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高中生物遗传与进化导学设计（教师版）
第五章 第1节 基因突变和基因重组（第一课时）
【学习目标】1.结合实例理解基因突变的概念，分析基因突变的原因及意义。
2.分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。
【学习重点】1.基因突变的概念。2.基因突变的原因及意义。
【学习难点】基因突变的意义。
【学习过程】
自主学习
一、基因突变的实例——镰状细胞贫血
1.镰状细胞贫血患者的红细胞性状呈弯曲的镰刀状，易破裂，使人患溶血性贫血。
2.致病机理
（1）直接原因：在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换（血红蛋白分子中谷氨酸替换为缬氨酸），造成蛋白质结构的改变。
（2）根本原因：编码血红蛋白的基因的碱基对发生改变。（碱基对T/A替换为A/T）
二、基因突变的概念
1.概念：DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
2.基因突变对后代的影响
（1）若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。
（2）若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传。
三、细胞的癌变
1.根本原因:原癌基因或抑癌基因发生突变，使正常细胞的生长和增殖失控而变成癌细胞。
2.癌细胞特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移等等。
四、基因突变的原因
类型 举例 原因
外 因 物理因素 紫外线、X射线及其他辐射 损伤细胞内的DNA
化学因素 亚硝酸盐、碱基类似物 改变核酸的碱基
生物因素 某些病毒的遗传物质 影响宿主细胞的DNA
内因 DNA复制偶尔发生错误
五、基因突变的意义
基因突变是产生新基因的途径。基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。
课堂探究
探究一：基因突变的概念及结果
1.DNA分子中碱基的增添、缺失、替换，一定会引起基因突变吗？基因突变是何种水平的变化？基因突变是否会导致基因数量的改变？基因突变一定产生等位基因吗？
不一定，引起基因碱基序列的改变才是基因突变；属于分子水平；不改变基因的数量；不一定。真核生物基因突变一般可产生它的等位基因，而病毒和原核细胞中不存在等位基因，其基因突变产生的是一个新基因。
2.如图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a d表示4种基因突变。a丢失T/A碱基对，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，请回答:
注：可能用到的密码子：天冬氨酸（GAU、GAC），亮氨酸（CUA），色氨酸（UGG），酪氨酸（UAU），甘氨酸（GGU），丝氨酸（UCU），缬氨酸（GUA），甲硫氨酸（AUG），终止密码（UAG）。
（1）画出a-d突变后的mRNA序列，并对应写出突变后合成的多肽链中氨基酸顺序是怎样的？
（2）碱基的替换、增添和缺失中，哪种对氨基酸序列的影响可能最小？碱基发生替换时，出现哪种情况会对蛋白质相对分子质量影响最大？插入相连的3个碱基，可能最多造成 几个氨基酸改变（不考虑终止密码）？
替换；突变后的基因转录的mRNA上终止密码子位置发生改变（提前或延后出现）；最多造成2个氨基酸改变。
（3）结合上图分析，尝试总结基因突变后性状不改变的原因有哪些？
由上图中的b突变可知由于密码子的简并性，新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因不改变蛋白质的结构与功能，生物的性状不改变。
其他原因有：
①基因突变发生在基因的非编码区或编码区的内含子中。
②若基因突变为隐性突变，如AA→Aa，此时性状不改变。
③有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸，但该蛋白质的功能不变。
