人教版必修二基因突变和基因重组教案

第1节基因突变和基因重组

一、基因突变的实例

1．镰刀型细胞贫血症 (1)致病机理

①直接原因：血红蛋白分子中谷氨酸――→替换为

缬氨酸。 ②根本原因：基因中碱基对=====T

A ――→替换为

=====A

T

。 (2)病理诊断：镰刀型细胞贫血症是由于基因的一个碱基对改变而产生的一种遗传病，是基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物性状的典例。

2．基因突变的概念：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。 3．基因突变的遗传性：若发生在配子中，则可以遵循遗传规律遗传；若发生在体细胞中，一般不能遗传或通过无性繁殖遗传，有些可能发生癌变。

归纳总结

(1)基因突变是基因内部碱基对的种类和数目的变化，即改变了基因的结构和种类，但一条染色体上的基因的数量和位置并未改变。

(2)只要是基因分子结构内的变化，不管是1个碱基对的改变还是多个碱基对的改变都是基因突变。

(1)镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对的缺失引起的()

(2)基因突变包括碱基对的替换、缺失和改变()

(3)基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变() 答案(1)×(2)×(3)√

下图是基因突变的几种类型，请分析回答下列问题：

1．上述DNA分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？

提示脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜下不能观察到。2．研究表明，上述DNA分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，结合DNA分子的结构特点和复制过程，DNA分子复制时容易发生基因突变的原因是什么？提示DNA分子复制时，DNA双链解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的种类、数量或排列顺序发生改变，从而导致基因突变。

3．上述三种方式中碱基对分别发生了怎样的变化？哪种变化对生物性状的影响程度相对要小一些？为什么？

提示分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，可能使插入(或缺失)位置后的碱基序列所对应的氨基酸全部改变。

二、基因突变的原因、特点及意义

1．原因

⎩⎪⎨

⎪⎧

外因⎩⎪⎨⎪

⎧

物理因素：如紫外线、X 射线等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等

生物因素：如某些病毒的遗传物质等内因⎩

⎪⎨⎪

⎧

DNA 分子复制偶尔发生错误

DNA 的碱基组成发生改变等

2．特点⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧

普遍性：在生物界中普遍存在

随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期、

细胞内不同的DNA 分子和同一DNA 分子的不同部位上

不定向性：可向不同的方向突变，产生一个以上的 等位基因，突变方向和环境没有明确的

因果关系

低频性：在自然状态下，基因突变频率很低

多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境 的协调关系，对生物有害；少数使生物 产生新的性状，适应改变的环境，获得 新的生存空间

3．意义⎩⎪⎨⎪

⎧

新基因产生的途径生物变异的根本来源

生物进化的原始材料

(1)由于基因突变是不定向的，因此基因A可以突变为基因B()

(2)基因突变的方向是由环境决定的()

(3)基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源()

(4)基因突变的随机性是指发生时期是随机的()

答案(1)×(2)×(3)√(4)×

基因C可以突变成为c1、c2或c3。C、c1、c2、c3之间也可以相互突变(如图)，据此分析下列问题：

1．C、c1、c2、c3在染色体上的位置是否相同？它们能相互看作等位基因吗？

提示基因突变是基因内部碱基对的改变，基因在染色体上的位置并没有改变，所以它们的位置相同，相互之间互为等位基因。

2．图示体现了基因突变的哪些特点？

提示体现了基因突变的不定向性和随机性。

3．如果基因C突变为c1时，性状并没有改变，推测可能的原因有哪些？

提示(1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码子的简并性)，当突变后的基因转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。

三、基因重组

1．概念：基因重组是指在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。2．类型

3.意义

基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。

(1)基因重组发生在同源染色体的姐妹染色单体之间()

(2)基因重组发生在受精作用形成受精卵的过程中()

(3)基因突变和基因重组都会产生新基因，改变生物的基因型()

(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组() 答案(1)×(2)×(3)×(4)×

某动物的精巢内存在下图所示分裂方式：

(1)图甲细胞处于________________(填时期)，图甲中形成B、b现象的原因是____________。提示有丝分裂后期基因突变

(2)图乙细胞的名称是________________。图乙中形成B、b现象的原因可能是________________________________________________________________________。

提示次级精母细胞基因突变或者基因重组(交叉互换)

1．下列关于基因突变的叙述正确的是()