4.1基因突變可能引起性狀改變知識2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物浙科版（）必修2（共28）

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遺傳

親代與子代之間性狀的相似性

變異

指親代與子代、子代與子代個(gè)體之間性狀的差異性

第四章生物的變異

第一節(jié)基因突變可能引起性狀改變

引起生物變異的因素—生物的變異

環(huán)境因素

遺傳物質(zhì)因素

資料一：在北京培育的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5KG，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時(shí)間長、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。

資料二：太空椒（普通青椒種子遨游過太空后培育而成）與普通青椒對比，果實(shí)明顯增大，將太空椒的種子種植下去，仍然是肥大果實(shí)。

可遺傳的變異

表型

基因型

環(huán)境條件

不可遺傳的變異

基因突變

基因重組

染色體畸變

（改變）

（改變）

（改變）

來源

誘因

一、堿基對的替換、插入或缺失會引起基因序列的改變

1、基因突變的概念：

是指基因內(nèi)部特定核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過程。

會引起基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

基因2

終止子

啟動子

基因1

特定核苷酸序列發(fā)生改變——基因突變

核苷酸序列發(fā)生改變——非基因突變

①、基因突變的位置

缺失

（正常）

AACCG

TTGGC

替換

插入

ACCG

TGGC

ATTCCG

TAAGGC

ATCCG

TAGGC

2、基因突變的方式

表現(xiàn)為：堿基對的、和。

插入

缺失

替換

鳥嘌呤（G）正常時(shí)（酮基型）與C配對；鳥嘌呤互變異構(gòu)時(shí)（G+）（烯醇型）與T配對。

堿基對的替換

堿基對的插入

C：G堿基對的插入

堿基對插入時(shí)，只有在插入位點(diǎn)之后的堿基序列會發(fā)生改變，其它的序列不變。堿基對插入非3倍數(shù)的幾個(gè)堿基對時(shí)，會造成插入位點(diǎn)以后的一系列編碼順序發(fā)生錯(cuò)位，引起該位點(diǎn)以后遺傳信息都出現(xiàn)異常

CTT

GAA

GTA

CAT

GAA

GUA

谷氨酸

纈氨酸

正常

異常

DNA

RNA

氨基酸

蛋白質(zhì)

突變

鐮刀形細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)生：

直接原因：

血紅蛋白氨基酸序列中一個(gè)谷氨酸被纈氨酸取代

根本原因：

構(gòu)成基因的堿基對的改變。

堿基置換

基因堿基序列改變

遺傳信息改變

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變

DNA的復(fù)制

主要發(fā)生在分裂間期，包括有絲分裂間期和減數(shù)分裂前間期，即DNA復(fù)制時(shí)。

3、基因突變發(fā)生的時(shí)間？

A.有絲分裂間期

B.減數(shù)第一次分裂前的間期

體細(xì)胞

生殖細(xì)胞

（一般不能通過有性生殖傳給后代）

（可以通過受精作用直接傳給后代）

4、基因突變的結(jié)果

產(chǎn)生新的等位基因；

產(chǎn)生新的基因型；

產(chǎn)生新的性狀和新的表型；

不改變基因的數(shù)目和位置。

A

a

同源染色體

Ａ

Ａ

甲乙丙丁

DNA堿基對替換，不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。

思考1：DNA堿基對的改變一定會引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變嗎？

思考2：一般哪種類型對蛋白質(zhì)影響比較小？

堿基對的替換

插入（缺失）3倍數(shù)的堿基對

插入（缺失）非3倍數(shù)的堿基對

堿基對的替換

<

<

增加一個(gè)堿基對：-TTTTGGGCTGGCCAAA-

增加三個(gè)堿基對：-TTTTTTGGGCTGGCCAAA-

替換一個(gè)堿基對：-TTAGGGCTGGCCAAA-

正常的堿基對：-TTTGGGCTGGCCAAA-

二、基因突變導(dǎo)致的表型變化

形態(tài)突變：如果蠅的紅眼突變成白眼。

生化突變：

致死突變：如鐮刀型細(xì)胞貧血癥

條件致死突變：突變體在某些條件下可以存活，而在另一些條件下致死

苯丙酮尿癥

三、基因突變的特點(diǎn)

