(教参)第四章 生物的变异-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中生物必修2遗传与进化课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（浙科版，浙江专用）

第四章　生物的变异 第一节　基因突变可能引起性状改变 知能目标 素养目标 1.概述碱基对的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变 2．阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果 3．描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变 4．掌握基因突变在育种中的应用 1.通过对基因突变机理、特征和诱因的学习，感悟内因是变化的根据、外因是变化的条件、外因通过内因起作用的辩证唯物主义观点 2．运用基因突变的原理，解释其在现实生产生活中的应用，展现基因突变的贡献 (见学生用书P93)　　 　 知识点一　碱基对的替换、插入或缺失会引发基因序列的改变 1．基因突变概念：基因内部__特定核苷酸序列__发生改变的现象或过程。DNA分子上碱基对的__替换__、__插入__或__缺失__都可以引起核苷酸序列的变化，从而引起__基因结构__的改变。 (1)DNA复制时，碱基对的替换会导致基因__碱基对序列__的改变。 (2)碱基对的插入和缺失：若在DNA片段中某一位点插入或缺失__非3倍数__的几个碱基对，会造成插入或缺失位点以后的一系列编码顺序发生错位，使得该位点以后的遗传信息都出现异常。 2．基因突变时间：细胞分裂的任何时期，最容易发生在__DNA复制__时期(有丝分裂间期或减数分裂前的间期)。 知识点二　基因序列改变可能会影响其编码的蛋白质 1．镰刀形细胞贫血症实例分析 (1)患者症状 ①细胞形状：患者红细胞由中央微凹的圆饼状变为弯曲的__镰刀状__。 ②特点：镰刀状红细胞容易__破裂__，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 (2)原因分析 ①直接原因：血红蛋白的一条肽链上的一个氨基酸由正常的谷氨酸变成了__缬氨酸__。 ②根本原因：控制血红蛋白的__基因__中DNA的碱基序列发生了改变，即DNA双链上的一个碱基对A——T替换成了T——A。 (3)基因突变机理 基因中碱基对的替换、插入或缺失→DNA分子中脱氧核苷酸的顺序发生改变 → 转录成的mRNA的碱基序列改变→翻译的蛋白质可能出现异常→引起遗传性状改变。 2．基因突变的特点 (1)__普遍__性：从低等生物到高等生物、生物个体发育的不同阶段、不同个体的任何细胞内，都可发生基因突变。 (2)__多方向__性：染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突变成它的__等位基因__。 (3)__稀有__性：在__自然__状态下，生物的基因突变频率一般是很低的。 (4)__可逆__性：显性基因可以突变为__隐性__基因，隐性基因也可突变为显性基因。 (5)__多数有害__性：大多数的基因突变会给生物带来不利的影响。 3．基因突变的意义 (1)任何一种生物的现存基因都是长期__自然选择__和__适应__的结果，体现了它们与环境的高度__协调__，而大多数基因突变打破了这种协调，对生物的生存往往是__不利__的。 (2)虽然大多数基因突变是有害的，但是也有一些基因突变可以使生物产生新的__基因__，获得新的__性状__，从而适应__改变__了的环境，获得更大的生存空间。因此，基因突变是生物变异的__根本来源__，也是生物进化的__原材料__。 小思考：基因突变后遗传信息是否一定改变？所控制的性状是否一定改变？ 【答案】遗传信息即基因中的脱氧核苷酸序列，基因突变后基因内碱基对的替换、插入或缺失，必然会导致脱氧核苷酸序列的改变，所以遗传信息一定改变；但是基因突变若发生的是碱基对的替换，且转录后形成的密码子所对应的氨基酸是相同的，那么不会改变所控制的性状。 知识点三　有些因素能提高基因突变概率 1．诱发基因突变的主要因素 (1)__物理__因素：如X射线、紫外线等各种__射线__的照射、__温度__剧变等。 (2)__化学__因素：如__亚硝酸__、__碱基__类似物等，能够改变DNA分子中碱基排列顺序。 (3)__生物__因素：如__麻疹病毒__等，它们的毒素或代谢产物对DNA分子都有诱变作用。 2．基因突变分类 分类依据 突变类型 解释 根据基因突变对__表型__的影响分类 __形态__突变 主要影响生物的形态结构，可从表型的明显差异来识别 根据基因突变对__表型__的影响分类 __生化__突变 影响生物的__代谢__过程，导致某个特定生化功能改变或丧失 __致死__突变 导致个体活力下降，甚至死亡 __条件致死__突变 突变体在某些条件下可以成活，而在另一些条件下致死 根据基因突变的来源分类 __自发__突变 自然状态下发生的基因突变 __诱发__突变 人工条件下诱发的基因突变 【特别提醒】形态突变、致死突变和条件致死突变都伴