第1節(jié)基因突變和基因重組 課程標(biāo)準(zhǔn)1 舉例說出基因重組及其意義 2 舉例說明基因突變的特征和原因 課標(biāo)解讀1 舉例說明基因突變的特點(diǎn)和原因 2 舉例說出基因重組的主要類型 3 說出基因突變和基因重組的意義 1 病因 控制血紅蛋白合成的基因中堿基對發(fā)生了 2 圖解 基因突變 1 實(shí)例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 替換 2 基因突變概念及對后代的影響 配子 體細(xì)胞 替換 增添和缺失 基因結(jié)構(gòu) 遺傳規(guī)律 不能 無性繁殖 1 外因 化學(xué)因素和 2 內(nèi)因 偶爾發(fā)生錯誤 dna的 發(fā)生改變等 普遍性 不定向性 多害少利性等 產(chǎn)生的途徑 的根本來源 的原始材料 3 原因 物理因素 生物因素 dna分子復(fù)制 堿基組成 4 特點(diǎn) 隨機(jī)性 低頻性 5 意義 新基因 生物變異 生物 進(jìn)化 提示因?yàn)樵陂g期進(jìn)行dna的復(fù)制 dna解螺旋 此時結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定 最容易發(fā)生基因突變 其他時期也能發(fā)生 思維激活1 基因突變?yōu)楹巫钊菀装l(fā)生在間期 其他時期能否發(fā)生 1 類型 2 對生物性狀的影響 當(dāng)發(fā)生類型 堿基替換時 由于密碼子的簡并性 可能使轉(zhuǎn)錄 翻譯出的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列不改變 性狀可能不會改變 1 基因突變的類型及對生物體性狀的影響 當(dāng)發(fā)生 兩種類型的基因突變時 會使發(fā)生堿基改變位點(diǎn)之后的所有堿基的排列順序都發(fā)生改變 性狀改變的幾率很大 2 基因突變隨機(jī)性和不定向性的分析 特別提醒 1 基因突變不會改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和所在位置 2 基因突變一定會導(dǎo)致所攜帶的遺傳信息改變 但性狀不一定改變 3 人工誘變只能提高基因突變發(fā)生的頻率 不能引發(fā)定向突變 a 基因突變是不定向的b 等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果 鞏固1 基因a與a1 a2 a3之間的關(guān)系如右圖所示 該圖不能表明的是 c 正常基因與致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化d 這些基因的傳遞遵循自由組合定律 解析題中圖示表明了突變的不定向性 可逆性等 自由組合定律是非同源染色體上的非等位基因傳遞的基本規(guī)律 一對等位基因的傳遞遵循分離定律 答案d 基因突變包括自然突變和誘發(fā)突變 在dna復(fù)制中 堿基排列順序發(fā)生差錯從而改變了遺傳信息 產(chǎn)生基因突變 基因突變一般對生物是有害的 但是 也有的基因突變是有利的 基因突變一定產(chǎn)生新性狀a b c d 鞏固2 下列關(guān)于基因突變的敘述中 正確的是 解析基因突變是在dna復(fù)制過程中 堿基排列順序發(fā)生差錯而改變了遺傳信息 包括自然突變和誘發(fā)突變兩種 與自然突變相比 誘發(fā)突變的頻率較高 基因突變大多數(shù)是有害的 即具有多害少利性 但有害與有利取決于環(huán)境 除此之外 基因突變還具有普遍性 隨機(jī)性 不定向性等特點(diǎn) 基因突變能產(chǎn)生新基因 但不一定產(chǎn)生新性狀 答案b 1 概念在生物體進(jìn)行 的過程中 的基因的重新組合 2 類型 基因重組 有性生殖 控制不同性狀 減數(shù)第一次分裂 后期 非等位基 因 減數(shù)第一次分裂 四分體期 等位基因 基因重組能產(chǎn)生多樣化的 的子代 是生物變異的重要來源之一 對 具有重要意義 提示均不能發(fā)生 基因重組僅發(fā)生于進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞 2 基因重組能否產(chǎn)生新的基因和新的性狀 提示基因重組只是原有基因和性狀的重新組合 不會產(chǎn)生新的基因和新的性狀 但會產(chǎn)生新的基因型和性狀組合 