2022-2023學(xué)年　人教版 必修二基因突變和基因重組 學(xué)案

第1節(jié)基因突變和基因重組課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)對接1．說明基因突變是由于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．分析基因突變的原因，闡明基因突變的意義。3．分析細(xì)胞癌變的原因，選擇健康的生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子。4．闡明基因重組的意義。1．闡明基因突變導(dǎo)致遺傳物質(zhì)的改變，可能引起生物性狀的改變。認(rèn)同基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料的觀念。(生命觀念)2．通過歸納與概括總結(jié)基因突變的特點(diǎn)與意義。(科學(xué)思維)3．結(jié)合減數(shù)分裂的過程圖解，理解基因重組的類型。4．舉例說明基因突變和基因重組在育種等方面的應(yīng)用，運(yùn)用基因突變的原理解釋一些變異現(xiàn)象。(社會(huì)責(zé)任)[對應(yīng)學(xué)生用書P112]eq\a\vs4\al(一、基因突變)1．基因突變的實(shí)例和概念(1)鐮狀細(xì)胞貧血①病癥：紅細(xì)胞是彎曲的鐮刀狀，易破裂，使人患溶血性貧血。②病因：血紅蛋白分子發(fā)生了氨基酸的替換，從基因角度分析是發(fā)生了堿基的替換。③結(jié)論：鐮狀細(xì)胞貧血是由于基因的一個(gè)堿基改變而產(chǎn)生的一種遺傳病。(2)(3)基因突變的遺傳特點(diǎn)①發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。②發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳，但可以通過無性生殖遺傳。2．細(xì)胞的癌變(1)原因：存在與癌變相關(guān)的基因是原癌基因和抑癌基因。其中：①原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長和增殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達(dá)而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過強(qiáng)，可能引起細(xì)胞癌變。②抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡，這類基因一旦突變而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性，也可能引起細(xì)胞癌變。(2)癌細(xì)胞的特征①能夠無限增殖。②形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。③細(xì)胞容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。3．基因突變的原因(1)誘發(fā)產(chǎn)生[連線](2)自發(fā)產(chǎn)生：由于DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等原因自發(fā)產(chǎn)生。4．基因突變的意義(1)產(chǎn)生新基因的途徑。(2)生物變異的根本來源。(3)為生物的進(jìn)化提供豐富的原材料。eq\a\vs4\al(二、基因重組)1．概念在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，稱為基因重組。2．類型類型圖示發(fā)生的時(shí)期發(fā)生的范圍自由組合型減數(shù)分裂形成配子時(shí)非同源染色體上的非等位基因交叉互換型減數(shù)分裂的四分體時(shí)期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換3.意義(1)生物變異的來源之一；(2)對生物的進(jìn)化有重要意義。1．判正誤(對的畫“√”，錯(cuò)的畫“×”)(1)基因突變一定引起基因堿基序列的改變，但不一定引起生物性狀的改變。(√)(2)基因突變是由于DNA片段的增添、缺失和替換引起的基因堿基序列的改變。(×)(3)若沒有外界因素的影響，基因就不會(huì)發(fā)生突變。(×)(4)減數(shù)分裂四分體時(shí)期，發(fā)生在非同源染色體之間的染色單體的交叉互換屬于基因重組。(×)(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)生物有性生殖過程中，不同基因型的雌雄配子隨機(jī)結(jié)合現(xiàn)象屬于基因重組。(×)2．微思考下圖是基因突變的幾種類型，請分析回答下面問題：(1)上述DNA分子的改變在光學(xué)顯微鏡下能觀察到嗎？提示脫氧核苷酸(堿基)的種類、數(shù)量、排列順序的改變在光學(xué)顯微鏡下不能觀察到。(2)上述三種方式中堿基分別發(fā)生了怎樣的變化？哪種變化對生物性狀的影響程度相對要小一些？為什么？提示分別發(fā)生了堿基的增添、替換和缺失，其中發(fā)生堿基的替換時(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)位置后的序列對應(yīng)的氨基酸。(3)基因突變是否一定改變DNA中的遺傳信息？為什么？提示是，因?yàn)檫z傳信息指的是DNA分子中的堿基排列順序，個(gè)別堿基的替換、增添和缺失都會(huì)引起堿基排序的改變。[對應(yīng)學(xué)生用書P114]任務(wù)驅(qū)動(dòng)一基因突變?nèi)鐖D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eq\o(=,\s\up7(T),\s\do5(A))，b由eq\o(=,\s\up7(T),\s\do5(A))變?yōu)閑q\o(=,\s\up7(C),\s\do5(G))，c由eq\o(=,\s\up7(T),\s\do5(A))變?yōu)閑q\o(=,\s\up7(G),\s\do5(C))，d由eq\o(=,\s\up7(G),\s\do5(C))變?yōu)閑q\o(=,\s\up7(A),\s\do5(T))。