基因重组和基因突变

第一篇：基因重组和基因突变

《基因突变和基因重组》教案

www.5y

kj.co

m

一、教学目标

(一)知识与技能

.举例说明基因突变的概念、原因、特点;

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)过程与方法

.学会数据处理，类比推理等科学方法;

2.培养学生自学能力，发散思维及综合能力。

(三)情感态度与价值

.在基因突变的学习中懂得生物界在丰富多彩的本质，从而进行辩证唯物主义的思想教育;

2.在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式;

3.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，激发学生的责任感。

二、教材分析

《基因突变和基因重组》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第5章第1节的教学内容，主要学习基因突变的概念、特点和原因，基因突变和基因重组的意义。

三、教学重点难点

、重点：

(1).基因突变的概念及特点;

(2).基因突变的原因。

2、难点：

基因突变和基因重组的比较。

四、学情分析

生物的变异现象对于学生而言并不陌生，通过初中生物课的学习学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质和环境有关。本节在此基础上进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。

五、课时安排：1课时

六、教学程序设计

依据新课改”自主、合作、探究”的精神，按“学生是主体，教师是主导”的原则，以探究式教学方法为主线，利用学案导学，开展自主探究学习，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法。同时，教师充分利用现代声像技术及多媒体工具，借助多媒体动画，把基因突变的原因及类型和基因重组的原理直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。教师适时进行点拨，以帮助学生建构正确的知识结构，把课堂的主动权交给学生。

七、教学过程

教师组织和引导

学生活动

设计意图

创设情境，

激发欲望

(5分钟)

、多媒体展示水毛茛和果蝇的图片，设疑：

1、水毛茛裸露在空气中的叶和浸在水中的叶为什么表现出两种不同的形态?这种变异能遗传吗?

2、果蝇的白眼性状能遗传给后代吗?

2、导出生物体变异的类型(不可遗传变异和可遗传变异)，并指出本节课学习的内容为可遗传变异中的基因突变和基因重组。

3、多媒体展示学习目标，并进行学习目标和课程标准的解读。

、学生回顾生物体的表现型与基因型和环境之间的关系并思考相关问题。

2、通过学习，知晓生物体变异的类型以及本节课所要学习的内容。

3、明确本节内容和学习目标。

步步导入，激发学生的好奇心，主动地参与获取新知识，明确学习的相关内容和学习目标。

自主学习，组内讨论

探究1：基因突变(10分钟)

、组织学生组内探讨基因突变的原因、特点，并进行小组展示。

2、多媒体展示镰刀型细胞贫血症的发病机理。并引导学生思考：碱基对的替换是否一定会引起生物体性状的改变?

3、复习豌豆的皱粒以及囊性纤维病的产生原因，提出问题引导学生进行分析，引出基因突变的概念。

4、拓展：人类ABo血型，让学生了解复等位基因。

5、对基因突变的意义进行引导，让学生懂得如何确立健康的生活方式。

、通过学案上的知识梳理，组内讨论，形成统一认知进行小组展示。

2、观看多媒体展示的镰刀型细胞贫血症的发病机理并思考相关问题，回顾密码子的简并性。

3、小组讨论，总结基因突变的概念。

4、通过人类ABo血型的学习，掌握基因突变的不定向性。

5、理解基因突变的意义，并在以后的生活中树立正确的健康观念。

培养学生自主学习的能力，并体现学生的主体地位。

多媒体直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。

通过以前所学知识的回顾，帮助学生理解基因突变的类型和实例。

完成情感态度与价值观的目标。

自主学习，组内讨论

探究2：基因重组(10分钟)

、组织学生组内探讨基因重组的类型、特点、实例并进行小组展示。

2、多媒体展示基因重组的类型及机理。

3、分析基因重组的意义。

、通过学案上的知识梳理，组内讨论，形成统一认知进行小组展示。

2、观看多媒体展示。

3、知晓基因重组的意义。

培养学生自主学习的能力，并体现学生的主体地位。

班内交流，确定难点

(10分钟)

