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4.4 基因突变和基因重组教案（苏教版必修2）●课标要求1．掌握基因突变和基因重组概念和类型并能通过细胞分裂图识别判断两种基因重组的类型。
2．通过实例能分析出不同类型的基因突变对肽链及生物性状的影响。
3．结合实例能归纳总结出基因突变的特征。
4．说明基因突变和基因重组的重要意义。
●课标解读1．说明基因突变的特征和原因。
2．总结基因重组及其意义。
3．简述基因工程的基本原理及应用。
●教学地位本课时所学内容是可遗传变异的两种重要来源，其关键是基因突变，理解它关键就是要通过分析镰刀型细胞贫血症得出基因突变的实质。
由于它还与遗传病有紧密的联系，所以在本学科有作为基础的地位，并有承上启下的作用。
高考中，对基因突变的类型、特点及对性状的影响的考查尤为突出，还常考查基因突变和基因重组在育种生产实践中的应用，如人工诱变的方法过程、杂交育种的原理和方法等。
●教法指导1．让学生利用类比推理基因突变的类型和结果。
理解基因突变的类型，可以用英文句子中一个字母的改变，导致句子意思不变、变化不大、完全变化三种情况，通过联想和类比的方法，结合不同密码子对应相应的氨基酸的知识，了解基因突变对生物性状影响的三种情况。
使学生明确基因突变不一定都导致生物性状的改变。
2．对于基因突变的具体原因，在教学过程中引导学生回忆癌症的相关问题并展示一些基因突变的实例，介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，引导学生分析思考讨论得出基因突变的原因，归纳哪些因素会诱发基因突变，从而选择健康的生活方式养成健康的生活习惯。
3．比较并区别基因突变、基因重组和染色体变异。
●新课导入建议1．播放一段关于镰刀型贫血症的视频，同时展示正常红细胞和病变的红细胞的形态及血红蛋白的结构异常的图片，引出根本原因“基因突变”，由袁隆平的高产杂交水稻引出“基因重组”。
2．“你见过这样的老鼠吗？”，“你见过这样的青蛙吗？”。
图片展示：切尔诺贝利核电站周围的老鼠和青蛙，“是什么原因导致了生物变异呢？”由于核辐射导致了基因突变，到底什么是基因突变呢？今天这节课我们一起来学习基因突变。
第二节基因突变和基因重组（第1课时）♦教学目标1．基于基因突变和基因重组的实例，归纳总结基因突变和基因重组的物质基础。
2．基于基因突变的特点，分析并概括出诱变育种的优缺点。
3．基于细胞癌变的诱因，让学生认同健康的生活方式，远离致癌因子。
♦教学重难点【教学重点】1．基因突变的概念及特点。
2．基因突变的原因。
【教学难点】1．基因突变和基因重组的意义。
♦教学过程【新课引入】教师展示资料：1．随着科学技术的发展，人类探索外部世界的活动由陆地延伸到海洋，拓展到太空。
太空环境的特点是高洁净、高真空、微重力、多种宇宙射线等。
2．2006年9月9日15时，我国自行研制的“实践八号”航天育种卫星，由“长征二号丙”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。
这是我国第一颗专门服务于农业科技、应用于航天育种的卫星。
卫星上装载水稻、麦类、玉米、棉麻、油料、蔬菜、林果、花卉、微生物菌种等多种材料。
学生思考：太空中什么因素可能会影响农作物种子的遗传特性呢？航空育种技术的原理是什么呢？【新知讲解】一、基因突变（一）镰状细胞贫血【学生活动】阅读教材P84内容，重点关注镰状细胞贫血患者的细胞形态及病因等。
根据阅读获得的信息，思考：镰状细胞贫血这种病是怎么形成的呢？提示：是由DNA分子中碱基对发生了替换导致的。
【教师活动】展示资料：深入研究发现，在镰状细胞贫血患者的红细胞中，血红蛋白的一条多肽链在氨基酸组成上发生了变化。
DNA分子测序的结果表明，决定这条多肽链的相关基因发生了变化。
引导学生分析教材P84图3-2-3。
总结:我们具体来分析一下，研究发现,编码正常血红蛋白中的谷氨酸的密码子为GAG,可知DNA模板链中的碱基序列为CUC,另一条链为GAG。
镰状细胞贫血患者异常的血红蛋白为缬氨酸，由于缬氨酸的密码子为第一个字母是G，第二个字母是U,第三个字母AUCG都有可能，由此推测患者的第2个碱基发生了改变，mRNA 的序列为GUG，DNA的碱基序列为GTG//CAC。
第1课时 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。
图中的情景用英语表达为：THE CAT SAT ON THEMAT(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 MAT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？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=====T A ――→替换为 =====A T 。
(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：由DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换等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时，可通过无性繁殖进行传递。
