高中生物第4章遺傳的分子基礎(chǔ)第4節(jié)基因突變和基因重組學(xué)案蘇教版必修2

1、第四節(jié)基因突變和基因重組1闡明基因突變的含義。2說明基因突變的原因和特點。(重難點)3總結(jié)基因重組及其意義。(重點)4簡述基因工程的基本原理及應(yīng)用。基 因 突 變1基因突變的實例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥(1)病因圖解(2)病因分析(3)結(jié)論：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中的一個堿基對改變而引起的遺傳病。2基因突變的含義：DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等。3基因突變的原因及類型(1)自發(fā)突變在沒有人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異稱為自發(fā)突變。(2)人工誘變概念：在人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異稱為人工誘變。干預(yù)因素4基因突變的特點(1)頻率低：自發(fā)突變頻率很低。(2)基因突變是不定向的：一個基因

2、可以向不同方向發(fā)生變異，從而產(chǎn)生一個以上的等位基因。(3)隨機發(fā)生：可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，以及細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。(4)普遍性：在整個生物界是普遍存在的。5基因突變的結(jié)果基因通過突變成為它的等位基因。6基因突變的意義基因突變是生物變異的根本來源，增加了基因存在方式的多樣性，為生物進化提供了原始材料?？磮D完成相關(guān)探究問題。探討：基因突變的發(fā)生一定需誘導(dǎo)因素嗎？【提示】不一定。探討：加入某種化學(xué)物質(zhì)就能引起基因突變，該物質(zhì)是怎樣引起基因突變的？【提示】使個別堿基對發(fā)生增添、缺失或替換。探討：基因突變在什么時期發(fā)生？【提示】任何時期都可能發(fā)生，但DNA復(fù)制

3、時最容易發(fā)生。探討：基因突變一定能傳給后代嗎？【提示】不一定。體細(xì)胞發(fā)生的突變一般不傳給后代。1基因突變的實質(zhì)的分析2基因突變的時期主要發(fā)生在3基因突變的類型(1)根據(jù)是否有人為因素干預(yù)可分為：人工誘變和自發(fā)突變。(2)根據(jù)突變的顯隱性可分為：4基因突變對性狀的影響基因突變會引發(fā)基因結(jié)構(gòu)的改變，但基因結(jié)構(gòu)改變未必會引發(fā)性狀改變，現(xiàn)分析如下：(1)基因突變引起性狀改變突變引發(fā)肽鏈不能合成(RNA聚合酶無法結(jié)合，轉(zhuǎn)錄無法開始)。突變引發(fā)肽鏈合成提前終止(終止密碼子提前出現(xiàn))。突變引發(fā)肽鏈延長(終止密碼子推后出現(xiàn))。突變引發(fā)氨基酸種類改變(密碼子改變所致)。(2)突變不引起性狀改變的原因突變雖改變了

4、基因結(jié)構(gòu)，但未曾改變mRNA序列(如真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)中存在不決定mRNA序列的內(nèi)含子片段)。由于多種密碼子可以決定同一種氨基酸，因此某些基因突變不引起生物性狀的改變。例如：UUC和UUU都是苯丙氨酸的密碼子，當(dāng)C改變?yōu)閁時，不會改變密碼子的功能。某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的位置和種類，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。例如：酵母菌的細(xì)胞色素C其肽鏈的第十七位上是亮氨酸，而小麥?zhǔn)钱惲涟彼?，盡管有這樣的差異，但它們的細(xì)胞色素C的功能都是相同的。發(fā)生隱性突變，產(chǎn)生了一個隱性基因，傳遞給子代后，子代為雜合子，則隱性性狀不會出現(xiàn)。5基因突變對后代性狀的影響(1)基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中，突變