、多媒体展现合作探究内容，倡导学生合作式学习、交流。

2、对于基因突变和基因重组的区别进行适时点拨，帮助学生理解。

、合作交流，确定难点。

2、尝试构建表格分析基因突变和基因重组之间的区别。

培养学生发散思维及综合分析的能力，完成课标中的能力要求。

随堂练习，当堂反馈

(5分钟)

多媒体展示相关习题，由简单到复杂。

读题，思考与讨论，并进行解答。

、帮助学生对知识点进行巩固。

2、通过对学生练习结果的评价，了解学生对知识的掌握情况，以便确定下一步的补偿性学习的安排。

归纳总结，科学评价

(5分钟)

、构建思维导图，帮助学生构建知识框架;

2、对本节课的小组表现进行科学评价，并评出最佳小组。

通过思维导图，构建知识框架，掌握相关知识。

科学评价有利于小组内学生之间的相互团结，培养学生团队合作的意识。

八、板书设计

5.1基因突变和基因重组

一、基因突变

、实例：

2、概念：碱基对的增添、缺失或替换

3、原因：外因、内因

4、特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性

5、意义：变异的根本

二、基因重组

、概念：控制不同性状的基因的重新组合

2、类型：自由组合、交叉互换

3、意义：变异的丰富

三、基因突变与基因重组的区别

九、布置作业

固学案P31-32相关习题

十、教学反思

www.5y

kj.co

m

第二篇：基因突变和基因重组(1)

1.患镰刀型细胞贫血病的根本原因是(

A. B. C. D.控制合成血红蛋白分子的DNA

2.某种自花传粉植物连续几代只开红花，一次偶然开出一朵白花，该花的各自交后代全开白花，其原因是( ) A.基因重组 B. C.基因互换 D.基因突变 3.现今生物种类极其多样的原因是( ) ①基因重组 ②基因突变 ③染色体变异 ⑥细

A.①②③ B. C.①⑤⑥ D. 4.下列各项中产生新基因的变异是( ) A.基因重组 B. C.染色体变异 D. 5.下列各项中既是伴性遗传又是突变性状的是( ) A.镰刀型细胞贫血病 B. C.人的色盲 D.

6.人类ABO血型系统由等位基因Ii控制，I基因由于基因突变，分为IA和IB两个等显性基因。若父母血型为A型和O型，则子女为( ) A.全部A型 B.AB型或O C.A型或O型 D.B型或O型 7.下列叙述中，不属于诱变育种优点的是( ) A. B. C. D.

8.下列实例中，能够说明突变对生物本身的利与害具有相对性的是() A. B.晚熟水稻中出现早熟植株 C. D.高粱作物中出现雄性不育株 9.下列关于基因突变的叙述正确的是( )

A.在DNA转录的过程中，碱基排列顺序发生差错，改变了遗传信息，从而产生

B.基因突变在生物界中普遍存在，但在自然状态下，突变的频率是很低的 C.基因突变具有不定向性，一个基因可以向任何方向突变，产生一个以上的等 D.

10.进行有性生殖的生物其子代之间总是存在着一定差异的主要原因是( )

A.基因重组 B.基C.染色体变异 D.生活条件改变 11.卵原细胞染色体复制过程中不会发生( ) A.解旋和子链合成 B. C.基因重组 D. 12.杂交育种的主要理论依据是( ) A.基因突变 B. C.染色体变异 D.基因分离 13.人类的基因重组发生在( )

A.有丝分裂过程中 B. C.减数第一次分裂 D.

