第1节基因突变和基因重组 学案设计（一） ■■■■学习目标 ■■■■自主预习 不可遗传变异：由环境引起的送传物质设有发生变化 可速传变异由遗传物质的支化引起的疫异可遗 传的疫异的来源有3个基因突变、基因重组和 染色体变异 变异 一、基因突变 变的 )病因分析：查阅密码子表，完成下图 器 氨基酸谷氨酸 撕氨酸 蛋白质正常 异常 (②)镰状细胞贫血的直接原因_ 3)状细胞资的根本原 不有些 物可通过 传递 (仁)基因突变的原因及发生时期 1.基因突变发生的庄要时期：① 期（导致体细胞突变） 期（导致生殖细胞突变。 基因突变的原 线射线及其他幅 如亚硝酸盐 城其类似以物 某些病毒的遗传物质能影响宿主的M。 (2)自然突变的因素， 偶尔也发生错误、 发生改变等原因自发产生 在自然界的物种： 泛存在低 DNA分子的不同部位. 可能发告分上可以发生在同 性指一个基因可向不同方向发生突变产生一个以上的基因。基因突变的方向与环境 (慎“有”或“无”明确的因果关 性：是指在 状态下，对一种生物来说因突变的频率 性是指多数基因突变是有害的，但也有少数基因突变是 的 变 变的意义： 产生的途径是生物变异的 来源是生物进化的
第 1 节 基因突变和基因重组 学案设计(一) 学习目标 1.举例说明基因突变的特点和原因。 2.举例说出基因重组的概念和类型。 自主预习 变异 一、基因突变 (一)基因突变的概念 1.实例分析——镰状细胞贫血 (1)病因分析:(查阅密码子表,完成下图) (2)镰状细胞贫血的直接原因: ; (3)镰状细胞贫血的根本原因: 。 2.概念:DNA 分子中发生的碱基的 、 、 ,而引起的 的改变,叫做基因突变。 3.基因突变若发生在 细胞中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在 细胞中,一般不能遗传,有些植 物可通过 传递。 (二)基因突变的原因及发生时期 1.基因突变发生的主要时期:① 期(导致体细胞突变) ② 期(导致生殖细胞突变)。 2.基因突变的原因 (1)诱发突变的因素: ① :如紫外线、X 射线及其他辐射。 ② :如亚硝酸盐、碱基类似物。 ③ :某些病毒的遗传物质能影响宿主的 DNA。 (2)自然突变的因素: 偶尔也发生错误、 发生改变等原因自发产生。 (三)基因突变的特点 1. 性:是指基因突变在自然界的物种中广泛存在,低等和高等生物都可能发生。 2. 性:指突变可以发生在生物个体发育的 ;可以发生在细胞内不同的DNA 分子上;可以发生在同一 DNA 分子的不同部位。 3. 性:指一个基因可向不同方向发生突变,产生一个以上的 基因。基因突变的方向与环境 (填“有”或“无”)明确的因果关系。 4. 性:是指在 状态下,对一种生物来说,基因突变的频率 。 5. 性:是指多数基因突变是有害的,但也有少数基因突变是 的。 (四)基因突变的意义: 基因突变是 产生的途径,是生物变异的 来源,是生物进化的
基因重组 既念指在生物体进行 过程中，控制 的基因的重新组合 分裂的 期由干非同酒染色体的白中组合实现了非同酒沈色体上 (2)交叉互换在 分裂的 时期，由于同源染色体上非姐妹染色单体的实现了同源染色体上 的重新组合， 3.意义基因重组是 _的来源之一对 有重要意义。 ■■■课堂探究 【课堂探究1】某双链的核着酸序列如下图，请查密码子表完成以下问题。 2)若将第6位的T-A替换为C-G,写出改变之后编码的复基酸序列 3)若在第3位的G-C和第4位的GC之间插入GC,写出改变之后编码的复基酸序列 (4)若在第3位的G-C和第4位的GC之间插入3对CC,写出改变之后编码的复基酸序列。 偏惠烧香一定合3妇状空
