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

課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接

1.概述堿基的替換、增添或缺失

會引發(fā)基因中堿基序列的改變。

2.闡明基因中堿基序列的改變有1,用結(jié)構(gòu)和功能觀，說出基因突

可能導致它所編碼的蛋白質(zhì)及相變和基因重組的物質(zhì)基礎；運用

應的細胞功能發(fā)生變化。進化與適應觀，理解基因突變和

3.描述細胞在某些化學物質(zhì)、射基因重經(jīng)與生物進化的關系。

線以及病毒的作用下，基因突變2.采用概括與歸納，理解基因突

概率可能提高，而某些基因突變變和基因重組的概念。

能導致細胞分裂失控，甚至發(fā)生3?基于證據(jù)，論證基因突變和基

癌變。因重組是可遺傳的變異。

4.闡明進行有性生殖的生物在減4.認同健康的生活方式，遠離致

數(shù)分裂過程中，染色體所發(fā)生的癌因子。

自由組合和互換，會導致基因重

組，從而使子代出現(xiàn)變異。

必備知識-自主預習儲備

一、基因突變的實例：鐐狀細胞貧血

1.實例（如圖）

（1）圖示中的a、b過程分別代表DNA的復制和轉(zhuǎn)錄,基因突變發(fā)生在a過程中。

⑵直接原因：組成血紅蛋白分子的肽鏈中的一個谷氨酸被綴氨酸替換。

⑶根本原因：發(fā)生了基因突變，堿基對由三詈替換為三等。

（4）病理診斷：鐮狀細胞貧血是由基因的二改變引起的一種遺傳病，是

基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),直接控制生物體性狀的典例。

DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失,而引起的基因堿基序列的改變。

3.基因突變對后代的影響

（1）若發(fā)生在配子中,將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。

⑵若發(fā)生在體細胞中,一般不能遺傳。但有些植物的體細胞發(fā)生了基因突變，可

以通過無性生殖遺傳。

二、細胞的癌變

1.結(jié)腸癌發(fā)生的原因（如圖）

正常結(jié)腸上皮細胞

抑癌基因【突變

原癌基因突變抑癌基因川突變

皿抑癌基因||突變?

