2019-2020年高中生物《5.1 基因突變和基因重組》學(xué)案 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物5.1 基因突變和基因重組學(xué)案 新人教版必修25.1基因突變和基因重組教學(xué)目標(biāo)1.舉例說(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。2.舉例說(shuō)明基因重組。3.說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。一、生物變異的類(lèi)型1生物的變異有兩種類(lèi)型：不可遺傳的變異和可遺傳的變異。2引起兩種變異的條件：不可遺傳的變異是由于環(huán)境因素的影響導(dǎo)致的，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變；可遺傳的變異是由于遺傳物質(zhì)的改變引起的。3兩種變異表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)(1)不可遺傳的變異的特點(diǎn)是：一般只在當(dāng)代表現(xiàn)出來(lái)；不能遺傳給后代；這種變異的方向一般是定向的。(2)可遺傳的變異的特點(diǎn)是：可以在當(dāng)代，也可在后代中出現(xiàn)；變異一旦發(fā)生，就有可能遺傳給后代；這類(lèi)變異的方向是不定向的。二、基因突變的實(shí)例、概念1引起鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是_的基因發(fā)生了突變，直接原因是構(gòu)成血紅蛋白的一條肽鏈上的_被_取代。2基因突變：由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的_、_或_，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。所以基因突變常發(fā)生在_和_。3基因突變的本質(zhì)：基因突變是_上的變化，不改變_上基因的數(shù)量及所處位置，只改變某一基因的_及_，即由Aa或aA。4基因突變對(duì)后代的影響(1)基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過(guò)程，這種突變可以通過(guò)無(wú)性繁殖傳給后代，但不會(huì)通過(guò)有性生殖傳給后代。(2)基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過(guò)程，這種突變有可能通過(guò)有性生殖傳給后代。(3)生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中對(duì)外界環(huán)境因素的變化更敏感。三、基因突變的特點(diǎn)、原因、結(jié)果及意義1基因突變的特點(diǎn)(1)_，(2)_，(3)_，(4)_，(5)_。2誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的因素(1)內(nèi)因：基因_改變。即DNA復(fù)制出錯(cuò)，堿基對(duì)(增減或改變)堿基序列(局部密碼改變、移碼突變)遺傳信息(改變)。(2)外因：_因素：如紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA。_因素：如亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等能改變核酸的堿基。_因素：如某些病毒，其遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA等。3基因突變的意義：基因突變是_產(chǎn)生的途徑，是生物變異的_來(lái)源，是_的原始材料。4結(jié)果：(1)多數(shù)基因突變能引起_的變化。(2)少數(shù)基因突變不能引起_的改變。若發(fā)生突變后，引起mRNA上的密碼子改變，但由于密碼子的_，改變了的密碼子與原密碼子仍對(duì)應(yīng)同一種氨基酸，此時(shí)突變基因控制的性狀不改變。(3)若基因突變?yōu)開(kāi)突變，如AA中的一個(gè)Aa，此時(shí)性狀也不改變。四、基因重組及意義1概念：基因重組是指在生物體進(jìn)行_的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的_。所以，進(jìn)行有性生殖的生物會(huì)發(fā)生基因重組。2類(lèi)型：基因重組有_和_兩類(lèi)。前者發(fā)生在_(非同源染色體的自由組合)，后者發(fā)生在_(非姐妹染色單體的交叉互換)。3意義：基因重組是_的來(lái)源之一，是形成生物_的重要原因，對(duì)生物的_也具有重要意義。課時(shí)訓(xùn)練1下列關(guān)于基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是()A基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的增添、缺失或改變B基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序的改變而發(fā)生的C基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素的作用下引發(fā)D基因突變的頻率很低，且都是有害的2下列細(xì)胞在其生命活動(dòng)過(guò)程中既有可能發(fā)生基因重組現(xiàn)象，又有可能發(fā)生基因突變現(xiàn)象的是()A心肌細(xì)胞B成熟的紅細(xì)胞C根毛細(xì)胞D精原細(xì)胞3下面有關(guān)基因重組的說(shuō)法不正確的是()A基