2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 生物的進化 育種和進化 第21講基因突變和基因重組學(xué)案.DOC

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2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 生物的進化 育種和進化 第21講基因突變和基因重組學(xué)案 1． 涵蓋范圍 本單元包括必修2第五章生物的三種可遺傳變異——基因突變、基因重組和染色體變異，第六章從雜交育種到基因工程和第七章現(xiàn)代生物進化理論三大部分內(nèi)容。變異是進化的前提，變異是育種的原理，將三部分內(nèi)容放到一個單元中體現(xiàn)了知識間的有機結(jié)合。 2． 考情分析 (1)考試力度：占分比重相對較大，尤其是有關(guān)育種的題目。 (2)考查內(nèi)容 ①三種可遺傳變異的實質(zhì)與區(qū)別。②遺傳病的類型、判斷與概率計算。③變異與育種、基因工程的聯(lián)系。④基因頻率的求解。⑤現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容。 (3)考查形式 ①多數(shù)考點以選擇題形式考查。 ②以簡答題的形式考查作物育種與變異的聯(lián)系。 3． 復(fù)習(xí)指導(dǎo) (1)復(fù)習(xí)線索 ①以可遺傳變異類型為線索，復(fù)習(xí)基因突變、基因重組、染色體變異與不同育種方式的聯(lián)系。 ②以現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容為線索，將達爾文自然選擇學(xué)說和現(xiàn)代生物進化理論有機聯(lián)系在一起。 (2)復(fù)習(xí)方法 ①列表比較三種可遺傳變異。②列表并結(jié)合圖解掌握不同的育種方法。③圖示復(fù)習(xí)基因工程的操作工具及步驟。④列表比較達爾文自然選擇學(xué)說和現(xiàn)代生物進化理論的區(qū)別與聯(lián)系。 第21講　基因突變和基因重組 [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)。 一、基因突變 1． 概念：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。 2． 時間：主要發(fā)生在有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。 3． 誘發(fā)因素：物理因素、化學(xué)因素和生物因素，其中亞硝酸、堿基類似物屬于化學(xué)因素。 4． 突變特點 (1)普遍性：一切生物都可以發(fā)生。 (2)隨機性：生物個體發(fā)育的任何時期和部位。 (3)低頻性：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。 (4)不定向性：一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變。 (5)多害少利性：有些基因突變，可使生物獲得新性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境。 5． 意義 (1)新基因產(chǎn)生的途徑。 (2)生物變異的根本來源。 (3)生物進化的原始材料。 6． 實例——鐮刀型細胞貧血癥形成的原因 思考　造成該病的直接原因和根本原因是什么？ 提示　直接原因：血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常；根本原因：控制血紅蛋白的基因由突變成，發(fā)生了堿基對的替換。 二、基因重組 1． 實質(zhì)：控制不同性狀的基因重新組合。 2． 類型 (1)自由組合型：位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。 (2)交叉互換型：四分體的非姐妹染色單體的交叉互換。 (3)人工重組型：轉(zhuǎn)基因技術(shù)，即基因工程。 3． 結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型，導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。 4． 意義：形成生物多樣性的重要原因之一。 [以圖助學(xué)]　如圖a、b為減數(shù)第一次分裂不同時期的細胞圖像，其中均發(fā)生了基因重組。 [解惑]　(1)受精過程中未進行基因重組。 (2)親子代之間差異主要是由基因重組造成的。 (3)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。 [判一判] 1．一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組 (　　) 2．減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組 (　　) 3．純合子自交因基因重組發(fā)生性狀分離 (　　) 考點一　聚焦基因突變 1． 分析基因突變的原因 2． 分析基因結(jié)構(gòu)中堿基對的增添、缺失、替換對生物的影響 堿基對 影響范圍 對氨基酸的影響 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，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 3． 