（1）從基因的角度看，結(jié)腸癌變發(fā)生的原因是原有基因（抑的基因I、n、in及原

癌基因）發(fā)生了改變。

⑵健康人的細胞中在在原癌基因和抑癌基因。

⑶據(jù)圖推測，癌細胞與正常細胞相比，具有的明顯特點有細胞呈球形、增殖快、

易發(fā)生轉(zhuǎn)移等。

2.細胞癌變的機理

精準醫(yī)療在癌癥治療上取得了明顯進展。如脂質(zhì)體阿霉素將脂質(zhì)體和藥物、抗體

有機結(jié)合，能識別特定的癌細胞，提高藥物的靶向性。阿霉素是細胞周期非特異

性藥物，可抑制RNA和DNA的合成，從細胞分裂的角度分析阿霉素治療癌癥

的機理是什么。

提示：阿霉素可以使癌細胞分裂停留在間期。

三、基因突變的原因、特點和意義

1.基因突變的原因

⑴外界因素（連線）

影響因素實例

b.某些病毒的

空傳物質(zhì)1

「紫夕K、x見威

⑵內(nèi)部因素：由于DNA復制偶爾發(fā)生錯誤等原因自發(fā)而生。

2.基因突變的特點

掙點解釋

j誘發(fā)基因突變的因素很多，而

普遍性1且基因突變也會自發(fā)產(chǎn)生

」在生物個體發(fā)育的任何時期、細

|隨機件［胞內(nèi)不向向DNA分子上扃一個

1DNA分子的不同部位都可發(fā)生

［不定向性|一個基因可以發(fā)生不同的突變,

I產(chǎn)生一個以上的等位基因

在自然狀態(tài)卜:基因突變的頻

低頻件

率是很低的

3.基因突變的意義

(1)對生物體的意義

①大多有害：破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關系，

②個別有利：如植物的抗病性突變、耐旱性突變等。

③中性突變：既無害也無益，如有的基因突變不會導致甑的性狀出現(xiàn)。

⑵對進化的意義

①是產(chǎn)生新基因的途徑。

②是生物變異的根本來源。

③為生物的進化提供了豐富的原材料。

微思考

基因突變后基因的數(shù)目是否發(fā)生改變？請說明原因。

提示：不改變。基因突變改變了基因的種類，基因的數(shù)目和位置不發(fā)生改變。

四、基因重組

1?概念

指在生物體進行有性生殖的過程中，控制丕同性狀的基因的重新組合。

2.類型

⑴互換型

在減數(shù)分裂過程中的四分體時期(減數(shù)分裂I前期)，位于同源染色體上的等位基

因有時會隨著韭姐妹染色里住之間的互換而發(fā)生交換，導致染色單體上的基因

重組。

(2)自由組合型

生物體通過減數(shù)分裂形成配子時，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也

自由組合。

3.意義

有性生殖過程中的基因重組使產(chǎn)生的配子種類多樣化，進而產(chǎn)生基因組合多樣

化的子代，其中一些子代可能會含有適應某種變化的、生存所必需的基因組合，

因此有利于物種在一個無法預測將會發(fā)生什么變化的環(huán)境中生存。由此可見，基

因重組也是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要意義。

微思考

多種精子和多種卵細胞之間有多種結(jié)合方式，導致后代性狀多種多樣，是基因重

組的結(jié)果嗎？為什么？

提示：不是?；蛑亟M發(fā)生在有性生殖過程中，是通過減數(shù)分裂來實現(xiàn)的，而非

受精作用。

判一判>（正確的打“，錯誤的打"X”）

1.基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定引起生物性狀的改變。（）

2.在致癌因子的作用下，正常動物細胞可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎?。（?/p>

3.若沒有外界因素的影響，基因就不會發(fā)生突變。（）

4.減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組。（）

5.基因重組只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀。（）

6.雜交育種的原理是基因重組。（）

提示:1.V2.V

3.X基因突變是普遍存在的，在DNA復制的過程中，堿基有可能發(fā)生錯配。

4.X同源染色體的非姐妹染色單體間的局部交換可導致基因重組。

5.V6.V

一!關鍵能力.重難探究達成一核心問——

避塔辿D基因突變

［合作修完］

如圖表示果蠅某正?；蚱慰刂坪铣啥嚯牡倪^程。a?d表示4種基因突

變。a丟失。，b由三變?yōu)樾?，c由多變?yōu)椋?由變?yōu)槎?。假設

AAGAC4C=l

4種突變都單獨發(fā)生。

GATCTATGGTATG

DNA

CTA（；ATACCATAC

[①

mBNA

I②

多肽天冬氮酸一亮氮酸一色氮酸一酪氮酸

注：可能用到的密碼子：天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),

終止密碼(UAG)。

a突變后合成的多肽鏈中氨基酸順序是怎樣的？在a突變點附近再丟失幾個

堿基對對性狀的影響最??？

提示：天冬氨酸一酪氨酸一甘氨酸一甲硫氨酸；2個。

2.b突變后合成的多肽鏈中氨基酸順序是怎樣的？由此推斷，基因突變一定會

導致生物性狀的改變嗎？這有什么意義?

提示：天冬氨酸一亮氨酸一色氨酸一酪氨酸；不一定；有利于維持生物遺傳性狀

的相對穩(wěn)定。

1.基因突變的機理

AATTqgg,正常復制AATTCwgw

物理因素：紫TTAAGGCCTTAAGGCC

外線、X射線等增添AATT：A：CCGG

生物因素：-TT.XA而施t

病善醺

替換AATT；A；CGG基因

發(fā)生?結(jié)構(gòu)

