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

2、们 先 来看 一 个 图 片 （投 影 片 ）。 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。）1名校名 推荐提问 ：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

3、异可 遗 传 ？我 们 知 道 生 物 的表 现 型与 基 因 型 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？（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

4、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 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。）2名校名 推荐提问 ： 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 酸 的 排 列顺 序 代表

5、 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 苷 酸 顺序 代 表 了遗 传 信 息 ， 顺 序变 了 ，遗 传 信

6、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。先 来 看 几个 图 片 （

7、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。）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 长成 一 个 新 个

8、 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。）3名校名 推荐提问 ：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：

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