2015-2016學(xué)年高中生物 第5章 第1節(jié) 基因突變和基因重組學(xué)案 新人教版必修2

《2015-2016學(xué)年高中生物 第5章 第1節(jié) 基因突變和基因重組學(xué)案 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2015-2016學(xué)年高中生物 第5章 第1節(jié) 基因突變和基因重組學(xué)案 新人教版必修2（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 基因突變和基因重組 1．DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。 2．由于自然界誘發(fā)基因突變的因素很多，基因突變還可以自發(fā)產(chǎn)生，因此，基因突變在生物界中是普遍存在的。 3．基因突變是隨機(jī)發(fā)生的、不定向的。 4．在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。 5．基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。 一、基因突變的實(shí)例 　實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥。 (1)癥狀：患者的紅細(xì)胞由正常中央微凹的圓餅狀變?yōu)閺澢溺牭稜?。這樣的紅細(xì)胞易發(fā)生破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。 (2)病

2、因圖解： ①直接原因：組成血紅蛋白分子的多肽鏈上，發(fā)生了氨基酸的替換。 ②根本原因：控制血紅蛋白合成的DNA(基因)中的堿基對發(fā)生變化。 (3) 結(jié)論：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而產(chǎn)生的一種遺傳病。 二、基因突變的原因、特點(diǎn)、時間、對后代的影響和意義 原因 內(nèi)因 DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變 外因 某些誘變因素：物理因素、化學(xué)因素和生物因素 特點(diǎn) ①普遍性：在生物界中普遍存在 ②隨機(jī)性：生物個體發(fā)育的任何時期和部位 ③低頻性：突變頻率很低 ④不定向性：可以產(chǎn)生一個以上的等位基因 ⑤多害少利性：一般是有害的，少數(shù)有

3、利發(fā)生 發(fā)生時間 可發(fā)生在任何時期，但主要是DNA復(fù)制時，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期 對后 代的 影響 發(fā)生在配子中：將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代 發(fā)生在體細(xì)胞中：一般不能遺傳，但有些生物可通過無性繁殖傳遞 意義 ①新基因產(chǎn)生的途徑；②生物變異的根本來源；③生物進(jìn)化的原始材料 三、基因重組 1．概念：基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。 2．類型比較。 3. 意義：基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進(jìn)化也具有重要意義。 1．判斷正誤： (1)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中堿基

4、對的缺失引起的。(×) 解析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中堿基對的替換引起的遺傳病。 (2)基因突變不一定遺傳給后代。(√) (3)基因突變包括堿基對的替換、缺失和改變。(×) 解析：基因突變的三種類型是堿基對的替換、增添和缺失。 (4)基因突變的隨機(jī)性是指發(fā)生時期是隨機(jī)的。(×) 解析：基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，任何部位都有可能發(fā)生基因突變。 (5)發(fā)生在非同源染色體上的姐妹染色單體上的交叉互換屬于基因重組。(×) 解析：交叉互換是發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。 2．問題導(dǎo)學(xué)： (1)發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變都不能遺傳給后

5、代嗎？為什么？ 提示：不是。發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變不能以有性生殖的方式遺傳給后代，但部分生物可以通過無性生殖的方式傳給后代。 (2)細(xì)菌等原核生物能夠發(fā)生基因重組這種變異嗎？為什么？ 提示：不能。細(xì)菌等原核生物不能發(fā)生減數(shù)分裂進(jìn)行有性生殖，所以不能發(fā)生基因重組。 1．下列變化屬于基因突變的是(C) A．玉米籽粒播于肥沃土壤，植株穗大粒飽；播于貧瘠土壤，植株穗小粒癟 B．黃色飽滿粒與白色凹陷粒玉米雜交，F(xiàn)2中出現(xiàn)黃色凹陷粒與白色飽滿粒 C．在野外的棕色獼猴中出現(xiàn)了白色獼猴 D．小麥經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉 2．在白花豌豆品種栽培園中偶然發(fā)現(xiàn)了一株紅花豌豆植株

6、，推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果，為確定推測是否正確，應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中(B) A．白花基因的堿基組成 B．花色基因的DNA序列 C．細(xì)胞DNA含量 D．細(xì)胞的RNA含量 3．人類能遺傳的基因突變，常發(fā)生在(C) A．減數(shù)第二次分裂 B．四分體時期 C．減數(shù)第一次分裂前的間期 D．有絲分裂間期 4．基因A，它可以突變?yōu)閍1，也可以突變?yōu)閍2，a3……一系列等位基因，如圖不能說明的是(D) A．基因突變是不定向的 B．等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果 C．正?；虻某霈F(xiàn)是基因突變的結(jié)果 D．這些基因的轉(zhuǎn)化遵循基因的自由組合定律

