第四章基因的表達教材分析

第四章基因的表達

一、教材分析

1.本小節(jié)主要講述:基因的本質，基因控制蛋白質的合成，基因對性狀的控制等內容。本

小節(jié)的引言指出了DNA是聯(lián)系子代與親代的物質，簡要地交代了DNA與基因，以及基因與

性狀的關系。

在講述基因的本質時，首先以果蠅的某些基因在染色體上排列的圖例，交代了基因與染

色體的關系-染色體是基因的載體，然后，闡述基因的本質-基因是具有遺傳效應的DNA片

段。

在此基礎上，教材又講述了DNA的另一個重要功能，即通過基因控制蛋白質的合成。

首先通過講述兩種RNA在蛋白質合成過程中的作用，闡明了遺傳信息的“轉錄”和“翻譯”

的過程。然后，用遺傳學的中心法則對遺傳信息的傳遞(DNA分子的復制)和表達(基因控制

蛋白質合成)的功能進行小結。由于課時所限，中心法則的內容處理為小字。

關于基因對性狀的控制，是使學生對基因控制蛋白質合成過程理解的基礎上，進一步了

解蛋白質是如何決定生物性狀的。這部分內容主要是通過實例讓學生明確兩點：

第一，基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程的；

第二，基因是通過控制蛋白質分子的結構來直接影響性狀的。

本小節(jié)的教學內容是本節(jié)教材的教學難點。

2.本小節(jié)與他它章節(jié)的聯(lián)系：

a.與“生物的遺傳定律”緊密聯(lián)系；

b.與“生物的變異”緊密聯(lián)系；

c.與高三教材《基因的結構》及《基因表達的調控》緊密聯(lián)系。

本節(jié)內容的掌握為后面內容的學習打下一定的基礎。

二、教學目標

1.知識目標

(1)“中心法則”的概念及發(fā)展(A:知道)。

(2)DNA與RNA的異同(B:識記)。

(3)染色體、DNA和基因三者之間的關系，以及基因的本質(B:識記)。

(4)基因控制蛋白質合成的過程和原理(B:識記)。

(5)基因控制性狀的原理(B:識記)。

(6)遺傳信息和“密碼子”的概念(C:理解)。

2、能力目標

(1)通過學習基因概念培養(yǎng)學生抽象思維能力。

(2)通過基因控制蛋白質的合成學習培養(yǎng)學生分析綜合能力。

三、重點-實施方案

1.重點

(1)染色體、DNA和基因三者之間的關系和基因的本質。

(2)基因控制蛋白質合成的過程和原理。

2.實施方案

(1)學生閱讀、討論結合教師舉例、圖示進行教學。

(2)用多媒體課件顯示真核細胞基因表達的轉錄和翻譯過程。讓學生理解轉錄和翻譯是

在不同的地點進行的，是以信使RNA為媒介而進行的。

四、難點-突破策略

1.難點基因控制蛋白質合成的過程和原理。

2.突破策略

用基因控制蛋白質合成的多媒體課件顯示出此動態(tài)過程，通過列表對比理解信使RNA

和轉運RNA的結構不同導致的功能不同，使用細胞亞顯微結構掛圖讓學生明白轉錄在核內

而翻譯在細胞質中的核糖體上進行，從而突破本節(jié)的難點內容。

五、教具準備

1.動植物細胞亞顯微結構掛圖；

2.基因控制蛋白質合成的多媒體課件；

3.信使RNA和轉運RNA結構對比投；

4.影片：“基因工程初探”錄像片。

六、學法指導

指導學生預習，發(fā)揮學生的抽象和邏輯思維能力，從而完成基因的概念及基因的表達的

教學。

基因的概念是通過對DNA分子結構和功能的復習引出并點撥來完成的。

而基因控制蛋白質的合成，應以mRNA為紐帶，把基因的堿基與氨基酸聯(lián)系起來，讓學

生最終理解蛋白質中氨基酸的種類、數目和排列順序是由基因的堿基決定的。

七、課時安排2課時

第一節(jié)基因控制蛋白質的合成

復習提問：

(l)DNA分子主要存在于細胞的什么部位？

(2)蛋白質在細胞的什么地方進行合成？

學生回答:DNA分子主要存在于細胞核中的染色體上，而蛋白質的合成在細胞質中的核

糖體上進行。

教師給予肯定并鼓勵。

質疑:細胞核中的DNA分子是如何控制細胞質中蛋白質的合成呢？

學生閱讀教材P14并回答:是通過RNA分子作為媒介進行的。

教師出示:DNA分子與RNA分子比較投影。

DNARNA

堿基A、G、C、TA、G、C、U

五碳糖脫氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)

磷酸磷酸磷酸

基本單位脫氧核昔酸核糖核昔酸

結構通常呈雙螺旋結構通常呈單鏈狀結構

思考:構成人體的核酸有兩種，構成核酸的基本單位-核甘酸有()

A.2種D.4種C.5種D.8種答案:D

總結:遺傳的主要物質是DNA分子；基因是有遺傳效應的DNA片段；基因在染色體上呈

直線排列；基因的不同是由于脫氧核甘酸的排列順序不同導致的；基因控制性狀就是通過控

制蛋白質合成來完成的；DNA的遺傳信息又是通過RNA來傳遞的o

［三］教學目標鞏固

L思考:基因的概念是什么?