14.一个碱基对可加到DNA分子或从DNA分子上除去，这种生物体DNA碱基顺序的变化是( ) A.基因重组 B. C.基因突变 D.不遗传的变异 15.下列不属于基因突变引起的变异是( )

A. 果蝇的白眼 B. 血友病 C. 短腿安康羊 D. 猫叫综合征

16.生物变异的根本来源是 ( ) A. 基因重组 B. 染色体数目变异 C. 染色体结构变异 D. 基因突变 17.生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上.生

物丰富的变 异主要来源于( ) A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化

18. 基因重组发生在( ) A.减数分裂形成配子的过程中 B.受精作用形成受精卵的过程中

C.有丝分裂形成子细胞的过程中 D.通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中 19. 下面列举的生物是伴性遗传又是突变性状的是 ( ) A.豌豆的圆粒 B.人的红绿色盲 C.人的糖尿病 D.人的白化病 20.人患镰刀型细胞贫血症的根本原因是 ( )

A.变形了的红细胞阻塞血管 B. 血红蛋白中某个氨基酸发生了改变 C. 变了形的红细胞破裂 D. 血红蛋白中某个基因发生了改变

21. 一对夫妇所生子女中,性状差别甚多,这种变异主要来自于( ) A. 基因重组 B. 基因突变 C.染色体变异 D. 环境的影响

22. 下列那项是可遗传的变异( )

A. 用甲状腺激素制剂来喂蝌蚪,发育的青蛙体型小得多 B. 由于水肥充足,番茄果实长得特别 C. 由于食物缺碘,引起大脖子

D. 果蝇红眼个体,后代出现白眼性状

23. 一个碱基可加到DNA分子上或从DNA分子上除去,这种生物体DNA碱基数目的变化是( )

A.细菌转化 B.基因自由组合 C.基因突变 D. 等位基因分离 24.在一块栽种红果番茄的田地里,发现有一株番茄结的果是黄色的,这是因为该株番茄( )

A. 发生基因突变 B. 发生染色体畸变 C. 发生基因重组 D. 生长环境发生变化

25.从遗传物质的结构看,基因突变是指( ) A. 元素组成的变化 B. 核苷酸组成的变化 C. 化学结构碱基的变化 D.空间结构的构型变化

第三篇：“基因突变和基因重组”教学设计

安徽师范大学附属外国语学校高一

(二)班-程婷

一、教材分析

《基因突变和基因重组》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第5章第1节的教学内容，主要学习基因突变的概念、特点和原因，基因突变和基因重组的意义。

二、学情分析

生物的变异现象对于学生而言并不陌生，通过初中生物课的学习学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质和环境有关。本节在此基础上进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。

三、教学目标

(一)知识与技能

1.举例说明基因突变的概念、原因、特点; 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)过程与方法

1.学会数据处理，类比推理等科学方法;

2.培养学生自学能力，发散思维及综合能力。

(三)情感态度与价值

1.在基因突变的学习中懂得生物界在丰富多彩的本质，从而进行辩证唯物主义的思想教育;

2.在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式;

3.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，激发学生的责任感。

四、教学重点难点

1、重点：

(1).基因突变的概念及特点; (2).基因突变的原因。

2、难点：

基因突变和基因重组的意义。

五、教学程序设计

依据新课改”自主、合作、探究”的精神，按“学生是主体，教师是主导”的原则，以探究式教学方法为主线，利用学案导学，开展自主探究学习，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法。同时，教师充分利用现代声像技术及多媒体工具，借助多媒体动画，把基因突变的原因及类型和基因重组的原理直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。教师适时进行点拨，以帮助学生建构正确的知识结构，把课堂的主动权交给学生。

六、教学过程

1、回顾遗传物质DNA和基因之间的关系以及遗传学基本规律。

2、设疑：性状由亲代传递到子代时，会不会一成不变呢?当然不会，或多或少都会存在差异，这又为什么呢?

