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1、第21课时基因突变和基因重组一、基因突变的实例和概念1实例：镰刀型细胞贫血症形成的原因形态：中央微凹的圆饼状镰刀状运输O2：正常下降想一想(1)造成该病的直接原因和根本原因是什么？(2)(真题再现)能否用显微镜检测出21三体综合征和镰刀型细胞贫血症？(3)基因突变发生在DNA复制、转录、翻译的哪些过程中？2概念判一判(1)基因突变是由于DNA片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变()(2)基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变()(3)基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代()二、基因突变的原因、特点、时间和意义原因内因DNA分子中发生_的_、增添和_，从而引
2、起基因结构的改变外因某些诱变因素：_、_和生物因素等特点(1)_：在生物界中普遍存在(2)_：生物个体发育的任何时期和部位(3)_：突变频率很低(4)_：可以产生一个以上的等位基因(5)_：一般是有害的，少数有利发生时间DNA复制时，如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期意义_产生的途径；生物变异的根本来源；生物进化的原始材料判一判1无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变()2基因突变只能定向形成新的等位基因()3基因突变对生物的生存往往是有利的()4不同基因突变的概率是相同的()5一个基因可以向多个方向突变()6在没有外来因素影响下，基因突变不会自行发生()7细胞分裂的中期一定不发生基因突
3、变()三、基因重组1范围：_的生物_分裂过程中。2类型提醒(1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是基因重组造成的。(3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。1教材81页思考与讨论中，明确该病的直接原因血红蛋白异常，根本原因替换成。2教材83页思考与讨论中，计算精子类型223种，卵细胞类型223种，则保证两个完全相同的个体子女数至少22322312461。考点63核心概念突破生物的变异概念及分类1下列叙述中能产生可遗传的变异的有()非同源染色体自由组合基因突变四分体的非姐妹染色单体之间交叉互换染色体结构变异染色体数目变异ABC D排雷(1)可遗传的变异遗
4、传给后代可育。例如，基因突变一定是可遗传的变异，但若发生在体细胞中，一般不会通过有性生殖遗传给后代，若发生在生殖细胞中可以遗传；三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异其遗传物质已发生变化。(2)环境因素引起的变异不可遗传的变异。例射线、太空环境、化学诱变剂引起的一般会导致遗传物质的改变，属于可遗传变异，而水、肥、阳光、温度、激素或手术处理引起的性状改变，遗传物质不改变，属于不可遗传的变异，例生长素处理得到无子果实；赤霉素处理使植株长高(tt矮秆长高后基因型仍为tt)；多指切除后变成正常指(基因型仍为TT或Tt)；骨髓移植治疗血友病(血型可以改变，但精卵原细胞基因
5、型不变)。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。提醒变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异性，而遗传强调亲子代之间的相似性。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改变，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)可遗传的变异由细胞内遗传物质的改变引起的变异称为可遗传的变异。通常所说的可遗传的变异有三种来源：基因突变；基因重组；染色体变异。提醒病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。1下列哪种是不可遗传的变异()A正常
6、夫妇生了一个白化儿子B纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇C对青霉菌进行X射线照射后，培育成高产菌株D用生长素处理得到无子番茄考点64核心概念突破基因突变2(2011上海卷，8)基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是()AA基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因BA基因可突变为A1、A2、A3，它们为一组复等位基因C基因突变大部分是有害的D基因突变可以改变种群的基因频率排雷(1)图示(如右图)(2)信息：A、A1、A2、A3都是基因突变产生的等位基因，彼此间可相互突变。体现基因突变的特点：不定向性。A、A1、A2、A3称为复等位基因，遗传时遵循分离定律，不是自由组合定律(非同源染色体
7、上非等位基因才符合)。实例：ABO血型系统涉及到IA、IB和i三个复等位基因，对应基因型有6种。1基因突变的原因分析提醒无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构，即由Aa或aA，而A、a的本质区别是其基因分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变。2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。3基因突变对性状的影响(1)基因突变改变生物性状突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性
8、状，如镰刀型细胞贫血症。(2)基因突变不改变生物性状突变发生在基因的非编码区域。若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，但在某些环境条件下，基因改变了可能并不会在性状上表现出来。(3)基因突变对后代性状的影响基因突变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。基因突变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。生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖
9、细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。4基因突变的多害少利性基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，所以一般是有害的；但也有少数基因突变可使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间。提醒基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。有些基因突变既无害也无利。2(2010江苏卷，6)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判
10、断基因突变发生的位置D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系考点65核心概念突破基因重组3依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是()排雷(1)基因重组使控制不同性状的基因重新组合，因此会产生不同于亲本的新类型(同胞兄妹间遗传差异与父母基因重组有关)，但只是原有的不同性状的重新组合，并不会产生新的性状。(2)基因重组发生的时间是在减数第一次分裂的后期和四分体时期，而不是在受精作用过程中，但通过减数分裂和受精作用使后代产生不同于双亲的基因组合。(3)基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一。(4)基因重组在人工操作下也可实现，如基
11、因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。(5)纯合子自交不会因基因重组导致子代性状分离。1概念理解(1)范围：真核生物有性生殖。(2)实质：非等位基因(同源染色体上的非等位基因和非同源染色体上的非等位基因)重组。2识图析图由图获得的信息：(1)图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。(2)造成B、b不同的原因有基因突变(间期)或交叉互换(前期)。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；若题目中问造成B、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；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
12、，间期造成的则考虑基因突变；若亲代基因型为BB或bb，出现上述情况应考虑基因突变；若图示为有丝分裂图像，只能是基因突变；若图示对应染色体部分有两种颜色(大部分黑一小部分白或相反)，则只考虑交叉互换。3下列有关基因重组的说法中，正确的是()A基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因B同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形态大小一定相同的染色体C基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中D基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换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，改变则能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物
13、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。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。据此完成下列问题：(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)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
