高中生物 第5章 基因突变及其他变异学案 新人教版必修2.docx

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高中生物第5章基因突变及其他变异学案新人教版必修2

§5.1基因突变与基因重组

【学习目标】

（1）举例说明基因突变的特点和原因。

（重难点）

（2）举例说出基因重组。

（3）说出基因突变和基因重组的意义。

（重难点）

【学习过程】

一、自主学习

第一部分：

基因突变

1、基因突变的实例

（1）阅读镰刀型细胞贫血症的实例，回答：

镰刀型细胞贫血症的直接原因和根本原因各是什么？

（提示：

从中心法则角度入手）

（2）由此可进一步理解：

基因对性状的控制是通过__________来实现的。

（3）总结基因突变的概念：

外因

2、基因突变的原因、特点、意义

内因

（1）原因

（2）特点：

（3）意义：

第二部分：

基因重组

概念：

类型

结果：

意义：

二、合作探究

分析：

1、基因突变的实质：

2、生物体内发生的所有基因突变是否都能引起生物表现型的改变？

为什么？

3、阅读P81，思考：

基因突变能否发生遗传？

【学习小结】比较基因突变与基因重组

比较

基因突变

基因重组

本质

原因

时期

条件

意义

发生可能性

范围

【基础训练】

1．下列有关基因突变的说法，不正确的是（）

A自然条件下的突变率很低B诱发突变对生物自身都是不利的

C基因突变能够产生新的基因D基因突变是广泛存在的。

答案B

2.同无性繁殖相比，有性生殖产生的后代有更大的变异性，其根本原因是（）

A.基因突变频率高B.产生新的基因组合机会多

C.产生许多新的基因D.更易受环境影响而发生变异  

答案B

解析有性生殖过程中生殖细胞形成时会出现控制不同性状的基因重新组合，配子结合是随机的，从而出现新的基因组合，使后代的变异性状大大增加。

所以B选项正确。

3.基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，关于这种改变的说法错误的是（）

A．若发生在配子形成过程中，可以通过有性生殖遗传给后代

B．基因突变可以产生新的等位基因

C．若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞

D．都是外来因素影响引起的

答案D

解析基因突变发生在配子中，可通过有性生殖遗传给后代；若发生在体细胞中，可以通过无性繁殖遗传给后代，故A正确；基因突变的结果是产生新的等位基因，故B正确；癌细胞的产生原理是基因突变，故C正确。

诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素，但是在没有外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA分子复制偶尔发生错误，使DNA的碱基组成发生改变等原因自发产生，故D错误。

4.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过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组

B．四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组

C．一个基因型为Aa的植物体自交产生aa的子代，是通过基因重组实现的

D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能

答案C

解析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属于基因重组，故A正确；减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组，故B正确；一个基因型为Aa的植物体自交产生aa的子代，出现性状分离，实质是等位基因分离，故C错误；一般情况下，水稻花药经过减数分裂形成配子，可发生基因重组，而根尖进行有丝分裂则不能，故C正确．

5.如图所示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．图中染色体上基因的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

答案　B

【能力训练】

1．在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。

为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中（　　）

A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列

C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量

答案　B

解析　基因突变是指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。

所以为了确定题干中的推测，应检测和比较红花植株与白花植株中的花色基因的DNA序列。

2．下列变异的原理一般认为属于基因重组的是（　　）

A．将转基因的四倍体与正常的二倍体杂交，生产出不育的转基因三倍体鱼苗

B．血红蛋白氨基酸排列顺序发生改变，导致某些贫血病

C．一对表现型正常的夫妇，生下了一个既白化又色盲的儿子

D．目的基因被误插入受体基因的非编码区，使受体基因不能表达

答案C

3．右图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。

下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是（　　）

A．①B．②C．③D．④

答案　C

解析　染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失①、增添②、倒位④；③是基因突变或是减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。