5、可通過無性生殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。(2)基因突變?nèi)舭l(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過程中，突變可能通過有性生殖傳給后代。(3)生殖細(xì)胞的突變頻率一般比體細(xì)胞的突變頻率高，這是因為生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感?；蛲蛔兊挠泻蛴欣窍鄬Φ模@取決于自然選擇，如因突變導(dǎo)致某昆蟲殘翅這對于昆蟲是不利的，但當(dāng)該昆蟲處于常刮大風(fēng)的海島上時，殘翅反而有利于其生存。6基因突變的原因、結(jié)果、特點原因外因核酸的堿基改變：如亞硝酸鹽、堿基類似物處理等宿主細(xì)胞的DNA受影響：如某些病毒的遺傳物質(zhì)DNA損傷：如射線等內(nèi)因DNA復(fù)制出錯結(jié)果DNA堿基對增添、缺失、改變，可形成等位基因mR

6、NA局部密碼子改變蛋白質(zhì)可能形成異常蛋白(性狀改變)，也可能不發(fā)生蛋白質(zhì)或性狀改變特點普遍性：所有生物均可能發(fā)生基因突變隨機性：生物個體發(fā)育的任何時期均可發(fā)生基因突變；不同DNA分子或同一DNA的不同片段均可發(fā)生基因突變低頻性：在高等生物中，突變頻率是108105不定向性：可產(chǎn)生復(fù)等位基因：1下列關(guān)于基因突變的敘述正確的是()A物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機制有區(qū)別B基因突變不一定會引起基因所攜帶的遺傳信息的改變C基因堿基對的缺失、增添、替換方式中對性狀影響最小的一定是替換D基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系，為進化提供最初原材料【解析】物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機制分別為

7、：物理因素?fù)p傷細(xì)胞的DNA，化學(xué)因素改變核酸的堿基，生物因素影響宿主細(xì)胞的DNA，因此它們引起基因突變的機制是有區(qū)別的；基因突變一定會引起遺傳信息的改變；基因堿基對的缺失、增添、替換都能使遺傳信息發(fā)生改變，都有可能導(dǎo)致性狀改變，無法判斷三者對性狀影響的大小?；蛲蛔兪遣欢ㄏ虻?。【答案】A2(2016海南高考)依據(jù)中心法則，若原核生物中的DNA編碼序列發(fā)生變化后，相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列不變，則該DNA序列的變化是() 【導(dǎo)學(xué)號：】ADNA分子發(fā)生斷裂BDNA分子發(fā)生多個堿基增添CDNA分子發(fā)生堿基替換DDNA分子發(fā)生多個堿基缺失【解析】原核生物中的DNA編碼序列發(fā)生變化后，相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列

8、不變，可能的原因是DNA分子發(fā)生堿基替換。堿基增添或缺失均會導(dǎo)致多個氨基酸序列的改變。【答案】C3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處插入堿基對GCB處堿基對AT替換為GCC處缺失堿基對ATD處堿基對GC替換為AT 【解析】根據(jù)圖中1 168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，那么1 169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，由此可推知該基因發(fā)生的突變是處堿基對A

9、T被替換為GC，故正確選項為B?！敬鸢浮緽基 因 重 組 及 基 因 工程1基因重組(1)含義：生物體在進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。(2)類型類型發(fā)生時期發(fā)生原因自由組合型減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因隨非同源染色體自由組合而組合交叉互換型減數(shù)第一次分裂四分體時期同源染色體上的等位基因隨四分體非姐妹染色單體的交換而交換(3)結(jié)果：自由組合的結(jié)果可產(chǎn)生與親代基因型不同的個體；交叉互換可導(dǎo)致染色單體上基因的組成和排列次序的改變，從而可能出現(xiàn)新的性狀。(4)意義基因重組與基因突變和染色體變異一樣，既是生物進化的源泉，又是形成生物多樣性的重要原因之一。2基因工程及其應(yīng)

