高三生物一轮复习学案++基因突变

第第页第1节基因突变一、学习目标1.掌握基因突变的实例及概念。2.分析基因突变的原因、特点及意义。3.基因突变对生物体性状的影响。二、学习过程知识点一：基因突变的实例（一）镰状细胞贫血1.病因图解：2.病因分析：（1）直接原因：血红蛋白分子中谷氨酸替换为缬氨酸，导致蛋白质结构改变。（2）根本原因：基因中碱基对替换为，导致遗传信息改变。3.遗传角度分析：镰状细胞贫血是由于患者基因中一个碱基对被替换引起的一种遗传病。是基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体性状的例子。例：能否用光学显微镜检测基因突变和镰状细胞贫血？答：基因突变是基因上某一位点的改变，无法在光学显微镜下观察到。但是可以通过镜检红细胞的形态初步诊断是否患有镰状细胞贫血。例1：判断：镰状细胞贫血发生的根本原因是基因突变，该性状无法通过显微镜进行检测（）变式1：摄食富含铁的食物能预防镰状细胞贫血（）（二）基因突变的概念1.概念：DNA分子中发生碱基的替换，增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变。2.注意事项：（1）基因突变属于分子水平的改变（2）RNA病毒的遗传物质为RNA，病毒RNA上基因碱基序列改的改变，也称为基因突变。（3）基因突变后，基因的种类发生改变，但基因的数目和位置不改变。（4）只要是基因内部的变化，无论是一个碱基的改变，还是多个碱基的改变，都属于基因突变。例2：果蝇的棒状眼是由于X染色体中增加几个碱基引起的变异，这种变异属于（

）A．基因突变 B．增添 C．重复 D．易位变式2：如图为某植物根尖细胞的一对同源染色体上两个DNA分子中部分基因的分布状况，字母代表基因，数字序号代表无遗传效应的碱基序列。下列有关叙述错误的是（）A．图中的各基因均可能发生基因突变B．该植物发生基因突变会导致DNA碱基序列的改变C．数字序号代表的序列可能发生碱基对的替换、缺失或增添，但不属于基因突变D．该细胞进行有丝分裂时，基因A与a的互换属于基因重组（三）基因突变对后代的影响（1）若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。（2）若发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物的体细胞发生了基因突变，可通过无性生殖遗传。知识点二基因突变的原因、特点及意义基因突变的原因外因：物理因素：紫外线，X射线等。作用机理：损伤细胞内的DNA化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等。作用机理：改变核酸的碱基。生物因素：某些病毒的遗传物质。作用机理：影响宿主细胞的DNA。内因：DNA复制偶尔发生错误【延伸】①：存在诱变因素不一定发生突变，但能提高突变的频率②：在没有诱变因素的影响时，基因突变也会由于DNA在复制时偶尔发生错误等原因自发产生。通常情况下，将自然状态下发生的基因突变叫作自发突变。人工诱发的基因突变成为诱发突变。基因突变的时间基因突变可以发生在生物体生命过程的任意阶段，但主要发生在DNA复制过程中，如真核细胞分裂前的间期。【注意】1.在DNA复制时，DNA分子双螺旋结构解开，此时DNA的稳定性会大大降低，极易受到外界因素的干扰而发生复制差错，导致碱基的种类，数量或排列顺序发生改变，从而使遗传信息发生改变。2.以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核苷酸序列发生变化，也会引起突变，由于RNA一般为单链结构，没有DNA结构稳定，故更容易发生突变。例3：下列关于基因突变的描述正确的是（）A．基因突变一定导致遗传物质改变，从而可遗传给后代B．基因突变一定导致遗传性状发生改变C．基因突变一定发生在有丝分裂或者减数分裂前的间期D．基因突变一定对个体和物种是有害的变式3：研究人员得到一株雌雄均不育的水稻（2n=24）,经研究发现其体内发生了BVF1基因突变，该基因是植物特有的调控减数分裂四分体形成的基因。下列有关说法错误的是（

