2020_2021学年高中生物第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组课件新人教版必修2202103132256

1、第5章基因突变及其他变异 第1节基因突变和基因重组 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、基因突变的实例一、基因突变的实例 1.1.实例实例: :镰刀型细胞贫血症分析镰刀型细胞贫血症分析: : (1)(1)图示中图示中a a、b b、c c过程分别代表过程分别代表_。基因突变发生在。基因突变发生在_ _ ( (填字母填字母) )过程中。过程中。 (2)(2)人们患镰刀型细胞贫血症的直接原因是人们患镰刀型细胞贫血症的直接原因是_,_,根本原因是根本原因是_ _。 DNADNA复制、转录、翻译复制、转录、翻译a a 血红蛋白异常血红蛋白异常发生了基发生了基 因突变因突变, ,碱基对由碱基对由 替换

2、成替换成 【问问答答】 用光学显微镜观察王乐同学的红细胞用光学显微镜观察王乐同学的红细胞, ,能不能分析镰刀型细胞贫血症发生的能不能分析镰刀型细胞贫血症发生的 根本原因根本原因? ?为什么为什么? ? 提示提示: :不能。镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变不能。镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变, ,在光学显微镜下观在光学显微镜下观 察不到。察不到。 2.2.概念概念: : (1)(1)发生部位发生部位:_:_。 (2)(2)变异类型变异类型: :碱基对的替换、碱基对的替换、_。 (3)(3)产生结果产生结果:_:_的改变。的改变。 DNADNA分子分子 增添和缺失增添和缺失 基因

3、结构基因结构 二、基因突变的原因和特点二、基因突变的原因和特点 1.1.基因突变的原因基因突变的原因: : (1)(1)外界因素外界因素( (连线连线):): (2)(2)内部因素内部因素:DNA:DNA分子分子_偶尔发生错误、偶尔发生错误、DNADNA的的_发生改变等。发生改变等。 复制复制碱基组成碱基组成 2.2.基因突变的特点基因突变的特点: : 判一判判一判: :基于基因突变的特点判断下列说法的正误基于基因突变的特点判断下列说法的正误( (正确的打正确的打“”“”, ,错误的打错误的打 “”):”): (1)(1)任何生物都有可能发生基因突变。任何生物都有可能发生基因突变。( )( )

4、 (2)(2)基因突变的方向与特定的环境有关。基因突变的方向与特定的环境有关。( )( ) 提示提示: :基因突变是不定向的基因突变是不定向的, ,与环境无关。与环境无关。 (3)DNA(3)DNA的任何部位都有可能发生基因突变的任何部位都有可能发生基因突变, ,体现了基因突变不定向性的特点。体现了基因突变不定向性的特点。 ( )( ) 提示提示: :DNADNA的不同部位都可以发生突变的不同部位都可以发生突变, ,这属于基因突变随机性的特点。这属于基因突变随机性的特点。 (4)(4)基因突变的频率很低基因突变的频率很低, ,因此不能提供丰富的可遗传的变异。因此不能提供丰富的可遗传的变异。(

5、)( ) 提示提示: :一个种群内个体数量很多一个种群内个体数量很多, ,就有可能产生丰富的可遗传变异。就有可能产生丰富的可遗传变异。 三、基因突变的意义三、基因突变的意义 1.1.基因突变是基因突变是_的途径。的途径。 2.2.基因突变是基因突变是_的根本来源。的根本来源。 3.3.基因突变为基因突变为_提供原始材料。提供原始材料。 新基因产生新基因产生 生物变异生物变异 生物进化生物进化 四、基因重组四、基因重组 1.1.概念概念: : (1)(1)范围范围: :生物体生物体_生殖。生殖。 (2)(2)过程过程:_:_重新组合。重新组合。 有性有性 控制不同性状的基因控制不同性状的基因 2