10、用(1)含義把在一個生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€生物的細(xì)胞，定向地使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需產(chǎn)物的技術(shù)。(2)三種基本工具(3)操作的一般步驟提取目的基因選擇基因工程的運載體目的基因與運載體結(jié)合導(dǎo)入目的基因檢測與鑒定目的基因目的基因表達(dá)(4)應(yīng)用生產(chǎn)某些特殊蛋白質(zhì)，如胰島素、乙肝疫苗等。按照自己的愿望有目的地改造生物，特別是改造高等動植物，如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。人類遺傳病的基因治療。(5)轉(zhuǎn)基因生物的安全性觀察右圖，完成有關(guān)探究題目。探討：轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品有何區(qū)別？【提示】轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)原料來自轉(zhuǎn)基因生物。探討：如何讓植物細(xì)胞生產(chǎn)出動物蛋白？【提示】采用基因工程技術(shù)

11、將動物蛋白基因?qū)胫参锛?xì)胞中。探討：基因工程為什么不能將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞？【提示】目的基因需要與運載體結(jié)合，否則不能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在。1基因重組的類型及來源(1)自由組合型：在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合。如下圖：(2)交叉互換型：在減數(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進行遺傳物質(zhì)的交換，出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，即交叉互換。2基因突變、基因重組、染色體變異的比較比較項目基因突變基因重組染色體變異變異的本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變原有基因的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生改變發(fā)生時間有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期減數(shù)第一次分裂前期和

12、后期細(xì)胞分裂間期或分裂期適用范圍生物種類所有生物均可發(fā)生自然狀態(tài)下，真核生物真核生物細(xì)胞增殖過程均可發(fā)生生殖類型無性生殖、有性生殖有性生殖無性生殖、有性生殖產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新基因型，沒產(chǎn)生新基因沒產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目或順序發(fā)生變化鑒定方法光鏡下均無法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下可檢出應(yīng)用誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種聯(lián)系三者均屬于可遺傳變異，都為生物的進化提供了原材料基因突變產(chǎn)生新的基因，是生物變異的根本來源基因突變是基因重組的基礎(chǔ)基因重組是形成生物多樣性的重要原因之一可遺傳變異類型的判斷3基因工程的操作工具操作工具名稱化學(xué)本質(zhì)作用限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)蛋白質(zhì)

13、識別特定的核苷酸序列，在特定的切點切割DNA分子，獲取目的基因DNA連接酶蛋白質(zhì)連接脫氧核糖和磷酸形成的骨架缺口運載體DNA與目的基因結(jié)合并導(dǎo)入受體細(xì)胞4.基因工程的一般過程步驟操作說明提取目的基因目的基因是人們需要的特定基因；通過限制酶切割目的基因與運載體結(jié)合使用同一種限制酶切割目的基因和運載體；用DNA連接酶連接目的基因和運載體；目的基因和運載體形成重組DNA分子導(dǎo)入目的基因借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法，將目的基因?qū)氪竽c桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞檢測與鑒定目的基因檢測、鑒定、篩選已獲得重組DNA分子的受體細(xì)胞，并大量培養(yǎng)目的基因表達(dá)目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生蛋白質(zhì)基因工程操作中的兩個注

14、意點(1)切割目的基因和運載體時，一般用同一種限制酶，使目的基因和運載體產(chǎn)生相同的黏性末端，達(dá)到目的基因與運載體結(jié)合的目的。(2)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并非標(biāo)志著基因工程的成功，只有目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)才說明基因工程的成功。5基因重組與基因工程的比較比較項目基因重組基因工程不同點概念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將從一個生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物的技術(shù)重組基因同一物種的不同基因不同物種間的不同基因繁殖方式有性生殖無性生殖變異大小小大意義是生物變異的來源之一，對生物的進化有重要意義使人類有可能按自

