人教版 必修二 基因突变和基因重组 学案

1、第五章基因突变及其他变异第20课时基因突变和基因重组【目标导航1举例说明基因突变的特点和原因。2举例说明基因重组。3说出基因突变和基因重组的意义。知识清单一、生物变异的类型1生物的变异有两种类型：不可遗传的变异和可遗传的变异。2引起两种变异的条件：不可遗传的变异是由于环境因素的影响导致的，遗传物质没有改变；可遗传的变异是由于遗传物质的改变引起的。3两种变异表现出不同的特点不可遗传的变异的特点是：一般只在当代表现出来；不能遗传给后代；这种变异的方向一般是定向的。可遗传的变异的特点是：可以在当代，也可在后代中出现；变异一旦发生,就有可能遗传给后代；这类变异的方向是不定向的。二、基因突变的实例、概念

2、1弓I起镰刀型细胞贫血症的根本原因的基因发生了突变，直接原因是构成血红蛋白的一条肽链上的被取代。2基因突变：由于DNA分子中发生碱基对的、或，而引起的基因结构的改变。所以基因突变常发生在和3基因突变的本质：基因突变上的变化，不改上基因的数量及所处位置，只改变某一基因的及，即由Afa或aA。4基因突变对后代的影响基因突变发生在体细胞有丝分裂过程，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程，这种突变有可能通过有性生殖传给后代。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过程中对外界环境因素的变化更敏感。三、基因突

3、变的特点、原因、结果及意义1基因突变的特点，,。2诱发生物发生基因突变的因素内因:基因改变。即DNA复制出错,碱基对（增减或改变）f碱基序列侷部密码改变、移码突变）f遗传信息（改变）。（2）外因：因素：如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。因素：如某些病毒，其遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。3基因突变的意义：基因突变产生的途径，是生物变异的来源，是的原始材料。4结果：多数基因突变能引起的变化。少数基因突变不能引起的改变。若发生突变后，引起mRNA上的密码子改变，但由于密码子的，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

4、制的性状不改变。（3）若基因突变为突变，如AA中的一个Afa，此时性状也不改变。四、基因重组及意义概念：基因重组是指在生物体进彳的过程中，控制不同性状的基因的。所以，进行有性生殖的生物会发生基因重组。类型：基因重组有和两类。前者发生在非同源染色体的自由组合），后者发生在非姐妹染色单体的交叉互换）。3意义：基因重组的来源之一，是形成生物的重要原因，对生物的也具有重要意义。对点训练知识点一生物变异的类型1在北京培育的优质甘蓝品种叶球最大的只有3.5kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7kg左右，但再引种回北京后，叶球又只有3.5kg。从甘蓝的引种过程可以看出甘蓝具有

5、遗传性，而不具有变异特征仅仅由环境条件引起的变异不能遗传环境改变可以引起生物产生可遗传的变异甘蓝在生殖过程中无基因重组产生知识点二基因突变的实例、概念2下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA、GAC。据图分析正确的是（）CTTDNAmKNA旦位GAAGI熠GAA氨堪酸谷也醸缄氨戯血红蛋门詁常异當转运缬氨酸的tRNA端裸露的三个碱基为GUA过程是以a链为模板，核糖核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的催化下完成的控制血红蛋白合成的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症D人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白中的一个谷氨酸被缬氨酸取代知识点三基因突变的特点、原因、

6、结果及意义3基因突变常发生在细胞周期的（）分裂间期B.分裂前期C.分裂后期D.分裂的各时期均有可能4如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图中分析得到（）表明基因的突变具有不定向性表明基因突变具有可逆性这些基因的碱基序列一定不同表明基因突变具有普遍性知识点四基因重组及意义5下列叙述错误的是基因突变是生物变异的根本来源基因突变使一个基因变成它的等位基因基因重组只能产生新的基因型，不能产生新的基因，因此对生物进化没有作用基因重组只发生在有性生殖过程中6下列各选项中能够体现基因重组的是（）细胞分裂间期DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变减数分裂四分体时期同源染色体的姐妹