假設(shè)4種突變都單獨(dú)發(fā)生，請回答：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)。(1)a～d4種基因突變分別屬于哪種基因突變類型？除此之外，基因突變還有哪種類型？提示a屬于基因突變中的缺失，b、c、d屬于替換，基因突變還有增添。(2)圖中基因的不同位點(diǎn)都可能發(fā)生基因突變，這體現(xiàn)了基因突變的什么特點(diǎn)？除此之外，基因突變還有哪些特點(diǎn)？提示體現(xiàn)了基因突變的隨機(jī)性，基因突變還有普遍性、不定向性和低頻性等。(3)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(diǎn)附近再丟失幾個(gè)堿基對性狀的影響最?。刻崾咎於彼帷野彼帷拾彼帷琢虬彼?；2個(gè)。(4)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(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變嗎？這有什么意義？提示天冬氨酸—亮氨酸—色氨酸—酪氨酸；不一定；有利于維持生物遺傳性狀的相對穩(wěn)定。(5)上述基因突變通常發(fā)生在細(xì)胞周期的哪個(gè)時(shí)期？提示分裂間期。1．基因突變的類型和影響增添或缺失的位置不同，影響結(jié)果也不一樣：在序列最前端則氨基酸序列全部改變或不能表達(dá)(形成終止密碼子)；在中間某個(gè)位置會(huì)造成肽鏈提前中斷(形成終止密碼子)或插入(或缺失)點(diǎn)后氨基酸序列改變；在該序列最后則不影響表達(dá)或使肽鏈延長(變短)。2．基因突變與生物性狀的關(guān)系3．基因突變的特點(diǎn)普遍性：在生物界中普遍存在。隨機(jī)性：生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和DNA分子的任何部位。低頻性：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。不定向性：一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。多害少利性：多數(shù)基因突變會(huì)破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對生物有害。(2021·湖南選考T15)血漿中膽固醇與載脂蛋白apoB-100結(jié)合形成低密度脂蛋白(LDL)，LDL通過與細(xì)胞表面受體結(jié)合，將膽固醇運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)，從而降低血漿中膽固醇含量。PCSK9基因可以發(fā)生多種類型的突變，當(dāng)突變使PCSK9蛋白活性增強(qiáng)時(shí)，會(huì)增加LDL受體在溶酶體中的降解，導(dǎo)致細(xì)胞表面LDL受體減少。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．引起LDL受體缺失的基因突變會(huì)導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高B．PCSK9基因的有些突變可能不影響血漿中LDL的正常水平C．引起PCSK9蛋白活性降低的基因突變會(huì)導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高D．編碼apoB-100的基因失活會(huì)導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高C[LDL受體缺失，則LDL不能將膽固醇運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，導(dǎo)致血漿中的膽固醇含量升高，A正確；由于密碼子的簡并性，PCSK9基因的某些突變不一定會(huì)導(dǎo)致PCSK9蛋白活性發(fā)生改變，則不影響血漿中LDL的正常水平，B正確；引起PCSK9蛋白活性增強(qiáng)的基因突變會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞表面LDL受體數(shù)量減少，使血漿中膽固醇的含量增加，C錯(cuò)誤；編碼apoB-100的基因失活，則apoB-100蛋白減少，與血漿中膽固醇結(jié)合形成LDL減少，進(jìn)而被運(yùn)進(jìn)細(xì)胞的膽固醇減少，使血漿中的膽固醇含量升高，D正確。]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基因會(huì)發(fā)生突變，導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼帷Ｔ摶虬l(fā)生的突變是()eq\a\vs4\al(①②③④,↓↓↓↓)eq\a\vs4\al(WNK4基因)…GGGAAGCAG……CCCTTCGTC…↓正常蛋白質(zhì)…甘氨酸——賴氨酸——谷氨酰胺…116811691170甘氨酸：GGG賴氨酸：AAA、AAG谷氨酰胺：CAG、CAA谷氨酸：GAA、GAG絲氨酸：AGC丙氨酸：GCA天冬酰胺：AAUA．①處插入堿基對G—CB．②處堿基對A—T替換為G—CC．③處缺失堿基對A—TD．④處堿基對G—C替換為A—TB[由題干可知WNK4基因發(fā)生了突變，導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?，而賴氨酸的密碼子為AAA、AAG，谷氨酸的密碼子為GAA、GAG，因此可能的變化為密碼子由AAA→GAA或AAG→GAG，而基因的轉(zhuǎn)錄鏈對應(yīng)的變化為TTT→CTT或TTC→CTC。由題干中WNK4的基因序列可知，應(yīng)為TTC→CTC，因此基因應(yīng)是由A—T替換為G—C。][舉一反三]基因突變的“一定”和“不一定”(1)基因突變一定會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，即基因中堿基排列順序一定發(fā)生改變。