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1、项目内容要求考点1.基因突变的特征和病因2.基因重组及意义重难点1.基因突变发生的时间、基因突变的特点2.基因重组的类型、发生时间及基因突变与基因重组的区别题型年份及考卷考点选择题2009、2008年山东、广东、宁夏卷基因突变和基因重组非选择题2009、2008年山东、广东卷生物变异及遗传育种l自主梳理l1生物变异的类型l生物的变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异两种。可遗传的变异有三种来源： 、 、l。基因突变基因突变 基因重组基因重组染色体染色体变异变异l互动探究l存在诱变因素时是否一定发生基因突变？l提示不一定，正常情况下，基因突变的频率很低，但在诱变因素的作用下，基因突变的频率会有所提
2、高。l要点归纳l一、基因突变发生的时间与机制分析l1基因突变发生的时间l在细胞分裂间期DNA分子复制过程中，即在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。由于这时稳定的双螺旋结构解旋形成单链DNA，稳定性大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。l2基因突变的机制l二、基因突变的原因、结果、特点分析概念内涵DNA分子发生的碱基对的替换、增添和缺失原因外因核酸的碱基改变：如亚硝酸、碱基类似物处理等宿主细胞的DNA受影响：如某些病毒的遗传物质DNA损伤：如射线等内因DNA复制出错突变结果DNA碱基对增添、缺失、替换，可形成等位基因mRNA局部密码子改变蛋白质可形成异常蛋
3、白(性状改变)概念内涵DNA分子发生的碱基对的替换、增添和缺失特点普遍性：所有生物均可能发生基因突变随机性：生物个体发育的任何时期和任何细胞均可发生基因突变低频性：在高等生物中，突变率是105108多害少利性：大多数突变对生物是有害的，也有少数是有利的，也有既无利也无害的不定向性：可产生复等位基因诱变及应用利用物理、化学方法提高基因突变频率，筛选获得优良性状l三、基因突变对性状与子代的影响l1基因突变对性状的影响l(1)改变性状l原因：突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。如aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。l实例：镰刀型细胞贫血症。l(2)不改变性状，有
4、下列三种情况：l若发生突变后，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，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也不改变。l若基因突变为隐性突变如AA中的一个Aa，此时性状也不改变。l若基因突变发生在内含子区域，生物的性状也不改变。l基因突变引起性状的改变，这种具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉。l2基因突变对后代的影响l(1)基因突变可以发生在体细胞有丝分裂过程中，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。l(2)基因突变可以发生
5、在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，这种突变有可能通过有性生殖传给后代。l感悟拓展l1以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核苷酸序列发生变化，也引起基因突变，且RNA为单链结构，在传递过程中更易发生突变。l2基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对种类和数目的变化，基因的数目和位置并未改变。l3碱基对增添和缺失会引起mRNA上密码子及其编码的氨基酸的种类及数目的改变。碱基对替换不一定能引起mRNA上密码子编码的氨基酸种类的改变。l 1下列关于基因突变的叙述中，错误的是()lA基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变lB基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改
6、变而发生的lC基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引起lD基因突变的频率是很低的，并且都是有害的l解析A项说明了基因的本质，B项阐明了基因突变的原因，C项指出了引起基因突变的因素，所以都是正确的。D项错误，基因突变发生频率很低，而且一般是有害的，但有一些突变是中性的，还有少数是有利的，这正是诱变育种的依据。l答案Dl原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小()lA置换单个碱基对B增加4个碱基对lC缺失3个碱基对 D缺失4个碱基对l答案Dl解析基因中三个相邻的碱基对决定mRNA中三个相邻的碱基，mR
