高中生物必修二課件：5-1 基因突變和基因重組

第1節(jié)基因突變和基因重組學(xué)習(xí)目標(biāo)1.分析鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因（難點）；2.概述基因突變并舉例說出基因突變的原因和特點（重難點）；3.舉例說明基因重組的原因和特點（重點）；4.說出基因突變和基因重組的意義（重點）。纈氨酸|預(yù)知概念|1.基因突變的實例和概念

（1）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的特點和病因

直接原因：組成血紅蛋白分子的一個谷氨酸被替換成______，引發(fā)了______結(jié)構(gòu)的改變。根本原因：控制血紅蛋白合成的基因中堿基對

被___替換，引起_____結(jié)構(gòu)的改變。

（2）基因突變的概念①類型：堿基對的_________________。②結(jié)果：____________的改變。蛋白質(zhì)基因替換、增添和缺失基因結(jié)構(gòu)2.基因突變的原因、特點及意義（1）基因突變產(chǎn)生的原因②內(nèi)因DNA分子______時偶爾發(fā)生錯誤、DNA的_________發(fā)生改變等原因自發(fā)產(chǎn)生。物理X其他輻射化學(xué)亞硝酸堿基類似物生物病毒復(fù)制堿基組成（2）基因突變的特點①_______：基因突變在生物界中是__________的。②隨機(jī)性a.可以發(fā)生在生物___________的任何時期。b.可以發(fā)生在任何細(xì)胞。c.可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同_________上。d.可以發(fā)生在同一DNA分子的不同______。普遍性普遍存在個體發(fā)育DNA分子部位③不定向性：一個基因可以向_________突變，產(chǎn)生一個以上的______基因。雖然基因突變是不定向的，但基因突變的結(jié)果只是產(chǎn)生此基因的______基因。④低頻性：在自然狀態(tài)下__________________________。⑤多害少利性：基因突變______是有害的，_______是有利的。（3）基因突變的意義①_______產(chǎn)生的途徑。②________的根本來源。③________的原始材料。不同方向等位等位基因突變的頻率很低大多數(shù)少數(shù)新基因生物變異生物進(jìn)化3.基因重組的概念、類型及意義

（1）概念①發(fā)生的過程：生物體進(jìn)行___________的過程中。②實質(zhì)：控制____________的基因的重新組合。有性生殖不同性狀非等位基因交叉互換（3）基因重組意義基因重組是___________的重要來源之一，對____________具有重要意義，能產(chǎn)生新的____________。生物變異生物進(jìn)化基因型|過程評價|1.所有的生物變異都是由遺傳物質(zhì)改變引起的（）2.可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異（）3.基因突變多數(shù)是在DNA復(fù)制時發(fā)生的（）4.基因突變是DNA分子中個別堿基對的替換、增添或缺失引起的（）5.基因突變和基因重組都可產(chǎn)生新的基因（）6.基因突變是普遍存在的，所以基因突變的頻率較高，且大多數(shù)是有利的（）答案1.×

2.√

3.√

4.√

5.×

6.×|過程評價|1.所有的生物變異都是由遺傳物質(zhì)改變引起的（）2.可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異（）3.基因突變多數(shù)是在DNA復(fù)制時發(fā)生的（）4.基因突變是DNA分子中個別堿基對的替換、增添或缺失引起的（）5.基因突變和基因重組都可產(chǎn)生新的基因（）6.基因突變是普遍存在的，所以基因突變的頻率較高，且大多數(shù)是有利的（）答案1.×

