高中生物 基因突變和基因重組課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2

1、第1節(jié) 基因突變和基因重組【目標(biāo)導(dǎo)航】1.結(jié)合教材鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病原因，說出基因突變的概念和方式。2.結(jié)合具體實(shí)例，簡述基因突變的原因、特點(diǎn)及意義。3.結(jié)合減數(shù)分裂的過程，簡述基因重組的概念、方式及意義。一、基因突變的實(shí)例(閱讀P8081)1基因突變的實(shí)例鐮刀型細(xì)胞貧血癥(1)病因圖解和特點(diǎn)：(2)致病機(jī)理直接原因：谷氨酸纈氨酸。根本原因：基因中堿基對(duì) 。(3)結(jié)論：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因的一個(gè)堿基對(duì)改變而產(chǎn)生的一種遺傳病。2基因突變的概念DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。3基因突變對(duì)后代的影響(1)若發(fā)生在配子中，將傳遞給后代。(2)若發(fā)生在體細(xì)胞中

2、，一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過無性繁殖傳遞。二、基因突變的原因、特點(diǎn)及意義(閱讀P8182)1時(shí)間：主要發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。2原因3特點(diǎn)：4意義：三、基因重組(閱讀P83)1概念在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。2類型類型發(fā)生時(shí)期實(shí)質(zhì)圖示自由組合型減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合交叉互換型減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體交換而交換3.意義基因重組能產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代，是生物變異的重要來源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義。判斷正誤：(1)基因突變是DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，

3、不論發(fā)生在體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞中都能遺傳給后代。()(2)發(fā)生在配子中的基因突變，可遵循遺傳規(guī)律傳給后代。()(3)基因突變通常發(fā)生在DNARNA的過程中。()(4)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，不能發(fā)生基因突變。()(5)病毒、大腸桿菌及動(dòng)植物都可能發(fā)生基因突變。()(6)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代。()(7)基因突變具有隨機(jī)性，分裂旺盛的細(xì)胞和停止分裂的細(xì)胞基因突變頻率相同。()答案(1)×(2)(3)×(4)×(5)(6)(7)×一、基因突變1基因突變的過程圖解及影響(1)圖解：(2)基因突變對(duì)氨基酸種類和數(shù)目的

4、影響：發(fā)生堿基對(duì)的替換時(shí)，影響范圍較小，一般只改變一個(gè)氨基酸或不改變氨基酸。發(fā)生堿基對(duì)的增添和缺失時(shí)，影響范圍較大，但不影響插入(或缺失)位置前的序列對(duì)應(yīng)的氨基酸，影響插入(或缺失)位置后的序列對(duì)應(yīng)的氨基酸。2基因突變的不定向性圖示分析圖中基因A可以突變成a1、a2、a3，它們之間也可以相互突變，并互稱為等位基因。1.仔細(xì)觀察教材P81思考與討論鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因圖解，結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和復(fù)制過程，分析DNA分子復(fù)制時(shí)容易發(fā)生基因突變的原因。答案DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA雙鏈要解旋，此時(shí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易導(dǎo)致堿基對(duì)的數(shù)量或排列順序改變，從而使遺傳信息發(fā)生改變。2鐮刀型貧血癥的根本原因是什么？

5、答案根本原因是堿基替換。1下圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生突變，導(dǎo)致1 169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼帷Ｔ摶虬l(fā)生的突變是()A處插入堿基對(duì)GCB處堿基對(duì)AT替換為GCC處缺失堿基對(duì)ATD處堿基對(duì)GC替換為AT【問題導(dǎo)析】(1)根據(jù)圖中1 168位的甘氨酸的密碼子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA的；(2)1 169位的賴氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG；(3)推知該基因發(fā)生的突變是處堿基對(duì)AT被替換為GC。答案B【一題多變】1處堿基對(duì)GC突變?yōu)锳T時(shí)，產(chǎn)生的

6、基因與原基因是等位基因嗎？為什么？答案不是，因?yàn)閮煞N基因控制的是完全相同的性狀而不是相對(duì)性狀。2若1 169位賴氨酸變?yōu)樘於０?，則發(fā)生什么樣的突變？答案處堿基對(duì)GC替換為TA。二、基因突變和基因重組的比較基因突變基因重組變異本質(zhì)基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?cè)谢虻闹匦陆M合發(fā)生時(shí)間通常在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期和減數(shù)第一次分裂后期適用范圍所有生物(包括病毒)進(jìn)行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物續(xù)表結(jié)果產(chǎn)生新基因(等位基因)，控制新性狀產(chǎn)生新基因型，一般不產(chǎn)生新基因發(fā)生可能性可能性很小非常普遍意義是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料生物變異的重要來源，有

