必修2第5章第1节基因突变与基因重组

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1、第第1节基因突变和基因重组节基因突变和基因重组目标导航目标导航1.基因重组及其意义基因重组及其意义()2.基因突变的特征和原因基因突变的特征和原因()基础自主梳理基础自主梳理一、变异的类型一、变异的类型1不可遗传的变异：不可遗传的变异：_的影响造成，的影响造成，不涉及遗传物质的改变。不涉及遗传物质的改变。2可遗传的变异：可遗传的变异：_的改变引起，来的改变引起，来源为源为基因突变、基因重组、染色体变异。基因突变、基因重组、染色体变异。二、基因突变二、基因突变1概念：由于概念：由于DNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的_而引起的而引起的基因结构基因结构的改变。的改变。环境因素环境因素遗传物质

2、遗传物质替换、增添和缺失替换、增添和缺失2实例：镰刀型细胞贫血症实例：镰刀型细胞贫血症(1)直接原因：组成血红蛋白分子的一个直接原因：组成血红蛋白分子的一个 被替换。被替换。根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个 改改变。变。氨基酸碱基对判一判能否用显微镜检测出21三体综合征和镰刀型细胞贫血症？请说明原因。能。染色体数目或结构的变化在显微镜下是可以观察到的，而基因突变无法在显微镜下观察，但是由于基因突变导致红细胞形态改变，因而可以通过观察红细胞形态是否发生变化，进而判断是否发生了镰刀型细胞贫血症。(2)内因：内因：DNA复制复制过程中，基因内部脱氧核苷过程

3、中，基因内部脱氧核苷酸的种类、酸的种类、_或或_发生局部的改发生局部的改变，从而改变了变，从而改变了_。4诱变因素诱变因素(1)物理因素：各种射线物理因素：各种射线辐射诱变；激光辐射诱变；激光激光激光诱变。诱变。(2)化学因素：化学因素：_、硫酸二乙酯等。、硫酸二乙酯等。（3）生物因素：）生物因素：某些病毒某些病毒5特点：特点：(1)_；(2)随机性；随机性；(3)_；(4)多害少利性；多害少利性；(5)_。6意义：是意义：是_产生的途径，是产生的途径，是生物变生物变异的根本来源，生物进化异的根本来源，生物进化的原始材料的原始材料数量数量排列顺序排列顺序遗传信息遗传信息亚硝酸，碱基类似物亚硝酸

4、，碱基类似物普遍性普遍性低频性低频性不定向性不定向性新基因新基因高频考点突破高频考点突破基因突变的原因、特征及与性状的基因突变的原因、特征及与性状的关系关系1基因突变的原因分析基因突变的原因分析2基因突变与性状的关系基因突变与性状的关系(1)基因突变可间接引起基因突变可间接引起密码子密码子改变，最终表现为改变，最终表现为蛋白质结构和功能改变，蛋白质结构和功能改变，影响生物性状影响生物性状，如镰刀，如镰刀型细胞贫血症。型细胞贫血症。(2)基因突变并非必然导致性状改变，其原因是：基因突变并非必然导致性状改变，其原因是：一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后

5、的的DNA转录成的密码子仍然决定转录成的密码子仍然决定同种氨基酸同种氨基酸时，时，这种突变不会引起生物性状的改变。这种突变不会引起生物性状的改变。突变成的突变成的隐性基因隐性基因在杂合子中不引起性状的改在杂合子中不引起性状的改变，如变，如AAAa。不直接编码氨基酸的基因片段不直接编码氨基酸的基因片段(DNA片段片段)发生发生改变。改变。【易误警示】【易误警示】(1)基因突变基因突变一定一定会导致基因结会导致基因结构的改变，但却构的改变，但却不一定不一定引起生物性状的改变。引起生物性状的改变。(2)基因突变是基因突变是DNA分子水平上分子水平上基因内部碱基对基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的

6、数目和位置并未改种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。变。(3)基因突变一般发生于基因突变一般发生于DNA分子复制分子复制过程中。过程中。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)1(2011年北京西城高三抽样年北京西城高三抽样)下列有关基因突变的下列有关基因突变的叙述，错误的是叙述，错误的是()A只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B诱发突变的突变率比自然突变的突变率高诱发突变的突变率比自然突变的突变率高C基因突变是生物进化的重要因素之一基因突变是生物进化的重要因素之一D基因碱基序列改变不一定导致性状改变基因碱基序列改变不一定导致性

7、状改变A1下列有关基因突变的叙述，正确的是下列有关基因突变的叙述，正确的是()A不同基因突变的频率是相同的不同基因突变的频率是相同的B基因突变的方向是由环境决定的基因突变的方向是由环境决定的C一个基因可以向多个方向突变一个基因可以向多个方向突变D细胞分裂的中期不发生基因突变细胞分裂的中期不发生基因突变2下列关于基因突变的说法，错误的是下列关于基因突变的说法，错误的是()A基因突变可产生新的基因基因突变可产生新的基因B基因突变可产生新的基因型基因突变可产生新的基因型C基因型的改变只能来自基因突变基因型的改变只能来自基因突变D基因突变可改变基因的种类基因突变可改变基因的种类对点诊断对点诊断CC突破

8、易错疑点突破易错疑点对基因突变与氨基酸和蛋白质性状的关系模对基因突变与氨基酸和蛋白质性状的关系模糊不清糊不清【特别提醒】【特别提醒】增添或缺失的位置不同，影响增添或缺失的位置不同，影响结果也不一样：最前端结果也不一样：最前端氨基酸序列全部改氨基酸序列全部改变或不能表达变或不能表达(形成终止密码子形成终止密码子)；在中间某个；在中间某个位置会造成肽链提前中断位置会造成肽链提前中断(形成终止密码子形成终止密码子)或或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不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。影响表达或使肽链延长。自我挑战自我挑战(学案例学案例2）下列是大肠杆菌某基因的碱基

