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2019-2020年高中生物 4.4《基因突變和基因重組》教案2 蘇教版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) 1.舉例說明基因突變的特點(diǎn)和原因。 2.舉例說出基因重組。 3.說出基因突變和基因重組的意義。 4、舉例說明基因與性狀的關(guān)系。 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)： 1、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。 2、基因突變的概念及特點(diǎn)。 3、基因突變的原因。 難點(diǎn)： 1、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。 2、基因突變和基因重組的意義。 三、板書設(shè)計(jì)： 一、基因與性狀的關(guān)系 二、基因突變 三、基因重組 四、教學(xué)過程： 導(dǎo)入： 1.水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長一些。 2.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成應(yīng)是一樣的。 3.為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同，而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)？ 一、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系 引導(dǎo)學(xué)生閱讀，得出結(jié)論。 （基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)合成來實(shí)現(xiàn)的，這里要注意充分運(yùn)用兩類遺傳現(xiàn)象的實(shí)例來說明。一類是類似豌豆的圓粒與皺粒、白化病和侏儒癥等實(shí)例，說明基因通過控制酶或激素的合成來控制細(xì)胞代謝過程，從而控制生物性狀；另一類是類似囊性纖維病、鐮刀型貧血癥等實(shí)例，說明基因通過控制結(jié)構(gòu)蛋白的合成，從而直接控制性狀。以上分析綜合如下圖。由此可見，基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)的合成來實(shí)現(xiàn)的。） （1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀，如白化病等。 （2）基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，如鐮刀型細(xì)胞貧血等。 提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)基因與生物的性狀并非簡單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。（最后，教師再通過“人的身高”這一事例，說明在自然界中，不僅存在單基因?qū)π誀畹目刂?，而且存在多基因?qū)π誀畹目刂疲约碍h(huán)境對(duì)性狀的影響等。） 提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地評(píng)價(jià)基因決定論的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果。 1.提示：翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因指導(dǎo)下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。 2.基因控制生物體的性狀，而性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響。 前面我們對(duì)遺傳問題進(jìn)行了學(xué)習(xí)、知道了主要的遺傳物質(zhì)是DNA，控制生物性狀遺傳的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是基因，以及遺傳的三個(gè)基本定律和伴性遺傳。 可見遺傳的問題很復(fù)雜。那么，變異呢？也同樣如此。在豐富多彩的生物界中，蘊(yùn)含著形形色色的變異現(xiàn)象。今天，我們就來學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。 一、基因突變 問1】鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳?。浚ń處熀喗殓牭缎图?xì)胞貧血癥） 問2】大家回顧一下，什么叫基因？基因的分子結(jié)構(gòu)如何？ 出示基因結(jié)構(gòu)變化示意圖，對(duì)圖講解。 　　強(qiáng)調(diào)基因結(jié)構(gòu)不管按以上的哪一種情況變化，歸根結(jié)底都是堿基的排列順序發(fā)生了改變，從而改變了遺傳信息，引起生物性狀的變異。 由于DNA分子中發(fā)生的堿基對(duì)的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫基因突變。 　　基因突變是染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，基因突變使一個(gè)基因變成它的等位基因，且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型變化。 那么，基因突變是如何產(chǎn)生的呢？ 是由基因突變引起的一種遺傳病，是由于基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變產(chǎn)生的。 1.學(xué)生閱讀后回答 2.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因中的脫氧核苷酸排列順序（堿基順序）就代表遺傳信息。不同的基因，脫氧核苷酸的排列順序（堿基順序）不同。 問：基因突變作為生物變異的重要來源，它有哪些特點(diǎn)呢？ 【強(qiáng)調(diào)】自然條件下發(fā)生的基因突變叫做自然突變，人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變叫做誘發(fā)突變。基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞中，也可以發(fā)生在生殖細(xì)胞中。在高等生物里，大約10萬到1億個(gè)生殖細(xì)胞中才會(huì)有一個(gè)發(fā)生基因突變。可見突變其實(shí)也是不容易發(fā)生的。 【歸納】①普遍性②隨機(jī)性③稀有性④有害性⑤ 不定向性 基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原材料。 學(xué)生閱書后，由學(xué)生回答教師穿插其中講解。 三、基因重組 問：什么叫基因重組？基因重組產(chǎn)生的根本原因是什么？舉例說明 【強(qiáng)調(diào)】這里必須注意到，基因重組只是生物個(gè)體的基因型發(fā)生了改變，出現(xiàn)了親代沒有的新的基因組合，而基因本身的結(jié)構(gòu)并沒有改變。 基因重組是指生物進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合基因重組產(chǎn)生的根本原因主要有兩方面，一方面是由于基因的自由組合，即控制兩對(duì)或兩對(duì)以上相對(duì)性狀的等位基因，位于兩對(duì)或兩對(duì)以上同源染色體上，該生物個(gè)體在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，非同源染色體上的非等位基因間的自由組合。另一方面是由于位于同源染色體上的原來連鎖在一條染色體的非等位基因， 在減數(shù)分裂第一次分裂的前期，復(fù)制后的同源染色體聯(lián)會(huì)后，非姐妹染色單體之間由于交叉而交換，基因也隨著交換。 上述二種原因，都能形成基因的重組，而新的重組基因類型又導(dǎo)致了不同相對(duì)性狀的重組，使后代產(chǎn)生變異。 基因重組是通過有性生殖來實(shí)現(xiàn)的，如果兩個(gè)親本的雜合性越高、遺傳物質(zhì)的差距越大，基因重組的類型就越多，后代產(chǎn)生的變異也就越多。以豌豆為例，當(dāng)具有10對(duì)相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交時(shí)，如果只考慮基因的自由組合（l0對(duì)等位基因位于10對(duì)同源染色體上）所引起的基因重組， 可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種……。 四、總結(jié)： 生物的變異，根據(jù)生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)是否改變，分為可遺傳變異和不可遺傳變異兩類?？蛇z傳變異中的基因突變，是基因分子結(jié)構(gòu)的改變。是在一定的外界條件或者生物內(nèi)部因素的作用下，使得DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，結(jié)果是基因中的脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變，最終導(dǎo)致原來的基因變?yōu)樗牡任换颉? 基因突變不同于基因重組，基因重組是基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生了新的基因，產(chǎn)生了新的遺傳物質(zhì)。因而基因突變是生物產(chǎn)生變異的根本原因、為生物進(jìn)化最供了最初的原材料。 基因重組是通過有性生殖過程來實(shí)現(xiàn)的，如果兩個(gè)親本的雜合性越高、遺傳物質(zhì)差距越大，基因重組的類型就越多，后代產(chǎn)生的變異就越多。因而基因重組為生物的變異提供了極其豐富的來源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)生物進(jìn)化具有十分重要的意義。 近年來，應(yīng)用重組DNA技術(shù)，可以把經(jīng)過改造的基因，通過載體送入生物細(xì)胞中，并使新的基因在細(xì)胞內(nèi)正確表達(dá)。通過此種途徑，獲得人類需要的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或轉(zhuǎn)基因植物。