6、.2.类型类型: : (1)(1)自由组合型自由组合型: :位于非同源染色体上的位于非同源染色体上的_随非同源染色体的随非同源染色体的_ 而发生重组。而发生重组。 一个性原细胞的染色体和基因组成为一个性原细胞的染色体和基因组成为 , ,则该性原细胞经减数分裂可产生则该性原细胞经减数分裂可产生 的子细胞基因组成为的子细胞基因组成为_。 (2)(2)交叉互换型交叉互换型: :位于同源染色体上的位于同源染色体上的_随非姐妹染色单体的交换而发生随非姐妹染色单体的交换而发生 交换。交换。 一个性原细胞的染色体和基因组成为一个性原细胞的染色体和基因组成为 , ,若若B B和和b b所在的片段在减所在的片段

7、在减前期发前期发 生交叉互换生交叉互换, ,则该性原细胞可产生的子细胞基因组成为则该性原细胞可产生的子细胞基因组成为_。 非等位基因非等位基因自由组合自由组合 ABAB和和abab或或AbAb和和aBaB 等位基因等位基因 ABAB、abab、AbAb和和aBaB 3.3.结果结果: :不产生新基因不产生新基因, ,但产生新的但产生新的_。 4.4.意义意义: :基因重组也是基因重组也是_的来源之一的来源之一, ,对生物的进化也具有重要的意义。对生物的进化也具有重要的意义。 基因组合基因组合 生物变异生物变异 【问问答答】 基因型为基因型为AaBBAaBB的小麦自交过程中的小麦自交过程中, ,

8、会发生基因重组吗会发生基因重组吗? ?为什么为什么? ? 提示提示: :不会。该小麦只有一对等位基因不会。该小麦只有一对等位基因, ,基因重组至少要涉及两对等位基因。基因重组至少要涉及两对等位基因。 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一知识点一 基因突变基因突变 1.1.基因突变的机理基因突变的机理: : 2.2.基因突变对蛋白质的影响基因突变对蛋白质的影响: : 碱基对碱基对影响范围影响范围对蛋白质的影响对蛋白质的影响 替换替换小小一般改变一般改变1 1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变 增添增添大大 不影响插入位置前的序列不影响插入位置前的序列, ,而影响插入位而影响插入位 置后的序列

9、置后的序列 缺失缺失大大 不影响缺失位置前的序列不影响缺失位置前的序列, ,而影响缺失位而影响缺失位 置后的序列置后的序列 特别提醒特别提醒: : 基因突变的时间基因突变的时间: :主要发生在细胞的分裂间期主要发生在细胞的分裂间期,DNA,DNA在进行复制时发生错误。在进行复制时发生错误。 对性状的影响对性状的影响: :基因发生突变基因发生突变, ,性状未必会发生改变。性状未必会发生改变。 【思考探究思考探究】 1.1.拓展探究拓展探究: :基因突变后该基因转录的基因突变后该基因转录的mRNAmRNA序列序列_(_(填填“一定一定”或或“不一不一 定定”) )改变。改变。( (科学思维科学思维

10、) ) 提示提示: :基因突变则该基因的碱基序列一定发生改变基因突变则该基因的碱基序列一定发生改变, ,由此转录出的由此转录出的mRNAmRNA序列也一序列也一 定改变。定改变。 一定一定 2.2.情境探究情境探究: :医院放射科工作人员常年接触放射性物质医院放射科工作人员常年接触放射性物质, ,容易发生基因突变容易发生基因突变, ,基基 因突变可能遗传给后代吗因突变可能遗传给后代吗? ?举例说明。举例说明。( (科学思维科学思维) ) 提示提示: :(1)(1)若发生在配子中若发生在配子中, ,可通过有性生殖传递给后代。可通过有性生殖传递给后代。 (2)(2)若发生在体细胞中若发生在体细胞中

11、, ,一般不能遗传。一般不能遗传。 【典例示范典例示范】 如图为人如图为人 WNK4 WNK4 基因的部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意基因的部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意 图。已知图。已知 WNK4 WNK4 基因发生了一种突变基因发生了一种突变, ,导致第导致第1 169 1 169 位的赖氨酸变为谷氨酸。位的赖氨酸变为谷氨酸。 该基因发生的突变是该基因发生的突变是( () ) A.A.处插入碱基对处插入碱基对 G-CG-C B.B.处碱基对处碱基对 A-T A-T 替换为替换为 G-CG-C C.C.处缺失碱基对处缺失碱基对 A-TA-T D.D.处碱基对处碱

