2013-2014学年高一生物下学期 5.1基因突变和基因重组课下作业 新人教版
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．可产生新基因及可为生物界的千姿百态提供丰富变异来源的分别是( )
A．前者为基因重组，后者为基因突变
B．前者为基因突变，后者为基因重组
C．两者均为基因重组
D．两者均为基因突变
解析： 本题考查基因突变和基因重组的特点。只有基因突变才能产生新的基因，基因重组可产生许多新的基因型，使生物界千姿百态。
答案： B
2．下列关于基因突变的叙述中正确的是( )
①基因突变包括自然突变和诱发突变 ②在DNA复制中碱基排列顺序发生差错从而改变了遗传信息，产生基因突变 ③基因突变一般对生物是有害的，但是，也有的基因突变是有利的
④基因突变一定产生新性状
A．①②③④ B．①②③
C．①②④ D．②③④
解析： 基因突变是在DNA复制过程中，碱基排列顺序发生差错而改变了遗传信息，包括自然突变和诱发突变两种。与自然突变相比，诱发突变的频率较高。基因突变大多数是有害的，即具有多害少利性，但有害与有利取决于环境。除此之外，基因突变还具有普遍性、随机性、不定向性等特点。基因突变一定能产生新基因，但不一定产生新性状。
答案： B
3．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况对其编码的蛋白质结构影响最小( )
A．置换单个碱基对 B．增加4个碱基对
C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对
解析： 在编码区插入1个碱基对，因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若再增添2个、5个、8个碱基对，或缺失1个、4个、7个碱基对，恰好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，致使编码的蛋白质差别不大。
答案： D
4．下列情况引起的变异属于基因重组的是( )
①非同源染色体上非等位基因的自由组合 ②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 ③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 ④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和改变
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
答案： C
5．某基因的一个片段中的αDNA链在复制时一个碱基由G→C，该基因复制3次后，发生突变的基因占该基因总数的( )
A．100% B．50%
C．25% D．12.5%
解析： DNA的复制是半保留式的，在DNA双链中，以αDNA单链为模板复制的子代双链DNA中，两条单链都有突变基因。而以与αDNA链的互补链为模板复制的后代DNA中，基因都是正常的，因此在后代DNA中，正常基因和突变基因各占一半。
答案： B
6．下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于( )
A．基因重组，不可遗传变异 B．基因重组，基因突变
C．基因突变，不可遗传变异 D．基因突变，基因重组
答案： D
7．下列各项中可以导致基因重组现象发生的是( )
A．姐妹染色单体的交叉互换 B．等位基因彼此分离
C．非同源染色体的自由组合 D．姐妹染色单体分离
答案： C
8．已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是( )
A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
解析： 在孵化早期，向有尾鸡群体卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，无尾状的产生可能有两个原因，一是胰岛素诱导基因突变(a→A)，二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体(aa)杂交，在孵化早期不向卵内注射胰岛素，观察孵化出的小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异，如果还有无尾性状产生，则为基因突变。
答案： D
9．如下图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A．该动物的性别是雄性的
B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C．1与2或1与4的片段交换，前者属基因重组，后者属染色体结构变异
D．丙细胞不能发生基因重组
答案： B
10．下图表示在某蛋白质的基因指导下的多肽合成过程。除图中密码子外，已知GAC(天冬氨酸)、GGU(甘氨酸)、GGG(甘氨酸)、AUG(甲硫氨酸)、UAG(终止密码子)。A～D位发生的突变将导致肽链延长停止的是( )
A．丢失T/A B．T/A→C/G
C．T/A→G/C D．G/C→A/T
解析： 测试考点基因突变和基因控制蛋白质的合成，考查学生分析、研究、判断问题的能力，对所学知识的综合应用能力。解题的切入点是找出图中氨基酸的密码子中哪一个碱基改变会形成终止密码子。终止密码子UAG并不决定任何氨基酸，在蛋白质合成过程中，是肽链延长的终止信号，从图中可以看出mRNA的密码子在A～D位点发生的突变，其中色氨酸的密码子中间的碱基G→A的替换，可形成终止密码子为UAG，导致肽链延长的停止，而该碱基对应的基因上的碱基变换，应是G/C→A/T。
答案： D
11．某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为( )
A．显性突变(d→D) B．隐性突变(D→d)
C．显性突变和隐性突变 D．人工诱变
解析： 由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性，说明突变性状相对于原有性状为显性性状。