7、利于生物進(jìn)化應(yīng)用人工誘變育種雜交育種聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供了自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)1.諺語“一母生九子，連母十個(gè)樣”，請(qǐng)分析這主要原因是什么？答案生物的親子代之間的性狀差異主要是由于基因重組造成的。2分析基因重組發(fā)生的本質(zhì)請(qǐng)結(jié)合上圖，思考回答下面的問題。觀察上圖，分析交換后，其上的控制不同性狀的基因組合有什么變化？說明了什么？答案上的AB變?yōu)锳b，上的ab變?yōu)閍B；發(fā)生交叉互換的染色單體上的控制不同性狀的基因重新組合，即發(fā)生了基因重組。2子代不同于親代的性狀，主要來自基因重組，下列圖解中哪些過程可以發(fā)生基因重組()ABC D【問題導(dǎo)析】(1)基因重組指在

8、生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合；(2)過程中的A、a和B、b之間發(fā)生基因重組。(3)過程發(fā)生等位基因的分離。過程屬于配子間的隨機(jī)組合。答案C【一題多變】判斷正誤：(1)生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組。()(2)減數(shù)分裂四分體時(shí)期，由于同源染色體的姐妹染色單體之間的片段交換，可導(dǎo)致基因重組。()(3)減數(shù)分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組。()(4)一般情況下，花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能。()答案(1)(2)×(3)(4)1.某個(gè)嬰兒不能消化乳類，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)他的乳糖酶分子有一個(gè)氨基酸改變而

9、導(dǎo)致乳糖酶失活，發(fā)生這種現(xiàn)象的根本原因是()A缺乏吸收某種氨基酸的能力B不能攝取足夠的乳糖酶C乳糖酶基因有一個(gè)堿基替換了D乳糖酶基因有一個(gè)堿基缺失了答案C解析根據(jù)題中“乳糖酶分子有一個(gè)氨基酸改變”，可判斷是乳糖酶基因中有一個(gè)堿基替換了；若乳糖酶基因有一個(gè)堿基缺失，則會(huì)發(fā)生一系列氨基酸的改變。2.如果一個(gè)基因的中部缺失了1個(gè)核苷酸對(duì)，不可能的后果是()A沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物B翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止C所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸D翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化答案A解析基因的中部若編碼區(qū)缺少1個(gè)核苷酸對(duì)，該基因仍然能表達(dá)，但是表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有可能出現(xiàn)下列三

10、種情況：翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸減少或者增加多個(gè)氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。3.以下有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是()A非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B非姐妹染色單體的交換可引起基因重組C純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)答案C4如圖甲是基因型為AaBB的生物細(xì)胞分裂示意圖，圖乙表示由于DNA中堿基改變導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生改變的過程，圖丙為部分氨基酸的密碼子表。據(jù)圖回答：第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸

11、絲氨酸精氨酸精氨酸UCAG丙(1)據(jù)圖甲推測(cè)，此種細(xì)胞分裂過程中，出現(xiàn)的變異方式可能是_。(2)在真核生物細(xì)胞中圖中過程發(fā)生的場所是_。(3)圖丙提供了幾種氨基酸的密碼子。如果圖乙的堿基改變?yōu)閴A基對(duì)替換，則X是圖丙氨基酸中_的可能性最小，原因是_。圖乙所示變異，除由堿基對(duì)替換外，還可由堿基對(duì)_導(dǎo)致。(4)A與a基因的根本區(qū)別在于基因中_不同。答案(1)基因突變或基因重組(缺一不可)(2)細(xì)胞核、線粒體、葉綠體(3)絲氨酸需同時(shí)替換兩個(gè)堿基增添或缺失(4)堿基對(duì)排列順序(脫氧核苷酸排列順序)解析(1)據(jù)圖甲推測(cè)該細(xì)胞處于減中期，其左側(cè)染色體的兩單體上基因分別為A、a，則其來源既可能為基因突變，也

12、可能發(fā)生了交叉互換。(2)圖中過程中轉(zhuǎn)錄，其發(fā)生場所為細(xì)胞核、線粒體或葉綠體。(3)由圖丙可知與賴氨酸密碼子相比，絲氨酸與之相差兩個(gè)堿基，而其他氨基酸與之相差1個(gè)堿基，故X是絲氨酸的可能性最小。(4)A與a的根本區(qū)別在于基因中脫氧核苷酸排列順序不同?！净A(chǔ)鞏固】1某原核生物因一個(gè)堿基對(duì)突變而導(dǎo)致所編碼蛋白質(zhì)的一個(gè)脯氨酸(密碼子有CCU、CCC、CCA、CCG)轉(zhuǎn)變?yōu)榻M氨酸(密碼子有CAU、CAC)?；蛑邪l(fā)生改變的是()AGC變?yōu)門ABAT變?yōu)镃GC鳥嘌呤變?yōu)樾叵汆奏?D胞嘧啶變?yōu)橄汆堰蚀鸢窤2下列各項(xiàng)中可以導(dǎo)致基因重組現(xiàn)象發(fā)生的是()A姐妹染色單體的交叉互換 B等位基因彼此分離C非同源染色體