④在某些环境条件下，基因的改变可能并不会在性状上表现出来。
探究二：基因突变的时间、原因及特点
一个世代都开红花的植物种群，科学家通过诱变处理，获得了不同的结果。
1.基因突变发生在什么时期？科学家处理的一般是种子或者幼苗，为什么？
基因突变可发生在生物体生命过程的任意阶段，但主要在细胞分裂间期进行。种子或者幼苗细胞分裂旺盛，容易诱发突变。
2.根据下列材料分析基因突变的特点
①将红花植株的种子用激光处理，陆续获得了不同花色的的多种变异植株，说明基因突变具有不定向性的特点。
②处理大量红花植株，偶然出现白花植株，说明基因突变具有低频性的特点。
③处理该植株，可获得株高叶色等性状的变异植株，说明基因突变具有随机性的特点。
④植物、低等生物，动物和人都可以发生基因突变，说明基因突变具有普遍性的特点。
探究三：细胞的癌变
1.正常人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？原癌基因和抑癌基因是一个基因还是一类基因？一个原癌基因和一个抑癌基因突变后一定引发癌症吗？与原细胞相比，癌细胞的遗传信息是否改变？
正常人的细胞中也有。原癌基因和抑癌基因是一类基因。癌症是多个原癌基因和抑癌基因突变累积的结果。与原细胞相比，癌细胞遗传信息一定发生了改变。
2.请利用下图归纳原癌基因和抑癌基因的作用及其与细胞癌变的关系高中生物遗传与进化跟进落实（教师版）
基因突变和基因重组
选择题
1.基因突变和基因重组都是分子水平产生的变异，下列关于两者不同之处的描述，正确的是（ C ）
A.基因突变对生物体一定有害，基因重组对生物体一定有利
B.基因突变发生在细胞分裂过程中，基因重组发生在受精作用过程中
C.基因突变具有低频性，基因重组可能使子代出现一定比例的重组类型
D.基因突变是生物变异的来源之一，基因重组是生物变异的根本来源
2.真核生物的基因大多为断裂基因，即两个基因之间具有一段不能编码RNA的无遗传效应序列。原核生物和某些病毒的基因组中常见重叠基因，即两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。下列说法错误的是（ D ）
A.重叠基因中某个碱基发生改变可能会影响多种蛋白质的功能
B.发生重叠的两个基因编码的蛋白质中氨基酸序列可以完全不同
C.重叠基因可提高碱基的利用率，使有限的DNA序列能编码更多蛋白质
D.断裂基因之间不能编码RNA的序列中发生个别碱基的替换属于基因突变
3.下列关于基因突变和基因重组的叙述，正确的是（ B ）
A.一对色觉正常的夫妇生出了色盲孩子是基因重组的结果
B.N基因可突变为n 基因，n 基因也可突变为N基因
C.基因发生单个碱基对替换，指导合成的多肽链中最多会有两个氨基酸发生改变
D.基因突变和基因重组是生物变异的根本来源，发生突变的基因会遗传给子代
4.科研人员破解了高度复杂的野生玉米基因组，从野生玉米中克隆了控制玉米高蛋白品质形成和氮素高效利用的关键突变基因Thp9，在减少氮肥施用条件下。可在不影响粒重的情况下增加种子中蛋白质的含量，有效保持玉米的生物量。下列相关叙述正确的是（ D ）
A.Thp9基因中发生了碱基对的替换、缺失或增添，该变异显微镜下可见
B.基因突变会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生，效率较高
C.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，体现了普遍性的特性
D.Thp9基因可能通过控制酶的合成进而控制氮素的利用和蛋白质的合成
5.DNA复制时由于其中一条链发生滑动，导致部分碱基被挤出成环从而引起基因突变，过程如图所示。下列叙述错误的是（ C）
A.DNA复制时需解旋酶和DNA聚合酶，子链的延伸方向为5'端→3'端
B.上述基因突变的类型为碱基对缺失，最终DNA中嘌呤和嘧啶比例不变
C.若图示突变DNA分子连续复制n次，则子代DNA中突变的占（1/2）n
D.图示基因突变后碱基序列发生改变，控制合成的蛋白质活性可能降低
6.如图为某细胞中一对同源染色体在减数分裂过程中发生染色体片段互换过程示意图（不考虑基因突变）。下列叙述错误的是（ B ）
A.图中基因A1与A2是相同基因，A1与A3可能是等位基因
