高三人教版生物一轮复习教学案 7.21基因突变和基因重组

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1、1涵盖范围本单元包括必修2第五章生物的三种可遗传变异基因突变、基因重组和染色体变异，第六章从杂交育种到基因工程和第七章现代生物进化理论三大部分内容。变异是进化的前提，变异是育种的原理，将三部分内容放到一个单元中体现了知识间的有机结合。2考情分析(1)考试力度：占分比重相对较大，尤其是有关育种的题目。(2)考查内容三种可遗传变异的实质与区别。遗传病的类型、判断与概率计算。变异与育种、基因工程的联系。基因频率的求解。现代生物进化理论的内容。(3)考查形式多数考点以选择题形式考查。以简答题的形式考查作物育种与变异的联系。3复习指导(1)复习线索以可遗传变异类型为线索，复习基因突变、基因重组、染色体变

2、异与不同育种方式的联系。以现代生物进化理论的内容为线索，将达尔文自然选择学说和现代生物进化理论有机联系在一起。(2)复习方法列表比较三种可遗传变异。列表并结合图解掌握不同的育种方法。图示复习基因工程的操作工具及步骤。列表比较达尔文自然选择学说和现代生物进化理论的区别与联系。第21讲基因突变和基因重组考纲要求1.基因重组及其意义()。2.基因突变的特征和原因()。一、基因突变1概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。2时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。3诱发因素：物理因素、化学因素和生物因素，其中亚硝酸、碱基类似物属于化学因素。4突变特点(1)

3、普遍性：一切生物都可以发生。(2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。(3)低频性：自然状态下，突变频率很低。(4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变。(5)多害少利性：有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。5意义(1)新基因产生的途径。(2)生物变异的根本来源。(3)生物进化的原始材料。6实例镰刀型细胞贫血症形成的原因思考造成该病的直接原因和根本原因是什么？提示直接原因：血红蛋白结构异常；根本原因：控制血红蛋白的基因由突变成，发生了碱基对的替换。二、基因重组1实质：控制不同性状的基因重新组合。2类型(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)交叉互换

4、型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。(3)人工重组型：转基因技术，即基因工程。3结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。4意义：形成生物多样性的重要原因之一。以图助学如图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，其中均发生了基因重组。解惑(1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。(3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。判一判1一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组()2减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组()3纯合子自交因基因重组发生性状分离()考点一聚焦基因突变1分析基因突变的原因2分析基因结构

5、中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列，而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列，而影响缺失位置后的序列3讨论基因突变不一定导致生物性状改变的原因(1)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。(2)由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。(3)某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。(4)隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。易错警示与基因突变有关的7个易错点(1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA

6、复制时均可发生基因突变。(2)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。(3)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。(4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(5)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。(6)基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、替换。(7)基因突变不只发生在分裂间期。1某种高秆植物经理化因素处理，在其后代中发现个别矮秆植株，如何设计实验鉴定与矮秆性状出现的相关问题(只需写出实

7、验步骤)：(1)是基因突变，还是环境影响：_。(2)若是基因突变，是显性突变，还是隐性突变：_。答案(1)将矮秆植株连同原始亲本一起种植，保持土壤和栽培条件尽量一致，观察比较两者的表现型(2)第一年将矮秆植株和原始亲本杂交得F1，第二年种植F1种子，观察其表现型解析(1)必须体现“二者种植在相同的环境条件下，看表现型是否相同”。(2)必须体现“将矮秆植株和原始亲本杂交得F1，第二年种植F1种子，观察其表现型”。技法提炼1基因突变的类型及性状表现特点(1)显性突变：如aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。2验证基因突

8、变实验设计的思路(1)验证生物变异是基因突变还是环境影响：可以把矮秆植株与原始亲本种植在相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是由环境引起的。(2)验证基因突变的显隐性：可让矮秆植株和原始亲本杂交，若出现性状分离，则说明为显性突变，若没有出现性状分离，则说明为隐性突变。考点二比较三种类型的基因重组重组类型同源染色体上非等位基因间的重组非同源染色体上非等位基因间的重组人为导致基因重组(DNA重组)图像示意发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换，导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自

9、由组合，导致非同源染色体上非等位基因重组目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中的基因重组易错警示与基因重组有关的4点提示：(1)通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程属于分子水平的基因重组；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组，属于染色体水平的基因重组；动物细胞融合技术，以及植物体细胞杂交技术下的基因重组，属于细胞水平的基因重组。 (2)自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。(3)基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。(4)基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合

10、，产生了新的表现型(或新品种)。2下列有关基因重组的说法中，正确的是()A基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因B同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形态大小一定相同的染色体C基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中D基因重组可发生在四分体时期的同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换答案D解析基因突变可产生新的基因；同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，在减数分裂过程中能联会的两条染色体，它们形态大小不一定相同，如性染色体X、Y；自然条件下的基因重组发生在减数分裂过程中，人工实验条件下的DNA重组也属于基因重组。3如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能

11、反映的是()该细胞一定发生了基因突变该细胞一定发生了基因重组该细胞可能发生了基因突变该细胞可能发生了基因重组A B C D答案A解析由于图中没有同源染色体，同时着丝点分开，可以确定该细胞为减数第二次分裂后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，分别是B、b，其原因可能是减数第一次分裂前的间期染色体复制出现错误，发生了基因突变，也可能是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，使得两姐妹染色单体上的基因不完全相同。技法提炼根据题意来确定图中变异的类型1若为有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的

12、。2若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。3若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变。4若题目中有分裂时期提示，如减前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。案例投影序号错因分析正确答案表述不准确核糖体不能理解题意，没有从碱基的差别上去考虑丝氨酸要同时突变两个碱基审题不清，不能从DNA链上找碱基差别A专业术语记忆不牢简并性不能从氨基酸与密码子的对应关系上回答问题增强了密码容错性，保证了翻译的速度教师备课资源1生物变异的种类项目可遗传的变异不可遗传的变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代

13、中再次出现变异性状仅限于当代表现鉴别方法及表现变异类型在后代产生一定的表现型，或遗传物质表现可见的数目或结构的变化。与原来类型在同一环境中生活仍表现性状差异使变异类型的子代与原来未发生变异类型的个体生活在同一环境条件下，不表现性状上的差异应用价值是育种的原始材料，生物进化的主要原因，能从中选育出符合人类需要的新类型和新品种无育种价值，但在生产上可应用优良环境条件以影响性状的表现而获取高产优质产品二者的联系2基因突变与基因重组的区别和联系项目基因突变基因重组区别本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，改变了基因的“质”，但未改变基因的“量”，可能出现新性状原有基因的重新组合，产生了新的基因型，

14、但未曾改变基因的“质”与“量”，使其性状重新组合发生原因在一定的外界或内部因素作用下，细胞分裂间期DNA分子复制时，由于碱基对的替换、增添、缺失而引起减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体之间自由组合区别发生时期有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂的四分体时期、减数第一次分裂后期条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂和受精作用适用范围所有生物均可发生(包括病毒)，具有普遍性真核生物有性生殖的核基因遗传(通常也适用于基因工程)意义产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料生物变异的来源之一，生物进化的重要因素之一应用通过诱变育种可培育新品种通过杂交育种导致性状的重组，可培育出新的优良品种发生可能可能性很小非常普遍联系(1)它们均可使生物产生可遗传的变异；(2)在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；(3)二者均可产生新的基因型，可能产生新的表现型