第十一講遺傳變異（一）

1、生物組：林霞,第四節(jié) 生物的變異 一 基因突變（說課）,一、教材分析,二、教學(xué)目標(biāo),三、教學(xué)重難點(diǎn),四、分析學(xué)生,五、學(xué)生學(xué)法,六、教師教法、教學(xué)步驟,七、課件展示,一、教材分析,1. 本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位和作用 上冊的緒論已介紹了：遺傳和變異是生物的基本特征之一。本章的前三節(jié)主要介紹了遺傳的相關(guān)知識，從本節(jié)開始介紹生物的變異。

2、 遺傳保證了物種基本穩(wěn)定，變異使生物不斷向前發(fā)展進(jìn)化。而基因突變是變異的主要來源。學(xué)生通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，對生物進(jìn)化的內(nèi)因有初步的了解，為第七章《生物的進(jìn)化》的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。2. 教學(xué)內(nèi)容 介紹基因突變的概念、原因、特點(diǎn)和意義； 人工誘變在育種上的應(yīng)用,二、教學(xué)目標(biāo),1. 知識目標(biāo) 了解變異的類型和可遺傳變異的來源； 掌握基因突變的概念、原因、特點(diǎn)和意義；

3、 理解誘變育種的應(yīng)用 2. 能力目標(biāo) 訓(xùn)練學(xué)生分析、歸納、演繹等抽象思維能力。 3. 德育目標(biāo) 通過基因突變的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了生物界豐富多彩的本質(zhì)，從而對學(xué)生進(jìn)行辨證唯物主義的思想教育。 通過介紹我國在誘變育種方面取得的成就，對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育。,三、教學(xué)重難點(diǎn),1.教學(xué)重點(diǎn) 基因突變的概念及特點(diǎn)2.教學(xué)難點(diǎn) 基因突變的概念、原因,四、分析學(xué)生

4、,1、學(xué)生的知識儲備： 通過緒論的學(xué)習(xí)，學(xué)生明白了遺傳和變異是生物的基本特征之一；另，前幾節(jié)有關(guān)遺傳知識的學(xué)習(xí)，則使學(xué)生了解了變異的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。 2、學(xué)生的能力基礎(chǔ)： 高二學(xué)生，已具有一定的分析、歸納、演繹等抽象思維能力，和觀察生活的能力，對于生活中常見的變異現(xiàn)象，學(xué)生較感興趣。,五、學(xué)生學(xué)法,1.聯(lián)系以前學(xué)過的有關(guān)遺傳的知識及生活實(shí)際，掌握基因突變的概念、原因和特點(diǎn)。2.運(yùn)用分析、比較等方

5、法，對基因突變的兩個類型進(jìn)行區(qū)分。3.聯(lián)系物理化學(xué)學(xué)科知識，聯(lián)系科技熱點(diǎn)，掌握基因突變在創(chuàng)造和選育動植物、微生物新品種方面的應(yīng)用。,六、教師教法、教學(xué)步驟,1、教法：運(yùn)用視頻、圖片等直觀教學(xué)手段，并通過理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用知識遷移的方法，引導(dǎo)學(xué)生回憶有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、基因的表達(dá)、生物的個體發(fā)育等知識，加深對基因突變的概念、原因、特點(diǎn)的理解。教學(xué)過程中不斷提出問題，啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生得出正確結(jié)論

6、，讓學(xué)生通過概念的運(yùn)用達(dá)到鞏固知識的目的。,2、教學(xué)步驟,（1）從生活中常見的變異現(xiàn)象切入，引出變異的類型和可遺傳變異的來源。（2）以鐮刀貧血癥為例，由現(xiàn)象得到概念，從宏觀到微觀來開展教學(xué)活動。同時，設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生探究。 （3）展示基因結(jié)構(gòu)變化圖，并用類比推理的方法引導(dǎo)學(xué)生理解基因突變的概念。（4）以設(shè)問和討論的形式引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變的意義。（5）通過生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解基因突變的特點(diǎn)（6）介紹誘變

7、育種的方法；我國在這方面取得的成就，對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育。,生物組：林霞,第四節(jié) 生物的變異 一 基因突變,變異的種類,基因重組,一、基因突變,鐮刀型細(xì)胞貧血癥,缺氧時，紅細(xì)胞變成鐮刀型，血液的粘性增加，引起紅細(xì)胞的堆積，導(dǎo)致各器官血流的阻塞而出現(xiàn)脾臟腫大，四肢的骨骼、關(guān)節(jié)疼痛，血尿和腎功能衰竭等癥狀，病重時，紅細(xì)胞破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。,正常型紅細(xì)胞

8、 鐮刀型紅細(xì)胞,鐮刀型貧血癥,蛋白質(zhì)　氨基酸　RNA 　 DNA,谷氨酸,纈氨酸,正常,異常,GAA,鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因,,GUA,,,,,,基因突變的類型,（ 1 ）堿基替換突變,基因突變,●概念：由于 DNA 分子中發(fā)生堿基對的增添,缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫基因突變。,●基因突變的例子：色盲、白化病、糖尿病……,●基因突變的原因：由于在 DNA 復(fù)制過程中，由于

