生物浙科版素材：課堂探究第四章第一節(jié)生物變異的來源

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究1：基因突變的過程是怎樣的？基因突變是基因分子結(jié)構(gòu)的改變,過程可表示如下：由此可見，基因突變發(fā)生于DNA復(fù)制時(shí)期，即細(xì)胞分裂的間期，有絲分裂和減數(shù)分裂過程都可能發(fā)生,如果發(fā)生在性細(xì)胞，突變基因就會通過受精作用而傳給下一代，如果發(fā)生在體細(xì)胞，則只影響當(dāng)代,不影響下一代.原核生物、病毒也可能發(fā)生。基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改變基因的表現(xiàn)形式，即由A→a或a→A。探究2：基因重組發(fā)生在哪類生殖過程中？自然狀態(tài)下基因重組包括兩種類型：（1）隨機(jī)重組（自由組合）：在生物通過減數(shù)分裂形成配子時(shí),隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因也自由組合產(chǎn)生的基因重組；（2)交換重組（交叉互換）：在減數(shù)分裂形成四分體時(shí)期，由于同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生局部互換,而造成控制不同性狀的基因重新組合.只能產(chǎn)生新的基因型，不能產(chǎn)生新的基因。無論是自由組合型還是交換型，它們都發(fā)生在減數(shù)分裂的第一次分裂過程中，無性生殖過程中不發(fā)生基因重組。探究3：基因突變和基因重組的區(qū)別與聯(lián)系基因突變基因重組區(qū)別本質(zhì)基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀原有基因的重新組合,產(chǎn)生了新的基因型,使性狀重新組合原因在一定的外界或內(nèi)部因素的作用下，由于基因復(fù)制時(shí)堿基種類、數(shù)目、排列順序發(fā)生改變，使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變減數(shù)分裂過程中,同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換或非同源染色體之間的自由組合時(shí)期有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期和減數(shù)第一次分裂的后期條件外界條件劇變和內(nèi)部因素的相互作用不同個(gè)體之間的雜交,有性生殖過程中的減數(shù)分裂和受精作用意義生物變異的主要來源，也是生物進(jìn)化的重要因素之一是生物產(chǎn)生變異的重要因素應(yīng)用通過誘變育種培育新品種通過雜交育種,使性狀重組,可培育優(yōu)良品種可能性可能性很小非常普遍聯(lián)系都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異；在長期進(jìn)化過程中，通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供大量可供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)探究4：染色體組數(shù)目的判別方法由于一個(gè)染色體組內(nèi)，各染色體的形狀、大小均不同，細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)目可按下列兩種方法加以判別：（1）細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組，如圖中甲的細(xì)胞中相同的染色體有4條，此細(xì)胞有4個(gè)染色體組。(2）在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因的個(gè)數(shù)，就是染色體組數(shù)，如基因型為AAaaBBBb的細(xì)胞或生物體含有4個(gè)染色體組，因?yàn)锳AaaBBBb可用基因和染色體共同表示為圖乙。探究5:生物體幾倍體的判別方法由于多倍體的生殖細(xì)胞內(nèi)含有不只一個(gè)染色體組,而這樣的生殖細(xì)胞直接發(fā)育成的個(gè)體是單倍體，所以不能根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體組的數(shù)目判斷。由此可見，生物幾倍體的判別不能只看細(xì)胞內(nèi)含有多少個(gè)染色體組，還要考慮到生物個(gè)體發(fā)育的直接來源.(1）如果生物體由受精卵或合子發(fā)育而成，生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組，就叫幾倍體。（2）如果生物體是由生殖細(xì)胞—-卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成,無論細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組，都只能叫單倍體。探究6：單倍體與多倍體的區(qū)別方法（1）概念定位不同。單倍體強(qiáng)調(diào)體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體；多倍體是由受精卵發(fā)育而成的，體細(xì)胞中含有超過兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫多倍體。(2）發(fā)育的起點(diǎn)不同。單倍體是本物種配子未經(jīng)受精作用在某種因素的刺激下發(fā)育成的個(gè)體,是單性生殖的結(jié)果；多倍體是由受精卵發(fā)育而成的,是雙親生殖的結(jié)果。（3）染色體組的數(shù)目不同。單倍體不一定含一個(gè)染色體組，有的單倍體的體細(xì)胞含一個(gè)染色體組，有的含兩個(gè)或兩個(gè)以上的染色體組，但是單倍體體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目都是本物種正常體細(xì)胞染色體組數(shù)目的一半。多倍體則含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組。