4．如图为某雄性动物个体（基因型为AaBb，两对等位基因位于不同对常染色体上）细胞分裂某一时期示意图，下列说法错误的是（　　）

A．与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素

B．3和4上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变

C．若该细胞以后正常进行减数分裂可产生3种或4种不同基因型的配子（3与4未发生交换）

D．1上a的出现可能属于交叉互换，也可能是发生了基因突变

答案　B

5．下列关于基因重组的叙述，正确的是（　　）

A．杂交后代出现3∶1的分离比，不可能是基因重组导致的

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

C．“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组

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

答案　C

解析　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，则杂交后代出现3∶1的分离比，可能是基因重组的结果，A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，B错误；突变和基因重组为生物的进化提供原材料，突变包括基因突变和染色体变异，D错误。

§5．2染色体变异编号13

【学习目标】

（1）说出染色体结构变异的基本类型。

（2）说出染色体数目的变异。

（重难点）

（3）进行低温诱导染色体数目变化的实验。

（难点）

【学习过程】

自主学习

预习P85-88,独立完成下列问题：

基因突变与染色体变异的区别

1．基因突变是染色体上_________基因的改变，是微小区段变异，而染色体变异是比较明显的染色体_________或__________的变异。

2．在光学显微镜下观察到的变异是___________，看不见的是__________。

3、染色体变异包括__________和___________。

（二）染色体结构的变异

1．类型：

2.【思考与讨论】染色体结构的变化，会带来什么样的结果？

为什么？

（三）染色体数目的变异

染色体数目的变异包括细胞内的_____________增加或减少（如；________）和细胞内的染色体以____________的形式成倍地增加或减少。

重点学习以下内容：

⑴染色体组的概念：

特点：

①一个染色体组内的染色体均为___________；

②同一个染色体组中的染色体肯定__________各不相同；

③一个染色体组包含该生物生长发育、遗传和变异所需的全部____________；

④一般地说，不同生物的染色体组中_________、形状各不相同。

⑵二倍体概念：

　⑶多倍体

概念：

特点：

人工诱导多倍体在育种上的应用：

方法：

原理：

实例：

　⑷单倍体

概念：

特点：

在育种上的应用

　方法：

原理：

优点：

合作探究

染色体结构变异中的易位与交叉互换有什么区别？

分析总结染色体组数的判定方法。

【学习总结】

【基础训练】

1.下列哪一项不是染色体结构变异（）　

染色体数增加　　　　　　B．染色体片断移接　

C．染色体片断的缺失或增加　D．染色体片断颠倒

答案A

2．一个染色体组应是（   ）

A.配子中的全部染色体B.二倍体生物配子中的全部染色体

C.体细胞中一半染色体D.来自父方或母方的全部染色体

答案B

解析一个染色体组是一组非同源染色体，大小形态各不相同，但含有该生物所有生长、发育、遗传和变异的所有遗传信息。

二倍体配子中的全部染色体是一个染色体组，但四倍体的配子中含有2个染色体组，故A错误，B正确。

多倍体的体细胞中含有多个染色体组，故C错误。

二倍体生物的一个染色体组在正常情况下是来自父方或母方的全部染色体，但多倍体不是，故D错误。

3．下列关于低温诱导染色体数目加倍实验的叙述，错误的是（　　）

A．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极

B．解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色

C．龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色

D．显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变

答案　D

解析　低温诱导染色体数目加倍，只对少数细胞起作用，因此只是少数处在分裂期的细胞染色体数目加倍，多数不变。

4.关于染色体组的叙述，不正确的有（　　）

①一个染色体组中不含同源染色体　②一个染色体组中染色体的大小和形态一般不同　③人的一个染色体组中应含有24条染色体　④含有一个染色体组的细胞，一定是配子

A．①③B．③④C．①④D．②④

答案　B

解析　人的一个染色体组中应含有22条常染色体和1条性染色体。

只有一个染色体组的细胞可能是单倍体的体细胞。

5．下列关于染色体组和基因组的叙述中，错误的是（　　）

A．测定水稻的基因组，可以直接测定一个染色体组中所有的DNA序列

B．测定人类的基因组，需要测定22条常染色体、X染色体和Y染色体上所有的DNA序列

C．人类基因组计划对于诊治人类遗传病具有重要的意义

D．对于某多倍体植物来说，体细胞中有几个染色体组就有几个基因组

答案　D

解析　水稻属于雌雄同株植物，无性染色体，所以测定一个染色体组中的DNA序列就能完成基因组的测序工作，A正确；测定人类的基因组需要测定24条染色体上的DNA序列，其中有22条常染色体，两条性染色体（X和Y），B正确；对于某多倍体植物来说，基因组只有一个，而染色体组可以有多个，D错误。