15、己的意愿定向地改造生物的遺傳性狀，培育出新品種相同點都實現(xiàn)了不同基因間的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異有性生殖和基因工程中基因重組的區(qū)別(1)有性生殖：基因重組同一物種的不同基因重新組合。(2)基因工程：基因重組不同物種間的不同基因的重組。1下列甲、乙分裂過程中產(chǎn)生配子時發(fā)生的變異分別屬于() 【導(dǎo)學(xué)號：】甲乙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【解析】甲圖中的“a”基因是從“無”到“有”，屬于基因突變，而乙圖中的A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進行了重新組合?！敬鸢浮緿2如圖是某個二倍體動物的幾個細(xì)胞的分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表

16、染色體上帶有的基因)。據(jù)圖判斷不正確的是()A該動物的性別是雄性的B乙細(xì)胞表明該動物發(fā)生了基因突變或基因重組C丙細(xì)胞不能進行基因重組D1與2和1與4的片段交換，前者屬基因重組，后者屬染色體結(jié)構(gòu)變異【解析】甲、乙、丙三個細(xì)胞是同一生物體的細(xì)胞，依據(jù)染色體的行為和數(shù)目可判斷細(xì)胞所處的時期及細(xì)胞名稱。甲細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂的后期，且細(xì)胞質(zhì)均等分裂，因此該動物為雄性。乙細(xì)胞處于有絲分裂后期，不可能發(fā)生基因重組。丙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂的后期，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂時期。1與2片段對等交換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組；1與4的片段交換發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變

17、異中的易位?！敬鸢浮緽3(2016張家港高級中學(xué)高一檢測)科學(xué)家利用基因工程技術(shù)，將人胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，然后通過大腸桿菌的繁殖，生產(chǎn)了人胰島素，操作過程如圖所示：(1)過程所使用的酶與獲取胰島素基因所使用的酶_(填“相同”或“不同”)。(2)過程使用的酶是_，它的作用是使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成_分子。(3)在基因工程中的目的是_。(4)在基因工程中的目的基因的表達(dá)和檢測中是通過看大腸桿菌是否產(chǎn)生_實現(xiàn)的。(5)大腸桿菌合成人胰島素的過程可以表示為_(用箭頭和簡要文字作答)。【解析】(1)獲取目的基因和切割質(zhì)粒使用的是同一種限制酶，這樣可以獲得相同的黏性末端。(2)過程表示

18、目的基因(人胰島素基因)與運載體(質(zhì)粒)結(jié)合成重組DNA分子的過程。(3)表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(大腸桿菌)的過程。(4)如果要檢測人胰島素基因是否在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，應(yīng)檢測是否有人胰島素產(chǎn)生。(5)大腸桿菌合成人胰島素的過程是人胰島素基因表達(dá)的過程，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯?！敬鸢浮?1)相同(2)DNA連接酶重組DNA(或重組質(zhì)粒)(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(4)人胰島素(5)DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)1下列各項中可以導(dǎo)致基因重組現(xiàn)象發(fā)生的是()A姐妹染色單體對等片段交換B等位基因彼此分離C非同源染色體的自由組合D姐妹染色單體分離【解析】姐妹染色單體是通過復(fù)制得來的，所以所含基因是相同的，對等

19、片段交換后不會導(dǎo)致基因的重新組合；等位基因隨同源染色體的分離而分開，不會導(dǎo)致基因重組；姐妹染色單體隨著絲點的分裂而分開，分別移向細(xì)胞的兩極進入不同的子細(xì)胞，不會導(dǎo)致基因重組；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體的自由組合會導(dǎo)致基因重組?！敬鸢浮緾2(2016南京高一檢測)生物界是千姿百態(tài)、多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于() 【導(dǎo)學(xué)號：】A基因重組B基因突變C染色體變異D環(huán)境變化【解析】基因突變是生物變異的根本來源，但是突變率很低?；蛑亟M會使后代產(chǎn)生多種基因型和表現(xiàn)型，是生物變異的主要來源。【答案】A3(2016濟寧高一檢測)基因突變是生物變異的根本來源。下