答案： A
12．下列关于基因重组的说法不正确的是( )
A．生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因重新组合属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，导致基因重组
C．减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组
D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
解析： 真核生物的基因重组有两种类型，一种是位于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，另一种是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，这两种基因重组都发生在减数分裂过程中。
答案： B
二、非选择题
13．一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下：
血红蛋白
部分α链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序
137
138
139
140
141
142
145
HbA
ACC苏氨酸
UCC丝氨酸
AAA赖氨酸
UAC酪氨酸
CGU精氨酸
UAA终止
Hbwa
ACC苏氨酸
UCA丝氨酸
AAU天冬酰胺
ACC苏氨酸
GUU缬氨酸
AAG赖氨酸
UAG终止
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第________位的________(氨基酸)对应的密码子缺失了一个碱基，从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变，缺失的碱基是________。
(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)这种变异类型属于________，一般发生在____________________时期。这种变异与其他可遗传变异相比，最突出的特点是能产生________。
答案： (1)138 丝氨酸 C
(2)控制血红蛋白α链合成的基因中一个碱基G缺失
(3)基因突变 细胞分裂的间期(DNA复制) 新基因
14．(2011·山东师大附中)水稻是重要的农作物，科学育种能改良水稻性状，提高产量。请根据材料回答：甲硫磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)变为7－乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G－C对转换成G－T对。
(1)下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后，该DNA序列中所有鸟嘌呤(G)均变为7－乙基鸟嘌呤。请在下面方框的空白处，绘出经过两次DNA复制后所形成的两个DNA分子(片段)的碱基序列。
(2)实验表明，某些水稻种子经甲磺酸乙酯(EMS)处理后，DNA序列中部分G－C碱基对转换G－T碱基对，但性状没有发生改变，其可能的原因有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少写出两点)。
答案： (1)
(2)密码子具有简并性(或突变后的密码子对应同一种氨基酸)；突变发生在DNA的非基因区段；该突变为隐性突变；突变后的基因在环境中不能表达
15．(实验探究)某玉米品种高产，但由于茎秆较高易倒伏，而造成减产。在某玉米田中偶然发现一株矮秆高产的玉米，请设计实验来探究这株玉米矮秆性状是由环境影响还是基因突变的结果。
(1)实验步骤：
①第一步：分别从矮秆玉米和高秆玉米上取茎尖分别记作A、B进行________________________________________________________________________。
②第二步：________________________________________________________________________，观察并记录结果。
(2)预测结果及结论：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若此株玉米来自基因突变，说明了基因突变有何意义？
________________________________________________________________________。
(4)若此株玉米来自基因突变，则可通过________________技术进行快速大量繁殖。
(5)田中收获的玉米种子，来年能否直接种植，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 本实验中利用的植物组织培养技术属于无性生殖，后代可完全继承亲本的遗传物质，在正常情况下与亲本表现型一致。若是因环境条件影响了性状的表现，这种变化不会在后代中有体现，而若是基因发生了改变，则会遗传给后代。基因突变可以产生新的基因，为生物进化提供原材料，玉米种子是利用杂种优势的原理而使植株表现出多种优良性状的，因为杂交种并非纯合子，所以需要年年制种。
答案： (1)①植物组织培养 ②放在适宜条件下培养
(2)①若矮秆A后代与高秆B后代相同，则为不遗传变异(由环境影响产生的) ②若矮秆A后代比高秆B后代矮，则矮秆玉米的出现为基因突变
(3)基因突变为新品种的培育提供原材料
(4)植物组织培养
(5)不能，因为玉米为杂交种，后代会发生性状分离
课件68张PPT。第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组一、基因突变的实例和概念
1.镰刀型细胞贫血症的病因和特点：
(1)病因图解和特点：正常异常GUA突变CAT(2)致病机理。
①直接原因：组成血红蛋白分子的一个谷氨酸被替换成
_______，引发了_______结构的改变。
②根本原因：控制血红蛋白合成的基因中碱基对T//A被_____
