2019-2020年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第四節(jié) 基因突變和基因重組 第1課時(shí)教學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第四節(jié) 基因突變和基因重組 第1課時(shí)教學(xué)案 蘇教版必修2 [學(xué)習(xí)導(dǎo)航]　1.結(jié)合鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病原因，說(shuō)出基因突變的概念和方式。2.結(jié)合具體實(shí)例，簡(jiǎn)述基因突變的原因、特點(diǎn)及意義。3.結(jié)合減數(shù)分裂的過(guò)程，簡(jiǎn)述基因重組的概念、方式及意義。 [重難點(diǎn)擊]　基因突變和基因重組的比較。 圖中的情景用英語(yǔ)表達(dá)為：THE CAT SAT ON THE MAT(貓坐在草席上)，幾位同學(xué)抄寫(xiě)時(shí)出現(xiàn)了不同的錯(cuò)誤，如下： (1)THE KAT SAT ON THE MAT (2)THE HAT SAT ON THE MAT (3)THE CAT ON THE MAT 將其翻譯成中文，和原句相比意思是否改變了？ 據(jù)此可知，個(gè)別字母的替換或者缺少，句子的意思都可能改變。如果是DNA分子中的遺傳信息——脫氧核苷酸的排列順序也發(fā)生了類(lèi)似的變化，生物體的性狀會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢？這些變化可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？ 一、基因突變的實(shí)例 1.鐮刀型細(xì)胞貧血癥 (1)致病機(jī)理 ①直接原因：谷氨酸纈氨酸。 ②根本原因：基因中堿基對(duì) 。 (2)結(jié)論：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因的一個(gè)堿基對(duì)改變而產(chǎn)生的一種遺傳病。 2.基因突變的概念：由DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失和替換等引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 3.基因突變對(duì)后代的影響 (1)若發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。 (2)若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變時(shí)，可通過(guò)無(wú)性繁殖進(jìn)行傳遞。 1.結(jié)合下列實(shí)例分析生物變異的類(lèi)型： (1)在北京培育的優(yōu)質(zhì)北京甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5 kg，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7 kg左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5 kg。上述甘藍(lán)品種的引種過(guò)程中，有沒(méi)有變異現(xiàn)象的發(fā)生？如果有，這種變異性狀能穩(wěn)定地遺傳給子代嗎？為什么？ 答案　有變異。但是這種變異性狀不能穩(wěn)定地遺傳給子代，因?yàn)檫z傳物質(zhì)沒(méi)有變化。 (2)某種一直開(kāi)紅花的植物，某代出現(xiàn)了一株開(kāi)紫花的植株，而且這株紫花植物的后代仍然開(kāi)紫花，可能的原因是什么？ 答案　遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。 (3)據(jù)此，生物變異的類(lèi)型有哪些？ 答案?、俨豢蛇z傳的變異：由外界環(huán)境的影響引起，遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變化；②可遺傳的變異：由遺傳物質(zhì)改變引起的變異，包括基因突變、基因重組和染色體變異。 2.下圖是基因突變的幾種類(lèi)型，請(qǐng)分析回答下面問(wèn)題： (1)上述DNA分子的改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下能觀(guān)察到嗎？ 答案　脫氧核苷酸(堿基)的種類(lèi)、數(shù)量、排列順序的改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下不能觀(guān)察到。 (2)研究表明，上述DNA分子的改變一般發(fā)生在有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂的間期，結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和復(fù)制過(guò)程， DNA分子復(fù)制時(shí)容易發(fā)生基因突變的原因是什么？ 