第五章基因突变及其他变异
第一节基因突变和基因重组
一、基因突变的实例
1、镰刀型细胞贫血症
⑴症状
⑵病因基因中的碱基替换
直接原因：血红蛋白分子结构的改变
根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变
2、基因突变
概念：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
二、基因突变的原因和特点
1、基因突变的原因有内因和外因
物理因素：如紫外线、X射线
⑴诱发突变（外因）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物
生物因素：如某些病毒
⑵自然突变（内因）
2、基因突变的特点
⑴普遍性
⑵随机性
⑶不定向性
⑷低频性
⑸多害少利性
3、基因突变的时间
有丝分裂或减数第一次分裂间期
4.基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料
三、基因重组
1、基因重组的概念
随机重组（减数第一次分裂后期）
2、基因重组的类型
交换重组（四分体时期）
3.时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期）
４．基因重组的意义
四、基因突变与基因重组的区别
第二节染色体变异
一、染色体结构的变异（猫叫综合征）
1、概念
缺失
2、变异类型重复
倒位
易位
二、染色体数目的变异
1.染色体组的概念及特点
2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题
⑴一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？
（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。）
⑵二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染
色体组，这种说法对吗？为什么？
（答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。）
⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就
含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？
（答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。）
（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？
（答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。）
3.染色体组数目的判断
（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。
问：图一中细胞含有几个染色体组？
（2）根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。
问：图二中细胞含有几个染色体组？
（3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数
果蝇的体细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，即染色体形态数为4（X、Y视为同种形态染色体），染色体组数目为2。
人类体细胞中含有46条染色体，共23对同源染色体，即染色体形态数是23，细胞内含有2个染色体组。
第五章基因突变及其他变异
1. 生物的变异
（2013福建卷）5.某男子表现型正常，但其一条14 号和一条21 号染色体相互连接
形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8 种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
【答案】D
【解析】图甲看出，一条14 号和一条21 号染色体相互连接
时，还丢失了一小段染色体，明显是染色体结构变异，A 错误；
观察染色体的最佳时期是中期，B 错误；减数分裂时同源染色体
发生分离，应该产生13 和2 和1 和23 和12 和3 六种精子，C 错误；该男子减数分裂时能产生正常的精子13，自然可以产生正常的后代，D 正确。
【试题点评】通过染色体变异和精子形成过程图例的分析，考察了学生对染色体变异和基因重组的区别、减数分裂过程、非同源染色体自由组合等知识的理解和应用能力。
(2013四川卷)5．大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是（）
A.用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性
B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体
C.植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低
D.放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向
【答案】A
【命题思路】本题借“物理因素诱发基因突变”创设情境，实际考查《分子与细胞》和《遗传与进化》两大模块基础知识的理解推理能力、获取信息的能力和综合应用能力，属于能力立意题。
【解析】植物细胞具有全能性，与它是否为单倍体无关，只需要其细胞具有该生物体的全套遗传信息即可，A正确；有丝后期着丝点断裂，细胞内染色体加倍，应为40条染色体，B选项错；由题可知该突变植株为杂合子，但是表现抗病，所以该突变为显性突变，那么连续自交后，纯合抗病植株比例会逐代升高，显性纯合子所占比例无限趋近于50%，故选项C 错误；决定进化方向的不是变异本身，而是自然选择，选项D错。
(2013安徽卷)4.下列现象中，与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是
①人类的47，XYY综合征个体的形成
②线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落
③三倍体西瓜植株的高度不育
④一对等位基因杂合子的自交后代出现3：1的性状分离比
⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体
A．①② B.．①⑤C．③④D．④⑤
【答案】C
【解析】①人类的47，XYY综合征个体的形成是减数第一次分裂或减数第二次分裂异
常有关，卵细胞不可能提供Y染色体，所以YY染色体来自于精子，减II姐妹染色单体没有分离，与同源染色体联会行为无关；②线粒体DNA不与蛋白质结合不形成染色体，和同源染色体联会无联系。③三倍体西瓜植株的高度不育正是由于同源染色体不能正常联会的结果，所以选项中必有此小项。故选C。④一对等位基因杂合子的自交后代出现3 ：1的性状分离比是基因分离定律的本质，在于联会后的同源染色体的分离。⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21-三体综合征个体，是指有丝分裂过程，与同源染色体联会无关。
【试题点评】本题主要考查减数分裂与变异之间的联系，重点考察了学生对减数分裂过程的理解，难度适中。
（2013海南卷）22.某二倍体植物染色体上的基因B
是由其等位基因B1突变而来
2
的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是
A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B.基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同
C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
【答案】D
【解析】据基因突变的含义可知，基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变，故A正确。由于密码子具有兼并性，不同基因编码的蛋白质有可能相同或不同，故B正确。生物起源于共同的原始祖先，生物体蛋白质的合成中都共用同一套遗传密码，故C正确。由题可知B1与B2正常情况下应为一对同源染色体上的一对等位基因，当其在减数分裂形成配子时，通常应随同源染色体的彼此分开，而相应的等位基因的也随之彼此分离。故B1与B2不可能同时存在于同一个配子中，D错误。
