学年高中生物第四章第一节基因重组和基因突变第1课时课时作业浙科版必修2.docx
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学年高中生物第四章第一节基因重组和基因突变第1课时课时作业浙科版必修2
第一节生物变异的来源
第一课时 基因重组和基因突变
目标导航 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。
一、生物变异的类型
1．不遗传的变异
（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：
花生在水、肥充足的条件下果实大且多。
2．可遗传的变异
（1）来源：
环境条件改变或内因引起遗传物质的改变。
（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。
【记一记】 引起生物变异的因素
（1）引起不遗传变异的因素：
水、肥、阳光充足，温度、激素等。
（2）引起可遗传变异的因素：
射线照射、太空辐射、化学诱变剂处理等。
二、基因重组
1．概念
含义
2．类型
类型
时期
发生范围
自由组合型
减Ⅰ后期
非同源染色体上的非等位基因
片段交换型
减Ⅰ前期
同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换
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。
三、基因突变
1．含义
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．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。
4．特点
普遍性，多方向性，稀有性，可逆性，有害性。
5．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。
6．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。
判断正误：
（1）基因突变是DNA结构发生改变，不论发生在体细胞还是生殖细胞中都能遗传给后代。
（ ）
（2）发生在配子中的基因突变，可遵循遗传规律传给后代。
（ ）
（3）基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。
（ ）
（4）基因突变产生的新基因不一定传递给后代。
（ ）
（5）基因突变具有随机性，分裂旺盛的细胞和停止分裂的细胞基因突变频率相同。
（ ）
（6）基因重组可以产生新的基因，是生物多样性的重要原因。
（ ）
（7）非同源染色体的自由组合能导致基因重组。
（ ）
（8）非姐妹染色单体间的交换可引起基因重组。
（ ）
（9）基因重组发生在有性生殖生物的减数第一次分裂后期。
（ ）
（10）基因重组通过产生新的等位基因来产生具有新的基因型的后代。
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）√ （8）√ （9）× （10）×
一、基因重组
1．基因重组与减数分裂的关系
2．基因重组发生的两种不同类型
（1）交换发生于一对同源染色体上的两对（或多对）等位基因之间。
（2）自由组合则发生于两对（或多对）非同源染色体上的两对（或多对）非等位基因之间。
1．谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这主要是什么原因造成的？
为什么？
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。
通过基因重组可以产生基因型不同的后代。
2．分析基因重组发生的本质。
请结合上图，思考回答下列问题。
（1）观察上图，分析②③交换后，其上的控制不同性状的基因组合有什么变化？
说明了什么？
答案 ②上的AB变为Ab，③上的ab变为aB；发生交叉互换的染色单体上的控制不同性状的基因重新组合，即发生了基因重组。
（2）结合上图分析，这种类型的基因重组可以产生新基因、新性状吗？
答案 A与B、a与b原本就有，分别存在于同一条染色体上，②和③的交换只是将原有基因进行了重新组合，产生了新基因型，所以这种类型的基因重组没有产生新基因、新性状，只是产生了新基因型、新性状组合。
1．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．①②③④⑤B．①②③④⑤⑥
C．④⑤D．③⑥
问题导析
（1）基因重组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）④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组；
（3）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。
答案 C
一题多变
判断正误：
（1）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属于基因重组。
（ ）
（2）减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的片段交换，可导致基因重组。
（ ）
（3）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。
（ ）
（4）一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能。
（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）√ （4）√
二、基因突变
1．基因突变的过程图解及影响
（1）图解：
（2）基因突变对氨基酸种类和数目的影响：
①发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸。
②发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，但不影响插入（或缺失）位置前的序列对应的氨基酸，影响插入（或缺失）位置后的序列对应的氨基酸。
2．基因突变的不定向性图示分析
图中基因A可以突变成a1、a2、a3，它们之间也可以相互突变，并互称为等位基因。
3．基因突变和基因重组的比较
基因突变
基因重组
变异本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
发生时间
通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期
适用范围
所有生物（包括病毒）
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果
产生新基因（等位基因），控制新性状
产生新基因型，一般不产生新基因
发生可能性
可能性很小
非常普遍
意义
是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料
生物变异的重要来源，有利于生物进化
联系
通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
1．仔细观察教材P78镰刀形细胞贫血症病因图解，结合DNA分子的结构特点和复制过程，分析DNA分子复制时容易发生基因突变的原因。
答案 DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而使遗传信息发生改变。
2．基因突变原理的应用
癌细胞的特点之一是能进行无限增殖，医学上通常使用一定量的化学药剂对癌症病人进行化疗，接受化疗后的病人身体非常虚弱。
结合基因突变分析：
（1）化疗能够治疗癌症的原理是什么？
答案 化疗的作用是通过一定量的化学药剂干扰癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。
（2）接受化疗的癌症患者，身体非常虚弱的原因是什么？
答案 化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，化疗后病人的身体是非常虚弱的。
2．下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。
已知WNK4基因发生突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。
该基因发生的突变是（ ）。
A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
问题导析
（1）根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的；
（2）1169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG；
（3）推知该基因发生的突变是②处碱基对A—T被替换为G—C。
答案 B
一题多变
（1）④处碱基对G－C突变为A－T时，产生的基因与原基因是等位基因吗？
为什么？
答案 不是，因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状。
（2）若1169位赖氨酸变为天冬酰胺，则发生什么样的突变？
答案 ④处碱基对G－C替换为T－A。
1．下列哪种现象属于生物的可遗传的变异（ ）。
A．白菜因水肥充足比周围白菜高大
B．变色龙在草地上显绿色，在树干上呈灰色
C．蝴蝶的幼虫和成虫，其形态结构差别大
D．同一麦穗结出的种子长出的植株中，有抗锈病的和不抗锈病的
答案 D
解析 选项A、B中性状的改变都是由外界环境决定的，而蝴蝶的成虫和幼虫，其细胞中遗传物质是完全相同的，只是在不同时期表达不同。
2．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是（ ）。
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
答案 A
解析 基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物（蛋白质）的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：
翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
3．以下有关基因重组的叙述，错误的是（ ）。
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组
C．纯合子自交因基因重组导致子代性状分离
D．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
答案 C
4．如图甲是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图乙表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，图丙为部分氨基酸的密码子表。
据图回答：
第一个
字母
第二个字母
第三个字母
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
丙
（1）据图甲推测，此种细胞分裂过程中，出现的变异方式可能是_______________________________________________________。
（2）在真核生物细胞中图中Ⅱ过程发生的场所是______________________________________________________________。
（3）图丙提供了几种氨基酸的密码子。
如果图乙的碱基改变为碱基对替换，则X是图丙氨基酸中________的可能性最小，原因是____________________________________________________________。
图乙所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对________导致。
（4）A与a基因的根本区别在于基因中________不同。
答案
（1）基因突变或基因重组（缺一不可）
（2）细胞核、线粒体、叶绿体
（3）丝氨酸 需同时替换两个碱基 增添或缺失
（4）碱基对排列顺序（脱氧核苷酸排列顺序）
解析
（1）据图甲推测该细胞处于减Ⅱ中期，其左侧染色体的两单体上基因分别为A、a，则其来源既可能为基因突变，也可能发生了交叉互换。
（2）图中Ⅱ过程为转录，其发生场所为细胞核、线粒体或叶绿体。
（3）由图丙可知与赖氨酸密码子相比，丝氨酸与之相差两个碱基，而其他氨基酸与之相差1个碱基，故X是丝氨酸的可能性最小。
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