【贏在起點】2013一輪復習_學案29_基因突變和基因重組

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1、 第七單元 生物變異、育種和進化 學案29 基因突變和基因重組 山東省陽谷三中王文芳（暖風1261634564） 考綱要求 1.基因重組及其意義 Ⅱ 2.基因突變的特征和原因 Ⅱ 復習要求： 1.基因突變的原因、特點、意義 2.基因重組在雜交育種和基因治療上的應用 基礎(chǔ)自查 一、變異的概念 二、變異的類型 1.可遺傳的變異： 2． 不遺傳的變異： 三.基因突變 1.概念： 2.實例：鐮刀型細胞貧血癥 3.原因 (1)外因： (2) 內(nèi)因： 4.誘變因素 5.特點

2、： 6.意義： 四、基因重組 1.概念： 2.類型 3． 實現(xiàn)途徑： 4.意義 課堂深化探究 一.試總結(jié)生物界中各生物類群的可遺傳的變異 二.基因突變和基因重組 （一）觀察圖解理解引起基因突變的因素及其作用機理回答問題： 1.基因突變對生物的影響 堿基對 影響范圍 對氨基酸的影響 替換 增 添 缺 失 2.類型 3.基因突變不一定導致生物性狀改變的原因 4.基因突變多害少利 特別提醒　 1.基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時間，但對于細胞分裂過程來說，一般

3、發(fā)生在細胞分裂(無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂、原核生物的二分裂)的DNA分子復制的過程中。同樣，病毒DNA復制時均可突變。 2.基因突變引起基因“質(zhì)”的改變，產(chǎn)生原基因的等位基因，改變了基因的表現(xiàn)形式，但并未改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置?；蛲蛔兪巧镒儺惖母緛碓?。 3.以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，其RNA上核糖核苷酸序列發(fā)生變化，也稱為基因突變，且RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，在傳遞過程中更易發(fā)生突變。 4.基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改變基因的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生新基因。 （二）三種基因重組機制比較 重組類型 同源染色體上非等位基因的重組 非同源染色體上非等位基因間的重組 DNA分子重組

4、技術(shù) 發(fā)生時間 發(fā)生機制 圖像示意 特別提醒　①基因重組是真核生物有性生殖過程中產(chǎn)生可遺傳變異的最重要來源，是形成生物多樣性的重要原因。 ②基因重組未產(chǎn)生新基因，只是原有基因的重新組合，只是產(chǎn)生了新的表現(xiàn)型(或新品種)。 ③自然狀況下，原核生物中不會發(fā)生基因重組。 （三）基因突變和基因重組的區(qū)別和聯(lián)系 項 目 基因突變 基因重組 區(qū) 別 本 質(zhì) 原 因 時 期 條 件 ? 意 義 ? 應 用 通過誘變育種培養(yǎng)新品種 通過雜交育種，使

5、性狀重組，可培育優(yōu)良品種 發(fā)生的可能性 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 聯(lián) 系 （注：①基因突變是生物變異的根本原因；基因重組是親代與子代及子代個體之間差異的主要原因。②廣義的基因重組還包括DNA重組技術(shù)。③進行有性生殖的生物產(chǎn)生變異的主要來源是基因重組。④基因重組不產(chǎn)生新的基因，只產(chǎn)生新的基因型） 對應訓練 1.下面描述的生物變異屬于可遺傳的變異且生物界各種生物都有可能產(chǎn)生的是(　　)。 ①長在邊際的玉米比田中心的玉米粗壯產(chǎn)量高　②流感病毒有幾百個變種，且新亞種不斷產(chǎn)生?、邸癛型活菌＋加熱殺死的S型菌”后代產(chǎn)生S型活菌　④果

6、蠅的白眼　⑤豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒?、奕祟惖募t綠色盲?、呷祟惖溺牭缎图毎氀Y?、嘭埥芯C合征　⑨高山草甸多倍體植物居多 A.②③⑥⑦ B.①③⑥⑦⑧ C.②④⑥⑦ D.⑤⑧⑨ 2下面關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是(　　) A.親代的突變基因一定能傳遞給子代 B.子代獲得突變基因一定能改變性狀 C.突變基因一定由物理、化學或生物因素誘發(fā) D.突變基因一定有基因結(jié)構(gòu)上的改變 3下列關(guān)于基因重組的說法不正確的是(　　) A.生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合屬于基因重組 B.減數(shù)分裂四

7、分體時期，同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，導致基因重組 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，而根尖則不能 4以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是(　　) A.非同源染色體的自由組合能導致基因重組 B.非姐妹染色單體的交換可引起基因重組 C.純合體自交因基因重組導致子代性狀分離 D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān) 5某正常人無致病基因，甲、乙、丙三人均表現(xiàn)正常。該四人7號和12號染色體上相關(guān)基因?qū)糠值膲A基排列順序如表所示。請分析回答下面的問題。 正常人 甲 乙 丙 7號染色體

