1、第三节基因与性状1举例说明基因与性状的关系。2举例说明基因突变的特征和原因。3举例说出基因重组及其意义。一、基因与性状的关系1基因控制生物的性状（1）通过控制蛋白质的分子结构来控制性状，如镰刀型细胞贫血症。（2）通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状。2基因重组（1）原因。减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交叉互换，导致基因重新组合。（2）结果：后代产生新的基因型，使后代出现多种新的性状组合。思考：基因重组的本质或特点是什么？提示：基因重组是原有不同基因的重新组合，不产生
2、新基因，所以也不会产生新性状；只产生新基因型，使原有性状重新组合。3影响性状的因素表现型相同，基因型不一定相同；基因型相同，表现型也不一定相同。生物的性状不仅受基因的控制，也会受到环境的影响。有些性状是基因和环境共同作用的结果。二、基因突变1概念基因突变指基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或改变。2原因（1）自然状态下，DNA复制时，碱基对的替换、插入或缺失会引起基因突变。（2）外界因素：物理因素：射线、电离辐射等。化学因素：亚硝酸、碱基类似物等。生物因素：病毒、某些细菌等。思考：基因突变的本质是什么？提示：基因突变是遗传物质在分子水平上的变化，是构成基因的脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序
3、发生了改变。基因突变产生新基因和新基因型，不改变基因数量。3特点（1）普遍性：基因突变在生物界是普遍存在的。无论原核生物和真核生物，都可能发生基因突变。（2）低频性：自然状态下，基因突变频率很低。（3）可逆性：基因突变是可逆的，既可以由A突变为a，也可以由a突变为A。（4）多方向性：基因突变是不定向的，一个基因可以向多个方向突变，产生一个以上的等位基因，如基因A可突变为a（或a1或a2）。（5）随机性：基因突变是随机发生的。它可以发生在生物个体发育的任何时期和任何细胞中；也可以发生在细胞内不同的DNA分子上以及同一DNA分子的不同部位。（6）多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的。但是，也
4、有少数基因突变是有利的。4应用：诱变育种（1）原理：基因突变。（2）方法：用物理或化学因素诱发基因突变，称为人工诱变。（3）优点：提高突变率，增加变异来源。5可遗传变异（1）分类：包括基因突变、基因重组和染色体变异。（2）意义：对于生物进化具有重要的意义，也是形成生物多样性的重要原因之一。1基因突变与生物性状的关系（1）当基因发生突变时，其性状未必改变。当基因发生突变时，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子与原密码子对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不变。若基因突变为隐性突变，如AA中的一个Aa，此时性状也不改变。（2）有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性
5、突变：aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。2基因突变对蛋白质中的氨基酸序列的影响碱基对影响范围对氨基酸的影响减少对蛋白质结构影响的措施改变小只改变1个氨基酸或不改变增添大插入位置前不受影响，插入位置后的序列会发生变化若已增添1个碱基对：可以再增添2个、5个（3n2）个；也可以减少1个、4个（3n1）个（n0）。即增添3n个碱基对对蛋白质结构的影响较小缺失大缺失位置前不受影响，缺失位置后的序列受影响若已缺失1个碱基对：可以再减少2个、5个（3n2）个；也可以增添1个、4个（3n1）个（n0），即减少3n个碱基对对蛋白质结构的影响较小3基因突变发生的过程及时间分析基因突变发生于所有生物中
6、，是一种最广泛的可遗传变异的来源，不论病毒、原核生物，还是真核生物；不论进行无性生殖，还是进行有性生殖，只要进行遗传物质复制，就有可能发生基因突变。真核生物的基因突变一般发生在有丝分裂间期和减数分裂间期DNA复制的过程中。引起基因突变的因素及其作用的大致机理：体细胞的突变可在当代表现，生殖细胞的突变在当代不表现。体细胞突变也可经无性生殖而遗传给后代。体细胞的显性突变（aA）一般情况下一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传；体细胞的隐性突变（Aa）一旦表现即可稳定遗传。4基因突变和基因重组的区别与联系基因突变基因重组区别本质基因分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状原有基因的重新组合，产生了新
