人教版高中生物必修二教案：5.1基因突變和基因重組

1、知識像燭光，能照亮一個人，也能照亮無數(shù)的人。-培根必修2第五章 第一節(jié) 基因突變和基因重組第一課時 基因突變和基因重組一、教學要求1.知識目標：說出基因突變的概念、特點和意義；說出基因重組的概念和意義，及產(chǎn)生原因。2.技能目標：比較基因突變和基因重組的區(qū)別。3.情感目標：感悟內(nèi)因是變化的根據(jù)、外因是變化的條件、外因通過內(nèi)因而起作用的辯證唯物主義觀點。二、教材重難點1.重、難點：基因突變的概念和特點；基因重組的概念。三、教具及教法1.教具：PPT2.教法：講授法、談話法、討論法四、教學過程教學內(nèi)容教師活動學生活動設計意圖導入導入：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

2、后代遺傳時所要遵循的規(guī)律特點。知道了性狀是由遺傳物質決定的。性狀的表現(xiàn)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(chǎn)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(nèi)容。一、基因突變1.播映投影片:上圖是一個普通的玉米種子在萌發(fā)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)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

3、顯的差異，原因何在?(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(xiàn)象說明什么問題?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(xiàn)型與基因型和外界環(huán)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(huán)境條件引起)，這種變異是不可遺傳的。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?？蛇z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

4、型細胞貧血征的錄像。了解基因突變的概念、產(chǎn)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?(2)鐮刀型細胞貧血癥(HbS)的紅細胞呈鐮刀狀，對功能的完成有沒有影響?5.投影鐮刀型細胞貧血癥(HbS)病因的圖解，師生共同探求正常紅細胞變成鐮刀型紅細胞的原因?？刂蒲t蛋白質的DNA，上一個堿基對發(fā)生改變，導致該基因脫氧核苷酸的排列順序發(fā)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(fā)生改變，紅細胞也就由圓餅狀變?yōu)殓牭稜睢?.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

5、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(xiàn)。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，即基因中脫氧核苷酸順序發(fā)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(fā)生了改變，性狀自然會發(fā)生改變?？梢?，基因結構的改變會使生物發(fā)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?；蛲蛔兪挂粋€基因變成它的等位基因，并且通常會引起一定的表現(xiàn)型變化。因而會產(chǎn)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

6、，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):玉米高莖矮莖、普通羊短腿羊、正常人白化病、果蠅長翅殘翅、家鴿羽毛白色灰紅色、正常棉花短果枝。放映“植物個體發(fā)育過程”的投影片(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(fā)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(fā)生的叫自然突變，在人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的叫誘發(fā)突變。投影片(二)說明基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細胞。而且突變發(fā)生越早，表現(xiàn)部位越多；反之則相反。再有一條是

7、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教材的內(nèi)容，得以結論:(1)基因突變率很低，且不同生物的基因突變率、同一種生物不同的基因突變率均不同。(2)基因突變絕大多數(shù)是有害的，但也有少數(shù)有利。這些涉及到生物與環(huán)境相適應的問題。在此給學生可留一伏筆，為生物與環(huán)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(fā)生突變，產(chǎn)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(nèi)，不會超出限制。以上內(nèi)容總結起來就是基因突變的特點?；卮?發(fā)生了變異回答:生物的變異有的不能遺傳，有的可以遺傳。答:圓餅狀，運輸氧的功能。答:有。運氧能力降低，易破裂溶血造

8、成貧血，嚴重時會導致死亡?？偨Y基因突變的特點。二、基因重組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?；蛑亟M造成的生物變異是在什么情況下發(fā)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(jīng)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(chǎn)生后代的過程。放映投影片:讓學生看投影并分析:F2中除黃色圓粒、綠色皺粒外，還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?它們又是如何產(chǎn)生的呢?讓學生畫出以上過程的染色體圖，總

9、結出:基因重組可以發(fā)生在減數(shù)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(xiàn)型的遺傳過程。放映投影片: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。這兩種變異的性狀是由于控制不同性狀的基因進行交換、重新組合的結果。這種情況也屬于基因重組，它發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期，是由于同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)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(xiàn)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

10、新組合，就使子代產(chǎn)生了變異，這就是基因重組造成的變異。5.閱讀課本P83，指導學生討論分析:由基因重組引起的變異有什么特點?為什么?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，F(xiàn)2就可能出現(xiàn)210=1024種表現(xiàn)型。而在生物體內(nèi)尤其是在高等動植物體內(nèi)控制性狀的基因數(shù)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(nèi)，那么生物通過有性生殖產(chǎn)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。我們學習了可遺傳變異的來源中的兩種:基因突變和基因重組。知

11、道了變異的兩種類型及其來源。請大家一起歸納總結一下:基因突變和基因重組引起的變異有什么區(qū)別?(1)基因突變是基因內(nèi)部結構的改變，它能產(chǎn)生新的基因,是生物變異的根本來源。其過程發(fā)生于:DNA復制時；特點是:普遍性、多方向性、低頻性、有害性、可逆性 (2)基因重組是控制不同性狀的基因重新組合，不產(chǎn)生新基因，可形成新的基因型,是生物變異的主要來源。其過程發(fā)生在有性生殖過程中，特點是非常豐富。還應該注意把理論知識應用于實踐中，特別要注意了解人工誘變在育種上的應用。畫出以上過程的染色體圖，總結回答：是在F1減數(shù)分裂形成配子時，控制不同性狀的基因自由組合形成的?；卮穑悍浅ＸS富，父本和母本遺傳物質基礎不同，自