内容正文:
第23讲 基因突变和基因重组
1.通过分析基因突变的特征和原因,能够解决生产生活的实际问题及热点问题。
2.正确理解基因突变和基因重组的实质、意义及判断方法。
考点一 基因突变
授课提示:对应学生用书第163页
1.基因突变的实例
(1)镰状细胞贫血
①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,碱基对由替换成。
②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”)。
(教材必修2 P80“图51”)基因突变是分子水平的变化,一般借助显微镜是观察不到的。镰状细胞贫血是__________造成的,但可借助显微镜进行诊断,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示:基因突变 通过借助显微镜观察红细胞的形态是圆饼状还是镰刀状进行诊断
(2)细胞癌变
①细胞癌变的机理:与癌变相关的原癌基因或抑癌基因发生了突变。
a.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,就可能引起细胞癌变。
b.抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或促进细胞凋亡,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。
②癌细胞的特征
a.能够无限增殖。
b.形态结构发生显著变化。
c.细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
d.细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。
(教材必修2 P82“思考·讨论”)(1)从基因角度看,结肠癌发生的原因是什么?
提示:从基因角度分析,结肠癌发生的原因是相关基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。
(2)根据图示推测,癌细胞与正常细胞相比,具有哪些明显的特点?
提示:根据图示可以推测,癌细胞与正常细胞相比,所具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。
2.基因突变的概念、发生时间和原因
(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。
(2)时间:主要发生于有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期。
(3)诱发基因突变的因素
3.基因突变的特点
4.基因突变的意义
(教材必修2 P85“拓展应用”)镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)在氧含量正常的情况下,并不表现出镰状细胞贫血的症状,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。
(1)这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高,为什么?
提示:杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白,相比只能合成正常血红蛋白的纯合子,杂合子对疟疾具有较强的抵抗力,在疟疾高发地区,他们生存的机会更多,从而能将自己的基因传递下去。因此,这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例更高。
(2)为什么某些看起来对生物生存不利的基因,历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在?请结合这个例子阐明原因,并分析如何辩证地认识基因突变与生物的利害关系。
提示:基因对生物的生存是否有利,往往取决于生物的生存环境。某些看起来对生物生存不利的基因,当环境改变后,这些不利的基因产生的性状,可能会帮助生物更好地适应改变后的环境,从而得到更多的生存机会。这个实例说明,基因突变并不都是有害的,也可能是有利的,或是中性的,有害、有利还是中性与环境有关。
1.基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(×)
2.病毒、大肠杆菌及动、植物都可发生基因突变。(√)
3.基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因。(×)
4.基因突变产生的新基因不一定传递给后代。(√)
5.诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向。(×)
6.细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。(×)
7.癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞易于分散和转移。(√)
1.我国大面积栽培的水稻有粳稻(主要种植在北方)和籼稻(主要种植在南方)。研究发现,粳稻的bZIP73基因通过一系列作用,合成不同类型的酶,增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比,籼稻的bZIP73基因中有1对脱氧核苷酸不同,从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。下列叙述正确的是( )
A.导致基