学案基因突变和基因重组

学案基因突变和基因重组第1页，课件共60页，创作于2023年2月必修2遗传与进化第七单元生物变异、育种和进化

第2页，课件共60页，创作于2023年2月考纲解读1．基因重组及其意义Ⅱ2．基因突变的特征和原因Ⅱ3．染色体结构变异和数目变异Ⅰ4．生物变异在育种上的应用Ⅱ5．人类遗传病的类型、监测和预防Ⅰ6．人类基因组计划及意义Ⅰ7．转基因食品的安全问题Ⅰ8．现代生物进化理论的主要内容Ⅱ9．生物进化与生物多样性的形成Ⅱ第3页，课件共60页，创作于2023年2月实验：1．低温诱导染色体加倍的探究实验2．调查常见的人类遗传病1．基因突变的原因、特点、意义2．基因重组在杂交育种和基因治疗上的应用3．染色体组的概念，二倍体、多倍体的特征及判定4．单倍体的概念、特征及在育种上的价值5．三种可遗传变异在育种方面的应用及流程设计第4页，课件共60页，创作于2023年2月6．转基因生物和转基因食品的安全性7．人类遗传病的类型判断及遗传图谱分析8．自然选择学说的内容、贡献和局限性9．种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算10．生物进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究11．低温诱导染色体加倍(或用秋水仙素处理)的实验探究12．常见人类遗传病的调查方法及监测、预防措施第5页，课件共60页，创作于2023年2月学案22基因突变和基因重组第6页，课件共60页，创作于2023年2月基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第7页，课件共60页，创作于2023年2月一、基因突变基础回顾1．实例：镰刀型细胞贫血症。(1)病因图解如下：基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第8页，课件共60页，创作于2023年2月基础回顾DNA复制转录翻译a血红蛋白基因突变替换、增添和缺失基因结构有丝分裂间期减数第一次分裂前的间期基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第9页，课件共60页，创作于2023年2月

4．诱发因素：____________、____________和生物因素，其中亚硝酸、碱基类似物属于____________。5．突变特点。(1)________：一切生物都可以发生。(2)随机性：生物个体发育的_________________________________________________。(3)________：自然状态下，突变频率很低。(4)____________：一个基因可以向不同的方向发生突变。(5)__________________：有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。基础回顾物理因素化学因素化学因素普遍性任何时期和部位低频性不定向性多害少利性基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第10页，课件共60页，创作于2023年2月

6．意义：(1)________产生的途径。(2)生物变异的____________。(3)生物进化的________材料。解惑：由基因突变可联系的知识。(1)联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。(2)联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。基础回顾新基因根本来源原始基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第11页，课件共60页，创作于2023年2月(3)联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。(4)联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。基础回顾基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第12页，课件共60页，创作于2023年2月二、基因重组基础回顾1．概念。在生物体进行____________过程中，控制不同性状的基因__________。2．类型。(1)自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，________________________________________________也自由组合。有性生殖重新组合非同源染色体上的非等位基因基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第13页，课件共60页，创作于2023年2月(2)交叉互换型：减数分裂四分体时期，基因随着__________________的交叉互换而发生重组。3．意义。(1)形成生物多样性的重要原因之一。(2)是________的普遍来源之一，对生物的进化也具有重要意义。解惑：(1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。(3)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。基础回顾非姐妹染色单体生物变异基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第14页，课件共60页，创作于2023年2月基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第15页，课件共60页，创作于2023年2月考点1基因突变及对性状和后代的影响要点探究1．图解引起基因突变的因素及其作用机理。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第16页，课件共60页，创作于2023年2月2．基因突变与基因表达的联系：要点探究碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列3.基因突变的结果：基因突变引起基因“质”的改变，产生了原基因的等位基因，改变了基因的表现形式，如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变)，但并未改变染色体上基因的数量和位置。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第17页，课件共60页，创作于2023年2月4．基因突变对性状的影响：(1)基因突变影响后代性状。原因：突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质结构和功能改变，影响生物性状。例如镰刀型细胞贫血症。(2)基因突变不影响后代性状。原因：①若基因突变发生后，引起了信使RNA上的密码子改变，但由于有的氨基酸可对应多个密码子，若该改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。②若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第18页，课件共60页，创作于2023年2月5．基因突变对后代的影响：(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，可以通过无性生殖传递给子代。由于多数生物进行有性生殖，一般不传递给下一代，所以体细胞突变，对后代影响小。(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代，对于有性生殖的生物来说对后代影响大。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第19页，课件共60页，创作于2023年2月♨归纳提炼与基因突变有关的7个易错点1．无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。2．基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。3．基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。4．生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第20页，课件共60页，创作于2023年2月5．基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。6．基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换。7．基因突变不只发生在分裂间期。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第21页，课件共60页，创作于2023年2月高考命题角度（1）已知基因突变的类型，推断生物性状改变的状况。（2）已知氨基酸的密码子和蛋白质中氨基酸的排列顺序，确定基因突变的类型。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第22页，课件共60页，创作于2023年2月