替换，引起_____结构的改变。缬氨酸蛋白质A//T基因2.基因突变的概念：
(1)类型：碱基对的_________________。
(2)结果：_________的改变。
3.基因突变对后代的影响：
(1)发生在配子中的基因突变，将遵循_________传递给后代。
(2)发生在体细胞中的基因突变，一般_________给后代。替换、增添和缺失基因结构遗传规律不能遗传二、基因突变的原因、特点和意义
1.原因：
(2)内因：____________偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改
变等。 紫外线、X射线生物DNA分子复制2.特点：
将基因突变的五个特点和对应的解释连接起来3.意义：
(1)_______产生的途径。
(2)生物变异的_________。
(3)_________的原始材料。新基因根本来源生物进化三、基因重组
1.概念：
(1)发生的过程：在生物体进行_________的过程中。
(2)实质：控制_________的基因的重新组合。有性生殖不同性状2.类型：后期非同源染色体上四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的3.意义：基因重组是生物变异的重要来源之一，对___________
具有重要意义。生物的进化【思考辨析】
1.判断正误：
(1)镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对的缺失引起的。
( )
【分析】镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对的替换引起的
遗传病。
(2)基因突变不一定遗传给后代。 ( )×√(3)基因突变包括碱基对的替换、缺失和改变。( )
【分析】基因突变的三种类型是碱基对的替换、增添和缺失。
(4)基因突变的随机性是指发生时期是随机的。( )
【分析】基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个
体发育的任何时期，任何部位都有可能发生基因突变。
(5)发生在非同源染色体上的姐妹染色单体上的交叉互换属于
基因重组。( )
【分析】交叉互换是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之
间。×××2.问题思考：
(1)发生在体细胞中的基因突变都不能遗传给后代吗？为什么？
提示：不是。发生在体细胞中的基因突变不能以有性生殖的方式遗传给后代，但部分生物可以通过无性生殖的方式传给后代。
(2)细菌等原核生物能够发生基因重组这种变异吗？为什么？
提示：不能。细菌等原核生物不能发生减数分裂进行有性生殖，所以不能发生基因重组。 一、基因突变的类型及特点
1.基因突变的类型分析：2.发生基因突变而性状不变的原因：
(1)密码子的简并性，若发生基因突变后引起信使RNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸对应多个密码子，若该改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。
(2)若突变产生的是隐性基因，如AA个体其中一个A→a，此时个体基因型为Aa，性状不发生改变。3.基因突变随机性和不定向性的分析：【警示钟】基因突变对蛋白质中氨基酸组成的影响
(1)碱基对的替换：影响范围较小，只改变一个氨基酸或不改变氨基酸种类和位置。
(2)碱基对的增添和缺失：影响范围较大；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。【学而后思】
(1)基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？
提示：脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。
(2)“基因突变可以发生在生物的任何发育时期”与“基因突变发生在细胞分裂间期”两者存在矛盾吗？
提示：不矛盾。基因突变发生在个体发育的任何时期，可以是婴儿时期，也可以是老年时期，但一般发生在能进行分裂的细胞中，而且是在细胞分裂间期DNA复制时。【典例训练1】(2013·日照高一检测)如图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是
( )A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体【解题关键】观察图中突变1、2、3、4处它们之间的位置关系，并确定它们单个基因或所有基因与癌变的关系，然后根据基因所在的细胞种类判断能否遗传给后代。【解析】选B。图中控制突变1、2、3、4处的基因位于非同源染色体上，所以不属于等位基因的关系；当控制1、2、3、4的多处基因发生突变才出现癌变，所以癌变是多个基因突变积累的结果；基因突变都是不定向的，图中观察不出基因突变的方向；上述基因突变若发生在体细胞中则一般不能遗传给后代。【变式备选1】雌果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核苷酸对发生了替换，其结果是( )
A.该雌果蝇性状一定发生变化
B.形成的卵细胞中一定有该突变的基因
C.此染色体的化学成分发生改变
D.此染色体上基因的数目和排列顺序不改变【解析】选D。有些氨基酸是由几个不同的密码子决定的，因此DNA分子中一个脱氧核苷酸对发生了替换，合成的蛋白质不一定发生变化，因此该雌果蝇的性状不一定发生变化。如果替换发生在体细胞中，则形成的卵细胞中就没有该突变的基因。染色体的化学成分不会发生改变。二、基因重组
1.基因重组的图解分析：上述过程直接导致了配子的多样性，进而产生新的基因型和表现型的后代，增加生物的变异性和多样性，为生物进化提供了重要的材料。2.基因突变和基因重组的区别：【警示钟】
基因突变、基因重组并不都能产生新基因
(1)基因突变产生新基因，进而产生新性状。
(2)基因重组不能产生新基因，只能重组出新的基因型，进而产生新的表现型(性状组合)。【学而后思】
