高中生物第五章第21课时基因突变和基因重组课时作业新人教版必修2

高中生物第五章第21课时基因突变和基因重组课时作业新人教版必修2

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 21 课时 基因突变和基因重组 [目标导读] 1.结合教材镰刀型细胞贫血症的发病特点，归纳基因突变的概念和方式。2.结 合具体实例，概述基因突变的原因、特点及意义。3.结合减数分裂的过程，概述基因重组的 概念、方式及意义。 [重难点击] 基因突变和基因重组的比较。 1．基因与性状的对应关系 (1)基因决定性状 (2)基因对性状的控制也受到环境的影响 ①生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型。 ②生物体在整个发育过程中，各种性状的表现，还要受到环境条件的影响。 2．减数第一次分裂前期，同源染色体发生联会形成四分体，其中的非姐妹染色单体之间常发 生交叉互换；减数第一次分裂后期，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合。 3．变异的概念及类型 (1)概念：生物的亲代与子代之间，以及子代的个体之间在性状上的差异，叫做变异。 (2)种类 ①可遗传的变异：由遗传物质决定，能够遗传给后代。 ②不可遗传的变异：由外界环境的影响引起，遗传物质并没有发生变化，因而不能遗传给后 代。 课堂导入 图中的情景用英语表达为：THE CAT SAT ON THE MAT (猫坐在草席上)，几位同学抄写时出现 了不同的错误，如下： (1)THE KAT SAT ON THE MAT (2)THE HAT SAT ON THE MAT (3)THE CAT ON THE MAT 将其翻译成中文，和原句相比意思是否改变了？ 据此可知，个别字母的替换或者缺少，句子的意思都可能改变。如果是 DNA 分子中的遗传信 息——脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化，生物的性状会发生怎样的改变呢？今天 我们就来学习基因突变和基因重组。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 探究点一 基因突变的实例 结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，讨论基因突变的概念和方式。 1．镰刀型细胞贫血症 (1)症状 正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的镰刀状， 这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血。 (2)完成下图后试思考其病因 患者的 DNA 中一个碱基对 T—A 被替换成了 A—T，从而导致密码子由 GAA 变为 GUA，进而导致 血红蛋白中谷氨酸变为缬氨酸，引起了蛋白质结构的改变，最终导致性状的改变。 2．基因突变的概念 (1)基因的改变除了上面的替换外，还可能有以下方式： 方式 1 的变化是增加了一个碱基对(A—T)，这种方式称为增添；方式 2 的变化是减少了一个 碱基对(T—A)，这种方式称为缺失。这样的改变也会导致蛋白质结构的改变，从而引起性状 的改变。 (2)通过上述探究可知，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，即为基因突变。 (3)上述 DNA 分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？ 答案 脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜下不能观察到。 (4)研究表明，上述 DNA 分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，结 合 DNA 分子的结构特点和复制过程，分析 DNA 分子复制时容易发生基因突变的原因。 答案 DNA 分子复制时，DNA 双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 改变，从而导致基因突变。 3．基因突变有的发生在配子中，有的发生在体细胞中，它们都能遗传给后代吗？ 答案 发生在配子中的基因突变，一般能传给后代；发生在体细胞中的基因突变，一般不能 通过有性生殖遗传，但植物体细胞的突变可以通过无性繁殖传递。 归纳提炼 1．基因突变的类型和影响 增添或缺失的位置不同，影响结果也不一样：最前端——氨基酸序列全部改变或不能表达(形 成终止密码子)；在中间某个位置会造成肽链提前中断(形成终止密码子)或插入点后氨基酸序 列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。 2．基因突变有的会导致性状改变，有的则不改变性状，主要有下列几种情况： (1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并)，当突变后的 DNA 转录成的密码子仍然决 定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。 (2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。 (3)某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不影响该蛋白质的功能。 (4)不具有遗传效应的 DNA 片段中的“突变”不会引起性状变异。 活学活用 1．下图为人 WNK4 基因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 WNK4 基因发生一种突变，导致 1 169 位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( ) A．①处插入碱基对 G—C B．②处碱基对 A—T 替换为 G—C C．③处缺失碱基对 A—T D．④处碱基对 G—C 替换为 A—T 问题导析 (1)赖氨酸的密码子有 AAA 和 AAG 两种，结合题中所给的赖氨酸对应的 WNK4 基因 序列，可以确定该题中的赖氨酸的密码子是 AAG。 (2)谷氨酸的密码子有 GAA 和 GAG，据此推断该突变是②处碱基对 A－T 替换为 G－C 时，相应 的密码子由 AAG 被替换成谷氨酸的密码子 GAG。 答案 B 解析 由题干分析得知，WNK4 基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为 AAG，基因突变后 仅仅导致了相应蛋白质中 1 169 位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的类型发生了改 变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是 WNK4 基因中碱基对类型发生了 替换，而非缺失或增添，经分析，②处碱基对 A—T 替换为 G—C。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 探究点二 基因突变的原因和特点 阅读教材，探究基因突变产生的原因、特点和意义。 1．基因突变产生的原因 (1)外因——易诱发基因突变并提高突变频率 ①物理因素：紫外线、X 射线及其他辐射等。 ②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等。 ③生物因素：某些病毒等。 (2)内因——自发产生基因突变 DNA 分子复制偶尔发生错误或者碱基组成发生变化。 2．基因突变的特点 (1)玉米白化苗的形成可表示为：绿株(CC)突变,绿株(Cc)自交,3/4 绿株(CC 和 Cc)、1/4 白化 苗(cc)。基因型为 cc 的白化苗不能形成叶绿素，不能进行光合作用制造有机物，最终导致死 亡，其中玉米白化苗的突变(C→c)属于隐性突变。人类的白化病、色盲等疾病发病原理与之 类似，由此推断大多数的基因突变对生物体都是有害的。 (2)无论是低等生物，还是高等动植物以及人都会由于基因突变，而引起生物性状的改变。由 此说明，基因突变具有普遍性，即在生物界普遍存在。 (3)基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的 DNA 分子上，也 可发生在同一 DNA 分子的不同部位。由此说明，基因突变具有随机性。 (4)据估计，在高等生物中，大约 105～108 个生殖细胞中才会有 1 个生殖细胞发生基因突变。 由此说明，基因突变具有低频性。 (5)基因 C 可以突变成为 c1(或 c2 或 c3……)。C、c1、c2、c3……之间也可以相互突变(如图)， 突变形成的基因之间都可以称为等位基因。由此说明，基因突变具有不定向性和可逆性。 3．基因突变的意义 基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料。 4．有人认为，自然条件下基因突变频率很低，而且多数是有害的，因此不可能为生物进化提 供原材料。这种说法对吗？为什么？ 答案 虽然每一个基因的突变率很低，但一个种群中有很多个体而且每个个体有成千上万个 基因，且每一代都能发生，所以总数就很多。其他变异一般不产生新基因，而基因突变可产 生新基因。因此，基因突变能为生物进化提供原始材料。 小贴士 1 基因突变是基因内部碱基发生的改变，即改变了基因的表现形式：A→a 或 a→A，基因的位置和数量并没有改变。 2 基因突变是发生在分子水平上的变化，在光学显微镜下是不可见的。 3 在诱变因素的作用下，不一定发生基因突变，但基因突变的频率会提高。 归纳提炼 1．基因突变不会改变染色体上基因的数量及所处位置。 2．显性突变(a→A)一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传；隐性突变(A→a)一旦表现即可稳 定遗传。 3．基因突变引起性状的改变。这种具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代要看这种突 变性状是否有很强的适应环境的能力，若有则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 害突变，被淘汰掉。 活学活用 2．如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图中分析得到 ( ) A．