20、列關(guān)于基因突變特點的說法正確的是()A無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生突變C突變只能定向形成新的等位基因D突變對生物的生存往往是有利的【解析】所有生物的遺傳物質(zhì)在復(fù)制時都可能發(fā)生錯誤而導(dǎo)致基因突變；基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育中的任何時期；基因突變是不定向的；基因突變往往對生物的生存不利，只有少數(shù)突變是有利的。【答案】A4(2016無錫高一檢測)兩個核酸片段在適宜的條件下，經(jīng)X酶的作用，發(fā)生下列變化(如圖)，則X酶是()ADNA連接酶 BRNA聚合酶CDNA聚合酶D限制性核酸內(nèi)切酶【解析】題圖所示的是把兩個具有相同黏性末端的DNA分子片段間的磷酸和脫氧核糖

21、連在一起，所以需要DNA連接酶?！敬鸢浮緼5(2016濟寧高一檢測)如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，不可能的后果是()A沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物B翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止C所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個氨基酸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】基因的中部指編碼區(qū)，突變的蛋白質(zhì)產(chǎn)物出現(xiàn)差異；所控制合成的蛋白質(zhì)可能減少多個氨基酸，也可能在缺失位置終止翻譯。【答案】A課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.基因突變分為自發(fā)突變和人工誘變。人工誘變的因素分為物理因素、化學(xué)因素和生物因素。2.基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等。3.基因突變的特點有：發(fā)生頻率低、不定向、隨機發(fā)生、

22、普遍存在。4.基因重組發(fā)生在有性生殖過程中，包括自由組合和交叉互換。5.基因工程所用的工具有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運載體。學(xué)業(yè)分層測評 (建議用時：45分鐘) 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1下列情況引起的變異屬于基因重組的是()非同源染色體上的非等位基因的自由組合基因型為DD的豌豆，種植在土壤貧瘠的地方而出現(xiàn)矮莖性狀，下一代種植在水肥充足的地方，全表現(xiàn)為高莖同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失ABCD【解析】基因重組有兩種情況：一是在減數(shù)第一次分裂的四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生的交叉互換，二是減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因的自

23、由組合?！敬鸢浮緾2(2016寧德部分學(xué)校聯(lián)考)下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是(不考慮終止密碼子)A第6位的C被替換為TB第9位與第10位之間插入1個TC第100、101、102位被替換為TTTD第103至106位被替換為1個T【解析】如果第6位的C被替換為T，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA最多可能導(dǎo)致一個氨基酸的替換，其他氨基酸不變；如果在第9位與第10位之間插入1個T，轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA插入點后面的所有堿基序列都發(fā)生改變，因此對基因所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大；如果第100、101、102位被替換為TTT，轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA只可能造成一個氨

24、基酸的替換，其他氨基酸不變；如果第103至106位被替換為1個T，相當(dāng)于減少了3個連續(xù)的mRNA堿基，從而引起合成的多肽少了1個氨基酸，其余氨基酸不變。【答案】B3人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)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(xì)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(xì)胞基因突變并遺傳給下一代【解析】131I作為放射性物質(zhì)，可以誘導(dǎo)生物變異，但不能插入或替換DNA的堿基，從而使基因

25、發(fā)生突變。大劑量的放射性同位素131I積聚在甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞可誘發(fā)其發(fā)生基因突變，但因突變發(fā)生在體細(xì)胞而不是生殖細(xì)胞，故不能遺傳給下一代；大劑量131I可能造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異，故C正確?！敬鸢浮緾4下列哪項不是有絲分裂或減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生的變異()ADNA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B非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導(dǎo)致基因重組C非同源染色體之間交換一部分片段，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異D著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異【解析】非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導(dǎo)致基因重組僅發(fā)生在減過程中；有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂的間期DNA