(2)基因突變不一定會(huì)引起生物性狀的改變。(3)基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因。病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個(gè)存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。(4)基因突變不一定都能遺傳給后代。①基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可能通過無性生殖傳遞給后代。②如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。擬南芥細(xì)胞中某個(gè)基因編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段插入了一個(gè)堿基，下列分析正確的是()A．根尖成熟區(qū)細(xì)胞一般均可發(fā)生此過程B．該細(xì)胞的子代細(xì)胞中遺傳信息不會(huì)發(fā)生改變C．若該變異發(fā)生在基因中部，可能導(dǎo)致翻譯過程提前終止D．若在插入位點(diǎn)再缺失3個(gè)堿基，對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小C[根尖成熟區(qū)細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞，已經(jīng)失去分裂能力，細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生DNA復(fù)制，一般不會(huì)發(fā)生此過程，A錯(cuò)誤；擬南芥細(xì)胞中某個(gè)基因編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段插入了一個(gè)堿基，說明發(fā)生了基因突變，導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變，突變的基因會(huì)隨DNA分子進(jìn)入子細(xì)胞，B錯(cuò)誤；若該變異發(fā)生在基因中部，有可能使該基因轉(zhuǎn)錄的mRNA分子中提前出現(xiàn)終止密碼子，導(dǎo)致翻譯過程提前終止，C正確；若在插入位點(diǎn)再缺失3個(gè)堿基，會(huì)使該基因轉(zhuǎn)錄的密碼子從插入位點(diǎn)后全部改變，導(dǎo)致其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與原來差異很大，D錯(cuò)誤。]任務(wù)驅(qū)動(dòng)二細(xì)胞的癌變癌變的原因是由于細(xì)胞內(nèi)抑癌基因和原癌基因發(fā)生突變，癌細(xì)胞的特點(diǎn)之一是能進(jìn)行無限增殖，醫(yī)學(xué)上通常使用一定量的化學(xué)藥劑對癌癥病人進(jìn)行化療。另一方面接受化療后的病人身體非常虛弱。結(jié)合基因突變分析并回答下列問題：(1)化療能夠治療癌癥的原理是什么？提示化療的作用是通過一定量的化學(xué)藥劑干擾癌細(xì)胞進(jìn)行DNA復(fù)制，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細(xì)胞。(2)接受化療的癌癥患者，身體非常虛弱的原因是什么？提示化療的藥物，既對癌細(xì)胞有作用，也對正常的體細(xì)胞有作用，因此，化療后病人的身體是非常虛弱的。1．癌變機(jī)理2．原癌基因與抑癌基因的關(guān)系(1)原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常生長和增殖所必需的。抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡。(2)抑癌基因與原癌基因共同對細(xì)胞的生長和分化起著調(diào)節(jié)作用。(3)癌變是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導(dǎo)致細(xì)胞異常分裂，機(jī)體對這種異常分裂又無法阻止而造成的。(2021·河北衡水第十四中學(xué)高一開學(xué)考試)下列有關(guān)細(xì)胞癌變的敘述，正確的是()A．原癌基因與抑癌基因只存在于癌細(xì)胞中B．癌癥的發(fā)生是單一基因突變的結(jié)果C．原癌基因促使細(xì)胞癌變，抑癌基因抑制細(xì)胞癌變D．細(xì)胞癌變的原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變D[原癌基因和抑癌基因幾乎存在于所有細(xì)胞中，包括正常細(xì)胞和癌細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；癌癥的發(fā)生是多個(gè)基因突變的結(jié)果，B錯(cuò)誤；原癌基因是與細(xì)胞正常生長和增殖相關(guān)的基因，抑癌基因是能抑制細(xì)胞的生長和增殖的基因，C錯(cuò)誤；細(xì)胞癌變是正常細(xì)胞中抑癌基因和原癌基因發(fā)生突變的結(jié)果。]下列癌細(xì)胞具有的特征中，錯(cuò)誤的是()A．能夠無限增殖B．癌細(xì)胞表面發(fā)生變化C．癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化D．癌細(xì)胞與正常細(xì)胞都可以正常進(jìn)行細(xì)胞的分化D[癌細(xì)胞的形成是由于細(xì)胞畸形分化的結(jié)果。](2021·全國高一課時(shí)練習(xí))下列關(guān)于細(xì)胞癌變的敘述，錯(cuò)誤的是()A．癌變后細(xì)胞膜上的糖蛋白減少B．癌變后細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)有明顯改變C．癌癥的發(fā)生與致癌因子有關(guān)D．