表明基因突变具有不定向性 B．表明基因突变具有可逆性 C．这些基因的碱基序列一定不同 D．表明基因突变具有普遍性 问题导析 (1)A 基因可以突变成 a1、a2、a3，说明基因突变具有不定向性。 (2)A 基因可以突变成 a1 基因，a1 基因也可以突变成 A 基因，说明基因突变具有可逆性。 (3)基因不同的根本原因是碱基序列不同。 答案 D 解析 A 基因可以突变成 a1、a2、a3，说明基因突变具有不定向性；同时 A 基因可以突变成 a1 基因，a1 基因也可以突变成 A 基因，说明基因突变具有可逆性；控制同一性状的基因有几种， 其根本原因是碱基的序列不同。 探究点三 基因重组 还记得孟德尔所做的两对相对性状的杂交实验吗？结合该实验过程分析基因重组的有关内 容。 1．基因重组的概念 (1)F2 代中除了亲本类型黄色圆粒和绿色皱粒外，还出现了绿色圆粒和黄色皱粒的重组类型。 (2)若亲代豌豆的基因型分别为 YYRR 和 yyrr, 则产生的配子分别为 YR 和 yr，F1 的基因型为 YyRr，产生的配子有 YR、yr、Yr、yR，原因是非同源染色体上的非等位基因可以自由组合。 (3)可见，生物性状重组是因为基因发生了重组。我们把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，称为基因重组。 2．基因重组的方式 图示 名称 时期 交叉互换型 减数第一次分裂前期，同源染色体 的非姐妹染色单体之间发生交叉 互换 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 自由组合型 减数第一次分裂后期，同源染色体 上的等位基因分离，非同源染色体 上的非等位基因自由组合 3.基因重组的意义 (1)基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，使后代多种多样，这说明基因重组是生物多 样性形成的原因之一。 (2)基因重组产生的多种后代中有些会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，这说明 基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化也非常重要。 归纳提炼 基因突变和基因重组的比较 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，可能出现新性状 不同基因的重新组合，产生了 新基因型，使性状重新组合 发生时间 及原因 DNA 分子复制时，由于外界理化 因素或自身生理因素引起的基 因结构的改变 减数第一次分裂过程中，同源 染色体的非姐妹染色单体之间 发生交叉互换，以及非同源染 色体上非等位基因的自由组合 条件 外界条件的剧变和内部因素的 相互作用 不同个体之间的杂交，有性生 殖过程中的减数分裂 意义 生物变异的根本来源，也是生物 进化的重要因素之一 是生物变异的重要因素，是生 物进化的重要因素之一 发生可能性 可能性很小 非常普遍 活学活用 3．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的重新组合属于基因重组 B．减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的片段交换，可导致基因重组 C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D．一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能 答案 B 解析 控制不同性状的基因重新组合为基因重组，它包括自由组合型和交叉互换型，A 项正 确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换可导致基因重组，姐 妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组，B 项错误；非同源染色体上的非等位基因自 由组合可导致基因重组，C 项正确；减数分裂过程中存在基因重组，而根尖细胞只能进行有 丝分裂，所以不会发生基因重组，D 项正确。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 1．下列属于可遗传的变异的是( ) A．一对正常夫妇生了个白化病女儿 B．穗大粒多的植株在干旱时变得穗小粒少 C．植株在水肥条件很好的环境中长势旺盛 D．生活在海边的渔民皮肤变得特别黑 答案 A 解析 由于环境因素导致的变异不可遗传，B、C、D 项均是由环境因素导致的变异，不可遗 传。 2．基因突变一定会导致( ) A．性状改变 B．遗传信息的改变 C．遗传规律的改变 D．碱基互补配对原则的改变 答案 B 解析 基因中碱基对的替换、增添和缺失一定会改变基因的碱基排列顺序，从而改变遗传信 息。但由于同义密码子的存在，可能不改变该密码子决定的氨基酸。同时蛋白质中次要位置 的个别氨基酸的改变，对蛋白质的结构和功能并无大的影响。因此，性状不一定发生改变。 3．经检测某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因可能是( ) A．