討論基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變的原因 (1)不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不引起基因突變，不引起性狀變異。 (2)由于多種密碼子決定同一種氨基酸，因此某些基因突變也不引起性狀的改變。 (3)某些基因突變雖改變了蛋白質(zhì)中個別位置的氨基酸種類，但并不影響蛋白質(zhì)的功能。 (4)隱性突變在雜合子狀態(tài)下也不會引起性狀的改變。 易錯警示　與基因突變有關(guān)的7個易錯點 (1)無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA復(fù)制時均可發(fā)生基因突變。 (2)基因突變一定會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。 (3)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。 (4)生殖細胞的突變率一般比體細胞的突變率高，這是因為生殖細胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。 (5)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸地上則為不利變異，而在多風(fēng)的島嶼上則為有利變異。 (6)基因突變≠DNA中堿基對的增添、缺失、替換。 (7)基因突變不只發(fā)生在分裂間期。 1． 某種高稈植物經(jīng)理化因素處理，在其后代中發(fā)現(xiàn)個別矮稈植株，如何設(shè)計實驗鑒定與矮稈性狀出現(xiàn)的相關(guān)問題(只需寫出實驗步驟)： (1)是基因突變，還是環(huán)境影響：_____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若是基因突變，是顯性突變，還是隱性突變：_____________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)將矮稈植株連同原始親本一起種植，保持土壤和栽培條件盡量一致，觀察比較兩者的表現(xiàn)型 (2)第一年將矮稈植株和原始親本雜交得F1，第二年種植F1種子，觀察其表現(xiàn)型 解析　(1)必須體現(xiàn)“二者種植在相同的環(huán)境條件下，看表現(xiàn)型是否相同”。(2)必須體現(xiàn)“將矮稈植株和原始親本雜交得F1，第二年種植F1種子，觀察其表現(xiàn)型”。 技法提煉 1． 基因突變的類型及性狀表現(xiàn)特點 (1)顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。 (2)隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。 2． 驗證基因突變實驗設(shè)計的思路 (1)驗證生物變異是基因突變還是環(huán)境影響：可以把矮稈植株與原始親本種植在相同的環(huán)境條件下，觀察比較兩者的表現(xiàn)型是否相同，若相同則說明變異是由環(huán)境引起的。 (2)驗證基因突變的顯隱性：可讓矮稈植株和原始親本雜交，若出現(xiàn)性狀分離，則說明為顯性突變，若沒有出現(xiàn)性狀分離，則說明為隱性突變。 考點二　比較三種類型的基因重組 重組類型 同源染色體上非等位基因間的重組 非同源染色體上非等位基因間的重組 人為導(dǎo)致基因重組(DNA重組) 圖像示意 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(dǎo)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(dǎo)致非同源染色體上非等位基因重組 目的基因經(jīng)運載體導(dǎo)入受體細胞，導(dǎo)致受體細胞中的基因重組 易錯警示　與基因重組有關(guān)的4點提示：(1)通過對DNA的剪切、拼接而實施的基因工程屬于分子水平的基因重組；減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，以及非同源染色體上非等位基因的自由組合而導(dǎo)致的基因重組，屬于染色體水平的基因重組；動物細胞融合技術(shù)，以及植物體細胞雜交技術(shù)下的基因重組，屬于細胞水平的基因重組。(2)自然狀況下，原核生物中不會發(fā)生基因重組。(3)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。(4)基因重組未產(chǎn)生新基因，只是原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的表現(xiàn)型(或新品種)。 2． 下列有關(guān)基因重組的說法中，正確的是 (　　) A．基因重組是生物體遺傳變異的主要方式之一，可產(chǎn)生新的基因 B．同源染色體指的是一條來自父方，一條來自母方，兩條形態(tài)大小一定相同的染色體 C．基因重組僅限于真核生物細胞減數(shù)分裂過程中 D．