人教版必修二 基因突变和基因重组 学案

基因突变和基因重组 学案基础知识梳理一、基因突变⒈概念：指DNA 分子中发生碱基对的______、______、______而引起的基因结构的变化。

⒉突变原因⑴诱变因素①________：如紫外线、X 射线及其他辐射。

②________：如亚硝酸盐、碱基类似物能改变____________。

③________：某些病毒的遗传物质能影响宿主的DNA 。

⑵内部因素 ____________________________偶尔也发生错误。

⒊实例⒋与生殖的关系⑴若发生在________中，将遵循遗传规律传递给后代；⑵若发生在___________中，一般不遗传，但对于有些植物可通过无性繁殖传递； ⑶若人体某些体细胞基因发生突变，可能会发展为_____________________。

⒌特点⑴普遍性：无论是_________，还是____________以及人，都会发生基因突变；无论是存在__________，还是不存在，基因突变都有可能发生。

⑵随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的________，可以发生在细胞内_________，也可以发生在一个DNA 分子的______________。

⑶不定向性：一个基因可以向_________发生突变，产生一个以上的_________，并且基因突变的方向与________没有明确的因果关系。

⑷低频性：对于一个基因发生突变的频率_________，但是一个种群包括许多个体，一个个体含有许多基因，因此对一个种群而言，可能产生各种各样的随机突变，提蛋白质 正常 异常 ↑ ↑ 氨基酸 ____ _____ ↑ ↑ mRNA GAA GUA ↑ ↑ CTT C___T ____ G___A 突变 DNA 镰刀型细 胞贫血症供丰富的___________。

⑸多害少利性：基因突变可能会破坏生物体与__________的协调关系；但有些基因突变，也可能使生物产生_________，适应_________环境，获得新的__________；还有些基因突变既_______也_________。

高中生物 5.1 基因突变和基因重组学案新人教版必修25、1 基因突变和基因重组学案新人教版必修2学习目标1、知识目标（1）理解种群，种群基因库、基因频率的概念。

（2）理解突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。

（3）能够举例说明自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变。

2、能力目标能够运用数学方法讨论基因频率的变化。

3、情感与价值观目标（1）通过引导学生分析调查或实验所取的数据，培养学生以事实或实验结果为依据得出结论的科学态度；（2）通过教学活动，培养学生“生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。

课前预习使用说明和学法指导1、依据学习目标进行预习，完成以下内容。

2、用红笔做好疑难标记，以备讨论。

知识准备教材助读一、生物的变异变异的类型包括不可遗传的变异和。

前者是环境因素的影响造成的，没有引起体内的变化；后者是由于生殖细胞内的的改变引起的，来源有三种：、基因重组、。

二、基因突变1、概念：由于DNA分子中发生的增添、缺失或改变，而引起的基因改变，就叫基因突变。

2、实例：镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症的直接原因是的结构发生了改变。

镰刀型细胞贫血症的根本原因是的结构发生了突变。

3、特点：⑴生物界中普遍存在。

⑵随机发生。

⑶自然状态下，突变频率。

⑷多数基因突变对生物是的。

⑸基因突变是的。

一个基因可突变成一个以上的。

4、分类：可分为和诱发突变。

5、基因突变的意义：是生物变异的根本来源，为生物进化提供。

6、人工诱变在育种上的应用⑴人工诱变的的概念：指利用因素或因素来处理生物，使生物发生突变。

⑵人工诱变的方法。

物理方法：用、、紫外线、激光等处理生物；化学方法：用、等处理生物。

⑶人工诱变的优缺点。

优点：提高变异频率，创造人类需要的变异类型，大幅度改变生物的某些性状。

缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。

⑷实例：高产青霉菌的培育。

三、基因重组1、概念：在生物体进行________ 的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

第五章第1节基因突变和基因重组使用时间年月日班级组别姓名自评教师评价课标要求：基因突变的概念及特点。

基因突变和基因重组的意义。

学习目标：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课前预习【使用说明及学法指导】1、本课时主要讲解基因突变的概念及特点。

