第四章 生物的变异
第1节 生物变异的来源
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
引言
前面我们对遗传问题进行了学习、知道了主要的遗传物质是DNA，控制生物性状遗传的遗传物质的结构和功能的基本单位是基因，以及遗传的三个基本定律和伴性遗传。
可见遗传的问题很复杂。那么，变异呢？也同样如此。在丰富多彩的生物界中，蕴含着形形色色的变异现象。今天，我们就来学习这方面的知识。
【介绍】生物的变异可分为两大类：不可遗传的变异和可遗传的变异。可遗传变异有三种基因突变、基因重组和染色体变异。
【强调】可遗传的变异不是由于环境因素的影响而引起的性状改变，而是由于生殖细胞内的遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代。[高考资源网KS5U.COM]
【问】通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？
【问】“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的？
思考回答
通过基因重组产生的。
【归纳】
一、基因突变
1．基因突变的概念[
【问1】镰刀型细胞贫血症是怎样引起的一种遗传病？（教师简介镰刀型细胞贫血症）
【问2】大家回顾一下，什么叫基因？基因的分子结构如何？
出示基因结构变化示意图，对图讲解。[Ks5u.com]
强调基因结构不管按以上的哪一种情况变化，归根结底都是碱基的排列顺序发生了改变，从而改变了遗传信息，引起生物性状的变异。
由于DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。
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，且通常会引起一定的表现型变化。
那么，基因突变是如何产生的呢？
1.学生阅书后回答。是由基因突变引起的一种遗传病，是由于基因的分子结构发生了改变产生的。
2.基因是有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸排列顺序（碱基顺序）就代表遗传信息。不同的基因，脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同。
2．基因突变的原因
以人类的镰刀型细胞贫血症为例。
显示：正常型红细胞与镰刀型细胞贫血症的红细胞的性状比较图。
镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。
显示：镰刀型细胞贫血症病因图解。
问1：镰刀型贫血症病人的红细胞和正常人的为什么不一样？
问2：镰刀型贫血症病人的血红蛋白中的谷氨酸为什么被缬氨酸取代？
【强调】镰刀型细胞贫血症发病的根本原因是控制血红蛋白会成的基因中一个碱基对发生了改变，由 变成 。
问3：基因突变有何意义？
思考回答
3.基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料，是生物进化的内因，没有变异就没有进化，因而在生物进化中具有重要意义。
3．基因突变的特点
问：基因突变作为生物变异的重要来源，它有哪些特点呢？
【强调】自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中。在高等生物里，大约10万到1亿个生殖细胞中才会有一个发生基因突变。可见突变其实也是不容易发生的。
【归纳】①普遍性②随机性③稀有性④有害性⑤ 不定向性
学生阅书后，由学生回答教师穿插其中讲解。
4．基因突变的意义
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。
二、基因重组
1．基因重组的概念
问：什么叫基因重组？基因重组产生的根本原因是什么？举例说明
【强调】这里必须注意到，基因重组只是生物个体的基因型发生了改变，出现了亲代没有的新的基因组合，而基因本身的结构并没有改变。
基因重组是指生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
2．基因重组的原因
基因重组产生的根本原因主要有两方面，一方面是由于基因的自由组合，即控制两对或两对以上相对性状的等位基因，位于两对或两对以上同源染色体上，该生物个体在减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因间的自由组合。另一方面是由于位于同源染色体上的原来连锁在一条染色体的非等位基因， 在减数分裂第一次分裂的前期，复制后的同源染色体联会后，非姐妹染色单体之间由于交叉而交换，基因也随着交换。
上述二种原因，都能形成基因的重组，而新的重组基因类型又导致了不同相对性状的重组，使后代产生变异。
基因重组是通过有性生殖来实现的，如果两个亲本的杂合性越高、遗传物质的差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异也就越多。以豌豆为例，当具有10对相对性状的亲本进行杂交时，如果只考虑基因的自由组合（l0对等位基因位于10对同源染色体上）所引起的基因重组， 可能出现的表现型就有 种……。
3.基因重组的意义
引导阅读思考
阅读课本，自己总结。
三、染色体畸变
讨论与总结
染色体结构与数目的变异
阅读教材，回答问题
总结
生物的变异，根据生物体内的遗传物质是否改变，分为可遗传变异和不可遗传变异两类。可遗传变异中的基因突变，是基因分子结构的改变。是在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，结果是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。
基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生了新的遗传物质。因而基因突变是生物产生变异的根本原因、为生物进化最供了最初的原材料。
基因重组是通过有性生殖过程来实现的，如果两个亲本的杂合性越高、遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。因而基因重组为生物的变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物进化具有十分重要的意义。
近年来，应用重组DNA技术，可以把经过改造的基因，通过载体送入生物细胞中，并使新的基因在细胞内正确表达。通过此种途径，获得人类需要的转基因动物或转基因植物。
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