3、进行学习目标和课程标准的解读。

1、学生回顾DNA和基因之间的关系。

2、回顾生物性状的决定因素，思考并回答指出遗传过程中存在变异。

3、明确本节内容和学习目标。

步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。创设情境，激发欲望 。 多媒体课件展示基因突变和基因重组的相关实例。

观看多媒体相关实例。 激发学生的好奇心，主动地参与获取新知识。 自主学习，组内讨论

探究1：基因突变

1、组织学生组内探讨基因突变的原因、特点、实例及意义，并进行小组展示。

2、多媒体展示镰刀型细胞贫血症的发病机理。

3、提出问题引导学生对“问题探讨”进行分析，引出基因突变的概念。

4、对基因突变的意义进行引导，让学生懂得如何确立健康的生活方式。

1、通过学案上的知识梳理，组内讨论，形成统一认知进行小组展示。

2、观看多媒体展示。

3、小组讨论，总结基因突变的概念。

4、理解基因突变的意义，并在以后的生活中树立正确的健康观念 培养学生自主学习的能力，并体现学生的主体地位。

多媒体直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。 完成情感态度与价值观的目标 自主学习，组内讨论 探究2：基因重组

1、组织学生组内探讨基因重组的类型、特点、实例及意义，并进行小组展示。

2、多媒体展示基因重组的类型及机理。

1、通过学案上的知识梳理，组内讨论，形成统一认知进行小组展示。

2、观看多媒体展示。

培养学生自主学习的能力，并体现学生的主体地位。 班内交流，确定难点

1、多媒体展现合作探究内容，倡导学生合作式学习、交流。

2、对于基因突变和基因重组的区别进行适时点拨，帮助学生理解。

1、合作交流，确定难点。

2、尝试构建表格分析基因突变和基因重组之间的区别。

培养学生发散思维及综合分析的能力，完成课标中的能力要求。 随堂练习，当堂反馈 多媒体展示相关习题，由简单到复杂。 读题，思考与讨论，并进行解答。

1、帮助学生对知识点进行巩固。

2、通过对学生练习结果的评价，了解学生对知识的掌握情况，以便确定下一步的补偿性学习的安排。 归纳总结，科学评价

1、构建思维导图，帮助学生构建知识框架;

2、对本节课的小组表现进行科学评价，并评出最佳小组。 通过思维导图，构建知识框架，掌握相关知识。

科学评价有利于小组内学生之间的相互团结，培养学生团队合作的意识。

七、板书设计

5.1 基因突变和基因重组

一、基因突变

1、实例

2、概念

3、原因

4、特点

5、意义

二、基因重组

1、概念

2、类型

3、意义

三、基因突变与基因重组的区别 基因突变 基因重组

本质：基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。 不同基因的重新组合，不产生新基因，但可以产生新的基因型，使不同性状重新组合。 发生时间及原因：细胞分裂间期DNA复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。 减数第一次分裂后期，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。

条件：外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。

意义：生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。 生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。

发生可能：突变频率低，但普遍存在。 在有性生殖中非常普遍。

八、布置作业

固学案相关习题

九、教学反思

第四篇： 基因突变和基因重组第二课时

教学过程(第二课时)

提问：上节课我们学习了基因突变的概念和特点。这是几幅基因突变的图片(投影片)(棉花短果枝、鸡脚叶、水稻矮杆、糯性，果蝇的白眼、残翅，人的白化病、色盲)，为什么说它们的变异性状都是基因突变造成的?

(回答：这些性状是因为正常基因结构改变了，包括DNA碱基对增添、缺失或改变，使基因携带的遗传信息发生了改变，因此性状就发生了变异，这就是基因突变引起的变异。)

提问：从这些正常表现到突变表现，谁能回答基因突变具有哪些特点?

引言：这些基因突变如果是在自然条件下发生的叫——自然突变(回答)，在人为条件下诱发产生的叫——诱发突变(回答)。那诱发突变的人为条件是什么?我们知道基因突变大多是有害的，为什么要人工诱发突变?这有什么用呢?今天我们接着来学习下面一个内容——人工诱变在育种上的应用。

讲述：什么是人工诱变?其实就是在人工条件下诱导基因发生突变，那人工条件是什么?同学看书后回答：有两种方法。物理方法包括X射线、紫外线、激光等;化学方法有亚硝酸、硫酸二乙酯等。