1.结合下列实例分析生物变异的类型：(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。
§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（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。
江南中学生物学科教学设计法.小组讨论法.学生分析归纳法。
教学资源教学流程大体为：提出问题──观察现象──分析探索──得出结论。
针对学生的认知规律，由熟悉到陌生，我对教材做了调整，先学习基因重组，再进行基因突变的学习。
教学过程设计师生活动设计意图批注课时1导入：（呈现水毛茛图片），为什么在水中和空气中，叶片的形状差距这么大呢？这种变异可以遗传么？如果是遗传物质改变，会不会遗传给后代呢？学生活动：学生观察分析，说出环境引起的是不可以遗传的变异，而遗传物质的改变一般可以遗传的变异。
教师点拨总结：变异分为不可遗传的变异和可遗传的变异，（教师点拨）：可遗传的变异包括基因重组.基因突变和染色体变异。
这节课我们来探讨基因突变和基因重组这两种变异。
（一）基因重组（二）教师活动：多媒体呈现多幅图片图片1：“一母生九子，连母十个样”图片2：美国一对夫妇和6个孩子的照片图片3：我们一家三口（丈夫.儿子和我）的照片（三）学生观察，讨论教师问：生物子代与亲代之间.子代与子代之间的个体差异又称为什么现象？学生回答：父母的遗传物质的重新组合。
1、通过图片导入新课可以吸引学生的注意力。
2、图片展示、学生带着问题观察，教师再做补充说明有利于学生理解抽象概念。
教师导出基因重组概念1.基因重组：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
图片4：本班中的两个双胞胎（王晶和王莹）的照片学生们很感兴趣，教师顺势指出同卵双胞胎性状非常相似，基本相同。
教师问：那么，基因重组是如何实现的呢？（出示减数分裂的图片和学案上设计的交叉互换图）学生任务：重温基因的自由组合定律及减数分裂的知识，完成学案上交叉互换后的基因重新组合情况，归纳产生基因重组原因。
2.基因重组的来源（1）减数第一次分裂时非同源染色体上的非等位基因的自由组合（2）减数第一次分裂时非姐妹染色单体上等位基因的交叉互换设置问题情景：如何理解人群中个体性状是多种多样的？（多媒体出示拥挤的人群）人的体细胞中有23对染色体，请你根及时小结有利于学会形成系统的知识框架。
高中生物《基因突变和基因重组》说课稿一、说教材本节是苏教版必修2第4章第4节的内容。
教材介绍了基因突变的概念、特征及原因,并且讲述了基因重组和DNA重组技术。
本节内容紧密联系遗传物质基础、遗传规律和减数分裂,以它们为基础加以深化,同时,又是学习第五章的基础,因此,本节内容起到承上启下的作用。
二、说学情高中的学生已经具备一定的抽象逻辑思维能力,属于理论型,对于新鲜的事物,能够根据教师的引导加以分析总结,同时,学生也有了一定的生物学基础知识。
基于以上特点,我将在重点处引导、难点处点拨进行教学。
三、说教学目标1.说明基因突变的定义、特征和原因;能够总结基因重组及意义。
2.通过对基因突变和基因重组的综合分析及小组讨论的过程,提高观察分析、合作交流能力。
3.通过本节课学习,体会生物学的奇妙之处,增强对生物科学的学习热情。
四、说教学重难点基于以上对教材、学情的分析和教学目标的设立,根据课程标准对知识目标的要求,本节课的重点为基因突变的特征和原因,基因重组。
让学生去理解基因突变的意义和DNA重组技术会比较抽象,所以教学难点为理解基因突变的意义和基因重组。
五、说教法学法为了能够更好的突出重点、突破难点,我将从讲授、多媒体直观教学等方面入手,引导学生学习,而在学法上,我将组织学生自主、合作、探究学习,让学生从“学会”向“会学”转变,真正成为学习的主人。
六、说教学过程1.新课导入通过俗语,设疑导入。
我会提出俗语“一母生九子,连母十个样”,询问学生,这反映了一种什么生物现象?在学生激烈的探讨中引出课题《基因突变和基因重组》。
通过俗语,能激发学生学习的兴趣,将学生注意力转移到课程中,同时结合问题将学生带入本节内容的学习中,为新课展开环节奠定了基础。
2.新课教学本节课主要有三部分内容。
第一部分：基因突变。
我会先简单介绍美国医生发现镰刀型细胞贫血病的小故事,并通过多媒体展示正常人的圆饼状红细胞和病人的镰刀型红细胞的图片,让学生直观感受,然后我会展现镰刀型细胞贫血症病因的图解,并提出疑问：病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?这和基因有什么关系呢?通过这两个问题让学生知道镰刀型细胞贫血症是基因突变引起的遗传病,从而引出基因突变的定义。
高中生物 4.4 基因突变和重组导学案1 苏教版必修24、4 基因突变和重组导学案1 苏教版必修2学习目标1概述基因突变的概念、特点、原因、结果及意义2学会分析人类镰刀型细胞贫血症的病因3举例说出基因重组及其意义课前预习备注1、实例分析：镰刀型细胞贫血症见课本P76-77页积极思维2、基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的、、而引起的基因结构的改变。
3、时间：往往发生在。
4、基因突变的原因：因素（X射线、激光等）、因素（亚硝酸盐等）、因素（如病毒、细菌等）。
5、基因突变的结果：使一个基因变成它的。
6、基因突变的特征：基因突变一般具有、和等。
