《2017-2018学年高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组 新人教版必修2(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组 新人教版必修2(1)（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章基因突变及其他变异 第1节基因突变和基因重组,教师参考,新课导入一:二战后的日本广岛和长崎血癌的发病率明显高于其他地区。你知道其中的原因吗? 提示:由于核辐射导致了基因突变。 什么是基因突变呢?这节课我们一起来学习基因突变。 新课导入二:DNA上的基因是怎样控制性状的?(用流程图表示出来。) 提示: 若DNA分子上基因中碱基对发生变化 mRNA分子中的碱基对发生变化 相应氨基酸改变 相应蛋白质改变 相应性状改变,则该变异属于基因突变。引出基因突变的概念。,【学习目标】 1.举例说明基因突变的特点和原因。2.举例说出基因重组。3.说出基因突变和基因重组的意义。,自主学习,课堂探究,自主学习
2、 读教材学基础,一、基因突变 阅读教材P80P82,完成以下问题。 1.实例:镰刀型细胞贫血症 (1)症状:患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为 ,易发生红细胞 ,使人患溶血性贫血。 (2)发病机理,弯曲的镰刀状,破裂,氨基酸,(4)结论:镰刀型细胞贫血症是由于基因的一个碱基对改变而产生的一种遗传病。 2.概念:DNA分子中发生碱基对的 、 和 ,而引起的基因结构的改变。 3.对生物的影响 (1)若发生在 中,将传递给后代。 (2)若发生在 中,一般不能遗传,但有些植物可通过无性繁殖传递。 (3)人体某些体细胞突变后可能发展为癌细胞。,替换,增添,缺失,配子,体细胞,4.原因 (1)外因:物理
3、因素、化学因素和 。 (2)内因: 偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等。 5.基因突变的特点及解释,生物因素,DNA分子复制,6.基因突变的意义 (1) 产生的途径。 (2)生物变异的 。 (3) 的原始材料。 判断 (1)镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对的替换引起的。( ) (2)基因突变具有低频性,不能为生物进化提供原材料。( ) (3)基因突变一定能遗传给后代。( ) (4)基因突变只能发生在真核细胞中。( ),新基因,根本来源,生物进化,二、基因重组 阅读教材P83,完成以下问题。 1.概念:在生物体进行 的过程中, 的基因的重新组合。 2.类型比较,有性生殖,控制不同性状,非
4、姐,妹染色单体,3.意义:基因重组是生物变异的来源之一,对 具有重要意义。 思考 高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆,是基因重组的原因吗? 提示:不是,高茎豌豆自交后代出现了性状分离。,生物进化,探究一,课堂探究 解疑难提能力,基因突变的原因和特点,教师参考,问题引领: 1.基因突变的根本原因和结果是什么?,2.怎样理解基因突变的随机性和不定向性?,1.基因突变的原因及结果分析,2.基因突变随机性和不定向性的分析,【典例1】 自然界中,一种生物某一基因及其三种突变基因表达出的蛋白质中部分氨基酸序列如下: 正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸 突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸 突变
5、基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸 突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变最可能是() A.突变基因1和2为一个碱基对的替换,突变基因3为一个碱基对的增添 B.突变基因2和3为一个碱基对的替换,突变基因1为一个碱基对的增添 C.突变基因1为一个碱基对的替换,突变基因2和3为一个碱基对的增添 D.突变基因2为一个碱基对的替换,突变基因1和3为一个碱基对的增添,解析:突变基因1表达出的蛋白质中氨基酸序列与正常基因相比,氨基酸序列完全相同,推测该突变基因1为一个碱基对的替换;突变基因2与正常基因相比,苯丙氨酸替换成亮氨酸,推测该突变基因2为
6、一个碱基对的替换;突变基因3与正常基因相比,从苯丙氨酸开始都发生改变,推测该突变基因3为一个碱基对的增添或缺失。,答案:A,方法透析 基因突变类型及其对生物体影响的大小,备选例题,如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变,导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( ) A.处插入碱基对GC B.处碱基对AT替换为GC C.处缺失碱基对AT D.处碱基对GC替换为AT,解析:赖氨酸的密码子有AAA和AAG两种,结合题中所给的赖氨酸对应的WNK4基因序列,可以确定该题中的赖氨酸的密码子是AAG,所以当处碱基对AT替换为GC时,相
7、应的密码子由AAG被替换成谷氨酸的密码子GAG。,B,【题组演练】 1.下列细胞中最不容易发生基因突变的是( ) A.正在分裂的蛙红细胞 B.人神经细胞 C.正在分裂的精原细胞 D.豌豆根尖的分生区细胞,解析:人神经细胞是高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,DNA不进行复制,不容易发生基因突变。,B,2.(2017重庆第十八中学期中)下列关于基因突变的叙述,正确的是( ) A.基因突变一定会引起生物性状的改变 B.基因突变一定会引起基因所携带的遗传信息的改变 C.基因的碱基对的缺失、增添、替换中对性状影响最小的一定是替换 D.基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系,基因突变为生物进化提供原材料