7、染色单体之间的局部交换减数第一次分裂过程中，非同源染色体上非等位基因的自由组合细胞分裂过程中染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上谍后柞业【基础落实】1下列关于基因突变的叙述，错误的是（）基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引发基因突变的频率很低，且都是有害的2下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象，又有可能发生基因突变现象的是（）心肌细胞B.成熟的红细胞C.根毛细胞D.精原细胞3下面有关基因重组的说法不正确的是（）基因重组发生在减数分裂过程中基因重

8、组产生原来没有的新基因基因重组是生物变异的主要来源基因重组能产生原来没有的新性状A.解旋C.基因突变4卵原细胞在进行DNA复制时，细胞中不可能出现的是（）蛋白质合成基因重组【能力提升】5以下有关基因重组的叙述，错误的是（）非同源染色体的自由组合能导致基因重组非姐妹染色单体的交换可引起基因重组纯合子自交因基因重组导致子代性状分离同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关6如图为高等动物的细胞分裂示意图，图中不可能反映的是（）发生了基因突变发生了染色单体互换该细胞为次级卵母细胞该细胞为次级精母细胞TOC o 1-5 h z7下列关于基因突变的叙述中，正确的是（）基因突变包括自然突变和诱发突变在DNA复

9、制中，碱基排列顺序发生差错从而改变了遗传信息，产生了基因突变基因突变一般对生物是有害的，但也有的基因突变是有利的基因突变一定产生新性状A.B.D.8原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况对其编码的蛋白质结构影响最小（）A.置换单个碱基对B.增加4个碱基对C.缺失3个碱基对D.缺失4个碱基对题号12345678答案9下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，请据图回答:血红蛋白正常异常(HbAjT2)T()眷氮般鏤気醮*RNAGAAT(X)DNACTT聲CAT过程是，发生的场所，发生的时间是过程是，发生的场所是:过程是，发生的场所是TOC o 1-5 h

10、 z表示的碱基序列,这是决定一个缬氨酸的一个,转运缬氨酸的转运RNA端的三个碱基。父母均正常，生了一个镰刀型细胞贫血症的女儿，可见此遗传病是传病。若HbS代表致病基因，HbA代表正常的等位基因，则患病女儿的基因型为，母亲的基因型为；这对夫妇再生一个患此病的女儿的概率为。比较HbS与HbA的区别，HbS中碱基为，而HbA中为。(5)镰刀型细胞贫血症是由产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于。该病十分罕见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是和。10如图为某一红色链孢霉合成精氨酸的过程，回答问题：基因I基因U基因皿酶I酶U酶皿TOC o 1-5 h z某化合物一鸟氨酸一瓜氨酸

11、一精氨酸在一次实验中，经测试只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是。如果酶I和酶皿活性正常，酶U活性丧失，则能否合成鸟氨酸和精氨酸？。原因是。用一定剂量的Y射线照射萌发状态的棉花种子，其成活棉株的器官形态和生理代谢均发生显著变异，这种变异属于。处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降，这说明了。在其中也发现了极少的个体品质好、产量高，这说明了变异是。答案知识清单二、1.控制合成血红蛋白谷氨酸缬氨酸2替换增添缺失有丝分裂间期减数第一次分裂间期3分子水平染色体结构表现形式三、1.(1)普遍性(2)随机性(3)低频性(4)不定向性(5)多害少利性(1)结构物理化

12、学生物3新基因根本生物进化4.(1)生物性状(2)生物性状简并性(3)隐性四、1.有性生殖重新组合自由组合交叉互换减数第一次分裂的后期减数第一次分裂的四分体时期生物变异多样性进化对点训练D生物的遗传和变异是生物的基本特征之一。生物的变异性状能否遗传，关键是看生物的遗传物质是否改变。遗传物质未改变，仅由环境因素引起的变异是不能遗传的。同一品种的甘蓝含有相同的遗传物质，在北京和拉萨两地的产量不同是两地的环境因素不同造成的。因而这种变异不能遗传。B以a链为模板转录出的mRNA对应的碱基序列为GUA,而转运缬氨酸的tRNA一端裸露的碱基为CAU。过程为转录，原料应为核糖核苷酸。引起镰刀型细胞贫血症的根

