1、教 材 面 面 观一、基因突变1概念：指_的改变，包括 DNA 碱基对的_、_或_。原因：外因：由于某些外界环境条件的改变或者生物内部因素等作用。内因：DNA 复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息，一个基因变成它的等位基因2影响因素：_、_、生物因素3结果：基因突变使一个基因变成它的_，并且通常会引起一定的_变化4意义：基因突变是生物变异的_，为生物的进化提供了_5基因突变的类型：_和_6基因突变的特点：基因突变在生物界中是普遍存在的_；基因突变是随机的_；一种生物的突变率是很低的_；大多 数 突 变 对生 物 体 是有 害 的 _；基 因 突
2、变 是 不 定 向的_。二、基因重组1概念：指生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合2类型：随着非同源染色体的自由组合，导致非等位基因的自然组合3随着同源染色体上的非姐妹染色单体的交换而使等位基因发生交换，导致染色单体上的非等位基因重新组合4_意义：为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成_的重要原因之一答案：一、1.DNA 分子结构 增添 缺失 改变 2.物理因素 化学因素 3.等位基因 基因结构 4.根本来源 最初的原材料 5.自然突变 诱发突变 6.普遍性 随机性 低频性 多数有害性 不定向性 二、4.重组 DNA 技术 生物多样性考 点 串 串 讲考点一 基因突变1.发生的
3、过程及时间基因突变发生在细胞分裂间期 DNA 分子复制的过程中，即突变 DNADNA。2引起基因突变的因素及其作用的大致机理3类型(1)显性突变：如 aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变：如 Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。4基因突变与性状改变当控制某性状的基因发生突变时，其性状未必改变，其原因如下：(1)若突变发生于真核生物基因结构的内含子内，此基因转录的信使 RNA 仍未改变(但前体 RNA 改变)，因而合成的蛋白质也不发生改变，此时性状不改变。(2)若突变发生后，引起了信使 RNA 上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多个密码子，若改变了的
4、密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状也不改变。(3)若基因突变为隐性突变，如 AA 中其中一个 Aa，此时性状也不改变。特别提示(1)基因突变具有以下特点普遍性。由于自然界诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自发产生，因此，基因突变在生物界中是普遍存在的。低频性。自然状态下，突变的频率是很低的，如高等动物的突变频率是 105108，即 10 万到 1 亿个配子中，仅有 1 个发生基因突变。随机性。基因突变是随机发生的。不论是对于个体、细胞，还是基因来讲，突变的发生都是一个随机事件。a时间上的随机：它可发生于生物个体发育的任何时期，甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生，如老
5、年人易得皮肤癌等。b部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞中，也可发生于生殖细胞中。若为前者，一般不传递给后代，若为后者，则可通过生殖细胞，进而通过生殖传向子代。可以发生在细胞内不同的DNA 分子上，也可以发生在同一 DNA 分子的不同部分。可逆性。即正常型与突变型，从左到右称为正突变，从右到左称为反突变。原因是基因突变并非是原有基因的丧失，而是基因的化学结构发生了变化。多向性。即一个基因可以朝着不同的方向发生突变，形成多种突变。如：Aa1，Aa2，Aa3，a1、a2、a3 之间也可以相互转变，且 a1、a2、a3 都在同一位点上，这就形成了复等位基因。但对一个二倍体个体来说，体细胞中只含有其
6、中的一对等位基因，如人类的 A、B、O 血型就是由三个复等位基因控制的。基因突变有的是显性突变，有的是隐性突变。如人的并指基因就是显性突变基因 S，正常基因是 s，再如人的白化病，是由正常基因 A 突变为 a 所致。突变往往是有害的，有的甚至是致死的。如人类的糖尿病、血友病、色盲、白化病、水稻、玉米的白化苗等。但也有少数突变是有利的，如突变产生的植物抗病性、耐旱性、早熟、茎秆坚硬等等。即时应用下列关于基因突变的叙述，正确的是()A个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能B染色体上部分基因的缺失，引起性状的改变，属于基因突变C有性生殖产生的后代出现或多或少的差异主要是由于基因突变DDNA 的