【试题点评】本题将基因突变，蛋白质合成及减数分裂相关知识综合一起对学生进行考试考查。难度较小。
（2013上海卷）14．若不考虑基因突变，遗传信息一定相同的是
A．来自同一只红眼雄果蝇的精子B．来自同一株紫花豌豆的花粉
C．来自同一株落地生根的不定芽D．来自同一个玉米果穗的籽粒
【答案】C
（2013上海卷）17．编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。表l显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是
A．状况①一定是因为氨基酸序列没有变化
B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50％
C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化
D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加
【答案】C
（2013山东卷）27.（14分）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎
（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如上图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子由变为。正常情况下，基因R在细胞中最多有个,其转录时的模板位于（填“a”或“b”）链中。
（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为，用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为。
（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh 型细胞，最可能的原因是。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是。
（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）
实验步骤：①
②观察、统计后代表现性及比例
结果预测：Ⅰ若，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ若，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ若，则为图丙所示的基因组成。
【答案】
（1）GUC UUC 4 a
（2）1/4 4:1
（3）（减数第一次分裂时）交叉互换减数第二次分裂时染色体未分离
（4）答案一
①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交
I. 宽叶红花与宽叶白花植株的比为1:1
II. 宽叶红花与宽叶白花植株的比为=2:1
III. 宽叶红花与窄叶白花植株的比为1:0
【解析】（1）由起始密码子（mRNA上）为AUG可知，基因M和基因R转录的模板分别为b链和a链。对M基因来说，箭头处C突变为A，对应的mRNA上的即是G变成U，所以密码子由GUC变成UUC；正常情况下，基因成对出现，若此植株的基因为RR，则DNA 复制后，R基因最多可以有4个。
（2）F1为双杂合子，这两对基因又在非同源染色体上，所以符合孟德尔自由组合定律，F2中自交后性状不分离的指的是纯合子，F2中的四种表现各有一种纯合子，且比例各占F2中的1/16，故四种纯合子所占F2的比例为(1/16)*4=1/4；F2中宽叶高茎植株有四种基因型MMHH：MmHH：MMHh：MmHh=1：2：2：4，他们分别与mmhh测交，后代宽叶高茎：窄叶矮茎=4:1。
（3）减数分裂第二次分裂应是姐妹染色单体的分离，而现在出现了Hh，说明最可能的原因是基因型为Hh的个体减数分裂过程联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，形成了基因型为Hh的次级性母细胞；配子为中应只能含一个基因H，且在4号只有一条染色体的情况下，说明错误是发生在减数第二次分裂时着丝点没有分开造成的。
第5章基因突变及其他变异
一、选择题
1．人类发生镰刀型贫血症情况的根本原因在于基因突变，突变的方式是基因内（）A．碱基发生替换B．增添或缺失某个碱基对
C．增添一小段DNA D．缺少一小段DNA
2．若一对夫妇所生的子女中，性状上差异甚多，这种差异主要来自于（）
A．基因突变B．基因重组
C．环境影响D．染色体变异
3．现有三种玉米籽粒，第一种是红的，第二种是白的，第三种也是白的，但如果在成熟时期暴露于阳光下籽粒变成红的。第三种玉米的颜色是由哪种因素决定的（）A．基因B．环境
C．基因和环境D．既不是基因也不是环境
4．下列不属于多倍体特点的是（）
A．茎秆、叶、果实、种子都较大B．发育迟缓
C．营养物质含量增多D．高度不育
5．人工诱导多倍体最常用的有效方法是（）
A．杂交实验B．射线或激光照射萌发的种子或幼苗C．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D．花药离体培养
6．遗传病是指（）
A．具有家族史的疾病
B．生下来就呈现的疾病
C．由于遗传物质发生了变化而引起的疾病
D．由于环境因素影响而引起的疾病
7．21三体综合征属于（）
A．基因病中的显性遗传病B．单基因病中的隐性遗传病
C．常染色体遗传病D．性染色体遗传病
8．无子西瓜之所以无子，是因为三倍体植株在减数分裂过程中染色体的（）A．数目增加，因而不能形成正常的卵细胞
B．数目减少，因而不能形成正常的卵细胞
C．联会紊乱，因而不能形成正常的卵细胞
D．结构改变，因而不能形成正常的卵细胞
9．人类基因组是指人类DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因的遗传图、物理图、序列图和转录图。科学家应对多少条染色体进行分析（）
A．46条B．23条C．24条D．22条
10．下列关于基因突变的叙述中，正确的是（）
①基因突变包括自发突变和诱发突变
②基因突变发生在DNA复制时，碱基排列发生差错，从而改变了遗传信息，产生基因突变
③生物所发生的基因突变，一般都是有害的，但也有有利的
A．①②B．②③C．①③D．①②③
11．下列变异属于基因突变的是（）
A．外祖父色盲，母亲正常，儿子色盲B．杂种红果番茄的后代出现黄果番茄
C．纯种红眼果蝇的后代出现白眼性状D．用花粉直接培育的玉米植株变得弱小12．减数分裂和受精作用会导致生物发生遗传物质的重组，在下列叙述中与遗传物质重
组无关的是（）
A．联会的同源染色体发生局部的互换
B．卵原细胞形成初级卵母细胞时DNA复制
C．形成配子时，非同源染色体在配子中自由组合
D．受精作用时，雌雄配子的遗传物质相互融合
13．如果将一个镰刀型细胞贫血病的患者血液，输给一个血型相同的正常人，将使正常人（）
A．基因产生突变，使此人患病B．无基因突变，性状不遗传给此人
C．基因重组，将病遗传给此人D．无基因重组，此人无病，其后代患病14．下列属于染色体结构变异的是（）
A．染色体中DNA的一个碱基发生了改变
B．染色体增加了某一段
C．染色体中DNA增加了碱基对
D．染色体中DNA缺少了一个碱基
15．用基因型DdTt的个体产生的花粉粒，分别进行离体培育成幼苗，再用一定浓度的秋水仙素处理，使其成为二倍体。这些幼苗成熟后的自交后代是（）A．全部是纯种B．全部是杂种C．1/4的纯种D．1/6的纯种
二、非选择题
1．放射性同位素60Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生_________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能_________、____________。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体_________（选填“可以”或“不可以”）直接触摸射线处理过的材料。
2．基因突变按其发生的部位，可分为体细胞突变和生殖细胞突变两种，如果是前者，应发生在细胞_________分裂的_________期，如果是后者，应发生在____________分裂前的_____________期，例如，人的癌症是在致癌因子的影响下发生的突变，它应属于上述两种突变中的___________。如果突变导致突变型后代，则属于______________。