(1)基因突变与基因重组所能发生的生物种类和范围相同吗？试解释原因。
提示：不相同。基因突变可能发生在所有生物个体中，而基因重组只能发生在真核生物的有性生殖过程中。
(2)基因重组是通过受精作用实现的，对吗？试解释原因。
提示：不对。基因重组发生在减数分裂的过程中，即产生配子的过程中；受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合为受精卵的过程。 【典例训练2】(2013·浏阳高一检测)如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型( )
A.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变
B.①基因突变或基因重组 ②基因突变 ③基因重组
C.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组 ②基因突变或基因重组 ③基因重组【解题关键】明确各个细胞分裂的方式：①②为有丝分裂，
③为减数分裂；再根据各种变异发生的范围和类型来判断
①②③的变异类型。【解析】选C。图中①②分别属于有丝分裂的中期和后期；A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的，由于交叉互换只发生在减数分裂过程中，所以图中①②的变异只能属于基因突变；③属于减数第二次分裂的后期，由于减数分裂过程中可以发生交叉互换，所以不能确定A与a的不同是来自于基因突变，还是基因重组。【互动探究】
(1)若图中所示的个体基因型为AA，则各个细胞中的变异属于哪种类型？
提示：均属于基因突变。
(2)若上述细胞来自于同一器官，最可能是哪种器官？
提示：卵巢。【变式备选2】(2013·武汉高一检测)下列关于基因重组的说法，正确的是( )
A.基因重组是生物变异的根本来源
B.基因重组能够产生新的基因
C.基因重组可以产生新的性状
D.非同源染色体上的非等位基因可以发生重组【解析】选D。基因重组是生物变异的重要来源，而基因突变是生物变异的根本来源；基因重组能够产生新的基因型，而不能产生新的基因；基因重组可以产生新的性状组合，而不能产生新的性状；在减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因可以发生基因的自由组合。课题：关于基因突变表格信息分析类题目
【案例】一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位及以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下：(1)Hbwa异常的直接原因是α链第 位的氨基酸对应的密码子 (如何变化)，从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。
(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是 。
(3)这种变异类型属于 ，一般发生在
时期。这种变异与其他可遗传的变异相比，最突出的特点是 。(4)如果要降低该变异的影响，在突变基因的突变点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小
( )
A.置换单个碱基 B.增加3个碱基对
C.缺失3个碱基 D.缺失2个碱基对【审题——抓准信息·快速推断】【答题——规范答案·警示失误】
(1)138 缺失一个碱基C
(2)控制血红蛋白α链合成的基因中一个C、G碱基对缺失
(3)基因突变 细胞分裂的间期(DNA复制) 产生新基因(等位基因)
(4)D
错答：B。
错因：审题不仔细，忽略“突变点的附近”，认为增加3个碱基对后，只增加一个密码子，对蛋白质结构影响最小。1.(基础理论辨析题)下列描述中属于基因突变的是( )，属于基因重组的是( )
A.发生在细胞分裂的间期
B.能够产生新的基因
C.具有普遍性
D.只发生在有性生殖的过程中
E.为生物的进化提供原始材料
F.能够产生新的性状组合【解析】选A、B、C、E；D、F。基因突变发生在DNA分子复制的过程中，在细胞分裂的间期，并且产生新的基因、新的性状，而基因重组会产生新的基因型和新的性状组合；基因突变具有普遍性，可以发生在所有生物中，而基因重组发生在有性生殖的过程中；基因突变为生物的进化提供原始材料，基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。2.(2013·青岛高一检测)镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。对患者红细胞的血红蛋白分子进行分析研究时发现，组成血红蛋白分子的多肽链，发生了氨基酸的替换。根据以上事实可得出
( )
A.基因结构发生改变，性状不一定发生改变
B.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
C.性状发生改变的根本原因是蛋白质的改变
D.性状发生改变，控制性状的基因一定发生改变【解析】选B。镰刀型细胞贫血症是指由于基因结构的改变而导致蛋白质的结构发生改变，使红细胞变为镰刀状，从而引起生物性状的改变。3.(2013·南昌高一检测)下列关于基因重组的叙述中，正确的是( )
A.等位基因的分离可导致基因重组
B.有性生殖可导致基因重组
C.非等位基因的自由组合和互换可导致基因重组
D.无性生殖可导致基因重组【解析】选B。等位基因的分离是随着同源染色体的分开而分离的，会导致性状分离；基因重组发生在减数分裂的过程中，减数分裂参与有性生殖过程；非同源染色体上的非等位基因自由组合以及同源染色体内非姐妹染色单体上的等位基因的交叉互换都能导致基因重组。4.洋葱根尖分生区细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因是( )
A.复制出现差错
B.发生过交叉互换
C.联会发生紊乱
