高中生物《基因突變和基因重組》學案5 新人教版必修2

1、用心 愛心 專心1高二生物高二生物基因突變和基因重組基因突變和基因重組人教版人教版【同步教育信息同步教育信息】一. 本周學習內容 基因突變和基因重組二. 本周學習重點與難點（一）學習重點：1.基因突變的概念2.基因突變的特點3.基因突變的意義4.基因重組的概念5.基因重組的實現(xiàn)6.基因重組的意義（二）學習難點：1.基因突變的結果2.基因突變的特點3.實現(xiàn)基因重組的途徑三. 學習內容及疑難解析生物變異的基本類型（一）變異的概念：變異指的是生物的親子代之間在性狀上出現(xiàn)差異的現(xiàn)象。（二）生物變異的基本類型：類型變異產生的原因來源種類舉例不可遺傳的變異僅僅是環(huán)境因素造成的，生物體內的遺傳物質并沒有發(fā)生

2、改變后天的無光條件產生的黃化苗可遺傳的變異生物體內遺傳物質的改變引起的先天的或后天的基因重組基因突變染色體變異鸚鵡的體色變化 不能遺傳的變異 表現(xiàn)型（性狀）= 基因型 + 環(huán)境條件（改變） （改變） （改變） 基因突變 誘因遺傳的變異 基因重組染色體變異在這里清同學們注意：可遺傳的變異來源主要是基因突變、基因重組、染色體變異，其中基因突變是生物變異最根本的原因，它產生了新的等位基因。環(huán)境的變化可能導致基因突變、染色體變異，最后形成可遺傳的變異。用心 愛心 專心2基因突變（一）基因突變的概念：DNA 分子中堿基對的增添、缺失或改變，從而引起基因結構的改變。（二）基因突變的種類：1. 基因置換突變

3、2. 移碼突變3. 插入缺乏突變（三）基因突變的結果：使染色體某一位點上的一個基因變成另一個基因的等位基因。（四）舉例：鐮刀型細胞貧血?。?. 病癥： 患者的紅細胞是彎曲的鐮刀狀，紅細胞容易破裂，造成溶血性貧血，嚴重時會導致死亡。2. 病因：常染色體上的隱性遺傳病患者血紅蛋白分子的多肽鏈上，一個谷氨酸被纈氨酸替換，導致蛋白質的分子結構發(fā)生變化。蛋白質 正常 異常氨基酸 谷氨酸 纈氨酸mRNA GAA GUADNA 突變 （五）基因突變的誘因：1. 物理因素：X 射線、激光、各種輻射。2. 化學因素：能夠對 DNA 分子起作用或改變 DNA 分子性質的化學物質。如：亞硝酸鹽、堿基類似物3. 生物

4、因素：病毒、某些細菌。（六）基因突變的特點：1. 普遍性：基因突變在生物界中是普遍存在的。如：色盲、糖尿病、白化病。包括：（1）自然突變：自然條件下發(fā)生的基因突變。（2）誘發(fā)突變：人為條件下誘發(fā)產生的基因突變。2. 隨機性：基因突變是隨機發(fā)生的（任何個體、任何部位、任何細胞、任何時間）。（1）可以發(fā)生于生物個體發(fā)育的任何時期：在生物體發(fā)育過程中，基因突變發(fā)生的時期越遲，生物體表現(xiàn)突變的部分越少。在生物體發(fā)育過程中，基因突變發(fā)生的時期越早，生物體表現(xiàn)突變的部分越多。（2）可以發(fā)生于生物個體的任何部位：用心 愛心 專心3 葉芽突變： 該葉芽發(fā)育的枝條上的葉、花、果實都可能發(fā)生變異。花芽早期突變：

5、一朵花或花序表現(xiàn)變異。（3）既可以發(fā)生在體細胞中，也可以發(fā)生在生殖細胞中。發(fā)生在體細胞中的基因突變一般不能遺傳給后代。發(fā)生在生殖細胞中的基因突變可以通過受精作用直接遺傳給后代。3. 低頻性：對一種生物體而言，基因突變的頻率很低，但很穩(wěn)定。（1）在自然狀態(tài)下，生物發(fā)生基因突變的頻率是很低的。高等生物的生殖細胞發(fā)生基因突變的突變率是 10-510-8。（2）誘發(fā)突變的頻率遠遠高于自然突變，但發(fā)生基因突變的頻率依然是很低的。（3）不同的基因，突變率不一樣，差異很大。如：果蠅白眼基因突變率： 5104玉米皺縮種子基因突變率： 610小鼠白化基因突變率： 510人血友病 A 基因突變率： 51034.

6、有害性：大多數(shù)基因突變對生物體是有害的。（1）自然界中的生物都是經過長期進化過程的產物，它們與環(huán)境條件取得了高度的協(xié)調，基因突變往往會破壞這種協(xié)調，對生物造成危害。如： 對人類健康造成危害的各種遺傳?。荷ぁ⑻悄虿?、白化病。 植物的白化苗：缺乏葉綠素，導致植物體死亡。（2）也有少數(shù)突變是有利的。如： 植物抗病性突變、耐旱突變等。 微生物抗藥性突變、高產突變等。5. 不定向性：基因突變是不定向的。（1）一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產生一個或一個以上的等位基因。 黃色基因 AY a 黑色基因 A+ 灰色基因（2）復等位基因間可以相互突變轉變：A+可以突變?yōu)?AY， AY也可以回復突變?yōu)?A+

