1、-1- 第1节 基因突变和基因重组 -2- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 学习目标 1.通过对镰状细胞贫血形成原因的分析,阐明基因 突变的概念,培养归纳与概括,演绎与推理能力。 2.通过讨论结肠癌发生的原因,说明癌变与基因突 变之间的关系,在生活中远离致癌因子,选择健康的 生活方式。 3.基于自由组合定律和减数分裂的过程,认同基因 重组的两种类型,锻炼科学思维。 4.认识并理解基因突变和基因重组的意义,尝试辩 证地认识自然。 -3- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 一、基因突变 1.实例:镰状细胞贫血。 (1)直接原因:
2、血红蛋白分子的一个氨基酸被替换。 (2)根本原因:控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对被替换。 -4- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.基因突变的概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失, 而引起的基因碱基序列的改变。 3.对后代的影响 (1)基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。 (2)基因突变若发生在体细胞中,一般不能遗传。但有些植物的体细 胞发生基因突变,可通过无性繁殖传递。 4.细胞的癌变 (1)细胞癌变的机理 环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基 因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细
3、胞。 (2)癌细胞的主要特征 能够无限增殖;形态结构发生显著变化;细胞膜上的糖蛋白 等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。 -5- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 5.基因突变的原因 (1)外因连一连 答案: (2)内因:DNA分子复制偶尔发生错误等。 -6- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 6.基因突变的主要特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性。 7.基因突变的意义 (1)新基因产生的途径。 (2)生物变异的根本来源。 (3)为生物进化提供原材料。 -7- 第1节 基因突变和基因重
4、组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 二、基因重组 1.概念:在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新 组合。 2.发生时期及类型 下图甲、乙为减数第一次分裂不同时期的细胞图像,两者都发生了 基因重组。 (1)发生时间 图甲:四分体时期。 图乙:减数第一次分裂后期。 -8- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 (2)类型 同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而交换, 导致染色单体上的基因重组(图甲)。 非同源染色体上的非等位基因自由组合(图乙)。 3.结果:产生基因组合多样化的子代。 4.意义:基因重组是生物变异的来
5、源之一,对生物的进化具有重要意 义。 -9- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 预习反馈 1.判断正误。 (1)基因突变一定引起基因结构的改变,但不一定引起生物性状的改 变。( ) (2)基因突变是由DNA片段的增添、缺失或替换引起的基因结构的 改变。( ) (3)若没有外界因素的影响,基因就不会发生突变。( ) (4)体细胞中发生的基因突变,一定不能传递给后代。( ) (5)基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传。( ) (6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生的生命活 动是基因突变和基因重组。( ) -10- 第1节 基因突变和基因重组
6、课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 (7)高茎豌豆自交后代出现高茎豌豆和矮茎豌豆,这属于基因重组。 ( ) (8)黄色圆粒豌豆自交后代出现黄圆、黄皱、绿圆、绿皱豌豆,属于 基因重组。( ) (9)基因重组只能产生新基因型和重组性状,不能产生新基因和新性 状。( ) -11- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.下图表示人类镰状细胞贫血的病因,已知谷氨酸的密码子是GAA, 由此分析正确的是( ) -12- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 A.控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基对发生替换都会引