3．在四倍体西瓜的植株花朵上，授以普通二倍体西瓜的花粉，得到的西瓜果肉细胞和种子的胚细胞的染色体组数分别是_________、___________。
参考答案
一、选择题
1. A
解析：该病症的病因是控制合成血红蛋白的DNA上的一个碱基对发生了改变。
2. B
解析：基因突变的频率是很低的，而基因重组能产生相当丰富的差异。染色体变异的发生率也很低，且一旦发生个体很难存活。环境影响的不可遗传变异居次要地位。
3. C
解析：基因决定这种玉米在成熟时暴露于阳光下能变红，而平时是白色的；而它究竟是红色还是白色还需有无阳光决定，因此是基因与环境的共同作用。
4. D
解析：自然状态下许多植物，如小麦，就是多倍体，并没有高度不育的特性。
5. C
解析：基本知识。
6. C
解析：基本概念。
7. C
解析：三体综合征的病因是患者比常人多了一条21号常染色体。
8. C
解析：三倍体植株减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的卵细胞，因此种子不发育，变成无子西瓜。
9. C
解析：同源染色体上的等位基因控制同一性状，具有极大的相似性，而且等位基因之间的差异性不仅存在于一个人的同源染色体上，也存在于不同人之间，因此分析两条同源染色体没有必要。但人类的性染色体X与Y上有各自独立的基因片段，必须独立进行分析，因此一共需要分析22 + X + Y = 24条染色体。
10. C
解析：②不一定在DNA复制时才产生基因突变。
11. C
解析：A、B都是基因重组，D是染色体变异。
12. B
解析：A、C、D均涉及等位基因的分离和组合，属于基因重组；DNA的复制与此无关。
13. B
解析：患者的血液不改变正常人体细胞和生殖细胞的遗传物质。
14. B
解析：染色体的结构变异有缺失、重复、倒位、移位四种，重复和缺失都会使染色体增加一段。这种变化是能在光学显微镜中看出的。而碱基的改变、增加、缺失都是基因突变。
15. A
解析：花粉粒离体培养出的幼苗是单倍体，用秋水仙素处理后，细胞内染色体复制加倍，没有经历基因重组，因此全部是纯合子。
二、非选择题
1. 基因突变杀虫杀菌可以
解析：高能量的γ射线可以打断分子中的化学键，从而破坏有机物分子结构，如核酸、蛋白质的结构。因此它既能诱发突变，又能杀虫灭菌。经γ射线照射后物体本身不会带上放射性，可以安全接触。
2．有丝间减数间体细胞突变生殖细胞突变
3．4个3个
解析：果肉染色体数由母本决定。
《基因突变》教学设计 1.教材依据： 青岛版普通高中课程标准试验教科书生物《必修2》第四章第1 节。 2.设计思想 教学活动围绕着对基因突变的实例展开，理解基因突变的内涵，把握基因突变的外延、特点以及与生物变异和进化的关系；强化核心概念的教学，注重知识与生活、实践应用的联系。 3.目标聚焦 1.阐明基因突变的机理、特点和应用 2.关爱生命，选择健康的生活方式 4. 学法指导 从实例分析入手，按照认知的规律从现象到概念，从宏观（镰刀型贫血症）到微观（镰刀型贫血症的发病机理）来归纳总结出基因突变的概念和特点；利用图示、加强知识的前后联系等方法引导学生不断地探究、思考、分析和讨论，帮助学生理解基因突变概念、结果以及与性状的关系。最后将所学内容进行整合。 5教学过程 导入：（通过PPT 上的两个实例，引出可遗传变异和不可遗传变异的两种类型） 学生活动：学生观察PPT 并分析讨论。 提问：实例一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG 左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。实例二：太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大， 将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。 实例一、二描述的变异类型是否属于同一种变异？若不是，二者不同的原因是什么？ （学生思考）――不是，前者不可以遗传，后者可以遗传。 教师总结并展示PPT：变异分为不可遗传的变异（仅由环境因素引起的性状改变）和可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异。 这节课我们来探讨学习可遗传变异中的基因突变。 板书：第四章生物的变异第1 节基因突变 教师通过PPT 展示教材P69 基因突变的意义：新基因产生的途径、生物变异的根本来源、为生物进化提供了原始材料，提高同学们学习《基因突变》的兴趣。
第五章第二节生态系统的能量流动 一、选择题 1．有关生态系统中能量流动的叙述不正确的是( ) A．生态系统中能量流动是从太阳辐射光能开始的 B．生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能 C．生态系统中的能量流动是逐级递减和单向流动的 D．生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持 2．某地的一种金龟子专以大象的粪便为食，大象是初级消费者，假设第一营养级的能量为 2.5×108kJ，则以下说法正确的是( ) ①金龟子处于第三营养级②金龟子属于分解者 ③流向金龟子的能量至少为2.5×106 kJ ④金龟子从第二营养级获得能量为零 A．①③ B．②④ C．只有② D．只有① 3．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是( ) A．初级消费者的粪便中的能量实际上属于生产者同化量的一部分 B．①表示流经生态系统内部的总能量 C．一般情况下，③为②的10%～20% D．从能量关系看②>③＋④ 4．某个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，此生态系统的能量金字塔中，下列表述正确的是( ) A．a＝b＋c＋d B．a>b＋c C．a 第5章 基因突变及其他变异 ★第一节 基因突变和基因重组 一、生物变异的类型 ● 不可遗传的变异（仅由环境变化引起） ● 可遗传的变异（由遗传物质的变化引起） 基因突变 基因重组 染色体变异 二、可遗传的变异 （一）基因突变 1、概念：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，叫做基因突变。 类型：自然突变和诱发突变 发生时期：主要是细胞分裂间期DNA 分子复制时。 2、原因： 外因 物理因素：X 射线、紫外线、r 射线等； 化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等； 生物因素：病毒、细菌等。 内因： DNA 复制过程中，基因中碱基对的种类、数量和排列顺序发生改变，从而改变了基因的结构。 3、特点：a 、普遍性 b 、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DNA 分子上或同一DNA 分子的不同部位上）；c 、低频性 d 、多数有害性 e 、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 4、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。 （二）基因重组 1、概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 2、类型：a 、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 c 、人为导致基因重组（DNA 重组）如目的基因导入质粒 3、意义：形成生物多样性的重要原因之一；为生物变异提供了极其丰富的来源，对生物进化具有重要意义 基因重组不能产生新的基因，但能产生新的基因型。 基因突变既能产生新的基因，又能产生新的基因型。 有性生殖后代性状多样性的主要原因是基因重组。 传统意义上的基因重组是在减数分裂过程中实现的，但精子与卵细胞的结合过程不存在基因重组。 人工控制下的基因重组 （1）分子水平的基因重组，如通过对DNA 的剪切、拼接而实施的基因工程。 （2）细胞水平的基因重组，如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术下的大规模的基因重组。再如肺炎双球菌的转化。 