【例❶】某镰刀型细胞贫血症患者因血红蛋白基因发生突变，导致血红蛋白的第六位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸。下列有关叙述错误的是(

)A．患者细胞中携带谷氨酸的tRNA与正常人不同B．患者红细胞中血红蛋白的空间结构与正常人不同C．患者血红蛋白mRNA的碱基序列与正常人不同D．此病症可通过显微观察或DNA分子杂交检测要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第23页，课件共60页，创作于2023年2月解析：患者细胞中携带谷氨酸的tRNA与正常人相同，镰刀型细胞贫血症患者因血红蛋白基因发生突变，基因转录产物mRNA的碱基序列与正常人不同，翻译产物也发生了变化，血红蛋白的空间结构与正常人不同，镰刀型细胞贫血症可通过显微观察或DNA分子杂交检测。答案：A要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第24页，课件共60页，创作于2023年2月1．镰刀型红细胞贫血症是一种由常染色体上隐性基因控制的遗传病。杂合子也会出现患病症状，但症状会轻于此病的纯合子。下图示该病的遗传图谱，有关叙述正确的是()要点探究跟踪训练C基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第25页，课件共60页，创作于2023年2月A．Ⅱ4和Ⅱ5的遗传信息传递规律有差异B．此病产生的根本原因是血红蛋白结构异常C．Ⅱ5和Ⅱ6生正常男孩的概率为1/4D．若Ⅱ5同时为红绿色盲携带者，Ⅱ6色觉正常，则他们生一个同时患两种病孩子的概率为1/4要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第26页，课件共60页，创作于2023年2月

解析：分析题干文字与系谱图，可知Ⅱ4和Ⅱ5基因型分别是aa和Aa，它们的遗传信息的传递符合基因的分离定律。镰刀型红细胞贫血症的根本原因是基因突变，在正常血细胞中血红蛋白的多肽链上，发生了氨基酸的替换。Ⅱ6的基因型为AA与Ⅱ5Aa婚配→AA、Aa，患病概率为1/2，生男生女概率各占1/2，故生出正常男孩的概率为1/4。红绿色盲是伴X的隐性遗传病，则Ⅱ5基因组成为AaXBXb，Ⅱ6色觉正常的基因组成是AAXBY，则他们生一个同时患两种病孩子的概率为1/8(AaXBXb×AAXBY→AaXbY，即1/2×1/4＝1/8)。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第27页，课件共60页，创作于2023年2月名师点睛生物界中各生物类群的可遗传的变异要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第28页，课件共60页，创作于2023年2月考点2基因重组要点探究1．基因重组的类型。重组的类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组人为导致的基因重组(DNA重组)发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期体外目的基因与运载体重组和导入细胞内与细胞内基因重组发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组图像示意基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第29页，课件共60页，创作于2023年2月特别提醒与基因重组有关的4点提示。(1)通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程属于分子水平的基因重组；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组，属于染色体水平的基因重组；动物细胞融合技术，以及植物体细胞杂交技术下的基因重组，属于细胞水平的基因重组。(2)自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第30页，课件共60页，创作于2023年2月(3)基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。(4)基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合，产生了新的表现型(或新品种)。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第31页，课件共60页，创作于2023年2月2．基因突变与基因重组的比较：要点探究比较项目基因突变基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时间通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期适用范围所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程中的生物产生结果产生新基因(等位基因)产生新基因型应用人工诱变育种杂交育种联系(1)都使生物产生可遗传的变异；(2)在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第32页，课件共60页，创作于2023年2月【例❷】以下有关基因重组的叙述中正确的是(