化學因素：

堿基-改變

亞硝酸鹽、堿*TT'A

基類似物等缺失AATTCC

~TTAAGC

可能產(chǎn)生等

蛋白質(zhì)結(jié)件數(shù)位盤臼_湖傳戶口也營

構(gòu)的改變^(真核生物)一遺傳叫雙芟

)A-二aga,

性狀改變=可逆性、

不定何性

2.基因中堿基的替換、增添、缺失對氨基酸序列的影響

類型影響范圍對氨基酸序列的影響

替換小可改變1個氨基酸或不改變

插入位置前的序列不受影響，一般影響插入位置

增添大

后的序列

缺失位置前的序列不受影響，一般影響缺失位置

缺失大

后的序列

3.基因突變可改變生物性狀的原因

⑴基因突變可能引發(fā)肽鏈不能合成。

⑵肽鏈延長（起始密碼子提前出現(xiàn)或終止密碼子推遲出現(xiàn)）。

⑶肽鏈縮短（起始密碼子推遲出現(xiàn)或終止密碼子提前出現(xiàn)）。

（4）肽鏈中氨基酸的種類發(fā)生改變。

4.基因突變未引起生物性狀改變的原因

（1）基因發(fā)生突變時，改變后的密碼子與原密碼子仍決定同一種氨基酸（即密碼子

的簡并）。

⑵基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中的一個Afa,此時性狀也不改變。

⑶性狀表現(xiàn)是基因和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，在某些環(huán)境條件下，改變了的

基因可能并不會在性狀上表現(xiàn)出來。

［對點練習］

1.某膜蛋白基因在其編碼區(qū)的5,端含有重復序列CTCTTCTCTTCTCTT,下

列敘述正確的是（）

A.CTCTT重復次數(shù)改變不會引起基因突變

B.CTCTT重復次數(shù)增加提高了該基因中嗑咤堿基的比例

C.若CTCTT重復6次，則重復序列之后編碼的氨基酸序列不變

D.CTCTT重復次數(shù)越多，該基因編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量越大

C［重復序列位于膜蛋白基因編碼區(qū)，若CTCTT重復次數(shù)改變，則基因中的堿

基數(shù)目會改變，基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即會發(fā)生基因突變，A錯誤；基因中喀嚏堿

基所占的比例=喋吟堿基所占的比例=50%,CTCTT重復次數(shù)的改變不會影響

該比例，B錯誤；CTCTT重復6次，即增加30個堿基對，重復序列后編碼的

氨基酸序列不變，C正確；若重復序列過多，增加的堿基對數(shù)目可能不是3的整

倍數(shù)，可能會使終止密碼子提前出現(xiàn)，導致編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量變小，D

錯誤。］

2.如圖是分解尿素的野生型細菌其服酶基因轉(zhuǎn)錄的mRNA部分序列?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一

突變菌株的服酶由于基因突變而失活，突變后基因轉(zhuǎn)錄的mRNA在圖中箭頭所

示位置增加了31個核普酸，使圖示序列中出現(xiàn)終止密碼子（終止密碼子有UAG、

UGA和UAA）。下列有關分析合理的是（）

???CUG/\GUGAGA/\AUUUGGU-

2?。ū硎緩钠鹗济艽a子開始算起的堿基序號

A.突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA中，終止密碼子為UGA

B.突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA中，終止密碼子為UAG

C.突變基因表達的蛋白質(zhì)含有101個氨基酸

D.突變基因表達的蛋白質(zhì)含有103個氨基酸

A［密碼子是由mRNA上三個相鄰的堿基組成的，271個堿基和后面2個堿基

一起構(gòu)成91個密碼子，插入的31個核昔酸和后面2個堿基一起構(gòu)成11個密碼

子，后面是UGA,為終止密碼子，表示翻譯結(jié)束，所以突變基因表達的蛋白質(zhì)