D.发生了自由组合【解析】选A。由于基因重组发生在减数分裂的过程中，所以洋葱根尖分生区进行的有丝分裂不会发生基因重组，其两条姐妹染色单体所携带的基因不同是由于发生了基因突变。5.如图为同种生物的不同个体编码翅结构的基因的碱基比例图。两者体现的区别如下：基因1来源于具有正常翅的雌性个体的细胞，基因2来源于另一具有异常翅的雌性个体的细胞。据此可知，翅异常产生的原因最可能是( )
A.碱基对的增添 B.碱基对的替换
C.基因突变 D.基因重组【解析】选C。通过图中基因1和基因2的碱基对进行对比可知，基因2中缺失了一个A//T碱基对，属于基因突变中碱基对的缺失。6.果树的叶芽若在早期发生突变后，可以长成变异枝条，但其长势一般较弱或受到抑制。这表明基因突变具有( )
A.随机性 B.稀有性
C.多方向性 D.多害少利性
【解析】选D。题意中的叙述表明果树发生该种突变后生长状况一般变差，因此体现基因突变的多害少利性。7.下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是( )
A.基因突变对于生物个体来说是利大于弊
B.基因突变属于可遗传的变异
C.基因重组能产生新的基因
D.基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中【解析】选B。基因突变对于生物个体来说是多害少利的；基因突变和基因重组都属于可遗传的变异；基因重组只能产生新的基因型，而不能产生新基因；基因重组普遍发生在生殖细胞的形成过程中。8.(2013·宁德高一检测)甲、乙两个细胞所示时期可能发生的是( )A.甲细胞所示时期可能发生基因重组
B.乙细胞所示时期可能发生基因突变
C.两个细胞所示时期既不能发生基因突变，也不能发生基因重组
D.甲细胞所示时期可能发生基因突变【解析】选C。基因突变发生在细胞分裂的间期，所以甲、乙两个细胞都不可能发生基因突变；基因重组发生在减数第一次分裂的前期或后期，而甲是减数第二次分裂的后期，乙是有丝分裂的中期。9.由于基因突变，导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据以下图、表回答问题：(1)图中Ⅰ过程发生的场所是 。
(2)除赖氨酸以外，图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小？ ，原因是? 。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且②链与⑤链这两条模板链只有一个碱基不同，那么⑤链不同于②链上的那个碱基是 。
(4)从表中可看出密码子具有 的特点，它对生物体生存和发展的意义是：? 。 【解析】(1)过程Ⅰ表示的是翻译的过程，它发生在核糖体上。
(2)从赖氨酸所在的位置向上或向左、右与之在同一直线上的有甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬酰胺，它们与赖氨酸所对应的密码子均有一个碱基之差，而丝氨酸对应的密码子与之有两个碱基之差。
(3)甲硫氨酸对应的密码子是AUG，而与之有一个碱基之差的赖氨酸对应的密码子是AAG，所以⑤链上与mRNA中U相对应的碱基是A。(4)通过上图中我们可以看出，苏氨酸等对应着多种密码子，说明密码子具有简并性，所以当基因突变时，其对应的氨基酸不一定改变，有利于保证生物遗传性状的稳定性。
答案：(1)核糖体 (2)丝氨酸 要同时突变两个碱基对
(3)A (4)简并性 保证生物遗传性状的稳定性第一节 基因突变与基因重组
一、知识结构
二、教材分析
1.本节在引言部分，指出生物的变异具有普遍性，变异可以分为可遗传变异和不遗传变异，可遗传的变异有三种来源。
2.本小节介绍了基因突变的概念、意义和特点，人工诱变在育种上的应用，以及基因重组的概念和意义。
教材从实例引入基因突变的概念，是为了便于学生理解抽象的概念。
在介绍基因突变的普遍性、随机性、自然突变率低、有害性和不定向性等特点时，教材也举了具体的实例。
旁栏设置的思考题和小资料，也有助于学生加深对基因突变特点的理解。
人工诱变在育种上有重要用途，教材通过介绍我国在诱变育种方面取得的成就，对学生进行爱国主义教育。
3.教材在学生已知的知识基础上，介绍了两种常见的基因重组。以基因的自由组合引起的基因重组为例，阐述了基因重组对于生物进化的重要意义。
教材还把重组DNA技术作为小字内容，安排在基因重组的正文之后，以扩展学生的知识面，使学生能够多了解一些先进的生物技术。
4.本节内容可为第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。基因重组的内容需要本章第二节中的自由组合定律与连锁和交换定律的有关内容作基础。
三、教学目标
1.知识目标：(1)人工诱变在育种上的应用(A: 知道)；(2)基因突变的概念、特点和意义(B:识记)；(3)基因重组的概念和意义(B:识记)。
2.能力目标： 通过对课本中实例的分析，培养学生归纳总结的逻辑推理能力。
四、重点·实施方案
1.重点：(1)基因突变的概念和特点；(2)基因重组的概念。
2.实施方案：(1)通过实例加深学生对概念的理解；(2)让学生在课前搜集有关在诱变育种上取得的成就，进一步突出重点内容。
五、难点·突破策略
1.难点： 基因突变的概念。
2.突破策略： 通过举例放映有关的投影和录像的方法，让学生对抽象的概念有一个具体的理解。
六、教具准备： 投影片、录像片、投影仪、录像机、多媒体设备。
七、学法指导： 本小节内容为抽象，在教学过程中应采用师生互动，通过实例举证来理解抽象概念和特点。
八、课时安排：2课时
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第一课时
[一] 教学程序
导言
在前面我们学习了生物的遗传问题:
了解了性状为什么会遗传以及性状在向后代遗传时所要遵循的规律特点。
知道了性状是由遗传物质决定的。性状的表现除了与遗传物质有关外，还与外界条件有关。而且性状由亲代传递给子代时，或多或少都会存在差异，这就是生物的变异。
那么生物的变异又是如何产生的呢?又有什么特点呢?今天我们就来学习《生物的变异》的有关教学内容。
[二] 教学目标达成过程
1.播映投影片:
上图是一个普通的玉米种子在萌发长成植株的过程中，水、肥、光特别充足，所结种子大而饱满，但这样的种子种下去，结出的是普通种子。
