一 基因突变和基因重组教学目的
1、基因突变的概念、特点和意义(b:识记)2、人工诱变在育种上的应用(a:知道)3、基因重组的概念和意义(a:知道)教学重点
1、基因突变的概念和特点2、基因重组的概念教学难点
基因突变的概念教学用具
镰刀型细胞贫血症病因的图解教学方法
教授法、讨论法课时安排
2课时教学过程第一课时前面我们已经学习了生物的遗传,了解了性状为什么能够遗传以及性状遗传时遵循的规律。我们知道生物的性状是由由遗传物质决定的。性状的表现除了与遗传物质有关外,还与外界条件有关。当性状由亲代传递到子代时,不会一成不变,或多或少都会存在差异。这是因为生物体不仅具有遗传还具有变异。变异是指亲代与子代、子代与子代之间在形态、结构和生理上表现有差异的现象。那么生物的变异又是如何产生的呢?生物的变异又有什么特点呢?
今天我们就来学习生物的变异。(一)变异的类型生物的变异有这样两种类型,不遗传的变异和可遗传的变异。1、不遗传的变异什么情况下的变异不遗传,什么情况下的变异可遗传?生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。由外界环境条件的影响而引起的(不涉及遗传物质的改变)这种变异是不遗传的变异。2、可遗传的变异由遗传物质的改变而引起的变异就是可遗传的变异。可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要有三方面:基因突变、基因重组和染色体变异。(二)基因突变那么,什么是基因突变?基因突变是怎么产生的?又怎么导致生物变异呢?下面我们以正常的红细胞基因突变形成镰刀型细胞贫血症患者的红细胞为例来看一下。1、基因突变的概念(1)实例——镰刀型细胞贫血症我们知道,正常红细胞是圆饼形状的,具有运输氧气的功能。而镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状,对其功能的完成有没有影响呢?(有影响,运氧气能力降低,易破裂溶血造成贫血,严重时会导致死亡)那么又是什么原因使正常的红细胞变成镰刀型红细胞呢?分子生物学研究表明,这是基因突变的结果。让我们来看课本p43镰刀型细胞贫血症病因的图解。大家知道,生物的性状是由蛋白质来体现的。我们先来看正常血红蛋白与镰刀型血红蛋白的氨基酸的组成。两者有什么区别?(正常的是谷氨酸,异常的是缬氨酸)氨基酸又是由什么决定的呢?(由信使rna上的密码子决定的)构成信使rna上的密码子的那些碱基又是由什么决定的呢?(由dna上的碱基决定的)现在,我们来比较一下正常的dna与异常的dna,看看它们的区别在哪里。(一个碱基对的改变:ctt cat)就是由于dna上的一个碱基对发生了改变,最终导致了镰刀型细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的,现在我们来回忆一下基因是怎么来决定性状的。(基因是由脱氧核苷酸组成的,脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息,基因控制生物性状就是要把特定的遗传信息通过转录和翻译反映到具体的蛋自质结构上)我们看到,控制血红蛋白的dna上一个碱基对改变,使得该基因脱氧核苷酸的排列顺序——发生了改变,也就是基因结构改变了,最终控制血红蛋白的性状也会发生改变,所以红细胞就由圆饼状变为镰刀状了。基因结构改变除了碱基对的替换,还会不会有其它可能呢?碱基对增添、缺失、改变碱基序列发生改变
遗传信息改变突变型基因(产生等位基因a a)(3)基因突变的结果
基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变,是指单个基因内部结构上的改变。基因突变的结果是常使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型变化。下面让我们来看几个基因突变的图片。玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病2、引起基因突变的因素(课本p43)(1)物理因素(2)化学因素(3)生物因素3、基因突变的原理基因是有遗传效应的dna的片段,在通常情况下能够严格地复制自己,因而得以保持它在分子结构上的稳定性。但在具体的复制过程中,可能由于各种原因而发生差错,从而使碱基的排列顺序发生局部的改变,从而改变了遗传信息。4、基因突变的意义基因突变往往会产生一些新的性状,这对生物有什么意义呢?由于基因突变产生的新性状是生物从未有过的性状,因此它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。但生物的变异不只是由基因突变引起的。我们怎样去认识由于基因突变而引起的变异呢?下面我们就来了解基因突变的特点。5、基因突变的特点先来看几个图片:正常棉花→短果枝;水稻高杆→矮杆;果蝇长翅→残翅;家鸽羽毛白色→灰红色;人正常色觉→色盲;正常人→白化病这些图片中,有植物,动物,还有人的例子。基因突变有什么特点呢?(1)基因突变的普遍性植物、动物和人都可能发生基因突变。这也说明基因突变在生物界是普遍存在的。无论是低等生物,还是高等动植物以及人,都可以发生基因突变。这种突变在自然条件下发生的叫自然突变,在人为条件下诱发产生的叫诱发突变。(2)基因突变是随机发生的基因突变发生在什么时期呢?哪些细胞能发生基因突变呢?其实基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。我们以植物个体发育过程为例。个体发育的起点是受精卵,经过分裂形成胚,种子萌发长成一个新个体,其间任何时期任何细胞都可能发生突变。大家特别注意看,叶芽和花芽部位突变以及引起突变性状的表现部位。基因突变发生的时期与突变性状的表现有什么关系?(突变发生的时期越早,表现突变的部分越多,突变发生的时期越晚,表现突变的部分越少)第四节 生物的变异
一 基因突变和基因重组(一)变异的类型1、不遗传的变异2、可遗传的变异来源:基因突变、基因重组、染色体变异(二)基因突变1、基因突变的概念(1)实例——镰刀型细胞贫血症(2)基因突变的概念dna(正常基因) dna(正常基因) 脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变
碱基对增添、缺失、改变碱基序列发生改变
遗传信息改变突变型基因(产生等位基因a a)(3)基因突变的结果
2、引起基因突变的因素(1)物理因素(2)化学因素(3)生物因素
3、基因突变的原理基因是有遗传效应的dna的片段,在通常情况下能够严格地复制自己,因而得以保持它在分子结构上的稳定性。但在具体的复制过程中,可能由于各种原因而发生差错,从而使碱基的排列顺序发生局部的改变,从而改变了遗传信息。4、基因突变的意义5、基因突变的特点(1)普遍性 自然突变、诱发突变(2)随机性(3)突变率低(4)多数有害 (5)不定向性第二课时在自然条件下发生的基因突变叫自然突变,在人为条件下诱发产生的叫诱发突变。我们知道基因突变大多是有害的,为什么要人工诱发突变?这有什么用呢?那诱发突变的人为条件是什么呢?今天我们接着来学习人工诱变在育种上的应用。6、人工诱变在育种上的应用
(1)人工诱变的概念人工诱变是指利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变。物理方法包括x射线、紫外线、激光等(辐射育种);化学方法有秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯等(化学诱变育种)。(2)人工诱变育种的优、缺点第四节 生物的变异6、人工诱变在育种上的应用
(1)人工诱变的概念(2)人工诱变育种的优、缺点
(三)基因重组
1、基因重组的概念2、基因重组的原理(1)基因自由组合(2)基因交换3、基因重组的特点