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5.1 基因突变和基因重组 —— 高一生物学人教版（2019）必修二课前导学案
核心素养
1.生命观念：理解基因突变和基因重组对生物遗传和进化的影响，形成遗传变异的生命观念。
2.科学思维：运用归纳与概括、演绎与推理等方法，分析基因突变和基因重组的类型与特点。
3.科学探究：通过对相关实例的分析，提升实验设计与数据分析能力。
4.社会责任：关注基因突变和基因重组在农业、医学等领域的应用。
教学重难点
教学重点
基因突变的概念、原因、特点及意义。
基因重组的概念、类型及意义。
教学难点
基因突变和基因重组的本质区别。
基因突变和基因重组对生物进化的作用。
知识点一：基因突变
1.实例：镰刀型细胞贫血症
症状：患者的红细胞由正常的中央微凹的圆饼状变为__________状，易发生破裂，使人患溶血性贫血。
直接原因：组成血红蛋白分子的一个__________被替换，导致血红蛋白结构异常。
根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个__________发生改变，即由 A - T 变为 T - A。
2.概念：DNA 分子中发生碱基对的__________、或，而引起的__________的改变。该变化若发生在__________中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中，一般__________（填 “能” 或 “不能”）遗传，但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过__________传递。
3.原因
外因
物理因素：如__________、__________及其他辐射能损伤细胞内的 DNA。
化学因素：如__________、__________等能改变核酸的碱基。
生物因素：某些__________的遗传物质能影响宿主细胞的 DNA。
内因：DNA 分子复制偶尔发生错误、DNA 的碱基组成发生改变等。
4.特点
普遍性：基因突变在生物界中是__________存在的。无论是低等生物，还是高等生物以及人，都会发生基因突变。
随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的__________时期；可以发生在细胞内__________上；同一 DNA 分子的__________部位。
不定向性：一个基因可以向__________发生突变，产生一个以上的__________基因。而且基因突变的方向与环境__________（填 “有” 或 “无”）明确的因果关系。
低频性：在自然状态下，基因突变的频率是__________的。
多害少利性：基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，对生物有害；但有些基因突变，也可能使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间；还有些基因突变既无害也无益。
5.意义
基因突变是__________产生的途径。
基因突变是生物变异的__________来源。
基因突变为生物的__________提供了原始材料。
知识点一答案
1.镰刀；氨基酸；碱基对
2.替换；增添；缺失；基因结构；配子；不能；无性生殖
3.紫外线；X 射线；亚硝酸；碱基类似物；病毒
4.普遍；任何；不同的 DNA 分子；不同；不同方向；等位；无；很低
5.新基因；根本；进化
知识点二：基因重组
1.概念：在生物体进行__________的过程中，控制不同性状的基因的__________。
2.类型
自由组合型：在减数第一次分裂后期，随着__________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。
交叉互换型：在减数第一次分裂前期（四分体时期），位于同源染色体上的__________基因有时会随着__________的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
3.意义
基因重组是生物变异的__________来源之一。
基因重组对生物的__________具有重要意义。
知识点二答案
1.有性生殖；重新组合
2.非同源；等位；非姐妹染色单体
3.重要；进化
易错提示