2.√

3.√

4.√

5.×

6.×|聯(lián)想·質(zhì)疑|鐮刀型貧血癥致病機(jī)理★基因突變導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變?！锘蛲蛔儗?dǎo)致生物性狀發(fā)生改變?！锘蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐?。★基因重組的來源減數(shù)分裂過程中的基因突變和基因重組，分別發(fā)生于哪個時期？提示：減數(shù)分裂過程中的基因突變發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前的間期，基因重組發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期和后期?？茖W(xué)探究1基因突變1.下圖表示的是控制正常酶Ⅰ的基因突變后引起的氨基酸序列的改變。請據(jù)圖思考下列問題：科學(xué)探究1基因突變1.下圖表示的是控制正常酶Ⅰ的基因突變后引起的氨基酸序列的改變。請據(jù)圖思考下列問題：（1）基因突變是DNA分子的個別堿基對的替換、增添或缺失引起的，圖中①②兩種基因突變分別屬于哪種類型？并簡述判斷的理由。提示：突變①只引起一個氨基酸的改變，所以應(yīng)屬于堿基對的替換。突變②引起多個氨基酸的改變，所以應(yīng)屬于堿基對的增添或缺失。（2）基因突變是否一定改變DNA中的遺傳信息？為什么？提示：是，因為遺傳信息指的是DNA分子中的堿基排列順序，個別堿基對的替換、增添和缺失都會引起堿基排序的改變。（3）基因突變不一定改變生物體的性狀，下列哪些情況與該結(jié)論相對應(yīng)？①基因突變可能發(fā)生在非編碼片段。②基因突變是隨機(jī)的、普遍的③基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。④基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa，不會導(dǎo)致性狀的改變。提示：①③④。2.下圖能說明基因突變具有什么特點？提示：基因突變具有不定向性和可逆性?；蛲蛔兊念愋秃陀绊懺鎏砘蛉笔У奈恢貌煌绊懡Y(jié)果也不一樣：在前端——氨基酸序列全部改變或不能表達(dá)（形成終止密碼子）；在中間某個位置會造成肽鏈提前中斷（形成終止密碼子）或插入點后氨基酸序列改變；在該序列最后則不影響表達(dá)或使肽鏈延長?！咎骄繎?yīng)用】1.關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯誤的是（）A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因B.X射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率C.基因B中的堿基對G－C被堿基對A－T替換可導(dǎo)致基因突變D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變解析根據(jù)基因突變的不定向性，突變可以產(chǎn)生多種等位基因，A正確；X射線屬于物理誘變因子，可以提高基因突變率，B錯誤；基因突變包括堿基對的替換、增添、缺失三種情況，C選項屬于替換，D選項屬于增添，C、D正確。答案

B2.如圖表示在生物的一個種群中某一基因的類型及其關(guān)系。下列哪項不能從圖中分析得到（）A.表明基因突變具有不定向性` B.表明基因突變具有可逆性C.這些基因的堿基序列一定不同

D.表明基因突變具有普遍性解析A基因可以突變成a1、a2、a3，說明基因突變具有不定向性；同時A基因可以突變成a1基因，a1基因也可以突變成A基因，說明基因突變具有可逆性；控制同一性狀的基因有幾種，其根本原因是堿基的序列不同。答案

D科學(xué)探究2基因重組

1.下圖a、b為減數(shù)第一次分裂不同時期的細(xì)胞圖像，據(jù)圖思考：（1）a圖和b圖所示的都是基因重組，兩種類型的基因重組分別發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的哪個時期？提示：a發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的前期（四分體時期），b發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期。（2）a圖和b圖所示的基因重組發(fā)生的原因分別是什么？提示：a圖發(fā)生基因重組的原因是：同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換。b圖發(fā)生基因重組的原因是：非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體自由組合。2.某基因型為AaBB的動物，如果產(chǎn)生了基因型為Ab的精子，則在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了怎樣的變異？該變異發(fā)生于什么時期？

提示：基因突變，發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前的間期。3.某基因型為AaBb的動物，它的一個精原細(xì)胞正常情況下產(chǎn)生的四個精子的基因型是怎樣的？如果形成的四個精子基因型是：AB、Ab、aB、ab，則最可能的原因是什么？該類變異屬于哪種類型？