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中B基因重組產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新基因C基因重組是生物變異的主要來(lái)源D基因重組能產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新性狀4卵原細(xì)胞在進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，細(xì)胞中不可能出現(xiàn)的是()A解旋B蛋白質(zhì)合成C基因突變D基因重組5以下有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是()A非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B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)6如圖為高等動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖，圖中不可能反映的是()A發(fā)生了基因突變B發(fā)生了染色單體互換C該細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞D該細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞7下列關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是()基因突變包括自然突變和誘發(fā)突變?cè)贒NA復(fù)制中，堿基排列順序發(fā)生差錯(cuò)從而改變了遺傳信息，產(chǎn)生了基因突變基因突變一般對(duì)生物是有害的，但也有的基因突變是有利的基因突變一定產(chǎn)生新性狀A(yù)BCD8原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小()A置換單個(gè)堿基對(duì)B增加4個(gè)堿基對(duì)C缺失3個(gè)堿基對(duì)D缺失4個(gè)堿基對(duì)9.下圖表示人類(lèi)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)過(guò)程是_，發(fā)生的場(chǎng)所是_，發(fā)生的時(shí)間是_；過(guò)程是_，發(fā)生的場(chǎng)所是_；過(guò)程是_，發(fā)生的場(chǎng)所是_。(2)表示的堿基序列是_，這是決定一個(gè)纈氨酸的一個(gè)_，轉(zhuǎn)運(yùn)纈氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA一端的三個(gè)堿基是_。(3)父母均正常，生了一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的女兒，可見(jiàn)此遺傳病是_遺傳病。若HbS代表致病基因，HbA代表正常的等位基因，則患病女兒的基因型為_(kāi)，母親的基因型為_(kāi)；這對(duì)夫婦再生一個(gè)患此病的女兒的概率為_(kāi)。(4)比較HbS與HbA的區(qū)別，HbS中堿基為_(kāi)，而HbA中為_(kāi)。(5)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由_產(chǎn)生的一種遺傳病，從變異的種類(lèi)來(lái)看，這種變異屬于_。該病十分罕見(jiàn)，嚴(yán)重缺氧時(shí)會(huì)導(dǎo)致個(gè)體死亡，這表明基因突變的特點(diǎn)是_和_。10如圖為某一紅色鏈孢霉合成精氨酸的過(guò)程，回答問(wèn)題： 基因基因基因 酶酶 酶 某化合物鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸精氨酸(1)在一次實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)測(cè)試只發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)氨酸和瓜氨酸，而沒(méi)有精氨酸。產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因是_。(2)如果酶和酶活性正常，酶活性喪失，則能否合成鳥(niǎo)氨酸和精氨酸？_。原因是_。(3)用一定劑量的射線(xiàn)照射萌發(fā)狀態(tài)的棉花種子，其成活棉株的器官形態(tài)和生理代謝均發(fā)生顯著變異，這種變異屬于_。處理過(guò)的種子有的出苗后不久就死亡，絕大多數(shù)的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，這說(shuō)明了_。在其中也發(fā)現(xiàn)了極少的個(gè)體品質(zhì)好、產(chǎn)量高，這說(shuō)明了變異是_。答案二、1.控制合成血紅蛋白谷氨酸纈氨酸2替換增添缺失有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂間期3分子水平染色體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式三、1.(1)普遍性(2)隨機(jī)性(3)低頻性(4)不定向性(5)多害少利性2(1)結(jié)構(gòu)(2)物理化學(xué)生物3新基因根本生物進(jìn)化4(1)生物性狀(2)生物性狀簡(jiǎn)并性(3)隱性四、1.