8、 CTT CAT CTT CAT 12號染色體 ATT ATT GTT ATT (1)表中所示甲的7號染色體上，該部位堿基排列順序變?yōu)镃AT的根本原因是________的結(jié)果。 (2)甲、乙、丙三人表現(xiàn)正常的原因可能有(至少寫出兩點)： ________________________________________________________________________。 (3)若表中標明堿基的那條鏈為非模板鏈，請寫出乙個體第12號染色體上該基因片段轉(zhuǎn)錄成的密碼子為________。 (4)如果某人7號染色體上的部分基因轉(zhuǎn)移到了12號染色體上，則這種變異類

9、型最可能是________。 實驗探究 玉米子粒種皮有黃色和白色之分，植株有高莖、矮莖之分。請回答下列問題： (1)種皮的顏色是由細胞中的色素決定的，已知該色素不是蛋白質(zhì)，那么基因控制種皮的顏色是通過控制 來實現(xiàn)的。 (2)矮莖玉米幼苗經(jīng)適宜濃度的生長素類似物處理，可以長成高莖植株。為了探究該變異性狀是否能穩(wěn)定遺傳，生物科技小組設(shè)計實驗方案如下。請你寫出實驗預期及相關(guān)結(jié)論，并回答問題。 ①實驗步驟： a.在這株變異的高莖玉米雌花、雄花成熟之前，分別用紙袋將雌穗、雄穗套住，防止異株之間傳粉。 b.雌花、雄花

10、成熟后，人工授粉，使其自交。 c.雌穗上種子成熟后，收藏保管，第二年播種觀察。 ②實驗預期及相關(guān)結(jié)論： a. 。 b. 。 ③問題： a.預期最可能的結(jié)果： 。 b.對上述預期結(jié)果的解釋：

11、 限時訓練 題組一　基因突變 1.下列細胞或生物中可以發(fā)生基因突變的是(　　) ①洋蔥根尖生長點細胞?、谘笫[表皮細胞?、巯趸毦、躎2噬菌體?、萑说纳窠?jīng)細胞?、奕说墓撬杓毎、咚{藻?、嗳说木毎? A.①②③⑤⑥⑦　　　　　　 B.①③④⑥⑦⑧ C.①③④⑤⑥⑧ D.①②④⑤⑧ 2.棉花某基因上的一個脫氧核苷酸對發(fā)生了改變，不會出現(xiàn)的情況是(　　) A.該基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA上的部分密碼子的排列順序發(fā)生了改變 B.該基因控制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變 C.該細胞中tRNA的種類發(fā)生了

12、改變 D.該基因控制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變 3.(2012·寶雞模擬)某生物基因型為AaBb，經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生四種數(shù)量相等的配子，如圖為其體內(nèi)的某個細胞，則(　　) A.若圖中基因位點1的基因為A，而位點2和4為B與b，則該細胞有可能發(fā)生了交叉互換 B.該圖表示時期有4個染色體組 C.該狀態(tài)下的細胞發(fā)生了基因重組 D.該細胞中位點2與4所在染色體為同源染色體，位點2與4上的基因遵循分離定律 4.(2011·淮安質(zhì)檢)如果細菌控制產(chǎn)生某種“毒蛋白”的基因發(fā)生了突變，突變造成的結(jié)果使其決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸變化如下： 基因突變前：甘氨酸 谷氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸

13、 基因突變后：甘氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 亮氨酸 賴氨酸 根據(jù)上述氨基酸序列確定突變基因DNA分子的改變是(　　) A.突變基因為一個堿基腺嘌呤替換為鳥嘌呤 B.突變基因為一個堿基胞嘧啶替換為胸腺嘧啶 C.突變基因為一個堿基鳥嘌呤替換為腺嘌呤 D.突變基因為一個堿基的增減 5.某嬰兒不能消化乳類，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)他的乳糖酶分子中有一個氨基酸發(fā)生了改變，導致乳糖酶失活，其根本原因是(　　) A.缺乏吸收某種氨基酸的能力 B.不能攝取足夠的乳糖酶 C.乳糖酶基因至少有一個堿基對改變了 D.乳糖酶基因有一個堿基對缺失了 6.如圖為高等動物的細胞分裂示意圖。圖中可能反映的是(多選)(

