第20讲 基因突变和基因重组

1、第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组第第2121讲讲 染色体变异染色体变异第第2222讲讲 人类遗传病人类遗传病第第2323讲讲 杂交育种到基因工程杂交育种到基因工程第第2424讲讲 生物的进化生物的进化考能专项提升考能专项提升4 4 生物的遗传、变异、育种与进化生物的遗传、变异、育种与进化目目 录录返回目录返回目录基因基因突变、突变、基因基因重组重组和染和染色体色体变异变异基因基因突变突变课标全课标全国卷第国卷第6 6题题( (选择选择) )、福建卷第福建卷第5 5题题( (选择选择) )安徽卷第安徽卷第4 4题题( (选择选择) )、广、广东卷第东卷第2525题题( (选择

2、选择) )、江苏、江苏卷第卷第2222题题( (选选择择) )、上海卷、上海卷第第8 8题题( (选择选择) )课标全国卷课标全国卷第第3131题题( (非选非选择择) )、北京卷、北京卷第第3030题题( (非选非选择择) )、广东卷、广东卷第第2828题题( (非选非选择择) )、江苏卷、江苏卷第第2222题题( (选择选择) )基因基因重组重组返回目录返回目录基因基因突变、突变、基因基因重组重组和染和染色体色体变异变异 染色体染色体变异变异江苏江苏卷第卷第1010题题( (选选择择) )安徽卷第安徽卷第4 4题题( (选择选择) )、海南卷第海南卷第1919题题( (选择选择) )、江苏

3、卷第江苏卷第2222题题( (选择选择) )山东卷第山东卷第2727题题( (非选择非选择) )、浙江、浙江卷第卷第3232题题( (非选非选择择) )、江苏卷第、江苏卷第1414题题( (选择选择) )、海、海南卷第南卷第2828题题( (非非选择选择) )低温诱低温诱导染色导染色体数目体数目变异变异福建福建卷第卷第3 3题题( (选选择择) )江苏卷第江苏卷第2828题题( (非选非选择择) )返回目录返回目录人类遗人类遗传病传病江苏卷第江苏卷第8 8题题( (选择选择) )、江苏、江苏卷第卷第2929题题( (非选非选择择) )、上海卷第、上海卷第2727题题( (选择选择) )、上海卷

4、第十一上海卷第十一题题( (非选择非选择) )广东卷第广东卷第6 6题题( (选择选择) )、浙江、浙江卷第卷第3232题题( (非选非选择择) )、海南卷第、海南卷第2929题题( (非选择非选择) )、上海卷第十题上海卷第十题( (非选择非选择) )、江、江苏卷第苏卷第2424题题( (选选择择) )江苏卷江苏卷第第3030题题( (非选择非选择) )、江苏卷第江苏卷第6 6题题( (选择选择) )返回目录返回目录生物生物变异变异在育在育种上种上的应的应用用变异在变异在育种上育种上的应用的应用安徽卷安徽卷第第3131题题( (非选择非选择) )江苏卷第江苏卷第2828题题( (非选择非选择

5、) ) 基因工基因工程及其程及其应用应用广东广东卷第卷第2727题题( (非非选择选择) )天津卷第天津卷第7 7题题( (选选择择) )、广东卷第、广东卷第2828题题( (非选择非选择) )、浙江、浙江卷第卷第6 6题题( (选择选择) )返回目录返回目录进进化化现代生现代生物进化物进化理论及理论及其由来其由来山东卷第山东卷第2 2题题( (选择选择) )、江苏、江苏卷第卷第1212题题( (选选择择) )、海南卷第、海南卷第1616题题( (选择选择) )江苏卷第江苏卷第6 6、8 8题题( (选选择择) )、海南、海南卷第卷第2020题题( (选择选择) )广东卷第广东卷第6 6题题(