B.减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会是发生姐妹染色单体片段互换的前提
C.图示过程可能导致染色单体上的非等位基因发生重新组合
D.同源染色体片段发生互换，可提高配子遗传组成的多样性
7.白化病有多种类型，眼白化病是其中的一种。眼白化病是由位于X染色体上的基因GPR143隐性突变引起的。正常基因编码的蛋白质中含有404个氨基酸，突变基因所编码蛋白质中只含有74个氨基酸，其中1-36位氨基酸序列不变，37-74位氨基酸序列异常。下列叙述正确的是（ A ）
A.该基因突变的原因可能是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换
B.氨基酸数量减少的原因可能是DNA分子上提前出现了终止密码子
C.眼白化病男性患者与女性患者的致病基因均可来自母方或者父方
D.与正常基因相比，该突变基因转录得到的mRNA核苷酸数量一定减少
8.图中的①②过程分别表示细胞癌变发生的两种机制，相关叙述正确的是（　C　）
A.原癌基因的作用主要是阻止细胞不正常的增殖
B.只要原癌基因表达产生了正常蛋白质，细胞就不会癌变
C.原癌基因和癌基因的碱基序列不同
D.抑制癌细胞DNA的解旋不会影响癌细胞的增殖
二、非选择题
9.我国某地区高发的β-地中海贫血症属于常染色体遗传病。研究发现，该病发病原因是正常基因A突变成致病基因a，导致患者的β-珠蛋白（血红蛋白的组成部分）合成受阻（见下图，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子）。据图回答下列问题：
（1）图中过程①在人体细胞中发生的场所是细胞核，该过程所需的酶是RNA聚合酶；过程②为翻译，在细胞质中的核糖体上进行。
（2）据图可知，基因A与基因a根本区别是碱基（脱氧核苷酸）排列顺序不同。
（3）据图可知，由正常基因A突变成致病基因a后，异常mRNA进行翻译后产生了异常β-珠蛋白的直接原因是mRNA中提前出现了终止密码子，导致翻译过程提前结束。
（4）研究发现，在不同的β-地中海贫血症患者体内的β-珠蛋白存在几种不同的氨基酸序列，其患病程度也不相同，该现象说明了基因突变具有不定向性，除此之外，基因突变还具有普遍性、随机性、低频性（答出2点）等特点。
（5）若图中mRNA中的一个核苷酸发生替换，其决定的氨基酸不一定（填“一定”或“不一定”）发生改变，生物性状不一定（填“一定”或“不一定”）发生改变。高中生物遗传与进化跟进落实
基因突变和基因重组
选择题
1.基因突变和基因重组都是分子水平产生的变异，下列关于两者不同之处的描述，正确的是（ ）
A.基因突变对生物体一定有害，基因重组对生物体一定有利
B.基因突变发生在细胞分裂过程中，基因重组发生在受精作用过程中
C.基因突变具有低频性，基因重组可能使子代出现一定比例的重组类型
D.基因突变是生物变异的来源之一，基因重组是生物变异的根本来源
2.真核生物的基因大多为断裂基因，即两个基因之间具有一段不能编码RNA的无遗传效应序列。原核生物和某些病毒的基因组中常见重叠基因，即两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。下列说法错误的是（ ）
A.重叠基因中某个碱基发生改变可能会影响多种蛋白质的功能
B.发生重叠的两个基因编码的蛋白质中氨基酸序列可以完全不同
C.重叠基因可提高碱基的利用率，使有限的DNA序列能编码更多蛋白质
D.断裂基因之间不能编码RNA的序列中发生个别碱基的替换属于基因突变
3.下列关于基因突变和基因重组的叙述，正确的是（ ）
A.一对色觉正常的夫妇生出了色盲孩子是基因重组的结果
B.N基因可突变为n 基因，n 基因也可突变为N基因
C.基因发生单个碱基对替换，指导合成的多肽链中最多会有两个氨基酸发生改变
D.基因突变和基因重组是生物变异的根本来源，发生突变的基因会遗传给子代
4.科研人员破解了高度复杂的野生玉米基因组，从野生玉米中克隆了控制玉米高蛋白品质形成和氮素高效利用的关键突变基因Thp9，在减少氮肥施用条件下。可在不影响粒重的情况下增加种子中蛋白质的含量，有效保持玉米的生物量。下列相关叙述正确的是（ ）
A.Thp9基因中发生了碱基对的替换、缺失或增添，该变异显微镜下可见