含有102個氨基酸。］

法技巧■基因突變類問題的解題方法

若只是一個氨基酸發(fā)生改變，一般

為堿基的替換；

基因確定突

變

突Wx若氨基酸序列發(fā)生大的變化，一般

問

類為堿基的增添或缺失

的

題

翅

解根據(jù)mRNA的堿基序列判斷，若只

法

方確定替換有一個堿基存在差異，則該堿基所

的堿基對應的基因中的堿基就為替換的堿

基

敏細胞的癌變

［合作探究］

HPV（人乳頭瘤病毒）是小型DNA病毒。研究發(fā)現(xiàn)，人體宮頸細胞感染HPV

后，細胞內(nèi)5c/-2基因過量表達，能將凋亡蛋白前體Apaf-1等定位至線粒體膜

上，使其不能發(fā)揮凋亡作用，導致細胞發(fā)生癌變。宮頸癌是女性最多見的惡性腫

瘤疾病之一，治療晚期宮頸癌的常見方式有放療、化療和免疫療法等。順銷是臨

床應用較多的化療藥物，可與細胞內(nèi)親核基因結(jié)合進而干擾DNA的正常復制。

1.人體宮頸細胞感染HPV后發(fā)生癌變的根本原因是什么？

提示：原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。

2.細胞癌變后會出現(xiàn)不同于正常細胞的特征，化療藥物順鉗主要抑制的是哪一

方面的特征？判斷的理由是什么？

提示：抑制癌變細胞無限增殖；因為化學藥物順銷可干擾DNA的正常復制。

3.〃小2基因?qū)儆谠┗蜻€是抑癌基因？為什么？

提示：原癌基因；因為其過量表達會抑制細胞凋亡，導致細胞發(fā)生癌變。

4.在正常的細胞內(nèi)抑癌基因是如何防止細胞發(fā)生癌變的？

提示：抑癌基因通過其表達的蛋白質(zhì)抑制細胞的生長和增殖，或促進細胞凋亡防

止細胞發(fā)生癌變。

［深化歸納］

1.癌細胞的主要特征

(1)無限增殖

細胞來源分裂次數(shù)存活時間

正常人肝細胞50?6045.8—55天

海拉宮頸癌細胞無限分裂1951年至今

⑵形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化

正常的成纖維細胞電癌細胞

⑶易分散和轉(zhuǎn)移：細胞膜上的糖蛋白減少一細胞間的黏著性降低一細胞容易分

散和轉(zhuǎn)移。

2.癌變機理

原癌基因抑癌基因

變I(致癌因子的作用)I變

不能控制細胞牛.失去抑制作用

長和用殖的進程/大

正常細胞'麓疆鰥-癌細胞

3.原癌基因與抑癌基因的關系

⑴原癌基因是維持機體正常活動所必需的基因，在細胞分裂過程中它負責調(diào)節(jié)

細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程；而抑癌基因主要是抑制細胞的生長和增

殖，或促進細胞凋亡。

⑵抑癌基因與原癌基因共同對細胞的生長和分化起調(diào)節(jié)作用O

⑶癌變是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致細胞異常分裂，機體對這種異

常分裂又無法阻止而造成的。

［對點練習］

3.關于癌癥，下列敘述錯誤的是（）

A.成纖維細胞癌變后變成球形，其結(jié)構(gòu)和功能會發(fā)生相應改變

B.癌癥發(fā)生的頻率不是很高，大多數(shù)癌癥的發(fā)生是多個基因突變的累積效應

C.正常細胞生長和分裂失控變成癌細胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因

D.樂觀向上的心態(tài)、良好的生活習慣，可降低癌癥發(fā)生的可能性

C［細胞癌變會導致其結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生相應改變，如成纖維細胞癌變后變成球

形，A正確；癌變發(fā)生的原因是基因突變，基因突變在自然條件下具有低頻性，

故癌癥發(fā)生的頻率不是很高，且癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，而是多

個相關基因突變的累積效應，B正確；人和動物細胞中的DNA上本來就存在與

癌變相關的基因，其中原癌基因表達的蛋白質(zhì)是細胞正常的生長和增殖所必需

的，抑癌基因表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，細胞

癌變的原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變所致，C錯誤；開朗樂觀的心理狀態(tài)

會影響神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，良好的生活習慣，如遠離輻射等，能

降低癌癥發(fā)生的可能性，D正確。］

4.近年來，隨著中醫(yī)藥的快速發(fā)展，研究人員將癌癥治療的目光投放到了中醫(yī)

藥上來，并且通過研究發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥對于癌癥治療有著諸多傳統(tǒng)治療方式所不具