第二节 染色体变异 一、染色体结构变异： 实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失） 类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解．．．．． ） 某一片段确实；增加某一片段；非同源染色体；位置颠倒 第5章基因突变及其他变异 A卷 一．选择题 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．基因突变对生物自身都是有害的 C．基因突变能够产生新的基因 D．基因突变是广泛存在的 2．基因突变按其发生的部位可以分为①体细胞突变和②生殖细胞突变两种，以下相关叙述中正确的是（） A．均发生在有丝分裂的间期 B．①发生在有丝分裂间期，②发生在减数第一次分裂的间期 C．均发生在减数第一次分裂的间期 D. ①发生在有丝分裂间期，②发生在减数第一次或第二次分裂的间期 3．使人患镰刀型细胞贫血症的根本原因是（） A．正常血红蛋白变成了异常血红蛋白 B．血红蛋白中的谷氨酸变成了缬氨酸 C．信使RNA中的GAA变成了GUA D．DNA中的一个碱基对发生了替换 4．人的基因突变不包括DNA分子双链中（） A．碱基对G—C变成T—A B．因某种原因增加了一对碱基G—C C．因某种原因缺失了一对碱基G—C D．因某种原因缺失了大量的基因 5．一种果蝇的突变个体在21℃的气温下，生活能力很差，但是当气温上升到25.5℃时，其生活能力则大大提高了，这说明（） A．生物的突变常常是有利的 B．环境条件的变化对突变体是有利的 C．突变后使个体的体质增强 D．突变的有利或有害与环境环境条件有关 6. Bu（5—溴尿嘧啶）是胸腺嘧啶的类似物，在含有Bu的培养基上培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌，与原大肠杆菌相比，突变型大肠杆菌中的碱基数目不变，但（A+T）/（C+G）的碱基比例略小于原大肠杆菌，这表明Bu诱发基因突变的机制是（）A．阻止碱基正常配对 B．断裂DNA链中糖与磷酸之间的化学键 C．诱发DNA发生碱基种类替换D．诱发DNA链发生碱基序列变化 7.下列各细胞中，只含有1个染色体组的是（） A. 果蝇的体细胞 B. 人的卵细胞 C. 单倍体普通小麦的体细胞 D. 普通小麦的体细胞 8. 已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的几种改变情况中，未发生染色体结构改变的是（） 9.下列有关单倍体的叙述中正确的是（） 生物必修三第五章试题及 详细答案 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 第五章第二节生态系统的能量流动 一、选择题 1．有关生态系统中能量流动的叙述不正确的是( ) A．生态系统中能量流动是从太阳辐射光能开始的 B．生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能 C．生态系统中的能量流动是逐级递减和单向流动的 D．生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持 2．某地的一种金龟子专以大象的粪便为食，大象是初级消费者，假设第一营养级的能量为×108kJ，则以下说法正确的是( ) ①金龟子处于第三营养级②金龟子属于分解者 ③流向金龟子的能量至少为×106kJ④金龟子从第二营养级获得能量为零 A．①③B．②④C．只有②D．只有① 3．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是( ) A．初级消费者的粪便中的能量实际上属于生产者同化量的一部分 B．①表示流经生态系统内部的总能量 C．一般情况下，③为②的10%～20% D．从能量关系看②>③＋④ 4．某个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，此生态系统的能量金字塔中，下列表述正确的是( ) A．a＝b＋c＋dB．a>b＋cC．a 基因突变 导入：表现型是基因型与环境条件相互作用的结果，不论是基 因型还是环境条件的改变，都可能引起表现型改变，这就是生物的变异。 问题情境：投影显示资料 资料一：在北京培育出的优质甘蓝品种，叶球最大的有3．5千克，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7千克左右。但再引回北京后，叶球又只有3．5千克。 资料二：用抗病易倒的小麦和易病抗倒的小麦杂交，通过基因重组培育出了既抗病又抗倒的高产小麦品种。 提出问题： 1．变异的类型有哪几种？ 2．不同变异类型分别由何种原因引起？结果如何？ 学生思考得出结论，教师进一步归纳总结。 （－）基因突变 1．基因突变的概念 血红蛋白是由四条多肽链，共含有574个氨基酸中，病者与正常人大部分是相同的。所不同的，只是在第6位的一个谷氨酸被缬氨酸替代，因而引起血红蛋白结构异常。异常的血红蛋白在氧气分压较低的情况下呈棒状或卷绳样晶体结构，会使红细胞由正常圆饼状变成镰刀状。镰刀型红细胞膜易受损伤而被网状内皮细胞破坏，出现溶血性贫血症状。 讨论问题：产生蛋白质结构变异的根本原因是什么？ 演示软件：该软件开始可从上→下顺次演示，比较符合学生由表及里、由浅入深的认知规律。当学生已有一定的感性认识后，再次演示可变为从下→上次序播放。而此种安排则有助于学生明确因果关系，进一步加深知识理解。 学生认真观察、思考、得出结论：控制血红蛋白分子合成的DNA 碱基序列中有一对发生了改变（变成）遗传信息改变，mRNA上相应密码子改变，多肽链上相应的氨基酸改变，血红蛋白异常红 细胞异常（镰刀型） 教师点拨：除了碱基替换外，控制合成血红蛋白分子的DNA碱基序列有时也会发生碱基的增添或缺失，导致血红蛋白病的产生，引导学生最终得出基因突变的概念。 2．基因突变 3．基因突变的特点 指导学生阅读：书P49。 高二生物必修三第五章生态系统及其稳定 性知识点总结 一、生态系统的结构 1、定义：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，最大的生态系统是生物圈(是指地球上的全部生物及其无机环境的总和)。 2、类型：自然生态系统：包括水域生态系统(海洋生态系统、淡水生态系统)和陆地生态系统人工生态系统。自然生态系统的自我调节能力大于人工生态系统 3 生态系统的结构 (1)生态系统的组成成分(功能结构) 特例： 寄生植物(如菟丝子)消费者; 腐食动物(如蚯蚓)分解者; 自养微生物(如硝化细菌)生产者; 寄生微生物(如肺炎双球菌)消费者。 (2)食物链和食物网(营养结构) 食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系(食物链不包括非生物物质和能量及分解者)。 食物网：在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连 接的复杂的营养关系称为食物网分析食物网时应注意： a 越复杂的生态系统，食物网中的食物链的数量就越多。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。食物链上一般不超过五个营养级。 b 生产者总是为第一营养级。在食物网中，大型肉食动物在不同的食物链中所处的营养级往往不同(占有不同的营养级)。 C 每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。食物链中箭头的含义：方向代表能量流动的方向，同时体现捕食与被捕食的关系。 d 生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 e 在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。如蜘蛛与青蛙既是捕食关系，又是竞争关系。 二、生态系统的能量流动 1、能量流动 a、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程， b、过程：一个来源，三个去向。 c、特点：单向的、逐级递减的(不循环不可逆)。能量传递效率为10%-20% 2、研究能量流动的意义： a、实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率(如 第5章基因突变及其他变异 一、选择题 1．人类发生镰刀型贫血症情况的根本原因在于基因突变，突变的方式是基因内（）A．碱基发生替换B．增添或缺失某个碱基对 C．增添一小段DNA D．缺少一小段DNA 2．若一对夫妇所生的子女中，性状上差异甚多，这种差异主要来自于（） A．