第1节基因突变和基因重组公开课教案

第1节　基因突变和基因重… 高中生物       人教2003课标版

    1、知识目标

    （1）举例说明基因突变的原因、特点和意义

    （2）举例说明基因重组及意义

    2、能力目标

    能由实例归纳提出概念模型及采用图表对比各种生物的变异类型

    3、情感目标

    （1）探讨基因突变对生物生存的影响

     （2）通过计算体会生物的变异对生物多样性形成的意义

从镰刀型细胞贫血症的实例分析入手，归纳总结基因突变的概念。
用类比推理方法引导学生理解基因突变的类型。
通过引导学生列举生活中的事例，归纳产生基因突变的原因。
以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。

基因突变的原因和特点是本节课教学重点，说明基因突变和基因重组的意义是本节课教学难点。

第1节 基因突变和基因重组

[教学环节与活动]

变异分类

一、基因突变

 (一)实例：镰刀型细胞贫血症

病因：

基因中碱基对发生了                ，

由             →               ，从而引起

所编码的蛋白质的改变。

（二）概念：

DNA分子中发生碱基对的____        ___、__         ___和__          ____，而引起的____________       _的改变。

特别提醒：

基因突变是一个基因内部发生碱基对的种类和数目的变化，即改变基因的表现形式：A→a或a→A，只能突变成它的等位基因。一条染色体上基因的数量并末改变。

练1：某种自花传粉植物连续几代只开红花，偶尔一次开出一朵白花，且该白花的自交子代全开白花，其原因是（     ）

    A.基因突变    B.基因重组    C.基因分离    D.环境条件改变

(三)基因突变的原因、结果、特点：

1．原因

(1)外因：

①核酸的碱基改变：如：亚硝酸、碱基类似物处理等            引起。

② DNA损伤：如紫外线、X射线及其他辐射等           引起。

③宿主细胞的DNA受影响：如某些病毒的遗传物质等           引起。

（2）内因：            出错引起突变。

2.结果：

①DNA：碱基对的增添、缺失、替换，可突变成等位基因。

②mRNA：局部密码子改变。

③蛋白质：可形成异常蛋白（性状改变）。

3.特点：

①      ：所有生物均可能发生基因突变。

②      ：生物个体发育的任何时期均可发生基因突变。

③           ：在高等生物中，突变率是10-5—10-8。

④                         ：大多数突变对生物是有害的，也有少数是有利的，也有既无利也无害的。

⑤                ：可产生复等位基因。

练2：生物在紫外线、电辐射等影响下将可能发生突变。这种突变易发生在（     ）

A.细胞减数分裂的第一次分裂时        B.细胞减数分裂的第二次分裂时

   C.细胞有丝分裂的间期                D.细胞有丝分裂的分裂期

练3：基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法，正确的是（       ）

  A.无论是低等还是高等生物都可能发生突变     B.生物在个体发育的特定时间才可能发生突变

  C.突变只能定向形成新的等位基因             D.突变对生物的生存往往是有利的

思考讨论：基因突变对后代有影响吗？

(四)基因突变对后代的影响

1.可发生在                过程中，可通过            传给后代，但不会通过           传给后代。

2.可发生在                形成的减数分裂过程中，有可能通过                     传给后代。

3.生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率     ，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加       。

思考讨论：基因突变会引起性状改变吗？

(五)基因突变与生物性状的关系

1.当控制某种性状的基因发生突变时，其性状       改变，其原因如下：

（1）若发生突变后，引起mRNA上密码子改变，但由于                 ，改变了的密码子与原密码子仍对应       氨基酸，此时突变基因控制的性状         。

例如：密码子CUA决定亮氨酸，它的第一个碱基C→U，即CUA → UUA，UUA决定的仍是亮氨酸。

练4：自然界中，一种生物某一基因及三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：（        ）               正常基因  精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸  苏氨酸  脯氨酸 

突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸  苏氨酸  脯氨酸  

突变基因2 精氨酸 亮氨酸   亮氨酸  苏氨酸  脯氨酸  

突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸  酪氨酸  丙氨酸      

确定这三种突变基因DNA分子的改变是：                                                                                      A. 突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添                                                                                   B. 突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添                                          C. 突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添                                           D. 突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添

特别提醒

碱基对的增添和缺失会引起mRNA上密码子及其编码的氨基酸的种类和数目的改变。碱基对的替换不一定引起mRNA上密码子及其编码的氨基酸的种类的改变。

练5：如果基因中4种脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，这一变化一定会导致    （        ）

     A.遗传性状改变     B.遗传密码改变     C.遗传信息改变     D.遗传规律改变

（2）若基因突变为隐性突变如AA中的一个A突变成a，此时性状         改变。

2.有些情况下基因突变会引起性状改变。

    显性突变，如aa中的一个a突变为A，则          性状的改变。

3．具有突变性状的个体能否把突变传给后代，要看这种突变性状是否有                能力。若有，则为        突变，可通过繁殖传给后代，否则为         突变，被淘汰掉。

