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一轮复习基因突变和基因重组公开课


两只青蛙相爱了, 结婚后生了一个癞蛤蟆, 公青蛙见状大怒说:怎么回事?
母青蛙哭着说:他爹,认识你之前我整过容。

变异的类型 种类

不可遗传 的变异
环境改变 不可遗传

可遗传的 变异 遗传物质改变

引起的因素 特点

可遗传

可遗传变异的三个来源 基因突变、 基因重组 、 染色体变异 、

一轮复习

基因突变与基因重组
考纲要求
1.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。
2.基因重组及其意义(Ⅱ)。

基础知识梳理
知识点一、基因突变 1.实例:镰刀型细胞贫血症 镰刀状 ,运输氧气的能力 (1)症状:红细胞呈________ ________ 降低 ,易破裂造成溶血性贫血,严重时会导 致死亡。 (2)直接原因:红细胞的血红蛋白分子上一个 氨基酸发生改变,由正常的________ 谷氨酸 变成了缬 ________ 氨酸。 基因突变 (3)根本原因:________ ,即基因中的一个 碱基对 发生改变。 ________

2.概念: 替换、增添和缺失 由于DNA分子中发生碱基对的_______________ , 基因结构 而引起的________ 的改变。 3.时间 减数第一次分裂前的间期。 主要发生有丝分裂间期 ___________或___________________ 4.诱发因素 (1)自发突变(内因) (2)诱变突变(外因) ①物理因素 a.亚硝酸、碱基类似物等 ②化学因素 b.某些病毒的遗传物质 ③生物因素 c.紫外线、X射线及其他辐射

5.突变特点
生物界中普遍存在——

普遍性

个体发育的任何时期和部位—

随机性

自然情况下突变频率很低(10-5-10-8)— 低频性 多数对生物有害——

多害少利性

突变是不定向的——

不定向性

6.意义 新基因 (1)___________ 产生的途径。 根本来源 (2)生物变异的__________________ 。 原始材料 (3)生物进化的__________________ 。

考点突破一:基因突变发生的类型
(1) 显性突变:如a→A,该突变一旦发生

即可表现出相应性状。aa →Aa
(2) 隐性突变:如A→a,即AA →Aa,只有AA 的两个基因突变成aa,则突变性状才在生物个体 中表现出来,该性状即可稳定遗传。

基因突变的结果: 基因突变不改变染色体上基因的数量,只 改变基因的内部结构,使一个基因变成它 的等位基因(A→a或a→A)。

考点突破二:基因突变对性状的影响 1、基因突变可以改变生物性状
基因突变引起密码子改变,引起氨基酸改变,最 终表现为蛋白质的结构和功能改变,从而影响生物的 性状,如镰刀型细胞贫血症。 类型 影响范围 替换 增添 小 大 大 对氨基酸的影响 只改变1个氨基酸或不改变 插入位置前不影响,影响插入位置后 的序列 缺失位置前不影响,影响缺失位置后

缺失

的序列

2、基因突变未必引起性状改变
①一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并), 当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸 时,这种突变不会引起生物性状的改变。 ②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变, 如AA→Aa。

③不直接编码氨基酸的基因片段(DNA片段)发生改变。

典例精练
例1、关于基因突变的下列叙述中,错误的是 ( ) A.基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺 失或改变 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.基因突变的突变率是很低的,并且都是有害 的

D

例2、基因A与a1、a2、a3之间的关系如图,该 图不能表明的是 ( )

D

A 基因突变是不定向 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.这些基因的转化遵循自由组合定律

例3、基因突变是生物变异的根本来源,下列 有关叙述错误的是 ( )

B

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

例4、原核生物中某一基因编码氨基酸的区域 起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近 ,再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白 质结构影响最小 ( D ) B.增加4个碱基对 D.缺失4个碱基对 A.置换单个碱基对 C.缺失3个碱基对

高考警示
1.在细胞分裂间期,DNA复制时,脱氧核苷 酸链极其不稳定,容易发生碱基对的变化。 2.基因突变一定会导致基因结构的改变, 但却不一定引起生物性状的改变。 3.基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基 对种类和数目的改变,基因的数目和位置 并未改变。 4.基因突变光学显微镜下观察不到。

知识点二 基因重组 1.发生时间
减 Ⅰ前期四分体时期 减数第一次分裂后期 [ a] _____________ ;[b] _____________。

2.常见类型 [a]同源染色体上非姐妹染色单体 _____________之间交叉互换; 3.意义 生物多样性 的重要原因。 (1)形成___________ 生物进化 。 (2)生物变异的来源之一,有利于__________

非等位基因 [b]非同源染色体上的__________ 之间自由组合。

考点突破:对基因重组的理解
1. 非同源染色体上的非等位基因自由组合
基因 型为 AaBb 的雄 性个 体产 生配 子的 情况
b B

B 产生Ab和aB的配子

b 产生AB和ab的配子

发生时间:减数第一次分裂后期

2. 同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换 (减Ⅰ四分体时期)

