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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 基因突變和基因重組教案 人教版 【課前復(fù)習(xí)】 在學(xué)習(xí)新課程前必須復(fù)習(xí)有關(guān)DNA的復(fù)制、基因控制蛋白質(zhì)的合成、表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系等知識(shí)，這樣既有利于掌握新知識(shí)，又便于將新知識(shí)納入知識(shí)系統(tǒng)中。 溫故——會(huì)做了，學(xué)習(xí)新課才能有保障 1．DNA分子的特異性決定于 A．核糖的種類 B．堿基的種類 C．堿基的比例 D．堿基對(duì)的排列順序 答案：D 2．基因?qū)π誀羁刂频膶?shí)現(xiàn)是通過(guò) A．DNA的自我復(fù)制 B．DNA控制蛋白質(zhì)的合成 C．一個(gè)DNA上的多種基因 D．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA攜帶氨基酸 答案：B 3．下列關(guān)于基因型與表現(xiàn)型關(guān)系的敘述中，錯(cuò)誤的是 A．表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同 B．基因型相同，表現(xiàn)型一定相同 C．在相同生活環(huán)境中，基因型相同，表現(xiàn)型一定相同 D．在相同生活環(huán)境中，表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同 答案：B 4．實(shí)現(xiàn)或體現(xiàn)遺傳信息的最后階段是在細(xì)胞的哪一部分中進(jìn)行的 A．線粒體中B．核糖體中C．染色質(zhì)中D．細(xì)胞質(zhì)中 答案：B 知新——先看書，再來(lái)做一做 1．變異的類型有_________和_________兩種。后者有三個(gè)來(lái)源_________、___________、___________。 2．基因突變 (1)概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的___________、___________或___________，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，就叫做基因突變。 (2)實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥 ①根本原因：控制合成血紅蛋白的DNA分子的一個(gè)___________發(fā)生改變。 ②直接原因：血紅蛋白多肽鏈中___________被___________代替。 (3)結(jié)果：基因突變使一個(gè)基因變成它的___________基因，并且通常會(huì)引起—定的___________型的變化。 (4)類型：___________和___________。 (5)意義：基因突變是生物變異的___________來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了最初的___________材料。 (6)基因突變的特點(diǎn)： ①基因突變?cè)谏锝缰惺莀__________存在的； ②基因突變是___________發(fā)生的； ③自然狀態(tài)下，一種生物的突變率很___________； ④大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是___________的； ⑤基因突變是___________的。 (7)人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用 ①人工誘變的概念：指利用___________因素或___________因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變。 ②優(yōu)點(diǎn)：提高_(dá)__________率，創(chuàng)造變異新類型，培育優(yōu)良品種。 3．基因重組 （1）概念 指生物體進(jìn)行___________的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的___________。 （2）類型 ①隨著非同源染色體的自由組合，導(dǎo)致___________的自由組合。 ②隨同源染色體上的非姐妹染色單體的交換而使___________基因發(fā)生交換，導(dǎo)致___________上的基因重新組合。 （3）意義：為生物變異提供了及其豐富的來(lái)源，是形成生物___________的重要原因之一。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．