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1、第 5 章 基因突變及其他變異 第 1 節(jié) 基因突變和基因重組 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 思 維 脈 絡(luò) 1 . 舉例說明基因突變 的特點(diǎn)和原因。 2 . 舉例 說明基因重組 的概念和類型。 3 . 說出基因突變和基 因重組的意義。 一 二 一、基因突變 一 二 一 二 二、基因重組 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 基因突變 基因突變的類型有哪些 ?基因突變是否一定改變生物的性狀 ? 1.完善下列圖解 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 2.連線 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 1.親代發(fā)生基因突變而子代的性狀未發(fā)生改變的合理解釋 探究點(diǎn)
2、一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 2.基因突變隨機(jī)性和不定向性的分析 特點(diǎn) 圖例 解釋 隨機(jī)性 ( 1) 基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體 發(fā)育的任何時(shí)期 , 可能是左圖中植 物的種子時(shí)期 , 也可能是幼苗期 , 也 可能是成熟期 ( 2) 基因突變可以發(fā)生在同一個(gè)體 的不同部位 , 如可以發(fā)生在左圖中 植物的根部 , 也可以發(fā)生在莖部 不 定 向 性 如左圖中基因 A 可以突變成 a 1 、 a 2 、 a 3 , 它們之間也可以相互突變 , 并互稱為等位基因 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 基因重組 基因重組的類型有哪些 ?與基因突變的區(qū)別和聯(lián)系是什么 ?
3、 以下是減數(shù)分裂過程中某時(shí)期的示意圖 ,回答下列問題。 圖 1 圖 2 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 (1)判斷圖 1和圖 2各處于什么時(shí)期 ? 圖 1:減數(shù)第一次分裂后期 。 圖 2:減數(shù)第一次分裂前期 。 (2)圖 1和圖 2是否都發(fā)生了基因重組 ?試說明理由。 答案： 都發(fā)生了基因重組。圖 1中非同源染色體 與 、 與 分別組合后會(huì)導(dǎo)致其上的非等位基因自由組合 ,圖 2中發(fā)生交叉 互換的染色單體 上的控制不同性狀的基因重新組合 ,即發(fā)生了 基因重組。 (3)基因突變和基因重組都產(chǎn)生新基因了嗎 ? 答案： 基因突變產(chǎn)生了新基因 ,基因重組只是將原有的基因進(jìn)
4、行 了重新組合 ,沒有產(chǎn)生新基因。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 (4)細(xì)菌和豌豆都能發(fā)生基因突變和基因重組嗎 ? 答案： 豌豆能發(fā)生基因突變和基因重組 ,而細(xì)菌是原核生物 ,不 發(fā)生基因重組。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 基因突變和基因重組的比較 基因突變 基因重組 區(qū) 別 本質(zhì) 基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生 改變 , 產(chǎn)生了新基因 , 可能出現(xiàn)新性狀 不同基因的重新組合 , 產(chǎn)生了新 基因型 ( 沒產(chǎn)生新基因 ), 使性狀 重新組合 原因 由外界理化因素或自 身生理因素引起的基 因結(jié)構(gòu)的改變 減數(shù)第一次分裂過程中 , 同源染 色體的非姐妹染色單體間交
5、叉 互換 , 以及非同源染 色體上非等 位基因的自由組合 時(shí)間 有絲分裂間期和減數(shù) 第一次分裂前的間期 減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期 和減數(shù)第一次分裂后期 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 基因突變 基因重組 區(qū) 別 意義 是新基因產(chǎn)生的途徑 , 是生 物變異的根本來源 , 也是生 物進(jìn)化的原始材料 是生物變異的來源之一 , 是生物進(jìn)化的重要因素 之一 發(fā)生 可能 性 可能性很小 , 突變頻率低 非常普遍 , 產(chǎn)生的變異類 型多 適用 范圍 所有生物都可發(fā)生 ( 包括病 毒 ), 具有普遍性 只適用于進(jìn)行有性生殖 的真核生物 ( 細(xì)胞核遺傳 ) 聯(lián)
6、系 都能使生物產(chǎn)生可遺傳的變異 ; 在長期進(jìn)化過程中 , 基因突變?yōu)榛蛑亟M提供大量可供自由組合的新基因 , 基因突變是基因重組的基礎(chǔ) ; 二者均可產(chǎn)生新的基因 型 , 可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型 類型一 類型二 類型一 基因突變 例 1導(dǎo)學(xué)號 52240051下圖為人 WNK4基因部分堿基序列及其編 碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知 WNK4基因發(fā)生一種突 變 ,導(dǎo)致 1 169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是 ( ) A. 處插入堿基對 G C B. 處堿基對 A T替換為 G C C. 處缺失堿基對 A T D. 處堿基對 G C替換為 A T 類型一 類型
7、二 解析： 根據(jù)圖中 1 168位的甘氨酸的密碼子 GGG,可知 WNK4基 因是以其 DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成 mRNA的 ,那么 1 169位的賴氨酸的密碼子是 AAG,因此取代賴氨酸 的谷氨酸的密碼子最可能是 GAG,由此可推知該基因發(fā)生的突變是 處堿基對 A T被替換為 G C,故正確選項(xiàng)為 B。 答案： B 類型一 類型二 類型一 類型二 類型一 類型二 類型二 基因重組 例 2下列關(guān)于基因重組的說法 ,不正確的是 ( ) A.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 合屬于基因重組 B.減數(shù)分裂四分體時(shí)期 ,同源染色體的姐妹染色