7、。 （七）基因突變的意義：基因突變在生物的進化中具有重要意義。基因突變是生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原材料。（八）基因突變在育種上的應用：1. 方法：人工誘變。利用物理因素（X 射線、紫外線、激光等）化學因素（亞硝酸、硫酸二乙脂）來處理生物，使其發(fā)生突變，用以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的突變類型，選育優(yōu)良品種。2. 應用：（1）農作物誘變育種：抗病強、產量高、品質好等優(yōu)良品種。（2）微生物育種；青霉素高產菌株選育。在這里清同學們注意：基因突變涉及 DNA 分子堿基對的缺失、增添和改變，這些變化直接導致遺傳信息的改變，但是單個堿基的改變不是一定會引起變異，因為遺傳密碼子具有簡并性?；?/p>

8、因突變不會超出所控制的性狀范圍，只是在控制性狀的等位基因間突變。用心 愛心 專心4突變的有害性是指嚴重影響相應蛋白質的活性甚至導致蛋白質失活，影響生物體正常生命活動的進行，有些突變不影響蛋白質的活性，不表現(xiàn)出性狀的變化?；蛑亟M（一）基因重組的概念：生物體在進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。（二）基因重組的實現(xiàn)：1. 通過有性生殖過程實現(xiàn)：父本和母本的遺傳物質不同，雜交后代中基因重新組合，產生變異。（1）通過有性生殖過程實現(xiàn)基因重組的理論依據(jù)： 基因的自由組合定律：隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合。合子形成時就可能具有與親代不同的基因型。 基因的連鎖與互換定律

9、：同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導致染色體上的基因重新組合。（2）通過有性生殖過程實現(xiàn)基因重組的特點：父本、母本自身的雜合性越高，二者遺傳物質基礎相差越大，基因重組產生變異的可能性就越大。如：具有 10 對相對性狀（其等位基因位于 10 對同源染色體上）的親本雜交，只考慮基因的自由組合，F(xiàn)2 的表現(xiàn)型為 2 10 = 1024 種。（3）通過有性生殖過程實現(xiàn)基因重組的應用范圍：只能實現(xiàn)同種生物之間的基因重組。2. 通過重組 DNA 技術實現(xiàn)：（1）重組 DNA 技術：將經過改造的基因，通過運載體送入生物的細胞中，并且使新的基因在細胞內正確表達，產生人類所需的物質，或

10、者組建出新的生物類型，達到定向改變生物性狀的目的（2）通過重組 DNA 技術實現(xiàn)基因重組的特點：重組是一種可控制的手段，實現(xiàn)了基因間的定向重組?？梢员苊庥N時的盲目性，減少人力與物力上的浪費。（3）通過重組 DNA 技術實現(xiàn)基因重組的應用范圍：可以打破生殖隔離，實現(xiàn)不同種生物之間的基因重組。（三）基因重組的意義：基因重組為生物變異提供了極其豐富的來源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對于生物的進化具有十分重要的意義。 在這里清同學們注意：基因重組是通過有性生殖（減數(shù)分裂和受精作用）實現(xiàn)的。僅通過減數(shù)分裂產生配子不可能完全實現(xiàn)?！灸M試題模擬試題】一. 基礎題：1. 基因重組來源于： 基因的分離

11、定律 基因的自由組合定律 基因的連鎖與互換定律用心 愛心 專心5A. B. C. D. 2. 下列各項與基因重組無關的是：A. 為生物變異提供了極其豐富的來源。B. 為生物進化提供了最初的原材料。C. 父本和母本自身的雜合性越高，基因重組產生變異的可能性就越大。D. 父本和母本二者遺傳物質基礎相差越大，基因重組產生變異的可能性就越大。3. 變異一般不能遺傳給后代的是：A. 病毒體內遺傳物質的改變引起的B. 原核細胞中遺傳物質的改變引起的C. 高等動植物體細胞中遺傳物質的改變引起的D. 高等動植物生殖細胞中遺傳物質的改變引起的4. 下列說法錯誤的是：A. 基因突變可以發(fā)生在體細胞中B. 基因突變

12、可以發(fā)生在細胞中C. 發(fā)生在體細胞中的基因突變一般不能遺傳給后代D. 發(fā)生在生殖細胞中的基因突變一般不能遺傳給后代5. 下列說法正確的是：A. 自然突變的突變率是很高的B. 誘發(fā)突變的突變率是很高的C. 大多數(shù)自然突變對生物體是有利的D. 大多數(shù)誘發(fā)突變對生物體是有害的6. 能夠產生新的基因的是：A. 基因工程育種 B. 誘變育種C. 單倍體育種 D. 多倍體育種二. 中檔題：1. 基因重組是通過下列那一個過程實現(xiàn)的：A. 無性生殖 B. 有性生殖 C. 減數(shù)分裂 D. 受精作用2. 下列說法錯誤的是：A. 基因突變可以使染色體某一位點上的一個基因變成另一個基因的等位基因B. 基因突變可以使染色體某一位點上的一個基因變成另一個基因的非等位基因C. 基因突變可以產生一個等位基因D. 基因突變可以產生一個或一個以上的等位基因三. 高檔題：1. 番茄果實紅色（H）對黃色（h）為顯性。某隱性純合植株（hh）自交，結出了半邊紅半邊黃的變異果，這可能是植株那個部位的基因 h 突變?yōu)?H 引起的A. 幼苗期的頂芽細胞 B. 早期的一個葉芽細胞C. 一個花芽的某些細胞