下图是太空椒(普通青椒种子遨游过太空后培育而成)与普通青椒对比，果实明显增大，种植下去，仍然是肥大果实。
2.质疑:
(1)籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒相比，性状有明显的差异，原因何在?(回答:发生了变异)
(2)把子粒大而饱满的种子种下去长不出同样好的种子，而是普通种子；把肥大的太空青椒籽种下去可以结出肥大的青椒。这些现象说明什么问题?(回答:生物的变异有的不能遗传，有的可以遗传。)
3.从上述可以看出，生物的变异有这样两种类型:可遗传的变异和不遗传的变异。
我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像玉米这样，子粒大而饱满是由于水、肥和光充足引起的 (也即由外界环境条件引起)，这种变异是不可遗传的。而太空椒遨游过太空，宇宙辐射改变了其遗传物质，因而改变了其性状，这个变异性状是可遗传的。
可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要由三个方面:基因突变、基因重组和染色体变异。
4.组织学生观看关于正常红细胞的基因突变形成镰刀型细胞贫血征的录像。了解基因突变的概念、产生过程及导致生物变异的过程。
观看录像的同时指导学生思考以下问题:
(1)正常红细胞是什么形状?有什么功能?
答:圆饼状，运输氧的功能。
(2)镰刀型细胞贫血症(HbS)的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响?
答:有。运氧能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。
5.投影镰刀型细胞贫血症(HbS)病因的图解，师生共同探求正常红细胞变成镰刀型红细胞的原因。
控制血红蛋白质的DNA，上一个碱基对发生改变，导致该基因脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变，导致基因结构改变。因为基因控制生物的性状，因此基因结构改变最终导致控制血红蛋白的性状发生改变，红细胞也就由圆饼状变为镰刀状。
6.组织学生讨论，引起基因结构改变的原因除碱基对的替换外，还有哪些原因?(从DNA片断考虑)
指导学生写一DNA片断,分析说明当DNA中碱基对增加或减少时，也会导致基因结构的改变，进而影响到性状的表现。也就是说，DNA碱基对的替换、增添和缺失均会引起基因结构的改变，即基因中脱氧核苷酸顺序发生了改变，因而遗传信息也随之改变，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构的改变会使生物发生变异。也即基因突变造成生物的变异。
7.教师指导学生总结基因突变的概念。指出基因突变是染色的某一位点上基因的改变。基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。因而会产生一些新性状。这些新性状是生物从未有过的性状，因此它是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。这就是基因突变的意义所在。
8.放映“基因突变”的投影片(一):
玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、果蝇长翅→残翅、家鸽羽毛白色→灰红色、正常棉花→短果枝。
放映“植物个体发育过程”的投影片(二)；
放映“小鼠毛色变化与基因突变关系”的投影片(三)。
组织学生边看投影片边讨论总结基因突变的特点。
投影片(一)说明植物、动物、人都可能发生基因突变，也即基因突变是普遍存在的。这种突变在自然条件下发生的叫自然突变，在人为条件下诱发产生的叫诱发突变。
投影片(二)说明基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。而且突变发生越早，表现部位越多；反之则相反。再有一条是只有生殖细胞的突变才会遗传给后代。
然后教师引导学生阅读P49的内容，得以结论:
(1)基因突变率很低，且不同生物的基因突变率、同一种生物不同的基因突变率均不同。
(2)基因突变绝大多数是有害的，但也有少数有利。这些涉及到生物与环境相适应的问题。在此给学生可留一伏笔，为《生物与环境》一章打基础。
投影片(三)说明基因突变是不定向的，一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。但是，每一个基因的突变都只能限定在其相对性状的范围内，不会超出限制。
以上内容总结起来就是基因突变的特点。
[三] 教学目标巩固
1.生物的变异有两种: 和 。前者指 。后者指 。
答案:可遗传的变异 不遗传的变异 变异现象是由于生殖细胞内的遗传物质的改变而引起的，能够遗传给后代 变异现象是由于环境因素的影响造成的，并没有引起生物体内遗传物质的变化，因而不能够遗传下去
2.可遗传的变异有三种 、 、 。
答案:基因突变 基因重组 染色体变异
3.基因突变是指 ，通过基因突变使一个基因变成它的 ，并且通常会引起—定的 。
答案:染色体的某一位点上基因的改变 等位基因 表现型变化
4.基因突变的意义是 。
答案:生物变异的根本和主要来源，为生物进化提供了最初的原材料
5.基因突变有以下特点：(1) ；(2) ；(3) ；(4) ；(5) 。
答案:普遍性 随机性 低频性 多害少利性 不定向性
[四] 布置作业
* P46复习题一，二、1、3，三、1。
[五] 总结
这节课我们主要掌握的内容有“基因突变的概念和基因突变的特点”。基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构改变。基因突变的特点有:普遍性、随机性、突变率低、多害少利、不定向性。
[六]板书设计
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第二课时
[一] 教学程序
导言
上节课我们学习了“基因突变的概念、意义和特点”。明确“性状变异是由于基因突变”。请大家回答基因突变具体有哪些特点?(回答略)
