高中生物必修二课件：5-1 基因突变和基因重组

第1节基因突变和基因重组学习目标1.分析镰刀型细胞贫血症的病因（难点）；2.概述基因突变并举例说出基因突变的原因和特点（重难点）；3.举例说明基因重组的原因和特点（重点）；4.说出基因突变和基因重组的意义（重点）。缬氨酸|预知概念|1.基因突变的实例和概念

（1）镰刀型细胞贫血症的特点和病因

直接原因：组成血红蛋白分子的一个谷氨酸被替换成______，引发了______结构的改变。根本原因：控制血红蛋白合成的基因中碱基对

被___替换，引起_____结构的改变。

（2）基因突变的概念①类型：碱基对的_________________。②结果：____________的改变。蛋白质基因替换、增添和缺失基因结构2.基因突变的原因、特点及意义（1）基因突变产生的原因②内因DNA分子______时偶尔发生错误、DNA的_________发生改变等原因自发产生。物理X其他辐射化学亚硝酸碱基类似物生物病毒复制碱基组成（2）基因突变的特点①_______：基因突变在生物界中是__________的。②随机性a.可以发生在生物___________的任何时期。b.可以发生在任何细胞。c.可以发生在细胞内不同_________上。d.可以发生在同一DNA分子的不同______。普遍性普遍存在个体发育DNA分子部位③不定向性：一个基因可以向_________突变，产生一个以上的______基因。虽然基因突变是不定向的，但基因突变的结果只是产生此基因的______基因。④低频性：在自然状态下__________________________。⑤多害少利性：基因突变______是有害的，_______是有利的。（3）基因突变的意义①_______产生的途径。②________的根本来源。③________的原始材料。不同方向等位等位基因突变的频率很低大多数少数新基因生物变异生物进化3.基因重组的概念、类型及意义

（1）概念①发生的过程：生物体进行___________的过程中。②实质：控制____________的基因的重新组合。有性生殖不同性状非等位基因交叉互换（3）基因重组意义基因重组是___________的重要来源之一，对____________具有重要意义，能产生新的____________。生物变异生物进化基因型|过程评价|1.所有的生物变异都是由遗传物质改变引起的（）2.可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异（）3.基因突变多数是在DNA复制时发生的（）4.基因突变是DNA分子中个别碱基对的替换、增添或缺失引起的（）5.基因突变和基因重组都可产生新的基因（）6.基因突变是普遍存在的，所以基因突变的频率较高，且大多数是有利的（）答案1.×

2.√

3.√

4.√

5.×

6.×|过程评价|1.所有的生物变异都是由遗传物质改变引起的（）2.可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异（）3.基因突变多数是在DNA复制时发生的（）4.基因突变是DNA分子中个别碱基对的替换、增添或缺失引起的（）5.基因突变和基因重组都可产生新的基因（）6.基因突变是普遍存在的，所以基因突变的频率较高，且大多数是有利的（）答案1.×

2.√

3.√

4.√

5.×

6.×|联想·质疑|镰刀型贫血症致病机理★基因突变导致生物性状发生改变。★基因突变导致生物性状发生改变。★基因突变具有不定向性。★基因重组的来源减数分裂过程中的基因突变和基因重组，分别发生于哪个时期？提示：减数分裂过程中的基因突变发生于减数第一次分裂前的间期，基因重组发生于减数第一次分裂前期和后期。科学探究1基因突变1.下图表示的是控制正常酶Ⅰ的基因突变后引起的氨基酸序列的改变。请据图思考下列问题：科学探究1基因突变1.下图表示的是控制正常酶Ⅰ的基因突变后引起的氨基酸序列的改变。请据图思考下列问题：（1）基因突变是DNA分子的个别碱基对的替换、增添或缺失引起的，图中①②两种基因突变分别属于哪种类型？并简述判断的理由。提示：突变①只引起一个氨基酸的改变，所以应属于碱基对的替换。突变②引起多个氨基酸的改变，所以应属于碱基对的增添或缺失。（2）基因突变是否一定改变DNA中的遗传信息？为什么？提示：是，因为遗传信息指的是DNA分子中的碱基排列顺序，个别碱基对的替换、增添和缺失都会引起碱基排序的改变。（3）基因突变不一定改变生物体的性状，下列哪些情况与该结论相对应？①基因突变可能发生在非编码片段。②基因突变是随机的、普遍的③基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。④基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。提示：①③④。2.下图能说明基因突变具有什么特点？提示：基因突变具有不定向性和可逆性。基因突变的类型和影响增添或缺失的位置不同，影响结果也不一样：在前端——氨基酸序列全部改变或不能表达（形成终止密码子）；在中间某个位置会造成肽链提前中断（形成终止密码子）或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。【探究应用】1.关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是（）A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C.基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变解析根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C选项属于替换，D选项属于增添，C、D正确。答案

