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1、第第5 5章章理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一应用创新演练应用创新演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练第第1 1节节考向二考向二 1基因突变有碱基对的替换、增添和缺失三基因突变有碱基对的替换、增添和缺失三种方式。种方式。2基因突变会引起基因结构的改变，但却不基因突变会引起基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。一定引起生物性状的改变。3诱发基因突变的因素有物理因素、化学因诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素。素和生物因素。4基因突变具有普遍性、随机性、不定向基因突变具有普遍性、随机性、不定向性及低频性
2、等特点。性及低频性等特点。5基因突变可以产生新基因，而基因重组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。只能产生新的基因型。6基因重组包括非同源染色体上非等位基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因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换两种类型。色单体交叉互换两种类型。自读教材自读教材夯基础夯基础1基因突变的实例和概念基因突变的实例和概念填空填空(1)镰刀型细胞贫血症的病因：镰刀型细胞贫血症的病因：图解：图解：(2)基因突变的概念：基因突变的概念：类型：有碱基对的类型：有碱基对的 、增添和、增添和 。结果：结果： 的改变。的改变。替换替换缺失
3、缺失基因结构基因结构 2基因突变对后代的影响基因突变对后代的影响判断正误判断正误 (1)发生在配子中的基因突变，可遵循遗传规律传发生在配子中的基因突变，可遵循遗传规律传给后代。给后代。 ( ) (2)发生在体细胞中的基因突变，一定不能遗传给发生在体细胞中的基因突变，一定不能遗传给后代。后代。 ( )3基因突变的原因基因突变的原因连线连线4基因突变的特点基因突变的特点填表填表特点特点解释解释普遍性普遍性在各种生物中都可发生在各种生物中都可发生 在任何时期、任何细胞和任何在任何时期、任何细胞和任何DNA中中都可发生都可发生不定向性不定向性可向不同方向突变，产生一个以上的可向不同方向突变，产生一个以
4、上的 基因突变的频率是很低的基因突变的频率是很低的多害少利性多害少利性基因突变大多数是有害的基因突变大多数是有害的随机性随机性低频性低频性等位基因等位基因5.意义意义填空填空(1) 产生的途径。产生的途径。(2)生物变异的生物变异的 。(3) 的原始材料。的原始材料。新基因新基因根本来源根本来源生物进化生物进化 1结合结合DNA分子的结构特点和复制过程，分析分子的结构特点和复制过程，分析DNA分分子复制时容易发生基因突变的原因。子复制时容易发生基因突变的原因。 提示：提示：DNA分子复制时，分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而
5、使遗传不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而使遗传信息改变。信息改变。 2基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？这种改变在光镜下能观察到吗？在哪些方面？这种改变在光镜下能观察到吗？ 提示：提示：脱氧核苷酸脱氧核苷酸(碱基碱基)的种类、数量、排列顺序的改的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。这种改变在光镜下不能观察到。变引起遗传信息的改变。这种改变在光镜下不能观察到。 3基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分析基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分析原因。原因。 提示：提示：遗传信息一定改变。基因突变是指
6、基因中碱基遗传信息一定改变。基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。发生基因突变后，遗传信息会发生改变。遗传信息。发生基因突变后，遗传信息会发生改变。 生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变时，由生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列，于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性突变时，生物的性状也不一定不改变生物的性状；发生隐性突变时，生物的性状也不一定改变。改变。跟随名师跟随名师解疑难解疑难1基因突变的
7、类型基因突变的类型2基因突变与生物性状的关系基因突变与生物性状的关系3基因突变的不定向性图示分析基因突变的不定向性图示分析图中基因图中基因A可以突变成可以突变成a1、a2、a3，它们之间也可以相互，它们之间也可以相互突变，并互称为等位基因。突变，并互称为等位基因。特别提醒特别提醒(1)基因突变一般发生在基因突变一般发生在DNA复制过程中。复制过程中。(2)基因突变不会改变染色体上基因的数量和所在位置。基因突变不会改变染色体上基因的数量和所在位置。自读教材自读教材夯基础夯基础1概念概念填空填空(1)发生过程：发生过程： 过程中。过程中。(2)实质：实质： 的基因重新组合。的基因重新组合。有性生殖
8、有性生殖控制不同性状控制不同性状2类型类型填表填表类型类型发生时期发生时期实质实质自由组自由组合型合型 非非同同源源染染色色体体上上的的 自由组合自由组合交叉互交叉互换型换型 同同源源染染色色体体上上的的 随随非非姐姐妹染色单体交换而交换妹染色单体交换而交换减数第一次减数第一次分裂后期分裂后期非等位基因非等位基因减数第一次减数第一次分裂前期分裂前期等位基因等位基因3.意义意义填空填空(1)是是 的重要来源。的重要来源。(2)对对 具有重要意义。具有重要意义。生物变异生物变异生物进化生物进化 1请判断下列两种现象产生的原因是否属于基因重组并请判断下列两种现象产生的原因是否属于基因重组并分析原因。
