高中人教版 (2019)第5章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组学案

这是一份高中人教版 (2019)第5章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组学案，共7页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，预习新知，易错提示，深化探究，巩固训练等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
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、人类遗传病等方面的应用，运用基因突变的原理解释一些变异现象。(社会责任)。
【学习重难点】
1、教学重点
（1）基因突变的概念、原因及特点。
（2）细胞癌变的原因及癌细胞的特点
（3）基因重组
2、教学难点
（1）细胞癌变的原因
（2）基因重组的类型
【预习新知】
基因突变的实例
镰状细胞贫血
（1）致病机理
①直接原因：血红蛋白分子中谷氨酸缬氨酸。
②根本原因：基因中碱基对。
（2）病理诊断：镰状细胞贫血是由于基因的一个碱基对改变引起的一种遗传病，是基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物性状的典例。
基因突变的原因
(1)外因：物理因素、化学因素和生物因素。易诱发生物发生基因突变并提高突变频率。
(2)内因：DNA复制偶尔发生错误等。
基因突变的意义
（1）对生物体来说，基因突变有的是有害的，有的是有利的，还有的是中性的。
（2）基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。
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
（1）交换型
减数分裂四分体时期（减数分裂I前期），由于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
（2）自由组合型
减数分裂I后期，由于非同源染色体的自由组合，使非同源染色体上的韭等位基因自由组合。
3.意义
基因重组能够产生基因组合多样化的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
【易错提示】
（1）基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关（ ）
（2）一对同源染色体可能存在基因重组（ ）
（3）基因重组会产生新的性状（ ）
（4）基因重组在显微镜下是可见的（ ）
（5）基因重组产生的新的基因型不一定会表达为新表型（ ）
答案：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√
解析：（1）基因重组发生在控制不同性状的基因之间，即两对及两对以上的基因之间。Aa在遗传时，后代出现的新类型来源于基因分离。
（3）基因突变会产生新基因，从而产生新性状；基因重组只会产生新的基因型，从而产生新的性状组合。
（4）基因重组是发生在分子水平的变异，显微镜下不可见。
【深化探究】
基因突变的实例和机理
一、基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症
1、查阅密码子表，在图中的方框和横线上填上正确内容。
2、 图中哪一个氨基酸发生了改变？
3、由上图可看出，镰刀型细胞贫血症的直接原因是_________ ____；根本原因是控制血红蛋白合成基因的________替换导致基因结构改变，从而引起基因突变。
思考回答：想一想该突变基因能否遗传？怎样遗传？
二、基因突变的机理
1、分析基因结构中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响。
2、基因突变一定可以改变生物性状么?如果不一定,请归纳原因有哪些？
【巩固训练】
1.和无性生殖相比，有性生殖的生物子代的基因组合更具有多样性，其原因一般不包括( )
A.非同源染色体自由组合导致形成的配子具有多样性
B.同源染色体上非姐妹单体之间的互换导致配子多样性
C.卵细胞和精子结合的随机性使后代产生不同的基因组合
D.由于DNA分子复制差错会导致出现子代从未有的新性状
2.下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是( )
A.发生在水稻根尖内的基因突变比发生在花药中的更容易遗传给后代
B.DNA分子缺失一个基因属于基因突变
C.基因重组能产生新的基因型
D.非同源染色体之间交换部分片段属于基因重组
3.下列说法正确的是( )
A.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，一定引起基因碱基序列的改变
B.DNA碱基序列改变，一定是基因突变引起的
C.基因突变一定能引起基因碱基序列的改变
D.基因突变一定能产生新的等位基因
4.下列能产生新基因的是( )
A.基因重组B.基因分离C.基因突变D.染色体变异
5.下列现象中，与基因重组有关的是( )
A.一对肤色正常的男女婚配，子代既有白化病患者也有肤色正常个体
B.一对肤色正常但均患多指的男女婚配，子代出现仅患白化病的个体
C.当有丝分裂染色体未平均分配时，会形成基因组成不同的子代细胞
D.受精作用时，雌雄配子随机结合可产生基因型和表型均多样的后代
6.下图表示人类镰形细胞贫血症的病因和一个家族中患此病的遗传系谱图（相关基因为B与b），请据图回答下列问题。（已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG）
(1)图甲中①②表示的遗传信息流动过程分别是①__________，②__________。
(2)α链的碱基组成为_______，β链的碱基组成为_______。
(3)从图乙可看出镰刀形细胞贫血症的致病基因位于_____染色体上，属于____性遗传病。
(4)Ⅱ8基因型是______，Ⅱ6和Ⅱ7再生一个患病男孩的概率是____。从理论上讲，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，其配偶的基因型必须为____________。
(5)若图甲中正常基因片段中的CTT突变成CTC，由此控制的生物性状是否发生改变?为什么?
