高中生物浙科版高一必修二学案：第四章_第一节_第一课时_基因重组和基因突变_word版有答案
高中生物2-8 基因重组和基因突变 学案浙科版必修2
第四章：生物变异生物变异的类型变异的类型包括_____________和。
前者是_____因素的影响造成的，没有引起体内的变化；后者是由于生殖细胞内的的改变引起的，来源有三种：___、_____________、。
1、__________的改变引起的，不涉及遗传物质的变化，属于____ ___变异；2、在强烈的物理、化学因素影响下发生的_____突变和_________畸变，属于________变异；3、在_______生殖过程中形成配子时，由于_______________的自由组合和_________ ____的______ _______间发生片段交换而引起的___________，属于________变异。
第一节生物变异的来源一、基因重组1、概念：指在具有不同遗传性状的雌、雄个体进行_________时，控制_________的基因的重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。
2、类型：○1生物在通过____________形成配子时，______________的自由组合，导致_____________上的__________也自由组合，因此产生多种类型的配子。
○2生物体在减数第___次分裂前期的________时期，由于同源染色体的____________之间会发生___________，从而导致了染色体上的基因重组。
③重组DNA技术（转基因技术）3、意义：基因重组是通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果是导致_____________，为动植物______和__________提供丰富的物质基础。
二、基因突变1、概念：指由于基因内部核酸分子上的特定___________发生改变的现象或过程。
DNA分子中发生碱基对的______、______、______而引起的______序列的变化，因而引起基因结构的改变。
2、类型：○1________：主要影响生物的形态结构；○2________：影响生物的代谢过程，导致某个特定生化功能的改变或丧失；○3________：导致个体活力下降，甚至死亡。
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源教案浙科版必修2
-完成作业：学生认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。
-拓展学习：学生利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。
-反思总结：学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：教师引导学生自主完成作业和拓展学习。
-反思总结法：教师引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。
-组织课堂活动：教师设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握生物变异的知识。
-解答疑问：教师针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。
学生活动：
-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验生物变异知识的应用。
2.科学探究：通过观察实例、分析数据和开展讨论，培养学生的观察能力、实验设计和问题解决能力。学生需要能够通过观察和实验，发现生物变异的来源，并能够运用科学方法进行探究和验证。
3.生命观念：通过学习生物变异的来源，帮助学生建立生物进化的基本观念，形成对生命的理解和尊重。学生需要能够理解生物变异是生物进化的重要驱动力，认识到生命的多样性和适应性。
-学生可以参与科学讨论小组或在线论坛，与其他学生或专业人士交流生物变异相关的话题。
-学生可以尝试进行生物变异的实验设计，通过实践加深对生物变异的理解。
课堂小结，当堂检测
课堂小结：
1.生物变异的来源：基因突变、基因重组、染色体变异。
2.基因突变的概念和特点：基因突变是指基因的DNA序列发生改变，特点包括随机性、低频性、有害性或有益性。
答案：自由组合是指在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交换，导致基因重组。例如，在果蝇中，控制翅膀颜色的基因位于一对同源染色体上，自由组合会导致不同颜色的翅膀出现。
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源教案1浙科版必修2
-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
作用与目的：
-帮助学生深入理解生物变异的知识点，掌握分析案例的能力。
-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源教案1浙科版必修2
