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2019-2020年高中生物 第四章 第19課時 基因突變和基因重組（Ⅰ）課時作業(yè)（含解析）蘇教版必修2 目標導航　1.舉例說明基因突變的特點和原因。2.舉例說出基因重組。3.說出基因突變和基因重組的意義。 一、鐮刀型細胞貧血癥的病因和基因突變 1．鐮刀型細胞貧血癥 (1)癥狀：正常的紅細胞是________，而患“鐮刀型細胞貧血癥”的病人的血液里充滿著________的紅細胞。運輸氧氣的能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴重時會導致死亡。 (2)原因 直接原因：由紅細胞血紅蛋白質分子上的一個氨基酸變化引起的，由________變成________。 根本原因：__________，即基因中一個堿基對的改變?？刂蒲t蛋白的DNA分子上的一個堿基對改變，使得該基因脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變，也就是基因結構改變了，最終使血紅蛋白發(fā)生改變，紅細胞就由圓餅狀變成鐮刀狀了。 2．基因突變的概念：DNA分子中堿基對的______、______或______等。發(fā)生在DNA復制時期。 3．基因突變的本質：基因突變是____________上的變化，不改變__________上基因的數(shù)量及所處位置，只改變某一基因的______及__________，即由A→a或a→A。 4．基因突變對后代的影響 (1)基因突變發(fā)生在體細胞有絲分裂過程，這種突變可以通過無性繁殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。 (2)基因突變發(fā)生在精子或卵細胞形成的減數(shù)分裂過程，這種突變有可能通過有性生殖傳給后代。 (3)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)分裂過程中對外界環(huán)境因素的變化更敏感。 二、基因突變的特點、原因、結果及意義 1．基因突變的特點 (1)________，(2)________，(3)________，(4)__________，(5)______________。 2．誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的因素 (1)內因：基因______改變，即DNA復制出錯。堿基對增添、缺失或改變→堿基序列局部密碼改變、移碼突變→遺傳信息改變。 (2)外因：①______因素：如紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內的DNA。②______因素：如亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基。③______因素：如某些病毒，其遺傳物質能影響宿主細胞的DNA等。 3．基因突變的意義：基因突變是________產(chǎn)生的途徑，是生物變異的______來源，是__________的原始材料。 4．結果：(1)多數(shù)基因突變能引起__________的變化。 (2)少數(shù)基因突變不能引起__________的改變。若發(fā)生突變后，引起mRNA上的密碼子改變，但由于密碼子的簡并性，改變了的密碼子與原密碼子仍對應同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀不改變；若基因突變?yōu)開_____突變，如AA中的一個A→a，此時性狀也不改變。 三、基因重組及意義 1．概念：基因重組是指在生物體進行__________的過程中，控制不同性狀的基因__________的過程。所以，進行有性生殖的生物會發(fā)生基因重組。 2．類型：基因重組有__________和__________兩類。前者發(fā)生在__________________(非同源染色體的自由組合)，后者發(fā)生在________________________________(非姐妹染色單體的交叉互換)。 3．意義：基因重組是______________的來源之一，是形成生物________的重要原因，對生物的______也具有重要意義。 知識點一　基因突變的實例、概念 1．自然界中，一種生物某一基因及其三種突變基因決定的蛋白質的部分氨基酸序列如下： 正?；颉?