基因突变和基因重组一轮复习

基因突变和基因重组一、可遗传变异与不可遗传变异的比较可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现应用价值是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现获取高产优质产品联系①水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗传变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传变异。②病毒和细菌等原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。提醒缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸——赖氨酸······异常基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸——赖氨酸······正常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常异常CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因根本直接镰刀型细胞贫血症病因的图解┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的的改变。增添缺失替换基因结构1.概念：二、基因突变1．(全国新课标)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2．(福建理综）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－T碱基对影响范围对氨基酸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不影响，影响插入后的序列缺失大缺失位置前不影响，影响缺失后的序列（1）基因突变对（多肽链）蛋白质的影响2、基因突变产生的影响注意：增添或缺失的的位置不同，影响结果也不一样：最前端——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）或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T变式训练1原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小()A．置换单个碱基对B．增加4个碱基对C．缺失3个碱基对D．缺失4个碱基对果蝇出现白眼是基因突变导致的，该基因突变前的部分序列（含起始密码信息）如下图所示。（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA）上图所示的基因片段在转录时。以链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含个氨基酸。（2）基因突变对性状的影响a、改变性状：b、不改变性状：（3）基因突变对后代的影响原因①突变部位：突变发生在基因的非编码区②密码子简并性③隐性突变突变细胞体细胞：生殖细胞：一般不传递给后代遵循遗传规律传递给后代突变间接引起密码子改变,最终表现为蛋白质功能改变,影响生物性状。3.基因突变发生的范围（1）真核生物（有丝分裂、减数分裂、无丝分裂)（2）原核生物（分裂生殖）（3）病毒（增殖）4、基因突变发生时间：（真核细胞）主要在细胞分裂间期（DNA复制时）（有丝分裂间期、减数第一次分裂间期）细胞发生基因突变的概率大小为：生殖细胞体细胞分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞5、基因突变的原因和作用机理：物理因素：如紫外线、X射线、及其他辐射等（1）外因：作用机制：损伤细胞内DNA化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如某些病毒等作用机制：改变核酸碱基（2）内因：DNA复制发生错误，DNA碱基组成改变基因突变的机理图解生物界中普遍存在———普遍性个体发育的任何时期和部位——随机性自然情况下突变频率很低——低频性多数对生物有害——多害少利性突变是不定向的——不定向性6.基因突变的特点7、结果：基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，使一个基因变成它的等位基因（A→a或a→A）。8、基因突变的类型（1）根据基因突变对表现型的影响，可将基因突变分为：（2）根据对性状类型的影响，可将基因突变分为：判定方法：①选取突变体与其他已知未突变体杂交，根据子代性状表现判断②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断（3）根据诱变时的状态，可将基因突变分为：①成功率低,有利个体往往不多②需大量处理材料人工诱变在育种上的应用诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法（2）优点：①提高突变率，缩短育种周期②大幅度改良某些性状（3）缺点:物理方法：X射线、γ射线、紫外线、激光等化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等（1）常用的方法：1.(2015海南单科,)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是()A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变2.(2015江苏)经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是()A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异3、(江苏)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可以产生新的基因，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原始材料，形成生物多样性的根本原因。9.基因突变的意义:探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路1.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。2.设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的基因型是否改变。变异个体自交（或与其他个体杂交）若此变异性状再次出现若此变异性状不再出现可遗传变异不可遗传变异某生物小组种植的纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现，该小组成员设计了如下几种实验方案，其中最简便的方案是A.分析种子中基因序列B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植（让它们自交），再观察后代的性状表现C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代的性状表现D.以上方案都不合理三、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合.2、类型:②基因的自由组合:①交叉互换:减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换，导致其上的非等位基因重组同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换非同源染色体上的非等位基因自由组合bBBbAb和aBAB和ab基因重组的广义理解：(1)基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。(2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。(3)基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。3、意义:通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一.下图为马的生活史，有关此图的叙述，正确的是()①有丝分裂发生在a、d②基因重组发生在c③基因突变可发生在a、b、d④合子为新个体发育的起点A．①②③B．①④C．①③④D．②③④如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像,其中能够体现基因重组的是()A.①③B.①④C.②③D.②④•思一思：性状改变一定是基因突变引起的吗？•答案：不一定，可能是基因突变，也可能是基因重组、染色体变异或只由环境改变引起的。变异类型比较项目基因突变基因重组变异实质基因结构发生改变，产生新的基因控制不同性状的基因重新组合时间主要在细胞的分裂间期减数第一次分裂四分体时期和后期可能性可能性小，突变频率低普遍发生在有性生殖过程中，产生变异多，是生物多样性的重要原因•基因突变和基因重组的区别和联系适用范围所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性自然条件下，发生在进行有性生殖的过程中结果产生新的基因产生新的基因型意义是变异的根本来源，为生物进化提供最初的原始材料是形成生物多样性的重要原因之一，加快了进化的速度应用诱变育种，培育新品种杂筛选育种，培育优良品种联系①都使生物产生可遗传的变异；②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；③二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型