总第36课时第1节基因突变和基因重组1课时新授课.docx
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总第36课时第1节基因突变和基因重组1课时新授课
第1节基因突变和基因重组(1课时—新授课)
班级:
姓名:
学号:
[学习目标]
一、知识目标
1.概述基因突变的概念和特点及原因
2.举例说明基因重组和基因突变的意义
3.比较基因突变与基因重组
二、能力目标
通过生活中的事例理解抽象的概念
三、情感态度和价值观目标
引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解,形成正确的科学价值观。
[学习重点]基因突变、基因重组的概念、意义
[学习难点]基因突变与性状变异的关系
[教学设计思路]
[学习方法]自学、讨论、总结
[预习提示]
1.基因突变的原因和特点是什么?
2.“基因重组”是指基因的重新组合,哪些基因可以进行重新组合呢?
3.非等位基因为什么要重新组合呢?
非同源染色体在什么时期重新组合?
4.基因突变和基因重组对生物的进化有何意义?
基因突变和基因重组(A)
班级姓名学号
一、基因突变
1、镰刀型细胞贫血病病因:
常染色体上的隐性遗传病。
直接原因是患者血红蛋白分子的多肽链上,一个被替换,导致发生变化。
根本原因是:
控制血红蛋白的基因(DNA)中的碱基序列变成了。
2、概念:
是指DNA分子中的、或等,从而引起的改变。
3、时间:
(DNA时期)
4、原因:
(1)因素:
X射线、激光、各种辐射等;
(2)因素:
亚硝酸盐,碱基类似物等;(3)因素:
病毒、某些细菌等。
5、基因突变的特点:
(1)、:
如:
色盲、糖尿病、白化病。
(2)、:
可以发生于时期;可以发生在细胞内上;同一个DNA分子的部位。
既可以发生在体细胞中,也可以发生在生殖细胞中。
发生在体细胞中的基因突变一般遗传给后代。
发生在生殖细胞中的基因突变可以通过直接遗传给后代。
(3)、:
表现在一个基因可以向不同的方向发生突变,产生的等位基因。
如:
黄色基因A‘a黑色基因
A
灰色基因
(4)、:
在自然状态下,生物发生基因突变的频率是很低的。
高等生物的生殖细胞发生基因突变的突变率是。
诱发突变的频率远远高于自然突变,但发生基因突变的频率依然是的。
(5)、有害性:
大多数基因突变对生物体是的。
6、应用(育种)——诱变育种
7、意义:
它是产生的途径;是生物变异的来源;为生物的进化提供了。
(二)基因重组
1、概念:
是指生物体在进行的过程中,控制重新组合。
2、种类:
①生物体通过形成配子时,随着的自由组合,也自由组合。
(——期)
②时期,位于上的有时会随着的交换而发生交换。
结果是导致上基因重组。
组合的结果可能产生与亲代不同的,
4、应用(育种):
杂交育种
5、意义:
①是的来源之一;②对生物的也具有重要的意义。
基因突变和基因重组(B)
班级姓名学号
一、基因突变
1、镰刀型细胞贫血病病因:
常染色体上的隐性遗传病。
直接原因是患者血红蛋白分子的多肽链上,一个被替换,导致发生变化。
根本原因是:
控制血红蛋白的基因(DNA)中的碱基序列变成了。
2、概念:
。
3、时间:
(DNA时期)
4、原因:
(1)因素:
X射线、激光、各种辐射等;
(2)因素:
亚硝酸盐,碱基类似物等;(3)因素:
病毒、某些细菌等。
5、基因突变的特点:
(1)、:
如:
色盲、糖尿病、白化病。
(2)、:
可以发生于;可以发生在;。
既可以发生在体细胞中,也可以发生在生殖细胞中。
发生在体细胞中的基因突变一般遗传给后代。
发生在生殖细胞中的基因突变可以通过直接遗传给后代。
(3)、:
表现在一个基因可以向不同的方向发生突变,产生的等位基因。
如:
黄色基因A‘a黑色基因
A
灰色基因
(4)、:
在自然状态下,生物发生基因突变的频率是很低的。
高等生物的生殖细胞发生基因突变的突变率是。
诱发突变的频率远远高于自然突变,但发生基因突变的频率依然是的。
(5)、有害性:
大多数基因突变对生物体是的。
6、应用(育种)——诱变育种
7、意义:
;;
。
(二)基因重组
1、概念:
,。
2、种类:
①生物体通过,,
也自由组合。
(——期)
②时期,。
结果是导致上基因重组。
组合的结果可能产生与亲代不同的,
4、应用(育种):
杂交育种
5、意义:
①;②。
基因突变和基因重组(人教版)
班级姓名学号
一、基因突变
1、镰刀型细胞贫血病病因:
常染色体上的隐性遗传病
直接原因是患者血红蛋白分子的多肽链上,一个谷氨酸被缬氨酸替换,导致蛋白质分子结构发生变化。
根本原因是:
控制血红蛋白的基因(DNA)中的碱基序列
变成了
。
2、概念:
是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等,从而引起基因结构的改变。
3、时间:
细胞分裂间期(DNA复制时期)
4、原因:
(1)物理因素:
X射线、激光、各种辐射等;
(2)化学因素:
亚硝酸盐,碱基类似物等;(3)生物因素:
病毒、某些细菌等。
5、基因突变的特点:
(1).普遍性:
如:
色盲、糖尿病、白化病。
(2).随机性:
