高中生物第四章生物的变异第15课时生物变异的来源Ⅰ同步备课教学案浙科版必修2 10页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 15 课时 生物变异的来源(Ⅰ) 知识内容 考试属性及要求 考情解读 必考 加试 基因重组 a a 1．举例说出基因重组及其意义。 2．举例说明基因突变的特征和原因，感悟 内因是变化的根据、外因是变化的条件、 外因通过内因起作用的辩证唯物主义观 点。 基因突变 b b 考点一 基因重组(a/a) 1．生物变异的类型 (1)不遗传的变异 是环境条件改变引起的，不涉及遗传物质的变化，其变异只限当代的表现型改变。 (2)可遗传的变异 包括基因突变、染色体畸变和基因重组三种类型，涉及遗传物质的变化，变异性状可遗 传给后代。 2．基因重组 (1)概念：是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因 重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。 (2)类型 类型 时期 发生范围 自由组合型 MI 后期 非同源染色体上的非等位基因 片段交换型 MI 前期 同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换 而交换 (3)意义：导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。 1．(2017·嵊州联考)下列图示过程存在基因重组的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 解析 A 图所示的 AaBb 在进行减数分裂产生配子的过程中，会发生非同源染色体上非 等位基因的自由组合，因此符合要求；B 图表示的是雌雄配子的随机结合，不存在基因重组； C 图表示减数第二次分裂的后期，该时期不存在基因重组；D 图中只有一对等位基因，不会 发生基因重组。 答案 A ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 片段交换型基因重组 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 考点二 基因突变(b/b) 1．概念 基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。DNA 分子中碱基对的替 换、增加和缺失都可以引起的基因结构的改变(基因突变的实质)。 2．时间 有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的 DNA 复制时。 3．类型 ①形态突变：生物体的形态结构发生改变，如果蝇的白眼。 ②生化突变：生物的代谢过程改变，如苯丙酮尿症。 ③致死突变：导致个体活力下降，甚至死亡，如镰刀形细胞贫血症。 4．诱变因素 ①物理因素：紫外线、X 射线、温度剧变等可以损伤细胞内的 DNA。 ②化学因素：各种能改变 DNA 分子中碱基排列顺序的化合物(亚硝酸盐、碱基类似物)。 ③生物因素：如麻疹病毒的毒素和代谢产物都可诱发基因突变。 5．特点 ①普遍性；②多方向性；③稀有性；④可逆性；⑤有害性 6．基因突变的机理：基因中碱基对的缺失、增加或替换，使 DNA 分子中脱氧核苷酸的 顺序发生改变，其转录成的 mRNA 的碱基顺序也可能随之改变，导致翻译的蛋白质可能出现 异常，从而引起性状改变。 7．意义 (1)产生新基因； (2)变异的根本来源； (3)进化的原始材料 2．基因 A 可突变为基因 a1、a2、a3……这说明基因突变具有( ) A．稀有性 B．可逆性 C．多方向性 D．有害性 解析 从基因 A 可突变为 a1、a2、a3……可知基因突变具有不定向性，即反映了基因突 变具有多方向性。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 答案 C 3．(2017·杭州七县/市/区联考)下列有关基因突变的说法，错误的是( ) A．基因突变容易发生在具有分裂能力的细胞中 B．基因突变可以产生新基因 C．A 基因可以突变成 a1、a2、a3…，同样 a 基因也可以突变成 A1、A2、A3… D．基因中一个碱基对发生改变，则一定改变该生物的性状 解析 基因突变不一定导致生物性状改变。 答案 D ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 1．(2017·苍山模拟)下列各项中可以导致基因重组现象发生的是( ) A．姐妹染色单体的片段互换 B．等位基因彼此分离 C．非同源染色体的自由组合 D．姐妹染色单体分离 解析 基因重组发生在减数分裂过程中，非同源染色体之间自由组合，或同源染色体上 非姐妹染色单体之间片段互换，都可以引起控制不同性状的基因重组。 答案 C 2．(2017·浙江 9＋1 高中联盟期中)果蝇的红眼基因(W)可以突变成白眼基因(w)，w 也 可以突变成 W，这体现了基因突变具有( ) A．普遍性 B．可逆性 C．稀有性 D．多方向性 解析 等位基因 W 与 w 之间可以相互突变，体现了基因突变的可逆性。 答案 B 3．(2017·温州选考模拟)人类镰刀形细胞贫血症的发病原因是基因突变，即控制血红 蛋白的基因中一个碱基对 A－T 替换成了 T－A。下列关于这一现象的叙述中，错误的是( ) A．基因结构发生改变 B．产生新的基因 C．说明基因突变具有可逆性的特点 D．说明基因能控制生物性状 解析 该现象只体现了基因的单方向突变，不能说明可逆性。 答案 C 4．