2.思考：“基因一DNA-染色體”三者之間的關系是什么？

3.思考:細胞核中DNA分子上的基因如何指導細胞質中核糖體上蛋白質的合成?

［四］布置作業(yè)

1.P18復習題第一、二題。

2.細胞內與遺傳有關的物質，從復雜到簡單的結構層次是()答案:D

A.DNA-染色體一脫氧核甘酸一基因B.染色體一脫氧核甘酸一DNA-基因

C.DNA-染色體一基因一脫氧核甘酸D.染色體一DNA一基因一脫氧核甘酸

3.下列哪一組物質是RNA的組成成分()答案:C

A.脫氧核糖、核酸和磷酸B.脫氧核糖、堿基和磷酸

C.核糖、堿基和磷酸D.核糖、喀咤和核酸

［五］總結：本節(jié)課重點學習了基因的概念-有遺傳效應的DNA片段和基因與DNA、染

色體之間的關系，并且提出了“遺傳信息”這一名詞，這將有助于我們理解基因對性狀控制。

那么基因如何控制性狀呢?是通過控制蛋白質合成完成，請預習下一內容：“基因控制蛋白

質的合成”。

第二課時

［-］教學程序

導言

復習提問：

L什么是基因？

2.基因的基本功能是什么？

3.基因表達過程中的媒介是什么？

學生大膽地回答：(略)

教師給予鼓勵

［-］教學目標達成過程

基因是有遺傳效應的DNA片段，主要位于細胞核中，而蛋白質是在細胞質的核糖體上

合成，此過程需要信使RNA作為媒介，那么信使RNA怎樣完成任務呢？

學生活動：

(1)閱讀教材P14。

(2)觀察基因表達的多媒體課件。

討論提綱：

(1)基因表達整個過程分幾個階段?分別叫什么？

(2)轉錄的場所、過程和目的是什么？

(3)翻譯的場所、過程和目的是什么？

教師指導：

a.整個過程是嚴格按照堿基互補配對原則進行的。

b.轉錄是在細胞核內以DNA的一條鏈為模板合成信使RNA過程。

c.翻譯是在細胞質中核糖體上以信使RNA為模板合成具有一定氨基酸排列順序的蛋

白質過程。

學生回答:(略)

教師鼓勵

教師精講：

1.轉錄中模板DNA鏈的堿基是A、G、C、T是如何與信使RNA中堿基A、G、C、U互補

配對呢？

(1)請學生答出DNA分子中堿基互補配對原則來；即A與T配對，G與C配對。

(2)板書DNA的一條鏈，顯示信使RNA的形成過程；即：

DNA：...T—A—A—G—T—C—T—A—C'

mRNA:...A—U—U—C—A—G—A—U—G'

從形成過程可看出，是mRNA中的U堿基與DNA分子中的A堿基進行配對。

(3)通過轉錄，DNA分子的遺傳信息(即堿基排列順序)就傳遞給了信使RNA。

2翻譯過程中mRNA上的堿基是如何決定蛋白質中的氨基酸的？

(1)請學生先答出組成蛋白質的氨基酸的種類以及蛋白質多樣性的原因?即:一般有20種；

蛋白質多樣性是由氨基酸種類、數量、排列順序及空間結構決定的。

(2)思考:氨基酸有20種，而信使RNA只有四種堿基(A、C、C、U),如何決定20種氨基酸

呢？

邏輯推理：

一個堿基決定一個氨基酸，只能決定4種，4匚4,不行；

兩個堿基決定一個氨基酸，只能決定16種，42=16,不行；

三個堿基決定一個氨基酸，只能決定64種，43=64,足夠有余。

教師簡介密碼子的發(fā)現(xiàn)過程：

1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由信使RNA上的三個相鄰堿基決

定的。

美國年輕的生物化學家尼倫伯格和同事用人工合成方式，首先闡明了遺傳密碼的第一個

字--UUU,即決定苯丙氨酸的密碼子。

1967年科學家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。投影顯示20種氨基酸的密碼子表并解

說。

(3)游離于細胞質基質中的氨基酸是怎樣到達核糖體并按一定排列順序形成蛋白質呢？

學生活動：閱讀教材P15?16并回答:需要一種搬運工具搬運-即另一種RNA(轉運RNA,

即tRNA)。

教師出示轉運RNA模型圖并講解:轉運RNA種類很多，但每種轉運RNA只能識別并轉運

1種氨基酸。這是因為在轉運RNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個堿基，能專一

性地與信使RNA上的特定的3個堿基(即密碼子)配對。

例如:信使RNA上的三個堿基AAA就是一個密碼，轉運RNA中轉運賴氨酸的轉運RNA一

端的三個堿基是UUU,只有它才能按照堿基互補配對原則配對。由于核糖體中的信使RNA

中有許多密碼子，每個密碼子與轉運特定氨基酸的轉運RNA能夠堿基配對，這樣它才能對

號入座。也就是說一種轉運RNA在哪個位置上對號人座是靠轉運RNA的三個堿基去識別。

而位置則是信使RNA按遺傳信息預先定了的（如下圖）

蛋白質合成本意圖

賴-賴氨酸丙-丙氨酸

突出強調：

a.信使RNA的遺傳信息即堿基排列順序是由DNA決定的。

b.轉運RNA攜帶的氨基酸（如賴氨酸、丙氨酸）能在蛋白質的氨基酸順序的哪一個位置上

是由信使RNA決定的，歸根到底是由DNA的特定片段（基因）決定的，由于DNA分子的多樣

性，就決定了蛋白質分子的多樣性。

師生共同歸納總結:遺傳信息的傳遞。

教師簡介中心法則及其發(fā)展。

練習:（投影顯示）一條多肽鏈中有1000個氨基酸，則作為合成多肽鏈的信使RNA分子

和用來轉錄該信使RNA分子的基因中，分別至少要有堿基多少個（）

A.1000和2000B.2000和4000C.3000和3000D.3000和6000

答案:D

第二節(jié)基因對性狀的控制

學生活動：閱讀教材P17?18

教師顯示如下圖解：

直接控制作用

結.基因---＞結構蛋白---＞細胞結構1I

、，性狀

調節(jié)基因》■酶or激素---》■細胞代謝J|

、間接控制作用，

教師結合教材白化病和鐮刀型細胞貧血癥進行簡述。

［二］教學目標鞏固

1.請學生回顧基因控制蛋白質合成的階段及過程。

2.什么叫密碼子?決定氨基酸的密碼子共有多少種？

3.基因對性狀的控制有幾種情況?分別是什么？

信使RNACAU

轉運RNA

密碼子GCA

氨基酸色氨酸

(1)轉錄中的DNA模板鏈是雙鏈中的

(2)DNA復制過程中，互補配對的堿基對是,進行的主要場所是

(3)轉錄時互補配對的堿基對是,進行的主要場所是

(4)翻譯時互補配對的堿基對是,進行的場所是

(5)經有關生物學家的測定:肝細胞中的核糖體可占細胞干重的25%,這可以證明肝臟

的能力是很強的。

答案：a鏈：CGTACCAGTCGT信使RNA：GCAUGGUCAGCA

b鏈：GCATGGTCAGCA轉運RNA：CGUACCAGUCGU

密碼子：GCAUGGUCAGCA(3)A—U、T—A、C-G、G—C、細胞核

氨基酸：丙氨酸絲氨酸丙氨酸(4)A—U、G—C、核糖體

(l)a鏈(5)合成蛋白質

(2)A—T、G—C、細胞核

［四］總結：

基因是有遺傳效應的DNA片段，基因的復制和表達是基因的兩大功能。它的復制是通

過DNA的復制而完成的，它的表達要經過轉錄和翻譯兩個階段，最終實現(xiàn)對性狀的控制。

［六］板書設計

6.1.3基因的表達

(一)基因一一有遺傳效應的DNA片段［二］翻譯

(二)基因控制蛋白質的合成a.場所:細胞質的核糖體。

1.DNA與RNA的比較。2.轉錄過程b.過程:以信使RNA為模板,吾成具宥二定氨基酸排列

［―?］轉錄|順序的蛋白質的過程。

a.場所:細胞父c.目的:傳遞遺傳信息。

b.過程?以DNA的一條鏈為模板，玉照堿篡由卜配對［三］基因對性狀的控制

原則，合成RNA的過程〕直接控制作用

C.目的:傳遞遺傳信息。間接控制作用

第五章基因突變與其他變異

第一節(jié)基因突變與基因重組

一、知識結構

基因突變的概念

基因突變基因突變的特點

基因突變的基因重組人工誘變在育種上的應用

基因重蛆

二、教材分析

1.本節(jié)在引言部分，指出生物的變異具有普遍性，變異可以分為可遺傳變異和不遺傳變

異，可遺傳的變異有三種來源。

2.本小節(jié)介紹了基因突變的概念、意義和特點，人工誘變在育種上的應用，以及基因重

組的概念和意義。

教材從實例引入基因突變的概念，是為了便于學生理解抽象的概念。

在介紹基因突變的普遍性、隨機性、自然突變率低、有害性和不定向性等特點時，教材

也舉了具體的實例。

旁欄設置的思考題和小資料，也有助于學生加深對基因突變特點的理解。

人工誘變在育種上有重要用途，教材通過介紹我國在誘變育種方面取得的成就，對學生

進行愛國主義教育。

3.教材在學生已知的知識基礎上，介紹了兩種常見的基因重組。以基因的自由組合引起

的基因重組為例，闡述了基因重組對于生物進化的重要意義。

