资源简介

生物变异教案
基因突变和基因重组
一 教学目标
知识目标：1、掌握基因突变和基因重组的概念、特点和意义
2、了解人工诱变育种的应用
能力目标：1、培养学生归纳、总结的能力
2、培养学生对比分析、逻辑推理的能力
3、培养学生相互交流、共同探讨的能力。
情感目标：1、通过介绍人工诱变育种方向的成就，对学生进行爱国主义教育
2、通过丰富而具体的实例来培养学生客观的唯物主义的观点。
二 教学重点和难点
重点：基因突变的概念和意义
基因重组的概念
难点：基因突变和基因重组的概念
解决策略：运用大量的实例进行对比分析去解释抽象的概念
三教学安排：2课时
第1课时：生物变异的了解（10） 基因突变的概念（20） 特点（15）
第2课时：人工诱变育种的应用（15） 基因重组的概念（20）意义（10）
四、教学资源：多媒体设备 影象 图片
五、教学方法：常规教学和多媒体教学
六、教学方式：师生互动的合作型
七、教学过程
基因突变
[导入]：
在前面的课堂中，我们了解了生物的遗传问题。知道了控制生物性状的主要的遗传物质是DNA，当然性状也受环境的影响。性状在从亲代传到子代时或多或少的有所改变。呈现一定的差异性，这就是生物的变异。
在日常生活中，种瓜得瓜、种豆得豆，但是每一只瓜和每一颗豆都不一样。“一猪生九仔，连母十个样”。可想而知生物的变异在我们生活中是普遍存在的客观事实。那究竟生物的变异是如何产生的呢？又有哪些特点呢？我们今天就来一起学习一下“生物的变异”这一节相关的内容。
[教学内容]
（一）生物变异的初步了解
1讲述：在生物环境的大千世界里，无奇不有。而正是生物的变异使我们的世界变的更加的绚丽多姿，富有生气。生物变异究竟是怎样一回事呢？我们首先通过几张图片来大致的了解一下。
2展示：（1）普通的玉米种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子。（2）太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒
3提问一：籽粒饱满的玉米种子和普通的玉米种子相比，太空椒和普通的青椒相比，他们之间有明显的性状差异，原因是什么呢？
回答：发生了变异
提问二：籽粒饱满的玉米种子长不出同样好的种子，却结出的是普通的玉米种子。
而太空椒仍然是产生的是太空椒而不是普通的青椒，这又是为什么呢？
回答：生物的变异有些可以遗传，有些不能遗传。玉米种子的变异是环境变化而引起的，是不可遗传的变异，而太空椒经过辐射后，遗传物质发生了变异，是可遗传的变异。
提问三： 因此生物的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异，请同学们想想在生物界中究竟是哪一个变异占有优势地位呢？
回答：可遗传的变异，只有可遗传的变异才能把生物的性状稳定的保留下去，使生物界的物种呈现多样性。
提问四：古代女性有裹脚之习惯，也就是所谓的三寸金莲，请问这是属于可遗传的变异吗？
回答： 不是，是人为的改变了环境，是属于不可遗传的变异。
经过上述讨论，大家对遗传变异有了初步的了解，可遗传的变异是生物变异的主要类型，而它的来源又包括以下三方面：基因突变、基因重组、染色体变异。接下来我们就重点的从这三方面来深入的学习生物的可遗传变异。
（二）基因突变的概念
1讲述并用图片展示：大家都知道红细胞在人体内的作用，红细胞具有运输氧气的功能。正常的红细胞是圆饼状的，而异常的红细胞常呈镰刀状，运输氧气的能力很低，很容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会使人死亡，这种镰刀型贫血症是由于基因突变所引起的。
镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。
2下面我们来看看形成镰刀型细胞的机理。
镰刀型细胞贫血症的图解
蛋白质 正常 异常
↑ ↑
氨基酸 谷氨酸 缬氨酸
↑ ↑
RNA GAA GUA
↑ ↑
DNA CTT CAT
GAA GTA
控制血红蛋白的性状到底是圆饼还是镰刀状，这是有决定蛋白质的氨基酸所决定的，也就是说正是由于谷氨酸突变成缬氨酸，才造成了镰刀型细胞贫血。然而氨基酸又是由mRNA上的遗传信息所决定的，而mRNA上的遗传信息最终还是来自于DNA，当控制血红蛋白的DNA上的碱基序列发生了改变 CTT 变成了 CAT ，也就是仅仅由于DNA的一个碱基对发生了改
GAA GTA
变，从而引起了该基因脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变，导致基因结构发生了改变。因为基因是控制生物性状的，所以基因结构的改变最终导致了控制血红蛋白的性状发生改变，也就由圆饼型的红细胞变成了镰刀型的。
3组织学生讨论通过改变DNA碱基对的替换外还有什么原因？
通过示意图给同学们演示碱基对的增添和缺失，通过以上的认识，我们知道通过DNA碱基对的增添 、缺失 和替换均能引起DNA脱氧核苷酸序列的顺序，从而改变基因结构，从而改变生物的性状，引起生物变异。