科目
授课时间节次
--年—月—日（星期——）第—节
指导教师
授课班级、授课课时
授课题目
（包括教材及章节名称）
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源教案1浙科版必修2
课程基本信息
1.课程名称：高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源
c.生物变异的应用：掌握生物变异在农业生产、医学研究和生物工程等领域的应用。
2.教学难点：
a.基因突变、基因重组和染色体变异的本质和发生机制：学生难以理解这些生物变异类型的本质和发生机制。
b.生物变异在进化中的作用：学生难以理解生物变异如何影响生物的适应性和进化。
c.生物变异的应用：学生难以理解生物变异在实际生产中的应用和意义。
3.题型三：实验设计题
题目：设计一个实验来验证基因突变的发生。
答案：
-选择一个易于观察的基因突变模型，如大肠杆菌的抗药性突变。
-通过突变菌株的筛选、鉴定，来验证基因突变的发生。
讲解：这道题考察学生的实验设计能力和对基因突变的理解。教师可以引导学生思考实验的目的、步骤、材料和预期结果。
4.题型四：案例分析题
题目：假设你是一名农业科学家，你如何利用生物变异的原理来改良作物品种？
高中生物浙科版必修二第四章第一节生物变异的来源
果蝇的卵圆眼和棒状眼
野生型：卵圆眼
变异型：棒状眼
交叉互换
易位
（二）染色体数目的变异：
指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。有非整组变异和整组 变异两种情况。
增多
减少
个别增添或缺失
正常
减少
增多
成倍增加或减少
非整倍 化变化
正常
整倍化 变化
增多
减少
1、整倍体
• 染色体组：二倍体生物的一个配子 中的全部染色体，它们在形态结构、 功能上各不相同，但携带有控制该 生物生长发育的全部遗传信息。
一、 基因重组（变异最丰富的来源）
1、概念: 在生物进行有性生殖过程中,控制不同 性状的基因的自由组合.
2、类型:
①基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的 自由组合
②基因的互换: 同源染色体上的非姐妹染色体之间 发生局部互换.
3、意义: 通过有性生殖实现基因重组为生物变异 提供了极其丰富的来源,是生物多样性的 重要原因之一，为动植物育种和生物进 化提供丰富的物质基础。 基因重组能否产生新的基因？
第四章 生物的变异
• 生物变异的来源？ • 怎样将生物变异应用在生产实践中？
表现型
（改变）
基因型 + 环境条件
（改变）
（改变）
型变 异 的 类
不遗传变异 环境因素影响而造成的
可遗传变异 生殖细胞内遗传物质 发生改变而引起的
可遗传变异的三种来源:
基因突变 基因重组 染色体畸变
第一节 生物变异的来源
单倍体就是一倍体 （含1个染色体组） 吗？
2、非整倍体
• 体细胞中个别染色体的增加或减少。如人类的先天愚型和 卵巢发育不全症。
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源教案3浙科版必修2
教师备课：
深入研究教材，明确生物变异教学目标和生物变异重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保生物变异教学过程的顺利进行。
设计课堂互动环节，提高学生学习生物变异的积极性。
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入生物变异学习状态。
D.环境影响造成的变异
（5）下列哪种变异与农业生产无关？（B）
A.杂交育种
B.环境影响造成的变异
C.转基因技术
D.抗病育种
3.填空题：
（1）生物变异分为______变异和______变异。
（2）基因突变的特点包括______、______、______。
（3）基因重组的类型包括______重组、______重组和______。
运用在线工具，如基因编辑软件，让学生亲自操作，体验基因变异的过程，提高学生的实践能力。
此外，还可以利用互联网资源，为学生提供丰富的拓展阅读材料，帮助他们拓宽视野，深入理解生物变异在现实生活中的应用。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解生物变异的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
（4）请简要阐述生物变异在农业生产中的应用及其价值。
5.论述题：
（1）请论述生物变异的概念及其分类，并举例说明。
（2）请论述基因突变的特点及其在生物进化中的作用。
（3）请论述基因重组的类型及其在生物多样性和进化中的重要性。
（4）请论述染色体变异的类型及其对生物的影响。
（5）请论述生物变异在农业生产中的应用及其价值。
-特点：随机性、低频性、多方向性
高中生物 第一课时 基因重组、基因突变课件 浙科版必修2
变 异 的 类 型
不遗传的变异
环境引起的性状改变
基因重组
非姐妹染色单体的交 叉互换
可遗传的变异 基因突变
非同源染色体的自由 组合 碱基对缺失
碱基对增添 碱基对替换
染色体畸变
