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1、2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第5章 生物的變異教案 新人教版必修2 【教學(xué)目標(biāo)】 1.基因重組及其意義 B 2.基因突變的特征和原因 B 3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 B 4.生物變異株育種上的應(yīng)用 C 5.人類遺傳病的類型、監(jiān)測和預(yù)防 A 6.人類基因組計劃及意義 A 7.調(diào)查常見的人類遺傳病 a 【教學(xué)重點(diǎn)】 1.基因重組及其意義 B 2.基因突變的特征和原因 B 3.生物變異株育種上的應(yīng)用 C 【教學(xué)難點(diǎn)】 生物變異株育種上的應(yīng)用 C 【教

2、具】 【教學(xué)過程】 知識網(wǎng)絡(luò)： 知識梳理： 一、基因突變 實(shí)例： 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 癥狀：紅細(xì)胞鐮刀型，易破裂，溶血性貧血 病因：血紅蛋白多肽鏈上一個谷氨酸被纈氨酸替換 根本原因：血紅蛋白基因（DNA）上一對堿基對被替換，即T//A→A//T 2.概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變 外因：某些環(huán)境條

3、件（如物理、化學(xué)、生物因素）的改變 3.原因 內(nèi)因：基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序發(fā)生改變 4.類型 （1）根據(jù)對性狀類型的影響，可將基因突變分為 顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)相應(yīng)性狀 隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳 （2）根據(jù)誘變時的狀態(tài)，可將基因突變分為 自然突變：即在自然條件下發(fā)生的基因突變 誘發(fā)突變：即在人工條件下發(fā)生的基因突變 5.結(jié)果：產(chǎn)生了該基因的等位基因，即新基因 （不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置） 注意：基因突變是染色體上某一位點(diǎn)的基因發(fā)生改變，在光鏡下看

4、不見 6.特點(diǎn) （1）普遍性 （2）隨機(jī)性 時間上的隨機(jī)：可發(fā)生于生物個體發(fā)育的任何時候 部位上的隨機(jī)：①可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上 ②可發(fā)生在同一DNA分子的不同部位 ③既可發(fā)生于體細(xì)胞，也可發(fā)生于生殖細(xì)胞中。 注意：①若為前者，一般不傳遞給后者；若為后者，則可通過生殖細(xì)胞傳給子代 ②基因突變一般發(fā)生于DNA的復(fù)制過程中，如有絲分裂間期或減I前的間期 （3）不定向性：表現(xiàn)為一個基因可向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因，而且突變的方向和環(huán)境沒

5、有明確的因果關(guān)系 （4）低頻性 （5）多害少利性：突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對生物有害；但有些突變，可能產(chǎn)生新性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境，獲得新的生存空間；還有些既無害也無益 注意：基因突變的利害性主要取決于生物生存的環(huán)境，在某一環(huán)境中屬于有利的，而在另一環(huán)境中可能是有害的。 7.意義：基因突變是①新基因產(chǎn)生的途徑 ②生物變異的根本來源 ③生物進(jìn)化的原始材料 8.基因突變與生物性狀的關(guān)系 （1）基因突變會引起生物性狀的改變 如某些堿基的增添或者缺失，引起部分氨基酸的改變，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，引起生物性狀改變 （2）基因突變不引起生物性狀的改變 ①不

6、直接編碼氨基酸的基因片段（如非編碼區(qū)、真核細(xì)胞編碼區(qū)的內(nèi)含子區(qū)段）發(fā)生改變 ②堿基替換前后所對應(yīng)的氨基酸未發(fā)生改變 ③由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因 （3）基因片段上堿基數(shù)單個地增減一定會導(dǎo)致性狀改變，但堿基數(shù)是以3的倍數(shù)添、減，則合成的蛋白質(zhì)上氨基酸的種類、排列順序變化較小 二、基因重組 1.概念：在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合的過程 2.類型： （1）自由組合：減I后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合 （2）交叉互換：減I四分體時期，同源染色體上的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換