6、 (选择选择) )、海南卷第海南卷第2323题题( (选择选择) )基因频基因频率和基率和基因型频因型频率的计率的计算算天津卷第天津卷第7 7题题( (选择选择) )、海南、海南卷第卷第2424题题( (选选择择) )、上海卷第、上海卷第2828题题( (选择选择) )广东卷第广东卷第2727题题( (非选非选择择) )、上海、上海卷第八题卷第八题( (非选择非选择) )上海卷第上海卷第2929题题( (选择选择) )返回目录返回目录进进化化 生物生物进化与进化与生物多生物多样性的样性的形成形成天津卷第天津卷第7 7题题( (选择选择) )、上海卷第九上海卷第九题题( (非选择非选择) )上海

7、卷第上海卷第八题八题( (非选非选择择) )北京卷第北京卷第3 3题题( (选择选择) )、江苏卷第江苏卷第5 5题题( (选择选择) )返回目录返回目录1 1教学建议：由于本单元所涉及基本概念较多，高考中教学建议：由于本单元所涉及基本概念较多，高考中基础知识和基本能力的考查仍为不变的主旋律，所以复习基础知识和基本能力的考查仍为不变的主旋律，所以复习时要注意分析本单元中知识的重点、难点、考点和疑点的时要注意分析本单元中知识的重点、难点、考点和疑点的理解与分析。理解与分析。(1)(1)关注主干知识点，加强基础知识的巩固、记忆和理解：关注主干知识点，加强基础知识的巩固、记忆和理解：基因重组和基因突

8、变是生物变异内容最为重要的两个概基因重组和基因突变是生物变异内容最为重要的两个概念，需充分理解掌握其概念的内容。染色体组、二倍体、念，需充分理解掌握其概念的内容。染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判断。种群、种群基因多倍体、单倍体等概念的理解及判断。种群、种群基因库、种群基因频率、自然选择学说的要点、隔离、物种和库、种群基因频率、自然选择学说的要点、隔离、物种和共同进化等基本概念的联系与比较，如地理隔离与生殖隔共同进化等基本概念的联系与比较，如地理隔离与生殖隔离、自然选择学说各要点间的关系等。离、自然选择学说各要点间的关系等。返回目录返回目录(2)(2)育种常以某一作物育种为背景，

9、综合考查有关诱变育育种常以某一作物育种为背景，综合考查有关诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种，种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种，因其与实践应用十分密切，是当前考试的重点。在教学中因其与实践应用十分密切，是当前考试的重点。在教学中要让学生理解其原理，对各种育种方式的方法、步骤、优要让学生理解其原理，对各种育种方式的方法、步骤、优缺点及其典型实例要多运用比较的方法加以理解和掌握。缺点及其典型实例要多运用比较的方法加以理解和掌握。(3)(3)相关知识点之间的对比。关注热点材料、表格分析，相关知识点之间的对比。关注热点材料、表格分析，提高学生提取信息和准确分析图

10、表的能力。如人类遗传病：提高学生提取信息和准确分析图表的能力。如人类遗传病：要求学生判断其所属的遗传病类型；给出某遗传病在具体要求学生判断其所属的遗传病类型；给出某遗传病在具体家系中的遗传现象，要求判断该病所属的类型，同时复习家系中的遗传现象，要求判断该病所属的类型，同时复习时要注意列表比较和归纳，掌握各种类型遗传病的概念和时要注意列表比较和归纳，掌握各种类型遗传病的概念和特点。特别要注意教材中所介绍的几种典型病例及其遗传特点。特别要注意教材中所介绍的几种典型病例及其遗传方式。方式。 返回目录返回目录(4)(4)重视实验探究：本单元有关低温诱导染色体数目加倍、重视实验探究：本单元有关低温诱导染

11、色体数目加倍、调查研究人类遗传病的发病率和遗传方式、自然选择对种调查研究人类遗传病的发病率和遗传方式、自然选择对种群基因频率变化的影响的实验探究都应该引起重视。要求群基因频率变化的影响的实验探究都应该引起重视。要求学生明确实验的原理、步骤以及需要注意的问题，并能独学生明确实验的原理、步骤以及需要注意的问题，并能独立进行实验探究、分析评价。立进行实验探究、分析评价。2 2课时安排：本单元分为课时安排：本单元分为5 5讲，建议用讲，建议用1212课时完成，各讲课时完成，各讲的讲授、习题分别用的讲授、习题分别用1 1课时，单元卷、滚动和讲解各课时，单元卷、滚动和讲解各1 1课时。课时。返回目录返回目