)A．非等位基因都可以自由重组B．染色体中的基因交换都属于基因重组C．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因突变有关D．转基因技术也属于可遗传变异中的基因重组要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第33页，课件共60页，创作于2023年2月解析：非同源染色体上的非等位基因才可以自由组合，如果两对基因在同一对同源染色体上是不会自由组合的。A错误；同源染色体中的非姐妹染色单体交换等位基因才属于基因重组，如果非同源染色体之间变换基因则是染色体变异。B错误；父母通过基因重组能产生大量的变异类型，引起同胞兄妹间基因型不相同而产生差异。C错误；转基因技术是对生物导入外源基因，定向改造生物性状，从广义上来说也属于基因重组。D正确。答案：D要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第34页，课件共60页，创作于2023年2月要点探究2．下列各项中属于基因重组的是()①同源染色体的非姐妹染色单体交换片段②非同源染色体上非等位基因自由组合③染色体上的某一片段移接到另一条非同源染色体上④DNA碱基对的增添或缺失⑤杂合的黄色圆粒豌豆产生绿色皱粒后代⑥纯合高茎豌豆培养成四倍体⑦花粉培养成单倍体植株A．①②③B．⑤⑥⑦C．①②⑤D．②④⑤跟踪训练C基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第35页，课件共60页，创作于2023年2月

