第22讲生物一轮复习基因突变和基因重组

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1、1 第七单元生物变异、育种和进化第 22 讲基因突变和基因重组主干知识整合 一、基因突变： 由 DNA 分子中发生的 碱基对的增添、缺失、改变 ，而引起基因结构的改变。是染 色体的 某一个位点上 基因的改变。 1实例 (1)症状：红细胞呈镰刀状，易破裂，使人患溶血性贫血。 (2)病因：血红蛋白多肽链上一个被替换。 (3)根本原因：血红蛋白基因(DNA) 上一对碱基对被替换 ，即由。 人的红细胞上的血红蛋白由574 个氨基酸，四条多肽链组成的 蛋白质。而镰刀型贫血症患者的血红蛋白与正常人的血红蛋白相比 有 573 个氨基酸相同，只有 第四条多肽链的第六个氨基酸(谷氨酸 ) 被缬氨酸所取代 ，从而

2、导致了遗传性状的改变，产生了镰刀型贫血 症。2原因、特点 物理因素：如 X 射线、紫外线、激光、太空技术等。 外界环境条件化学因素：如亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素等 外因生物因素：包括病毒、某些细菌 (1) 突变原因生物体内部因素：如异常代谢产物的积累。内因：基因 中 脱氧 核苷 酸 种 类 、数 量、排 列 顺 序 发生 了改 变，使 碱基 对 的 排 列 顺序 发生局 部改 变 ，从而 改变 了遗 传 信息 。 (2)特点：在生物界中普遍存在。 ：生物个体发育的任何时期和部位。 ：突变频率很低。 ：可以产生一个以上的等位基因。 3发生时间： DNA 复制时，如(体细胞突变 )和 (生殖突变

3、 )。 4结果： 基因突变往往是使一个基因变成它的，并且 通常会 引起一定的表现型变化。 5. 突变类型 种 类自然突变人工诱变条 件自然发生人工条件 ( 射线、激光辐射、化学药剂) 等诱导发生突变特 点突变率很低 一般有害， 少数有利提高突变率变异性状稳定快，加速育种进程 大幅度地改良某些性状有利个体不多6意义： ， ，生物进化的原始材料。2 二、基因重组 1 概念：生物体进行的过程中，控制不同性状的基因的。 2类型 (1)位于自由组合。 (2)四分体的非姐妹染色单体的。 (3)外源基因的导入。 3意义： 基因重组能够产生多样化的的子代，子代中就可能出现 的个体，从而在多变环境中繁衍下去。高

4、频考点突破考点一：生物的变异概念及分类 1变异的概念 生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。 2生物变异的类型 (1)不可遗传的变异 生物的变异仅仅是由环境的影响造成的，并没有引起遗传物质的变化， 这样的变异称为不可遗传的 变异。 特点：只在当代显现，不能遗传给后代；变异方向一般是定向的。 (2)可遗传的变异 生物的变异是由于生殖细胞内遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代， 这样的变异称为可遗 传的变异。 可遗传的变异有三种来源：基因突变、基因重组、染色体变异。 【特别提醒】 可遗传的变异不一定遗传给后代，如果可遗传的变异发生在体细胞中，正常情况

5、下不遗传给后 代。但是只要遗传物质发生改变一定就是可遗传的变异。 水、肥、阳光特别充足时， 温度改变、 激素处理等引起的变异一般是不可遗传的变异，但射线、 太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传的变异。 病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗传的变异只有一种：基因突变。 【对位训练】 1超级病菌是一种耐药性细菌，它最可能由普通细菌通过哪种变异形成( ) A基因重组B染色体结构变异 C基因突变D染色体数目变异 2利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比，关于其变异 来源的叙述正确的是( ) A前者不会发生变异，后者有很大的变异性 B前者一定不会发生基因重组，后者可能

6、发生基因重组 C前者一定不会发生染色体变异，后者可能发生染色体变异 D前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因环境影响发生变异 考点二：基因突变概念图解及其与生物性状的关系 1基因突变概念图解3 2基因突变对生物性状的影响 (1)引起生物性状的改变 如某些碱基对的增添或缺失，引起部分氨基酸改变， 改变蛋白质的结构和功能， 从而引起生物性状 改变。 (2)未引起生物性状的改变 碱基对替换前后所形成的密码子对应的是同一种氨基酸(这些不同的密码子称为密码子的简并 性)。 密码子的简并性的意义：能增强密码子间的容错性，保证了翻译的速度。 由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。 【特别提醒】 (

7、1)基因突变的结果往往是产生等位基因。 (2) 基因突变能产生新的基因，新的基因型，新的性状。 (3)基因突变是染色体某一位点上的基因发生改变，在光学显微镜下观察不到。 (4)若某有性生殖的生物突然出现从未有过的性状，则这种性状的出现是由基因突变引起的，而非 基因重组。 (5)原核生物 (如细菌 )只能发生基因突变，不能发生基因重组和染色体变异(因原核生物无染色体， 也不能进行有性生殖 )。 【对位训练】 3(2010 福建理综 )下图为人 WNK4 基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 WNK4 基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是（

