2013高考一轮复习基因突变和基因重组

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第5章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组

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一、变异的概念1.变异的概念 生物的变异是指生物亲、子代间或子 代各个体间存在性状差异的现象。 (不可遗传的变异)

表现型

(改变)

基因型

(改变)

环境 (改变)诱 因

(可遗传的变异)

基因重组 基因突变 染色体变异

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2.可遗传变异与不可遗传变异的比较可遗传变异 遗传物质 遗传物质发生改变 是否变化 不可遗传变异

遗传物质不发生改变

遗传情况

变异能在后代中再次出 变异性状仅限于当代表 现 现

无育种价值，但在生产 是育种的原始材料，能 上可利用优良环境条件 应用价值 从中选育出符合人类需 来影响性状的表现获取 要的新类型或新品种 高产优质产品

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3.探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路(1)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。 (2)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。 (3)设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的 基因型是否改变。

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二、基因突变1.实例——镰刀型细胞贫血症缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸··正常 ·· ··

缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸··异常 ·· ··

镰刀型细胞贫血症病因的图解

DNAmRNA 氨基酸

GAACTT GAA 谷氨酸

突变

GTA

CATGUA 缬氨酸

根本 _____原因

直接 _____原因

蛋白质

正常

异常

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2.基因突变的概念 ┯┯┯┯ ┯┯┯┯ ┯┯┯┯ ATGC ATGC ATGC TACG TACG TACG ┷┷┷┷ ┷┷┷┷ ┷┷┷┷ 替 缺 增 换 失 添 ┯┯┯┯ ┯┯┯┯┯ ┯┯┯ ACGC ATAGC AGC TGCG TATCG TCG ┷┷┷┷ ┷┷┷┷┷ ┷┷┷ 增添 缺失 替换 DNA分子中发生碱基对的________、_______和________,而引起 基因结构 ________的改变。 3.基因突变发生的时期 DNA复制的时候

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4.基因突变发生的范围 (1)真核生物(有丝分裂、减数分裂、无丝分裂); (2)原核生物(二分裂); (3)病毒(增殖)。

5. 基因突变的特点 生物界中普遍存在——普遍性个体发育的任何时期和部位—随机性 自然情况下突变频率很低(10-5-10-8)—低频性 多数对生物有害——多害少利性 突变是不定向的——不定向性

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6.基因突变发生的类型 (1)显性突变：如a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状。 (2)隐性突变：如A→a,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。基因突变不改变染色体上基因的数量， 只改

变基因的内部结构，使一个基因变 成它的等位基因(A→a或a→A)。

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7.基因突变的意义: 可以产生新的基因 是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。 基因 突变新基因(等位基因) 基因型(改变) 表现型(改变) 引发生物变异

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8.基因突变的原因 (1)自发突变(内因) DNA复制时偶尔发生错误 (2)诱变突变(外因) 物理因素：如X射线、激光等 化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等 生物因素：如病毒和某些细菌等 9.人工诱变在育种上的应用 诱变意义: 是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法 (1)常用的方法： 物理方法：X射线、γ射线、紫外线、激光等 化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等 ①提高突变率，缩短育种周期 (2)优点： ②大幅度改良某些性状 (3)缺点: ①成功率低,有利个体往往不多 ②需大量处理材料

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DNA碱基对的改变是否一定会引起蛋白质性状的改变？T G T C T

DNA RNA

T G C C TA C G G A U G C C U 半胱氨酸

A C A G AU G U C U 半胱氨酸

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10.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结构 和功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫 血症。 类型 范围 对氨基酸序列的影响 替换 增添 缺失 小 大 大 只改变一个氨基酸或不改 变 不影响插入前的序列，影 响插入后的序列 不影响缺失前的序列，影 响缺失后的序列

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(2)基因突变不改变生物性状 ①根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基 酸。 ②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。 ③体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出 现该基因。 ④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果 ，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会 在性状上表现出来等。 ⑤基因突变发生在不编码氨基酸的DNA片段上

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基因突变都会遗传给后代吗？ 发生时间:细胞周期中的分裂间期 A.有丝分裂间期 体细胞 (一般不能传给后代,人体某些体细胞 基因的突变可能发展为癌细胞) B.减数第一次分裂间期 生殖细胞 (可以通过受精作用直接传给后代)

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注 意

基因突变一定会导致基因结构的改变，但 却不一定引起生物性状的改变。 基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对 种类和数目的改变，基因的数目和位置并 未改变。 基因突变光学显微镜下观察不到。

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三、基因重组 根本原因 1. 非同源染色体上的非等位基因自由组合

Ab和 aB

b

B

AB和 ab

B

b

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2. 四分体内部非姐妹染色单体的交叉互换

概念：基因重

组是指生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状 的基因的重新组合。 基因重组能否产生新的基因？

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人的体细胞中有23对染色体，请你根据自由组合定律的计 算，一位父亲可能产生多少种染色体组成不同的精子？那 母亲产生的卵细胞呢？ 223 223 两者形成的后代，染色体组成有多少种？ 246

意义 基因重组的结果，产生新的基因型，为生物变异提供了极 其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一。

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3.基因重组的理解 图像 示意 重组 类型 发生 时间 同源染色体上 非等位基因的 重组 减数第一次分 裂四分体时期 非同源染色体上非 等位基因的重组 减数第一次分裂后 期 人为导致基因重组 (DNA重组) 体外与运载体重组， 导入细胞内与细胞 内基因重组 目的基因经过运载 体导入受体细胞， 导致受体细胞中基 因重组

发生 机制

同源染色体非 姐妹染色单体 之间交叉互换 导致染色单体 上的基因重新 组合

同源染色体分开， 等位基因分离，非 同源染色体自由组 合，导致非同源染 色体上非等位基因 间的重组