1、第第5章基因突变及其他变异章基因突变及其他变异第第1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组一、生物变异的类型一、生物变异的类型1、不可遗传的变异（仅由环境变化引起）、不可遗传的变异（仅由环境变化引起）2、可遗传的变异（由遗传物质的变化引起）、可遗传的变异（由遗传物质的变化引起）基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异二、可遗传的变异二、可遗传的变异（一）基因突变（一）基因突变1、概念：、概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起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，叫做基因突变。的基因结构的改变，叫做基因突变。2、原因：物理因素：、原因：物理因
2、素：X射线、紫外线、射线、紫外线、r射线等；射线等；化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等；化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等；生物因素：病毒、细菌等。生物因素：病毒、细菌等。3、特点：、特点：a、普遍性、普遍性 b、随机性（基因突变可以发生在生物个体、随机性（基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可以发生在细胞内的不同的发育的任何时期；基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分分子上或同一子上或同一DNA分子的不同部位上）；分子的不同部位上）；c、低频性、低频性 d、多数有害、多数有害性性 e、不定向性、不定向性注：体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能注：体细胞的突变不能直接传给
3、后代，生殖细胞的则可能4、意义：它是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是、意义：它是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。生物进化的原始材料。（二）基因重组（二）基因重组1、概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状、概念：是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。的基因的重新组合。2、类型：、类型：a、非同源染色体上的非等位基因自由组合、非同源染色体上的非等位基因自由组合 b、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换3、意义：基因重组产生新的基因型，是生物变异的来源之一，、意义：基因重组产生新的基因型
4、，是生物变异的来源之一，也是生物多样性的重要原因之一，对生物的进化也具有重要的也是生物多样性的重要原因之一，对生物的进化也具有重要的意义。意义。1.以以RNA为遗传物质的生物，因为遗传物质的生物，因RNA为单链结构，更易发生为单链结构，更易发生基因突变。基因突变。2.基因突变是不定向的，但环境对其相应性状的选择却是定基因突变是不定向的，但环境对其相应性状的选择却是定向的。向的。拓展拓展随堂练习随堂练习1.下列有关细胞生命历程的叙述，正确的有几项（下列有关细胞生命历程的叙述，正确的有几项（ ） 细胞生长，其表面积增大，导致细胞的物质交换效率升高细胞生长，其表面积增大，导致细胞的物质交换效率升高
5、细胞衰老，呼吸速率减慢；细胞分化，基因不变细胞衰老，呼吸速率减慢；细胞分化，基因不变细胞凋亡，细胞周期变短；细胞坏死，膜通透性降低细胞凋亡，细胞周期变短；细胞坏死，膜通透性降低细胞凋亡受基因控制，有利于多细胞生物个体的生长发育细胞凋亡受基因控制，有利于多细胞生物个体的生长发育 抑癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞分裂和生长进程；细抑癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞分裂和生长进程；细胞癌变，膜黏着性增强，代谢增强胞癌变，膜黏着性增强，代谢增强细菌在无丝分裂过程中需进行细菌在无丝分裂过程中需进行DNA复制复制A. 2项项 B. 3项项 C. 4项项 D. 5项项 随堂练习随堂练习2.下列有关
6、癌细胞的叙述，错误的是（下列有关癌细胞的叙述，错误的是（ ） A. 具有细胞增殖失控的特点具有细胞增殖失控的特点 B. 癌细胞只有原癌基因没有抑癌基因癌细胞只有原癌基因没有抑癌基因C. 基因突变可能使正常细胞变成癌细胞基因突变可能使正常细胞变成癌细胞 D. 细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞易分散转移细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞易分散转移随堂练习随堂练习3.下列关于基因重组的说法，错误的是（下列关于基因重组的说法，错误的是（ ） A. 生物体进行有性生殖过程中控制不同性状基因的重新组合属于基生物体进行有性生殖过程中控制不同性状基因的重新组合属于基因重组因重组B. 减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体
7、之间的局部交换可减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组导致基因重组C. 减数分裂过程中，随着非同源染色体上的非等位基因自由组合可减数分裂过程中，随着非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组导致基因重组D. 一般情况下，水稻根尖分生区细胞内不能发生基因重组一般情况下，水稻根尖分生区细胞内不能发生基因重组随堂练习随堂练习1.【答案】【答案】 A 【解析】随着细胞生长，细胞体积增大时，细胞表面积【解析】随着细胞生长，细胞体积增大时，细胞表面积/体积的体积的比值减小，相对表面积减少，导致物质运输速率下降，错误；比值减小，相对表面积减少，导致物质运输速率下降，错误；
