高三生物一輪復(fù)習(xí)學(xué)案++基因突變

第第頁(yè)第1節(jié)基因突變一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握基因突變的實(shí)例及概念。2.分析基因突變的原因、特點(diǎn)及意義。3.基因突變對(duì)生物體性狀的影響。二、學(xué)習(xí)過(guò)程知識(shí)點(diǎn)一：基因突變的實(shí)例（一）鐮狀細(xì)胞貧血1.病因圖解：2.病因分析：（1）直接原因：血紅蛋白分子中谷氨酸替換為纈氨酸，導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變。（2）根本原因：基因中堿基對(duì)替換為，導(dǎo)致遺傳信息改變。3.遺傳角度分析：鐮狀細(xì)胞貧血是由于患者基因中一個(gè)堿基對(duì)被替換引起的一種遺傳病。是基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，直接控制生物體性狀的例子。例：能否用光學(xué)顯微鏡檢測(cè)基因突變和鐮狀細(xì)胞貧血？答：基因突變是基因上某一位點(diǎn)的改變，無(wú)法在光學(xué)顯微鏡下觀察到。但是可以通過(guò)鏡檢紅細(xì)胞的形態(tài)初步診斷是否患有鐮狀細(xì)胞貧血。例1：判斷：鐮狀細(xì)胞貧血發(fā)生的根本原因是基因突變，該性狀無(wú)法通過(guò)顯微鏡進(jìn)行檢測(cè)（）變式1：攝食富含鐵的食物能預(yù)防鐮狀細(xì)胞貧血（）（二）基因突變的概念1.概念：DNA分子中發(fā)生堿基的替換，增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變，叫做基因突變。2.注意事項(xiàng)：（1）基因突變屬于分子水平的改變（2）RNA病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，病毒RNA上基因堿基序列改的改變，也稱為基因突變。（3）基因突變后，基因的種類發(fā)生改變，但基因的數(shù)目和位置不改變。（4）只要是基因內(nèi)部的變化，無(wú)論是一個(gè)堿基的改變，還是多個(gè)堿基的改變，都屬于基因突變。例2：果蠅的棒狀眼是由于X染色體中增加幾個(gè)堿基引起的變異，這種變異屬于（

）A．基因突變 B．增添 C．重復(fù) D．易位變式2：如圖為某植物根尖細(xì)胞的一對(duì)同源染色體上兩個(gè)DNA分子中部分基因的分布狀況，字母代表基因，數(shù)字序號(hào)代表無(wú)遺傳效應(yīng)的堿基序列。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．圖中的各基因均可能發(fā)生基因突變B．該植物發(fā)生基因突變會(huì)導(dǎo)致DNA堿基序列的改變C．?dāng)?shù)字序號(hào)代表的序列可能發(fā)生堿基對(duì)的替換、缺失或增添，但不屬于基因突變D．該細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，基因A與a的互換屬于基因重組（三）基因突變對(duì)后代的影響（1）若發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。（2）若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳，但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生了基因突變，可通過(guò)無(wú)性生殖遺傳。知識(shí)點(diǎn)二基因突變的原因、特點(diǎn)及意義基因突變的原因外因：物理因素：紫外線，X射線等。作用機(jī)理：損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA化學(xué)因素：亞硝酸鹽，堿基類似物等。作用機(jī)理：改變核酸的堿基。生物因素：某些病毒的遺傳物質(zhì)。作用機(jī)理：影響宿主細(xì)胞的DNA。內(nèi)因：DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤【延伸】①：存在誘變因素不一定發(fā)生突變，但能提高突變的頻率②：在沒(méi)有誘變因素的影響時(shí)，基因突變也會(huì)由于DNA在復(fù)制時(shí)偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等原因自發(fā)產(chǎn)生。通常情況下，將自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變叫作自發(fā)突變。人工誘發(fā)的基因突變成為誘發(fā)突變?；蛲蛔兊臅r(shí)間基因突變可以發(fā)生在生物體生命過(guò)程的任意階段，但主要發(fā)生在DNA復(fù)制過(guò)程中，如真核細(xì)胞分裂前的間期。【注意】1.在DNA復(fù)制時(shí)，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)，此時(shí)DNA的穩(wěn)定性會(huì)大大降低，極易受到外界因素的干擾而發(fā)生復(fù)制差錯(cuò)，導(dǎo)致堿基的種類，數(shù)量或排列順序發(fā)生改變，從而使遺傳信息發(fā)生改變。2.以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，其RNA上核糖核苷酸序列發(fā)生變化，也會(huì)引起突變，由于RNA一般為單鏈結(jié)構(gòu)，沒(méi)有DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故更容易發(fā)生突變。例3：下列關(guān)于基因突變的描述正確的是（）A．基因突變一定導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變，從而可遺傳給后代B．基因突變一定導(dǎo)致遺傳性狀發(fā)生改變C．基因突變一定發(fā)生在有絲分裂或者減數(shù)分裂前的間期D．基因突變一定對(duì)個(gè)體和物種是有害的變式3：研究人員得到一株雌雄均不育的水稻（2n=24）,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)發(fā)生了BVF1基因突變，該基因是植物特有的調(diào)控減數(shù)分裂四分體形成的基因。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．正常水稻在減數(shù)分裂I前期，其性母細(xì)胞中會(huì)形成24個(gè)四分體B．減數(shù)分裂I后期會(huì)發(fā)生同源染色體分離、非同源染色體自由組合C．由同一個(gè)次級(jí)性母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ產(chǎn)生的子細(xì)胞基因型可能不同D．