原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)可抑制細(xì)胞的增殖D[細(xì)胞癌變后，細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，A正確；細(xì)胞癌變后，細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著改變，B正確；致癌因子能誘發(fā)癌變，癌癥的發(fā)生與致癌因子有關(guān)，C正確；原癌基因表達(dá)的產(chǎn)物是細(xì)胞正常的生長和增殖所必需的，抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖，D錯(cuò)誤。]任務(wù)驅(qū)動(dòng)三基因重組閱讀教材基因重組的相關(guān)內(nèi)容，觀察貓由于基因重組而產(chǎn)生的毛色變異圖，結(jié)合減數(shù)分裂與基因自由組合定律，探究下列問題：(1)基因重組產(chǎn)生了新基因和新性狀嗎？提示沒有?；蛑亟M只是將原有的基因進(jìn)行了重新組合；基因控制性狀，由于基因重組沒有產(chǎn)生新基因，因此不會(huì)產(chǎn)生新性狀，只是產(chǎn)生了新的性狀組合。(2)諺語“一母生九子，連母十個(gè)樣”，請分析這主要是什么原因造成的？為什么？提示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。通過基因重組可以產(chǎn)生基因型不同的后代。(3)下列是孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)的兩種現(xiàn)象，請分析產(chǎn)生的原因是否屬于基因重組，并說明理由。①現(xiàn)象一：雜合紫花豌豆自交后代中出現(xiàn)白花豌豆。提示不是。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。②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。提示是。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。1．基因重組的類型2．基因突變和基因重組的比較項(xiàng)目基因突變基因重組發(fā)生時(shí)間細(xì)胞分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ前期和后期發(fā)生原因在一定外界或內(nèi)部因素作用下，DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起基因結(jié)構(gòu)的改變減數(shù)分裂Ⅰ過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上的非等位基因自由組合適用范圍所有生物都可以發(fā)生只適用于真核生物有性生殖的細(xì)胞核遺傳種類①自然突變②人工誘變①基因自由組合②染色體交叉互換結(jié)果產(chǎn)生新基因，出現(xiàn)新性狀原有基因的重新組合，產(chǎn)生新的基因型和表型意義是新基因產(chǎn)生的途徑，生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原材料生物變異的來源之一，有利于生物進(jìn)化聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，基因突變?yōu)榛蛑亟M提供可自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)下列配子產(chǎn)生的過程不是通過基因重組導(dǎo)致的是()A．基因組成為eq\a\vs4\al()的個(gè)體產(chǎn)生了Ab和aB的配子B．基因組成為eq\a\vs4\al()的個(gè)體產(chǎn)生了Ab和aB的配子C．基因組成為eq\a\vs4\al()的個(gè)體產(chǎn)生了ab和AB的配子D．基因組成為eq\a\vs4\al()的個(gè)體產(chǎn)生了ABC和abc的配子A[基因重組有兩種類型，一是四分體時(shí)期同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換，二是減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體上非等位基因的自由組合。A項(xiàng)中是基因突變，B項(xiàng)中是交叉互換，C、D項(xiàng)中是非同源染色體上非等位基因的自由組合。]下列關(guān)于基因重組的說法，不正確的是()A．生物體進(jìn)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(shí)期，由于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導(dǎo)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(dǎo)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(shí)期，同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉互換；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。][舉一反三]基因重組的類型除了交叉互換和自由組合外，廣義的基因重組也包括轉(zhuǎn)基因技術(shù)(基因工程)及細(xì)菌的轉(zhuǎn)化(肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化)。下列甲、乙分裂過程中產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生的變異分別屬于()A．基因重組、不可遺傳變異B．基因重組、基因突變C．基因突變、不可遺傳變異D．基因突變、基因重組D[甲過程中的“a”基因是從“無”到“有”，屬于基因突變；而乙過程中A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進(jìn)行了重新組合，即基因重組。]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建關(guān)鍵知識積累1.基因突變有堿基對的替換、增添和缺失三種方式。2.