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《基因突变》教学设计
上传: 钟绍平 &&&&更新时间： 15:55:40
《基因突变》教学设计 瑞昌二中&&& 钟绍平 教学目标 了解基因突变的概念、种类、特点、以及基因突变的原因 了解诱变育种。 教方学法 讲述与学生练习、讨论相结合 教材分析 教学重点1. 基因突变的概念、种类、特点、原因。 2．诱变育种在实践中的应用。 教学难点 基因突变的特点、原因。 教具&& 多媒体、实物投影仪 教学过程 1、通过银幕显示，让学生明确本堂课应达到的学习目标。 2．引言： （通过银幕显示，几种生物的对照图片）介绍这些现象产生的原因。 这些生物体表现出了与亲本不同的性状。 3．导课 提问：生物的性状是由什么物质控制的？（遗传物质） 生物的性状由亲代传给子代时，或多或少都会存在差异，这就是生物的变异。 生物性状的表现除了与遗传物质有关之外，还与环境条件有关。 银幕显示照片： 普通玉米在水肥光特别充足的环境中，结出大而饱满的种子，但这样的种子种在普通田地里，结出的是普通的种子。 太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒相比，果实明显增大，其种子种植下去，仍然结出肥大果实。 设问：子粒饱满的玉米种子与普通玉米种子相比，太空椒与普通青椒相比，性状有明显差异，原因何在？ （发生了变异） 把子粒饱满的玉米种子种植下去结出的却是普通的种子，肥大太空椒的种子种植下去，仍然结出肥大青椒，这种现象说明了什么问题？ （生物的变异有的可以遗传给后代，有的不可以遗传给后代） 总结归纳：生物变异的类型 不可遗传的变异 可遗传的变异：基因突变、基因重组、染色体变异 强调：不可遗传的变异是环境条件影响而引起的性状改变，不能在后代中重新出现。可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？ 银幕显示：非洲某地的镰刀型细胞贫血症人群 正常人的红细胞与镰刀型细胞贫血症患者的红细胞的比较性状比较图。 思考： 1.正常人的红细胞是什么形状?有什么功能? (圆饼状) &&(运输氧) 2.镰刀型细胞贫血症患者的红细胞是什么形状?会出现什么现象? 镰刀状,运输氧的能力降低,细胞容易破裂造成出血性贫血. 讲述： 镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的一种遗传病，是由于基因的分子结构发生了改变产生的。 提问： （1）什么叫基因？ （2）基因的分子结构是怎样的？ 学生在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。 引入：基因突变的实例&&镰刀型细胞贫血症 银幕显示：镰刀型细胞贫血症病因的图解 & & 启发讨论： 提出问题与学生一起找原因。 ①正常人和镰刀型贫血症病人的红细胞为什么不一样？ ②为什么镰刀型贫血症病人的血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸取代？ 强调：镰刀型贫血症发病的根本原因，是控制血红蛋白的基因中的个别碱基发生了改变。 设问： dna中碱基对的替换可以引起dna结构的改变,从而引起生物性状的改变.那么如果发生碱基对的增添或缺失,是否也可能引起生物性状的改变呢? 用图解说明碱基对的增减变化导致血红蛋白病的产生。 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。 讲述： 基因突变是染色体的某一个位点上的基因的改变，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。 银幕显示：棉花的果枝、果蝇的白眼与红眼、残翅与长翅、家鸽的羽毛白色与灰红色、短腿安康羊和正常绵羊图。 总结归纳：二.基因突变 1、基因突变的实例(镰刀型细胞贫血症) 提问：什么是基因突变呢？ 2．概念：指基因结构的改变，包括dna碱基对的增添、缺失和改变。 实质是什么？（碱基对排列顺序的改变） 提问：基因突变一般发生在细胞生活的什么时期？ 3．时期：细胞有丝分裂间期，减数第一次分裂间期;dna复制时。 设问：dna复制一般是严格的，准确无误的，为什么会出现问题？ 4．原因：⑴碱基种类改变 ⑵碱基数目增减 ⑶碱基排列顺序改变 过渡提问：基因突变是怎样产生的呢？ 由于在一定环境条件（如射线、化学污染）下或生物内部某些因素（如代谢中产生的过氧化氢）的作用下，dna复制过程发生了差错，在dna片断中，发生了碱基对的增添、缺失或改变，其结果使原来基因中的碱基种类、数量和排列顺序发生了局部的改变，从而导致原来的基因变为它的等位基因。这种基因中包含的特定遗传信息的改变，必然会引起生物性状的改变。 5.诱因：⑴物理因素: 主要是各种射线(紫外线、x射线、激光等) 例如：太空椒,皮肤癌等 ⑵化学因素：主要是各种能与dna发生反应的物质(亚硝酸、碱基类似物、黄曲霉素、硫酸二乙酯、秋水仙素) ⑶生物因素：某些细菌、病毒 特别提醒： 我们应该保护环境,远离这些因 素, 养成良好的饮食,卫生习惯. 6意义：变异的根本来源,是产生杂合体的根本原因，为生物进化提供原材料。 归纳： 7．.特点： ①普遍性 如:& 棉花 正常枝&&短果枝& 果蝇 红眼&&白眼& 长翅&&残翅&&&&& 家鸽& &羽毛白色&&灰红色&& 人& 正常色觉&&色盲&& 正常肤色&&白化病 ②随机性：个体发育的任何时期和部位（个体、部位、基因、时间等都是随机） 提问：基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系？有什么关系？ ③低频性：自然状态下,突变率很低---- 10-5_10-8 讲述： 基因突变在自然界普遍存在，从病毒到动植物以及人类都会发生，人类的遗传病基本上都是基因突变所形成的。突变其实也不容易发生，在高等生物中，大约10万到1亿个生殖细胞中才会有一个生殖细胞发生基因突变。 ④多害少利性：举例讲明人的糖尿病，玉米中的白化苗。 ⑤不定向性：& 一个基因可以产生一个以上的等位基因 讨论：dna碱基对的改变一定会引起生物的性状改变吗？ 不一定。原因是： ⑴一个氨基酸有多个密码子； ⑵一些dna片段不携带遗传信息； ⑶一些蛋白质中的氨基酸种类改变，不一定影响其正常功能。 (4)隐性突变(a&a,从而 aa&aa )。 8.结果：一个基因&它的等位基因 不改变基因数量, 只改变基因的表现形式&&&&&&& 只产生新的基因和新的基因型,表现型不一定改变 设问：基因突变有哪些类型呢？ 9.类型：自然突变(自然条件下发生) 诱变突变(人为条件下诱发产生) 过渡：如果用人工方式对生物进行特殊的处理，能否导致生物发生变异呢？ 引出： 10．人工诱变育种 指导学生带下列问题阅读课文（44页）： 设问：1．什么叫人工诱变育种？ 2．人工诱变育种常用的方法是什么？ ⑴概念：利用物理因素或化学因素处理生物,使生物发生基因突变，而创造生物新类型的育种方法. ⑵常用方法& 物理因素：x射线、y射线、紫外线、激光 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯 讲述：人工诱变和杂交育种一样能创造动植物新品种，除此之外还能创造微生物新类型。国内外运用人工诱变的方法培育出了不少有价值的品种。 举例：青霉素高产菌株的培育。通过人工诱变的方法培育出新的变异菌株，大大增加了青霉素的提取量。现在青霉素能广泛应用于医疗，是人工诱变的一大功劳。 在农业方面，我国通过人工诱变，培育出了200多个优良品种。