9、序列的变化，对其下列是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所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不不考虑终止密码子考虑终止密码子)()ATG GGC CTG CTG AGAG TTC TAA147 10 13100103106A第第6位的位的C被替换为被替换为TB第第9位与第位与第10位之间插入位之间插入1个个TC第第100、101、102位被替换为位被替换为TTTD第第103至至105位被替换为位被替换为1个个TB三、基因重组三、基因重组1概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的制不同性状的_的重新组

10、合。的重新组合。2类型类型(1)_(非同源染色体上的非等位基因非同源染色体上的非等位基因)。(2)_(同源染色体上的非等位基因同源染色体上的非等位基因)。3实现途径：有性生殖实现途径：有性生殖(减数分裂减数分裂)。4意义意义(1)为生物变异提供了极其丰富的来源。为生物变异提供了极其丰富的来源。(2)形成生物多样性的重要原因之一。形成生物多样性的重要原因之一。(3)对于生物的进化具有十分重要的意义。对于生物的进化具有十分重要的意义。非等位基因非等位基因自由组合自由组合交叉互换交叉互换基因重组的理解基因重组的理解易错提醒易错提醒(1)基因重组只能产生基因重组只能产生新基因型新基因型和和重组性状重组

11、性状，不能不能产生产生新基因新基因和和新性状新性状。(2)受精过程受精过程中并不发生基因重组。中并不发生基因重组。(3)基因重组并不仅局限于真核生物细胞减基因重组并不仅局限于真核生物细胞减数分裂过程中，人工实验条件下的数分裂过程中，人工实验条件下的DNA重组重组也属于基因重组。也属于基因重组。（4 4）原核细胞只能进行）原核细胞只能进行二分裂二分裂不能进行不能进行减数减数分裂，分裂，原核生物不进行原核生物不进行有性有性生殖，生殖，不能发生不能发生基因重组。基因重组。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)学案例学案例5以下有关基因重组的叙述，正确的是以下有关基因重组的叙述，正确

12、的是()A非同源染色体的自由组合能导致基因重组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导致基因重组姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组C基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离D同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的A3下列关于基因重组的说法不正确的是()A生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合属于基因重组B减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，导致基因重组C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D一般情况下，水稻花药内可发

13、生基因重组，而根尖则不能B命题视角剖析命题视角剖析紧扣教材重点紧扣教材重点三种变异类型的识别三种变异类型的识别根据细胞分裂图来确定变异的类型根据细胞分裂图来确定变异的类型A图图B图图分裂类型分裂类型有丝有丝分裂分裂减数减数分裂分裂对对A、B图分析：图分析：(2011年南京市质检年南京市质检)如图是某二倍体如图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色数字代表染色体，字母代表染色体上的基因体，字母代表染色体上的基因)，据图判断，据图判断不正确的是不正确的是()A A该动物的性别为雄性该动物的性别为雄性B B乙图表明该动物发生了基因突变乙图表明该动物发生了基因突变C

14、C1 1与与2 2或或1 1与与4 4的片段交换，前者是基因重组，的片段交换，前者是基因重组，后者是染色体结构变异后者是染色体结构变异D D丙中丙中5 5与与6 6两条非姐妹染色单体之间的交叉互两条非姐妹染色单体之间的交叉互换导致非等位基因之间的互换换导致非等位基因之间的互换D变式训练变式训练上图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不上图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能的是可能的是()A可能发生了基因突变可能发生了基因突变B可能发生了染色体互换可能发生了染色体互换C该细胞为次级卵母细胞该细胞为次级卵母细胞D该细胞可能为次级精母细胞该细胞可能为次级精母细胞C洞察高考热点洞察高考热点基因突变的类

15、型基因突变的类型(1)按按DNA的分子结构变化分：增添、缺失、替换。的分子结构变化分：增添、缺失、替换。(2)按突变基因在生物体内的位置分：体细胞突变、按突变基因在生物体内的位置分：体细胞突变、性细胞突变。性细胞突变。(3)按突变后对生物性状的影响分：有利突变、中性按突变后对生物性状的影响分：有利突变、中性突变和有害突变。突变和有害突变。(4)按突变性状分：显性突变和隐性突变。按突变性状分：显性突变和隐性突变。(5)按突变原因分：自然突变和人工诱变按突变原因分：自然突变和人工诱变 (2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)在白花豌豆品种在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，

16、栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中红花植株与白花植株中()A花色基因的碱基组成花色基因的碱基组成B花色基因的花色基因的DNA序列序列C细胞的细胞的DNA含量含量D细胞的细胞的RNA含量含量【尝试解答】【尝试解答】_B_【解析】【解析】基因突变是指基因突变是指DNA分子中发生碱分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。所以为了确定题干中的推测，最构的改变。所以为了确定题干中的推测，最好应检测和比较红花植株与白花植株中的花好应检测和比较红花植株与白花植株中的花色基因的色基因的DNA序列。序列。互动探究互动探究(1)细胞细胞mRNA的种类会改变吗？的种类会改变吗？(2)题干中题干中“一株一株”改为改为“一朵一朵”，花色基因突，花色基因突变是发生在体细胞中还是性细胞中？变是发生在体细胞中还是性细胞中？提示：提示：(1)会改变会改变(2)体细胞体细胞