基因重组能否产生新的基因? 否;产生新的基因型,进而产生新的表现 型。不产生新的基因。

3. 人工导致基因重组

(1)目的基因在体外与运载体重组, 形成重组质粒; 基因重组。

(2)目的基因导入细胞内与细胞内的

高考警示
(1)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同
源染色体之间叫基因重组;如果发生在非同源染色

体之间叫易位,属于染色体结构变异。
(2)精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母 方的染色体为同源染色体,每一对同源染色体上都 有控制同一性状的基因。 (3)基因重组在人工操作下也可以实现,如基因工 程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。

典例精练
[例1]在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的 变异是
基因突变 B.非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组 C.非同源染色体之间交换一部分片段,导致基因重组

(A)

A.DNA复制时发生碱基对增添、缺失或替换,导致

D.同源染色体之间交换一部分片段,导致基因重组

[例2]如右图,A和a产生的原因可能是( A ) ①基因突变 ②交叉互换 ③非同源染色体之间的自由组合 A.①② B.①②③ C.①③ D.②③

[例3]子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组, 下列图解中哪些过程可以发生基因重组( C )

A.①②③④⑤ C.④⑤

B.①②③④⑤⑥ D.③⑥

[例4]基因重组发生在有性生殖过程中控制不同 性状的基因的自由组合时,下列有关基因重组的 说法正确的是 ( C ) A、有细胞结构的生物都能够进行基因重组 B、基因突变、基因重组都能够改变基因的结构 C、基因重组发生在初级精(卵)母细胞形成次 级精(卵)母细胞过程中 D、在减数分裂四分体时期非同源染色体的互换 也是基因重组

同源染色体的等位基因随非姐妹染色单体的交换

高考链接
1.(2015四川卷)M基因编码含63个氨基酸的肽链。该 基因发生插入突变,使mRNA增加了一个三碱基序列AAG, 表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是( )

c

A.M基因突变后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加 B.在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过碱基配对连接 C.突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同 D.在突变基因的表达过程中,最多需要64种tRNA参与

2.(2015?海南)关于等位基因B和b发生突变的 叙述,错误的是( )

B

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

3.(2010福建)下图为大肠杆菌某基因的一条脱氧核 苷酸链的碱基序列,以下变化对该基因所控制合成的 多肽(以此链为模板)的氨基酸序列影响最大的是(不考 虑终止密码子) —ATG GGC CTG CTG A GAG ( TTC

B

)

TAA —

1

4

7

10

13

100

103

106

A.第6位的C被替换为T

单个碱基替换 B.第9位与第10位之间插入1个T 增添 C.第100、101、102位被替换为TTT 整个密码子替换 D.第103至105位被替换为1个T 缺失

4.(09福建卷)细胞的有丝分裂和减数分裂都 可能产生可遗传的变异,其中仅发生在减数分 裂过程的变异是 ( B ) A.染色体不分离或不能移向两极,导致染色体 数目变异 B.非同源染色体自由组合,导致基因重组 C.染色体复制时受诱变因素影响,导致基因 突变 D.非同源染色体某片段移接,导致染色体结构
变异

总结:基因突变和基因重组的比较 基因突变 基因的分子结构发生改变, 本质 产生了新基因,出现了新性状 发生 时间 及原 因 基因重组 不同基因的重新组合,不 产生新基因,而是产生新 基因型,使性状重新组合

细胞分裂间期DNA分子复制时, 减数第一次分裂过程中, 由于外界理化因素或自身生理 同源染色体的非姐妹染色 因素引起的碱基互补配对差错 单体间交叉互换,以及非 或碱基对的丢失 同源染色体上基因自由组合

外界条件的剧变和内部 条件 因素的相互作用
发生 可能

有性生殖过程中减数 分裂
非常普遍

可能性很小

基因突变 意义 生物变异的根本来源,也是 生物进化的原始材料;通过 诱变育种培育新品种。

基因重组 是生物变异的来源之一, 通过杂交育种,性状的 重组,可培育出新的优 良品种

应用

诱变育种培育新品种

杂交育种,培育优良品种

联系

都使生物产生可遗传的变异;二者均产生新的基因 型,可能产生新的表现型;在长期进化过程中,通 过基因突变产生新基因,为基因重组提供了大量可 够自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础。

方法归纳:不同生物可遗传变异的来源:
1病毒可遗传变异的来源—

基因突变

. .

2原核生物可遗传变异的来源—

基因突变

3真核生物可遗传变异的来源:
(1)无性生殖—

基因突变、染色体变异 .

(2)有性生殖—基因突变、基因重组、染色体变异 .


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