第三單元生物變異、育種、進化一．考綱解讀1．舉例說明基因突變的特征和原因。

2．舉例說出基因重組。

3．說出基因突變和基因重組的意義。第5章基因突變及其他變異第1節基因突變和基因重組二．基礎梳理認真閱讀教材

P79—P83嘗試完成學案的“基礎梳理”部分三．知識精講1.變異的概念生物的親子代之間及同一親代所生的各子代之間，均有或多或少的差異，這種差異就是變異。（一）變異的概念2.可遺傳變異與不可遺傳變異的比較可遺傳變異不可遺傳變異遺傳物質是否變化遺傳物質發生改變遺傳物質不發生改變遺傳情況變異能在后代中再次出現變異性狀僅限于當代表現應用價值是育種的原始材料，能從中選育出符合人類需要的新類型或新品種無育種價值，但在生產上可利用優良環境條件來影響性狀的表現獲取高產優質產品

矮莖玉米幼苗經適宜濃度的生長素類似物處理，可以長成高莖植株。為了探究該變異性狀是否能穩定遺傳，生物科技小組設計實驗方案如下。請你寫出實驗預期及相關結論，并回答問題。①實驗步驟：a.在這株變異的高莖玉米雌花、雄花成熟之前，分別用紙袋將雌穗、雄穗套住，防止異株之間傳粉。b.雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。c.雌穗上種子成熟后，收藏保管，第二年播種觀察。②實驗預期及相關結論：a.

。b.

。③問題：a.預期最可能的結果：

。b.對上述預期結果的解釋：

。答案②

a.子代玉米苗有高莖植株，說明生長素類似物引起的變異能夠遺傳

b.子代玉米苗全部是矮莖植株，說明生長素類似物引起的變異不能遺傳③

a.子代玉米植株全是矮莖

b.適宜濃度的生長素類似物能促進細胞的伸長、生長，但不能改變細胞的遺傳物質（其他正確答案也可）探究某一變異性狀是否是可遺傳變異的方法思路

1.若染色體變異，可直接借助顯微鏡觀察染色體

形態、數目、結構是否改變。

2.與原來類型在相同環境下種植，觀察變異性狀

是否消失，若不消失則為可遺傳變異，反之則

為不可遺傳變異。

3.設計雜交實驗，根據實驗結果確定變異性狀的

基因型是否改變。基因結構缺失替換增添該變化若發生在

中，將遵循遺傳規律傳遞給后代；若發生在體細胞中，一般

；但有些植物的體細胞發生基因突變，可通過

傳遞。配子不能遺傳無性繁殖（二）基因突變的理解二、基因突變的原因、特點、時間和意義原因內因DNA分子中發生堿基對的

、增添和

，而引起基因結構的改變外因某些誘變因素：

、

和生物因素特點（1）

：在生物界中普遍存在（2）

：生物個體發育的任何時期和部位（3）

：突變頻率很低（4）

：可以產生一個以上的等位基因（5）

：一般是有害的，少數有利發生發生時間DNA復制時，如有絲分裂間期和減數第一次分裂間期意義①

產生的途徑，②生物變異的根本來源，③生物進化的原始材料替換缺失物理因素化學因素普遍性隨機性低頻性不定向性多害少利性新基因1.基因突變發生的范圍（1）真核生物（有絲分裂、減數分裂、無絲分裂)；（2）原核生物（分裂生殖）；（3）病毒（增殖）。

①無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒

DNA復制時均可發生基因突變。

②基因突變不改變染色體上基因的數量，只改

變基因的結構，即由A→a或a→A，而A、a的本

質區別是其基因分子結構發生了改變，即基因

中脫氧核苷酸種類、數量、排列順序發生了改變。2.類型

（1）顯性突變：如a→A，該突變一旦發生即可

表現出相應性狀。

（2）隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物

個體中表現出來，該性狀即可穩定遺傳。

提醒

（1）基因突變改變生物性狀

突變引起密碼子改變，最終表現為蛋白質的結構和功能改變，從而影響生物的性狀，如鐮刀型細胞貧血癥。（2）基因突變不改變生物性狀

①根據密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。

②若該親代DNA上某個堿基對發生改變產生的是一個隱性基因，并將該隱性基因傳給子代，而子代為雜合子，則隱性性狀不會表現出來。

③體細胞中某基因發生改變，生殖細胞中不一定出現該基因。

④性狀表現是遺傳基因和環境因素共同作用的結果，在某些環境條件下，改變了的基因可能并不會在性狀上表現出來等。3.基因突變對性狀的影響誤區警示1.