12、录返回目录返回目录1 1基因突变的特征和原因基因突变的特征和原因()() 2. 2. 基因重组及其意义基因重组及其意义()() 第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组一、基因突变一、基因突变1.1.实例：镰刀型细胞贫血症实例：镰刀型细胞贫血症(1)(1)病因图解如下：病因图解如下：返回目录返回目录图图7201第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组(2)(2)实例要点归纳实例要点归纳图示中图示中a a、b b、c c过程分别代表过程分别代表_、_和和_。突变发生在。突变发生在_(_(填字母填字母) )过程中。过程中。患者贫血的直接原因是患者贫血的直接原因是_异常，根本

13、原因是发生异常，根本原因是发生了了_，碱基对由，碱基对由 突变成突变成_。2 2基因突变的概念基因突变的概念概念：概念：DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的_、_和和_，而引起的，而引起的_的改变。的改变。返回目录返回目录DNADNA复制复制 转录转录 翻译翻译 a 血红蛋白血红蛋白 基因突变基因突变 替换替换 增添增添 缺失缺失 基因结构基因结构 第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组3 3基因突变的原因、时间、特点和意义基因突变的原因、时间、特点和意义返回目录返回目录原原因因内因内因DNADNA分子复制发生差错，分子复制发生差错，DNADNA的碱基组成发生改变的碱

14、基组成发生改变外因外因某些诱变因素：物理因素、化学因素和某些诱变因素：物理因素、化学因素和_特点特点(1)_(1)_：在生物界中普遍存在：在生物界中普遍存在(2)_(2)_：生物个体发育的任何时期和部位：生物个体发育的任何时期和部位(3)_(3)_：突变频率很低：突变频率很低(4)_(4)_：可以产生一个以上的等位基因：可以产生一个以上的等位基因(5)(5)多害少利性：多害少利性：_生物因素生物因素 普遍性普遍性 随机性随机性 低频性低频性 不定向性不定向性 一般是有害的，少数有利一般是有害的，少数有利 第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组导思：导思：基因突变所产生的变异都可以

15、遗传给后代吗？基因突变所产生的变异都可以遗传给后代吗？( (请请翻阅教材必修翻阅教材必修2 P80“2 P80“基因突变的实例基因突变的实例”) ) 返回目录返回目录发生时间发生时间主要发生在主要发生在_时，如时，如_ _意义意义_产生的途径，产生的途径，_的根本来源，的根本来源，_的原始材料的原始材料DNA复制复制 有丝分裂间期和减有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期数第一次分裂前的间期 新基因新基因 生物变异生物变异 生物进化生物进化第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组二、基因重组二、基因重组1 1概念概念基因重组是指在生物体进行基因重组是指在生物体进行_的过程中，控制的过

16、程中，控制_基因的重新组合。基因的重新组合。2 2类型类型(1)(1)减数第一次分裂的减数第一次分裂的_期，期，_上的上的非等位基因的自由组合。非等位基因的自由组合。(2)(2)减数分裂形成减数分裂形成_时期，位于时期，位于_上的上的等位基因有时会随着等位基因有时会随着_的交换而发生交换的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。，导致染色单体上的基因重组。返回目录返回目录有性生殖有性生殖 不同性状的不同性状的 后后 非同源染色体非同源染色体 四分体四分体 同源染色体同源染色体 非姐妹染色单体非姐妹染色单体 第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组3 3意义意义基因重组是基因重组是

17、_的来源之一，是形成生物多样性的重的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的要原因，对生物的_也具有重要意义。也具有重要意义。 返回目录返回目录生物变异生物变异 进化进化返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组判断正误，对的打判断正误，对的打“”“”，错的打，错的打“”。1 120122012海南卷海南卷 基因的自发突变率虽然很低，但对进基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要。化非常重要。( () ) 解析解析 单个基因的自发突变率很低，但由于种群中单个基因的自发突变率很低，但由于种群中个体数量较多，基因数目较大，所以就整个物种而言，在个体数量较多，基因数