基因突變會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。3.誘發(fā)基因突變的因素有物理因素、化學(xué)因素和生物因素。4.基因突變具有普遍性、隨機(jī)性、不定向性及低頻性等特點(diǎn)。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互換兩種類型。[對應(yīng)學(xué)生用書P120]1．人類能遺傳的基因突變，常發(fā)生在()A．減數(shù)分裂ⅡB．四分體時(shí)期C．減數(shù)分裂Ⅰ前的間期D．有絲分裂間期C[基因突變發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)分裂I前的間期，其中體細(xì)胞突變一般不能遺傳給后代，所以人類能遺傳的基因突變，常發(fā)生在減數(shù)分裂I前的間期。]2．(2021·浙江衢州高一月考)下列關(guān)于基因突變的說法，錯(cuò)誤的是()A．自由基攻擊DNA可能引起基因突變B．基因突變可自發(fā)產(chǎn)生，在生物界中普遍存在C．誘發(fā)基因突變的堿基類似物屬于物理因素D．誘發(fā)突變不能定向產(chǎn)生人類需要的優(yōu)良性狀C[自由基會(huì)攻擊DNA，可能引起基因突變，A正確；導(dǎo)致基因突變的因素可以是來自外界的因素，也可以是自身的因素，基因突變在生物界中普遍存在，具有普遍性，B正確；誘發(fā)基因突變的堿基類似物屬于化學(xué)因素，C錯(cuò)誤；誘發(fā)突變具有不定向性，不能定向產(chǎn)生人類需要的優(yōu)良性狀，D正確。]3．有性生殖生物后代的性狀差異主要來自基因重組，下列過程中可以發(fā)生基因重組的是()A．①② B．①③C．②③ D．③A[該題中的基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合。所以應(yīng)為①②，而不是配子的隨機(jī)組合③。]4．(2021·浙江高一開學(xué)考試)下列關(guān)于基因重組的說法，不正確的是()A．生物體有性生殖過程中，控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B．減數(shù)分裂的四分體時(shí)期，同源染色體的姐妹染色單體之間的互換可導(dǎo)致基因重組C.格里菲思實(shí)驗(yàn)中，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)是基因重組D．生物體有性生殖過程中，同源染色體的非姐妹染色單體間互換部分片段可導(dǎo)致基因重組B[基因重組是指生物體有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，A正確；減數(shù)分裂的四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的互換可導(dǎo)致基因重組，B錯(cuò)誤、D正確；格里菲思實(shí)驗(yàn)中，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)是基因重組，C正確。]5．下列關(guān)于細(xì)胞癌變的敘述，錯(cuò)誤的是()A．癌變的細(xì)胞內(nèi)酶的活性都會(huì)降低B．癌細(xì)胞可以連續(xù)進(jìn)行細(xì)胞分裂C．引起細(xì)胞癌變的內(nèi)在因素是致癌因子激活原癌基因和抑癌基因D．癌細(xì)胞表面的糖蛋白減少，細(xì)胞之間的黏著性降低A[癌細(xì)胞代謝旺盛，連續(xù)分裂，很多酶的活性升高。]6．(2020·全國卷Ⅰ)遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐?；卮鹣铝袉栴}：(1)生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，分別是____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳，原因是____________________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)基因重組是生物體進(jìn)行有性生殖的過程中控制不同性狀的基因的重新組合，基因重組有自由組合型和交叉互換型兩類，前者發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期(非同源染色體的自由組合)，后者發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的四分體(同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換)。(2)誘變育種原理：基因突變。方法：用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物，使其在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生差錯(cuò)，從而引起基因突變。誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳原因是控制新性狀的基因是雜合的，要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是通過自交篩選出性狀能穩(wěn)定遺傳的子代。答案(1)在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組(2)控制新性狀的基因是雜合的通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代課時(shí)作業(yè)(15)基因突變和基因重組[對應(yīng)學(xué)生用書P238]1．下列關(guān)于生物變異的敘述，正確的是()A．若沒有外界誘發(fā)因素的作用，生物不會(huì)發(fā)生基因突變B．太空射線能使種子發(fā)生定向變異C．DNA中一個(gè)堿基對的缺失一定導(dǎo)致基因發(fā)生突變D．非同源染色體的自由組合可導(dǎo)致基因重組D[無外界誘發(fā)因素的作用，生物也可能發(fā)生自發(fā)突變；太空射線誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變是不定向的；DNA中一個(gè)堿基對的缺失不一定發(fā)生在基因中，即不一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變。]2．(2020·湖北十堰高一檢測)下圖表示發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)DNA上的一種堿基改變方式，下列敘述正確的是()A．這種改變一定會(huì)引起生物性狀發(fā)生改變B．該DNA的結(jié)構(gòu)一定沒發(fā)生改變C．該DNA的熱穩(wěn)定性一定不變D．該細(xì)胞內(nèi)一定發(fā)生了基因突變C[依題意和分析圖示可知：該DNA結(jié)構(gòu)的這種改變屬于堿基對的替換，若發(fā)生在DNA分子中沒有遺傳效應(yīng)的片段上(基因之間的區(qū)域)，則沒有發(fā)生基因突變，一定不會(huì)引起生物性狀發(fā)生改變，若發(fā)生在DNA分子中的基因上，則一定發(fā)生了基因突變，由于多個(gè)密碼子可編碼同一種氨基酸，則不一定會(huì)引起生物性狀發(fā)生改變，A、B、D均錯(cuò)誤；DNA的熱穩(wěn)定性的高低與氫鍵數(shù)目的多少有關(guān)，該DNA結(jié)構(gòu)的這種改變，沒有改變氫鍵的數(shù)目，所以該DNA的熱穩(wěn)定性一定不變，C正確。]3．原核生物中某一基因的編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段起始端插入了1個(gè)堿基對。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況有可能對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小()A．置換單個(gè)堿基對 B．增加4個(gè)堿基對C．缺失3個(gè)堿基對 D．缺失4個(gè)堿基對D[在編碼區(qū)插入1個(gè)堿基對，因每相鄰的3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，必然造成插入點(diǎn)以后幾乎所有密碼子的改變，控制相應(yīng)氨基酸發(fā)生變化，致使編碼的蛋白質(zhì)差別很大。若插入1個(gè)堿基對，再增添2個(gè)、5個(gè)、8個(gè)堿基對，或缺失1個(gè)、4個(gè)、7個(gè)堿基對，恰好湊成3的倍數(shù)，則對后面密碼子不產(chǎn)生影響，能減少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。]4．(2020·湖南長沙高一檢測)下面有關(guān)基因重組的說法，不正確的是()A．非同源染色體的自由組合可導(dǎo)致基因重組B．基因重組產(chǎn)生原來沒有的新性狀C．基因重組是生物變異的主要來源D．基因重組能產(chǎn)生原來沒有的新基因型B[基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，即減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分開，非同源染色體自由組合，A正確；通過基因重組可以產(chǎn)生新的基因型，D正確；基因重組是生物變異的主要來源，C正確；產(chǎn)生原來沒有的新性狀是基因突變的結(jié)果，B錯(cuò)誤。]5．下列屬于癌細(xì)胞特征的是()①無限增殖②代謝速率減慢③細(xì)胞膜上糖蛋白減少④具有轉(zhuǎn)移性⑤產(chǎn)生大量的毒素A．①②③④ B．①③④C．①③④⑤ D．①②③④⑤B[本題的易錯(cuò)之處是誤以為癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量的毒素，癌細(xì)胞是不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。]6．(2021·吉林高一期末)下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，正確的是()A．不同于自然突變，人工誘發(fā)的基因突變是定向的B．有絲分裂和減數(shù)分裂都可以發(fā)生基因突變、基因重組C．基因中堿基對的改變可能引起遺傳效應(yīng)的改變D．不同基因型的雌雄配子隨機(jī)結(jié)合屬于基因重組C[自然狀態(tài)下的突變和人工誘變都是不定向的，A錯(cuò)誤；基因突變通常發(fā)生于DNA復(fù)制時(shí)，有絲分裂和減數(shù)分裂都可以發(fā)生基因突變，而基因重組通常發(fā)生在有性生殖過程(即減數(shù)分裂)中，B錯(cuò)誤；基因中堿基對的改變屬于基因突變，基因突變可能引起遺傳效應(yīng)的改變，C正確；不同基因型的雌雄配子隨機(jī)結(jié)合屬于受精作用，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，D錯(cuò)誤。]7．杰弗理C·霍爾等人因發(fā)現(xiàn)了控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制，獲得了2017年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。研究中發(fā)現(xiàn)，若改變果蠅體內(nèi)一組特定基因，其晝夜節(jié)律就會(huì)被改變，這組基因被命名為周期基因。這個(gè)發(fā)現(xiàn)向人們揭示出天然生物鐘是由遺傳基因決定的。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，從而可能改變生物的性狀B．控制生物鐘的基因A可自發(fā)突變?yōu)榛騛1或基因a2C．沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒也可以發(fā)生基因突變D．科學(xué)家用光學(xué)顯微鏡觀察了周期基因的變化D[基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但是由于密碼子的簡并性等原因，基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變，A正確；基因突變往往是突變?yōu)槠涞任换?