基因重組可發(fā)生在四分體時期的同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換 答案　D 解析　基因突變可產(chǎn)生新的基因；同源染色體指的是一條來自父方，一條來自母方，在減數(shù)分裂過程中能聯(lián)會的兩條染色體，它們形態(tài)大小不一定相同，如性染色體X、Y；自然條件下的基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，人工實驗條件下的DNA重組也屬于基因重組。 3． 如圖為高等動物的細胞分裂示意圖。圖中不可能反映的是 (　　) ①該細胞一定發(fā)生了基因突變 ②該細胞一定發(fā)生了基因重組 ③該細胞可能發(fā)生了基因突變 ④該細胞可能發(fā)生了基因重組 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 答案　A 解析　由于圖中沒有同源染色體，同時著絲點分開，可以確定該細胞為減數(shù)第二次分裂后期的圖像。同時注意到該細胞中，由兩條姐妹染色單體形成的子染色體中所含的基因不完全相同，分別是B、b，其原因可能是減數(shù)第一次分裂前的間期染色體復(fù)制出現(xiàn)錯誤，發(fā)生了基因突變，也可能是減數(shù)第一次分裂的四分體時期，同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，使得兩姐妹染色單體上的基因不完全相同。 技法提煉 根據(jù)題意來確定圖中變異的類型 1．若為有絲分裂(如根尖分生區(qū)細胞、受精卵等)，則只能是基因突變造成的。 2．若為減數(shù)分裂，則原因是基因突變(間期)或基因重組(減數(shù)第一次分裂)。 3．若題目中問造成B、b不同的根本原因，應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來源——基因突變。 4．若題目中有分裂時期提示，如減Ⅰ前期造成的則考慮交叉互換，間期造成的則考慮基因突變。 案例投影 序號 錯因分析 正確答案 ① 表述不準確 核糖體] ② 不能理解題意，沒有從堿基的差別上去考慮 絲氨酸 ③ 要同時突變兩個堿基 ④ 審題不清，不能從DNA鏈上找堿基差別 A ⑤ 專業(yè)術(shù)語記憶不牢 簡并性 ⑥ 不能從氨基酸與密碼子的對應(yīng)關(guān)系上回答問題 增強了密碼容錯性，保證了翻譯的速度 題組一　基因突變 1． 判斷正誤： (1)誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀(xx江蘇，23D) (　　) (2)基因突變的方向是由環(huán)境決定的(xx廣東理基，47B) (　　) (3)DNA復(fù)制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導(dǎo)致基因突變(xx江蘇，22A) (　　) (4)觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置(xx江蘇，6C) (　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4) 2． (xx安徽卷，4)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 答案　C 解析　碘是人體甲狀腺激素的構(gòu)成元素，為組成人體的微量元素。由于131I有放射性，能誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞發(fā)生基因突變，但這屬于體細胞的基因突變，不會遺傳給下一代，D項錯誤。131I不是堿基類似物，故不能直接插入到DNA分子中，也不能替換DNA分子中的某一堿基，A、B項錯誤。大劑量的放射性元素會引起染色體結(jié)構(gòu)變異，C項正確。 3． (xx福建卷，5)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(dǎo)致1 169位賴氨酸變?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處堿基對G－C替換為A－T 答案　B 解析　首先由賴氨酸的密碼子分析轉(zhuǎn)錄模板基因堿基為TTC，確定賴氨酸的密碼子為AAG，①③處插入、缺失堿基對會使其后編碼的氨基酸序列發(fā)生改變，④處堿基對替換后密碼子為AAA還是賴氨酸，②處堿基對替換后密碼子為GAG，對應(yīng)谷氨酸。 4． (xx新課標全國卷，6)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(yīng)檢測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 答案　B 解析　基因是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段，基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變，包括DNA上堿基對的增添、缺失和替換，不是堿基的組成發(fā)生改變，也不是細胞中的DNA含量變化和RNA含量變化，故A、C、D項都是錯誤的。 5． (xx江蘇卷，6)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是 (　　) A．這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B．該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體 C．觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D．將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 答案　B 解析　因突變性狀在當代顯現(xiàn)，該突變?yōu)殡[性基因變?yōu)轱@性基因引起的，突變株為雜合子，故該變異植株自交可產(chǎn)生有“一稈雙穗”這種變異性狀的純合子；因顯微鏡下不能觀察到基因，故觀察有絲分裂中期細胞染色體，無法判斷發(fā)生基因突變發(fā)生的位置；將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后還需誘導(dǎo)染色體加倍，再篩選獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系。 題組二　基因重組 6． (xx海南卷，21)填空回答下列問題： (1)水稻雜交育種是通過品種間雜交，創(chuàng)造新變異類型而選 育新品種的方法。其特點是將兩個純合親本的________通過雜交集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育獲得新品種。 (2)若這兩個雜交親本各具有期望的優(yōu)點，則雜交后，F(xiàn)1自交能產(chǎn)生多種非親本類型，其原因是F1在________形成配子過程中，位于______________________基因通過自由組合，或者位于______________________基因通過非姐妹染色單體交換進行重新組合。 (3)假設(shè)雜交涉及n對相對性狀，每對相對性狀各受一對等位基因控制，彼此間各自獨立遺傳。在完全顯性的情況下，從理論上講，F(xiàn)2表現(xiàn)型共有________種，其中純合基因型共有________種，雜合基因型共有________種。 答案　(1)優(yōu)良性狀(或優(yōu)良基因)　(2)減數(shù)分裂　非同源染色體上的非等位　同源染色體上的非等位　(3)2n　2n　3n－2n 解析　水稻雜交育種是通過品種間雜交，創(chuàng)造新變異類型而選育新品種的方法。其特點是將兩個純合親本的優(yōu)良基因通過雜交集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育獲得新品種，也體現(xiàn)雜種優(yōu)勢。減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因通過自由組合，或者四分體時期位于同源染色體上的非等位基因通過非姐妹染色單體交換進行重新組合。每對含一對等位基因的親本自交，產(chǎn)生三種基因型、兩種表現(xiàn)型的后代。n對等位基因，能產(chǎn)生2n種表現(xiàn)型，3n種基因型，其中純合基因型有2n，那么雜合基因型有3n－2n。 【組題說明】 考　點 題　號 錯題統(tǒng)計 錯因分析 基因突變及應(yīng)用 1、2、3、4、5、9、12、13 基因重組及應(yīng)用 6、7、8、11 實驗探究 10、14、15 1． 果蠅某染色體上的DNA分子中一個脫氧核苷酸發(fā)生了改變，其結(jié)果可能是 (　　) A．變成其等位基因 B．DNA分子內(nèi)部的堿基配對方式改變 C．此染色體的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 D．此染色體上基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變 答案　A 解析　DNA分子中發(fā)生堿基對(脫氧核苷酸對)的增添、缺失或替換，引起的基因結(jié)構(gòu)的改變叫做基因突變，可產(chǎn)生原基因的等位基因。 2． 基因突變是生物變異的根本來源，下列有關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A．生物體內(nèi)的基因突變屬于可遺傳的變異 B．基因突變的頻率很低，種群每代突變的基因數(shù)不一定很少 C．基因只要發(fā)生突變，生物的表現(xiàn)型就一定改變 D．基因突變的方向與環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系 答案　C 解析　有些基因雖然發(fā)生了突變，但生物的性狀不一定改變。 3． 小麥幼苗發(fā)生基因突變導(dǎo)致不能合成葉綠體，從而會形成白化苗?，F(xiàn)有一小麥的綠色幼苗種群，經(jīng)檢測種群中的個體全為雜合子，讓其自由傳粉，統(tǒng)計后代綠色幼苗和白化苗的比例。下列有關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A．該基因突變屬于隱性突變 B．后代中白化基因的頻率會降低 C．小麥白化苗的產(chǎn)生說明形成了新物種 D．雜合子自由傳粉兩代，F(xiàn)2中綠色幼苗∶白化苗＝8∶1 答案　C 解析　雜合子表現(xiàn)為綠色幼苗，說明該基因突變?yōu)殡[性突變，故A正確；白化苗不能進行光合作用，不能產(chǎn)生后代，后代中白化基因的頻率會降低，故B正確；白化苗不是一個新物種，故C錯誤；雜合子自由傳粉，F(xiàn)1中純合子和雜合子幼苗分別占1/3、2/3(白化苗被淘汰)，顯性基因的頻率＝1/3＋1/22/3＝2/3，隱性基因的頻率為1/3，自由交配，基因頻率不變，故F2中純合綠色幼苗占4/9，雜合綠色幼苗占4/9，白化苗占1/9，故D正確。 