可以发生于生物个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的DNA分子上;同一个DNA分子的不同部位。
既可以发生在体细胞中,也可以发生在生殖细胞中。
发生在体细胞中的基因突变一般不能遗传给后代。
发生在生殖细胞中的基因突变可以通过受精作用直接遗传给后代。
(3).不定向性:
表现在一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个或一个以上的等位基因。
如:
黄色基因A‘a黑色基因
A
灰色基因
(4)、低频性:
在自然状态下,生物发生基因突变的频率是很低的。
高等生物的生殖细胞发生基因突变的突变率是10-5~10-8。
诱发突变的频率远远高于自然突变,但发生基因突变的频率依然是很低的。
(5)、有害性:
大多数基因突变对生物体是有害的。
6、应用(育种)——诱变育种
7、意义:
它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;为生物的进化提供了原始材料。
(二)基因重组
1、概念:
是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。
2、种类:
①生物体通过减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合。
。
(——减Ⅰ后期)
②减Ⅰ四分体时期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。
结果是导致染色单体上基因重组。
组合的结果可能产生与亲代不同的基因型,
4、应用(育种):
杂交育种
5、意义:
①是生物的变异的来源之一;②对生物的进化也具有重要的意义。
基因突变和基因重组(人教版)
班级姓名学号
一、基因突变
1、镰刀型细胞贫血病病因:
常染色体上的隐性遗传病
直接原因是患者血红蛋白分子的多肽链上,一个谷氨酸被缬氨酸替换,导致蛋白质分子结构发生变化。
根本原因是:
控制血红蛋白的基因(DNA)中的碱基序列
变成了
。
2、概念:
是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等,从而引起基因结构的改变。
3、时间:
细胞分裂间期(DNA复制时期)
4、原因:
(1)物理因素:
X射线、激光、各种辐射等;
(2)化学因素:
亚硝酸盐,碱基类似物等;(3)生物因素:
病毒、某些细菌等。
5、基因突变的特点:
(1).普遍性:
如:
色盲、糖尿病、白化病。
(2).随机性:
可以发生于生物个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的DNA分子上;同一个DNA分子的不同部位。
既可以发生在体细胞中,也可以发生在生殖细胞中。
发生在体细胞中的基因突变一般不能遗传给后代。
发生在生殖细胞中的基因突变可以通过受精作用直接遗传给后代。
(3).不定向性:
表现在一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个或一个以上的等位基因。
如:
黄色基因A‘a黑色基因
A
灰色基因
(4)、低频性:
在自然状态下,生物发生基因突变的频率是很低的。
高等生物的生殖细胞发生基因突变的突变率是10-5~10-8。
诱发突变的频率远远高于自然突变,但发生基因突变的频率依然是很低的。
(5)、有害性:
大多数基因突变对生物体是有害的。
6、应用(育种)——诱变育种
7、意义:
它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;为生物的进化提供了原始材料。
(二)基因重组
1、概念:
是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。
2、种类:
①生物体通过减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合。
。
(——减Ⅰ后期)
②减数第一次分裂的四分体时期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。
结果是导致染色单体上基因重组。
组合的结果可能产生与亲代不同的基因型,
4、应用(育种):
杂交育种
5、意义:
①是生物的变异的来源之一;②对生物的进化也具有重要的意义。
学习新知
[学习过程]
教学
内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
一、基因突变的实例
二、基因突变的原因
三、基因突变的特点
四、基因重组
五、基因突变和基因重组的意义
导入:
1910年,一位美国黑人青年由于发烧和肌肉疼痛到医院看病,医生检查发现,他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血病──镰刀型细胞贫血症。
我们知道,正常人的红细胞是圆饼状的,而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。
这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。
这种病是怎样形成的呢?
