一轮复习基因突变和基因重组

1、基因突变和基因重组1.1.变异的概念变异的概念（一）变异的概念（一）变异的概念染色体变异染色体变异类型类型不遗传的变不遗传的变异异可遗传的变异可遗传的变异基因重组基因重组基因突变基因突变表现型表现型基因型基因型环境环境（不可遗传的变异）（不可遗传的变异）（可遗传的变异）（可遗传的变异）基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变诱因诱因（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）生物的变异是指生物亲、子代间或子生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在代各个体间存在性状差异性状差异的现象。的现象。2.2.可遗传变异与不可遗传变异的比较可遗传变异与不可遗传变异的比较可遗传变异可遗

2、传变异不可遗传变异不可遗传变异遗传物质遗传物质是否变化是否变化遗传物质发生改变遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传物质不发生改变遗传情况遗传情况变异能在后代中再次出变异能在后代中再次出现现变异性状仅限于当代表变异性状仅限于当代表现现应用价值应用价值是育种的原始材料，能是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需从中选育出符合人类需要的新类型或新品种要的新类型或新品种无育种价值，但在生产无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件上可利用优良环境条件来影响性状的表现获取来影响性状的表现获取高产优质产品高产优质产品3.3.探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思

3、路 （1 1）若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体 形态、数目、结构是否改变形态、数目、结构是否改变。 （2 2）与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状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 为不可遗传变异为不可遗传变异。 （3 3）设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的 基因型是否改变基因型是否改变。二、基因突变二、基因突变缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸异常

4、异常1.1.实例实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸正常正常 CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质 正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因根本根本直接直接镰刀型细胞贫血症病因的图解镰刀型细胞贫血症病因的图解增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的_、_和和_，而引起，而引起_的改变。的改变。 增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构2.2.基因突变的概

5、念基因突变的概念3.3.基因突变发生的时期基因突变发生的时期多发于多发于DNADNA复制的时候复制的时候（1 1）真核生物（有丝分裂、减数分裂、）真核生物（有丝分裂、减数分裂、无丝分裂无丝分裂) )；（2 2）原核生物（分裂生殖）；）原核生物（分裂生殖）；（3 3）病毒（增殖）病毒（增殖）。4.4.基因突变发生的范围基因突变发生的范围生物界中普遍存在生物界中普遍存在普遍性普遍性个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位随机性随机性多数对生物有害多数对生物有害多害少利性多害少利性突变是不定向的突变是不定向的不定向性不定向性5. 5. 基因突变的特点基因突变的特点自然情况下突变频率很低自然情

6、况下突变频率很低(10-5-10-8)低频性低频性基因突变不改变染色体上基因的数量，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，使一个基因变只改变基因的内部结构，使一个基因变成原有基因的成原有基因的等位基因等位基因（AaAa或或aAaA）。）。6.6.基因突变发生的类型基因突变发生的类型（1 1）显性突变：如显性突变：如aAaA，该突变一旦发生即可表现出相应性状，该突变一旦发生即可表现出相应性状。（2 2）隐性突变：如隐性突变：如AaAa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，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该性状即可稳定遗传。引发生物变异引发生物变异 7.7.基因

7、突变的意义基因突变的意义: : 可以产生新的基因可以产生新的基因8.8.基因突变的原因基因突变的原因（1 1）自发突变（内因）自发突变（内因） （2 2）诱变突变（外因）诱变突变（外因） 物理因素：如物理因素：如X X射线、激光等射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如病毒和某些细菌等生物因素：如病毒和某些细菌等成功率低成功率低, ,有利个体往往不多有利个体往往不多需大量处理材料需大量处理材料9.9.人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用诱变意义诱变意义: : 是创造动、植物是创造动、植物新新品种和微生物品种和微生物新新类型的重要方法类型的

8、重要方法优点：优点：提高突变率提高突变率，缩短育种周期，缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状缺点缺点: :物理方法：物理方法：X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等 （1 1）常用的方法：）常用的方法：T G T C TT G T C TA C A G AA C A G ADNA DNA U G U C UU G U C URNARNA半胱氨酸半胱氨酸T G C C TT G C C TA C G G AA C G G AU G C C UU G C C U半胱氨酸半胱氨酸DNADNA碱基对的改变是否

9、一定会引起蛋白质性状的改变？碱基对的改变是否一定会引起蛋白质性状的改变？ （1 1）基因突变改变生物性状）基因突变改变生物性状 突变引起密码子改变突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的结构最终表现为蛋白质的结构和功能改变和功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症血症。10.10.基因突变对性状的影响基因突变对性状的影响类型类型范围范围对氨基酸序列的影响对氨基酸序列的影响替换替换小小只改变一个氨基酸或不改只改变一个氨基酸或不改变变增添增添大大不影响插入前的序列，影不影响插入前的序列，影响插入后的序列响插入后的序列缺失缺失大大不影响缺失前的序列，影不影响缺

10、失前的序列，影响缺失后的序列响缺失后的序列（2 2）基因突变不一定改变生物性状基因突变不一定改变生物性状 根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸酸。 若该亲代若该亲代DNADNA上某个碱基对发生改变产生的是上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因一个隐性基因 ，并将该隐性基因传给子代，而子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代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。 体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因现该基因。 性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，性状表现是遗传

11、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性状上表现出来等。 基因突变发生在不编码氨基酸的基因突变发生在不编码氨基酸的DNADNA片段上片段上发生时间发生时间: :细胞周期中的细胞周期中的分裂间期分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞一般一般不能传给后代不能传给后代, ,人体某些体细胞基因的人体某些体细胞基因的突变可能发展突变可能发展为癌细胞为癌细胞可以可以通过受精作用直接传通过受精作用直接传给后代给后代基因突变都会遗传给后代吗？基因

