1、生物必修2（人教版）第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组目标导航 1.举例说明基因突变的特点和原因(重点)。2.举例说出基因重组的原理(重点)。3.说出基因突变和基因重组的意义(难点)。一、基因突变的实例和概念1实例：镰刀型细胞贫血症。(1)致病机理。2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。3基因突变的遗传特点。(1)若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。(2)若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。二、基因突变的原因、特点和意义1原因。(1)外因。物理因素：如紫外线、X 射线等。化学因素：如
2、亚硝酸、碱基类似物等。生物因素：如某些病毒。(2)内因。DNA 分子复制偶尔发生错误。DNA 的碱基组成发生改变。2特点(连线)。提示：a b c d e3意义。(1)新基因产生的途径。(2)生物变异的根本来源。(3)生物进化的原始材料。三、基因重组1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。2类型。类型项目 自由组合型交叉互换型发生时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂的四分体时期实质非同源染色体上的非等位基因自由组合同源染色体的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换图例3.意义。基因重组是生物变异的重要来源之一，对生物的进化具有重要意义。1判断正误(1)镰刀型细胞贫血症
3、是由于基因中碱基对的增添引起的。()提示：镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对的替换引起的遗传病。(2)基因突变不一定遗传给子代。()(3)基因突变的不定向性是指可向不同方向发生突变，产生一个以上的非等位基因。()提示：基因突变可产生一个以上的等位基因。(4)发生在非同源染色体上的姐妹染色单体上的交叉互换属于基因重组。()提示：交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。(5)基因重组能产生新基因及新的表现型。()提示：基因重组不能产生新基因，能产生多种基因型。(6)基因突变和基因重组都能使生物产生可遗传的变异。()2下列有关基因突变的叙述，正确的是()A基因突变就是 DNA 分子中碱基对的替
4、换、增添、缺失和重组B基因突变一定会导致生物性状的改变C基因突变只能发生在真核细胞中D基因突变是有害还是有利主要看该突变对于生物生存的影响解析：基因突变不包括碱基对的重组，A 项错误；基因突变虽然引起密码子的改变，但决定的还可能是相同氨基酸，因此基因突变不一定引起性状的改变，B 项错误；基因突变发生在 DNA 复制过程中，不仅真核细胞中可以发生，原核细胞中也可以发生，C 项错误。答案：D3下面有关基因重组的说法不正确的是()A基因重组发生在减数分裂过程中，是生物变异的重要来源B基因重组产生原来没有的新基因，从而改变基因中的遗传信息C基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型D基因重组能产
5、生原来没有的新性状组合解析：基因重组包括同源染色体交叉互换和非同源染色体自由组合，前者发生在减数第一次分裂前期，后者发生在减数第一次分裂后期，是生物变异的重要来源，A 项正确；基因突变产生原来没有的新基因，基因重组不能产生新基因，只能产生新基因型，B 项错误；基因重组能产生新的基因型，但基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型，C、D 项均正确。答案：B要点一 基因突变的机理、特点及对生物性状的影响1基因突变有碱基对的增添、缺失和替换等几种类型。基因突变是否会导致基因数量的改变呢？所在染色体上的位置会改变吗？2基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？这种改变在光镜下能观
6、察到吗？3基因突变一定改变遗传信息吗？试分析原因。4基因突变不一定改变生物的性状，你能答出两点理由吗？归纳提升1基因突变的作用机理2基因突变的不定向性图示分析图中基因 A 可以突变成 a1、a2、a3，它们之间也可以相互突变，并互称为等位基因。3基因突变对生物性状的影响(1)若突变产生的是显性基因，如 bb 个体中，其中一个 bB，此时个体基因型为 Bb，突变性状即可表现。(2)基因突变不一定改变生物的性状。密码子的简并性，发生基因突变会引起信使 RNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可能对应多个密码子，若该改变了的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不改变。若突变产生的
7、是隐性基因，如 BB 个体其中一个Bb，此时个体基因型为 Bb，性状不发生改变。与基因突变有关的 4 个易错点(1)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。(2)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。(3)基因突变DNA 中碱基对的增添、缺失、替换。(4)基因突变不只发生在分裂间期。典例 在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A花色基因的碱基组成B花色基因的 DNA 序列C细胞的 DNA 含量D细胞的 R