答案　DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA雙鏈要解旋，此時(shí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易導(dǎo)致堿基對(duì)的數(shù)量或排列順序改變，從而導(dǎo)致基因突變。 (3)上述三種方式中堿基對(duì)分別發(fā)生了怎樣的變化？ 哪種變化對(duì)生物性狀的影響程度相對(duì)要小一些？為什么？ 答案　分別發(fā)生了堿基對(duì)的增添、替換和缺失，其中發(fā)生堿基對(duì)的替換時(shí)，影響范圍較小，一般只改變一個(gè)氨基酸或不改變氨基酸；發(fā)生堿基對(duì)的增添和缺失時(shí)，影響范圍較大，影響插入(或缺失)位置后的序列對(duì)應(yīng)的氨基酸。 知識(shí)整合　生物的變異分為：由外界環(huán)境的影響引起的，遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變化的不可遺傳的變異；由遺傳物質(zhì)改變引起的可遺傳的變異，包括基因突變、基因重組和染色體變異?；蛲蛔?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下不能觀(guān)察到，在三種方式中，發(fā)生替換時(shí)影響范圍較小。 1.如圖為人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)生突變，導(dǎo)致1 169位賴(lài)氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是(　　) A.①處插入堿基對(duì)G—C B.②處堿基對(duì)A—T替換為G—C C.③處缺失堿基對(duì)A—T D.④處堿基對(duì)G—C替換為A—T 答案　B 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。1 169位的賴(lài)氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴(lài)氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG。推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對(duì)A—T被替換為G—C。 2.如果一個(gè)基因的中部缺失了1個(gè)核苷酸對(duì)，不可能的后果是(　　) A.沒(méi)有蛋白質(zhì)產(chǎn)物 B.翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止 C.所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸 D.翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化 答案　A 解析　基因的中部若編碼區(qū)缺少1個(gè)核苷酸對(duì)，該基因仍然能表達(dá)，但是表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有可能出現(xiàn)下列三種情況：翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸減少或者增加多個(gè)氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。 題后歸納　基因突變對(duì)蛋白質(zhì)的影響 堿基對(duì) 影響范圍 對(duì)氨基酸序列的影響 替換 小 一般只改變1個(gè)氨基酸 增添 大 不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列 缺失 大 不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列 二、基因突變的原因、特點(diǎn)和意義 1.基因突變的原因及類(lèi)型 (1)自發(fā)突變 在沒(méi)有人為因素干預(yù)的情況下，基因產(chǎn)生的變異稱(chēng)為自發(fā)突變。 (2)人工誘變 ①概念：在人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異稱(chēng)為人工誘變。 ②干預(yù)因素 2.特點(diǎn) (1)低頻性：自發(fā)突變頻率很低，一般為110－8～110－5。 (2)不定向性：一個(gè)基因可以向不同方向發(fā)生變異，從而產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。 (3)隨機(jī)性：可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，以及細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。 (4)普遍性：在整個(gè)生物界是普遍存在的。 3.意義 是生物變異的根本來(lái)源，它不僅增加了基因存在方式的多樣性，為生物進(jìn)化提供了原始材料，而且還揭示了生物性狀遺傳變異的規(guī)律，從而成為進(jìn)行動(dòng)植物遺傳改良的基礎(chǔ)。 1.基因C可以突變成為c1(或c2或c3)。C、c1、c2、c3之間也可以相互突變(如圖)，據(jù)此分析： (1)C、c1、c2、c3在染色體上的位置是否相同？它們能相互看做等位基因嗎？ 答案　基因突變是基因內(nèi)部堿基發(fā)生的改變，基因在染色體上的位置并沒(méi)有改變，所以它們的位置相同，相互之間互為等位基因。 (2)基因突變會(huì)不會(huì)改變基因的數(shù)目？ 答案　不會(huì)。只是改變了基因的種類(lèi)，數(shù)目不變。 (3)圖示體現(xiàn)了基因突變的哪些特點(diǎn)？ 答案　體現(xiàn)了基因突變的不定向性和隨機(jī)性。 (4)如果基因C突變?yōu)閏1時(shí)，性狀并沒(méi)有改變，推測(cè)可能的原因有哪些？ 答案?、僖环N氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡(jiǎn)并性)，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí),這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。②突變成的隱性基因在雜合子中不會(huì)引起性狀的改變。③不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不會(huì)引起性狀的改變。 2.有人認(rèn)為，自然條件下基因突變的頻率很低，而且多數(shù)是有害的，因此不可能為生物進(jìn)化提供原始材料。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 答案　不對(duì)。雖然每一個(gè)基因的突變率很低，但一個(gè)種群中有很多個(gè)體而且每個(gè)個(gè)體有成千上萬(wàn)個(gè)基因，且每一代都能發(fā)生，所以總數(shù)就很多。其他變異一般不產(chǎn)生新基因，而基因突變可產(chǎn)生新基因。因此，基因突變能為生物進(jìn)化提供原始材料。 知識(shí)整合　基因突變能改變基因的種類(lèi)，不改變基因在染色體上的位置和數(shù)目；基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變，原因有：密碼子的簡(jiǎn)并性、隱性突變或者突變發(fā)生在非編碼序列。 3.基因突變一定會(huì)導(dǎo)致(　　) A.性狀改變 B.遺傳信息的改變 C.遺傳規(guī)律的改變 D.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的改變 答案　B 解析　基因中堿基對(duì)的替換、增添和缺失一定會(huì)改變基因的堿基排列順序，從而改變遺傳信息。但由于同義密碼子的存在，可能不改變?cè)撁艽a子決定的氨基酸。同時(shí)蛋白質(zhì)中次要位置的個(gè)別氨基酸的改變，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能并無(wú)大的影響，因此性狀不一定發(fā)生改變。 4.某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類(lèi)型，該突變?yōu)?　　) A.顯性突變(d→D) B.隱性突變(D→d) C.顯性突變和隱性突變 D.人工誘變 答案　A 解析　由于突變性狀的個(gè)體不是純合子，而且表現(xiàn)突變性狀，說(shuō)明突變性狀相對(duì)于原有性狀為顯性性狀。 易混辨析　顯性突變和隱性突變 (1)顯性突變(a→A)：一旦發(fā)生即可表現(xiàn)，但常不能穩(wěn)定遺傳。 (2)隱性突變 (A→a)：一旦表現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。 三、基因重組 1.概念 基因重組是指生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合。 2.類(lèi)型 類(lèi)型 發(fā)生時(shí)期 實(shí)質(zhì) 圖示 自由組合型 減數(shù)第一次分裂后期 非同源染色體上的非等位基因自由組合 交叉互換型 減數(shù)第一次分裂前期 同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換 3.意義 基因重組能夠產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代，是生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義。 