应用这些方法怎样去处理生物使之发生基因突变呢?产生的这些突变又有什么用呢?下面让我们看一段录像片，这是我国科学工作者用人工方法处理农作物发生基因突变的一段内容。

提问：看了录像片大家清楚了怎样用各种射线和化学物质去处理生物，也看到了生物突变的具体性状的表现了。你们说用这些方法诱导基因突变有什么好处?(教师可作诱导回答：可提高突变率，创造人类需要的突变类型，从中选育出优良新品种。)

讲述：通过这种方法培育出的农作物新品种，刚才大家也看到了，具抗病力强、产量高、品质好等优点，黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成黑农五号大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。大家看书第52页图，太空椒就是利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。其实人工诱变不仅在农作物育种上起作用，在微生物育种上也发挥了重要作用，如青霉素，最初产量为20单位/mL，后经人们多次用射线等综合处理，目前产量已是50000～60 000单位/mL了，可见人工诱变对生物育种起着巨大作用。因此我们研究基因突变确实有很重要的应用价值。

其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢?又有什么特点呢?接下来我们就来学习基因重组。

什么是基因重组呢?基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律和连锁交换定律时已经接触过这方面的知识。大家先写一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。

P 黄色圆粒X绿色皱粒

↓

F1

黄色圆粒

↓

F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒

提问：(打出此投影片，分析)F2除了黄色圆粒、绿色皱粒以外还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状?(回答：是。)

提问：它们又是如何产生的呢?

(回答：在F1减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。)

要求把这个过程的染色体图画出来。提问：可见，基因重组可以发生在什么情况下? (回答：减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合)

接下来我们再来写一个遗传图，亲本是灰身长翅和黑身残翅，其子一代雌性

个体测交，写出测交后代的表现型(提示大家这两对等位基因位于一对同源染色体上)。 P 灰身长翅X黑身残翅

测交F1灰身长翅X黑身残翅

后代：灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅

提问：(打出此投影片，分析)在测交后代我们看到了有两种类型是亲本没有的，灰身残翅和黑身长翅。这两种变异的性状又是如何产生的呢?

(回答：控制不同性状的基因重新组合。)

提问：是不是基因的自由组合?(回答：不是，是基因交换的结果。)

要求学生把基因互换过程的染色体图写出来 (打出投影片分析)从图上我们看到这种基因重组是发生在减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部互换，而造成控制不同性状的基因重新组合，(教师引导回答。)

以上是基因重组的两种类型，我们看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。在有性生殖过程中，由于父本和母本遗传物质基础不同，当两者杂交时，基因重新组合，就使子代产生了变异，这就是基因重组造成的变异。基因重组的变异又有什么特点?下面请大家阅读书上第50页下段的内容。

(回答：非常丰富。)

提问：为什么基因重组形成的变异丰富?(回答：父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。)(学生回答时可由教师引导完成)

10

讲述：我们看书上给了一个数据，2=1024种是说具有10对相对性状的亲本进行杂交时，只考虑自由组合引起的基因重组，F2可能出现的表现型。在生物体内尤其是在高等动植物体内控制性状的基因数目是非常巨大的，由同源染色体的非姐妹染色革体之间的局部交换引起的基因重组在自然界中也十分常见，如果把这些因素都考虑在内，那么生物通过有性生殖产生的变异就更多了。请大家举出基因重组的例子。(回答：略)

大家举出的例子有好多，要强调的是这些基因重组的变异必须通过有性生殖过程实现。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。

教师总结：本节内容我们用了二课时学习，要求掌握以下几个问题：

第一，变异的两种类型——不遗传变异和可遗传变异的来源。不遗传变异仅由外界条件引起，没有改变遗传物质，这种变异不能遗传。可遗传变异是遗传物质改变引起，它来源于基因突变、基因重组、染色体变异，是变异的主要类型。生物具有变异才可以进化。

第二，基因突变和基因重组，它们引起的变异有什么区别(可以让学生自己归纳)?