7、突变的意义：基因突变是生物变异的，它不仅增加了基因存在方式的，为生物进化提供了，使生物能够适应新的环境变化，不断发展、进化；而且还揭示了的规律，从而成为进化动植物遗传改良的基础。
8、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_____________。
所以，进行_________的生物会发生基因重组。
9、基因重组的类型：重组类型发生时期本质自由组合型减数一次分裂后期非同源染色体上自由组合交叉互换型减数一次分裂四分体期同源染色体非姐妹染色单体导致非等位基因重新组合人工重组型肺炎双球菌转化实验S菌DNA进入R菌发生基因重组；基因工程使目的基因与受体细胞DNA重组课堂研讨备注思考1: 基因突变为什么常发生于DNA的复制时期，即细胞分裂的间期？思考2：如何理解基因突变的特点？思考3：基因突变一定导致生物性状的改变吗？思考4：【思考2】当发生基因重组时，有新的基因产生吗？是否会产生新的基因型？有新的性状产生吗？学后反思课题：4、4 基因突变和基因重组（第1课时）班级：姓名：学号：小组：课堂检测备注1、镰刀型细胞贫血症的根本原因是A、正常血红蛋白变成了异常血红蛋白B、血红蛋白中的谷氨酸变成了缬氨酸C、信使RNA中的GAA变成了GUAD、DNA中的一个碱基对发生了改变2、如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是A、没有蛋白质产物B、翻译为蛋白质时在缺失位置终止C、所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D、翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化3、有关基因突变特点的叙述，正确的是A、不同基因突变的频率是相同的B、基因突变的方向是由环境决定的C、一个基因可以向多个方向突变D、细胞分裂的中期不发生基因突变4、下列有关基因突变的叙述，正确的是A、若体细胞发生突变，一定不能传递给后代B、基因突变可发生在个体发育的不同时期C、若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变D、基因突变是指mRNA 上的碱基对的替换、增添和缺失5、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6、基因突变发生在A、DNA→RNA的过程中B、DNA→DNA的过程中C、RNA→蛋白质的过程中D、RNA→携带氨基酸的过程中7、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( )（）( )（）( )( )( )课后巩固备注1、关于基因突变的下列叙述中，错误的是 A基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列的改变而发生的C基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下发生D基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的2、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、基因中发生下列哪一种突变对蛋白质的结构影响最小A、增加3个碱基对B、增加2个碱基对C、减少一个碱基对D、减少4个碱基对5、长期接触X射线的人群，后代遗传病的发病率明显增高，原因是A、生殖细胞发生了基因突变 B生殖细胞发生了基因重组C、体细胞发生了基因突变D、生殖细胞发生了基因交换6、大气中的臭氧层可滤除大量紫外线，保护地球上的生物。
高一生物第四节基因突变和基因重组（一）苏教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第四节基因突变和基因重组（一）二. 学习内容：基因突变基因突变的原因基因重组重组DNA技术三. 学习目标说明基因突变的特征和原因总结基因重组及其意义四. 学习重点：基因突变是生物变异的一个重要来源，属于分子水平上的变化，这是本节的一个重点和难点。
基因重组、重组DNA技术也是重点和难点。
五. 学习难点基因突变、基因重组、重组DNA技术六. 学习过程俗语说“一母生九子，连母十个样”，就是对变异现象的形象描述。
在丰富多彩的生物界中，生物的变异是普遍存在的。
生物的变异有的仅仅是由于环境因素影响而造成的；有的则是由于生殖细胞内的遗传物质发生改变而引起的。
1. 基因突变作为遗传物质，DNA不但能够准确地自我复制，在传递遗传信息的过程中保持其稳定性，而且能够发生变异。
在DNA复制的过程中，子链与母链的碱基一般是严格配对的，从而保证子代DNA与亲代的一致性。
但是，许多研究发现，在DNA复制的过程中也可能出现差错。
⑴镰刀型细胞贫血症①事实：1904年，美国的一位医生在芝加哥首次发现一名严重贫血病人的血液里充满着镰刀状的红细胞，而正常人的红细胞是圆饼状的。
他把这种病称为“镰刀型细胞贫血症”在缺氧的情况下，患者的红细胞由圆饼状变得像镰刀一样，严重时红细胞破裂，造成严重贫血，甚至死亡。
②进一步研究发现Ⅰ. 镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一条多肽链上的氨基酸组成发生了变化（谷→缬）Ⅱ. DNA测序发现，决定血红蛋白的相关基因也发生了变化(CTT→CAT)。