9、分析原因。 高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆。高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆。 黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。 提示：提示：否。杂合高茎豌豆自交后代中出现矮茎豌豆，是否。杂合高茎豌豆自交后代中出现矮茎豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果，而基因重组指的是控制控制同一性状的等位基因分离的结果，而基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合。不同性状的基因重新组合。 是。杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱是。杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是由于两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位豌豆，是由于
10、两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。 2基因重组产生新基因了吗？基因重组产生新基因了吗？ 提示：提示：没有。基因重组只是将原有的基因进行了重新组没有。基因重组只是将原有的基因进行了重新组合，没有产生新基因。合，没有产生新基因。 3病毒和原核生物可遗传变异的来源是否有基因重组病毒和原核生物可遗传变异的来源是否有基因重组？为什么？为什么？ 提示：提示：没有。因为基因重组发生在生物体进行有性生殖没有。因为基因重组发生在生物体进行有性生殖的过程中，而病毒和原核生物均不进行有性生殖。的过程中，而病毒和原核生
11、物均不进行有性生殖。跟随名师跟随名师解疑难解疑难1基因重组图解分析基因重组图解分析2基因突变和基因重组的比较基因突变和基因重组的比较项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组发生发生时间时间有有丝丝分分裂裂间间期期、减减数数第第一一次分裂前的间期次分裂前的间期减数第一次分裂减数第一次分裂发生发生原因原因在在一一定定外外界界或或内内部部因因素素作作用用下下，DNA分分子子中中发发生生碱碱基基对对的的替替换换、增增添添和和缺缺失，引起基因结构的改变失，引起基因结构的改变减减数数第第一一次次分分裂裂过过程程中中，同同源源染染色色体体的的非非姐姐妹妹染染色色单单体体交交叉叉互互换换，或或非非同同源源染染
12、色色体体上上非非等等位位基基因因的的自自由组合由组合项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组适用适用范围范围所有生物都可以发生所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传殖细胞核遗传种类种类自然突变自然突变人工诱变人工诱变基因自由组合基因自由组合基因交叉互换基因交叉互换结果结果产产生生新新基基因因，控控制制新新性性状状产产生生新新的的基基因因型型，不不产产生生新的基因新的基因项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组意义意义是是生生物物变变异异的的根根本本来来源源，生物进化的原始材料生物进化的原始材料生生物物变变异异的的重重要要来来源源，有有利于生物进化利于生物进化
13、联系联系通通过过基基因因突突变变产产生生新新基基因因，为为基基因因重重组组提提供供自自由由组组合合的新基因，基因突变是基因重组的基础的新基因，基因突变是基因重组的基础 例例1下图为人下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质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。已知的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导基因发生一种突变，导致致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 ()A处插入碱基对处插入碱基对GCB处碱基对处碱基对AT替换为替换为GCC处缺失碱基对处缺失碱基对ATD处碱基对处碱基对GC替换为替换为AT思路点
14、拨思路点拨 精讲精析精讲精析根据图中根据图中1 168位的甘氨酸的密码子位的甘氨酸的密码子GGG，可，可知知WNK4基因是以其基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成转录形成mRNA的，那么的，那么1 169位的赖氨酸的密码子是位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知，由此可推知该基因发生的突变是该基因发生的突变是处碱基对处碱基对AT被替换为被替换为GC，故正确，故正确选项为选项为B。 答案答案B (1)性状不改变性状不改变最可能为碱基替换。最可能为碱基替换。 (2
15、)只有一个氨基酸种类改变只有一个氨基酸种类改变最可能为碱基替换。最可能为碱基替换。 (3)氨基酸种类、数量和排列顺序都发生改变氨基酸种类、数量和排列顺序都发生改变最可能最可能为碱基对的增添或缺失。为碱基对的增添或缺失。如果一个基因的中部缺失了如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，下列后果中不可个核苷酸对，下列后果中不可能出现的是能出现的是 ()A没有蛋白质产物没有蛋白质产物B翻译为蛋白质时在缺失位置终止翻译为蛋白质时在缺失位置终止C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化解
16、析：解析：基因的中部若缺少基因的中部若缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物达，但是表达产物(蛋白质蛋白质)的结构发生变化，有可能出现的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。氨基酸序列发生变化。答案：答案：A 例例2下列关于基因重组的说法不正确的是下列关于基因重组的说法不正确的是 () A生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因生物体进行有性生殖的过
17、程中，控制不同性状的基因重新组合属于基因重组重新组合属于基因重组 B减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组体之间的局部交换，可导致基因重组 C减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组合可导致基因重组 D一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能不能思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析基因重组是在有性生殖中，控制不同性状的基因重组是在有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程，选项基因重新组
18、合的过程，选项A正确；基因重组发生在减数分裂正确；基因重组发生在减数分裂过程中，减过程中，减前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和减换和减后期非同源染色体上的非等位基因自由组合都会引起后期非同源染色体上的非等位基因自由组合都会引起基因重组，选项基因重组，选项B错误，选项错误，选项C正确；花药内发生减数分裂形正确；花药内发生减数分裂形成花粉粒，根尖分生区只进行有丝分裂，选项成花粉粒，根尖分生区只进行有丝分裂，选项D正确。正确。 答案答案B 基因突变或交叉互换都会导致姐妹染色单体中含有基因突变或交叉互换都会导致姐妹染色单体中含有等位基因等位基因(如
19、图如图)。在确定变异类型时，可根据题意来确。在确定变异类型时，可根据题意来确定，方法如下：定，方法如下： (1)若为体细胞有丝分裂若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、如根尖分生区细胞、受精卵等受精卵等)，则只能是基因突变造成的；，则只能是基因突变造成的； (2)若为减数分裂，则原因是基因突变若为减数分裂，则原因是基因突变(间期间期)或基因重组或基因重组(减数第一次分裂减数第一次分裂)； (3)若题目中问造成若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源异中的最根本来源基因突变；基因突变； (4)若题目中有若题目中有“分裂分裂时期时期”提示，如
20、减提示，如减前期造成前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。1探究环境因子与基因突变的关系。探究环境因子与基因突变的关系。2设计实验探究基因突变是显性突变还是设计实验探究基因突变是显性突变还是隐性突变。隐性突变。3设计实验探究突变的具体基因。设计实验探究突变的具体基因。典例剖析典例剖析 已知物质已知物质D是某微生物生长所必需的，它的合成途径是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图所示。如下图所示。基因基因A 基因基因B 基因基因C 酶酶A酶酶B酶酶C物质物质A物质物质B物质物质C物质物质D 野生型在只含物质野生型在只含物质A的培养基上就
21、能正常生长。现发现的培养基上就能正常生长。现发现有三种突变体有三种突变体(均只有某一基因发生突变均只有某一基因发生突变)，均不能在只含物，均不能在只含物质质A的培养基上正常生长，请设计一实验方案，区分出三种的培养基上正常生长，请设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。突变体的突变基因，并预测实验结果。 (1)实验方案：实验方案：_。 (2)预测实验结果：预测实验结果： 如果如果_，说明基因，说明基因A突变。突变。 如果如果_，说明基因，说明基因B突变。突变。 如果如果_，说明基因，说明基因C突变。突变。 解析解析(1)图中信息表明，基因图中信息表明，基因A、B、C分别控制酶
22、分别控制酶A、B、C的合成，进而分别催化合成物质的合成，进而分别催化合成物质B、C、D。野生型果蝇同时具。野生型果蝇同时具有基因有基因A、B、C，只要培养基中含有物质，只要培养基中含有物质A，最终可转化为其生，最终可转化为其生长所必需的物质长所必需的物质D。 (2)若某一基因突变，则不能合成相应的酶，也就不能催化生若某一基因突变，则不能合成相应的酶，也就不能催化生成相应的物质，此种生物必须在添加相应的物质后才能生长，因成相应的物质，此种生物必须在添加相应的物质后才能生长，因此可通过控制培养基物质的成分来判断基因突变的情况。此可通过控制培养基物质的成分来判断基因突变的情况。 答案答案(1)将这三
23、种突变体分别放在只含物质将这三种突变体分别放在只含物质B、只含物、只含物质质C的培养基中培养，观察生长情况的培养基中培养，观察生长情况 (2)在只含物质在只含物质B和只含物质和只含物质C的培养基中都能正常生长的培养基中都能正常生长 在只含物质在只含物质B的培养基中不能正常生长，在只含物质的培养基中不能正常生长，在只含物质C的培养基中能正常生长的培养基中能正常生长在只含物质在只含物质B和只含物质和只含物质C的培养基中都不能正常生长的培养基中都不能正常生长归纳拓展归纳拓展 (2)判定方法：判定方法： 选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。表现判断。 让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
