生物的变异和基因重组教学目的（第四节）

第四节生物的变异一、基因突变和基因重组教学目的1．了解基因突变的概念、特点和意义。2．了解人工诱变在育种上的应用。3．了解基因重组的概念和意义。教学重点1．基因突变的概念和特性。2．基因重组的概念。教学难点基因突变的概念。教学方式谈话法。课时安排二课时。教学过程(第一课时)前言：在上面我们学习了生物的遗传，了解了性状为何遗传以及性状遗传时秉持的规律特性。这么性状是由哪些决定的呢？（答：由遗传物质决定的。）性状表现除与遗传物质有关外，还与哪些有关？（答：与外界条件有关）性状由亲代传递到子代时，会不会一成不变呢？其实不会，或多或少就会存在差别，这又为何呢？（答：这是由于生物体除了具有遗传还具有变异。）这么生物的变异又是怎样形成的呢？又有哪些特征呢？（明天我们就来学习生物的变异）述说：让我们先来看一个图片（投影片）。上图是一个普通的小麦种子在萌发长成鳞茎的过程中，水、肥、光非常充足，所结种子大而细腻，但这样的种子种下去，结出的却是普通种子；右图是太空椒（普通番茄种子邀游过太空后培植而成）与普通番茄对比，果实显著减小，栽种下去，一直是肥大果实。提问：籽粒细腻的种子与普通种子相比，太空椒与普通番茄相比，形状有显著的差别，这是为哪些？（回答：发生了变异。

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）提问：把子粒细腻的种子种下去，长出的种子是不是粒大细腻？（回答：不提问：把肥大的莴苣种下去，长出的是哪些？（回答：肥大莴苣。）提问：这又说明一个哪些问题？（回答：生物的变异有的不能遗传，有的可以遗传。）述说：可见生物的变异有这样两种类型。那哪些情况下的变异不遗传，哪些情况下的变异可遗传？我们晓得生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像马铃薯这样，子粒细腻是因为水、肥和光充足导致，也就是外界环境条件导致的，这些变异是不遗传的。而太空椒邀游过太空，宇宙幅射改变了遗传物质，因而这个变异性状就是可遗传的。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。这么，哪些是基因突变？基因突变是怎样形成的？又如何造成生物变异呢？下边一段录象是关于正常的红细胞基因突变产生镰刀型细胞肝炎症的内容，我们先来看一下。提问：从片子中我们看见正常红细胞是哪些形状？有哪些功能？（回答：圆饼形状，运输氧气功能。）提问：镰刀型细胞肝炎症的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响？（回答：有，运二氧化碳能力增加，易断裂溶血导致肝炎，严重时会造成死亡。）述说：这么又是哪些诱因使正常红细胞弄成镰刀型红细胞？分子生物学研究表明是基因突变的结果。 #

让我们来看镰刀型细胞缺铁症病症的图解（打投影片）。你们晓得，性状是由蛋白质来彰显的，我们先来看正常血红蛋白与镰刀型血红蛋白的多肽的组成。提问：二者有哪些区别？（回答：正常的是丝氨酸，异常的是缬氨酸）提问：多肽是由哪些决定的？（回答：由信使RNA上的密码子决定的。）提问：构成信使RNA上的密码子的这些核苷酸又是由哪些决定的呢？（回答：由DNA上的核苷酸决定的。）提问：正常的DNA，异常的DNA家来比较一下正常与异常的DNA，它们的区别在那里？（回答：一个核苷酸对的改变。）提问：DNA上一个核苷酸对发生了改变，最终造成了镰刀型细胞肝炎症。我们晓得性状是由基因控制的，基因是如何来决定性状的？（回答：基因是由脱氧碱基组成的基因突变和基因重组，脱氧碱基的排列次序代表了遗传信息，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。）述说：我们看控制血红蛋白的DNA上一个核苷酸对改变，促使该基因脱氧碱基的排列次序——发生了改变（班主任引导中学生回答），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。基因结构改变不仅核苷酸对的替换，就会不会有其它可能？（中学生练习：要求中学生自己写一段。