7、NA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸。若基因中碱基对增加了一个，必然会引起其编码的蛋白质分子中氨基酸序列的改变，但如果在插入位点的附近再缺失4个碱基对，那么只会影响其编码的蛋白质分子中最初的几个氨基酸，而不会影响后面的氨基酸序列，这样可以减少对蛋白质结构的影响。l自主梳理l1概念l生物体进行 的过程中，控制 的基因的重新组合。有性生殖有性生殖不同性状不同性状l2发生时期和原因时期原因分裂后期随着非同源染色体的自由组合， 自由组合减数第一次分裂 时期同源染色体上的 随非姐妹染色单体的交换而发生交换非等位基因非等位基因等位基因等位基因减数第一次减数第一次四分体四分体l3.意义l基因重组能够产生 的基
8、因组合的子代，其中可能有一些子代会含有 的、 的基因组合，就可能出现 的个体，从而在多变环境中繁衍下去。所以基因重组是 的重要来源之一，对生物的 具有重要意义。多样化多样化适应某种变化适应某种变化生存所必需生存所必需适应多变环境适应多变环境生物变异生物变异进化进化l互动探究l基因重组发生在什么生理过程中？l提示非等位基因自由组合和四分体时期同源染色体上的等位基因的交叉互换。l要点归纳l一、对基因重组的时间、类型、结果和意义的理解l1基因重组发生的时期l有性生殖的减数第一次分裂过程中。l2基因重组的类型l(1)减后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。l(2)四分体时期，同源染色体
9、的非姐妹染色单体交叉互换。l3基因重组的后果l产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源。l二、基因突变和基因重组的区别和联系(见下表)项目基因突变基因重组区别本质基因分子结构发生改变，产生了新基因，改变基因的“质”，出现了新性状，但未改变基因的“量”原有基因的重新组合，产生了新的基因型，使性状重新组合。但未改变基因的“质”和“量”原因在一定的外界或内部因素的作用下，由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变，使基因结构发生改变减数分裂中，同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体之间的自由组合时期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和减数第一次分裂后期条件外界条件
10、剧变和内外因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂和受精作用项目基因突变基因重组区别意义新基因产生的途径，生物变异的根本来源，也是生物进化的原材料是生物产生变异来源之一，是生物进化的重要因素之一应用通过诱变育种培育新品种通过杂交育种，使性状重组，可培育优良品种发生可能性可能性很小，突变频率低非常普遍，产生的变异类型多适用范围所有生物均可发生(包括病毒)，具有普遍性只适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传联系都使生物产生可遗传的变异；在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型l
11、注意重组DNA技术属于基因重组，除此以外基因重组通常适应于有性生殖过程中。l感悟拓展l1发生基因突变和基因重组的生物及发生基因突变和基因重组的时期存在差异。l2基因突变是对某一基因而言，基因重组只有两对或两对以上的基因才会发生。l3基因突变一定产生新基因，但不一定产生新性状；基因重组一定不产生新基因，但会产生新基因型，从而出现不同性状的重新组合，但未改变基因的“质”和“量”。l4基因突变的频率比较：生殖细胞体细胞；分裂旺盛的细胞停止分裂细胞。l 2下图为马的生活史，有关此图的叙述，正确的是()l有丝分裂发生在a、d 基因重组发生在cl基因突变可发生在a、b、d合子为新个体发育的起点lABlC
12、Dl解析基因重组发生在有性生殖的减数分裂过程中，而减数分裂发生在原始生殖细胞产生生殖细胞的过程中，即b过程。雌雄个体产生生殖细胞是通过有丝分裂实现的；个体发育过程中进行的细胞分裂都是有丝分裂。l答案Cl进行有性生殖的生物，下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是()lA基因重组 B基因突变lC可遗传的变异 D染色体变异l答案Al解析进行有性生殖的生物，上下代之间发生差异可能是由于基因重组、基因突变和染色体变异引起，但后两者只要外部环境条件和内部生理过程不发生剧变，一般均不会发生，表现为低频性。而基因重组却是进行有性生殖的必然过程，生物的染色体数越多，其上携带的等位基因越多，后代中产生基因重组
13、的变异种类也越多。l命题热点1基因突变与育种l【例1】为丰富植物育种的种植资源材料，利用钴60的射线辐射植物种子，筛选出不同性状的突变植株。请回答下列问题：l(1)钴60的辐射用于育种的方法属于_育种。l(2)从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株的部分杂交实验如下：l控制高产、优质性状的基因位于_对染色体上，在减数分裂联会期_(能、不能)配对。l抗盐性状属于_遗传。l(3)从突变植株中还获得了显性高蛋白植株(纯合子)，为验证该性状是否由一对基因控制，请参与实验设计并完善实验方案：l步骤1：选择_和_杂交。l预期结果：_。l步骤2：_。l预期结果：_。l观察实验结果