_________，_________________________________________________________。
参考答案
1.答案：D
解析：ABC、同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色自由组合导致配子多样性，卵细胞和精子结合的随机性使后代产生不同的基因组合，这些都是有性生殖的生物导致双亲后代的基因组合具有多样性，ABC错误；
D、DNA分子复制差错属于基因突变，基因突变的频率往往是很低的，具有普遍性，DNA分子复制差错会导致子代出现从未有的新性状，但这不是有性生殖的生物导致双亲后代的基因组合具有多样性的原因，D正确。故选D。
2.答案：C
解析：A、水稻根尖细胞为体细胞，而花药可进行减数分裂产生生殖细胞，故花药中的基因突变比发生在水稻根尖内的更容易遗传给后代，A错误;B、DNA分子缺失一个基因属于染色体结构变异(缺失)，B错误;C、基因重组不能产生新基因，但能产生新的基因型，C正确;D、非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异(易位)，D错误。故选:C。
3.答案：C
解析：A、DNA分子中发生碱基的替换、増添或缺失，不一定引起基因碱基序列的改变，A错误;
B、DNA碱基序列改变也可能是染色体结构变异引起的，B错误;
C、基因突变一定能引起基因碱基序列的改变，C正确;
D、生物发生基因突变一定产生新的基因，原核生物没有同源染色体，也没有等位基因，D错误。
4.答案：C
解析：C、基因突变是新基因产生的途径,能产生新基因, C正确。
5.答案：B
解析：A、一对肤色正常的男女婚配，子代既有白化病患者也有肤色正常个体，说明双亲均为杂合子，减数分裂时只有等位基因的分离现象，A错误;B、白化病是常染色体隐性遗传，多指是常染色体显性遗传，一对肤色正常但均为多指的男女婚配，子代出现仅患白化病的个体，说明双亲基因型均为双杂合子，减数分裂时控制两对相对性状的两对基因发生基因重组，B正确;C、有丝分裂过程不存在基因重组，C错误:D、受精作用雌雄配子的随机结合不属于基因重组，D错误。故选B。
6.答案：(1)DNA复制；转录
(2)CAT；GUA
(3)常；隐
(4)BB或Bb；1/8；BB
(5)不会，因为翻译形成的氨基酸没有变，所以生物性状也不会发生改变
解析：(1)据图分析可知,图中①表示DNA分子的复制,②表示转录过程;①DNA分子的复制发生在细胞分裂间期,主要在细胞核中进行。
(2)根据碱基互补配对原则可判断,α链碱基组成为CAT;根据左边转录过程分析可推知,β链是以α链为模版转录形成的mRNA链,所以β链碱基组成为GUA。
(3)右图中的Ⅰ3和Ⅰ4正常而他们的女儿Ⅱ9患病可知,镰刀型细胞贫血症为常染色体上的隐性遗传病。
(4)根据(3)题分析可知,Ⅰ3和Ⅰ4的基因型均为Bb,他们的儿子Ⅱ8表现正常,所以Ⅱ8基因型是BB或Bb;Ⅱ6和Ⅱ7正常,但是其儿子患病,因此二者的基因型都为Bb。Bb×Bb→BB︰Bb︰bb=1︰2︰1,因此,Ⅱ6和Ⅱ7婚后再生一个患病男孩的概率是1/4×1/2=1/8;Ⅱ9是患者,基因型为bb,要要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为BB。
(5)若图中正常基因片段中CTT突变成CTC,则转录成的信使RNA上的密码子由GAA变成GAG,但由此两个密码子决定的氨基酸均为谷氨酸,所以生物的性状不变。
碱基对
影响范围（大或小）
对氨基酸序列(肽链)的影响
替换1个
只改变 或不改变
增添1或2个
不影响 序列，而影响 序列
缺失1或2个
不影响 序列，而影响 的序列
增添或缺失3个
增添或缺失位置增加或缺失 氨基酸对应的序列