教材還把重組DNA技術作為小字內容，安排在基因重組的正文之后，以擴展學生的知

識面，使學生能夠多了解一些先進的生物技術。

4.本節(jié)內容可為第七章《生物的進化》中有關現(xiàn)代生物進化理論的學習打下基礎?；?/p>

重組的內容需要本章第二節(jié)中的自由組合定律與連鎖和交換定律的有關內容作基礎。

三、教學目標

1.知識目標：（1）人工誘變在育種上的應用（A:知道）；（2）基因突變的概念、特點和意義

（B:識記）；（3）基因重組的概念和意義（B:識記）。

2.能力目標：通過對課本中實例的分析，培養(yǎng)學生歸納總結的邏輯推理能力。

四、重點?實施方案

1.重點：（1）基因突變的概念和特點；（2）基因重組的概念。

2.實施方案：（1）通過實例加深學生對概念的理解；（2）讓學生在課前搜集有關在誘變育

種上取得的成就，進一步突出重點內容。

五、難點?突破策略

1.難點：基因突變的概念。

2.突破策略：通過舉例放映有關的投影和錄像的方法，讓學生對抽象的概念有一個具

體的理解。

六、教具準備：投影片、錄像片、投影儀、錄像機、多媒體設備。

七、學法指導：本小節(jié)內容為抽象，在教學過程中應采用師生互動，通過實例舉證來

理解抽象概念和特點。

八、課時安排：2課時

第一課時

[-]教學程序

導言

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》

的有關教學內容。

[-]教學目標達成過程

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，性狀有明顯的差異，原

因何在?(回答:發(fā)生了變異)

(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?(回答:生物的變異有的不能遺

傳，有的可以遺傳。)

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。

可遺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型細胞貧血征的錄像。了解基因突

變的概念、產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？

答:圓餅狀，運輸氧的功能。

(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？

答:有。運氧能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴重時會導致死亡。

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。

Se?IT

tt

氨基酸谷氨酸顆反酸

t,

RHAGAAGUA

tt

DMACTI突變，CAT

___________GAA__________GTAJ

控制血紅蛋白質的DNA,上一個堿基對發(fā)生改變，導致該基因脫氧核甘酸的排列順序

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?/p>

6.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，即基因中脫氧核甘酸順序發(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。

基因突變使一個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，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）：

玉米高莖一矮莖、普通羊一短腿羊、正常人一白化病、果蠅長翅一殘翅、家鴿羽毛白色

一灰紅色、正常棉花一短果枝。

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P49的內容，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）基因突變絕大多數是有害的，但也有少數有利。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，不會超出限制。

以上內容總結起來就是基因突變的特點。

［三］教學目標鞏固

1.生物的變異有兩種：和。前者指。后者

指。

答案:可遺傳的變異不遺傳的變異變異現(xiàn)象是由于生殖細胞內的遺傳物質的改變而

引起的，能夠遺傳給后代變異現(xiàn)象是由于環(huán)境因素的影響造成的，并沒有引起生物體內遺

傳物質的變化，因而不能夠遺傳下去

2.可遺傳的變異有三種來源：、、。

答案:基因突變基因重組染色體變異

3.基因突變是指，通過基因突變使一個基因變成它的，并且

通常會引起一定的。

答案:染色體的某一位點上基因的改變等位基因表現(xiàn)型變化

4.基因突變的意義是。

答案:生物變異的根本和主要來源，為生物進化提供了最初的原材料

5.基因突變有以下特點：(1)；(2)；(3)；(4)；(5)。

答案:普遍性隨機性低頻性多害少利性不定向性

［四］布置作業(yè)

*P46復習題一，二、1、3,三、lo

［五］總結

這節(jié)課我們主要掌握的內容有“基因突變的概念和基因突變的特點”?；蛲蛔兪怯捎?/p>

DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結構改變?；蛲蛔兊奶攸c有:普

遍性、隨機性、突變率低、多害少利、不定向性。

［六］板書設計

變異:不遺傳變異和可遺傳變異

基因突變

可遺傳變異的來源基因重組

染色體變異

一、基因突變和基因重蛆

(一)基因突變

L概念：由于DN份子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結構的改變.

2.意義：

3.特點：

(1)普遍性自然突變、誘發(fā)突變

⑵隨機性

(3)突變率低

(4)多數有害

⑸不定向性

第二課時

［-］教學程序

導言

上節(jié)課我們學習了“基因突變的概念、意義和特點”。明確“性狀變異是由于基因突變”。

請大家回答基因突變具體有哪些特點?(回答略)

