高二生物基因突變和基因重組

標(biāo)奪市安祺陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二生物基因突變和基因重組知識(shí)精講人教版【同步教育信息】本周學(xué)習(xí)內(nèi)容基因突變和基因重組本周學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：基因突變的概念基因突變的特點(diǎn)基因突變的意義基因重組的概念基因重組的實(shí)現(xiàn)基因重組的意義（二）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：基因突變的結(jié)果基因突變的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)基因重組的途徑學(xué)習(xí)內(nèi)容及疑難解析生物變異的基本類型（一）變異的概念：變異指的是生物的親子代之間在性狀上出現(xiàn)差異的現(xiàn)象。（二）生物變異的基本類型：類型變異產(chǎn)生的原因來(lái)源種類舉例不可遺傳的變異僅僅是環(huán)境因素造成的，生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生改變后天的無(wú)光條件產(chǎn)生的黃化苗可遺傳的變異生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變引起的先天的或后天的基因重組基因突變?nèi)旧w變異鸚鵡的體色變化不能遺傳的變異表現(xiàn)型（性狀）二二===基因型+環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）t|trq基因突變誘因遺傳的變異—染色體變異在這里清同學(xué)們注意：I可遺傳的變異來(lái)源主要是基因突變、基因重組、染色體變異，其中基因突變是生物變異最根本的原因，它產(chǎn)生了新的等位基因。II環(huán)境的變化可能導(dǎo)致基因突變、染色體變異，最后形成可遺傳的變異?；蛲蛔僀AT-1—I—I—GTACAT-1—I—I—GTADNA突變（一）基因突變的概念:DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變，從而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。（二）基因突變的種類：基因置換突變移碼突變插入——缺乏突變（三）基因突變的結(jié)果：使染色體某一位點(diǎn)上的一個(gè)基因變成另一個(gè)基因的等位基因。（四）舉例：鐮刀型細(xì)胞貧血病：病癥：患者的紅細(xì)胞是彎曲的鐮刀狀，紅細(xì)胞容易破裂，造成溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。病因：常染色體上的隱性遺傳病患者血紅蛋白分子的多肽鏈上，一個(gè)谷氨酸被纈氨酸替換，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。蛋白質(zhì)正常異常氨基酸谷氨酸纈氨酸

CTTDNA突變GTA（五）基因突變的誘因：物理因素：X射線、激光、各種輻射?；瘜W(xué)因素：能夠?qū)NA分子起作用或改變DNA分子性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。如：亞硝酸鹽、堿基類似物生物因素：病毒、某些細(xì)菌。（六）基因突變的特點(diǎn)：普遍性：基因突變?cè)谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘摹Ｈ纾荷?、糖尿病、白化病。包括：?）自然突變：自然條件下發(fā)生的基因突變。（2）誘發(fā)突變：人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變。隨機(jī)性：基因突變是隨機(jī)發(fā)生的（任何個(gè)體、任何部位、任何細(xì)胞、任何時(shí)間）。（1）可以發(fā)生于生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期：在生物體發(fā)育過(guò)程中，基因突變發(fā)生的時(shí)期越遲，生物體表現(xiàn)突變的部分越少。mRNAGAAGUA在生物體發(fā)育過(guò)程中，基因突變發(fā)生的時(shí)期越早，生物體表現(xiàn)突變的部分越多。可以發(fā)生于生物個(gè)體的任何部位：葉芽突變：該葉芽發(fā)育的枝條上的葉、花、果實(shí)都可能發(fā)生變異。花芽早期突變：一朵花或花序表現(xiàn)變異。既可以發(fā)生在體細(xì)胞中，也可以發(fā)生在生殖細(xì)胞中。發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變一般不能遺傳給后代。發(fā)生在生殖細(xì)胞中的基因突變可以通過(guò)受精作用直接遺傳給后代。低頻性：對(duì)一種生物體而言，基因突變的頻率很低，但很穩(wěn)定。在自然狀態(tài)下，生物發(fā)生基因突變的頻率是很低的。高等生物的生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變的突變率是105?108。誘發(fā)突變的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然突變，但發(fā)生基因突變的頻率依然是很低的。不同的基因，突變率不一樣，差異很大。女口：果蠅白眼基因突變率：4x10-5玉米皺縮種子基因突變率：10-6小鼠白化基因突變率：10-5人血友病A基因突變率：3x10-5有害性：大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的。自然界中的生物都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境條件取得了高度的協(xié)調(diào)，基因突變往往會(huì)破壞這種協(xié)調(diào)，對(duì)生物造成危害。女口：對(duì)人類健康造成危害的各種遺傳?。荷?、糖尿病、白化病。植物的白化苗：缺乏葉綠素，導(dǎo)致植物體死亡。（2）也有少數(shù)突變是有利的。女口：植物抗病性突變、耐旱突變等。微生物抗藥性突變、高產(chǎn)突變等。不定向性：基因突變是不定向的。（1）一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)或一個(gè)以上的等位基因。黃色醴A〉a黑色基因A+灰色基因（2）復(fù)等位基因間可以相互突變轉(zhuǎn)變：A+可以突變?yōu)锳y,Ay也可以回復(fù)突變?yōu)锳+o（七）基因突變的意義：基因突變?cè)谏锏倪M(jìn)化中具有重要意義?；蛲蛔兪巧镒儺惖母緛?lái)源，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。（八）基因突變?cè)谟N上的應(yīng)用：方法：人工誘變。