Ⅲ. mRNA上的密码子；GAA→GUA分析：镰刀型细胞贫血症是一种由基因突变引起的遗传病红细胞氨基酸mRNA 基因碱基序列最终原因正常人圆饼状谷氨酸GAA CTT基因中个别碱基种类改变（T→A）患者镰刀形缬氨酸GUA CAT⑵基因突变：是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等。
⑶基因突变的原因①自发突变: 在没有人为因素的干预下，基因产生的变异称为自发突变。
4.4 基因突变和基因重组一、教学目标1.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。
(4)举例说明基因与性状的关系。
（5）简述基因工程的基本原理及其应用。
2.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、激发灵感，提高学生合作—探究的能力。
（3）教师精心设计智能训练和反馈．培养学生理论联系实际的能力。
3.情感、态度和价值观目标：（1）通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。
（2）通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的本质，还可以对学生进行辩证唯物主义的思想教育。
（3）通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。
二、教学重点难点重点：（1）基因突变的概念、时间、发生原因、特点及意义。
（2）基因重组的概念、发生时期及意义。
（3）说明重组DNA技术的一般过程。
难点：（1）基因突变的原因及特点。
（2）基因突变和基因重组的意义。
（3）说明重组DNA技术的一般过程。
三.教学方法1.利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围。
2．通过问题引导学生探究和自主合作学习。
3.采用资料分析的方法，让学生亲身感受科学发展的过程。
四.课前准备1．学生的学习准备：（1）重新温习减数分裂的过程，为学习基因重组垫定基础。
（2）阅读教材自主学习，总结基因突变的特点。
（3）填表比较总结基因突变和基因重组的区别。
2.教师的教学准备：（1）教师课前搜索典型一些图片，课堂展示引导学生归纳总结变异类型。
（2）事先将镰刀型细胞贫血症有关资料制成幻灯片，课堂组织学生讨论其致病原因，归纳基因突变概念。
将由碱基增添、缺失或改变引起的几种突变制成幻灯片，课堂展示加深对基因突变的概念的理解。
（3在网上收集癌症的相关资料，课堂展示，激发学生思维积极性，分析归纳引起突变的原因。
基因突变教学设计教学课题：基因突变【教学目标】：一. 知识目标：1.理解并掌握基因突变的概念、特点和意义。
2. 了解人工诱变育种的应用。
二. 能力目标：1. 培养学生归纳、总结的能力。
2. 培养学生对比分析、逻辑推理的能力。
3. 培养学生相互交流、共同探讨的能力。
三．情感、态度、价值观方面：1. 通过介绍人工诱变育种方向的成就，对学生进行爱国主义教育。
2. 通过丰富而具体的实例来培养学生客观的唯物主义的观点。
【教学重点】：基因突变的概念和特点。
【教学难点】：基因突变的概念。
【教学方法】：直观教学法、讲授法、引导学习法。
【教具】：多媒体操作平台及多媒体课件。
【课的类型】：新课【课时安排】：1课时【板书设计】：内容要点：基因突变一．变异的类型：1.可遗传的变异：基因突变，基因重组和染色体变异。
2.不可遗传的变异：环境引起的变异。
二. 基因突变的概念和意义。
三. 基因突变的特点。
【教学程序】：【导课】：(教师) ：请学生观察课本上的图，图描述的是一对绿色鹦鹉生下了四只颜色各不相同的后代，体现了生物的遗传和变异。
产生这一现象的主要原因是基因重组（即鹦鹉的羽毛颜色同时受多对等位基因控制）。
假设这四只鹦鹉是来自四个不同的鹦鹉家庭，且亲代鹦鹉都是绿色（隐性：aa,且设羽毛颜色只受一对等位基因控制）出现这一结果的原因又是什么呢？生物的变异的例子：1.普通的玉米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。
2.在北京培育甘蓝叶球只有3.5千克，当引种拉萨后，叶球重可达7千克，再引回北京，又只有3.5千克。
3.某植物只开红花，偶然出现一朵白花，将白花所结的种子种下去，它和它的后代都开白花。
4.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。
（引导学生分析归纳变异的概念与类型）一．生物变异的类型1．概念：生物的变异是指后代与亲代不同的性状，以及后代个体间的差异。
学习资料汇编第1课时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。
图中的情景用英语表达为：THE CAT SAT ON THEMAT(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 MAT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？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=====T A ――→替换为 =====A T 。
