人教版必修二基因突变和基因重组 学案.docx

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人教版必修二基因突变和基因重组学案

1．基因突变的实例

镰刀型细胞贫血症

（1）症状：

患者的红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为，易发生红细胞，使人患溶血性贫血。

（2）病因：

基因中的。

直接原因：

发生改变；

根本原因：

发生改变。

2．基因突变的概念

由于DNA分子中发生的增添、缺失或替换，而引起的的改变，就叫基因突变。

3．基因突变的原因

（1）外因：

①物理因素。

如：

_______、________。

②化学因素。

如：

________、_______。

③生物因素。

如：

_________________。

（2）内因：

_________________偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等。

4．基因突变的特点：

①普遍性。

②随机性：

基因突变可以发生在生物个体发育的时期和细胞内上，同个DNA分子的。

③不定向性：

一个基因可向不同的方向发生突变，产生一个以上的。

突变率很低。

多害少利性。

5．基因突变的时间：

。

6．基因突变的意义

①是产生的途径；

②是的根本来源；

③是的原始材料。

7．基因重组的概念

在生物体进行的过程中，的基因的重新组合。

8．基因重组的类型

（1）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，也自由组合。

（2）交叉互换型：

在减数分裂形成四分体时期，位于有时会随非姐妹染色单体而交换，导致染色单体上的基因重组。

9．基因重组的意义：

基因重组是变异的重要来源之一，对具有重要意义。

1．

（1）镰刀状破裂

（2）碱基替换血红蛋白分子结构控制血红蛋白分子合成的基因结构

2．碱基对基因结构

3．

（1）①射线激光

②亚硝酸碱基类似物

③病毒

（2）DNA复制过程

4．②任何不同DNA分子不同部位

③等位基因

5．有丝分裂或减数第一次分裂间期

6．①新基因②生物变异③进化

7．有性生殖控制不同性状

8．

（1）同源非同源染色体

（2）同源染色体上的等位基因

9．生物进化

1．基因突变

（1）基因突变的原因

（2）基因突变的特点

1．关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是

A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因

B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率

C．基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变

D．在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变

【参考答案】B

【试题解析】基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因子，会提高基因B和基因b的突变率，B错误；基因突变是指DNA中碱基对的增添、缺失和替换，所以基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变，C正确；在基因b的ATGCC序列中插入碱基C，则基因的碱基序列发生了改变，即发生了基因突变，D正确。

【易错警示】基因突变中易错知识归纳

（1）基因突变不只是发生在间期

基因突变主要发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期，也可能发生在其他各时期，只是突变率更低。

（2）诱变因素不能决定基因突变的方向

诱变因素可提高基因突变的频率，但不会决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性的特点。

（3）基因突变时碱基对的改变可多可少

基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，1000个碱基对的改变也叫基因突变。

（4）基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置

基因突变发生在基因内部，因此基因突变只是产生了新的等位基因，并没有改变DNA上基因的数目和位置。

（5）基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件

例如，昆虫突变产生的残翅性状，若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。

（6）RNA病毒中也有基因突变

RNA病毒中，基因突变指RNA中碱基的改变、增添和缺失，其突变率远大于DNA的突变率。

2．基因突变对性状的影响

（1）基因突变改变生物性状：

突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。

（2）基因突变不改变生物性状：

①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因。

②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变，产生一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。

③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。

④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，突变后的基因可能并不会在性状上表现出来。

2．下表描述一个控制A酶的基因，当其碱基序列中的某一个碱基被另外一个碱基取代后蛋白质产物（以甲、乙、丙、丁表示）的特性，据表分析下列说法中不正确的是

A．无法判断蛋白质丁的氨基酸序列是否有改变

B．蛋白质乙的氨基酸序列一定有改变

C．单一碱基取代现象可以解释蛋白质丙的产生

D．蛋白质甲的氨基酸序列不一定改变

【参考答案】A

【试题解析】基因碱基序列中的某一个碱基被另外一个碱基取代，说明发生了基因突变。

由于蛋白质丁的催化活性提高了，因此其氨基酸序列一定有改变，A错误；由于蛋白质乙的催化活性降低了，因此其氨基酸序列也一定有改变，B正确；单一碱基取代可能导致终止密码子提前出现，因此可以解释蛋白质丙的出现，C正确；由于蛋白质甲的催化活性没有改变，可能发生了中性突变，因此无法确定蛋白质甲的氨基酸序列是否改变，D正确。

