人教版必修2 5.1基因突变和基因重组 学案.doc

一、基因突变1概念：dna分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起基因结构的改变。2时间：主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3原因4特点5意义(1)新基因产生的途径。(2)生物变异的根本来源。(3)生物进化的原始材料。6实例镰刀型细胞贫血症：患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为弯曲的镰刀状，易发生红细胞破裂，使人患溶血性贫血。二、基因重组1概念：在生物体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类型比较类型发生的时期发生的范围自由组合型减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因交叉互换型减数第一次分裂四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换3.意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。重点聚焦1镰刀型细胞贫血症形成的原因是什么？2基因突变的原因是什么？3基因突变有哪些特点？4基因突变和基因重组有哪些重要意义？共研探究1图1为囊性纤维病的病因图解，图2为镰刀型细胞贫血症的病因图解。根据图示并结合教材内容回答下列问题： (1)由图1得出囊性纤维病的病因是cftr基因缺失3个碱基。由于cftr基因碱基数量减少，碱基排列顺序改变，导致出现囊性纤维病。(2)由图2得出形成镰刀型细胞贫血症的根本原因是碱基替换。碱基替换后，碱基数量不变，种类、排列顺序发生改变。综上所述，得出以下结论：a基因突变(碱基种类、数目、排列顺序)遗传信息改变。b基因突变未改变基因在dna、染色体的位置，未改变基因的数量。c基因突变在光学显微镜下观察不到。2dna分子复制时，dna双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而使遗传信息改变。3基因突变与遗传信息、生物性状的关系(1)发生基因突变后，遗传信息一定改变，因为基因突变是指基因中碱基对的替换、增添和缺失，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。(2)发生基因突变后，生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性突变时，生物的性状也不一定改变。总结升华1基因突变的类型2基因突变与生物性状的关系3基因突变的不定向性图示分析图中基因a可以突变成a1、a2、a3，它们之间也可以相互突变，并互称为等位基因。【规律总结】基因突变对肽链的影响 碱基对影响范围对肽链的影响替换 小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸增添大插入位置前的氨基酸序列不受影响，影响插入位置后的氨基酸序列缺失大缺失位置前的氨基酸序列不受影响，影响缺失位置后的氨基酸序列对点演练1判断正误(1)基因突变一定引起基因结构的改变，但不一定引起生物性状的改变。()(2)基因突变是由于dna片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变。()(3)若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变。()(4)基因突变通常发生在dnarna的过程中。()解析：(2)基因突变是由碱基对的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变。(3)突变是普遍存在的，在dna复制的时候，碱基有可能发生错配。(4)基因突变主要发生在dna复制过程中。答案：(1)(2)(3)(4)2经检测，某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因是()a遗传信息没有改变b遗传基因没有改变c遗传密码没有改变d控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变解析：选d基因发生突变，碱基的排列顺序一定改变，所以遗传信息和遗传基因是一定改变的，而由于密码子的简并性，控制合成的蛋白质中的氨基酸序列并没有改变，性状不一定改变。共研探究1如图为某雄性动物精原细胞分裂的图像，均发生了基因重组，请分析：(1)写出相应细胞所处的时期：图a为四分体时期，图b为减数第一次分裂后期。(2)图a表示同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，图b表示非同源染色体上的非等位基因之间自由组合。2如图为猫由于基因重组产生的毛色变异，请结合减数分裂、自由组合等知识回答下列问题：(1)判断正误基因重组产生新基因。()基因重组产生新性状。()通过基因重组，能使亲代产生多样化的基因组合的子代。()各种生物都可以发生基因重组。()解析：基因重组只是把原有的基因进行重新组合，没有产生新基因。基因控制性状，基因重组只是产生新的性状组合，没出现新的性状。进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、原核生物不发生基因重组。答案：(2)谚语“一母生九子，连母十个样”，说明生物亲子代之间存在性状差异，通过基因重组能产生新表现型。(3)判断下列现象是否属于基因重组，并说明理由。杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆。提示：不属于，因为杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果，基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合。杂合黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆。提示：属于，因为杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。总结升华1基因重组图解分析2基因突变和基因重组的比较项目基因突变基因重组发生时间有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂发生原因在一定外界或内部因素作用下，dna分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或非同源染色体上的非等位基因自由组合适用范围所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传种类自然突变人工诱变基因自由组合染色体交叉互换结果产生新基因，控制新性状产生新的基因型，不产生新的基因意义是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料生物变异的来源之一，有利于生物进化联系通过基因突变产生新基因，基因突变为基因重组提供可自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础【方法技巧】变异类型的判断基因突变或交叉互换都会导致姐妹染色单体中含有等位基因(如图)。在确定变异类型时，可根据题意来确定，方法如下：(1)若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的。(2)若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。(3)若题目中问造成b、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异的最根本来源基因突变。(4)若题目中有“分裂时期”提示，如减数第一次分裂前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。对点演练3判断正误(1)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。()(2)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。()(3)生物有性生殖过程中，不同基因型的雌雄配子随机结合现象属于基因重组。()解析：(1)同源染色体的非姐妹染色单体间的局部交换可导致基因重组。(3)有性生殖过程中减数分裂四分体时期(即减数第一次分裂前期)和减数第一次分裂后期均有基因重组，在雌雄配子结合过程中不发生基因重组。答案：(1)(2)(3)4下列关于基因重组的叙述，正确的是()a无性生殖不可导致基因重组b等位基因的分离可导致基因重组c非等位基因的自由组合和互换可导致基因重组d有性生殖时配子结合可导致基因重组解析：选a无性生殖中无基因重组，有性生殖过程中减数分裂四分体时期和减数第一次分裂后期均有基因重组；等位基因分离是孟德尔分离定律的实质，不会导致基因重组；非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交叉互换而交换可导致基因重组；配子间的结合不属于基因重组。1下列有关基因突变的叙述，正确的是()a不同基因突变的频率是相同的b基因突变的方向是由环境决定的c一个基因可以向多个方向突变d细胞的分裂中期不发生基因突变解析：选c基因突变可由环境因素诱导，但其不决定基因突变的方向；基因突变是随机的，多发生在间期dna分子复制时，但在其他时期也可能发生。2基因重组是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，下列叙述不正确的是()a基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期b基因重组可能发生在减数第一次分裂的后期c基因重组是生物多样性的原因之一d基因重组有可能发生在有丝分裂的后期解析：选d有丝分裂过程中没有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，因此不可能发生基因重组。3脯氨酸的密码子有如下几种：ccu、ccc、cca、ccg，当某基因片段中模板链的ggc突变为gga时，这种突变的结果对该生物的影响是()a一定是有害的b一定是有利的c有害的可能性较大 d无影响解析：选d根据题意，当某基因片段中模板链的ggc突变为gga时，其转录形成的mrna密码子由ccg变为ccu，而ccg和ccu对应的氨基酸都是脯氨酸，该生物的性状并未发生改变，即这种突变对该生物没有影响。4血红蛋白异常会产生贫血症状，结合减数分裂过程的曲线图和细胞分裂图。回答下列问题：(1)血红蛋白发生异常变化的根本原因是_，此种变异一般发生于甲图中_阶段，此种变异一般最大的特点是能产生_。(2)基因重组可以发生在乙图中_时期，除此之外还有可能发生于_。解