9、各種原因（內(nèi)，外因）而發(fā)生差錯，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)改變。,●基因突變的意義：生物變異的根本來源，為進(jìn)化提供最初原材料。,發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變，可以通過受精作用直接傳遞給后代。發(fā)生在體細(xì)胞中的突變常常引起當(dāng)代生物個體性狀發(fā)生變化，一般是不能遺傳給下一代的。,基因突變的特點(diǎn),（ 1 ）普遍性 任何生物都可以見到突變產(chǎn)生的性狀。（ 2 ）隨機(jī)性 在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細(xì)胞都可以發(fā)生基因突變。（ 3 ）低頻率性 在自

10、然界，各物種的突變頻率很低，高等生物中，大約十萬到一億個配子，僅有一個發(fā)生基因突變。（ 4 ）多害少利性 大多數(shù)基因突變會破壞生物長期進(jìn)化達(dá)到的相對協(xié)調(diào)和平衡，不利于生長和發(fā)育。（ 5 ）不定向性 顯性基因可以突變成隱性基因，隱性基因可以突變成顯性基因，一個基因可以產(chǎn)生一個以上的等位基因。,基因突變是有利還是有害取決于環(huán)境。,在個體發(fā)育過程中，基因突變的發(fā)生的時間越早，生物體表現(xiàn)的突變部分越大,,,,人工誘變在育種上的應(yīng)用,

11、●誘變意義：是創(chuàng)造動、植物新品種和微生物新類型的重要方法。,●優(yōu)點(diǎn)：提高突變頻率，使后代變異性狀盡快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程；大幅度地改良某些性狀。,●缺點(diǎn)：誘發(fā)產(chǎn)生的突變，有利的個體往往不多，需處理大量材料。,例⑵：1945年愛爾蘭科學(xué)家費(fèi)來明發(fā)明青霉素以來，世界各地科學(xué)家用紫外線照射的方法處理青霉，將青霉素的產(chǎn)量提高了幾十萬倍，價格下降到原來的幾萬分之一。,例⑴：我國科技人員用60CO產(chǎn)生的射線照射水稻萌發(fā)的種子，培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗病蟲害

12、強(qiáng)的新品種。,例⑶：1987年，我國科學(xué)家將普通青椒種子搭載在人造衛(wèi)星上使之接受宇宙射線照射發(fā)生基因突變，培育出產(chǎn)量特高，質(zhì)量特別好的“太空椒”。,例（4）：1987年以來，我國已先后10余次利用返地衛(wèi)星搭載植物種子，搭載品種1000多種，500多個品種發(fā)生了遺傳性變異，培育出了一些新的突變類型和有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的新品系，10多年來中國在航天誘變育種方面發(fā)展迅速，取得了令人矚目的成就。,空間誘變育種,基因重組,1、基因重組的概念2、基

13、因重組的分類3、基因重組的意義,思考：為什么說基因重組是進(jìn)行有性生殖的過程中實(shí)現(xiàn)的？,基因重組與有性生殖的關(guān)系,受精作用、及減數(shù)分裂過程中非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體之間的交叉互換，是基因重組的原因，所以基因重組是發(fā)生在有性生殖過程中的，而在無性生殖中則沒有基因重組的現(xiàn)象。,基因突變與基因重組的區(qū)別,,,,,,OR,,,,,,,,,,,,,,,,,1/4 AB,1/4 ab,1/4 Ab,1/4 aB,,,A,A,A,

14、A,A,A,A,A,A,A,A,A,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,a,a,a,a,a,a,a,a,a,a,a,a,b,b,b,b,b,b,b,b,b,b,b,b,,基因自由組合,,交叉互換,,A,a,受精作用產(chǎn)生合子,減數(shù)第二次分裂,減數(shù)第一次分裂,(染色體在減數(shù)第一次分裂間期復(fù)制),顯性純合親本,隱性純合親本,(配子),(配子),人工誘變與基因工程的不同,人工誘導(dǎo)基因突變雖然可以增加突變的頻率和類型，但這種變異仍是不

15、定向的，有利的變異類型仍然很少與此不同，基因工程則是用特定的方法，定向地改變基因的組成或結(jié)構(gòu)，從而改良或創(chuàng)造出新產(chǎn)品。,⑵人工誘變的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：,缺點(diǎn)②：變異的個體都是雜合體，并且常常是一個個體中既發(fā)生了有利變異又發(fā)生了不利變異，必須通過雜交方法將有利變異組合到同一個體中來。,缺點(diǎn)①：基因突變是不定向的，生物發(fā)生的變異絕大多數(shù)是不利變異，因此必須處理大量材料形成大量變異個體再從中選擇發(fā)生有利變異的個體。,缺點(diǎn)③：誘變的各種因素都是致癌因