14、　　) A.可能發(fā)生了基因突變 B.發(fā)生了非姐妹染色單體間的片段互換 C.該細胞為次級卵母細胞 D.該細胞可能為次級精母細胞 題組二　基因重組 7.(2012·山西省太原市模擬)下列變異的原理屬于基因重組的是(　　) A.將四倍體植株與正常二倍體植株雜交，產(chǎn)生三倍體植株 B.一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生了一個既白化又色盲的兒子 C.組成血紅蛋白的氨基酸排列順序改變，導致血紅蛋白異常的疾病 D.某人的第5號染色體丟失一個片段，導致患某種遺傳病 8.下列變異的原理一般認為屬于基因重組的是(　　) A.將轉(zhuǎn)基因的四倍體與正常的二倍體雜交，生產(chǎn)出不育的轉(zhuǎn)基因三倍體魚苗

15、B.血紅蛋白氨基酸排列順序發(fā)生改變，導致某些血紅蛋白病 C.一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生下了一個既白化又色盲的兒子 D.高產(chǎn)青霉素的菌株、太空椒等的培育 9.控制不同性狀的基因之間進行重新組合，稱為基因重組。下列各選項中能夠體現(xiàn)基因重組的是(　　) A.利用人工誘導的方法獲得青霉素高產(chǎn)菌株 B.利用基因工程手段培育能生產(chǎn)干擾素的大腸桿菌 C.在海棠枝條上嫁接蘋果的芽，海棠與蘋果之間實現(xiàn)基因重組 D.用一定濃度的生長素溶液涂抹未受粉的雌蕊柱頭，以獲得無子番茄 題組三　應用提升 10.甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤(G)的N位置上帶有乙基而成為7—乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶(C

16、)配對而與胸腺嘧啶(T)配對，從而使DNA序列中G－C對轉(zhuǎn)換成 A－T對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通常可獲得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題。 (1)經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻，其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明這種變異為________突變。 (2)用EMS浸泡種子是為了提高______________，某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說明變異具有__________。 (3)EMS誘導水稻細胞的DNA發(fā)生變化，而染色體的__________不變。 (4)經(jīng)EMS誘變處理后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也可能攜帶

17、有害基因，為了確定是否攜帶有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有________、______________________________。 (5)誘變選育出的變異水稻植株還可通過PCR方法進行檢測，通常該植株根、莖和葉都可作為檢測材料，這是因為________________________。 11.刺毛鼠(2n＝16)背上有硬棘毛，體淺灰色或沙色，張教授在一封閉飼養(yǎng)的刺毛鼠繁殖群中，偶然發(fā)現(xiàn)一只無刺雄鼠(淺灰色)，全身無棘毛，并終身保留無刺狀態(tài)。張教授為了研究無刺小鼠的遺傳特性，讓這只無刺雄鼠與雌性刺毛鼠交配，結(jié)果F1全是刺毛鼠；再讓F1刺毛鼠雌雄交配，產(chǎn)出8只無刺小鼠和25只

18、有刺小鼠，其中無刺小鼠全為雄性。 (1)張教授初步判斷： ①該雄鼠無刺的原因是種群中基因突變造成的，而不是營養(yǎng)不良或其他環(huán)境因素造成的。 ②控制無刺性狀的基因位于性染色體上。 寫出張教授作出上述兩項判斷的理由： 判斷①的理由____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 判斷②的理由________________________________________

19、____________________ ________________________________________________________________________。 (2)若該淺灰色無刺雄鼠基因型為BbXaY(基因獨立遺傳)，為驗證基因的自由組合定律，則可用來與該鼠進行交配的個體基因型分別為_____________________________________。 (3)若該淺灰色無刺雄鼠的某精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生了一個BbbXa的精子，則同時產(chǎn)生的另外三個精子的基因型分別為________、Y、Y，這四個精子中染色體數(shù)目依次為____________，這些精子

20、與卵細胞結(jié)合后，會引起后代發(fā)生變異，這種變異屬于________。 高考真題體驗 1.（2012浙江）玉米的抗病和不抗?。ɑ驗椋?、ａ）、高桿和矮桿（基因為Ｂ、ｂ）是兩對獨立遺傳的相對性狀。現(xiàn)有不抗病矮桿玉米種子（甲），研究人員欲培育抗病高桿玉米，進行以下實驗： 取適量的甲，用合適劑量的γ射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮桿1株（乙）和不抗病高桿1株（丙）。將乙與丙雜交，Ｆ１中出現(xiàn)抗病高桿、抗病矮桿、不抗病高桿、不抗病矮桿。選Ｆ1中的抗病高桿植株上的花藥進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高桿植株（?。?。 另一實驗表明，以甲和丁為親本進行雜交，子一

21、代均為抗病高桿。 請回答： （1）對上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正?！　　　　。δ軉适В瑹o法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有　　　　的特點，該變異類型屬于　　　　　　　。 （2）上述培育抗病高桿玉米的實驗運用了　　　　　　　　、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是　　　　　　　　　　?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過誘導愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導分化成　　　　　獲得再生植株。 （3）從基因組成看，乙與丙植株雜交的Ｆ１中抗病高桿植株能產(chǎn)生　　　種配子。 （4）請用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到Ｆ1的過程