精氨酸　苯丙氨酸　亮氨酸　蘇氨酸　脯氨酸 突變基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸 突變基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸 突變基因3 精氨酸 苯丙氨酸 蘇氨酸 酪氨酸 丙氨酸 根據(jù)上述氨基酸序列確定這三種突變基因DNA分子的改變是 (　　) A．突變基因1和2為一個堿基的替換，突變基因3為一個堿基的增添或缺失 B．突變基因2和3為一個堿基的替換，突變基因1為一個堿基的增添或缺失 C．突變基因1為一個堿基的替換，突變基因2和3為一個堿基的增添或缺失 D．突變基因2為一個堿基的替換，突變基因1和3為一個堿基的增添或缺失 知識點二　基因突變的特點、原因、結果及意義 2．基因突變常發(fā)生在細胞周期的 (　　) A．分裂間期 B．分裂前期 C．分裂后期 D．分裂的各時期均有可能 3．如圖表示在生物的一個種群中某一基因的類型及其關系。下列哪項不 能從圖中分析得到 (　　) A．表明基因的突變具有不定向性 B．表明基因突變具有可逆性 C．這些基因的堿基序列一定不同 D．表明基因突變具有普遍性 知識點三　基因重組及意義 4．下列敘述錯誤的是 (　　) A．基因突變是生物變異的根本來源 B．基因突變使一個基因變成它的等位基因 C．基因重組只能產(chǎn)生新的基因型，不能產(chǎn)生新的基因，因此對生物進化沒有作用 D．基因重組只發(fā)生在有性生殖過程中 5．下列關于基因重組的敘述中，正確的是 (　　) A．有性生殖可導致基因重組 B．等位基因的分離可導致基因重組 C．非等位基因的自由組合和互換可導致基因重組 D．無性生殖可導致基因重組 基礎落實 1．下列關于基因突變的敘述，錯誤的是 (　　) A．基因突變是指基因結構中堿基對的增添、缺失或改變 B．基因突變是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發(fā)生的 C．基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或生物內部因素的作用下引發(fā) D．基因突變的頻率很低，且都是有害的 2．某個嬰兒不能消化乳糖，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)他的乳糖酶分子有一個氨基酸改變而導致乳糖酶失活，發(fā)生這種現(xiàn)象的根本原因是 　(　　) A．缺乏吸收某種氨基酸的能力 B．不能攝取足夠的乳糖酶 C．乳糖酶基因有一個堿基改變了 D．乳糖酶基因有一個堿基缺失了 3．真核生物進行有性生殖時，通過減數(shù)分裂和隨機受精使后代 (　　) A．增加發(fā)生基因突變的概率 B．繼承雙親全部的遺傳性狀 C．從雙親各獲得一半的DNA D．產(chǎn)生不同于雙親的基因組合 4．下面有關基因重組的說法不正確的是 (　　) A．基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 B．基因重組產(chǎn)生原來沒有的新基因 C．基因重組是生物變異的主要來源 D．基因重組能產(chǎn)生原來沒有的新性狀 5．卵原細胞在進行DNA復制時，細胞中不可能出現(xiàn)的是 (　　) A．解旋 B．蛋白質合成 C．基因突變 D．基因重組 能力提升 6．以下有關基因重組的敘述，錯誤的是 (　　) A．非同源染色體的自由組合能導致基因重組 B．非姐妹染色單體的交換可引起基因重組 C．純合子自交因基因重組導致子代性狀分離 D．同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關 7．如圖為高等動物的細胞分裂示意圖，圖中不可能反映的是 (　　) A．發(fā)生了基因突變 B．發(fā)生了染色單體互換 C．該細胞為次級卵母細胞 D．該細胞為次級精母細胞 8．下列關于基因突變的敘述中，正確的是 (　　) ①基因突變包括自然突變和誘發(fā)突變　②在DNA復制中，堿基排列順序發(fā)生差錯從而改變了遺傳信息，產(chǎn)生了基因突變　③基因突變一般對生物是有害的，但也有的基因突變是有利的?、芑蛲蛔円欢óa(chǎn)生新性狀 A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④ 9．某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變?yōu)? (　　) A．顯性突變(d→D) B．隱性突變(D→d) C．顯性突變和隱性突變 D．人工誘變 10．