《基因突變和基因重組》探究案

PAGE14第四節(jié)基因突變和基因重組【高效導(dǎo)航】1學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）說明基因和遺傳信息產(chǎn)關(guān)系。（2）概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。（3）說明遺傳密碼和中心法則。（4）簡述基因工程的基本原理及其應(yīng)用。2學(xué)習(xí)重點(diǎn)：（1）基因突變的概念、時(shí)間、發(fā)生原因、特點(diǎn)及意義。（2）基因重組的概念、發(fā)生時(shí)期及意義。（3）說明重組DNA技術(shù)的一般過程。3學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（1）基因突變的原因及特點(diǎn)。（2）基因突變和基因重組的意義。（3）說明重組DNA技術(shù)的一般過程?！翱础薄R(shí)經(jīng)緯基因突變

基因重組

重組DNA技術(shù)

“導(dǎo)”—自主預(yù)習(xí)一、基因突變1概念：DNA分子中發(fā)生的增添、缺失或改變而引起的的改變。實(shí)例：例如鐮刀型貧血癥是發(fā)生改變。2結(jié)果：基因突變使一個(gè)基因變成它的，并且通常會(huì)引起一定的變化。3時(shí)期：在DNA復(fù)制期——即有絲分裂的和減數(shù)第一次分裂的。4基因突變的特點(diǎn)有、、、、。5意義：基因突變是產(chǎn)生的途徑，是生物變異的，為生物進(jìn)化提供了。6突變分類：（1）自然突變：在自然條件下發(fā)生的，突變的因素有、、。（2）人工誘變：是指利用因素或因素來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。此方法優(yōu)點(diǎn)是提高，培育優(yōu)良品種。二、基因重組1概念：指生物體進(jìn)行生殖過程中，控制不同性狀的基因的。3時(shí)期：基因重組一般發(fā)生在以下幾種情況下：①生物體進(jìn)行減數(shù)分裂形成時(shí)；自由組合：非同源染色體上的非等位基因之間；交叉互換：同源染色體上的非等位基因之間。②生物體進(jìn)行受精作用形成時(shí)：不同的精子和不同的卵細(xì)胞結(jié)合。③基因工程（基因拼接技術(shù)、DNA重組技術(shù)）不同生物的基因進(jìn)行重新組合。4意義：基因重組為生物變異提供了極其豐富的三、重組DNA技術(shù)1概念：指將或人工合成的導(dǎo)入另一個(gè)生物體中，使后者獲得新的或的技術(shù)。2一般過程（1）分離①從生物細(xì)胞內(nèi)直接分離；②。（2）選擇基因工程載體常用載體：、等。（3）體外重組DNA切割工具：。連接工具：。（4）導(dǎo)入目的基因常用受體細(xì)胞：、和等。（5）篩選、培養(yǎng)。（6）目的基因的表達(dá)：檢測目的基因在中表達(dá)產(chǎn)生。3地位：是的核心技術(shù)。4應(yīng)用（1）生產(chǎn)基因工程藥物和疫苗：如治療糖尿病的、治療侏儒癥的人、防治乙肝的疫苗。（2）定向改造動(dòng)植物的遺傳性狀：如我國研制成功的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉?！皩W(xué)”—互動(dòng)探究探究一基因突變閱讀課本RNA的密碼子增加一個(gè)，對應(yīng)蛋白質(zhì)中的氨基酸也增加一個(gè)。如果插入一個(gè)堿基對，對應(yīng)mRNA中插入一個(gè)堿基，此后的密碼子都要發(fā)生改變，則蛋白質(zhì)中對應(yīng)的氨基酸可能都要改變?！敬鸢浮緼BD【變式訓(xùn)練】1基因突變是生物變異的根本正確的是（）A無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變C突變只能定向形成新的等位基因D突變對生物的生存往往是有利的2有關(guān)基因突變的敘述，正確的是（）A不同基因突變的頻率是相同的B基因突變的方向是由環(huán)境決定的C一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變D細(xì)胞分裂的中期不發(fā)生基因突變探究二基因重組閱讀課本P79－P80的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合圖圖4－19和圖4－20，思考并小組討論下列問題：1進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞和進(jìn)行無性生殖的生物是否存在基因重組提示：不存在。原因是基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂中。提示：遺傳學(xué)上，將遺傳信息的流動(dòng)方向稱為信息流。2產(chǎn)生可遺傳變異的重要生物有性生殖過程中產(chǎn)生可遺傳變異的最重要。3基因重組中有無新的基因產(chǎn)生有無新的基因型和表現(xiàn)型形成提示：基因重組沒有產(chǎn)生新基因。而新的重組基因類型又導(dǎo)致了不同相對性狀的重組，使后代產(chǎn)生變異。4不同生物的可遺傳變異—基因突變；原核生物——基因突變；真核生物——基因突變、基因重組、染色體變異。5基因重組可以發(fā)生在什么情況下提示：減數(shù)分裂形成配子時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合?；蛑亟M還可以發(fā)生在減數(shù)分裂四分體時(shí)期，由于同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生局部互換，而造成控制不同性狀的基因重新組合【經(jīng)典回眸】細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的變異是（）A染色體不分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異B非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組C染色體復(fù)制時(shí)受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變D非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異【解析】本題考查了考生對可遺傳變異和減數(shù)分裂的關(guān)系，同時(shí)還考查了有絲分裂和減數(shù)分裂的比較?？蛇z傳的變異有三個(gè)變異，其中基因重組通常只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而基因突變和染色體變異在有絲分裂和減數(shù)分裂中均可發(fā)生?！敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練】3下列有關(guān)基因重組的說法中，正確的是（）A基因重組是生物變異的根本因型C基因重組通常發(fā)生在細(xì)胞分裂的過程中D非等位基因間都可以發(fā)生重組4下列各項(xiàng)中可以導(dǎo)致基因重組現(xiàn)象發(fā)生的是（）A姐妹染色單體的交叉互換B等位基因彼此分離C非同源染色體的自由組合D姐妹染色單體分離探究三重組DNA技術(shù)閱讀課本P79－P80的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合圖圖4－19和圖4－20，思考并小組討論下列問題：1基因工程的操作工具有哪些提示：操作工具有三種，但工具酶只有兩種，另一種工具運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA。技術(shù)的操作水平及操作環(huán)境怎樣提示：重組DNA技術(shù)操作水平——分子水平；操作環(huán)境——體外。3具備什么條件能做運(yùn)載體提示：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；具有某些標(biāo)記基因。4作為運(yùn)載體的質(zhì)粒具有哪些特點(diǎn)提示：質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體；最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒；是細(xì)胞染色體外能自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；質(zhì)粒的大小只有普通細(xì)菌染色體的1%左右；存在于許多細(xì)菌及酵母菌等微生物中；質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞生存沒有決定性的作用；質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。5在基因工程培育抗蟲棉的過程中，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么提示：抗蟲棉從蘇云金孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取；抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接；抗蟲基因進(jìn)入棉花細(xì)胞。【經(jīng)典回眸】下列有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是（）A一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列C限制性內(nèi)切酶的活性受溫度的影響D限制性內(nèi)切酶可以從原核生物中提取【解析】限制性內(nèi)切酶主要從原核生物中分離純化出來。它們能夠識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列，別且使每條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵斷開?！敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練】片段，下列有關(guān)基因工程中工具酶功能的敘述錯(cuò)誤的是（）