14、，进行统计分析，如果_与_相符，可证明该性状由一对基因控制。l答案(1)诱变l(2)两(或不同)不能细胞质(或母系)l(3)高蛋白(纯合)植株低蛋白植株(或非高蛋白植株)后代(或F1)表现型都是高蛋白植株l测交方案：用F1与低蛋白植株杂交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是11l或自交方案：F1自交(或杂合高蛋白植株自交)l后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是31l实验结果预期结果l解析(1)用放射性物质可以使生物的基因突变频率增加，从中选择符合人类要求的变异类型，这属于人工诱变育种技术。l(2)根据自交后代出现的分离比例为9331，可以推断出控制高产、优质性状的基因位于两对同源染色体上，属于非同
15、源染色体上的非等位基因，在减数分裂时是不能配对的。抗盐性状的正反交结果不一致，均表现为母本性状，具有母系遗传的特点，故可以推断出细胞质遗传。l(3)由一对基因控制的性状的遗传符合基因的分离定律，可以用有关比例来验证。F1代自交后代的分离比为31，测交比为11。可以用高蛋白纯合植株和低蛋白植株杂交得到F1植株，再进行自交或测交。l命题热点2关于实验考查l可遗传变异与不可遗传变异的鉴定方法：自交后代是否发生性状分离或在相同环境下进行比较鉴定。l原理：遗传物质是否发生改变。l【实验设计】(2007山东高考)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两
16、对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：l请分析回答：l(1)A组由F1获得F2的方法是_，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_。l(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能发生不育配子的是_类。l(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_组，原因是_。l(4)通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。l(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。l_。l解析A组中F1到F2的方法属于自交，得到的F2中矮杆抗病植株为ttRRttRr12，
17、所以不稳定遗传的个体占2/3。B组中花药离体培养获得的矮杆植株属于单倍体，会出现不育的配子。基因突变的频率低且不定向，所以C组中较难获得符合要求的新品种。矮秆抗病的基因型为tR，经秋水仙素处理后，所得个体基因型全部为ttRR。(5)小题可从两个角度考虑，一是假设矮秆植株是由环境引起的不可遗传的变异，种植后结果会怎样，二是假设矮秆植株是由基因突变引起的可遗传变异，其遗传情况如何，然后反向描述即可。l答案(1)自交2/3(2)(3)C基因突变频率低且不定向(4)秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍100%(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆矮杆31(或出现性状分离)，则矮秆性状
18、是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下；如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果l1(2008广东高考)正常双亲产下一头矮生雄性牛犊。以下解释不可能的是()lA雄犊营养不良lB雄犊携带X染色体lC发生了基因突变lD双亲都是矮生基因的携带者l答案Bl解析生物的变异可能是不遗传的变异，如营养不良造成 ，A正确。生物的变异也可能是可遗传的变异，由遗传物质的改变所引起基因突变，或等位基因分离引起的性状分离，故C、D正确。所有雄性牛犊的性染色体都为XY，故不可能是因为携带了X染色体而表现为矮生的性状。l2(2008广东
19、高考)有关基因突变的叙述，正确的是()lA不同基因突变的频率是相同的lB基因突变的方向是由环境决定的lC一个基因可以向多个方向突变lD细胞分裂的中期不发生基因突变l答案Cl解析基因突变具有不定向性，一个基因可以向多个不同方向突变；突变由环境因素诱导，但不决定基因突变的方向；突变是随机的，多发生在间期DNA分子复制时，但在其他时期也可发生。l3(2008宁夏理综)以下有关基因重组的叙述，错误的是()lA非同源染色体的自由组合能导致基因重组lB非姐妹染色单体的交换可引起基因重组lC纯合体自交因基因重组导致子代性状分离lD同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关l答案Cl解析基因重组主要包括同源染色体的自由组合与非姐妹染色单体的交叉互换；纯合体自交子代不发生性状分离；同胞兄妹间的遗传差异主要来自父母的基因重组。