知道變異的類型、人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用。 2．記住遺傳的變異的三個(gè)來(lái)源。 3．記住基因突變的概念、特點(diǎn)及意義。 4．記住基因重組的概念、類型及意義。 【基礎(chǔ)知識(shí)精講】 課文全解： 1．變異的類型 （1）不遺傳的變異：僅由環(huán)境影響造成的。 （2）可遺傳變異：由遺傳物質(zhì)的改變引起的，其來(lái)源有基因突變、基因重組、染色體變異三種。 2．基因突變 概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，就叫做基因突變。 實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥。 控制合成血紅蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生改變，由變成，即DNA分子上的一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變，由變成，結(jié)果血紅蛋白多肽鏈中谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致鐮刀型細(xì)胞貧血癥。原理如圖6—10—1。 圖6—10—1 （3）結(jié)果：基因突變是染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，使一個(gè)基因變成它的等位基因，并且通常會(huì)引起—定的表現(xiàn)型的變化。 （4）類型：按突變生成的過(guò)程分，有自然突變和誘發(fā)突變兩種。 (5)基因突變（自然突變）的特點(diǎn)： ①基因突變?cè)谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘摹? ②基因突變是隨機(jī)發(fā)生的。 不論是對(duì)于個(gè)體、細(xì)胞、基因、或?qū)τ谒绊懙男誀顏?lái)講，突變的發(fā)生都是一個(gè)隨機(jī)事件。例如，在一系列試管中，接種一定量的不含突變型的細(xì)菌，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的培養(yǎng)以后，測(cè)定每一試管中的某一特定突變型的細(xì)菌數(shù)，就可以看到這些試管中突變型細(xì)菌數(shù)的分布符合于按照隨機(jī)分布所預(yù)測(cè)的情況。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明基因突變對(duì)個(gè)體來(lái)講是隨機(jī)的。 ③自然狀態(tài)下，一種生物的突變率很低。 ④大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的。 突變往往是有害的，有時(shí)甚至是致死的。因?yàn)殚L(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，生物體內(nèi)的基因基本上都是對(duì)環(huán)境適應(yīng)的，一旦出現(xiàn)新的基因，就有可能導(dǎo)致不適應(yīng)的性狀出現(xiàn)，所以基因突變多數(shù)是有害的少數(shù)是有利的。例如，水稻、玉米等植物中常產(chǎn)生白化苗的突變。這種突變型由于不能形成葉綠素，會(huì)在幼苗期死亡。但是，也有些突變是有利的，例如突變產(chǎn)生的植物抗病性、耐旱性、早熟、莖稈堅(jiān)硬等等?；蛲蛔兊睦c害是相對(duì)而言的，例如，短腿安康羊的突變，在家養(yǎng)的情況下，是“安康”的，即有利突變，但在野生情況下就不“安康”了。 ⑤基因突變是不定向的。一個(gè)基因可以朝著不同的方向發(fā)生突變，形成多種突變。如：A→a1 、A→a2 、A→a3，a1、a2、a3之間也可以互相轉(zhuǎn)變。這樣，A、a1、a2、a3…都在同一點(diǎn)上，都是等位基因。這種同一位點(diǎn)的許多等位基因，叫做復(fù)等位基因。復(fù)等位基因是指群體范圍來(lái)說(shuō)的，就一個(gè)二倍體個(gè)體來(lái)說(shuō)，只能有其中一對(duì)等位基因。例如，人類A、B、O血型的遺傳就是受三個(gè)復(fù)等位基因控制的。 (6)意義：基因突變是生物變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料。 (7)人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用 ①人工誘變的概念：指利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變。 ②優(yōu)點(diǎn)：提高突變率，創(chuàng)造變異新類型，培育優(yōu)良品種。 3．基因重組 （1）概念：指生物體進(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。 （2）類型： ①隨著非同源染色體的自由組合，導(dǎo)致非等位基因的自由組合。 ②隨同源染色體上的非姐妹染色單體的交換而使等位基因發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重新組合。 （3）意義：為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因之一。 問題全解： 61．什么叫變異？不可遺傳的變異和可遺傳變異的區(qū)別是什么？ 親代與子代以及子代個(gè)體之間的差異叫變異。不可遺傳的變異是僅僅由環(huán)境條件的改變而引起的；可遺傳的變異是遺傳物質(zhì)的改變而引起的。 62．遺傳的變異有幾個(gè)來(lái)源？ 遺傳的變異有三個(gè)來(lái)源，即基因突變、基因重組和染色體變異。 63．基因突變產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)及實(shí)質(zhì)是什么？ 原因：在DNA復(fù)制的過(guò)程中，可能由于各種原因而發(fā)生差錯(cuò)，使堿基的排列順序發(fā)生局部的改變，從而改變了遺傳信息。因此，基因突變是在一定的外界環(huán)境條件或者生物內(nèi)部因素的作用下，由于基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序的改變而產(chǎn)生的。 “基因突變的特點(diǎn)”見“課文全解2—（5）（6）”。 實(shí)質(zhì)：DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 64．基因突變有何意義？主要有哪些應(yīng)用？ 意義：基因突變是生物變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料。 應(yīng)用：主要體現(xiàn)在生物育種上，可以利用物理的或化學(xué)的因素來(lái)處理生物，使它發(fā)生基因突變，即人工誘變。用這種方法可以創(chuàng)造變異，從中選擇培育出優(yōu)良品種。 65．基因突變有哪幾種類型？ 基因突變有兩種類型，即自然突變和誘發(fā)突變。 66．為什么基因突變一般都是有害的？ 現(xiàn)在生活的生物都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程，被自然環(huán)境選擇下來(lái)的，所有的形態(tài)的、結(jié)構(gòu)的和生理的特性都是對(duì)生物的生存有利的?；蛲蛔兪窃诖罅?jī)?yōu)良性狀的基礎(chǔ)上變異，而這些變異大多數(shù)對(duì)生物的生存是不利的。所以說(shuō)一般都是有害的。但有些突變使生物更加適合所變化的環(huán)境，這些突變就是有利的。 67．什么叫基因重組？基因重組有何意義？ 見“課文全解3”。 【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】 1．關(guān)于對(duì)基因突變的概念的理解，首先要結(jié)合對(duì)鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的分析去理解基因突變的概念，并且還應(yīng)該注意聯(lián)系已有的DNA復(fù)制與基因控制蛋白質(zhì)合成的知識(shí)來(lái)體會(huì)基因突變的真正含義。 2．關(guān)于基因突變的特點(diǎn)，它是理解人工誘變育種的基礎(chǔ)，應(yīng)注意理解： （1）普遍性，基因突變是普遍存在的，不論原核生物還是真核生物，都可發(fā)生基因突變。在人工誘變育種中可對(duì)幾乎所有生物進(jìn)行處理。 （2）隨機(jī)性，生物個(gè)體的任何部位，只要有DNA分子復(fù)制，都可能發(fā)生基因突變。在人工誘變育種中可對(duì)幾乎所有器官或組織進(jìn)行處理。 （3）低頻性，自然情況下突變率很低，另一方面體現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定性，但誘發(fā)可提高突變率。 （4）有害性，因?yàn)榛蛲蛔兌鄶?shù)是有害的，少數(shù)是有利的。所以在人工誘變育種中要大量地處理供試材料，才可能從中獲得人們所需要的突變基因。 （5）不定向性，一個(gè)基因可朝不同方向形成多種突變，產(chǎn)生復(fù)等位基因。在人工誘變育種中可以得到多種突變基因。 【知識(shí)拓展】 1．關(guān)于鐮刀型細(xì)胞貧血癥 人類的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種遺傳性貧血癥?；颊咴谌毖醯那闆r下，原來(lái)呈圓盤狀的紅細(xì)胞變成鐮刀形，失去輸送氧氣的功能，許多紅細(xì)胞還會(huì)因此而破裂造成嚴(yán)重的貧血，甚至引起病人的死亡。1949年確定了鐮刀型細(xì)胞貧血癥的突變基因，1957年英國(guó)學(xué)者英格蘭姆闡明了鐮刀型細(xì)胞貧血癥的分子機(jī)制。