沉思的人有一个目标，幻想的人却没有。
2.（2009·北京高考）真核生物进行有性生殖时，通过减
数分裂和随机受精使后代(
A.增加发生基因突变的概率 B.继承双亲全部的遗传性状
)
C.从双亲各获得一半的DNA
D.产生不同于双亲的基因组合 【解析】选D。基因突变概率的高低与生物的生殖类型无关， 有性生殖过程中的变异主要来自于基因重组，故有性生殖 的后代具有更大的变异性，后代的核DNA从双亲中各获得一
（4）写出④上的三个碱基序列____。这一碱基序列被称为 缬氨酸的____。转运上述谷氨酸的tRNA中对应的碱基序列 是____。 （5）镰刀形细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病。若正常
基因为H，那么H基因的碱基组成是____，h基因的碱基组成
为______________。 （6）若正常基因片段中CTT突变成CTC，是否会引发血红蛋 白异常？为什么？ （7）镰刀形细胞贫血症十分少见，说明基因突变的特点为
圆盘形的红细胞
镰刀形的红细胞
镰刀形细胞贫血症的病因分析： 病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？ 正常 异常 …－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… … －脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
思考与讨论 DNA mRNA
GAA
CTT GAA
谷氨酸
突变
GTA CAT GUA
缬氨酸
根本 原因 _____
氨基酸
直接 原因 _____
组合。 ②基因的交叉互换:同源染色体上的非姐妹染色单体之间 发生染色体片段的交换。
高中生物浙科版(浙江专版)必修二学案：第四章第一节第一课时基因重组和基因突变Word版含答案
1生物的变异可分为不遗传的变异和可遗传的变异。
2 •基因重组包括非同源染色体上的非等位基因重组、同源染色体 上的非姐妹染色体之间发生染色体片段交换引起的重组。
基因重 组可以产生新的基因型，是生物变异的主要来源。
3•基因突变是指在各种因素的作用下，引起基因结构的改变，包括DNA 碱基对的增加、缺失或替换。
基因突变可以产生新的基 因，是生物产生变异的根本原因。
4. 根据基因突变对表现型的影响，可将基因突变分为形态突变、 生化突变和致死突变。
5•基因突变主要表现为普遍性、多方向性、稀有性、可逆性和有 害性等特点。
.6•诱发基因突变的因素主要有物理因素、化学因素和生物因素。
丿对应学生用书 P64生物变异的概述和基因重组1 .生物变异的概述(1) 变异的种类：可遗传的变异和不遗传的变异。
(2) 变异的原因：①环境条件的改变引起表现型的改变，其遗传物质不变；②基因重组；③基因突变和染色体畸变。
2. 基因重组(1) 基因重组的概念：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，导致 后代产生不同于亲本类型的现象或过程。
类型发生时期实质自由组合型减数第一次分裂后期随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合交叉互换型减数第一次分裂前期 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为扫驰究出"由主学习”、、层圾比设计(3) 基因重组的意义：基因重组是通过有性生殖过程实现的，能够产生子代基因型和表现型(性状)的多样化，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
1 •变异种类的案例分析：①在北京培育出的优质包心菜品种，叶球最大的只有 3.5 kg,当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7 kg左右。
但再引回北京后，叶球又只有 3.5 kg。
这种现象属于什么变异？②随着“神舟5号”飞船升空，包心菜种子已先后多次利用返回式卫星搭载升空、经过种植选育，先已成功培育出能代代相传的高产超大包心菜。
浙科版高中生物必修二第四章第一节生物变异的来源(第1课时)课件 (共30张PPT)
正常……苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸— 异常……苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸— 学习任务： 完成镰刀型细胞贫血症的分析图解
按图解说明镰刀型细胞贫血症的病因
原因分析
蛋白质 氨基酸 mRNA 正常 异常
白化苗 并指
抗 旱 玉 米 安康羊
二、基因突变
根据基因突变对表现型的影响，分类：
形态突变 （表现型）
蛋白质 生化突变 （代谢过程，生化功能） 消化吸收
细胞内苯丙氨酸
苯丙氨酸羟化酶
苯丙酮酸
致死突变
酪氨酸
——都是生化突变
学习了诱发基因突变的因素，带给我们的启示
二、基因突变
结果