，因此控制生物鐘的基因A可自發(fā)突變?yōu)榛騛1或基因a2，B正確；病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，因此病毒也可以發(fā)生基因突變，C正確；基因的結(jié)構(gòu)在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的，D錯(cuò)誤。]8．(2018·全國卷Ⅱ，6)在致癌因子的作用下，正常動(dòng)物細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞，有關(guān)癌細(xì)胞特點(diǎn)的敘述錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞中可能發(fā)生單一基因突變，細(xì)胞間黏著性增加B．細(xì)胞中可能發(fā)生多個(gè)基因突變，細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化C．細(xì)胞中的染色體可能受到損傷，細(xì)胞的增殖失去控制D．細(xì)胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷，細(xì)胞表面的糖蛋白減少A[細(xì)胞癌變的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，而是一系列的原癌基因與抑癌基因的變異逐漸積累的結(jié)果，癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，其細(xì)胞膜上的糖蛋白減少，細(xì)胞間的黏著性降低，A錯(cuò)誤，B正確；原癌基因主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的進(jìn)程，抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖，如果細(xì)胞中的染色體受到損傷，導(dǎo)致原癌基因或抑癌基因隨著它們所在的染色體片段一起丟失，則可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞的增殖失去控制，C正確；綜上分析，癌細(xì)胞中遺傳物質(zhì)(DNA)可能受到損傷，細(xì)胞表面的糖蛋白減少，D正確。]9．(2021·全國高一課時(shí)練習(xí))下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法正確的是()A．生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變B．基因突變是生物變異的根本來源，無論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變C．自然狀態(tài)下的基因突變是不定向的，而人工誘變多是定向的D．基因突變不一定會(huì)引起遺傳信息的改變B[基因突變具有時(shí)間的隨機(jī)性，生物在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期都可以發(fā)生基因突變，A錯(cuò)誤；基因突變是生物變異的根本來源，各種生物都能發(fā)生基因突變，無論是低等生物還是高等生物，B正確；不管是自然狀態(tài)下的基因突變，還是人工誘變，基因突變都是不定向的，C錯(cuò)誤；基因突變是基因堿基序列的改變，一定會(huì)引起遺傳信息的改變，D錯(cuò)誤。]10．圖甲表示人類鐮狀細(xì)胞貧血的病因，圖乙是一個(gè)家庭中該病的遺傳系譜圖(Hba代表致病基因，HbA代表正常的等位基因)，請據(jù)圖回答問題：(已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG)(1)圖中①過程發(fā)生在____________________________________________________期。(2)α鏈堿基組成為________，β鏈堿基組成為____________。(3)鐮狀細(xì)胞貧血的致病基因位于________染色體上，屬于________性遺傳病。(4)Ⅱ8的基因型是_______________，Ⅱ6和Ⅱ7再生一個(gè)患病男孩的概率為________，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)若圖中正常基因片段中CTT突變?yōu)镃TC，由此控制的生物性狀是否可能發(fā)生改變？__________。為什么？_________________________________________________________。解析(1)圖中①過程表示DNA分子的復(fù)制，發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期。(2)α鏈中與GTA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的堿基是CAT，轉(zhuǎn)錄后形成的堿基序列為GUA。(3)由圖中Ⅰ3和Ⅰ4正常，Ⅱ9患病推知，鐮狀細(xì)胞貧血的遺傳方式是常染色體隱性遺傳。(4)通過圖中判斷出Ⅰ3、Ⅰ4的基因型均為HbAHba，所以他們的后代Ⅱ8的基因型為HbAHbA或HbAHba；由于Ⅱ6和Ⅱ7的基因型均為HbAHba，所以生出HbaHba的概率為1/4，生出男孩的概率為1/2，所以生出患病男孩的概率為1/8。后代表現(xiàn)顯性性狀的同時(shí)又不發(fā)生性狀分離的條件是其中一個(gè)親代為顯性純合子。(5)由于兩種堿基序列經(jīng)轉(zhuǎn)錄后形成的密碼子對應(yīng)同一種氨基酸，所以生物性狀不可能改變。答案(1)細(xì)胞分裂間(2)CATGUA(3)常隱(4)HbAHbA或HbAHba1/8HbAHbA(5)不可能改變后的密碼子對應(yīng)的還是谷氨酸11．(2021·浙江紹興高一期末)由于基因突變，蛋白質(zhì)中的一個(gè)賴氨酸發(fā)生了改變。