1、基因突变和基因重组 第二课时山西省长治市一中 吕 霞教学目的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点。2基因重组的概念。教学难点基因突变的概念。教学用具投影片，录像片。教学方法谈话法。课时安排二课时。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
2、，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？（回答：略。）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
3、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 25，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
4、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 00060 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，
5、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F 黄色圆粒F 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）F 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 F 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
6、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 F 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（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
7、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）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
8、因重组，F 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：普遍性、随机性、突变率低、多数有害、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。
