2024-2025學年新教材高中生物第5章基因突變及其他變異5.1基因突變和基因重組學案新人教版必修2

PAGE9-第2節(jié)基因突變和基因重組學習目標舉例說明基因突變的特點和緣由舉例說出基因重組說出基因突變和基因重組的意義關注癌癥的產生和預防一、基因突變的實例基礎梳理鐮刀型細胞貧血癥的癥狀和危害：正常人的紅細胞是中心微凹的圓餅狀，而鐮狀細胞貧血患者的紅細胞卻是彎曲的鐮刀狀。這樣的紅細胞簡單裂開，使人患溶血性貧血，嚴峻是會導致死亡鐮狀細胞貧血的緣由：干脆緣由：血紅蛋白分子中一個谷氨酸被纈氨酸所替換根本緣由：基因突變基因突變的概念：DNA分子中發(fā)生的堿基的替換、增加或缺失，而引起的基因堿基序列的變更，叫做基因突變細胞癌變的緣由：原癌基因發(fā)生突變：原癌基因表達的蛋白質是細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而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變抑癌基因發(fā)生突變：抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖或促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導致相應的蛋白質活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變易錯提示易錯提示基因突變肯定會引起基因結構的變更（）基因突變不肯定引起生物性狀的變更（）基因突變肯定遺傳給后代（）4、基因突變肯定發(fā)生在間期（）二、基因突變的緣由和意義基礎梳理 基礎梳理基因突變的外因：物理因素：紫外線、X射線及其他輻射等化學因素：亞硝酸鹽、堿基類似物等生物因素：某些病毒基因突變的內因：DNA復制發(fā)生錯誤、DNA的堿基組成發(fā)生變更導致基因內部脫氧核苷酸的種類、數目或排列依次發(fā)生變更，從而變更了遺傳信息，等等基因突變的特點：普遍性隨機性不定向性低頻性多害少利性基礎梳理基礎梳理基礎梳理基礎梳理基礎梳理基礎梳理基因突變的意義：基因突變是生物變異的根原來源，為生物的進化供應了豐富的原材料基礎梳理基礎梳理基礎梳理基因重組基礎梳理基因重組的概念：基因重組就是指在生物體進行有性生殖的過程中，限制不同的性狀的基因的重新組合基因重組的類型：（1）自由組合型（減數分裂Ⅰ后期）（2）交叉互換型（減數分裂Ⅰ前期）易錯提示基因重組的意義：基因重組也是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要的意義易錯提示基因重組在進行無性生殖的個體中不發(fā)生（）基因重組只能產生新的基因型和重組性狀（）同卵雙生兄弟之間的性狀差異是基因重組導致的（）隨堂訓練1、關于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯誤的是()A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因B.X射線的照耀不會影響基因B和基因b的突變率C.基因B中的堿基對G—C被堿基對A—T替換可導致基因突變D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導致基因b的突變2、下列關于基因突變的說法，錯誤的是()A.基因突變是廣泛存在的B.基因突變對生物自身大多是有害的C.基因突變是DNA復制發(fā)生錯誤的結果D.基因突變是生物變異的根原來源3、自然界中,一種生物某一基因及突變基因確定的蛋白質部分氨基酸序列如下:正?；蚓彼岜奖彼崃涟彼崽K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依據上述氨基酸序列確定這3種突變基因DNA分子的變更極可能是(

)A.突變基因1和2為一個堿基的替換,突變基因3為一個堿基的增加

B.突變基因2和3為一個堿基的替換,突變基因1為一個堿基的增加

C.突變基因1為一個堿基的替換,突變基因2和3為一個堿基的增加

D.突變基因2為一個堿基的替換,突變基因1和3為一個堿基的增加4、下列圖示過程存在基因重組的是(

)A. B.

C. D.5、人鐮刀型細胞貧血癥是基因突變造成的，血紅蛋白β鏈第6個氨基酸的密碼子由GAG變?yōu)镚UG，導致編碼的谷氨酸被置換為纈氨酸。下列相關敘述錯誤的是()A.該突變變更了DNA堿基對內的氫鍵數 B.該突變引起了血紅蛋白β鏈結構的變更C.在缺氧狀況下患者的紅細胞易裂開 D.該病不屬于染色體異樣遺傳病6、下列過程不涉及基因突變的是()A.經紫外線照耀后,獲得紅色素產量更高的紅酵母