放映投影片:如棉花短果枝、雞腳葉，水稻矮桿、糯葉，果蠅的白眼、殘翅，人的白化

病、色盲。

這些基因突變如果是在自然條件下發(fā)生的叫一自然突變;在人為條件下誘發(fā)產生的叫一

誘發(fā)突變。

那誘發(fā)突變的人為條件是什么？我們知道基因突變大多是有害的，為什么要人工誘發(fā)突

變？這有什么用呢？

今天我們接著來學習下面一個內容--“人工誘變在育種上的應用”。

［二］教學目標達成過程

1.閱讀書P44,劃出“人工誘變的概念”:人工誘變就是在人工條件下誘導基因發(fā)生突變。

人工條件有兩種:物理方法包括X射線、紫外線、激光等；化學方法有亞硝酸、硫酸二乙

酯等。

應用這些方法怎樣去處理生物使之發(fā)生基因突變呢?產生的這些突變又有什么用呢？

下面讓我們看一段錄像片，這是我國科學工作者用人工方法處理農作物發(fā)生基因突變的

一段內容。

看了錄像片，大家清楚了怎樣用各種射線和化學物質去處理生物，也看到了生物突變的

具體性狀的表現(xiàn)了。

讓學生說明這些方法誘導基因突變有什么好處？

回答:可提高突變率，創(chuàng)造人類需要的突變類型，從中選育出優(yōu)良新品種。

2.通過人工誘導方法培育出的農作物新品種，具抗病力強、產量高、品質好等優(yōu)點。

例如，黑龍江農科院用輻射方法處理大豆，培育成黑農五號大豆品種，含油量比原來的

品種提高了2.5%,大豆產量提高了16%。大家看書P52圖，太空椒就是利用宇宙空間強烈輻

射而發(fā)生基因突變培育的新品種。

人工誘變不僅在農作物育種上起作用，在微生物育種上也發(fā)揮了重要作用，如青霉素，

最初產量為20單位/mL,后經人們多次用射線等綜合處理，目前產量已是50000?60000單

位/mL了，可見人工誘變對生物育種起著巨大作用。因此我們研究基因突變確實有很重要

的應用價值。

3.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。

基因重組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，產生后代的過程。

放映投影片：

?：~黃色圓粒x綠色一粒'

F1：黃3罌

F2：黃圓黃狼綠圓綠軸

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?（是）它們又是如何產生的

呢?（在Fl減數分裂形成配子時，控制不同性狀的基因自由組合形成的。）

讓學生畫出以上過程的染色體圖，總結出:基因重組可以發(fā)生在減數分裂形成配子非同

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：

r灰身長翅x黑身殘翅;

FI：灰贏翅睡性）；x黑身殘翅觸性）

典］交后代：灰身長翅黑身長翅灰身殘翹黑身殘理

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，基因重新組合,

就使子代產生了變異，這就是基因重組造成的變異。

5.閱讀課本P45,指導學生討論分析:由基因重組引起的變異有什么特點?（非常豐富）為什

么?（回答：父本和母本遺傳物質基礎不同，自身雜合性越高，二者遺傳物質基礎相差越大，

基因重組產生的差異可能性也就越大。）

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,

F2就可能出現(xiàn)2"=1024種表現(xiàn)型。而在生物體內尤其是在高等動植物體內控制性狀的基因數

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，那么生物通過有性生殖產生的變異就更多了。

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。

［H］教學目標鞏固

1.人工誘變是指。

答案:在人工條件下誘導基因發(fā)生突變

2.人工誘變的條件有哪些?

答案:有兩種。物理方法包括X射線、紫外線、激光等；化學方法有亞硝酸、硫酸二乙酯

等。

3.基因重組是指，它是通過過程實現(xiàn)的，主要

有和兩種類型。

答案:控制不同性狀的基因重組合有性生殖自由組合交叉互換

4.舉出幾個基因重組引起生物變異的例子。

答案:略。

5.玉米的非糯性、糯性分別由基因W、w控制，基因型為WW的玉米經輻射處理后，變

成為Ww基因型的玉米，這種變異屬于，這種培育新品種的方法稱

為,其優(yōu)點是。

答案:基因突變誘變育種提高突變率，創(chuàng)造新類型，培育新品種

6.下列變異中，屬于基因突變的是（）

①人類的色盲②無籽西瓜③果蠅的白眼④小黑麥⑤無籽番茄⑥棉花中的短

果枝A.①②④B.①③⑥C.②④⑤D.②④⑥

答案:B

［四］布置作業(yè)

P46復習題:二、2、4三、2o

［五］總結

我們用兩課時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）基因突變是基因內部結構的改變，它能產生新的基因，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、隨機性、低頻性、多害少利性、不定向性。

（2）基因重組是控制不同性狀的基因重新組合，不產生新基因，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。

課本P46最后一段以小字方式簡要介紹了“重組DNA技術”，同學們也應稍加了解。

［六］板書設計

。）人工誘變的概念、方法.

（2）人工誘變的優(yōu)點.

（3）我國在人工誘變方面的成果。

U）基因重組

L概念:控制不同性狀的基因重新蛆合.

2.類型：

基因自由蛆合

基因交叉互換

3.特點:非常豐富

4意義：

（1）為生物變異提供了極其豐富的來源.

⑵是形成生物多樣性的重要原因之一.

（3）對于生物進化具有十分重要的意義.