4． 用人工誘變的方法使黃色短桿菌的某基因模板鏈的部分脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化：CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結(jié)果是(可能用到的密碼子：天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG) (　　) A．基因突變，性狀改變 B．基因突變，性狀沒有改變 C．染色體結(jié)構(gòu)改變，性狀沒有改變 D．染色體數(shù)目改變，性狀改變 答案　A 解析　由題意可知，基因模板鏈中CTA轉(zhuǎn)變成CGA，則mRNA中相應(yīng)的密碼子由GAU轉(zhuǎn)變成GCU，多肽中相應(yīng)的氨基酸由天冬氨酸轉(zhuǎn)變成丙氨酸。因此，黃色短桿菌發(fā)生了基因突變，性狀也發(fā)生了改變。 5． 如圖所示為結(jié)腸癌發(fā)病過程中細胞形態(tài)和部分染色體上基因的變化。下列表述正確的是 (　　) A．圖示中與結(jié)腸癌有關(guān)的基因互為等位基因 B．結(jié)腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結(jié)果 C．圖中染色體上基因的變化說明基因突變是隨機和定向的 D．上述基因突變可傳遞給子代細胞，從而一定傳給子代個體 答案　B 解析　等位基因是指位于同源染色體的同一位置上，控制相對性狀的基因，故圖示中與結(jié)腸癌有關(guān)的基因不能稱為等位基因；由圖可知，結(jié)腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結(jié)果；基因突變具有隨機性和不定向性；圖示中的基因突變發(fā)生在體細胞中，不可能傳給下一代個體。 6． 依據(jù)基因重組的概念，下列生物技術(shù)或生理過程中沒有發(fā)生基因重組的是 (　　) 答案　D 解析　R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌、基因工程和減數(shù)第一次分裂過程中均會發(fā)生基因重組，而普通青霉菌誘變成高產(chǎn)青霉菌的原理是基因突變。 7． 下列關(guān)于基因重組的敘述不正確的是 (　　) A．同一雙親的子女的遺傳差異與基因重組有關(guān) B．純合子自交會發(fā)生基因重組，導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離 C．非同源染色體上的非等位基因的重新組合屬于基因重組 D．有性生殖過程中，控制不同性狀的基因的重新組合叫做基因重組 答案　B 解析　純合子只能產(chǎn)生一種配子，純合子自交不會出現(xiàn)基因重組現(xiàn)象。 8． 下列過程存在基因重組的是 (　　) 答案　A 解析　基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，A存在兩對等位基因，且是減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程，存在基因重組；B是精子和卵細胞隨機結(jié)合的過程，不存在基因重組；C是減數(shù)第二次分裂，沒有基因重組；基因重組至少涉及兩對等位基因，D中是含一對等位基因的雜合子自交的過程，不存在基因重組。 9． 5BrU(5溴尿嘧啶)既可以與A配對，又可以與C配對。將一個正常的具有分裂能力的細胞，接種到含有A、G、C、T、5BrU五種核苷酸的適宜培養(yǎng)基上，至少需要經(jīng)過幾次復(fù)制后，才能實現(xiàn)細胞中某DNA分子某位點上堿基對從T－A到G－C的替換 (　　) A．2次 B．3次 C．4次 D．5次 答案　B 解析　基因突變包括堿基(對)的增添、缺失或替換，該題中的5BrU能使堿基錯配，屬于堿基(對)的替換，但這種作用發(fā)生在復(fù)制時新形成的子鏈中；T－A在第一次復(fù)制后會出現(xiàn)異常的5BrU－A，這種異常的堿基對在第二次復(fù)制后會出現(xiàn)異常的5BrU－C，而5BrU－C在第三次復(fù)制后會出現(xiàn)G－C，過程如圖： 10．已知家雞的無尾(A)對有尾(a)是顯性?，F(xiàn)用有尾雞(甲群體)自交產(chǎn)生的受精卵來孵小雞，在孵化早期向卵內(nèi)注射微量胰島素，孵化出的小雞就表現(xiàn)出無尾性狀(乙群體)。為研究胰島素在小雞孵化過程中是否引起基因突變，可行性方案是 (　　) A．甲群體甲群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素 B．乙群體乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素 C．甲群體乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素 D．甲群體乙群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素 答案　D 解析　在孵化早期，向有尾雞卵內(nèi)注射微量胰島素，孵化出的小雞就表現(xiàn)出無尾性狀，無尾性狀的產(chǎn)生可能有兩個原因：一是胰島素誘導(dǎo)基因突變(a→A)，二是胰島素影響了發(fā)育進程。