(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：由DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失和替换等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时，可通过无性繁殖进行传递。
1.结合下列实例分析生物变异的类型：(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。
(2)某种一直开红花的植物，某代出现了一株开紫花的植株，而且这株紫花植物的后代仍然开紫花，可能的原因是什么？ 答案 遗传物质发生了改变。
(3)据此，生物变异的类型有哪些？答案 ①不可遗传的变异：由外界环境的影响引起，遗传物质并没有发生变化；②可遗传的变异：由遗传物质改变引起的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异。
2.下图是基因突变的几种类型，请分析回答下面问题：(1)上述DNA 分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？答案 脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜下不能观察到。
(2)研究表明，上述DNA 分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期，结合DNA 分子的结构特点和复制过程， DNA 分子复制时容易发生基因突变的原因是什么？答案 DNA 分子复制时，DNA 双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而导致基因突变。
(3)上述三种方式中碱基对分别发生了怎样的变化？ 哪种变化对生物性状的影响程度相对要小一些？为什么？答案分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，影响插入(或缺失)位置后的序列对应的氨基酸。
知识整合生物的变异分为：由外界环境的影响引起的，遗传物质并没有发生变化的不可遗传的变异；由遗传物质改变引起的可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异。
基因突变在光学显微镜下不能观察到，在三种方式中，发生替换时影响范围较小。
1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。
已知WNK4基因发生突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。
该基因发生的突变是( )A.①处插入碱基对G—CB.②处碱基对A—T替换为G—CC.③处缺失碱基对A—TD.④处碱基对G—C替换为A—T答案 B解析根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的。
1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG。
推知该基因发生的突变是②处碱基对A—T被替换为G—C。
2.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是( )A.没有蛋白质产物B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D.翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化答案 A解析基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
题后归纳基因突变对蛋白质的影响二、基因突变的原因、特点和意义1.基因突变的原因及类型 (1)自发突变在没有人为因素干预的情况下，基因产生的变异称为自发突变。
(2)人工诱变①概念：在人为因素的干预下，基因产生的变异称为人工诱变。
②干预因素⎩⎪⎨⎪⎧物理因素：如X 射线、紫外线、激光等化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等生物因素：如病毒、细菌等2.特点(1)低频性：自发突变频率很低，一般为1×10－8～1×10－5。
(2)不定向性：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。
(3)随机性：可发生在生物个体发育的任何时期，以及细胞内不同的DNA 分子上或同一DNA 分子的不同部位上。
(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。
3.意义是生物变异的根本来源，它不仅增加了基因存在方式的多样性，为生物进化提供了原始材料，而且还揭示了生物性状遗传变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。
1.基因C 可以突变成为c 1(或c 2或c 3)。
C 、c 1、c 2、c 3之间也可以相互突变(如图)，据此分析：(1)C 、c 1、c 2、c 3在染色体上的位置是否相同？它们能相互看做等位基因吗？答案 基因突变是基因内部碱基发生的改变，基因在染色体上的位置并没有改变，所以它们的位置相同，相互之间互为等位基因。
