基因重组课时教案

基因突变和基因重组

授课人：刘德海

学习目标：

1、理解基因突变的概念、原因、特点和意义。

2、理解基因重组的概念、种类和意义。

【课前导学】

一、基因突变

1、概念：指DNA分子中发生碱基对的______、______、______而引起的基因结构的变化。

2、突变原因

（1）诱变因素

①________：如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。

②________：如亚硝酸盐、碱基类似物能改变核酸的碱基。

③________：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。

（2）内部因素 ____________________________偶尔也发生错误。

3、实例：人类镰刀型细胞贫血症

4、与生殖的关系

（1）若发生在___________中，将遵循遗传规律传递给后代；

（2）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；

（3）若人体某些体细胞基因发生突变，可能会发展为_____________________。

5、特点

（1）普遍性：无论是_________，还是____________以及人，都会发生基因突变。 （2）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_________。

（3）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。

（4）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，提供丰富的_____________。

（5）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_____。

6、意义：基因突变是________产生的途径，是______的根本来源，是__________的原始材料。

二、基因重组

1、概念：指在生物体进行_________过程中，控制_________的基因的重新组合。

2、发生时期及原因：

生物体在减数第一次分裂前期的________时期，由于同源染色体的____________之间会发生___________，而实现了同源染色体上非等位基因的基因重组；在后期，由于__________之间的自由组合，实现了__________上非等位基因的基因重组。

3、意义：由于基因重组能够产生____________的基因组合的子代，其中可能有一些子代会含有适应___________的、生存所必需的________，因此，基因重组是________的来源之一，对____________有重要意义。

【课堂教学】

【情景涉入】

看到上面的图片，你有什么感受？

【任务给出】

学习任务一：基因突变的概念

[自主研习] （1）某双链DNA的核苷酸序列如下图,请查密码子表完成以下问题。

—ATGGATATCCTCGGGTAA—

—TACCTATAGGAGCCCATT—(模板链)

①

写出这段DNA编码的氨基酸序列。

②

若将第6位的T-A替换为G-C，写出改变之后编码的氨基酸序列。

③

若在第3位的G-C和第4位的G-C之间插入G-C，写出改变之后编码的氨基酸序列。

④

若在第3位的G-C和第4位的G-C之间插入3对G-C，写出改变之后编码的氨基酸序列。

[思考与讨论] （1）基因突变是否一定会引起性状的改变？

（2）通过②和③的比较,分析哪一个影响更大一些？

（3）通过③和④的比较,分析哪一个影响更大一些？

（4）基因突变一定会遗传给后代吗？

1

学习任务二：基因突变的原因

1971年，美国总统尼克松向癌症宣战，希望在十年内攻克癌症，但是现在已经过去四十多年了，我们仍然没有攻克癌症。所以，我们要更加重视对癌症的预防。同学们来说说平时的生活中要注意哪些情况下容易引发癌症？举例说明。

[思考与讨论] 某女士的丈夫从事核燃料后处理工作，经单位例行体检得知自己身患某种血细胞疾病（白细胞所含蛋白质异常）。他丈夫的父母均不携带致病基因，她和丈夫认为该病是工作中的辐射诱发基因突变引起的，想状告其所在单位，他们能够胜诉吗？

学习任务三：基因突变的特点

分析以下资料，思考每一个资料说明了基因突变有什么样的特点。

资料1：自然界中，流感病毒可分为甲、乙、丙三型；肺炎双球菌的种类有有荚膜和无荚膜两种类型；豌豆种子的圆滑和皱缩；番茄的红果和黄果；小麦的高秆和矮秆；果蝇的白眼和红眼；鸡的玫瑰冠和单冠；兔的白毛和黑毛；正常绵羊和短腿安康羊；正常人和白化病病人等。

