学案27基因突变和基因重组

学案27基因突变和基因重组一、基因突变1．概念：DNA分子中发生碱基对的，而引起的的改变。2．时间：主要发生在。3．诱发因素：、和生物因素，其中亚硝酸、碱基类似物属于4．突变特点(1)：一切生物都可以发生。(2)：生物个体发育的任何时期和部位。(3)：自然状态下，突变频率很低。(4)：一个基因可以向不同的方向发生突变。(5)：有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。5．意义(1)产生的途径。(2)生物变异的。(3)生物进化的材料。6．实例——的原因思考镰刀型细胞贫血症产生的直接原因和根本原因是什么？提示：直接原因：异常；根本原因：控制血红蛋白的基因由=====TA突变成=====AT，发生了碱基对的。二、基因重组1．实质：控制不同性状的基因。2．类型(1)自由组合型：位于非同源染色体上的自由组合。(2)交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的。3．结果：产生，导致性状出现。4．意义：形成生物的重要原因之一。[以图助学]如图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，其中均发生了。[解惑](1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。(3)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。探究点一基因突变1．分析基因突变的原因2．分析基因结构中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个或不改变增添大不影响插入位置的序列，而影响插入位置的序列缺失大不影响缺失位置前的序列，而影响3．讨论基因突变不一定导致生物性状改变的原因(1)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。(2)由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。(3)某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。(4)隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。易错警示与基因突变有关的7个易错点(1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。(2)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。(3)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。(4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(5)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。(6)基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换。(7)基因突变不只发生在分裂间期。4．基因突变的类型及性状表现特点(1)显性突变：如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变：如A→a，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。5．验证基因突变实验设计的思路(1)验证生物变异是基因突变还是环境影响：可以把矮秆植株与原始亲本种植在相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是由环境引起的。(2)验证基因突变的显隐性：可让矮秆植株和原始亲本杂交，若出现性状分离，则说明为显性突变，若没有出现性状分离，则说明为隐性突变。探究点二基因重组重组类型同源染色体上非等位基因间的重组非同源染色体上非等位基因间的重组人为导致基因重组(DNA重组)图像示意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发生机制同源染色体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重组目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中的基因重组易错警示与基因重组有关的4点提示：(1)通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程属于分子水平的基因重组；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组，属于染色体水平的基因重组；动物细胞融合技术，以及植物体细胞杂交技术下的基因重组，属于细胞水平的基因重组。(2)自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。(3)基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。(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)。技法提炼根据题意来确定图中变异的类型1．若为有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的。2．若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。3．若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变。4．若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。作业2．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2．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()A．①处插入碱基对G－CB．②处碱基对A－T替换为G－CC．③处缺失碱基对A－TD．④处碱基对G－C替换为A－T3.在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量4.育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系5．果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核苷酸发生了改变，其结果可能是()A．变成其等位基因B．DNA分子内部的碱基配对方式改变C．此染色体的结构发生改变D．此染色体上基因的数目和排列顺序发生改变6．小麦幼苗发生基因突变导致不能合成叶绿体，从而会形成白化苗。现有一小麦的绿色幼苗种群，经检测种群中的个体全为杂合子，让其自由传粉，统计后代绿色幼苗和白化苗的比例。下列有关叙述错误的是()A．该基因突变属于隐性突变B．后代中白化基因的频率会降低C．小麦白化苗的产生说明形成了新物种D．杂合子自由传粉两代，F2中绿色幼苗∶白化苗＝8∶17．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体8．依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程中没有发生基因重组的是()9．5­BrU(5­溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5­BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T－A到G－C的替换A．2次B．3次C．4次D．5次10．已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是()A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素11．如图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b)，请据图回答：(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①__________________________；②__________________________。(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为________。(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于________染色体上，属于________性遗传病。(4)Ⅱ6基因型是__________，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病男孩的概率是__________，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为________________。(5)镰刀型细胞贫血症是由__________产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于__________。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是____________和________________。12．100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：①______________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。结果预测：Ⅰ.如果________________________，则X染色体上发生了完全致死突变；Ⅱ.如果________________________，则X染色体上发生了不完全致死突变；Ⅲ.如果________________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。13．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的，还是由基因突变引起的。方法一：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。方法二：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。