8、NA 含量解析：基因突变不改变花色基因中的碱基组成，基因均含有 A、T、C、G 四种碱基，A 错误；基因突变的结果是产生新的等位基因，它们的差别在于碱基序列的不同，B 正确；基因突变不会改变细胞中 DNA 分子的数目，C 错误；细胞中的 RNA 含量与细胞蛋白质合成功能强弱无关，与基因突变无关，D 错误。答案：B基因突变的类型和影响即时演练1亮氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，当模板链中编码亮氨酸的碱基 GAC突变为 AAC 时，这种突变的结果对该生物的影响是()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性状不发生改变解析：该基因中相应的碱基
9、突变前和突变后所对应的密码子分别为 CUG 和 UUG，决定的氨基酸都是亮氨酸，性状不会改变，故无利也无害。答案：D2如果一个基因的中部缺失了 1 个核苷酸对，下列后果中不可能出现的是()A没有蛋白质产物B翻译为蛋白质时在缺失位置终止C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化解析：基因的中部若缺少 1 个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。答案：A要点二 基因重组及其与基因突变的比较1请判断下列
10、两种现象产生的原因是否属于基因重组并分析原因。(1)高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆。(2)黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。2下图是基因型为 Aa 的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型？归纳提升1基因重组的图解分析2基因突变和基因重组的比较项目基因突变基因重组发生时间有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂发生原因在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或非同源染色体上非等位基因的自由组合适用范围所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生
11、殖细胞核遗传种类自然突变人工诱变基因自由组合染色体交叉互换结果产生新基因，控制新性状产生新的基因型，不产生新的基因意义是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物变异的来源之一，有利于生物进化联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供组合的新基因，基因突变是基因重组的基础基因重组的两点提醒(1)基因重组只能在原有基因之间重新组合，不能产生新基因，只能产生新的基因型和表现型，但是不会出现新的性状。(2)基因重组发生于有性生殖的真核生物进行减数分裂形成配子时，精卵结合并没有发生基因重组。【典例 2】如下图所示某哺乳动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正
12、确的是()A该动物是雄性的B乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C1 与 2 的片段交换，属于基因重组D丙细胞不能发生基因重组解析：甲中同源染色体分离时，细胞质均等分裂，故为雄性初级精母细胞；乙图是有丝分裂后期图，丙图处于减数第二次分裂后期，都不可能发生基因重组。答案：B姐妹染色单体含有等位基因的原因分析 基因突变或交叉互换都会导致姐妹染色单体中含有等位基因(如图)。在确定变异类型时，可根据题意来确定，方法如下：(1)若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的；(2)若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或交叉互换(减数第一次分裂)；(3)若题目中间造成 B、
13、b 不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变；(4)若题目中有“分裂时期”提示，如减前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。即时演练3下面有关基因重组的说法中，不正确的是()A非同源染色体的自由组合可导致基因重组B基因重组产生原来没有的新性状C基因重组是生物变异的主要来源D基因重组能产生原来没有的新基因型解析：基因重组发生在减数分裂过程中，即减数第一次分裂后期同源染色体分开，非同源染色体自由组合，A项正确；通过基因重组可以产生新的基因型，D 项正确；基因重组是生物变异的主要来源，C 项正确；产生原来没有的新性状是基因突变的结果，B 项错误。答案：B4下列甲、乙分裂过程
14、中产生配子时发生的变异分别属于()A基因重组，不可遗传变异B基因重组，基因突变C基因突变，不可遗传变异D基因突变，基因重组解析：读图知，若图甲个体进行正常减数分裂会产生4 个基因组成均为 A 的配子，题干的配子中含有 a，说明发生了基因突变；图乙的个体涉及两对等位基因，减数分裂时会发生非同源染色体的非等位基因的自由组合。答案：D【网络构建】填充：自然突变 替换、增添和缺失 随机性 不定向性 自由组合型【必背语句】1基因突变有碱基对的替换、增添和缺失三种方式。2基因突变会引起基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。3诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素。4基因突变具有普遍性、随机性、不定向性及低频性等特点。5基因突变可以产生新基因，而基因重组只能产生新的基因型。6基因重组包括非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换两种类型。7基因突变是生物变异的根本来源，基因重组是生物变异的来源之一。