高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组导学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组导学案，共7页。
[学习目标] 1.概述基因重组的概念、方式及意义。
2.基因重组与基因突变进行比较。
【预习案】
知识点二 基因重组
1．概念：在生物体进行 。
2．类型
(1)交换型：在减数分裂Ⅰ四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着 之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
(2)自由组合型：生物体通过减数分裂形成配子时，在减数分裂Ⅰ后期，随着 的自由组合， 也自由组合。
3．意义：有性生殖过程中的基因重组能够使产生的 类多样化，进而产生 多样化的子代，也是 ，对生物的进化具有重要意义。
４．基因突变和基因重组的比较
【探究案】
下图分别代表基因重组的两种类型，请分析回答下列问题：
(1)图中发生基因重组的分别是什么基因？

(2)从配子的角度分析，上述两种类型的基因重组有什么共同点？
(3)精子与卵细胞随机结合过程中进行基因重组吗？受精作用的意义是什么？
【课堂检测案】
１正误判断
( )(1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关
( )(2)一对同源染色体可能存在基因重组
( )(3)基因重组一定会产生新的性状
( )(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合
( )(５)在植物组织培养过程中可同时发生基因突变和基因重组。
( )(６)基因突变和基因重组均可使姐妹染色单体上携带等位基因。
( )(７)基因重组只是“原有基因间的重新组合”产生“新的基因型”，其所产生的性状是“新性状”。
二、选择题
( )1下列各项属于基因重组的是
A．基因型为Dd的个体自交后代发生性状分离
B．雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体
C．YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型
D．杂合高茎与矮茎豌豆测交的后代有高茎和矮茎
( )2、如图表示某高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是
A．若图甲细胞中1与2的片段部分交换，属于基因重组
B．图乙细胞发生了基因突变或基因重组
C．图丙表明该细胞发生了基因突变或基因重组
D．图丙细胞为次级精母细胞
( )３．下列关于基因重组的叙述，不正确的是
A．基因重组发生在精卵结合形成受精卵的过程中
B．一对等位基因不存在基因重组，但一对同源染色体上存在基因重组
C．肺炎链球菌转化实验中，R型细菌转变为S型细菌的实质是基因重组
D．有丝分裂过程中一般不发生基因重组
４．由于基因突变导致蛋白质的一个赖氨酸发生了改变。根据下列图表信息回答问题：
(1)图中Ⅰ过程发生的场所是________。
(2)除赖氨酸以外，图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小？________，
原因是_____________________
。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且②链与⑤链这两条模板链只有一个碱基不同，那么⑤链不同于②链上的那个碱基是______。
(4)从表中可看出密码子具有______的特点，它对生物体生存和发展的意义是________。