放映投影片:如棉花短果枝、鸡脚叶，水稻矮杆、糯叶，果蝇的白眼、残翅，人的白化病、色盲。
这些基因突变如果是在自然条件下发生的叫---自然突变；在人为条件下诱发产生的叫---诱发突变。
那诱发突变的人为条件是什么? 我们知道基因突变大多是有害的，为什么要人工诱发突变? 这有什么用呢?
今天我们接着来学习下面一个内容---“人工诱变在育种上的应用”。
[二] 教学目标达成过程
1.阅读书P44，划出“人工诱变的概念”:人工诱变就是在人工条件下诱导基因发生突变。
人工条件有两种:物理方法包括X射线、紫外线、激光等；化学方法有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
应用这些方法怎样去处理生物使之发生基因突变呢?产生的这些突变又有什么用呢?
下面让我们看一段录像片，这是我国科学工作者用人工方法处理农作物发生基因突变的一段内容。
看了录像片，大家清楚了怎样用各种射线和化学物质去处理生物，也看到了生物突变的具体性状的表现了。
让学生说明这些方法诱导基因突变有什么好处?
回答:可提高突变率，创造人类需要的突变类型，从中选育出优良新品种。
2.通过人工诱导方法培育出的农作物新品种，具抗病力强、产量高、品质好等优点。
例如，黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成黑农五号大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5％，大豆产量提高了16％。大家看书P52图，太空椒就是利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。
人工诱变不仅在农作物育种上起作用，在微生物育种上也发挥了重要作用，如青霉素，最初产量为20单位／mL，后经人们多次用射线等综合处理，目前产量已是50000～60000单位／mL了，可见人工诱变对生物育种起着巨大作用。因此我们研究基因突变确实有很重要的应用价值。
3.生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。
基因重组造成的生物变异是在什么情况下发生的呢?又有什么特点呢?
接下来我们就来学习基因重组。
什么是基因重组呢?
基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律和连锁定律时已经接触过这方面的知识。请同学们回忆一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。
放映投影片:
让学生看投影并分析:F2中除黄色圆粒、绿色皱粒外，还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状?(是)它们又是如何产生的呢?(在F1减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。)
让学生画出以上过程的染色体图，总结出:基因重组可以发生在减数分裂形成配子非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
接着回忆果蝇的灰身长翅和黑身残翅杂交，其子一代雌性个体测交后代的表现型的遗传过程。
放映投影片:
分析说明:测交后代有两种类型是亲本所没有的：灰身残翅和黑身长翅。这两种变异的性状是由于控制不同性状的基因进行交换、重新组合的结果。这种情况也属于基因重组，它发生在减数分裂的四分体时期，是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了局部互换而造成控制不同性状的基因重新组合。
4.以上是基因重组的两种类型，我们可以看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。
在有性生殖过程中，由于父本和母本遗传物质基础不同，当两者杂交时，基因重新组合，就使子代产生了变异，这就是基因重组造成的变异。
5.阅读课本P45，指导学生讨论分析:由基因重组引起的变异有什么特点?(非常丰富)为什么?(回答：父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。)
课本上介绍:具有10对相对性状的亲本进行杂交时，如只考虑自由组合引起的基因重组，F2就可能出现210=1024种表现型。而在生物体内尤其是在高等动植物体内控制性状的基因数目是非常巨大的，由同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换引起的基因重组在自然界中也十分常见。如果把这些因素都考虑在内，那么生物通过有性生殖产生的变异就更多了。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。
[三] 教学目标巩固
1.人工诱变是指 。
答案:在人工条件下诱导基因发生突变
2.人工诱变的条件有哪些? 。
答案:有两种。物理方法包括X射线、紫外线、激光等；化学方法有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
3.基因重组是指 ，它是通过 过程实现的，主要有 和 两种类型。
答案:控制不同性状的基因重组合 有性生殖 自由组合 交叉互换
4.举出几个基因重组引起生物变异的例子。
答案:略。
5.玉米的非糯性、糯性分别由基因W、w控制，基因型为WW的玉米经辐射处理后，变成为Ww基因型的玉米，这种变异属于 ，这种培育新品种的方法称为 ，其优点是 。
答案:基因突变 诱变育种 提高突变率，创造新类型，培育新品种
6.下列变异中，属于基因突变的是( )
①人类的色盲 ②无籽西瓜 ③果蝇的白眼 ④小黑麦 ⑤无籽番茄 ⑥棉花中的短果枝 A.①②④ B.①③⑥ C.②④⑤ D.②④⑥
答案:B
[四] 布置作业
P46复习题:二、2、4 三、2。
[五] 总结
我们用两课时学习了可遗传变异的来源中的两种:基因突变和基因重组。知道了变异的两种类型及其来源。请大家一起归纳总结一下:
基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?