DNA復制只發生在①過程中，②、③過程不發生。2.基因突變容易發生在具有DNA復制功能的細

胞

中（具有分裂能力的細胞），已高度分化的失去

分裂能力的細胞因其不發生DNA復制，故不容易

發生基因突變。所以細胞發生基因突變的概率為：

生殖細胞>體細胞，分裂旺盛的細胞>停止分裂的

細胞。3.誘變育種材料

只要能進行細胞分裂的材料都符合要求，如萌發的種子、小白鼠等；但不進行細胞分裂的材料不符合要求，如干種子、動物精子等。原因是誘變育種必須發生基因突變，而基因突變只能發生在細胞分裂的DNA復制過程中。4.突變頻率很低，但突變的基因數或個體數不一定少。5.基因突變一定是可遺傳變異，因為遺傳物質改變了；但基因突變產生的新基因新性狀不一定傳遞給后代，若發生在體細胞中，一般不會傳遞給子代，而發生在配子中可以。練一練基因突變是生物變異的根本來源。下列關于基因突變特點的說法中，正確的是()A.無論是低等還是高等生物都可能發生突變B.生物在個體發育的特定時期才可發生突變C.突變只能定向形成新的等位基因D.突變對生物的生存往往是有利的解析

無論是低等生物還是高等生物，無論是體細胞還是生殖細胞，無論是個體發育的哪個時期，都可能發生突變；突變是不定向的，一個位點上的基因可以突變成多個等位基因；生物與環境的適應是長期自然選擇的結果，當發生基因突變后，出現新的生物體性狀往往與環境是不相適應的，突變對生物的生存往往是有害的，但是有的基因突變對生物的生存是有利的。A2.（2008·廣東理基，47）有關基因突變的敘

述，正確的是

(

)

A.不同基因突變的頻率是相同的

B.基因突變的方向是由環境決定的

C.一個基因可以向多個方向突變

D.細胞分裂的中期發生基因突變

解析

基因突變是遺傳物質的內在變化，具有

不確定性和多方向性，一般發生在DNA復制時。C3.關于基因突變的說法中，不正確的是

(

)

①基因突變是廣泛存在的，并且對生物自身大

多是有害的

②基因突變一定能夠改變生物的表現型

③人工誘變所引起的基因突變或染色體的變異

都是有利的

④由環境引起的變異是不能夠遺傳的

⑤基因中脫氧核苷酸的種類、數量和排列順序

的改變就是基因突變

⑥紫外線照射使人患皮膚癌和人由于曬太陽而

使皮膚變黑都屬于可遺傳變異

A.①②③④

B.①②⑤⑥

C.②③④⑥

D.②③④⑤C1.下列細胞或生物中可以發生基因突變的是

(

)

①洋蔥根尖生長點細胞

②洋蔥表皮細胞

③硝化細菌

④T2噬菌體

⑤人的神經細胞

⑥人的骨髓細胞

⑦藍藻

⑧人的精原細胞

A.①②③⑤⑥⑦

B.①③④⑥⑦⑧

C.①③④⑤⑥⑧

D.①②④⑤⑧B

2.原核生物中某一基因編碼氨基酸的區域起始端插入

了一個堿基對。在插入位點的附近，再發生下列哪

種情況有可能對其編碼的蛋白質結構影響最小()

A.置換單個堿基對

B.增加4個堿基對

C.缺失3個堿基對

D.缺失4個堿基對D3.

關于基因突變的說法中，不正確的是

(

)

①基因突變是廣泛存在的，并且對生物自身大多是有害的

②基因突變一定能夠改變生物的表現型

③人工誘變所引起的基因突變或染色體的變異都是有利的

④由環境引起的變異是不能夠遺傳的

⑤基因中脫氧核苷酸的種類、數量和排列順序的改變就是基因突變

⑥紫外線照射使人患皮膚癌和人由于曬太陽而使皮膚變黑都屬于可遺傳變異

A.①②③④

B.①②⑤⑥

C.②③④⑥

D.②③④⑤C4.右圖為高等動物的細胞分裂示意圖。圖中不可能反映的是

(

)