18、目较大，所以就整个物种而言，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，由于突变为生漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，由于突变为生物进化提供了原始材料，所以对生物进化有重要意义。物进化提供了原始材料，所以对生物进化有重要意义。 返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组2 220112011安徽卷安徽卷 大剂量的大剂量的131131I I会直接插入会直接插入DNADNA分子中，分子中，引起插入点后的碱基序列发生改变。引起插入点后的碱基序列发生改变。( () ) 解析解析 DNA DNA分子中并不含有分子中并不含有I I元素，元素，131131I I不会插入不会插入DN

19、ADNA分子中，但可以引起分子中，但可以引起DNADNA分子发生碱基对的增添、缺失或分子发生碱基对的增添、缺失或替换。替换。 3 320112011广东卷广东卷 抵抗多数抗生素的抵抗多数抗生素的“超级细菌超级细菌”含有含有超强耐药性基因超强耐药性基因NDMNDM1 1，该菌耐药性产生的原因是定向突，该菌耐药性产生的原因是定向突变。变。( () ) 解析解析 基因突变是不定向的，细菌耐药性的产生是基因突变是不定向的，细菌耐药性的产生是抗生素对耐药性基因定向选择的结果。抗生素对耐药性基因定向选择的结果。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组4 420112011江苏卷

20、江苏卷 DNA DNA复制时发生碱基对的增添、缺失复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变。或改变，导致基因突变。( () ) 解析解析 基因突变是指基因突变是指DNADNA分子中发生碱基对的增添、分子中发生碱基对的增添、缺失或替换，主要发生在缺失或替换，主要发生在DNADNA复制时。复制时。5 520112011江苏卷江苏卷 非同源染色体之间发生自由组合，导非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组的变异既能发生在有丝分裂过程中，也能发生致基因重组的变异既能发生在有丝分裂过程中，也能发生在减数分裂过程中。在减数分裂过程中。( () ) 解析解析 由于基因重组引起的变异只能发生在有性生

21、由于基因重组引起的变异只能发生在有性生殖减数分裂产生配子的过程中，有丝分裂过程中不存在基殖减数分裂产生配子的过程中，有丝分裂过程中不存在基因重组。因重组。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组6 6突变后的基因和原来的基因在染色体上的位置相同。突变后的基因和原来的基因在染色体上的位置相同。( () ) 解析解析 基因突变是基因内部发生碱基对的增添、缺基因突变是基因内部发生碱基对的增添、缺失或替换，所以基因突变不会改变基因的位置。失或替换，所以基因突变不会改变基因的位置。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组考点一基因突变的机理、特征及

22、与性状的关系考点一基因突变的机理、特征及与性状的关系1 1基因突变的机理基因突变的机理基因突变是基因突变是DNADNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。其发生机理如图引起的基因结构的改变。其发生机理如图72027202：返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组图图7202拓展：拓展：没有诱发因素的作用下，基因突变也会自发发生没有诱发因素的作用下，基因突变也会自发发生，其自发突变率很低。，其自发突变率很低。基因突变是基因突变是DNADNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改

23、变，基因的数目和位置并未改变。的改变，基因的数目和位置并未改变。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组2 2结果分析结果分析(1)(1)引起生物性状的改变引起生物性状的改变如某些碱基对的增添、缺失或替换引起遗传信息改变后，如某些碱基对的增添、缺失或替换引起遗传信息改变后，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状的改变。起生物性状的改变。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组(2)(2)基因突变与其影响基因突变与其影响返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组

24、基因突变和基因重组类型类型影响范围影响范围对氨基酸的影响对氨基酸的影响替换替换小小只改变只改变1 1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变增添增添大大 插入位置前不影响，影响插入位置后插入位置前不影响，影响插入位置后的序列的序列缺失缺失大大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列的序列增添或缺增添或缺失失3 3个碱基个碱基小小增添或缺失位置增加或缺失一个氨基增添或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列酸对应的序列(3)(3)未引起生物性状的改变未引起生物性状的改变不具有遗传效应的不具有遗传效应的DNADNA片段中的片段中的“突变突变”不引起基因突变不引起基因突变，不引

