学年 人教版必修二基因突变和基因重组 教案Word文件下载.docx
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DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。
3.原因
4.特点
5.意义
6.应用
(1)DNA分子上发生了碱基的增添、缺失或替换,是否一定属于基因突变?
为什么?
提示 不一定。
一个DNA分子上基因与基因之间的区域,属于基因间区;
若碱基的改变发生在基因内部,则属于基因突变;
若发生在基因间区,则不属于基因突变。
(2)基因突变是否一定会引起相关基因所编码蛋白质的改变?
试举例说明。
一般情况下,基因突变会引起相关基因所编码蛋白质的改变;
但下列情况下不会:
①密码子具有简并性,突变前相应的密码子与突变后相应的密码子可能编码同一种氨基酸;
②显性纯合子(完全显性)中的一个显性基因发生了隐性突变;
③细胞中不进行表达的基因发生了突变,如胰岛细胞中的血红蛋白基因发生了突变等等。
(3)亲本生物体基因突变产生的新基因是否一定能通过有性生殖遗传给子代生物体?
①亲本体细胞中基因突变产生的新基因,由于不会影响到生殖细胞,所以不能通过有性生殖遗传给后代;
②若为父方的细胞质基因发生基因突变,一般也不会通过有性生殖遗传给后代等等。
[典例1](2019·
上饶一中期末)(多选)某遗传病是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,该突变基因相应的mRNA的长度不变,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( )
A.该病例说明了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B.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
C.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
D.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
解析 该病例说明了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,A正确;
根据题干信息“其mRNA的长度不变”说明编码的基因发生了碱基对的替换,B错误;
根据题干信息“其mRNA的长度不变,但合成的肽链缩短”可知,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,C正确;
突变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,D错误。
答案 AC
[对点练1](2019·
日照联考)霍尔等人因发现了控制昼夜节律的分子机制而荣获2017年诺贝尔生理学及医学奖。
他们发现,若改变果蝇体内一组特定基因,其昼夜节律会发生变化,这组基因被命名为周期基因。
下列叙述正确的是( )
A.可用光学显微镜观察到果蝇细胞内周期基因的碱基序列
B.周期基因突变是由于基因的替换、插入、缺失而引起的
C.若果蝇体内周期基因中的碱基序列改变,其昼夜节律不一定发生变化
D.基因突变具有不定向性,因此周期基因能突变为白眼基因或长翅基因
解析 基因的结构在光学显微镜下是无法直接观察到的,A错误;
周期基因突变是由于DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,B错误;
若果蝇体内周期基因中的碱基序列改变,由于密码子的简并性等原因,不一定导致生物性状发生改变,C正确;
基因突变具有不定向性,但基因突变往往是突变为其等位基因,周期基因不能突变为白眼基因或长翅基因,D错误。
答案 C
联想质疑
★镰状细胞贫血的成因:
碱基对的替换引起的基因突变,从而导致血红蛋白中氨基酸种类的改变;
体现了基因对性状的直接控制。
【归纳】
(1)基因突变是基因内部碱基的种类和数目的变化,即改变了基因的碱基排列顺序,但一条染色体上基因的数量和位置没有变化。
(2)只要是基因内部的变化,不管是1个还是多个碱基的改变,都属于基因突变。
随机性是指DNA上任何一个基因A、B、C、D……都有可能发生基因突变;
不定向性是指一个基因A可以突变为其等位基因A1、A2、A3……。
(1)1个碱基对的替换,可能不改变所编码的氨基酸序列,也可能改变1个氨基酸或者造成翻译提前终止。
(2)1个碱基对的插入(或缺失),往往不改变插入(或缺失)位置前的氨基酸序列,但改变了插入(或缺失)位置后的氨基酸序列。
细胞癌变
[典例2](2019·
石景山区期末)下列不属于癌细胞主要特征的是( )
A.细胞水分减少,酶活性降低B.细胞表面发生变化,容易转移
C.在适宜条件下,能够无限增殖D.细胞形态结构发生显著变化
解析 癌细胞内水分增加,酶的活性升高,A错误;