7、起贫血症 B.过程是以a链为模板,以脱氧核苷酸为原料,由ATP供能,在酶的 作用下完成的 C.转运缬氨酸的tRNA反密码子可能是CAU D.人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨 酸取代 答案:C 解析:控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基对发生替换不一 定引起贫血症;过程以链为模板,合成的是mRNA,所用原料是核 糖核苷酸;根据缬氨酸的密码子是GUA,可知对应的tRNA上的反密 码子为CAU;人类患镰状细胞贫血的根本原因是基因上的碱基对被 替换。 -13- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 3.下列关于基因重组的说法,不正确的是(
8、) A.生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合 属于基因重组 B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局 部交换,可导致基因重组 C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致 基因重组 D.一般情况下,花药内可发生基因重组,而根尖不能发生基因重组 答案:B 解析:自然情况下,基因重组的发生有两种情况:一是在减数分裂 的前期,四分体时期,同源染色体上等位基因随非姐妹染色单体之 间互换而发生交换;二是在减数分裂的后期,同源染色体分开,非 同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 -14- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习
9、 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 基因突变基因突变 情境导引 镰状细胞贫血是一种遗传病,正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状, 而患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂,使人 患溶血性贫血,严重时会导致死亡。请结合教材P81图5-2及“思 考 讨论”,分析解决下列问题。 -15- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 1.完成图解(填空)。 答案:GAG GUG 正常 异常 2.导致镰状细胞贫血的直接原因和根本原因。 (1)直接原因:谷氨酸 。 (2)根本原因:基因中碱基对 。 答案:(1
10、)缬氨酸 (2) -16- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 3.如果这个基因发生碱基序列的增添或缺失,氨基酸序列及所对应 的性状是否也会发生改变?请给基因突变下一个定义。 提示:如果编码蛋白质的基因序列发生碱基的增添或缺失,氨基酸 序列及所对应的性状也会发生改变。基因突变是指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。 4.有同学认为,基因突变并不一定会导致生物性状的改变,你是否认 同其观点?请阐述你的理由。 提示:认同。基因突变不一定使生物性状改变。亲代DNA上某 个碱基对发生改变产生的是一个
11、隐性基因,并将该隐性基因传给子 代,子代为杂合子,则隐性性状不会表现出来。由于密码子具有 简并性,则有可能突变前后编码出的氨基酸相同。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 的改变可能并不会在性状上表现出来。 -17- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 5.基因突变通常发生在什么时期?导致突变的原因有哪些? 提示:基因突变通常发生在有丝分裂间期和减数分裂前的间期。诱 发基因突变的因素有三类:物理因素、化学因素和生物因素。 6.概述基因突变的重要意义。 提示:基因突变是产生新基因的途径,是生
12、物变异的根本来源,为生 物的进化提供了丰富的原材料。 -18- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 归纳提升 1.基因突变的原因 (1)外因:由于某些外界环境条件(如温度剧变、射线、污染等)或者 生物内部因素(如异常代谢产物等)的作用。 物理因素:紫外线、X 射线及其他辐射。 作用机理:损伤细胞内的 DNA。 化学因素:亚硝酸、碱基类似物。 作用机理:改变生物体内核酸的碱基。 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 等。 (2)内因:DNA复制过程中,基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排 列顺序发生局
13、部的改变,从而改变了遗传信息。 -19- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 2.基因突变对蛋白质的影响 碱基对 影响范围 对蛋白质中氨基酸序列的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变 增添 大 插入位置前的氨基酸序列不受影响,插入位 置后的氨基酸序列会发生变化 缺失 大 缺失位置前的氨基酸序列不受影响,缺失位 置后的氨基酸序列会发生变化 注意:增添或缺失的位置不同,可能造成的影响也不同。 在最前端会造成氨基酸序列全部改变或不能表达(形成终止密码 子)。 在中间某个位置会造成肽链提前中断(形成终止密码子)或插入 点后氨基酸
14、序列改变。 在该序列的最后则不影响表达或使肽链延长。 -20- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 3.基因突变的“一定”和“不一定” (1)基因突变一定会引起基因结构的改变,即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。 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。 基因突变如果发生在有丝分裂过程中,一般不遗传给后代