BVF1基因突變可能導(dǎo)致四分體不能形成，從而不能產(chǎn)生正常配子基因突變的特點(diǎn)普遍性：各種生物都可以發(fā)生隨機(jī)性：時(shí)間的隨機(jī)性—可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；部位的隨機(jī)性—可以發(fā)生于體細(xì)胞，也可以發(fā)生于生殖細(xì)胞；過(guò)程的隨機(jī)性—可發(fā)生于無(wú)絲分裂，減數(shù)分裂，有絲分裂等過(guò)程；DNA的隨機(jī)性—可發(fā)生于不同的DNA分子上，也可以發(fā)生于同一個(gè)DNA分子的不同部位。不定向性：一個(gè)基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。低頻性：在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。基因突變的意義基因突變是產(chǎn)生新基因的途徑；（2）基因突變是生物變異的根本原因；（3）基因突變?yōu)樯锏倪M(jìn)化提供了豐富的原材料。基因突變?cè)谟N上的應(yīng)用——誘變育種概念：利用物理因素（如紫外線，X射線等）或化學(xué)因素（亞硝酸鹽等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變，創(chuàng)造人類需要的生物新品種。原理：基因突變實(shí)例：用輻射方法處理大豆，選育出含油量高的大豆品種?！咎嵝炎⒁狻炕蛲蛔儗?duì)生物體的影響1.對(duì)生物有害?；蛲蛔兛赡芷茐纳矬w與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對(duì)生物體有害；2.對(duì)生物體有利，如植物的抗病性突變，耐旱性突變，微生物的抗藥性突變等；3.對(duì)生物既無(wú)害也無(wú)益。有的基因突變不會(huì)導(dǎo)致新的性狀出現(xiàn)，屬于中性突變。4.基因突變的有利或者有害取決于生物生存的環(huán)境。例如昆蟲(chóng)突變產(chǎn)生的殘翅性狀對(duì)生活在陸地上的昆蟲(chóng)不利，但是對(duì)于生活在多風(fēng)島嶼的昆蟲(chóng)則是有利的。例4：下列關(guān)于基因突變的原因和特點(diǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.用射線處理萌發(fā)的種子可大大提高基因突變的頻率B.基因突變的方向與生物所處的環(huán)境有明確的因果關(guān)系C.無(wú)論是自發(fā)突變還是誘發(fā)突變，其實(shí)質(zhì)都是改變了基因中的遺傳信息D.雖然基因的突變具有低頻性，但如果種群內(nèi)的個(gè)體很多，也會(huì)產(chǎn)生較多的基因突變。變式4．以下關(guān)于基因突變的描述，正確的一組是（）①表現(xiàn)出親代所沒(méi)有的表現(xiàn)型叫突變②所有的突變都是顯性的，有害的③基因突變、基因重組和染色體變異三者共同特點(diǎn)就是三者都能產(chǎn)生新的基因④突變能人為地誘發(fā)產(chǎn)生⑤基因突變和染色體變異的重要區(qū)別是基因突變?cè)诠忡R下看不到變化⑥D(zhuǎn)NA分子結(jié)構(gòu)改變都能引起基因突變⑦基因突變的頻率很低⑧基因突變是基因內(nèi)部堿基對(duì)的增添、缺失或替換⑨基因突變有顯性突變和隱性突變之分A．①④⑤⑦⑧⑨ B．④⑤⑦⑧⑨C．④⑤⑥⑦⑧⑨ D．②④⑤⑦⑧⑨知識(shí)點(diǎn)三、基因突變對(duì)生物體性狀的影響基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變（1）突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)或內(nèi)含子等非編碼序列。（2）密碼子的簡(jiǎn)并性：基因突變發(fā)生后，會(huì)引起mRNA上的密碼子改變，但由于一種氨基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子，若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對(duì)應(yīng)的是同一種氨基酸，此時(shí)突變基因控制的性狀不會(huì)改變。（3）隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如基因型AA中的一個(gè)基因A突變?yōu)閍，此時(shí)其控制的性狀一般也不改變。（4）蛋白質(zhì)功能不變：有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸，但該蛋白質(zhì)的功能不變。（5）環(huán)境影響：性狀表現(xiàn)是遺傳物質(zhì)和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，因而在某些環(huán)境條件下，基因突變可能并不會(huì)在性狀上表現(xiàn)出來(lái)。【注意】：基因突變的1個(gè)“一定”和3個(gè)“不一定”（1)基因突變一定會(huì)引起基因中堿基排列順序的改變。（2)基因突變不一定會(huì)引起生物性狀的改變。（3)基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因。如病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基因數(shù)目少，而且一般是單個(gè)存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因，而不是等位基因。（4)基因突變不一定都能遺傳給后代。①基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，一般不能遺傳給后代，但有些植物體細(xì)胞發(fā)生了基因突變可以通過(guò)無(wú)性生殖傳遞給后代。②基因突變?nèi)绻l(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，可以通過(guò)配子傳遞給后代。例5.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性，使親子代間的遺傳信息保持一致，但偶爾也會(huì)出現(xiàn)突變的現(xiàn)象。下列關(guān)于基因突變的敘述，正確的是（）A.自發(fā)突變是不定向的，誘發(fā)突變是定向的B.基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，說(shuō)明其具有普遍性C.體細(xì)胞中某基因發(fā)生改變，生殖細(xì)胞中不一定會(huì)出現(xiàn)該突變基因D.基因突變不一定會(huì)引起遺傳信息的改變，也不一定導(dǎo)致性狀的改變變式5.基因是控制生物性