26、復(fù)制過程中均可發(fā)生基因突變；C、D中導(dǎo)致的染色體結(jié)構(gòu)、數(shù)目變異在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生?！敬鸢浮緽5(2016常熟高一測試)下圖中表示發(fā)生在常染色體上的變異，和所表示的變異類型分別屬于()A重組和易位 B易位和易位C易位和重組D重組和重組【解析】由染色體圖像可判斷中兩條為同源染色體，中兩條為非同源染色體。是在同源染色體的非姐妹染色單體間交換部分染色體片段，屬于重組，是在非同源染色體之間交換部分染色體片段，屬于易位?！敬鸢浮緼6(2016無錫高一檢測)用人工誘變方法使黃色短桿菌的質(zhì)粒中脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化：CCGCTAACGCCGCGAACG，那么黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結(jié)果是(

27、)(可能相關(guān)的密碼子為：脯氨酸：CCG，CCA；甘氨酸：GGC，GGU；天冬氨酸：GAU，GAC；丙氨酸：GCA，GCU，GCC，GCG；半胱氨酸：UGU，UGC)A基因突變，性狀改變B基因突變，性狀沒有改變C基因和性狀均沒有改變D基因沒變，性狀改變【解析】從基因突變的情況可看出：基因片段中的T突變?yōu)镚，對應(yīng)的mRNA上的密碼子由GAU變成GCU，編碼的氨基酸由天冬氨酸變?yōu)楸彼?，氨基酸的改變引起生物性狀的改變?！敬鸢浮緼7如圖為同種生物的不同個體編碼翅結(jié)構(gòu)的基因的堿基比例圖?；?來源于一具正常翅的雌性個體的細(xì)胞，基因2來源于另一具異常翅的雌性個體的細(xì)胞。據(jù)此可知，翅異常最可能是由于堿基對的

28、()A增添 B替換C缺失D正常復(fù)制【解析】通過對比可知，翅異常個體基因缺失了一個AT堿基對，導(dǎo)致性狀發(fā)生了改變，C項正確?！敬鸢浮緾8如圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個基本步驟，這一步驟需用到的工具是 ()ADNA連接酶和解旋酶BDNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶C限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶【解析】目的基因和運載體結(jié)合需要基因剪刀限制性核酸內(nèi)切酶和基因針線DNA連接酶。此過程不涉及DNA復(fù)制，不需要DNA聚合酶和解旋酶?！敬鸢浮緾9(2016杭州高一檢測)下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是()供體剪刀針線運載體受體A質(zhì)粒限制性核酸內(nèi)切酶DN

29、A連接酶提供目的基因的生物大腸桿菌等B提供目的基因的生物DNA連接酶限制性核酸內(nèi)切酶質(zhì)粒大腸桿菌等C提供目的基因的生物限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)粒大腸桿菌等D大腸桿菌等DNA連接酶限制性核酸內(nèi)切酶提供目的基因的生物質(zhì)粒【解析】基因工程中供體為提供目的基因的生物，剪刀為限制性核酸內(nèi)切酶，針線是DNA連接酶，常用的運載體是質(zhì)粒，受體細(xì)胞常用的有大腸桿菌等。【答案】C10(2016濟南高一檢測)由于基因突變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的一個賴氨酸發(fā)生了改變。根據(jù)圖和下表回答問題：第一個字母第二個字母第三個字母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

30、氨酸精氨酸精氨酸UCAG(1)圖中過程發(fā)生的場所是_，過程叫_。(2)除賴氨酸以外，圖解中X是密碼子表中哪一種氨基酸的可能性最小_。原因是_。(3)若圖中X是甲硫氨酸，且鏈與鏈(模板鏈)只有一個堿基不同，那么鏈不同于鏈上的那個堿基是_。(4)從表中可看出密碼子具有_的特點，它對生物體生存和發(fā)展的意義是_。【解析】(1)過程為翻譯，在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進行。過程為轉(zhuǎn)錄，在細(xì)胞核中進行。(2)由賴氨酸與表格中其他氨基酸的密碼子對比可知，賴氨酸與異亮氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密碼子相比，都只有一個堿基的差別，而賴氨酸與絲氨酸的密碼子有兩個堿基的差別，故圖解中X是絲氨酸的可能性最小。(3