4教师指导学生总结基因突变的概念。
DNA分子中发生碱基对的增添 、缺失 和替换，引起基因结构的改变，就叫基因突变。
基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变，基因突变使一个基因突变成它的等位基因，并且通常有一定表现型的改变。例如小麦从高杆变成矮杆，普通的羊群中出现了短腿的安康羊，一群白猫中突然出现了黑猫………像这些新性状的出现，是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料，这也就是基因突变的意义所在。
（三）基因突变的特点
1、通过观看多种基因突变的类型（棉花的短果枝，水稻的矮杆、糯性，果蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、糖尿病、白化病），主要要从植物 动物 人 微生物上考虑， 基因 突变正是因为能在多方面进行，所以突变很普遍
这么普遍的突变有些是自然突变，有些是在人为的条件下产生的称之为诱发突变。
2、通过观看基因在植物体个体发育过程中的突变，从不同的时期，不同的部位都能发生基因突变，从而说明基因突变是随机的。基因越早突变，表现的部位越多。基因可以突变在花芽的分化时期，可能使一朵花或一个花序发生基因突变；如果基因突变在叶押形成的时期，可能由该叶芽发育成的枝条上的多有的花 果实 种子都发生基因突变。
3、通过阅读小资料，我们可以发现基因的突变频率很低，且不同生物的突变频率和同一生物的不同基因的突变频率都是不同的。
4、基因突变大多数是有害的，只有少数是有利的。例如人类的绝大多数的遗传病都是由于基因突变引起的，已经对人类构成了很大的威胁。任何生物都是长期进化的产物，与环境条件高度协调，基因突变将破坏这种协调环境。
5、通过观看P42页的鹦鹉体色的变异，可以看出一个基因也可以突变成多个等位基因，这也大大丰富了同一生物之间的种类差异。基因突变是不定向的，一个基因可以向多个方向进行突变，产生一个以上的等位基因。
[知识点回顾]
1生物的变异有两种： 和 。
2可遗传的变异有三种来源： 、 、 。
3基因突变是指 ，通过基因突变使一个基因变成它的 ，并且通常会引起一定的 。
4基因突变的5个特点
[习题巩固]
基因突变大多数都有害的原因是（ ）
A．基因突变形成的大多是隐性基因
B．基因突变破坏了生物与环境之间形成的均衡体系
C．基因突变形成的表现效应往往比基因重组更为明显
D．基因突变对物种的生存和发展有显著的负作用
解析：如果对基因突变的有害性理解不深刻，易选C和D，因基因突变后，性状改变确定非常显著，而且往往对个体生存确实不利；但表现效应明显不一定导致有害，虽然基因突变大多有害，可是对生物的进化具有重要的意义。故C、D不合题意。A项中的隐性基因不一定就有害，何况基因突变是不定向的。只有B项叙述才是真正导致有害性的原因。
该题重在分析供选项之间隐含的微妙关系，必须应用基础知识作出推理，确定正确答案。
答案：B
根据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因，并回答：
（1）请给予图中①②③以特定的含义：
①__________；②__________；
③__________。
（2）患镰刀型细胞贫血症的根本原因是，控制__________合成的___________________，从而改变了遗传信息。
（3）镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病，该隐性致病基因在图中对应的碱基组成为__________；正常基因在图中对应的组成为__________。
（4）根据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征，说明基因突变具有__________和__________的特点。
解析：镰刀型细胞贫血症的病因是由于病人的血红蛋白分子的一条多肽链上，有一个氨基酸的种类发生了改变，即由正常的谷氨酸变成了异常的缬氨酸，根本原因是合成血红蛋白分子的遗传物质DNA的碱基序列发生了改变，就是发生了基因突变，由突变成。
答案：（1）①基因突变 ②CAT ③GUA （2）血红蛋白 DNA碱基序列发生了改变
（3） （4）突变率低 有害性
[总结]
这节课我们主要理解了基因突变的概念和基因突变的特点。希望大家在课后能够进一步巩固今天所学的知识，使自己能真正的掌握。
[板书设计]
第四节 生物的变异
变异：不可遗传的变异和可遗传的变异
可遗传的变异的来源： 基因突变、基因重组、染色体变异
1、 基因突变和基因重组
（1） 基因突变
1、 概念：由于DNA分子中的碱基对的替换、增添、缺失而引起基因结构的改变。
2、 意义：
3、 特点：（1）普遍性 自然突变和诱发突变
（2）随机性 （3）突变率低 （ 4）多害少利 (5) 不 定向性

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