A.發生了基因突變

B.發生了染色單體互換

C.該細胞為次級卵母細胞

D.該細胞為次級精母細胞

解析

題中所給圖因無同源染色體，為減數第二次分裂的后期圖，又因為細胞質均等分裂，故此細胞為次級精母細胞或第一極體。姐妹染色單體形成的兩條染色體上的基因若不相同，只有兩條途徑，一是基因突變，二是染色體的交叉互換。C5.如圖為有性生殖過程的圖解。基因突變和基因重組均可發生在

(

)

A.①③

B.②⑥

C.④⑤

D.③⑥

解析

基因突變可發生在有絲分裂間期，也可發生在減數第一次分裂的間期。通常基因重組只能發生在減數第一次分裂過程中。故兩者均可發生的應是②和⑥的減數分裂過程。B圖像示意重組類型同源染色體上非等位基因的重組非同源染色體上非等位基因的重組人為導致基因重組（DNA重組）發生時間減數第一次分裂四分體時期減數第一次分裂后期體外與運載體重組，導入細胞內與細胞內基因重組發生機制同源染色體非姐妹染色單體之間交叉互換導致染色單體上的基因重新組合同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上非等位基因間的重組目的基因經過運載體導入受體細胞，導致受體細胞中基因重組（三）基因重組的理解識圖析圖由圖獲得的信息：（1）圖中無同源染色體、著絲點斷裂、均等分裂，應為次級精母細胞或第一極體，不可能為次級卵母細胞。（2）造成B、b不同的原因有基因突變（間期）或交叉互換（前期）。①若為體細胞有絲分裂（如根尖分生區細胞、受精卵等）則只能是基因突變造成的；②若題目中問造成B、b不同的根本原因，應考慮可遺傳變異中的最根本來源——基因突變；③若題目中有××分裂××時期提示，如減Ⅰ前期造成的則考慮交叉互換，間期造成的則考慮基因突變。對位訓練4.下列有關基因重組的說法，不正確的是(

)

A.基因重組是生物變異的根本來源

B.基因重組能夠產生多種基因型

C.基因重組發生在有性生殖的過程中

D.非同源染色體上的非等位基因可以發生重組A5.右圖為高等動物的細胞分裂示意圖。圖中不可能反映的是

(

)

A.發生了基因突變

B.發生了染色單體互換

C.該細胞為次級卵母細胞

D.該細胞為次級精母細胞

解析

題中所給圖因無同源染色體，為減數第

二次分裂的后期圖，又因為細胞質均等分裂，

故此細胞為次級精母細胞或第一極體。姐妹染

色單體形成的兩條染色體上的基因若不相同，

只有兩條途徑，一是基因突變，二是染色體的

交叉互換。C考點四基因工程的操作工具和步驟1.基因工程操作工具（1）基因的“剪刀”——限制性核酸內切酶（簡稱限制酶）①分布：主要在微生物體內。②特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。③實例：EcoRI限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。④切割結果：產生兩個帶有黏性末端的DNA片段。⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的DNA無損害。(2)基因的“針線”——DNA連接酶①催化對象：兩個具有相同黏性末端的DNA片段。②催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。③催化結果：形成重組DNA。(3)常用的運載體——質粒①本質：小型環狀DNA分子。②作用a.作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中去；b.用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。③條件a.能在宿主細胞內穩定保存并大量復制；b.有多個限制酶切點；c.有標記基因。2.基因工程操作步驟圖解提醒

（1）微生物常做受體細胞的原因是因其繁殖速度快、代謝旺盛、目的產物多。（2）目的基因表達的標志：通過轉錄翻譯合成出相應的蛋白質。對應訓練6.基因工程是在現代生物學、化學和工程學基礎上建立和發展起來的，并有賴于微生物學理論和技術的發展，現在基因工程在動植物育種上有廣泛而重要的應用。基因工程基本操作流程如下圖，請據圖分析回答：（1）圖中A是

，最常用的是

；在基因工程中，需要在

酶的作用下才能完成剪接過程。（2）在上述基因工程的操作過程中，可以遵循堿基互補配對原則的步驟有

（用圖解中序號表示）。（3）不同種生物之間的基因移植成功，從分子水平分析，進行基因工程的主要理論依據是

，也說明了生物共用一套

。（4）研究中發現，番茄體內的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因導入玉米體內，玉米獲得了與番茄相似的抗