7、复制和转录时出现差错都可能发生基因突变答案：A解析：由于密码子的简并性，所以个别碱基对的替换，并不一定会影响相应的氨基酸的变化，也就不一定引起蛋白质结构和功能的变化；染色体上部分基因的缺失属于染色体变异，不属于基因突变，基因突变应该是基因内部结构的变化；有性生殖产生的后代出现的差异主要来自于基因重组；DNA 复制出现差错，会引起基因突变，如果转录出现差错，会引起 mRNA 变化，不属于基因突变。考点二 基因重组1.基因重组的概念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。基因重组是原有基因的重新组合，只产生新的基因型，不产生新基因，所以也不会产生新性状，只出现原有性状的重新组合
8、。2基因重组的类型、时间、原因及特点基因重组类型发生时间发生重组的原因特点非 同 源 染色 体 上 非等 位 基 因间的重组减后期同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组同 源 染 色体 上 非 等位 基 因 的重组减四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合人 为 导 致基 因 重 组(DNA重组)体外重组质粒目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞基因重组 只产 生新 的基 因型，并未产生新基因无新蛋白质无新性状(新性状不同于新性状组合)发生于真核生物、有性生殖的核遗传中(DNA重组除外)两个亲本杂合性越高遗
9、传物质相差越大基因重组类型越多后代变异越多3.基因重组的意义基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。【小结】基因重组的时间、类型、结果、意义等概念要素的整合即时应用以下有关基因重组的叙述，错误的是()A非同源染色体的自由组合能导致基因重组B非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C纯合体自交基因因重组导致子代性状分离D同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关答案：C考点三 基因突变和基因重组的区别与联系基因突变与基因重组两者都产生可遗传的变异，但它们也有根本的区别(见下表)基因突变基因重组本质基因的分子结构发生了改变，产生了新基因，改 变 了 基 因 的“质”可能出现了新性状基因
10、的重新组合，产生了新的基因型，但未 曾 改 变 基 因 的“质”与“量”，使其性状重新组合区别 发生时期及原因细胞分裂间期 DNA 分子复制时，由于碱基变化而引起减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换及非同源染色体之间自由组合条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不 同 个 体 之 间 的 杂交，有性生殖过程中减数分裂和受精作用适用范围所有生物均可发生(包括病毒)，具有普遍性只适于真核生物有性生殖的核基因遗传意义是生物变异的根本来源，通过诱变育种可培育新品种，是基因重组的基础是生物变异的重要因素，通过杂交育种导致性状的重组，可培育出新的优良品种发生可能可能性很小非常普遍联系
11、使生物产生可遗传的变异，在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础特别提醒1.基因的自由组合、基因的连锁互换、重组 DNA 技术及肺炎双球菌的转化等都属于基因重组。2基因重组适用的范围：除了基因工程以外，通常考虑适用于进行有性生殖的过程。即时应用癌症是目前基因疗法的重点攻克对象之一。P53 基因是一种遏制细胞癌变的基因。科学家发现几乎所有的癌细胞中都有 P53 基因异常的现象。现在通过动物病毒转导的方法将正常 P53 基因转入到癌细胞中，发现能引发癌细胞产生“自杀现象”，从而为癌症的治疗又提供了一个解决的方向。对于该基因疗法，从变
12、异的角度分析属于()A基因突变 B基因重组C染色体结构变异 D染色体数目变异答案：B解析：A 项错误：基因突变应该只是基因分子结构的改变，基因的数目不变，不符题意。C 项错误：染色体结构的变异主要有某一片段的缺失、增加、颠倒、移接 4 种，而本题不是某一染色体上增加了一个片段。D 项错误：本题染色体数目不变。基因工程中的转基因技术引起的变异属于基因重组。实 验 关 关 顺实验类型 鉴定显性突变与隐性突变的实验设计受到物理、化学因素的影响，AA 个体如果突变成 Aa 个体，则在当代不会表现出来，只有 Aa 个体自交后代才会有 aa 变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现即是纯合体。相反，如果 a