用幻灯的形式展示正常红细胞和镰刀型细胞贫血症红细胞图片。
出示供学生阅读的材料。
1928年,人们发现镰刀型细胞贫血症患者能将这种病遗传给下一代,并且发现该病是一种常染色体上的隐性遗传病。
1949年,美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白,分别放在一定的溶液中电泳,发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同,鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。
经过分析,鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。
1956年,英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段,通过电泳对二者进行分析,发现有一个肽段的位置不同。
这段有区别的肽段的氨基酸顺序参见教科书图52。
问题探讨:
幻灯展示“问题探讨”中的事例,并提出问题。
原句:
THECATSATONTHEMAT
错句:
1.THEKATSATONTHEMAT
2.THEHATSATONTHEMAT
3.THECATONTHEMAT
问题:
1.请比较3个句子与原句在字母上的变化差异,以及意义上的差别。
2.如果将原句想像成DNA分子,将错句想像成基因突变而形成的DNA分子,请思考基因突变有哪些类型?
3.请结合镰刀型细胞贫血症的实例,尝试总结基因突变的概念。
根据以上实例,教师和学生一起总结基因突变的概念。
教师总结:
基因突变如果发生在配子中,将会遗传给后代,发生在体细胞中的基因突变,一般是不能够遗传的。
癌细胞就是体细胞发生基因突变的结果,那么,生活中有哪些因素容易引发癌症,引起基因突变呢?
指导学生阅读教材中有关基因突变原因的内容。
指导学生自学教材,并进行总结。
指导学生回顾孟德尔自由组合定律。
为帮助学生理解和记忆,可提出下列问题让学生思考:
1.“基因重组”是指基因的重新组合,哪些基因可以进行重新组合呢?
2.非等位基因为什么要重新组合呢?
3.非同源染色体在什么时期重新组合?
4.减数分裂第一次分裂后期,同源染色体和等位基因是怎样变化的?
教师和学生一起总结基因重组的定义:
是指在减数分裂的过程中,随着同源染色体的分离,位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。
引言:
基因突变是广泛存在的,在前面,我们所列举的基因突变的实例都是有害的,那么广泛存在的基因突变是不是都不利于生物生存呢?
基因突变有什么样的意义呢?
请思考下列问题:
1.基因突变能产生新的基因吗?
2.这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义(有利还是有害)?
3.自然环境会选择哪些个体生存下来?
4.基因突变对生物的进化有何意义?
教师总结:
基因突变是生物变异的根本来源,为生物的进化提供了原材料。
与基因突变相比,基因重组又有何意义呢?
指导学生阅读“基因重组”中的“思考与讨论”,并回答问题。
从以上计算可知,基因重组可以产生多种多样的基因组合的子代,其中有一些子代会含有适应某种环境变化的基因组合。
所以说,基因重组是生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因,对生物的进化具有重要的意义。
最后,教师列表总结基因突变和基因重组的本质、发生时间及原因、条件和意义等。
表格见“教学策略”。
学生阅读并讨论下列问题:
1.人们是怎样理解镰刀型细胞贫血症是一种遗传病的?
2.鲍林为什么认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病?
3.根据英格拉姆等人的实验,从图中可以看出正常肽链中的哪一个氨基酸发生了什么样的突变?
查阅密码子表,分别写出正常氨基酸和异常氨基酸的密码子。
4.氨基酸的密码子是由DNA分子决定的,由此可以推测相应的DNA分子的碱基片段发生了什么样的变化?
5.想一想,一个碱基发生变化,生物的性状就一定会发生变化吗?