備的效果。研究表明青蒿素和常山酮各自都可以將細胞阻止在Gi期（DNA復制

前期），從而抑制癌細胞的增殖，達到治療癌癥的效果。下列有關敘述正確的是

（）

A.細胞發(fā)生癌變的根本原因是產(chǎn)生了原癌基因和抑癌基因

B.癌細胞表面糖蛋白增多、黏著性下降，容易分散和轉(zhuǎn)移

C.青蒿素能夠治療癌癥的機理是抑制DNA復制使細胞停滯在Gi期

D.青蒿素和常山酮形成復合物比單一成分具有更好的抑癌效果

C［細胞發(fā)生癌變的根本原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生了突變，A錯誤；癌細

胞表面糖蛋白減少、黏著性下降，容易分散和轉(zhuǎn)移，B錯誤；由題意可知，青蒿

素可以將細胞阻止在Gi期，從而抑制癌細胞的增殖，所以青蒿素能夠治療癌癥

的機理是抑制DNA復制使細胞停滯在Gi期，C正確；由題意可知，青蒿素和

常山酮各自都可以將細胞阻止在Gi期，不能得出青蒿素和常山酮形成復合物比

單一成分具有更好的抑癌效果的結(jié)論，D錯誤。］

港塔位居基因重組

［合作探究］

材料1如圖是基因型為AaBb的某高等動物的細胞分裂示意圖。

圖1圖2

材料2下列是孟德爾雜交實驗的兩種現(xiàn)象。

現(xiàn)象一：雜合紫花豌豆自交后代中出現(xiàn)白花豌豆。

現(xiàn)象二：雜合黃色圓粒豌豆自交后代中出現(xiàn)黃皺、綠圓、綠皺豌豆。

1.圖1細胞處于什么時期？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因是什么？

提示：有絲分裂后期；基因突變。

2.圖2細胞的名稱是什么？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因可能是什么？

提示：次級精母細胞或極體；基因突變或基因重組（互換）。

3.若該動物的基因型為AaBB,則產(chǎn)生圖2現(xiàn)象的原因又是什么？

提示：基因突變。

4.材料2中兩種實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是否屬于基因重組，并說明理由。

提示：現(xiàn)象一不是。雜合紫花豌豆自交后代中出現(xiàn)白花豌豆，是控制同一性狀的

等位基因分離的結(jié)果，而基因重組指的是控制不同性狀的基因重新組合。

現(xiàn)象二是。雜合黃色圓粒豌豆自交后代出現(xiàn)黃皺、綠圓、綠皺豌豆，是由于兩對

非同源染色體上控制豌豆兩種性狀的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而

重新組合的結(jié)果。

［深化歸納］

1.基因重組類型的比較

重組類

互換型自由組合型

型

發(fā)生機四分體時期，同源染色體的位于非同源染色體上的非等

制非姐妹染色單體間的互換位基因的自由組合

源M密或強

示意圖還

2.姐妹染色單體含有等位基因的原因分析

基因突變或互換都會導致姐妹染色單體中含有等位基因（如圖）。在確定變異類型

時，可根據(jù)題意來確定，方法如下：

BA#1）

⑴若為體細胞的有絲分裂（如根尖分生區(qū)細胞、受精卵等），則只能是基因突變造

成的。

⑵若為減數(shù)分裂，則原因可能是基因突變（通常在間期）或互換（減數(shù)分裂I）0

⑶若題目中間造成B、b不同的根本原因，應考慮可遺傳變異中的根本來源——

基因突變。

（4）若題目中有“XX分裂XX時期”提示，如減數(shù)分裂I前期造成的則考慮互

換，間期造成的則考慮基因突變。

3.基因突變和基因重組的比較

項目基因突變基因重組

變異

基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變基因的重新組合

本質(zhì)

發(fā)生一般發(fā)生在有絲分裂前的減數(shù)分裂I四分體時期和

時期間期或減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂I后期

適用

所有生物進行有性生殖的真核生物

范圍

結(jié)果產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因組合，不產(chǎn)生

新基因

生物變異的根本來源，為

意義生物變異的重要來源

生物進化提供原材料

應用誘變育種雜交育種

通過基因突變產(chǎn)生新基因（原基因的等位基因），為基因

聯(lián)系重組提供兩對或兩對以上的等位基因，是基因重組的基

礎

［■對點練習：

5.下列關于基因重組的說法，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的重新組合屬于基因重

組

B.減數(shù)分裂四分體時期，由于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導

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，花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖不能發(fā)生基因重組