13、a 个体突变成 Aa 个体，则当时就会表现性状。因此我们可以选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。对于植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。即时应用某种自花传粉植物连续几代只开红花，偶尔一次开出一朵白花，且该白花的自交子代全开白花，如何验证新产生的控制白花的基因是显性还是隐性？答案：让该白花与红花杂交。若杂交后代全部为白花，则白花基因是显性基因。若杂交后代全部为红花，或即有白花又有红花，则白花基因是隐性基因。典 例 对 对 碰类型一 基因突变及其特点例 1有关基因突变的叙述，正确的是()A不同基因突变的频率是相同
14、的B基因突变的方向是由环境决定的C一个基因可以向多个方向突变D细胞分裂的中期不发生基因突变答案：C解析：本题主要考查基因突变的特点：具有低频性、不定向性、多方向性和多害少利性。只要有 DNA 分子的复制就有可能发生基因突变。技巧点拨 基因突变容易发生在具有 DNA 复制功能的细胞中(具有分裂能力的细胞)，已高度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生 DNA 复制，故不容易发生基因突变。类型二 基因重组及意义例 2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()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
15、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答案：C解析：有细胞结构的生物包括真核生物和原核生物，原核生物不进行有性生殖，不能发生基因重组，故 A 错。基因重组是基因的重新组合，不会改变基因的结构；基因突变是碱基对的增添、缺失、替换，所以能够导致基因结构的改变，故 B 错。基因重组发生在减数第一次分裂期，减数第一次分裂的结果是初级精(卵)母细胞形成次级精(卵)母细胞，故 C 正确。在减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换属于基因重组，如果非同源染色体交换则属于染色体的结构变异，故 D 错。方法技巧：由题干获取的信息有：基因重组发
16、生在有性生殖过程中；基因重组是基因的自由组合。解答本题需明确生物分为有细胞结构和无细胞结构的生物，有细胞结构的生物包括真核细胞和原核细胞构成的生物，原核细胞只能进行二分裂不能进行减数分裂。类型三 基因突变在育种中的应用例 3在“2010 年航天工程育种论坛”上，我国“嫦娥二号”卫星总工程师、总指挥顾问叶培建院士介绍太空探测时间表：2013 年探测火星，2015 年探测金星，2025 年实现首次载人登月。随着航天事业的发展，更多的太空植物得到广泛应用，促进我国经济的发展。请分析回答下列问题：(1)“太空植物”种子从太空返回地面后种植，往往能得到新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的
17、_辐射后，其_发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益？_，判断的理由是_。(2)试举出这种育种方法的优点：_。(3)这种太空诱变育种与转基因的种子一样吗？_。试说明原因：_。答案：(1)宇宙射线等 遗传物质(或 DNA 或基因)不一定 基因突变是不定向的(2)变异频率高、加快育种速度、大幅度改良某些性状(3)不一样 转基因的种子有外源基因的插入，而诱变育种的种子无外源基因插入解析：由于太空中存着微重力、强辐射等因素，这些都是有别于地球的特殊条件。一般情况下，地面辐射育种需要达到半致死剂量强度才能引起变异，而在太空中种子没有任何死亡率就能发生变异。太空诱变育种和转基因育种有本质的区别，它没有外源基因插入，而是在空间特殊条件下，基因结构发生碱基的增添、缺失或替换而引起性状变异。太空中的特殊条件能够引起生物的基因突变，其变异频率高、幅度大，变异后代容易稳定，是诱变育种的一条好途径。方法技巧：从题干看出太空育种的原理是利用辐射、微重力等环境进行诱变育种。这与地面上进行的诱变育种本质上是相同的，都是提高了基因突变的频率，从而经过筛选可能获得具有优良性状的新个体。THANKS