基因突变
导入:表现型是基因型与环境条件相互作用的结果,不论是基
因型还是环境条件的改变,都可能引起表现型改变,这就是生物的变异。
问题情境:投影显示资料
资料一:在北京培育出的优质甘蓝品种,叶球最大的有3.5千克,当引种到拉萨后,由于昼夜温差大、日照时间长、光照强,叶球可重达7千克左右。
但再引回北京后,叶球又只有3.5千克。
资料二:用抗病易倒的小麦和易病抗倒的小麦杂交,通过基因重组培育出了既抗病又抗倒的高产小麦品种。
提出问题:
1.变异的类型有哪几种?
2.不同变异类型分别由何种原因引起?结果如何?
学生思考得出结论,教师进一步归纳总结。
(-)基因突变
1.基因突变的概念
血红蛋白是由四条多肽链,共含有574个氨基酸中,病者与正常人大部分是相同的。
所不同的,只是在第6位的一个谷氨酸被缬氨酸替代,因而引起血红蛋白结构异常。
异常的血红蛋白在氧气分压较低的情况下呈棒状或卷绳样晶体结构,会使红细胞由正常圆饼状变成镰刀状。
镰刀型红细胞膜易受损伤而被网状内皮细胞破坏,出现溶血性贫血症状。
讨论问题:产生蛋白质结构变异的根本原因是什么?
演示软件:该软件开始可从上→下顺次演示,比较符合学生由表及里、由浅入深的认知规律。
当学生已有一定的感性认识后,再次演示可变为从下→上次序播放。
而此种安排则有助于学生明确因果关系,进一步加深知识理解。
学生认真观察、思考、得出结论:控制血红蛋白分子合成的DNA 碱基序列中有一对发生了改变(变成)遗传信息改变,mRNA上相应密码子改变,多肽链上相应的氨基酸改变,血红蛋白异常红
细胞异常(镰刀型)
教师点拨:除了碱基替换外,控制合成血红蛋白分子的DNA碱基序列有时也会发生碱基的增添或缺失,导致血红蛋白病的产生,引导学生最终得出基因突变的概念。
2.基因突变
3.基因突变的特点
指导学生阅读:书P49。
师生多方向质疑:
(1)基因突变有哪些特点?
(2)如何理解基因突变的普遍性?其存在基础是什么?
(3)基因突变发生的细胞不同、时期不同,对生物体将产生怎样的影响?
(4)如何理解大多数基因突变对生物是有害的?
(5)基因突变的不定向性能否理解为基因可向任意方向突变?
(6)基因突变与生物进化有何关系?
(7)自然条件下,基因突变率很低且害多利少,它能否为生物进化提供原材料?
4.基因突变的类型
基因突变的类型有自然突变和诱发突变(人工诱变)两种。
前面介绍的基因突变的特点侧重于自然突变。
5.人工诱变育种
引导学生将基因突变的原因、特点等知识进行迁移运用:
(1)请你预期人工诱导基因突变可采用哪些手段?
(2)请你分析人工诱变的优缺点。
在学生回答问题的基础上教师归纳总结如下:教师进一步介绍我国在育种方面取得的成就,对学生进行爱国主义教育。
6.基因突变的意义
事实上,在基因突变特点的探讨学习过程中已充分渗透了基因突变对生物进化的意义,它可以为进化提供原材料。
教师可在引导学生得出结论的基础上重点强调:基因突变是变异的根本来源,为生物进化提供最初的原材料。
因为,只有突变才能产生新的基因,才有可能使生物产生出前所未有的新性状。
而之后要学习的基因重组和染色体变异,只不过使原有的基因乃至性状重新组合罢了。
(二)基因重组
提出问题:
(1)请分析基因与染色体的关系。
(2)基因自由组合规律与连锁互换规律的实质分别是什么?
在学生回答问题的基础上引出基因重组的概念和类型。
1.概念:控制不同性状的基因的重新组合
2.类型
教师点拨:应注意到基因重组是通过有性生殖途径来实现的。
因为,只有有性生殖的减数分裂过程才会有基因的自由组合和交叉互换现象发生。
3.基因重组的意义
问题情境:例题计算。
以豌豆为例,当具有10对相对性状(控制这10对相对性状的等位基因分别位于10对同源染色体上)的亲本进行杂交时,如果只考虑基因的自由组合所引起的基因重组,
可能出现的表现型有多少种?
如此贴近生活的感性实例,使学生深刻体会到基因重组的意义:确实可以为变异提供极其丰富的来源,是生物多样性的原因之一,对生物进化有重要意义。