1、第一节 基因突变可能引起性状改变u 教学目标1阐明基因突变的方式、特点及诱发基因突变的因素，举例说明基因突变的机理。2理解诱变育种的方法和优缺点，说明基因突变原理在生产上的应用。3尝试收集恶性肿瘤防治方面的信息，学会收集信息，归纳概括的基本方法，并关注社会议题。u 教学重难点【教学重点】1基因突变的方式、特点及诱发基因突变的因素。2诱变育种的方法和优缺点。【教学难点】基因突变的方式、特点及诱发基因突变的因素。u 教学过程【新课引入】1观察水毛茛图片，水上水下叶形不同是环境因素引起的，尝试回答下列问题：（1）可遗传的变异都有哪些？提示：可遗传的变异包括基因突变、基因重组、染色体畸变。（2）仅由环
2、境变化引起的生物性状的改变能否遗传？提示：如果遗传物质未发生改变，仅由环境变化引起的性状改变一般不会遗传给下一代。2同学们观看太空育种视频介绍，思考以下问题：为何宇宙射线能够引起植物种子的变异?宇宙射线引起的变异为何能够改变植物的性状?提示：太空中存在许多射线,这些射线会使基因发生突变。 种子发生的基因突变可能影响其编码的蛋白质进而影响植物的性状。【新知讲解】一、基因突变教师引导学生阅读课本P86-89页，回答下列问题。1基因突变的概念：基因突变是指基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。DNA分子上碱基对的替换、插入或缺失都可以引起核苷酸序列的变化，从而引起基因结构的改变。基因突变是生物
3、变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。2按突变方式分类：替换、插入或缺失。 3按来源分类：自发突变和诱发突变。基因突变是如何发生的呢？让我们一起探究基因突变的原理。（一）碱基对的替换、插入或缺失会引发基因序列的改变基因作为DNA上有遗传效应的片段，可能在复制等时期发生碱基序列的改变，从而改变了遗传信息。碱基序列的改变包括：碱基对的替换、插入和缺失三种不同的方式。方式一：碱基对的替换教师引导学生读86页图4-1，并认识碱基对替换引起基因突变的原理：DNA复制时，碱基对的替换会导致基因碱基对序列的改变，碱基对数目不变。教师引导学生观察下图和教材图4-2，并尝试说出通过碱基对插入
4、和缺失引起基因突变的原理。方式二：碱基对的插入碱基对数目增多，序列在突变点发生改变，突变点后的编码顺序可能发生改变。方式三：碱基对的缺失碱基对数目减少，序列在突变点发生改变，突变点后的编码顺序可能发生改变。引导学生思考：碱基对缺失和插入对基因表达的影响？提示：DNA片段中某一位点插入或缺失会引起基因表达时相应位置密码子序列的改变。DNA片段中某一位点插入或缺失3的倍数的几个碱基对，会造成插入或缺失位点在翻译时氨基酸相应地增加或减少，但是后面的氨基酸编码顺序受影响较小。而DNA片段中某一位点插入或缺失非3倍数的几个碱基对，会造成插入或缺失位点以后的一系列编码顺序发生错位。它可引起该位点以后的遗传
5、信息都出现异常。（二）基因序列改变可能会影响其编码的蛋白质带领学生阅读87页镰刀形细胞贫血症相关材料，尝试说明以下问题：镰刀形细胞贫血症的病因？提示：镰刀形细胞贫血症的直接原因是血红蛋白的空间结构发生了改变，根本原因是控制血红蛋白合成的基因发生了突变，发生了碱基对的替换。突破难点：教师引导学生研讨以下问题，并进行归纳总结：1由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？提示：不一定。碱基替换后若仍编码相同氨基酸序列，不会引起蛋白质的改变。替换成编码其他氨基酸的碱基序列，或者发生了插入或缺失突变的基因在表达时也可使组成肽链的氨基酸序列发生改变，从而影响蛋白质的结构与功能。2基因突变性状不变的原因
6、还有哪些？提示：突变的基因不表达（体细胞中基因选择性不表达或产生隐性基因，形成杂合子）突变发生于基因不转录的序列中突变部位转录后，在形成mRNA过程中被剪切。（不翻译） 突变部位转录后位于起始密码子之前或终止密码子之后。（不翻译）突变后的转录产生的新密码子还是决定原来的氨基酸。突变后翻译出新的蛋白质，但其功能与原蛋白质功能相同，性状相同。3基因突变都会遗传给后代吗？提示：不一定。一般情况下，只有发生在生殖细胞的基因突变才能遗传给下一代。体细胞的基因突变只能通过无性繁殖遗传给后代。阅读与归纳：引导学生阅读教材88页内容，包括，小资料“基因突变导致的表型变化”，并尝试归纳总结基因突变的类型、特点和
7、意义：1基因突变导致的表型变化：(1)形态突变。(2)生化突变。(3)致死突变。(4)条件致死突变。 形态突变、致死突变和条件致死突变都伴随特定生化过程的变化，因此严格地讲，任何突变都是生化突变。2基因突变的特点：普遍性：在生物界普遍存在；多方向性：可以产生多种等位基因；稀有性：自然界突变率很低；可逆性：基因突变后可产生回复突变A a；多数有害性：基因突变多数有害，少数有利(打破生物原有的对环境的适应性)。鼓励学生尝试举例解释基因突变的特点。3基因突变的意义基因突变的结果是产生新的基因。基因突变的意义是生物变异的根本来源，也是生物进化的原材料。基因突变对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。
