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1、第23课时 基因突变和基因重组 杂交育种和诱变育种基础梳理 一、基因突变1、基因突变的概念：DNA分子中_的替换、增添和缺失，而引起的_的改变，叫基因突变。2、诱发基因突变的因素有_、_和_。在没有这些因素影响时，基因突变也可能由于_、_而偶然发生。3、基因突变的特点有_、_、_等。4、基因突变是_产生的途径，是_的根本来源，是_的原始材料。二、基因重组1、基因重组是指在生物体进行_的过程中，控制不同性状的基因重新组合。包括非同源染色体上的非等位基因_，和同源染色体上的等位基因_，导致_上的基因重组。2、基因重组是生物变异的_，对生物的进化_。三、杂交育种和诱变育种1、杂交育种是将两个或多个品
2、种的优良性状通过_集中组合在一起，再经过_和_获得新品种的方法。2、诱变育种是利用_或_来处理生物，使生物发生_。 考点突破 考点一、基因突变的原因和结果1、基因突变的原因：物理、化学和生物因素导致基因突变与DNA分子的复制没有关系。不论DNA分子是否复制，物理、化学和生物（病毒）因素都可能改变基因的结构。有这些因素存在时，DNA分子复制可能出现差错，在没有这些因素存在时，DNA分子复制也可能出现错误。2、基因突变的结果（1）碱基对的替换：仅突变部位一个氨基酸发生改变（也可能不改变），对蛋白质分子的结构影响最小。（2）碱基对增添或缺失三个（或3的整数倍）：恰好增加或减少一个氨基酸，突变点后氨基
3、酸的排列顺序不变。（3）增添或缺失其它数目：突变点后，氨基酸的种类和排列顺序全部发生改变。（4）起始密码突变：可能导致找不到起始密码，无法合成蛋白质（5）某密码子突变成终止密码：翻译提前结束，蛋白质分子变小。例1如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是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】审题时要注意“基因的中部”缺失了1个碱基对，翻译是可以开始的，会有蛋白质产物，若缺失1个核苷酸对，造成终止密码提前出现，则所控制的蛋白质可能在缺失位置翻译终止，也会在后面的其它位置终止，也可能终止密
4、码出现较晚，但后面的氨基酸的序列会发生变化。【答案】A变式1、5BrU（5溴尿嘧啶）既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从TA到CC的替换？A2次 B3次 C4次 D5次【解析】第一次复制，相应位点上的TA中的T被5BrU取代，形成5BrUA，第二次复制，5BrU和C配对，形成5BrUC，第三次复制，C和G配对，形成CG。【答案】B考点二、基因突变的种类1、体细胞突变和生殖细胞突变若基因突变发生在体细胞中，一般不能通过有性生殖遗传给后代，可以经
5、过无性生殖遗传下去，如某植株的一个芽发生突变，可以将这个芽进行营养生殖获得突变植株，但突变的体细胞最终若能发育成精原（卵原）细胞而形成生殖细胞，则可能会遗传给下一代。若基因突变发生在生殖细胞中，则可通过有性生殖传递给下一代。2、显性突变和隐性突变显性突变和隐性突变是根据突变后的基因来说的。一般来说，在没有发生突变前，自然界中的生物体都是纯合体，发生基因突变时，是一对基因中的一个发生了突变。因此，当发生显性突变时，可直接导致表现型改变，但此时的突变体是杂合体。而发生隐性突变时，则突变体不会表现出突变性状，需要自交或相互交配一次后才可出现突变性状，不过一但出现，具有突变性状的个体就是纯合体。3、基
6、因突变后，突变体没有出现突变性状（1）基因中碱基对发生了替换，前替换前后对应的氨基酸相同。（2）显性基因突变成隐性基因。（3）基因的选择性表达突变基因在突变部位恰好不表达。若已知条件是DNA分子结构发生改变，出现这种现象的原因还有一个，就是突变发生在非基因片段。4、亲代发生突变，子代没有出现突变性状（1）亲代发生的是体细胞突变（2）亲代产生的有突变基因的配子未参与受精作用。（3）亲代突变性状是隐性性状，产生含隐性基因的配子和正常显性基因的配子结合，子代表现出正常的显性性状。例2、甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧
7、啶（T）配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。（1）经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为_突变。（2）用EMS浸泡种子是为了提高_，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有_。（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的_不变。（4）经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有_、_。（5）诱变选育出的变异水稻植株还可通过