13、本原因应为基因突变。A基因突变发生在DNA分子复制的过程中，而DNA分子的复制在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期进行。D本题考查的是有关基因突变的特点。A基因可以突变成aa2、aq，说明基因123突变具有不定向性；同时A基因可以突变成a基因，a基因也可以突变成A基因，说明基因突变具有可逆性；控制同一性状的基因有几种，其根本原因是其碱基的序列不同。5C基因突变的结果是产生等位基因，即产生原来没有的新基因，是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。因此，可以说：如果没有基因突变，生物也就不可能进化。基因重组虽然也能使生物产生变异，但这些变异只是生物界中已存在的性状重新组合，并不能产生自然界

14、中原来没有的性状，但是由于基因重组可产生多样化的基因组合的子代，可能有一些会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此对生物的进化也有重要意义。6CDNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变属于基因突变；同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换并不改变基因组成，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换才属于基因重组；染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体变异。课后作业DA项是基因突变的概念；B项阐明了基因突变的原因；C项说明了基因突变的诱发因素；D项错误，基因突变的频率确实很低，而且一般是有害的，但不全是有害的。DB基因重组是指生物体进行有性生殖的过程，即减数分裂过程中，控制不

15、同性状的原有基因的重新组合，可产生新的基因型，从而控制新的表现型，是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。但是，基因重组不会产生新的基因。D基因重组可以发生在减数第一次分裂的后期，等位基因随同源染色体的分开而分离，非等位基因随着非同源染色体自由组合而自由组合。也可以发生于减数分裂的四分体时期，由于四分体的非姐妹染色单体的交叉互换而引起。C基因重组主要包括非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换；纯合子自交子代不发生性状分离；同胞兄妹间的遗传差异主要来自父母的基因重组。C该细胞分裂图表明的是减数第二次分裂。由图中可以看出：可能发生了基因突变(

16、B、b),也可能发生了染色单体互换，但细胞明显是均等分裂，因此不可能是次级卵母细胞。B基因突变是在DNA复制过程中，碱基排列顺序发生差错而改变了遗传信息，包括自然突变和诱发突变两种。与自然突变相比，诱发突变的频率较高。基因突变大多数是有害的，即具有多害少利性，但有害与有利取决于环境。除此之外。基因突变还具有普遍性、随机性、不定向性等特点。基因突变一定能产生新基因，但不一定产生新性状。D在编码区插入1个碱基对，因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若再增添2个、5个、8个碱基对，或缺失1个、4个、7个碱基对，恰

17、好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，致使编码的蛋白质差别不大。(1)基因突变细胞核细胞分裂间期转录细胞核翻译核糖体GUA密码子CAU常染色体隐性HbSHbSHbAHbS1/8=CA=T=CT=T=GTAGAA基因突变可遗传变异低频性多害少利性解析由图示分析，图中过程是基因突变，它发生在细胞分裂间期DNA复制过程中，过程是转录，、过程都发生在细胞核内。过程表示以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，该过程是在细胞质的核糖体上进行的。(2)根据碱基互补配对原则，由正常谷氨酸的密码子可判断是以DNA的CTT为模板转录的,所以过程的碱基序列GUA是决定缬氨酸的一个密码子，转运缬氨酸的tRNA端的三个碱基是CAU。(3)由题中父母均正常，生出患病女儿可确定镰刀型细胞贫血症是常染色体隐性遗传病，患病女儿的基因型为HbSHbS,其父母的基因型均为HbAHbS。若这对夫妇再生育，则生一个患该病的女儿的概率为1/2Xl/4=1/8(4)致病基因HbS是基因突变后形成的，其碱基序列是=GTA而正常基因HbA的碱基序列是=CTT=(5)镰刀型细胞贫血症