内容正文:
第1课 基因突变和基因重组
[复习目标] 1.通过基因突变、基因重组改变生物的性状的讨论,建立结构与功能相适应的观点。(生命观念) 2.通过比较与分类、归纳与演绎明确可遗传变异的类型及其判定方法。(科学思维) 3.通过分析细胞的癌变,关注人体健康。(社会责任)
考点一 基因突变
1.基因突变的实例与概念
(1)镰状细胞贫血
(2)细胞癌变
①细胞癌变的原因
②癌细胞的特征
(3)基因突变的概念
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,叫作基因突变。
[教材深挖]
(必修2 P82思考·讨论,节选)从基因角度看,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.基因突变的原因、特点及意义
(1)原因
①外因
②内因:DNA复制偶尔发生错误等。
(2)特点
①普遍性:在生物界中普遍存在。
②随机性:可以发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子上和同一个DNA分子的不同部位。
③不定向性:一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因。
④低频性:在自然状态下,基因突变的频率很低。
(3)意义
①新基因产生的途径。
②生物变异的根本来源。
③为生物的进化提供了丰富的原材料。
[教材深挖]
(必修2 P83正文)基因突变频率很低,而且基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物体有害,还有些是中性的,但为什么它仍可为生物进化提供原材料?理由是对于生物个体而言,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。环境改变后,原本的有害变异可能变成有利变异,因此,基因突变能够为生物进化提供原材料。
[易错辨析]
1.发生在体细胞中的基因突变,一定不能遗传。(×)
2.只要原癌基因或抑癌基因发生突变细胞就发生癌变。(×)
3.基因突变方向和环境没有明确的因果关系。(√)
4.基因突变不是有害就是有利的。(×)
5.航天育种的生物学原理是基因突变,属于诱变育种。(√)
1.理清基因突变对蛋白质与性状的影响
(1)基因结构中碱基的替换、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
可改变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)基因突变对生物性状的影响
2.明辨基因突变的三个易错点
(1)基因突变≠DNA中碱基的增添、缺失或替换。
①基因通常是具有遗传效应的DNA片段,不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基序列的改变。
②有些病毒的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失或替换引起病毒性状变异,广义上也称为基因突变。
(2)误认为基因突变会使基因“位置”或“数目”发生改变或错将基因中“碱基”缺失视作“基因”缺失。
①基因突变仅改变了基因碱基序列,产生了新基因,并未改变基因位置,也未改变基因数量。
②基因中碱基缺失,只是成了新基因,即基因仍在,只是“以旧换新”,并非“基因缺失”。
(3)将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆。
病毒和原核细胞的基因一般是单个存在的,不存在等位基因。因此,真核生物基因突变可产生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。
命题点1 围绕基因突变的概念、特点考查生命观念及科学思维
1.(2021·浙江6月选考)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1~138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明( )
A.该变异属于基因突变
B.基因能指导蛋白质的合成
C.DNA片段的缺失导致变异
D.该变异导致终止密码子后移
解析:选C。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的,故属于基因突变,A不符合题意;基因碱基序列的改变导致了相应蛋白质的改变,说明基因能指导蛋白质的合成,B不符合题意;分析题意可知,该变异发生了一个碱基对的缺失,而非DNA片段的缺失,C符合题意;α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,说明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多,可推测该变异导致终止密码子后移,D不符合题意。
2.(2022·广东卷)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是( )
A.