12、基对 G-C G-C 替换为替换为 A-TA-T 【解题思维解题思维】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点: : 【解析解析】选选B B。首先。首先, ,判断判断WNK4WNK4基因上面的链为非模板链。确定基因上面的链为非模板链。确定GGGGGG对应甘氨对应甘氨 酸酸,AAG,AAG对应赖氨酸对应赖氨酸,CAG,CAG对应谷氨酰胺。其次对应谷氨酰胺。其次, ,判断蛋白质只有中间一个氨基酸判断蛋白质只有中间一个氨基酸 发生了改变发生了改变, ,可以确认为碱基替换。最后比较赖氨酸与谷氨酸的密码子可以确认为碱基替换。最后比较赖氨酸与谷氨酸的密码子, ,可以发可以发 现现AAGAAG只改变一个

13、碱基就可以变成只改变一个碱基就可以变成GAGGAG。显然是前面的。显然是前面的A-TA-T替换为替换为G-CG-C。 【审答误区审答误区】易把模板链与非模板链判断错误易把模板链与非模板链判断错误: : 根据碱基互补配对原则根据碱基互补配对原则, ,转录出的转录出的mRNAmRNA链的碱基序列与非模板链的碱基序列一链的碱基序列与非模板链的碱基序列一 致致, ,不同的是非模板链中的不同的是非模板链中的T T在在mRNAmRNA链中全部置换成了链中全部置换成了U U。 【母题追问母题追问】 (1)(1)与赖氨酸密码子与赖氨酸密码子AAG(3AAG(3个碱基个碱基) )对应的对应的tRNAtRNA、D

14、NADNA片段片段, ,总共包括几种核苷酸总共包括几种核苷酸? ? 提示提示: :tRNAtRNA上反密码子为上反密码子为UUC,2UUC,2种核糖核苷酸种核糖核苷酸;DNA;DNA片段片段, ,非模板链为非模板链为AAGAAG、模板链、模板链 为为TTC,4TTC,4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸, ,总共为总共为6 6种核苷酸。种核苷酸。 (2)(2)若图示部分发生一个碱基对替换后若图示部分发生一个碱基对替换后, ,对应的氨基酸并没有改变。根对应的氨基酸并没有改变。根 据图示的信息据图示的信息, ,这个碱基对替换发生的位置及替换结果是什么这个碱基对替换发生的位置及替换结果是什么? ? 提示提示:

15、 :G-CG-C替换为替换为A-TA-T。 【类题精练类题精练】(2020(2020中山高一检测中山高一检测) )某遗传病是由一种编码细胞膜上的某离子某遗传病是由一种编码细胞膜上的某离子 通道蛋白的基因发生突变导致的通道蛋白的基因发生突变导致的, ,该突变基因相应的该突变基因相应的mRNAmRNA的长度不变的长度不变, ,但合成的但合成的 肽链缩短使通道蛋白结构异常。下列有关该病的叙述正确的是肽链缩短使通道蛋白结构异常。下列有关该病的叙述正确的是( () ) A.A.翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基对的缺失翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基对的缺失 B.B.突变导致基因转录和

16、翻译过程中碱基互补配对原则发生改变突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变 C.C.该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物的性状该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物的性状 D.D.该病可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现该病可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现 【解析解析】选选D D。根据题干信息其。根据题干信息其mRNAmRNA的长度不变的长度不变, ,但合成的肽链缩短可知但合成的肽链缩短可知, ,该病该病 可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现,A,A错误错误,D,D正确。突变不会正确。突变

17、不会 导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变,B,B错误。该病例说明了错误。该病例说明了 基因能通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因能通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状,C,C错误。错误。 【补偿训练补偿训练】 (2018(2018江苏高考改编江苏高考改编) )下列过程不涉及基因突变的是下列过程不涉及基因突变的是( () ) A.A.经紫外线照射后经紫外线照射后, ,获得红色素产量更高的红酵母获得红色素产量更高的红酵母 B.B.运用运用CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基技术替换某个基因中的特定

