2019-2020学年新教材高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组学案 新

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第1节基因突变和基因重组1．结合实例，分析基因突变的概念、原因、特点、意义等。(生命观念)2.解释基因重组的类型、实质及意义。(生命观念)3．联系癌变机理，倡导健康生活、敬畏生命。(社会责任)一、基因突变1．实例：镰状细胞贫血。(1)发病机理(2)原因分析①直接原因：谷氨酸――→替换为缬氨酸。②根本原因：基因中碱基对=====TA2．类型类型发生的时期发生的范围自由组合型减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因交换型减数分裂Ⅰ四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而交换3.意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。2知识点一基因突变1．分析基因突变的发生机制2．基因突变对蛋白质的影响3．基因突变不一定导致生物性状改变的原因(1)基因突变发生在非编码序列部分，碱基序列没有对应的氨基酸。(2)基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。(3)基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，则不会导致性状的改变。发展素养社会责任肿瘤与癌(1)肿瘤：机体某些组织的细胞与其他组织生长不协调，表现为病理性异常增生的一个不正常的组织块，医学上称为肿瘤。(2)肿瘤与癌的关系根据肿瘤对人体危害程度的不同，可以分为良性肿瘤和恶性肿瘤。①良性肿瘤：生长缓慢，不转移，逐渐生长时仅是压迫周围组织。②恶性肿瘤：生长迅速，易转移，可以向周围扩散，破坏周围组织。恶性肿瘤又叫癌肿或癌瘤，人们习惯称之为“癌”。31．(2019·海南海口调研)下列关于生物体基因突变的叙述中，不正确的是()A．基因突变是生物变异的根本来源B．基因突变可由物理、化学或生物因素诱发C．发生在DNA中的突变一定导致基因碱基序列的改变D．发生在植物体的基因突变，可通过无性繁殖传递解析：选C。基因是有遗传效应的DNA片段，所以DNA上的片段不一定都是基因，则发生在DNA中的突变不一定导致基因碱基序列的改变，C错误。2．下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致第1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()A．①处插入碱基对G—CB．②处碱基对A—T替换为G—CC．③处缺失碱基对A—TD．④处碱基对G—C替换为A—T解析：选B。由题干分析得知，WNK4基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为AAG，基因突变后仅仅导致了相应蛋白质中第1169位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的种类发生了改变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是WNK4基因中碱基发生了替换，而非缺失或增添。经分析，该基因发生的突变是②处碱基对A—T替换为G—C。3．癌细胞在动物体内恶性增殖形成肿瘤。下列有关癌细胞的叙述，正确的是()A．都可见到染色单体，都是已凋亡的细胞B．原癌基因过度表达可能导致细胞癌变C．抑癌基因发生突变，导致相应的蛋白质失活，可发生细胞癌变D．细胞膜表面的糖蛋白减少或缺失答案：D知识点二基因重组41．基因重组的两种类型可通过图示法加以理解记忆2．根据变异个体的数量判断基因突变或基因重组3．根据姐妹染色单体上等位基因的来源判断基因突变或基因重组(1)根据细胞分裂方式①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交换，如图乙。(2)根据变异前体细胞的基因型①如果亲代基因型为AA或aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或发生了交换。(1)受精作用不属于基因重组。(2)具有一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。(3)“肺炎双球菌的转化实验”属于广义的基因重组，而不是基因突变。4．(2019·临沂检测)下列有关基因重组的说法，不正确的是()A．基因重组发生在减数分裂过程中，是生物变异的重要来源之一B．基因重组产生原来没有的新基因，从而改变基因中的遗传信息5C．基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型D．基因重组能产生原来没有的新性状组合解析：选B。基因重组包括同源染色体的互换和非同源染色体的自由组合，前者发生在减数分裂Ⅰ四分体时期，后者发生在减数分裂Ⅰ后期，是生物变异的重要来源之一，A项正确；基因突变产生原来没有的新基因，基因重组不能产生新基因，只能产生新基因型，B项错误；基因重组能产生新的基因型，但基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型，C、D项正确。5．(2019·武汉高一检测)下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型()A．①基因突变②基因突变③基因突变B．①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组C．①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组D．①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组解析：选C。图中①②分别属于有丝分裂的中期和后期；A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的，由于互换只发生在减数分裂过程中，所以图中①②的变异只能属于基因突变；③属于减数分裂Ⅱ的后期，由于减数分裂过程中可以发生互换，所以不能确定A与a的不同是基因突变还是基因重组的结果。核心知识小结6[要点回眸][规范答题]基因突变有碱基的替换、增添和缺失三种方式。细胞癌变的特征为能无限增殖，细胞形态结构发生改变，细胞膜上的糖蛋白等物质减少等。基因突变会引起基因碱基序列的改变，但却不一定引起生物性状的改变。诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素。