要探究小雞無尾性狀產(chǎn)生的原因，可以讓乙群體與甲群體(aa)雜交，在孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素，觀察孵化出的小雞的性狀，如果全為有尾雞，則為胰島素影響了發(fā)育進程，即是不可遺傳的變異；如果還有無尾性狀產(chǎn)生，則為基因突變。 11．下列情況可引起基因重組的是 (　　) ①非同源染色體上的非等位基因自由組合?、谝粭l染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上?、弁慈旧w的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換?、蹹NA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或替換?、菡７驄D生出白化病兒子 A．①②③ B．③④ C．①③ D．①③⑤ 答案　C 解析　基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期(③)和后期(①)，②屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，④屬于基因突變，⑤屬于性狀分離，故C正確。 12．小香豬的體色由黑色變?yōu)榘咨羌毎酥心郴虬l(fā)生堿基對改變，導(dǎo)致所編碼的蛋白質(zhì)中一個氨基酸被替換的結(jié)果，下列各項中也會發(fā)生改變的是 (　　) A．該基因在染色體上的位置 B．rRNA的堿基排列順序 C．所編碼蛋白質(zhì)的肽鍵數(shù)目 D．該基因的基因頻率 答案　D 解析　基因發(fā)生堿基對改變，導(dǎo)致編碼的蛋白質(zhì)中氨基酸被替換，不會影響該基因在染色體上的位置、所編碼蛋白質(zhì)的肽鍵數(shù)目和核糖體RNA(rRNA)的堿基排列順序，但會影響mRNA的堿基排列順序，改變該基因的基因頻率。 13．如圖甲表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，圖乙是一個家族中該病的遺傳系譜圖(控制基因為B與b)，請據(jù)圖回答：(已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG) 　 (1)圖中①②表示的遺傳信息流動過程分別是：①__________________________；②__________________________。 (2)α鏈堿基組成為________，β鏈堿基組成為________。 (3)鐮刀型細胞貧血癥的致病基因位于________染色體上，屬于________性遺傳病。 (4)Ⅱ6基因型是__________，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病男孩的概率是__________，要保證Ⅱ9婚配后子代不患此病，從理論上說其配偶的基因型必須為________________。 (5)鐮刀型細胞貧血癥是由__________產(chǎn)生的一種遺傳病，從變異的種類來看，這種變異屬于__________。該病十分少見，嚴重缺氧時會導(dǎo)致個體死亡，這表明基因突變的特點是____________和________________。 答案　(1)DNA復(fù)制　轉(zhuǎn)錄　(2)CAT　GUA　(3)常　隱　(4)Bb　1/8　BB　(5)基因突變　可遺傳變異　低頻性　多害少利性 14．100年來，果蠅作為經(jīng)典模式生物在遺傳學(xué)研究中備受重視。請根據(jù)以下信息回答問題： 假設(shè)某隱性致死突變基因有純合致死效應(yīng)(胚胎致死)，無其他性狀效應(yīng)。根據(jù)隱性純合體的死亡率，隱性致死突變分為完全致死突變和不完全致死突變。有一只雄果蠅偶然受到了X射線輻射，為了探究這只果蠅X染色體上是否發(fā)生了上述隱性致死突變，請設(shè)計雜交實驗并預(yù)測最終實驗結(jié)果。 實驗步驟：①______________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 結(jié)果預(yù)測： Ⅰ.如果________________________，則X染色體上發(fā)生了完全致死突變； Ⅱ.如果________________________，則X染色體上發(fā)生了不完全致死突變； Ⅲ.如果________________________，則X染色體上沒有發(fā)生隱性致死突變。 答案　實驗步驟：①讓這只雄蠅與正常雌蠅雜交?、贔1互交(或：F1雌蠅與正常雄蠅雜交)?、劢y(tǒng)計F2中雄蠅所占比例(或：統(tǒng)計F2中雌雄蠅比例) 結(jié)果預(yù)測：Ⅰ.F2中雄蠅占1/3(或F2中雌∶雄＝2∶1) Ⅱ.F2中雄蠅占的比例介于1/3至1/2之間(或F2中雌∶雄在1∶1～2∶1之間) Ⅲ.F2中雄蠅占1/2(或F2中雌∶雄＝1∶1) 解析　為了探究該果蠅的致死突變情況，可以選擇該果蠅與多只正常雌果蠅交配，產(chǎn)生數(shù)目較多的F1，再用F1中多只雌果蠅與正常雄果蠅雜交，根據(jù)后代雌雄比例，做出推斷。 15．遺傳學(xué)上將染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失的現(xiàn)象叫缺失，若一對同源染色體中兩條染色體在相同區(qū)域同時缺失叫缺失純合子，若僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子。