第1課時(shí)基因重組和基因突變第四章第一節(jié)生物變異的來(lái)源圖中的情景用英語(yǔ)表達(dá)為：THECATSATONTHEMAT(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)THEKATSATONTHEMAT(2)THEHATSATONTHEMAT(3)THECATONTHEMAT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？課堂導(dǎo)入一、生物變異的類(lèi)型和基因重組二、基因突變當(dāng)堂檢測(cè)內(nèi)容索引一、生物變異的類(lèi)型和基因重組知識(shí)梳理1.生物變異的類(lèi)型(1)不遺傳的變異①來(lái)源：環(huán)境條件改變引起，不涉及

的變化。②特點(diǎn)：變異只限當(dāng)代的表現(xiàn)型改變，屬于

。③實(shí)例：花生處在水、肥充足的條件下果實(shí)大且多。(2)可遺傳的變異①來(lái)源：一是在強(qiáng)烈的

、

因素影響下發(fā)生的基因突變和染色體畸變；二是有性生殖過(guò)程中形成配子時(shí)，由于非同源染色體的自由組合和同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換而引起的基因重組。答案遺傳物質(zhì)不遺傳變異物理化學(xué)②特點(diǎn)：變異性狀

遺傳給后代。(3)分類(lèi)依據(jù)：

是否改變。答案2.基因重組(1)概念含義親本：具有不同

的雌、雄個(gè)體時(shí)間：進(jìn)行

時(shí)實(shí)質(zhì)：控制不同性狀的基因

結(jié)果：后代類(lèi)型不同于

類(lèi)型可以遺傳物質(zhì)遺傳性狀有性生殖重新組合親本答案(2)類(lèi)型類(lèi)型發(fā)生時(shí)期實(shí)質(zhì)圖示自由組合型_______________________非同源染色體上的____

自由組合交叉互換型_____________________________同源染色體上的______

隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換(3)結(jié)果：導(dǎo)致生物性狀的

。(4)意義：為動(dòng)植物育種和

提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。減數(shù)第一次分裂后期減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期非等位基因等位基

因多樣性生物進(jìn)化合作探究1.生物變異的類(lèi)型分析(1)在北京培育的優(yōu)質(zhì)北京甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5kg，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)7kg左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5kg。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)有改變。(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)改變了。答案(3)據(jù)此，生物變異的類(lèi)型有哪些？答案

①不可遺傳的變異：由外界環(huán)境的改變引起，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.諺語(yǔ)“一母生九子，連母十個(gè)樣”，請(qǐng)分析這種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是什么？答案

生物的親子代之間的性狀差異主要是由于基因重組造成的。答案3.下圖是發(fā)生在某初級(jí)精母細(xì)胞中的變化，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：答案(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。4.如圖為基因型為AaBb的某高等動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：答案(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)胞或者極體；基因突變或者基因重組(交叉互換)?；顚W(xué)活用1.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.④⑤D.③⑥解析答案返回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。答案

C返回二、基因突變答案知識(shí)梳理1.含義：由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定

發(fā)生改變的現(xiàn)象或過(guò)程。2.實(shí)質(zhì)：DNA分子上堿基對(duì)的

、增加或

都可以引起———————的變化，因而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。3.類(lèi)型(1)根據(jù)對(duì)表現(xiàn)型的影響①種類(lèi)：

、生化突變、致死突變。②關(guān)系：三種突變實(shí)質(zhì)上都是

。核苷酸序列缺失替換核苷酸序列形態(tài)突變生化突變答案(2)根據(jù)發(fā)生的因素①自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變：

。②人工條件下誘發(fā)的基因突變：

。4.特點(diǎn)：

，多方向性，

，可逆性，

。5.意義：是生物變異的

來(lái)源，對(duì)

和選育新品種具有非常重要的意義。6.誘發(fā)因素(1)物理因素：如

、溫度劇變等。(2)化學(xué)因素：如亞硝酸、

等。(3)

：如麻疹病毒等。自發(fā)突變誘發(fā)突變普遍性稀有性有害性根本生物進(jìn)化各種射線的照射堿基類(lèi)似物生物因素答案1.下圖是基因突變的幾種類(lèi)型，請(qǐng)分析回答下面問(wèn)題：合作探究(1)上述DNA分子的改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下能觀察到嗎？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)顯微鏡下不能觀察到。答案(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)第一次分裂前的間期，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)的增加、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。2.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)此回答：答案(1)C、c1、c2、c3……之間是否互為等位基因？答案

是。(2)基因突變會(huì)不會(huì)改變基因在染色體上的位置和數(shù)目？答案

基因突變是基因內(nèi)部堿基發(fā)生的改變，即改變了基因的表現(xiàn)形式，基因的位置和數(shù)量并沒(méi)有改變。(3)圖示體現(xiàn)了基因突變的什么特點(diǎn)？答案

基因突變具有多方向性和可逆性。3.基因突變有的會(huì)導(dǎo)致性狀改變，有的則不改變性狀，推測(cè)可能的原因有哪些？答案

(1)一種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。答案活學(xué)活用2.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。A解析答案3.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1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是(

)BA.①處插入堿基對(duì)G—CB.②處堿基對(duì)A—T替換為G—CC.③處缺失堿基對(duì)A—TD.④處堿基對(duì)G—C替換為A—T解析根據(jù)圖中1168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。1169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。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。解析答案(1)④處堿基對(duì)G－C突變?yōu)锳－T時(shí)，產(chǎn)生的基因與原基因是等位基因嗎？為什么？答案

不是，因?yàn)閮煞N基因控制的是完全相同的性狀而不是相對(duì)性狀。(2)若1169位賴氨酸變?yōu)樘於０?，則發(fā)生了什么樣的突變？答案

④處堿基對(duì)G－C替換為T(mén)－A。答案一題多變返回答案課堂小結(jié)基因突變?nèi)旧w畸形同源染色體非同源染色體多樣性生物進(jìn)化交換當(dāng)堂檢測(cè)解析答案123451.下列哪種現(xiàn)象屬于生物可遺傳的變異(

)A.白菜因水肥充足比周?chē)撞烁叽驜.變色龍?jiān)诓莸厣巷@綠色，在樹(shù)干上呈灰色C.蝴蝶的幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)，其形態(tài)結(jié)構(gòu)差別大D.同一麥穗結(jié)出的種子長(zhǎng)出的植株中，有抗銹病的和不抗銹病的解析選項(xiàng)A、B中性狀的改變都是由外界環(huán)境決定的，而蝴蝶的成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)，其細(xì)胞中遺傳物質(zhì)是完全相同的，只是在不同時(shí)期表達(dá)不同。D解析答案123452.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。A答案123453.以下有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.非同源染色體上非等位基因的自由組合能導(dǎo)致基因重組B.同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組C.純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)C123454.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。D解析答案123455.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______。解析蛋白質(zhì)的合成是由基因控制的，所以蛋白質(zhì)變化的根本原因