遗传信息没有改变 B．遗传基因没有改变 C．遗传密码没有改变 D．控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变 答案 D 解析 生物的性状没有改变是合成的相应蛋白质中的氨基酸序列没有改变，基因发生了突变 则其含有的碱基的排列顺序一定改变，所以遗传信息和遗传基因是一定改变的，而由于密码 的简并，性状不一定改变。 4．下列有关基因重组的叙述中，正确的是( ) A．基因型为 Aa 的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离 B．基因 A 因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因 a 属于基因重组 C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换可能导致基因重组 D．造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 答案 C 解析 Aa 个体自交，后代的性状分离是由于等位基因的分离和配子之间随机结合而形成的； 基因 A 中碱基对的替换、增添或缺失属于基因突变；同源染色体上非姐妹染色单体之间的互 换属于基因重组；同卵双生是由同一受精卵发育而来的，所以细胞核中的遗传物质是一样的， 其性状差异主要是由于外界环境引起的。 5．血红蛋白异常会产生贫血症状，结合减数分裂过程的曲线图和细胞分裂图，回答下列问题： (1)血红蛋白发生异常变化的根本原因是________________________，此种变异一般发生于甲 图中________阶段，此种变异一般最大的特点是能产生________________________。 (2)基因重组可以发生于乙图中________时期，除此之外还有可能发生于________________。 答案 (1)控制血红蛋白合成的基因发生突变 2～3 新基因 (2)C 减数第一次分裂的后 期 解析 (1)蛋白质的合成是由基因控制的，所以蛋白质变化的根本原因是相应基因发生了变 化，属于基因突变，它一般发生于细胞分裂间期的 DNA 复制时，基因突变的结果是能够产生 新的基因。(2)基因重组有两种类型，均发生于减数分裂过程中，即减数第一次分裂后期的非 同源染色体的自由组合和减数第一次分裂四分体时期的交叉互换。 基础过关 知识点一 基因突变的实例 1．某婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活， 发生这种现象的根本原因是( ) A．缺乏吸收某种氨基酸的能力 B．不能摄取足够的乳糖酶 C．乳糖酶基因有一个碱基替换了 D．乳糖酶基因有一个碱基缺失了 答案 C 解析 根据题中“乳糖酶分子有一个氨基酸改换”，可判断是乳糖酶基因中有一个碱基替换 了；若乳糖酶基因有一个碱基缺失，则会发生一系列氨基酸的改变。 2．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。基因 1 来源于具正常翅的雌 性个体的细胞，基因 2 来源于另一具异常翅的雌性个体的细胞。据此可知，翅异常最可能是 由于碱基对的( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 A．增添 B．替换 C．缺失 D．正常复制 答案 C 解析 通过对比可知，翅异常个体基因缺失了一个 A－T 碱基对，导致性状发生了改变，C 项 正确。 知识点二 基因突变的原因和特点 3.基因 A 与 a1、a2、a3 之间的关系如图所示，该图不能表明的是( ) A．基因突变是不定向的 B．等位基因的出现是基因突变的结果 C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化 D．这些基因的传递遵循自由组合定律 答案 D 解析 题中图示表明了突变的不定向性、可逆性等。自由组合定律是非同源染色体上的非等 位基因传递的基本规律，与基因突变无关。 4．下列关于基因突变的叙述，错误的是( ) A．基因突变是指基因结构中碱基对的替换、增添和缺失 B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的 C．基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引发 D．基因突变会改变染色体上基因的数量 答案 D 解析 A 项是基因突变的概念；B 项阐明了基因突变的原因；C 项说明了基因突变的诱发因素； D 项错误，基因突变只是染色体某一位点上基因的改变，但并没有改变基因的数量。 5．下列有关基因突变的叙述中，正确的是( ) A．生物随环境改变而产生适应性的突变 B．由于细菌的数量多，繁殖周期短，因此其基因突变率高 C．有性生殖的个体，基因突变不一定遗传给子代 D．自然状态下的突变是不定向的，而人工诱发的突变是定向的 答案 C 解析 基因突变是遗传物质的改变，具有低频性的特点，细菌数量多，只是提高突变的数量， 而不会提高突变率；基因突变若发生在体细胞中，一般不会遗传给后代；突变在任何情况下 都是不定向的。 知识点三 基因重组 6．