内容正文:
第1课 基因突变与基因重组
素养目标
1.通过对基因突变、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
授课提示:对应学生用书第199页
1.基因突变的实例与概念
(1)实例1——镰状细胞贫血
(2)实例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。
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为生物进化提供了丰富的原材料。
1.(必修2第80页“问题探讨”)航天育种的生物学原理是基因突变,属于诱变育种。(√)
2.(必修2第81页正文)发生在体细胞中的基因突变,一定不能遗传。(×)
3.(必修2第82页“思考·讨论”)只要原癌基因或抑癌基因发生突变细胞就发生癌变。(×)
4.(必修2第83页小字)基因突变方向和环境没有明确的因果关系。(√)
5.(必修2第83页正文)基因突变不是有害就是有利的。(×)
(必修2第81页“思考·讨论”拓展)如图表示基因突变的一种情况,其中a、b是核酸链,c是肽链。请分析:
(1)由于氨基酸没有改变,故上述基因并没有发生突变,对吗?
提示:不对,只要基因碱基序列发生了改变就属于突变。
(2)图中氨基酸没有改变,说明了密码子具有怎样的特点?
提示:具有简并性。
(3)为什么在细胞分裂前的间期易发生基因突变?
提示:细胞分裂前的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。
1.理清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内部结构,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。
2.归纳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
突破点1 借助基因突变的实质和特点考查生命观念及科学思维
1.(2021·福建卷,16)水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用,同等条件下,种子对脱落酸越敏感,越容易休眠。研究发现,XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如图所示。
下列分析错误的是( )
A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低
B.位点2突变可以是碱基对发生替换造成的
C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止
D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
解析:种子正常休眠,主要由脱落酸起作用,而位点1突变无XM蛋白产生,休眠减少,可推测脱落酸作用减弱,即敏感性降低,A正确;比较位点2突变和无突变表达的蛋白质图示,蛋白质长度相同,只是中间有一小段氨基酸序列不同,可推测该突变可能是碱基对发生替换造成的,B正确;比较位点3突变和无突变表达的蛋白质图示,蛋白质长度变短,可推测模板mRNA上的终止密码子提前,翻译提前终止,C错误;位点4突变是XM蛋白的表达倍增,使得