如圖是基因型為AaBb的高等動(dòng)物體內(nèi)某個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞可能發(fā)生的變化，請(qǐng)據(jù)圖分析： 1.如果沒(méi)有發(fā)生交叉互換，該初級(jí)精母細(xì)胞形成的精細(xì)胞有幾種？基因組成分別是怎樣的？ 答案　有2種。AB和ab。 2.發(fā)生交叉互換后，該初級(jí)精母細(xì)胞形成的精細(xì)胞有幾種？基因組成分別是怎樣的？ 答案　4種。AB、Ab、aB和ab。 3.該動(dòng)物的精巢內(nèi)存在下面的分裂圖： (1)圖1細(xì)胞處于什么時(shí)期？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因是什么？ 答案　有絲分裂后期；基因突變。 (2)圖2細(xì)胞的名稱(chēng)是什么？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因可能是什么？ 答案　次級(jí)精母細(xì)胞；基因突變或基因重組(交叉互換)。 知識(shí)整合　有絲分裂后期，分開(kāi)的子染色體上基因不同，是基因突變的結(jié)果；減數(shù)第二次分裂后期，分開(kāi)的子染色體上基因不同，可能是基因突變，也可能是交叉互換造成的。 5.子代不同于親代的性狀，主要來(lái)自基因重組，下列圖解中哪些過(guò)程可以發(fā)生基因重組(　　) A.①②③④⑤ B.①②③④⑤⑥ C.④⑤ D.③⑥ 答案　C 解析　基因重組指在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。④⑤過(guò)程中的A、a和B、b之間發(fā)生基因重組。①②過(guò)程發(fā)生等位基因的分離；③⑥過(guò)程屬于配子間的隨機(jī)組合。 6.如圖是某二倍體動(dòng)物細(xì)胞分裂示意圖，其中字母表示基因。據(jù)圖判斷(　　) A.此細(xì)胞含有4個(gè)DNA分子 B.此動(dòng)物體細(xì)胞基因型一定是AaBbCcDd C.此細(xì)胞發(fā)生的一定是顯性突變 D.此細(xì)胞既發(fā)生了基因突變又發(fā)生了基因重組 答案　D 解析　圖示細(xì)胞有8個(gè)DNA分子；細(xì)胞中正在發(fā)生同源染色體的分離，非同源染色體上非等位基因的自由組合，即基因重組；其中一條染色體的姐妹染色單體相同位置的基因?yàn)镈和d，其對(duì)應(yīng)的同源染色體上含有d和d，但不能確定的是D突變成d，還是d突變成D，故可能發(fā)生的是隱性突變，也可能發(fā)生的是顯性突變。 1.下列關(guān)于基因突變的敘述，正確的是(　　) A.物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機(jī)制是有區(qū)別的 B.基因突變不一定會(huì)引起遺傳信息的改變 C.基因堿基對(duì)的缺失、增添、替換中對(duì)性狀影響最小的一定是替換 D.基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系，為進(jìn)化提供最初原始材料 答案　A 解析　易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高突變頻率的因素可分為三類(lèi)：物理因素、化學(xué)因素和生物因素。例如，紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA；亞硝酸、堿基類(lèi)似物等能改變核酸的堿基；某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA等，故三種因素引起基因突變的機(jī)制有區(qū)別。 2.納米技術(shù)將激光束的寬度聚焦到納米范圍內(nèi)，可對(duì) DNA 分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)，把至今尚令人類(lèi)無(wú)奈的癌癥、遺傳病徹底根治。對(duì) DNA 的修復(fù)屬于(　　) A.基因互換 B.基因重組 C.基因突變 D.染色體變異 答案　C 解析　對(duì)DNA分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)改變了基因結(jié)構(gòu)，屬于基因突變。 3.多代均為紅眼的果蠅群體中，出現(xiàn)了一只白眼雄性果蠅。將紅眼雌果蠅與此白眼雄果蠅交配，子二代又出現(xiàn)了白眼果蠅。兩次出現(xiàn)白眼果蠅的原因分別是(　　) A.基因突變、基因突變 B.基因突變、基因重組 C.基因重組、基因重組 D.基因重組、基因突變 答案　B 解析　“多代均為紅眼的果蠅群體”說(shuō)明是純合子，后代出現(xiàn)白眼的則為基因突變；紅眼雌果蠅與此白眼雄果蠅交配，子二代又出現(xiàn)了白眼果蠅，是基因重組產(chǎn)生的。 4.