总结：基因突变具有

资料2：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；可以发生在同一DNA分子的不同部位。

总结：基因突变具有

资料3：以基因A为例，它不但可以突变成为a1，而且还可能突变成为a2、a3等一系列的等位基因。如：控制小鼠毛色的基因可以突变成黄色基因，也可以突变成黑色基因。

总结：基因突变具有

资料4：几种生物不同基因的自然突变率。

生物名称

突变类型

突变频率

单位

大肠杆菌

组氨酸缺陷型

2×10-6

每个配子的突变频率

玉米

皱缩种子

1×10-5

每个配子的突变频率

果蝇

白眼

4×10-5

每个配子的突变频率

小鼠

粉红色眼

3.5×10-6

每个配子的突变频率

人

软骨发育不全

5×10-5

每个配子的突变频率

总结：基因突变具有

资料5：人的血友病、白化病、镰刀型细胞贫血症等遗传病都是基因突变的结果，这些疾病都对人类健康产生严重危害。

总结：基因突变具有

[思考与讨论] 生物发生的基因突变的有害、有利是绝对的吗？

学习任务四：基因突变的意义

[思考与讨论] （1）基因突变能产生新基因吗? 新基因的产生对生物生存有意义吗？

（2）自然环境过程中，具有何种变异的个体容易存活下来？基因突变对生物进化有何意义？

学习任务五：基因重组

[自主研习] （1）基因重组的概念。

（2）基因重组的类型及发生时期。

（3）基因重组的意义。

[思考与讨论] 基因重组能产生新基因吗？

学习任务六：比较基因突变和基因重组

基因突变

基因重组

本质

结果

类型

时期

意义

发生频率

2

【回标巩固】

1、人体下列细胞中不容易发生基因突变的是 （ ）

①神经细胞 ②皮肤生发层细胞 ③精原细胞 ④次级精母细胞 ⑤骨髓造血干细胞

A．③④ B．②④

C．②⑤

D．①④

2、下列关于基因突变的叙述中正确的是 （ ）

①基因突变包括自然突变和诱发突变

②在DNA复制中，碱基排列顺序发生差错从而改变了遗传信息，产生基因突变

③基因突变一般对生物是有害的，但是，也有的基因突变是有利的

④基因突变一定产生新性状

A．①②③④

B．①②③

C．①②④

D．②③④

3、基因A与a1、a2、a3之间的关系图解不能表明 a1

（ ）

A．基因突变是不定向的

B．等位基因的出现是基因突变的结果

A C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化

a3

a2

D．这些基因的转化遵循自由组合定律

4、基因突变是生物变异的根本来源，下列有关叙述错误的是

（ ） A．生物体内的基因突变属于可遗传变异

B．基因突变频率很低，种群每代突变的基因数很少

C．基因突变发生后，生物的表现型可能不改变

D．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系

5、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

6、生物体内的基因重组

（ ） A．能够产生新的基因 B．在生殖过程中都能发生

C．是生物变异的根本来源 D．在同源染色体之间可发生

7、真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代

（ ）

A．增加发生基因突变的概率 B．继承双亲全部的遗传性状

C．从双亲各获得一半的DNA

D．产生不同于双亲的基因组合

8、以下有关基因重组的叙述，错误的是

（ ）

A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组

C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离 D．同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关

9、下图1表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图2是一个家族中该病的遗传系谱图（控制基因为B、b），请据图回答下列问题。(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。

（1）图中①②表示的遗传信息传递过程分别是：①

；②

。过程①发生的时间是

，场所是

。

（2）α链碱基组成是

，β链碱基组成是

。

（3）镰刀型细胞贫血症的致病基因位于

染色体上，属于

性遗传病。

（4）Ⅱ代6号基因型是

，Ⅱ代6号和Ⅱ代7号婚配后生出患病男孩的概率是

，要保证Ⅱ代9号婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为

。

（5）若正常基因片段中的CTT突变为CTC，由此控制的生物性状

(填“会”或“不会”)发生改变，理由是：

。

3

替换

增添

缺失

物理因素

化学因素

生物因素

由于DNA分子复制

配子

体细胞

癌细胞

低等生物

高等动植物

任何时期

不同的DNA分子上

不同部位

不同的方向

等位基因

环境

是很低的

可遗传的变异

现有环境

新的性状

改变的

生存空间

无害

无益

新基因

生物变异

生物进化

有性生殖

不同性状

四分体

非姐妹染色单体

交叉互换

非同源染色体

非同源染色体

多样化

某种变化

基因组合

生物变异

生物的进化

4