缺失雜合子的生活力降低但能存活，缺失純合子常導(dǎo)致個體死亡。現(xiàn)有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交，子代中出現(xiàn)一只白眼雌果蠅。請采用兩種方法判斷這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由缺失造成的，還是由基因突變引起的。 方法一：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方法二：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　方法一：取該果蠅有分裂能力的細胞制成裝片，顯微鏡下觀察染色體結(jié)構(gòu)，若染色體正常，可能是由基因突變引起的；反之，可能是由染色體缺失造成的　方法二：選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，若雜交子代中雌果蠅數(shù)目與雄果蠅數(shù)目比為1∶1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由基因突變引起的；若雜交子代中雌果蠅數(shù)目與雄果蠅數(shù)目比為2∶1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由染色體缺失造成的 解析　對于染色體變異，一是通過顯微鏡檢測的方法，觀察該果蠅分裂的細胞中染色體結(jié)構(gòu)是否發(fā)生改變，確定該變異是基因突變還是染色體缺失。二是利用題干中的信息“缺失純合子導(dǎo)致個體死亡”這一現(xiàn)象，將該果蠅與紅眼雄果蠅雜交，觀察并統(tǒng)計子代雌雄個體數(shù)目的比例來確定該變異的來源。若為基因突變，則XaXaXAY―→XAXa、XaY，子代雌雄比例為1∶1；若為染色體缺失，則XaXXAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例為2∶1。 教師備課資源 1． 生物變異的種類 項目 可遺傳的變異 不可遺傳的變異 遺傳物質(zhì)是否變化 遺傳物質(zhì)發(fā)生改變 遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變 遺傳情況 變異能在后代中再次出現(xiàn) 變異性狀僅限于當代表現(xiàn) 鑒別方法及表現(xiàn) 變異類型在后代產(chǎn)生一定的表現(xiàn)型，或遺傳物質(zhì)表現(xiàn)可見的數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。與原來類型在同一環(huán)境中生活仍表現(xiàn)性狀差異 使變異類型的子代與原來未發(fā)生變異類型的個體生活在同一環(huán)境條件下，不表現(xiàn)性狀上的差異 應(yīng)用價值 是育種的原始材料，生物進化的主要原因，能從中選育出符合人類需要的新類型和新品種 無育種價值，但在生產(chǎn)上可應(yīng)用優(yōu)良環(huán)境條件以影響性狀的表現(xiàn)而獲取高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品 二者的 聯(lián)系 2． 基因突變與基因重組的區(qū)別和聯(lián)系 項目 基因突變 基因重組 區(qū)別 本質(zhì) 基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，改變了基因的“質(zhì)”，但未改變基因的“量”，可能出現(xiàn)新性狀 原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，但未曾改變基因的“質(zhì)”與“量”，使其性狀重新組合 發(fā)生原因 在一定的外界或內(nèi)部因素作用下，細胞分裂間期DNA分子復(fù)制時，由于堿基對的替換、增添、缺失而引起 減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換或非同源染色體之間自由組合 區(qū)別 發(fā)生時期 有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期 減數(shù)第一次分裂的四分體時期、減數(shù)第一次分裂后期 條件 外界條件的劇變和內(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 適用范圍 所有生物均可發(fā)生(包括病毒)，具有普遍性 真核生物有性生殖的核基因遺傳(通常也適用于基因工程) 意義 產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源，為生物進化提供原材料 生物變異的來源之一，生物進化的重要因素之一 應(yīng)用 通過誘變育種可培育新品種 通過雜交育種導(dǎo)致性狀的重組，可培育出新的優(yōu)良品種 發(fā)生可能 可能性很小 非常普遍 聯(lián)系 (1)它們均可使生物產(chǎn)生可遺傳的變異； (2)在長期進化過程中，基因突變?yōu)榛蛑亟M提供了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)二者均可產(chǎn)生新的基因型，可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型