8、细胞衰老，酶的活性降低，呼吸速率减慢；细胞分化的原因是不同细胞衰老，酶的活性降低，呼吸速率减慢；细胞分化的原因是不同细胞中基因选择性表达的结果，基因不变，正确；细胞中基因选择性表达的结果，基因不变，正确； 凋亡的细胞不再分裂，没有细胞周期；坏死的细胞，膜通透性增凋亡的细胞不再分裂，没有细胞周期；坏死的细胞，膜通透性增加，错误；加，错误；随堂练习随堂练习细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，有利于多细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，有利于多细胞生物个体的生长发育，正确；细胞生物个体的生长发育，正确；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖；细胞癌变，糖蛋白减少，抑癌基因主要是阻
9、止细胞不正常的增殖；细胞癌变，糖蛋白减少，膜黏着性增强，错误；膜黏着性增强，错误；细菌的繁殖方式是二分裂，错误。细菌的繁殖方式是二分裂，错误。故答案为：故答案为：A。随堂练习随堂练习2.【答案】【答案】 B 【解析】【解析】A、癌细胞失去接触抑制，适宜条件下能无限增殖，、癌细胞失去接触抑制，适宜条件下能无限增殖，A正确；正确； B、癌细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞变成癌、癌细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞变成癌细胞，细胞，B错误；错误；C、环境中的致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常、环境中的致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂
10、失控变成癌细胞，细胞的生长和分裂失控变成癌细胞，C正确；正确；D、癌细胞表面发生改变，细胞膜上的糖蛋白质减少，导致细胞间、癌细胞表面发生改变，细胞膜上的糖蛋白质减少，导致细胞间的黏着性降低，使细胞易扩散转移，的黏着性降低，使细胞易扩散转移，D正确。正确。故答案为：故答案为：B。随堂练习随堂练习3.【答案】【答案】 B 【解析】【解析】A、生物体进行有性生殖产生配子过程中控制不同性状的、生物体进行有性生殖产生配子过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组，基因的重新组合属于基因重组，A正确；正确； B、减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交、减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹
11、染色单体之间的局部交换可导致基因重组，换可导致基因重组，B错误；错误；C、减数分裂过程中，随着非同源染色体上的非等位基因自由组合、减数分裂过程中，随着非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，可导致基因重组，C正确；正确；D、一般情况下，水稻根尖分生区细胞无法进行减数分裂，故不能、一般情况下，水稻根尖分生区细胞无法进行减数分裂，故不能发生基因重组，发生基因重组，D正确。故答案为：正确。故答案为：B。随堂练习随堂练习4.填空：填空： （1）科学家根据细胞内）科学家根据细胞内_，把细胞分为真核细胞和原核细，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。胞两大类。 （2）细胞核的功能：）细胞核的功能：
12、_。 （3）酶具有高效性的原因是）酶具有高效性的原因是_。 （4）写出有氧呼吸的化学反应式（底物是葡萄糖）：）写出有氧呼吸的化学反应式（底物是葡萄糖）：_。 （5）_为一个细胞周期。为一个细胞周期。 （6）原癌基因主要负责）原癌基因主要负责_。 随堂练习随堂练习5.下图为人体细胞生长、分裂、分化、衰老和凋亡过程示意图，图下图为人体细胞生长、分裂、分化、衰老和凋亡过程示意图，图中中为各个时期的细胞，为各个时期的细胞，ad表示细胞所进行的生理过程。据图表示细胞所进行的生理过程。据图回答下列问题：回答下列问题： 随堂练习随堂练习（1）的过程代表细胞的生长，但是细胞不能无限长大，主的过程代表细胞的生长
13、，但是细胞不能无限长大，主要原因是，一方面要原因是，一方面_限制了细胞的长大；另一方面，核质比限制了细胞的长大；另一方面，核质比也会限制细胞的长大。若为受精卵，其全能性也会限制细胞的长大。若为受精卵，其全能性_（最高（最高/较高较高/最低）。最低）。 （2）在）在ad中，染色体中，染色体染色质结构的动态变化主要发生在染色质结构的动态变化主要发生在_中。中。 （3）c表示是表示是_过程，其根本原因是过程，其根本原因是_。 随堂练习随堂练习（4）若细胞发生癌变，往往容易扩散转移，这主要是由于细胞膜）若细胞发生癌变，往往容易扩散转移，这主要是由于细胞膜上的上的_减少所致。减少所致。 （5）细胞发生癌
14、变与原癌基因和抑癌基因有密切关系。其中原癌）细胞发生癌变与原癌基因和抑癌基因有密切关系。其中原癌基因的作用是基因的作用是_。抑癌基因的作用是。抑癌基因的作用是_。 随堂练习随堂练习6.完成下列填空：完成下列填空： （1）在）在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有_ 种，种，所以脱氧核苷酸也有所以脱氧核苷酸也有_种。种。 （2）从）从DNA分子的复制过程可以看出，分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要分子复制需要_、_、_ 和和_等条件。等条件。DNA分子的分子的_结构结构能够为复制提供精确的模板，通过能够为复制提供精确的模板，通过_保证了复制能够正确地
15、保证了复制能够正确地进行。进行。 随堂练习随堂练习（3）基因指导蛋白质的合成包括）基因指导蛋白质的合成包括_和和_两步。两步。 （4）可遗传的变异有三个来源分别是）可遗传的变异有三个来源分别是_、_、_ 。 （5）基因突变的结果是产生新）基因突变的结果是产生新_ ，基因重组的结果是产生，基因重组的结果是产生新的新的 _。 随堂练习随堂练习4.【答案】【答案】 （1）有无以核膜为界限的细胞核）有无以核膜为界限的细胞核（2）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心（3）同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著）同无机催化剂相比，酶降低活化能的