18、碱基 C.C.玉米因水肥充足玉米因水肥充足, ,籽粒饱满籽粒饱满 D.D.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换, ,增加患癌风险增加患癌风险 【解析解析】选选C C。红酵母的红色素产量更高应是紫外线诱导其基因突变的结果。红酵母的红色素产量更高应是紫外线诱导其基因突变的结果; ;基基 因中碱基对被替换属于基因突变因中碱基对被替换属于基因突变; ;香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替 换也属于基因突变换也属于基因突变; ;玉米因水肥充足而籽粒饱满玉米因水肥充足而籽粒饱满, ,基因没有改变基因没有改变, ,因此选因此

19、选C C。 知识点二知识点二 基因重组及其与基因突变的比较基因重组及其与基因突变的比较 1.1.两种基因重组的比较两种基因重组的比较: : 重组重组 类型类型 交叉互换型交叉互换型自由组合型自由组合型 发生发生 时间时间 减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期 发生发生 机制机制 同源染色体的非姐妹染色单体之同源染色体的非姐妹染色单体之 间交叉互换导致染色单体上的基间交叉互换导致染色单体上的基 因重新组合因重新组合 同源染色体分开同源染色体分开, ,等位基因分离等位基因分离, , 非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合, ,导致非导致非 同源染色

20、体上非等位基因间的重同源染色体上非等位基因间的重 新组合新组合 图像图像 示意示意 2.2.基因突变和基因重组的比较基因突变和基因重组的比较: : 项项 目目 基因突变基因突变基因重组基因重组 变变 异异 本本 质质 基因分子结构发生改变基因分子结构发生改变基因的重新组合基因的重新组合 项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组 发生发生 时期时期 一般发生在有丝分裂间期或减一般发生在有丝分裂间期或减 数第一次分裂前的间期数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂四分体时期和 减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期 适用适用 范围范围 所有生物所有生物进行有性生殖的真核生物进行

21、有性生殖的真核生物 结果结果产生新基因产生新基因产生新基因型产生新基因型, ,不产生新基因不产生新基因 意义意义 生物变异的根本来源生物变异的根本来源, ,是生物是生物 进化的原始材料进化的原始材料 生物变异的重要来源生物变异的重要来源, ,有利于有利于 生物进化生物进化 应用应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种 联系联系 通过基因突变产生新基因通过基因突变产生新基因( (原基因的等位基因原基因的等位基因),),为基因重组提为基因重组提 供两对或两对以上的等位基因供两对或两对以上的等位基因, ,是基因重组的基础是基因重组的基础 特别提醒特别提醒: : (1)(1)两者性质不同两者性质不同: :

22、基因重组指控制不同性状的基因的重新组合基因重组指控制不同性状的基因的重新组合; ;基因突变是指基因突变是指 DNADNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失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。而引起的基因结构的改变。 (2)(2)两者结果不同两者结果不同: :基因突变是基因的从无到有基因突变是基因的从无到有, ,突变产生新基因突变产生新基因; ;基因重组是原基因重组是原 有基因的重新组合有基因的重新组合, ,产生的是新的基因型。产生的是新的基因型。 【思考探究思考探究】 拓展探究拓展探究 (1)(1)一对夫妻非孪生的两个孩子的基因型是否相同一对夫妻非孪生的两个孩子的基

23、因型是否相同? ?若相同若相同, ,从理论上来说相同从理论上来说相同 的概率是多少的概率是多少?(?(科学思维科学思维) ) 提示提示: :一般不相同。理论上不考虑交叉互换一般不相同。理论上不考虑交叉互换, ,父方可产生父方可产生2 223 23种精子 种精子, ,母方可产生母方可产生 2 223 23种卵细胞 种卵细胞, ,非孪生的两个孩子基因型相同的概率为非孪生的两个孩子基因型相同的概率为1/21/246 46。 。 (2)Aa(2)Aa个体自交个体自交, ,后代性状分离是否体现基因重组后代性状分离是否体现基因重组? ?为什么为什么?(?(生命观念生命观念) ) 提示提示: :不体现基因重