提示：AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB。如果產(chǎn)生的四個精子的基因型是AB、Ab、aB、ab，最可能是同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，該變異屬于基因重組?；蛑亟M的方式圖示名稱時期交叉互換型減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換自由組合型減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體上的等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合【探究應(yīng)用】1.下圖是某二倍體動物細(xì)胞分裂示意圖，其中字母表示基因。據(jù)圖判斷（）A.此細(xì)胞含有8條染色體，8個DNA分子B.此動物體細(xì)胞基因型一定是AaBbCcDdC.此細(xì)胞發(fā)生的一定是顯性突變d→DD.此細(xì)胞既發(fā)生了基因突變又發(fā)生了基因重組解析圖示細(xì)胞有4條染色體，8個DNA分子；細(xì)胞中正在發(fā)生同源染色體的分離，非同源染色體上非等位基因的自由組合，即基因重組；其中一條染色體的姐妹染色單體相同位置的基因為D和d，其對應(yīng)的同源染色體上含有d、d，但不能確定的是D突變成d，還是d突變成D，故可能發(fā)生的是隱性突變，也可能發(fā)生的是顯性突變。答案D據(jù)細(xì)胞分裂圖判斷基因改變的原因（1）如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖甲。（2）如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體（同白或同黑）上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖乙。（3）如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體（顏色不一致）上的兩基因不同，則為交叉互換（基因重組）的結(jié)果，如圖丙。2.以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是（）A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B.同源染色體的非姐妹染色單體的交換可引起基因重組C.純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)解析非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致位于非同源染色體上的非等位基因發(fā)生自由組合，屬于基因重組的一種，A正確。四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，能導(dǎo)致位于同源染色體上的非等位基因重新組合，也屬于基因重組，B正確。純合子自交后代不會發(fā)生性狀分離，C錯誤。同胞兄妹的遺傳差異源于雙親產(chǎn)生配子時發(fā)生基因重組，導(dǎo)致配子的多樣性，從而導(dǎo)致后代的基因型的多樣性，D正確。答案C知識脈絡(luò)要點晨背1.生物變異包括可遺傳的變異和不可遺傳的變異，可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異。2.基因突變指的是DNA在復(fù)制時，個別堿基對發(fā)生替換、增添或缺失引起的變異，基因突變導(dǎo)致等位基因產(chǎn)生。3.基因突變具有普遍性、隨機(jī)性、低頻率、可逆性、不定向性和多害少利性。4.基因重組發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的前期或后期，包括交叉互換型和自由組合型。5.基因突變和基因重組都為生物進(jìn)化提供原材料。2.以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是（）A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B.同源染色體的非姐妹染色單體的交換可引起基因重組C.純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)解析圖示細(xì)胞有4條染色體，8個DNA分子；細(xì)胞中正在發(fā)生同源染色體的分離，非同源染色體上非等位基因的自由組合，即基因重組；其中一條染色體的姐妹染色單體相同位置的基因為D和d，其對應(yīng)的同源染色體上含有d、d，但不能確定的是D突變成d，還是d突變成D，故可能發(fā)生的是隱性突變，也可能發(fā)生的是顯性突變。答案D（3）基因重組意義基因重組是___________的重要來源之一，對____________具有重要意義，能產(chǎn)生新的____________。生物變異生物進(jìn)化基因型③不定向性：一個基因可以向_________突變，產(chǎn)生一個以上的______基因。雖然基因突變是不定向的，但基因突變的結(jié)果只是產(chǎn)生此基因的______基因。④低頻性：在自然狀態(tài)下__________________________。⑤多害少利性：基因突變______是有害的，_______是有利的。（3）基因突變的意義①_______產(chǎn)生的途徑。②________的根本來源。③________的原始材料。不同方向等位等位基因突變的頻率很低大多數(shù)少數(shù)新基因生物變異生物進(jìn)化第1節(jié)基因突變和基因重組學(xué)習(xí)目標(biāo)1.分析鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因（難點）；2.概述基因突變并舉例說出基因突變的原因和特點（重難點）；3.舉例說明基因重組的原因和特點（重點）；4.說出基因突變和基因重組的意義（重點）。（2）基因突變的特點①_______：基因突變在生物界中是__________的。②隨機(jī)性a.可以發(fā)生在生物___________的任何時期。b.可以發(fā)生在任何細(xì)胞。c.可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同_________上。d.可以發(fā)生在同一DNA分子的不同______。普遍性普遍存