第1节 基因突变可能引起性状改变、第2节 基因重组使子代出现变异（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第一节　基因突变可能引起性状改变 第二节　基因重组使子代出现变异 课程内容标准 核心素养对接 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．阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异。 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。(科学思维) 4．举例说明基因突变和基因重组在育种、人类遗传等方面的应用，运用基因突变的原理解释一些变异现象。(社会责任) [对应学生用书P90] 1．含义：基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。 2．实质：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，因而引起基因结构的改变。 3．意义：是生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有重要的意义。 二、碱基对的替换、插入或缺失会引发基因序列的改变 1．碱基对的替换会导致基因表达时对应密码子序列的改变。如图： 2．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，它可引起该位点以后的遗传信息都出现异常。如下图： 三、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——碱基对替换影响编码的蛋白质的实例 (1)发病机理 (2)原因分析 ①直接原因：谷氨酸缬氨酸。 ②根本原因：基因中碱基对 。 2．发生了插入或缺失突变的基因在表达时也可使组成肽链的氨基酸序列发生改变，从而影响蛋白质的结构与功能。 3．基因突变的类型：形态突变、生化突变、致死突变和条件致死突变。 4．基因突变的特点 (1)普遍性：在生物界中普遍存在。 (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：在自然状况下，生物的基因突变频率一般很低。 (4)可逆性：显性基因可以突变为隐性基因，而隐性基因也可以突变为显性基因。 (5)多数有害性：多数有害，少数有利，也有中性的。 1．诱发基因突变的因素 (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，各种能改变DNA分子中碱基排列顺序的化合物，如亚硝酸、碱基类似物等。 (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．诱发基因突变的类型 (1)自发突变：在自然状态下发生的基因突变。 (2)诱发突变：在人工条件下诱发的基因突变。 1．癌细胞：是由于基因突变导致正常细胞分裂失控而形成的，其重要特征是无限增殖。 2．原癌基因和抑癌基因 (1)原癌基因是控制细胞生长和分裂的一类正常基因，其突变或过量表达能引起正常细胞发生癌变。 (2)抑癌基因编码的蛋白质的功能是正常细胞增殖过程中的负调控因子，抑癌基因突变丧失其细胞增殖的负调控作用，则导致细胞周期失控而发生癌变。 3．致癌因子 (1)物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线、X射线等。 (2)化学致癌因子：无机化合物如石棉、砷化物等，有机化合物如苯、黄曲霉毒素等。 (3)病毒致癌因子：致癌病毒能够引起细胞发生癌变，主要是因为它们含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列，它们通过感染人的细胞后，将其基因组整合进入人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变，如劳氏肉瘤病毒等。 1．诱变育种的原理：基因突变。 2．诱变育种的特点 (1)提高突变概率。 (2)在短时间有效改良生物品种的某些性状。 (3)改良作物品质，增强抗逆性。 1．概念 (1)时间：进行有性生殖时。 (2)实质：控制不同性状的基因重新组合。 (3)结果：后代类型不同于亲本类型。 2．意义：基因重组的结果导致生物性状的多样性，为动、植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。 1．非同源染色体间的自由组合导致基因重组：在减数分裂形成配子时，非同源染色体的自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合。 2．同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换导致基因重组：在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换，也使染色体上的基因产生重组。 1．杂交育种：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。 2．操作程序：一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培育出新品种。下图所示为番茄杂交育种过程： 十、转基因技术可以实现物种