7、 5．下列哪種說法不屬于基因突變的特點(diǎn)(B) A．能產(chǎn)生新的基因 B．突變后性狀一般對生物有利 C．突變頻率一般較低 D．突變是隨機(jī)的 6．由于基因突變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的一個賴氨酸發(fā)生了改變。根據(jù)以下圖、表回答問題： (1)圖中Ⅰ過程發(fā)生的場所是________。 (2)除賴氨酸以外，圖解中X是密碼子表中哪一種氨基酸的可能性最?。縚_______，原因是____________________。 (3)若圖中X是甲硫氨酸，且②鏈與⑤鏈這兩條模板鏈只有一個堿基不同，那么⑤鏈不同于②鏈上的那個堿基是________。 (4)從表中可看出密碼子具有________的特點(diǎn)，

8、它對生物體生存和發(fā)展的意義是：____________________________。 解析：(1)過程Ⅰ表示的是翻譯的過程，它發(fā)生在核糖體上。 (2)從賴氨酸所在的位置向上或向左、右與之在同一直線上的有甲硫氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、精氨酸、天冬酰胺，它們與賴氨酸所對應(yīng)的密碼子均有一個堿基之差，而絲氨酸對應(yīng)的密碼子與之有兩個堿基之差。 (3)甲硫氨酸對應(yīng)的密碼子是AUG，而與之有一個堿基之差的賴氨酸對應(yīng)的密碼子是AAG，所以⑤鏈上與mRNA中U相對應(yīng)的堿基是A。 (4)通過上圖中我們可以看出，蘇氨酸等對應(yīng)著多種密碼子，說明密碼子具有簡并性，所以當(dāng)基因突變時，其對應(yīng)的氨基酸不一定改變，有

9、利于保證生物遺傳性狀的穩(wěn)定性。 答案：(1)核糖體　(2)絲氨酸　要同時突變兩個堿基對　(3)A　(4)簡并性　保證生物遺傳性狀的穩(wěn)定性 一、選擇題 1．下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法中，正確的是(C) ①對某種生物而言，在自然狀態(tài)下基因突變的頻率是很低的　②基因突變在生物界中是普遍存在的?、鬯械幕蛲蛔儗ι矬w都是有害的?、芑蛲蛔兪遣欢ㄏ虻摹、莼蛲蛔冎话l(fā)生在某些特定的條件下 A．①②③ B．③④⑤ C．①②④ D．②③⑤ 解析：基因突變具有普遍性、隨機(jī)性、低頻性、不定向性和多害少利性的特點(diǎn)，所以不會只發(fā)生在某

10、些特定的條件下。 2．洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中由一個著絲點(diǎn)相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同，其原因是(A) A．復(fù)制出現(xiàn)差錯 B．發(fā)生過交叉互換 C．聯(lián)會發(fā)生紊亂 D．發(fā)生了自由組合 解析：由于基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂的過程中，所以洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行的有絲分裂不會發(fā)生基因重組，其兩條姐妹染色單體所攜帶的基因不同是由于發(fā)生了基因突變。 3．如圖所示為一對同源染色體及其等位基因的圖解，對此理解錯誤的是(B) A．該對同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換 B．基因A與a的分離僅發(fā)生在減數(shù)第一次分裂 C．基因B與b的分離發(fā)生

11、在減數(shù)第一次分裂 D．基因A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂 解析：由圖可知，該變異類型為基因重組。基因A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂過程中。 4．以下有關(guān)基因重組的敘述，正確的是(A) A．非同源染色體之間進(jìn)行交叉互換不屬于基因重組 B．非姐妹染色單體間對應(yīng)片段的交換導(dǎo)致基因重組 C．洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中可能發(fā)生基因重組 D．同卵雙生兄弟間的性狀差異是基因重組導(dǎo)致的 解析：基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的非姐妹染色單體之間對應(yīng)片段的交換導(dǎo)致基因重組；洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不能發(fā)生基因重組；同卵雙生兄弟間的基因型應(yīng)該

12、相同，所以他們之間性狀的差異不是基因重組導(dǎo)致的，可能是突變或環(huán)境因素導(dǎo)致的。 5．如圖為馬的生活史，有關(guān)此圖的敘述中正確的是(B) ①有絲分裂發(fā)生在Ⅰ→Ⅱ、Ⅳ→Ⅰ?、诨蛑亟M發(fā)生在Ⅲ→Ⅳ之間　③基因突變可發(fā)生在Ⅰ→Ⅱ、Ⅱ→Ⅲ、Ⅳ→Ⅰ?、堍魹樾聜€體發(fā)育的起點(diǎn) A．①②③ B．①③④ C．①④ D．②③④ 解析：有絲分裂發(fā)生在Ⅰ→Ⅱ、Ⅳ→Ⅰ中，前者是有絲分裂產(chǎn)生精原細(xì)胞，后者是受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育形成個體的過程；基因重組發(fā)生在Ⅱ→Ⅲ的減數(shù)分裂過程中；基因突變均可發(fā)生在有絲分裂中和減數(shù)分裂中，即Ⅰ→Ⅱ、Ⅱ→Ⅲ、Ⅳ→Ⅰ；