24、组。基因重组是指控制不同性状的基因不体现基因重组。基因重组是指控制不同性状的基因( (非等位基因非等位基因) )的重的重 新组合新组合, ,该个体只存在等位基因。该个体只存在等位基因。 【典例示范典例示范】 (2020(2020洛阳高一检测洛阳高一检测) )下列关于基因重组的叙述下列关于基因重组的叙述, ,正确的是正确的是( () ) A.A.杂交后代出现杂交后代出现3131的分离比的分离比, ,不可能是基因重组导致的不可能是基因重组导致的 B.B.联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合 C.“C.“肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌

25、转化实验”中中R R型菌转变为型菌转变为S S型菌的原理是基因重组型菌的原理是基因重组 D.D.基因重组导致生物性状多样性为生物进化提供了最基本的原材料基因重组导致生物性状多样性为生物进化提供了最基本的原材料 【解题思维解题思维】 【解析解析】选选C C。如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制。如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制, ,则则 杂交后代出现杂交后代出现3131的分离比的分离比, ,可能是基因重组导致的可能是基因重组导致的,A,A错误。联会时的交叉互错误。联会时的交叉互 换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合,

26、B,B错误。错误。S S型菌的型菌的DNADNA能进入能进入R R型型 菌菌, ,进而将进而将R R型菌转化为型菌转化为S S型菌型菌, ,因此无毒的因此无毒的R R型菌转化为有毒的型菌转化为有毒的S S型菌属于基因重型菌属于基因重 组组,C,C正确。基因突变是生物变异的根本来源正确。基因突变是生物变异的根本来源, ,为生物进化提供了最基本的原材为生物进化提供了最基本的原材 料料,D,D错误。错误。 【审答误区审答误区】 误认为误认为3131的比例一定是基因分离导致的的比例一定是基因分离导致的, ,一对相对性状可能是由同源染色体一对相对性状可能是由同源染色体 上的等位基因控制上的等位基因控制,

27、 ,属于基因分离属于基因分离; ;也可能是由非同源染色体上的两对基因共同也可能是由非同源染色体上的两对基因共同 控制控制, ,则杂交后代出现则杂交后代出现3131的分离比的分离比, ,属于基因重组导致的。属于基因重组导致的。 【母题追问母题追问】 已知水稻有两个品种已知水稻有两个品种AABBAABB、aabb,aabb,且两对基因位于一对同源染色体上且两对基因位于一对同源染色体上, ,两品种杂两品种杂 交得到交得到F F1 1(AaBb),F(AaBb),F1 1自交得到自交得到F F2 2。 (1)(1)假设基因不发生互换假设基因不发生互换,F,F2 2可能有几种基因型和表现型可能有几种基因

28、型和表现型? ? 提示提示: :F F1 1可产生可产生2 2种配子种配子:AB:AB、ab,Fab,F2 2可能有可能有3 3种基因型种基因型:AABB:AABB、AaBbAaBb、aabb,2aabb,2种表种表 现型。现型。 (2)(2)假设基因假设基因(A(A、a a之间之间) )发生互换发生互换,F,F2 2可能有几种表现型可能有几种表现型? ? 提示提示: :F F1 1可产生可产生4 4种配子种配子:AB:AB、aBaB、AbAb、ab,Fab,F2 2可能有可能有9 9种基因型种基因型:AABB:AABB、AaBbAaBb、 AaBBAaBB、AABbAABb、AAbbAAbb

29、、AabbAabb、aaBbaaBb、aaBBaaBB、aabb,4aabb,4种表现型。种表现型。 【类题精练类题精练】(2020(2020天津高一检测天津高一检测) )如图是基因型为如图是基因型为AaAa的个体不同分裂时期的的个体不同分裂时期的 图像图像, ,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型请根据图像判定每个细胞发生的变异类型( (不考虑有丝分裂过程中的交叉不考虑有丝分裂过程中的交叉 互换互换),),正确的是正确的是( () ) A.A.基因突变基因突变; ;基因突变基因突变; ;基因突变基因突变 B.B.基因突变或基因重组基因突变或基因重组; ;基因突变基因突变; ;基因重组基因重组