B.基因突变会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生，效率较高
C.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，体现了普遍性的特性
D.Thp9基因可能通过控制酶的合成进而控制氮素的利用和蛋白质的合成
5.DNA复制时由于其中一条链发生滑动，导致部分碱基被挤出成环从而引起基因突变，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.DNA复制时需解旋酶和DNA聚合酶，子链的延伸方向为5'端→3'端
B.上述基因突变的类型为碱基对缺失，最终DNA中嘌呤和嘧啶比例不变
C.若图示突变DNA分子连续复制n次，则子代DNA中突变的占（1/2）n
D.图示基因突变后碱基序列发生改变，控制合成的蛋白质活性可能降低
6.如图为某细胞中一对同源染色体在减数分裂过程中发生染色体片段互换过程示意图（不考虑基因突变）。下列叙述错误的是（ ）
A.图中基因A1与A2是相同基因，A1与A3可能是等位基因
B.减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会是发生姐妹染色单体片段互换的前提
C.图示过程可能导致染色单体上的非等位基因发生重新组合
D.同源染色体片段发生互换，可提高配子遗传组成的多样性
7.白化病有多种类型，眼白化病是其中的一种。眼白化病是由位于X染色体上的基因GPR143隐性突变引起的。正常基因编码的蛋白质中含有404个氨基酸，突变基因所编码蛋白质中只含有74个氨基酸，其中1-36位氨基酸序列不变，37-74位氨基酸序列异常。下列叙述正确的是（ ）
A.该基因突变的原因可能是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换
B.氨基酸数量减少的原因可能是DNA分子上提前出现了终止密码子
C.眼白化病男性患者与女性患者的致病基因均可来自母方或者父方
D.与正常基因相比，该突变基因转录得到的mRNA核苷酸数量一定减少
8.图中的①②过程分别表示细胞癌变发生的两种机制，相关叙述正确的是（ ）
A.原癌基因的作用主要是阻止细胞不正常的增殖
B.只要原癌基因表达产生了正常蛋白质，细胞就不会癌变
C.原癌基因和癌基因的碱基序列不同
D.抑制癌细胞DNA的解旋不会影响癌细胞的增殖
二、非选择题
9.我国某地区高发的β-地中海贫血症属于常染色体遗传病。研究发现，该病发病原因是正常基因A突变成致病基因a，导致患者的β-珠蛋白合成受阻（见下图，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子）。据图回答下列问题：
（1）图中过程①在人体细胞中发生的场所是 ，该过程所需的酶是 ；过程②为 ，在细胞质中的 上进行。
（2）据图可知，基因A与基因a根本区别是
。
（3）据图可知，由正常基因A突变成致病基因a后，异常mRNA进行翻译后产生了异常β-珠蛋白的直接原因是 。
（4）研究发现，在不同的β-地中海贫血症患者体内的β-珠蛋白存在几种不同的氨基酸序列，其患病程度也不相同，该现象说明了基因突变具有 ，除此之外，基因突变还具有 （答出2点）等特点。
（5）若图中mRNA中的一个核苷酸发生替换，其决定的氨基酸 （填“一定”或“不一定”）发生改变，生物性状 （填“一定”或“不一定”）发生改变。
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第1节 基因突变和基因重组（第一课时）
【学习目标】1.结合实例理解基因突变的概念，分析基因突变的原因及意义。
2.分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。
【学习重点】1.基因突变的概念。2.基因突变的原因及意义。
【学习难点】基因突变的意义。
【学习过程】
自主学习
一、基因突变的实例——镰状细胞贫血
1.镰状细胞贫血患者的红细胞性状呈 ，易破裂，使人患 。
2.致病机理
（1）直接原因：在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了 的替换（血红蛋白分子中 替换为 ），造成 结构的改变。
