5.1 基因突变和基因重组导学案-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

5.1基因突变和基因重组学案 【学习目标】 1.概述碱基的替换、增添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。 【学习重难点】 1．教学重点： （1）基因突变的概念及特点 （2）基因突变的原因 2．教学难点：基因突变的特点 【预习新知】 基因突变的实例 1.镰状细胞贫血 症状：（也叫镰刀型细胞贫血症）是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的       ，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的       。 图解： 直接原因：血红蛋白分子中的一个       被       替换。 根本原因：基因       ，碱基对。 2.基因突变 概念：DNA分子中发生碱基的       、       或       ，而引起的基       的改变，叫作基因突变。 时期：生命过程的任何阶段都可能发生，但主要发生在       。 基因突变不一定遗传给后代：①发生在配子中，将遵循       传递给后代；②发生在体细胞中，一般不能遗传，但可以通过       遗传。 3.细胞的癌变 原因：存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。其中：①       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       表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，这种基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，可能引起细胞癌变。 致癌因子：物理致癌因子、化学致癌因子和       致癌因子。 癌细胞的特征：①       增殖；②       发生显著变化；③       含量减少，黏着性降低；④代谢       。 基因突变的原因 1.基因突变的原因 外因：物理因素（紫外线、X射线及其他辐射等）；化学因素（亚硝酸盐、碱基类似物等）；生物因素（某些病毒）。 内因：DNA复制发生错误、DNA的碱基组成发生改变导致基因内部       的种类、数目或排列顺序发生改变，从而改变了遗传信息。 2.基因突变的特点：        性：真核生物、原核生物以及各种病毒均能发生。 随机性：①时间上的随机性：基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；②部位的随机性：可发生在细胞内不同的DNA分子上；可发生在同一个DNA分子的不同部位。 不定向性：基因A可突变为a1、a2、a3。它们之间也可以相互突变。        性：在自然状态下，对一个生物来说，突变频率很低；对一个种群和一个物种来说，突变的总量并不少。 多利少害性。 基因突变的意义 (1)对生物自身一般是       的，但也可能使生物产生      ，以适应改变的环境。有些突变既     也          。 (2)对生物进化来说，基因突变是     产生的途径，是    的根本来源，是   的原始材料。 基因重组 1．概念 2．类型 类型 发生时期 实质 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__自由组合 交叉互 换型 减数分裂Ⅰ__前期__ 同源染色体上的__等位基因__随非姐妹染色单体交换而发生重组 3．意义 基因重组是生物变异的重要来源之一，对生物的进化具有重要意义。 【易错提示】 (1)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。 (2)杂合子自交，后代发生性状分离，其根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。 (3)有丝分裂和细菌的二分裂及病毒的复制过程中一般不会发生基因重组。 (4)“肺炎链球菌转化实验”、转基因技术等属于广义的基因重组。 【深化探究】 （一）深化探究 一、镰刀型细胞贫血症真正病因及拓展 问题1：请同学们找出异常之处？ 问题2：肽链中的氨基酸顺序是由什么直接决定的呢？ 请同学们继续寻找病因 阅读81页图解，小组讨论分析镰刀形细胞贫血症的病因。它能否遗传？怎样遗传？ 二、—基因中碱基对的替换、缺失或增添对控制合成的蛋白质影响如何？ 已知正常编码蛋白质的DNA碱基序列如下； 正常DNA分子 …… TAC TAG AGC TGC …… （基因） …… ATG ATC TCG ACG …… mRNA …… AUG AUC UCG ACG …… 氨基酸顺序…