基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因， 即产生了新的基因。 例：棉花 ：正常枝——短果枝 果蝇 ：红眼——白眼 长翅——残翅 家鸽 ：羽毛白色——灰红色 人 ：正常色觉——色盲等 生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料
一、基因重组
2、类型:
①基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的 自由组合。
②基因的互换: 同源染色体上的非姐妹染色单体 之间发生局部互换。(交叉互换)
非同源染色体上的非等位基因自由组合
A
b
同源染色体的非姐妹染色单体之 间的局部交换
Ab 和 aB
A
B
AB 和 ab
a
b
A
a
A
a
b
B
a
b
B
B
减Ⅰ后期
减Ⅰ前期
基因的自由组合
基因的互换
“趁热打铁”
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源教案浙科版必修2
（三）新课呈现（预计用时：25分钟）
知识讲解：
清晰、准确地讲解生物变异知识点，结合实例帮助学生理解。
突出生物变异重点，强调生物变异难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。
互动探究：
设计小组讨论环节，让学生围绕生物变异问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。
5. 影响因素：由于生物变异涉及到一些复杂的概念和原理，学生可能在理解上存在困难。另外，学生的学习背景、家庭环境等因素也可能影响他们对生物变异的学习效果。
针对以上学情分析，本节课的教学重点是帮助学生构建生物变异的知识体系，深化对生物变异的理解。在教学过程中，要注重培养学生的科学思维和探究能力，关注学生的道德素养和人文关怀。同时，采取有效的教学策略，激发学生的学习兴趣，提高他们的学习积极性。
八、典型例题讲解
例题1：
题目：请简要描述基因突变的概念和特点。
答案：基因突变是指基因在DNA复制过程中发生的随机变化，导致基因的碱基序列发生改变。基因突变的特点包括：随机性、低频性、不定向性、有害性或有益性。
例题2：
题目：请解释基因重组的概念和类型。
答案：基因重组是指在有性生殖过程中，亲本染色体上的基因重新组合的现象。基因重组的类型包括：减数分裂中的交叉互换、减数分裂中的同源染色体联会、减数分裂中的非同源染色体自由组合。
1. 知识层次：大部分学生对生物变异的概念和类型有一定的掌握，但对其内在联系和生物变异在进化中的作用的理解不够深入。因此，在教学过程中，需要帮助学生构建知识体系，深化对生物变异的理解。
2. 能力层次：学生在观察、实验、分析问题等方面具备一定的能力。但在运用科学思维和方法解决问题方面仍有待提高。因此，在教学过程中，要注重培养学生的科学思维和探究能力。
浙科版必修二4.1.1基因重组和基因突变学案
第四章生物的变异OURT CHAPTI第一节生物变异的来源第一课时基因重组和基因突变【目标导航】1.结合材料分析，概述生物变异的类型和特点。
2.通过分析同源染色体的行为，阐明基因重组的原理与类型，概述其意义。
3•阐明基因突变的特征、类型及诱发基因突变的因素，理解基因突变的机理。
歹预习导学二挑战自我，点点落实_______________________________________________________________________一、生物变异的类型1.不遗传的变异(1)来源：环境条件改变引起，不涉及遗传物质的变化。
⑵特点：变异只限当代的表现型改变，属于不溃传变异。
(3)实例：花生在水、肥充足的条件下果实大且多。
2.可遗传的变异(1)来源：环境条件改变或内因引起遗传物质的改变。
(2)特点：变异性状可以遗传给后代。
3.分类依据遗传物质是否改变。
【记一记】引起生物变异的因素(1)引起不遗传变异的因素：水、肥、阳光充足，温度、激素等。
(2)引起可遗传变异的因素：射线照射、太空辐射、化学诱变剂处理等。
二、基因重组1•概念.亲本：具有不同遗传性状的雌、雄个体人、时间：进行有性生殖时含义实质：控制不同性状的基因重新组合结果：后代类型不同于亲本类型2.类型导致生物性状的多样性。
4.意义为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
三、基因突变1.含义基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
2.实质DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换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.类型(1)根据对表现型的影响：①种类：形态突变、生化突变、致死突变：②关系：三种突变实质上都是生化突变。
(2)根据发生的因素：①自然状态下发生的基因突变：自发突变；②人工条件下诱发的基因突变：诱发突变。
4.特点普遍性，多方向性，稀有性，可逆性，有害性。
5.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非常重要的意义。
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源(Ⅱ)教案浙科版必修2