5.重組DNA技術

第二節(jié)染色體變異

一、知識結構

染色體結構的變異

染色體組

染色體變異

二倍體和多倍體

染色體數目的變異人工誘導多倍體在育種上的應用

單倍體

二、教材分析

1.本小節(jié)主要講授“染色體結構的變異和染色體組的概念，染色體倍性（二倍體、多倍

體、單倍體）及其在育種上的應用”。

2.教材從“貓叫綜合征”講起，介紹了“染色體結構變異的四種類型及其對生物體的影

響”。之后安排了“觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片（選做）”的實驗。幫助學生加深對染色體

結構變異的理解，并學習觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片的方法。

3.染色體數目的變異可分為兩類:一類是細胞內的個別染色體的增加或減少;另一類是細

胞內的染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。其中后一類變異與人類的生產和生

活關系比較密切，是教材重點介紹的內容。

4.染色體組的概念通過分析果蠅的染色體組成而得出。然后，根據生物體細胞中染色體

組數目的不同，區(qū)分染色體數目變異的幾種主要類型一二倍體、多倍體和單倍體，重點講述

多倍體和單倍體。最后教材用小字講述三倍體無籽西瓜的培育過程，使學生把所學的知識與

生產和生活實際聯(lián)系起來。

5.本小節(jié)可以為本章第五節(jié)《人類遺傳病與優(yōu)生》中有關染色體異常遺傳病和第七章《生

物的進化》中有關現(xiàn)代生物進化理論的學習打下基礎。

三、教學目標

1.知識目標：（1）染色體結構的變異（A:識記）；（2）染色體數目的變異（A:識記）。

2.能力目標：學會觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片。

四、重點?實施方案

L重點：染色體數目的變異。

2.實施方案：通過掛圖、幻燈片、投影片等多媒體教具，變抽象為具體，讓學生抓住

關鍵，學會知識。

五、難點?突破策略

1.難點：染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念。

2.突破策略：通過生殖細胞中的兩套不同的染色體，引導學生從全部染色體的許多特

征中抓住共同的關鍵特征。結合多媒體課件及具體實例，搞清難點所在。突破難點，理清思

路。

六、教具準備：1.貓叫綜合征幼兒的照片；2.精子形成過程的示意圖；3.果蠅的精子與

卵細胞圖、染色體結構變異和染色體數目變異的知識結構投影片；4.果蠅染色體活動的多媒

體課件。

七、學法指導：本節(jié)課中，教師要指導學生仔細觀察，與學生談話，師生互動，共同歸

納總結出應得的結論。

八、課時安排：2課時

第一課時

[-]教學程序

導言

1.復習提問：

基因突變導致生物變異的原因是什么？

回答:基因突變是基因結構發(fā)生改變，從而使遺傳信息改變，使蛋白質結構改變、生物

性狀改變，即生物發(fā)生了變異。

那么，基因是什么?它和染色體又有何關系？

回答:基因是有遺傳效應的DNA片斷，染色體是DNA的載體，基因在染色體上呈線形排

列。

對于一個生物體來說，正常情況下，其染色體的結構和數量都是穩(wěn)定的。但在自然條件

或人為因素的影響下，染色體的結構和數量均會發(fā)生改變，從而導致生物性狀的改變，這就

屬于染色體變異。

[-]教學目標達成過程

一、染色體結構的變異

1.出示投影片:貓叫綜合征幼兒照片。

2.讓學生觀察:患兒的征狀一兩眼較低、耳位低下，存在著嚴重的智力障礙。

教師補充說:患兒哭聲輕、音調高，很像貓叫。

3.投影片放映:病因一染色體缺失圖，包括：

在自然條件或人為因素的影響下，染色體發(fā)生的結構變異主要有4種：

①染色體缺失某一片斷（上圖1）；

②染色體增加某一片斷（上圖2）；

③染色體某一片斷位置顛倒180°（上圖3）；

④染色體的某一片斷移接到另一條非同源染色體上（上圖4）。

~~4.講述:貓叫綜合征的病因是病兒第5號染色體部分缺失，這屬于染色體結構變異。

投影片上的其他幾種情況也屬于染色體結構變異，請同學們仔細觀察染色體的變化情

況。

5.染色體結構變異，為何能導致生物性狀的變異呢？

教師引導學生從染色體結構的變化會引起染色體上的基因數目和排列順序的改變等方

面來加以思考。

二、染色體數目變異

1.我們已經知道染色體結構變異會導致生物性狀的變異，那么染色體數目發(fā)生改變會不

會引起生物的變異呢?（回答:會）染色體數目會如何改變呢?（回答:可增加，也可減少）。

2.前面所說的僅是染色體“個別數目”的增加或減少，它只是染色體數目變異的一種類

型。

例如，人類有一種叫“21-三體綜合征”的遺傳病，患者比正常人多一條染色體一21號

染色體是三條，其征狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢等；

再如，人類的另一種遺傳病叫“性腺發(fā)育不良（Turner綜合征）”，患者少了一條X染色

體，外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。

染色體數目變異的另一種類型是染色體數目以“染色體組”為單位成倍增加或減少，這

種類型的變異在實踐中的應用更為普遍。因此，我們重點介紹后一種類型的染色體數目變異。

3.首先我們要了解什么是“染色體組”