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基因型为 DD 的豌豆，种植在土壤贫瘠的地方而 出现矮茎性状，下一代种植在水肥充足的地方，全表现为高茎 ③同源染色体上的非姐妹染 色单体之间发生局部交换 ④DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 答案 C 解析 基因重组有两种情况：一是在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 单体之间发生的交叉互换，二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因的自由组 合。 7．子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组( ) A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．④⑤ D．③⑥ 答案 C 解析 基因重组指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，故④⑤ 过程中的 A、a 和 B、b 之间可以发生基因重组。①②过程只能发生等位基因的分离。③⑥过 程属于配子间的随机组合。 8．下面有关基因重组的说法，不正确的是( ) A．基因重组发生在减数分裂过程中 B．基因重组产生原来没有的新基因 C．基因重组是生物变异的重要来源 D．基因重组能产生原来没有的新性状组合 答案 B 解析 基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程，即减数分裂过程中，控制不同性状的原 有基因的重新组合，可产生新的基因型，从而控制新的表现型，是生物变异的重要来源，是 形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。但是，基因重组不会 产生新的基因。 能力提升 9．利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比，下列关 于其变异来源上的叙述，正确的是( ) A．前者不会发生变异，后者有较大的变异性 B．前者一定不会产生基因重组，后者可能发生基因重组 C．后者一定不会发生基因重组，前者可能发生基因重组 D．前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因环境影响发生变异 答案 B 解析 扦插属于无性生殖，变异来源不可能有基因重组。种子繁殖属于有性生殖，变异来源 有基因重组；扦插和种子繁殖的变异来源都会受环境的影响。 10 ． 用 人 工 诱 变 方 法 使 黄 色 短 杆 菌 的 质 粒 中 脱 氧 核 苷 酸 序 列 发 生 如 下 变 化 ： CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么，黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能相关的密码子为：脯 氨酸—CCG、CCA；甘氨酸—GGC、GGU；天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG； 半胱氨酸—UGU、UGC)( ) A．基因突变，性状改变 B．基因突变，性状没有改变 C．基因和性状均没有改变 D．基因没变，性状改变 答案 A 解析 对照比较 CCGCTAACG→CCGCGAACG，发现 CTA→CGA，即基因中 T 突变为 G，密码子由 GAU 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 变为 GCU，编码的氨基酸由天冬氨酸变为丙氨酸，所以答案为 A。 11．某种自花受粉植物连续几代只开红花，有一次开出一朵白花，该花的自交子代全部开白 花，其原因是( ) A．基因突变 B．基因分离 C．基因互换 D．基因重组 答案 A 解析 根据题意：自花受粉植物连续几代只开红花，说明其细胞中只有控制开红花的基因， 而一次开出一朵白花并且其自交子代都开白花，那么控制开白花的新基因从何而来呢？基因 分离、基因互换、基因重组都是生物体内原有基因的动态变化过程，这些过程不可能产生新 基因，只有基因突变才能产生新基因。基因突变产生了新基因，决定了基因突变是生物变异 的根本来源。 12．下图中 a、b、c、d 表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是( ) A．c、d 不能发生基因突变 B．基因重组主要是通过 c 和 d 来实现的 C．b 和 a 的主要差异之一是同源染色体的联会 D．d 和 b 的主要差异之一是姐妹染色单体的分离 答案 C 解析 过程 a 表示有丝分裂，过程 b 表示减数分裂，过程 c 表示受精作用，过程 d 表示个体 发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可发生在个体发育的任何时期，但主要集中在有丝分 裂间期和减数第一次分裂前的间期。基因重组发生在减数分裂过程中；减数分裂和有丝分裂 的主要差异有同源染色体的联会、同源染色体的分离、同源染色体非姐妹染色单体的交叉互 换等；在减数分裂和有丝分裂过程中均有姐妹染色单体的分离。 