【能力训练】

1．下图为有性生殖过程的图解，基因突变和基因重组均可发生在（　　）

A．①③B．②⑥C．④⑤D．③⑥

答案B

解析　基因突变可发生在有丝分裂间期，也可发生在减数第一次分裂前的间期，而基因重组通常只能发生在减数第一次分裂过程中，故两者均可发生在②和⑥过程中。

2．如图所示的是某种生物体细胞中染色体及部分基因，下列选项中不属于染色体变异的是（　　）

答案　C

3.如图①②③④分别表示不同的变异类型，a、a′基因仅有图③所示片段的差异。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④

B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复

D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期

答案　C

4．下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是（　　）

A．水稻（2n＝24）一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体

B．普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体

C．番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体

D．马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体

答案　C

解析　番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，两者体细胞杂交后培养得到的是异源六倍体的杂种植株，C错误。

5.在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。

下列有关叙述正确的是（）

①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性

②乙图中出现的这种变异属于染色体变异

③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中

④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①③④

答案：

C

解析：

本题考查的是染色体变异。

甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一级，使子细胞中染色体多了一条，也属于染色体变异。

染色体可以用显微镜中观察到，乙图中的变异只会出现在有丝分裂中，甲图中的变异既可是减数分裂也可是有丝分裂。

因此选C。

§5.3人类遗传病编号14

【学习目标】

（1）举例说出人类遗传病的主要类型。

（重点）

（2）进行人类遗传病的调查。

（3）探讨人类遗传病的检测和预防。

（重点）。

（4）关注人类基因组计划及其意义。

【学习过程】

一、自主学习

人类常见遗传病类型

1、人类遗传病是指由于而引起的人类疾病，主要可以分为、、三大类

思考1：

传染病是遗传病吗？

2、将你所知道的遗传病分类

3、回忆各遗传病特点（小组讨论）

思考2：

先天性疾病一定是遗传病吗？

遗传病一定是先天的吗？

思考3：

具有家族聚集倾向的一定是遗传病吗？

思考4：

以上遗传病都遵循孟德尔的遗传定律吗？

知识点二调查人群中的遗传病

【讨论展示】调查对象及范围如何确定

1、如何调查遗传病的发病率？

2、如何调查遗传病的遗传方式？

知识点三遗传病的监测及预防

1.遗传病的监测与预防手段：

2.遗传病的监测与预防意义：

知识点四人类基因组计划与人体健康

1、人类基因组计划目的：

2、测定的染色体：

3、参与的国家：

4、意义：

二、合作探究

请从优生优育的观点出发，解释近亲不能结婚的原因。

【学习总结】

【基础训练】

1.某研究学习小组在调查人群中的遗传病时，以“研究××遗传病的遗传方式”为子课题。

下列课题中最为简单可行，所选择的调查方式最合理的是（）

A．研究猫叫综合征的遗传方式，在学校内随机抽样调查

B．研究青少年型糖尿病的遗传方式，在患者家系中进行调查

C．研究艾滋病的遗传方式，在市中心随机抽样调查

D．研究红绿色盲的遗传方式，在患者家系中调查

答案D

2.下列关于人类遗传病的叙述，不正确的是（）

A．抗维生素D佝偻病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传病

B．先天性愚型是由于21号染色体3条造成的

C．尿黑酸症是由于基因突变引起的

D．猫叫综合征是由于染色体片段缺失造成的

答案A

解析抗维生素D佝偻病的遗传方式为伴X染色体显性遗传病，A项错误；先天性愚型又称为21三体综合征，是由于21号染色体3条造成的，B项正确；尿黑酸症的致病机理是基因突变，C项正确；猫叫综合征是由于人类的第5号染色体片段缺失造成的，D项正确。