31、)由表格中甲硫氨酸與賴氨酸的密碼子可知，鏈與鏈的堿基序列分別為TTC與TAC，差別的堿基是A。(4)從增強密碼容錯性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應(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，幾種不同的密碼子都編碼這種氨基酸，可以保證翻譯的速度?！敬鸢浮?1)核糖體轉(zhuǎn)錄(2)絲氨酸絲氨酸與賴氨酸有兩個堿基的差別(3)A(4)簡并性增強了密碼容錯性，保證了翻譯的速度能力提升11如圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG，據(jù)圖分析正確的是()A轉(zhuǎn)運纈氨酸的tRNA一端的三個堿基是CAUB過程是以鏈作模板，

32、以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在有關(guān)酶的催化作用下完成的C控制血紅蛋白的基因中任意一個堿基對發(fā)生改變都會引起鐮刀型細(xì)胞貧血癥D人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于血紅蛋白中的一個谷氨酸被纈氨酸取代【解析】由于運輸氨基酸的tRNA一端的三個堿基是與mRNA中的堿基互補配對的，所以運輸纈氨酸的tRNA一端的三個堿基為CAU；過程為轉(zhuǎn)錄，所需的原料為核糖核苷酸；控制血紅蛋白的基因中不同堿基對的改變對氨基酸的種類變化作用是不同的；性狀改變的根本原因是基因中堿基對的改變?！敬鸢浮緼12某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(

33、如圖)。如以該植株為父本，測交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀。下列解釋最合理的是()A減數(shù)分裂時染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽B減數(shù)第二次分裂時姐妹染色單體3與4自由分離C減數(shù)第二次分裂時非姐妹染色單體之間自由組合D減數(shù)第一次分裂時非姐妹染色單體之間交叉互換【解析】根據(jù)題干所知，染色體缺失花粉不育，則正常情況下，該植物做父本只產(chǎn)生含b的配子，測交后代不可能出現(xiàn)紅色性狀。既然測交后代中有部分個體表現(xiàn)為紅色性狀，說明父本產(chǎn)生的配子中有部分含有B。若發(fā)生基因突變，則后代個體只有個別個體表現(xiàn)為紅色；若是減數(shù)第一次分裂時非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換，因為交叉互換有一定的交換率，故父本產(chǎn)生的配子中可能有一部分含

34、有B，測交后代可能會出現(xiàn)部分(不是個別)紅色性狀，D正確。基因突變具有不定向性，且突變率低，減數(shù)分裂時染色單體一旦形成，則不發(fā)生基因突變，故A錯；減數(shù)二次分裂時3與4隨著絲點的分裂而分離，形成的兩個花粉由于含有缺失染色體而不育，B錯；非姐妹染色單體之間自由組合發(fā)生在減數(shù)與第一次分裂后期，故C錯?！敬鸢浮緿13(2014重慶高考)下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是()A的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與B侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到的染色體上C的染色體上若含抗蟲基因，則就表現(xiàn)出抗蟲性狀D只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異【解析】本題考查基因工

35、程。構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，故A項錯誤；侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒上的TDNA整合到的染色體DNA上，故B項錯誤；染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不表達(dá)，或者表達(dá)的蛋白質(zhì)不具有生物活性，故C項錯誤；植株表現(xiàn)出抗蟲性狀，說明含有目的基因，屬于基因重組，為可遺傳變異，故D項正確?！敬鸢浮緿14下圖為具有2對相對性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個A基因和乙植株(純種)的一個B基因發(fā)生突變的過程(已知A基因和B基因是獨立遺傳的)，請分析該過程，回答下列問題。(1)上述兩個基因發(fā)生突變是由于_引起的。(2)下圖為甲植株發(fā)生了基因突變的細(xì)胞，它的基因型為_，表現(xiàn)型是_，請在圖中標(biāo)明基因與染色體的關(guān)系。(3)甲、乙