比如，东北的&黑农5号&大豆品种，其含油量比原品种提高2、5％，产量也提高16％。又如，浙江辐音一号早稻，山西太辐19号小麦，等，我国在诱变育种方面是很有成就的。& 最后对诱变育种的优缺点进行归纳 ⑶优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状。 ⑷缺点: 有利的个体往往不多。 总结、扩展 基因突变是基因分子结构的改变。在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得dna复制过程出现小小的差错，造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。这种基因中包含的特定遗传信息的改变，就引起了生物性状的改变。 基因突变具有广泛性，在动物界、植物界以及人类，甚至细菌、病毒各种生物中都可能发生。基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生出新的遗传物质。因此，基因突变是生物产生变异的主要原因，为进化提供了原始材料，又是生物进化的重要因素之一。 & 典型例题 [例1] 下列现象中属于可遗传变异的是（&&&& ） && a.玉米由于水肥充足而长得穗大粒足。 && b.人由于晒太阳而皮肤变黑。 && c.无子番茄没有种子。 && d. 镰刀型细胞贫血症。 [例2] 关于基因突变的下列叙述中，错误的是（&&&& ） &&& a. 基因突变能够产生新的基因。 &&& b. 基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的。 &&& c. 基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引起的。 d. 基因突变的频率是很低的，并且都是有害的。 [例3].诱发突变与自然突变相比，正确的是(&&&&& )　　　 & a．都是有利的&&&&&&& b．都是定向的 & c．都是隐性突变&&& d．诱发突变率高 [例4].基因a与a1、a2、a3间 的关系如图,该图不能表明的是(&&&& ) a、基因突变是不定向的。 b、等位基因的出现是基因突变的结果。 c、正常基因与致病基因可以通过突变而转化。 d、这些基因的转化遵循自由组合定律。 & & & & & & & [例5] 如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人(&&&&& ) a、 基因产生突变,使此人患病。 b、无基因突变,性状不遗传给此人。 c、基因重组,将病遗传给此人。 d、无基因突变,此人无病,其后代患病。 [例6] 下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程： 基因ⅰ　　 基因ⅱ　　　 基因ⅲ & 酶ⅰ　　& &酶ⅱ　　&&& &酶ⅲ & 某化合物&&&& 鸟氨酸&&&&&& 瓜氨酸&&&&&& 精氨酸 ⑴在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 致&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 使&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。 ⑵如果酶ⅰ和酶ⅲ正常，酶ⅱ活性丧失则能否合成鸟氨酸和精氨酸? &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&原因是 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& . &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& & 课外作业
选择题 1、下面叙述的变异现象，可遗传的是&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(&&&& )
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
果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状
用生长素处理未经授粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽
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、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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (&&& ) &&& a、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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (&&& ) &&& a、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&&&&&&&&&&&&&&& (&&& ) (1)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、(1) (3)&&&&&& b、(2) (4)&&&&& c、(2) (3)&&&&&& d、(3) (4) 6、人发生镰刀型贫血症的根本原因在于基因突变，其突变方式是&&& (&&& ) a、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dna&&&&&&&&&&&&&&&& d、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&&&&&&&&&&& (&&& ) a、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&&&&&&&&&&&&&&&& (&&& ) a、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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (&&& ) a、基因重组&&& b、基因分离&&&&& c、基因互换&&&&& d、基因突变
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_____变异，引起这种变异发生的原因是_______________，使发育成该花芽的细胞在________时发生差错，从而使________的分子结构发生了改变。 & & 自我评价答案： 1、d&& 2、a&& 3、c&& 4、a&& 5、b&& 6、b&& 7、b&& 8、c&& 9、d 10、基因突变，外界环境条件的骤变(突然冰冻)，dna复制，基因 &
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植物花药离体培养,花药发育为试管苗的过程中可能存在基因突变 基因重组和染色体畸变
植物花药离体培养,花药发育为试管苗的过程中可能存在基因突变 基因重组和染色体畸变
不对,有可能出现基因突变、染色体变异,但决不会出现基因重组.当前位置：
＞＞＞生态系统多样性形成的原因可以概括为[]A．基因突变和重组B．自然选..