30、 C.C.基因突变基因突变; ;基因突变基因突变; ;基因突变或基因重组基因突变或基因重组 D.D.基因突变或基因重组基因突变或基因重组; ;基因突变或基因重组基因突变或基因重组; ;基因重组基因重组 【解析解析】选选C C。题图中分别属于有丝分裂的中期和后期。题图中分别属于有丝分裂的中期和后期,A,A与与a a所在的所在的DNADNA分分 子都是经过复制而形成的子都是经过复制而形成的, ,所以题图中的变异只能属于基因突变所以题图中的变异只能属于基因突变; ;属于减属于减 数第二次分裂的后期数第二次分裂的后期, ,图中亲本基因型为图中亲本基因型为Aa,AAa,A与与a a的不同可能来自基因突变

31、或基的不同可能来自基因突变或基 因重组因重组,C,C正确。正确。 【补偿训练补偿训练】 下列关于基因突变和基因重组的说法中下列关于基因突变和基因重组的说法中, ,不正确的是不正确的是( () ) A.A.基因突变是生物变异的根本来源基因突变是生物变异的根本来源, ,但对生物自身大多有害但对生物自身大多有害 B.B.基因突变导致基因碱基序列发生改变基因突变导致基因碱基序列发生改变, ,但不一定导致性状改变但不一定导致性状改变 C.C.基因重组可发生在有丝分裂和减数分裂过程中基因重组可发生在有丝分裂和减数分裂过程中 D.D.基因重组能够产生多种基因型基因重组能够产生多种基因型 【解析解析】选选C

32、C。基因突变能产生新基因。基因突变能产生新基因, ,是生物变异的根本来源是生物变异的根本来源, ,但对生物自身但对生物自身 大多有害大多有害,A,A正确。基因突变导致基因碱基序列发生改变正确。基因突变导致基因碱基序列发生改变, ,但因为密码子的简并但因为密码子的简并 性等原因性等原因, ,基因突变不一定导致性状改变基因突变不一定导致性状改变,B,B正确。基因重组只发生在减数分裂正确。基因重组只发生在减数分裂 过程中过程中,C,C错误。基因重组能够产生多种基因型错误。基因重组能够产生多种基因型,D,D正确。正确。 1.1.【科技情境科技情境】科学家发现当细胞的功能出现异常科学家发现当细胞的功能出

33、现异常, ,恶性失控地生长分化时恶性失控地生长分化时, ,即即 为癌变。当基因突变变更细胞的为癌变。当基因突变变更细胞的DNADNA组合顺序时组合顺序时, ,就很可能诱发癌症。在许多癌就很可能诱发癌症。在许多癌 症患者体内症患者体内, ,通常在同一类细胞内通常在同一类细胞内, ,部分原癌基因被激活部分原癌基因被激活, ,而另一些抑癌基因却而另一些抑癌基因却 失去了活性。研究人员已经发现了越来越多的遗传病失去了活性。研究人员已经发现了越来越多的遗传病, ,与基因突变有关与基因突变有关, ,而癌症而癌症 即为其中一类。与正常细胞相比即为其中一类。与正常细胞相比, ,癌细胞中的甲基化进程缓慢癌细胞中

34、的甲基化进程缓慢(DNA(DNA活性更强活性更强) )。 核心素养核心素养情境探究情境探究 探究探究: : (1)(1)从题干中可以得出癌变发生的主要原因是什么从题干中可以得出癌变发生的主要原因是什么?(?(科学思维科学思维) ) 提示提示: :基因突变变更细胞的基因突变变更细胞的DNADNA组合顺序时组合顺序时, ,就很可能诱发癌症。就很可能诱发癌症。 (2)(2)现在社会癌症发生的概率越来越高现在社会癌症发生的概率越来越高, ,有哪些外在因素增加了癌变的风险有哪些外在因素增加了癌变的风险?(?(社社 会责任会责任) ) 提示提示: :外界因素能够影响外界因素能够影响DNADNA的复制而诱发

