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2019-2020年高中生物的变异第1课时基因突变和基因重组教案旧人教必修2目标导向
(1)识记基因突变的概念、特点及意义
(2)知道人工诱变在育种上的运用
(3)识记基因重组的概念和意义典例导法【例1】(山西省高考题)下列叙述的变异现象,可遗传的是()A、割除公鸡、母鸡的生殖腺,并且相互移植,可以部分地改变第二性征B、果树修剪后所形成的树冠具有特定形状C、用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊,得到无籽果实D、开红花的一株豌豆自交,后代部分植株开白花解析可遗传的变异是指由遗传物质的改变而引起的变异,其主要来源一是基因突变、二是基因重组、三是染色体变异本题中A、B、C项都没有涉及到遗传物质的改变,不能遗传,D项是基因重组引起的变异,能够遗传答案D【例2】2003江苏省高考试题Leber遗传性视神经病是一种遗传病,此病是由线粒体DNA基因突变所致某女士的母亲患有此病,如果该女士结婚生育,下列预测正确的()A.如果生男孩,孩子不会携带致病基因B.如果生女孩,孩子不会携带致病基因C.不管生男或生女,孩子都会携带致病基因D.必须经过基因检测,才能确定解析本题考查学生细胞质遗传、受精作用等相关知识根据题意,此病是由线粒体DNA基因突变所导致的,致病基因存在于细胞质的遗传物质中由受精作用可知受精卵中的细胞器主要来自卵细胞,所以此病属于细胞质遗传,所生后代不论男孩女孩都会携带致病基因答案C【例3】(2003年辽宁省高考试题)人类16号染色体上有一段DNA序列,决定血红蛋白的氨基酸组成,这个DNA序列的某一个碱基发生改变而引起镰刀型贫血症,这种改变属于()A、基因突变B、基因重组C、染色体结构变化D、染色体数目变化解析具有遗传效应的DNA分子片段在遗传学上叫做基因基因突变是指基因内部分子结构的改变,它包括组成基因的碱基对的增添、缺失和改变答案A【例4】(2000年广东省高考题)人类的正常血红蛋白HbAβ链第63位氨基酸是组氨酸,其密码子为CAU或CAC当β自链第63位组氨酸被酪氨酸UAU或UAC替代后,出现异常血红蛋白HbM,导致一种贫血症;β自链第63位组氨酸被精氨酸CGU或CGC所替代而产生的异常血红蛋白HbZ将引起另一种贫血症1写出正常血红蛋白基因中,决定β链第63位组氨酸密码子的碱基对组成2在决定β自链第63位组氨酸密码子的DNA三个碱基对中,任意一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗?为什么?解析本题考查的是中心法则、遗传密码、基因突变等相关知识,组题比较新型,有一定的难度根据中心法则,基因中碱基的排列顺序决定了信使RNA中的碱基排列顺序(而遗传密码是指信使RNA中决定氨基酸的三个相邻的碱基排列顺序),信使RNA进入细胞质后与核糖体结合起来,指导蛋白质的合成血红蛋白异常,归根到底是由于基因中碱基对的排列顺序改变引起的(即基因突变引起的)另外由于组成蛋白质的氨基酸只有20种,而遗传密码有61种,故一种遗传密码决定一种氨基酸,而一种氨基酸可由几种密码子决定答案
(1)或
(2)原因当或中的第三对碱基发生A·T→G·C或G·C→A·T变化后,产生的遗传密码为CAC或CAU,仍然是组氨酸的密码子,因而不能影响产生正常血红蛋白【例5】下图
6.29纵轴表示青霉菌的菌株数,横轴表示青霉菌产生的青霉素产量,曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化,曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化请根据图回答
(1)曲线b和a相比,说明了
(2)b、c、d三曲线比较,说明了
(3)比较b、c、d三条曲线的变化,最符合人们的菌株是从中人们可以得到的启示是解析本题考查基因突变有关知识,组题新型,需要学生有较强的识图、辨图能力以及逻辑思维能力根据题意曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化,而曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化,尤其是曲线b与a相比较产量相同,但菌株数ba,这说明了使用诱变剂后,青霉菌发生了基因突变,形成了高产菌株b(数量较少,但产量反而增加)不同的诱变剂可以使青霉菌发生不同的突变,生物突变是不定向的,可能形成了高产量的菌株,也可能会形成低产量的菌株,如图中曲线c就是表示低产量菌株,曲线b、d则表示是高产量菌株通过比较曲线c、b、d的变化,也使我们认识到要获得高产菌株,必须通过反复诱导突变,不断从诱变产生的突变中筛选出高产菌株,才能提高青霉素的产量答案