以下幾種生物，其可遺傳的變異既可以來(lái)自基因突變，又可以來(lái)自基因重組的是(　　) A.藍(lán)細(xì)菌 B.噬菌體 C.煙草花葉病毒 D.豌豆 答案　D 解析　基因突變可以發(fā)生在所有生物中，而基因重組只發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都無(wú)法進(jìn)行有性生殖，而豌豆可以進(jìn)行有性生殖，所以豌豆既可以發(fā)生基因突變，也可以發(fā)生基因重組。 5.血紅蛋白異常會(huì)產(chǎn)生貧血癥狀，結(jié)合減數(shù)分裂過(guò)程的曲線(xiàn)圖和細(xì)胞分裂圖，回答下列問(wèn)題： (1)血紅蛋白發(fā)生異常變化的根本原因是__________________________________，此種變異一般發(fā)生于甲圖中________階段，此種變異一般最大的特點(diǎn)是能產(chǎn)生____________。 (2)基因重組可以發(fā)生于乙圖中________時(shí)期，除此之外還有可能發(fā)生于______________________。 答案　(1)控制血紅蛋白合成的基因發(fā)生突變　2～3　新基因 (2)C　減數(shù)第一次分裂的后期 解析　(1)蛋白質(zhì)的合成是由基因控制的，所以蛋白質(zhì)發(fā)生異常變化的根本原因是相應(yīng)基因發(fā)生了變化，屬于基因突變，它一般發(fā)生于細(xì)胞分裂間期的DNA復(fù)制時(shí)期，基因突變的結(jié)果是能夠產(chǎn)生新的基因。(2)基因重組有兩種類(lèi)型，均發(fā)生于減數(shù)分裂過(guò)程中，即減數(shù)第一次分裂后期的非同源染色體的自由組合和減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期的交叉互換。 課時(shí)作業(yè) [學(xué)考達(dá)標(biāo)] 1.基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在(　　) ①生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期都可發(fā)生基因突變 ②體細(xì)胞和生殖細(xì)胞都可能發(fā)生基因突變 ③細(xì)胞分裂間期和分裂期都可能發(fā)生基因突變 ④DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯都可能發(fā)生基因突變 A.①② B.③④ C.①③ D.②③④ 答案　A 解析　基因突變具有隨機(jī)性表現(xiàn)在可以發(fā)生于個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，甚至趨于衰老的細(xì)胞中也可以發(fā)生；通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生體細(xì)胞，減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細(xì)胞，兩者都可能發(fā)生基因突變；基因突變一般發(fā)生于細(xì)胞分裂間期，沒(méi)有體現(xiàn)隨機(jī)性；翻譯過(guò)程不會(huì)發(fā)生基因突變。 2.下列細(xì)胞中，最不容易發(fā)生基因突變的是(　　) A.正在分裂的蛙紅細(xì)胞 B.人神經(jīng)細(xì)胞 C.正在分裂的精原細(xì)胞 D.蛙原腸胚細(xì)胞 答案　B 解析　成熟神經(jīng)元細(xì)胞不再發(fā)生分裂。 3.有關(guān)基因突變的下列說(shuō)法，不正確的是(　　) A.基因突變是可遺傳的變異的根本來(lái)源 B.基因突變可以產(chǎn)生新基因，同時(shí)產(chǎn)生新的基因型 C.A基因可以突變成a1、a2、a3…，同樣a基因也可以突變成A1、A2、A3… D.基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變，則一定發(fā)生了基因突變，但并一定能改變生物的性狀 答案　D 解析　基因突變會(huì)產(chǎn)生新基因，是從“無(wú)”到“有”的過(guò)程，所以為變異的根本來(lái)源，同時(shí)產(chǎn)生新基因型，基因突變具有不定向性，但由于密碼子的簡(jiǎn)并性，生物性狀不一定改變。 4.下列關(guān)于基因重組的說(shuō)法中，不正確的是(　　) A.基因重組是形成生物多樣性的重要原因之一 B.基因重組能夠產(chǎn)生多種表現(xiàn)型 C.基因重組可以發(fā)生在酵母菌進(jìn)行出芽生殖時(shí) D.一對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體上的基因可以發(fā)生重組 答案　C 解析　基因重組可導(dǎo)致出現(xiàn)新的基因型，進(jìn)而出現(xiàn)新性狀，它發(fā)生在有性生殖過(guò)程中，而出芽生殖為無(wú)性生殖。