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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(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。 2.舉例說(shuō)出基因重組。 3.說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。 4、舉例說(shuō)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(shū)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(guò)程： 導(dǎo)入： 1.水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長(zhǎng)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(guò)控制蛋白質(zhì)合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這里要注意充分運(yùn)用兩類(lèi)遺傳現(xiàn)象的實(shí)例來(lái)說(shuō)明。一類(lèi)是類(lèi)似豌豆的圓粒與皺粒、白化病和侏儒癥等實(shí)例，說(shuō)明基因通過(guò)控制酶或激素的合成來(lái)控制細(xì)胞代謝過(guò)程，從而控制生物性狀；另一類(lèi)是類(lèi)似囊性纖維病、鐮刀型貧血癥等實(shí)例，說(shuō)明基因通過(guò)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(jiàn)，基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。） （1）基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀，如白化病等。 （2）基因還能通過(guò)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(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。（最后，教師再通過(guò)“人的身高”這一事例，說(shuō)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(guò)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(wèn)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(jiàn)遺傳的問(wèn)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(lái)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。 一、基因突變 問(wèn)1】鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳病？（教師簡(jiǎn)介鐮刀型細(xì)胞貧血癥） 問(wèn)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(wèn)：基因突變作為生物變異的重要來(lái)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?；蛲蛔兛梢园l(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(wàn)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?？梢?jiàn)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(lái)源，是生物進(jìn)化的原材料。 學(xué)生閱書(shū)后，由學(xué)生回答教師穿插其中講解。 三、基因重組 問(wèn)：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(shuō)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(méi)有的新的基因組合，而基因本身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有改變。 基因重組是指生物進(jìn)行有性生殖的過(guò)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(lái)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(lèi)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(guò)有性生殖來(lái)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(lèi)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(lèi)?？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(lái)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(guò)有性生殖過(guò)程來(lái)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(lèi)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(lái)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(lái)，應(yīng)用重組DNA技術(shù)，可以把經(jīng)過(guò)改造的基因，通過(guò)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(guò)此種途徑，獲得人類(lèi)需要的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或轉(zhuǎn)基因植物。