基因突變和基因重組徐鵬程

第一節(jié)

基因突變和基因重組高考導(dǎo)航1.通過(guò)生活實(shí)例說(shuō)明基因突變的概念。2.概述基因突變的特征和原因。3.概述基因重組及其意義。真題感悟1.（2013海南卷）某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位基因B1突變而來(lái)的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的B.基因B1和B2編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同C.基因B1和B2指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳密碼D.基因B1和B2可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配子中D真題感悟2.（2013上海卷）若不考慮基因突變，遺傳信息一定相同的是()A．來(lái)自同一只紅眼雄果蠅的精子B．來(lái)自同一株紫花豌豆的花粉C．來(lái)自同一株落地生根的不定芽D．來(lái)自同一個(gè)玉米果穗的籽粒C3.（2011海南11）野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，用射線照射野生型大腸桿菌得到一突變株，該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)必須添加氨基酸甲后才能生長(zhǎng)。對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋?zhuān)缓侠淼氖茿.野生型大腸桿菌可以合成氨基酸甲B.野生型大腸桿菌代謝可能不需要氨基酸甲C.該突變株可能無(wú)法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶D.該突變株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失“漢水丑生的生物同行”超級(jí)群大型公益活動(dòng)：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權(quán)所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。2012年1月15日，漢水丑生標(biāo)記。B除上述題外，

2013福建卷T

5

A項(xiàng)，2013四川卷T

5D選項(xiàng)

，2013上海卷T17C選項(xiàng),2012年江蘇卷T14，2012年海南卷T24，2012年浙江卷T32，2012年廣東卷T28,等。近三年的高考中對(duì)基因突變和基因重組的考察在選擇題、簡(jiǎn)答題中都有所體現(xiàn)。考向分析可以利用數(shù)學(xué)方法，通過(guò)計(jì)算體會(huì)基因重組機(jī)制提供的極其多樣的基因組合方式?？梢越Y(jié)合減數(shù)分裂及育種對(duì)基因突變和基因重組知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行命題考查。一、基因突變1．概念：由于DNA分子中發(fā)生

的增添、缺失和替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變2．時(shí)期：

復(fù)制時(shí)，包括

間期及減數(shù)第一次分裂間期。3．原因：外因：某些環(huán)境條件(如物理、

、生物因素)；內(nèi)因：DNA復(fù)制過(guò)程中，基因中脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和

發(fā)生改變，從而改變了

。堿基對(duì)DNA有絲分裂化學(xué)排列順序遺傳信息學(xué)情反饋4．類(lèi)型：自然突變和

突變。5．特點(diǎn)：普遍性、

性、多害少利性、

性、低頻性。6．意義：是生物變異的

，為生物進(jìn)化提供了最初的選擇材料。7．實(shí)例：鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥。控制合成血紅蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生改變，即DNA分子上的一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變，由

變成

，結(jié)果血紅蛋白多肽鏈中

被

代替，導(dǎo)致鐮刀型細(xì)胞貧血癥。誘發(fā)隨機(jī)不定向根本來(lái)源A/TT/A谷氨酸纈氨酸1.基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生于DNA的復(fù)制時(shí)期，即細(xì)胞分裂的間期？提示：在DNA復(fù)制時(shí)，穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)首先解開(kāi)形成單鏈DNA，這時(shí)DNA的穩(wěn)定性會(huì)大大下降，極易受到外界因素干擾使原來(lái)的堿基序列發(fā)生變化，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。思考探討：二、、基基因因重重組組1．概念念：：生物物體體在在進(jìn)進(jìn)行行生殖殖過(guò)過(guò)程程中中，，控控制制不不同同性性狀狀的的基基因因重重新新組組合合。。2．類(lèi)型型：：(1)隨著著的自自由由組組合合，，非非同同源源染染色色體體上上的的非非等等位位基基因因也也自自由由組組合合；；(2)隨著著同同源源染染色色體體上上的的非非姐姐妹妹染染色色單單體體的的交交叉叉互互換換而而使使發(fā)生生交交換換，，導(dǎo)導(dǎo)致致染染色色單單體體上上的的重新新組組合合；；(3)重組組DNA技術(shù)術(shù)。。有性性非同同源源染染色色體體等位位基基因因非等等位位基基因因3．意意義義：：為為生生物物變變異異提提供供了了極極其其豐豐富富的的來(lái)來(lái)源源，，是是形形成成生生物物的重重要要原原因因之之一一。。多樣樣性性2.基因因突突變變和和基基因因重重組組的的研研究究水水平平相相同同嗎嗎？？提示示：：不同同，，前前者者是是分分子子水水平平，，后后者者是是細(xì)細(xì)胞胞水水平平。。思考考探探討討：：考點(diǎn)一基因突變考情解讀