35、基因突变的复制而诱发基因突变, ,如紫外线、如紫外线、X X射线及其他辐射线及其他辐 射等物理因素射等物理因素, ,亚硝酸、碱基类似物等化学因素亚硝酸、碱基类似物等化学因素, ,某些病毒的遗传物质能影响宿某些病毒的遗传物质能影响宿 主细胞的主细胞的DNADNA。 2.2.【材料情境材料情境】如图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程如图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程,a,ad d表示表示4 4 种基因突变。种基因突变。a a丢失丢失T/A,bT/A,b由由T/AT/A变为变为C/G,cC/G,c由由T/AT/A变为变为G/C,dG/C,d由由G/CG/C变为变为A/TA/T。假设。

36、假设 4 4种突变都单独发生种突变都单独发生, ,请回答请回答: : 注注: :可能用到的密码子可能用到的密码子: :天冬氨酸天冬氨酸(GAC),(GAC),甘氨酸甘氨酸(GGU(GGU、GGG),GGG),甲硫氨酸甲硫氨酸(AUG),(AUG),终终 止密码止密码(UAG),(UAG),酪氨酸酪氨酸(UAU)(UAU)。 探究探究: : (1)a(1)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序发生变化突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序发生变化, ,为什么为什么? ?如果在如果在a a突变点附近再突变点附近再 丢失几个碱基对对性状影响最小丢失几个碱基对对性状影响最小?(?(科学探究科学探究) ) 提示提

37、示: :由题可知由题可知,a,a突变为丢失突变为丢失T/A,T/A,因此转录形成的因此转录形成的mRNAmRNA序列为序列为:-GAC-UAU-GGU-AUG-,:-GAC-UAU-GGU-AUG-, 通过题中所给密码子可以确定通过题中所给密码子可以确定,a,a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序为天冬氨突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序为天冬氨 酸酸酪氨酸酪氨酸甘氨酸甘氨酸甲硫氨酸。为了不破坏其他密码子的完整性甲硫氨酸。为了不破坏其他密码子的完整性, ,再减少再减少2 2个碱个碱 基对对氨基酸序列的影响是最小的。基对对氨基酸序列的影响是最小的。 (2)(2)图中哪种突变对性状无影响图中哪种突变对性

38、状无影响?(?(科学探究科学探究) ) 提示提示: :据题意可以知道据题意可以知道,b,b由由T/AT/A变为变为C/G,C/G,则密码子由则密码子由GAUGAU变为变为GAC,GAC,由密码子的简并性由密码子的简并性 可知可知,b,b突变后的密码子仍与天冬氨酸相对应突变后的密码子仍与天冬氨酸相对应, ,因此因此b b突变对性状无影响。突变对性状无影响。 课堂检测课堂检测素养达标素养达标 1.1.生物进化丰富多彩生物进化丰富多彩, ,千变万化千变万化, ,其中为生物进化提供原始材料的根源是基因突其中为生物进化提供原始材料的根源是基因突 变。下列关于基因突变说法正确的是变。下列关于基因突变说法正

39、确的是。 基因突变通常发生在基因突变通常发生在DNARNADNARNA的过程中的过程中 观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因 在没有外界不良因素的影响下在没有外界不良因素的影响下, ,生物可能发生基因突变生物可能发生基因突变 A A基因可突变为基因可突变为a a基因基因,a,a基因也可再突变为基因也可再突变为A A基因基因 基因突变产生的新基因不一定传递给后代基因突变产生的新基因不一定传递给后代 诱变因素可以提高突变频率并

40、决定基因突变的方向诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向 【解析解析】选。基因突变通常发生在选。基因突变通常发生在DNADNA复制时复制时, ,错误。基因突变在显微错误。基因突变在显微 镜下不可见镜下不可见, ,错误。一个基因可突变成多种基因错误。一个基因可突变成多种基因, ,体现的是基因突变具有不定体现的是基因突变具有不定 向性的特点向性的特点, ,错误。在良好条件下错误。在良好条件下,DNA,DNA复制也有可能发生差错复制也有可能发生差错, ,正确。基因正确。基因 突变是不定向的突变是不定向的, ,具有可逆性具有可逆性, ,正确。基因突变若发生在体细胞中正确。基因突变若发生在体细胞中

