高中生物人教版必修二教學案第五章第1節(jié)基因突變和基因重組

第1節(jié)基因突變和基因重組1.基因突變有堿基對的替換、增加和缺失三種方式。2．基因突變會引起基因結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，但卻不肯定引起生物性狀的轉(zhuǎn)變。1.基因突變有堿基對的替換、增加和缺失三種方式。2．基因突變會引起基因結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，但卻不肯定引起生物性狀的轉(zhuǎn)變。4．基因突變具有普遍性、隨機性、不定向性及低頻性等特點。5．基因突變可以產(chǎn)生新基因，而基因重組只能產(chǎn)生新的基因型。6．基因重組包括非同源染色體上非等位基因的自由組合和同源染色體上的等位基因有時會隨非姐妹染色單體的交叉而互換兩種類型。7．基因突變是生物變異的根原來源，基因重組是生物變異的來源之一。一、基因突變的概念和實例1．鐮刀型細胞貧血癥的病因[填圖](1)圖解：eq\a\vs4\al(2)2．基因突變的概念[填圖]3．基因突變對后代的影響(1)發(fā)生在配子中的基因突變，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。(2)發(fā)生在體細胞中的基因突變，一般不能遺傳給后代。二、基因突變的緣由、特點和意義1．緣由(1)外因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物理因素：紫外線、X射線及其他輻射,化學因素：亞硝酸、堿基類似物等,生物因素：某些病毒的遺傳物質(zhì)))(2)內(nèi)因：DNA復制間或發(fā)生錯誤、DNA的堿基組成發(fā)生轉(zhuǎn)變等。2．特點[填圖]3．意義(1)新基因產(chǎn)生的途徑。(2)生物變異的根原來源。(3)生物進化的原始材料。三、基因重組1．概念2．類型[填表]類型發(fā)生時期實質(zhì)自由組合型減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合交叉互換型減數(shù)第一次分裂前期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體交換而發(fā)生重組基因重組是生物變異的重要來源之一，對生物的進化具有重要意義。1．推斷以下說法的正誤(1)鐮刀型細胞貧血癥是由于基因中堿基對的缺失引起的(×)(2)基因突變不肯定遺傳給后代(√)(3)基因突變包括堿基對的替換、缺失和增加(√)(4)基因突變的隨機性是指發(fā)生時期是隨機的(×)(5)發(fā)生在非同源染色體之間的染色單體的交叉互換屬于基因重組(×)2．基因突變是生物變異的根原來源，以下關(guān)于基因突變特點的說法正確的選項是()A．無論是低等生物還是高等生物都能發(fā)生基因突變B．基因突變的頻率是很高的C．基因突變只能定向形成新的等位基因D．基因突變對生物的生存往往是有利的解析：選A基因突變具有普遍性，因此無論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變；自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低；基因突變是不定向的；基因突變對生物的生存往往是有害的。3．以下關(guān)于基因突變的表達，正確的選項是()A．基因突變肯定能引起性狀轉(zhuǎn)變B．親代的突變基因肯定能傳遞給子代C．等位基因的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果D．DNA分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變都能引起基因突變解析：選C基因突變不肯定能引起性狀轉(zhuǎn)變，如隱性突變在有顯性基因存在時不能表現(xiàn)出來；發(fā)生在體細胞的突變一般不能遺傳給后代；基因是有遺傳效應的DNA分子片段，所以DNA分子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變不肯定都能引起基因突變。4．假設(shè)一對夫婦所生育子女中，性狀差異許多，這種變異主要來自()A．基因突變 B．基因重組C．環(huán)境影響 D．染色體變異解析：選B進行有性生殖的生物，親子代之間性狀的差異主要來自基因重組。5．以下有關(guān)基因重組的表達正確的選項是()A．基因重組可以產(chǎn)生多對等位基因B．自然條件下全部生物體內(nèi)都能發(fā)生基因重組C．基因重組產(chǎn)生新的基因型，但不肯定表現(xiàn)出新的表現(xiàn)型D．基因重組會轉(zhuǎn)變基因的遺傳信息解析：選C等位基因是基因突變產(chǎn)生的；自然條件下進行有性生殖的生物體內(nèi)才能發(fā)生基因重組；基因重組產(chǎn)生新的基因型，但不肯定表現(xiàn)出新的性狀；基因重組不會導致基因結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。eq\a\vs4\al(核心要點一)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,)))eq\a\vs4\al(基因突變的類型及特點分析)1．基因突變的類型與結(jié)果2．基因突變與生物性狀的關(guān)系圖中基因A可以突變成a1、a2、a3，它們之間也可以相互突變，并互稱為等位基因。[思索探究]1．(1)基因突變導致基因結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變詳細表現(xiàn)在哪些方面？這種轉(zhuǎn)變在光鏡下能觀看到嗎？提示：脫氧核苷酸(堿基)的種類、數(shù)量、排列挨次的轉(zhuǎn)變引起遺傳信息的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變在光鏡下不能觀看到。(2)基因突變肯定會轉(zhuǎn)變遺傳信息嗎？試分析緣由。提示：遺傳信息肯定轉(zhuǎn)變?；蛲蛔兪侵富蛑袎A基對的增加、缺失和替換，基因中脫氧核苷酸的排列挨次代表遺傳信息。發(fā)生基因突變后，遺傳信息會發(fā)生轉(zhuǎn)變。(3)基因突變有堿基對的增加、缺失和替換等幾種類型，基因突變是否會導致基因數(shù)量的轉(zhuǎn)變？提示：基因突變是基因內(nèi)部發(fā)生的堿基對的變化，從而轉(zhuǎn)變了基因中堿基的排列挨次，但沒有轉(zhuǎn)變基因在DNA分子和染色體上的位置，也沒有轉(zhuǎn)變基因的數(shù)量。[題組沖關(guān)]1．