从DNA片断考虑。）中学生剖析后答出DNA分子中核苷酸对数目的改变也会造成基因结构的改变。当DNA中核苷酸对降低或降低时，对性状的表现有没有影响。要求中学生写出此过程。如今你们来总结基因结构的改变包括什么变化。（回答：DNA核苷酸对替换、增添和缺位。）班主任作总结：基因脱氧核酸次序代表了遗传信息，次序变了，遗传信息也变了，通过转录、翻译产生的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构改变会使生物发生变异。如今请你们自己来总结出基因突变的（回答：略。）述说：基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因弄成它的等位基因，但是一般会造成一定的表现型变化。下边让我们来看几个基因突变的图片（投影片）。小麦高茎矮茎、普通羊短腿羊、正常人白化病基因突变常常形成了一些新性状，这对生物有哪些意义？因为基因突变形成的新性状是生物未曾有过的性状，因而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造成的，我们如何去认识因为基因突变而导致的变异？下边我们就来了解基因突变的特性。先来看几个图片（投影片）：（正常棉花短果枝；小麦高杆矮杆；果蝇长翅残翅；家鸽羽毛黑色灰白色；人正常色盲色弱；正常人白化病）这种图片，有动物，植物，还有人的事例，大家觉得突变有哪些特（可让中学生进行讨论，用具体实例来说出各特征。 #

）（回答：动物、动物和人都可能发生基因突变。）述说：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，还是高等动动物以及人，都可以发生基因突变。这些突变在自然条件下发生的叫自然突变，在人为条件下诱发形成的叫诱发突变。基因突变是发生在哪些时期？什么细胞能发生基因突变？虽然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。我们以动物个体发育过程为例（打出投影片），个体发育的起点是受孕卵，经过分裂产生胚基因突变和基因重组，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，你们非常注意看，花梗和花序部位突变以及导致突变性状的表现部位。提问：基因突变发生的时期与突变性状的表现有哪些关系？（回答：突变发生的时期越早，表现突变的部份越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部份越少。）提问：假如突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代？（回答：不会，只有生殖细胞的突变就会遗传给后代）述说：既然任何生物发育的任何时期任何细胞都可能发生突变，那是不是突变很容易发生也会好多呢？请你们阅读书第49页下段的内容。（通过一问一答的方式明晰）基因突变率很低，高等生物中大概有十万个到一亿个生殖细胞中才能有一个生殖细胞发生基因突变，低等生物，真菌、噬菌体突变频度更低，同一种生物不同的基因突变率也不一基囱突变对生物体到底好不好呢？你们讨论一下。 #

（回答：有的不好。如白化病、色盲；有的好，如马铃薯矮杆能抗枯死，微生物抗药性突变等）班主任总结：基因突变绝大多数是有害的，但也有少数有利，为何呢？由于任何一种生物都是常年进化过程的产物，它们与环境已然取得了高度协调。假如发生基因突变就可能破坏这些协调关系。因而基因突变对于生物常常有害，但少数是有利的。我们能不能只让它进行有利的突变呢？这不行。由于基因突变是不定向的。一个基因可以向不同的方向发生突变，形成一个以上的等位基因。诸如（看投影片），控制大鼠毛色的黑色基因（A），也可以突弄成蓝色基因（a)。并且，每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。诸如，大鼠毛色基因的突变能不能突弄成毛的长短呢？不能（回答），只限定在色素的范围内，不会超出这个范围。（以上五点是基因突变的特性，在进行讨论时，班主任要适时依据具体情况引导，正确了解基因突变的特性，能够正确地认识基因突变造成的变异）小结：这节课我们主要把握的内容有基因突变的概念和基因突变的特性。基因突变是因为DNA分子中发生核苷酸对的平添，缺位或改变而引起的基因结构改变。基因突变的特征有：普遍性、随机性、突变率低、多数有害、不定向性。第四节生物的变异变异：不遗传变异、可遗传变异来源：基因突变、基因重组、染色体变异一、基因突变和基因重组：1．基因突变：（1）概念：因为DNA分子中发生核苷酸对的平添、缺失或改变而造成的基因结构的改变。（2）特性：普遍性自然突变、诱发突变随机性突变率低多数有害不定向性 #