学生将英文句子翻译为中文。
学生对比、思考和总结
学生思考、讨论,并举例说明:
物理因素,在强日光下暴晒容易得皮肤癌;在医院放射室工作的医生容易得癌症,等等。
化学因素,咸菜等腌制食品必须检测亚硝酸盐的含量,亚硝酸盐含量过多可能会致癌,等等。
学生自学并总结
学生思考回答:
(非等位基因)
(因为非等位基因位于非同源染色体上,非同源染色体要重新组合)
(减数分裂第一次分裂的后期)
(分离)
学生思考回答
学生计算回答
学生填表、总结
通过展现科学发现的过程,引导学生从现象到本质,即从性状到遗传物质的认识过程,探寻基因突变的本质。
从现象上理解遗传病。
理解血红蛋白是一种大分子物质。
理解蛋白质分子不同,组成蛋白质的氨基酸的种类也不同,而氨基酸的种类是由密码子来决定的。
密码子的排列是由DNA分子决定的。
密码子发生改变是因为DNA分子发生了改变。
培养发散思维,为学习基因突变的特点做准备。
以想像和类比的形式引导学生总结基因突变的概念,并对其特点有初步的认识。
利用生活中的实例帮助学生理解基因发生突变的原因。
内容较简单,便于学生自学。
生物学中有很多名词可以通过“顾名思义”的方式进行理解学习,以问题的形式诱思导学,有助于避免学生死记硬背,加深对知识的理解。
以问题的形式引起学生思考。
通过对比,给学生以系统和相对完整的知识,并学习用表格的方式进行总结。
复习巩固
基因的自由组合发生在减数分裂的哪个时期?
非姐妹染色单体的交叉互换发生在什么时期?
一、基因突变的概念:
1、引起镰刀型红细胞贫血症的根本病因是,直接原因是。
2、基因突变:
是由于DNA分子发生碱基对的_______、_________或______,而引起的基因__________的改变。
3、与生殖的关系:
(1)基因突变若发生在中,将遵循遗传规律传递给后代;
(2)若发生在中,一般不遗传,但对于某些植物可通过无性繁殖传递;
(3)若人体某些体细胞基因发生突变,可能发展为。
针对性练习1关于基因突变的下列叙述中,错误的是()
A.基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变
B.基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的
C.基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起
D.基因突变的突变率是很低的,并且都是有害的
二、基因突变的原因、特点及意义:
1、诱发生物发生基因突变的因素有:
①物理因素。
如:
_______、________、________②化学因素。
如:
________、_______
③生物因素。
如:
_________________④内部因素偶尔发生错误。
2、基因突变的特点:
①普遍性:
无论是,还是以及人,都会发生基因突变;无论是存在,还是不存在,基因突变在生物界中是____________。
②随机性:
基因突变可以发生在生物个体发育的。
可以发生在细胞内,也可以发生在一个DNA分子的。
③低频性:
在自然状态下______________。
对于一个基因,发生突变的几率,但是一个种群包括许多个体,一个个体含有许多基因,因此,对一个种群而言,可能产生各种各样的随机突变,提供丰富的。
④不定向性:
一个基因可以向发生突变,产生一个以上的基因。
并且基因突变的方向与没有明确的因果关系。
⑤多害少利性:
基因突变可能会破坏生物体与的协调关系;但有些基因突变,也可能使生物产生,适应环境,获得新的;还有些基因突变即也。
3、基因突变的意义:
基因突变可以产生_________,是生物变异的____________;是生物进化的___________
4、结果:
1多数基因突变引起生物性状的变化②少数基因突变引起生物性状的改变,例如。
针对性练习2基因A与a1、a2、a3之间的关系如图,该图不能表明的是( )
A基因突变是不定向B.等位基因的出现是基因突变的结果
C.正常基因与致病基因可以通过突变而转化D.这些基因的转化遵循自由组合定律
三、基因重组及意义:
1、概念:
基因重组是指在生物体进行__________的过程中,控制不同性状的基因的_____________。
所以,进行_________的生物会发生基因重组。
2、类型:
基因重组有__________和__________两类。
前者发生在__________时期;后者发生在_______时期。
3、意义;基因重组是__________的来源之一,对__________具有重要的意义。
针对性练习3下面有关基因重组的说法不正确的是:
()
A.基因重组发生在减数分裂过程中B.基因重组产生原来没有的新基因
C.基因重组是生物变异的重要来源D.基因重组能产生原来没有的新性状
[达标自测]