如果將鐮刀型細胞貧血癥患者的血液，輸給一個血型相同的正常人，將使正常人 (　　) A．基因發(fā)生突變，使此人患病 B．無基因突變，性狀不遺傳給此人 C．基因重組，將病遺傳給此人 D．無基因重組，此人無病，其后代患病 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11.下圖表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，請據(jù)圖回答： 血紅蛋白　　　　　正?！　　　　　‘惓? (HbA) (HbS) ↑(②) ↑(②) 氨基酸 谷氨酸 纈氨酸 ↑(②) ↑② RNA GAA __④__ ↑(①) ↑① DNA 　　　 (1)③過程是____________，發(fā)生的場所是______，發(fā)生的時間是______________；①過程是______________，發(fā)生的場所是______；②過程是______，發(fā)生的場所是________。 (2)④表示的堿基序列是____________，這是決定一個纈氨酸的一個____________，轉運纈氨酸的轉運RNA一端的三個堿基是____________。 (3)父母均正常，生了一個鐮刀型細胞貧血癥的女兒，可見此遺傳病是________________遺傳病。若HbS代表致病基因，HbA代表正常的等位基因，則患病女兒的基因型為____________，母親的基因型為______________；這對夫婦再生一個患此病的女兒的概率為______。 (4)比較HbS與HbA的區(qū)別，HbS中堿基為______，而HbA中為______。 (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____________。該病十分罕見，嚴重缺氧時會導致個體死亡，這表明基因突變的特點是__________和__________。 答案 知識清單 一、1.(1)圓餅狀　鐮刀狀　(2)谷氨酸　纈氨酸　GAA　GUA　谷氨酸　纈氨酸　基因突變 2．增添　缺失　改變 3．分子水平　染色體　結構　表現(xiàn)形式 二、1.(1)普遍性　(2)隨機性　(3)低頻性　(4)不定向性　(5)多害少利性 2．(1)結構　(2)①物理　②化學?、凵? 3．新基因　根本　生物進化 4．(1)生物性狀　(2)生物性狀　隱性 三、1.有性生殖　重新組合 2．自由組合　交叉互換　減數(shù)第一次分裂的后期　減數(shù)第一次分裂的四分體時期 3．生物變異　多樣性　進化 對點訓練 1．A　[基因突變是指基因結構的改變，包括基因中堿基對的增添、缺失或改變?；蛑袎A基對的增添和缺失必然會引起相應蛋白質分子中氨基酸序列的改變。突變基因1與正?；驔Q定的蛋白質分子中氨基酸的序列沒有區(qū)別，說明發(fā)生該基因突變時只是改變了某一堿基對，而且這一變化并沒有引起相應氨基酸種類的變化，因為決定一種氨基酸的密碼子可以不止一個。突變基因2決定的蛋白質分子中僅一個氨基酸的種類發(fā)生了變化，說明發(fā)生該基因突變時也只是改變了某一堿基對，而且這一變化使相應的氨基酸種類發(fā)生了變化，但對其余部分不產(chǎn)生影響。突變基因3決定的蛋白質分子中氨基酸的序列發(fā)生了變化，說明基因中堿基對的數(shù)量發(fā)生了變化。] 2．A　[基因突變發(fā)生在DNA分子復制的過程中，而DNA分子的復制在細胞有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期進行。] 3．D　[A基因可以突變成a1、a2、a3，說明基因突變具有不定向性；同時A基因可以突變成a1基因，a1基因也可以突變成A基因，說明基因突變具有可逆性；控制同一性狀的基因有幾種，其根本原因是其堿基的序列不同。] 4．C　[基因突變的結果是產(chǎn)生等位基因，即產(chǎn)生原來沒有的新基因，是生物變異的根本來源，是生物進化的原材料。因此，可以說：如果沒有基因突變，生物也就不可能進化。基因重組雖然也能使生物產(chǎn)生變異，但這些變異只是生物界中已存在的性狀重新組合，并不能產(chǎn)生自然界中原來沒有的性狀，但是由于基因重組可產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代，可能有一些會含有適應某種變化的、生存所必需的基因組合，因此對生物的進化也有重要意義。] 5．C　[有性生殖是指經(jīng)過兩性生殖細胞結合產(chǎn)生后代的過程，生殖細胞產(chǎn)生的過程是減數(shù)分裂，可能發(fā)生基因重組?