高中生物人教版遺傳與進(jìn)化基因突變及其他變異必修基因突變 優(yōu)秀獎(jiǎng)

一、了解考綱，有的放矢基因突變的特征和原因(Ⅱ)二、高考示例，初識(shí)考向1.(2019·海南，11)下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是A.高等生物中基因突變只發(fā)生在生殖細(xì)胞中B.基因突變必然引起個(gè)體表現(xiàn)型發(fā)生改變C.環(huán)境中的某些物理因素可引起基因突變D.根細(xì)胞的基因突變是通過有性生殖傳遞的

√解析高等生物中基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞或生殖細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；由于密碼子的簡并性，基因突變不一定引起個(gè)體表現(xiàn)型發(fā)生改變；顯性純合子中只有一個(gè)基因發(fā)生隱性突變，表現(xiàn)型也不發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；環(huán)境中的某些物理因素如射線可引起基因突變，C正確；根細(xì)胞不是生殖細(xì)胞，其基因突變只能通過無性生殖傳遞，D錯(cuò)誤。2.(2018·全國Ⅰ，6)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到XD.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移√解析突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失，A項(xiàng)正確；大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變而得來的，B項(xiàng)正確；大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X，C項(xiàng)錯(cuò)誤；突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因重組，產(chǎn)生了新的大腸桿菌X，D項(xiàng)正確。三、泛讀教材，梳理基礎(chǔ)(一)學(xué)生閱讀教材，填寫知識(shí)清單【基礎(chǔ)知識(shí)清單】1．基因突變的實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥（1）癥狀：患者的紅細(xì)胞由正常中央微凹的圓餅狀變?yōu)?/p>

，易發(fā)生紅細(xì)胞

，使人患溶血性貧血。（2）病因：基因中的堿基對(duì)

所致。直接原因：

發(fā)生改變；根本原因：

發(fā)生改變。2．基因突變的概念由于DNA分子中發(fā)生

的增添、缺失或替換，而引起的

的改變，就叫基因突變。3．基因突變的原因（1）外因：①物理因素。如：_______、________。②化學(xué)因素。如：________、_______。③生物因素。如：_________________。（2）內(nèi)因：_________________偶爾發(fā)生錯(cuò)誤，DNA的堿基組成發(fā)生改變等。

4．基因突變的特點(diǎn)：①普遍性。②隨機(jī)性：基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的

時(shí)期和細(xì)胞內(nèi)

上，同個(gè)DNA分子的

。③不定向性：一個(gè)基因可向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的

（僅針對(duì)核基因）。④突變率很低。⑤多害少利性。5．基因突變的時(shí)間：

。6．基因突變的意義①是

產(chǎn)生的途徑；②是

的根本來源；③是

的原始材料。附【基礎(chǔ)知識(shí)清單答案】1．（1）鐮刀狀

破裂（2）替換

血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)

控制血紅蛋白分子合成的基因結(jié)構(gòu)2．堿基對(duì)

基因結(jié)構(gòu)3．（1）①射線

激光

②亞硝酸

堿基類似物

③病毒（2）DNA復(fù)制過程4．②任何

不同DNA分子

不同部位

③等位基因5．有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期6．①新基因

②生物變異

③進(jìn)化（二）正誤判斷(1)病毒、大腸桿菌及動(dòng)物和植物都可發(fā)生基因突變()(2)基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因()(3)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代()(4)人工誘變可以提高突變頻率并決定基因突變的方向()(5)基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期說明具有普遍性()√ＸＸＸ√（三）易錯(cuò)警示(1)DNA中堿基對(duì)的增添、缺失和替換不一定是基因突變，只有引起了基因結(jié)構(gòu)變化，才是基因突變。(2)基因突變不只是發(fā)生在分裂間期：基因突變通常發(fā)生在有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期，但也能發(fā)生在其他各時(shí)期，只是突變率更低。(3)誘變因素不能決定基因突變的方向：誘變因素可提高基因突變的頻率，但不會(huì)決定基因突變的方向，基因突變具有不定向性的特點(diǎn)。(4)基因突變時(shí)堿基對(duì)的改變可多可少：基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對(duì)種類和數(shù)目的改變，只要是基因分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的變化，1個(gè)堿基對(duì)的改變叫基因突變，多個(gè)堿基對(duì)的改變也叫基因突變。四、典例分析，把握重點(diǎn)例1

基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法，正確的是（）A．無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生基因突變B．生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生基因突變C．基因突變只能定向形成新的等位基因D．基因突變對(duì)生物的生存往往是有利的√解析：無論是低等生物還是高等生物，無論是體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞，無論是個(gè)體發(fā)育的哪個(gè)時(shí)期，都可能發(fā)生基因突變；基因突變是不定向的，一個(gè)位點(diǎn)上的基因可以突變成多個(gè)等位基因；生物與環(huán)境的適應(yīng)是長期自然選擇的結(jié)果，當(dāng)發(fā)生基因突變后，出現(xiàn)新的生物體性狀往往與環(huán)境是不相適應(yīng)的，基因突變對(duì)生物的生存往往是有害的，但是有的基因突變對(duì)生物的生存是有利的。答案：A總結(jié)：1、基因突變五大特點(diǎn)：