有性生殖重新組合2自由組合交叉互換減數(shù)第一次分裂的后期減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期3生物變異多樣性進(jìn)化課時(shí)訓(xùn)練1DA項(xiàng)是基因突變的概念；B項(xiàng)闡明了基因突變的原因；C項(xiàng)說(shuō)明了基因突變的誘發(fā)因素；D項(xiàng)錯(cuò)誤，基因突變的頻率確實(shí)很低，而且一般是有害的，但不全是有害的。2D3B基因重組是指生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程，即減數(shù)分裂過(guò)程中，控制不同性狀的原有基因的重新組合，可產(chǎn)生新的基因型，從而控制新的表現(xiàn)型，是生物變異的重要來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)于生物進(jìn)化具有十分重要的意義。但是，基因重組不會(huì)產(chǎn)生新的基因。4D基因重組可以發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期，等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離，非等位基因隨著非同源染色體自由組合而自由組合。也可以發(fā)生于減數(shù)分裂的四分體時(shí)期，由于四分體的非姐妹染色單體的交叉互換而引起。5C基因重組主要包括非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換；純合子自交子代不發(fā)生性狀分離；同胞兄妹間的遺傳差異主要來(lái)自父母的基因重組。6C該細(xì)胞分裂圖表明的是減數(shù)第二次分裂。由圖中可以看出：可能發(fā)生了基因突變(B、b)，也可能發(fā)生了染色單體互換，但細(xì)胞明顯是均等分裂，因此不可能是次級(jí)卵母細(xì)胞。7B基因突變是在DNA復(fù)制過(guò)程中，堿基排列順序發(fā)生差錯(cuò)而改變了遺傳信息，包括自然突變和誘發(fā)突變兩種。與自然突變相比，誘發(fā)突變的頻率較高?；蛲蛔兇蠖鄶?shù)是有害的，即具有多害少利性，但有害與有利取決于環(huán)境。除此之外?；蛲蛔冞€具有普遍性、隨機(jī)性、不定向性等特點(diǎn)?；蛲蛔円欢墚a(chǎn)生新基因，但不一定產(chǎn)生新性狀。8D在編碼區(qū)插入1個(gè)堿基對(duì)，因每相鄰的3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，必然造成插入點(diǎn)以后幾乎所有密碼子的改變，控制相應(yīng)氨基酸發(fā)生變化，致使編碼的蛋白質(zhì)差別很大。若再增添2個(gè)、5個(gè)、8個(gè)堿基對(duì)，或缺失1個(gè)、4個(gè)、7個(gè)堿基對(duì)，恰好湊成3的倍數(shù)，則對(duì)后面密碼子不產(chǎn)生影響，致使編碼的蛋白質(zhì)差別不大。9(1)基因突變細(xì)胞核細(xì)胞分裂間期轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核翻譯核糖體(2)GUA密碼子CAU(3)常染色體隱性HbSHbSHbAHbS1/8(4)(5)基因突變可遺傳變異低頻性多害少利性解析(1)由圖示分析，圖中過(guò)程是基因突變，它發(fā)生在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制過(guò)程中，過(guò)程是轉(zhuǎn)錄，、過(guò)程都發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。過(guò)程表示以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程，該過(guò)程是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的。(2)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由正常谷氨酸的密碼子可判斷是以DNA的CTT為模板轉(zhuǎn)錄的，所以過(guò)程的堿基序列GUA是決定纈氨酸的一個(gè)密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)纈氨酸的tRNA一端的三個(gè)堿基是CAU。(3)由題中父母均正常，生出患病女兒可確定鐮刀型細(xì)胞貧血癥是常染色體隱性遺傳病，患病女兒的基因型為HbSHbS，其父母的基因型均為HbAHbS。若這對(duì)夫婦再生育，則生一個(gè)患該病的女兒的概率為1/21/41/8。(4)致病基因HbS是基因突變后形成的，其堿基序列是，而正?；騂bA的堿基序列是。(5)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由基因突變產(chǎn)生的常染色體隱性基因?qū)е碌募膊?，該變異是DNA分子結(jié)構(gòu)的改變所引起的，是可遺傳變異，由題中“該病十分罕見(jiàn)，嚴(yán)重缺氧時(shí)會(huì)導(dǎo)致個(gè)體死亡”可知，基因突變具有低頻性和多害少利性的特點(diǎn)。10(1)基因發(fā)生突變；酶缺乏或失去活性，因此不能形成精氨酸(2)能合成鳥(niǎo)氨酸，但不能合成精氨酸酶失活，鳥(niǎo)氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料(3)基因突變 基因突變對(duì)大多數(shù)個(gè)體來(lái)說(shuō)是有害的不定向的解析基因能通過(guò)控制酶合成來(lái)控制生物的性狀，當(dāng)發(fā)生基因突變時(shí)，相應(yīng)的酶不能合成，從而中斷某反應(yīng)的過(guò)程，致使生物的某些性狀發(fā)生改變?；蛲蛔兪遣欢ㄏ虻那掖蠖鄶?shù)是有害的。