浙科版必修二 生物變異的來(lái)源第1課時(shí) 學(xué)案.doc

第1課時(shí)基因重組和基因突變知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求基因重組aa基因突變bb課時(shí)要求1.結(jié)合材料分析、概述生物變異的類型和特點(diǎn)。2.通過(guò)分析同源染色體的行為，闡明基因重組的原理與類型，概述其意義。3.闡明基因突變的特征、類型及誘發(fā)基因突變的因素，理解基因突變的機(jī)理。圖中的情景用英語(yǔ)表達(dá)為：the cat sat on the mat(貓坐在草席上)，幾位同學(xué)抄寫(xiě)時(shí)出現(xiàn)了不同的錯(cuò)誤，如下：(1)the kat sat on the mat(2)the hat sat on the mat(3)the cat on the mat將其翻譯成中文，和原句相比意思是否改變了？據(jù)此可知，個(gè)別字母的替換或者缺少，句子的意思都可能改變。如果是dna分子中的遺傳信息脫氧核苷酸的排列順序也發(fā)生了類似的變化，生物體的性狀會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢？這些變化可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？解決學(xué)生疑難點(diǎn) 一、生物變異的類型和基因重組1生物變異的類型(1)不遺傳的變異來(lái)源：環(huán)境條件改變引起，不涉及遺傳物質(zhì)的變化。特點(diǎn)：變異只限當(dāng)代的表現(xiàn)型改變，屬于不遺傳變異。實(shí)例：花生處在水、肥充足的條件下果實(shí)大且多。(2)可遺傳的變異來(lái)源：一是在強(qiáng)烈的物理、化學(xué)因素影響下發(fā)生的基因突變和染色體畸變；二是有性生殖過(guò)程中形成配子時(shí)，由于非同源染色體的自由組合和同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換而引起的基因重組。特點(diǎn)：變異性狀可以遺傳給后代。(3)分類依據(jù)：遺傳物質(zhì)是否改變。2基因重組(1)概念含義(2)類型類型發(fā)生時(shí)期實(shí)質(zhì)圖示自由組合型m后期非同源染色體上的非等位基因自由組合交叉互換型m前期同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換(3)結(jié)果：導(dǎo)致生物性狀的多樣性。(4)意義：為動(dòng)植物育種和生物進(jìn)化提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。1生物變異的類型分析(1)在北京培育的優(yōu)質(zhì)北京甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5 kg，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7 kg左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5 kg。上述甘藍(lán)品種的引種過(guò)程中，有沒(méi)有變異現(xiàn)象的發(fā)生？如果有，這種變異性狀能穩(wěn)定地遺傳給子代嗎？為什么？答案有變異。但是這種變異性狀不能穩(wěn)定地遺傳給子代，因?yàn)檫z傳物質(zhì)沒(méi)有改變。(2)某種一直開(kāi)紅花的植物，某代出現(xiàn)了一株開(kāi)紫花的植株，而且這株紫花植物的后代仍然開(kāi)紫花，可能的原因是什么？答案遺傳物質(zhì)改變了。(3)據(jù)此，生物變異的類型有哪些？答案不可遺傳的變異：由外界環(huán)境的改變引起，遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變化；可遺傳的變異：由遺傳物質(zhì)改變引起的變異，包括基因突變、基因重組和染色體畸變。2諺語(yǔ)“一母生九子，連母十個(gè)樣”，請(qǐng)分析這種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是什么？答案生物的親子代之間的性狀差異主要是由于基因重組造成的。3下圖是基因型為aabb的高等動(dòng)物體內(nèi)某個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞可能發(fā)生的變化，請(qǐng)據(jù)圖分析：(1)如果沒(méi)有發(fā)生交叉互換，該初級(jí)精母細(xì)胞形成的精細(xì)胞有幾種？基因組成分別是怎樣的？答案有2種。ab和ab。(2)發(fā)生交叉互換后，該初級(jí)精母細(xì)胞形成的精細(xì)胞有幾種？基因組成分別是怎樣的？答案4種。ab、ab、ab和ab。知識(shí)整合有絲分裂后期，分開(kāi)的子染色體上基因不同，是基因突變的結(jié)果；減數(shù)第二次分裂后期，分開(kāi)的子染色體上基因不同，可能是基因突變，也可能是交叉互換造成的。1下列關(guān)于基因重組的說(shuō)法，不正確的是()a生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組b減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換可導(dǎo)致基因重組c減數(shù)分裂過(guò)程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組d一般情況下，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能答案b解析基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過(guò)程，a正確；減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換可導(dǎo)致基因重組，b錯(cuò)誤；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組，c正確；一般情況下，基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，水稻花藥內(nèi)精原細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中可發(fā)生基因重組，但根尖細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不會(huì)發(fā)生基因重組，d正確。2子代不同于親代的性狀，主要來(lái)自基因重組，下列圖解中哪些過(guò)程可以發(fā)生基因重組()a bc d答案c解析基因重組指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。過(guò)程中的a、a和b、b之間發(fā)生基因重組。過(guò)程發(fā)生等位基因的分離；過(guò)程屬于配子間的隨機(jī)組合。二、基因突變1概念和實(shí)質(zhì)(1)概念：由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過(guò)程。(2)實(shí)質(zhì)：dna分子上堿基對(duì)的缺失、增加或替換都可以引起核苷酸序列的變化，因而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。(3)意義：是生物變異的根本來(lái)源，對(duì)生物進(jìn)化和選育新品種具有非常重要的意義。