基因突变具有普遍性、随机性、不定向性及低频性等特点。基因突变可以产生新基因，而基因重组只能产生新的基因型。基因重组包括非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体交换相应的片段两种类型。[随堂检测]1．(2017·山西学考真题)以下对基因突变的认识，错误的是()A．自然条件下也会发生基因突变B．人工诱导的基因突变是定向的C．诱变剂可以提高基因的突变频率D．基因突变是基因内碱基序列的改变解析：选B。自然条件下由于DNA复制可能出现差错，也会发生基因突变，A项正确；人工诱导的基因突变是不定向的，B项错误；诱变剂可以提高基因的突变频率，C项正确；7基因突变是基因内碱基序列的改变，D项正确。2．(2019·湘潭高一检测)下列关于基因突变特点的说法，正确的是()A．只发生在生物个体发育的特定时期B．丰富了自然界中基因的种类C．只能定向突变成新的等位基因D．突变的方向由环境决定解析：选B。基因突变可发生在个体发育的整个过程中，A错误；基因突变产生新基因，可丰富自然界中基因的种类，B正确；基因突变是不定向的，表现为一个基因可以发生不同的突变，环境不决定基因突变的方向，C、D错误。3．检测癌细胞有多种方法。切取一块组织鉴定其是否发生癌变，可用光学显微镜观察()A．细胞中染色体数目是否改变，细胞膜上的糖蛋白是否减少B．细胞原癌基因是否发生突变C．细胞的形态是否改变D．细胞中抑癌基因表达的蛋白质活性是否减弱答案：C4．(2019·重庆一中高二上期末)辐射对人体危害很大，可能导致基因突变。下列相关叙述正确的是()A．碱基对的替换、增添和缺失都是由辐射引起的B．环境所引发的变异可能为可遗传变异C．辐射能导致人体遗传物质发生定向改变D．基因突变会造成某个基因的缺失解析：选B。导致基因突变的因素有很多，如物理因素、化学因素等，故A项错误；环境所引发的变异，若导致遗传物质发生改变，则为可遗传变异，故B项正确；辐射导致的基因突变是不定向的，故C项错误；基因突变是碱基的增添、缺失或替换，一般不会导致某个基因的缺失，故D项错误。5．父母和子女之间、同一父母的兄弟或姐妹之间性状表现上有较大差异，其主要原因是()A．基因突变B．基因重组C．环境影响D．包括A、B、C三项8答案：B6．有性生殖生物后代的性状差异主要来自基因重组，下列过程中哪些可以发生基因重组()A．①②B．①③C．②③D．③解析：选A。本题中的基因重组发生在减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。所以应为①②，而不是③配子的随机组合。7．镰状细胞贫血患者的血红蛋白多肽链中，一个氨基酸发生了替换。下图是该病的病因图解。回答下列问题：(1)图中①表示DNA上的碱基发生改变，遗传学上称为________。(2)图中②以DNA的一条链为模板，按照________原则，合成mRNA的过程，遗传学上称为________，该过程的场所是________。(3)图中③过程称为________，完成该过程的场所是________。(4)已知谷氨酸的密码子为GAA或GAG，组氨酸的密码子为CAU或CAC，天冬氨酸的密码子为GAU或GAC，缬氨酸的密码子为GUA、GUU、GUC或GUG。图中氨基酸甲是________。解析：(1)DNA中碱基的改变称为基因突变。(2)②为转录，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成mRNA，发生于细胞核中。(3)③为翻译，发生于核糖体中。9(4)氨基酸甲对应的密码子是GAG，对应于谷氨酸。答案：(1)基因突变(2)碱基互补配对转录细胞核(3)翻译核糖体(4)谷氨酸[课时作业]A级·合格考通关区1．经检测发现某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因可能是()A．遗传信息没有改变B．遗传基因没有改变C．遗传密码没有改变D．控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变解析：选D。生物的性状没有改变是合成的相应蛋白质中的氨基酸序列没有改变，基因发生了突变则其含有的碱基的排列顺序一定改变，所以遗传信息、遗传基因和对应密码子一定改变，由于一种氨基酸可能有几个密码子，故突变后对应的氨基酸可能不变，则生物性状可能不改变。2．原核生物中某一基因的编码蛋白质的区段起始端插入了1个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小()A．置换单个碱基对B．增加4个碱基对C．缺失3个碱基对D．缺失4个碱基对解析：选D。在编码区插入1个碱基对，因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若插入1个碱基对，再增添2个、5个、8个碱基对，或缺失1个、4个、7个碱基对，恰好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，能减少对蛋白质结构的影响。3．(2019·湖北十堰期末调研)下图表示发生在细胞内DNA上的一种碱基改变方式，下列叙述正确的是()10A．这种改变一定会引起生物性状发生改变B．该DNA的结构一定没发生改变C．该DNA的热稳定性一定不变D．该细胞内一定发生了基因突变解析：选C。依题意和分析题图可知，该DNA结构的这种改变属于碱基的替换，若发生在DNA分子中没有遗传效应的片段上(基因之间的区域)，则没有发生基因突变，一定不会引起生物性状发生改变，若发生在DNA分子中的基因上，则一定发生了基因突变，由于多种密码子可编码同一种氨基酸，则不一定会引起生物性状发生改变，A、B、D错误；DNA的热稳定性的高低与氢键数目的多少有关，该DNA结构的这种改变，没有改变氢键的数目，所以该DNA的热稳定性一定不变，C正确。4．(2019·鹤壁高一检测)黄曲霉素被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构划定为Ⅰ类致癌物。黄曲霉素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用，可导致肝癌甚至死亡。下列有关说法错误的是()A．黄曲霉素属于化学致癌因子B．黄曲霉素使肝细胞产生原癌基因是癌变的根本原因C．癌细胞容易分散转移与细胞膜上糖蛋白减少有关D．癌症的发生与生活方式有关解析：选B。致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和生物致癌因子三类，黄曲霉素属于化学致癌因子，A正确；原癌基因是细胞本来就有的正常基因，B错误；癌细胞容易分散转移与细胞膜上糖蛋白减少有关，C正确；癌症的发生与生活方式有关，健康的生活方式、远离致癌因子可减少患癌症的风险，