22、。 2.（2012廣東）子葉黃色（Y，野生型）和綠色（y，突變型）是孟德爾研究的豌豆相對性狀之一。野生型豌豆成熟后，子葉由綠色變?yōu)辄S色。 （1） 在黑暗條件下，野生型和突變型豌豆的葉片總?cè)~綠素含量的變化見圖10。其中，反映突變型豌豆葉片總?cè)~綠素含量變化的曲線是____________。 （2）Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列見圖11。據(jù)圖11推測，Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對的_______和_______。進一步研究發(fā)現(xiàn)，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進入葉綠體。可推測，位點_______的突變導致了該蛋白的功能異常，從而使該蛋白調(diào)

23、控葉綠素降解的能力減弱，最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”。 （3）水稻Y基因發(fā)生突變，也出現(xiàn)了類似的“常綠”突變植株y2，其葉片衰老后仍為綠色。為驗證水稻Y基因的功能，設(shè)計了以下實驗，請完善。 （一）培育轉(zhuǎn)基因植株： Ⅰ.植株甲：用含有空載體的農(nóng)桿菌感染________的細胞，培育并獲得純合植株。 Ⅱ.植株乙：________，培育并獲得含有目的基因的純合植株。 （二）預測轉(zhuǎn)基因植株的表現(xiàn)型： 植株甲：________維持“常綠”；植株乙：________。 （三）推測結(jié)論：________。 3(2011·江蘇卷)在有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均可產(chǎn)生的變異是(多選)(　

24、　)。 A.DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變 B.非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導致基因重組 C.非同源染色體之間變換一部分片段，導致染色體結(jié)構(gòu)變異 D.著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異 4(2011·北京理綜，31)TDNA可隨機插入植物基因組內(nèi)，導致被插入基因發(fā)生突變。用此方法誘導擬南芥產(chǎn)生突變體的過程如下：種植野生型擬南芥，待植株形成花蕾時，將地上部分浸入農(nóng)桿菌(其中的T-DNA上帶有抗除草劑基因)懸浮液中以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。在適宜條件下培養(yǎng)，收獲種子(稱為T1代)。 (1)為促進植株側(cè)枝發(fā)育以形成更多的花蕾，需要去除________

25、____________________， 因為后者產(chǎn)生的________會抑制側(cè)芽的生長。 (2)為篩選出已轉(zhuǎn)化的個體，需將T1代播種在含________的培養(yǎng)基上生長，成熟后自交，收獲種子(稱為T2代)。 (3)為篩選出具有抗鹽性狀的突變體，需將T2代播種在含________的培養(yǎng)基上，獲得所需個體。 (4)經(jīng)過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體。為確定抗鹽性狀是否由單基因突變引起，需將該突變體與________植株進行雜交，再自交________代后統(tǒng)計性狀分離比。 A、B、C、D表示能與相應T-DNA 鏈互補、長度相等的單鏈DNA片段；箭頭指示DNA合成方向。 (5)

26、若上述T-DNA的插入造成了基因功能喪失，從該突變體的表現(xiàn)型可以推測野生型基因的存在導致植物的抗鹽性________。 (6)根據(jù)TDNA的已知序列，利用PCR技術(shù)可以擴增出被插入的基因片段。其過程是：提取________植株的DNA，用限制酶處理后，再用________將獲得的DNA片段連接成環(huán)(如右圖)，以此為模板，從圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取________作為引物進行擴增，得到的片段將用于獲取該基因的全序列信息。 5.(2010·新課標)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測是否正確，應檢測

27、和比較紅花植株與白花植株中(　　)。 A.花色基因的堿基組成 B.花色基因的DNA序列 C.細胞的DNA含量 D.細胞的RNA含量 6.(2011·安徽卷)人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對人體會產(chǎn)生有害影響。積聚在細胞內(nèi)的131I可能直接(　　)。 A.插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改變 B.替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變 C.造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異 D.誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代

28、 7.(2011·廣東卷)最近，可以抵抗多數(shù)抗生素的“超級細菌”引人關(guān)注，這類細菌含有超強耐藥性基因NDM1，該基因編碼金屬β內(nèi)酰胺酶，此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是(多選)(　　)。 A.定向突變 B.抗生素濫用 C. 金屬β內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活 D.通過染色體交換從其他細菌獲得耐藥基因 8.(2010·福建卷)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，導致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼帷Ｔ摶虬l(fā)生的突變是(　　)。 A.①處插入堿基對G－C B.②處堿基對A－T替換為G－C C.③處缺失堿基對A－T D.④處