13．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 解析 由甲过程中产生了含 a 的精子，可以判断发生在减数第一次分裂前的间期，DNA 分子 复制时发生了基因突变；由乙过程产生了四种配子，可以判断在减数第一次分裂时发生了非 同源染色体的自由组合，导致基因重组。 14．如图所示是人类镰刀型细胞贫血症的成因，请据图回答下列问题： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 (1)①是________过程，②是______过程，是在________中完成的。 (2)③是________，发生在____________过程中，这是导致镰刀型细胞贫血症的根本原因。 (3)④的碱基排列顺序是________，这是决定缬氨酸的一个________。 (4) 镰 刀 型 细 胞 贫 血 症 十 分 少 见 ， 说 明 基 因 突 变 的 特 点 是 __________________ 和 ________________________。 答案 (1)转录 翻译 核糖体 (2)基因突变 DNA 复制 (3)GUA 密码子 (4)突变频率 很低(低频性) 往往有害(多害少利性) 15．以 HbS 代表镰刀型细胞贫血症的致病基因，HbA 代表正常的等位基因，有表现正常的夫妇 两人，共生了七个孩子，其中两个夭折于镰刀型细胞贫血症。在分析该夫妇的血样时发现， 当氧分压降低时，红细胞有收缩呈镰刀状的现象，而正常的纯合子(HbAHbA)的红细胞在同样氧 分压时则不变形。 请分析回答： (1)该夫妇两人的基因型分别是________和________。 (2)存活的五个孩子可能与双亲基因型相同的几率是__________。 (3)人类产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是____________________；他们的部分孩子具有镰 刀型细胞贫血症的根本原因是______________的结果。 答案 (1)HbAHbS HbAHbS (2)2/3 (3)基因突变 基因重组 解析 根据题意，我们知道，该夫妇二人表现型正常，却生出了患镰刀型细胞贫血症的孩子， 则这二人为杂合子，即都携带致病基因，所以他们二人的基因型均为 HbAHbS。存活的五个孩 子表现型正常，那么他们是杂合子的可能性均是 2/3，所以他们与双亲情况相同的几率是 2/3。 我们知道，人类中镰刀型细胞贫血症的根本原因是 DNA 分子中的一个碱基发生了变化，即基 因突变。若夫妇二人都携带致病基因，他们的孩子中有发病者是因为这对夫妇的基因进行了 重组的结果。 个性拓展 16．某高山植物开红花，偶然发现了一株开白花的。 (1)请设计实验来探究这株植物的白花性状是受环境影响还是基因突变的结果。 ①实验步骤： 第一步：取该株植物茎尖利用________________技术，获得试管苗。 第二步：________________________________，观察并记录结果。 ②预测结果及结论：若仍开白花，则________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)对该种植物进行了培养并记录如下表，回答问题： 海拔 温度 突变率(每一百万个体中) 5 000 m 19 ℃ 0.23 5 000 m 25 ℃ 0.63 3 000 m 19 ℃ 0.21 3 000 m 25 ℃ 0.62 1 000 m 19 ℃ 0.22 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 1 000 m 25 ℃ 0.63 ①本实验中共涉及哪些自变量？实验结果说明了什么问题？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②在相同海拔，25 ℃突变率大于 19 ℃突变率，从植物体本身来说，最可能是与其体内的 ______________(物质)有关。 ③为了探究在海拔为 3 000 m,25 ℃时该植物的突变率是否最高，你认为应如何进行实验？(请 写出简要步骤) ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________。 答案 (1)①植物组织培养 在相同且适宜条件下培养 ②白花性状的出现为基因突变的结果 (2)①海拔、温度两个自变量。实验结果说明植株的突 变与培养温度有关，与所选海拔关系不大 ②酶 ③将植株分成相等数量的几组，分别在 25 ℃左右具有一定温度梯度(如 21 ℃、22 ℃、23 ℃、24 ℃、25 ℃、26 ℃、27 ℃、28 ℃、 29 ℃)下培养，记录突变率 解析 (1)植物性状的遗传可用无性生殖来体现，可用植物组织培养，观察记录结果，看亲子 代表现型是否一致，来判断是否是遗传物质改变的结果。(2)①实验中探究了两个因素(海拔、 温度)对突变率的影响，为了增强实验结果的说服力，应分开研究自变量。例如，在相同海拔 下，研究不同温度对植物的影响，另一个是在相同温度下，研究不同海拔对植物的影响。② 酶的活性受温度影响，而任何生化反应均离不开酶。③要想使实验结果有说服力，应设计较 小梯度的温度来做实验。