1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性，以及他们对课堂讨论和活动的参与情况，了解他们对知识的掌握程度和理解深度。
2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括他们的观点分享、逻辑推理和结论呈现，了解他们对知识点的理解和应用能力。
3.随堂测试：通过随堂测试来评估学生对基因突变、基因重组和染色体变异概念的理解和应用能力，包括选择题、填空题和简答题。
2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源（Ⅱ）教案浙科版必修2
学校
授课教师
课时
授课班级
授课地点
教具
教学内容
本节课的教学内容来自2024-2025学年高中生物第四章《生物的变异》的第一节《生物变异的来源（Ⅱ）》。这部分内容主要介绍了基因突变、基因重组和染色体变异这三种生物变异的来源。
2.请解释基因突变、基因重组和染色体变异在生物进化中的作用。
答案：基因突变、基因重组和染色体变异在生物进化中都起到了重要的作用。基因突变为生物提供了新的遗传信息，是生物多样性和进化的基础。基因重组可以产生新的基因型，为生物的多样性和进化提供了重要来源。染色体变异可以导致新的基因组合和表型变化，为生物的多样性和进化提供了重要的来源。
具体来说，学生能够：
-描述基因突变、基因重组和染色体变异的发生机制和特点。
-分析生物变异在生物进化中的作用和意义。
-运用所学知识，参与有关生物变异的讨论和问题解决。
-设计实验或进行观察，验证或解释生物变异的现象。
-自主探索生物变异的相关知识，扩展自己的知识视野。
-与同学进行有效沟通，共同完成小组讨论和活动。
d.小组讨论：分组讨论教材中的案例，分析生物变异在实际问题中的作用，如讨论基因突变在癌症治疗中的意义。
浙教版 必修二 第四章 生物的变异 第一节 生物变异的来源
2、染色体数目变异的类型和实例 （1）整倍体变异： 整倍体变异： 细胞中染色体数目移染色体组的形式成倍的增加或者减 少。 如单倍体、多倍体。 如单倍体、多倍体。 （2）非整倍体变异： 非整倍体变异： 细胞中染色体数目个别增加或者减少。 细胞中染色体数目个别增加或者减少。 如人类的卵巢发育不全（特纳氏综合症） 如人类的卵巢发育不全（特纳氏综合症）缺少一条 性染色体，先天愚型（唐氏综合症，21三体综合症 三体综合症） 性染色体，先天愚型（唐氏综合症，21三体综合症）21 号染色体多一条。 号染色体多一条。
7、基因突变发生的时间： 基因突变发生的时间： 有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期，DNA复制时 复制时。 有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期，DNA复制时。 8、基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症 基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症 ⑴症状——红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型 症状 红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型 严重时红细胞破裂（溶血），造成贫血。 ），造成贫血 严重时红细胞破裂（溶血），造成贫血。 ⑵病因——基因中的碱基替换 病因 基因中的碱基替换 直接原因： 直接原因：血红蛋白分子结构的改变 根本原因： 根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变
3、类型： 类型： 形态突变： ①形态突变：生物的形态结构发生改变 如果蝇的红眼突变为白眼。 如果蝇的红眼突变为白眼。 生化突变： ②生化突变：生物的代谢过程改变 如人类的苯丙酮尿症 致死突变：导致个体活力下降， ③致死突变：导致个体活力下降，甚至死亡 如人类的镰刀形细胞贫血症 形态突变和致死突变都伴随有特定生化过程改变， 形态突变和致死突变都伴随有特定生化过程改变，因此 任何突都是生化突变。 任何突都是生化突变。 4、特点： 特点： 普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、 普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、有害性
浙科版高中生物学必修2精品课件 第4章 生物的变异 第1节 基因突变可能引起性状改变
诱变育种是否一定能获得理想品种?为什么? 提示:不一定,因为基因突变具有多方向性。
预习检测 1.判断题。 (1)基因突变不论发生在体细胞中还是生殖细胞中都能遗传 给后代。( × ) (2)基因突变通常发生在DNA转录形成RNA的过程中。( × ) (3)人的染色体上本就存在与癌有关的基因。( √ ) (4)原癌基因主要控制细胞生长和分裂的进程。( √ ) (5)诱变育种的原理是基因突变,不适用于细菌等原核生物。