利用物理因素（X射線、紫外線、激光等）化學(xué)因素（亞硝酸、硫酸二乙脂）來(lái)處理生物，使其發(fā)生突變，用以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的突變類型，選育優(yōu)良品種。應(yīng)用：（1）農(nóng)作物誘變育種：抗病強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)良品種。（2）微生物育種；青霉素高產(chǎn)菌株選育。在這里清同學(xué)們注意：I基因突變涉及DNA分子堿基對(duì)的缺失、增添和改變，這些變化直接導(dǎo)致遺傳信息的改變，但是單個(gè)堿基的改變不是一定會(huì)引起變異，因?yàn)檫z傳密碼子具有簡(jiǎn)并性。II基因突變不會(huì)超出所控制的性狀范圍，只是在控制性狀的等位基因間突變。III突變的有害性是指嚴(yán)重影響相應(yīng)蛋白質(zhì)的活性甚至導(dǎo)致蛋白質(zhì)失活，影響生物體正常生命活動(dòng)的進(jìn)行，有些突變不影響蛋白質(zhì)的活性，不表現(xiàn)出性狀的變化。基因重組（一）基因重組的概念：生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。（二）基因重組的實(shí)現(xiàn):通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn):父本和母本的遺傳物質(zhì)不同，雜交后代中基因重新組合，產(chǎn)生變異。通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)基因重組的理論依據(jù)：基因的自由組合定律：隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合。合子形成時(shí)就可能具有與親代不同的基因型?；虻倪B鎖與互換定律：同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色體上的基因重新組合。通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)基因重組的特點(diǎn)：父本、母本自身的雜合性越高，二者遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)相差越大，基因重組產(chǎn)生變異的可能性就越大。女口：具有10對(duì)相對(duì)性狀(其等位基因位于10對(duì)同源染色體上)的親本雜交，只考慮基因的自由組合，F(xiàn)2的表現(xiàn)型為2io==1024種。通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)基因重組的應(yīng)用范圍：只能實(shí)現(xiàn)同種生物之間的基因重組。通過(guò)重組DNA技術(shù)實(shí)現(xiàn)：(1)重組DNA技術(shù)：將經(jīng)過(guò)改造的基因，通過(guò)運(yùn)載體送入生物的細(xì)胞中，并且使新的基因在細(xì)胞內(nèi)正確表達(dá)，產(chǎn)生人類所需的物質(zhì)，或者組建出新的生物類型，達(dá)到定向改變生物性狀的目的通過(guò)重組DNA技術(shù)實(shí)現(xiàn)基因重組的特點(diǎn)：重組DNA是一種可控制的手段，實(shí)現(xiàn)了基因間的定向重組?？梢员苊庥N時(shí)的盲目性，減少人力與物力上的浪費(fèi)。通過(guò)重組DNA技術(shù)實(shí)現(xiàn)基因重組的應(yīng)用范圍：可以打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)不同種生物之間的基因重組?；蛑亟M的意義：基因重組為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)于生物的進(jìn)化具有十分重要的意義。在這里清同學(xué)們注意：基因重組是通過(guò)有性生殖(減數(shù)分裂和受精作用)實(shí)現(xiàn)的。僅通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子不可能完全實(shí)現(xiàn)。【模擬試題】基礎(chǔ)題：基因重組來(lái)源于：①基因的分離定律②基因的自由組合定律③基因的連鎖與互換定律①②B.①③C.②③D.①②③下列各項(xiàng)與基因重組無(wú)關(guān)的是:為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源。為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。父本和母本自身的雜合性越高，基因重組產(chǎn)生變異的可能性就越大。父本和母本二者遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)相差越大，基因重組產(chǎn)生變異的可能性就越大。變異一般不能遺傳給后代的是：病毒體內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變引起的原核細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變引起的高等動(dòng)植物體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變引起的高等動(dòng)植物生殖細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變引起的下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞中基因突變可以發(fā)生在細(xì)胞中發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變一般不能遺傳給后代發(fā)生在生殖細(xì)胞中的基因突變一般不能遺傳給后代下列說(shuō)法正確的是：自然突變的突變率是很高的誘發(fā)突變的突變率是很高的大多數(shù)自然突變對(duì)生物體是有利的大多數(shù)誘發(fā)突變對(duì)生物體是有害的能夠產(chǎn)生新的基因的是：基因工程育種B.誘變育種C.單倍體育種D.多倍體育種中檔題：基因重組是通過(guò)下列那一個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的：無(wú)性生殖B.有性生殖C.減數(shù)分裂D.受精作用下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：基因突變可以使染色體某一位點(diǎn)上的一個(gè)基因變成另一個(gè)基因的等位基因基因突變可以使染色體某一位點(diǎn)上的一個(gè)基因變成另一個(gè)基因的非等位基因基因突變可以產(chǎn)生一個(gè)等位基因基因突變可以產(chǎn)生一個(gè)或一個(gè)以上的等位基因高檔題：番茄果實(shí)紅色（H）對(duì)黃色（h）為顯性。某隱性純合植株（hh）自交，結(jié)出了半邊紅半邊黃的變異果，這可能是植株那個(gè)部位的基因h突變?yōu)镠引起A.幼苗期的頂芽細(xì)胞A.幼苗期的頂