知识拓展

1.病毒的可遗传变异的来源：                 。

2.原核生物可遗传变异的来源：                 。

3.真核生物可遗传变异的来源：

  （1）进行无性生殖时，可遗传变异的来源：                 。

  （2）进行有性生殖时，可遗传变异的来源：                 。

(六)基因突变的意义

        产生的途径，生物变异的     来源，也是生物     的原材料。

练6：变异是生物的基本特征之一，下列不属于细菌产生的可遗传变异有  （      ）

①基因突变  ②基因重组  ③染色体变异    ④环境条件的变化  ⑤染色单体互换    ⑥非同源染色体上非等位基因自由组合

  A. ① ② ③         B. ④ ⑤ ⑥    C. ② ③ ④ ⑤ ⑥   D. ① ② ③ ④

二、基因重组

1.概念：在生物体进行         的过程中，控制          的基因间的重新组合。

2.结果：产生新的                    。

3.原因：（1）减数              ，非同源染色体上的             间进行自由组合。        

（2）减数第一次分裂的             ，非姐妹           互换，导致染色单体上的基因重新组合。

4. 意义：为生物变异提供了丰富的来源，形成了生物的多样性。

5. 强调：

    ①基因突变存在于        生物中，基因重组仅存在于           的生物中。

    ②基因突变是对    基因而言的，基因重组是              的基因才会发生。

    ③有丝分裂的过程        基因重组。

练7：利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比，下列关于其变异来源上的叙述正确的是  （       ）

   A. 前者不会发生变异，后者有较大的变异性        

   B. 前者一定不会产生基因重组，后者可能发生基因重组

   C. 前者一定不会发生染色体变异，后者可能发生染色体变异  

   D. 前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因环境影响发生变异。

特别提醒

1.狭义的基因重组包括2种类型：自由组合型（非同源染色体上非等位基因的自由组合）和交叉互换型（同源染色体之间的基因互换）。

2.广义的基因重组还包括DNA重组技术。

3.进行有性生殖的生物产生变异的主要来源是基因重组。

4.基因重组不产生新的基因，只产生新的基因型。

练8：下图为马的生活史，有关此图叙述中错误的是
  A．有丝分裂发生在Ⅰ→Ⅱ，Ⅳ→Ⅰ
  B．基因重组发生在Ⅲ→Ⅳ之间
  C．基因突变发生在Ⅰ→Ⅱ，Ⅱ→Ⅲ，Ⅳ→Ⅰ
  D．Ⅳ为新个体发育的起点

第1节　基因突变和基因重组　

第1节　基因突变和基因重组　

第1节 基因突变和基因重组

[教学环节与活动]

变异分类

一、基因突变

 (一)实例：镰刀型细胞贫血症

病因：

基因中碱基对发生了                ，

由             →               ，从而引起

所编码的蛋白质的改变。

（二）概念：

DNA分子中发生碱基对的____        ___、__         ___和__          ____，而引起的____________       _的改变。

特别提醒：

基因突变是一个基因内部发生碱基对的种类和数目的变化，即改变基因的表现形式：A→a或a→A，只能突变成它的等位基因。一条染色体上基因的数量并末改变。

练1：某种自花传粉植物连续几代只开红花，偶尔一次开出一朵白花，且该白花的自交子代全开白花，其原因是（     ）

    A.基因突变    B.基因重组    C.基因分离    D.环境条件改变

(三)基因突变的原因、结果、特点：

1．原因

(1)外因：

①核酸的碱基改变：如：亚硝酸、碱基类似物处理等            引起。

② DNA损伤：如紫外线、X射线及其他辐射等           引起。

③宿主细胞的DNA受影响：如某些病毒的遗传物质等           引起。

（2）内因：            出错引起突变。

2.结果：

①DNA：碱基对的增添、缺失、替换，可突变成等位基因。

②mRNA：局部密码子改变。

③蛋白质：可形成异常蛋白（性状改变）。

3.特点：

①      ：所有生物均可能发生基因突变。

②      ：生物个体发育的任何时期均可发生基因突变。

③           ：在高等生物中，突变率是10-5—10-8。

④                         ：大多数突变对生物是有害的，也有少数是有利的，也有既无利也无害的。

⑤                ：可产生复等位基因。

练2：生物在紫外线、电辐射等影响下将可能发生突变。这种突变易发生在（     ）

A.细胞减数分裂的第一次分裂时        B.细胞减数分裂的第二次分裂时

   C.细胞有丝分裂的间期                D.细胞有丝分裂的分裂期

练3：基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法，正确的是（       ）

  A.无论是低等还是高等生物都可能发生突变     B.生物在个体发育的特定时间才可能发生突变

  C.突变只能定向形成新的等位基因             D.突变对生物的生存往往是有利的

思考讨论：基因突变对后代有影响吗？

(四)基因突变对后代的影响

1.可发生在                过程中，可通过            传给后代，但不会通过           传给后代。

2.可发生在                形成的减数分裂过程中，有可能通过                     传给后代。

3.生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率     ，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加       。