以下關(guān)于基因突變的表達，錯誤的選項是()A．基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對的增加、缺失和替換B．基因突變常發(fā)生在細胞分裂的分裂間期C．基因突變的方向由環(huán)境打算D．基因突變可以由肯定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素引起解析：選C基因突變是不定向的，其方向不受環(huán)境打算。誘發(fā)基因突變的因素可以是外界環(huán)境條件的變化，也可以是生物內(nèi)部因素的影響。2．用人工誘變的方法使黃色短桿菌的某基因模板鏈的局部脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化：CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結(jié)果是(可能用到的密碼子：天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG)()A．基因突變，性狀轉(zhuǎn)變B．基因突變，性狀沒有轉(zhuǎn)變C．染色體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，性狀沒有轉(zhuǎn)變D．染色體數(shù)目轉(zhuǎn)變，性狀轉(zhuǎn)變解析：選A依據(jù)題意可知，脫氧核苷酸序列由CCGCTAACG→CCGCGAACG，發(fā)生了堿基對的替換，屬于基因突變，所編碼氨基酸的密碼子由GAU→GCU，即編碼的氨基酸由天冬氨酸→丙氨酸，所以黃色短桿菌的性狀會發(fā)生轉(zhuǎn)變。3．下面為人WNK4基因局部堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的局部氨基酸序列示意圖。WNK4基因發(fā)生一種突變，導致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是()A．①處插入堿基對G—CB．②處堿基對A—T替換為G—CC．③處缺失堿基對A—TD．④處堿基對G—C替換為A—T解析：選B依據(jù)圖中1168位的甘氨酸的密碼子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA的，那么1169位的賴氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG，由此可推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對A－T被替換為G－C。[方法規(guī)律]基因突變類型的“二確定〞(1)確定突變的形式：假設(shè)只是一個氨基酸發(fā)生轉(zhuǎn)變，那么一般為堿基對的替換；假設(shè)氨基酸序列發(fā)生大的變化，那么一般為堿基對的增加或缺失。(2)確定替換的堿基對：一般依據(jù)突變前后轉(zhuǎn)錄成mRNA的堿基序列推斷，假設(shè)只相差一個堿基，那么該堿基所對應的基因中的堿基即為替換堿基。eq\a\vs4\al(核心要點二)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,)))eq\a\vs4\al(基因重組)1．基因重組的類型2．基因突變與基因重組的比擬工程基因突變基因重組發(fā)生時間有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂發(fā)生緣由在肯定外界或內(nèi)部因素作用下，DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增加和缺失，引起基因結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上非等位基因的自由組合適用范圍全部生物都可以發(fā)生只適用于真核生物有性生殖細胞核遺傳種類①自然突變②人工誘變①基因自由組合②染色體交叉互換結(jié)果產(chǎn)生新基因，掌握新性狀產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因意義是生物變異的根原來源，生物進化的原始材料生物變異的來源之一，有利于生物進化聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組供應組合的新基因，基因突變是基因重組的根底[思索探究]2．(1)請推斷以下兩種現(xiàn)象產(chǎn)生的緣由是否屬于基因重組并分析緣由。①高莖豌豆自交后代消失高莖和矮莖豌豆。②黃色圓粒豌豆自交后代中消失黃皺、綠圓和綠皺豌豆。提示：①否；雜合高莖豌豆自交后代中消失矮莖豌豆，是掌握同一性狀的等位基因別離的結(jié)果。②是；雜合黃色圓粒豌豆自交后代消失黃皺、綠圓、綠皺豌豆，是兩對非同源染色體上掌握豌豆兩種性狀的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而重新組合的結(jié)果。(2)基因重組能產(chǎn)生新的基因嗎？能產(chǎn)生新的性狀嗎？提示：基因重組不能產(chǎn)生新的基因，但可產(chǎn)生新的基因型。故基因重組不能產(chǎn)生新的性狀，但能產(chǎn)生新的性狀組合。[題組沖關(guān)]4．以下關(guān)于基因重組的說法不正確的選項是()A．生物體進行有性生殖的過程中，掌握不同性狀的基因重新組合屬于基因重組B．減數(shù)分裂四分體時期，由于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導致基因重組C．減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體上的基因自由組合可導致基因重組D．一般狀況下，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖那么不能解析：選B基因重組是在有性生殖中，掌握不同性狀的基因重新組合的過程；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，減Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換和減Ⅰ后期非同源染色體上的非等位基因自由組合都會引起基因重組；花藥內(nèi)發(fā)生減數(shù)分裂形成花粉粒，根尖分生區(qū)只進行有絲分裂。5．以下圖是基因型為Aa的個體不同分裂時期的圖像，請依據(jù)圖像推斷每個細胞發(fā)生的變異類型()A．①基因突變②基因突變③基因突變B．①基因突變或基因重組②基