7、的基因型，使性状重新组合原因在一定的外界或内部因素的作用下，由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变，使基因结构发生改变减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换或非同源染色体之间的自由组合时期有丝分裂间期和减数分裂间期减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期条件外界条件剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂和受精作用意义生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一是生物产生变异的重要因素应用通过诱变育种培育新品种通过杂交育种，使性状重组，可培育优良品种可能性可能性很小非常普遍联系都使生物产生可遗传的变异；在长期的进化过程中，通过基因突变
8、产生新基因，为基因重组提供大量可供组合的新基因，基因突变是基因重组的基础基因突变发生于所有生物中，基因重组仅发生于进行有性生殖的生物中。基因突变能够发生在有丝分裂、减数分裂、无丝分裂及病毒的增殖过程中，基因重组仅发生在减数分裂过程中。基因突变针对某一基因而言，基因重组针对两对或两对以上基因而言。基因突变产生新的基因；基因重组不改变基因种类，只产生新基因型。题型一 基因对性状的控制【例题1】下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是（）。A一对相对性状可由多对基因控制B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状C隐性基因控制的性状不一定得到表现D基因型相同，表现型就相同解析：基因与性状的关系是基因型与
9、环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环境不同时，表现型不一定相同。答案：D反思领悟：基因主要是通过控制酶的合成来控制生物性状，其次是通过直接控制蛋白质的分子结构来控制生物性状。生物与性状的关系可以是一因一效，多因一效，也可以是一因多效。题型二 生物变异的根本来源基因突变【例题2】（2011沈阳四校协作体联考）基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法，正确的是（）。A无论是低等还是高等生物都可能发生突变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突变对生物的生存往往是有利的解析：生物在个体发育的任何时期都可能发生基因突变。基因突变是不定向的，对生物
10、往往是有害的。答案：A反思领悟：基因突变的时间是DNA复制的间期，突变的结果是产生原基因的等位基因，突变的意义是产生前所未有的新基因，为生物进化提供了最原始的材料，是生物变异的根本来源。题型三 基因重组【例题3】（2011北京东城期末）下列各项中可以导致基因重组现象发生的是（）。A姐妹染色单体的交叉互换B等位基因彼此分离C非同源染色体的自由组合D姐妹染色单体分离解析：基因重组发生在减数第一次分裂的前期（同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换）和后期（非同源染色体的自由组合）。答案：C反思领悟：基因重组包括两种类型：一是减数第一次分裂后期由于非同源染色体上的非等位基因自由组合而发生基因重组；二是四
11、分体时期由于同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生基因重组。1 （2011河南郑州质量预测）某一基因的起始端插入了两个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况可能对其指导合成的蛋白质结构影响最小？（）A置换3个碱基对 B增加3个碱基对C缺失3个碱基对 D缺失5个碱基对解析：某基因的起始端插入两个碱基对后，在插入位点后的所有脱氧核苷酸排列顺序均改变，导致合成的蛋白质在插入位点后序列全发生改变。若此时在附近缺失2个、5个碱基对，即总碱基对的增减为3n，则可能对将来控制合成的蛋白质影响较小。答案：D2 （2011福建厦门质检）下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是（）。A基因突变对于生物
12、个体是利多于弊B基因突变属于可遗传的变异C基因重组能产生新的基因D基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中解析：基因突变对生物个体来说是弊多于利，但对于物种来说是有积极意义的；能产生新的基因的只有基因突变；体细胞增殖进行的是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中；可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异。答案：B3 （2010江苏卷）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是（）。A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系解析：因为在一片稻田中只出现了一株“一秆双穗”植株，所以该突变应当是隐性个体出现了显性突变，如果是隐性突变，当代不表现新性状，自交后代才出现性状分离，且新性状应出现在一部分子代中，而不是只有一株。经显性突变形成的杂合体自交后代会出现显性纯合体。基因突变是分子水平的变化，不能通过观察染色体形态判断位置。花药离体培养后获得的是单倍体水稻，需用秋水仙素诱导染色体加倍后才能获得稳定遗传的高产品系。答案：B