必修第9讲基因突变和基因重组

1、第9讲 基因(jyn)突变和基因(jyn)重组共三十四页共三十四页 一、 基因突变的原因、 特征与性状(xngzhung)的关系 1. 基因突变的原因分析共三十四页 2基因突变的随机性 (1)时间上的随机：它可发生于生物个体发育的任何时期，甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生，如老年人易得皮肤癌等。 (2)部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞中，也可发生于生殖细胞中；若为前者，一般不传递给后代，若为后者，则可通过生殖细胞传向子代。可以发生在细胞内不同的DNA分子(fnz)上，也可发生在同一DNA分子的不同部分。共三十四页 3基因突变对性状的影响 (1)基因突变引起生物性状的改变 如某些碱基的增

2、添或者缺失(qu sh)，引起部分氨基酸改变，进而改变蛋白质的结构和功能，引起生物性状的改变。 (2)基因突变未引起生物性状的改变 不直接编码氨基酸的基因片段发生突变。 碱基替换前后所对应的氨基酸未发生改变。 由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因共三十四页【例1】(双选)下面是对基因型与表现型关系的叙述(xsh)，其中错误的是()A表现型相同，基因型不一定相同B基因型相同，表现型一定相同C在相同生活环境中，基因型相同，表现型一定相同D在相同生活环境中，表现型相同，基因型一定相同【解析】本题考查基因型与表现型的关系。表现型是基因与环境(hunjng)相互作用的结果，表现型相同，基因型不一定

3、相同，基因型相同，表现型不一定相同；在相同生活环境(hunjng)中，基因型相同，表现型一定相同，表现型相同，基因型不一定相同。BD 共三十四页 二、对基因重组的理解 1三种类型(lixng)的比较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间的重组DNA分子重组技术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和导入细胞内与细胞内基因重组发生机制同源染色体的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新组合目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组共三

4、十四页续表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间的重组DNA分子重组技术图像示意 【友情提醒】基因重组是真核生物(shngw)有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物(shngw)多样性的重要原因。共三十四页 2基因(jyn)突变和基因(jyn)重组的区别和联系共三十四页续表共三十四页续表共三十四页 【例2】下列有关基因重组的叙述，不正确的是() A非同源染色体上的非等位基因可以发生重组 B基因重组是生物变异的根本来源 C基因重组可能产生多种基因型 D生物通过(tnggu)有性生殖实现了基因的重组 B【解析】基因突变是生物变异的根本来源，变异和基因重组(zh

5、n z)为生物进化提供了原材料，故B错。共三十四页1.发生在体细胞有丝分裂过程中的基因突变一般随个体死亡而消失，发生在生殖细胞有丝分裂或减数分裂(jin sh fn li)过程中的基因突变可以传递给后代。2.基因突变是DNA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未改变。3.基因突变发生于所有生物中，一般发生于遗传物质的复制过程中。4.基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合，产生了新的表现型(或新品种)。5.不管是基因突变还是基因重组，发生时均具有不定向性，也就是说，可能出现更加优良的性状，也可能出现更加不适应环境的性状。共三十四页共三十四页1.(2011广东) (双

6、选)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM1，该基因编码金属内酰胺酶，此菌耐药性产生(chnshng)的原因是( ) A定向突变 B抗生素滥用 C金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因BC共三十四页【解析】抗生素的滥用是产生“超级(choj)细菌”的外因，抗生素相当于对细菌进行自然选择，导致了超强耐药性基因NDM1在该细菌中逐代积累，从而使NDM1基因编码较多的金属内酰胺酶，由此推测金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活，故C项正确。突变是不定向的，A项错误。细菌是原核生物，没有染色体，D项错误。 共三十四页2.(2011安徽)

7、人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( ) A插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变 B替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变 C造成(zo chn)染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异 D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代C【解析】放射性物质可诱发基因突变和染色体结构变异；131I不是DNA的组成元素；体细胞突变一般不能遗传(ychun)给子代。 共三十四页 3.(2010福建卷)下图为人WNK4基因部分碱基序列(xli)及其编码蛋白质的部分氨基

8、酸序列(xli)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( ) 共三十四页A处插入碱基对GCB处碱基对AT替换(t hun)为GCC处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT 3.(2010福建卷)下图为人WNK4基因(jyn)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( ) B共三十四页【解析】本题主要考查基因突变、转录、翻译等基础知识，及突变对性状的影响。第一步根据基因结构和氨基酸种类先确定密码子的排列顺序，即mRNA上碱基排列顺序(GGGAAGCAG)。由

9、于1169位赖氨酸(AAG)变为谷氨酸(GAA、GAG)，结合题干意思即四处(sch)只有一处发生突变，可确定谷氨酸密码子是GAG，从而推出是处碱基对AT替换为GC。所以选B项。共三十四页4.种群中产生大量的可遗传的变异，这些变异的产生是不定向的，其中的“不定向”不是(b shi)指( )A变异不一定与环境变化的方向一致B各种变异不可能与环境变化的方向一致C变异不一定都适应环境D各种变异的方向不一定相同B【解析】变异的不定向性，也就是变异后的个体在环境的适应性上可能出现优劣各不相同的个体，完全(wnqun)有可能出现与环境变化一致的个体。 共三十四页5.(2011清远模拟)(双选)下列关于甲型

10、H1N1流感病毒(RNA病毒)的叙述(xsh)，正确的是( )【解析】本题综合考查了病毒的增殖、基因表达和生物变异的有关知识，属于对理解层次的考查。病毒无细胞结构，不能通过分裂增殖，会利用宿主细胞提供的各种条件完成自身物质的合成和组装，A错误，C正确。基因重组发生在减数第一次分裂过程(guchng)中，病毒不能进行减数分裂，B正确。病毒无染色体，不可能产生染色体变异，D错误。A患者体内的甲型H1N1流感病毒通过分裂繁殖 B甲型H1N1流感病毒不能发生基因重组C利用宿主细胞的酶完成基因复制和表达D新型甲型H1N1流感病毒的产生可能是染色体变异导致的BC共三十四页6.(2011佛山模拟)(双选)图

