高中生物必修二第五章-基因突变及其他变异(知识点+习题).pdf
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1、1第五章 基因突变及其他变异第一节 基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症症状病因 基因中的碱基替换直接原因:血红蛋白分子结构的改变根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、基因突变概念:DNA 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 二、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因 有内因和外因物理因素:如紫外线、X 射线诱发突变(外因)化学因素:如亚硝酸、碱基类似物生物因素:如某些病毒自然突变(内因)2、基因突变的特点普遍性随机性不定向性低频性多害少利性3、基因突变的时间 有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义:是新基因产生的途径;生物变异的
2、根本来源;是进化的原始材料三、基因重组1、基因重组的概念随机重组(减数第一次分裂后期)2、基因重组的类型交换重组(四分体时期)3.时间:减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)基因重组的意义四、基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变,产生了新基因,也可以产生新基因型,出现了新的性状。不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因型,使不同性状重新组合。2发生时间及原因细胞分裂间期 DNA 分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;四分体时期非
3、姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低,但普遍存在。有性生殖中非常普遍。第二节 染色体变异一、染色体结构的变异(猫叫综合征)1、概念缺失2、变异类型 重复 倒位 易位二、染色体数目的变异 1.染色体组的概念及特点 2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?(一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。)二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么
4、?3(答:对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。)如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。)(4)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?(答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。)3.染色体组数目的判断(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含
5、有几个染色体组。问:图一中细胞含有几个染色体组?(2)根据基因型判断细胞中的染色体数目,根据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数。问:图二中细胞含有几个染色体组?(3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数果蝇的体细胞中含有 8 条染色体,4 对同源染色体,即染色体形态数为4(X、Y 视为同种形态染色体),染色体组数目为 2。人类体细胞中含有 46条染色体,共 23 对同源染色体,即染色体形态数是 23,细胞内含有 2 个染色体组。第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异1.生物的变异生物的变异(2013
6、福建卷)福建卷)5.某男子表现型正常,但其一条14 号和一条21 号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是A.图甲所示的变异属于基因重组B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有8 种4D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代【答案】D【解析】图甲看出,一条14 号和一条21 号染色体相互连接时,还丢失了一小段染色体,明显是染色体结构变异,A 错误;观察染色体的最佳时期是中期,B 错误;减数分裂时同源
7、染色体发生分离,应该产生13 和2 和1 和23 和12 和3 六种精子,C 错误;该男子减数分裂时能产生正常的精子13,自然可以产生正常的后代,D 正确。【试题点评】通过染色体变异和精子形成过程图例的分析,考察了学生对染色体变异和基因重组的区别、减数分裂过程、非同源染色体自由组合等知识的理解和应用能力。(2013 四川卷四川卷)5 大豆植株的体细胞含 40 条染色体。用放射性60Co 处理大豆种子后,筛选出一株抗花叶病的植株 X,取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是()A.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后
8、期,共含有 20 条染色体C.植株 X 连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低D.放射性60Co 诱发的基因突变,可以决定大豆的进化方向【答案】A【命题思路】本题借“物理因素诱发基因突变”创设情境,实际考查分子与细胞和遗传与进化两大模块基础知识的理解推理能力、获取信息的能力和综合应用能力,属于能力立意题。【解析】植物细胞具有全能性,与它是否为单倍体无关,只需要其细胞具有该生物体的全套遗传信息即可,A 正确;有丝后期着丝点断裂,细胞内染色体加倍,应为 40 条染色体,B 选项错;由题可知该突变植株为杂合子,但是表现抗病,所以该突变为显性突变,那么连续自交后,纯合抗病植株比例会逐代升高,显性纯
9、合子所占比例无限趋近于 50%,故选项 C 错误;决定进化方向的不是变异本身,而是自然选择,选项 D 错。(2013 安徽卷安徽卷)4.下列现象中,与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是人类的 47,XYY 综合征个体的形成线粒体 DNA 突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落三倍体西瓜植株的高度不育一对等位基因杂合子的自交后代出现 3:1 的性状分离比卵裂时个别细胞染色体异常分离,可形成人类的 21 三体综合征个体A B.C D【答案】C【解析】人类的 47,XYY 综合征个体的形成是减数第一次分裂或减数第二次分裂异常有关,卵细胞不可能提供 Y 染色体,所以 YY 染色体来自于精子,减
10、 II 姐妹染色单体没有分离,与同源染色体联会行为无关;线粒体 DNA 不与蛋白质结合不形成染色体,和同源染色体联会无联系。三倍体西瓜植株的高度不育正是由于同源染色体不能正常联会的结果,所以选项中必有此小项。故选 C。一对等位基因杂合子的自交后代出现 3:1 的性状分离比是基因分离定律的本质,在于联会后的同源染色体的分离。卵裂时个别细胞染色体异常分离,可形成人类的 21-三体综合征个体,是指有丝分裂过程,与同源染色体联会无关。5【试题点评】本题主要考查减数分裂与变异之间的联系,重点考察了学生对减数分裂过程的理解,难度适中。(2013 海南卷)海南卷)22.某二倍体植物染色体上的基因 B2是由其
11、等位基因 B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误的是A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B.基因 B1和 B2编码的蛋白质可以相同,也可以不同C.基因 B1和 B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D.基因 B1和 B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中【答案】D【解析】据基因突变的含义可知,基因突变是由于 DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变,故 A 正确。由于密码子具有兼并性,不同基因编码的蛋白质有可能相同或不同,故 B 正确。生物起源于共同的原始祖先,生物体蛋白质的合成中都共用同一套遗传密码,故 C 正确。由题可知 B1 与 B2 正常
12、情况下应为一对同源染色体上的一对等位基因,当其在减数分裂形成配子时,通常应随同源染色体的彼此分开,而相应的等位基因的也随之彼此分离。故 B1 与 B2 不可能同时存在于同一个配子中,D 错误。【试题点评】本题将基因突变,蛋白质合成及减数分裂相关知识综合一起对学生进行考试考查。难度较小。(2013 上海卷)上海卷)14 若不考虑基因突变,遗传信息一定相同的是A来自同一只红眼雄果蝇的精子 B来自同一株紫花豌豆的花粉C来自同一株落地生根的不定芽 D来自同一个玉米果穗的籽粒【答案】C(2013 上海卷)上海卷)17编码酶 X 的基因中某个碱基被替换时,表达产物将变为酶 Y。表 l 显示了与酶 X 相比
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