二、基因重组 1.基因重组的概念:指在生物体进行 过程中,控制 的基因的重新组合。 2.基因重组的类型: (1)自由组合:在 分裂的 期,由于非同源染色体的自由组合,实现了非同源染色体上 的自由组合; (2)交叉互换:在 分裂的 时期,由于同源染色体上非姐妹染色单体的 ,实现了同源染色体上 的重新组合。 3.意义:基因重组是 的来源之一,对 有重要意义。 课堂探究 【课堂探究 1】某双链 DNA 的核苷酸序列如下图,请查密码子表完成以下问题。 —ATGGATATCCTCGGGTAA— —TACCTATAGGAGCCCATT—(模板链) (1)写出这段 DNA 编码的氨基酸序列。 (2)若将第 6 位的 T-A 替换为 C-G,写出改变之后编码的氨基酸序列。 (3)若在第 3 位的 G-C 和第 4 位的 G-C 之间插入 G-C,写出改变之后编码的氨基酸序列。 (4)若在第 3 位的 G-C 和第 4 位的 G-C 之间插入 3 对 G-C,写出改变之后编码的氨基酸序列。 [自主总结 1] (1)基因突变是否一定会引起性状的改变?
(②)通过2和③的比较，分析哪一个影响更大一些？ (3)通过③和④的比较分析哪一个影响更大一些 (性)基因突变一定会遗传给后代吗？ 【课堂探究2】分析以下资料，思考每一个资料说明了基因突变有什么样的特点。 资料1：自然界中，流感病毒可分为甲、乙、丙三型肺炎链球菌的种类有有英膜和无英膜两种类型，晓豆种子的圆滑和 皱缩番茄的红果和黄果小麦的高秆和矮秆果蝇的白眼和红眼的玫瑰冠和单冠免的白毛和黑毛正常绵羊和短腿安康 羊正常人和白化病病人等 总结：其因室恋耳有 资料2：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期可以发生在细跑内不同的A分子上可以发生在同一A分 子的 总结基因 突变具 资料3：以基因A为例它不但可以突变成为，而且还可能变成为、等一系列的等位基。如：控制小鼠毛色的 基因可以突变成黄色基因也可以突变成黑色基因。 总结：基因突变具有 资料4：几种生物不同基因的自然突变率。 突变型 突频 单位 2×1 每个配子的突变率 粉红色 人 软智发有不全 5×10 每个配子的突变须率 总结基因突变具有 资料5：人的血友病、白化病、状细胞贫血等遗传病都是基因突变的结果这些疾病都对人类健康产生严重危害。 总结基因突变具有 《核心素养专 1.将纯种小麦播种于生扩 田，发现边际和 水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是() A基 B.环境引起性状变写 C.隐性基因突变成为显性基因 D.染色体结构和数目发生了变化
(2)通过②和③的比较,分析哪一个影响更大一些? (3)通过③和④的比较,分析哪一个影响更大一些? (4)基因突变一定会遗传给后代吗? 【课堂探究 2】分析以下资料,思考每一个资料说明了基因突变有什么样的特点。 资料 1:自然界中,流感病毒可分为甲、乙、丙三型;肺炎链球菌的种类有有荚膜和无荚膜两种类型;豌豆种子的圆滑和 皱缩;番茄的红果和黄果;小麦的高秆和矮秆;果蝇的白眼和红眼;鸡的玫瑰冠和单冠;兔的白毛和黑毛;正常绵羊和短腿安康 羊;正常人和白化病病人等。 总结:基因突变具有 资料 2:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;可以发生在细胞内不同的 DNA 分子上;可以发生在同一 DNA 分 子的不同部位。 总结:基因突变具有 资料 3:以基因 A 为例,它不但可以突变成为 a1,而且还可能突变成为 a2、a3等一系列的等位基因。如:控制小鼠毛色的 基因可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因。 总结:基因突变具有 资料 4:几种生物不同基因的自然突变率。 生物名称 突变类型 突变频率 单位 大肠杆菌 组氨酸缺陷型 2×10-6 每个配子的突变频率 玉米 皱缩种子 1×10-5 每个配子的突变频率 果蝇 白眼 4×10-5 每个配子的突变频率 小鼠 粉红色眼 3.5×10-6 每个配子的突变频率 人 软骨发育不全 5×10-5 每个配子的突变频率 总结:基因突变具有 资料 5:人的血友病、白化病、镰状细胞贫血等遗传病都是基因突变的结果,这些疾病都对人类健康产生严重危害。 总结:基因突变具有 核心素养专练 1.将纯种小麦播种于生产田,发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是 ( ) A.基因重组引起性状分离 B.环境引起性状变异 C.隐性基因突变成为显性基因 D.染色体结构和数目发生了变化