生态系统多样性形成的原因可以概括为
A．基因突变和重组 B．自然选择 C．共同进化D．地理隔离
题型：单选题难度：偏易来源：河北省期末题
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据魔方格专家权威分析，试题“生态系统多样性形成的原因可以概括为[]A．基因突变和重组B．自然选..”主要考查你对&&生物多样性的形成&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
生物多样性的形成
生物多样性：1、生物多样性的形成：包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。2、原始生命诞生于原始海洋。3、生物多样性形成的进化历程：从原核生物到真核生物；从无性生殖到有性生殖；有简单到复杂；由水生到陆生；有低等到高等。遗传多样性：&&& 遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。因此，遗传多样性也就是生物的遗传基因的多样性。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因，因此，可被看作是一个基因库（Genepool）。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。&&&& 狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异（世界资源研究所，1992）。此外，遗传多样性可以表现在多个层次上，如分子、细胞、个体等。在自然界中，对于绝大多数有性生殖的物种而言，种群内的个体之间往往没有完全一致的基因型，而种群就是由这些具有不同遗传结构的多个个体组成的。在生物的长期演化过程中，遗传物质的改变（或突变）是产生遗传多样性的根本原因。遗传物质的突变主要有两种类型，即染色体数目和结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化。前者称为染色体的畸变，后者称为基因突变（或点突变）。此外，基因重组也可以导致生物产生遗传变异。
物种多样性：&&&&& &&&& 这是生物多样性的核心。物种（species）是生物分类的基本单位。对于什么是物种一直是分类学家和系统进化学家所讨论的问题。迈尔(1953）认为：物种是能够（或可能）相互配育的、拥有自然种群的类群，这些类群与其他类群存在着生殖隔离。中国学者陈世骧(1978）所下的定义为：物种是繁殖单元，由又连续又间断的居群组成；物种是进化的单元，是生物系统线上的基本环节，是分类的基本单元。在分类学上，确定一个物种必须同时考虑形态的、地理的、遗传学的特征。也就是说，作为一个物种必须同时具备如下条件：①具有相对稳定的而一致的形态学特征，以便与其他物种相区别；②以种群的形式生活在一定的空间内，占据着一定的地理分布区，并在该区域内生存和繁衍后代；③每个物种具有特定的遗传基因库，同种的不同个体之间可以互相配对和繁殖后代，不同种的个体之间存在着生殖隔离，不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代。&&&& 物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性包括两个方面，其一是指一定区域内的物种丰富程度，可称为区域物种多样性；其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，可称为生态多样性或群落物种多样性（蒋志刚等，1997）。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。&&&& 在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时，最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的测量有以下三个指标：①物种总数，即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目；②物种密度，指单位面积内的特定类群的物种数目；③特有种比例，指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。
生态系统多样性： &&&& 生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。所有的物种都是生态系统的组成部分。在生态系统之中，不仅各个物种之间相互依赖，彼此制约，而且生物与其周围的各种环境因子也是相互作用的。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的功能是对地球上的各种化学元素进行循环和维持能量在各组分之间的正常流动。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。其中，生境的多样性是生态系统多样性形成的基础，生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性。&&&& 近年来，有些学者还提出了景观多样性（landscapediversity），作为生物多样性的第四个层次。景观是一种大尺度的空间，是由一些相互作用的景观要素组成的具有高度空间异质性的区域。景观要素是组成景观的基本单元，相当于一个生态系统。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。遗传传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础（施立明等1993葛颂等1994），或者说遗传多样性是生物多样性的内在形式。物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单位。因此，生态系统多样性离不开物种的多样性，也离不开不同物种所具有的遗传多样性。
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高二年生物必修二公开课教案生物的变异 基因突变与基因重组
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