）A．正常水稻在减数分裂I前期，其性母细胞中会形成24个四分体B．减数分裂I后期会发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合C．由同一个次级性母细胞经减数分裂Ⅱ产生的子细胞基因型可能不同D．BVF1基因突变可能导致四分体不能形成，从而不能产生正常配子基因突变的特点普遍性：各种生物都可以发生随机性：时间的随机性—可以发生在生物个体发育的任何时期；部位的随机性—可以发生于体细胞，也可以发生于生殖细胞；过程的随机性—可发生于无丝分裂，减数分裂，有丝分裂等过程；DNA的随机性—可发生于不同的DNA分子上，也可以发生于同一个DNA分子的不同部位。不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。基因突变的意义基因突变是产生新基因的途径；（2）基因突变是生物变异的根本原因；（3）基因突变为生物的进化提供了丰富的原材料。基因突变在育种上的应用——诱变育种概念：利用物理因素（如紫外线，X射线等）或化学因素（亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生基因突变，创造人类需要的生物新品种。原理：基因突变实例：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。【提醒注意】基因突变对生物体的影响1.对生物有害。基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害；2.对生物体有利，如植物的抗病性突变，耐旱性突变，微生物的抗药性突变等；3.对生物既无害也无益。有的基因突变不会导致新的性状出现，属于中性突变。4.基因突变的有利或者有害取决于生物生存的环境。例如昆虫突变产生的残翅性状对生活在陆地上的昆虫不利，但是对于生活在多风岛屿的昆虫则是有利的。例4：下列关于基因突变的原因和特点的叙述，错误的是（）A.用射线处理萌发的种子可大大提高基因突变的频率B.基因突变的方向与生物所处的环境有明确的因果关系C.无论是自发突变还是诱发突变，其实质都是改变了基因中的遗传信息D.虽然基因的突变具有低频性，但如果种群内的个体很多，也会产生较多的基因突变。变式4．以下关于基因突变的描述，正确的一组是（）①表现出亲代所没有的表现型叫突变②所有的突变都是显性的，有害的③基因突变、基因重组和染色体变异三者共同特点就是三者都能产生新的基因④突变能人为地诱发产生⑤基因突变和染色体变异的重要区别是基因突变在光镜下看不到变化⑥DNA分子结构改变都能引起基因突变⑦基因突变的频率很低⑧基因突变是基因内部碱基对的增添、缺失或替换⑨基因突变有显性突变和隐性突变之分A．①④⑤⑦⑧⑨ B．④⑤⑦⑧⑨C．④⑤⑥⑦⑧⑨ D．②④⑤⑦⑧⑨知识点三、基因突变对生物体性状的影响基因突变不一定导致生物性状改变（1）突变部位：基因突变发生在基因的非编码区或内含子等非编码序列。（2）密码子的简并性：基因突变发生后，会引起mRNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多种密码子，若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不会改变。（3）隐性突变：若基因突变为隐性突变，如基因型AA中的一个基因A突变为a，此时其控制的性状一般也不改变。（4）蛋白质功能不变：有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸，但该蛋白质的功能不变。（5）环境影响：性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，因而在某些环境条件下，基因突变可能并不会在性状上表现出来。【注意】：基因突变的1个“一定”和3个“不一定”（1)基因突变一定会引起基因中碱基排列顺序的改变。（2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。（3)基因突变不一定都产生等位基因。如病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突变产生的是一个新基因，而不是等位基因。（4)基因突变不一定都能遗传给后代。①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不能遗传给后代，但有些植物体细胞发生了基因突变可以通过无性生殖传递给后代。②基因突变如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。例5.碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性，使亲子代间的遗传信息保持一致，但偶尔也会出现突变的现象。下列关于基因突变的叙述，正确的是（）A.自发突变是不定向的，诱发突变是定向的B.基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，说明其具有普遍性C.体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定会出现该突变基因D.基因突变不一定会引起遗传信息的改变，也不一定导致性状的改变变式5.基因是控制生物性