41、, ,一般不会一般不会 传递给下一代传递给下一代, ,正确。诱变因素能够提高突变频率正确。诱变因素能够提高突变频率, ,但不能决定基因突变的方但不能决定基因突变的方 向向, ,错误。错误。 2.(20202.(2020扬州高一检测扬州高一检测) )在下列可遗传的变异来源中在下列可遗传的变异来源中, ,能够产生新基因的变异能够产生新基因的变异 类型是类型是 ( () ) A.A.基因重组基因重组B.B.随机交配随机交配 C.C.基因突变基因突变D.D.自然选择自然选择 【解析解析】选选C C。基因重组能产生新的基因型。基因重组能产生新的基因型, ,但不能产生新基因但不能产生新基因,A,A错误。随

42、机交错误。随机交 配、自然选择不会产生新基因配、自然选择不会产生新基因,B,B、D D错误。基因突变是新基因产生的途径错误。基因突变是新基因产生的途径, ,能产能产 生新基因生新基因,C,C正确。正确。 3.3.下列有关基因突变的叙述下列有关基因突变的叙述, ,正确的是正确的是( () ) A.A.由于细菌的数量多由于细菌的数量多, ,繁殖周期短繁殖周期短, ,因此其基因突变率很高因此其基因突变率很高 B.B.基因突变是生物变异的根本来源基因突变是生物变异的根本来源 C.C.自然状态下的基因突变是不定向的自然状态下的基因突变是不定向的, ,而人工诱变是定向的而人工诱变是定向的 D.D.基因突变

43、在光学显微镜下是可以直接观察到的基因突变在光学显微镜下是可以直接观察到的 【解析解析】选选B B。种群的基因突变率低。种群的基因突变率低, ,与种群中个体数无关与种群中个体数无关,A,A错误。基因突变能错误。基因突变能 产生新基因产生新基因, ,是生物变异的根本来源是生物变异的根本来源,B,B正确。自然状态下的基因突变和人工诱正确。自然状态下的基因突变和人工诱 变都是不定向的变都是不定向的,C,C错误。基因突变在光学显微镜下是不能直接观察到的错误。基因突变在光学显微镜下是不能直接观察到的,D,D错误。错误。 4.4.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定差异的主要原因是进行有性生殖的生物

44、其亲子代之间总是存在着一定差异的主要原因是 ( () ) A.A.基因重组基因重组B.B.基因突变基因突变 C.C.染色体变异染色体变异D.D.生活条件改变生活条件改变 【解析解析】选选A A。基因重组是进行有性生殖的生物必然发生的过程。基因重组是进行有性生殖的生物必然发生的过程, ,如果生物的染如果生物的染 色体数目多色体数目多, ,携带的基因多携带的基因多, ,那么变异也就更多那么变异也就更多, ,因此基因重组成为亲子代以及因此基因重组成为亲子代以及 子代个体之间存在差异的主要原因。子代个体之间存在差异的主要原因。 5.5.以下几种生物以下几种生物, ,其可遗传的变异既可以来自基因突变其可

45、遗传的变异既可以来自基因突变, ,又可以来自基因重组的又可以来自基因重组的 是是( () ) A.A.蓝藻蓝藻B.B.噬菌体噬菌体 C.C.烟草花叶病毒烟草花叶病毒D.D.豌豆豌豆 【解析解析】选选D D。基因突变可以发生在所有生物中。基因突变可以发生在所有生物中, ,而基因重组只发生在进行有性而基因重组只发生在进行有性 生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖, ,而豌豆可以进行有性生而豌豆可以进行有性生 殖殖, ,所以豌豆既可以发生基因突变所以豌豆既可以发生基因突变, ,也可以发生基因重组。也可以发生基因重组。 6.6.基因重组是指生物体进行有性生殖的过程中基因重组是指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控制不同性状的基因的重新组 合合, ,下列描述不正确的是下列描述不正确的是( () ) A.A.基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期 B.