3．三种基因重组机制比较

重组

类型

同源染色体上

等位基因的重组

非同源染色体上

非等位基因间的重组

DNA分子重组技术

发生

时间

减数第一次分裂四分体时期

减数第一次分裂后期

发生

机制

同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合

同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间重新组合

目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组

图像

示意

3．下列关于高等动植物体内基因重组的叙述中，不正确的是

A．基因重组可发生在有性生殖细胞的形成过程中

B．基因型为Aa的个体自交，由于基因重组，后代出现AA、Aa、aa个体

C．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换属于基因重组

D．同胞兄妹之间遗传上的差异主要是基因重组造成的

【参考答案】B

【试题解析】基因重组可发生在有性生殖细胞的形成过程中，A正确；基因型为Aa的个体自交，因基因分离，后代出现AA、Aa、aa个体，B错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换属于基因重组，C正确；同胞兄妹之间遗传上的差异主要是基因重组造成的，D正确。

【知识链接】基因突变和基因重组的比较

1．基因突变发生在

A．DNA→RNA的过程中

B．DNA→DNA的过程中

C．RNA→蛋白质的过程中

D．RNA→携带氨基酸的过程中

2．据估计，在高等生物中，大约在105～108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变，这说明基因突变

A．普遍存在B．随机发生

C．不定向D．频率很低

3．下列关于基因突变的叙述，正确的是

A．基因中个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能

B．染色体上部分基因的缺失，引起性状的改变，属于基因突变

C．有性生殖产生的后代出现或多或少的差异主要是由于基因突变

D．DNA的复制和转录的差错都可能发生基因突变

4．野生型果蝇是长翅，突变型果蝇有残翅、缺刻翅和无脉翅等多种类型，这一现象最能说明

A．基因突变只能自发产生

B．基因突变是不定向的

C．基因突变都是有益的

D．基因突变的频率很高

5．镰刀型细胞贫血症患者与正常人比较，血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸取代，下列分析正确的是

A．突变基因与正常基因之间的结构差异可通过显微镜观察得到

B．造成血红蛋白结构改变的根本原因是基因中碱基对的替换

C．镰刀型细胞贫血症在群体中发病率较高，并具有家族聚集现象

D．该突变可发生在细胞周期中的各个时期

6．下列实例中，能够说明突变对生物本身的利与害具有相对性的是

A．玉米绿色苗中出现白华苗

B．晚熟水稻中出现早熟植株

C．高秆作物中出现矮秆植株

D．高粱作物中出现雄性不育株

7．有性生殖后代具更大的变异性，最根本的原因是

A．基因突变频率提高

B．染色体结构变异机会多

C．产生新的基因组合机会多

D．更易受环境影响而发生影响

8．下列情况可引起基因重组的是

①非同源染色体上的非等位基因自由组合　②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上　③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换　④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换　⑤正常夫妇生出白化病儿子

