内容正文:
第1讲 基因突变和基因重组
1.基因重组及其意义。2.基因突变的特征和原因、意义。
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命
观念
通过基因突变和基因重组的基本原理,建立起进化与适应的观点
科学
思维
通过基因突变与生物性状的关系、基因突变和基因重组的比较,提高归纳与概括能力
考点1 基因突变
[必备知识掌握]
1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症
(1)图示中a、b、c过程分别代表 DNA复制 、 转录 和 翻译 。突变发生在 a (填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是 血红蛋白 异常,根本原因是发生了 基因突变 ,碱基对由突变成。
(3)用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化? 能 (填“能”或“不能”)。用显微镜能否观察到碱基对的变化? 不能 (填“能”或“不能”)。
2.概念:DNA分子中发生 碱基对的替换、增添和缺失 ,而引起的 基因结构 的改变,叫做基因突变。
3.基因突变的原因
(1)内部因素:
①DNA分子 复制 偶尔发生错误。
②DNA的 碱基组成 发生改变。
(2)外部因素(连线):
①物理因素 a.亚硝酸、碱基类似物等
②化学因素 b.某些病毒的遗传物质
③生物因素 c.紫外线、X射线及其他辐射
答案:①—c ②—a ③—b
4.基因突变的结果:可产生新基因。
(1)发生在配子中: 可 通过配子传递给后代。
(2)发生在体细胞中:一般不能通过 有性生殖 遗传,但有些植物可通过 无性生殖 传递给后代。
(3)某些基因突变可导致细胞 癌变 。
5.基因突变的特点
(1) 普遍性 :一切生物都可以发生。
(2)随机性:可以发生在生物个体发育的 任何时期 (时间随机);可以发生在细胞内 不同DNA分子 上和同一DNA分子的 不同部位 (位置随机)。
(3)低频性:自然状态下,突变频率很 低 。
(4)不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的 等位基因 。
(5)多害少利性:多数基因突变破坏 生物体 与现有环境的协调关系,而对生物有害。
6.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)生物进化的 原始材料 。
1.人教版必修2P82“批判性思维”:基因突变频率很低,而且大多数基因突变对生物体是有害的,但为何它仍可为生物进化提供原材料?
答案:对于生物个体而言,发生自然突变的频率是很低的。但是,一个物种往往是由许多个体组成的,就整个物种来看,在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的,其中有不少突变是有利突变,对生物的进化有重要意义。因此,基因突变能够为生物进化提供原材料。
2.人教版必修2P81“学科交叉”:具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状,因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白,并对疟疾具有较强的抵抗力,镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。
答案:镰刀型细胞贫血症致病基因携带者对疟疾具有较强的抵抗力,这说明在易患疟疾的地区,镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一面。虽然这个突变体的纯合子对生存不利,但杂合子却有利于当地人的生存。
[重点难点突破]
1.图解基因突变的原因及与进化的关系
2.基因突变对蛋白质与性状的影响
(1)基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
只改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止
增添
大
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列
缺失
大
缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列
增添或缺失
3个碱基
小
增添或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列
(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因
①突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。
②密码子简并性:若基因突变发生后,引起了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改变。
③隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A→a(A对a为完全显性),此时性状也不改变。
3.显性突变和隐性突变的特点及判断方法
(1)基因突变类型
(2)判定方法
①选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交,根据子代性状表现判断。
a.若后代全表现野生型性状,则突变体由隐性突变产生。
b.若后代全表现突变型性状,则突变体由显性突变产生。
c.若后代既有突变型又有野生型性状,则突变体由显性突变产生。
②让突变体自交(或雌雄个体相互交配),观察后代有无性状分离从而进行判断。
a.若后代出现性状分离,则突变性状为显性性状。
b.若