B2.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（）A.表明基因突变具有不定向性` B.表明基因突变具有可逆性C.这些基因的碱基序列一定不同

D.表明基因突变具有普遍性解析A基因可以突变成a1、a2、a3，说明基因突变具有不定向性；同时A基因可以突变成a1基因，a1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，其根本原因是碱基的序列不同。答案

D科学探究2基因重组

1.下图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，据图思考：（1）a图和b图所示的都是基因重组，两种类型的基因重组分别发生于减数第一次分裂的哪个时期？提示：a发生于减数第一次分裂的前期（四分体时期），b发生于减数第一次分裂后期。（2）a图和b图所示的基因重组发生的原因分别是什么？提示：a图发生基因重组的原因是：同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换。b图发生基因重组的原因是：非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合。2.某基因型为AaBB的动物，如果产生了基因型为Ab的精子，则在减数分裂过程中发生了怎样的变异？该变异发生于什么时期？

提示：基因突变，发生于减数第一次分裂前的间期。3.某基因型为AaBb的动物，它的一个精原细胞正常情况下产生的四个精子的基因型是怎样的？如果形成的四个精子基因型是：AB、Ab、aB、ab，则最可能的原因是什么？该类变异属于哪种类型？

提示：AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB。如果产生的四个精子的基因型是AB、Ab、aB、ab，最可能是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，该变异属于基因重组。基因重组的方式图示名称时期交叉互换型减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换自由组合型减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合【探究应用】1.下图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断（）A.此细胞含有8条染色体，8个DNA分子B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDdC.此细胞发生的一定是显性突变d→DD.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组解析图示细胞有4条染色体，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。答案D据细胞分裂图判断基因改变的原因（1）如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。（2）如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（同白或同黑）上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。（3）如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（颜色不一致）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果，如图丙。2.以下有关基因重组的叙述，错误的是（）A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组B.同源染色体的非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C.纯合子自交因基因重组导致子代性状分离D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关解析非同源染色体的自由组合能导致位于非同源染色体上的非等位基因发生自由组合，属于基因重组的一种，A正确。四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，能导致位于同源染色体上的非等位基因重新组合，也属于基因重组，B正确。纯合子自交后代不会发生性状分离，C错误。同胞兄妹的遗传差异源于双亲产生配子时发生基因重组，导致配子的多样性，从而导致后代的基因型的多样性，D正确。答案C知识脉络要点晨背1.生物变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异，可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。2.基因突变指的是DNA在复制时，个别碱基对发生替换、增添或缺失引起的变异，基因突变导致等位基因产生。3.基因突变具有普遍性、随机性、低频率、可逆性、不定向性和多害少利性。4.基因重组发生于减数第一次分裂的前期或后期，包括交叉互换型和自由组合型。5.基因突变和基因重组都为生物进化提供原材料。2.以下有关基因重组的叙述，错误的是（）A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组B.同源染色体的非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C.纯合子自交因基因重组导致子代性状分离D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关解析图示细胞有4条染色体，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。答案D（3）基因重组意义基因重组是___________的重要来源之一，对____________具有重要意义，能产生新的____________。生物变异生物进化基因型③不定向性：一个基因可以向_________突变，产生一个以上的______基因。虽然基因突变是不定向的，但基因突变的结果只是产生此基因的______基因。④低频性：在自然状态下__________________________。⑤多害少利性：基因突变______是有害的，_______是有利的。（3）基因突变的意义①_______产生的途径。②________的根本来源。③________的原始材料。不同方向等位等位基因突变的频率很低大多数少数新基因生物变异生物进化第1节基因突变和基因重组学习目标1.分析镰刀型细胞贫血症的病因（难点）；2.概述基因突变并举例说出基因突变的原因和特点（重难点）；3.举例说明基因重组的原因和特点（重点）；4.说出基因突变和基因重组的意义（重点）。（2）基因突变的特点①_______：基因突变在生物界中是__________的。②随机性a.可以发生在生物___________的任何时期。b.可以发生在任何细胞。c.可以发生在细胞内不同_________上。d.可以发生在同一DNA分子的不同______。普遍性普遍存