5.1.1基因突变和基因重组学历案2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第五章 第1节 基因突变和基因重组 第1课时学历案 课题： 第1节 基因突变和基因重组 课时来源：人民教育出版社 生物学 必修二遗传与进化第五章 课时安排：共2课时 【课标要求】 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的细胞功能发生变化 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 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 【学习目标】 1.通过对镰状细胞贫血形成原因的分析，阐明基因突变的概念 2.通过讨论结肠癌发生的原因，说明癌变与基因突变的关系 3.阐明基因突变的原因。 【学习过程】 【预习案】（阅读课本，完成预习任务） （一）基因突变 1.实例、概念及遗传特点 （1）对镰状细胞贫血患者的红细胞的血红蛋白分子分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的_________。 （2）_________的替换可以导致基因的改变，从而引起所编码的_____________的改变。 （3）________分子中发生碱基的_________、_______________，而引起的基因_______________的改变，叫作基因突变。 （4）基因突变若发生在_________中，可以传递给后代。若发生在_________中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过_______________遗传。 2.基因突变的原因和特点 （1）外界因素：易诱发基因突变并提高突变频率的因素可分为三类 ①_______________ ：如，紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA ②_______________ ：如，亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基 ③_______________ ：如，某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA （2）内部因素：基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因_______________ （3）基因突变的特点： 普遍性，_______________，_______________，低频性。 （二）细胞的癌变 1.人和动物细胞中的DNA上本来就_________与癌变相关的基因:______________和______________。 2.原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的______________所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质______________，就可能引起细胞癌变。 3.______________表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进______________，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。 4.癌细胞具有以下特征：能够______________，______________发生显著变化，细胞膜上的______________等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内______________，等等。 【探究案】 任务一：基因突变a b 活动1：探究镰状细胞贫血的致病机理 (1)图示中的a、b过程分别代表DNA的 _________和_________，在______过程中 发生了基因突变。 (2)导致镰状细胞贫血的直接原因是组成 血红蛋白分子的肽链中的一个____________ 被____________替换。根本原因是发生了 ____________，碱基对由 替换为。 (3)病理诊断:镰状细胞贫血是由于基因的 一个碱基对改变而引起的一种遗传病，是 基因通过控制___________________直接控制生物体性状的典例。 活动2：探究基因突变对氨基酸序列、蛋白质、性状的影响 1.基因突变对氨基酸序列的影响 碱基 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 一般只改变______个氨基酸或不改变氨基酸序列 增添 一般不影响插入位置前的序列，而影响插入位置______的序列 缺失 大 一般不影响缺失位置______的序列，而影响缺失位置后的序列 2.基因突变对蛋白质的相对分子质量的影响 （1）碱基发生替换时，当突变后的基因转录的mRNA上______________位置发生改变(提前或延后出现)。会对蛋白质的相对分子质量影响较大 (2)碱基发生增添或缺失时，增添或缺失_______个碱基对蛋白质的相对分子质量影响最小。 3.基因突变可改变生物性状的原因有 ①肽链不能合成 ②起始密码子提前出现或终止密码子推迟出现，肽链_________（填“延长”或“缩短”） ③起始密码子推迟出现或终止密码子提前出现，肽链_________（填“延长”或“缩短”） ④肽链中氨基酸改变，导致蛋白质的功能改变 4.基因突变未导致生物性状改变的原因 (1)基因突变发生在基因的非编码蛋白质的序列中 (2)基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸，即密码子的_________。 （基因突变后氨基酸序列没有发生改变） (3)基因突变为_________突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变 （填“显性”或“隐性”） (4)某些环境条件影响 反馈与评价：（检测目标1） 1.如图表示基因突变的几种类型，请分析回答问题： (1)图中基因片段，方式1发生了碱基的_________， 方式2发生了碱基的_________，方式3发生了碱基 的_________，而引起了基因______________的改变。 基因突变_________在光学显微镜下观察到（填“能”或“不能”） (2)上述三种方式中，方式_______的变化对生物体性状的影响程度 相对要小一些，因为这种方式一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；而发生碱基的增添或缺失，一般会影响插入或缺失位置后的序列对应的多个氨基酸。 (3)基因突变易发生在______________________。因为DNA复制时，先解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到外界因素的干扰而发生碱基的改变。 2.如图中的基因A可能突变为a1、a2或a3，A、a1、a2、a3之间也可以相互突变。回答下列问题： (1)基因A、a1、a2、a3在染色体上的位置________ （填“相同”或“不相同”），它们互为等位基因。 (2)图示过程体现了基因突变具有_____________的特点。 (3)白眼果蝇、白色皮毛牛犊、短腿的安康羊、白化苗、 白化病等的产生都源于基因突变，由此可知，基因突变具有_____________的特点。 (4)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，以及同一个DNA分子的不同部位，这体现了基因突变具有_____________的特点。 (5)在自然状态下，果蝇每个配子中红眼基因突变为白眼基因的频率约为4x10-5，这体现了基因突变具有_____________的特点。 任务二：细胞的癌变 活动3：分析结肠癌发生过程示意图，思考讨论有关问题： (1)结肠癌发生的根本原因是______________和 ______________发生了突变。 (2)癌细胞易于分散和转移的原因是癌细胞膜上的糖蛋白 等物质_________，细胞之间的黏着性显著_________。 (3)癌症多发生在老年人中，据图分析，可能的原因是 癌细胞是_________基因突变的结果，癌变是一个逐 渐积累的过程。（填“一个”或“多个”） 反馈与评价：（检测目标2） 癌基因学说认为，致癌因子能导致细胞周期失控，细胞过度增殖，引发细胞癌变，根本原因是 (　　) A.阻止细胞的不正常分裂 B.原癌基因和抑癌基因发生突变 C.引发致癌蛋白高度表达 D.肿瘤抑制蛋白不能正常发挥作用 【梳理建构】 对照本节课的学习目标和板书，利用思维导图、概念图、知识框架图等形式梳理建构本节课的知识要点。 【检测作业】 1.某镰状细胞贫血患者因血红蛋白基因发生突变，导致血红蛋白的第六位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸。 下列有关叙述不正确的是( ) A．患者血红蛋白mRNA的碱基序列与正常人不同 B．患者红细胞中血红蛋白的空间结构与正常人不同 C．患者细胞中携带谷氨酸的tRNA与正常人不同 D．此病症可通过显微观察进行检测 2.图中a、b、c表示一条染色体的一个DNA分子上相邻的3个基因，m、n为不具有遗传效应的DNA片段。 下列相关叙述错误的是( ) A．在生物个体发育的不同时期，基因a、b、c不一定都能表达 B．m、n片段中发生碱基的增添、缺失或替换，不属于基因突变 C．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有普遍性 D．基因a、b、c中若发生碱基的增添、缺失或替换，必然导致a、b、c基因分子碱基序列的改变 3．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染 色体上基因的变化。下列叙述正确的是( ) A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因 B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是定向的 D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定可以传给子代个体 4.如图是分解尿素的野生型细菌其脲酶基因转录的mRNA部分序列。现发现一突变菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图中箭头所示位置增加了31个核苷酸，使图示序列中出现终止密码子(终止密码子有UAG、UGA和UAA)。下列有关分析合理的是(　　) A.突变基因转录的mRNA中，终止密码子为UGA B.突变基因转录的mRNA中，终止密码子为UAG C.突变基因表达的蛋白质含有101个氨基酸 D.突变基因表达的蛋白质含有103个氨基酸 5.下图表示发生在细胞DNA上的一种碱基改变方式， 下列叙述正确的是(　　) A.这种改变一定会引起生物性状发生改变 B.该DNA的结构一定没发生改变 C.该DNA的热稳定性一定不变 D.该细胞内一定发生了基因突变 【学后反思】 1.对自我的总体评价：____________________________________ 2.本节课我没听懂的地方：________________________________ 3.错题原因分析与更正：__________________________________ 2 学科网（北京）股份有限公司 $