25、起性状变异。，不引起性状变异。若碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变若碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变( (由于密由于密码子的简并性码子的简并性) )，蛋白质的结构与功能不变，生物性状不，蛋白质的结构与功能不变，生物性状不改变。改变。若个体为显性纯合子，其一个显性基因突变为隐性基因若个体为显性纯合子，其一个显性基因突变为隐性基因，则生物性状不改变。，则生物性状不改变。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组例例1 120122012广东卷广东卷 子叶黄色子叶黄色(Y(Y，野生型，野生型) )和绿色和绿色(y(y，突，突变型变型) )是孟德尔研究的豌豆相对性状

26、之一。野生型豌豆成是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。熟后，子叶由绿色变为黄色。(1)(1)在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图含量的变化见图72037203。其中，反映突变型豌豆叶片总叶。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是绿素含量变化的曲线是_。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组图图7203(2)Y(2)Y基因和基因和y y基因的翻译产物分别是基因的翻译产物分别是SGRSGRY Y蛋白和蛋白和SGRSGRy y蛋白，蛋白，其部分氨基酸序列见图

27、其部分氨基酸序列见图72047204。据图。据图72047204推测，推测，Y Y基因基因突变为突变为y y基因的原因是发生了碱基对的基因的原因是发生了碱基对的_和和_。进一步研究发现，。进一步研究发现，SGRSGRY Y蛋白和蛋白和SGRSGRy y蛋白都能进蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点入叶绿体。可推测，位点_的突变导致了该蛋白的的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿常绿”。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组(3

28、)(3)水稻水稻Y Y基因发生突变，也出现了类似的基因发生突变，也出现了类似的“常绿常绿”突变植株突变植株y y2 2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y Y基因的功能，基因的功能，设计了以下实验，请完善。设计了以下实验，请完善。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组图图7204返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 答案答案(1)A(1)A(2)(2)替换增添替换增添 (3)(3)(一一) )突变植株突变植株y y2 2用用Y Y基因的农杆菌感染纯合突变植株基因的农杆菌感染纯合突变植株y y2 2(

29、 (二二) )能不能维持能不能维持“常绿常绿”( (三三)Y)Y基因能使子叶由绿色变为黄色基因能使子叶由绿色变为黄色 解析解析 (1) (1)由题干由题干“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色黄色”可知，野生型豌豆在成熟过程中叶绿素含量降低，可知，野生型豌豆在成熟过程中叶绿素含量降低，图中图中B B曲线在第曲线在第6 6天时，叶绿素含量明显下降，而天时，叶绿素含量明显下降，而A A曲线变曲线变化相对较小，所以化相对较小，所以A A曲线为突变型。曲线为突变型。(2)(2)根据图根据图72047204可以可以看出，突变型的看出，突变型的SGRSGRy y蛋白和野生型

30、的蛋白和野生型的SGRSGRY Y蛋白有蛋白有3 3处变异，处变异，处氨基酸由处氨基酸由T T变成变成S S，处氨基酸由，处氨基酸由N N变成变成K K，可以确定是，可以确定是该氨基酸对应的碱基对发生了替换，处多了该氨基酸对应的碱基对发生了替换，处多了I I、L L两个氨两个氨返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组基酸，所以可以确定是发生了碱基对的增添；从图基酸，所以可以确定是发生了碱基对的增添；从图72047204中可以看出中可以看出SGRSGRY Y蛋白的第蛋白的第1212和和3838个氨基酸所在的区域的功个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，由于能

31、是引导该蛋白进入叶绿体，由于SGRSGRy y和和SGRSGRY Y都能进入叶都能进入叶绿体，说明处的突变没有改变该蛋白功能；所以突变绿体，说明处的突变没有改变该蛋白功能；所以突变型的型的SGRSGRy y蛋白功能的改变是由处变异引起。蛋白功能的改变是由处变异引起。 (3)(3)欲通过欲通过转基因实验验证转基因实验验证Y Y基因基因“能使子叶由绿色变为黄色能使子叶由绿色变为黄色”的功能的功能，首先应培育纯合的常绿突变植株，首先应培育纯合的常绿突变植株y y2 2，然后用含有，然后用含有Y Y基因基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y y2 2，培育出含有，培育出含有