16、作用更显著（4）（5）连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完）连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止成时为止（6）调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程）调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程 随堂练习随堂练习【解析】（【解析】（1）科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把）科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类，由原核细胞构成的生物为原细胞分为真核细胞和原核细胞两大类，由原核细胞构成的生物为原核生物，由真核细胞构成的生物为真核生物。（核生物，由真核细胞构成的生物为真核生物。（2）对细胞核功能）对细胞核功能较为全面的
17、阐述是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控较为全面的阐述是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。（制中心。（3）酶具有高效性的原因是同无机催化剂相比，酶降低）酶具有高效性的原因是同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。（活化能的作用更显著。（4）写出有氧呼吸的化学反应式）写出有氧呼吸的化学反应式 。（。（5）连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为随堂练习随堂练习止，为一个细胞周期。细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期止，为一个细胞周期。细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期持续的时间远比分裂期
18、长。（持续的时间远比分裂期长。（6）原癌基因主要负责调节细胞周期，）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。控制细胞生长和分裂的进程。 5.【答案】【答案】 （1）细胞表面积与体积的关系；最高）细胞表面积与体积的关系；最高（2）b（3）细胞分化（或分化）；基因的选择性表达（不同的细胞中遗）细胞分化（或分化）；基因的选择性表达（不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的）传信息的执行情况是不同的）随堂练习随堂练习（4）糖蛋白）糖蛋白（5）负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；阻止细胞）负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；阻止细胞不正常的增殖不正常的增殖 。【解析】（【解
19、析】（1）细胞不能无限长大的主要原因有细胞表面积与体积）细胞不能无限长大的主要原因有细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，细胞体积越大，相对表面积越小，物质的关系限制了细胞的长大，细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低，其次细胞核控制能力有限，核质比也会限制细胞的运输效率越低，其次细胞核控制能力有限，核质比也会限制细胞的长大。受精卵未发生分化，其全能性最高。（长大。受精卵未发生分化，其全能性最高。（2）染色体）染色体染色质染色质结构的动态变化主要发生在结构的动态变化主要发生在b细胞增殖过程中。细胞增殖过程中。随堂练习随堂练习（3）c表示细胞分化，其根本原因是基因的选择性表达。（表示细
20、胞分化，其根本原因是基因的选择性表达。（4）若）若细胞发生癌变，其细胞膜上的糖蛋白减少，导致容易扩散转移。细胞发生癌变，其细胞膜上的糖蛋白减少，导致容易扩散转移。（5）原癌基因的作用是负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂）原癌基因的作用是负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖。的进程。抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖。 6.【答案】【答案】 （1）4；4（2）模板；原料；能量；酶；双螺旋；碱基互补配对）模板；原料；能量；酶；双螺旋；碱基互补配对（3）转录；翻译）转录；翻译（4）基因突变；基因重组；染色体变异）基因突变；基因重组；染色体变异（5）基因
21、；基因型）基因；基因型 随堂练习随堂练习【解析】（【解析】（1）在）在DNA分子中，组成脱氧核苷酸的碱基有分子中，组成脱氧核苷酸的碱基有A、G、C、T共共4种，所以脱氧核苷酸也有种，所以脱氧核苷酸也有4种。（种。（2）DNA分子复制需要模板分子复制需要模板 （亲代（亲代DNA分子的两条链）、原料（游离的分子的两条链）、原料（游离的4种脱氧核苷酸）、能种脱氧核苷酸）、能量（量（ATP）和酶（解旋酶、）和酶（解旋酶、DNA聚合酶）等条件。聚合酶）等条件。DNA分子的双螺分子的双螺旋结构能够为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制旋结构能够为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制能够
22、正确地进行。（能够正确地进行。（3）基因指导蛋白质的合成包括转录和翻译两）基因指导蛋白质的合成包括转录和翻译两步。其中转录是以步。其中转录是以DNA分子一条链为模板合成分子一条链为模板合成RNA，主要发生在细，主要发生在细胞核中；翻译是以胞核中；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在核糖体为模板合成蛋白质的过程，发生在核糖体中。中。随堂练习随堂练习（4）可遗传的变异有三个来源，分别是基因突变、基因重组、染）可遗传的变异有三个来源，分别是基因突变、基因重组、染色体变异。（色体变异。（5）基因突变的结果是产生新基因，是生物变异的根）基因突变的结果是产生新基因，是生物变异的根本来源；基因重组的结果是产生新的基因型，是生物变异的重要来本来源；基因重组的结果是产生新的基因型，是生物变异的重要来源。源。 谢谢谢谢