13、的自由組合 D姐妹染色單體分離答案C3某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變?yōu)?)A顯性突變(dD) B隱性突變(Dd)C顯性突變和隱性突變 D人工誘變答案A解析由于突變性狀的個(gè)體不是純合子，而且表現(xiàn)突變性狀，說明突變性狀相對(duì)于原有性狀為顯性性狀。4可產(chǎn)生新基因及可為生物界的千姿百態(tài)提供豐富變異來源的分別是()A前者為基因重組，后者為基因突變B前者為基因突變，后者為基因重組C兩者均為基因重組D兩者均為基因突變答案B解析只有基因突變才能產(chǎn)生新的基因，基因重組可產(chǎn)生許多新的基因型，使生物界千姿百態(tài)。5如圖為高等動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖，圖中不可能反映的是()A發(fā)

14、生了基因突變B發(fā)生了染色單體互換C該細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞D該細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞答案C解析圖示細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，且細(xì)胞質(zhì)均分，不可能是次級(jí)卵母細(xì)胞。6基因突變一定會(huì)導(dǎo)致()A性狀改變B遺傳信息的改變C遺傳規(guī)律的改變D堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的改變答案B解析基因中堿基對(duì)的替換、增添和缺失一定會(huì)改變基因的堿基排列順序，從而改變遺傳信息。但由于同義密碼子的存在，可能不改變?cè)撁艽a子決定的氨基酸。同時(shí)蛋白質(zhì)中次要位置的個(gè)別氨基酸的改變，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能并無大的影響。因此性狀不一定發(fā)生改變。【鞏固提升】7下列有關(guān)生物遺傳和變異的敘述正確的是()A一對(duì)夫婦生了一個(gè)孩子患白化病(不考慮突變)，則雙親均為雜合

15、子B在減數(shù)分裂過程中，基因突變、基因重組都可能發(fā)生C一個(gè)基因型為AaBb(位于兩對(duì)染色體上)的精原細(xì)胞只能形成兩種精子D同源染色體的姐妹染色單體之間局部交換可導(dǎo)致基因重組答案B解析一對(duì)夫婦生了一個(gè)患白化病(不考慮突變)的孩子，這一對(duì)夫婦可能均為雜合子，也可能都患病，或者一方患病，一方為雜合子；一個(gè)基因型AaBb(位于兩對(duì)染色體上)的精原細(xì)胞可形成兩種精子(無交叉互換)或四種精子(有交叉互換)；同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可導(dǎo)致基因重組。8同一番茄地里有兩株異常番茄，甲株所結(jié)果實(shí)均為果形異常，乙株只結(jié)了一個(gè)果形異常的果實(shí)，其余的正常。甲乙兩株異常果實(shí)連續(xù)種植其自交后代中果形仍保持異常

16、。下列分析不正確的是()A二者均可能是基因突變的結(jié)果B甲發(fā)生變異的時(shí)間比乙早C甲株變異一定發(fā)生于減數(shù)分裂時(shí)期D乙株變異一定發(fā)生于有絲分裂時(shí)期答案C解析甲乙變異都是可遺傳變異，均可能是基因突變的結(jié)果，A正確；發(fā)生變異的時(shí)間越早，對(duì)植物的影響越大，B正確；甲株變異最可能發(fā)生于早期的有絲分裂，C錯(cuò)誤。9原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小()A置換單個(gè)堿基對(duì) B增加4個(gè)堿基對(duì)C缺失3個(gè)堿基對(duì) D缺失4個(gè)堿基對(duì)答案D解析在編碼區(qū)插入1個(gè)堿基對(duì)，因每相鄰的3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，必然造成插入點(diǎn)以后幾乎所有密碼子的改變，控制相應(yīng)氨

17、基酸發(fā)生變化，致使編碼的蛋白質(zhì)差別很大。若再增添2個(gè)、5個(gè)、8個(gè)堿基對(duì)，或缺失1個(gè)、4個(gè)、7個(gè)堿基對(duì)，恰好湊成3的倍數(shù)，則對(duì)后面密碼子不產(chǎn)生影響，致使編碼的蛋白質(zhì)差別不大。10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：正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇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

