5.1基因突变与基因重组学案

1第五章第一节基因突变与基因重组学案学习目标(1)人工诱变在育种上的应用(A:知道)；(2)基因突变的概念、特点和意义(B:识记)；(3)基因重组的概念和意义(B:识记)。一、基因的突变（阅读教材P80--82梳理基础知识）（一）变异的类型不可遗传的变异：由的影响造成的。可遗传的变异：由的改变引起的，其来源有、、三种。（二）基因突变：1．概念：DNA分子中发生的增添、缺失或改变而引起的的改变。实例：例如镰刀型贫血症是发生改变。2．结果：基因突变使一个基因变成它的，并且通常会引起一定的变化。3．时期：在DNA复制期——即有丝分裂的和减数第一次分裂的。4．基因突变的特点有、、、、。5．意义：基因突变是产生的途径，是生物变异的，为生物进化提供了。6．突变分类：（1）自然突变：在自然条件下发生的，突变的因素有、、。（2）人工诱变：是指利用因素或因素来处理生物，使生物发生基因突变。此方法优点是提高，培育优良品种。二、基因重组：1．概念：指生物体进行生殖过程中，控制不同性状的基因的。3．时期：基因重组一般发生在以下几种情况下：①生物体进行减数分裂形成时；自由组合：非同源染色体上的非等位基因之间；交叉互换：同源染色体上的非等位基因之间。②生物体进行受精作用形成时：不同的精子和不同的卵细胞结合。③基因工程（基因拼接技术、DNA重组技术）不同生物的基因进行重新组合。4．意义：基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物的重要原因之一。三、基因突变与基因重组比较基因突变基因重组定义DNA分子中发生的增添、缺失或改变而引起的的改变。基因重组：指生物体进行生殖过程中，控制不同性状的基因的。例镰刀型贫血症是发生改变①生物体进行减数分裂时；②生物体进行减数分裂2子：时；③基因工程（DNA重组技术）。时期细胞分裂期减数分裂期特点性、性、性性有性生殖中产生后代不同的主要原因进化意义产生了，生物变异的来源，提供生物进化的。产生了，生物变异的来源，对生物进化有重要意义应用育种因素、因素、因素育种四．课堂练习：（）1．果树的叶芽若在早期发生突变后，可以长成变异枝条，但其长势一般较弱或受到抑制。这表明基因突变具有A.随机性B.稀有性C.多方向性D.有害性（）2．基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法正确的是A．无论是低等还是高等生物都可能发生突变B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变C．突变只能定向形成新的等位基因D．突变对生物的生存往往是有利的（）3．下面列举几种可能诱发基因突变的原因，其中哪项是不正确的A．射线的辐射作用B．杂交C．激光照射D．秋水仙素处理（）4.一对夫妇所生育的子女中，性状上差异很多，这种差异主要来自A．基因重组B．基因突变C．环境影响D．疾病影响（）5.水毛莨生长在水中的叶呈丝状，生长在水面上的叶呈扁片状，这种性状的变异说明能说明A．环境因素引起基因突变B．环境因素引起基因重组C．环境因素引起染色体变异D．基因型改变导致表现型改变6．下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因：⑴图中①②③表示①______，②______，③________。⑵在DNA复制过程中，由于出现“差错”，导致DNA_________发生局部改变，从而改变了遗传信息。⑶镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病。若正常基因为H，那么致病基因就是_______。H基因表示的碱基组成是________，h基因的碱基组成为__________。⑷镰刀型细胞贫血症十分少见，说明基因突变的特点是____________和_____________。3课后练习一、选择题1．若一对家猫所生的小猫中，性状差异甚多，这种变异主要来自于A．基因突变B．基因重组C．基因分离D．染色体变异2．下列有关基因重组的说法，不正确的是A．基因重组是生物变异的根本来源B．基因重组能够产生多种基因型C．基因重组发生在有性生殖的过程中D．非同源染色体上的非等位基因可以重组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，不利于生物进化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4．下列属于可遗传变异的是A．移植到广州的洛阳牡丹能生长但不能开花B．三倍体甜菜不能产生生殖细胞C．经生长素处理结出的无子番茄D．贫瘠土壤中长出的小麦穗小粒少5．基因突变是生物变异的根本来源和生物进化的重要因素，其原因是A．能产生新基因B．发生的频率大C．能产生大量有利变异D．能改变生物的表现型6．镰刀型细胞贫血症的根本原因是患者体内A．红细胞太少B．控制形成血红蛋白的基因发生改变C．血色素太低D．血红蛋白中某个氨基酸发生改变7．利用基因重组是创造动植物优良品种的重要途径，这是因为基因重组可以A．将不同品种的优良性状综合在后代中B．使亲本改变性状C．产生亲本不曾出现过的新的基因D．包含以上三项内容8．进行无性生殖的生物，发生变异的原因不可能是A．基因突变B．基因重组C．染色体变异D．环境条件的改变9．用激光或亚硝酸处理萌发的种子或幼苗能诱导基因突变，激光或亚硝酸起作用的时间是有丝分裂的A．分裂间期B．分裂期的中期C．分裂期的后期D．各个时期10．