2.某个婴儿不能消化乳类经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨甚酸改变而致乳酶失活，发生这种现象的根本原 因是() A.婴儿缺乏吸收种复基酸的能力 B.婴儿不能摄取足够的乳情酶 C.乳接随基因有 一个碱基被替换了 3.下列细跑在其生命活动过程中概有可能发生基因重组现象又有可能发生基因突变现象的是() A.心肌细胞 B.成熟的红细胞 C.根毛细胞 D.精原细胞 4.长期接触X射线的人群后代遗传病的发病率明显增高原因是() A.生殖细胞发生了基因突变 B.生殖细胞发生了基因重组 C.体细跑发生了基因突变 D.生殖细胞发生了基因交换 5.一对夫妇所生子女中有很大差异，这种差异主要来自() A.基因突变B,基因重组 C.环境影响D.染色体变异 6.2020·江苏省高考衫 ·9桌膜蛋白基因在其编区的5'端含有重复序列0下列叙述正确 的 A.CTCTT重复次数效变不会引起基因突变 B.CTCTT重 加提高了该望因中密啶碱的比例 C.若CTCTT重复6次则重发序列之后编码的安酸序列不 D.CTCTT复次数越多，基因编码的蛋白质相对分子质量越大 7.(2020·山东卷)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长发生基因突变产生的腹基酸然赖型菌株需要在基本培养 基上补充相应复基酸才能生长.将甲硫氨酸依赖型菌株，和苏要酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会合产生 菌落。某同学实验过程中发现，将M、、菌株混合培养一时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个 细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到皇本培养甚上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理 的是( A.提作过程中出现热黄污染 B.M南株百为时方提供在失的酸 C混合培 .混合培养过程 ,菌株中 3.2020·天津高考生物试卷·7一个基因型为T1的精原细跑产生了四个精细跑其基因与染色体的位置关系观下 图。导致该结果最可能的原因是( A.基因突变 B.同源染色体非姐妹染色单体交互换 C.染色体变异 D.非同源染色体自由组合 9.下图 泡贫血的病因，图2是 个家族中该病的遗传系谱图控制基姻为B,b),请据盟回客下列问题 已知谷酸的密码子是 GAG)
2.某个婴儿不能消化乳类,经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改变而导致乳糖酶失活,发生这种现象的根本原 因是( ) A.婴儿缺乏吸收某种氨基酸的能力 B.婴儿不能摄取足够的乳糖酶 C.乳糖酶基因有一个碱基被替换了 D.乳糖酶基因有一个碱基缺失了 3.下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是( ) A.心肌细胞 B.成熟的红细胞 C.根毛细胞 D.精原细胞 4.长期接触 X 射线的人群,后代遗传病的发病率明显增高,原因是( ) A.生殖细胞发生了基因突变 B.生殖细胞发生了基因重组 C.体细胞发生了基因突变 D.生殖细胞发生了基因交换 5.一对夫妇所生子女中,有很大差异,这种差异主要来自( ) A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异 6.(2020·江苏省高考生物试卷·9)某膜蛋白基因在其编码区的5'端含有重复序列 CTCTTCTCTTCTCTT,下列叙述正确 的是( ) A.CTCTT 重复次数改变不会引起基因突变 B.CTCTT 重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例 C.若 CTCTT 重复 6 次,则重复序列之后编码的氨基酸序列不变 D.CTCTT 重复次数越多,该基因编码的蛋白质相对分子质量越大 7.