正常人的血紅蛋白是由兩條α鏈和兩條β鏈相互結(jié)合構(gòu)成的四聚體，α鏈和β鏈分別由141個(gè)和146個(gè)氨基酸連接組成；英格蘭姆發(fā)現(xiàn)患者是因?yàn)棣骆溨械诹鶄€(gè)氨基酸發(fā)生變化引起的(正常人的是谷氨酸，患者的是纈氨酸)。 2．關(guān)于基因突變的種類和結(jié)果 按基因突變的原因分，有以下兩種： （1）堿基替換突變 即DNA分子中一對(duì)堿基被另一對(duì)堿基取代而引起的基因突變，如果一個(gè)嘌呤被另一個(gè)嘌呤代替或一個(gè)嘧啶被另一個(gè)嘧啶代替，這種堿基替換稱為轉(zhuǎn)換。如果一個(gè)嘌呤被一個(gè)嘧啶代替或一個(gè)嘧啶被一個(gè)嘌呤代替，這種堿基替換稱顛換。例如：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的突變?yōu)轭崜Q。 （2）移碼突變 指基因內(nèi)部DNA的堿基序列中，丟失或插入1個(gè)或幾個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，從而使基因中脫氧核苷酸對(duì)的排列順序發(fā)生改變而引起的突變。 基因突變產(chǎn)生的結(jié)果： (1)多數(shù)基因突變并不引起生物性狀的改變。 ①不具遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不引起性狀變異。 在DNA分子中，有的片段帶有遺傳信息，有的片段不帶遺傳信息，如果突變發(fā)生在不帶遺傳信息的片段中，則這種突變不會(huì)有遺傳效應(yīng)，更不會(huì)引起性狀的改變。 ②由于多種密碼子決定同樣一種氨基酸，因此某些基因突變也不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(dāng)U和G相互置換時(shí)，不會(huì)改變密碼子的功能，因?yàn)闆Q定氨基酸的還是苯丙氨酸。 ③某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的個(gè)別位置的種類，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。 例如：由于基因突變使不同生物中的細(xì)胞色素C中的氨基酸發(fā)生改變，其中酵母菌的細(xì)胞色素C肽鏈的第十七位上是亮氨酸，而小麥?zhǔn)钱惲涟彼幔M管有這樣的差異，但它們的細(xì)胞色素C的功能都是相同的。 ④隱性基因的功能突變?cè)陔s合狀態(tài)下也不會(huì)引起性狀的改變，例如在豌豆中，高莖基因D對(duì)矮莖基因d是顯性；若在基因型為DD的受精卵中，有一個(gè)D突變?yōu)閐，則該受精卵的基因型為Dd，這樣雖然該突變導(dǎo)致了性狀改變(高莖→矮莖)，但矮莖基因在雜合狀態(tài)下，其控制的矮莖性狀不能得到表達(dá)。 (2)少數(shù)基因突變可引起生物性狀的改變。例如，人類的鐮刀型貧血癥。 3．關(guān)于基因突變特點(diǎn)的補(bǔ)充 （1）基因突變實(shí)際上是染色體一個(gè)位點(diǎn)上的基因，由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)。例如，玉米的非糯性是由基因WX決定的，WX突變成wx以后，非糯性變?yōu)榕葱?。wx和WX是一對(duì)同源染色體的同一位點(diǎn)上的基因，這樣就成為一對(duì)等位基因。所以，等位基因是由基因突變而成的，并且在任何一次突變發(fā)生時(shí)，一對(duì)同源染色體的兩個(gè)等位基因之中，一般只有一個(gè)基因發(fā)生突變。所以，就二倍體的高等生物來(lái)說(shuō)，突變剛發(fā)生時(shí)一般是雜合體狀態(tài)。 （2）基因突變是可逆的。正常型可以突變成突變型，突變型也可以突變成正常型。前者叫做正突變，后者叫做反突變或回復(fù)突變。反突變的頻率一般比正突變的頻率低得多。突變的可逆性表明：基因突變并不是原有基因的喪失，而是基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。 （3）基因突變有的是顯性突變，有的是隱性突變，但較多的是隱性突變。一個(gè)隱性基因突變?yōu)轱@性基因，這是顯性突變。例如，水稻無(wú)芒是隱性基因a決定的，有芒是由顯性基因A決定的。無(wú)芒的水稻發(fā)生突變，表現(xiàn)為有芒，這是顯性突變。此外，還有隱性突變，如水稻高稈D基因可以突變成矮稈d基因。 【同步達(dá)綱訓(xùn)練】 1．某基因的一個(gè)片斷在解旋時(shí)，a鏈發(fā)生差錯(cuò)，C變成G，該基因復(fù)制3次，發(fā)生突變的基因占全部基因的 A．100% B．50% C．25% D．12.5% 2．如果DNA分子的模板鏈的TAA突變成TAC，則相應(yīng)的遺傳密碼 A．由UAA突變成AUU B．由AUU突變成AUG C．由UAA突變成UAC D．由AUG突變成AUU 3．基因突變按其發(fā)生部位可分為體細(xì)胞突變a和生殖細(xì)胞突變b兩種，則 A．均發(fā)生于有絲分裂的間期 B．