29、堿基對G－C替換為A－T 9.(2008·寧夏理綜，5)以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是(　　)。 A.非同源染色體的自由組合能導致基因重組 B.非姐妹染色體的交換可引起基因重組 C .純合體自交因基因重組導致子代性狀分離 D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān) 學案29 基因突變和基因重組 答案與解析 基礎(chǔ)自查 一、指生物體子代與親代之間以及子代不同個體之間出現(xiàn)性狀差異的現(xiàn)象。 二、 1.由于生殖細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)改變而引起的變異，來源為基因突變、基因重組和染色體變異。 2.僅僅是由于環(huán)境因素的影響而引起的變異，不涉及遺傳物質(zhì)的改變。 三.基因突變 1.由于

30、DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 3.(1)①某些外界環(huán)境條件(如溫度驟變、各種射線、污染等)。 ②生物體內(nèi)部因素(如異常代謝產(chǎn)物)等作用。 (2)DNA復制過程中，基因內(nèi)部脫氧核苷酸的種類、數(shù)量或排列順序發(fā)生局部的改變，從而改變了遺傳信息。 4.(1)物理因素：例如，紫外線、X射線、γ射線、激光等。 (2)化學因素：例如，亞硝酸、堿基類似物、秋水仙素等。 (3)生物因素：例如，某些病毒和細菌等。 5.(1)普遍性；(2)隨機性；(3)低頻性；(4)多害少利性；(5)不定向性。 6.基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原

31、始材料。 四、基因重組 1.基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。 2.(1)自由組合(非同源染色體上的非等位基因自由組合)。 (2)交叉互換(同源染色體非姐妹染色單體交叉互換，導致染色單體上的基因重組)。 3.有性生殖(減數(shù)分裂)。 4.基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。 課堂深化探究 一． 所有生物都可通過基因突變產(chǎn)生新基因，使本物種基因庫增加“原始材料”，促進生物進化發(fā)展；基因重組和染色體變異是真核生物特有的。 二.基因突變和基因重組 （一）1.基因突變對生物的影響 堿基對 影響范圍 對氨基酸的

32、影響 替 換 小 只改變1個氨基酸或不改變 增 添 大 不影響插入位置前的序列，只影響插入位置后的序列 缺 失 大 不影響缺失位置前的序列，只影響缺失位置后的序列 2.類型 顯性突變：aa―→Aa(當代表現(xiàn)) 隱性突變：AA―→Aa(當代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合體) 3.(1)突變部位可能在非編碼部位(內(nèi)含子和非編碼區(qū))。 (2)基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。 (3)基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA―→Aa，也不會導致性狀的改變。 4.基因突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，所以一般有害；但有少數(shù)基因突變也可能使生物產(chǎn)生新的性狀，適應改變

33、的環(huán)境，獲得新的生存空間。 （二）三種基因重組機制比較 重組類型 同源染色體上非等位基因的重組 非同源染色體上非等位基因間的重組 DNA分子重組技術(shù) 發(fā)生時間 減數(shù)第一次分裂四分體時期 減數(shù)第一次分裂后期 發(fā)生機制 同源染色體非姐妹染色單體之間交叉互換導致染色單體上的基因重新組合 同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上非等位基因間的重新組合 目的基因經(jīng)載體導入受體細胞，導致受體細胞中基因重組 圖像示意 （三）基因突變和基因重組的區(qū)別和聯(lián)系 項 目 基因突變 基因重組 區(qū) 別 本 質(zhì) 基因分子結(jié)

34、構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，改變基因的“質(zhì)”，出現(xiàn)了新性狀，但未改變基因的“量” 原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，使性狀重新組合。但未改變基因的“質(zhì)”和“量” 原 因 在一定的外界或內(nèi)部因素作用下，由于基因復制時堿基種類、數(shù)目、排列順序發(fā)生改變，使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 減數(shù)分裂過程中，同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換或非同源染色體之間的自由組合 時 期 ?有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期 減數(shù)第一次分裂的四分體時期和減數(shù)第一次分裂后期 條 件 ?外界條件劇變和內(nèi)部因素的相互作用 不同個體之間的雜交，有性生殖過程中的減數(shù)分裂和受精作用 意 義 ?是新基因產(chǎn)生的途

35、徑，生物變異的根本來源，也是生物進化的原材料 ?是生物產(chǎn)生變異的來源之一，是生物進化的重要因素之一 應 用 通過誘變育種培養(yǎng)新品種 通過雜交育種，使性狀重組，可培育優(yōu)良品種 發(fā)生的可能性 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 所有生物均可發(fā)生(包括病毒)，具有普遍性 只適用于真核生物的有性生殖，是細胞核遺傳 聯(lián) 系 （1）都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異 （2）在長期進化過程中，通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組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) （3）二者均產(chǎn)生新的基因型，可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型 對應訓練 1解析　①是光照、