放映:動物精子形成過程圖

組織學生觀察、歸納、總結：

（1）在減數分裂過程中，染色體復制一次細胞分裂二次，結果生殖細胞中的染色體數減

少了一半。

（2）精原細胞和體細胞中的染色體是成對存在的，精子中因同源染色體的分離而使染色

體成單存在。

（3）由于同源染色體的分離，使得生殖細胞中所含染色體成為大小、形狀各不相同的非

同源染色體。

出示:雄果蠅染色體的活動投影片。

雌就果蠅體細胞的染色體圖解

觀察說明：果蠅細胞中有8條染色體，共4對同源染色體，其中3對常染色體和1對性染色

體。（抽拉投影片，使同源染色體分開成為兩組）若把形狀、大小不同的歸為一組，每一組都

包括了3條常染色體和1條性染色體，且是每對同源染色體中的某一條染色體。這樣一個生殖

細胞中的全部染色體即為一個染色體組。一個染色體組內的染色體大小、形狀均各不相同,

但卻包含了控制生物體生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。

投影玉米體細胞圖觀察:玉米體細胞中20條染色體，其生殖細胞內有10條大小、形狀各

不相同的染色體。這10條染色體組成了一個染色體組。

同樣，人的一個染色體組中有23條染色體。

4.教師講述:人、果蠅、玉米體細胞中各含兩個染色體組，都屬于二倍體。在自然界中,

幾乎全部的動物和過半數的高等植物均是二倍體。

那么，該如何給二倍體下定義呢？

回答:二倍體指的是體細胞中含有兩個染色體組的個體。

依此類推，體細胞中含三個染色體組的個體該稱為三倍體，如香蕉、無籽西瓜等；體細

胞中含四個染色體組的個體被稱為四倍體，如馬鈴薯。

我們把體細胞中含三個或三個以上染色體組的個體稱為多倍體。三倍體、四倍體都屬

于多倍體。

多倍體個體在植物中廣泛存在，動物中較少見。

5.多倍體是生物以“染色體組”為單位成倍地增加而致。

在生物的體細胞中，染色體數目不僅可以成倍增加，也可以成倍減少。

例如，我們在初中生物中學過蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵發(fā)育而成，而雄蜂由未受精

卵直接發(fā)育而成。因此，雄蜂體細胞中的染色體數是工蜂和蜂王的一半。像這樣，體細胞中

含有本物種配子染色體數目的個體，稱為單倍體。

由學生分析回答：

玉米是二倍體，20條染色體。由玉米花粉直接發(fā)育成的個體中含有10條染色體，是一個

染色體組，我們稱之為單倍體。

普通小麥是六倍體，體細胞中有六個染色體組。其配子中有三個染色體組。而由其配子

發(fā)育而成的含有三個染色體組的個體也叫單倍體，不能被稱為三倍體。因為由配子發(fā)育成的

小麥，其體細胞中的染色體數同本物種配子中的染色體數相同。

教師總結：可見，二倍體、多倍體和單倍體的劃分依據是不同的。二倍體、多倍體以含

染色體組的數目來劃分；單倍體則只要含有本物種體細胞染色體數目的一半即是，與含染色

體組的數目多少沒有關系。

［三］教學目標鞏固

1.下列變異中，不屬于染色體結構變異的是（）

A.染色體缺失某一片斷B.染色體增加了某一片斷

C.染色體中DNA的一個堿基發(fā)生了改變D.染色體某一片斷位置顛倒了180°

答案:C

1.2345

2.LTTTT是正常的兩條同源染色體，則下圖所示是指染色體結構的（）

\5.

r~s

A.倒位B.缺失C.易位D.重復

答案:B

3.下列關于染色體組的正確敘述是（）

A.染色體組內不存在同源染色體B.染色體組只存在于生殖細胞中

C.染色體組只存在于體細胞中D.染色體組在減數分裂過程中消失

答案:A

4.貓叫綜合征是人第號染色體引起的遺傳病。

答案：5部分缺失

5.果蠅的體細胞中有三對常染色體，一對性染色體。因此，果蠅體細胞中的染色體有（）

A.一個染色體組B.兩個染色體組C.四個染色體組D.六個染色體組

答案:B

6.四倍體的曼陀羅有48條染色體，該植物體細胞中的每個染色體組的染色體數目為（）

A.48B.24C.12D.4

答案:C

［四］總結

本節(jié)課，我們學習了“染色體結構變異和染色體數目變異”。在染色體數目變異中，主

要了解了染色體組、二倍體、多倍體及單倍體的概念。多倍體、單倍體在育種上的作用，我

們下節(jié)課再講。

［五］布置作業(yè)

*P50復習題一、三

［六］板書設計

（一）染色體結構的變異

1.概念:相染色體上的基因的數目加邦列順才發(fā)生改變。

啖失

重祟

2.蠅種類順

易位

匚）瓢色體數目的殳異

1.染色體阻:指細胞中的一組非同源染色體，它們在危態(tài)和功能上

各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育,遺傳和變異的全部信

用

Z.二倍體:體斕胞中含兩個染色體招.

3?多倍休:休鈿胞中含三個或三個以上的染色休期的個體.

