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基因突变及其他变异 教案

作者:佚名 来源:本站原创 发布时间:2013年10月16日
 

第5章  基因突变及其他变异

                    第1节 基因突变和基因重组          第    课时总第     课时

一、教学目标

1.举例说明基因突变的特点和原因          2.举例说出基因重组

3.说出基因突变和基因重组的意义

二、教学重点

1.基因突变的概念及特点       2.基因突变的原因

三、教学难点:基因突变和基因重组的意义

课前导学:创新设计P58-59 知识点1-2

 

【教学过程】

【二次备课】

一、基因突变

1.实例:镰刀型细胞贫血症

(1)症状:红细胞镰刀型,易破裂,溶血性贫血

(2)病因图解:教材P81 图5-2

①直接病因:血红蛋白多肽链上的一个谷氨酸被 缬氨酸 替换

②根本原因:血红蛋白基因(DNA)上的一对碱基对被替换,即       →       

2.定义:

DNA分子中发生        的      、增添或       ,而引起的         的改变

 3.诱发基因突变的因素

 (1)外因:物理因素(如 紫外线 、X射线等)

            化学因素 (如亚硝酸、碱基类似物等)

            生物因素(如 某些病毒 

(2)内因: DNA分子复制 偶尔发生错误、DNA碱基组成发生改变

 4.种类:自发突变:自然发生的基因突变,如短腿安康羊的产生

         诱发突变:人为条件下产生的基因突变

 5.特点:

(1)      :所有生物都可能发生基因突变

(2)         时间上的随机:可发生于生物个体发育的任何时候(常在分裂间期)

              部位上的随机:①可发生在细胞内不同的DNA分子上

②可发生在同一DNA分子的不同部位

③既可发生于体细胞,也可发生于生殖细胞中。

(3)       :表现为一个基因可向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,而且突变的方向和环境没有明确的因果关系

(4)      

(5)          :突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物有害,如人类多数遗传病是基因突变产生的;但有些突变,可能产生新性状,适应改变的环境,获得新的生存空间,如植物的抗药性、耐旱性、微生物的抗药性突变等;还有些既无害也无益。

 6.基因突变的意义

(1)突变对生物自身的影响:

(2)基因突变对自然界生物进化的意义

   ① 新基因 产生的途径  ②生物变异的 根本 来源   ③ 生物进化 的原始材料

二、基因重组

 1.概念:在生物体进行         的过程中,控制          的重新组合。

2.类型:

(1)自由组合型:

减I后期,       染色体上的       基因自由组合。

(2)交叉互换型:

四分体时期,同源染色体上的      基因随                 的交换而交换。

3.实质:不同基因的重新组合,产生新的基因型和表现型。

4.意义:

基因重组是变异的重要来源之一,对 生物进化 具有更重要意义;是生物多样性的重要原因。

课后练习:

1.下列哪项是由于基因突变所引起的伴性遗传病

 A.人类的白化病    B.人类的血友病   C.人类的多指症   D.镰刀型细胞贫血症

2.科研人员利用r射线辐射种子使其产生变异,用这种方法培育新品种的原理是

 A.基因重组       B.基因突变      C.染色体结构变异   D.染色体数目变异

3.亮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

4.人类镰刀型细胞贫血症的根本原因

 A.红细胞由圆盘型变为镰刀型        B.血红蛋白分子中的一个谷氨酸变为缬氨酸

C.RNA碱基序列的改变              D.DNA碱基种类改变

5.下列能产生新基因的情况是

 A.基因自由组合    B.基因突变     C.等位基因分离    D.非姐妹染色单体交换

6.生物变异的根本(主要)来源是

 A.基因突变     B.基因重组    C. 染色体变异     D.环境引起的变异

7.下列过程中一定不发生基因重组的是

A.减数第一次分裂过程           B.有丝分裂时姐妹染色单体分开

C.减数分裂四分体时期           D.利用基因工程培育“抗虫棉”

8.一对父本和母本通过有性生殖产生的后代,个体之间总会存在一些差异,其主要来自

 A.基因突变       B.基因重组       C.基因分离      D.染色体变异

 拓展提升

9.基因A与a1、a2、a3之间的关系如上图示,该图不能表示  

A.基因突变是不定向的

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

10.下列为豌豆的生活史,对此图的叙述正确的是

①有丝分裂发生在Ⅰ→Ⅱ、Ⅳ→Ⅰ②基因分离发生在Ⅱ→Ⅲ

③基因重组发生在Ⅲ→Ⅳ       ④Ⅳ为个体发育的起点

A.①②③    B.①②④  C.①②③④   D.②③④

11.下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,据图回答(已知谷氨酸的密码子是GAA,GAG):