4．某城市兔唇畸形新生儿出生率明显高于其他城市，研究这种现象是否由遗传因素引起的方法不包括（　　）

A．对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究

B．对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析

C．对该城市出生的兔唇畸形患者的血型进行调查统计分析

D．对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析

答案C

解析A中是对基因组进行研究，紧扣了遗传因素这一要点，故其叙述符合研究要求；双胞胎有同卵双生和异卵双生两种，一般同卵双生的双胞胎的基因型相同，表现型相同的部分是由相同的遗传物质决定的，表现型不同的部分是由环境条件引起的，故B中通过研究双胞胎是否共同发病，来判断该病的发病是否与遗传因素相关；C中调查患者的血型，血型直接取决于红细胞表面凝集原的种类，因此调查血型不能推知患者相应的遗传因素；D中调查患者家系，了解其发病情况，再与整个人群中发病情况作比较，可以判断该病是否是遗传物质引起的。

5.“人类基因组计划”中的基因测序工作是指测定（   ）

A．DNA的碱基对排列顺序B．mRNA的碱基排列顺序

C．蛋白质的氨基酸排列顺序D．基因的碱基对排列顺序

答案A

解析人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。

故选A

【能力训练】

1．下列有关人体性染色体的叙述中正确的是（　　）

A．男性的性染色体可能来自其祖母和外祖父

B．性染色体上基因表达产物只存在于生殖细胞中

C．在生殖细胞形成过程中X、Y染色体会发生联会行为

D．人体的次级卵母细胞中只含一条X染色体

答案C

解析男性的性染色体为X、Y，其中Y染色体一定来自祖辈中的祖父；性染色体上的基因可能在体细胞表达；X、Y染色体是同源染色体，也能发生联会行为；次级卵母细胞在减数第二次分裂后期含两条X染色体。

2．某家庭父亲正常，母亲色盲，生了一个性染色体为XXY的色觉正常的儿子（患者无生育能力）。

产生这种染色体数目变异的原因很可能是（　　）

A．胚胎发育的卵裂阶段出现异常B．正常的卵与异常的精子结合

C．异常的卵与正常的精子结合D．异常的卵与异常的精子结合

答案B

3．如图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。

a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。

据图判断下列叙述中错误的是（　　）

A．同卵双胞胎比异卵双胞胎更易同时发病

B．同卵双胞胎同时发病的概率受非遗传因素影响

C．异卵双胞胎中一方患病时，另一方可能患病

D．同卵双胞胎中一方患病时，另一方也患病

答案D

4．已知一对表现型正常的夫妇，生了一个既患聋哑又患色盲的男孩，且该男孩的基因型是aaXbY。

请推测这对夫妇再生一个正常男孩，则该男孩的基因型及其概率分别是（　　）

A．AAXBY,9/16B．AAXBY,3/16C．AAXBY,3/16或AaXBY,3/8D．AAXBY,1/16或AaXBY,1/8

答案D

解析表现型正常的双亲生出aaXbY的孩子，说明双亲为AaXBXb和AaXBY的基因型，这对夫妇再生的正常男孩为AAXBY或AaXBY的基因型，概率分别为1/4×1/4＝1/16或

1/2×1/4＝1/8。

5．某校学生在开展研究性学习时，进行了人类遗传病方面的调查研究，发现一家族中有的成员患甲种遗传病，有的成员患乙种遗传病。

如图是该校学生根据调查结果绘制的该家族遗传系谱图，现已查明Ⅱ6不携带致病基因。

下列对该家族系谱的分析判断中，正确的是（　　）

A．甲、乙两病均为常染色体隐性遗传病

B．Ⅲ8的致病基因中有一个来自Ⅰ1

C．甲病是性染色体病，乙病是常染色体病

D．若Ⅲ8和Ⅲ9婚配，则后代患乙病概率为1/8

答案C

解析根据Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅲ8，“无中生有”为隐性及利用反证法确定乙病不可能是伴X遗传病，只能是常染色体隐性遗传病。

根据Ⅱ5、Ⅱ6、Ⅲ9，“无中生有”为隐性，又知道Ⅱ6不携带致病基因，所以甲病只能为伴X隐性遗传病。

用Xb来表示甲病基因，a表示乙病基因，则Ⅲ8基因型为aaXBXb（1/2）或aaXBXB（1/2）；Ⅲ9基因型为：

AaXbY（1/2）或AAXbY（1/2），两者后代患甲病的概率为：

1/2×1/2＝1/4，患乙病的概率为：

1/2×1/2＝1/4。