生物：5.1《基因突变和基因重组》学案（新人教版必修2）

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第1节 基因突变和基因重组
教学目标:
1.举例说明基因突变的特点和原因。
2.举例说出基因重组。
3.说出基因突变和基因重组的意义。
教学重点和难点：
1.教学重点
（1）基因突变的概念及特点。
（2）基因突变的原因。
2.教学难点
基因突变和基因重组的意义。
自主学习与要点讲解：
一、基因突变的实例
DNA分子中发生碱基对的__________、___________和____________，而引起的基因结构的改变，叫_____________。
基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代，若在体细胞中，一般不能遗传。
例1：人类血红蛋白由574个氨基酸按一定顺序、一定结
构组成特定的蛋白质，而镰刀型细胞贫血症病人的血红
蛋白中有573个氨基酸与正常人一样，只有第四条肽链
上的第六个氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替，从而改变了血
红蛋白的结构和特征——缺氧时红细胞由圆饼状变为镰
刀状。试分析右图并回答：
（1）图中的①代表___________，②的碱基组成是_______，
缬氨酸的密码子是______________。
（2）DNA由正常变为异常是由于在___________过程中，
可能由于各种原因发生差错，使________________发生局部改变，从而改变了____________。
（3）经科学家研究，镰刀型细胞贫血症是常染色体隐性基因所致。设正常人的基因型为HH，则患者的基因型为_____，H基因的碱基组成中有_________，h基因的碱基组成中则是_____。患者和正常人婚配生了个正常后代，其基因型是___________。
（4）通过以上图解和分析，充分说明了DNA分子上___________就会导致生物的________改变。
（5）目前对人类遗传病还没有有效的治疗手段，人们寄希望于21世纪生物技术的突破来解决，你认为要治疗人类镰刀型细胞贫血症主要依赖下面哪项生物工程？（ ）
A．基因工程 B．细胞工程 C．发酵工程 D．酶工程
例2：基因突变按其发生的部位可以分为体细胞突变a和生殖细胞突变b两种，则
A.均发生在有丝分裂的间期
B.a发生在有丝分裂间期，b发生在减数第一次分裂的间期
C. 均发生在减数第一次分裂的间期
D. a发生在有丝分裂间期，b发生在减数第一次或第二次分裂的间期
二、基因突变的原因和特点
原因：外因1.物理因素：_____________________
2.化学因素：________________________
3.生物因素：________________________
内因：DNA复制过程中基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。
特点：1.__________________________2_________________________________
3.__________________________4___________________________________
5._________________________________________________________________
意义：基因突变是_____________________，是生物变异的________________，是生物进化的________________。
例3．下列关于基因突变的叙述中，正确的是 （ ）
　 A.．基因突变发生在DNA的复制过程中　 B．基因突变都是有害的
　 C．只有细胞核中的基因才会发生基因突变 D．同源染色体上的成对基因往往同时突变
例4．下图表示基因A与a1、a2、a3之间关系，该图不能表明的是 （ ）
A．基因突变是不定向的 B．等位基因的出现是基因突变的结果
C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化
D．这些基因的转化遵循自由组合规律
三、基因重组
1.基因重组是指在进行_______________的过程中，控制不同性状的__________的_____________。
2.基因重组的原因：减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。基因重组通过有性生殖过程来实现的。有丝分裂过程不能发生基因重组。
人工条件下的基因重组技术——基因工程，定向的改变了生物体的基因型。
3.基因重组的意义
基因重组也是______________的来源之一，对生物的__________也具有重要的意义。
例5．基因重组发生在 （ ）
A．减数分裂形成配子的过程中 　　　　 B．受精作用形成受精卵的过程中
C．有丝分裂形成子细胞的过程中 　　　 D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中
答案：
一、替换、缺失、增添，基因突变 二、原因：1.射线等 2.重金属元素等； 3.病毒
特点：1.自发产生、普遍存在；随机的、不定向的；频率低 意义：新基因产生的途径；根本来源；原始材料 三、1.有性生殖；基因；自由组合 3.生物变异；进化
例1.（1）基因突变；CAT GUA；（2）复制；碱基的排列顺序；遗传信息 （3）hh；CTT CAT Hh (4)一个碱基对的替换；性状 （5）A
例2--例5.BADA
（一）问题探讨
提示：DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于密码的简并性，DNA编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。
（二）思考与讨论一
1.图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。
2.提示：可查看教材表4-1，20种氨基酸的密码子表。
3.能够遗传。突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。
（三）思考与讨论二
1.223种精子；223种卵细胞。
2.需要有246+1个个体；不可能。
3.提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。
生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有3万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多样的。
（四）旁栏思考题
因为紫外线和X射线易诱发基因突变，使人患癌症。
（五）批判性思维
这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
（六）练习
基础题
1.（1）√；（2）×；（3）×。
2.C。
3.B。
4.A。
拓展题
1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。
2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。
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