必修二：5-1-基因突变和基因重组

第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异基因突变及其他变异第二讲是因突支和暴因重组iK1.（2010*全国新课标，6）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，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，应检测和比较红花植株与白花植株中花色基因的碱基组成花色基因的DNA序列细胞的DNA含量细胞的RNA含■:iK答案BHI解析本题主要是考查基因突变的概念。基因突变是DNA上的碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。本题的目的是推测该变异的类型是基因突变的结果，因此应选B,而基因的碱基的组成都是4种，细胞中的DNA含量是不变的。HIiK2.（2010*江苏高考，6）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是（）这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基突变发生的位置将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系答案BKi解析本题考查基因突变的有关知识。尽管是"罕见»突变，也不能说明该变异是隐性突变，只有通过试验鉴定，方能说明其突变类型；基因突变是DNA上某碱基对的增添、缺失或替换引起的，显微镜下不能观察的到；花药离体培养后，需用秋水仙素诱导加倍后，才能得到稳定遗传的高产品系.通过该变异植株自交，看后代是否发生性状分离，如果出现性状分离，则为杂合子，不出现性状分离则为纯合子，B正确。Ki3.（2010*福建理综，5）下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图.已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氮酸。该基因发生的突变是®®③④IIII…GGGAAGCWNK4基因…CCCTTCG正常蛋白质甘钢-赖氨酸-谷帅*1168 116 1170甘gGGG赖甄AAAAAG谷WW：CAGCAA谷剛：CAAGAG弦礙：AGC丙CCA天冬噸：aau高考总复习•生物-人教实验腿①处插入碱基对G—C②处碱基对A-T替换为G-C③处缺失碱基对A-T④处碱基对G-C替换为A-T答案B解析本题考查的是基因突变方面的知识。由题干可知在WNK4基因中发生了突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸，而赖氨酸的密码子为AAA、AAG,谷氨酸的密码子为GAA、GAG因此可能的变化为密码子由AAA—GAA或者为AAG一GAG,而在基因的转录链对应的变化为TTT一CTT或者是TTC—CTC。由题干中WNK4的基因序列可知，应为TTC一CTC,因此基因应是由A-T替换为G-C,故应选B。4.（2008*广东高考）有关基因突变的叙述，正确的是不同基因突变的频率是相同的基因突变的方向是由环境决定的一个基因可以向多个方向突变细胞分裂的中期不发生基因突变答案C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，多发生在同期DNA分子复制时,但在其他时期也可发生.

考点基因突变考点基因突变自主梳理1.生物变异的类型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:基因突变基因重组可遗传的变异有三种来源:基因突变基因重组染色体变异

实例:镰刀型细胞贫血症。病因图解如下;临床邱蛋冃质（帆纟正常f正常貧血III异常2•基因突奕氨基酸«l•mRNADNA谷氨酸繳氨酸f1GAACUA■.■■1!从II槪（ 替换增啣I( 物理因素化学因素生物因素原因 基组( 普遍特点］随机不定向( 很低(新基因意义「乍物变岸(生物进化人T■.诱变在育种上的应川iK［互动探究1存在诱变因素时是否一定发生基因突变?■［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高。要点归纳一、基因突变发生的时间与机制分析1.基因突变发生的时间在细胞分裂间期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。第五章基因突变及其他变异 第五章基因突变及其他变异 iK第五章基因突变及其他变异 第五章基因突变及其他变异 iK正常夏制：正常夏制：*+丁「qqq勺1II 'IIf■ ■TTAAGGCCA2.基因突变的机制基因片段AATTCCGGT■ ■ ■: •小■ ■ ■ ■~I IIIIIIIITTAACGCCA熨制出備AAACTTCCGGT发生破III II■I I I ■It DrrrT GAA G G CC AAATTCCCGC