高考中多考查基因突變的特征、基因突變對(duì)肽鏈的影響等。另外也可與DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因表達(dá)、誘變育種等知識(shí)相聯(lián)系進(jìn)行綜合考查。考點(diǎn)點(diǎn)精精細(xì)細(xì)答案案：：A【例1】市學(xué)案P106例1【例2】(2011·安徽高考)人體甲狀腺腺濾泡上皮皮細(xì)胞具有有很強(qiáng)的攝攝碘能力。。臨床上常常用小劑量量的放射性性同位素131I治療某些甲甲狀腺疾病病。但大劑劑量的131I對(duì)人體會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生有害影影響。積聚聚在細(xì)胞內(nèi)內(nèi)的131I可能直接()A．插入DNA分子引起插插入點(diǎn)后的的堿基序列列改變B．替換DNA分子中的某某一堿基引引起基因突突變C．造成染色色體斷裂、、缺失或易易位等染色色體結(jié)構(gòu)變變異D．誘發(fā)甲狀狀腺濾泡上上皮細(xì)胞基基因突變并并遺傳給下下一代C[解析]本題以放射射性同位素素131I為素材考查查生物的變變異，意在在滲透輻射射污染對(duì)人人類(lèi)的影響響，引導(dǎo)關(guān)關(guān)注社會(huì)熱熱點(diǎn)和人類(lèi)類(lèi)健康。131I不能插入DNA分子中，也也不能替換換DNA分子中的堿堿基，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；大大劑量的放放射性同位位素131I會(huì)導(dǎo)致基因因突變或染染色體結(jié)構(gòu)構(gòu)的變異。。上皮細(xì)胞胞屬于體細(xì)細(xì)胞，發(fā)生生基因突變變后不會(huì)遺遺傳給下一一代，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納拓展1.基因突變與與基因表達(dá)達(dá)的聯(lián)系堿基對(duì)影響范圍對(duì)氨基酸的影響替換小只改變1個(gè)氨基酸或不改變?cè)鎏泶蟛迦胛恢们安挥绊?，影響插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序?.基因突變對(duì)對(duì)性狀的影影響(1)改變性狀①原因：突突變間接引引起密碼子子改變，最最終表現(xiàn)為為蛋白質(zhì)功功能改變，，影響生物物性狀。②實(shí)例：鐮鐮刀型細(xì)胞胞貧血癥。。歸納拓展主要有下列列幾種情況況：①一種氨基基酸可以由由多種密碼碼子決定(密碼的簡(jiǎn)并并性)，當(dāng)突變后后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密密碼子仍然然決定同種種氨基酸時(shí)時(shí)，這種突突變不會(huì)引引起生物性性狀的改變變。②突變成的隱隱性基因在在雜合子中中不引起性性狀的改變變。③某些突變變雖改變了了蛋白質(zhì)中中個(gè)別氨基基酸的種類(lèi)類(lèi)，但并不不影響該蛋蛋白質(zhì)的功功能。④不具遺遺傳效應(yīng)應(yīng)的DNA片段中的的“突變”不引起性性狀變異異。（2）不改變變生物的的性狀歸納拓展展歸納拓展展3.基因突變變對(duì)子代代的影響響：(1)基因突變變發(fā)生在在有絲分分裂過(guò)程程中，一一般不遺遺傳，但但有些植植物可以以通過(guò)無(wú)無(wú)性生殖殖傳遞給給后代。。(2)如果發(fā)生生在減數(shù)數(shù)分裂過(guò)過(guò)程中，，可以通通過(guò)配子子傳遞給給后代。。(3)基因突變變的頻率率比較：：生殖細(xì)細(xì)胞＞體體細(xì)胞；；分裂旺旺盛的細(xì)細(xì)胞＞停停止分裂裂的細(xì)胞胞?？键c(diǎn)二基因重組考情解讀

高考中多與減數(shù)分裂密切聯(lián)系，也常與生物育種相結(jié)合進(jìn)行綜合命題。新高考中會(huì)延續(xù)這種命題方式，主要考查對(duì)基因重組概念的理解與分析。【例3】市學(xué)案P106例2答案：B【例4】2007年諾貝爾爾生理學(xué)學(xué)或醫(yī)學(xué)學(xué)獎(jiǎng)授予予美國(guó)的的卡佩奇奇和史密密斯以及及英國(guó)的的埃文斯斯等3位科學(xué)家家，以表表彰他們們?cè)凇盎虬邢蛳颉奔夹g(shù)上的的貢獻(xiàn)。?！盎虬邢颉庇址Q(chēng)“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替替換生物某一一基因的技術(shù)術(shù)。它依據(jù)的的遺傳學(xué)原理理是()A．基因突變B．基因重組C．染色體變異異D．DNA復(fù)制【解析】定向替換生物物某一基因，，相當(dāng)于基因因工程，基因因工程的原理理是基因重組組?！敬鸢浮緽1.基因重組的廣廣義理解：(1)基因工程也屬屬于控制不同同性狀的基因因重新組合，，屬于非自然然的基因重組組，可以發(fā)生生在不同種生生物之間，能能夠定向改變變生物性狀。。(2)肺炎雙球菌的的轉(zhuǎn)化也屬于于基因重組。。(3)基因重組產(chǎn)生生了新的基因因型，但未改改變基因的“質(zhì)”和“量”。歸納拓展2．基因突變和和基因重組的的比較基因突變基因重組本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新基因型，使之性狀重新組合發(fā)生時(shí)間及原因細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基互補(bǔ)配對(duì)差錯(cuò)或堿基對(duì)的丟失減數(shù)第一次分裂過(guò)