思考讨论：基因突变会引起性状改变吗？

(五)基因突变与生物性状的关系

1.当控制某种性状的基因发生突变时，其性状       改变，其原因如下：

（1）若发生突变后，引起mRNA上密码子改变，但由于                 ，改变了的密码子与原密码子仍对应       氨基酸，此时突变基因控制的性状         。

例如：密码子CUA决定亮氨酸，它的第一个碱基C→U，即CUA → UUA，UUA决定的仍是亮氨酸。

练4：自然界中，一种生物某一基因及三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：（        ）               正常基因  精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸  苏氨酸  脯氨酸 

突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸  苏氨酸  脯氨酸  

突变基因2 精氨酸 亮氨酸   亮氨酸  苏氨酸  脯氨酸  

突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸  酪氨酸  丙氨酸      

确定这三种突变基因DNA分子的改变是：                                                                                      A. 突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添                                                                                   B. 突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添                                          C. 突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添                                           D. 突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添

特别提醒

碱基对的增添和缺失会引起mRNA上密码子及其编码的氨基酸的种类和数目的改变。碱基对的替换不一定引起mRNA上密码子及其编码的氨基酸的种类的改变。

练5：如果基因中4种脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，这一变化一定会导致    （        ）

     A.遗传性状改变     B.遗传密码改变     C.遗传信息改变     D.遗传规律改变

（2）若基因突变为隐性突变如AA中的一个A突变成a，此时性状         改变。

2.有些情况下基因突变会引起性状改变。

    显性突变，如aa中的一个a突变为A，则          性状的改变。

3．具有突变性状的个体能否把突变传给后代，要看这种突变性状是否有                能力。若有，则为        突变，可通过繁殖传给后代，否则为         突变，被淘汰掉。

知识拓展

1.病毒的可遗传变异的来源：                 。

2.原核生物可遗传变异的来源：                 。

3.真核生物可遗传变异的来源：

  （1）进行无性生殖时，可遗传变异的来源：                 。

  （2）进行有性生殖时，可遗传变异的来源：                 。

(六)基因突变的意义

        产生的途径，生物变异的     来源，也是生物     的原材料。

练6：变异是生物的基本特征之一，下列不属于细菌产生的可遗传变异有  （      ）

①基因突变  ②基因重组  ③染色体变异    ④环境条件的变化  ⑤染色单体互换    ⑥非同源染色体上非等位基因自由组合

  A. ① ② ③         B. ④ ⑤ ⑥    C. ② ③ ④ ⑤ ⑥   D. ① ② ③ ④

二、基因重组

1.概念：在生物体进行         的过程中，控制          的基因间的重新组合。

2.结果：产生新的                    。

3.原因：（1）减数              ，非同源染色体上的             间进行自由组合。        

（2）减数第一次分裂的             ，非姐妹           互换，导致染色单体上的基因重新组合。

4. 意义：为生物变异提供了丰富的来源，形成了生物的多样性。

5. 强调：

    ①基因突变存在于        生物中，基因重组仅存在于           的生物中。

    ②基因突变是对    基因而言的，基因重组是              的基因才会发生。

    ③有丝分裂的过程        基因重组。

练7：利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比，下列关于其变异来源上的叙述正确的是  （       ）

   A. 前者不会发生变异，后者有较大的变异性        

   B. 前者一定不会产生基因重组，后者可能发生基因重组

   C. 前者一定不会发生染色体变异，后者可能发生染色体变异  

   D. 前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因环境影响发生变异。

特别提醒

1.狭义的基因重组包括2种类型：自由组合型（非同源染色体上非等位基因的自由组合）和交叉互换型（同源染色体之间的基因互换）。

2.广义的基因重组还包括DNA重组技术。

3.进行有性生殖的生物产生变异的主要来源是基因重组。

4.基因重组不产生新的基因，只产生新的基因型。

练8：下图为马的生活史，有关此图叙述中错误的是
  A．有丝分裂发生在Ⅰ→Ⅱ，Ⅳ→Ⅰ
  B．基因重组发生在Ⅲ→Ⅳ之间
  C．基因突变发生在Ⅰ→Ⅱ，Ⅱ→Ⅲ，Ⅳ→Ⅰ
  D．Ⅳ为新个体发育的起点