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1、最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库第四节基因突变和基因重组第一课时基因突变和基因重组【目标导航】1. 结合教材镰刀型细胞贫血症的发病原因，归纳基因突变的概念和方式。明基因突变的原因、特点及意义。述基因重组的概念、方式及意义。一、基因突变的实例和概念1基因突变的实例镰刀型细胞贫血症(1)病因图解和特点(2)镰刀型细胞贫血症的成因直接原因：血红蛋白分子中的一个氨基酸被替换。根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对的替换。2基因突变的概念是指 子中碱基对的增添、缺失或改变等。二、基因突变的原因、特点和意义1基因突变的原因及类型(1)自发突变在没有人为因素的干预下，基因产生的变异称自发突变。
2、(2)人工诱变最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库概念：在人为因素的干预下，基因产生的变异称人工诱变。干预因素特点(1)低频性：自发突变 频率很低，一般为 1108 110 5 。(2)方向不确定：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。(3)随机性：可发生在生物个体发育的任何时期，以及细胞内不同的 子上或同一 子的不同部位上。(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。3意义是生物变异的根本来源，它不仅增加了基因存在方式的多样性，为生物进化提供了原始材料，而且还揭示了生物性状遗传变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。三、基因重组1概念生物体在进行有性生殖的过程中，
3、控制不同性状的基因重新组合的过程。2原因(1)减数分裂时，非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。(2)四分体时期，同源染色体(非姐妹染色单体) 之间遗传物质的交换，这可导致染色单体上基因的组成和排列次序的改变。3意义基因重组能够产生与亲代不同的性状组合的子代，既是生物进化的源泉，也是形成生物多样性的重要原因之一。1判断正误(1)基因突变是 构发生改变，不论发生在体细胞还是生殖细胞中都能遗传给后代。()(2)发生在配子中的基因突变，可遵循遗传规律传给后代。()(3)基因突变通常发生在 过程中。( )最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库(4)基因是具有遗传效应的 段，遗传物质是 能发生基因
4、突变。()(5)病毒、大肠杆菌及动植物都可能发生基因突变。()(6)基因突变产生的新基因不一定传递给后代。()(7)基因突变具有随机性，分裂旺盛的细胞和停止分裂的细胞基因突变频率相同。()(8)基因通过突变成为它的等位基因，这一定能导致产生一种新的表现型差异。()(9)基因突变是生物变异的根本来源，它为生物进化提供了原始材料。()(10)基因突变揭示了生物性状遗传变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。()(11)基因突变增加了基因存在形式的多样性，从而有利于生物适应新的环境变化。( )答案(1) (2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)(9)(10)(11)2连线答案、a 因突变的
5、产生、结果及对生物性状的影响1基因突变的产生及结果(1)基因突变的机制分析基因突变是指基因片段上碱基对发生增添、缺失或替换而导致基因结构发生变化的遗传学现象。基因突变是遗传物质在分子水平上的改变。引起基因突变的因素及其作用的大致机理最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库(2)类型显性突变：如 aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。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。2基因突变对性状的影响基因突变会引发基因结构的改变，但基因结构改变未必会引发性状改变，现分析如下：(1)基因突变引起性状改变突变引发肽链不能合成(合酶无法结合，转录无法开始)。突变引发肽链
6、合成提前终止(终止密码子提前出现)。突变引发肽链延长(终止密码子推后出现)。突变引发氨基酸种类改变(密码子改变所致)。(2)突变不引起性状改变的原因：突变虽改变了基因结构，但未曾改变 列 (如真核细胞基因结构中存在不决定 列的内含子片段)。突变虽改变了密码子种类，但由于密码子的简并性使得新密码子与原密码子决定同种氨基酸，故不引发蛋白质(或性状)改变。若基因突变为隐性突变，如 其中一个 Aa ，此时性状也不改变。1基因突变的实质是什么？它是否改变了基因在 子或染色体上的位置？最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库答案基因突变是一个基因内部发生的碱基对的变化。它只改变了基因中碱基的排列顺序，并未
7、改变基因在 子和染色体上的位置。2当基因突变发生了碱基对改变(替换)，与碱基对增添和缺失相比通常情况下哪一个对肽链合成的影响大，为什么？答案通常情况下碱基对的增添和缺失影响大，发生碱基对替换时，通常只改变一个氨基酸或不变(因多个密码子可能对应同一种氨基酸)，而增添和缺失碱基对时，可能从此位置以后所有氨基酸均变。1下图为人 因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知 因发生突变，导致 1 169 位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()A处插入碱基对 G 处碱基对 AT 替换为 G 处缺失碱基对 A处碱基对 GC 替换为 AT【问题导析】(1) 根据图中 1 168 位的甘氨酸的