9.下列关于细胞癌变的叙述,错误的是( ) A.石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子 B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别 C.病毒癌基因可整合到宿主基因组,诱发细胞癌变 D.癌细胞在适宜条件下可无限增殖 答案:A
10.下图表示的是控制正常酶1 的基因突变后所引起的氨基酸 序列的改变。①②两种基因突 变分别是( ) A.碱基的替换 碱基的缺失 B.碱基的缺失 碱基的插入 C.碱基的替换 碱基的插入或缺失 D.碱基的插入或缺失 碱基的替换
基因突变的频率为什么非常低? 提示:DNA分子复制时,独特的双螺旋结构提供了精确的模板, 碱基互补配对原则保证复制准确进行,故不容易发生基因突 变。
三、基因突变与癌细胞的关系及诱变育种 1.基因突变与癌细胞 (1)与癌有关的基因 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。
2.基因突变可应用于诱变育种 (1)概念:利用如X射线、γ射线、紫外线、激光等物理因素或亚硝 酸、硫酸二乙酯等化学因素来处理生物,使生物发生基因突变。 (2)主要特点(优点) ①可提高突变概率,能产生多种多样的新类型,为育种创造出丰富 的原材料。 ②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。 ③改良作物品质,增强抗逆性。 (3)缺点:在实际操作中需要处理大量的材料,并具有一定的盲目性。
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第一节生物变异的来源第一课时基因重组和基因突变1．生物的变异可分为不遗传的变异和可遗传的变异。
2．基因重组包括非同源染色体上的非等位基因重组、同源染色体上的非姐妹染色体之间发生染色体片段交换引起的重组。
基因重组可以产生新的基因型，是生物变异的主要来源。
3．基因突变是指在各种因素的作用下，引起基因结构的改变，包括DNA碱基对的增加、缺失或替换。
基因突变可以产生新的基因，是生物产生变异的根本原因。
4．根据基因突变对表现型的影响，可将基因突变分为形态突变、生化突变和致死突变。
5．基因突变主要表现为普遍性、多方向性、稀有性、可逆性和有害性等特点。
6．诱发基因突变的因素主要有物理因素、化学因素和生物因素。
对应学生用书P64生物变异的概述和基因重组1．生物变异的概述(1)变异的种类：可遗传的变异和不遗传的变异。
(2)变异的原因：①环境条件的改变引起表现型的改变，其遗传物质不变；②基因重组；③基因突变和染色体畸变。
2．基因重组(1)基因重组的概念：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，导致后代产生不同于亲本类型的现象或过程。
(2)基因重组的类型：类型发生时期实质自由组合型减数第一次分裂后期随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合交叉互换型减数第一次分裂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化，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
1．变异种类的案例分析：①在北京培育出的优质包心菜品种，叶球最大的只有3.5 kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7 kg左右。
但再引回北京后，叶球又只有3.5 kg。
这种现象属于什么变异？②随着“神舟5号”飞船升空，包心菜种子已先后多次利用返回式卫星搭载升空、经过种植选育，先已成功培育出能代代相传的高产超大包心菜。
这种现象属于什么变异？提示：①为不遗传的变异；②为可遗传的变异。
2．请判断下列两种现象产生的原因是否属于基因重组并分析原因。
①紫花豌豆自交后代出现紫花和白花豌豆。
②黄色圆形豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。
提示：①否。
杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果。
②是。
杂合黄色圆形豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。
3．子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组？提示：④⑤。
4．为什么基因重组导致后代性状的多样性？提示：基因的自由组合和基因的交叉互换引起的基因重组，导致后代的基因型和表现型的多样性。
5．各种生物都可以发生基因重组吗？举例说明。
提示：不是。
进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、原核生物均不进行有性生殖，故不会发生基因重组。
1．对基因重组的理解(1)实质：在生物体有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合。