36、CO2供應等差異引起不可遺傳的變異；②、④、⑥、⑦的成因為基因突變；③類似于轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是廣義的基因重組；⑤是基因重組；⑧、⑨依次是染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異，根據(jù)題干要求，只有基因突變屬于生物界各種生物都可以發(fā)生的可遺傳的變異。 答案　C 2D　[基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細胞中則一般不傳遞給子代。由于不同密碼子可能決定相同氨基酸，所以子代獲得突變基因不一定能改變性狀?；蛲蛔兛梢宰园l(fā)產(chǎn)生，也可以誘發(fā)產(chǎn)生。基因突變是由于DNA分子中堿基對發(fā)生替換、增添或缺失，所以一定有基因結(jié)構(gòu)上的改變。 3B　真核生物的基因重組有兩種類型，一種是位于非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合

37、，另一種是發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，這兩種基因重組都發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。同源染色體的姐妹單體上的基因相同，局部交換不屬于基因重組。 4C　基因重組是指非等位基因間的重新組合，能產(chǎn)生大量的變異類型，但只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因?；蛑亟M的細胞學基礎(chǔ)是性原細胞的減數(shù)第一次分裂，同源染色體彼此分離時，非同源染色體之間的自由組合和四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換。 5答案　(1)基因突變　(2)①突變后的基因為隱性基因；②突變后的基因控制合成的蛋白質(zhì)不變；③突變發(fā)生在該基因的非編碼區(qū)；④突變發(fā)生在該基因編碼區(qū)的內(nèi)含子(至少寫出兩點)　(3)GUU　(

38、4)染色體變異(或染色體結(jié)構(gòu)的變異、染色體易位) 實驗探究 【解析】基因?qū)π誀畹目刂朴袃蓷l途徑，一是通過控制蛋白質(zhì)的合成來直接控制生物性狀；另外一條途徑是通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而間接控制生物性狀。因為色素不是蛋白質(zhì)，顯然基因不能直接控制，只能通過酶間接控制。如果高莖變異是環(huán)境引起的變異，遺傳物質(zhì)沒有改變，則自交后代的植株都是矮莖；如果遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，則自交后代仍然會出現(xiàn)高莖。 (1) 有關(guān)酶的合成來控制代謝過程，進而控制性狀 。 (2) a.子代玉米苗有高莖植株，說明生長素類似物引起的變異能夠遺傳。 b.子代玉米苗全部是矮莖植株，說明生長素類似物引起的變異不能遺傳。

39、 ③ a.子代玉米植株全是矮莖。 b.適宜濃度的生長素類似物能促進細胞的伸長生長，但不能改變細胞的遺傳物質(zhì) 限時訓練 題組一　基因突變 1.答案：　B 2.答案：　C 3.解析：　由題干信息可判斷該生物為二倍體，圖示細胞處于有絲分裂后期。位點2和4所在的染色體是姐妹染色單體分開后形成的，正常情況下其基因組成是相同的，其上的基因不遵循分離定律。位點2和4為B與b，最可能的原因是發(fā)生了基因突變。一般認為有絲分裂過程中不發(fā)生交叉互換、基因重組。 答案：　B 4.D　 基因突變前與基因突變后的氨基酸序列從第三個開始，其后的氨基酸序列都發(fā)生變化。若發(fā)生一個堿基的替換，最多只可能使一個氨基

40、酸改變，不可能使后面的多個氨基酸序列都發(fā)生變化。 5.C　 乳糖酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，由乳糖酶基因控制合成，故導致乳糖酶失活的根本原因是乳糖酶基因發(fā)生突變，排除A、B兩選項。又因乳糖酶分子中只是一個氨基酸發(fā)生了改變，其他氨基酸的數(shù)目和順序都未變，故不可能是乳糖酶基因有一個堿基對缺失，因為若缺失一個堿基對，則從此部分往后的氨基酸都會發(fā)生改變，排除D選項。 6.ABD　 題中所給圖因無同源染色體，為減數(shù)分裂第二次分裂的后期圖；又因為細胞質(zhì)均等分裂，故此細胞為次級精母細胞或極體。姐妹染色單體形成的兩條染色體上的基因若不相同，只有兩種可能，一是基因突變，二是染色體片斷的互換。 題組二　基因重組

41、 7答案：　B 8.C　 A項屬于染色體變異，B項屬于基因突變，D項屬于基因突變。C項是非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而重組。 拓展提升　辨析基因突變與基因重組 通過基因突變會產(chǎn)生新的基因和基因型?；蛑亟M只能產(chǎn)生新的基因型而不能產(chǎn)生新的基因，要增加基因重組的內(nèi)涵只有通過基因突變，所以基因突變是生物變異的根本來源。但是由于基因突變的多害性和低頻性，所以生物變異的主要來源是基因重組，而非基因突變。 9.B　 廣義的基因重組除了減數(shù)分裂過程中的交叉互換與非同源染色體上的非等位基因自由組合外，還包括不同生物之間的基因的重新組合。 題組三　應用提升 10.(

