2017_2018学年高中生物遗传的分子基础第16课时基因突变学案苏教版

第16课时基因突变学习目标1．说明基因突变的特征和原因。

2.说明基因突变的意义。

|基础知识|一、实例—镰刀型细胞贫血症1．症状红细胞呈镰刀状，容易破裂，造成严重贫血。

2．病因(1)直接病因：血红蛋白分子的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸，造成血红蛋白结构的改变。

(2)根本病因：血红蛋白基因中T/A被替换成了A/T，造成血红蛋白基因突变。

二、基因突变1．概念是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。

2．类型(1)自发突变：是指在没有人为因素干预的情况下基因产生的变异。

(2)人工诱变：是指在人为因素干预的情况下基因产生的变异。

3．特征(1)低频性：基因突变频率一般为1×10－8～1×10－5。

(2)不定向性：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。

(3)随机性：可发生在生物个体发育的任何时期，以及细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。

(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。

4．意义是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料。

|自查自纠|(1)DNA分子中碱基对的缺失、增添或替换一定会引起基因突变( )(2)基因突变会导致染色体上基因的数目发生改变( )(3)一切生物均能够发生基因突变，甚至RNA病毒也能发生基因突变( )(4)基因突变产生的新基因不一定传递给后代( )(5)基因突变一定能导致生物产生一种新的性状( )(6)基因突变增加了基因存在方式的多样性，有利于生物适应新的环境变化( ) 答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√|图解图说|染色体变异能用显微镜观察到，基因突变无法用显微镜观察。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________基因突变一定会导致生物性状改变吗？提示：不一定。

探究点一基因突变的原因、特征及遗传效应1．DNA分子中碱基对的改变是否一定引起基因突变？基因突变会改变染色体上基因的数量吗？提示DNA中非基因片段中碱基对的改变不会引起基因突变，基因突变是一个基因内部发生的碱基对的变化。

通过基因突变，会造成染色体某个位置上的基因变为它的等位基因，该染色体上基因的数量不会改变。

2．基因突变后，生物的性状是否一定改变？提示由于AA→Aa，新密码子与原密码子决定同一种氨基酸等原因，基因突变不一定导致生物的性状改变。

3．基因突变是不定向的，那么果蝇白眼基因能否突变为灰身基因？提示基因突变的不定向性是指一个基因可以向不同的方向变异，产生一个以上的等位基因。

所以白眼基因只能突变为其他眼色基因，而不能突变为体色基因。

4．长期生活在低温环境中的生物，是不是容易发生耐寒性突变？提示突变的效应并不具有与环境因素相对应的性质，低温不能引起耐寒性突变。

1．基因突变通常发生在DNA复制时期：DNA复制时双螺旋结构解开，稳定性降低，相对容易发生复制错误。

2．基因突变的遗传效应(1)基因突变对蛋白质的影响(2)基因突变不一定导致生物性状改变①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状改变。

②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。

③隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变(AA→Aa)。

(3)基因突变对子代的影响①基因突变发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物可通过无性生殖遗传给子代。

②基因突变发生在生殖细胞中，可通过有性生殖遗传给子代。

3．基因突变与染色体结构变异的区分基因突变是一个基因内部碱基的种类和数目的变化，不会改变染色体上基因的数目和位置；而染色体结构变异会导致染色体上基因的数量、位置、排列顺序发生改变。

【典例1】枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：下列叙述正确的是( )A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变尝试解答________解析根据表中信息可知，链霉素通过与野生型枯草杆菌的核糖体结合，抑制翻译过程，进而起到杀菌作用，突变型枯草杆菌中核糖体S12蛋白氨基酸序列改变，使链霉素不能与核糖体结合，从而对链霉素产生抗性，A选项正确、B选项错误；突变型与野生型相比只是一个氨基酸的不同，因此是碱基对的替换造成的，而非缺失，C选项错误；基因突变具有不定向性，链霉素只是对突变体起筛选作用，D选项错误。

答案 A【跟踪训练】1．关于等位基因B和b发生基因突变的叙述，错误的是( )A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C．基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变D．在基因b的—ATGCC—序列中插入碱基C可导致基因b的突变解析物理因素如X射线等可提高突变率，B项错误。