3 意義 基因組合 生物的進(jìn)化 思維激活2 1 病毒和原核生物能否發(fā)生基因重組 用柳枝扦插繁殖過程中能否發(fā)生基因重組 基因突變與基因重組的比較 特別提醒基因突變與基因重組在適用范圍和研究對象方面的不同 1 適用范圍不同 基因突變存在于所有生物中 基因重組僅存在于進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞核中 2 研究對象不同 基因突變是對某一基因而言的 基因重組研究的是兩對或兩對以上的基因 a 基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中b 基因重組產(chǎn)生原來沒有的新基因c 基因重組是生物變異的重要來源d 基因重組能產(chǎn)生原來沒有的新性狀組合解析基因重組是指生物體進(jìn)行有性生殖的過程中 即減數(shù)分裂過程中 控制不同性狀的原有基因的重新組合 可產(chǎn)生新的基因型 從而控制新的表現(xiàn)型 是生物變異的重要來源 是形成生物多樣性的重要原因之一 對于生物進(jìn)化具有十分重要的意義 但是 基因重組不會產(chǎn)生新的基因 答案b 鞏固3 下面有關(guān)基因重組的說法 不正確的是 例1 下圖為人wnk4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖 已知wnk4基因發(fā)生突變 導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?該基因發(fā)生的突變是 示例一基因突變的類型 a 處插入堿基對g cb 處堿基對a t替換為g cc 處缺失堿基對a td 處堿基對g c替換為a t思維導(dǎo)圖 深度剖析本題考查基因突變和基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程的知識 意在考查識圖和析圖的能力以及對基因突變的理解 根據(jù)圖中1168位的甘氨酸的密碼子ggg 可知wnk4基因是以其dna分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模 板轉(zhuǎn)錄形成mrna的 那么1169位的賴氨酸的密碼子是aag 因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是gag 由此可推知該基因發(fā)生的突變是 處堿基對a t被替換為g c 故正確選項為b 答案b歸納提升基因突變的類型與生物性狀的關(guān)系 1 堿基對的替換 由于密碼子的簡并性 性狀可能不改變 即使改變 一般只會導(dǎo)致個別氨基酸的替換 2 堿基對的增添和缺失 基因片段上堿基對單個地添 減會出現(xiàn)移碼現(xiàn)象 一定會導(dǎo)致生物性狀的改變 若堿基對是以3的倍數(shù)添 減 則不會出現(xiàn)移碼現(xiàn)象 只是局部堿基序列改變 合成的蛋白質(zhì)上氨基酸的種類 排列順序變化較小 a 控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組b 同源染色體的姐妹染色單體之間局部交換可導(dǎo)致基因重組c 非同源染色體上的基因自由組合可導(dǎo)致基因重組d 一般情況下 水稻花藥內(nèi)可以發(fā)生基因重組 而根尖不能思維導(dǎo)圖 示例二基因重組類型和范圍 例2 下列有關(guān)基因重組的敘述不正確的是 深度剖析控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組 它分為兩類 一類是減數(shù)第一次分裂前期的同源染色體非姐妹染色單體之間局部的交換 另一類是減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因的自由組合 一般情況下 由于根尖不能進(jìn)行減數(shù)分裂 所以不會出現(xiàn)基因重組 答案b 誤區(qū)警示本題選項b中的同源染色體易被重視 而易忽略了后面的是姐妹染色單體還是非姐妹染色單體 交叉互換是發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間 如圖中a與a互換 它們發(fā)生在非姐妹染色單體2與3之間 變異包括可遺傳變異和不遺傳變異 其中因遺傳物質(zhì)改變而引起的變異是可遺傳變異 