根據(jù)題中所示的圖、表回答問題：第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAG(1)圖中Ⅱ過程發(fā)生的場所是________，Ⅰ過程叫________。(2)除賴氨酸外，對照表中的密碼子，X表示表中哪種氨基酸的可能性最小？________。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若圖中X是甲硫氨酸，且①鏈與④鏈只有一個(gè)堿基不同，那么④鏈上不同于①鏈上的那個(gè)堿基是________。(4)從表中可看出密碼子具有______，它對生物體生存和發(fā)展的意義是_______________________________________________________________________________________________。解析(1)根據(jù)題圖中物質(zhì)之間的相互聯(lián)系可推知，Ⅱ過程為翻譯，該過程是在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行的。Ⅰ過程是轉(zhuǎn)錄，其發(fā)生的場所主要是細(xì)胞核。(2)比較賴氨酸和表中其他氨基酸的密碼子可知：賴氨酸的密碼子與異亮氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密碼子只有一個(gè)堿基的差別，而賴氨酸的密碼子與絲氨酸的密碼子有兩個(gè)堿基的差別，故圖解中X表示絲氨酸的可能性最小。(3)根據(jù)表中甲硫氨酸與賴氨酸的密碼子可推知：①鏈與④鏈的堿基序列分別為TTC與TAC，故④鏈上不同于①鏈上的那個(gè)堿基是A。(4)從增強(qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來考慮，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子具有簡并性，可能不會(huì)改變其對應(yīng)的氨基酸；從密碼子使用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。答案(1)核糖體轉(zhuǎn)錄(2)絲氨酸要同時(shí)突變兩個(gè)堿基(3)A(4)簡并性增強(qiáng)了密碼容錯(cuò)性，保證了翻譯的速度12．(2020·江蘇揚(yáng)州期中)2020年2月4日為“世界癌癥日”，其活動(dòng)主題為“關(guān)愛患者，共同抗癌”。下列關(guān)于癌癥的敘述，錯(cuò)誤的是()A.與癌有關(guān)的抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖B.與癌有關(guān)的原癌基因發(fā)生突變后，細(xì)胞分裂速度會(huì)加快C.泡菜中的亞硝胺能導(dǎo)致細(xì)胞癌變，這屬于化學(xué)致癌因子D.只要保持樂觀的心態(tài)和健康的生活方式，就不會(huì)出現(xiàn)癌癥D[原癌基因負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的過程，抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖，A正確；原癌基因負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的過程，原癌基因發(fā)生突變后，細(xì)胞分裂失控，分裂速度會(huì)加快，B正確；細(xì)胞癌變的外因主要是三類致癌因子，即物理致癌因子、化學(xué)致癌因子和病毒致癌因子，泡菜中的亞硝酸鹽在微生物的作用下可轉(zhuǎn)變成亞硝胺，亞硝胺有致癌作用，屬于化學(xué)致癌因子，C正確；預(yù)防癌癥的措施有遠(yuǎn)離致癌因子，加強(qiáng)體育鍛煉和保持樂觀的心態(tài)和健康的生活方式等，但導(dǎo)致細(xì)胞癌變的原因很多，不是說只要保持樂觀的心態(tài)和健康的生活方式，就不會(huì)出現(xiàn)癌癥，D錯(cuò)誤。]13．(多選)某二倍體植物染色體上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突變產(chǎn)生的，且基因A1、A2均能合成特定的蛋白質(zhì)來控制花色。下列敘述不正確的是()A.基因A2一定是基因A1中堿基對的增添或缺失造成的B.基因A1、A2合成蛋白質(zhì)時(shí)共用一套遺傳密碼C.A1、A2不能同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中D.A1、A2是同時(shí)存在于同一個(gè)配子中的ACD[基因突變是指堿基對的增添、缺失或替換，A錯(cuò)誤；自然界中所有生物的基因控制蛋白質(zhì)合成時(shí)都共用一套遺傳密碼，B正確；減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，因此基因A1和A2可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中，但不會(huì)存在于同一個(gè)配子中，C、D錯(cuò)誤。]14．(多選)編碼酶X的基因中某個(gè)堿基對被替換時(shí)，表達(dá)產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。下表顯示了與酶X相比，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況，對這四種狀況出現(xiàn)的原因判斷正確的是()比較指標(biāo)①②③④酶Y活性/酶X活性100%50%10%150%酶Y氨基酸數(shù)目/酶X氨基酸數(shù)目11小于1大于1A.狀況①氨基酸序列可能發(fā)生變化B.狀況②一定是因?yàn)榘被衢g的肽鍵數(shù)減少了50%C.狀況③可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼子位置變化D.狀況④可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致tRNA的種類增加AC[狀況①氨基酸序列可能發(fā)生變化，也可能是氨基酸替換后但不影響酶的活性，A正確；狀況②中酶X和酶Y的氨基酸數(shù)目相