同源染色體的非姐妹染色單體上的基因可發(fā)生交叉互換，屬于基因重組。 5.基因重組是有性生殖過(guò)程中已有基因的重新組合，下列有關(guān)基因重組的敘述，正確是(　　) A.基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組而導(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.非姐妹染色單體間的交叉互換可能導(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 答案　C 解析　A項(xiàng)中，基因型為Aa的個(gè)體自交，A和a可以發(fā)生分離，導(dǎo)致子代出現(xiàn)性狀分離，但不是基因重組；B項(xiàng)中，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，應(yīng)屬于基因突變；C項(xiàng)中，同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，可能導(dǎo)致同源染色體上的非等位基因的重組；D項(xiàng)中，造成同卵雙生姐妹間性狀上差異的主要原因是基因突變。 6.某生物的基因型是AaBb，如圖是其體內(nèi)一個(gè)正在進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞示意圖。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.該細(xì)胞含有一個(gè)染色體組 B.該細(xì)胞肯定發(fā)生過(guò)交叉互換和基因突變 C.A與a的分離僅發(fā)生于減數(shù)第一次分裂 D.減數(shù)第二次分裂出現(xiàn)差錯(cuò)可能產(chǎn)生基因型為Aabb的細(xì)胞 答案　D 解析　圖示細(xì)胞中為一對(duì)同源染色體，所以該細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組。根據(jù)兩條同源染色體的顏色，可判斷該細(xì)胞發(fā)生了交叉互換，而不是基因突變。A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期。若減數(shù)第二次分裂后期，著絲點(diǎn)分裂后形成的染色體移向了細(xì)胞的同一極，因而可產(chǎn)生基因型為Aabb的細(xì)胞。 [高考提能] 7.同一番茄地里有兩株異常番茄，甲株所結(jié)果實(shí)均為果形異常，乙株只結(jié)了一個(gè)果形異常的果實(shí)，其余的正常。甲、乙兩株異常果實(shí)連續(xù)種植，其自交后代中果形仍保持異常。下列分析不正確的是(　　) A.二者均可能是基因突變的結(jié)果 B.甲發(fā)生變異的時(shí)間比乙早 C.甲株變異一定發(fā)生于減數(shù)分裂時(shí)期 D.乙株變異一定發(fā)生于有絲分裂時(shí)期 答案　C 解析　甲、乙變異都是可遺傳變異，均可能是基因突變的結(jié)果，A正確；發(fā)生變異的時(shí)間越早，對(duì)植物的影響越大，B正確；甲株變異最可能發(fā)生于早期的有絲分裂，C錯(cuò)誤、D正確。 8.一雙鏈DNA分子，在復(fù)制解旋時(shí)，一條鏈上的G變成C，則DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，發(fā)生差錯(cuò)的DNA占(　　) A.1/2 B.1/2 n－1 C.1/2n D.1/2n＋1 答案　A 解析　DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，由異常鏈作為模板復(fù)制的子代分子全部帶有突變基因；而正常鏈作為模板復(fù)制的子代分子全部正常。 9.下列甲、乙分裂過(guò)程中產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生的變異分別屬于(　　) A.基因重組，不可遺傳變異 B.基因重組，基因突變 C.基因突變，不可遺傳變異 D.基因突變，基因重組 答案　D 解析　甲圖中的“a”基因是從“無(wú)”到“有”，屬于基因突變；而乙圖中的A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進(jìn)行了重新組合。 10.下面是有關(guān)果蠅的培養(yǎng)記錄，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(　　) 海拔高度 溫度 突變率(每一百萬(wàn)個(gè)個(gè)體中) 5 000 m 19 ℃ 0.23 5 000 m 25 ℃ 0.63 3 000 m 19 ℃ 0.21 3 000 m 25 ℃ 0.63 A.果蠅的突變是通過(guò)影響酶的活性而引起的 B.果蠅的突變率與培養(yǎng)地點(diǎn)所處的海拔高度有關(guān) C.果蠅在25 ℃時(shí)突變率最高 D.果蠅的突變率與培養(yǎng)溫度有關(guān) 答案　D 解析　在相同海拔高度不同溫度條件下，突變率差異顯著。