B.運用CRISPR/Cas9技術替換某個基因中的特定堿基

C.黃瓜開花階段用2,4-D誘導產生更多雌花,提高產量

D.香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換,增加患癌風險7、一個自然繁殖的直剛毛果蠅種群中,偶然出現了一只卷剛毛雄果蠅。為了探究卷剛毛性狀是如何產生的,科學家用這只卷剛毛雄果蠅與直剛毛雌果蠅雜交,F1全部為直剛毛果蠅,F1雌雄果蠅隨機自由交配,F2的表現型及比例是直剛毛雌果蠅︰直剛毛雄果蠅︰卷剛毛雄果蠅=2︰1︰1。最合理的結論是(

)A.親代生殖細胞中X染色體上基因發(fā)生隱性突變

B.親代生殖細胞中X染色體上基因發(fā)生顯性突變

C.親代生殖細胞中常染色體上基因發(fā)生隱性突變

D.親代生殖細胞中常染色體上基因發(fā)生顯性突變8、下列關于基因突變和基因重組的說法,正確的是(

)A.DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增加和缺失不肯定是基因突變

B.若沒有外界誘發(fā)因素的作用,生物不會發(fā)生基因突變

C.人的心肌細胞的一對同源染色體的多對基因之間可以發(fā)生基因重組

D.基因型為AaBB的個體自交,導致子代出現性狀分別的緣由是基因重組9、以下有關變異的敘述,正確的是()A.用一般二倍體西瓜培育出四倍體西瓜,再用一般二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉,則四倍體植株上會結出三倍體無子西瓜

B.基因重組所產生的新基因型不肯定會表達為新的表現型

C.基因重組導致雜合子Aa自交后代出現性狀分別,產生新的基因

D.花藥離體培育過程中,基因重組、基因突變和染色體變異均有可能發(fā)生10、下列關于基因重組的敘述，錯誤的是()A.基因型為Dd的個體自交后代出現3︰1的分別比，不是基因重組的結果B.減數分裂時同源染色體上的非姐妹染色單體上的非等位基因的交換會導致基因重組C.基因重組會導致后代產生新的基因型，對生物進化有重要意義D.基因重組會導致同卵雙胞胎之間的性狀差異11、圖中甲表示果蠅某正常基因片段限制合成多肽的過程。a~d表示4種基因突變。a丟失T/A,b由T/A變?yōu)镃/G,c由T/A變?yōu)镚/C,d由G/C變?yōu)锳/T。假設4種突變都單獨發(fā)生。乙表示基因組成為AaBbDd的個體細胞分裂某時期圖像。丙表示細胞分裂過程中mRNA的含量(虛線)和每條染色體所含DNA分子數的變更(實線)。請回答下列問題: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.圖甲中過程①所需的酶主要是__________。

2.a突變后合成的多肽鏈中氨基酸的依次是__________,在a突變點旁邊再丟失__________個堿基對對氨基酸序列的影響最小。

3.圖中__________突變對性狀無影響,其意義是__________。

4.導致圖乙中染色體上B、b不同的緣由屬于__________(變異種類)。

5.誘發(fā)基因突變一般處于圖丙中__________階段,而基因重組發(fā)生于__________階段(填圖中字母)。答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：X射線照耀可提高基因突變率，B錯誤。2答案及解析：答案：A解析：A、原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變會導致正常細胞發(fā)生癌變，人類癌癥的發(fā)生與基因突變有關，A錯誤；

B、基因突變具有普遍性，在自然界中普遍存在，B正確；

C、基因突變具有隨機性，可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，C正確；

D、基因突變可以產生新的基因，是生物變異的根原來源，D正確。

故選：A。3答案及解析：答案：A解析：通過對正常基因和突變基因確定的氨基酸分析可知，突變基因1確定的蛋白質中氨基酸的種類、依次并沒有變更，說明發(fā)生該基因突變時只是變更了某一堿基對，而且這一變更并沒有引起相應氨基酸種類的變更，因為確定一種氨基酸的密碼子可以不止一個；突變基因2確定的蛋白質中氨基酸的序列發(fā)生了變更，說明基因中堿基對的數量發(fā)生了變更，增加（缺失）非3的倍數個堿基對；突變基因2確定的蛋白質中僅一個氨基酸的種類發(fā)生了變更，說明發(fā)生該基因突變時也只是變更了某一堿基對，而且這一變更并有使相應氨基酸種類發(fā)生了變更，但其余部分不產生影響。A項正確。考點：本題考查基因突變引起的結果，意在考查考生能運用所學學問與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行說明、推理，做出合理的推斷或得出正確的結論的實力。4答案及解析：答案：A解析：A圖所示的AaBb在進行減數分裂產生配子的過程中,會發(fā)生非同源染色體上非等位基因的自由組合,因此符合要求。B圖表示的是雌雄配子的隨機結合,不存在基因重組。C圖表示減數其次次分裂的后期,該時期不存在基因重組。D圖中只有一對等位基因,不會發(fā)生基因重組。5答案及解析：答案：A