32、Y Y基因基因的纯合植株，观察其叶片衰老过程中的颜色变化。实验中的纯合植株，观察其叶片衰老过程中的颜色变化。实验中为了排除农杆菌感染对植株的影响，还需要用含有空载体为了排除农杆菌感染对植株的影响，还需要用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株的农杆菌感染常绿突变植株y y2 2作为对照。作为对照。 返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 点评点评 本题考查基因突变的机理以及实验设计的补充与完本题考查基因突变的机理以及实验设计的补充与完善能力。解答本题需要明确基因突变的机理是基因发生了善能力。解答本题需要明确基因突变的机理是基因发生了碱基对的替换、增添或缺失，从而引起基

33、因结构的改变。碱基对的替换、增添或缺失，从而引起基因结构的改变。若某碱基对发生替换，则只改变若某碱基对发生替换，则只改变1个氨基酸的种类或不改个氨基酸的种类或不改变；若增添变；若增添(或缺失或缺失)某碱基对，则不影响插入某碱基对，则不影响插入(或缺失或缺失)前的前的位置，却影响插入位置，却影响插入(或缺失或缺失)后相应氨基酸的序列；如果是后相应氨基酸的序列；如果是增添增添(或缺失或缺失)三对及其倍数的碱基对数，则只是增加或缺三对及其倍数的碱基对数，则只是增加或缺失整数个氨基酸，影响相对较小。失整数个氨基酸，影响相对较小。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组探究：

34、探究：(1)DNA(1)DNA分子中位点至少增加了几个碱基对？分子中位点至少增加了几个碱基对？(2)(2)一般情况下，高度分化的细胞核基因容易发生这种突一般情况下，高度分化的细胞核基因容易发生这种突变吗？变吗？(1)(1)由于处增加了由于处增加了2 2个氨基酸，所以至少增加了个氨基酸，所以至少增加了6 6个碱基个碱基对。对。(2)(2)基因突变一般发生在基因突变一般发生在DNADNA分子复制时，高度分化的分子复制时，高度分化的细胞不进行细胞不进行DNADNA复制，故高度分化的细胞内该基因不容易复制，故高度分化的细胞内该基因不容易发生基因突变。发生基因突变。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突

35、变和基因重组基因突变和基因重组变式题变式题下列关于基因突变的叙述中，错误的是下列关于基因突变的叙述中，错误的是( () )A A基因突变是生物变异的根本来源基因突变是生物变异的根本来源B B不同细胞中基因的自发突变率不同不同细胞中基因的自发突变率不同C C基因突变只能产生原基因的等位基因，而不能改变基基因突变只能产生原基因的等位基因，而不能改变基因的位置因的位置D D基因突变的方向与环境密切相关基因突变的方向与环境密切相关返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 答案答案DD 解析解析 生物变异的根本来源是基因突变；基因突变在不生物变异的根本来源是基因突变；基因突变

36、在不同细胞中发生的概率不同，同细胞中发生的概率不同，DNADNA分子有稳定的双螺旋结构分子有稳定的双螺旋结构，正常状态下的基因突变概率相对较低，但在，正常状态下的基因突变概率相对较低，但在DNADNA复制等复制等解旋情况下，暴露的单链易发生突变；基因突变是不定向解旋情况下，暴露的单链易发生突变；基因突变是不定向的，可以产生一个以上的等位基因，但只是原基因的种类的，可以产生一个以上的等位基因，但只是原基因的种类发生了改变，而不能改变基因的位置；基因突变是不定向发生了改变，而不能改变基因的位置；基因突变是不定向的，其突变的方向与环境没有明确的因果关系。的，其突变的方向与环境没有明确的因果关系。返回

37、目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组考点二基因重组的类型及其与基因突变的比较考点二基因重组的类型及其与基因突变的比较1 1基因重组类型的比较基因重组类型的比较返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组重组重组类型类型染色体水平的基因重组染色体水平的基因重组分子水平的分子水平的基因重组基因重组同源染色体上非同源染色体上非姐妹染色单体交姐妹染色单体交叉互换叉互换非同源染色体上非等非同源染色体上非等位基因间的自由组合位基因间的自由组合DNA分子分子重组技术重组技术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