基因突变B．基因重组 C．环境影响D．染色体变异 3．现有三种玉米籽粒，第一种是红的，第二种是白的，第三种也是白的，但如果在成熟时期暴露于阳光下籽粒变成红的。第三种玉米的颜色是由哪种因素决定的（）A．基因B．环境 C．基因和环境D．既不是基因也不是环境 4．下列不属于多倍体特点的是（） A．茎秆、叶、果实、种子都较大B．发育迟缓 C．营养物质含量增多D．高度不育 5．人工诱导多倍体最常用的有效方法是（） A．杂交实验B．射线或激光照射萌发的种子或幼苗C．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D．花药离体培养 6．遗传病是指（） A．具有家族史的疾病 B．生下来就呈现的疾病 C．由于遗传物质发生了变化而引起的疾病 D．由于环境因素影响而引起的疾病 7．21三体综合征属于（） A．基因病中的显性遗传病B．单基因病中的隐性遗传病 C．常染色体遗传病D．性染色体遗传病 8．无子西瓜之所以无子，是因为三倍体植株在减数分裂过程中染色体的（） A．数目增加，因而不能形成正常的卵细胞 B．数目减少，因而不能形成正常的卵细胞 C．联会紊乱，因而不能形成正常的卵细胞 D．结构改变，因而不能形成正常的卵细胞 9．人类基因组是指人类DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因的遗传图、物理图、序列图和转录图。科学家应对多少条染色体进行分析（） A．46条B．23条C．24条D．22条 10．下列关于基因突变的叙述中，正确的是（） ①基因突变包括自发突变和诱发突变 ②基因突变发生在DNA复制时，碱基排列发生差错，从而改变了遗传信息，产生基因突变 ③生物所发生的基因突变，一般都是有害的，但也有有利的 A．①②B．②③C．①③D．①②③ 11．下列变异属于基因突变的是（） A．外祖父色盲，母亲正常，儿子色盲B．杂种红果番茄的后代出现黄果番茄 C．纯种红眼果蝇的后代出现白眼性状D．用花粉直接培育的玉米植株变得弱小12．减数分裂和受精作用会导致生物发生遗传物质的重组，在下列叙述中与遗传物质重组无关的是（） A．联会的同源染色体发生局部的互换 B．卵原细胞形成初级卵母细胞时DNA复制 C．形成配子时，非同源染色体在配子中自由组合 D．受精作用时，雌雄配子的遗传物质相互融合 13．如果将一个镰刀型细胞贫血病的患者血液，输给一个血型相同的正常人，将使正常人（） A．基因产生突变，使此人患病B．无基因突变，性状不遗传给此人 C．基因重组，将病遗传给此人D．无基因重组，此人无病，其后代患病14．下列属于染色体结构变异的是（） A．染色体中DNA的一个碱基发生了改变 B．染色体增加了某一段 C．染色体中DNA增加了碱基对 D．染色体中DNA缺少了一个碱基 15．用基因型DdTt的个体产生的花粉粒，分别进行离体培育成幼苗，再用一定浓度的 中心发言人：总课时： 第五章生态系统及其稳定性 第一节生态系统的结构 一教材分析 本节内容在全书及章节的地位：本节是高中生物必修三第5章《生态系统的稳定性》第一节。在教材中具有承上启下的作用。一方面，加深对种群、群落内容的理解，另一方面是生态系统的能量流动、物质循环、信息传递、生态系统的稳定性内容的基础。而通过本节的学习对培养学生系统分析的方法，建构模型的学习方法有积极意义，是高中生物教学的重要内容之一。 二教学目标 根据上述教材与内容分析，考虑到学生已有的认知结构、心理特征，确定如下教学目标： 1、知识方面 (1)举例说明什么是生态系统 (2)讨论某一生态系统的结构 (3)尝试建构生态系统的结构模型 2、能力方面 培养学生观察、阅读、分析、归纳、推理、综合、语言表达能力 3、情感目标 认同生态系统是一个统一的整体，为树立人与自然和谐发展的观念，形成生态意识和环境保护意志奠定基础。 三教学重点、难点 本节的教学重点是师生、生生讨论某一生态系统的结构。难点是从物质和能量的角度说明生态系统是一个整体。因此，课堂教学的关键是通过一系列问题的讨论，让学生寻找生物与生物、生物与无机环境之间的联系，在讨论中体验物质与能量这一纽带的存在，从而认同生态系统是一个无机环境与生物群落相互作用的统一整体。 四、教法 “情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。结合本节内容，教师通过图、文、科学事件等创设教学情境，联系学生生活实际，通过形式多样的活动，引导学生思维，在思考中形成生态系统概念，构建生态系统结构。 五、学法 高中课程改革的具体目标之一是“倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力、分析和解决问题能力及交流与合作的能力”。以建构主义理论为指导，结合高中生物课程的基本理念，注重与现实生活联系，运用多媒体课件，着力引导创新学生学习方法。 六、课时设计2课时 七、教学程序 第一课时 一、生态系统的概念和类型 1、生态系统的概念：生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。 一轮复习：必修二 基因突变及其它变异 一、选择题(本题共10小题，共60分) 1.(2013·深圳调研)科学家发现一种AGTN3的基因，其等位基因R能提升运动员的短跑成绩，其另一等位基因E能提升运动员的长跑成绩。现有一家庭，父母都具有E基因，擅长跑；一个儿子也具有E基因，擅长跑；但另一个儿子因不具有E基因而不擅长跑。请据此信息分析下列说法，其中不准确的是 ( ) A.不擅长跑的一个儿子肯定善短跑 B.E基因对AGTN3基因具有显性作用 C.AGTN3变成R或E的现象在遗传学上称为基因突变 D.一个儿子擅长跑，另一个儿子不擅长跑的现象在遗传学上称为性状分离 2.(2013·南京调研)下图表示某种生物的部分染色体发生的两种变异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，则图a、图b所示的变异( ) A．均为染色体结构变异 B．基因的数目均发生改变 C．均使生物的性状发生改变 D．均可发生在减数分裂过程中 3.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄中均既有野生型，又有突变型。由此可推断，该雌鼠突变型基因为( ) A.显性基因 B.隐性基因 C.常染色体基因 D.X染色体基因 4.秋水仙素和低温都能诱导染色体数目加倍，其原理分别是( ) A.都能抑制纺锤体的形成 B.抑制纺锤体的形成、抑制姐妹染色单体的分离 C.抑制姐妹染色单体的分离、抑制纺锤体的形成 D.都能抑制中心体的形成 5.(2012·嘉兴模考)下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是( ) A.一个染色体组不含同源染色体 B.由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体 C.单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组 D.人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 6.已知正常的β-珠蛋白基因(以βA表示)经MstⅡ限制性核酸内切酶切割后可得到长度为1.15 kb和0.2 kb的两个片段(其中0.2 kb的片段通常无法检测到)，异常的β-珠蛋白基因(以βS表示)因为突变恰好在MstⅡ限制性核酸内切酶处理后只能形成一个1.35 kb 的DNA片段，如图1；现用MstⅡ限制性核酸内切酶对编号1、2、3的三份样品实行处理，并实行DNA电泳(电泳时分子量越小扩散越快)，结果如图2，则1、2、3号 (人教版)高中生物必修二：5.1《基因突变和基因重组》同步练习(含答案) 一、选择题 1．下列有关基因突变的叙述中，不正确的是( ) A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换 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者生物内部因素的作用下引起 D．基因突变的频率是很低的，并且都是有害的 解析：A项说明了基因突变的本质，B项阐明了基因突变的原因，C项说明了引起基因突变的因素。基因突变的频率很低，而且一般都是有害的，但不全是有害的，有一些基因突变是中性的，还有少数突变是有利的，且突变的有利、有害是相对于生物所处的环境而言的。 答案： D 2．下列变化属于基因突变的是( ) A．玉米籽粒播于肥沃土壤，植株穗大粒饱；播于贫瘠土壤，植株穗小粒瘪 B．黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，F2中出现黄色凹陷粒与白色饱满粒 C．在野外的棕色猕猴种群中偶尔出现了白色猕猴 D．小麦经减数分裂产生花粉 解析：选项A是由环境条件改变引起的不可遗传的变异；选项B属于基因重组；选项D是减数分裂；选项C是基因突变。 答案： C 3．基因A，它可以突变为a1，也可以突变为a2，a3……一系列等位基因，如图不能说明的是( ) 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．正常基因的出现是基因突变的结果 D．这些基因的转化遵循基因的自由组合定律 解析：图中表示基因突变是不定向的，基因突变的结果是产生新的基因(或等位基因)，此等位基因对生物体有可能是有害的，也有可能是有利的；这些基因的转化既不符合分离定律，也不符合自由组合定律。 答案： D 4．有性生殖生物的后代性状差异，主要来自于基因重组，下列过程中哪些过程可以发生基因重组( ) 精品 第五章第二节生态系统的能量流动 一、选择题 1 ．有关生态系统中能量流动的叙述不正确的是() A．生态系统中能量流动是从太阳辐射光能开始的 B．生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能 C．生态系统中的能量流动是逐级递减和单向流动的 D．生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持 2．某地的一种金龟子专以大象的粪便为食，大象是初级消费者，假设第一营养级的能量为 2.5 ×10 8 kJ ，则以下说法正确的是() ①金龟子处于第三营养级②金龟子属于分解者 ③流向金龟子的能量至少为 2.5 ×10 6 kJ④金龟子从第二营养级获得能量为零 A ．①③B．②④C．只有② D ．只有① 3．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项 中不正确的是 () A．初级消费者的粪便中的能量实际上属于生产者同化量的一部分 B．①表示流经生态系统内部的总能量 C．一般情况下，③为②的10% ～ 20% D ．从能量关系看②> ③＋④ 4 ．某个池塘有生产者( 浮游植物 ) 、初级消费者(植食性鱼类 ) 、次级消费者(肉食性鱼类 )、 分解者 (微生物 )。其中生产者固定的全部能量为 a ，流入初级消费者、次级消费者、分解者 的能量依次为 b 、c、 d ，此生态系统的能量金字塔中，下列表述正确的是() A ． a ＝ b ＋c＋ d B． a>b ＋ c C． a A ． 1161 kJ B． 2322 kJ C． 2870 kJ D ． 5740 kJ 6 ．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(图中所示数值的单位是J/(cm 2·a)) ， G 为 植物， H 为植食性动物， C 为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是() A ．与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H 和 C 所形成的营养结构 B．由 G 到 H 的能量传递效率为13.51% C．从生态学的观点来看，G、 H 和 C 所包含的所有生物构成生物群落 D ．H 包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系 7 ．在一条食物链中，如果生产者固定太阳能时产生了6a mol的氧气，当生产者固定的这 些能量传递到次级消费者被利用时，转移到ATP 中的能量最多是() A ． 46.44 a kJ B． 232a kJ C． 9.328a kJ D ． 11.61a kJ 8 ．某一生态系统中，已知一只鹰增重 2 kg要吃10 kg小鸟，小鸟增重0.25 kg要吃2 kg 昆虫，而昆虫增重100 kg要吃 1 000 kg绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能 量利用百分率为() A ． 0.05%B． 0.5%C． 0.25% D ． 0.025% 9 ． (2012 ·海南高考， 19) 下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是() A．甲是生产者，乙是消费者 高中生物基因突变知识点总结 下面由为大家提供关于高中生物基因突变知识点总结，希望对大家有帮助!高中生物基因突变第一节一、生物变异的类型1、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)，包括：基因突变;基因重组;染色体变异二、可遗传的变异(一)基因突变1、概念：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，叫做基因突变。 2、原因：物理因素：X射线、紫外线、r射线等;化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等;生物因素：病毒、细菌等。 3、特点：(1)普遍性(2)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DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上)(3)低频性(4)多数有害性(5)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 4、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。 (二)基因重组1、概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 2、类型：(1)非同源染色体上的非等位基因自由组合(2)四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换高中生物基因突变第二节一、染色体结构变异：实例：猫叫综合征(5号染色体部分缺失)类型：缺失、重复、倒位、易位(看书并理解)二、染色体数目的变异 (3)染色体组数的判断：① 染色体组数= 细胞中形态相同的染色 体有几条，则含几个染色体组例：以下各图中，各有几个染色体组?② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数例：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?(1)Aa ______(2)AaBb _______(3)AAa _______(4)AaaBbb _______(5)AAAaBBbb _______(6)ABCD ______答案：2 2 3 3 4 13、单倍体、二倍体和多倍体单倍体：由配子发育成的个体。 几倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。 体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。 三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍)原理：染色体变异实例：三倍体无子西瓜的培育优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。 现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR ，应该怎么做?优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。 【附】育种方法小结诱变育种杂交育种多倍体育种单倍体育种方法用射线、激光、化学药品等处理生物杂交用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药(粉)离体培养原理基因突变基因重组染色体变异染色体 第五章 生态系统及其稳定性 一、生态系统的结构 1、定义：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体， 最大的生态系统是生物圈（是指地球上的全部生物及其无机环境的总和）。 2、类型： 自然生态系统：包括水域生态系统（海洋生态系统、淡水生态系统）和陆地生态系统 人工生态系统。 