4,單倍體:體細胞中含本物種配了的染色的數目的個體，

第二課時

［一］月份教學過程

導言

上節(jié)課我們學習了“染色體組、二倍體、多倍體、單倍體等重要概念”。

多倍體是怎樣形成的呢？單倍體具有什么樣的特點呢？這些知識在實踐中有何應用價

值呢？

自然成因

這就是我們在本節(jié)課要了解的內容。多倍體特點

［-］教學目標達成過程染色體倍數變化造T應用

1.投影展示提綱（一）：倍減自然成因

學生根據提綱（一）閱讀教材。單倍體特點

應用

提問:多倍體的自然成因是什么？

具有什么特點?（回答:略）

投影展示:二倍體草莓、多倍體草莓的圖片?？磮D可知，多倍體植物各器官均較

二倍體大，果實中含營養(yǎng)物質多。如四倍體水稻的干粒重是二倍體水稻的二倍，蛋白質含量

提高了5%?15%,可見多倍體有較高的應用價值。

下面，我們以“三倍體西瓜的培育過程”為例，學習多倍體在實踐中的應用。師生根據

P49圖示學習、討論三倍體無籽西瓜的培育過程。

并板書出其染色體的情況:

2B

I瞅水仙素)

P:QH)4Nx

I

配子：2N.

F1

丁神字培育）

X2NCSS）

I聯(lián)會紊亂）

三倍體無籽西瓜

歸納總結多倍體知識，補充提綱（一）為（一）/：

剛才，我們歸納了“多倍體”的有關知識，明確了采用人工誘導多倍體來獲得多倍體,

可以應用在育種上培育新品種。

那么，單倍體的情況又是怎樣的呢？

請同學們依據提綱（一）閱讀教材，思考以下問題：

（1）單倍體的自然成因是什么？

（2）單倍體的特點有哪些？

（3）單倍體在育種上有什么意義？

2.在學生閱讀、思考、討論的基礎上根據大綱歸納總結單倍體的有關知識：

自然成因-I生殖地'來線受赭，直覆發(fā)音而成.|

單偌估理__總版株弱小，高度樨］

應月、①方法,花藥離多培養(yǎng)：

單倍體育^程忡離體翳單倍體植秣盤鼎黑睇4孑翳擢3）|

講述:多倍體和單倍體在人工誘導育種上都有很重要的意義，目前許多國家利用多倍體

和單倍體育種方面均取得很大的成果。

［三］教學目標鞏固

1.單倍體本身無利用價值，但在育種上卻有其特殊的意義，這是因為用花藥離體培養(yǎng)獲

得單倍體。單倍體植株經秋水仙素處理后，染色體不僅可以恢復到正常水平，而且可獲得純

合體。

2.培育多倍體的方法有很多種，如:溫度劇變，射線處理、藥物處理等。其中最常用而且

最有效的方法是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。

3.用四倍體西瓜植株作母本，二倍體西瓜植株作父本進行雜交，結出西瓜的果皮細胞、

種子的種皮細胞、胚細胞的染色體組數依次為（）

A.4、3、3B.4,2、3C.3、4、3D.4、4、3

解析:在結出西瓜的過程中，子房壁形成果皮，珠被發(fā)育成種皮。子房壁細胞和珠被細

胞都屬于體細胞,與其母本--四倍體西瓜植株細胞內的染色體數目相同，即為四個染色體組,

胚是由受精卵發(fā)育而來的，胚細胞內的染色體應是精子和卵細胞的染色體的總和，即為三個

染色體組。

答案:D

4.基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆雜交產生的Fi，用秋水仙素處理幼苗后得到

的植株是（）

A.二倍體B.三倍體C.四倍體D.六倍體

解析:基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆，其體細胞中有兩個染色體組，所以Fi

是二倍體，用秋水仙素處理，能夠引起細胞內染色體數目加倍，即由原來的二倍體變?yōu)樗谋?/p>

體。

答案:C

5.蘿卜體細胞內有9對染色體，白菜體細胞內也有9對染色體，將蘿卜和白菜雜交得到的

種子，一般是不育的，但經過培育后長成了能開花結籽的新作物，這種作物最少含有染色體

數為（）

A.9B.18C.36D.72

解析:蘿卜和白菜是屬于兩個物種，其染色體不同。二者雜交后得的種子一般不育是因

為種子內無同源染色體。要想使雜交種子可育，必須讓其染色體加倍，細胞內出現(xiàn)了同源染

色體，才能進行減數分裂產生生殖細胞，能夠開花結籽。

答案:C

總結

我們用2課時學習了“染色體的變異”。其中最重要的內容是染色體數目的變異。大多

數染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至導致生物體死亡。個別染色體的增加或減少

也會引起生物性狀的改變，甚至導致生物體死亡。多倍體在植物界較為多見，它比普通二倍

體植株的營養(yǎng)價值更高一些。單倍體植株在自然界用處不大。但是多倍體和單倍體在育種方

面起到了非常重要的意義。

［四］布置作業(yè)

P50復習題：二

［五］板書設計

七）染色體倍數與育抑

L多倍體與育種

-單倍體與育種」

第三節(jié)人類遺傳病

一、知識結構