8、（三）有些条件能提高基因突变概率引导学生阅读教材89页并结合自身经验讨论：1诱发突变的因素有：物理因素：如X射线、紫外线等各种射线的照射、温度剧变等；化学因素：各种能改变DNA分子中碱基排列顺序的化合物，如亚硝酸、碱基类似物等；生物因素：如麻疹病毒等，它们的毒素或代谢产物对DNA分子都有诱变作用。教师归纳总结：通常情况下，我们将在自然状态下发生的基因突变称为自发突变，而将在人工条件下诱发的基因突变称为诱发突变。（4） 有些基因突变能导致细胞分裂失控教师引导学生看图理解学习：图4-6是肺癌细胞的扫描电镜图，肺癌在我国恶性肿瘤中发病率第一，也是第一致死因素。癌细胞是由一个正常细胞突变而来，它的一个
9、重要特征是无限增殖。这是由于基因突变引起的细胞分裂失控。人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因：原癌基因和抑癌基因。原癌基因是控制细胞生长和分裂的一类正常基因，其突变或过量表达能引起正常细胞发生癌变。抑癌基因编码的蛋白质是正常细胞增殖过程中的负调控因子，抑癌基因突变丧失其细胞增殖的负调控作用，则导致细胞周期失控而发生癌变。1细胞癌变的原因归纳：原癌基因突变或过量表达，抑癌基因突变丧失作用，是细胞癌变的根本原因。癌细胞的出现是细胞中多个基因突变的结果，是一种累积效应。遗传因素和环境因素都参与其中，不同地区癌症的发病率不同，类型也不同。易患癌症的多为老年人。引导学生阅读材料，尝试归纳总结
10、致癌因子的种类，并举例说明。2致癌因子的分类：（1）物理致癌因子：主要指辐射，X射线、紫外线等。（2）化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物；有机化合物如苯、黄曲霉毒素等。（3）病毒致癌因子：如劳氏肉瘤病毒等将基因组整合进入人的基因组中诱发细胞癌变。二、诱变育种1基因突变可应用于诱变育种物理因素或化学因素都能诱发基因突变。将这一原理应用在育种中，就发展为育种的新方法一一诱变育种。诱变育种的概念：也就是利用如X射线、射线、紫外线、激光等物理因素或亚硝酸、硫酸二乙酯等化学因素来处理生物，使生物发生基因突变的育种方法。引导学生尝试阅读课文，思考总结诱变育种的方法，并归纳诱变育种的主要特点。2诱变育种的实
11、例：物理因素诱变育种：如射线处理籼稻种子，辐射育成的“太辐一号”小麦、“黑农五号”大豆。化学因素诱变育种：如交替使用X射线和紫外线照射和化学物质诱发突变，选育出发酵产量提高了数千倍的菌株。 3诱变育种的特点：第一，可提高突变概率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料。（人工诱发突变率可比自发突变率提高1001000倍。）第二，能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。第三，改良作物品质，增强抗逆性。（截止到2003年，在作物方面，我国已培育出200多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。）4诱变育种的缺点：诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。有利变异少，在实际操作中
12、需大量处理供试材料，并具有一定的盲目性。【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？指导学生总结本节课的重点和难点。【课堂检测】1人类镰刀形细胞贫血症的发病原因是基因突变，即控制血红蛋白的基因中一个碱基对A-T替换成了T-A。下列关于这一现象的叙述中，错误的是(C)A基因结构发生了改变B产生新的基因C说明基因突变具有可逆性的特点D说明基因能控制生物性状2囊性纤维病是一种常见的遗传病，其直接病因是氯离子在肺部转运异常，造成黏液的积累和细菌感染。根本病因是CFTR转运蛋白基因发生突变，使CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其转运氯离子的功能异常。下列相关叙述，正确的是( B ) A含有异常CFT
13、R基因的细胞会发生囊性纤维病病变B该实例说明基因突变可改变细胞膜的通透性C该实例说明基因突变可造成所编码蛋白质的肽键结构改变D该病的病因是正常的基因中有3个碱基对发生替换3吖啶橙是一种诱变剂，能够使DNA分子单链或双链的某一位置上增加或减少一对或几对碱基。若使用吖啶橙诱变基因，不可能产生的结果是（ D ）A若DNA一条链上碱基缺失，复制n次后有1/2的基因发生了突变B突变基因表达的肽链延长或缩短C突变基因转录产生的mRNA碱基序列发生改变D突变基因所在染色体上增加或减少了一个染色体片段【课外拓展】带领学生了解国家癌症中心的全国癌症报告相关数据，师生共同探讨探讨如何收集和整理癌症防治资料。要求学生分组完成课内活动，并提交学习报告：尝试收集恶性肿瘤防治方面的资料，讨论恶性肿瘤的防治1可针对你感兴趣的恶性肿瘤防治的某一方面，进行资料的收集和阐述。2资料可来源于互联网、医学杂志、医学和保健书籍等。进行资料整理时，要标明资料的来源。3除了互联网外，你还可以去学校图书馆或当地公共图书馆查阅相关资料，学会在图书馆检索、查阅资料的一般方法。4生活在你周围的恶性肿瘤患者的实际情况，可以作为资料来源之一。讨论：1为什么近年来恶性肿瘤发病率逐年上升?2如何预防恶性肿瘤的发生? 10 / 10
