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第五章基因突变及其他变异第20课时基因突变和基因重组目标导航1.举例说明基因突变的特点和原因。2.举例说明基因重组。3.说出基因突变和基因重组的意义。一、生物变异的类型1．生物的变异有两种类型：不可遗传的变异和可遗传的变异。2．引起两种变异的条件：不可遗传的变异是由于环境因素的影响导致的，遗传物质没有改变；可遗传的变异是由于遗传物质的改变引起的。3．两种变异表现出不同的特点(1)不可遗传的变异的特点是：①一般只在当代表现出来；②不能遗传给后代；③这种变异的方向一般是定向的。(2)可遗传的变异的特点是：①可以在当代，也可在后代中出现；②变异一旦发生，就有可能遗传给后代；③这类变异的方向是不定向的。二、基因突变的实例、概念1．引起镰刀型细胞贫血症的根本原因是__________________的基因发生了突变，直接原因是构成血红蛋白的一条肽链上的____________被____________取代。2．基因突变：由于DNA分子中发生碱基对的________、________或________，而引起的基因结构的改变。所以基因突变常发生在________________和________________________。3．基因突变的本质：基因突变是____________上的变化，不改变__________上基因的数量及所处位置，只改变某一基因的________及______________，即由A→a或a→A。4．基因突变对后代的影响(1)基因突变发生在体细胞有丝分裂过程，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。(2)基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程，这种突变有可能通过有性生殖传给后代。(3)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂过程中对外界环境因素的变化更敏感。三、基因突变的特点、原因、结果及意义1．基因突变的特点(1)____________，(2)____________，(3)______________，(4)____________，(5)________________。2．诱发生物发生基因突变的因素(1)内因：基因________改变。即DNA复制出错，碱基对(增减或改变)→碱基序列(局部密码改变、移码突变)→遗传信息(改变)。(2)外因：①________因素：如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。②________因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。③________因素：如某些病毒，其遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。3．基因突变的意义：基因突变是____________产生的途径，是生物变异的________来源，是____________的原始材料。4．结果：(1)多数基因突变能引起____________的变化。(2)少数基因突变不能引起____________的改变。若发生突变后，引起mRNA上的密码子改变，但由于密码子的____________，改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。(3)若基因突变为________突变，如AA中的一个A→a，此时性状也不改变。四、基因重组及意义1．概念：基因重组是指在生物体进行________________的过程中，控制不同性状的基因的________________。所以，进行有性生殖的生物会发生基因重组。2．类型：基因重组有________________和________________两类。前者发生在____________________(非同源染色体的自由组合)，后者发生在______________________(非姐妹染色单体的交叉互换)。3．意义：基因重组是__________________的来源之一，是形成生物__________的重要原因，对生物的________也具有重要意义。知识点一生物变异的类型1．在北京培育的优质甘蓝品种叶球最大的只有3.5kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7kg左右，但再引种回北京后，叶球又只有3.5kg。从甘蓝的引种过程可以看出()A．甘蓝具有遗传性，而不具有变异特征B．仅仅由环境条件引起的变异不能遗传C．环境改变可以引起生物产生可遗传的变异D．甘蓝在生殖过程中无基因重组产生知识点二基因突变的实例、概念2．下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA、GAC。据图分析正确的是()A．转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基为GUAB．②过程是以α链为模板，核糖核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的催化下完成的C．控制血红蛋白合成的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症D．人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白中的一个谷氨酸被缬氨酸取代知识点三基因突变的特点、原因、结果及意义3．基因突变常发生在细胞周期的()A．分裂间期B．分裂前期C．分裂后期D．分裂的各时期均有可能4．如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图中分析得到()A．表明基因的突变具有不定向性B．表明基因突变具有可逆性C．这些基因的碱基序列一定不同D．表明基因突变具有普遍性知识点四基因重组及意义5．下列叙述错误的是()A．基因突变是生物变异的根本来源B．基因突变使一个基因变成它的等位基因C．基因重组只能产生新的基因型，不能产生新的基因，因此对生物进化没有作用D．基因重组只发生在有性生殖过程中6．下列各选项中能够体现基因重组的是()A．