僅僅由環(huán)境改變而引起的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變的變異是不遺傳變異 因此探究變異的類型關(guān)鍵是探究其遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變 可遺傳變異的實(shí)驗(yàn)探究 技法必備 在一塊高稈 顯性純合子 小麥田中 發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥 請設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因 簡要寫出所用方法 結(jié)果和結(jié)論 解析本題可從兩個角度考慮 一是假設(shè)矮稈植株是由環(huán)境引起的不遺傳的變異 種植后結(jié)果會怎樣 二是假設(shè)矮稈植株是由基因突變引起的可遺傳的變異 其遺傳情況如何 然后反向描述即可 能力展示 答案將矮稈小麥與高稈小麥雜交 如果子一代為高稈 子二代高稈 矮稈 3 1 或出現(xiàn)性狀分離 則矮稈性狀是基因突變造成的 否則 矮稈性狀是環(huán)境引起的 或?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下 如果兩者未出現(xiàn)明顯差異 則矮稈性狀由環(huán)境引起 否則 矮稈性狀是基因突變的結(jié)果 a 正常夫婦生了一個白化兒子b 純種紅眼果蠅的后代出現(xiàn)白眼果蠅c 用青霉菌進(jìn)行x射線照射后 培育成高產(chǎn)菌株d 人由于曬太陽而使皮膚變黑解析生物的變異主要包括不遺傳的變異和可遺傳的變異 其中不遺傳的變異是指僅由環(huán)境因素變化引起的變異 其遺傳物質(zhì)并未發(fā)生改變 答案d 1 下列選項中屬于不遺傳變異的是 a 基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對的增添 缺失和替換b 基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類 數(shù)量和排列順序的改變而發(fā)生的c 基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素的作用下引發(fā)d 基因突變的頻率很低 且都是有害的解析a項是基因突變的概念 b項闡明了基因突變的原因 c項說明了基因突變的誘發(fā)因素 d項錯誤 基因突變的頻率確實(shí)很低 而且一般是有害的 但不全是有害的 答案d 2 下列關(guān)于基因突變的敘述 錯誤的是 a 一定是有害的b 一定是有利的c 有害的概率大于有利的概率d 既無利也無害解析由于生物體內(nèi)編碼氨基酸的密碼子有簡并現(xiàn)象 也就是一種氨基酸可由幾種密碼子編碼 當(dāng)某基因片段由gac突變?yōu)閍ac時 從題中可看出 突變前gac控制的是亮氨酸 突變后aac控制的還是亮氨酸 沒有引起遺傳性狀的改變 稱為無義突變 因此對生物既無利也無害 答案d 3 亮氨酸的密碼子有如下幾種 uua uug cuu cuc cua cug 當(dāng)某生物的某基因片段中的gac突變?yōu)閍ac時 這種突變的結(jié)果對該生物的影響是 a b c d 解析基因重組是非等位基因間的重組 發(fā)生于減數(shù)分裂形成配子過程中 答案c 4 子代不同于親代的性狀 主要來自于基因重組 下列圖解中哪些過程可以發(fā)生基因重組 a 前者為基因重組 后者為基因突變b 前者為基因突變 后者為基因重組c 兩者均為基因重組d 兩者均為基因突變解析本題考查基因突變和基因重組的特點(diǎn) 只有基因突變才能產(chǎn)生新的基因 基因重組可產(chǎn)生許多新的基因型 使生物界千姿百態(tài) 答案b 5 可產(chǎn)生新基因及可為生物界的千姿百態(tài)提供豐富變異來源的分別是 1 過程發(fā)生的場所是 發(fā)生的時間是 6 如下圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因 請完成下列問題 2 表示的堿基序列是 這是決定纈氨酸的一個 轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)rna一端的三個堿基是 3 父母均正常 生了一個鐮刀型細(xì)胞貧血癥的女兒 可見此遺傳病是 遺傳病 若hbs代表致病基因 hba代表正常的等位基因 則患病女兒的基