2023-2024学年人教版必修二基因突变学案.docx

第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组第1课时基因突变学习目标1.概述碱基的替换、增添或缺失会引起基因中碱基序列的改变。2.概述基因突变产生的原因、特点和意义。一、基因突变的实例和概念教材梳理1 .基因突变的实例：镰状细胞贫血(也叫镶刀型细胞贫血症)(I)致病机理直接原因：血红蛋白分子中谷氨酸亘坐缀氨酸。根本原因：基因中碱基对=4=-=.(2)病理诊断：镰状细胞贫血是由于碱基的鳌这引起的一种遗传病，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,叫作基因突变。3 .基因突变的遗传性：基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。若发生在傕细胞中,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。【判断正误】如图表示双链DNA分子上的若干片段，请据图判断：基因1非基因片段基因2(I)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变()(2)基因突变改变了基因的数量和位置()(3)基因突变的结果一定是产生等位基因()(4)基因突变在光学显微镜下不可见()答案(1)×(2)×(3)×(4)解析(I)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叫作基因突变。(2)基因突变不改变基因的数量和位置。(3)对于原核生物而言，基因突变不产生等位基因。(4)基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下不可见。核心探讨任务一：基因突变的类型及影响1 .基因突变为什么易发生在细胞分裂前的间期？提示因为细胞分裂前的间期要进行DNA复制，DNA复制时要解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到影响而发生碱基的改变。2 .请分析基因突变对氨基酸序列的影响。碱基影响范围对氨基酸序列的影响替换小一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸序列增添大一般不影响插入位置前的序列，而影响插入位置卮的序列缺失大一般不影响缺失位置芭的序列，而影响缺失位置卮的序列3 .(1)碱基发生替换时，出现哪种情况会对蛋白质的相对分子质量影响较大？提示当突变后的基因转录的mRNA上终止密码子位置发生改变(提前或延后出现)。(2)碱基发生增添或缺失时，增添或缺失多少个碱基对蛋白质的相对分子质量影响较小？提示3个。4 .有同学认为，基因突变并不一定会导致生物性状的改变，你是否认同其观点？请阐述你的理由。提示认同，基因突变不一定会使生物性状改变；原因：(1)由于密码子的简并性，基因突变后形成的密码子与原密码子决定的可能是同一种氨基酸。(2)基因突变若为隐性突变，如AA-Aa,不会导致性状的改变。(3)基因突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核昔酸序列中。(4)改变蛋白质中个别氨基酸，蛋白质的功能可能不变。(5)性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，因而在某些环境条件下，基因的改变可能并不会在性状上表现出来。典题应用1 .在某白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A.花色基因的碱基组成B.花色基因的碱基序列C.细胞的DNA含量D.细胞的RNA含量答案B解析基因突变不改变花色基因的碱基组成，基因中均含有A、T、CsG四种碱基，A不符合题意；基因突变的结果是基因的碱基序列发生改变，B符合题意；基因突变不会改变细胞中DNA分子的含量,C不符合题意；细胞中RNA的含量与细胞中蛋白质合成功能强弱有关，D不符合题意。2 .如图表示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基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()IlllGGGAAGCAGWNK4基因CeCTTCGTeI正常蛋白质甘氨酸一赖氨酸一谷氨酰胺11681169117()甘氨酸：GGG赖氨酸：AAA、AAG谷氨酰胺：CAG、CAA谷氨酸：GAA、GAG丝氨酸：AGC丙氨酸：GCA天冬酰胺：AACA.处碱基对A-T替换为T-AB.处碱基对A-T替换为G-CC.处碱基对G-C替换为U-AD.处碱基对G-C替换为T-A答案B解析处碱基对A-T替换为T-A,则编码氨基酸的密码子AAG变为UAG,不是谷氨酸，A错误；U是RNA特有的碱基，G-C不可能替换成UA,C错误：处碱基对GC替换为TA,则编码氨基酸的密码子AAG变为AAU,编码的氨基酸不是谷氨酸，D错*大o二、基因突变的原因、特点和意义I教材梳理1 .基因突变的原因(1)外界因素(连线)影响因索II实例物理因索a.亚硝酸盐、碱基类似物化学因素b.某些病毒生物因素c紫外线、X射线(2)内部因素：DNA复制偶尔发生错误。2 .基因突变的特点(L普遍性:在生物界中普遍存在。(2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子上和同一个DNA分子的不同部位。(3)不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。(4)低频性:在自然状态下，基因突变的频率是很低的。3 .基因突变的意义(1)对生物体来说，基因突变有的是有害的,有的是有利的,还有的是中性的。(2)基因突变是产生断堇因的途径，是生物变异的根本来源,为生物的进化提供了丰富的原材fio4 .基因突变的应用诱变育种利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率,创造人类需要的生物新品种。【判断正误】(1)一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因，这体现了基因突变的随机性()(2)病毒、大肠杆菌及动、植物都可发生基因突变()(3)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向()答案(I)X(2)(3)×解析（1）一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因，这体现了基因突变的不定向性。（3）诱变因素可以提高突变频率，但不能决定突变的方向。I核心探讨任务二：基因突变的意义资料：镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。1 .这些地区具有镀状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高，为什么？提示杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只能合成正常血红蛋白的纯合子，杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发地区，他们生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。2 .为什么某些看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在？请结合这个例子阐明原因，并分析如何辩证地认识基因突变与生物的利害关系。提示基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。某些看起来对生物生存不利的基因，当环境改变后，这些不利的基因产生的性状，可能会帮助生物更好地适应改变后的环境，从而得到更多的生存机会。资料中实例说明，基因突变并不都是有害的，也可能是有利的，或是中性的，有害、有利还是中性与环境有关。I典题应用3 .下列有关基因突变的叙述，错误的是（）A.只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期C.基因突变是生物进化的重要因素之一D.诱变获得的突变体可能只有少数可以满足人类需要答案A解析基因突变是指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，进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变。4 .（多选）下列有关基因突变的叙述，正确的是（）A.在没有诱变因子的情况下，基因突变也会发生B.基因突变可以发生在任意生物体内，体现了其随机性C.基因突变是产生新基因的途径和生物变异的根本来源D.基因突变可以使生物体获得新的生存空间答案ACD解析基因突变可以自发产生，A正确；基因突变可以发生在任意生物体内，体现了其普遍性，B错误；基因突变可以使生物体获得新性状，适应多变的环境，进而获得新的生存空间，D正确。三网络构建基因突 一变和基因重组DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，概念而引起的基因碱基序列的改变物理因索、化学因素、生物因素因素生物变异的根本来源，WL为生物进化提供原材料特点III普遍性低频性随机性不定向性