第五章基因突變及其他變異 第1節(jié)基因突變和基因重組 第五章基因突變及其他變異 第五章基因突變及其他變異 一 基因突變 閱讀教材P80 P82 1 實(shí)例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 1 發(fā)病機(jī)理 纈氨酸 GTA 纈氨酸 2 基因突變的概念 1 2 結(jié)果 的改變 點(diǎn)撥基因突變有堿基對(duì)的增添 缺失和替換等幾種類型 基因突變不會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)量的改變 增添 缺失 基因結(jié)構(gòu) 3 對(duì)生物的影響 1 若發(fā)生在 中 將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代 2 若發(fā)生在 中 一般不遺傳 但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變 可通過無性繁殖傳遞 4 原因 1 外因 物理因素 化學(xué)因素和 2 內(nèi)因 偶爾發(fā)生錯(cuò)誤 DNA的堿基組成發(fā)生改變等 5 特點(diǎn) 普遍性 隨機(jī)性 性 低頻性 性等 配子 體細(xì)胞 生物因素 DNA分子復(fù)制 不定向 多害少利 有害的 產(chǎn)生新性狀 新基因 生物變異 生物進(jìn)化 二 基因重組 閱讀教材P83 1 概念 有性生殖 不同性狀 2 類型 后期 非同源染色體 四分體時(shí)期 同源染色體 3 意義 基因重組是生物變異的重要來源之一 對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義 1 連線將基因突變的五個(gè)特點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的解釋連接起來 2 判斷 1 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中堿基對(duì)的缺失引起的 分析 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中堿基對(duì)的替換引起的遺傳病 2 基因突變包括堿基對(duì)的替換 缺失和改變 分析 基因突變的三種類型是堿基對(duì)的替換 增添和缺失 3 基因突變和基因重組都能使生物產(chǎn)生可遺傳的變異 4 基因突變的隨機(jī)性是指發(fā)生時(shí)期是隨機(jī)的 分析 基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期 細(xì)胞內(nèi)的任何DNA分子上和同一DNA分子的任何部位 5 發(fā)生在非同源染色體上的姐妹染色單體上的交叉互換屬于基因重組 分析 交叉互換是發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間 6 基因突變和基因重組都會(huì)產(chǎn)生新基因 改變生物的基因型 分析 二者只有基因突變能產(chǎn)生新基因 主題一基因突變的原因分析 完善下面基因片段復(fù)制過程 探究以下問題 基因結(jié)構(gòu) 堿基排列順序 等位 蛋白質(zhì) 1 基因突變可間接引起 改變 最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變 影響生物性狀 如鐮刀型細(xì)胞貧血癥 2 基因突變并非必然導(dǎo)致性狀改變 其原因是 一種氨基酸可以由 決定 當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定 氨基酸時(shí) 這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變 突變成的 基因在雜合子中不引起性狀的改變 如AA Aa 密碼子 多種密碼子 同種 隱性 小組討論 1 基因突變有的發(fā)生在配子中 有的發(fā)生在體細(xì)胞中 它們都能遺傳給后代嗎 提示 發(fā)生在配子中的基因突變 一般能遺傳給后代 發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變 一般不能通過有性生殖遺傳 但植物體細(xì)胞中的突變可以通過無性繁殖傳遞 2 基因突變可以發(fā)生在生物的任何發(fā)育時(shí)期 與 基因突變發(fā)生在細(xì)胞分裂間期 兩者存在矛盾嗎 提示 不矛盾 基因突變發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期 可以是嬰兒時(shí)期 也可以是老年時(shí)期 但一般發(fā)生在能進(jìn)行分裂的細(xì)胞中 而且是在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí) 基因突變的原因分析 B C 方法技巧基因突變的類型和影響 主題二基因重組 減數(shù)分裂過程中的基因重組有自由組合和交叉互換兩種類型 1 下圖為在減 后期 隨著非同源染色體的自由組合 位于非同源染色體上的非等位基因自由組合 該基因重組類型為 自由組合型 2 下圖為在四分體時(shí)期 位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換 導(dǎo)致染色單體上的基因重組 如圖所示 該基因重組類型為 上述過程直接導(dǎo)致了配子的多樣性 