] 7 [ L 「■ . 叮"n i II i i * I ITTAAGGCCGATCCGCTII1IIII导致基因结构发生改变二、基因突变的原因、结果、特点分析第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异三.基因突变对性状与子代的影响基因突变对性状的影响(1)改变性状11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。11IIIn■■实例：镣刀型细胞贫血症。(2)不改变性状，有下列三种情况：若发生突变后，弓I起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简井性，改变了的密码子与原密码子仍对应同一种覚基酸，此时突变基因控制的性状也不改变。若基因突变为隐性突变如AA中的一个A-a,此时性状也不改变。若基因突变发生在内含子区域，生物的性状也不改变。iKII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。II基因突变对后代的影响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，但不会通过有性生砲传给后代。基因突变可以发生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。感悟拓展1-以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核昔酸序列发生变化，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。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。碱基对増添和缺失会引起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。第五章基因突变及其他变异 第五章基因突变及其他变异 iK第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异I 典例导悟31下列关于基因突变的叙述中，错误的是（）基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变基因突变是由于基因中脱氧核昔酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的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基因突变的频率是很低的，并且都是有害的'II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.'II答案D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 （）置换单个碱基对增加4个碱基对缺失3个碱基对缺失4个碱基对第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异答案D解析基因中三个相邻的碱基对决定mRNA中三个相邻的碱基，mRNA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.考点0基因重组自主梳理1.概念生物体进行有性生殖考点0基因重组自主梳理1.概念生物体进行有性生殖不同性状高考总复习•生物一人教实验腿减数第一次非等位基因等位基因四分体ft第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异3.意义基因重组能够产生多样化适应某种变化 生存所必需适应多变环境进化生物变异进化要点归纳一、对基因重组的时间、类型、结果和意义的理解基因重组发生的时期有性生殖的滅数第一次分裂过程中。基因重组的类型⑴减I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。(2)四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换。基因重组的后果产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源。第五章基因突变及其他变异 第五章基因突变及其他变异 iK第五章基因突变及其他变异 第五章基因突变及其他变异 iK二、基因突变和基因重组的区别和联系（见下表）第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异第五章基因突变及其他变异iK［注意］重组DNA技术也属于基因重组，除此以外基因重组通常适应于有性生殖过程中。感悟拓展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。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。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”。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。

典例导悟2下图为马的生活史，有关此图的叙述，正确的是雄性马 TOC\o"1-5"\h\za d精原细胞合子卜 c精子 U雌性马a卵原细胞

lb

卵细胞雌性马a卵原细胞

lb

卵细胞③基因突变可发生在b、d ④合子为新个体发育的起点A.①②③B.①④D.B.①④D.②③④iK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。答案CKi■III=3.A高考总复习•生物【人教实验版变式训练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A.基因重组A.基因重组B.基因突变C.可遗传的变异C.可遗传的变异D.染色体变异答案A八: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的变异种类也越多。八:命题热点1基因突变与育种【例1】为丰富植物育种的种植资源材料，利用钻60的Y射线辐射植物种子，飾选出不同性状的突变植株。W答下列问题：⑴钻6。的y福射用于育种的方法属于 育种。(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：高考总复习高考总复习•生物【人教实验版iK杂交一P早非高产,优质■抗盐xg高产、非优质.抗盐Fi 高产,优质、抗盐TOC\o"1-5"\h\zF2 高产■优质,抗盐 9D非高产、优质、抗盐 3D高产、非优质、抗盐 3D非高产、非优质、不抗盐1抗盐杂交二P高产,非优质.不抗盐8非高产.优质.高产.优质.不抗盐高产、优质.不抗盐9□非高产、优质、不抗盐3D高产、非优质、不抗盐3D非高产、非优质,不抗盐1控制高产,优质性状的基因位于 对染色体上，在減数分裂联会期 （能.不能）配对。抗盐性状属于 遗传O（3）从突变植株中还荻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驶方案：杂交。步骤1:选择 杂交。预期结果：—步骤2:—预期结果:观察实验结果，进行统计分析，如果 相符，可证明该性状由一对基因控制。iK答案⑴诱变iK答案⑴诱变（2）①两（或不同）不能⑶①高蛋白（纯合）植株②细胞质（或母系）低蛋白植株（或非高蛋白植株）后代（或F】）表现型都是高蛋白植株②测交方案：用虬与低蛋白植株杂交 后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1=1或自交方案：氐自交（或杂合高蛋白植株自交）后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是3:1③实验结果预期结果解析(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.根据自交后代出现的分离比例为9:3:3:1,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。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。F】代自交后代的分离比为3:1,测交比为1丄可以用高蛋白纯合植株和低蛋白植株杂交得到Fi植株，再进行自交或测交。命题热点2关于实验考查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成在相同环境下进行比较鉴定。原理：遗传物质是否发生改变。【实验设计】普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttn)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：iKA组P高秆抗病X矮秆易感病Fi 高秆抗病f2 矮秆抗病IB组P高秆抗病X矮杆易感病高秆抗病I花药离体培养矮秆抗病IIC组IP高秆抗病*射统

请分析回答：,F?矮秆抗病植A组由Fi荻得卩2的方法是 ,F?矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占 IIi.