高中生物 第4章 遗传的分子基础 第4节 基因突变和基因重组学案 苏教版必修2.doc

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1、第四节　基因突变和基因重组1．阐明基因突变的含义。2．说明基因突变的原因和特点。(重难点)3．总结基因重组及其意义。(重点)4．简述基因工程的基本原理及应用。基因突变1．基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症(1)病因图解(2)病因分析(3)结论：镰刀型细胞贫血症是由于基因中的一个碱基对改变而引起的遗传病。2．基因突变的含义：DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等。3．基因突变的原因及类型(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。(2)人工诱变①概念：在人为因素的干预下，基因产

2、生的变异称为人工诱变。②干预因素4．基因突变的特点(1)频率低：自发突变频率很低。(2)基因突变是不定向的：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)随机发生：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。5．基因突变的结果基因通过突变成为它的等位基因。6．基因突变的意义基因突变是生物变异的根本来源，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。看图完成相关探究问题。探讨：基因突变

3、的发生一定需诱导因素吗？【提示】　不一定。探讨：加入某种化学物质就能引起基因突变，该物质是怎样引起基因突变的？【提示】　使个别碱基对发生增添、缺失或替换。探讨：基因突变在什么时期发生？【提示】　任何时期都可能发生，但DNA复制时最容易发生。探讨：基因突变一定能传给后代吗？【提示】　不一定。体细胞发生的突变一般不传给后代。1．基因突变的实质的分析2．基因突变的时期主要发生在3．基因突变的类型(1)根据是否有人为因素干预可分为：人工诱变和自发突变。(2)根据突变的显隐性可分为：4．基因突变对性状的影

4、响基因突变会引发基因结构的改变，但基因结构改变未必会引发性状改变，现分析如下：(1)基因突变引起性状改变①突变引发肽链不能合成(RNA聚合酶无法结合，转录无法开始)。②突变引发肽链合成提前终止(终止密码子提前出现)。③突变引发肽链延长(终止密码子推后出现)。④突变引发氨基酸种类改变(密码子改变所致)。(2)突变不引起性状改变的原因①突变虽改变了基因结构，但未曾改变mRNA序列(如真核细胞基因结构中存在不决定mRNA序列的内含子片段)。②由于多种密码子可以决定同一种氨基酸，因此某些基因突变不引起生

5、物性状的改变。例如：UUC和UUU都是苯丙氨酸的密码子，当C改变为U时，不会改变密码子的功能。③某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的位置和种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：酵母菌的细胞色素C其肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。④发生隐性突变，产生了一个隐性基因，传递给子代后，子代为杂合子，则隐性性状不会出现。5．基因突变对后代性状的影响(1)基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给

6、后代。(2)基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。(3)生殖细胞的突变频率一般比体细胞的突变频率高，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。基因突变的有害或有利是相对的，这取决于自然选择，如因突变导致某昆虫残翅这对于昆虫是不利的，但当该昆虫处于常刮大风的海岛上时，残翅反而有利于其生存。6．基因突变的原因、结果、特点原因外因①核酸的碱基改变：如亚硝酸盐、碱基类似物处理等②宿主细胞的DNA受影响：如某些病毒的遗传物质③DNA损伤：如射线等内因DN

7、A复制出错结果DNA碱基对增添、缺失、改变，可形成等位基因mRNA局部密码子改变蛋白质可能形成异常蛋白(性状改变)，也可能不发生蛋白质或性状改变特点①普遍性：所有生物均可能发生基因突变②随机性：生物个体发育的任何时期均可发生基因突变；不同DNA分子或同一DNA的不同片段均可发生基因突变③低频性：在高等生物中，突变频率是10－8～10－5④不定向性：可产生复等位基因：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有区别B．基因突变不一定会引起基因所携带的遗传信

8、息的改变C．基因碱基对的缺失、增添、替换方式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，为进化提供最初原材料【解析】　物理、化学、生物因素引起基因突变的机制分别为：物理因素损伤细胞的DNA，化学因素改变核酸的碱基，生物因素影响宿主细胞的DNA，因此它们引起基因突变的机制是有区别的；基因突变一定会引起遗传信息的改变；基因碱基对的缺失、增添、替换都能使遗传信息发生改变，都有可能导致性状改变，无法判断三者对性状影响的大小。基因突变是不定向的。【答案】　A2．(2016·海