(2)方式：有性生殖(减数分裂)。
减数分裂过程中的基因重组有两种类型：减数第一次分裂前期，同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换(如图1)；减数第一次分裂后期中的非同源染色体上的非等位基因的自由组合(如图2)。
(4)意义：产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源，是形成生物多样性的原因之一，为生物变异提供丰富的来源，对生物的进化具有重要的意义。
[特别提醒]基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。
2．基因重组要素整合图解基因突变1．基因突变的实例和概念(1)镰刀型细胞贫血症的病因：①图解：②致病原因：a．直接病因：血红蛋白多肽链上一个氨基酸被替换。
b．根本原因：血红蛋白基因(DNA)上一个碱基对发生改变，由A－T变为T－A。
(2)基因突变概念：是指由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
2．基因突变机理DNA分子(基因)中发生碱基对的替换、增加或缺失↓DNA分子(基因)中的核苷酸顺序(碱基对顺序)改变↓对应mRNA的碱基顺序改变↓由mRNA翻译的蛋白质可能出现异常↓遗传性状可能出现改变3．类型(1)形态突变：如果蝇的红眼突变为白眼。
(2)生化突变：如人类的苯丙酮尿症。
(3)致死突变：如镰刀型细胞贫血症。
4．特点(1)普遍性：在生物界中普遍存在。
(2)稀有性：在自然状况下，生物的基因一般突变频率很低。
(3)多方向性：可以产生一个以上的等位基因。
(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)多害性：多数有害，少数有利，也有中性。
5．诱变因素(2)化学因素：如亚硝酸、碱基类似物能改变核酸的碱基。
(3)生物因素：某些病毒毒素或代谢产物对DNA分子有诱变作用。
6．意义基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
1．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。
提示：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，从而使遗传信息改变。
2．基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？这种改变在光镜下能观察到吗？提示：脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。
这种改变在光镜下不能观察到。
3．基因突变是否会导致基因数量的改变呢？提示：基因突变是基因内部发生的碱基对的变化，从而改变了基因中碱基的排列顺序，但没有改变基因在DNA分子和染色体上的位置，也没有改变基因的数量。
4．基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？为什么？提示：不一定。
因为第一，有些氨基酸可以对应多种密码子；第二，基因突变发生在终止密码子对应的基因碱基对中，变成其他的终止密码子；第三，基因突变发生在基因内部无效片段中。
第四，突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。
5．基因重组和基因突变都能产生新的基因吗？都能产生新的性状吗？提示：不能。
基因重组不能产生新的基因，但可产生新的基因型；基因突变能产生新的基因、新的基因型。
基因重组不能产生新的性状，但能产生新的性状组合；基因突变能产生新的性状。
1．基因突变的图解概述2．基因突变对肽链的影响(1)发生碱基对的替换：①由于基因中脱氧核苷酸数量没有改变，则控制合成的肽链长度也可能不会改变，但可导致mRNA中密码子发生变化，由于某些氨基酸可以由多种密码子决定，反映到肽链氨基酸种类上，可能发生变化，也②替换时，有可能会使mRNA上的终止密码子提前，从而使肽链变短。
(2)发生碱基对的增加和缺失：由于密码子的阅读是连续的，除由突变部位开始所控制合成的mRNA发生连锁式的改变外，还会导致肽链中的氨基酸的序列改变。
3．基因突变对子代的影响(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。
(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