處的酶為限制酶連接酶解旋酶聚合酶“思”—課堂小結(jié)同學(xué)們，通過這節(jié)課學(xué)習(xí)，你有哪些收獲和體會(huì)，存在哪些疑問，請把它填在下面的表格中，以便及時(shí)總結(jié)、彌補(bǔ)知識(shí)缺漏，不吃夾生飯，不做欠賬人。收獲內(nèi)容疑點(diǎn)內(nèi)容“練”—當(dāng)堂檢測分子中一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變，其結(jié)果可能是（）A變成其等位基因分子內(nèi)部的堿基配對方式改變C此染色體的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D此染色體上基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變2基因突變是生物變異的根本A生物體內(nèi)的基因突變屬于可遺傳的變異B基因突變的頻率很低，種群每代突變的基因數(shù)不一定很少C基因只要發(fā)生突變，生物的表現(xiàn)型就一定改變D基因突變的方向與環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系3依據(jù)基因重組的概念，下列生物技術(shù)或生理過程中沒有發(fā)生基因重組的是（）

4下列關(guān)于基因重組的敘述不正確的是（）A同一雙親的子女的遺傳差異與基因重組有關(guān)B純合子自交會(huì)發(fā)生基因重組，導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離C非同源染色體上的非等位基因的重新組合屬于基因重組D有性生殖過程中，控制不同性狀的基因的重新組合叫做基因重組5如圖甲表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，圖乙是一個(gè)家族中該病的遺傳系譜圖（控制基因?yàn)锽與b），請據(jù)圖回答：（已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG）（1）圖中①②表示的遺傳信息流動(dòng)過程分別是：①____________________；②__________________________。（2）α鏈堿基組成為________，β鏈堿基組成為________。（3）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的致病基因位于________染色體上，屬于________性遺傳病。（4）Ⅱ6基因型是_______，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病男孩的概率是_______，要保證Ⅱ9婚配后子代不患此病，從理論上說其配偶的基因型必須為__________。（5）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由_________