还剩4页未读,继续阅读
文本内容:
2019-2020年高中生物的变异基因突变和基因重组教案旧人教必修2【教学目的】
1、理解并记住基因突变的概念、特点和意义;
2、理解人工诱变在育种上的应用;
3、说出基因重组的概念和意义以及基因重组的种类【重点难点】重点
1、基因突变的概念和特点
2、基因重组的概念难点基因突变的概念【课时安排】 2课时【教学过程】引 言生物都能产生自己的后代,倘若后代像亲代就是遗传,后代不像亲代出现了差异就是变异前面我们对遗传问题进行了学习,了解了主要遗传物质是DNA,DNA控制生物遗传性状的结构和功能的基本单位是基因,等位基因的传递遵循分离规律;非同源染色体上的非等位基因的传递遵循自由组合规律;性染色体上的基因遗传又与性别有直接关系总之,遗传的问题很复杂,生物的变异也同样如此变异的类型(提出问题,让学生带着问题自学教材P·42第1段)自学提纲1.变异分为哪两大类?怎样区别?举例说明2.可遗传变异有哪三种来源?(在学生回答了第一问后,强调遗传的变异不是环境条件影响而引起的性状改变,而是遗传物质发生了变化,这种变异能在后代中重新出现)提 问通过美容手术,单眼皮能变成双眼皮,这种双眼皮能遗传吗?说明理由(在学生回答了以上问题和提纲中的第二问后,再提问)提 问“一猪生九仔,连母十个样”,这种个体间的差异,主要是通过什么产生的?(答案通过基因重组产生)总结
二、基因突变
一、基因突变(以提问的方式复习旧知识)
(1)什么叫基因?
(2)基因的分子结构是怎样的?在学生回答了以上两个问题后,强调基因主要是在染色体上,是具有遗传效应的DNA片断,基因中的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息,不同的基因,脱氧核苷酸排列顺序不同基因控制生物的性状提出问题,让学生读书(教材P·42—P·43页上的内容)
(1)基因突变的实质是什么?自学提纲
(2)基因突变分为哪两种类型?
(3)基因突变有哪些特点?
(4)基因突变的意义是什么?在学生回答第1问后,图示基因结构变化的示意图强调基因结构不管按以上的哪一种情况变化,归根结底都是碱基的排列顺序发生了改变(这就是基因突变的实质),从而改变了遗传信息,引起生物性状的变异比如,正常色觉变成红绿色盲就是由于基因突变产生的新性状
(一)基因突变的概念
1、实例——镰刀型细胞贫血症我们知道,正常红细胞是圆饼形状的,具有运输氧气的功能而镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状,对其功能的完成有影响 运氧气能力降低,易破裂溶血造成贫血,严重时会导致死亡是什么原因使正常的红细胞变成镰刀型红细胞?分子生物学研究表明,这是基因突变的结果(看课本P43)镰刀型细胞贫血症病因的图解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
2、基因突变的概念由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变,而引起的基因内部结构的改变,就叫基因突变(要求学生在书中P·43上勾画出来)DNA(正常基因)DNA(正常基因)脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变碱基对增添、缺失、改变碱基序列发生改变遗传信息改变突变型基因(产生等位基因Aa)
3、基因突变的结果 基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变,是指单个基因内部结构上的改变基因突变的结果是常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(显示基因突变的图片)玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病强调基因突变是基因结构的改变,属于分子水平上的变化,因此,在光学显微镜下是看不见的那么,我们怎样知道基因发生突变了呢?(图片显示短腿安康羊和正常绵羊图)讲述小故事在1919年,挪威东部一个庄园的羊群中,突然出生一只小羊羔与众不同,它的身体长,腿很短,管理人员对它特别关照,把它养大后,它就成为了一个新品种,取名为安康羊这个变异个体就是通过基因突变产生的因此,通过表现型就能知道基因突变是否发生了
4、引起基因突变的因素(课本P43)
(1)物理因素
(2)化学因素
(3)生物因素
5、基因突变的原理基因是有遗传效应的DNA的片段,在通常情况下能够严格地复制自己,因而得以保持它在分子结构上的稳定性但在具体的复制过程中,可能由于各种原因而发生差错,从而使碱基的排列顺序发生局部的改变,从而改变了遗传信息
6、基因突变的意义基因突变往往会产生一些新的性状,这对生物有重要意义: 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
(二)基因突变的特点(观察几个图片)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 这些图片中,有植物,动物,还有人的例子可以看出基因突变有如下特点:
1、基因突变的普遍性植物、动物和人都可能发生基因突变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
2、基因突变是随机发生的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
1、基因突变发生的时期与突变性状的表现有什么关系? 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
2、如果突变发生在体细胞,该性状会不会遗传给后代?答不会,只有生殖细胞的突变才会遗传给后代
3、基因突变的低频性 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