15、,但有 些植物可能通过无性生殖传递给后代。 如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。 -21- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 典例剖析 下图为人WNK4基因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基因发生了一种突变,导致1 169位赖氨酸 变为谷氨酸。该基因发生的突变是( ) A.处插入碱基对GC B.处碱基对AT被替换为GC C.处缺失碱基对AT D.处碱基对GC被替换为AT -22- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探
16、究点三 答案:B 解析:根据图中1 168位的甘氨酸的密码子为GGG,可知WNK4基因 是以图中DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成 mRNA的,那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG,因此取代赖氨酸 的谷氨酸的密码子最可能是GAG,由此可推知该基因发生的突变是 处碱基对AT被替换为GC,故正确选项为B项。 -23- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 活学活练 1.野生型豌豆子叶黄色(Y)对突变型豌豆子叶绿色(y)为显性。Y基 因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白。两种蛋白质 都能进入叶绿体,它
17、们的部分氨基酸序列如下图所示。SGRY蛋白 能促使叶绿素降解使子叶由绿色变为黄色;SGRy蛋白能减弱叶绿 素降解,使子叶维持“常绿”。下列叙述正确的是( ) 注:序列中的字母是氨基酸的缩写,序列上方的数字表示该氨基酸 在序列中的位置,表示发生突变的位点。 -24- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 A.位点突变导致了该蛋白质的功能丧失 B.位点的突变导致了该蛋白质降解叶绿素的功能改变 C.黑暗条件下突变型豌豆子叶的叶绿素含量维持不变 D.Y基因突变为y基因的根本原因是碱基发生缺失 -25- 第1节 基因突变和基因重组 课前
18、篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 答案:B 解析:图中存在3处突变,处氨基酸由T变成S,处氨基酸由N变成 K,可以确定是基因中的碱基发生了替换,处多了一个氨基酸H,可 以确定是发生了碱基的增添;SGRY蛋白的第12位和第38位氨基酸 所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体,根据题意,SGRy蛋白 和SGRY蛋白都能进入叶绿体,说明处的变异没有改变该蛋白 质降解叶绿素的功能,所以突变型的SGRy蛋白功能的改变是由 处变异引起的。黑暗条件会影响叶绿素的合成,此条件下突变型豌 豆子叶的叶绿素含量可能会改变。 -26- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习
19、 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 2.5- 溴尿嘧啶是胸腺嘧啶的结构类似物,可取代胸腺嘧啶。5- 溴尿 嘧啶能产生两种互变异构体,一种是酮式,一种是烯醇式。酮式可 与A互补配对,烯醇式可与G互补配对。在含有5- 溴尿嘧啶的培养 基中培养大肠杆菌,得到少数突变体大肠杆菌,突变体大肠杆菌中 的碱基数目不变,但(A+T)/(C+G)的值不同于原大肠杆菌。下列说 法错误的是( ) A.5- 溴尿嘧啶诱发突变的机制是阻止碱基配对 B.培养过程中可导致AT变成GC或GC变成AT C.5- 溴尿嘧啶诱发突变发生在DNA复制过程中 D.5- 溴尿嘧啶诱发突变的机制是诱发DNA链发
20、生碱基种类替换 -27- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 答案:A 解析:根据题意分析,5- 溴尿嘧啶是胸腺嘧啶(T)的结构类似物,DNA 复制时,其酮式可代替T与A互补配对,其烯醇式可代替C与G互补配 对,从而使碱基种类发生替换,故导致突变后的大肠杆菌中的 (A+T)/(C+G)的值不同于原大肠杆菌。由上述内容可知5-溴尿嘧啶 诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换,A项错误,B、C、 D三项正确。 -28- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三
21、 细胞的癌变细胞的癌变 情境导引 癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一,结肠癌是一种常见的消化 道恶性肿瘤。请结合教材P82“思考 讨论”,分析解决有关问题。 1.从图示可知,癌变是细胞中原癌基因和抑癌基因突变的结果。原 癌基因和抑癌基因各有什么作用?健康人体内细胞中是否存在这 两类基因? 提示:健康人体内本来就存在原癌基因和抑癌基因。原癌基因表达 的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或 过量表达而导致相应蛋白质活性过强,可能引起癌变;抑癌基因表 达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基 因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细 胞癌变。