(1)图中①②表示遗传信息流动方向的过程分别是:①表示DNA______时发生差错;②表示______。①过程发生的时间是________    ,发生的场所是   _  

(2)α链碱基组成为______;β链碱基组成为_____,这是决定缬氨酸的一个       。转运谷氨酸的转运RNA一端的三个碱基是         。

(3)父母均正常,生了一个镰刀型细胞贫血症的女儿,可见此遗传病_____ 遗传病。若BbA代表正常基因,BbS代表它的等位基因,则患病女儿的基因型是        ,母亲的基因型是       ,这对夫妇再生一个患此病的女儿的概率是       。

(4)若图中正常基因片段中的CTT突变成CTC,由此控制的生物性状是否可能发生改变?_______________为什么?________________.

 

 

课后反思:

 

 

 

 

 

第2节  染色体变异

 第    课时  总第    课时

一、教学目标

1.说出染色体结构变异的基本类型         2.说出染色体数目的变异

3.能解释低温诱导染色体加倍的原理,评价不同作物、不同温度对染色体加倍实验的影响效果。关注染色体加倍对人类未来的发展影响

二、教学重点

1.染色体组的概念                  2.染色体数目的变异

三、教学难点

1.染色体组的概念                  2.二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系

3.低温诱导染色体数目变化的实验

课前导学:创新设计P61-62 知识点1、2

 

【教学过程】

【二次备课】

一、染色体结构的变异

1.种类:教材P85 图5-5

 

 

2.结果:染色体结构的改变会使排列在染色体上的               发生改变,而导致性状的变异。

3.特点:大多数对生物体是 不利 的,有的甚至会导致生物体死亡。

二、染色体数目的变异

 1.染色体组

观察P86图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体和P87图5-9雄果蝇的染色体组

回答:(1)果蝇体细胞有几条染色体?几对常染色体?

(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系?

(3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?

 (4)果蝇的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y;   这些染色体在形态、大小和功能上各不相同;

它们是非同源染色体;              它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息

(5)若将果蝇的精子中的染色体看成一组,那么果蝇的体细胞中有几组染色体?

  小结:一个染色体组的特点:①不含同源染色体

②染色体的形态、大小和功能各不相同

③含有控制生物性状的一整套基因,但不重复

2.二倍体、多倍体和单倍体

 (1)定义:由受精卵发育而来的个体,体细胞中有2个染色体组的个体叫做二倍体。

体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。

体细胞中含有本物种配子染色体数目 的个体,叫做单倍体

  探究5.讨论:二倍体、多倍体和单倍体的划分依据是什么?

(3)单倍体、多倍体植株的特点:

单倍体:长得 弱小 高度不育

多倍体: 茎秆 粗壮, 叶片、果实和种子 都比较大, 糖类和蛋白质 都有所增加;

            发育迟缓,结实率低。                                  

               第二课时   第    课时

三、单倍体育种

 1.方法:①先花药离体培养获得单倍体幼苗  

②再用秋水仙素处理单倍体幼苗获得纯合植株

 2.步骤:

 

 

 

 

 

 

 

探究1.单倍体育种的过程

(1)该育种方法为              育种,其原理是                       。

(2)图中(一)、(二)、(三)、(四)的过程依次是                        。

(3)图中①和④基因组成分别为____   _和______  。

(4)(二)过程中,D和d的分离发生在________   _;(三)过程采用的方法称为_________;

(四)过程最常用的化学药剂是________       

(5)如将③⑤植株杂交,再让所得到的后代自交,则后代的基因型及比例为______     。

(6)从图解中看出,该育种只需      年即可获得纯合新品种。因此,该育种方法的最大优点是                              。

3.优点:明显缩短育种年限

 探究3.为什么单倍体育种可明显缩短育种年限?

(原因:自交后代不发生性状分离)

 4.原理:染色体变异

四、多倍体育种

 1.原理:染色体变异

 2.方法:很多

   最常用最有效的方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

   秋水仙素的作用:秋水仙素能抑制纺锤体的形成

探究4.秋水仙素作用于细胞分裂的时期?用秋水仙素处理过的种子和幼苗细胞中的染色体数目是如何变化的?