(1)诱变剂可以引起青霉菌发生基因突变,使青霉素的产量提高了
(2)基因突变具有多方向性(不定向性)
(3)曲线对应的青霉菌株人们可能反复诱变,不断从诱变产生的突变中筛选出高产菌株,才能提高青霉素的产量快速阅读“一箭多雕”的抗虫棉 中国农业科学院日前举行了一次别开生面的抗虫棉现场展示会,就连科技部副部长李学勇、农业部副部长韩长赋等领导和专家也冒著酷暑,兴致勃勃地赶往中国农业科学院廊坊中试基地与其他抗虫棉现场展示会不同的是,这次现场展示会不仅要考察抗虫棉的抗虫性和长势,还要重点考察抗虫棉对环境是否安全?培育抗虫棉是否是正确选择? 提起抗虫棉,人们不禁要问,为什么要培育抗虫棉?中国农科院生物技术研究所所长黄大□研究员说,我国既是产棉大国,也是原棉消费大国棉花和纺织品是我国出口创汇的支柱产业之一,年出口创汇总额占全国出口创汇的1/4左右,且呈逐年上升之势因此棉花生产的兴衰对我国经济的发展具有举足轻重的影响20世纪90年代初,我国北方棉区棉铃虫连年大暴发,造成重大经济损失,仅以1992年为例,北方棉区减产皮棉160万担,直接经济损失50亿元,严重打击了植棉业与纺织业的发展为了消灭棉铃虫,大量使用有毒农药,又会污染农田生态环境,损害棉农的身体健康甚至危及生命,而且使棉铃虫对农药产生了抗性,反而加剧棉铃虫的危害 正是在这危急的情况下,863高科技发展计划于1991年首先启动了转基因抗虫棉的研究,随后,国家转基因植物专项、农业部发展棉花生产专项资金、中华农业科教基金和计委产业化项目等计划相继实施在国家的大力支持下,抗虫棉的研究与产业化迅速取得突破中国农科院生物技术研究所的科学家人工合成和改造了苏云金芽孢杆菌杀虫基因,并将杀虫基因导入我国长江、黄河流域及新疆的棉花主栽品种,使我国成为世界上拥有自主知识产权、独立研制和开发成功转基因抗虫棉的第二个国家 为防止棉铃虫对单一杀虫蛋白产生抗性,生物技术研究所的科学家们又研制成功能同时产生两种杀虫蛋白的双价抗虫棉,并在国际上首次实现了双价抗虫棉的商业化转基因抗虫棉经农业部批准自1997年始在国内进入商业化生产 抗虫棉是我国目前唯一大面积种植并初步实现产业化的转基因农作物至2002年,全国已有15个常规和杂交抗虫棉品种系分别通过全国及山西、安徽、山东、新疆、江苏、河南和河北等省的品种审定目前,国产抗虫棉在全国的累计推广面积已超过2700万亩作为主要研制单位,中国农科院生物技术研究所参加兴办的创世纪转基因技术有限公司2001年被国家计委授予高技术产业化示范基地的荣誉称号抗虫棉保证生态安全 中国农科院生物技术研究所研究员郭三堆说,抗虫棉的生态安全问题很早就引起了我国政府的高度重视自1996年以来,在科技部863计划、973计划、攻关计划和农业部发展棉花专项基金的资助下,中国农科院植物保护研究所的科学家对转基因棉花的生态环境安全性进行了连续多年的系统研究结果表明,抗虫棉中杀虫蛋白对棉铃虫控制效果在85%以上,对红铃虫和玉米螟控制效果可达90%,显著优于化学农药,种植抗虫棉平均减少化学农药用量70%以上 与普通棉花施药防治棉铃虫处理比较,种植转基因抗虫棉能显著提高棉田生态系统内节肢动物群落的多样性水平,而且由于减少了化学农药的使用,蚜虫的天敌瓢虫类、草蛉类和蜘蛛类数量大幅度增加,还能有效控制蚜虫的发生 转基因抗虫棉的推广应用创造了显著的经济、社会和生态环境效益据国内外科学家联合调查,种植抗虫棉的棉农每年可平均减少农药喷施13次,或每亩地减少农药施用
3.3公斤由于省药省工,也显著地减少了人畜农药中毒和死亡事故的发生,同时种植抗虫棉的棉农也显著减少用于防病虫的劳动力投入另据计算,棉农种植抗虫棉每亩增收节支合计约140元,至今累计产生的社会经济效益超过24亿元 国产抗虫棉的广泛应用,显示了中国农业高技术研究开发的强劲势头和雄厚实力,使我国在农业生物技术领域激烈的国际竞争中占据了一席之地;转基因棉花生态安全评价研究的成果为抗虫棉的进一步发展提供了科学依据环顾当今世界,科学技术的发展日新月异也许再过若干年,抗虫棉又会被更新的技术代替,就像它取代化学农药防治棉铃虫一样但是,就目前的状况来看,抗虫棉无疑是最好的,从大量经过长期研究的科学数据来看,抗虫棉特别是国产抗虫棉,对环境是没有大影响的CACGTCCATGTACATGTACACGTG图
6.29。