1.基因突变是基因内部结构改变，它能产生新的基因。基因突变的过程发生在DNA复制时，特点是：①普遍性、②随机性、③突变率低、④多数有害、⑤不定向性。

2.基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。基因重组的过程发生在有性生殖过程中，特点是：非常丰富。

第三，了解人工诱变在育种上的应用。 板 书 第四节 生物的变异

(3)人工诱变在育种上的应用

①人工诱变的概念

方法：物理方法、化学方法 ②优点 ③我国的成果

2.基因重组：

(1)概念：控制不同性状的基因重新组合。 包括：基因自由组合、基因交换

(2)特点：非常丰富

第五篇：人教版教学教案基因突变和基因重组 教案 1

《基因突变和基因重组》 教案 1 教学目的

1.举例说明基因突变的概念、特点和原因。 2.举例说明基因重组。

3.说出基因突变和基因重组的意义。 教学重点

1.基因突变的概念和特点。 2.基因重组的原因。 教学难点

基因突变的概念，基因突变和重组的意义。 教学用具

幻灯片，录像片。 教学方法 谈话法。 教学过程

引言：在前面我们学习了生物的遗传，了解了性状为什么遗传以及性状遗传时遵循的规律特点。那么性状是由什么决定的呢?(答：由遗传物质决定的。)性状表现除与遗传物质有关外，还与什么有关?(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?当然不会，或多或少都会存在差异，这又为什么呢?(答：这是因为生物体不仅具有遗传还具有变异。)那么生物的变异又是如何产生的呢?又有什么特点呢? (今天我们就来学习生物的变异)

讲述：让我们先来看一个图片(投影片)。上图是一个普通的玉米种子在萌发长成植株的过程中，水、肥、光特别充足，所结种子大而饱满，但这样的种子种下去，结出的却是普通种子;下图是太空椒(普通青椒种子邀游过太空后培育而成)与普通青椒对比，果实明显增大，种植下去，仍然是肥大果实。

提问：籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒相比，形状有明显的差异，这是为什么?

(回答：发生了变异。)

提问：把子粒饱满的种子种下去，长出的种子是不是粒大饱满? (回答：不是。)

提问：把肥大的青椒种下去，长出的是什么? (回答：肥大青椒。)

提问：这又说明一个什么问题?

(回答：生物的变异有的不能遗传，有的可以遗传。)

讲述：可见生物的变异有这样两种类型。那什么情况下的变异不遗传，什么情况下的变异可遗传?我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像玉米这样，子粒饱满是由于水、肥和光充足引起，也就是外界环境条件引起的，这种变异是不遗传的。而太空椒邀游过太空，宇宙辐射改变了遗传物质，因此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。 那么，什么是基因突变?基因突变是怎么产生的?又怎么导致生物变异呢?下面一段录像是关于正常的红细胞基因突变形成镰刀型细胞贫血症的内容，我们先来看一下。 一.基因突变的实例

生物必修1

提问：从片子中我们看到正常红细胞是什么形状?有什么功能? (回答：圆饼形状，运输氧气功能。)

提问：镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响? (回答：有，运氧气能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。) 讲述：那么又是什么原因使正常红细胞变成镰刀型红细胞?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贫血症病因的图解(看幻灯片)。 大家知道，性状是由蛋白质来体现的，我们先来看正常血红蛋白与镰刀型血红蛋白的氨基酸的组成。

提问：两者有什么区别?

(回答：正常的是谷氨酸，异常的是缬氨酸) 提问：氨基酸是由什么决定的?

(回答：由信使RNA上的密码子决定的。)

提问：构成信使RNA上的密码子的那些碱基又是由什么决 定的呢?

(回答：由DNA上的碱基决定的。)

提问：大家来比较一下正常与异常的DNA，它们的区别在哪里? (回答：一个碱基对的改变。)

提问： DNA上一个碱基对发生了改变，最终导致了镰刀型细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的，基因是怎么来决定性状的?

(回答：基因是由脱氧核苷酸组成的，脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，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。) 讲述：我们看控制血红蛋白的DNA上一个碱基对改变，使得该基因脱氧核苷酸的排列顺序——发生了改变(教师引导学生回答)，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。基因结构改变除了碱基对的替换，还会不会有其它可能?