12、突变都会遗传给后代吗？注注 意意 基因突变一定会导致基因结构的改变，但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。却不一定引起生物性状的改变。 基因突变是基因突变是DNADNA分子水平上基因内部碱基对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种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。未改变。 基因突变光学显微镜下观察不到。基因突变光学显微镜下观察不到。（三）基因重组（三）基因重组1. 1. 非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因自由组合非等位基因自由组合A Aa ab bB BA Aa aB Bb bAbAb和和aBaBABAB和和abab根本原因根

13、本原因概念：概念：基因重组是指生物进行基因重组是指生物进行有性生殖有性生殖的过程中，控制的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。不同性状的基因的重新组合。 基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？2. 四分体内部非姐妹染色单体的交叉互换四分体内部非姐妹染色单体的交叉互换人的体细胞中有人的体细胞中有2323对染色体，请你根据自由组合定律对染色体，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？精子？那母亲产生的卵细胞呢？两者形成的后代，染色体组成有多少种？两者形成的后代，染色体组成有多少种？2

14、 223232 223232 24646 基因重组的结果，产生新的基因型，为生物基因重组的结果，产生新的基因型，为生物变异提供了极其丰富的来源变异提供了极其丰富的来源, ,是生物多样性的是生物多样性的重要重要原因之一。原因之一。意义意义图像图像示意示意重组重组类型类型同源染色体上同源染色体上非等位基因的非等位基因的重组重组非同源染色体上非非同源染色体上非等位基因的重组等位基因的重组人为导致基因重组人为导致基因重组（DNADNA重组）重组）发生发生时间时间减数第一次分减数第一次分裂四分体时期裂四分体时期 减数第一次分裂后减数第一次分裂后期期体外与运载体重组，体外与运载体重组，导入细胞内与细胞导入

15、细胞内与细胞内基因重组内基因重组发生发生机制机制同源染色体非同源染色体非姐妹染色单体姐妹染色单体之间交叉互换之间交叉互换导致染色单体导致染色单体上的基因重新上的基因重新组合组合同源染色体分开，同源染色体分开，等位基因分离，非等位基因分离，非同源染色体自由组同源染色体自由组合，导致非同源染合，导致非同源染色体上非等位基因色体上非等位基因间的重组间的重组目的基因经过运载目的基因经过运载体导入受体细胞，体导入受体细胞，导致受体细胞中基导致受体细胞中基因重组因重组3.3.基因重组的理解基因重组的理解（四）基因突变和基因重组的比较（四）基因突变和基因重组的比较基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因

16、的分子结构发生改变，产基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状生了新基因，出现了新性状不同基因的重新组合，不不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新产生新基因，而是产生新基因型，使性状重新组合基因型，使性状重新组合发生发生时间时间及原及原因因细胞分裂间期细胞分裂间期DNADNA分子复制时，分子复制时，由于外界理化因素或自身生理由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基互补配对差错因素引起的碱基互补配对差错或碱基对的丢失或碱基对的丢失减数第一次分裂过程中，减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非单体间交叉互换，以及非同源染色体上基因自由

17、组同源染色体上基因自由组合合条件条件外界条件的剧变和内部因素的外界条件的剧变和内部因素的相互作用相互作用不同个体的杂交，有性生不同个体的杂交，有性生殖过程中减数分裂和受精殖过程中减数分裂和受精作用作用发生发生可能可能可能性很小可能性很小非常普遍非常普遍基因突变基因突变基因重组基因重组意义意义生物变异的根本来源，也是生生物变异的根本来源，也是生物进化的原始材料；通过诱变物进化的原始材料；通过诱变育种可培育新品种。育种可培育新品种。是生物变异的来源之一，是生物变异的来源之一，通过杂交育种，性状的重通过杂交育种，性状的重组，可培育出新的优良品组，可培育出新的优良品种种应用应用 诱变育种培育新品种诱变

18、育种培育新品种杂交育种，培育优良品种杂交育种，培育优良品种联系联系都使生物产生可遗传的变异；二者均产生新的基因型，可都使生物产生可遗传的变异；二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型；在长期进化过程中，通过基因突变产能产生新的表现型；在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可够自由组合的新基因，生新基因，为基因重组提供了大量可够自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础。基因突变是基因重组的基础。1.人类能遗传的基因突变常发生在（人类能遗传的基因突变常发生在（ ） A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B. B.四分体时期四分体时期 C. C.减数第一次分裂的间期减数第一

19、次分裂的间期 D. D.有丝分裂间期有丝分裂间期2. 2. 诱变育种的特点是诱变育种的特点是( )( ) 能大幅度改良某些性状能大幅度改良某些性状 能形成新基因能形成新基因 大多形成新物种大多形成新物种 一般对个体生存有利一般对个体生存有利 A. A. B.B. C.C. D.D.AC3 3. .下列细胞或生物中可以发生基因突变的是下列细胞或生物中可以发生基因突变的是 ( ( ) ) 洋葱根尖生长点细胞洋葱根尖生长点细胞 洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞 硝化细菌硝化细菌 T T2 2噬菌体噬菌体 人的神经细胞人的神经细胞 人的骨髓细胞人的骨髓细胞 蓝藻蓝藻 人的精原细胞人的精原细胞 A.A. B.B. C.C. D.D.B 4. 4.原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入 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种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小( )( ) A A. .置换单个碱基对置换单个碱基对 B B. .增加增加4 4个碱基对个碱基对 C C. .缺失缺失3 3个碱基对个