癌细胞的形态结构发生显著变化,且细胞膜表面的糖蛋白减少,导致癌细胞容易扩散和转移,B、D正确;
癌细胞具有无限增殖的特点,C正确。
答案 A
[对点练2](2019·
重庆七校联考期末)(多选)细胞的癌变受多种致癌因子的作用,TGF-β1-Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。
研究表明,胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。
下列叙述错误的是( )
A.恶性肿瘤细胞膜上的糖蛋白增多,因此易分散和转移
B.原癌基因或抑癌基因发生突变,可能引发细胞癌变
C.从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
D.没有患癌症的人体细胞染色体上没有与癌变有关的基因
解析 癌细胞表面糖蛋白减少,A错误;
人体细胞中都有与癌变有关的基因,D错误。
答案 AD
★香烟含有尼古丁,会导致细胞癌变。
★癌细胞的膜表面发生变化,细胞间的黏着性降低,易在体内扩散、转移,侵染其他的组织细胞。
★细胞癌变的主要原因是:
受到致癌因子的作用;
根本原因是:
正常细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变,成为癌细胞。
基因重组
1.概念
2.类型
类型
发生时期
成因
本质
图示
自由重组
减数分裂Ⅰ后期
非同源染色体的自由组合
非同源染色体上的非等位基因重新组合
交换重组
减数分裂Ⅰ前期
同源染色体上的非姐妹染色单体的互换
未交换的染色体片段上的基因与交换来的片段上的基因重新组合
交换的片段上中至少含有1个基因
3.意义
4.应用——人工杂交培育金鱼新品种
[典例3]下图是基因型为AaBb的高等动物体内某个初级精母细胞可能发生的变化。
没有发生交叉互换和发生交叉互换后,该初级精母细胞形成的精细胞分别有( )
A.2种、4种B.2种、2种
C.4种、4种D.4种、2种
[对点练3](2019·
安庆二中期末)下列关于基因重组的叙述,错误的是( )
A.基因型为Dd的个体自交后代出现3∶1的分离比,不是基因重组的结果
B.减数分裂时同源染色体上非等位基因的交换会导致基因重组
C.基因重组会导致后代产生新的表现型,对生物进化有重要意义
D.基因重组会导致同卵双胞胎之间的性状差异
解析 基因型为Dd的个体自交后代出现3∶1的分离比,不是基因重组的结果,而是等位基因分离的结果,A正确;
减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,导致基因重组,B正确;
基因重组会导致后代产生新的表现型,为生物进化提供原材料,对生物进化有重要意义,C正确;
同卵双胞胎之间的基因型应该相同,所以他们之间性状的差异不是基因重组导致的,可能是基因突变或环境因素导致的,D错误。
答案 D
【拓展】
广义的基因重组也包括转基因技术及细菌的转化。
A可以与B组合在一起(此时a与b组合在一起),也可以与b组合在一起(此时a与B组合在一起)
原有片段上的A(a)与交换而来的片段上的b(B)重新组合
★基因重组的三种类型
课堂小结
随堂检测
1.(2019·
龙岩质检)下列有关基因突变的叙述,正确的是( )
A.DNA分子中发生了碱基对的替换一定会引起基因突变
B.基因突变可能导致终止密码子推后出现而使肽链延长
C.生殖细胞发生的基因突变一定会传递给子代
D.基因突变的方向是由环境条件决定的
解析 基因通常是有遗传效应的DNA片段,因此DNA分子中发生了碱基对的替换不一定发生在基因所在的片段,不一定属于基因突变,A错误;
基因突变可能导致终止密码子推后出现而使肽链延长,B正确;
生殖细胞发生的基因突变可能会传递给子代,C错误;
基因突变具有不定向性的特点,D错误。
答案 B
2.(2019·
东城区期末)下列属于化学致癌因子的是( )
A.紫外线B.黄曲霉毒素
C.病毒D.X射线
3.(2019·
衡阳一中期末)我国科学家精选的农作物种子通过“天宫一号”搭载上天,利用宇宙空间的特殊环境诱发的变异育种,下列有关这些变异的叙述错误的是( )
A.大部分是有害的变异
B.有利于节约材料,降低成本
C.为人工选择提供原材料
D.能大幅度改变生物的性状
解析 诱变育种盲目性较大,因此一般需要大量处理实验材料,B错误。
4.(2019·
滨海新区期末)下列有关癌细胞的说法,错误的是( )
A.能够无限增殖
B.癌细胞的表面发生了变化
C.癌细胞的形态结构发生了变化
D.和正常细胞一样,癌细胞的遗传物质没有发生变化
解析 癌细胞能够无限增殖,A正确;
癌细胞的表面发生了变化,如糖蛋白等物质减少了,B正确;
癌细胞的形态结构发生了显著变化,C正确;
癌细胞的遗传物质发生了改变,D错误。
5.基因重组的过程发生在( )
A.减数分裂过程中B.有丝分裂过程中
C.受精作用过程中D.不同品种嫁接过程中
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