(学生练习：要求学生自己写一段。从DNA片段考虑。)

学生分析后答出DNA分子中碱基对数目的改变也会导致基因结构的改变。当DNA中碱基对增加或减少时，对性状的表现有没有影响。要求学生写出此过程。

现在大家来总结基因结构的改变包括哪些变化。(回答：DNA碱基对替换、增添和缺失。) 教师作总结：基因脱氧核苷酸顺序代表了遗传信息，顺序变了，遗传信息也变了，通过转录、翻译形成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。

现在请大家自己来总结出基因突变的概念。 (回答：略。) 讲述：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变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。下面让我们来看几个基因突变的图片(投影片)。 玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病 基因突变往往产生了一些新性状，这对生物有什么意义? 由于基因突变产生的新性状是生物从未有过的性状，因此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引起的，我们怎样去认识由于基因突变而引起的变异?下面我们就来了解基因突变的特点。 二.基因突变的特点

先来看几个图片(投影片)：(正常棉花→短果枝;水稻高杆→矮杆;果蝇长翅→残翅;家鸽羽毛白色→灰红色;人正常色觉→色盲;正常人→白化病)

生物必修2

这些图片，有植物，动物，还有人的例子，你们认为突变有什么特点? (可让学生进行讨论，用具体实例来说出各特点。) (回答：植物、动物和人都可能发生基因突变。) 讲述：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，还是高等动植物以及人，都可以发生基因突变。这种突变在自然条件下发生的叫自然突变，在人为条件下诱发产生的叫诱发突变。

基因突变是发生在什么时期?哪些细胞能发生基因突变?其实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。我们以植物个体发育过程为例(打出投影片)，个体发育的起点是受精卵，经过分裂形成胚，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，大家特别注意看，叶芽和花芽部位突变以及引起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什么关系?

(回答：突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。)

提问：如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代? (回答：不会，只有生殖细胞的突变才会遗传给后代) 讲述：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很多呢?请大家阅读书第49页下段的内容。 (通过一问一答的形式明确)基因突变率很低，高等生物中大约有十万个到一亿个生殖细胞中才会有一个生殖细胞发生基因突变，低等生物，细菌、噬菌体突变频率更低，同一种生物不同的基因突变率也不一样。

基囱突变对生物体究竟好不好呢?大家讨论一下。

(回答：有的不好。如白化病、色盲;有的好，如小麦矮杆能抗倒伏，微生物抗药性突变等) 教师总结：基因突变绝大多数是有害的，但也有少数有利，为什么呢?因为任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境已经取得了高度协调。如果发生基因突变就可能破坏这种协调关系。因此基因突变对于生物往往有害，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。因为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，产生一个以上的

+Y等位基因。例如(看投影片)，控制小鼠毛色的灰色基因(A)可以突变成黄色基因(A)，也可以突变成黑色基因(a)。但是，每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。例如，小鼠毛色基因的突变能不能突变成毛的长短呢?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点，在进行讨论时，教师要适时根据具体情况引导，正确了解基因突变的特点，就能正确地认识基因突变引起的变异)

小结：这节课我们主要掌握的内容有基因突变的概念和基因突变的特点。基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添，缺失或改变而引起的基因结构改变。基因突变的特点有： ①普遍性、②随机性、③突变率低、④多数有害、⑤不定向性。 基因突变是如何产生的呢? 三.基因突变的原因

引言：这些基因突变如果是在自然条件下发生的叫——自然突变(回答)，在人为条件下诱发产生的叫——诱发突变(回答)。那诱发突变的人为条件是什么?