（2）根本原因：编码血红蛋白的基因的 发生改变。（碱基对 替换为 ）
二、基因突变的概念
1.概念：DNA分子中发生的　　　　　　　　　　　　　　　 ，而引起的　 的改变，叫作基因突变。
2.基因突变对后代的影响
（1）若发生在　　 中，将遵循遗传规律传递给后代。
（2）若发生在　　 中，一般 。但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过 遗传。
三、细胞的癌变
1.根本原因: 基因或 基因发生突变，使正常细胞的生长和增殖失控而变成癌细胞。
2.癌细胞特征：能够　　　　　　　　　，　　　　　　　　　，细胞膜上的　　　　等物质减少，细胞之间的　　　　　　　，容易在体内　　　　　　　　　 等等。
四、基因突变的原因
类型 举例 原因
外 因 物理因素
亚硝酸盐、碱基类似物
影响宿主细胞的
内因
五、基因突变的意义
基因突变是产生 的途径。基因突变是生物变异的 ，为生物的进化提供了丰富的 。
课堂探究
探究一：基因突变的概念及结果
1.DNA分子中碱基的增添、缺失、替换，一定会引起基因突变吗？基因突变是何种水平的变化？基因突变是否会导致基因数量的改变？基因突变一定产生等位基因吗？
2.如图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a-d表示4种基因突变。a丢失T/A碱基对，b由T/A变为C/G，c增添T/A碱基对，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，请回答:
注：可能用到的密码子：天冬氨酸（GAU、GAC），亮氨酸（CUA），色氨酸（UGG），酪氨酸（UAU），甘氨酸（GGU），丝氨酸（UCU），缬氨酸（GUA），甲硫氨酸（AUG），终止密码（UAG）。
（1）画出a-d突变后的mRNA序列，并对应写出突变后合成的多肽链中氨基酸顺序是怎样的？
（2）碱基的替换、增添和缺失中，哪种对氨基酸序列的影响可能最小？碱基发生替换时，出现哪种情况会对蛋白质相对分子质量影响最大？插入相连的3个碱基，可能最多造成 几个氨基酸改变（不考虑终止密码）？
（3）结合上图分析，尝试总结基因突变后性状不改变的原因有哪些？
探究二：基因突变的时间及特点
一个世代都开红花的植物种群，科学家通过激光诱变处理，获得了不同的结果。
1.基因突变发生在什么时期？科学家处理的一般是种子或者幼苗，为什么？
2.根据下列材料分析基因突变的特点
①将红花植株的种子用激光处理，陆续获得了不同花色的的多种变异植株，说明基因突变具有 的特点。
②处理大量红花植株，偶然出现白花植株，说明基因突变具有 的特点。
③处理该植株可获得株高叶色等性状的变异植株，说明基因突变具有 的特点。
④植物、低等生物，动物和人都可以发生基因突变，说明基因突变具有 的特点。
探究三：细胞的癌变
1.正常人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？原癌基因和抑癌基因是一个基因还是一类基因？一个原癌基因和一个抑癌基因突变后一定引发癌症吗？与原细胞相比，癌细胞的遗传信息是否改变？
2.请利用下图归纳原癌基因和抑癌基因的作用及其与细胞癌变的关系高中生物遗传与进化导学设计（教师版）
第五章 第1节 基因突变和基因重组（第二课时）
【学习目标】结合减数分裂的相关知识，能概括基因重组的概念、类型和意义，体会基因重组在生物变异和进化中的意义。对比理解基因突变和基因重组的区别。
【学习重点】概括基因重组的概念、类型，阐明基因重组的意义。
【学习难点】基因突变和基因重组的区别。
【学习过程】
自主学习
六、基因重组
1.概念：基因重组是指在生物体进行 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）互换型：减数分裂四分体时期（减数分裂Ⅰ前期），由于同源染色体上的等位基因随着 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：减数分裂Ⅰ后期，由非同源染色体的自由组合，使非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3.意义