基因突变和基因重组的意义。

2、依据预习案通读教材，自主进行知识归纳、梳理，掌握基础知识，将不能自主解决的问题写在“我的疑问”处，在课上集体探究。

3、完成预习自测题。

4、限时20分钟独立完成【自主预习归纳】<一>基因突变的实例1．引起镰刀型红细胞贫血症的直接原因是一个谷氨酸被一个替换，引起蛋白质结构的改变，根本原因是碱基对被替换成了碱基对。

2．基因突变：是由于DNA分子中发生碱基对的_____、______和_____，而引起的基因______的改变。

3．基因突变若发生在中，将遗传给后代。

若发生在细胞中，一般不能遗传。

<二>基因突变的原因和特点1．诱发生物发生基因突变的因素有：外部因素:①因素，如紫外线，②因素，如亚硝酸，③因素，如某些病毒内部因素：偶尔发生错误、DNA的发生改变等原因自发产生。

2．基因突变的特点：①普遍性：基因突变在生物界中是____________。

②随机性：随机发生在_____________ 的各个时期。

但基因突变常发生于DNA复制时，即发生在有丝分裂的期或发生在减数第一次分裂的期。

③不定向性：可以向突变，产生一个以上的基因。

但虽然基因突变是不定向的，但基因突变的结果只是产生此基因的基因。

④低频性：在自然状态下___________________。

⑤有害性：基因突变多数是有害的极少数是有利的3.意义：①产生的途径。

②的根本来源。

③的原始材料。

<三>基因重组及意义1．概念:基因重组是指在生物体进行__________的过程中，控制不同性状的基因的_____________。

第 1 节基因突变和基因重组1．结合实例，解析基因突变的看法、原因、特点、意义等。

( 生命看法 ) 2. 讲解基因重组的种类、实质及意义。

( 生命看法 )3．联系癌变机理，提议健康生活、敬畏生命。

( 社会责任 )一、基因突变1．实例：镰状细胞贫血。

(1)发病机理(2)原因解析代替为①直接原因：谷氨酸――→ 缬氨酸。

T 代替为A②根本源因：基因中碱基对===== ――→ =====。

A T2．看法(1)(2)结果：基因碱基序列改变。

3．对后代的影响(1)若发生在配子中，将依照遗传规律传达给后代。

(2)若发生在体细胞中，一般不能够遗传，但有些植物的体细胞发生基因突变，可经过4．细胞的癌变(1)癌变的原因(2)癌细胞特点①能够无量增殖。

②形态结构发生显然变化。

③细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显然降低，简单在体内分别和转移。

5．原因(1)外因：物理因素、化学因素和生物因素。

易引起生物发生基因突变并提高突变频率。

(2)内因： DNA复制有时发生错误等。

6．特点(1)宽泛性：所有生物都能够发生。

(2)随机性：生物个体发育的任何时期、不相同的DNA 分子及同一个 DNA分子的不相同部位。

(3)不定向性：一个基因能够发生不相同的突变，产生一个以上的等位基因。

(4)低频性：自然状态下，突变频率很低。

(5)多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。

7．意义(1)新基因产生的路子。

(2)生物变异的根本本源。

(3)为生物进化供应了丰富的原资料。

二、基因重组1.看法过程有性生殖实质控制不相同性状的基因的重新组合2．种类种类发生的时期发生的范围自由组合型减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因同源染色体上的等位基因随非姐妹染色互换型减数分裂Ⅰ四分体时期单体之间的互换而互换3.意义：基因重组是生物变异的本源之一，对生物的进化拥有重要意义。

知识点一基因突变1．解析基因突变的发活力制2．基因突变对蛋白质的影响3．基因突变不用然致使生物性状改变的原因(1)基因突变发生在非编码序列部分，碱基序列没有对应的氨基酸。

5.1基因突变与基因重组（学案）一、学习目标：⑴知识目标：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。