38、第一次分裂后期期在生物体外在生物体外对对 DNA DNA 的剪切、的剪切、拼接拼接返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 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之姐妹染色单体之间交叉互换导致间交叉互换导致染色单体上的基染色单体上的基因重新组合因重新组合同源染色体分开，同源染色体分开，等位基因分离；非同等位基因分离；非同源染色体自由组合，源染色体自由组合，导致非同源染色体上导致非同源染色体上非等位基因间的重新非等位基因间的重新组合组合目的基因经目的基因经载体导入受体载体导入受体细胞，导致受细胞，导致受体细胞中基因体细胞中基因重组重组图像图像示意示意 返

39、回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组特点特点难以突破远缘杂交不亲和的障难以突破远缘杂交不亲和的障碍，可产生新的基因型、表现型，碍，可产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因但不能产生新的基因 可克服远缘杂交不可克服远缘杂交不亲和的障碍亲和的障碍2. 2. 基因突变与基因重组的比较基因突变与基因重组的比较 返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组发生发生时间时间主要在有丝分裂间期、主要在有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂四分体时减数第一次分裂四分体时期和减数第

40、一次分裂后期期和减数第一次分裂后期变异变异本质本质基因结构发生改变基因结构发生改变原有基因的重新组合原有基因的重新组合适用适用范围范围所有生物都可以发生所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传殖细胞核遗传种类种类自然突变自然突变人工诱变人工诱变基因自由组合基因自由组合等位基因互换等位基因互换返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组应用应用通过诱变育种培育新品种通过诱变育种培育新品种通过杂交育种使性状重通过杂交育种使性状重组，可培育优良品种组，可培育优良品种结果结果产生新基因，控制新性状产生新基因，控制新性状产生新的基因型，不产产生新

41、的基因型，不产生新的基因生新的基因意义意义是生物变异的根本来源，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物进化的原始材料生物变异的重要来源，生物变异的重要来源，有利于生物进化有利于生物进化联系联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础的新基因，基因突变是基因重组的基础例例2 2在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是( () )A ADNADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因复制时发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因突变突变B B非同源染色体

42、之间发生自由组合，导致基因重组非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C C非同源染色体之间交换一部分片段，导致基因重组非同源染色体之间交换一部分片段，导致基因重组D D同源染色体之间交换一部分片段，导致基因重组同源染色体之间交换一部分片段，导致基因重组返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 答案答案AA 解析解析 基因突变主要发生在减数第一次分裂前的间期和基因突变主要发生在减数第一次分裂前的间期和有丝分裂的间期，有丝分裂的间期，A A项正确。非同源染色体自由组合发生项正确。非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期，不发生在有丝分裂时期，在减数第一次分裂后期

43、，不发生在有丝分裂时期，B B项错项错误。误。C C项中，非同源染色体之间的交叉互换不是基因重组项中，非同源染色体之间的交叉互换不是基因重组，而是染色体结构变异。，而是染色体结构变异。D D项中，同源染色体之间交换一项中，同源染色体之间交换一部分片段发生在减数第一次分裂前期，不发生在有丝分裂部分片段发生在减数第一次分裂前期，不发生在有丝分裂时期。时期。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 点评点评 巧辨姐妹染色单体上出现等位基因的原因：细胞巧辨姐妹染色单体上出现等位基因的原因：细胞分裂图像中经常出现一条染色体上的姐妹染色单体或分裂分裂图像中经常出现一条染色体上的

44、姐妹染色单体或分裂后期分开的姐妹染色单体上存在等位基因的情况，这种情后期分开的姐妹染色单体上存在等位基因的情况，这种情况的形成有两种可能，一种是基因突变，另一种是减数分况的形成有两种可能，一种是基因突变，另一种是减数分裂过程中，同源染色体交叉互换，可依照以下方法进行判裂过程中，同源染色体交叉互换，可依照以下方法进行判断。断。(1)(1)如果可以确定细胞是发生有丝分裂如果可以确定细胞是发生有丝分裂( (如受精卵分裂、洋如受精卵分裂、洋葱根尖细胞分裂等葱根尖细胞分裂等) )，则只能是由基因突变造成的。，则只能是由基因突变造成的。(2)(2)如果细胞是发生减数分裂，则可能有基因突变、非姐如果细胞是发

