3.2 基因突变和基因重组（5） 教学设计-高一生物必修二同步教学（苏教版）

第三章 生物的变异 第二节 基因突变和基因重组 第1课时 基因突变 学习目标 （1）结合教材镰刀型细胞贫血症的发病原因，归纳基因突变的概念和方式。 （2）结合具体实例，阐明基因突变的原因、特点及意义。 （3）结合减数分裂的过程，阐述基因重组的概念、方式及意义。 [重难点击]　 （4）基因突变和基因重组的比较。 前课梳理 1．基因与性状的对应关系 (1)基因决定性状 (2)基因对性状的控制也受到环境的影响 ①生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型。 ②生物体在整个发育过程中，各种性状的表现，还要受到环境条件的影响。 2．减数第一次分裂前期，同源染色体发生联会形成四分体，其中的非姐妹染色单体间常发生交叉互换；减数第一次分裂后期，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合。 3．变异的概念及类型 (1)概念：生物的亲代与子代之间，以及子代的个体之间在性状上的差异，叫做变异。 (2)种类 ①可遗传的变异：由遗传物质决定，能够遗传给后代。 ②不可遗传的变异：由外界环境的影响引起，遗传物质并没有发生变化，因而不能遗传给后代。 学习探究 探究点一　基因突变的实例和概念 结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，讨论基因突变的概念和方式。 1．镰刀型细胞贫血症 (1)症状 正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血。 (2)完成下图后试思考其病因 患者的DNA中一个碱基对T—A被替换成了A—T，从而导致密码子由GAA变为GUA，进而导致血红蛋白中谷氨酸变为缬氨酸，引起了蛋白质结构的改变，最终导致性状的改变。 2．基因突变的概念 (1)基因的改变除了上面的替换外，还可能有以下方式： 方式1的变化是增加了一个碱基对(A—T)，这种方式称为增添；方式2的变化是减少了一个碱基对(T—A)，这种方式称为缺失。这样的改变也会导致蛋白质结构的改变，从而引起性状的改变。 (2)通过上述探究可以将基因突变定义为：DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换等，而引起的基因结构的改变，即为基因突变。 (3)上述DNA分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？ 答案　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。 (4)研究表明，上述DNA分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂间期，结合DNA分子的结构特点和复制过程，分析DNA分子复制时容易发生基因突变的原因。 答案　DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而导致基因突变。 3．基因突变有的发生在配子中，有的发生在体细胞中，它们都能遗传给后代吗？ 答案　发生在配子中的基因突变，一般能传给后代；发生在体细胞中的基因突变，一般不能通过有性生殖遗传，但植物体细胞的突变可以通过无性繁殖传递。 探究点二　基因突变的原因、特点和意义 阅读教材，探究基因突变产生的原因、特点和意义。 1．基因突变产生的原因 (1)外因——易诱发基因突变并提高突变频率 ①物理因素：X射线、激光等。 ②化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等。 ③生物因素：某些病毒、细菌等。 (2)内因——自发产生基因突变 DNA分子复制偶尔发生错误或者碱基组成发生变化。 (3)从产生的原因分析，基因突变可分为： ①自发突变：在没有人为因素的干预下发生的基因突变。 ②人工诱变：在人为因素的干预下发生的基因突变。 2．基因突变的特点 (1)据估计，在高等生物中，大约105～108个生殖细胞中才会有1个生殖细胞发生基因突变。由此说明，基因突变具有低频性。 (2)在果蝇的眼色遗传中，野生型的红眼果蝇，其红眼基因既可以突变为白眼基因，也可以突变为其他多种眼色基因(如下图)。 此材料说明基因突变具有不定向性。 (3)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，也可发生在同一DNA分子的不同部位。由此说明，基因突变具有随机性。 (4)无论是低等生物，还是高等动植物以及人都会由于基因突变，而引起生物性状的改变。由此说明，基因突变具有普遍性，即在生物界普遍存在。 3．基因突变的意义 (1)基因突变使一个基因成为它的等位基因，产生了新基因。 (2)基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料。 (3)基因突变揭示了生物性状遗传变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。 真题回眸 例1．下列关于基因重组的说法，不正确的是(　　) A．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属于基因重组 B．减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的片段交换，可导致基因重组 C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D．一般情况下，花药内可发生基因重