⑵能力目标：①通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。

②通过学生之间相互启发、相互补充，提高学生合作—探究的能力。

⑶情感目标：①通过生物变异的事例，增强学生对生物世界的好奇心及保护意识，培养学生严谨的科学态度和热爱科学的兴趣。

②引领学生进入“自主—合作—探究”新课程理念氛围，让学生真正成为学习的主人。

二、学习重点、难点三、学法指导：自主阅读比较归纳;小组讨论交流四、学习过程：资料1：普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子（说明 ）资料2：太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒（说明 ）不遗传的变异(一般是由于 改变引起) 一 改变引起)例1、下面叙述的变异现象，可遗传的是 （ ）A ．由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状B ．果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C ．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子D ．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花二、基因突变基因突变的实例 —镰刀型细胞贫血症（分析？）（1） 直接原因：（2） 根本原因：（一）基因突变的概念：DNA 分子中发生碱基对的 、 和 ，而引起的 的改变。

思考讨论：（1）碱基对的改变(基因突变），是否一定会引起蛋白质结构的改变？性状的改变？（2）基因突变都会遗传给后代吗？（二）基因突变的原因1）物理因素：（例 ）1．诱发突变）化学因素 3）生物因素2.自然突变：(三)基因突变发生的时间？DNA 复制时（细胞分裂的 ）（四）.基因突变的特点（1） （2） （3）（4） （5）（五）基因突变的结果和意义（1）结果：产生它的等位基因（A a ）（2）意义:产生 的唯一途径，变异的 来源，是进化的 例2：下列有关基因突变的说法，不正确的是( )A. 自然条件下，一种生物的突变率是很低的B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的C. 基因突变在自然界中广泛存在D. 基因突变可产生新的基因，是生物变异的主要来源（六）基因突变的应用-------诱变育种（思考诱变育种的方法？原理？优缺点？）三、基因重组思考：一母生九子,九子各不同，个体性状的差异主要来源与哪种变异？阅读书上内容思考归纳下面问题：归纳小结：（1）发生的条件：思考：细菌的可遗传的变异的来源？非同源染色体上的 自由组合（2)同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换重组(3)结果和意义: 新的基因，但产生新的 ，新的 ，是变异的重要来源，是进化的原材料，是形成生物多样性的重要原因之一比较：基因突变和基因重组的区别巩固练习：1、生物变异的根本来源是A．基因重组 B．染色体数目变异C．染色体结构变异D．基因突变2、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3、导致人类镰刀型贫血症发生的根本原因是（）A、营养不良B、红细胞形态改变C、红细胞中血红蛋白结构发生变化D、控制血红蛋白合成的基因发生变化4、赖氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的GAC 突变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响是（）A．一定是有害的B．一定是有利的C．有害的概率大于有利的概率D．既无利也无害5、06年春，在我国部分地区又出现了小范围的禽流感疫情，研究得知其病原体为一种新的禽流感病毒，这种病毒最可能来源于（）A.无性生殖B.基因突变C.自然条件下的基因重组D.染色体变异。

第1节基因突变和基因重组一、学习目标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。

二、重难点分析重点1.基因突变的概念及特点。

2.基因突变的原因。

难点基因突变和基因重组的意义。

三、学习过程（一）预习导学1.基因突变指由于基因中发生碱基对的_______、_______和_______，而引起的_______ 的改变。

答案：替换增添缺失基因结构2.基因突变若发生在_______中，将遵循遗传规律传递给后代。

若发生在_______中，一般不能遗传。

但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过_______传递。

此外，人体某些体细胞基因的突变，有可能发展为_______。

答案：配子体细胞无性生殖癌细胞3.基因突变的特点：(1)在生物界中_______；(2)是随机_______、_______；(3)自然状态下基因突变的频率_______。

答案：普遍存在发生不定向的很低4.基因突变的意义：基因突变尽管是随机的、不定向的，在自然状态下，突变频率_______，但却是_______；它是_______ 的途径，是_______的根本来源，是_______的原始材料。

答案：很低普遍存在的新基因产生生物变异生物进化5.基因重组是指在生物体进行_______的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

它包括两类：一类是在生物体通过减数分裂形成配子时，随着_____________________，非等位基因也自由组合，从而使雌雄配子结合后发育成的后代产生变异；另一类是发生在减数分裂形成_______时期，位于_____________有时会随着____________________，导致染色单体上的基因重组。