(2)基因突变会不会改变基因的数目？答案 不会。
只是改变了基因的种类，数目不变。
(3)图示体现了基因突变的哪些特点？答案体现了基因突变的不定向性和随机性。
(4)如果基因C突变为c1时，性状并没有改变，推测可能的原因有哪些？答案①一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时,这种突变不会引起生物性状的改变。
②突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。
③不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状的改变。
2.有人认为，自然条件下基因突变的频率很低，而且多数是有害的，因此不可能为生物进化提供原始材料。
这种说法对吗？为什么？答案不对。
虽然每一个基因的突变率很低，但一个种群中有很多个体而且每个个体有成千上万个基因，且每一代都能发生，所以总数就很多。
其他变异一般不产生新基因，而基因突变可产生新基因。
因此，基因突变能为生物进化提供原始材料。
知识整合基因突变能改变基因的种类，不改变基因在染色体上的位置和数目；基因突变不一定会导致生物性状的改变，原因有：密码子的简并性、隐性突变或者突变发生在非编码序列。
3.基因突变一定会导致( )A.性状改变B.遗传信息的改变C.遗传规律的改变D.碱基互补配对原则的改变答案 B解析基因中碱基对的替换、增添和缺失一定会改变基因的碱基排列顺序，从而改变遗传信息。
但由于同义密码子的存在，可能不改变该密码子决定的氨基酸。
同时蛋白质中次要位置的个别氨基酸的改变，对蛋白质的结构和功能并无大的影响，因此性状不一定发生改变。
4.某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为( )A.显性突变(d→D)B.隐性突变(D→d)C.显性突变和隐性突变D.人工诱变答案 A解析由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性状，说明突变性状相对于原有性状为显性性状。
易混辨析显性突变和隐性突变(1)显性突变(a→A)：一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传。
(2)隐性突变(A→a)：一旦表现即可稳定遗传。
三、基因重组1.概念基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
2.类型3.意义基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
如图是基因型为AaBb 的高等动物体内某个初级精母细胞可能发生的变化，请据图分析：1.如果没有发生交叉互换，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？ 答案 有2种。
AB 和ab 。
2.发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？ 答案 4种。
AB 、Ab 、aB 和ab 。
3.该动物的精巢内存在下面的分裂图：(1)图1细胞处于什么时期？图中形成B 、b 现象的原因是什么？ 答案 有丝分裂后期；基因突变。
(2)图2细胞的名称是什么？图中形成B 、b 现象的原因可能是什么？ 答案 次级精母细胞；基因突变或基因重组(交叉互换)。
知识整合 有丝分裂后期，分开的子染色体上基因不同，是基因突变的结果；减数第二次分裂后期，分开的子染色体上基因不同，可能是基因突变，也可能是交叉互换造成的。
5.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组( )A.①②③④⑤B.①②③④⑤⑥C.④⑤D.③⑥答案 C解析基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。
①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。
6.如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。
据图判断( )A.此细胞含有4个DNA分子B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDdC.此细胞发生的一定是显性突变D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组答案 D解析图示细胞有8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d和d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。
1.下列关于基因突变的叙述，正确的是( )A.物理、化学、生物因素引起基因突变的机制是有区别的B.基因突变不一定会引起遗传信息的改变C.基因碱基对的缺失、增添、替换中对性状影响最小的一定是替换D.基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系，为进化提供最初原始材料答案 A解析易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生物因素。