45、生减数分裂，则可能有基因突变、非姐妹染色单体交叉互换两种情况。如果题目中涉及造成姐妹染色单体交叉互换两种情况。如果题目中涉及造成姐妹染色单体上出现等位基因的根本原因是什么，则只考虑妹染色单体上出现等位基因的根本原因是什么，则只考虑返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组基因突变；如果由细胞分裂间期造成的，则考虑基因突变基因突变；如果由细胞分裂间期造成的，则考虑基因突变。题目中有。题目中有分裂分裂时期的提示时，如果由减数第一时期的提示时，如果由减数第一次分裂前期造成的，则考虑同源染色体上非姐妹染色单体次分裂前期造成的，则考虑同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换。之间

46、交叉互换。返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组变变式题式题20132013皖南八校联考皖南八校联考 细胞分裂过程实质上是细胞分裂过程实质上是细胞内染色体的行为变化过程，下列配子的产生与减数第细胞内染色体的行为变化过程，下列配子的产生与减数第一次分裂后期染色体的异常行为密切相关的是一次分裂后期染色体的异常行为密切相关的是( () )A A基因型为基因型为AaBbAaBb的个体产生的个体产生ABAB、AbAb、aBaB、abab四种配子四种配子B B基因型为基因型为DDDD的个体产生的个体产生D D、d d的配子的配子C C基因型为基因型为X Xa aY Y的雄性个

47、体产生的雄性个体产生X Xa aY Y的异常精子的异常精子D D基因型为基因型为X XB BX Xb b的雌性个体产生的雌性个体产生X XB BX XB B的异常卵细胞的异常卵细胞返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 答案答案CC 解析解析 基因型为基因型为AaBbAaBb的个体产生的个体产生ABAB、AbAb、aBaB、abab四种配四种配子是由于减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离，非同子是由于减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合的结果，属于正常的染色体行为变化；源染色体自由组合的结果，属于正常的染色体行为变化；B B 项主要是间期基因

48、突变的结果；项主要是间期基因突变的结果；C C项是由于减数第一次项是由于减数第一次分裂后期，分裂后期，XYXY染色体进入同一个细胞，从而导致了染色体进入同一个细胞，从而导致了X Xa aY Y的的异常精子的产生；异常精子的产生；D D项是由于减数第二次分裂异常所致。项是由于减数第二次分裂异常所致。 返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 备选理由备选理由 本题考查可遗传的变异和不可遗传的变异的本题考查可遗传的变异和不可遗传的变异的判断，由于该知识点不是新课标课本的内容，所以正文没判断，由于该知识点不是新课标课本的内容，所以正文没有提及，此题作为该知识点的补充。有提

49、及，此题作为该知识点的补充。1.1. 下列哪种是不可遗传的变异下列哪种是不可遗传的变异( () )A A正常夫妇生了一个白化病儿子正常夫妇生了一个白化病儿子B B纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇C C对青霉菌进行对青霉菌进行X X射线照射后，培育成高产菌株射线照射后，培育成高产菌株D D用生长素处理得到无子番茄用生长素处理得到无子番茄返回目录返回目录第第2020讲讲基因突变和基因重组基因突变和基因重组 答案答案D D 解析解析 生物的变异主要包括不可遗传的变异和可遗传的变生物的变异主要包括不可遗传的变异和可遗传的变异。其中不可遗传的变异是指仅由环境因素变化引起的变异。其中不可遗传的变异是指仅由环境因素变化引起的变异，其遗传物质并未发生改变。用生长素处理得到无子番异，其遗传物质并未发生改变。用生长素处理得到无子番茄，染色体及其上的遗传物质未发生变化，而是利用生长茄，染色体及其上的遗传物质未发生变化，而