8、,解析:由于密码子的简并性等原因,基因突变不一定会改变生物的性状;基因的碱基排列顺序代表了遗传信息,所以基因突变一定会引起遗传信息的改变;碱基对替换引发的突变对性状的影响一般比缺失或增添小,但不一定最小,如发生替换,导致转录的mRNA中出现了终止密码子;基因突变具有普遍性、随机性,与环境变化没有明确的因果关系。,B,探究二,教师参考,问题引领: 1.从减数第一次分裂过程中分析发生基因重组的原因是什么?,基因重组的理解,2.试分析基因突变与基因重组有哪些不同点?,1.基因重组图解分析,2.基因突变和基因重组的比较,【典例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
9、基因重组 B.非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组 C.纯合体自交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:基因重组的类型分为两种:一是非同源染色体自由组合,二是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换;同胞兄妹间的差异主要原因是父母在减数分裂产生配子时非同源染色体自由组合导致基因重组;纯合体自交后代不会出现性状分离。 答案:C,备选例题,下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型( ) A.基因突变基因突变基因突变 B.基因突变或基因重组基因突变基因重组 C.基因突变基因突变基因突变或基因重组 D.基因突变或基因重组基因突变
10、或基因重组基因重组,解析:图中、分别属于有丝分裂的中期和后期;A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的,由于交叉互换只发生在减数分裂过程中,所以图中、的变异只能属于基因突变;属于减数第二次分裂的后期,由于减数分裂过程中可以发生交叉互换,所以不能确定A与a的不同是基因突变还是基因重组的结果。,C,方法透析 姐妹染色单体(着丝点分裂后两条子染色体)含有等位基因原因分析 分析如图变异类型时,据题意分析如下: (1)若为体细胞有丝分裂(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
11、本原因,应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变。 (4)若已知该生物的基因型为bb或BB,则出现图示结果一定发生了基因突变。,【题组演练】 1.进行有性生殖的生物,下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是( ) A.基因重组 B.基因突变 C.可遗传的变异 D.染色体变异,解析:基因重组能够产生多样化的基因组合的子代。,A,2.下列有关生物遗传和变异的说法正确的是( ) A.基因中一个碱基对发生改变,则生物性状一定会改变 B.基因重组可以产生新基因 C.基因重组是生物变异的根本来源 D.自然条件下,基因重组可发生在进行有性生殖的生物形成配子的过程中,D,解析:基因中一个碱基对发生改变即基因突
12、变,由于密码子的简并性等原因,基因突变不一定会引起生物性状的改变;基因突变产生新基因,基因重组只能将原有基因重新组合;基因突变是生物变异的根本来源;自然条件下,基因重组可发生在减数分裂形成配子的过程中,即减数第一次分裂前期(四分体时期),同源染色体的非姐妹染色单体上的等位基因交叉互换,以及减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合。,图说教材：基因重组的两种类型,(1)在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合导致基因重组。 (2)减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则位于非同源染色体上的非等位基因间自由组合,如图1。 (3)减数第一次分裂前期同源
13、染色体联会形成四分体时,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换,使位于同源染色体上的等位基因发生交换,导致染色单体上的基因重组,如图2。 (4)基因重组只产生新的基因型,并未产生新的基因。 (5)非同源染色体的非姐妹染色单体交换片段引起的变异不属于基因重组。,【跟踪训练】 如图是某个二倍体动物的两个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( ) A.该动物的性别是雄性的 B.甲细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组 C.1与2的片段交换属于基因重组 D.乙图细胞中也可能存在等位基因,B,解析:甲、乙是同一个二倍体动物的两个细胞分裂图。甲图中同源染色体正在
14、分开,是减数第一次分裂的特征,且细胞为均等分裂,因此可判定该动物性别为雄性;甲图细胞处于减数第一次分裂后期,发生同源染色体分离,非同源染色体自由组合,即发生了基因重组,但无法判断是否发生基因突变;乙图细胞中着丝点分裂,非姐妹染色单体分离成为染色体,处于减数第二次分裂后期,若在减数第一次分裂前期时发生交叉互换,则乙图细胞中可能存在等位基因;1与2的片段交换是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,属于基因重组。,1.关键语句 (1)碱基对的增添、缺失和替换可导致基因突变。 (2)基因突变的诱变因素有:物理因素、化学因素、生物因素。 (3)基因突变的特点有:普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。 (4)基因突变的意义:新基因产生的途径;生物变异的根本来源;生物进化的原始材料。 (5)在有性生殖产生配子的过程中,非同源染色体的自由组合及同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换可导致基因重组。 (6)基因重组的意义是生物变异的重要来源,丰富了生物进化材料,是形成生物多样化的重要原因。,【知识回顾与网络构建】,2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。 参考:,