基因重组能够产生 基因组合 多样化的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
课堂探究
探究一：基因重组的概念
1.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1和图2分别表示哪种基因重组类型，分别发生在什么时期？
图1中发生同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而交换，导致染色单体上的基因重组。发生的时间是减数第一次分裂后期。
图2中发生的是非同源染色体上的非等位基因，发生时间是减数第一次分裂后期。
（2）从配子种类的角度分析，上述两种类型的基因重组有的共同点是什么？
都能使产生的配子种类多样化。
2.同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗？为什么？
不一定。在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间有时会发生互换，但并不是一定互换。
3.某基因型为AaBb的动物，若A（a）和B（b）基因位于一段同源染色体上，则不考虑互换，它的一个精原细胞产生的四个精子的基因型是怎样的？若考虑互换，一个精原细胞产生的四个精子基因型又是怎样的？
不考虑互换产生的四个精子可能是AB、AB、ab、ab 或 Ab、Ab、aB、aB
如果考虑互换形成的四个精子基因型是：AB、Ab、aB、ab
探究二：基因突变和基因重组的比较
1.基因突变和基因重组的比较
项目 基因突变 基因重组
变异实质 基因的 结构 发生改变 控制不同性状的基因 重新组合
时间 主要在细胞分裂的 间期 减数第一次分裂 前期 和 后期
原因 物理、化学、生物因素诱发； DNA复制错误、碱基组成改变 同源染色体的非姐妹染色单体的互换、 非同源染色体之间的自由组合
可能性 可能性小，频率较低 普遍发生在有性生殖过程中，产生变异多
适用范围 所有生物 真核生物的有性生殖的核基因的遗传
类型 自发突变、诱发突变 互换型、自由组合型
结果 产生新基因 产生新的基因型
意义 生物变异的根本来源，生物进化的原始材料 生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义
举例 果蝇的眼色 豌豆的黄色皱粒与绿色圆粒
应用 通过诱变育种培育新品种 通过杂交育种培育优良品种
联系 ①都使生物产生可遗传变异；②在长期的进化过程中，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；③两者均可产生新的基因型，可能产生新的表现型
2.如图是基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答问题：
（1）图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？
图1细胞处于有丝分裂后期；图中形成B、b现象的原因是基因突变。
（2）图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？
图2细胞的名称是次级精母细胞或极体；图中形成B、b现象的原因是基因突变或基因重组。
（3）若该动物的基因型为AaBB，则产生图2现象的原因又是什么？
基因突变。
迁移应用
某农业科研团队计划培育一种抗病性强、产量高的小麦新品种。现有两种小麦品种：品种A：抗病性强（基因型为AA），但产量低（基因型为bb），品种B：产量高（基因型为BB），但易感病（基因型为aa）。现有两种育种方案如下：
方案一诱变育种：①用X射线或化学药剂（如亚硝酸）处理品种A或B的种子/幼苗；②观察后代是否出现抗病且高产的变异类型（如基因型AABb或AaBb）。③连续多代自交和选择，保留稳定遗传的个体。
方案二杂交育种：①品种A（AAbb）×品种B（aaBB）→子一代（AaBb，表现为抗病高产）。②子一代自交→子二代出现性状分离，从子二代中筛选抗病高产个体（AAB ），连续多代自交和选择，保留稳定遗传的个体。
（1）两种育种方法的原理分别是什么？
诱变育种：通过基因突变产生新性状，可能产生新基因。
杂交育种：通过基因重组组合现有性状，无法产生新基因。