解析：人的鐮刀型細胞貧血癥發(fā)病的根本緣由是基因突變,由于血紅蛋白基因中堿基對替換造成的蛋白質結構異樣,患者的紅細胞呈鐮刀型,簡單裂開,使人患溶血性貧血,嚴峻時會導致死亡。血紅蛋白β鏈第6個氨基酸的密碼子由GAG變?yōu)镚UG,說明鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中T-A堿基對被替換成A-T堿基對,替換后氫鍵數目不變,A錯誤;血紅蛋白基因中堿基對的替換造成基因結構變更,進而導致血紅蛋白結構異樣,B正確;患者的紅細胞呈鐮刀型,簡單裂開,使人患溶血性貧血,C正確;鐮刀型貧血癥屬于單基因遺傳病,不屬于染色體異樣遺傳病,D正確。故選A。6答案及解析：答案：C解析：紫外線照耀能誘導發(fā)生基因突變，經篩選后可獲得紅色素產量更高的紅酵母，A不符合題意；運用CRISPR/Cas9技術替換某個基因中的特定城基，導致基因結構變更，涉及基因突變，B不符合題意；2,4-D為生長素類似物，促進黃瓜雌花的形成是植物激素類似物調整生命活動的作用，沒有發(fā)生基因突變，C符合題意；香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，導致基因結構變更，涉及基因突變，D不符合題意。7答案及解析：答案：A解析：由于這只卷剛毛雄果蠅與直剛毛雌果蠅雜交,F1的表現型全部為直剛毛,說明直剛毛是顯性性狀。而讓F1雌雄果蠅交配,F2的表現型及比例是直剛毛雌果蠅︰直剛毛雄果蠅︰卷剛毛雄果蠅=2︰1︰1,說明卷剛毛與直剛毛性狀與性別相關聯.限制剛毛形態(tài)的基因不在常染色體上,所以很可能是親代生殖細胞中X染色體上的基因發(fā)生隱性突變。假設限制剛毛形態(tài)的基因用A/a表示。則卷剛毛雄果蠅(XaY)與直剛毛雌果蠅(XAXA)雜交,F1全部為直剛毛果蠅(XAXa、XAY),其自由交配,F2的表現型及比例是直剛毛雌果蠅(XAXa、XAXA)︰直剛毛雄果蠅(XAY)︰卷剛毛雄果蠅(XaY)=2︰1︰1。A正確。8答案及解析：答案：A解析：A、基因是有遺傳效應的DNA分子片段，只有DNA分子的基因中發(fā)生堿基對的替換、增加和缺失，才是基因突變，A正確；

B、沒有外來因素影響時，DNA分子復制時也會間或發(fā)生錯誤，發(fā)生基因突變，B錯誤；

C、人的心肌細胞不能進行減數分裂，所以不會發(fā)生基因重組，C錯誤；

D、基因型為AaBB的個體只含有一對等位基因，其自交導致子代出現性狀分別的緣由是在減數分裂過程中等位基因伴同源染色體分別而分開，而基因重組至少要有兩對等位基因，D錯誤。

故選：A。9答案及解析：答案：B解析：用一般二倍體西瓜培育出四倍體西瓜，再用一般二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，由于正常授粉，因此該四倍體植株上會結出三倍體有籽西瓜，A錯誤；由于性狀的顯隱性關系，基因重組所產生的新基因型不肯定會表達為新的表現型，B正確；基因分別導致雜合子Aa自交后代出現性狀分別，且該過程并沒有產生新的基因，C錯誤；花藥離體培育過程中，基因突變和染色體變異均有可能發(fā)生，但不會發(fā)生基因重組，D錯誤；答案是B。10答案及解析：答案：D解析：基因型為Dd的個體自交后代出現3︰1的分別比，不是基因重組的結果.而是等位基因分別的結果.A項正確；減數分裂四分體時期.同源染色體的非姐妹染色單體上的非等位基因可以發(fā)生交叉互換，導致基因重組，B項正確；基因重組會導致后代產生新的基因型，為生物進化供應原材料，對生物進化有重要意義，C卵雙胞胎之間的基因型應當相同，所以他們之間性狀的差異不是基因重組導致的，可能是基因突變或環(huán)境因素導致的，D項錯誤。11答案及解析：答案：（1）RNA聚合酶;（2）天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸;2

（3）b;有利于維持生物遺傳性狀的相對穩(wěn)定;（4）基因突變或基因重組;（5）Ⅱ;Ⅳ解析：（1)甲圖中過程①為轉錄，是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，所用到的酶主要是RNA聚合酶。（2）a丟失T/A.轉錄形成的mRNA序列為一GAC—UAU—GGU—AUG—