易诱发生物发生基因突变并提高基因突变频率的因素有三类： 1.物理因素：包括X射线、紫外线、激光等; 2.化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。 3.生物因素：如病毒等

生物必修3

下面让我们看一段录像片，这是我国科学工作者用人工方法处理农作物发生基因突变的一段内容。 提问：看了录像片大家清楚了怎样用各种射线和化学物质去处理生物，也看到了生物突变的具体性状的表现了。你们说用这些方法诱导基因突变有什么好处? (教师可作诱导回答：可提高突变率，创造人类需要的突变类型，从中选育出优良新品种。) 讲述：通过这种方法培育出的农作物新品种，刚才大家也看到了，具抗病力强、产量高、品质好等优点，黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成黑农五号大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。大家看书第52页图，太空椒就是利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。其实人工诱变不仅在农作物育种上起作用，在微生物育种上也发挥了重要作用，如青霉素，最初产量为20单位/mL，后经人们多次用射线等综合处理，目前产量已是50 000～60 000单位/mL了，可见人工诱变对生物育种起着巨大作用。因此我们研究基因突变确实有很重要的应用价值。 其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢?又有什么特点呢?接下来我们就来学习基因重组。 四.基因重组

什么是基因重组呢?基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律和连锁交换定律时已经接触过这方面的知识。大家先写一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。 P 黄色圆粒X绿色皱粒

↓

F1 黄色圆粒

↓

F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒

提问：(打出此投影片，分析)F2除了黄色圆粒、绿色皱粒以外还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状? (回答：是。)

提问：它们又是如何产生的呢?

(回答：在F1减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。) 要求把这个过程的染色体图画出来。 配子

提问：可见，基因重组可以发生在什么情况下?

(回答：减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合)

接下来我们再来写一个遗传图，亲本是灰身长翅和黑身残翅，其子一代雌性个体测交，写出测交后代的表现型(提示大家这两对等位基因位于一对同源染色体上)。 P 灰身长翅X黑身残翅

测交F1灰身长翅X黑身残翅 测交

后代：灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅

提问：(打出此投影片，分析)在测交后代我们看到了有两种类型是亲本没有的，灰身残翅和黑身长翅。这两种变异的性状又是如何产生的呢? (回答：控制不同性状的基因重新组合。) 提问：是不是基因的自由组合?

(回答：不是，是基因交换的结果。) 要求学生把基因互换过程的染色体图写出来

生物必修4

(打出投影片分析)从图上我们看到这种基因重组是发生在减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部互换，而造成控制不同性状的基因重新组合，(教师引导回答。)

以上是基因重组的两种类型，我们看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。在有性生殖过程中，由于父本和母本遗传物质基础不同，当两者杂交时，基因重新组合，就使子代产生了变异，这就是基因重组造成的变异。基因重组的变异又有什么特点?下面请大家阅读书上第50页下段的内容。 (回答：非常丰富。)

提问：为什么基因重组形成的变异丰富?

(回答：父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。)(学生回答时可由教师引导完成)

10讲述：我们看书上给了一个数据，2=1024种是说具有10对相对性状的亲本进行杂交时，只考虑自由组合引起的基因重组，F2可能出现的表现型。在生物体内尤其是在高等动植物体内控制性状的基因数目是非常巨大的，由同源染色体的非姐妹染色革体之间的局部交换引起的基因重组在自然界中也十分常见，如果把这些因素都考虑在内，那么生物通过有性生殖产生的变异就更多了。请大家举出基因重组的例子。(回答：略) 大家举出的例子有好多，要强调的是这些基因重组的变异必须通过有性生殖过程实现。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。 教师总结：本节内容我们用了二课时学习，要求掌握以下几个问题： 第一，变异的两种类型——不遗传变异和可遗传变异的来源。不遗传变异仅由外界条件引起，没有改变遗传物质，这种变异不能遗传。可遗传变异是遗传物质改变引起，它来源于基因突变、基因重组、染色体变异，是变异的主要类型。生物具有变异才可以进化。

第二，基因突变和基因重组，它们引起的变异有什么区别(可以让学生自己归纳)?

1.基因突变是基因内部结构改变，它能产生新的基因。基因突变的过程发生在DNA复制时，特点是：①普遍性、②随机性、③突变率低、④多数有害、⑤不定向性。

2.基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。基因重组的过程发生在有性生殖过程中，特点是：非常丰富。

生物必修5