(2020·山东卷)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长,发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养 基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株 M 和苏氨酸依赖型菌株N 单独接种在基本培养基上时,均不会产生 菌落。某同学实验过程中发现,将M、N 菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上,培养后出现许多由单个 细菌形成的菌落,将这些菌落分别接种到基本培养基上,培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析,不合理 的是( ) A.操作过程中出现杂菌污染 B.M、N 菌株互为对方提供所缺失的氨基酸 C.混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质 D.混合培养过程中,菌株中已突变的基因再次发生突变 8.(2020·天津高考生物试卷·7)一个基因型为 DdTt 的精原细胞产生了四个精细胞,其基因与染色体的位置关系见下 图。导致该结果最可能的原因是( ) A.基因突变 B.同源染色体非姐妹染色单体交叉互换 C.染色体变异 D.非同源染色体自由组合 9.下图1 表示人类镰状细胞贫血的病因,图2 是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B、b),请据图回答下列问题。 (已知谷氨酸的密码子是 GAA、GAG)
DNA CTT GAA GTA RNA GAA 图1 。正常女性 9 ■病男性 ●患病女性 图2 (1)图中①②表示的遗传信息传递过程分别是：① 2 。过程①发生的时间 场所是 (2)a链碱基组成是 ,户链碱甚组成是 (3)嚎状细胞贫血的致病甚因位于 染色体上属于 性遗传病. (4)Ⅱ代6号基因型是 ,Ⅱ代6号和Ⅱ代7号婚配后生出患病男孩的概率是 要保证川代9号婚配后 子代不患此病，从理论上说其配的基因型必须为 (5)若正常基因片段中的CTT突变为CT心，由此制的生物性状 慎“会”或“不会”)发生改变理由是 ☐☐☐□参考答案 自主预习 一1.()T、A人U(2)蛋白质结构异常 替换基因灶 2增添 缺失替换 基因结构 3.生殖体无性繁殖 (仁1.①有丝分裂间②减数第一次分裂前的间 2.(1)0物理因素②化学因素③生物因素 (②)DNA分子复制DNA的碱基组成 (白1.普遍 2.随机任何时期 3.不定向等位无 4.低频自然很低 5.多小利有 四新基 原材料 有性： 不同性共 2.()减数第 次 非等位基因 2)减数第一次四分体交叉互换非等位基因 3.生物变异生物进化 课堂探究 课堂探究】
图 1 图 2 (1)图中①②表示的遗传信息传递过程分别是:① ;② 。过程①发生的时间 是 ,场所是 。 (2)α 链碱基组成是 ,β 链碱基组成是 。 (3)镰状细胞贫血的致病基因位于 染色体上,属于 性遗传病。 (4)Ⅱ代 6 号基因型是 ,Ⅱ代 6 号和Ⅱ代 7 号婚配后生出患病男孩的概率是 ,要保证Ⅱ代 9 号婚配后 子代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为 。 (5)若正常基因片段中的 CTT 突变为CTC,由此控制的生物性状 (填“会”或“不会”)发生改变,理由是: 。 参考答案 自主预习 一、(一)1.(1)T、A、A、U (2)蛋白质结构异常 (3)DNA 中碱基替换,基因结构改变 2.增添 缺失 替换 基因结构 3.生殖 体 无性繁殖 (二)1.①有丝分裂间 ②减数第一次分裂前的间 2.(1)①物理因素 ②化学因素 ③生物因素 (2)DNA 分子复制 DNA 的碱基组成 (三)1.普遍 2.随机 任何时期 3.不定向 等位 无 4.低频 自然 很低 5.多害少利 有利 (四)新基因 根本 原材料 二、1.有性生殖 不同性状 2.(1)减数第一次 后 非等位基因 (2)减数第一次 四分体 交叉互换 非等位基因 3.生物变异 生物进化 课堂探究 [课堂探究 1]