 易破裂 溶血 造成 贫血， 严重 时会 导致死 亡。 ）讲述 ：那 么又 是

4、什 么 原因 使正 常红 细 胞变 成镰 刀型 红 细胞 ？分 子生 物 学研 究表 明是 基 因突变 的 结果 。 让 我们来 看镰 刀型 细胞 贫血症 病因 的图 解。大家 知道 ，性 状是 由 蛋白 质来 体现 的 ，我 们先 来看 正 常血 红蛋 白与 镰 刀型 血红 蛋白 的 氨基酸 的 组成 。提 问： 两者 有什么 区别 ？（ 回答 ：正 常的是 谷氨 酸， 异常 的是缬 氨酸 ）提 问： 氨基 酸是由 什么 决定 的？（ 回答 ：由 信使 RNA 上 的密 码子 决定 的 。 ）提 问： 构成 信使 RNA 上 的密 码子 的那 些碱基 又是 由什 么 决定 的呢 ？（ 回答 ：由 DNA 上 的碱 基决 定的 。 ）提 问： 大家 来比较 一下 正常 与异 常的 DNA，它 们的 区别在 哪里 ？（ 回答 ：一 个碱基 对的 改变 。 ）提 问： DNA 上一 个碱基 对发 生 了 改变 ，最终 导致 了镰刀 型细 胞贫 血症 。 我 们知道 性状 是由基 因 控制 的， 基因是 怎么 来决 定性 状的？（回 答： 基因 是由 脱 氧核 苷酸 组成 的 ，脱 氧核 苷

5、酸 的 排列 顺序 代表 了 遗传 信息 ，基 因 控制生 物 性状 就是 要把特 定的 遗传 信息 通过 转录和 翻译 反映 到 具体 的蛋 自质 结构 上。 ）讲 述： 我们 看控制 血红 蛋白 的 DNA 上 一个碱 基对 改变 ，使 得该 基因脱 氧核 苷酸 的排 列 顺序 发 生了 改变 （ 教师 引导 学生 回答 ） ，也 就是 基因 结 构 改 变了 ，最 终 控 制 血红 蛋白 的性状也 会发 生改 变， 所以 红 细胞 就由 圆饼 状 变为 镰刀 状了 。 基因 结构 改变 除 了碱 基对 的替 换 ，还会 不 会有 其它 可能？（ 学生 练习 ：要求 学生 自己 写一 段 。 从 DNA 片段 考虑 。 ）学 生分 析后 答出 DNA 分子 中碱 基对 数目 的改变 也会 导 致 基因结 构的 改变 。 当 DNA 中 碱 基对增 加 或减 少时 ，对性 状的 表现 有没 有影响 。 要 求学 生写出 此 过程 。现 在大 家来 总结基 因结 构的 改变 包括哪 些变 化 。（ 回 答：DNA 碱基 对替 换、增 添 和缺 失 。）教师 作总 结： 基因 脱 氧核

6、苷酸 顺序 代 表了 遗传 信息 ， 顺序 变了 ，遗 传 信息 也变 了， 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 改变 会 使生物 发 生变 异。现 在请 大家 自己来 总结 出基 因突 变的概 念。（ 回答 ：略 。 ）讲述 ：基 因突 变是 染 色体 的某 一个 位 点上 基因 的改 变 ，基 因突 变使 一 个基 因变 成它 的 等位基 因 ，并 且 通常会 引起 一定 的表 现型变 化。下 面让 我们 来看几 个基 因突 变的图 片（投 影片）。玉 米高 茎 矮茎 、普 通羊 短 腿羊 、正 常人 白 化病基 因突 变往 往产生 了一 些新 性状 ，这对 生物 有什 么意义 ？由于 基因 突变 产生 的 新性 状是 生物 从 未有 过的 性状 ， 因此 它是 生物 变 异的 根本 来源 ， 也为生 物进 化提 供了 最初 的 原材 料。 但生 物 的变 异不 只是 由 基因 突变 引起 的 ，我 们怎 样去 认 识由于 基 因突 变而 引起的 变异 ？下 面我 们就来 了解 基因 突变的 特点 。