提示：1.基因突变不一定会导致生物性状改变。因为密码子具有简并性，基因突变后转录形成的密码子可能与原密码子决定同一种氨基酸；基因突变若发生在基因的非编码区或内含子等不表达区域，也可能不影响生物性状。
2.基因重组只发生在有性生殖过程中，无性生殖过程中不会发生基因重组。
3.基因突变是基因内部碱基对的变化，产生了新基因；基因重组是原有基因的重新组合，不产生新基因，但产生了新的基因型。
习题巩固
1.下列关于基因突变的叙述，正确的是（ ）
A. 基因突变一定会引起生物性状的改变
B. 基因突变只能发生在 DNA 复制时
C. 基因突变是指 DNA 分子中碱基对的替换、增添和缺失
D. 基因突变的方向与环境有明确的因果关系
2.人类镰刀型细胞贫血症的病因是（ ）
A. 基因突变 B. 基因重组
C. 染色体数目变异 D. 染色体结构变异
3.基因重组发生在（ ）
A. 减数分裂过程中 B. 有丝分裂过程中
C. 受精作用过程中 D. 个体发育过程中
4.下列属于可遗传变异的是（ ）
A. 由于水肥充足，小麦出现穗多粒大的性状
B. 紫外线照射使人患皮肤癌
C. 在棕色猕猴的自然种群中出现了白色猕猴
D. 人由于晒太阳而使皮肤变黑
5.下列关于基因重组的说法，错误的是（ ）
A. 基因重组能产生新的基因
B. 基因重组能产生新的基因型
C. 基因重组一般发生在有性生殖过程中
D. 基因重组是生物变异的重要来源之一
6.某基因的一个片段中的 αDNA 链在复制时一个碱基由 G→C，该基因复制 3 次后，发生突变的基因占该基因总数的（ ）
A. 100% B. 50% C. 25% D. 12.5%
7.下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是（ ）
A. 基因突变对于生物个体是利多于弊
B. 基因突变属于可遗传变异，基因重组不属于可遗传变异
C. 基因突变和基因重组都能产生新的基因
D. 基因重组可以发生在减数分裂过程中
8.下列关于基因突变和基因重组的叙述，错误的是（ ）
A. 基因突变是基因结构的改变
B. 基因重组可以产生新的基因型
C. 基因突变的频率很低，基因重组普遍存在
D. 基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源
参考答案及解析
1.答案：C
解析：基因突变不一定会引起生物性状改变，A 错误；基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，DNA 复制时更易发生，B 错误；基因突变是指 DNA 分子中碱基对的替换、增添和缺失，C 正确；基因突变的方向与环境无明确因果关系，D 错误。
2.答案：A
解析：人类镰刀型细胞贫血症的病因是控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对发生改变，属于基因突变，A 正确；基因重组、染色体数目变异、染色体结构变异均不符合，B、C、D 错误。
3.答案：A
解析：基因重组发生在减数分裂过程中，有减数第一次分裂前期的交叉互换型和减数第一次分裂后期的自由组合型，A 正确；有丝分裂、受精作用、个体发育过程中一般不发生基因重组，B、C、D 错误。
4.答案：C
解析：由于水肥充足小麦出现穗多粒大的性状，是环境因素引起的不可遗传变异，A 错误；紫外线照射使人患皮肤癌，未改变生殖细胞基因，不可遗传，B 错误；在棕色猕猴自然种群中出现白色猕猴，是基因突变导致，属于可遗传变异，C 正确；人晒太阳使皮肤变黑，是环境因素引起的不可遗传变异，D 错误。
5.答案：A
解析：基因重组不能产生新基因，能产生新的基因型，A 错误，B 正确；基因重组一般发生在有性生殖过程中，C 正确；基因重组是生物变异的重要来源之一，D 正确。
6.答案：B
解析：DNA 复制为半保留复制，以突变的 αDNA 链为模板复制的子代 DNA 均发生突变，以另一条正常链为模板复制的子代 DNA 均正常，所以复制 3 次后，发生突变的基因占基因总数的 50%，B 正确。
7.答案：D
解析：基因突变大多有害，A 错误；基因突变和基因重组都属于可遗传变异，B 错误；基因突变能产生新基因，基因重组不能产生新基因，C 错误；基因重组可以发生在减数分裂过程中，D 正确。
8.答案：D
解析：基因突变是基因结构的改变，A 正确；基因重组可以产生新的基因型，B 正确；基因突变频率低，基因重组普遍存在，C 正确；基因突变是生物变异的根本来源，基因重组是生物变异的重要来源，D 错误。

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