4、基因突变的多害少利性基因突变对生物体究竟好不好呢? (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)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?答不能
5、基因突变的不定向性 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,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成毛的长短呢?不能,只限定在色素的范围内,不会超出这个范围(第二课时)
(三)人工诱变在育种上的应用
1、人工诱变的概念人工诱变是指利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变物理方法包括X射线、紫外线、激光等(辐射育种);化学方法有秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯等(化学诱变育种)
2、人工诱变育种的优、缺点优点可提高突变率,使后代变异性状较快地稳定,加速育种的进程,创造人类需要的突变新类型,从中选育出优良新品种也可以大幅度地改良某些性状 通过这种方法培育出的农作物新品种,具抗病力强、产量高、品质好等优点如黑龙江农科院用辐射方法处理大豆,培育成黑农五号大豆品种,含油量比原来的品种提高了2.5%,大豆产量提高了16%另外,太空椒就是利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种人工诱变不仅在农作物育种上起作用,在微生物育种上也发挥了重要作用,如青霉素,最初产量为20单位/mL,后经人们多次用射线等综合处理,目前产量已是50000~60000单位/mL了,可见人工诱变对生物育种起着巨大作用因此我们研究基因突变确实有很重要的应用价值缺点诱发产生的突变,有害的多,有利的极少要选育出有价值的变异后代,就要做大量的工作,处理大量的供试材料其实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那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢?又有什么特点呢?
二、基因重组
1、基因重组的概念基因重组是指在有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因之间的重新组合
2、基因重组的原理
(1)基因自由组合关于基因重组我们在前面学习自由组合定律时已经接触过这方面的知识(学生写黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交,产生后代的过程) P黄色圆粒X绿色皱粒 ↓ F1 黄色圆粒 ↓ F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 F2除了黄色圆粒、绿色皱粒以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? 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 (请学生把这个过程的染色体图画出来)基因重组可以发生在什么情况下?答减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合
(2)基因交换我们知道另一种基因重组是发生在减数分裂四分体时期,由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部互换,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基因重组的变异有什么特点?(阅读课本P45下段的内容)【练习】
一、选择题
1、下面叙述的变异现象,可遗传的是DA、割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植,因而部分改变的第二性征B、果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C、用生长素处理未经授粉的番茄雌蕊,得到的果实无籽D、开红花的一株豌豆自交,后代部分植株开白花
2、在一块栽种红果番茄的田地里,农民发现有一株番茄结的果是黄色的,这是因为该株番茄(A)A、发生基因突变B、发生染色体畸变C、发生基因重组D、生长环境发生变化
3、下列关于基因的叙述,不正确的是CA、可以准确复制B、通过控制蛋白质合成控制生物性状C、可以直接调节生物的代谢D、能够贮存遗传信息
4、基因突变常发生在细胞周期的AA、分裂间期B、分裂期前期C、分裂期后期D、在分裂期的各个时期都有可能
5、白化病人的皮肤在阳光照射下不易变黑,原因是B1角质层里缺乏黑色素细胞2表皮内缺少黑色素合成酶3染色体变异4基因突变A、13B、24C、23D、
346、人发生镰刀型贫血症的根本原因在于基因突变,其突变方式BA、增添或缺失某个碱基对B、碱基发生替换改变C、缺失一小段DNAD、增添一小段DNA
7、下列生物的性状中都是通过基因突变而形成的一组是BA、无籽番茄和无籽西瓜B、人类的白化病和矮秆水稻C、无籽西瓜和人镰刀形贫血症D、无籽番茄和果蝇残翅
8、有性生殖后代具更大的变异性,最根本的原因是CA、基因突变频率提高B、染色体结构变异机会多C、产生新的基因组合机会多D、更易受环境影响而发生影响
9、长期接触X射线的人群产生的后代中遗传病发病率明显提高,主要是该人群生殖细胞发生(D)A、基因重组B、基因分离C、基因互换D、基因突变
1、简答题
10、一株世代都是开红花的植物,在一次突然性冰冻后,一枝条上出现了一朵白花,白花授粉后所结种子种下去长成的植株都开白花试分析该白花是来自基因突变变异,引起这种变异发生的原因是外界环境条件的骤变突然冰冻,使发育成该花芽的细胞在DNA复制时发生差错,从而使基因的分子结构发生了改变【教后感】思考思考思考。