基因突變率

大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2×10－６

玉米的皺縮基因1×10－６

小鼠的白化基因1×10－5

人類色盲基因3×10－5

（1）普遍性：任何生物，個(gè)體發(fā)育的不同階段，任何細(xì)胞

（2）稀有性：自然狀態(tài)下，10-8~10-5

（3）多方向性：只能是等位基因

（4）可逆性：

顯性基因可以突變?yōu)殡[性基因，

隱性基因也可突變?yōu)轱@性基因

舉例：正常眼發(fā)生突變?yōu)榉钦Ｑ郏瑒t非正常眼為顯性，也叫顯性突變。

（5）多數(shù)有害性

是相對的，以是否適應(yīng)環(huán)境條件為標(biāo)準(zhǔn)。

P89有利：產(chǎn)生新的基因，獲得新的性狀，從而適應(yīng)改變了的環(huán)境。因此，突變是生物變異的根本來源，也是生物進(jìn)化的原料。

任何一種生物的現(xiàn)存基因都是長期自然選擇和適應(yīng)的結(jié)果，體現(xiàn)了它們與環(huán)境的高度協(xié)調(diào)，而大多數(shù)突變打破了這種協(xié)調(diào)，對生物的生存往往是不利的。

基因突變的意義

(1)．基因突變的類型

______突變：自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變

______突變：人工條件下誘發(fā)的基因突變

自發(fā)

誘發(fā)

如:紅眼果蠅突變產(chǎn)生白眼果蠅

如:利用太空強(qiáng)輻射培育的太空椒

四、有些因素能提高基因突變概率

①_____因素，如______、紫外線、溫度劇變等。

②_____因素，如______、堿基類似物等。

③_____因素，如麻疹病毒等。

（3）注意事項(xiàng)及應(yīng)用

生活中應(yīng)盡量避免____上述誘發(fā)基因突變的因素，防止這些因素危害我們的健康。

物理

X射線

化學(xué)

亞硝酸

生物

接觸

（2）誘發(fā)基因突變的因素

五、某些基因突變能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控——細(xì)胞癌變

正常細(xì)胞癌細(xì)胞

異常分化

遺傳物質(zhì)改變

①癌細(xì)胞是由于基因突變引發(fā)細(xì)胞分裂失控，從而能無限增殖

②形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生改變

③細(xì)胞膜上的粘連蛋白等物質(zhì)減少或缺失，易轉(zhuǎn)移擴(kuò)散

正常細(xì)胞

癌細(xì)胞

1、概念：受致癌因子的作用，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，成為不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。

2、癌細(xì)胞的特點(diǎn)：

抑癌基因

原癌基因

3、細(xì)胞癌變的機(jī)理

是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持正常細(xì)胞周期所必需的。正常細(xì)胞中原癌基因的表述產(chǎn)物較少，且受生長調(diào)節(jié)。表述蛋白控制細(xì)胞正常生長和分裂

正常

也稱為抗癌基因，其產(chǎn)物能夠抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞分化和抑制細(xì)胞遷移等。

其表述蛋白是正常細(xì)胞增殖過程中的負(fù)調(diào)控因子

正常

異常

突變或過量表述引起正常細(xì)胞癌變

異常

突變喪失其細(xì)胞增殖負(fù)調(diào)控的作用

癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，在一個(gè)細(xì)胞中發(fā)生多個(gè)基因突變，才能賦予癌細(xì)胞所有的特征

目前認(rèn)為，引起細(xì)胞癌變的因素，大致分為三類：

①物理因子

主要是輻射致癌。例如電離輻射、X射線、紫外線都可以致癌。

②化學(xué)因子

有些無機(jī)物，如砷、石棉、鉻化合物、鎳化合物均有致癌作用。有機(jī)致癌劑則更多，如環(huán)化致癌物、雜環(huán)烴、煤焦油、黃曲霉毒素等均可致癌。

③生物因子

如某些病毒、細(xì)菌、霉菌等，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有150多種病毒可以引起動物或植物產(chǎn)生腫瘤。

4、能引起細(xì)胞癌變的外因稱為致癌因子

六、基因突變可應(yīng)用于誘變育種

誘變育種的含義

是指利用物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。

原理：

基因突變

方法：

物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合要求的變異類型

優(yōu)點(diǎn)：

產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，能大幅度改變某些性狀。

缺點(diǎn)：

應(yīng)用:

太空辣椒等的培育、青霉菌的選育等

微生物的育種方面

誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會。

誘變育種

D

3.基因A可突變?yōu)榛騛1、a2、a3……，這說明基因突變具有

A.稀有性B.可逆性

C.多方向性D.有害性

解答從基因A可突變?yōu)閍1、a2、a3……可知，基因突變具有多方向性。

C

4.下列不屬于誘變育