（2）从育种结果和育种周期等角度比较两种育种方案的优缺点
育种结果：诱变育种：突变方向不可控，需大量处理材料，结果具有盲目性。
杂交育种：性状组合可预见（如抗病+高产），但需多代筛选。
育种周期：诱变育种：周期短（可能直接获得目标性状），但成功率低。
杂交育种：周期长（需多代自交）。高中生物遗传与进化导学设计
第五章 第1节 基因突变和基因重组（第二课时）
【学习目标】结合减数分裂的相关知识，能概括基因重组的概念、类型和意义，体会基因重组在生物变异和进化中的意义。对比理解基因突变和基因重组的区别。
【学习重点】概括基因重组的概念、类型，阐明基因重组的意义。
【学习难点】基因突变和基因重组的区别。
【学习过程】
自主学习
六、基因重组
1.概念：基因重组是指在生物体进行 的过程中， 的
基因的重新组合。
2.类型
（1）互换型：减数分裂四分体时期（减数分裂Ⅰ前期），由于同源染色体上的等位基因随着 之间的互换而发生交换，导致 上的基因重组。
（2）自由组合型：减数分裂Ⅰ后期，由于 的自由组合，使 上的 自由组合。
3.意义：基因重组能够产生 多样化的子代，是生物变异的 ，对生物的 具有重要意义。
课堂探究
探究一：基因重组的概念
1.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1和图2分别表示哪种基因重组类型，分别发生在什么时期？
（2）从配子种类的角度分析，上述两种类型的基因重组有的共同点是什么？
2.同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗？为什么？
3.某基因型为AaBb的动物，若A（a）和B（b）基因位于一段同源染色体上，则不考虑互换，它的一个精原细胞产生的四个精子的基因型是怎样的？若考虑互换，一个精原细胞产生的四个精子基因型又是怎样的？
探究二：基因突变和基因重组的比较
1.基因突变和基因重组的比较
项目 基因突变 基因重组
变异实质 基因的 发生改变 控制不同性状的基因
时间 主要在细胞分裂的 减数第一次分裂 和
原因 因素诱发； DNA复制错误、 改变 的互换、 之间的自由组合
可能性 可能性小，频率较低 普遍发生在 过程中，产生变异多
适用范围 生物 真核生物的有性生殖的核基因的遗传
结果 产生 产生新的
类型 自发突变、诱发突变
意义 生物变异的 来源，生物进化的 生物变异的 ，对生物的进化有重要意义
应用 通过 育种培育新品种 通过 育种培育优良品种
联系 ①都使生物产生 变异； ②在长期的进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的 基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递； ③两者均可产生新的 ，可能产生新的表现型
2.如图是基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答问题：
（1）图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？
（2）图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？
（3）若该动物的基因型为AaBB，则产生图2现象的原因又是什么？
迁移应用
某农业科研团队计划培育一种抗病性强、产量高的小麦新品种。现有两种小麦品种：品种A：抗病性强（基因型为AA），但产量低（基因型为bb），品种B：产量高（基因型为BB），但易感病（基因型为aa）。现有两种育种方案如下：
方案一诱变育种：①用X射线或化学药剂（如亚硝酸）处理品种A或B的种子或幼苗；②观察后代是否出现抗病且高产的变异类型（如基因型AABb或AaBb）。③连续多代自交和选择，保留稳定遗传的个体。
方案二杂交育种：①品种A（AAbb）×品种B（aaBB）→子一代（AaBb，表现为抗病高产）。②子一代自交→子二代出现性状分离，从子二代中筛选抗病高产个体（AAB ），连续多代自交和选择，保留稳定遗传的个体。
（1）两种育种方法的原理分别是什么？
（2）从育种结果和育种周期等角度比较两种育种方案的优缺点

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