在同一溫度不同海拔高度條件下，突變率差異不顯著，說(shuō)明果蠅的突變率與培養(yǎng)溫度有關(guān)，而與培養(yǎng)地點(diǎn)所處的海拔高度無(wú)關(guān)。 11.如圖為具有兩對(duì)相對(duì)性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個(gè)A基因和乙植株(純種)的一個(gè)B基因發(fā)生突變的過(guò)程(已知A基因和B基因是獨(dú)立遺傳的)，請(qǐng)分析該過(guò)程，回答下列問(wèn)題： (1)上述兩個(gè)基因發(fā)生突變是由于__________________引起的。 (2)圖為甲植株發(fā)生了基因突變的細(xì)胞，它的基因型為_(kāi)_________，表現(xiàn)型是__________________，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)明基因與染色體的關(guān)系。 (3)甲、乙植株發(fā)生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現(xiàn)突變性狀，為什么？可用什么方法讓其后代表現(xiàn)出突變性狀。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)一個(gè)堿基的替換(或堿基對(duì)改變或基因結(jié)構(gòu)的改變) (2)AaBB　扁莖缺刻葉　圖略(表示出兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上即可) (3)該突變均為隱性突變，且基因突變均發(fā)生在甲和乙的體細(xì)胞中，不能通過(guò)有性生殖傳遞給子代。取發(fā)生基因突變部位的組織細(xì)胞，通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)獲得試管苗，讓其自交，其子代即可表現(xiàn)突變性狀 解析　(1)由圖可知甲植株和乙植株都發(fā)生了堿基的替換。(2)因?yàn)锳基因和B基因是獨(dú)立遺傳的，所以這兩對(duì)基因應(yīng)該分別位于圖中的兩對(duì)同源染色體上。又由于甲植株(純種)的一個(gè)A基因發(fā)生突變，所以該細(xì)胞的基因型應(yīng)該是AaBB，性狀是扁莖缺刻葉。(3)甲、乙植株雖已突變，但由于A(yíng)對(duì)a的顯性作用，B對(duì)b的顯性作用，在植株上并不能表現(xiàn)出突變性狀。當(dāng)突變發(fā)生于體細(xì)胞時(shí)，突變基因不能通過(guò)有性生殖傳給子代；要想讓子代表現(xiàn)出突變性狀，可對(duì)突變部位的組織細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，而后讓其自交，后代中即可出現(xiàn)突變性狀。 12.一種α鏈異常的血紅蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及對(duì)應(yīng)的密碼子與正常血紅蛋白(HbA)的差異如下： 血紅 蛋白 部分α鏈血紅蛋白的密碼子及其氨基酸的順序 137 138 139 140 141 142 143 144 145 HbA ACC 蘇氨 酸 UCC 絲氨 酸 AAA 賴(lài)氨 酸 UAC 酪氨 酸 CGU 精氨 酸 UAA 終止 Hbwa ACC 蘇氨 酸 UCA 絲氨 酸 AAU 天冬 酰胺 ACC 蘇氨 酸 GUU 纈氨 酸 AAG 賴(lài)氨 酸 CCU 脯氨 酸 CGU 精氨 酸 UAG 終止 (1)Hbwa異常的直接原因是α鏈第________位的________(氨基酸)對(duì)應(yīng)的密碼子缺失了一個(gè)堿基，從而使合成的肽鏈的氨基酸的順序發(fā)生改變，缺失的堿基是________。 (2)異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是_______________________________________。 (3)這種變異類(lèi)型屬于__________，一般發(fā)生的時(shí)期是在______________。這種變異與其他可遺傳變異相比，最突出的特點(diǎn)是能產(chǎn)生________。 答案　(1)138　 絲氨酸　 C　(2)控制血紅蛋白α鏈合成的基因中一個(gè)堿基對(duì)C≡G缺失　 (3)基因突變 細(xì)胞分裂的間期(DNA復(fù)制時(shí)期)　 新基因 解析　(1)在138位的密碼子為UCC和UCA，與139位相結(jié)合，進(jìn)行比較可知mRNA中缺失了堿基C。 (2)從基因?qū)哟畏治霾攀亲罡镜脑颉? (3)這種發(fā)生在分子水平的個(gè)別堿基對(duì)的改變屬于基因突變，由于間期DNA會(huì)因復(fù)制而解旋使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，易發(fā)生基因突變。 