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1、山东省平度市第一中学生 物 学 课 时 授 课 导 学 案序 号： 08 主备： 靳波 审查： 刘贵溪 审批 课 题5.1 基因突变和基因重组学习要求1举例说明基因重组及其意义。 2举例说明基因突变的特征和原因。课前预习【预习指导】课前默写下列知识要点，然后自主复习第5章第1节基础知识，对默写结果进行矫正，并达到导学案提出的学习水平要求（记忆理解掌握运用）。一、（记忆）生物变异的类型（1）不可遗传的变异：仅由环境影响造成的。（2）可遗传变异：由 遗传物质 的改变引起的，其来源有基因突变、基因重组、染色体变异三种。二、（记忆）基因突变（1）概念：指DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失而引起的
2、基因结构的变化。（2）突变原因：诱发基因突变的外部因素有物理因素、化学因素和生物因素；无外来因素影响，也可能因DNA分子复制错误 、DNA的碱基组成发生改变等发生（3）结果：基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型的变化。DNAGAACTTG T AC A TmRNAGAA_GUA_氨基酸谷氨酸缬氨酸蛋白质正常异常（4）基因突变的特点：普遍性、随机性、 不定向性 、低频率性、多害少利性 等特点。（5）意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。（6）实例：镰刀型红细胞贫血症。根本病因是基因突变，直接原因是血红蛋白分子异常。将右图中碱基变化
3、补充完整三、（理解）基因重组（1）概念：基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。（2）发生时期及原因：生物体在减数第一次分裂前期（四分体）时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生交叉互换，而实现了同源染色体上非等位基因的基因重组；在减数第一次分裂后期，由于非同源染色体之间的自由组合，实现了非同源染色体上的非等位基因的基因重组。（3）意义：由于基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此，基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。【自主练习】如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，可能的后
4、果是（多选）（BCD）A、没有蛋白质产物 B、翻译为蛋白质时在缺失位置终止C、所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D、翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化课中研讨【问题研讨一】基因突变某大肠杆菌的DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶（1）（理解）诱导基因突变一般在什么时期进行？该突变属于哪一种碱基变化？DNA复制时发生（细胞分裂的间期）。碱基替换。（2）（理解）如果是动物或植物细胞中基因突变，突变后的基因都能否遗传给下一代吗？如果是体细胞，一般不能遗传，但有些生物可以通过无性繁殖传给下一代，突变部位如果是生殖细胞，则可以通过有性生殖传给下一代。（3）（理解
5、）该突变和碱基对的增添、缺失相比，哪一种基因结构的改变对蛋白质的影响较小？碱基的替换。（4）（理解）该基因突变是否一定引起生物表现型的变化？为什么？基因突变不一定引起生物表现型的改变。若突变后导致蛋白质的结构和功能改变，则性状发生改变。不引起性状改变的基因突变可能原因为：基因中不编码氨基酸的区域突变；碱基替换后氨基酸未发生改变；纯合子中的显性基因单个突变为隐性基因。（5）（理解）若该大肠杆菌分裂一次，则含有突变基因的子细胞比例为？分裂n次呢？1/2 1/2或1/2n（6）（理解）若该大肠杆菌连续分裂两次，在在四个子细胞中DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，则P碱基
6、为 胞嘧啶或鸟嘌呤（7）（理解）人工诱变常用哪些方法？有什么优点？人工可以利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。物理因素如紫外线、X射线、射线、中子流等。化学因素如亚硝酸、碱基类似物、硫酸亚胺、秋水仙素等。优点：提高突变率，创造变异新类型，培育优良品种。知识补充：基因突变的类型自然突变：在自然条件下发生的基因突变。人工诱变：在人为条件下发生的基因突变。显性突变：突变基因对原来的基因为显性。隐性突变：突变基因对原来的基因为隐性。下列实例中，能够说明突变对生物本身的利与害具有相对性的是A玉米绿色苗中出现白化苗B晚熟水稻中出现早熟植株C高秆作物中出现矮秆植株D高粱作物中出现雄性不育株
7、【问题研讨二】基因重组（1）（理解）生物在有性生殖过程中一定发生基因重组吗？一定，因为在有性生殖产生配子的过程中，一定会有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，四分体时期也有可能发生非姐妹染色单体的交叉互换。（2）（理解）基因重组能否产生新的基因和新的性状？不能产生新的基因，可以产生新的性状知识联系：人工进行的基因重组：通过基因工程使目的基因与受体细胞DNA重组。【跟踪练习2】（09年北京）真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代（D）A. 增加发生基因突变的概率B. 继承双亲全部的遗传性状C. 从双亲各获得一半的DNAD. 产生不同于双亲的基因组合【知识小结】基因突变基因重组
8、本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。发生条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。适用生物所有生物真核生物的有性生殖的核遗传发生频率低频普
9、遍应用诱变育种杂交育种典例分析：参见创新设计P123命题案例导析【课堂练习】1、（10福建卷）下图为人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1169位赖氨敬交为谷氨酸。该基因发生的突变是甘氨酸：GGG赖氨酸：AAA AAG谷氨酰胺：CAG CAA谷氨酸：GAA GAG丝氨酸：AGC丙氨酸：GCA天冬氨酸：AAUA处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GC C处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT答案：B2、（10新课标）在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否
10、正确，应检测和比较红花植株与白花植株中A花色基因的碱基组成 B花色基因的序列C细胞的含量 D细胞的含量【答案】B3、与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，下列说法不正确的是 A后代继承了双亲的遗传物质 B减数分裂过程中，DNA复制更容易发生差错 C减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子 D更容易产生新的基因型答案：B4、 (08福建生物)利用所学知识解答下列问题：滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。(1)细菌抗药性变异的来源属于 。(2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中 。(3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行
11、的结果，其内在实质是 。(4)在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是 。(1)基因突变 (2)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低) (3)定向选择 菌群中抗药性基因频率增加 (4)隐性基因可通过杂合子保存下来课后学习1结合本节导学案，巩固记忆所学基础知识（课前提问检查）。2完成创新设计3作业本：人类的正常血红蛋白(HbA)链第63位氨基酸是组氨酸，其密码子为CAU或CAC。当链第63位组氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后，出现异常出红蛋白(HbM)，导致一种贫血
12、症；链第63位氨基酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代而产生的异常血红蛋白(HbZ)将引起另一种贫血症。(1)写出正常血红蛋白基因中，决定链第63WE位组氨酸密码子的碱基对组成。(2)在决定链第63位组氨酸密码子的DNA三个碱基对中，任意一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗?为什么?解析本题以中心陆则，基因突变(中性突变)为知识载体，主要测试考生获取知识能力、理解能力和分析综合能力。血红蛋白异常，归根到底是由于基因中碱基对的排列顺序改变(基因突变)引起的。由于组成蛋白质的氨基酸只有20种，而遗传密码于有61种，故一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可由几种密码子决定。答案(1) (2)不一定。当或中的第三对碱基发生ATGC或GCAT变化后，产生的密码子为CAC 或CAU，仍然是组氨酸的密码子，因而不影响产生正常血红蛋白。1