答案：有性生殖非同源染色体的自由组合四分体同源染色体上的等位基因非姐妹染色单体的交换而发生交换6.基因重组的意义：(1)是_______的来源之一；(2)对_______有重要意义。

第1节 基因突变和基因重组课标内容要求核心素养对接1．概述碱基的替换、增添或缺失会引发基因中碱基序列的改变。

2．阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化。

3．描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。

4．阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致基因重组，从而使子代出现变异。

1．生命观念：用结构和功能观，说出基因突变和基因重组的物质基础；运用进化与适应观，理解基因突变和基因重组与生物进化的关系。

2．科学思维：采用概括与归纳，理解基因突变和基因重组的概念。

3．科学探究：基于证据，论证基因突变和基因重组是可遗传的变异。

4．社会责任：认同健康的生活方式，远离致癌因子。

一、基因突变的实例：镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症) 1．实例(如图)(1)图示中的a 、b 过程分别代表DNA 的复制和转录，基因突变发生在a(填字母)过程中。

(2)直接原因：组成血红蛋白分子的肽链中的一个谷氨酸被缬氨酸替换。

(3)根本原因：发生了基因突变，碱基对由=====T A ――→替换为=====AT。

(4)病理诊断：镰状细胞贫血是由于基因的一个碱基对改变引起的一种遗传病，是基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体性状的典例。

2．概念DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。

3．基因突变对后代的影响(1)若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。

(2)若发生在体细胞中，一般不能遗传。

但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。

二、细胞的癌变1．细胞癌变的机理2．癌细胞的特征三、基因突变的原因、特点和意义1．基因突变的原因(1)外界因素(连线)(2)内部因素：DNA复制偶尔发生错误。

2．基因突变的特点3．基因突变的意义(1)对生物体的意义①大多有害：破坏生物体与现有环境的协调关系。

第1节基因突变和基因重组[学习导航] 1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式。

2.结合具体实例，简述基因突变的原因、特点及意义。

3.结合减数分裂的过程，简述基因重组的概念、方式及意义。

[重难点击]基因突变和基因重组的比较。

【课堂导入】图中的情景用英语表达为：THE CAT SAT ON THE MAT(猫坐在草席上)，几位同学抄写时出现了不同的错误，如下：(1)THE KAT SAT ON THE MAT(2)THE HAT SAT ON THE MAT(3)THE CAT ON THE MA T将其翻译成中文，和原句相比意思是否改变了？据此可知，个别字母的替换或者缺少，句子的意思都可能改变。

如果是DNA分子中的遗传信息——脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化，生物体的性状会发生怎样的改变呢？这些变化可能对生物体产生什么影响？解决学生疑难点一、基因突变的实例1.镰刀型细胞贫血症 (1)致病机理①直接原因：谷氨酸――→替换为缬氨酸。

②根本原因：基因中碱基对=====TA ――→替换为=====AT。

(2)结论：镰刀型细胞贫血症是由于基因的一个碱基对改变而产生的一种遗传病。

2.基因突变的概念：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。

3.基因突变对后代的影响(1)若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。

(2)若发生在体细胞中，一般不能遗传。

但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。

合作探究1.生物变异的类型分析(1)在北京培育的优质北京甘蓝品种，叶球最大的有3.5 kg ，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7 kg 左右。

但再引回北京后，叶球又只有3.5 kg 。

上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？如果有，这种变异性状能稳定地遗传给子代吗？为什么？答案 有变异。

但是这种变异性状不能稳定地遗传给子代，因为遗传物质没有变化。

5.1基因突变和基因重组（2）学习目标1.说明基因突变是由于DNA分子中发生碱基替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。

2.分析基因突变的原因，阐明基因突变的意义。

3.分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。

4.阐明基因重组的意义。

学习过程探究新知探究一:基因重组1、概念：在生物体进行的过程中，的基因的重新组合。

基因重组也是的来源之一，对具有重要意义。

探究二：判断基因突变和基因重组（1）一看基因型①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色体上B与b不同的原因是。

