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班级姓名★自贡市蜀光中学★-1-第21讲基因突变和基因重组考纲要求定位解读1.基因重组及其意义(Ⅱ)1.理解基因重组的时间、类型、结果、意义2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)1.理解基因突变产生的原因、特点和意义考点一生物的变异例1．某种高秆植物经理化因素处理，在其后代中发现个别矮秆植株，如何设计实验鉴定与矮秆性状出现的相关问题(只需写出实验步骤)：(1)是基因突变，还是环境影响：____________________________________________________________________________________________。(2)若是基因突变，是显性突变，还是隐性突变：________________________________________________________________________________。（1）将矮秆植株连同原始亲本一起种植，保持土壤和栽培条件尽量一致，观察比较两者的表现型（若相同则说明变异是由环境引起的）（2）第一年将矮秆植株和原始亲本杂交得F1，第二年种植F1种子，观察其表现型（若出现性状分离，则说明为显性突变，若没有出现性状分离，则说明为隐性突变）。解题心得（知识储备）1.变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异，而遗传强调亲子代之间的相似性。2.可遗传变异与不可遗传变异的比较班级姓名★自贡市蜀光中学★-2-可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现应用价值是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现获取高产优质产品联系②病毒和细菌等原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。3、实验探究：探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路1）.若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。2）.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。3）.设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的基因型是否改变。变式1：已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案(D)A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素班级姓名★自贡市蜀光中学★-3-D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素解析：在孵化早期，向有尾鸡卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，无尾性状的产生可能有两个原因：一是胰岛素诱导基因突变(a→A)，二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体(aa)杂交，在孵化早期不向卵内注射胰岛素，观察孵化出的小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异；如果还有无尾性状产生，则为基因突变。考点二基因突变角度1：基因突变的原因、结果和特征的判断例2：关于基因突变的说法中，不正确的是()①基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的②基因突变一定能够改变生物的表现型③人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的④由环境引起的变异是不能够遗传的⑤基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变⑥紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使皮肤变黑都属于可遗传变异A.①②③④B.①②⑤⑥C.②③④⑥D.②③④⑤答案：C例3：在一段能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中，如果其中部缺失1个核苷酸对，不可能的后果是（A)A.没有蛋白质产物B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D.翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化追加提问：(1)若上题不是强调“中部”特定位置，只是交待“1个基因中缺失了1个核苷酸对”，则A能发生吗？(2)若上题其它条件不变，只是将“1个核苷酸对”换成“3个核苷酸对”(减少的碱基对是连续的，且与终止密码子无关)，会对蛋白质长度和氨基酸序列有何影响？解析(1)若发生在起始密码子相对应的核苷酸序列，则可能没有蛋白质产物，即A能发生。(2)蛋白质长度少一个氨基酸，其它氨基酸序列不变或改变。例4：如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是(B)班级姓名★自贡市蜀光中学★-4-A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的D.上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体解题心得：1.基因突变的结果：产生新（等位）基因（基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的种类），即由A→a或a→A，而A、a的本质区别是其基因分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量发生了改变。2.基因突变对性状的影响（1）基因突变改变生物性状（如镰刀型细胞贫血症）。（2）基因突变不一定改变生物性状，原因是：①隐性突变在杂合状态下，则隐性性状不会表现出来。②根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸（即一种氨基酸可能有多种密码子）③不编码氨基酸的DNA片段发生的突变④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来等。角度2：诱变育种例5：淀粉酶可以通过微生物发酵生产。为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。(提示:生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随着生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈)步骤：第一步：将培养好的菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。第二步：制备含淀粉的固体培养基。第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预测实验结果。答案：①由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同；②由于诱发突变的不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小班级姓名★自贡市蜀光中学★-5-解题心得：1、诱变育种材料只要能进行细胞分裂的材料都符合要求，如萌发的种子等2.对人工诱变的特点产生误解（1）人工诱变与自然突变相比较，提高了突变频率，但仍具低频性特点——即未突变的比突变的多（这也是诱变育种需要处理大量的材料的原因）（2）人工诱变仍然具有不定向性，并不是诱变的性状一定有利（且诱变育种不一定能得到人们希望的品种）（3）人工诱变仍然具有多害少利性，即突变个体增多的同时，有利有害的都增多但仍然是有害的多。考点三基因重组角度1：对基因重组的理解例6：下列有关基因重组的说法中，正确的是(D)A．基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因B．同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形态大小一定相同的染色体C．基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中D．基因重组可发生在四分体时期的同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换例7：子代不同于亲代的性状主要来自基因重组，如图中哪些过程可以发生基因重组(C)A．①②③④⑤B．①②③④⑤⑥C．④⑤D．③⑥例8：某生物基因型为AaBb，经减数分裂能产生四种数量相等的配子，如图为其体内的某个细胞，则(B)A.若图中基因位点1的基因为A，而位点2和4为B与b，则该细胞有可能发生了交叉互换B.该图表示时期有4个染色体组C.该状态下的细胞发生了基因重组D.该细胞中位点2与4所在染色体为同源染色体，位点2与4上的基因遵循分离定律解题心得：1、进行有性生殖的生物会发生基因重组；基因重组的实质：控制不同性状的基因的重新组合班级姓名★自贡市蜀光中学★-6-2.类型：基因重组可发生在减数第一次分裂的后期（非同源染色体的自由组合），也可发生在减数第一次分裂的四分体时期（同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换）。另外，外源基因的导入也会引起基因重组。3、基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源；基因重组能产生新基因型，是生物变异的重要来源，两者都为进化提供原材料。4、识图析图（由图获得的信息：）（1）图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。（2）造成B、b不同的原因有基因突变（间期）或交叉互换（前期）。①若为体细胞有丝分裂，则只能是基因突变造成的；②若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变；③若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。角度2：应用——杂交育种例9：(2009·海南卷，21)填空回答下列问题：(1)水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的________通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。(2)若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其原因是F1在________形成配子过程中，位于______________________基因通过自由组合，或者位于______________________基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。(3)假设杂交涉及n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有________种，其中纯合基因型共有________种，杂合基因型共有________种。答案(1)优良性状(或优良基因)(2)减数分裂非同源染色体上的非等位同源染色体上的非等位(3)2n2n3n－2n解析水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的优良基因通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种，也体现杂种优势。减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因通过自由组合，或者四分体时期位于同源染色体上的非等位基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。每对含一对等位基因的亲本自交，产生三种基因型、两种表现型的后代。n对等位基因，能产生2n种表现型，3n种基因型，其中纯合基因型有2n，那么杂合基因型有3n－2n。