B［自然情況下，基因重組的發(fā)生有兩種過程：一是在減數(shù)分裂I的前期即四分

體時期，同源染色體上的非姐妹染色單體之間的互換；二是在減數(shù)分裂I的后期,

同源染色體分開，非同源染色體自由組合。］

6.圖甲表示果蠅卵原細胞中的一對同源染色體，圖乙表示該卵原細胞形成的卵細

胞中的一條染色體，圖中字母表示基因。下列敘述錯誤的是（）

A

Dd

EEV

O

A

AA

U

甲

乙

A.基因突變具有不定向性，圖甲中A/a基因可能突變成D/d或E/e基因

B.圖乙染色體上的d基因可能來自基因突變或基因重組

C.圖甲中的非等位基因在減數(shù)分裂過程中一定不能發(fā)生自由組合

D.基因D、d的本質(zhì)區(qū)別是堿基對的排列順序不同

A［基因突變具有不定向性，但結(jié)果是產(chǎn)生新的等位基因，故A/a基因不可能

突變成D/d或E/e基因，A錯誤；由題意分析可知，圖乙染色體上的d基因可能

來自基因突變或基因重組，B正確；圖甲中的非等位基因為同源染色體上的非等

位基因，不能發(fā)生自由組合，C正確；基因D、d的本質(zhì)區(qū)別是堿基對的排列順

序不同，D正確。］

錯提醒辨析基因重組和基因突變

⑴多種精子和多種卵紐胞之間有多種結(jié)合方式，導致后代性狀多種多樣，但不

屬于基因重組。

⑵含一對等位基因的雜合子自交，后代發(fā)生性狀分離，根本原因是等位基因的

分離，而不是基因重組。

⑶有絲分裂和細菌的二分裂及病毒的復制過程中一般不會發(fā)生基因重組。

(4)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗、轉(zhuǎn)基因技術等屬于廣義的基因重組。

應用創(chuàng)新■問題情境探究F學科素養(yǎng)提升?有應用有創(chuàng)新

令情境材料

玉米黑粉病是由玉米黑粉菌引起的一種局部侵染性病害，又稱玉米瘤黑粉

病，廣泛分布于各玉米產(chǎn)區(qū)，是玉米生產(chǎn)上重要病害之一，給玉米生產(chǎn)造成了重

大的損失。設想你是一位玉米育種專家，在金秋時節(jié)，收玉米時，農(nóng)民會遇到這

樣的情況：品種A籽粒多，但不抗黑粉病；品種B籽粒少，但抗黑粉病。

素養(yǎng)鏈接

通過綜合分析雜交育種的過程，可總結(jié)出其優(yōu)缺點。比較其與誘變育種的

區(qū)別，從而選擇更有效的育種方法，以達到高產(chǎn)高效的目的。

問題你究

尸一

⑴你會用什么方法既能把兩個品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能把雙方的缺點

都去掉？

提示：用雜交的方法，使兩個及以上的優(yōu)良性狀集中在一起。

⑵設想一下，你采用的方法有哪些缺點？

提示：雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜

交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進程緩慢，過程煩瑣，這些都是雜交育種方法

的不足。

⑶如果打算大幅度地改良玉米品種，你建議選擇哪種育種方法？

提示：誘變育種。誘變育種的原理是基因突變，基因突變可以產(chǎn)生新基因。

網(wǎng)紗J建

癌變細胞的林征癌變的機理癌變的實質(zhì)

I______

普遍性

B胞的癌變隨機性

實例：像狀細胞貧血工

—不定向性

低頻檢

基因突變

DNA幺制偶爾新基因產(chǎn)生的途徑

出現(xiàn)錯誤

意義變異的根本來源

物理,化學、生

物因素生物進化的原材料

概念

自由組合型

出現(xiàn)新的基因類型

組合一互換型

意義

加快生物進化

速度

強化識記

1.基因突變：DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序

列的改變。

2.基因重組：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。

3.癌細胞具有的特征：能夠無限增殖，形杰結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，細胞膜上的糖