答案 B探究点二隐性突变与显性突变及实验判断1．显性基因突变成隐性基因叫________，隐性基因突变成显性基因叫________。

提示隐性突变显性突变2．某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该突变性状是某一条染色体上的基因突变所致，设计最简单的实验方案判断是隐性突变还是显性突变？提示让突变植株自交，观察子代表现型。

若后代出现性状分离，则是显性突变；若后代未出现性状分离，则是隐性突变。

隐性突变与显性突变的实验判断【典例2】一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使纯合野生型变为突变型。

让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。

由此可以推断，该雌鼠的突变为( )A．显性突变B．隐性突变C．Y染色体上的基因突变D．X染色体上的基因突变尝试解答________解析由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。

答案 A【跟踪训练】2．经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是( )A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异解析突变具有不定向性，不存在主动适应。

答案 A1．下列属于可遗传的变异是( )A．将黑发染成的黄发B．将直发烫成的卷发C．营养过剩而肥胖D．接触紫外线患皮肤癌解析“将黑发染成的黄发”、“将直发烫成的卷发”、“营养过剩而肥胖”，都是由环境因素引起的，遗传物质没有发生变化，因此属于不可遗传的变异；皮肤癌是由于基因突变造成的。

答案 D2．人类镰刀型细胞贫血症的发病原因是基因突变，即控制血红蛋白的基因中一个碱基对T－A替换成了A－T。

下列关于这一现象的叙述中，错误的是A．基因结构发生改变B．产生新的基因C．说明基因突变具有可逆性的特点D．说明基因能控制生物性状解析该现象只体现了基因的单方向突变，不能说明可逆性。

答案 C3．下图表示的是控制正常酶1的基因突变后所引起的氨基酸序列的改变。

①、②两种基因突变分别是( )注：字母代表氨基酸序列上数字表示氨基酸位置箭头表示突变的位点A．碱基对的替换碱基对的缺失B．碱基对的缺失碱基对的增添C．碱基对的替换碱基对的增添或缺失D．碱基对的增添或缺失碱基对的替换解析从图中可以看出，突变①只引起一个氨基酸的改变，所以应属于碱基对的替换。

突变②引起突变点以后的多种氨基酸的改变，所以应属于碱基对的增添或缺失。

答案 C4．如下图所示，基因A与a1、a2、a3之间的关系不能说明( )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．图中基因的遗传将遵循自由组合定律解析图中的基因A与a1、a2、a3之间是等位基因的关系，它们的遗传不遵循自由组合定律。

答案 D5．基因突变既可发生隐性突变，也可发生显性突变。

若某种自花受粉植物的AA和aa 植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。

解析发生显性突变时，子一代个体(Aa)由于具有了显性基因A，可直接表现突变性状，其自交后，在子二代会获得基因型为AA、Aa的两种显性个体，但无法确定哪一个为纯合体，只有让两种显性个体再分别自交，自交后代不发生性状分离的个体才是显性突变纯合体。

发生隐性突变时，子一代个体虽然具有了隐性基因a，但由于基因A的作用，子一代不能表现隐性性状，子一代自交得到的子二代中的基因型为aa的个体才可表现隐性突变性状，具有该突变性状的个体即为隐性突变纯合体。

所以，最早在子一代中能观察到该显性突变的性状；最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子三代中能分离得到显性突变纯合体(AA)；最早在子二代中能分离得到隐性突变纯合体(aa)。

答案一二三二课后跟踪分层训练(时间：35分钟)1．下列哪种现象属于生物的可遗传变异( )A．白菜因水肥充足比周围白菜高大B．变色龙在草地上呈绿色，在树干上呈灰色C．蝴蝶的幼虫和成虫，其形态结构差别大D．由同一麦穗上的种子培养出的植株中，有抗锈病的和不抗锈病的解析A、B两项中性状的改变都是由外界环境引起的，而蝴蝶的成虫和幼虫，其细胞中遗传物质是完全相同的，只是在不同时期表达不同。

答案 D2．相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因( )A．叶肉B．根分生区C．茎尖D．花药解析新基因是通过基因突变产生的，而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中，只有分裂的细胞才进行DNA分子复制，故细胞分裂频率高的组织易产生新基因，不分裂的细胞产生新基因的难度最大。