(1)基因突变是基因内部结构的改变，它能产生新的基因,是生物变异的根本来源。其过程发生于:DNA复制时；特点是:普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。
(2)基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型,是生物变异的主要来源。其过程发生在有性生殖过程中，特点是非常丰富。
还应该注意把理论知识应用于实践中，特别要注意了解人工诱变在育种上的应用。
课本P46最后一段以小字方式简要介绍了“重组DNA技术”，同学们也应稍加了解。
[六] 板书设计
第5章 基因突变和基因重组
1、举例说明基因突变的特点和原因
2、举例说出基因重组
3、说出基因突变和基因重组的意义
【自主学习】
任务一：基因突变的实例﹙阅读教材第80—81页完成下列问题﹚
1.实例：镰刀型细胞贫血症
症状：患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为（镰刀状），易发生红细胞（破裂），使人患溶血性贫血。
2.基因突变对后代的影响
（1）若发生在（配子）中，将遵循遗传规律传递给后代；
（2）若发生在（体细胞 ）中，一般不遗传，但有些植物可通过无性繁殖遗传。
3.基因突变的实质是什么？
（基因结构的改变，产生新基因）
任务二：基因突变的原因、特点及意义﹙阅读教材第81—82页完成下列问题﹚
1、原因：
2、特点：
3、意义
任务三：基因重组﹙阅读教材第82—83页完成下列问题﹚
1、概念：在生物体进行（有性生殖）的过程中，（控制不同性状）的基因的重新组合。
2、类型：
(1)自由组合型：在减数第一次分裂后期，随着（ 非同源 ）染色体的自由组合，（非等位基因）也自由组合。
（2）交叉互换型：在减数分裂形成四分体时期，位于（同源染色体上的等位基因）有时会随非姐妹染色单体而交换，导致染色单体上的基因重组。
3、意义：基因重组是生物变异的重要来源之一，对（生物的进化）具有重要意义。
4、比较基因突变和基因重组
基因突变
基因重组
本质
发生时间及原因
条件
意义
发生可能
高一生物 必修2 使用日期： 2012 年 5 月 日
【合作探究】
1.基因突变能否改变染色体上基因的数量及所处的位置，是何种水平的变化？
（不能，分子水平，光镜下看不见）
2.生物体内发生的所有基因突变是否都能引起生物性状的变化？为什么？
（不一定，①基因突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸；
②基因突变发生在隐性基因中，及显性基因突变为隐性基因。）
【目标检测】
A级：（必做题）
1.亮氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的GAC突变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响是 （ D ）
A．一定是有害的 B．一定是有利的
C．有害的概率大于有利的概率 D．既无利也无害
2．将纯种小麦种于生产田，发现边际和灌水两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象得原因是 （ B ）
A.基因重组引起性状分离
B.环境引起性状变异
C.隐性基因突变成为显性基因
D.染色体结构和数目发生了改变
B级：（选做题）
3．等位基因的分离、非等位基因的自由组合、等位基因的交换分别发生在减数分裂的( D )
A．均发生在第一次分裂后期
B．第一次分裂前期、第一次分裂后期、第二次分裂后期
C．均发生在第二次分裂后期
D．第一次分裂后期、第一次分裂后期、第一次分裂前期
学习反思：本节课我学到了什么? 本节课我的学习效率如何？本节课我还有哪些没学懂？