蛋白等物質(zhì)減少，細胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移，等等。

4.誘發(fā)基因突變的因素有物理因素、化學因素和生物因素?；蛲蛔兙哂衅毡?/p>

性、隨機性、不定向性及低頻性等特點。

5.基因突變可以產(chǎn)生新基因，而基因重組只能產(chǎn)生新的基因型。

6.基因重組包括非同源染色體上非等位基因的自由組合和同源染色體上非姐妹

染色單體的互換兩種類型。

T■學習效果.隨堂評估自測F課堂即時鞏固?既強化又擴展

1.血紅蛋白由珠蛋白和血紅素組成，珠蛋白是由兩對不同的珠蛋白鏈（a鏈和0

鏈）組成的四聚體，鐮狀細胞貧血患者的2條p鏈上的第6位氨基酸由谷氨酸變

為綴氨酸，a鏈不變。下列對鐮狀細胞貧血患者的相關敘述錯誤的是（）

A.患者血紅蛋白比正常人的血紅蛋白少兩個肽鍵

B.珠蛋白由四條肽鏈組成，其中有兩條肽鏈異常

C.第6位氨基酸R基的不同，可導致血紅蛋白的盤曲、折疊方式發(fā)生改變

D.血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使其運輸氧的功能變?nèi)?/p>

A［據(jù)題意可知，肽鏈上第6位氨基酸由谷氨酸變?yōu)榫Y氨酸，該過程中只是改

變了一個氨基酸，氨基酸分子的數(shù)量不變，故患者血紅蛋白與正常人的血紅蛋白

中肽鍵數(shù)相同，A錯誤；血紅蛋白中的珠蛋白由兩條a鏈、兩條B鏈組成，鐮狀

細胞貧血患者的兩條B鏈異常，兩條a鏈正常，B正確；鐮狀細胞貧血患者肽鏈

上第6位氨基酸由谷氨酸變?yōu)榫Y氨酸，氨基酸的不同在于R基的不同，在這個

過程中只是改變了一個氨基酸，但是可能導致血紅蛋白的盤曲、折變方式發(fā)生改

變，C正確；結(jié)構(gòu)決定功能，血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常，紅細胞就會扭曲成嫌刀狀，運

輸氧氣的能力就會大為削弱，D正確。］

2.下列有關基因突變的原因和特點的敘述，錯誤的是（）

A.用射線處理萌發(fā)的種子可大大提高基因突變的頻率

B.基因突變的方向與生物所處的環(huán)境有明確的因果關系

C無論是自發(fā)突變還是誘發(fā)突變，其實質(zhì)都是改變了基因中的遺傳信息

D.雖然基因突變具有低頻性，但如果種群內(nèi)的個體很多，也會產(chǎn)生較多的基因突

變

B［用射線處理萌發(fā)的種子可大大提高基因突變的頻率，A正確；基因突變具有

不定向性，與生物所處環(huán)境之間沒有明確的因果關系，B錯誤；無論是自發(fā)突變

還是誘發(fā)突變，其實質(zhì)都是改變了基因中的遺傳信息，C正確；雖然基因突變具

有低頻性，但如果種群內(nèi)的個體很多，也會產(chǎn)生較多的基因突變，D正確。］

3.結(jié)腸癌是一種常見的消化道惡性腫瘤，如圖是結(jié)腸癌發(fā)生的模型圖。下列有

關說法錯誤的是（）

正常結(jié)腸上皮細胞

抑癌基因【突變

原癌基因突變［抑癌型因in突變

抑癌基因【【突變

A.原癌基因、抑癌基因是與癌變相關的基因，兩類基因的表達將導致癌變

B.原癌基因、抑癌基因發(fā)生突變后，基因的堿基序列改變但合成的蛋白質(zhì)可能不

變

C癌細胞轉(zhuǎn)移時，其細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，細胞膜上的糖蛋白含量減少

D.比較導入某個與癌變相關基因的細胞與正常細胞的增殖情況，可判斷其為原

癌基因還是抑癌基因

A［原癌基因、抑癌基因是人和動物細胞中本來就存在的與癌變相關的基因，兩

類基因正常表達時不會導致癌變，A錯誤；基因突變后堿基序列發(fā)生變化，但由

于密碼子的簡并等原因，控制合成的蛋白質(zhì)不一定改變，B正確；發(fā)生轉(zhuǎn)移時