8、PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为_。【解析】（1）自交后代出现性状分离的亲本性状为显性；（2）水稻种子用EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明变异具有不定向性；（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响而染色体的结构和数目。（4）表现优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来。即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体；（5）一旦种子细胞发生基因突变
9、，发育成的突变植株的所有体细胞中都含相同的基因。【答案】（1）显性（2）基因突变频率 不定向性（3）结构和数目（4）自交 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体（5）该水稻植株体细胞基因型相同变式2、为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。（1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成_幼苗。（2）用射线照射上述幼苗，目的是_；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_。（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体_，获得纯
10、合_ _，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与 杂交，如果_，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测_。【解析】本题涉及单倍体育种、诱变育种和杂交育种等方法，可根据原材料和所用的具体措施等条件进行判断。第（4）小题，判断显隐性关系，应采用抗性植株与敏感型植株杂交，观察后代的表现型，若后代全是敏感型，则敏感型是显性，抗性是隐性，反之，若后代全是抗性，则抗性是显性，每感型是隐性；看到15：1，应想到是两对基因控制的性状，A_B_、A_bb、aaB_都是显性，只有aabb是隐性。【答案】(1)单
11、倍体（2）诱发基因突变抗该除草剂的能力（3）加倍二倍体（4）（纯合）敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变考点三、基因突变的特点和诱变育种1、基因突变的特点基因突变的特点是普遍存在，突变率低，不定向。2、诱变育种和基因突变的特点相对应，基因突变具有普遍性，诱变育种可针对所有生物；基因突变的突变率低，诱变育种时需要处理大量的个体才会获得突变体；基因突变是不定向的，诱变育种中获得的突变性状并非都是有利的。注意两点：（1）人工诱变仅是提高突变率，并不能改变突变的方向；（2）有利和有害是相对的，某一种性状在一定的环境中是有利的，但环境改变后，这种变异可能是有害的。另外，突变性状对人有
12、利时，对生物本身并非有利。例3下表是苋菜抗“莠去净”（一种除草剂）突变品系和敏感品系的部分DNA模板链碱基和氨基酸所在的位置。下列有关叙述中，错误的是氨基酸位置227228229230抗性品系CGT丙氨酸GGT脯氨酸AAG苯丙氨酸TTA天冬酰胺敏感品系CGA丙氨酸AGT丝氨酸AAG苯丙氨酸TTA天冬酰胺A抗性品系有可能再突变为敏感品系BCGU、CGA是编码丙氨酸的密码子C抗性的产生是由于DNA上的遗传信息发生了改变D与敏感基因比较，在抗性基因中有两个碱基对发生了替换【解析】基因突变是不定向的，也是可逆的，敏感品系可以突变成抗性品系，抗性品系也可突变成敏感品系。从表中看，对应于丙氨酸的模板链碱基
13、为CGT、CGA，因此mRNA上的碱基，即密码子为GCA、GCU，B项是错误的。从突变碱基看，对应碱基序列227位第三个碱基T变成A，228位第一个碱基G变成A。【答案】B变式3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】基因突变发生在个体发育的任何时期，而不是特定时期；基因突变是不定向的；突变对生物体大多是有害的。因此，B、C、D三项都是错误的。【答案】A考点四、基因重组1、基因重组主要是指减数分裂中随着非同源染色体的自由组合，非等位基因进行自由组合，以及随着同源染色体非姐妹染色单体上的等位基因发生交叉互换，非等位基因进行组合。但最终实现变异，还需要有性生殖过程中精子和卵细胞的结合，形成了不同于亲代的基因型，因此，基因重组离不开受精作用。2、和基因突变不同，基因重组仅发生在有性生殖的生物个体中，因此，病毒、原核生物是不会发生基因重组的。3、基因突变产生是新的基因、新的性状，但基因重组不能产生新基因，只能产生新的基因型，不能产生新性状，只能产生新的表现型。例4、以下有关基因重组的叙述，正确的是A 非同源染色体的自由组合能导致基因重组B 姐妹染色单体间相同片段的交换能导致基因重组C 基