18、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)堿基的增添答案A解析從題干可以看出，突變基因1沒有導(dǎo)致蛋白質(zhì)的改變，突變基因2引起1個(gè)氨基酸的改變，不可能是堿基對(duì)的增添或缺失，因?yàn)閴A基對(duì)的增添或缺失導(dǎo)致蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)量和種類的改變都較多。11下圖曲線a表示使用誘變劑前青霉菌菌株數(shù)和青霉素產(chǎn)量之間的關(guān)系，曲線b、c、d表示使用誘變劑后菌株數(shù)和產(chǎn)量之間的關(guān)系。相關(guān)說法正確的是()由a變?yōu)閎、c、d體現(xiàn)了基因突變的不定向性誘變劑決定了青霉菌的變異方向，加快了變異頻率d是符合人們生產(chǎn)要求的變異類型青霉菌在誘變劑作用下發(fā)生的變異可能有基因突變、基

19、因重組和染色體變異AB CD答案B解析基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而不需要誘變劑的作用；基因突變的方向是不定向的，誘變劑不能決定變異方向；d代表的高產(chǎn)類型是最符合人們生產(chǎn)要求的變異類型。12一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使野生型(一般均為純合子)變?yōu)橥蛔冃?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)1的雌、雄鼠中均有野生型和突變型。由此可以推斷，該雌鼠的突變?yōu)?)A顯性突變 B隱性突變CY染色體基因突變 DX染色體基因突變答案A解析由于這只野生型鼠為純合子，有一條染色體上的基因發(fā)生突變，F(xiàn)1的雌、雄鼠中均有突變型和野生型，所以該突變基因?yàn)轱@性基因，即引起顯性突變，其突變基因可能在常染色體上，也可能

20、在X染色體上。13下圖表示果蠅某正?；蚱慰刂坪铣啥嚯牡倪^程。ad表示4種基因突變。a丟失，b由變?yōu)椋琧由變?yōu)?，d由變?yōu)椤＜僭O(shè)4種突變都單獨(dú)發(fā)生，請(qǐng)回答：可能用到的密碼子：天冬氨酸(GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，終止密碼子(UAG)。(1)圖中所示遺傳信息傳遞的場所是_。(2)a突變后合成的多肽鏈中氨基酸順序?yàn)開，在a突變點(diǎn)附近再丟失_個(gè)堿基對(duì)對(duì)性狀影響最小。(3)圖中_突變對(duì)性狀無影響，其意義_。(4)過程需要的酶主要有_。(5)在過程中，少量mRNA就可以合成大量的蛋白質(zhì)，原因是_。答案(1)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)(核糖體)(2)天冬氨酸酪氨酸甘氨酸甲硫氨酸2(3)b有

21、利于維持生物遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定(4)解旋酶、RNA聚合酶(5)一個(gè)mRNA分子可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，進(jìn)行多條多肽鏈的合成解析(1)根據(jù)示意圖可知，代表轉(zhuǎn)錄過程，主要發(fā)生場所為細(xì)胞核；代表翻譯過程，發(fā)生場所為細(xì)胞質(zhì)(核糖體)。(2)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系，可以判斷DNA下面的單鏈為模板鏈，發(fā)生a突變后，mRNA上的堿基順序?yàn)椋篏ACUAUGGUAUG，合成的多肽鏈中氨基酸的順序?yàn)樘於彼崂野彼岣拾彼峒琢虬彼幔辉赼點(diǎn)附近再丟失2個(gè)堿基對(duì)，只影響鄰近1個(gè)氨基酸的改變，而其他氨基酸不變，對(duì)性狀的影響最小。(3)發(fā)生b突變后，最終決定的氨基酸仍是天冬氨酸，對(duì)性狀無影響。這有利于維持生物遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定

22、。(4)轉(zhuǎn)錄過程需要解旋酶和RNA聚合酶。(5)一個(gè)mRNA分子可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，進(jìn)行多條多肽鏈的合成。14下圖為具有2對(duì)相對(duì)性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個(gè)A基因和乙植株(純種)的一個(gè)B基因發(fā)生突變的過程(已知A基因和B基因是獨(dú)立遺傳的)，請(qǐng)分析該過程，回答下列問題。(1)上述兩個(gè)基因發(fā)生突變是由于_引起的。(2)圖為甲植株發(fā)生了基因突變的細(xì)胞，它的基因型為_，表現(xiàn)型是_，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)明基因與染色體的關(guān)系。(3)甲、乙發(fā)生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現(xiàn)突變性狀，為什么？可用什么方法讓其后代表現(xiàn)出突變性狀。(4)a基因和b基因分別控制兩種優(yōu)良性狀。請(qǐng)利用已表現(xiàn)出突變性狀的植株為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)