 

 3.优点:粗、大、高   (缺点:发育迟缓,结实率低)

 4.实例:三倍体无籽西瓜的培育

 

 

课后反思:

 

 

 

 

第3节  人类遗传病

一、教学目标

1.举例说出人类常见遗传病的类型  

2.概述人类遗传病的产生原因、监测和预防的方法

3.简述人类基因组计划及其意义

二、教学重点

 1.人类遗传病的类型

三、教学难点

 1.近亲结婚的含义和禁止近亲结婚的原因

2.人类基因组计划的意义及其与人类健康的关系

 

【教学过程】

【二次备课】

一、人类常见遗传病的类型

1.人类遗传病的定义:由于 遗传物质 改变而引起的人类疾病

 探究1.(1)先天性疾病都是遗传病吗?举例说明。

        (2)后天性疾病都不是遗传病吗?举例说明。

        (3)家族性疾病都是遗传病吗?举例说明。

(4)尝试用集合的方式表示遗传病与两类疾病的关系。

2.遗传病的分类及比较

分类

概念

种类

举例

特点

 

 

 

单基因

遗传病

 

 

受一对等位基因控制的遗传病

常隐

白化病、先天性聋哑、

苯丙酮尿症

①无性别差异

②隐性纯合发病

常显

并指、多指、

软骨发育不全

①无性别差异

②含致病基因即患病

伴X隐

红绿色盲、血友病、

进行性肌营养不良

  • 男性患者多于女性患者

 ②交叉遗传

伴X显

抗VD佝偻病

  • 女性患者多于男性患者
  • ②代代相传

伴Y

外耳道多毛症

父→子→孙

多基因

遗传病

受两对以上等位基因控制的遗传病

 

  ∕

原发性高血压、冠心病、

哮喘病、唇裂、无脑儿、

青少年型糖尿病

①表现出家族聚集现象

②易受环境因素影响

③在群体中发病率较高

染色体异

常遗传病

染色体异常引起遗传病

常染色体异常

21-三体综合征、猫叫综合征

遗传物质改变大,

造成严重后果,胚胎期引起流产

性染色体异常

性腺发育不良

二、调查人群中的遗传病

 1.调查遗传病的要求

①调查时,最好选取群体中发病率较高的 单基因 遗传病,如红绿色盲、白化病、高度近视(大于600°)  (原因是:多基因遗传病易受环境因素的影响)

②为确保调查数据的可靠性,调查时要保证调查的群体 足够大

 ③某种遗传病发病率 = 某种遗传病的患病人数/某种遗传病的被调查人数×100%

 ④调查某种遗传病的遗传方式时,应调查 某患者的家系 中的发病情况

 2.调查遗传病的步骤

(1)确定要调查的遗传病,掌握其症状及表现

(2)设计记录表格及调查结果

(3)分多个小组调查,获取足够大的群体调查数据

(4)汇总总结,统计分析结果

 

三、遗传病的监测与预防

遗传病的检测手段:主要包括遗传咨询、产前诊断

  优生的措施:禁止近亲结婚、进行遗传咨询、产前诊断  (适龄生育:24-29岁)

2.遗传咨询 

3.产前诊断 

四、人类基因组计划

1.人类基因组:人体DNA所携带的全部遗传信息

2.人类基因组计划:指绘制人类遗传信息图,目的是测定 人类基因组的全部DNA序列 ,解读其中包含的遗传信息

3.成员国:美国、英国、法国、德国、日本和中国。中国承担1%的测序任务。

4.有关人类基因组计划的几个时间

   正式启动时间:1990年

   人类基因组工作草图公开发表时间:2001年2月

   人类基因组的测序任务完成时间:2003年

5.已获数据:人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成,已发现的基因约为3-3.5万个

6.人类基因组计划的影响

  正面影响:可了解与癌症、糖尿病、老年性痴呆、高血压等疾病有关的基因,以便进行及时有效的基因诊断和治疗;可在出生时进行遗传的风险预测和预防等

  负面影响:可能引起基因歧视等伦理道德问题

特别提醒:

①人类基因组计划检测对象:一个基因组中,24条DNA分子的全部碱基(对)序列,

包括基因片段中的和非基因片段中的,不是检测基因序列

②人类基因组与染色体组的区别

  人类基因组:24条染色体(22常+X+Y)上DNA的全部脱氧核苷酸序列

  人类染色体组:体细胞染色体数的一半,即23条染色体(22常 + X 或22常 + Y )

    注意:水稻基因组与染色体组一样,为体细胞染色体数的一半

 

 

 

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