7、 （非姐妹染色單體的等位基因互換） （3）外源基因的導(dǎo)入（基因工程） 3.途徑：有性生殖 4.結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型 5.意義：是生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化具有重要意義（基因重組是生物多樣性的主要原因） ＊一對父本和母本通過 有性生殖 產(chǎn)生的后代個體之間總會存在一些差異，這種變異主要來自 基因重組 【二次備課】 【作業(yè)布置】 【教學(xué)后記】 課題： 生物的變異 主備：卞芳芳 第 2

8、 課時 總第 課時 【教學(xué)目標(biāo)】 【教學(xué)重點(diǎn)】 1.基因重組及其意義 B 2.基因突變的特征和原因 B 3.生物變異株育種上的應(yīng)用 C 【教學(xué)難點(diǎn)】 生物變異株育種上的應(yīng)用 C 【教 具】 【教學(xué)過程】 三、染色體變異 （光鏡下可見的染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變） （一）染色體結(jié)構(gòu)的變異 2.結(jié)果：使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異 3.特點(diǎn)：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對生物體是不利的，有時甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡 特別提醒： ①易位與交叉互換的區(qū)別 易位：非同源

9、染色體之間部分片段的移動 交叉互換：同源染色體的非姐妹染色單體之間部分片段發(fā)生交叉互換 ②基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異的區(qū)別 基因突變：遺傳物質(zhì)在分子水平方面的改變，堿基對數(shù)目、種類改變非常少，一 般光鏡下看不見；會產(chǎn)生新基因 染色體結(jié)構(gòu)的變異：遺傳物質(zhì)在染色體水平方面的變異，結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變幅度較大，光鏡下可觀察到；不產(chǎn)生新基因。 例1：已知某物種一條染色體上依次排列著M、N、O、P、Q五個基因，圖中不屬于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的是 （二）染色體數(shù)目的變異 個別染色體數(shù)目的增減：21-三體綜合征（多了一條21號染色體）

10、 以染色體組成倍地增減：三倍體無籽西瓜 1.染色體組 （1）概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體（攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息） （2）染色體組數(shù)目的確定 ①根據(jù)染色體形態(tài)判斷：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含幾個染色體組 ②根據(jù)基因型判斷：基因型中控制同一性狀的相同基因或等位基因共出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組 ③根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來推算：染色體組數(shù) = 染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù) 例2：如圖是果蠅體細(xì)胞的染色體組成，以下說法正確的是? ? A．染色體1、2、4、5組成果蠅的一

11、個染色體組 ??B．染色體3、6之間的交換屬于基因重組 ??C．控制果蠅紅眼或白眼的基因位于2號染色體上 ??D．果蠅單倍體基因組可由1、2、3、6、7的DNA分子組成 2.二倍體、多倍體和單倍體的比較 二倍體 多倍體 單倍體 概念 體細(xì)胞中含2個染色體組的個體 體細(xì)胞中含3個或3個以上染色體組的個體 體細(xì)胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個體 染色體組 2個 3個或3個以上 1至多個 發(fā)育起點(diǎn) 受精卵 受精卵 配子 植物特點(diǎn) 正常 莖稈粗壯，器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高。發(fā)育遲緩、結(jié)實(shí)率低 植株弱小，高度不育 舉例 幾乎全部動物、過半數(shù)的高等植物

12、 普通小麥、香蕉、無籽西瓜、馬鈴薯、小黑麥等 雄蜂、花藥離體培養(yǎng)得到的玉米及小麥等 特別提醒： ①判斷某個體是否為單倍體的依據(jù)為個體發(fā)育的起點(diǎn)，而不是其體細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)目 ②由 配子 直接發(fā)育成的個體，不管含有幾個染色體組，都只能叫 單倍體 （如用六倍體普通小麥的花粉培育形成的植株就屬于 單倍體 ） ③雄蜂：是由卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育形成的個體，屬于單倍體。 例3：圖示細(xì)胞中所含染色體，正確的是 A一定代表二倍體生物，其每個染色體組含一條染色體 B.可能代表二倍體生物，其每個染色體組含二條染色體 C.一定代表二倍體生物，其每個染色體組含三條染色體 D.可能