42、1)顯性 (2)基因突變頻率　不定向性 (3)結(jié)構(gòu)和數(shù)目 (4)自交　花藥離體培養(yǎng)形成單倍體、秋水仙素誘導加倍形成二倍體 (5)該水稻植株體細胞基因型相同 解析　(1)該題主要涉及自交后代表現(xiàn)型的類型判斷，如果后代只有一種表現(xiàn)型，則為隱性突變，否則為顯性突變。(2)用EMS溶液浸泡種子，屬于人工誘變育種，可以提高種子的基因突變頻率；當有多種類型出現(xiàn)時，說明EMS誘導出了多種性狀，說明基因突變的不定向性。(3)由題意可知EMS主要與堿基發(fā)生改變有關(guān)，而與染色體變異所涉及的結(jié)構(gòu)與數(shù)目無關(guān)。(4)該題主要涉及生物學技術(shù)，將有害基因通過表現(xiàn)型表達出來，從而進行判斷。 (5)一株植物體上全部

43、體細胞的基因型幾乎是相同的，從而進行判斷。 11.(1)①因為無刺的性狀可遺傳給后代，是可遺傳的變異，種群中常見種為刺毛鼠，出現(xiàn)無刺性狀最可能是基因突變的結(jié)果 ②因為F1刺毛鼠雌雄交配后代無刺性狀和性別相關(guān)聯(lián)，故該基因位于性染色體上 (2)bbXaXa、BbXAXa、bbXAXa、BbXaXa (3)BXa　10、8、7、7　染色體變異 解析　(1)可遺傳的變異與不可遺傳的變異的區(qū)別在于這種變異是否能夠遺傳。若性狀與性別無關(guān)，則該性狀是常染色體基因控制的。若性狀與性別相關(guān)聯(lián)，則該性狀由性染色體基因控制。(2)驗證基因自由組合定律可以用基因型相同的雙雜合個體交配，也可以通過測交或者選擇

44、一對親本滿足一對基因為雜合子自交型，另一對基因為測交型的個體間交配，如：BbXaY×bbXAXa、BbXaY×BbXaXa。(3)精子中不存在等位基因或相同的基因，由精子BbbXa可知：在該精子形成過程中減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂均不正常。減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的兩個次級精母細胞基因型為BbXa和Y，次級精母細胞BbXa在減數(shù)第二次分裂時，因bb基因未分開，故得到的兩個精子為BbbXa和BXa。這些精子與卵細胞結(jié)合所形成的受精卵的染色體數(shù)均不正常，這屬于染色體數(shù)目變異。 高考真題體驗 1【解析】（1）葉綠素是相關(guān)基因表達的結(jié)果，白化苗是由于其葉綠素相關(guān)基因發(fā)生缺失所引起的，說明該植株的葉綠

45、素相關(guān)基因無法正常表達。植物缺乏葉綠素，無法進行光合作用，所以這種變異屬于有害的變異。由于基因的部分發(fā)生缺失而產(chǎn)生的變異屬于基因突變。 （2）這里的育種運用了射線，導致植株的基因型發(fā)生改變，這種育種方式為誘變育種；后面的花藥離體培養(yǎng)，秋水仙素加倍，屬于單倍體育種；利用不同表現(xiàn)型的植株雜交得到優(yōu)良性狀的后代為雜交育種。雜交育種是利用在形成配子的過程中基因發(fā)生重組，所以其原理為基因重組?；ㄋ庪x體培養(yǎng)所利用的技術(shù)手段是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，這種技術(shù)手段的途徑有二：①通過愈傷組織分化出芽和根，形成再生植株；②通過誘導分化成胚狀體，獲得再生植株。 （3）乙和丙雜交得到F1，F(xiàn)1的基因型有AaBb，Aab

46、b，aaBb，aabb。其中抗病高桿個體的基因型有AaBb，這種基因型個體能夠產(chǎn)生4種類型的配子。 （4）如圖（注意親代，子一代，配子，基因型和表現(xiàn)型，比例等） 【答案】（1）表達 有害性 基因突變 （2）誘變育種 基因重組 胚狀體（3）4 （4） 2【解析】（1）根據(jù)題干所給信息“野生型豌豆成熟后，子葉由綠色變?yōu)辄S色”，可推測出野生型豌豆成熟后，子葉發(fā)育成的葉片中葉綠素含量降低。分析圖10，B從第六天開始總?cè)~綠素含量明顯下降，因此B代表野生型豌豆，A為突變型豌豆。 （2）根據(jù)圖11可以看出，突變型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3處變異，①處氨基酸由T變成S，

