第5章 第1节 基因突变和基因重组(配套Word教参)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中生物必修2 遗传与进化(人教版)

第1节　基因突变和基因重组 课程内容标准 核心素养对接 1.说明基因突变是由于DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。 2．分析基因突变的原因，阐明基因突变的意义。 3．分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。 4．阐明基因重组的意义。 1.阐明基因突变导致遗传物质的改变，可能引起生物性状的改变。认同基因突变为生物进化提供原材料的观念。(生命观念) 2．通过归纳与概括总结基因突变的特点与意义。(科学思维) 3．结合减数分裂的过程图解，理解基因重组的类型。 4．举例说明基因突变和基因重组在育种等方面的应用，运用基因突变的原理解释一些变异现象。(社会责任) 一、基因突变 1．基因突变的实例和概念 (1)镰状细胞贫血 ①病症：红细胞是弯曲的镰刀状，易破裂，使人患溶血性贫血。 ②病因：血红蛋白分子发生了氨基酸的替换，从基因角度分析是发生了碱基对的替换。 ③结论：镰状细胞贫血是由于基因的一个碱基对改变而产生的一种遗传病。 (3)基因突变的遗传特点 ①发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。 ②发生在体细胞中，一般不能遗传，但可以通过无性繁殖遗传。 2．细胞的癌变 (1)原因：存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。其中： ①原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，这种基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过高，可能引起细胞癌变。 ②抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 (2)癌细胞的特征 ①能够无限增殖。 ②形态结构发生显著变化。 ③细胞容易在体内分散和转移。 3．基因突变的原因 (1)诱发产生[连线] (2)自发产生：由于DNA复制偶尔发生差错等原因自发产生。 4．基因突变的意义 (1)产生新基因的途径。 (2)生物变异的根本来源。 (3)为生物的进化提供丰富的原材料。 二、基因重组 1．概念 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，称为基因重组。 2．类型 类型 图示 发生的时期 发生的范围 自由 组合型 减数分裂Ⅰ后期 非同源染色体上的非等位基因 交叉 互换型 减数分裂Ⅰ前期 同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换 3．意义 (1)生物变异的来源之一； (2)对生物的进化有重要意义。 1．判正误 (1)基因突变一定引起基因碱基序列的改变，但不一定引起生物性状的改变。(√) (2)基因突变是由于DNA片段的增添、缺失和替换引起的基因碱基序列的改变。(×) (3)若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变。(×) (4)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部互换可导致基因重组。(×) (5)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。(√) (6)生物有性生殖过程中，不同基因型的雌雄配子随机结合现象属于基因重组。(×) 2．微思考 下图是基因突变的几种类型，请分析回答下面问题： (1)上述DNA分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？ 提示　脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜下不能观察到。 (2)上述三种方式中碱基对分别发生了怎样的变化？ 哪种变化对生物性状的影响程度相对要小一些？为什么？ 提示　分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，影响插入(或缺失)位置后的序列对应的氨基酸。 (3)基因突变是否一定改变DNA中的遗传信息？为什么？ 提示　是，因为遗传信息指的是DNA分子中的碱基排列顺序，个别碱基对的替换、增添和缺失都会引起碱基排序的改变。 任务驱动一　基因突变 如图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a～d表示4种基因突变。a丢失，b由变为，c由变为，d由变为。假设4种突变都单独发生，请回答： 注：可能用到的密码子：天冬氨酸(GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码(UAG)。 (1)a～d 4种基因突变分别属于哪种基因突变类型？除此之外，基因突变还有哪种类型？ 提示　a属于基因突变中的缺失，b、c、d属于替换，基因突变还有增添。 (2)图中基因的不同位点都可能发生基因突变，这体现了基因突变的什么特点？除此之外，基因突变还有哪些特点？ 提示　体现了基因突变的随机性，基因突变还有普遍性、不定向性和低频性等。 (3)a突变后合成的多肽链中氨基酸顺序是怎样的？在a突变点附近再丢失几个碱基对对性状的影响最小？ 提示　天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸；2个。 (4)b突变后合成的多肽链中氨基酸顺序是怎样的？由此推断，基因突变一定会导致