基因突变和基因重组一轮复习

关于基因突变和基因重组一轮复习一、可遗传变异与不可遗传变异的比较可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现应用价值是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现获取高产优质产品第2页,共44页，2024年2月25日，星期天联系

①水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗传变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传变异。②病毒和细菌等原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。提醒第3页,共44页，2024年2月25日，星期天缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸——赖氨酸······异常基因突变的实例: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······正常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常异常第4页,共44页，2024年2月25日，星期天CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质

正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因根本直接镰刀型细胞贫血症病因的图解第5页,共44页，2024年2月25日，星期天┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起的

的改变。

增添缺失替换基因结构1.概念：二、基因突变第6页,共44页，2024年2月25日，星期天1．(全国新课标)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(

)A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量第7页,共44页，2024年2月25日，星期天2．(福建理综）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位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是

(

)A．①处插入碱基对G－CB．②处碱基对A－T替换为G－CC．③处缺失碱基对A－TD．④处碱基对G－C替换为A－T第8页,共44页，2024年2月25日，星期天碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大插入位置前不影响，影响插入后的序列缺失大缺失位置前不影响，影响缺失后的序列（1）基因突变对（多肽链）蛋白质的影响2、基因突变产生的影响第9页,共44页，2024年2月25日，星期天

注意：增添或缺失的的位置不同，影响结果也不一样：

最前端——氨基酸序列全部改变或不能表达（形成终止密码子）；在中间某个位置会造成肽链提前中断（形成终止密码子）或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。第10页,共44页，2024年2月25日，星期天下列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(不考虑终止密码子)A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T第11页,共44页，2024年2月25日，星期天第12页,共44页，2024年2月25日，星期天果蝇出现白眼是基因突变导致的，该基因突变前的部分序列（含起始密码信息）如下图所示。（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA）上图所示的基因片段在转录时。以

链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含

个氨基酸。第13页,共44页，2024年2月25日，星期天（2）基因突变对性状的影响a、改变性状：b、不改变性状：

（3）基因突变对后代的影响原因①突变部位：突变发生在基因的非编码区②密码子简并性③隐性突变突变细胞体细胞：生殖细胞：一般不传递给后代遵循遗传规律传递给后代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。第14页,共44页，2024年2月25日，星期天3.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（分裂生殖）（3）病毒（增殖）4、基因突变发生时间：

（真核细胞）

主要在细胞分裂间期（DNA复制时）（有丝分裂间期、减数第一次分裂间期）细胞发生基因突变的概率大小为：生殖细胞>体细胞分裂旺盛的细胞>停止分裂的细胞第15页,共44页，2024年2月25日，星期天5、基因突变的原因和作用机理：物理因素：如紫外线、X射线、及其他辐射等（1）外因：作用机制：损伤细胞内DNA化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如某些病毒等作用机制：改变核酸碱基（2）内因：DNA复制发生错误，DNA碱基组成改变第16页,共44页，2024年2月25日，星期天基因突变的机理图解第17页,共44页，2024年2月25日，星期天生物界中普遍存在———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——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6.基因突变的特点7、结果：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）。第18页,共44页，2024年2月25日，星期天8、基因突变的类型（1）根据基因突变对表现型的影响，可将基因突变分为：第19页,共44页，2024年2月25日，星期天（2）根据对性状类型的影响，可将基因突变分为：判定方法：①选取突变体与其他已知未突变体杂交，根据子代性状表现判断②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断第20页,共44页，2024年2月25日，星期天（3）根据诱变时的状态，可将基因突变分为：第21页,共44页，2024年2月25日，星期天①成功率低,有利个体往往不多②需大量处理材料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（2）优点：①提高突变率，缩短育种周期②大幅度改良某些性状（3）缺点:

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）常用的方法：第22页,共44页，2024年2月25日，星期天1.(2015海南单科,)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是(

)A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变第23页,共44页，2024年2月25日，星期天2.(2015江苏)经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是(

)A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异第24页,共44页，2024年2月25日，星期天3、(江苏)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 (

)A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D．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第25页,共44页，2024年2月25日，星期天答案

B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。第26页,共44页，2024年2月25日，星期天

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始材料，形成生物多样性的根本原因。9.基因突变的意义:第27页,共44页，2024年2月25日，星期天探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路1.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。

2.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。变异个体自交（或与其他个体杂交）若此变异性状再次出现若此变异性状不再出现可遗传变异不可遗传变异第28页,共44页，2024年2月25日，星期天某生物小组种植的纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现，该小组成员设计了如下几种实验方案，其中最简便的方案是A.分析种子中基因序列B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植（让它们自交），再观察后代的性状表现C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代的性状表现D.以上方案都不合理第29页,共44页，2024年2月25日，星期天2.对人工诱变的特点产生误解

（1）人工诱变与自然突变相比较，提高了突变频率，但仍具低频性特点——即未突变的比突变的多。

（2）人工诱变仍然具有不定向性，并不是诱变的性状一定有利。

（3）人工诱变仍然具有多害少利性，即突变个体增多的同时，有利有害的都增多但仍然是有

害的多。第30页,共44页，2024年2月25日，星期天三、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合.2、类型:②基因的自由组合:①交叉互换:减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换，导致其上的非等位基因重组第31页,共44页，2024年2月25日，星期天同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换第32页,共44页，2024年2月25日，星期天AabBAaBbAabBAaBb第33页,共44页，2024年2月25日，星期天非同源染色体上的

非等位基因自由组合AabBAaBbAb和aBAB和ab第34页,共44页，2024年2月25日，星期天基因重组的广义理解：(1)基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。(2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。(3)基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。第35页,共44页，2024年2月25日，星期天第36页,共44页，2024年2月25日，星期天图像示意重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因的重组人为导致基因重组（DNA重组）发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期体外与运载体重组，导入细胞内与细胞内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第37页,共44页，2024年2月25日，星期天3、意义:通过有性生殖实现基因重组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.第38页,共44页，2024年2月25日，星期天下图为马的生活史，有关此图的叙述，正确的是(

)①有丝分裂发生在a、d

②基因重组发生在c③基因突变可发生在a、b、d

④合子为新个体发育的起点A．①②③ B．①④C