解析：同源染色体的非姐妹染色单体交换属于基因重组范畴，①正确。非同源染色体上非等位基因自由组合可导致新的基因型出现，属于基因重组，②正确。染色体上的某一片段移接到另一条非同源染色体上叫易位，属于染色体结构变异，③不属于基因重组。DNA碱基对的替换、增添和缺失，④属于基因突变，不属于基因重组。⑤过程遵循自由组合定律，属于基因重组，符合题意。纯合高茎豌豆培养成四倍体过程属于染色体数目变异，不属于基因重组；花粉培养成单倍体植株过程属于单倍体培养，没有基因重组发生。选C。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第36页，课件共60页，创作于2023年2月名师点睛根据题意来确定图中变异的类型(1)若为有丝分裂(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，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变。(4)若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第37页，课件共60页，创作于2023年2月♦网络概览♦要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第38页，课件共60页，创作于2023年2月基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第39页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航实验答题模板系列（九）完善实验步骤——确定方案类【答题模板】1．题型特点：此类题目通常提供实验材料或部分实验方法，要求考生通过分析实验材料或借鉴已有的实验方法补充完善实验步骤。2．模板呈现：基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第40页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航【典例】子叶黄色(Y，野生型)和绿色(y，突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第41页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航①培育转基因植株：Ⅰ.植株甲：用含有空载体的农杆菌感染__________的细胞，培育并获得纯合植株。Ⅱ.植株乙：__________________________________，培育并获得含有目的基因的纯合植株。②预测转基因植株的表现型：植株甲：__________维持“常绿”；植株乙：___________________________________________________。③推测结论：_______________________________________________。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第42页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航【模板套用】【第一步】明确实验目的关键信息：为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验。推断结论：实验目的是“验证水稻Y基因的功能”。【第二步】确定实验自变量关键信息：第一步的推断结论。推断结论：自变量为“有无Y基因”。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第43页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航【第三步】选择实验材料关键信息：水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2。推断结论：野生型有Y基因，突变植株y2无Y基因，应选择突变植株y2作为实验材料。【第四步】确定实验方法关键信息：用含有运载体的农杆菌感染。推断结论：利用农杆菌将Y基因导入植株y2，即用含有连接了Y基因的运载体的农杆菌感染纯合突变植株y2。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第44页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航【审题】抓准信息，快速判断关键信息推断结论信息1①处氨基酸由T变成S，②处氨基酸由N变成K基因相应的碱基对发生了替换信息2③处多了两个氨基酸基因中发生了碱基对的增添信息3突变位点①②的功能是引导该蛋白质进入叶绿体，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体位点①②的突变不改变该基因的功能信息4实验步骤的完善分析见【模板套用】信息5植株甲无Y基因能维持“常绿”信息6植株乙有Y基因不能维持“常绿”信息7信息5、6推断结论Y基因能使子叶由绿色变为黄色基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第45页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航【答题】警示误区，规范答案(1)替换增添③错答：第三空易答为“①”或“②”。错因：忽视图中转运肽的功能。(2)①Ⅰ.纯合突变植株y2错答：野生型水稻。错因：不能正确分析实验的自变量。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第46页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航Ⅱ.用含有连接了Y基因的运载体的农杆菌感染纯合突变植株y2错答：将Y基因导入突变植株y2。错因：不能根据对照组确定合适的实验方法。②能不能维持“常绿”错答：不能能维持“常绿”。错因：对Y基因的功能理解错误。③Y基因能使子叶由绿色变为黄色基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第47页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航跟踪训练蚕豆叶片是观察气孔的优良材料，尤其是下表皮气孔数目较多，气孔是各种气体进出叶片的通道。右图为气孔结构示意图，气孔两侧的细胞称为保卫细胞，决定着气孔的开闭。有人提出气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关。请你利用所给的材料和用具设计一个实验，探究保卫细胞吸水和失水与气孔开闭之间的关系，并得出相应结论。(1)材料用具：显微镜，镊子，刀片，吸管，载玻片，盖玻片，吸水纸，蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第48页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航(2)实验步骤。①取载玻片2片，分别在中央滴加蒸馏水和蔗糖溶液各一滴。②_________________________________________________________________________________________________________。③______________________________________________。用镊子撕取蚕豆叶片下表皮两块，分别置于载玻片中央的液滴中，盖上盖玻片。用吸水纸吸去盖玻片周围多余液体将装片分别置于显微镜下观察基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第49页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航(3)实验结果预测及结论。①如果蒸馏水中气孔开放，蔗糖溶液中气孔关闭，说明____________________________________________。②_______________________________________________________________________________________________________。失水使气孔关闭，吸水使气孔开放如果蒸馏水中气孔关闭，蔗糖溶液中气孔开放，说明失水使气孔开放，吸水使气孔关闭基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第50页，课件共60页，创作于2023年2月实验导航解析：

(3)本实验是探究实验，应该预测所有可能的结果，即细胞吸水导致气孔开放或细胞失水导致气孔开放两种可能。若细胞吸水导致气孔开放，则蒸馏水中的细胞吸水气孔开放，蔗糖溶液中的细胞失水气孔关闭；若细胞失水导致气孔开放，则蒸馏水中的细胞吸水气孔关闭，蔗糖溶液中的细胞失水气孔开放。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第51页，课件共60页，创作于2023年2月基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第52页，课件共60页，创作于2023年2月提能演练

1．(2014·浙江卷)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。下列叙述正确的是(

)A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链A基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第53页，课件共60页，创作于2023年2月高分秘笈解析：若除草剂敏感型大豆为Aa，1条染色体上A所在片段缺失，即表现出a的性状，即抗性基因为隐性基因，A正确。染色体片段缺失不能再恢复为敏感型，而基因突变由于不定向性，可以回复突变为敏感型，B、C错误；抗性基因由于敏感基因中的单个碱基对替换所致的，则该基因表达的可能性较大，D错误。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接第54页，课件共60页，创作于2023年2月高分秘笈2．下列关于可遗传变异的叙述，正确的是(

)A．A基因可自发突变为a1或a2基因，a1基因也可能回复突变为A基因B．有性生殖的