13、代表單倍體生物，其每個染色體組含四條染色體 3.基因突變、基因重組和染色體變異的比較 基因突變 基因重組 染色體變異 實(shí)質(zhì) 基因結(jié)構(gòu)的改變 基因的重新組合 染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目變化 適用 范圍 任何生物均可發(fā)生 真核生物有性生殖產(chǎn)生配子時 真核生物核遺傳中發(fā)生 產(chǎn)生 結(jié)果 產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目未變 只改變基因型，未發(fā)生基因改變 可引起基因“數(shù)量”的變化 意義 生物變異的根本來源，提供生物進(jìn)化的原始材料 形成多樣性的重要原因，對生物進(jìn)化有十分重要的意義 對生物進(jìn)化有一定的意義 育種 應(yīng)用 誘變育種 雜交育種 單倍體、多倍體育種 四、各種育種

14、方法的比較 誘變育種 雜交育種 單倍體育種 多倍體育種 方法 用射線、激光、化學(xué)藥品等處理生物 雜交→自交→選種→自交 先花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，再用秋水仙素處理獲得純合植株 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 原理 基因突變 基因重組 染色體變異 染色體變異 優(yōu)點(diǎn) 提高變異頻率、加速育種進(jìn)程、大幅度地改良某些性狀 將同種生物不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上 后代都是純合子，明顯縮短育種年限 莖稈粗壯，器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高 缺點(diǎn) 有利變異個體少，須大量處理供試材料 育種周期長、限于同種或親緣關(guān)系較近個體 技術(shù)較復(fù)雜 發(fā)育遲緩、結(jié)實(shí)率低

15、實(shí)例 青霉素高產(chǎn)菌株獲 矮稈抗病小麥的培育 快速培育矮稈抗病小麥 培育三倍體無籽西瓜 特別提醒： ①多倍體形成的原因：受外界條件劇烈變化或生物內(nèi)部因素的干擾，有絲分裂受阻，染色體數(shù)目加倍 ②人工誘導(dǎo)多倍體最有效的方法很多，如低溫處理等。 目前最常用而且最有效的方法：用 秋水仙素 來處理 萌發(fā)的種子或幼苗 。 （秋水仙素的作用：能抑制 紡錘體 的形成； 時間：有絲分裂 前 期） ③單倍體的形成的原因：生殖細(xì)胞未經(jīng)受精，單獨(dú)發(fā)育形成的個體 ④三倍體無籽西瓜的培育中，第一年四倍體植株上所結(jié)果實(shí)是：四倍體果實(shí)、三倍體種子；第二年三倍體植株上所結(jié)果實(shí)是：三倍體果實(shí)、無種子

16、 無子的原因是：三倍體植株在減數(shù)分裂時， 染色體的聯(lián)會 發(fā)生紊亂，不能形成正常的生殖細(xì)胞 ⑤無子番茄培育的方法：用 一定濃度的生長素 處理未受粉的雌蕊柱頭 原理：生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育 無子西瓜培育的方法： 多倍體育種 原理： 染色體變異 例4：在三倍體無籽西瓜的培育過程中，將二倍體普通西瓜幼苗用秋水仙素處理，待植株成熟接受普通二倍體西瓜的正?；ǚ酆螅l(fā)育成果實(shí)，其果皮、種皮、胚芽、胚乳細(xì)胞的染色體組數(shù)依次為 A．4、2、2、4??B．4、4、3、5??

17、 C．3、3、3、4???D．4、4、3、6 五、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn) 1.原理：低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能抑制紡錘體的形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍 2.過程：根尖培養(yǎng)→低溫誘導(dǎo)→材料固定→制作裝片→觀察裝片 特別提醒： ①低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化和秋水仙素的作用原理相同 ②材料：能進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不出現(xiàn)染色體加倍 ③為了能觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定（卡諾氏液固定，95%的酒精沖洗） ④制作裝片過程同植物有絲分裂，即解離→漂洗→染色→制片。所觀察的細(xì)胞被鹽酸處理過，最終顯微鏡下看到的是死細(xì)胞 【二次備課】 【作業(yè)布置】 【教學(xué)后記】