2013-2020学年高一下学期生物必修2教案-第五章第1节4.docx

第五章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组教学内容老师组织和引导同学活动教学意图引言多媒体观看一组图片，生疏生物变异的含义和类型。【介绍】生物的变异可分为两大类：不行遗传的变异和可遗传的变异。可遗传变异有三种来源：基因突变、基因重组和染色体变异。【强调】可遗传的变异不是由于环境因素的影响而引起的性状转变，而是由于生殖细胞内的遗传物质的转变引起的，因而能够遗传给后代。【问】通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？【问】“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么缘由产生的？思考回答通过基因重组产生的。【归纳】一、基因突变1基因突变的概念【情景导入】1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉苦痛到医院看病，医生检查发觉，他患的是当时人们尚未生疏的一种特殊的贫血病镰刀型细胞贫血症。我们知道，正常人的红细胞是圆饼状的，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。这样的红细胞简洁裂开，使人患溶血性贫血，严峻时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？ 用幻灯的形式呈现正常红细胞和镰刀型细胞贫血症红细胞图片。出示供同学阅读的材料。1928年，人们发觉镰刀型细胞贫血症患者能将这种病遗传给下一代，并且发觉该病是一种常染色体上的隐性遗传病。1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在肯定的溶液中电泳，发觉正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，鲍林推想镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。经过分析，鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。【问2】大家回顾一下，什么叫基因？基因的分子结构如何？出示基因结构变化示意图，对图讲解。强调基因结构不管按以上的哪一种状况变化，归根结底都是碱基的排列挨次发生了转变，从而转变了遗传信息，引起生物性状的变异。由于DNA分子中发生的碱基对的增加、缺失或转变，而引起的基因结构的转变，叫基因突变。基因突变是染色体的某一个位点上基因的转变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，且通常会引起肯定的表现型变化。那么，基因突变是如何产生的呢？1.同学阅书第8081页后回答。是由基因突变引起的一种遗传病，是由于基因的分子结构发生了转变产生的。2.基因是有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸排列挨次（碱基挨次）就代表遗传信息。不同的基因，脱氧核苷酸的排列挨次（碱基挨次）不同。2基因突变的缘由以人类的镰刀型细胞贫血症为例。显示：正常型红细胞与镰刀型细胞贫血症的红细胞的性状比较图。镰刀型贫血症是一种特别血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的积累，导致各器官血流的堵塞。而消灭脾脏肿大，四肢的骨骼、关节苦痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而裂开产生溶血现象，引起严峻贫血而造成死亡。显示：镰刀型细胞贫血症病因图解。 问1：镰刀型贫血症病人的红细胞和正常人的为什么不一样？问2：镰刀型贫血症病人的血红蛋白中的谷氨酸为什么被缬氨酸取代？【强调】镰刀型细胞贫血症发病的根本缘由是把握血红蛋白会成的基因中一个碱基对发生了转变，由 变成 。问3：基因突变有何意义？思考回答3.基因突变是生物变异的根原来源，为生物进化供应了最初的原材料，是生物进化的内因，没有变异就没有进化，因而在生物进化中具有重要意义。3基因突变的特点问：基因突变作为生物变异的重要来源，它有哪些特点呢？【强调】自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中。在高等生物里，大约10万到1亿个生殖细胞中才会有一个发生基因突变。可见突变其实也是不简洁发生的。【归纳】普遍性随机性稀有性有害性 不定向性同学阅书第82页后，由同学回答老师穿插其中讲解。4基因突变的意义基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根原来源，是生物进化的原材料。二、基因重组1基因重组的概念问：什么叫基因重组？基因重组产生的根本缘由是什么？举例说明【强调】这里必需留意到，基因重组只是生物个体的基因型发生了转变，消灭了亲代没有的新的基因组合，而基因本身的结构并没有转变。基因重组是指生物进行有性生殖的过程中，把握不同性状的基因的重新组合。2基因重组的缘由基因重组产生的根本缘由主要有两方面，一方面是由于基因的自由组合，即把握两对或两对以上相对性状的等位基因，位于两对或两对以上同源染色体上，该生物个体在减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因间的自由组合。