第六章第四节生物的变异一基因突变

邗江区蒋王中学高二生物教学案1第四节生物的变异一、基因突变主备人：邱雪松2006、2、28学习目标基因突变（概念、特点、人工诱变在育种上的应用）。能举例说出基因突变的概念，列举基因突变的特点，简述人工诱变的方法及人工诱变在育种上的应用实例，指出诱变育种的原理。学习重点、难点基因突变的概念和特点，人工诱变的方法及人工诱变在育种上的应用学习过程一、生物的变异变异的类型包括不可遗传的变异和。前者是环境因素的影响造成的，没有引起体内的变化；后者是由于生殖细胞内的的改变引起的，来源有三种：、基因重组、。（一）基因突变1．概念：由于DNA分子中发生的增添、缺失或改变，而引起的基因改变，就叫基因突变。2．实例：镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症的直接原因是的结构发生了改变。镰刀型细胞贫血症的根本原因是的结构发生了突变。3．特点：⑴生物界中普遍存在。⑵随机发生。⑶自然状态下，突变频率。⑷多数基因突变对生物是的。⑸基因突变是的。一个基因可突变成一个以上的。4．分类：可分为和诱发突变。5．基因突变的意义：是生物变异的根本来源，为生物进化提供。6．人工诱变在育种上的应用⑴人工诱变的的概念：指利用因素或因素来处理生物，使生物发生突变。⑵人工诱变的方法。物理方法：用、、紫外线、激光等处理生物；邗江区蒋王中学高二生物教学案2化学方法：用、等处理生物。⑶人工诱变的优缺点。优点：提高变异频率，创造人类需要的变异类型，大幅度改变生物的某些性状。缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。⑷实例：高产青霉菌的培育。（二）基因重组1．概念：在生物体进行________的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2．来源：和。3．实现途径：有性生殖（减数分裂）4．意义：①为生物变异提供极其丰富的来源②生物多样性的重要原因之一③对于生物进化具有十分重要的意义疑难点拨1．DNA中碱基发生的改变一定能引起生物性状的改变吗？答：有些碱基的改变并不引起生物性状的改变，主要有下列四种情况：①不具遗传效应的DNA片段发生的碱基改变不引起性状变异。在DNA分子中，有的片段带有遗传信息，有的片段不带有遗传信息，如果突变发生在不带遗传信息的片段中，则这种突变不会有遗传效应，更不会引起性状的改变；②由于多种密码子决定一种氨基酸，当突变后的DNA转录成的密码子还是决定同种氨基酸时，这种突变也不会引起生物性状改变；例如：当基因碱基序列从……AAA……突变为……AAC……时，信使RNA的密码子从……UUU……突变为……UUG……，由于UUU和UUG都是苯丙氨酸的密码子，因此此蛋白质的结构没有发生改变，即也没有引起生物性状的改变；③某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类或数目，但不影响蛋白质的功能，此类突变也不引起性状的改变。例如生物体中的细胞色素C，酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能是相同的。④突变成的隐性基因在杂合子中也不会引起性状的改变。例如在豌豆中，高茎（D）对矮茎（d）是显性，若在基因型为DD的受精卵中，有一个D突变为d，则该受精卵的基因型为Dd，这样虽然该突变导致了性状的改变（高茎→矮茎），但矮茎基因在杂合子内不能表达，矮茎性状也就不能显现出来。有些基因突变可引起生物性状的改变，例如人的镰刀型细胞贫血症。2．基因突变的几个问题（1）发生的过程及时间基因突变发生在细胞分裂的间期的DNA分子的复制过程中，即DNA——DNA基（2）因突变与生物生殖的对应关系无性生殖中有丝分裂过程中能发生基因突变，有性生殖中减数分裂过程中能发生基因突变，因而在无性生殖和有性生殖过程中都存在因基因突变而发生的变异。邗江区蒋王中学高二生物教学案3（3）发生基因突变的细胞体细胞可以发生基因突变，这种突变不会导致下一代个体产生变异。有性生殖细胞可以发生基因突变，经受精作用，这种突变可以使下一代个体表现变异。（4）基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的表现形式（由A→a或由a→A）3．基因重组的几个问题（1）基因重组的种类①自由组合型。这种基因重组的细胞学基础是在同源染色体分开的同时，非同源染色体的自由组合，即基因的自由组合定律。②交换型。这种基因重组的细胞学基础是在四分体时期，由于同源染色体上非姐妹染色单体的交换而导致同一条染色单体上基因的重新组合，即基因的连锁和交换定律。（2）基因重组与生殖种类从（1）的分析可知，无论哪一种类型的基因重组都只发生在有性生殖过程中，无性生殖过程中，无性生殖过程中不发生基因重组。（3）基因重组不能产生新的基因类型，只能产生新的基因型。4．基因重组与基因突变的区别基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同的性状的基因的重新组合。它包括两种类型：一是由基因的自由组合产生的基因重组；二是由基因的互换产生的基因重组。它们的共同特点是只能产生新的基因型，不能产生新的基因。而基因突变产生的是新基因。基因突变导致原来的基因变为它的等位基因。基因突变如果发生在性细胞，突变基因就会通过受精作用而传给下一代，如果发生在体细胞，则只影响当代，不向下一代传递。精典例题例1（2001年全国卷）下面叙述的变异现象，可遗传的是A．割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因而部分改变的第二性征B．果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花例2下列人体细胞中，难以发生基因突变的细胞是A.神经细胞B.生发层细胞C.造血干细胞D.成骨细胞例3若某基因原有303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因控制合成的蛋白质分子相比较，差异可能为A.只相差一个氨基酸，其他顺序不变B.长度相差一个氨基酸外，其他顺序也改变C.