②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色体上B与b不同的原因是或的结果。

（2）二看细胞分裂方式①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为的结果。

②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则可能发生了或的结果。

（3）三看染色体①如果是有丝分裂后期的示意图，两条子染色体上的两基因不同，则为的结果，如图甲所示。

②如果是减数第二次分裂后期的示意图，两条子染色体（染色一致）上的两基因不同，则为的结果，如图乙所示。

③如果是减数第二次分裂后期的示意图，两条子染色体（染色不一致）上的两基因不同，则为的结果。

【当堂检测】1、如图是某动物的几个细胞的分裂示意图（数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因）。

据图判断不正确的是（）A．该动物性别是雄性的B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C．1与2的片段互换属于基因重组现象D．丙细胞不能进行基因重组2、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代开白花，这属于（）A．基因突变 B．基因重组 C．基因分离 D．环境影响3、下列有关基因突变和基因重组的说法，正确的是（）A．基因突变具有普遍性，基因重组是生物变异的根本来源B．基因重组发生在有性生殖过程中，可以产生新的基因C．一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能D．不考虑基因突变和交叉互换，要保证子代中有两个所有染色体上基因完全相同，子代数量至少为246个4、下列情况引起的变异属于基因重组的是（）①非同源染色体上非等位基因的自由组合②基因型为DD的豌豆，种植在土壤贫瘠的地方出现矮茎性状，而下一代种植在水肥充足的地方，全表现为高茎③R型肺炎链球菌转化为S 型肺炎链球菌的过程④DNA分子中发生碱基对的替换、插入和缺失A．①② B．③④ C．①③ D．②④5．减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合属于（）A．染色体结构变异B．染色体数目变异C．基因重组 D．基因突变6下列关于基因突变与基因重组的叙述，错误的是（）A．基因突变可产生新基因B．基因重组可产生新性状C．基因重组可产生新基因型D．二者均属可遗传变异7下列关于基因重组的叙述，错误的是（）A．有性生殖过程中会出现基因重组B．基因重组只发生在减数第一次分裂后期过程中C．基因重组能产生原来没有的表现型D．基因重组是生物变异的主要来源之一。

第一节基因突变与基因重组学习目的1•了解基因突变的概念、特点和意义。

2•了解人工诱变在育种上的应用。

3•了解基因重组的概念和意义。

学习重点1.基因突变的概念和特点。

2 .基因重组的概念。

学习难点：基因突变的概念。

新知探究：思考引入：通过美容手术形成的双眼皮能遗传吗？为什么？一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的？通过___________ 产生的。

教师归纳：「不可遗传的变异生物的变异5 啓因悪i可遗传的变异(未澹片基因重组咏色体变异一、基因突变：(一)基因突变的实例：1、人类的镰刀型细胞贫血症，阅读教材P80-P81引导学生进行分析。

(1 )人的正常红细胞是什么形状？患者的红细胞是什么形状？(2)红细胞内含有什么物质？(3)此物质的主要生理作用是什么？(4)血红蛋白的基本组成单位是什么？(5)正常血红蛋白与患者血红蛋白的差即由异，仅表现在B肽链上的一个_________ 不同。

________ 替换成 ___________ 。

(6)血红蛋白上的氨基酸的种类是什么物质决定的？(7)二者信使RNA或密码的有何不同？(8)信使RNA或密码又是由什么物质决定的？镰刀型细胞贫血症的根本原因是—基因(DNA )上一个_________ 发生改变，由 _________ 变为____________ 。

学生思考问题，分组讨论，小结人类镰刀型细胞贫血症的原因是DNA或基因的碱基序列发生了改变。

拓展：基因是有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸排列顺序(碱基顺序)就代表___________ 。

不同的基因，脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同。

出示基因结构变化示意图，对图讲解。

T T G G C强调基因结构不管按以上的哪一种情况变化，归根结底都是碱基的______________ 发生了改变，从而改变了遗传信息，引起生物性状的变异。

2、基因突变概念：DNA分子中发生的______________ 的 ______ 、 _______ 或 ______ ，而引起的__________ 的改变，叫基因突变。