知识点二 基因重组
1．概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
2．类型
(1)交换型
在减数分裂Ⅰ四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
(2)自由组合型
生物体通过减数分裂形成配子时，在减数分裂Ⅰ后期，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。
3．意义
有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
【探究案】
下图分别代表基因重组的两种类型，请分析回答下列问题：
(1)图中发生基因重组的分别是什么基因？
提示 交换过程中是染色单体上的基因发生基因重组；自由组合过程中是非同源染色体上的非等位基因发生基因重组。
(2)从配子的角度分析，上述两种类型的基因重组有什么共同点？
提示 都使产生的配子种类多样化。
(3)精子与卵细胞随机结合过程中进行基因重组吗？受精作用的意义是什么？
提示 不进行。重组性状要在后代中表现出来，一般要通过精子与卵细胞的受精作用结合后产生的新个体来实现。
归纳总结 基因突变和基因重组的比较
【课堂检测案】
１正误判断
(1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关( )
(2)一对同源染色体可能存在基因重组( )
(3)基因重组一定会产生新的性状( )
(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合( )
(５)在植物组织培养过程中可同时发生基因突变和基因重组。
(６)基因突变和基因重组均可使姐妹染色单体上携带等位基因。
(７)基因重组只是“原有基因间的重新组合”产生“新的基因型”，其所产生的性状是“新性状”。(×)
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (５)× (６)√ (７)×
二、选择题
1下列各项属于基因重组的是( )
A．基因型为Dd的个体自交后代发生性状分离
B．雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体
C．YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型
D．杂合高茎与矮茎豌豆测交的后代有高茎和矮茎
解题分析 基因型为Dd的个体自交后代出现性状分离是等位基因分离，雌雄配子随机结合的结果，不属于基因重组，A不符合题意；基因重组发生在减数分裂过程中，雌雄配子随机结合产生不同类型的子代属于受精作用，B不符合题意；YyRr自交后代出现不同的表型，属于基因重组，C符合题意；豌豆的高茎和矮茎属于同一个性状，不能发生基因重组，D不符合题意。
答案 C
2、如图表示某高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是( )
A．若图甲细胞中1与2的片段部分交换，属于基因重组
B．图乙细胞发生了基因突变或基因重组
C．图丙表明该细胞发生了基因突变或基因重组
D．图丙细胞为次级精母细胞
解题分析 图甲细胞中同源染色体正在分开，处于减数分裂Ⅰ后期；图乙细胞中着丝粒已分裂，而且移向细胞的一极的染色体中有同源染色体，处于有丝分裂后期；图丙细胞中着丝粒已分裂，没有同源染色体，处于减数分裂Ⅱ后期。1与2的片段部分交换，属于同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换，为基因重组，A正确；基因重组通常发生在减数分裂过程中，所以图乙细胞不可能发生基因重组，B错误；图丙细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，其原因可能是减数分裂前的间期DNA复制出现错误，发生了基因突变，也可能是减数分裂Ⅰ的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了染色体互换，C正确；图甲细胞是均等分裂，应为初级精母细胞，该动物为雄性，因而图丙细胞为次级精母细胞，D正确。
答案 B
３．下列关于基因重组的叙述，不正确的是( )
A．基因重组发生在精卵结合形成受精卵的过程中
B．一对等位基因不存在基因重组，但一对同源染色体上存在基因重组
C．肺炎链球菌转化实验中，R型细菌转变为S型细菌的实质是基因重组
D．有丝分裂过程中一般不发生基因重组
答案 A
解析 基因重组发生在减数分裂Ⅰ过程中，A项错误。
４．由于基因突变导致蛋白质的一个赖氨酸发生了改变。根据下列图表信息回答问题：
(1)图中Ⅰ过程发生的场所是________。
(2)除赖氨酸以外，图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小？________，原因是________________________________________________________________________。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且②链与⑤链这两条模板链只有一个碱基不同，那么⑤链不同于②链上的那个碱基是______。
(4)从表中可看出密码子具有______的特点，它对生物体生存和发展的意义是________。
答案 (1)核糖体 (2)丝氨酸 要同时突变两个碱基才能变为丝氨酸 (3)A (4)简并 保证生物遗传性状的稳定性
解析 (1)过程Ⅰ表示翻译过程，它发生在核糖体上。(2)从赖氨酸所在的位置向上或向左、右与之在同一直线上的有甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬酰胺，它们与赖氨酸所对应的密码子均只有一个碱基之差，而丝氨酸对应的密码子与之有两个碱基之差。(3)甲硫氨酸对应的密码子是AUG，而与之有一个碱基之差的赖氨酸对应的密码子是AAG，所以⑤链上与mRNA中U相对应的碱基是A。(4)通过表中信息可以看出，表中的一个氨基酸对应着多种密码子，说明密码子具有简并的特点，所以当生物发生基因突变时，其对应的氨基酸不一定改变，有利于保证生物遗传性状的稳定性。
项目
基因突变
基因重组
变异实质

控制不同性状的基因重新组合
时间
主要发生在细胞分裂前的间期

原因
DNA分子复制时，在外界因素或自身因素的作用下，引起基因中的碱基的改变(替换、增添或缺失)
同源染色体的非姐妹染色单体间互换，以及非同源染色体之间自由组合
可能性
可能性小，突变频率很低
普遍发生在有性生殖过程中，产生的变异多
适用范围

通常发生在真核生物的有性生殖过程中
结果


意义
是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料
是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义
联系
①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型
第一个碱基
第二个碱基
第三个碱基
U
C
A
G
A
异亮氨酸
异亮氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸
丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸
U
C
A
G
项目
基因突变
基因重组
变异实质
基因碱基序列发生改变
控制不同性状的基因重新组合
时间
主要发生在细胞分裂前的间期
减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期
原因
DNA分子复制时，在外界因素或自身因素的作用下，引起基因中的碱基的改变(替换、增添或缺失)
同源染色体的非姐妹染色单体间互换，以及非同源染色体之间自由组合
可能性
可能性小，突变频率很低
普遍发生在有性生殖过程中，产生的变异多
适用范围
所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性
通常发生在真核生物的有性生殖过程中
结果
产生新的基因和基因型
产生新的基因型
意义
是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料
是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义
联系
①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型
第一个碱基
第二个碱基
第三个碱基
U
C
A
G
A
异亮氨酸
异亮氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸
丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸
U
C
A
G