细胞分裂间期DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变B．减数分裂四分体时期同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换C．减数第一次分裂过程中，非同源染色体上非等位基因的自由组合D．细胞分裂过程中染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上基础落实1．下列关于基因突变的叙述，错误的是()A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的C．基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引发D．基因突变的频率很低，且都是有害的2．下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象，又有可能发生基因突变现象的是()A．心肌细胞B．成熟的红细胞C．根毛细胞D．精原细胞3．下面有关基因重组的说法不正确的是()A．基因重组发生在减数分裂过程中B．基因重组产生原来没有的新基因C．基因重组是生物变异的主要来源D．基因重组能产生原来没有的新性状4．卵原细胞在进行DNA复制时，细胞中不可能出现的是()A．解旋B．蛋白质合成C．基因突变D．基因重组能力提升5．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6．如图为高等动物的细胞分裂示意图，图中不可能反映的是()A．发生了基因突变B．发生了染色单体互换C．该细胞为次级卵母细胞D．该细胞为次级精母细胞7．下列关于基因突变的叙述中，正确的是()①基因突变包括自然突变和诱发突变②在DNA复制中，碱基排列顺序发生差错从而改变了遗传信息，产生了基因突变③基因突变一般对生物是有害的，但也有的基因突变是有利的④基因突变一定产生新性状A．①②③④B．①②③C．①②④D．②③④8．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况对其编码的蛋白质结构影响最小()A．置换单个碱基对B．增加4个碱基对C．缺失3个碱基对D．缺失4个碱基对题号12345678答案9.下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，请据图回答：(1)③过程是____________，发生的场所是______，发生的时间是______________；①过程是______________，发生的场所是______；②过程是______，发生的场所是________。(2)④表示的碱基序列是____________，这是决定一个缬氨酸的一个____________，转运缬氨酸的转运RNA一端的三个碱基是____________。(3)父母均正常，生了一个镰刀型细胞贫血症的女儿，可见此遗传病是________________遗传病。若HbS代表致病基因，HbA代表正常的等位基因，则患病女儿的基因型为____________，母亲的基因型为______；这对夫妇再生一个患此病的女儿的概率为______。(4)比较HbS与HbA的区别，HbS中碱基为______，而HbA中为______。(5)镰刀型细胞贫血症是由______产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于____________。该病十分罕见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是__________和__________。10．如图为某一红色链孢霉合成精氨酸的过程，回答问题：基因Ⅰ基因Ⅱ基因Ⅲ↓↓↓酶Ⅰ酶Ⅱ酶Ⅲ↓↓↓某化合物―→鸟氨酸―→瓜氨酸―→精氨酸(1)在一次实验中，经测试只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如果酶Ⅰ和酶Ⅲ活性正常，酶Ⅱ活性丧失，则能否合成鸟氨酸和精氨酸？________________________________________________________________________。原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用一定剂量的γ射线照射萌发状态的棉花种子，其成活棉株的器官形态和生理代谢均发生显著变异，这种变异属于__________。处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降，这说明了____________________________。在其中也发现了极少的个体品质好、产量高，这说明了变异是__________________。答案知识清单二、1.控制合成血红蛋白谷氨酸缬氨酸2．替换增添缺失有丝分裂间期减数第一次分裂间期3．分子水平染色体结构表现形式三、1.(1)普遍性(2)随机性(3)低频性(4)不定向性(5)多害少利性2．(1)结构(2)①物理②化学③生物3．新基因根本生物进化4．(1)生物性状(2)生物性状简并性(3)隐性四、1.有性生殖重新组合2．自由组合交叉互换减数第一次分裂的后期减数第一次分裂的四分体时期3．生物变异多样性进化对点训练1．D[生物的遗传和变异是生物的基本特征之一。生物的变异性状能否遗传，关键是看生物的遗传物质是否改变。遗传物质未改变，仅由环境因素引起的变异是不能遗传的。同一品种的甘蓝含有相同的遗传物质，在北京和拉萨两地的产量不同是两地的环境因素不同造成的。因而这种变异不能遗传。]2．B[以α链为模板转录出的mRNA对应的碱基序列为GUA，而转运缬氨酸的tRNA一端裸露的碱基为CAU。②过程为转录，原料应为核糖核苷酸。引起镰刀型细胞贫血症的根本原因应为基因突变。]3．A[基因突变发生在DNA分子复制的过程中，而DNA分子的复制在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期进行。]4．D[本题考查的是有关基因突变的特点。A基因可以突变成a1、a2、a3，说明基因突变具有不定向性；同时A基因可以突变成a1基因，a1基因也可以突变成A基因，说明基因突变具有可逆性；控制同一性状的基因有几种，其根本原因是其碱基的序列不同。]5．C[基因突变的结果是产生等位基因，即产生原来没有的新