47、②處氨基酸由N變成K，可以確定是基因相應的堿基對發(fā)生了替換，③處多了一個氨基酸，所以可以確定是發(fā)生了堿基對的增添；從圖11中可以看出SGRY蛋白的第12和38個氨基酸所在的區(qū)域的功能是引導該蛋白進入葉綠體，根據(jù)題意，SGRy和SGRY都能進入葉綠體，說明①、②處的變異沒有改變其功能；所以突變型的SGRy蛋白功能的改變就是由③處變異引起的?！皾h水丑生的生物同行”超級群公益作品（漢水丑生2012-7-13標記） （3）本實驗通過具體情境考查對照實驗設(shè)計能力。欲通過轉(zhuǎn)基因?qū)嶒烌炞CY基因“能使子葉由綠色變?yōu)辄S色”的功能，首先應培育純合的常綠突變植株y2，然后用含有Y基因的農(nóng)桿菌感染純合的常綠突變植株

48、y2，培育出含有目的基因的純合植株觀察其葉片顏色變化。為了排除農(nóng)桿菌感染對植株的影響，應用含有空載體的農(nóng)桿菌感染常綠突變植株y2作為對照。 【答案】 （1）A （2）替換 增加 ③ （3）（一）突變植株y2 用含有Y基因的農(nóng)桿菌感染純合突變植株y2 （二）能 不能維持“常綠” （三）Y基因能使子葉由綠色變?yōu)辄S色 3解析　非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導致基因重組只能發(fā)生在減數(shù)分裂第一次分裂，基因突變、染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異在有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均可產(chǎn)生，所以選ACD。 答案　ACD 4解析　(1)頂芽的存在可導致頂端優(yōu)勢，進而影響側(cè)枝上花蕾的形

49、成。(2、3)要篩選抗性植株，需將待選植株在特定的選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選。(4)單基因突變引起的變異，其遺傳符合基因分離定律，就可用變異株與野生型植株雜交，而后自交，統(tǒng)計自交后代性狀分離比進行判斷。(5)由(3)中“抗鹽性狀的突變體”信息知：野生型基因的存在導致植物的抗鹽性降低。(6)TDNA存在于誘導形成的擬南芥突變體植株的DNA中。DNA連接酶可將不同的DNA片段進行連接。因為DNA兩條鏈反向平行，由圖示環(huán)狀DNA外側(cè)鏈DNA合成方向可判斷，DNA擴增過程所選的引物應為B、C，這樣可確保被插入的基因片段得到復制。 答案　(1)頂芽　生長素　(2)(一定濃度的)除草劑 (3)(一定濃度的)

50、鹽　(4)野生型　1　(5)降低　(6)突變體　DNA連接酶　B、C 易錯點評　多數(shù)基因突變并不引起生物性狀的改變，原因是：①由于可有多種密碼子決定同一種氨基酸，因此某些基因突變也不會引起生物性狀的改變。例如，UUU和UUG都是苯丙氨酸的密碼子。當?shù)谌坏腢和G相互置換時，不會改變密碼子的功能。 ②某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的種類，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。 ③隱性基因的突變在雜合狀態(tài)下也不會引起性狀的改變。 5解析　如果要檢測是否是基因突變，那么就應該檢測DNA的堿基序列是否發(fā)生了增添、缺失或者替換，從而導致基因結(jié)構(gòu)的改變。 答案　B 6解析　考查生物變異。131I作為放

51、射性物質(zhì)，可以誘導生物變異。但不是堿基的類似物，不能插入或替換DNA的堿基而發(fā)生基因突變。放射性物質(zhì)產(chǎn)生射線，可以誘導基因突變，但發(fā)生在甲狀腺濾泡上皮細胞的基因突變不能遺傳給下一代。 答案　C 7解析　結(jié)合社會熱點，考查了對超級細菌的認識。A錯誤：變異是不定向的；B正確：從進化的原理分析，抗生素濫用對細菌起選擇作用；C正確：由題中信息可知，可能是超級細菌體內(nèi)的金屬β內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活；D錯誤：細菌是原核生物沒有染色體。 答案　BC 8解析　本題主要考查基因突變、轉(zhuǎn)錄、翻譯等基礎(chǔ)知識以及突變對性狀的影響。第一步先根據(jù)基因結(jié)構(gòu)和氨基酸種類先確定密碼子的排列順序，即mRNA上堿基排列順序(…GGG AAG CAG…)。由于1169位賴氨酸(AAG)變?yōu)楣劝彼?GAA GAG)，結(jié)合題干意思即①②③④四處只有一處發(fā)生突變可確定谷氨酸密碼子是(GAG)，從而推出是②處堿基對A－T替換為G－C。所以選B項。 答案　B 9解析　基因重組有減數(shù)分裂過程中的基因的自由組合、同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，以及基因拼接技術(shù)。純合子能穩(wěn)定遺傳，其自交后代不會發(fā)生性狀分離。 答案　C 第 18 頁 共 18 頁