進(jìn)而產(chǎn)生新基因型和表現(xiàn)型的后代 增加生物的 性和 性 為生物進(jìn)化提供了重要的材料 交叉互換型 變異 多樣 基因突變和基因重組的比較 基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 產(chǎn)生了新基因 出現(xiàn)了新性狀 但未改變基因的 量 原有基因的重新組合 產(chǎn)生了新的基因型 使性狀重新組合 但未改變基因的 質(zhì) 和 量 一定的外界或內(nèi)部因素的作用下 由于基因復(fù)制時(shí)堿基種類 數(shù)目 排列順序發(fā)生改變 使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 減數(shù)分裂過程中 同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換或非同源染色體之間的自由組合 有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期和減數(shù)第一次分裂后期 新基因產(chǎn)生的途徑 生物變異的根本來源 也是生物進(jìn)化的原始材料 是生物變異的來源之一 是生物進(jìn)化的重要因素之一 可能性很小 突變頻率低 非常普遍 產(chǎn)生的變異類型多 所有生物都可發(fā)生 包括病毒 具有普遍性 只適用于真核生物有性生殖 細(xì)胞核遺傳 都能使生物產(chǎn)生可遺傳的變異 在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中 通過基因突變產(chǎn)生新基因 為基因重組提供大量可供自由組合的新基因 基因突變是基因重組的基礎(chǔ) 二者均產(chǎn)生新的基因型 可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型 3 下列關(guān)于基因重組的說法 不正確的是 A 生物體進(jìn)行有性生殖的過程中 控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B 減數(shù)分裂四分體時(shí)期 由于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換 可導(dǎo)致基因重組C 減數(shù)分裂過程中 非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組D 一般情況下 花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組 而根尖不能發(fā)生基因重組 B 解析 自然情況下 基因重組的發(fā)生有兩種過程 一是在減數(shù)第一次分裂的前期即四分體時(shí)期 同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉互換 二是在減數(shù)第一次分裂的后期 同源染色體分開 非同源染色體自由組合 4 2015 湖北高一檢測(cè) 下圖是基因型為Aa的個(gè)體不同分裂時(shí)期的圖像 請(qǐng)根據(jù)圖像判定每個(gè)細(xì)胞發(fā)生的變異類型 A 基因突變 基因突變 基因突變B 基因突變或基因重組 基因突變 基因重組C 基因突變 基因突變 基因突變或基因重組D 基因突變或基因重組 基因突變或基因重組 C 解析 圖中 分別屬于有絲分裂的中期和后期 A與a所在的DNA分子都是經(jīng)過復(fù)制而得到的 由于交叉互換只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 所以圖中 的變異只能屬于基因突變 屬于減數(shù)第二次分裂的后期 由于減數(shù)分裂過程中可以發(fā)生交叉互換 所以不能確定A與a的不同是基因突變還是基因重組的結(jié)果 方法技巧姐妹染色單體含有等位基因的原因分析基因突變或交叉互換都會(huì)導(dǎo)致姐妹染色單體中含有等位基因 如圖 在確定變異類型時(shí) 可根據(jù)題意來確定 方法如下 1 若為體細(xì)胞有絲分裂 如根尖分生區(qū)細(xì)胞 受精卵等 則只能是基因突變?cè)斐傻?2 若為減數(shù)分裂 則原因是基因突變 間期 或交叉互換 減數(shù)第一次分裂 3 若題目中問造成B b不同的根本原因 應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來源 基因突變 4 若題目中有 分裂 時(shí)期 提示 如減 前期造成的則考慮交叉互換 間期造成的則考慮基因突變 核心知識(shí)小結(jié) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 自然突變 替換 增添和缺失 普遍性 隨機(jī)性 低頻性 不定向性 自由組 合型 關(guān)鍵語句 1 基因突變有堿基對(duì)的替換 增添和缺失三種方式 2 基因突變會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變 但卻不一定引起生物性狀的改變 3 誘發(fā)基因突變的因素有物理因素 化學(xué)因素和生物因素 4 基因突變具有普遍性 隨機(jī)性 不定向性及低頻性等特點(diǎn) 5 基因突變可以產(chǎn)生新基因 而基因重組只能產(chǎn)生新的基因型 6 基因重組包括非同源染色體上非等位基因的自由組合和同源染色體上非姐妹染色單體交叉互換兩種類型