普遍性②隨機(jī)性③不定向性④突變率很低⑤多害少利性。2、基因突變的意義：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑；是變異的根本來源；是生物進(jìn)化的原始材料。例2．原核生物中某一基因編碼氨基酸的區(qū)域起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況有可能對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最?。浚ǎ〢．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)√解析：基因中三個(gè)相鄰的堿基對(duì)決定mRNA中三個(gè)相鄰的堿基，mRNA中三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸。若基因中堿基對(duì)增加了一個(gè)，必然會(huì)引起其編碼的蛋白質(zhì)分子中氨基酸序列的改變，但如果在插入位點(diǎn)的附近再缺失4個(gè)堿基對(duì)，那么只會(huì)影響其編碼的蛋白質(zhì)分子中最初的幾個(gè)氨基酸，而不會(huì)影響后面的氨基酸序列，這樣可以減小對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。答案：D

堿基對(duì)影響范圍對(duì)氨基酸序列的影響替換小除非終止密碼提前出現(xiàn)，否則只改變1個(gè)氨基酸或不改變氨基酸序列增添大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列總結(jié)：基因突變對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸序列的影響程度例3．某種動(dòng)物(ZW型)Z染色體上的某個(gè)基因突變后的表達(dá)產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致胚胎發(fā)育停滯而死亡，W染色體上無該基因或其等位基因。下列關(guān)于該種突變的敘述錯(cuò)誤的是A.若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個(gè)體產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因B.若該突變?yōu)轱@性突變，則該動(dòng)物種群中雄性個(gè)體均為隱性純合子C.若該突變?yōu)殡[性突變，則該動(dòng)物種群中雌、雄個(gè)體的數(shù)量相等D.若該突變?yōu)殡[性突變，則雌、雄個(gè)體雜交，子代致死的均為雌性個(gè)體√解析若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個(gè)體(ZaW)產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因，A正確；若該突變?yōu)轱@性突變，則出現(xiàn)突變基因的個(gè)體會(huì)死亡，所以該動(dòng)物種群中雄性個(gè)體均為隱性純合子，B正確；若該突變?yōu)殡[性突變，則該種動(dòng)物種群中雄性個(gè)體(ZAZA和ZAZa)與雌性個(gè)體(ZAW)的數(shù)量不相等，C錯(cuò)誤；若該突變?yōu)殡[性突變，則雌(ZAW)、雄(ZAZA和ZAZa)個(gè)體雜交，子代致死的均為雌性(ZaW)個(gè)體，D正確?？偨Y(jié)：顯性突變和隱性突變的判斷方法(1)理論依據(jù)顯性突變：aa→Aa當(dāng)代表現(xiàn)隱性突變：AA→Aa當(dāng)代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合子(2)判定方法①選取突變體與野生型雜交，根據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。a.若后代全為野生型，則突變性狀為隱性。b.若后代全為突變型，則突變性狀為顯性。c.若后代既有突變型又有野生型，則突變性狀為顯性。②讓突變體自交，觀察后代有無性狀分離從而進(jìn)行判斷。五、精讀教材、領(lǐng)悟重點(diǎn)學(xué)生精讀教材，理解并記背基因突變的特點(diǎn)。六、強(qiáng)化練習(xí)，感悟考向1.如圖為人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)生了一種突變，導(dǎo)致1169位的賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是A.①處插入堿基對(duì)G—C B.②處堿基對(duì)A—T替換為G—CC.③處缺失堿基對(duì)A—T D.④處堿基對(duì)G—C替換為A—T√解析根據(jù)圖中1168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，那么1169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。由此可推知，該基因發(fā)生的突變是②處堿基對(duì)A—T替換為G—C。比較指標(biāo)①②③④酶Y活性/酶X活性100%50%10%150%酶Y氨基酸數(shù)目/酶X氨基酸數(shù)目11小于1大于12.編碼酶X的基因中某個(gè)堿基對(duì)被替換時(shí)，表達(dá)產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。下表顯示了與酶X相比，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況。下列對(duì)這四種狀況出現(xiàn)原因的判斷，正確的是A.狀況①一定是因?yàn)榘被嵝蛄袥]有變化B.狀況②一定是因?yàn)榘被衢g的肽鍵數(shù)減少了50%C.狀況③可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼位置變化D.狀況④可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致tRNA的種類增加√解析基因突變引起氨基酸種類替換后，蛋白質(zhì)的功能不一定發(fā)生變化，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)功能取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，狀況②中酶Y與酶X的氨基酸數(shù)目相同，所以肽鍵數(shù)不變，B錯(cuò)誤；狀況③氨基酸數(shù)目減少，最可能的原因是突變導(dǎo)致了終止密碼位置提前，C正確；tRNA的種類共有61種，基因突變不會(huì)導(dǎo)致tRNA種類改變，狀況④氨基酸數(shù)目增加可能是終止密碼后移導(dǎo)致的，D錯(cuò)誤。3.(2019·黃岡模擬)一對(duì)灰色鼠交配所產(chǎn)一窩鼠中出現(xiàn)了1只栗色雄鼠。讓該只栗色雄鼠與同窩(多只)灰色雌鼠交配，子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠數(shù)量相等。不考慮環(huán)境因素的影響，下列對(duì)該栗色雄鼠的分析正確的是A.該栗色雄鼠來自隱性基因攜帶者親本的隱性基因組合，基因位于常染色體上B.該栗色雄鼠的形成與母本的一個(gè)基