a(chǎn)發(fā)生于有絲分裂的間期，b發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的間期 C．均發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的間期 D．a(chǎn)發(fā)生于有絲分裂間期，b發(fā)生于減數(shù)第二次分裂的間期 4．下列實(shí)例中，能夠說(shuō)明突變對(duì)生物本身的利與害具有相對(duì)性的是 A．玉米綠色苗中出現(xiàn)白化苗 B．晚熟水稻中出現(xiàn)早熟植株 C．高稈作物中出現(xiàn)矮稈植株 D．高粱作物中出現(xiàn)雄性不育株 5．下列關(guān)于自然突變的敘述錯(cuò)誤的是 A．自然突變的頻率低 B．自然突變是隨機(jī)發(fā)生的 C．自然突變是不定向的 D．自然突變只產(chǎn)生在個(gè)別生物個(gè)別基因 6．鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是 A．細(xì)胞形狀異常 B．控制合成血紅蛋白分子的基因中的堿基序列發(fā)生改變 C．食物中缺鐵引起 D．血紅蛋白分子多肽鏈上的一個(gè)谷氨酸被纈氨酸所代替 7．下面列舉幾種可能誘發(fā)基因突變的原因，其中哪項(xiàng)是不正確的 A．雜交 B．射線的輻射作用 C．亞硝酸處理 D．激光照射 8．下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 A．割除公雞和母雞的生殖腺并相互移植，因而部分改變的第二性征 B．果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C．用生長(zhǎng)素處理未經(jīng)受粉的番茄雌蕊，得到的果實(shí)無(wú)籽 D．開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花 9．基因突變發(fā)生在 A．DNA→RNA的過(guò)程中 B． DNA→DNA的過(guò)程中 C．RNA→蛋白質(zhì)的過(guò)程中 D．RNA→攜帶氨基酸的過(guò)程中 10．若一對(duì)夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變異主要來(lái)自 A．基因突變 B．基因重組 C．環(huán)境影響 D．染色體變異 11．雜交育種依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是 A．染色體變異 B．基因分離 C．基因自由組合 D．基因突變 12．用一定劑量的Co60—γ射線照射處于萌動(dòng)狀態(tài)的棉花種子，其成活棉株的器官形態(tài)和生理代謝活動(dòng)均發(fā)生顯著變異。Co60—γ射線引起棉花變異的主要原因是___________。由輻射處理種子長(zhǎng)出的幼苗，有的出苗后不久死亡，絕大多數(shù)的單株產(chǎn)量和品質(zhì)下降，這表明___________。 參考答案 1．解析：由于是解旋時(shí)a鏈發(fā)生差錯(cuò)，導(dǎo)致以a鏈為模板鏈產(chǎn)生的子代DNA中堿基對(duì)發(fā)生改變，由這個(gè)DNA分子復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA均會(huì)發(fā)生同樣的突變，而b鏈并未發(fā)生差錯(cuò)，因此以b鏈作模板鏈產(chǎn)生的子代DNA的堿基排列順序與該基因片段一致，其再?gòu)?fù)制后代也不會(huì)發(fā)生改變。 答案：B 2．B　3．B 4．解析：白化苗對(duì)玉米的生存是不利的；早熟性狀對(duì)水稻的生存和繁殖是有利的；雄性不育對(duì)高粱的繁殖是不利的；矮稈抗倒伏，對(duì)作物的生存是有利的；但矮稈不利于光合作用，對(duì)作物的生存又是不利的，所以高稈植株中出現(xiàn)矮稈突變植株，體現(xiàn)了突變對(duì)生物本身利害的相對(duì)性。 答案：C 5．D　6．B　7．A　8．D 9．解析：考查基因突變發(fā)生的時(shí)間?；蛲蛔兪窃贒NA復(fù)制時(shí)，由于某種原因發(fā)生了差錯(cuò)而改變了基因的分子結(jié)構(gòu)。A項(xiàng)是轉(zhuǎn)錄，B項(xiàng)為DNA復(fù)制過(guò)程，C項(xiàng)為翻譯過(guò)程，D項(xiàng)是密碼子與反密碼子互補(bǔ)配對(duì)決定氨基酸順序過(guò)程。 答案：B 10．B　11．C 12．解析：考查生物變異的來(lái)源和基因突變的特點(diǎn)。依題所述，成活棉株的器官形態(tài)和生理代謝活動(dòng)的變異是由一定劑量的Co60—γ射線照射引起的，很顯然是射線引起的基因突變。這些變異的性狀，有的出苗后不久死亡，絕大多數(shù)單株產(chǎn)量和品質(zhì)下降。說(shuō)明基因突變具有不定向性及多數(shù)是有害的特點(diǎn)。 答案：人工誘發(fā)基因突變　基因突變是不定向的并且一般是有害的。