1.基因突变发生在下列哪一过程中( )
A.DNA→DNAB.DNA→RNAC.RNA→蛋白质D.蛋白质→性状
2.5—溴尿嘧啶(Bu)是胸腺嘧啶(T)的结构类似物,在含有Bu的培养基上培养大肠杆菌,得到少数突变型大肠杆菌,突变型大肠杆菌中的碱基数目不变,但(A+T)/(C+G)的碱基比例略小于原大肠杆菌,这表明Bu诱发突变的机制是( )
A.阻止碱基正常配对B.断裂DNA链中糖与磷酸间的化学键
C.诱发DNA链发生碱基种类置换D.诱发DNA链发生碱基序列变化
3.下列哪项是由于基因突变所引起的伴性遗传( )
A.人的多指B.人的白化病C.人的血友病D.镰刀型细胞贫血症
4如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者的血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人()
A.基因产生突变,使此人患病B.无基因突变,性状不遗传给此人
C.基因重组,将病遗传给此人D.无基因重组,此人无病,其后代患病
5.生物变异的根本来源是( )
A.基因自由组合B.基因突变C.染色体变异D.生活环境的改变
6.用紫外线照射红色细菌的培养液,几天后,出现了一个白色菌落,把这个白色菌落转移培养,长出的全部是白色的。
这属于( )
A.染色体变异B.染色体加倍C.自然突变D.人工诱变
7.关于基因重组,下列叙述中不正确的是( )
A.基因重组发生在生物体有性生殖过程中
B.非同源染色体上的非等位基因自由组合属于基因重组
C.同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组
D.基因重组是生物变异的根本来源
8.下列关于基因突变的叙述,不正确的是( )
A.基因突变发生的时期越迟,生物体表现突变的部分就越少
B.发生在体细胞中的突变,一般是不能传递给后代的
C.突变就是指基因突变,它包括自然突变和诱发突变
D.基因突变对生物的生存往往是有害的
9.1943年,青霉菌产生青霉素只有20单位/mL。
后来,科学家用X射线、紫外线等射线照射青霉菌,结果,绝大部分菌株都死亡了,只有极少数菌生存下来。
在这些生存下来的菌株中,有的菌株产生青霉素的能力提高了几十倍(目前青霉素产量已提高到50000单位/mL以上)。
请回答:
(1)用射线照射青霉菌,能培育出青霉素高产菌株。
这是由于射线使青霉菌发生了__________的缘故。
(2)发生以上变化的化学成分,其基本组成单位是___________,发生以上变化的时期是_________________。
(3)经射线处理后,在存活的青霉菌中,培育出了青霉素高产菌株。
在这一过程中,起选择作用的因素是______。
(4)用射线照射,培育出生物新性状的育种方式叫做_______________________。
[课时作业]
1.Cc(红色)的大丽花植株上盛开红花,仅有一朵花半边红色半边白色,这可能是由于哪个部位的C基因突变为c造成的()
A、生殖细胞B、早期的叶芽细胞C、幼苗的众多体细胞D、花芽分化时
2.赖氨酸的密码子有如下几种:
UUA、UUG、CUU、CUA、CUG,当某基因片段中的GAC突变为AAC时,这种突变的结果对该生物的影响是()
A.一定是有害的B.一定是有利的C.有害的概率大于有利的概率D.既无利也无害
3.卵原细胞进行DNA复制时,细胞中不可能发生()
A、DNA的解旋B、蛋白质的合成C、基因突变D、基因重组
4.一对夫妇生育的子女之间,性状上差异很大,这种差异主要来自()
A、基因重组B、基因突变C、环境影响D、疾病影响
5.酵母菌进行出芽生殖时,子代与亲代、子代与子代之间产生差异的原因是()
①基因重组②基因突变③染色体变异
A、①② B、②③ C、 ①③ D、 ①②③
6.基因分离,基因的自由组合,基因的交换分别发生在减数分裂的时期是()
A.均发生在第一次分裂后期B.第一次分裂前期,第一次分裂后期和第二次分裂后期
C.均发生在第二次分裂后期D.第一次分裂后期,第一次分裂后期和第一次分裂前期
7.以下是白化病的发病机理,请排出正确的顺序()
①基因突变②不能合成黑色素③缺少酪氨酸酶④不正常的信使RNA
A.①②③④B.①②④③C.①④②③D.①④③②
8.进行有性生殖的动物,子代和亲代总有多多少少的差异,形成这种差异的主要原因是()
A.基因突变B.基因重组C.染色体变异D.人工诱变
9.如右图所示为马的生活史,有关此图的叙述中不正确的是()
A.有丝分裂在I→Ⅱ,Ⅳ→IB.基因重组发生在Ⅲ→Ⅳ之间
C.基因突变可发生在I→Ⅱ,Ⅱ→Ⅲ,Ⅳ→Ⅰ
D.Ⅳ为新个体发育的起点
10
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- 36 课时 基因突变 基因 重组 授课