另一方面是由于位于同源染色体上的原来连锁在一条染色体的非等位基因， 在减数分裂第一次分裂的前期，复制后的同源染色体联会后，非姐妹染色单体之间由于交叉而交换，基因也随着交换。上述二种缘由，都能形成基因的重组，而新的重组基因类型又导致了不同相对性状的重组，使后代产生变异。基因重组是通过有性生殖来实现的，假如两个亲本的杂合性越高、遗传物质的差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异也就越多。以豌豆为例，当具有10对相对性状的亲本进行杂交时，假如只考虑基因的自由组合（l0对等位基因位于10对同源染色体上）所引起的基因重组， 可能消灭的表现型就有 种。3.基因重组的意义引导阅读思考阅读课本第83页，自己总结。总结生物的变异，依据生物体内的遗传物质是否转变，分为可遗传变异和不行遗传变异两类。可遗传变异中的基因突变，是基因分子结构的转变。是在肯定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA分子中发生碱基对的增加、缺失或转变，结果是基因中的脱氧核苷酸的排列挨次发生转变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的转变，产生了新的基因，产生了新的遗传物质。因而基因突变是生物产生变异的根本缘由、为生物进化最供了最初的原材料。基因重组是通过有性生殖过程来实现的，假如两个亲本的杂合性越高、遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。因而基因重组为生物的变异供应了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要缘由之一，对生物进化具有格外重要的意义。近年来，应用重组DNA技术，可以把经过改造的基因，通过载体送入生物细胞中，并使新的基因在细胞内正确表达。通过此种途径，获得人类需要的转基因动物或转基因植物。【典型例题】1将同一品种的小麦分别种在水肥条件不同的农田，其株高等性状表现出很大差异，这种现象在遗传学上称为（ ）A遗传性B遗传重组引起的变异C基因突变产生的差异D不遗传的变异解析：生物的变异分为不遗传的变异和遗传的变异，前者是由于环境条件的转变引起生物性状的变异，后者是由于遗传物质转变引起的生物性状的变异。同一品种的小麦含有相同的遗传物质，若在相同的环境条件下，其表现出来的性状是一样的。同一品种的小麦在水肥不同的农田，其性状差异是由于环境条件不同引起的，而非遗传物质转变引起的。若由基因突变引起的，则只限于极少数个体消灭性状差异。由于品种是纯合子，也不存在由基因重组和染色体变异导致性状变异的问题。所以是一种不遗传的变异。答案：D2基因突变大多数都有害的缘由是（B）A基因突变形成的大多是隐性基因B基因突变破坏了生物与环境之间形成的均衡体系C基因突变形成的表现效应往往比基因重组更为明显D基因突变对物种的生存和进展有显著的负作用解析：假如对基因突变的有害性理解不深刻，易选C和D，因基因突变后，性状转变确定格外显著，而且往往对个体生存的确不利；但表现效应明显不肯定导致有害，虽然基因突变大多有害，可是对生物的进化具有重要的意义。故C、D不合题意。A项中的隐性基因不肯定就有害，何况基因突变是不定向的。只有B项叙述才是真正导致有害性的缘由。该题重在分析供选项之间隐含的微妙关系，必需应用基础学问作出推理，确定正确答案。3果蝇约有 对基因，假定每个基因的突变率都是 ，一个大约有 个果蝇的群体，每一代消灭的基因突变数是（ ）A B C D 解析：自然界中生物的自发突变的频率很低，这是对于单个基因而言，但种群是由很多个体所组成，每个个体的每个细胞中都含有成千上万个基因，依据题干所列出的数值，这个果蝇群体每一代消灭的基因突变数目是 （个）。该题通过有关数据的分析，说明基因突变是生物变异的根原来源。对于生物群体而言，基因突变的性状也是格外巨大的。答案：B 4用肯定剂量的秋水仙素处理某种霉菌，诱发了基因突变，秋水仙素最有可能在下列哪项过程中起作用？（ ）A有丝分裂间期 B有丝分裂全过程C受精作用过程 D减数分裂第一次分裂间期解析：基因突变最易发生于DNA分子复制过程中，即细胞有丝分裂间期（导致体细胞发生突变）或减数分裂第一次分裂间期（导致生殖细胞发生突变）。当然，对有性生殖的动、植物，只有生殖细胞中的基因突变才能影响到子代性状的变化。霉菌的繁殖方式是无性生殖（孢子生殖），它不进行减数分裂。该题是关于基因突变发生时期的应用题，属于化学诱变的范围。考查同学对学问的迁移力量。答案：A5依据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因，并回答：（1）请赐予图中以特定的含义： _；_；_。（2）患镰刀型细胞贫血症的根本缘由是，把握_合成的_，从而转变了遗传信息。（3）镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病，该隐性致病基因在图中对应的碱基组成为_；正常基因在图中对应的组成为_。（4）依据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征，说明基因突变具有_和_的特点。解析：镰刀型细胞贫血症的病因是由于病人的血红蛋白分子的一条多肽链上，有一个氨基酸的种类发生了转变，即由正常的谷氨酸变成了特别的缬氨酸，根本缘由是合成血红蛋白分子的遗传物质DNA的碱基序列发生了转变，就是发生了基因突变，由 突变成 。答案：（1）基因突变 CAT GUA （2）血红蛋白 DNA碱基序列发生了转变（3） （4）突变率低 有害性（四）布置作业3课本第84页练习一、二。