第1课时 基因重组和基因突变
知识内容 基因重组 基因突变 必考要求 a b 加试要求 a b 1.结合材料分析、概述生物变异的类型和特点。2.通过分析同源染色体的行课时要求 为，阐明基因重组的原理与类型，概述其意义。3.阐明基因突变的特征、类型及诱发基因突变的因素，理解基因突变的机理。
图中的情景用英语表达为：THE CAT SAT ON THE MAT(猫坐在草席上)，几位同学抄写时出现了不同的错误，如下：
(1)THE KAT SAT ON THE MAT (2)THE HAT SAT ON THE MAT (3)THE CAT ON THE MAT
将其翻译成中文，和原句相比意思是否改变了？
据此可知，个别字母的替换或者缺少，句子的意思都可能改变。如果是DNA分子中的遗传信息——脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化，生物体的性状会发生怎样的改变呢？这些变化可能对生物体产生什么影响？ 解决学生疑难点
一、生物变异的类型和基因重组
1．生物变异的类型 (1)不遗传的变异
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①来源：环境条件改变引起，不涉及遗传物质的变化。 ②特点：变异只限当代的表现型改变，属于不遗传变异。 ③实例：花生处在水、肥充足的条件下果实大且多。 (2)可遗传的变异
①来源：一是在强烈的物理、化学因素影响下发生的基因突变和染色体畸变；二是有性生殖过程中形成配子时，由于非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换而引起的基因重组。
②特点：变异性状可以遗传给后代。 (3)分类依据：遗传物质是否改变。 2．基因重组 (1)概念
亲本：具有不同遗传性状的雌、雄个体??时间：进行有性生殖时含义?实质：控制不同性状的基因重新组合
??结果：后代类型不同于亲本类型(2)类型
类型 发生时期 实质 非同源染色体上的非等位基因自由组合 同源染色体上的等位基交叉互换型 MⅠ前期 因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换
(3)结果：导致生物性状的多样性。
(4)意义：为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
图示
自由组合型 MⅠ后期
1．生物变异的类型分析
(1)在北京培育的优质北京甘蓝品种，叶球最大的有3.5 kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7 kg左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5 kg。上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？如果有，这种变异性状能稳定地遗传给子代吗？为什么？
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答案 有变异。但是这种变异性状不能稳定地遗传给子代，因为遗传物质没有改变。 (2)某种一直开红花的植物，某代出现了一株开紫花的植株，而且这株紫花植物的后代仍然开紫花，可能的原因是什么？ 答案 遗传物质改变了。
(3)据此，生物变异的类型有哪些？
答案 ①不可遗传的变异：由外界环境的改变引起，遗传物质并没有发生变化；②可遗传的变异：由遗传物质改变引起的变异，包括基因突变、基因重组和染色体畸变。 2．谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现象发生的主要原因是什么？ 答案 生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。
3．下图是基因型为AaBb的高等动物体内某个初级精母细胞可能发生的变化，请据图分析：
(1)如果没有发生交叉互换，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？ 答案 有2种。AB和ab。
(2)发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？ 答案 4种。AB、Ab、aB和ab。
知识整合 有丝分裂后期，分开的子染色体上基因不同，是基因突变的结果；减数第二次分裂后期，分开的子染色体上基因不同，可能是基因突变，也可能是交叉互换造成的。
1．下列关于基因重组的说法，不正确的是( )
A．生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组 B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组 C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能 答案 B
解析 基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程，A正确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组，B错误；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，C正确；一般情况下，基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中，水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组，但根尖细胞只能进行有丝分裂，不会发生基因重组，D正确。
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2．子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组( )
A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．④⑤ D．③⑥ 答案 C
解析 基因重组指具有不同遗传性状的雌、雄个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。④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。
二、基因突变
1．概念和实质
(1)概念：由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
(2)实质：DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。
(3)意义：是生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。 2．类型
(1)根据对表现型的影响
①种类：形态突变、生化突变、致死突变。 ②关系：三种突变实质上都是生化突变。 (2)根据发生的因素
①自然状态下发生的基因突变：自发突变。 ②人工条件下诱发的基因突变：诱发突变。
3．特点：普遍性，多方向性，稀有性，可逆性，有害性。 4．诱发因素
(1)物理因素：如各种射线的照射、温度剧变等。 (2)化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等。 (3)生物因素：如麻疹病毒等。
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5．基因突变的机理(以镰刀形细胞贫血症为例)
替换为
(1)直接原因：谷氨酸―――→缬氨酸。 T 替换为A(2)根本原因：基因中碱基对==――→==A―T。
基因C可以突变成为c1(或c2或c3)。C、c1、c2、c3之间也可以相互突变(如图)，据此分析：
1．C、c1、c2、c3在染色体上的位置是否相同？它们能相互看做等位基因吗？
答案 基因突变是基因内部碱基发生的改变，基因在染色体上的位置并没有改变，所以它们的位置相同，相互之间互为等位基因。 2．基因突变会不会改变基因的数目？
答案 不会。只是改变了基因的种类，数目不变。 3．图示体现了基因突变的哪些特点？ 答案 基因突变具有多方向性和可逆性。
4．如果基因C突变为c1时，性状并没有改变，推测可能的原因有哪些？
答案 (1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。(3)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状的改变。 知识整合 基因突变能改变基因的种类，不改变基因在染色体上的位置和数目；基因突变不一
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高中生物第四章生物的变异第一节生物变异的来源第1课时教学案浙科版