題例領(lǐng)悟【例題1】2007山東高考，7DNA分子經(jīng)過誘變，某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基（設(shè)為P）變成了尿嘧啶，該DNA連續(xù)復(fù)制兩次,得到的4個(gè)子代DNA分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對分別為U—A、A—T、G—C、C—G，推測“P"可能是(）A。胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D。胞嘧啶解析：可用逆推法解答該問題，如下圖：答案：D領(lǐng)悟DNA復(fù)制過程中一條鏈上堿基發(fā)生突變，經(jīng)過多次復(fù)制后形成的子代DNA分子有50％的正常DNA，50％的突變DNA.【例題2】2007江蘇高考，18某些類型的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，可通過對細(xì)胞有絲分裂中期或減數(shù)第一次分裂時(shí)期的觀察來識別。a、b、c、d為某些生物減數(shù)第一次分裂時(shí)期染色體變異的模式圖，它們依次屬于（）A。三倍體、染色體片段增加、三體、染色體片段缺失B.三倍體、染色體片段缺失、三體、染色體片段增加C。三體、染色體片段增加、三倍體、染色體片段缺失D.染色體片段缺失、三體、染色體片段增加、三倍體解析：本題考查染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，染色體數(shù)目的變異包括兩種類型：一是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少，顯然a圖屬于前者變異類型,c圖屬于后者變異類型，染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位、易位，b圖屬于染色體片段的增添造成的重復(fù),而d圖屬于染色體片段的缺失，故C正確。答案：C領(lǐng)悟染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異。染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位、易位。染色體數(shù)目變異包括個(gè)別染色體數(shù)目增加或減少和染色體組成倍地增加或減少?！纠}3】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(zhì)的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(gè)堿基的替換,突變基因3為一個(gè)堿基的增添B。突變基因2和3為一個(gè)堿基的替換，突變基因1為一個(gè)堿基的增添C。突變基因1為一個(gè)堿基的替換，突變基因2和3為一個(gè)堿基的增添D.突變基因2為一個(gè)堿基的替換，突變基因1和3為一個(gè)堿基的增添解析:考查基因突變和基因控制蛋白質(zhì)合成的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程?；蛲蛔兪荄NA分子中堿基對的增添、缺失或改變。從而引起基因分子結(jié)構(gòu)的改變.突變的基因通過轉(zhuǎn)錄還引起信使RNA上密碼子改變，密碼子在信使RNA上既不間斷也不重疊,所以DNA堿基對增添，信使RNA上密碼子種類、數(shù)目和序列改變，可能引起氨基酸種類和數(shù)目改變。DNA堿基對改變,只能引起信使RNA上密碼子種類改變，不改變密碼子的數(shù)目，結(jié)果可能引起氨基酸種類變化,也可能不引起氨基酸種類變化（因?yàn)橐环N氨基酸有多個(gè)密碼子）。突變基因1是基因中某個(gè)堿基對改變，但沒有引起信使RNA上密碼子編碼的氨基酸種類發(fā)生變化,這是由于一種氨基酸有多個(gè)密碼子。突變基因2是基因中某個(gè)堿基對改變，使信使RNA上苯丙氨酸的密碼子變成了亮氨酸的密碼子。突變基因3是基因中增添了某個(gè)堿基對，使信使RNA上從苯丙氨酸以后的密碼子種類都發(fā)生了改變。答案：A領(lǐng)悟解決該類問題的規(guī)律是：①基因突變包括DNA中堿基對的增添、缺失或改變?nèi)N類型。②堿基對的增添和缺失會引起信使RNA上密碼子種類和數(shù)目的改變。③堿基對改變不一定能引起信使RNA上密碼子編碼的氨基酸種類的改變。課堂反饋1。下列關(guān)于基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是（）A。基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對的增添、缺失或改變B?；蛲蛔兪怯捎诨蛑忻撗鹾塑账岬姆N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(nèi)部因素的作用下引發(fā)D.基因突變的頻率很低,且是有害的解析:A項(xiàng)是基因突變的概念；B項(xiàng)闡明了基因突變的原因;C項(xiàng)說明了基因突變的誘發(fā)因素；D項(xiàng)錯(cuò)誤,基因突變的頻率很低，而且一般是有害的，但不會全是有害的，有些基因突變既無害也無利，還有一些基因突變使生物產(chǎn)生新性狀，適應(yīng)新環(huán)境，是有利的。答案：D2。卵原細(xì)胞在進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，細(xì)胞中不可能出現(xiàn)的是（）A.解旋B.蛋白質(zhì)合成C?；蛲蛔僁。基因重組解析：基因重組發(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，非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合。答案:D3.一個(gè)堿基對可加到DNA分子上或從DNA分子上除去，這種生物體DNA堿基順序的變化是一種（）A.細(xì)菌轉(zhuǎn)化B.基因自由組合C?；蛲蛔僁。等位基因分離解析：基因突變方式至少有兩大類：一類是堿基替換，即一個(gè)堿基對被另一個(gè)堿基對所代替；另一類是堿基對數(shù)目的改變,即增加或減少一個(gè)或幾個(gè)堿基對。答案：C4。下列有關(guān)基因突變的敘述中，正確的是（）A。生物隨環(huán)境改變而產(chǎn)生適應(yīng)性的變異B。由于細(xì)菌的數(shù)量多、繁殖周期短，因此其基因突變率很高C?；蛲蛔冊谧匀唤缰袕V泛存在D。自然狀態(tài)下的突變是不定向的，而人工誘變的突變多是定向的解析: