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1、第三单元 第二章基因对性状的控制第三节基因与性状目标导航1.结合实例，概述生物性状与基因、环境条件的关系。2.结合实例，掌握基因突变的概念、特点和原因及其在育种上的应用。3.结合减数分裂的过程，理解基因重组的概念、方式及意义。栏目索引预习导学挑战自我点点落实课堂讲义重点难点个个击破对点练习即时训练体验成功一、基因与性状的关系答案预习导学挑战自我 点点落实1.基因对性状的控制途径(1)直接途径：基因通过控制 来控制性状。如 。(2)间接途径：基因通过控制 来控制代谢过程，从而影响 。如正常人通过合成 形成 。2.基因与性状的关系生物的性状不仅受 的控制，也会受到的影响。因此，有些性状是和共同作用
2、的结果。蛋白质的分子结构镰刀型细胞贫血症酶的合成生物性状酪氨酸酶黑色素基因环境基因环境二、基因突变1.概念是指的改变，包括碱基对的、或。发生时间：。2.原因(1)内因：。(2)外因：因素、因素和因素。3.特征、和等。基因结构答案增添改变缺失DNA复制时基因结构改变物理化学生物普遍性低频性可逆性多方向性随机性4.意义基因突变的结果使一个基因变成了它的，从而产生新的，可能会引起的改变，是生物变异的根本来源。5.诱变育种(1)原理：。(2)优点：提高，增加，从而利于出生产上需要的优良品种。6.可遗传的变异的来源(1)基因突变：发生在生物中。 (2)基因重组：发生在的真核生物中。(3)染色体变异：发生
3、在生物中。答案等位基因性状基因基因突变突变率变异来源选育所有进行有性生殖真核3.意义基因重组使后代产生了许多新的，从而使后代出现多种新的，是形成生物多样性的重要原因之一。自由组合型：上的自由组合交叉互换型：之间发生局部交叉互换三、基因重组1.概念生物体在过程中，控制不同性状的基因重新组合。 减数分裂形成配子答案非同源染色体非等位基因同源染色体的非姐妹染色单体基因型性状组合2.类型预习诊断判断正误：(1)基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，表明酶可以直接控制生物的性状。()(2)基因可以通过控制蛋白质的结构间接控制生物体的性状。()(3)一个基因影响一种性状，一种性状由一个基因控制。()(4
4、)线粒体DNA和叶绿体DNA也能进行复制、转录和翻译，并控制生物的性状。()(5)基因突变是DNA结构发生改变，不论发生在体细胞还是生殖细胞中都能遗传给后代。()答案(6)发生在配子中的基因突变，可遵循遗传规律传给后代。()(7)基因是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因突变。()(8)病毒、大肠杆菌及动植物都可能发生基因突变。()(9)基因突变产生的新基因不一定传递给后代。()(10)基因突变具有随机性，分裂旺盛的细胞和停止分裂的细胞基因突变频率相同。()返回答案课堂讲义 重点难点 个个击破一、基因与性状的关系1.基因对性状的控制方式基因控制性状需经过一系列步骤，
5、基因控制性状有如下两种方式。(2)基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。(3)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同调控着生物体的性状。思维激活1.如果用下面的模式图表示白化病的病因，请说出图中基因、物质A和物质B的名称。答案答案基因为控制酪氨酸酶的基因，物质A和B分别是酪氨酸和黑色素。 2.白化病与老人头发变白的原因相同吗？答案不相同。白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常导致细胞不能合成酪氨酸酶而缺乏黑色素；而老年人头发变白是由于细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素。3.基因、环境因素与性状的关系如图同一株水毛茛，裸露在空气中的
6、叶是扁平的叶片，而浸在水中的叶片深裂成丝状。请思考：(1)这两种形态的叶，其细胞的基因组成有何关系？答案相同。它们都是由同一个受精卵分裂分化来的,所以基因组成相同。答案(2)这两种叶片的不同形态是什么因素造成的？答案两种叶片细胞中的基因相同，是环境造成叶片形态不同的。(3)由(1)(2)你能得出什么结论？答案基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。答案从图中不可以得出()A.花的颜色由多对基因共同控制B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢C.生物性状由基因决定，也受环境影响D.若基因不表达，则基因和基因不表达应用示例1.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花
7、青素的合成与颜色变化途径示意图：问题导析答案D一题多变判断正误：(1)基因与性状的关系是一对一的线性关系。()(2)生物性状是由基因型和环境共同控制的。()答案二、基因突变1.基因突变的类型、实质及结果2.基因突变对氨基酸种类和数目的影响(1)发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸。(2)发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，但不影响插入(或缺失)位置前的序列对应的氨基酸，影响插入(或缺失)位置后的序列对应的氨基酸。3.基因突变对生物性状的影响(1)引起生物性状的改变如某些碱基对的增添或缺失，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状改变。(2
8、)未引起生物性状的改变一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码子的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不影响该蛋白质的功能。不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状变异。答案思维激活1.结合DNA分子的结构特点和复制过程，分析DNA分子复制时容易发生基因突变的原因。答案DNA分子复制时，DNA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，从而使遗传信息发生改变。2.镰刀型贫血症的根本原因是什么？变化后导致血红蛋白基因中碱基
9、种类、数量和排列顺序发生了怎样的变化？这种改变在光镜下能观察到吗？答案根本原因是碱基对发生替换；碱基种类没有变化，碱基数量不变，碱基排列顺序发生改变。这种改变在光镜下不能观察到。 答案3.癌细胞的特点之一是能进行无限增殖，医学上通常使用一定量的化学药剂对癌症病人进行化疗，接受化疗后的病人身体非常虚弱。结合基因突变分析：(1)化疗能够治疗癌症的原理是什么？答案化疗的作用是通过一定量的化学药剂干扰癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。(2)接受化疗的癌症患者，身体非常虚弱的原因是什么？答案化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，化疗
10、后病人的身体是非常虚弱的。 应用示例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基因发生突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()问题导析答案BA.处插入碱基对GCB.处碱基对AT替换为GCC.处缺失碱基对ATD.处碱基对GC替换为AT一题多变(1)处碱基对GC突变为AT时，产生的基因与原基因是等位基因吗？为什么？答案答案不是，因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状。(2)若1 169位赖氨酸变为天冬酰胺，则发生什么样的突变？答案处碱基对GC替换为TA。三、基因重组1.基因重组的时间、类型、结果、意义(1)基因重组发生的时
11、期：有性生殖的减数第一次分裂过程中。(2)基因重组的类型自由组合型：减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。交叉互换型：四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换。(3)基因重组的结果：产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源。2.基因突变和基因重组的比较类型项目基因突变基因重组本质基因结构发生改变，产生新的基因控制不同性状的基因重新组合时间主要在细胞分裂间期减数第一次分裂四分体时期和后期可能性可能性小，突变频率低普遍发生在有性生殖过程中，产生变异多适用范围所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性只适用于真核生物的有性生殖结果产生新的基因产生新基因型
12、意义是变异的根本来源，为生物进化提供最初的原始材料是形成生物多样性的重要原因之一，加快了进化的速度答案思维激活1.谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这主要是什么原因造成的？为什么？答案生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。通过基因重组可以产生基因型不同的后代。2.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。(1)高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆。答案否。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不同性状的基因重新组合。答案(2)黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。答案是。杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄
13、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基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。3.分析基因重组发生的本质请结合上图，思考回答下列问题。(1)观察上图，分析交换后，其上的控制不同性状的基因组合有什么变化？说明了什么？答案上的AB变为Ab，上的ab变为aB；发生交叉互换的染色单体上的控制不同性状的基因重新组合，即发生了基因重组。答案(2)结合上图分析，这种类型的基因重组可以产生新基因、新性状吗？答案A与B、a与b原本就有，分别存在于同一条染色体上，和的交换只是将原有基因进行了重新组合，产生了新基因型，所以这种类型的基因重组没有产生新基因、新性状，只是产生了新基因
14、型、新性状组合。 答案应用示例3.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组()问题导析答案CA. B.C. D.一题多变判断正误：(1)生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组。()(2)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片段交换，可导致基因重组。()(3)减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组。()(4)一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能。()答案课堂小结返回答案蛋白质酶增添多方向重新组合自由组合交叉互换对点练习1.下列有关基因、DNA、蛋白质、性状的叙述，不正确的是()A
15、.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的B.基因是有遗传效应的DNA片段C.白化症状的出现，是由于基因直接控制合成异常的色素D.基因与性状之间不是简单的一对一关系12345C解析白化症状的出现是酪氨酸酶不能合成所导致的，基因是通过控制相应的酶的合成来控制生物性状的。解析答案2.下列对基因突变的描述，正确的是()A.杂交育种的原理是基因突变B.为生物进化提供了原始材料C.DNA复制、转录、翻译都可能发生基因突变D.只有细胞核中的基因才会发生基因突变12345B解析杂交育种是利用基因重组原理进行的。基因突变具有不定向性，同时也为生物进化提供了原始材料。基因突变通常发生在DNA复制的过程中，不论
16、是细胞核基因还是细胞质基因都能发生。解析答案3.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()ATG GGC CTG CTG AGAG TTC TAA1471013100103106A.第6位的C被替换为TB.第9位与第10位之间插入1个TC.第100、101、102位被替换为TTTD.第103至105位被替换为1个T12345解析答案4.经过正常减数分裂和受精作用产生的后代，其发生的变异主要是()A.基因突变 B.基因重组C.染色体数目变异 D.染色体结构变异解析答案12345解析进行有性生殖的生物，后代具有更大变异性的主要原因是基因
17、重组。B123455.下面图甲是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图乙表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，图丙为部分氨基酸的密码子表。据图回答：12345第一个字母第二个字母第三个字母UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAG丙(1)据图甲推测，此种细胞分裂过程中，出现的变异方式可能是_ 。变或基因重组基因突答案(2)在真核生物细胞中图甲中过程发生的场所是_ 。(3)图丙提供了几种氨基酸的密码子。如果图乙的碱基发生了碱基对替换，则X是图丙氨基酸中_的可能性最小，原因是_。图乙所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对_导致。(4)A与a基因的根本区别在于基因中_不同。12345答案返回细胞核、线粒体、叶绿体丝氨酸需同时替换两个碱基增添或缺失碱基对排列顺序(脱氧核苷酸排列顺序)