自然生态系统的自我调节能力大于人工生态系统 3 生态系统的结构 （1）生态系统的组成成分（功能结构） 特例： 寄生植物（如菟丝子）——消费者； 腐食动物（如蚯蚓）——分解者； 自养微生物（如硝化细菌）——生产者； 寄生微生物（如肺炎双球菌）——消费者。 （2）食物链和食物网（营养结构） 食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系（食物链不包括非生物物质和能量及分解者）。 食物网：在生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂的营养关系称为食物网 分析食物网时应注意： a 越复杂的生态系统，食物网中的食物链的数量就越多。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。食物链上一般不超过五个营养级。 b 生产者总是为第一营养级。在食物网中，大型肉食动物在不同的食物链中所处的营养级往往不同(占有不同的营养级)。 C 每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。食物链中箭头的含义：方向代表能量流动的 方向，同时体现捕食与被捕食的关系。 d 生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 e 在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。如蜘蛛与青蛙既是捕食关系，又是竞争关系。 二、生态系统的能量流动 1、能量流动 a、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程， b、过程：一个来源，三个去向。 c、特点：单向的、逐级递减的（不循环不可逆）。能量传递效率为10%－20% 2、研究能量流动的意义： a、实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率（如桑基鱼塘） b、合理地调整能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分（如农作物除草、灭虫） 三、生态系统的物质循环 1、定义：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着 从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。 2、类型： 水循环：是从地球表面通过蒸发（包括植物的蒸腾作用）进入大气 圈，同时又不断地通过降水从大气圈返回到地球的表面。 气体型循环：包括氮、碳、氧等元素的循环 沉积型循环：包括磷、硫、钙、钾、钠、铁、碘、铜等物质的循环。 第5章基因突变及其他变异 ★第一节基因突变和基因重组 一、生物变异的类型 ●不可遗传的变异（仅由环境变化引起） ●可遗传的变异（由遗传物质的变化引起） 基因重组 二、可遗传的变异 （一）基因突变 1、概念：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，叫做基因突变。 类型：自然突变和诱发突变 发生时期：主要是细胞分裂间期DNA分子复制时。 2、原因： 外因物理因素：X射线、紫外线、r射线等； 化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等； 生物因素：病毒、细菌等。 内因： DNA复制过程中，基因中碱基对的种类、数量和排列顺序发生改变，从而改变了基因的结构。 3、特点：a、普遍性 b、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DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上）；c、低频性 d、多数有害性 e、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 4、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。 （二）基因重组 1、概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 2、类型：a、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 c、人为导致基因重组（DNA重组）如目的基因导入质粒 3、意义：形成生物多样性的重要原因之一；为生物变异提供了极其丰富的来源，对生物进化具有重要意义基因重组不能产生新的基因，但能产生新的基因型。 基因突变既能产生新的基因，又能产生新的基因型。 有性生殖后代性状多样性的主要原因是基因重组。 传统意义上的基因重组是在减数分裂过程中实现的，但精子与卵细胞的结合过程不存在基因重组。 人工控制下的基因重组 （1）分子水平的基因重组，如通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程。 （2）细胞水平的基因重组，如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术下的大规模的基因重组。再如肺炎双球菌的转化。 第二节染色体变异 一、染色体结构变异： 实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失） ） 类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解 ．．．．． 某一片段确实；增加某一片段；非同源染色体；位置颠倒 基因突变及其他变异 一、选择题 1．人类发生镰刀型贫血症情况的根本原因在于基因突变，突变的方式是基因内（）A．碱基发生替换 B．增添或缺失某个碱基对 C．增添一小段DNA D．缺少一小段DNA 2．若一对夫妇所生的子女中，性状上差异甚多，这种差异主要来自于（） A．基因突变 B．基因重组 C．环境影响 D．染色体变异 3．现有三种玉米籽粒，第一种是红的，第二种是白的，第三种也是白的，但如果在成熟时期暴露于阳光下籽粒变成红的。第三种玉米的颜色是由哪种因素决定的（）A．基因 B．环境 C．基因和环境 D．既不是基因也不是环境 4．下列不属于多倍体特点的是（） A．茎秆、叶、果实、种子都较大 B．发育迟缓 C．营养物质含量增多 D．高度不育 5．人工诱导多倍体最常用的有效方法是（） A．杂交实验 B．射线或激光照射萌发的种子或幼苗C．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D．花药离体培养 6．遗传病是指（） A．具有家族史的疾病 B．生下来就呈现的疾病 C．由于遗传物质发生了变化而引起的疾病 D．由于环境因素影响而引起的疾病 7．21三体综合征属于（） A．基因病中的显性遗传病 B．单基因病中的隐性遗传病 C．常染色体遗传病 D．性染色体遗传病 8．无子西瓜之所以无子，是因为三倍体植株在减数分裂过程中染色体的（） A．数目增加，因而不能形成正常的卵细胞 B．数目减少，因而不能形成正常的卵细胞 C．联会紊乱，因而不能形成正常的卵细胞 D．结构改变，因而不能形成正常的卵细胞 9．人类基因组是指人类DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因的遗传图、物理图、序列图和转录图。科学家应对多少条染色体进行分析（） A．46条 B．23条 C．24条 D．22条 10．下列关于基因突变的叙述中，正确的是（） ①基因突变包括自发突变和诱发突变 ②基因突变发生在DNA复制时，碱基排列发生差错，从而改变了遗传信息，产生基因突变 ③生物所发生的基因突变，一般都是有害的，但也有有利的 A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 11．下列变异属于基因突变的是（） A．外祖父色盲，母亲正常，儿子色盲 B．杂种红果番茄的后代出现黄果番茄 C．纯种红眼果蝇的后代出现白眼性状 D．用花粉直接培育的玉米植株变得弱小 12．减数分裂和受精作用会导致生物发生遗传物质的重组，在下列叙述中与遗传物质重组无关的是（） A．联会的同源染色体发生局部的互换 B．卵原细胞形成初级卵母细胞时DNA复制 C．形成配子时，非同源染色体在配子中自由组合 D．受精作用时，雌雄配子的遗传物质相互融合 13．如果将一个镰刀型细胞贫血病的患者血液，输给一个血型相同的正常人，将使正常人（） A．基因产生突变，使此人患病B．无基因突变，性状不遗传给此人 C．基因重组，将病遗传给此人D．无基因重组，此人无病，其后代患病 14．