高二生物基因突變和基因重組人教版知識(shí)精講

1、用心 愛(ài)心 專(zhuān)心高二生物高二生物基因突變和基因重組基因突變和基因重組人教版人教版【同步教育信息同步教育信息】一. 本周學(xué)習(xí)內(nèi)容 基因突變和基因重組二. 本周學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1. 基因突變的概念2. 基因突變的特點(diǎn)3. 基因突變的意義4. 基因重組的概念5. 基因重組的實(shí)現(xiàn)6. 基因重組的意義（二）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1. 基因突變的結(jié)果2. 基因突變的特點(diǎn)3. 實(shí)現(xiàn)基因重組的途徑三. 學(xué)習(xí)內(nèi)容及疑難解析生物變異的基本類(lèi)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(lèi)型：類(lèi)型變異產(chǎn)生的原因來(lái)源種類(lèi)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

2、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）= 基因型 + 環(huán)境條件（改變） （改變） （改變） 基因突變 誘因遺傳的變異 基因重組染色體變異在這里清同學(xué)們注意：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。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?；蛲蛔冇眯?愛(ài)心 專(zhuān)心（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(lèi)：1.

3、 基因置換突變2. 移碼突變3. 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。2. 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mRNA GAA GUADNA 突變 （五）基因突變的誘因：1. 物理因素：X 射線(xiàn)、激光、各種輻射。2. 化學(xué)因素：能夠?qū)?DNA 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(lèi)

4、似物3. 生物因素：病毒、某些細(xì)菌。（六）基因突變的特點(diǎn)：1. 普遍性：基因突變?cè)谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘?。如：色盲、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。2. 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。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。（2）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。用心 愛(ài)心 專(zhuān)心花芽

5、早期突變： 一朵花或花序表現(xiàn)變異。（3）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。3. 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。（1）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 10-510-8。（2）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。（3）不同的基因，突變率不一樣，差異很大。如：果蠅白眼基因突變率： 5104玉米皺縮種子基因突變率： 610小鼠白化基因突變率： 510人血友病 A 基因突變率： 5

6、1034. 有害性：大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的。（1）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。如： 對(duì)人類(lèi)健康造成危害的各種遺傳?。荷ぁ⑻悄虿?、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。如： 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。5. 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。 黃色基因 AY 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)?AY， AY也可以回復(fù)

7、突變?yōu)锳+。 （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：1. 方法：人工誘變。利用物理因素（X 射線(xiàn)、紫外線(xiàn)、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(lèi)需要的突變類(lèi)型，選育優(yōu)良品種。2. 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：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

8、簡(jiǎn)并性。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。用心 愛(ài)心 專(zhuān)心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)：1. 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。（1）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。 基因的連鎖與

9、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。（2）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。如：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 2 10 = 1024 種。（3）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。2. 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(lèi)所需的

10、物質(zhì)，或者組建出新的生物類(lèi)型，達(dá)到定向改變生物性狀的目的（2）通過(guò)重組 DNA 技術(shù)實(shí)現(xiàn)基因重組的特點(diǎn)：重組是一種可控制的手段，實(shí)現(xiàn)了基因間的定向重組。可以避免育種時(shí)的盲目性，減少人力與物力上的浪費(fèi)。（3）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。（三）基因重組的意義：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)?！灸M試題模擬試題】一. 基礎(chǔ)題：1. 基因重組來(lái)源于： 基

11、因的分離定律 基因的自由組合定律 基因的連鎖與互換定律用心 愛(ài)心 專(zhuān)心A. B. C. D. 2. 下列各項(xiàng)與基因重組無(wú)關(guān)的是：A. 為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源。B. 為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。C. 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。D. 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。3. 變異一般不能遺傳給后代的是：A. 病毒體內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變引起的B. 原核細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變引起的C. 高等動(dòng)植物體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變引起的D. 高等動(dòng)植物生殖細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變引起的4. 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：A. 基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞中B. 基

12、因突變可以發(fā)生在細(xì)胞中C. 發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變一般不能遺傳給后代D. 發(fā)生在生殖細(xì)胞中的基因突變一般不能遺傳給后代5. 下列說(shuō)法正確的是：A. 自然突變的突變率是很高的B. 誘發(fā)突變的突變率是很高的C. 大多數(shù)自然突變對(duì)生物體是有利的D. 大多數(shù)誘發(fā)突變對(duì)生物體是有害的6. 能夠產(chǎn)生新的基因的是：A. 基因工程育種 B. 誘變育種C. 單倍體育種 D. 多倍體育種二. 中檔題：1. 基因重組是通過(guò)下列那一個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的：A. 無(wú)性生殖 B. 有性生殖 C. 減數(shù)分裂 D. 受精作用2. 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：A. 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B. 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C. 基因突變可以產(chǎn)生一個(gè)等位基因D. 基因突變可以產(chǎn)生一個(gè)或一個(gè)以上的等位基因三. 高檔題：1. 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)?H 引起的A. 幼苗期的頂芽細(xì)胞 B. 早期的一個(gè)葉芽細(xì)胞C. 一個(gè)花芽的某些細(xì)胞