可产生新基因和可为生物界的千姿百态提供丰富变异来源的分别是( ) A．前者为基因重组，后者为基因突变 B．前者为基因突变，后者为基因重组 C．两者均为基因重组 D．两者均为基因突变 解析 只有基因突变才能产生新的基因；基因重组后代出现的类型多，重组频率高，使 生物界千姿百态。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 答案 B 5．下图是基因型为 Aa 的个体不同分裂时期的图像，请分析回答： (1)甲图细胞处于________期，发生的变异类型是________。 (2)乙图细胞处于________期，发生的变异类型是________。 解析 有丝分裂、减数分裂过程均可发生基因突变，而基因重组只能发生于减数分裂过 程。 答案 (1)有丝分裂后 基因突变 (2)减数第二次分裂后 基因突变或基因重组 (时间：40 分钟) 1．下列哪种说法不属于基因突变的特点( ) A．能产生新的基因 B．突变后性状一般对生物有利 C．突变频率一般较低 D．在生物界非常普遍 解析 基因突变的结果能产生新的基因，A 正确；突变后性状一般对生物有害，B 错误； 自然情况下，基因突变具有稀有性，C 正确；基因突变具有普遍性，D 正确。 答案 B 2．人类发生镰刀形细胞贫血症的根本原因在于基因突变，其突变的方式是基因内( ) A．碱基对发生改变(替换) B．增添或缺失某个碱基对 C．增添一小段 DNA D．缺失一小段 DNA 解析 镰刀形贫血症的根本原因是血红蛋白基因中碱基发生了替换，即 T∥A 替换成 A∥T，A 正确，B、C、D 错误。 答案 A 3．下列有关基因突变的叙述，正确的是( ) A．不同基因突变的频率是相同的 B．基因突变的方向是由环境决定的 C．一个基因可以向多个方向突变 D．细胞分裂中期不发生基因突变 解析 基因突变具有稀有性，不同基因突变的频率是不同的，A 错误；基因突变是多方 向性的，可以受环境影响，B 错误；基因突变是多方向性的，一个基因可以向多个方向突变， 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 C 正确；基因突变可以发生于任何时期，但是细胞分裂的间期发生的可能性较大，D 错误。 答案 C 4．红眼果蝇中出现白眼果蝇、黄圆豌豆与绿皱豌豆杂交得到绿圆豌豆这两种变异的来 源分别是( ) A．环境改变、基因重组 B．基因突变、环境改变 C．基因突变、基因突变 D．基因突变、基因重组 解析 红眼果蝇中出现白眼果蝇是基因突变产生的；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆， 变异的来源是基因重组。 答案 D 5．人类血管性假血友病基因位于第 12 号染色体上，该病有 20 多种突变类型。这表明 基因突变具有( ) A．多方向性 B．有害性 C．稀有性 D．可逆性 解析 该病有 20 多种突变类型，说明基因突变的多方向性。 答案 A 6．一种果蝇的突变体在 21 摄氏度的气温下，生存能力很差，但是当气温上升到 25．5 摄氏度时突变体的生存能力大大提高。这说明( ) A．突变是不定向的 B．突变的有害或有利取决于环境条件 C．突变是随机发生的 D．环境条件的变化对突变体都是有害的 解析 由题意知，一种果蝇的突变体在 21 ℃的气温下，生存能力很差(基因突变的有 害性)，但是，当气温上升到 25．5 ℃时，突变体的生存能力大大提高了，这说明同一种变 异在不同环境条件下对于生存能力的影响不同，即基因突变的有害或有利取决于环境条件。 答案 B 7．下列有关基因重组的叙述中，正确的是( ) A．基因型为 Aa 的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离 B．基因 A 因替换、增加或缺失部分碱基而形成它的等位基因 a，这属于基因重组 C．YyRr 自交后代出现不同于亲本的新类型过程中发生了基因重组 D．造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组 解析 Aa 个体自交，后代的性状分离是由于等位基因的分离和配子之间随机结合而形 成的；基因 A 中碱基对的替换、增加或缺失属于基因突变；YyRr 自交后代出现不同于亲本 的新类型，这属于基因重组；同卵双生是由同一受精卵发育而来的，所以细胞核中的遗传物 质是一样的，其性状差异主要是由外界环境引起的。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 答案 C 8．如图为某高等动物的细胞分裂示意图， 图中不可能反映的是( ) A．发生了基因突变 B．发生了染色单体交换 C．该细胞为次级卵母细胞 D．该细胞为次级精母细胞 解析 次级卵母细胞的细胞质不均等分裂。 答案 C 9．基因突变一定会导致( ) A．遗传信息改变 B．遗传规律改变 C．碱基互补配对原则改变 D．生物性状改变 解析 基因突变会导致新基因的碱基对排列顺序与原基因出现差异，即遗传信息发生了 改变；基因突变不会改变遗传规律和碱基互补配对原则；基因突变后生物性状不一定改变。 答案 A 10．几种氨基酸可能的密码子如下：甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；缬氨酸：GUU、GUC、 GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在某基因的某位点上发生了一个碱基替换，导致 对应位置上的密码子改变，使甘氨酸变为缬氨酸；接着由于另一个碱基的替换，该位置上的 氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸。则该基因未突变时的氨基酸的密码子应该是( ) A．GGG B．GGC C．GGA D．GGU 解析 缬氨酸因一个碱基替换变为甲硫氨酸，故缬氨酸对应的密码子为 GUG；甘氨酸因 一个碱基替换变为缬氨酸(GUG)，所以甘氨酸对应的密码子为 GGG。 答案 A 11．下列有关基因突变和基因重组的描述，正确的是( ) A．基因突变对生物个体是利多于弊 B．基因突变所产生的基因都可以遗传给后代 C．基因重组能产生新的基因 D．基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式 解析 基因突变大多数对生物是有害的，少数是有利的，A 错误；基因突变属于可遗传 的变异，但体细胞中发生的基因突变一般不遗传给后代，B 错误；基因重组能产生新的基因 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 型，不能产生新基因，C 错误；一般情况下，基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中， 因此基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式，D 正确。 答案 D 12．如图表示人类镰刀形细胞贫血症的病因，请据图回答(已知谷氨酸的密码子是 GAA、 GAG)： (1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是： ①________；②________。①过程发生的时间是________，场所是________。 (2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为________。 (3)若图中正常基因片段中的 CTT 突变成 CTC，由此控制的生物性状是否可能发生突变？ 为什么？_________________________________________________。 答案 (1)DNA 复制 转录 细胞分裂间期 细胞核(2)CAT GUA (3)不会，因为翻译 形成的氨基酸没有变，所以生物性状不变 13．假设果蝇的灰翅和白翅为一对相对性状，受一对等位基因控制。某自然种群的果蝇 全为灰翅，现用该自然种群中一对灰翅果蝇交配，后代中出现了一只白翅雄果蝇。研究发现 白翅雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的一个基因发生了基因突变。请回答下列问题： (1)白翅基因产生是由于灰翅基因发生了碱基对的________，而导致基因结构发生了改 变。 (2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上，则显性性状为________，发生基因突 变的亲本是________(填“父本”“母本”或“父本或母本”)。 (3)若控制该对相对性状的基因位于 X 染色体上，则发生基因突变的亲本是________， 判断理由是_______________________________________________________。 解析 (1)基因突变指的是 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因 结构的改变。(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上，则野生型果蝇的后代出现的 突变型是显性性状，可能是父亲或母亲的基因型由 aa 突变为 Aa 的结果。(3)若控制该对相 对性状的基因位于 X 染色体上，亲本的基因型应该为 XaXa，XaY，后代雄果蝇为 XAY，说明母 亲的基因发生了突变，因为雄果蝇 X 染色体上的基因只能来自母本。 答案 (1)增添、缺失或替换 (2)白翅 父本或母本 (3)母本 雄果蝇 X 染色体上的基因只能来自母本 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 14．在一群体型一直较正常的牛群中出现了一头矮生雄牛，某研究小组在讨论该矮生雄 牛形成原因时，有三种不同的观点。 观点一：种群中某一个体产生了隐性突变，该突变基因随着个体间的交配，在群体中得 以扩散；矮生基因携带者交配后发生性状分离产生该矮生雄牛。 观点二：由非遗传因素(如饲养条件)引起的。 观点三：________________________________________________。 请你设计一个杂交实验，根据子一代杂交结果得出相应的结论。(说明：若是遗传因素， 则这一相对性状由常染色体上的一对等位基因控制) (1)杂交实验方案：_________________________________________， 在正常的饲养条件下，观察子代的表现型。 (2)杂交结果及结论： ①若子代出现________________________的情况，则观点一正确。 ②若子代出现________________________的情况，则观点二正确。 ③若子代出现________________________的情况，则观点三正确。 解析 该矮生雄牛的产生可能是非遗传因素引起的，也可能是显性突变或隐性突变引起 的。如果让该矮生雄牛与一头正常雌牛交配，由于后代个体少，不能区别不同的情况，因此 应该让该矮生雄牛与多头正常雌牛交配。可能出现的结果，可从三个观点逆推。 答案 观点三：是显性突变的结果 (1)让该矮生雄牛与该群体中的多头正常雌牛交配 (2)①正常牛与矮生牛，且数量上正常牛明显多于矮生牛 ②全为正常牛 ③正常牛与矮生牛，且数量上无显著差异