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1、第五章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组一、教学目标1.举例说明基因突变的特点和原因。2.举例说说出基因因重组。3.说出基基因突变变和基因因重组的的意义。二、教学重重点和难难点1.教学重重点（1）基因因突变的的概念及及特点。（2）基因因突变的的原因。2.教学难难点基因突变和和基因重重组的意意义。三、教学方方法讨论法、 讲授法法四、教学课课时2五、教学过过程教学内容教师组织和和引导学生活动教学意图引言前面我们对对遗传问问题进行行了学习习、知道道了主要要的遗传传物质是是DNAA，控制制生物性性状遗传传的遗传传物质的的结构和和功能的的基本单单位是基基因，以以及遗传传的三个个基本定定律和
2、伴伴性遗传传。可见遗传的的问题很很复杂。那那么，变变异呢？也同样样如此。在在丰富多多彩的生生物界中中，蕴含含着形形形色色的的变异现现象。今今天，我我们就来来学习这这方面的的知识。【介绍】生生物的变变异可分分为两大大类：不不可遗传传的变异异和可遗遗传的变变异。可可遗传变变异有三三种来源源：基因因突变、基基因重组组和染色色体变异异。【强调】可可遗传的的变异不不是由于于环境因因素的影影响而引引起的性性状改变变，而是是由于生生殖细胞胞内的遗遗传物质质的改变变引起的的，因而而能够遗遗传给后后代。【问】通过过美容手手术，纹纹成弯弯弯的柳叶叶眉，这这种柳叶叶眉能遗遗传吗？为什么么？【问】“一一猪生九九仔，连
3、连母十个个样”，这种种个体的的差异，主主要是什什么原因因产生的的？思考回答通过基因重重组产生生的。【归纳】一、基因突突变1基因突突变的概概念【问1】镰镰刀型细细胞贫血血症是怎怎样引起起的一种种遗传病病？（教教师简介介镰刀型型细胞贫贫血症）【问2】大大家回顾顾一下，什什么叫基基因？基基因的分分子结构构如何？出示基因结结构变化化示意图图，对图图讲解。强调基基因结构构不管按按以上的的哪一种种情况变变化，归归根结底底都是碱碱基的排排列顺序序发生了了改变，从从而改变变了遗传传信息，引引起生物物性状的的变异。由于DNAA分子中中发生的的碱基对对的增添添、缺失失或改变变，而引引起的基基因结构构的改变变，叫基
4、基因突变变。基因突突变是染染色体的的某一个个位点上上基因的的改变，基基因突变变使一个个基因变变成它的的等位基基因，且且通常会会引起一一定的表表现型变变化。那么，基基因突变变是如何何产生的的呢？1.学生阅阅书第88081页页后回答答。是由由基因突突变引起起的一种种遗传病病，是由由于基因因的分子子结构发发生了改改变产生生的。2.基因是是有遗传传效应的的DNAA片段，基基因中的的脱氧核核苷酸排排列顺序序（碱基基顺序）就就代表遗遗传信息息。不同同的基因因，脱氧氧核苷酸酸的排列列顺序（碱碱基顺序序）不同同。2基因突突变的原原因以人类的的镰刀型型细胞贫贫血症为为例。显示：正常型型红细胞胞与镰刀刀型细胞胞贫
5、血症症的红细细胞的性性状比较较图。镰刀型型贫血症症是一种种异常血血红蛋白白病。一一旦缺氧氧，患者者红细胞胞变成长长镰刀型型，血液液的粘性性增加，引引起红细细胞的堆堆积，导导致各器器官血流流的阻塞塞。而出出现脾脏脏肿大，四四肢的骨骨骼、关关节疼痛痛，血尿尿和肾功功能衰竭竭等症状状，病重重时，红红细胞受受机械损损伤而破破裂产生生溶血现现象，引引起严重重贫血而而造成死死亡。显示：镰刀型型细胞贫贫血症病病因图解解。 问1：镰刀型型贫血症症病人的的红细胞胞和正常常人的为为什么不不一样？问2：镰刀刀型贫血血症病人人的血红红蛋白中中的谷氨氨酸为什什么被缬缬氨酸取取代？【强调】镰镰刀型细细胞贫血血症发病病的根
6、本本原因是是控制血血红蛋白白会成的的基因中中一个碱碱基对发发生了改改变，由由 变成成 。问3：基因因突变有有何意义义？思考回答3.基因突突变是生生物变异异的根本本来源，为为生物进进化提供供了最初初的原材材料，是是生物进进化的内内因，没没有变异异就没有有进化，因因而在生生物进化化中具有有重要意意义。3基因突突变的特特点问：基因突突变作为为生物变变异的重重要来源源，它有有哪些特特点呢？【强调】自自然条件件下发生生的基因因突变叫叫做自然然突变，人人为条件件下诱发发产生的的基因突突变叫做做诱发突突变。基基因突变变可以发发生在体体细胞中中，也可可以发生生在生殖殖细胞中中。在高高等生物物里，大大约100万
7、到11亿个生生殖细胞胞中才会会有一个个发生基基因突变变。可见见突变其其实也是是不容易易发生的的。【归纳】普遍性性随机性性稀有性性有害性性 不定定向性学生阅书第第82页页后，由由学生回回答教师师穿插其其中讲解解。4基因突突变的意意义基因突变是是新基因因产生的的途径，是是生物变变异的根根本来源源，是生生物进化化的原材材料。二、基因重重组1基因重重组的概概念问：什么叫叫基因重重组？基基因重组组产生的的根本原原因是什什么？举举例说明明【强调】这这里必须须注意到到，基因因重组只只是生物物个体的的基因型型发生了了改变，出出现了亲亲代没有有的新的的基因组组合，而而基因本本身的结结构并没没有改变变。基因重组是
8、是指生物物进行有有性生殖殖的过程程中，控控制不同同性状的的基因的的重新组组合。2基因重重组的原原因基因重组产产生的根根本原因因主要有有两方面面，一方方面是由由于基因因的自由由组合，即即控制两两对或两两对以上上相对性性状的等等位基因因，位于于两对或或两对以以上同源源染色体体上，该该生物个个体在减减数分裂裂形成配配子时，非非同源染染色体上上的非等等位基因因间的自自由组合合。另一一方面是是由于位位于同源源染色体体上的原原来连锁锁在一条条染色体体的非等等位基因因， 在减数数分裂第第一次分分裂的前前期，复复制后的的同源染染色体联联会后，非非姐妹染染色单体体之间由由于交叉叉而交换换，基因因也随着着交换。上
9、述二种原原因，都都能形成成基因的的重组，而而新的重重组基因因类型又又导致了了不同相相对性状状的重组组，使后后代产生生变异。基因重组是是通过有有性生殖殖来实现现的，如如果两个个亲本的的杂合性性越高、遗遗传物质质的差距距越大，基基因重组组的类型型就越多多，后代代产生的的变异也也就越多多。以豌豌豆为例例，当具具有100对相对对性状的的亲本进进行杂交交时，如如果只考考虑基因因的自由由组合（ll0对等等位基因因位于110对同同源染色色体上）所所引起的的基因重重组， 可能出出现的表表现型就就有 种。3.基因重重组的意意义引导阅读思思考阅读课本第第83页页，自己己总结。总结生物的变异异，根据据生物体体内的遗
10、遗传物质质是否改改变，分分为可遗遗传变异异和不可可遗传变变异两类类。可遗遗传变异异中的基基因突变变，是基基因分子子结构的的改变。是是在一定定的外界界条件或或者生物物内部因因素的作作用下，使使得DNNA分子子中发生生碱基对对的增添添、缺失失或改变变，结果果是基因因中的脱脱氧核苷苷酸的排排列顺序序发生改改变，最最终导致致原来的的基因变变为它的的等位基基因。基因突变不不同于基基因重组组，基因因重组是是基因的的重新组组合，产产生了新新的基因因型，基基因突变变是基因因结构的的改变，产产生了新新的基因因，产生生了新的的遗传物物质。因因而基因因突变是是生物产产生变异异的根本本原因、为为生物进进化最供供了最初
11、初的原材材料。基因重组是是通过有有性生殖殖过程来来实现的的，如果果两个亲亲本的杂杂合性越越高、遗遗传物质质差距越越大，基基因重组组的类型型就越多多，后代代产生的的变异就就越多。因因而基因因重组为为生物的的变异提提供了极极其丰富富的来源源，是形形成生物物多样性性的重要要原因之之一，对对生物进进化具有有十分重重要的意意义。近年来，应应用重组组DNAA技术，可可以把经经过改造造的基因因，通过过载体送送入生物物细胞中中，并使使新的基基因在细细胞内正正确表达达。通过过此种途途径，获获得人类类需要的的转基因因动物或或转基因因植物。【典型例题题】1将同一一品种的的小麦分分别种在在水肥条条件不同同的农田田，其
12、株株高等性性状表现现出很大大差异，这这种现象象在遗传传学上称称为（ ）A遗遗传性B遗遗传重组组引起的的变异C基基因突变变产生的的差异D不不遗传的的变异解析：生物的的变异分分为不遗遗传的变变异和遗遗传的变变异，前前者是由由于环境境条件的的改变引引起生物物性状的的变异，后后者是由由于遗传传物质改改变引起起的生物物性状的的变异。同一品品种的小小麦含有有相同的的遗传物物质，若若在相同同的环境境条件下下，其表表现出来来的性状状是一样样的。同同一品种种的小麦麦在水肥肥不同的的农田，其其性状差差异是由由于环境境条件不不同引起起的，而而非遗传传物质改改变引起起的。若若由基因因突变引引起的，则则只限于于极少数数
13、个体出出现性状状差异。因因为品种种是纯合合子，也也不存在在由基因因重组和和染色体体变异导导致性状状变异的的问题。所所以是一一种不遗遗传的变变异。答答案：DD2基因突突变大多多数都有有害的原原因是（B）A基基因突变变形成的的大多是是隐性基基因B基基因突变变破坏了了生物与与环境之之间形成成的均衡衡体系C基基因突变变形成的的表现效效应往往往比基因因重组更更为明显显D基基因突变变对物种种的生存存和发展展有显著著的负作作用解析：如果对对基因突突变的有有害性理理解不深深刻，易易选C和和D，因因基因突突变后，性性状改变变确定非非常显著著，而且且往往对对个体生生存确实实不利；但表现现效应明明显不一一定导致致有
14、害，虽虽然基因因突变大大多有害害，可是是对生物物的进化化具有重重要的意意义。故故C、DD不合题题意。AA项中的的隐性基基因不一一定就有有害，何何况基因因突变是是不定向向的。只只有B项项叙述才才是真正正导致有有害性的的原因。该题重重在分析析供选项项之间隐隐含的微微妙关系系，必须须应用基基础知识识作出推推理，确确定正确确答案。3果果蝇约有有 对基基因，假假定每个个基因的的突变率率都是 ，一个个大约有有 个果果蝇的群群体，每每一代出出现的基基因突变变数是（ ）A BB CC DD 解析：自然界界中生物物的自发发突变的的频率很很低，这这是对于于单个基基因而言言，但种种群是由由许多个个体所组组成，每每个
15、个体体的每个个细胞中中都含有有成千上上万个基基因，依依据题干干所列出出的数值值，这个个果蝇群群体每一一代出现现的基因因突变数数目是 （个）。该该题通过过有关数数据的分分析，说说明基因因突变是是生物变变异的根根本来源源。对于于生物群群体而言言，基因因突变的的性状也也是非常常巨大的的。答案：B 4用用一定剂剂量的秋秋水仙素素处理某某种霉菌菌，诱发发了基因因突变，秋秋水仙素素最有可可能在下下列哪项项过程中中起作用用？（ ）A有有丝分裂裂间期 B有有丝分裂裂全过程程C受受精作用用过程 D减减数分裂裂第一次次分裂间间期解析：基因突突变最易易发生于于DNAA分子复复制过程程中，即即细胞有有丝分裂裂间期（导导致体细细胞发生生突变）或或减数分分裂第一一次分裂裂间期（导导致生殖殖细胞发发生突变变）。当当然，对对有性生生殖的动动、植物物，只有有生殖细细胞中的的基因