22、-29- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 2.原癌基因和抑癌基因是否属于一对等位基因?其中任意一个基因 发生突变都会发生细胞癌变吗? 提示:原癌基因和抑癌基因不属于等位基因。癌变的发生不是单一 基因突变的结果,一个细胞中发生多个基因突变,才可能导致细胞 癌变。 3.细胞癌变是基因突变的结果,癌症的诊断能否通过显微镜进行检 测? 提示:可以。与正常细胞相比,癌细胞形态发生改变,因此可通过对 病理切片的显微观察进行诊断。 -30- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二
23、 探究点三 归纳提升 1.癌变机理 -31- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 2.原癌基因与抑癌基因的关系 (1)原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的;抑癌 基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡。 (2)原癌基因和抑癌基因都是维持机体正常活动所必需的基因,共同 对细胞的生长和分化起着调节作用。 (3)癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞异常分裂。 -32- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 方法技巧 判断细胞
24、发生癌变的方法 (1)从基因方面:原癌基因、抑癌基因发生突变。 (2)从形态结构方面:细胞癌变后,形态结构发生显著变化。 (3)从代谢方面:线粒体和核糖体活动旺盛,为癌细胞分裂提供能量 和蛋白质。 -33- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 拓展延伸肿瘤与癌 (1)肿瘤:机体某些组织的细胞与其他组织生长不协调,表现为病理 性异常增生的一个不正常的组织块,医学上称为肿瘤。 (2)肿瘤与癌的关系 根据肿瘤对人体危害程度的不同,可以分为良性肿瘤和恶性肿瘤。 良性肿瘤:生长缓慢,不转移,逐渐生长时仅是压迫周围组织。 恶性肿瘤:生长
25、迅速,易转移,可以向周围扩散,破坏周围组织。恶 性肿瘤又叫癌肿或癌瘤,人们习惯称之为“癌”。 -34- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 典例剖析 下图所示为正常结肠上皮细胞逐步转化成结肠癌细胞的过程中有 关基因的突变情况。下列相关叙述正确的是( ) A.结肠上皮细胞在增殖过程中染色体数加倍和核DNA数加倍具有 同步性 B.结肠细胞癌变是多个基因突变的结果 C.APC抑癌基因、DCC抑癌基因和p53抑癌基因主要负责调节细胞 的正常生长和增殖 D.p53抑癌基因结构发生改变就能赋予结肠细胞癌变的所有特性 -35- 第1节 基
26、因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 答案:B 解析:结肠上皮细胞在增殖过程中,DNA数目加倍发生在有丝分裂 间期,染色体数目加倍发生在着丝粒分裂时间,即有丝分裂后期,A 项错误;APC抑癌基因、DCC抑癌基因和p53抑癌基因的作用是阻 止细胞不正常的生长、增殖,C项错误;由题图可知,癌变的发生并 不是单一基因突变的结果,p53抑癌基因结构发生改变不能赋予结 肠细胞癌变的所有的特性,B项正确,D项错误。 -36- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 活学活练 下列有关
27、癌症的叙述,不正确的是( ) A.癌细胞是由人体内正常细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变引 起的 B.由于癌细胞易分散和转移,所以手术切除癌肿瘤的患者仍有复发 的可能 C.对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内 残余的癌细胞 D.从媒体广告上看,有的治癌药物的药效可达95%以上,因而癌症的 治疗并不困难 -37- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 答案:D 解析:原癌基因和抑癌基因发生突变会引起细胞癌变,A项正确;癌 细胞细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使细胞之间的黏着性显著降低, 容易在体内分散和转移,所以手术
28、切除癌肿瘤的患者仍有复发的可 能,B项正确;对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死 患者体内残余的癌细胞,C项正确;在癌症发生的早期,患者往往不 表现出任何症状,因而难以及时发现,又加上癌细胞容易分散和转 移,故癌症的治疗比较困难,对于癌症晚期的患者,目前还缺少有效 的治疗手段,D项错误。 -38- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 基因重组基因重组 情境导引 以下是减数分裂过程中某时期的示意图,回答下列问题。 图 1 图 2 -39- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探
29、究点一 探究点二 探究点三 1.判断图1和图2各处于什么时期? 图1: 。 图2: 。 答案:减数第一次分裂后期 减数第一次分裂前期 2.图1和图2是否都发生了基因重组?试说明理由。 提示:都发生了基因重组。图1中非同源染色体与、与分 别组合后会导致其上的非等位基因自由组合,图2中同源染色体上 发生交叉互换的非姐妹染色单体上控制不同性状的基因重新 组合,即发生了基因重组。 3.基因突变和基因重组都产生新基因了吗? 提示:基因突变产生了新基因,基因重组只是将原有的基因进行了 重新组合,没有产生新基因。 -40- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一