13.如圖甲是基因型為AaBB的生物細(xì)胞分裂示意圖，圖乙表示由于DNA中堿基改變導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生改變的過(guò)程，圖丙為部分氨基酸的密碼子表。據(jù)圖回答下列問(wèn)題： 第一個(gè)字母 第二個(gè)字母 第三個(gè)字母 U C A G A 異亮氨酸 異亮氨酸 異亮氨酸 甲硫氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 蘇氨酸 蘇氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 賴(lài)氨酸 賴(lài)氨酸 絲氨酸 絲氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G 丙 (1)據(jù)圖甲推測(cè)，此種細(xì)胞分裂過(guò)程中，出現(xiàn)的變異方式可能是________________________。 (2)在真核生物細(xì)胞中圖中Ⅱ過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是________________________。 (3)圖丙提供了幾種氨基酸的密碼子。如果圖乙的堿基改變?yōu)閴A基對(duì)替換，則X是圖丙氨基酸中____________的可能性最小，原因是__________________________。圖乙所示變異，除由堿基對(duì)替換外，還可由堿基對(duì)____________導(dǎo)致。 (4)A與a基因的根本區(qū)別在于基因中______________________不同。 答案　(1)基因突變或基因重組(缺一不可) (2)細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體 (3)絲氨酸　需同時(shí)替換兩個(gè)堿基　增添或缺失 (4)堿基對(duì)排列順序(脫氧核苷酸的排列順序) 解析　(1)據(jù)圖甲推測(cè)該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂中期，其左側(cè)染色體的兩條單體上基因分別為A、a，則其來(lái)源既可能為基因突變，也可能發(fā)生了交叉互換。(2)圖中Ⅱ過(guò)程為轉(zhuǎn)錄，其發(fā)生場(chǎng)所為細(xì)胞核、線(xiàn)粒體或葉綠體。(3)由圖丙可知，與賴(lài)氨酸密碼子相比，絲氨酸與之相差兩個(gè)堿基，而其他氨基酸與之相差1個(gè)堿基，故X是絲氨酸的可能性最小。(4)A與a基因的根本區(qū)別在于基因中脫氧核苷酸的排列順序不同。 [真題體驗(yàn)] 14.(xx天津，5)枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見(jiàn)下表： 枯草 桿菌 核糖體S12蛋白第55～58位的氨基酸序列 鏈霉素與 核糖體結(jié)合 在含鏈霉素培養(yǎng) 基中的存活率/% 野生型 …-P--K-P-… 能 0 突變型 …-P--K-P-… 不能 100 注：P脯氨酸；K賴(lài)氨酸；R精氨酸。 下列敘述正確的是(　　) A.S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性 B.鏈霉素通過(guò)與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能 C.突變型的產(chǎn)生是由于堿基對(duì)的缺失所致 D.鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變 答案　A 解析　突變型菌在含鏈霉素的培養(yǎng)基中存活率為100%，故具有鏈霉素抗性，A正確；鏈霉素與核糖體結(jié)合是抑制其翻譯功能，B錯(cuò)誤；突變型的產(chǎn)生最可能為堿基替換所致，因?yàn)橹桓淖兞艘粋€(gè)氨基酸，C錯(cuò)誤；鏈霉素在培養(yǎng)基中起篩選作用，不能誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變，D錯(cuò)誤。 15.(xx海南，19)關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) 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(xiàn)的照射不會(huì)影響基因B和基因b的突變率 C.基因B中的堿基對(duì)G－C被堿基對(duì)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 答案　B 解析　根據(jù)基因突變的不定向性，突變可以產(chǎn)生多種等位基因，A正確；X射線(xiàn)屬于物理誘變因子，可以提高基因突變率，B錯(cuò)誤；基因突變包括堿基對(duì)的替換、增添、缺失三種情況，C選項(xiàng)屬于替換，D選項(xiàng)屬于增添，C、D正確。