；蛑亟M指非同源染色體上非等位基因的自由組合或同源染色體上等位基因隨非姐妹染色單體的交叉互換而發(fā)生交換，與等位基因的分離沒有直接關系。非等位基因的自由組合是基因重組類型之一，而互換是同源染色體上非姐妹染色單體之間等位基因的互換，并非是非等位基因。無性生殖保持了親本的一切性狀，不存在基因重組，有可能發(fā)生基因突變。] 課后作業(yè) 1．D　[A項是基因突變的概念；B項闡明了基因突變的原因；C項說明了基因突變的誘發(fā)因素；D項錯誤，基因突變的頻率確實很低，而且一般是有害的，但不全是有害的。] 2．C　[根據(jù)題中“乳糖酶分子有一個氨基酸改變”，可判斷是乳糖酶基因中的一個堿基發(fā)生了改變；若乳糖酶基因有一個堿基缺失，則會發(fā)生一系列氨基酸的改變。] 3．D　[進行有性生殖的生物，其變異的主要來源是基因重組，即在減數(shù)分裂過程中，由于四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換或減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合而發(fā)生基因重組，使后代產(chǎn)生不同于雙親的基因組合。] 4．B　[基因重組是指生物體進行有性生殖的過程，即減數(shù)分裂過程中，控制不同性狀的原有基因的重新組合，可產(chǎn)生新的基因型，從而控制新的表現(xiàn)型，是生物變異的重要來源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對于生物進化具有十分重要的意義。但是，基因重組不會產(chǎn)生新的基因。] 5．D　[基因重組可以發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期，等位基因隨同源染色體的分開而分離，非等位基因隨著非同源染色體自由組合而自由組合。也可以發(fā)生于減數(shù)分裂的四分體時期，由于四分體的非姐妹染色單體的交叉互換而引起。] 6．C　[基因重組主要包括非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換；純合子自交子代不發(fā)生性狀分離；同胞兄妹間的遺傳差異主要來自父母的基因重組。] 7．C　[該細胞分裂圖表明的是減數(shù)第二次分裂。由圖中可以看出：可能發(fā)生了基因突變(B、b)，也可能發(fā)生了染色單體互換，但細胞明顯是均等分裂，因此不可能是次級卵母細胞。] 8．B　[基因突變是在DNA復制過程中，堿基排列順序發(fā)生差錯而改變了遺傳信息，包括自然突變和誘發(fā)突變兩種。與自然突變相比，誘發(fā)突變的頻率較高?；蛲蛔兇蠖鄶?shù)是有害的，即具有多害少利性，但有害與有利取決于環(huán)境。除此之外?；蛲蛔冞€具有普遍性、隨機性、不定向性等特點?；蛲蛔円欢墚a(chǎn)生新基因，但不一定產(chǎn)生新性狀。] 9．A　[由于突變性狀的個體不是純合子，而且表現(xiàn)突變性狀，說明突變性狀相對于原有性狀為顯性性狀。] 10．B　[輸血不涉及到生殖，故無基因重組，血液也不是誘變因素，不會引起基因突變，鐮刀型細胞貧血癥不遺傳給此人。] 11．(1)基因突變　細胞核　細胞分裂間期　轉錄　細胞核　翻譯　核糖體 (2)GUA　密碼子　CAU (3)常染色體隱性　HbSHbS　HbAHbS　1/8 (4)　 (5)基因突變　可遺傳變異　低頻性　多害少利性 解析　(1)由圖示分析，圖中③過程是基因突變，它發(fā)生在細胞分裂間期DNA復制過程中，①過程是轉錄，①、③過程都發(fā)生在細胞核內。②過程表示以mRNA為模板合成蛋白質的翻譯過程，該過程是在細胞質的核糖體上進行的。(2)根據(jù)堿基互補配對原則，由正常谷氨酸的密碼子可判斷是以DNA的CTT為模板轉錄的，所以④過程的堿基序列GUA是決定纈氨酸的一個密碼子，轉運纈氨酸的tRNA一端的三個堿基是CAU。(3)由題中父母均正常，生出患病女兒可確定鐮刀型細胞貧血癥是常染色體隱性遺傳病，患病女兒的基因型為HbSHbS，其父母的基因型均為HbAHbS。若這對夫婦再生育，則生一個患該病的女兒的概率為1/21/4＝1/8。(4)致病基因HbS是基因突變后形成的，其堿基序列是，而正?；騂bA的堿基序列是。(5)鐮刀型細胞貧血癥是由基因突變產(chǎn)生的常染色體隱性基因導致的疾病，該變異是DNA分子結構的改變所引起的，是可遺傳變異，由題中“該病十分罕見，嚴重缺氧時會導致個體死亡”可知，基因突變具有低頻性和多害少利性的特點。