30、 探究点二 探究点三 4.细菌和豌豆都能发生基因突变和基因重组吗? 提示:豌豆是能进行有性生殖的真核生物,因此能发生基因突变和 基因重组,而细菌是原核生物,不能进行有性生殖,一般情况下只发 生基因突变,不发生基因重组。但在某些情况下,细菌也可能发生 不同生物之间的基因重组,如肺炎链球菌的转化实验中R型细菌转 化成S型细菌,实质是S型细菌的基因与S型细菌的基因发生了重组。 -41- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 归纳提升 基因突变和基因重组的比较 比较项目 基因突变 基因重组 区 别 本质 基因的分子结构发 生改变,产生
31、了新基 因,可能出现新性状 不同基因的重新组合,产生了新基 因型(没产生新基因),性状重新组 合 原因 由外界因素或自身 生理因素引起的基 因结构的改变 减数分裂 过程中,同源染色体 的非姐妹染色单体间互换,以及非 同源染色体上非等位基因的自由 组合 时间 细胞分裂前的间期 减数分裂的四分体时期和减数 分裂后期 -42- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 比较项目 基因突变 基因重组 区 别 意义 是新基因产生的途径,是 生物变异的根本来源,为 生物进化提供原材料 是生物变异的来源之一,对生 物进化具有重要意义 发生 可能
32、性 可能性很小,突变频率低 非常普遍,产生的变异类型多 适用 范围 所有生物都可发生(包括 病毒),具有普遍性 只适用于进行有性生殖的真 核生物(细胞核遗传) 联 系 都能使生物产生可遗传的变异;在长期进化过程 中,基因突变为基因重组提供大量可供自由组合的新基 因,基因突变是基因重组的基础;二者均能产生新的 基因型 -43- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 易错提醒多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式,导致后代 性状多种多样,但不属于基因重组。 具有一对等位基因的杂合子自交,后代发生性状分离,根本原因 是等位基因的分离
33、,而不是基因重组。 “肺炎链球菌的转化实验”属于广义上的基因重组(不同生物之间 发生基因重组)。 -44- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 典例剖析 下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每 个细胞发生的变异类型( ) A.基因突变 基因突变 基因突变 B.基因突变或基因重组 基因突变 基因重组 C.基因突变 基因突变 基因突变或基因重组 D.基因突变或基因重组 基因突变或基因重组 基因重组 -45- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究
34、点三 答案:C 解析:图中分别属于有丝分裂的中期和后期;A与a所在的DNA 分子都是经过复制而得到的,所以图中的变异只能属于基因突 变;属于减数分裂的后期,由于减数分裂过程中四分体时期可 能发生同源染色体非姐妹染色单体之间互换,所以中A与a的不同 可能是基因突变或基因重组的结果。 -46- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 活学活练 1.有性生殖生物后代的性状差异主要来自基因重组,下列过程中哪 些可以发生基因重组( ) A. B. C. D. 答案:A 解析:减数分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 所以基因重组
35、发生在图中过程,而不是过程配子的随机组合。 -47- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 2.(2018 全国卷,6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长。其突变 体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的 基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。 将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段 时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌 (X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是( ) A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失 B.突变体M和N都是由于基因发生突变而
36、得来的 C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移 -48- 第1节 基因突变和基因重组 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 探究点三 答案:C 解析:由题意知,大肠杆菌X是由大肠杆菌M和N突变而来,大肠杆菌 X既可以自身产生氨基酸甲,也可以产生氨基酸乙,而突变体M不能 产生氨基酸甲,突变体N不能产生氨基酸乙。所以,将两个突变体单 独在基本培养基中培养都不能生存。将它们在既含氨基酸甲又含 氨基酸乙的培养基中培养,两种突变体都可以生存。突变体M和突 变体N可以通过基因转移获得正常的基因,从而恢复到了突变前的 菌株X。