2類型(1)根據(jù)對(duì)表現(xiàn)型的影響種類：形態(tài)突變、生化突變、致死突變。關(guān)系：三種突變實(shí)質(zhì)上都是生化突變。(2)根據(jù)發(fā)生的因素自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變：自發(fā)突變。人工條件下誘發(fā)的基因突變：誘發(fā)突變。3特點(diǎn)：普遍性，多方向性，稀有性，可逆性，有害性。4誘發(fā)因素(1)物理因素：如各種射線的照射、溫度劇變等。(2)化學(xué)因素：如亞硝酸、堿基類似物等。(3)生物因素：如麻疹病毒等。5基因突變的機(jī)理(以鐮刀形細(xì)胞貧血癥為例)(1)直接原因：谷氨酸纈氨酸。(2)根本原因：基因中堿基對(duì)?；騝可以突變成為c1(或c2或c3)。c、c1、c2、c3之間也可以相互突變(如圖)，據(jù)此分析：1c、c1、c2、c3在染色體上的位置是否相同？它們能相互看做等位基因嗎？答案基因突變是基因內(nèi)部堿基發(fā)生的改變，基因在染色體上的位置并沒(méi)有改變，所以它們的位置相同，相互之間互為等位基因。2基因突變會(huì)不會(huì)改變基因的數(shù)目？答案不會(huì)。只是改變了基因的種類，數(shù)目不變。3圖示體現(xiàn)了基因突變的哪些特點(diǎn)？答案基因突變具有多方向性和可逆性。4如果基因c突變?yōu)閏1時(shí)，性狀并沒(méi)有改變，推測(cè)可能的原因有哪些？答案(1)一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡(jiǎn)并性)，當(dāng)突變后的dna轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí)，這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。(2)突變成的隱性基因在雜合子中不會(huì)引起性狀的改變。(3)不具有遺傳效應(yīng)的dna片段中的“突變”不會(huì)引起性狀的改變。知識(shí)整合基因突變能改變基因的種類，不改變基因在染色體上的位置和數(shù)目；基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變，原因有：密碼子的簡(jiǎn)并性、隱性突變或者突變發(fā)生在非編碼序列。3基因a可突變?yōu)榛騛1、a2、a3，這說(shuō)明基因突變具有()a稀有性 b可逆性 c多方向性 d有害性答案c解析從基因a可突變?yōu)閍1、a2、a3可知基因突變具有多方向性。4某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變?yōu)?)a顯性突變(dd) b隱性突變(dd)c顯性突變和隱性突變 d人工誘變答案a解析由于突變性狀的個(gè)體不是純合子，而且表現(xiàn)突變性狀，說(shuō)明突變性狀相對(duì)于原有性狀為顯性性狀。易混辨析顯性突變和隱性突變(1)顯性突變(aa)：一旦發(fā)生即可表現(xiàn)，但常不能穩(wěn)定遺傳。(2)隱性突變(aa)：一旦表現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。1下列有關(guān)基因重組的說(shuō)法，不正確的是()a基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型b基因重組發(fā)生在有性生殖的過(guò)程中c基因重組是生物變異的根本來(lái)源d非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組答案c解析基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型，a正確；基因重組發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過(guò)程中，b正確；基因突變是生物變異的根本來(lái)源，c錯(cuò)誤；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上非等位基因的自由組合導(dǎo)致基因重組，d正確。2下列關(guān)于基因突變的敘述，正確的是()a物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機(jī)制是有區(qū)別的b基因突變不一定會(huì)引起遺傳信息的改變c基因堿基對(duì)的缺失、增加、替換中對(duì)性狀影響最小的一定是替換d基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系，為進(jìn)化提供最初原材料答案a解析易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高突變頻率的因素可分為三類：物理因素、化學(xué)因素和生物因素。例如，紫外線、x射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的dna；亞硝酸、堿基類似物等能改變核酸的堿基；某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的dna等，故三種因素引起基因突變的機(jī)制有區(qū)別。3如果一個(gè)基因的中部缺失了1個(gè)核苷酸對(duì)，不可能的后果是()a沒(méi)有蛋白質(zhì)產(chǎn)物b翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止c所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸d翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化答案a解析基因的中部若編碼區(qū)缺少1個(gè)核苷酸對(duì)，該基因仍然能表達(dá)，但是表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有可能出現(xiàn)下列三種情況：翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸減少或者增加多個(gè)氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。4以下幾種生物，其可遺傳的變異既可以來(lái)自基因突變，又可以來(lái)自基因重組的是()a藍(lán)細(xì)菌 b噬菌體c煙草花葉病毒 d豌豆答案d解析基因突變可以發(fā)生在所有生物中，而基因重組只發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都無(wú)法進(jìn)行有性生殖，而豌豆可以進(jìn)行有性生殖，所以豌豆既可以發(fā)生基因突變，也可以發(fā)生基因重組。5一種鏈異常的血紅蛋白叫做hbwa，其137位以后的氨基酸序列及對(duì)應(yīng)的密碼子與正常血紅蛋白(hba)的差異如下：血紅蛋白部分鏈血紅蛋白的密碼子及其氨基酸的順序137138139140141142143144145hbaacc蘇氨酸ucc絲氨酸aaa賴氨酸uac酪氨酸cgu精氨酸uaa終止hbwaacc蘇氨酸uca絲氨酸aau天冬酰胺acc蘇氨酸guu纈氨酸aag賴氨酸ccu脯氨酸cgu精氨酸uag終止(1)hbwa異常的直接原因是鏈第_位的_(氨基酸)對(duì)應(yīng)的密碼子缺失了一個(gè)堿基，從而使合成的肽鏈的氨基酸的順序發(fā)生改變，缺失的堿基是_。(2)異常血紅蛋白鏈發(fā)生變化的根本原因是_。(3)這種變異類型屬于_，一般發(fā)生的時(shí)期是在_。這種變異