A．①②③B．③④

C．①③D．①③⑤

9．依据基因重组概念的发展，判断下列图示过程中没有发生基因重组的是

10．同一番茄地里有两株异常番茄，甲株所结果实均为果形异常，乙株只结了一个果形异常的果实，甲、乙两株异常的果实连续种植几代后果形仍保持异常。

下列说法不正确的是

A．二者均可能是基因突变的结果

B．甲发生变异的时间比乙早

C．甲株变异一定发生于减数分裂时期

D．乙株变异一定发生于有丝分裂时期

11．（2016·海南卷）依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是

A．DNA分子发生断裂

B．DNA分子发生多个碱基增添

C．DNA分子发生碱基替换

D．DNA分子发生多个碱基缺失

12．（2016·天津卷）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：

枯草杆菌

核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列

链霉素与核糖体的结合

在含链霉素培养基中的存活率（%）

野生型

能

0

突变型

不能

100

下列叙述正确的是

A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性

B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能

C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致

D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变

13．（2014·上海卷）如图为果蝇X染色体的部分基因图，下列对此X染色体的叙述错误的是

A．若来自雄性，则经减数分裂不能产生重组型配子

B．若来自雌性，则经减数分裂能产生重组型配子

C．若发生交换，则发生在X和Y的非姐妹染色单体之间

D．若发生交换，图所示四个基因中， f与w基因间交换频率最高

1．【答案】B

【解析】基因突变是在DNA复制时，由于某种原因发生了差错而改变了基因的分子结构。

A项是转录，B项为DNA复制过程，C项为翻译过程，D项是密码子与反密码子互补配对决定氨基酸顺序的过程。

因此选B。

2．【答案】D

【解析】在高等生物中，大约在105～108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变，这说明基因突变频率很低，选D。

3．【答案】A

【解析】由于密码子具有简并性，因此基因中个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能，A正确；染色体上部分基因的缺失引起性状的改变，属于染色体结构变异，B错误；有性生殖产生的后代出现差异主要是基因重组引起的，C错误；DNA复制过程出现差错可能引起基因突变，转录过程出现差错不是基因突变，D错误。

4．【答案】B

【解析】野生型果蝇是长翅，突变型果蝇有残翅、缺刻翅和无脉翅等多种类型，这一现象最能说明基因突变是不定向的，B正确

5．【答案】B

【解析】镰刀型细胞贫血症是基因突变的结果，一般发生在分裂间期，不能通过显微镜观察得到，A错误；由于异常的血红蛋白分子与正常的血红蛋白之间只有一个氨基酸的差异，该基因突变属于基因中碱基对的替换，B正确；人类遗传病中，具有家族聚集现象和群体中发病率较高的为多基因遗传病，而镰刀型细胞贫血症为单基因遗传病，C错误；该突变发生在细胞分裂间期，D错误。

6．【答案】C

【解析】矮秆植株虽光合作用受到影响，但其抗倒伏能力增强。

故选C。

7．【答案】C

【解析】有性生殖的生物在减数分裂形成配子时，由于有同源染色体的自由组合和交叉互换，形成了多种多样的配子。

在受精过程中雌雄配子的结合是随机的，因此产生新的基因组合机会多，使后代具有更大的变异性和生活力，所以有性生殖后代具更大的变异性，最根本的原因是产生新的基因组合机会多，C正确。

8．【答案】C

【解析】基因重组是两对或两对以上的等位基因的重新组合，包括同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换和非同源染色体上的非等位基因自由组合，故①③是、⑤不是；而②是染色体结构变异、④是基因突变，故C正确，A、B、D错误。

9．【答案】A

【解析】用普通椒培育太空椒的过程属于基因突变，没有发生基因重组，A错误。

基因工程属于非自然条件下的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状，所以B、C正确。

D过程属于有性生殖（减数第一次分裂），会发生基因重组，所以D正确。

10．【答案】C

【解析】两株番茄所结果实均异常，属于可遗传的变异，可能是由基因突变引起的，A正确。

在植物个体发育过程中，越早发生变异，变异影响也就越大，显然甲发生变异的时间比乙早，B正确。

甲株变异有可能发生在胚胎发育过程中，也可能发生在生殖细胞形成过程中，C错误。

乙株变异发生在花芽分化有丝分裂旺盛时，只影响到一个果实出现异常，D正确。

11．【答案】C

【解析】原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，可能的原因是DNA分子发生碱基替换。

碱基增添或缺失均会导致多个氨基酸序列的改变。

【解题技巧】基因突变类问题的解题方法

（1）确定突变的形式：

若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。

（2）确定替换的碱基对：

一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。

12．【答案】A

【解析】根据表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是由S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉素的培养基中存活，说明突变型具有链霉素抗性，故A项正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸（56位氨基酸）有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换导致的，C项错误；枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起选择作用，D项错误。

13．【答案】C

【解析】在产生配子时，雄果蝇X、Y染色体上的基因完全连锁，不能产生重组型配子，而雌果蝇的两条X染色体上的基因可以发生互换，可以产生重组型配子，因此A、B正确，C错误；因为同源染色体上的两对等位基因相距越远，发生交换的机会越大（即交换频率越高），因此图示染色体中的基因f与w间交换频率最高，D正确。