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A．①B．①②C．①②③D．②③④二、简答题11．右图所示是人类镰刀型细胞贫血症的原因，据图回答：（1）①是____________过程，是____________过程，后者是在____________中完成的。（2）③是____________过程，发生在____________过程中，这是导致镰刀形细胞贫血症的根本原因。（3）④的碱基排列顺序是____________，这是决定缬氨酸的一个____________。4（4）镰刀型细胞贫血症十分少见，说明基因突变的特点是____________和____________。12．放射性同位素60Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生____________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能____________、____________。在进行照射生物或食品的操作完毕后，人体____________（可以、不可以）直接触摸射线处理过的材料。13．昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答：（1）人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高____________，通过人工选择获得____________。（2）酯酶的化学本质是____________，基因控制酯酶合成要经过____________和____________两个过程。（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于：________________________________________________________________________。（4）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用：___________________________________。参考答案：一.知识网络（一）基因突变：1.概念：由DNA分子中发生碱基对的增添、缺失、改变，而引起基因结构的改变。实例：镰刀型贫血症。2.结果：形成等位基因。3.时期：在DNA复制时——有丝分裂的间期、减数分裂的间期。4.意义：生物变异的根本来源。为生物进化提供了最初的原始材料。5.特点：（1）普遍性：各种生物体均可能发生。（2）随机性：生物体的各个细胞随时可能发生。发生在体细胞不可遗传给后代，发生在生殖细胞可能遗传给后代。发生时期越早，对生物个体性状影响越大。（3）突变率低：（4）多害少利：利、害不是绝对的，依据环境的变化而定。（5）不定向：变为何种等位基因不确定，并且突变是可逆的。6.突变分类：自然突变：在自然条件下发生的。人工诱变：人为诱发产生的，提高突变率，提供更多的变异性状以便选择。方法：物理——射线、紫外线、激光等。太空技术——特殊环境条件化学——亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素生物——某些病毒（二）基因重组：1.时期：减数分裂：自由组合：非同源染色体上的非等位基因之间。交叉互换：同源染色体上的非等位基因之间。受精作用：不同的精子和不同的卵细胞结合。52.意义：生物多样性的原因之一，生物个体性状的差异，主要是基因重组的结果。为变异提供了丰富的来源。3.基因工程：不同生物的基因进行重新组合。比较：基因突变基因重组基因工程DNA复制（间期）有性生殖（减Ⅰ、受精作用）细胞外人为处理等位基因互变非等位基因重组（同种生物）不同生物基因重组产生新基因原有基因的重新组合原有基因的重新组合二、基因突变1、概念：基因分子结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和改变2、特点：普遍性、低频性、不定向性(多向性)、可逆性、多害少利性普遍性、随机性、不定向性、稀有性、多害少利性。3、类型：自然突变、诱发突变2.生物多样性的原因之一，生物个体性状的差异，主要是基因重组的结果。为变异提供了丰富的来源。意义是生物变异的根本来源;为生物进化提供了最初的原材料。4、原因和结果突变原因外因DNA损伤如宇宙射线、化学试剂、温度剧变内因复制差错结果DNA碱基对改变，可形成等位基因mRNA局部密码子改变或移码突变蛋白质异常蛋白(性状改变)变异类型基因突变基因重组基因工程时期DNA复制（间期）有性生殖（减Ⅰ、受精作用）细胞外人为处理本质等位基因互变非等位基因重组（同种生物）不同生物基因重组结果产生新基因原有基因的重新组合原有基因的重新组合基因突变基因重组定义DNA分子中发生的增添、缺失或改变而引起的的改变。基因重组：指生物体进行生殖过程中，控制不同性状的基因的。例子：镰刀型贫血症是发生改变③生物体进行减数分裂时；④生物体进行减数分裂时；③基因工程（DNA重组技术）。6时期细胞分裂期减数分裂特点性、性、性性有性生殖中产生后代不同的主要原因进化意义产生了新基因生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料产生了新基因型生物变异的主要来源，对生物进化有重要意义应用诱变育种因素、因素、因素杂交育种课堂练习1D2A3B．4A．5D．6.⑴基因突变CATGUA⑵内部结构（或碱基对序列）⑶hCTTCAT⑷突变率低；多害少利