7、先 来看 几个 图片（ 投 影片 ）：（ 正 常棉花 短果 枝；水 稻高杆 矮杆；果 蝇长 翅 残翅 ；家鸽 羽 毛白 色 灰红 色； 人正 常色觉 色盲 ；正 常人 白 化病 ）这 些图 片， 有植物 ，动 物， 还有 人的例 子， 你们 认为突 变 有什 么特点 ？（ 可让 学生 进行讨 论， 用具 体实 例来说 出各 特点 。 ）（ 回答 ：植 物、动 物和 人都 可能 发生基 因突 变。 ）2名校名 推荐讲述 ：这 也说 明基 因 突变 在生 物界 是 普遍 存在 的。 无 论是 低等 生物 ， 还是 高等 动植 物 以及人 ，都 可以 发生 基因 突 变。 这种 突变 在 自然 条件 下发 生 的叫 自然 突变 ， 在人 为条 件下 诱 发产生 的 叫诱 发突 变。基因 突变 是发 生在 什 么时 期？ 哪些 细 胞能 发生 基因 突 变？ 其实 基因 突 变可 以发 生在 生 物个体 发育 的任 何时 期和 生 物体 的任 何细 胞 。 我 们以 植物 个 体发 育过 程为 例 （打 出投 影片 ） ，个体 发育 的起 点是 受精 卵 ，经 过分 裂形 成 胚， 种子 萌发

8、 长 成一 个 新个 体， 其 间任 何时 期任 何细胞 都 可能 发生 突变 ，大 家特 别注 意看 ，叶 芽 和 花芽 部位 突变以 及引 起突 变性 状的 表 现部 位。提 问： 基因 突变发 生的 时期 与突 变性状 的表 现有 什么关 系？（回 答： 突变 发生 的 时期 越早 ，表 现 突变 的部 分越 多 ，突 变发 生的 时 期越 晚， 表现 突 变的部 分 越少 。 ）提 问： 如果 突变发 生在 体细 胞， 该性状 会不 会遗 传给后 代？（ 回答 ：不 会，只 有生 殖细 胞的 突变才 会遗 传给 后代）讲述 ：既 然任 何生 物 发育 的任 何时 期 任何 细胞 都可 能 发生 突变 ，那 是 不是 突变 很容 易 发生也 会 很多 呢？ 请大家 阅读 书第 49 页下 段的 内容 。（通 过一 问一 答 的形 式明 确） 基 因 突 变率 很低 ， 高等 生物 中大 约 有十 万个 到一 亿 个生 殖细胞 中才 会有 一个 生殖 细 胞发 生基 因突 变 ，低 等生 物， 细 菌、 噬菌 体突 变 频率 更低 ，同 一 种生物 不 同的 基因 突变率 也不 一样 。基 囱突 变对 生物体 究竟 好不 好呢 ？大家 讨论 一下 。（回 答： 有的 不好 。 如白 化病 、色 盲 ；有 的好 ，如 小 麦矮 杆能 抗倒 伏 ，微 生物 抗药 性 突变等 ）教师 总结 ：基 因突 变 绝大 多数 是有 害 的， 但也 有少 数 有利 ，为 什么 呢 ？因 为任 何一 种 生物都 是长 期进 化过 程的 产 物， 它们 与环 境 已经 取得 了高 度 协调 。 如 果发 生 基因 突变 就可 能 破坏这 种 协调 关系 。 因此 基因 突变 对于 生物 往往有 害， 但少 数 是 有利的 。我 们能 不能 只让它 进行 有利 的突 变呢？这不 行。 因为 基因 突 变是 不定 向的 。 一个 基因 可以 向 不同 的方 向发 生 突变 ，产 生一 个 以上的 等 位基 因 。例 如（看 投影 片），控 制小鼠 毛色 的灰 色基 因（ A ）可 以 突变成 黄色 基因（ AY ），也可 以突 变成 黑色 基因 （ a) 。 但 是， 每 一 个基 因 的突 变， 都不 是 没有 任何 限制 的 。 例 如， 小鼠毛 色基 因的 突变 能不 能 突变

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