4．基因突变要素整合图解5．基因突变和基因重组的比较项目基因突变基因重组发生时间有丝分裂的间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂发生原因在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增加和缺失，引起基因结构的改变减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或非同源染色体上非等位基因的自由组合适用范围所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传种类①自然突变②诱发突变①基因自由组合②染色体交叉互换结果产生新基因，控制新性状产生新的基因型，不产生新的基因意义是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物变异的来源之一，有利于生物进化联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供组合的新基因，基因突变是基因重组的基础[特别提醒](1)基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对种类和数目的变化，染色体上基因的数目和位置(2)基因突变可发生在任何生物的细胞中，一般易发生于DNA复制的时候(如有丝分裂的间期、减数第一次分裂前的间期)。
(3)基因突变的多方向性图示分析：图中基因A可以突变成a1、a2、a3，它们之间也可以相互突变，并互称为等位基因。
对应学生用书67基因重组的类型[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局部交换，可导致基因重组C．减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能[思路点拨][精讲精析]基因重组是在有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程；基因重组发生在减数分裂过程中，减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合都会引起基因重组；花药内可发生减数分裂形成花粉粒，根尖分生区只进行有丝分裂。
[答案] B姐妹染色单体含有等位基因的原因分析基因突变或交叉互换都会导致姐妹染色单体中含有等位基因(如下图)。
在确定变异类型时，可根据题意来确定，方法如下：(1)若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的。
(2)若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。
(3)若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变。
(4)若题目中有“××分裂××时期”提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基1．下图中a、b、c、d表示在人的生殖周期中不同的生理过程。
相关说法正确的是()A．只有过程a、b能发生基因突变B．基因重组主要是通过过程c和过程d来实现的C．过程b和过程a的主要差异之一是有无同源染色体的配对D．过程d和过程b的主要差异之一是姐妹染色单体是否分离解析：选C图中过程a表示有丝分裂，过程b表示减数分裂，过程c表示受精作用，过程d表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。
基因突变可发生在个体发育的任何时期，但主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，基因重组发生在减数分裂(b)过程中。
减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程发生同源染色体配对、分离及其非姐妹染色单体之间的交叉互换。
以图示为载体，考查基因突变及其特点[例2]下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。
下列表述正确的是()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随机和定向的D．上述基因突变一定可以传给子代个体[思路点拨][精讲精析]等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的一对基因，图中的突变基因不在同源染色体上，故为非等位基因，A错误；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，B正确；基因突变具有随机性和不定向性，C错误；突变的基因能否传递给后代，要看发生基因突变的细胞是生殖细胞还是体细胞，倘若是生殖细胞突变，能够传递给后代，倘若是体细胞突变，就不能传递给后代，图[答案] B基因突变对肽链的影响碱基对影响范围对肽链的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸增加大插入位置前的氨基酸序列不受影响，影响插入位置后的氨基酸序列缺失大缺失位置前的氨基酸序列不受影响，影响缺失位置后的氨基酸序列2．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，下列后果中不可能出现的是()A．没有蛋白质产物B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化解析：选A基因的中部若缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。