13、Ⅳ為受精卵，是新個體發(fā)育的起點(diǎn)。 6．關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯誤的是(B) A．等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因 B．X射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率 C．基因B中的堿基對G—C被堿基對A—T替換可導(dǎo)致基因突變 D．在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變 解析：基因突變具有不定向性，等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因，A正確；X射線的照射會影響基因B和基因b的突變率，B錯誤；基因B中的堿基對G—C被堿基對A—T替換可導(dǎo)致基因突變，C正確；在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變，D正確。 7． 已知AU

14、G、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。某原核生物的一個信使RNA堿基排列順序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40個堿基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信使RNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個數(shù)為(C) A．20個　　　　　　　B．15個 C．16個 D．18個 解析：從起始密碼AUG到終止密碼UAG中間共有45個堿基，起始密碼決定一個氨基酸，共16個，故選C。 二、非選擇題 8．下面左圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，右圖是一個家族中該病的遺傳系譜圖(Hba代表致病基因，HbA代表正常的等位基因)，請據(jù)圖

15、回答(已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG) (1)圖中①過程發(fā)生的時間主要是____________，②過程表示________。 (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)Ⅱ8基因型是__________，Ⅱ6和Ⅱ7再生一個患病男孩的概率為________，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)若圖中正?；蚱沃蠧TT突變?yōu)镃TC，由此控制的生物性狀是否可能發(fā)生改變？_______

16、___。為什么？ ________________________________________________。 解析：(1)圖中①過程表示的是復(fù)制，發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期，圖中②過程表示轉(zhuǎn)錄。 (2)α鏈中與GTA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的堿基是CAT，轉(zhuǎn)錄后形成的堿基序列為GUA。(3)由圖中Ⅰ3和Ⅰ4正常，Ⅱ9患病推知，鐮刀型細(xì)胞貧血癥的遺傳方式是常染色體隱性遺傳病。(4)通過圖中判斷出Ⅰ3、Ⅰ4的基因型均為HbAHba，所以他們的后代Ⅱ8的基因型為HbAHbA或HbAHba，由于Ⅱ6和Ⅱ7的基因型均為HbAHba，所以生出HbaHba的概率為1/4，生出男孩的概率為1/2，所以生出患病

17、男孩的概率為1/8。后代呈現(xiàn)顯性性狀的同時又不發(fā)生性狀分離的條件是其中一個親代為顯性純合子。(5)由于兩種堿基序列經(jīng)轉(zhuǎn)錄后形成的密碼子對應(yīng)同一種氨基酸，所以生物性狀不可能改變。 答案：(1)細(xì)胞分裂間期　轉(zhuǎn)錄　(2)CAT　GUA　(3)常　隱　(4)HbAHbA或HbAHba　1/8　HbAHbA　(5)不可能　改變后的密碼子對應(yīng)的還是谷氨酸 9．如圖所示是人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的成因，請據(jù)圖回答下列問題： (1)①是__________過程，②是__________過程，是在________中完成的。 (2)③是________，主要發(fā)生在____________過程中，這是

18、導(dǎo)致鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因。 (3)④的堿基排列順序是________，這是決定纈氨酸的一個________。 (4)鐮刀型細(xì)胞貧血癥十分少見，說明基因突變的特點(diǎn)是____________和________。 答案：(1)轉(zhuǎn)錄　翻譯　核糖體　(2)基因突變　DNA復(fù)制　(3)GUA　密碼子　(4)突變頻率很低(低頻性)　往往有害(多害少利性) 10．以HbS代表鐮刀型細(xì)胞貧血癥的致病基因，HbA代表正常的等位基因，有表現(xiàn)正常的夫婦兩人，共生了七個孩子，其中兩個夭折于鐮刀型細(xì)胞貧血癥。在分析該夫婦的血樣時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧分壓降低時，紅細(xì)胞有收縮呈鐮刀狀的現(xiàn)象，而正常的純合子(HbAHb

19、A)的紅細(xì)胞在同樣氧分壓時則不變形。 請分析回答： (1)該夫婦兩人的基因型分別是__________和__________。 (2)存活的五個孩子可能與雙親基因型相同的幾率是________。 (3)人類產(chǎn)生鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是_______________； 他們的部分孩子具有鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是________的結(jié)果。 解析：根據(jù)題意，我們知道，該夫婦二人表現(xiàn)型正常，卻生出了患鐮刀型細(xì)胞貧血癥的孩子，則這二人為雜合子，即都攜帶致病基因，所以他們二人的基因型均為HbAHbS。存活的五個孩子表現(xiàn)型正常，那么他們是雜合子的可能性均是2/3，所以他們與雙親情況相同的幾率是2/3。我們知道，人類中鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是DNA分子中的一個堿基發(fā)生了變化，即基因突變。若夫婦二人都攜帶致病基因，他們的孩子中有發(fā)病者是因?yàn)檫@對夫婦的基因進(jìn)行了重組的結(jié)果。 答案：(1)HbAHbS　HbAHbS　(2)2/3　(3)基因突變　基因重組 - 8 -