8、）A处插入碱基对GC B处碱基对 AT 替换为 GC C处缺失碱基对AT D处碱基对 GC 替换为 AT 解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确定赖氨酸的密码子为AAG ， 处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，处碱基对替换后密码子为AAA 还是 赖氨酸，处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。 4下列有关基因突变的叙述中，正确的是（） A基因突变就是DNA 分子中碱基对的替换、增添、缺失和重组 B基因突变就会导致生物变异C基因突变的结果一般是产生等位基因 D基因突变的结果有三种：有利、有害、中性 考点三：基因重组4 交叉互换自由组合基因工程类型同源染色体上

9、非等位基因的重组非同源染色体上 非等位基因间的重组人为导致基因重组 (DNA 重组) 发生 时间减数第一次分裂 四分体时期减数第一次分裂后期体外目的基因与运载体重组和导入 细胞内与细胞内基因重组发生 机制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 间的重组目的基因经运载体导入受体细胞， 导 致受体细胞中基因重组图像 示意【特别提醒】 基因重组是非常普遍的，虽然不能产生新的基因，但产生了大量新的基因型、出现新的性状，是 生物多样性的主要来源。 【对位训练】 5(2011 福州模拟 )

10、生物体内的基因重组是（） A能够产生新的基因B在生殖过程中都能发生 C是生物变异的根本来源D在同源染色体之间发生 6(2012 长沙一中月考 )下列有关基因重组的叙述中，正确的是（） A基因型为 Aa 的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离 B基因 A 因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因重组 CYyRr 自交后代出现不同于亲本的新类型及基因工程、肺炎双球菌的转化等过程中都发生了基 因重组 D造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组答题技能培养 - 探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法（1）两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则可能遗传给后代，环境引起性状

11、改变但遗 传物质未变则不能遗传；故是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是 实验设计的出发点。 (2)若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。 (3)与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为 不可遗传变异。 (4)自交观察后代是否发生性状分离。产生新性状，则是可遗传变异，若性状没发生改变则为不可 遗传变异。 【典例】玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎、矮茎之分。据此完成下列题目： (1)种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通 过控制 _ _来实现的。 (2)

12、矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否 能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。 实验步骤： a在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传5 粉。 b雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。 C雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。 实验预期及相关结论： a_ _ 。 b_ _ 。 问题： a预期最可能的结果： _ _。 b对上述预期结果的解释：_ _。 【答案】(1)有关酶的合成来控制代谢，进而控制性状(2)a.子代玉米苗有高茎植株，说明生 长素类似物引起的变异能

13、够遗传b子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异 不能遗传a.子代玉米植株全是矮茎B适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、生长， 但不能改变细胞的遗传物质(其他正确答案也可 ) 易误警示 一、对生物变异类型理解不透彻 【典例 1】蓝藻、大肠杆菌的可遗传变异来源是（） A基因突变和染色体变异B基因重组和基因突变 C基因突变D基因重组、基因突变和染色体变异 二、对基因突变与氨基酸和蛋白质性状的关系模糊不清 【典例 2】(2011莆田模拟 )下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基 酸序列影响最大的是 (不考虑终止密码子 ) （） ATG GGC CTG CTG

14、AGAG TTC TAA 1671013100103106 A第 6 位的 C 被替换为 T B第 9 位与第 10 位之间插入 1 个 T C第 100、101、102 位被替换为 TTT D第 103 至 105 位被替换为 1 个 T 【解析】A 项属于碱基替换，由于密码子存在简并性，可能没有影响，也可能有影响；B 项属于 碱基的增添， 一定会引起碱基序列的变化，自增添处合成的多肽序列将会全部被改变；C 项属于整 个密码子被替换， 只引起多肽序列中一个氨基酸的改变。D 项属于碱基的缺失， 但由于其位于最后， 故只改变最后两个氨基酸，影响很小。 【纠错笔记】正常基因片段基因突变类型影响范围

15、对多肽链的影响小只改变 1 个氨基酸或不改变或使肽链缩短大缺失前位置不影响，影响缺失后的序列大插入前位置不影响，影响插入后的序列增添或缺失的位置不同，影响结果也不一样： 最前端 氨基酸序列全部改变或不能表达(形成终止密码子 )；在中间某个位置会造成肽链提前中 断(形成终止密码子 )或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。6 【知识交汇】考点一：三种可遗传变异的比较 基因突变基因重组染色体变异 实质基因结构发生改变基因的重新组合染色体的结构和数目发生改变类型自然突变 诱发突变自由组合 交叉互换染色体结构变异 染色体数目变异发生时期DNA 复制时（有丝分 裂间期和减数第一次 分裂间期）减数第一次分裂的 四分体时期及后期细胞分裂期适用范围任何生物均可发生真核生物进行有性 生殖产生配子时真核生物细胞增殖过程中均可 发生 产生结果产生新的基因产生新的基因型引起基因数目或顺序发生变化意义生物变异的根本来源， 提供生物进化的原始 材料形成生物多样性的 重要原因，对生物进 化有十分重要意义对生物进化有一定的意义备注基因突变具有普遍性、 不定向性、 低频性、多 害少利性等特点基因工程的原理也 属于基因重组光镜下可检出考点二：变异与育种 名称原理方法优点杂交育