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杨集中学2009—2010学年度高一年级生物必修2教学案及巩固案编制：何海浪1§4.4基因突变和基因重组重点：1.说明基因突变的特征和原因2.总结基因重组及其意义难点：同上自主学习：1、复习基因的定义、实质、DNA分子复制的过程2、预习基因突变的概念、原因、特点、意义、应用3、预习基因重组的概念、类型、意义、应用知识构建：1.生物的变异-----生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。（一）基因突变1．实例：镰刀型细胞贫血症（如右图）是一种遗传病。正常人的红细胞是状，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的状。分析研究发现患者的血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的替换。这个氨基酸的变化是由于控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变。2.定义：——DNA分子中碱基对的、或等。3.类型：自然突变和人工诱变（优点：会使生物发生突变的频率大为提高）4.引起基因突变的因素可归纳为三类因素，因素和因素。5.能否遗传：在体细胞和生殖细胞中都可以发生基因突变，发生在生殖细胞中的突变，将遵循遗传规律传递给后代，而发生在体细胞中的突变，一般是不遗传给后代的。6.时间:DNA复制时（有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期）7.特点：①普遍性②随机性③低频性④多害性少利性⑤不定向性8.意义：是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化的原始材料，动植物遗传改良的基础。9.应用：诱变育种2.生物变异的类型：不遗传的变异：由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代可遗传的变异：细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。三个来源基因突变基因重组染色体变异杨集中学2009—2010学年度高一年级生物必修2教学案及巩固案编制：何海浪2（二）基因重组1.定义：生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因发生重新组合的现象叫基因重组。2.类型：前一种类型：自由组合：是指在生物体通过分裂形成时，随着非同源染色的，非等位基因也，另一种类型：交叉互换：发生在分裂形成时期，位于染色体上的基因有时会随着的交换而交换导致染色单体上的。3.意义：生物进化的源泉、是形成生物多样性的重要原因之一4.应用:杂交育种（三）重组DNA技术（DNA拼接技术或基因工程）1.定义：——将一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物体内，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。2.工具：限制酶：具有专一性，只能识别特定核苷酸序列，并在特定位点切割DNA分子DNA连接酶：运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒质粒存在于细菌以及酵母菌等细胞中，是一种小型环状DNA分子，可以自我复制3.操作步骤：（1）分离目的基因、选择基因工程载体（2）目的基因与运载体结合，实现体外重组DNA（3）将目的基因导入受体细胞（4）筛选、培养受体细胞（5）目的基因的表达4．原理：基因重组5．对基因工程所持观点：正确客观的看待基因突变和基因重组的比较比较项目基因突变基因重组本质基因的结构发生改变，产生了新的，出现了新的性状。不同基因的，产生了新的，使性状重新组合。发生时期细胞分裂期的过程中。细胞分裂的时期和时期。原因由于碱基互补配对的差错，或由于理化因素而引起的分子结构的破坏。同源染色体的之间交叉互换和非同源染色体之间的。条件条件剧变和的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。后代变异类型出现的频率遵循遗传定律，大多数变异对生物是的变异频率。但普遍存在。有性生殖中非常普遍。意义生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一，通过人工诱变可培育新品种是生物变异的重要因素，通过杂交性状的重组，可培育新的优良品种。杨集中学2009—2010学年度高一年级生物必修2教学案及巩固案编制：何海浪3互动探究：1.以下关于生物变异的叙述，正确的是A．基因突变都会遗传给后代B．新基因产生的途径是基因重组C．基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变D．基因重组只发生在生殖细胞形成过程中2.人类16号染色体上有一段DNA序列，决定血红蛋白的氨基酸组成。这个DNA序列的某一对碱基发生改变而引起镰刀型细胞贫血症。这种改变属于A．基因突变B．基因重组C.染色体变异D.基因互换3.科学家利用辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。（1）上述紫色种皮的种子长成的植株中，有些结出了红色种子的原因是（2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制，用文字简要叙述获得新品种的过程：4.基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是A．③②④①B.②④①③C．④①②③D．③④①②5.“一猪生九崽，连母十个样”，产生这种现象主要是因为A．基因重组B.基因突变C.染色体变异D.环境的影响课后提升及巩固练习1.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是A．太空育种产生的突变总是有益的B．太空育种产生的性状是定向的C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的2．DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C-—G，推测“P”可能是A．胸腺嘧啶B．腺嘌呤C．胸腺嘧啶或腺嘌呤D．胞嘧啶3.与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，下列说法不正确的是A．后代继承了双亲的遗传物质B．减数分裂过程中，DNA复制更容易发生差错C．减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子D．更容易产生新的基因型4.基因突变按其发生的部位可分为体细胞突变a和生殖细胞突变b两种，则A．均发生在有丝分裂的期间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5.在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则A．不能转录B．不能翻译杨集中学2009—2010学年度高一年级生物必修2教学案及巩固案编制：何海浪4蛋白质正常异常氨基酸谷氨酸缬氨酸mRNAGAA（③）CTT（②）DNAGAAGTA①C．在转录时造成插入点以前的遗传密码改变D．在转录时造成插入点以后的遗传密码改变6.上眼睑下垂是一种显性遗传病，某一男性患者，其父母正常，此男性性状最可能是A．伴性遗传B．染色体变异C．基因重组D．基因突变7.某基因复制时其中一个碱基对C—G被替换成为A—T，则该基因控制的性状将A一定发生改变B一定不改变C对自身有害D不一定发生改变8．下列关于生物变异的说法正确的是A．大肠杆菌体内可以发生基因突变和基因重组。B．基因突变和基因重组发生的时期相同。C．基因突变和基因重组都是可遗传的变异。D．基因突变是有害的，基因重组是有利的。9.诱变育种的突出优点是A．方法简单易行B．能产生很多有利的个体C．节省实验用的材料D．提高变异频率，加速育种进程10.下列关于基因工程的叙述中，正确的是A．基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程产生的变异属于人工诱变C．基因工程育种的优点之一是目的性强D．基因工程的产物对人类都是有益的11.细菌的可遗传变异来源于①基因突变②基因重组③染色体变异A．①B．①②C．①③D．①②③12.下列不属于基因重组的是A．四分体中同源染色体上等位基因随非姐妹染色单体的交叉互换而互换B．非同源染色体上非等位基因的重组C．精子与卵细胞中染色体上基因的组合D．有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合13.某原核生物因一个碱基对突变而导致所编码蛋白质的一个脯氨酸（密码子有CCU、CCC、CCA、CCG）转变为组氨酸（密码子有CAU、CAC）。基因中发生改变的是A．G≡C变为T=AB．A=T变为C≡GC．鸟嘌呤变为胸腺嘧啶D．胸腺嘧啶变为腺嘌呤14.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，而镰刀型贫血症病人的血红蛋白中573个氨基酸与正常人一样，只有每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性――缺氧时红细胞由圆饼状变为镰刀状。请分析右图并回答：（1）图中的①表示＿＿＿＿，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。杨集中学2009—2010学年度高一年级生物必修2教学案及巩固案编制：何海浪54、（1）获得的突变植株是杂合子，其自交所产生的后代发生性状分离（2）分别种植这批紫色种皮种子，连续自交两代。若其中一些植株所结的种子均具紫色种皮，这些种子就是所需的新品种（纯合子）11、（1）基因突变CATGUA（2）复制碱基的排列顺序遗传信息（3）hhCTTCATHh（4）一个碱基对的替换性状