8、單體之間的局部 交換可導(dǎo)致基因重組 C.減數(shù)分裂過程中 ,非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo) 致基因重組 D.一般情況下 ,水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組 ,根尖細(xì)胞內(nèi)則不能 類型一 類型二 解析： 基因重組是在生物體有性生殖中 ,控制不同性狀的基因重 新組合的過程 ,A項(xiàng)正確 ;基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 ,減 前 期同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換和減 后期非同 源染色體上的非等位基因自由組合都會(huì)導(dǎo)致基因重組 ,B項(xiàng)錯(cuò)誤 ,C 項(xiàng)正確 ;一般情況下 ,水稻花藥內(nèi)進(jìn)行減數(shù)分裂 ,可發(fā)生基因重組 ,根 尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂 ,不發(fā)生基因重組 ,D項(xiàng)正確。 答案： B
9、 1 2 3 4 5 1.下列關(guān)于基因突變的敘述 ,錯(cuò)誤的是 ( ) A.基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對的替換、增添和缺失 B.基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的數(shù)量和排列順序的改變而 發(fā)生的 C.基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素的作用下 引發(fā) D.基因突變的頻率很低 ,且均是有害的 解析： 基因突變的頻率很低 ,但不是全部有害 ,有些也是有利的。 答案： D 1 2 3 4 5 2.基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說 法 ,正確的是 ( ) A.無論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變 B.生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生基因突變 C.基因突變
10、只能定向形成新的等位基因 D.基因突變對生物的生存往往是有利的 解析： 無論是低等生物還是高等生物 ,無論是體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞 , 無論是個(gè)體發(fā)育的哪個(gè)時(shí)期 ,都可能發(fā)生基因突變 ;基因突變是不 定向的 ,一個(gè)位點(diǎn)上的基因可以突變成多個(gè)等位基因 ;基因突變對 生物的生存可能是有害的 ,也可能是有利的。 答案： A 1 2 3 4 5 3.以下有關(guān)基因重組的敘述 ,錯(cuò)誤的是 ( ) A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組 B.非姐妹染色單體的交換可引起基因重組 C.純合子自交時(shí)基因重組導(dǎo)致子代性狀分離 D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母的基因重組有關(guān) 解析： 基因重組是指生物體在有性
11、生殖過程中 ,控制不同性狀的基 因的重新組合 ,主要指減數(shù)分裂過程中非同源染色體上非等位基因 的自由組合和四分體時(shí)期同源染色體上非姐妹染色單體間的交叉 互換。有性生殖過程中的可遺傳變異 ,主要是基因重組。純合子自 交后代不發(fā)生性狀分離。 答案： C 1 2 3 4 5 4.下列有關(guān)基因重組的敘述 ,正確的是 ( ) A.基因型為 Aa的個(gè)體自交 ,基因重組會(huì)導(dǎo)致子代性狀分離 B.基因 A因替換、增添或缺失部分堿基而形成它的等位基因 a屬于 基因重組 C.同源染色體上非姐妹染色單體間的互換可能導(dǎo)致基因重組 D.造成同卵雙生姐妹間性狀上差異的主要原因是基因重組 解析： 基因型為 Aa的個(gè)
12、體自交 ,后代的性狀分離是由等位基因的分 離和配子之間隨機(jī)結(jié)合而形成的 ;基因 A中堿基對的替換、增添或 缺失屬于基因突變 ;同源染色體上非姐妹染色單體間的互換屬于基 因重組 ;同卵雙生姐妹是由同一受精卵發(fā)育而來的 ,所以細(xì)胞核中 的遺傳物質(zhì)是一樣的 ,其性狀差異主要是由外界環(huán)境引起的。 答案： C 1 2 3 4 5 5.導(dǎo)學(xué)號 52240052下圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的原因 ,據(jù)圖 完成下列問題。 (1) 是 過程 , 是 過程 ,后者是在 上完成的。 (2) 是 過程 ,發(fā)生在 過程中 ,這是 導(dǎo)致鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因。 (3) 的堿基排列順序是
13、 ,這是決定纈氨酸的一個(gè) 。 (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 。 1 2 3 4 5 解析： 發(fā)生此病的根本原因在于遺傳物質(zhì) DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生了基因 突變 ,由原來的 CTT突變?yōu)?CAT,從而使轉(zhuǎn)錄成的 mRNA上堿基也相 應(yīng)地由 GAA變成 GUA。因在翻譯過程中 ,GAA、 GUA分別是谷氨 酸、纈氨酸的密碼子 ,所以合成的血紅蛋白中的谷氨酸就被纈氨酸 所代替 ,異常的血紅蛋白使紅細(xì)胞變形 ,由正常的雙面凹的圓餅狀 變?yōu)閺澢溺牭稜?,使紅細(xì)胞運(yùn)輸氧的能力大大降低。該病十分少 見 ,說明基因突變在自然界突變率很低。 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)低頻性
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