下列属于染色体结构变异的是（） A．染色体中DNA的一个碱基发生了改变 B．染色体增加了某一段 C．染色体中DNA增加了碱基对 D．染色体中DNA缺少了一个碱基 15．用基因型DdTt的个体产生的花粉粒，分别进行离体培育成幼苗，再用一定浓度的秋水仙素处理，使其成为二倍体。这些幼苗成熟后的自交后代是（） 第五章基因突变及其他变异 第一节基因突变和基因重组 一、基因突变的实例 1、镰刀型细胞贫血症 ⑴症状 ⑵病因基因中的碱基替换 直接原因：血红蛋白分子结构的改变 根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变 2、基因突变 概念：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 二、基因突变的原因和特点 1、基因突变的原因有内因和外因 物理因素：如紫外线、X射线 ⑴诱发突变（外因）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物 生物因素：如某些病毒 ⑵自然突变（内因） 2、基因突变的特点 ⑴普遍性 ⑵随机性 ⑶不定向性 ⑷低频性 ⑸多害少利性 3、基因突变的时间 有丝分裂或减数第一次分裂间期 4.基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料 三、基因重组 1、基因重组的概念 随机重组（减数第一次分裂后期） 2、基因重组的类型 交换重组（四分体时期） 3.时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期） ４．基因重组的意义 四、基因突变与基因重组的区别 第二节染色体变异 一、染色体结构的变异（猫叫综合征） 1、概念 缺失 2、变异类型重复 倒位 易位 二、染色体数目的变异 1.染色体组的概念及特点 2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题 ⑴一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？ （一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。） ⑵二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染 色体组，这种说法对吗？为什么？ （答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。） ⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就 Ⅰ豌豆雄蕊←────────→豌豆雌蕊Ⅰ↓│↓ Ⅱ精原细胞合子Ⅳ卵原细胞Ⅱ↓↓↓ Ⅲ精子────────────卵细胞Ⅲ①有丝分裂发生在Ⅰ→ⅡⅣ→Ⅰ ②基因分离发生在Ⅱ→Ⅲ ③基因重组发生在Ⅲ→Ⅳ ④Ⅳ为个体发育的起点 第5章基因突变及其它变异单元练习 1. 番茄果实红色（H）对黄色（h）为显性。某隐性纯合黄色植株（hh）自交，结出了半边红半边黄的变异果，这种变化原因可能是（） A.环境改变 B.基因重组 C.基因突变 D.染色体变异 2.科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的内吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属（）A．基因突变B．基因重组C．基因互换D．染色体变异 3.下列为豌豆的生活史，对此图的叙述正确的是（） A ①②③ B ①②④ C ①②③④ D ②③④ 4.马（2N=62）和驴（2N=62）杂交形成的骡是高度不育的，其原因是（） A.骡不能进行正常的减数分裂 B.骡的体细胞只含有一个染色体组 C.骡的染色体结构发生了变异 D.马和驴的染色体相互排斥 5.如图是某二倍体植物的一个正在分裂的细胞，下列叙述正确的是（） ①植物的基因型是AaBB ②若该植株由花粉发育而来，则其亲本是一个四倍体 ③该植株不可能产生Ab型配子④该细胞发生过基因突变 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 6. 减数分裂的哪一异常变化将可能出现先天愚型的后代（）A．第5对染色体部分缺失B．第21号染色体着丝点分开但不分离C．第3号染色体的着丝点不分开D．第21号染色体部分颠倒 7．某种群中发现一突变性状，连续培养三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为（）A．显性突变（d→D）B．隐性突变(D→d) C．显性突变和隐性突变D．人工诱变 8.几种氨基酸的密码子如下。甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG; 缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在编码某蛋白质的基因的某个位点上发生了一个碱基替换，导致对应位置上的氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸；接着由于另一个碱基的替换，该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸，则未突变时的甘氨酸的密码子应该是（） 突变和基因重组练习题 一、选择题：（每小题2分，共60分） 1．下列叙述中，其变异现象可遗传的是（） A．割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移殖，因而部分改变了第二性征 B．果树修剪后所形成的树冠具有特定形状 C．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到无子果实 D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花 2．大肠杆菌和酵母菌的变异来源分别是（） ①基因突变②基因重组③染色体变异 A．①②和②B．①和①③C．②③和①②③D．①和①②③ 3．下列有关基因突变的叙述中错误的是（） A．生物体内的基因突变属于可遗传变异B．基因突变频率很低，种群每代突变的基因数很少C．基因突变发生后，生物的表现型可能不改变D．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系4．下列关于基因突变特点的说法，正确的是（） A．突变对生物的生存往往是有利的B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变 C．突变只能定向形成新的等位基因D．无论是低等还是高等生物都可能发生突变 5．用X射线照射某植物幼苗，诱发了基因突变，X射线最有可能在下列哪项过程起作用（）A．有丝分裂间期B．有丝分裂全过程C．受精作用过程D．减数第一次分裂间期 6．2003年1月洛阳牡丹种子随“神舟”四号飞船遨游了太空，经太空实验的牡丹种子将发生（）A．花朵会更大更艳B．花朵会变小C．变成另类牡丹D．均有可能 7．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型变为突变型。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染色体基因突变D．X染色体基因突变 8．下列细胞中，可能含有等位基因的是（） ①人的口腔上皮细胞②二倍体植物的花粉③初级精母细胞④极体⑤四倍体西瓜的卵细胞⑥玉米单倍体经秋水仙素处理后的芽尖细胞 A．①③⑤B．①②③⑥C．①③⑤⑥D．②③④⑤ 9．下面是某基因的部分碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸（异亮氨酸的密码子是AUA）”。如果箭头所指碱基对A—T缺失，该片段所编码的氨基酸序列为（缬氨酸GU*四种密码子，天冬氨酸GAU，GAC）（） A．异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸 B．异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—缬氨酸 C．精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸高中生物必修二第章基因突变及其他变异知识点
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