11、1表示b基因正常转录过程中的局部状态图，图2表示该生物正常个体的体细胞基因和染色体的关系，某生物的黑色素产生需要如图3所示的3类基因参与控制(kngzh)，三类基因的控制(kngzh)均表现为完全显性，下列说法正确的是( )共三十四页6.(2011佛山模拟)(双选)图1表示b基因正常转录过程中的局部状态图，图2表示该生物正常个体的体细胞基因和染色体的关系(gun x)，某生物的黑色素产生需要如图3所示的3类基因参与控制，三类基因的控制均表现为完全显性，下列说法正确的是( )ADA由图2所示的基因型不能推知该生物体能不能合成黑色素B若b1链的(ATC)/b2链的(ATG)0.3，则b2为RNA链

12、C若图2中的2个b基因都突变为B，则该生物体可以合成出物质乙D图2所示的生物体中肯定存在某细胞(xbo)含有4个b基因共三十四页【解析】由图3可知：合成黑色素需要A、b和C基因同时存在，而图2所示的细胞中未标出C基因，故不能确定该生物体能不能合成黑色素，A对。若图2中的2个b基因都突变为B，则该生物体不能合成出物质乙，C错误。RNA不含T，B错误。图2所示的生物体中的细胞在分裂(fnli)过程中，DNA分子要进行复制，可以含有4个b基因，D正确。共三十四页7.(2011梅州质检)将果蝇进行诱变处理后，其染色体上可发生隐性突变、隐性致死(zh s)突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检

13、测出上述三种情况。.检测X染色体上的突变情况：实验时，将经诱变处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇交配(B表示红眼基因)，得F1，使F1单对交配，分别饲养，观察F2的分离情况。共三十四页预期(yq)结果和结论：(1)若F2中表现型为31，且雄性中有隐性突变体，则说明 。(2)若F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体，则说明 。(3)若F2中雌雄21，则说明 。发生(fshng)了隐性突变不发生突变发生了隐性致死突变.检测常染色体上的突变情况：(1)果蝇中有一种翻翅平衡致死系，翻翅平衡致死系个体的体细胞的中一条2号染色体上有一显性基因Cy(翻翅)，这是纯合致死的；另一条2号染色体上有另一显

14、性基因S(星状眼)，也是纯合致死的。共三十四页翻翅平衡致死系的雌雄个体相互交配(jiopi)，其遗传图解如下，请补充完善：由上述遗传图解(tji)，可以得出的结论是 。翻翅平衡致死系的雌雄个体交配，其后代总是翻翅星状眼的个体，且能稳定地遗传共三十四页(2)现有一批经诱变处理的雄果蝇，遗传学家用翻翅作标志性状，利用上述平衡致死系设计了如下的杂交实验，通过三代(sn di)杂交实验，就可以判断出这批雄果蝇2号染色体的其他位置上是否带有隐性突变或隐性致死突变基因，用m和n表示要鉴定的野生型果蝇的两条2号染色体，如下图所示： 共三十四页共三十四页将诱变处理后的雄果蝇与翻翅平衡致死系的雌果蝇交配，得F1

15、，F1有 种类型的个体(不考虑雌雄差异)。在F1中选取翻翅雄果蝇，再与翻翅平衡致死系的雌果蝇单对交配，分别饲养，得到F2，F2有 种类型的个体存活(不考虑雌雄差异)。在F2中选取翻翅雌雄个体相互交配，得到F3。预期结果和结论(jiln)：a如果F3中有1/3左右的野生型果蝇，则说明 。b如果F3中只有翻翅果蝇，则说明 。c如果F3中除翻翅果蝇外，还有1/3左右的突变型，则说明 。四三最初(zuch)2号染色体上不带隐性致死基因最初2号染色体含有隐性致死基因最初2号染色体上含有隐性突变基因共三十四页【解析】 .检测X染色体上的突变情况：根据题中信息可知，F2有四种基因型XBXB、XXB、XBY、

16、XY，若X染色体上发生隐性突变，则F2中表现型为31，且雄性中有隐性突变体；若X染色体上没发生隐性突变，则F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体；若X染色体上发生隐性致死突变，则F2中雌雄21。.检测常染色体上的突变情况：(1)根据题中信息可知，CyCy和SS纯合致死，所以后代(hudi)中CyS的个体存活，翻翅平衡致死系的雌雄个体交配，其后代总是翻翅星状眼的个体，能稳定地遗传。共三十四页(2)根据题图中信息可知，将诱变处理后的雄果蝇(u yn)与翻翅平衡致死系的雌果蝇(u yn)交配，得F1染色体的组合有Cy和m、Cy和n、S和m、S和n，共四种类型的个体；在F1中选取翻翅雄果蝇，再与翻翅平衡致死系的雌果蝇单对交配，分别饲养，得到F2，F2染色体的组合Cy和Cy(致死)、Cy和S、Cy和m、Cy和n，其中共三种类型的个体存活；预期结果和结论：如果F3中有1/3左右的野生型果蝇，则说明最初2号染色体上不带隐性致死基因；如果F3中只有翻翅果蝇，则说明最初2号染色体含有隐性致死基因；如果F3中除翻翅果蝇外，还有1/3左右的突变型，则说明最初2号染色体上含有隐性突变基因。共三十四页内容摘要第9讲 基因突变和基因重组。由纯合子的显性基因