长度不变，但顺序改变D.A、B都有可能邗江区蒋王中学高二生物教学案4例4下图表示基因A与a1、a2、a3之间关系，该图不能表明的是A.基因突变是不定向的B.等位基因的出现是基因突变的结果C.正常基因与致病基因可以通过突变而转化D.这些基因的转化遵循自由组合规律巩固练习1．生物变异的根本来源是A.基因重组B.染色体数目变异C.染色体结构变异D.基因突变2．生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上.生物丰富的变异主要来源于A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.环境变化3．基因重组发生在A.减数分裂形成配子的过程中B.受精作用形成受精卵的过程中C.有丝分裂形成子细胞的过程中D.通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中4．下列关于基因突变的叙述中，正确的是A.基因突变发生在DNA的复制过程中B.基因突变都是有害的，不利于生物进化C.只有细胞核中的基因才会发生基因突变D.同源染色体上的成对基因往往同时突变5．摩尔根培养红眼果蝇进行遗传实验，培养若干代后，突然出现了一只白眼雄果蝇。这种变异来源于A.基因突变B.基因重组C.染色体数目变异D.染色体结构变异6．长期接触X线的人群，后代遗传病的发病率明显增高，原因是A.生殖细胞发生了基因突变B.生殖细胞发生了基因重组C.体细胞发生了基因突变D.生殖细胞发生了基因交换7．通过诱变育种培育的是A.三倍体无子西瓜B.青霉素高产菌株C.二倍体无子番茄D.八倍体小黑麦8．一对夫妇所生子女中，也有很大差异，这种差异主要来自A.基因突变B.基因重组C.环境影响D.染色体变异9．将同一品种的小麦分别种植在肥水条件不同的农田，其株高等性状表现出很大差异，邗江区蒋王中学高二生物教学案5这种现象在遗传学上称为A．遗传性B．基本突变C．染色体变异D．不遗传变异10．引起生物可遗传变异的原因有3种，以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是①果蝇的白眼②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒③八倍体小黑麦④人类的色盲⑤玉米的高茎皱形叶⑥人类的镰刀型细胞贫血症A．①②③B．④⑤⑥C．①④⑥D．②③⑤11．染色体上DNA分子结构发生变化，引起生物性状发生改变，称为A．基因分离B．基因重组C．基因突变D．基因互换12．下列有关基因突变的叙述中，正确的是A．生物随环境改变而产生适应性的突变B．由于细菌的数量多，繁殖周期短，因此突变率很高C．基因突变在自然界的物种中广泛存在D．自然状态下的突变是不定向的，而人工诱变的突变多是定向的13．关于自然突变的描述中，错误的是A．突变的频率很低B．突变产生的性状一般是有害的C．突变产生的性状一般是显性的D．白化病是由自然突变产生的14．陆地棉叶片近似心脏形，而久藏多年的陆地棉种子，长成的植物体，有极少数叶片呈鸡爪形，呈现这种叶片的原因是A．基因重组B．自然突变C．诱发突变D．染色体变异15．如果基因中4种脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，这一变化一定会导致A．遗传信息改变B．遗传性状改变C．遗传密码改变D．遗传规律改变16．进行无性生殖的生物，其变异不可能来自A．基因突变B．基因重组C．染色体变异D．环境改变17．基因突变通常发生在A．细胞分裂间期B．减数第一次分裂C．减数第二次分裂D．有丝分裂末期18．现在用青霉素治疗一些传染病比30年前效果差，其原因是A．环境污染严重B．人体产生了抗药性C．青霉素的生产方法与以前不同D．病原体产生了抗药性的基因突变19．一般认为，艾滋病病毒的产生最可能的原因是A．环境改变B．基因重组C．基因突变D．染色体变异20．据调查统计，近年来我国青少年的平均身高有所增加，与此现象最可能有关的是Ａ．基因突变Ｂ．营养素供给充分Ｃ．食入生长激素（蛋白质类化合物）较多Ｄ．染色体变异邗江区蒋王中学高二生物教学案621．诱发突变与自然突变相比，正确的叙述是A.诱发突变对生物的生存是有利的B.诱发突变可引起生物发生定向变异C.诱发突变产生的性状都是显性性状D.诱发突变的突变率比自然突变高22．人类的正常血红蛋白（HbA）的β链第63位氨基酸为组氨酸（CAU），Hb—M（异常血红蛋白）的β—63为酪氨酸（UAU），这种变异的原因在于基因中A．某碱基对发生改变B．CAU变成UAUC．缺失一个碱基对D．增添了一个碱基对23．图1是某物质合成途径示意图。若将因基因突变而导致缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z。试问基因突变影响到下列哪种酶？A．A酶B．B酶C．C酶D．D酶和E酶24.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25．正常细胞的基因组中都带有原癌基因。原癌基因在发生突变或被异常激活后就会变成具有致癌能力的癌基因，从而使正常细胞转化为癌细胞。某原癌基因上一个碱基对的突变，引起该基因编码的蛋白质中的氨基酸的改变，即氨基酸顺序上第19位氨基酸由脯氨酸转变为组氨酸。已知脯氨酸的密码子有CCU、CCC、CCA、CCG，组氨酸的密码子有CAU、CAC。突变成的癌基因中决定第19位组氨酸密码子的碱基对组成是________________或_________________。这一原癌基因中发生突变的碱基对是____________________。26．几种氨基酸可能的密码子如下。甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在编码某蛋白质的基因的某个位点上发生了一个碱基替换，导致对应位置上的氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸；接着由于另一个碱基的替换，该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸，则该基因未突变时的甘氨酸的密码子应该是A．GGUB．GGCC．GGAD．GGG图1