8、密码子 知 因是以其 子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成 ；(2) 1 169 位的赖氨酸的密码子是 此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是 3) 推知该基因 发生的突变是处碱基对 AT 被替换为 GC。答案B【一题多变】1处碱基对 GC 突变为 AT 时，产生的基因与原基因是等位基因吗？为什么？最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库答案不是，因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状。2若 1 169 位赖氨酸变为天冬酰胺，则发生什么样的突变？答案处碱基对 GC 替换为 TA。二、基因突变的特点和对后代性状的影响1基因突变的特点(1)普遍性：所有生物均可能发生基因突变(2)随机性：
9、生物个体发育的任何时期均可发生基因突变；不同 子或同一 不同片段均可发生基因突变(3)低频性：在高等生物中，突变频率是 108 10 5(4)不定向性：可产生复等位基因：)基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。(2)基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。(3)生殖细胞的突变频率一般比体细胞的突变频率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。1突变后的性状一定能满足我们的需要吗？为什么？答案不一定。因为基因突变的方向不确定。2基因突变产生的性状对生物有害时，对人类也有害，对生物有利时，
10、对人类也有利，对吗？答案不对。基因突变产生的性状对生物有害时可能对人类有利，反之亦然，如由于基因突变导致某些害虫雄性不育，这对害虫不利，但却对农业生产有利。2如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库中分析得到()A表明基因突变具有不定向性B表明基因突变具有可逆性C这些基因的碱基序列一定不同D表明基因突变具有普遍性【问题导析】(1) A 基因可以突 变成 a1、a2、明基因突变具有不定向性；(2) A 基因可以突变成 因， 因也可以突变 成 A 基因，说明基因突变具有可逆性；(3) 控制同一性状的基因有几种，其根本原因是碱基的序列
11、不同。答案D【一题多变】判断正误(1) 基因突变是基因内部碱基发生的改变，即改变了基因的表现形式：Aa 或aA，基因的位置和数量并没有改变。()(2) 基因突变是发生在分子水平上的变化，在光学显微镜下是可见的。()(3) 在诱变因素的作用下，不一定发生基因突变，但基因突变的频率会提高。()答案(1) (2)(3)三、基因突变、基因重组、染色体变异的比较比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间有丝分裂间期和减数分裂间期减数第一次分裂前期和后期细胞分裂间期或分裂期生物种类所有生物均可发生自然状态下，真核生物真核生物细
12、胞增殖过程均可发生适用范围 生殖类型无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖产生结果 产生新的基因 产生新基因型，不 没产生新基因，基最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库产生新基因 因数目或顺序发生变化鉴定方法光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出联系三者均属于可遗传变异，都为生物的进化提供了原材料基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源基因突变是基因重组的基础基因重组是形成生物多样性的重要原因之一1谚语“一母生九子，连母十个样” ，请分析这主要是什么原因造成的？为什么？答案生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。通过基因重组可以产生基因型不同的
13、后代。2分析基因重组发生的本质请结合上图，思考回答下列问题。(1)观察上图，分析交换后，其上的控制不同性状的基因组合有什么变化？说明了什么？答案 上的 为 上的 为 生交叉互换的染色单体上的控制不同性状的基因重新组合，即发生了基因重组。(2)结合上图分析，这种类型的基因重组可以产生新基因、新性状吗？答案 A 与 B、a 与 b 原本就有，分别存在于同一条染色体上，和的交换只是将原有基因进行了重新组合，产生了新基因型，所以这种类型的基因重组没有产生新基因、新性状，只是产生了新基因型、新性状组合。 3有性生殖生物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()最新海量
14、高中、初中教学资料尽在金锄头文库A BC D【问题导析】(1) 基因重组指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) 过程中的 A、a 和 B、b 之间发生基因重组。(3) 过程 发生等位基因的分离。过程属于配子间的随机组合。答案C【一题多变】判断正误(1)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属于基因重组。( )(2)减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的片段交换，可导致基因重组。()(3)减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组。()(4)一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能。()答案(1) (2)
15、(3)(4)解析自然情况下，基因重组的发生有两种过程：一是在减数第一次分裂的前期即四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换；二是在减数第一次分裂的后期，同源染色体分开，非同源染色体自由组合。最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库1某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是()A缺乏吸收某种氨基酸的能力B不能摄取足够的乳糖酶C乳糖酶基因有一个碱基替换了D乳糖酶基因有一个碱基缺失了答案据题中“乳糖酶分子有一个氨基酸改换” ，可判断是乳糖酶基因中有一个碱基替换了；若乳糖酶基因有一个碱基缺失，则会发生一系列氨基酸的改变。2如果一个基因的
