江蘇省海頭高級中學(xué)高中生物 基因突變課件 新人教版必修2

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1、第第4 4講講 基因突變和基因重組基因突變和基因重組必備知識梳理必備知識梳理回扣基礎(chǔ)要點(diǎn)回扣基礎(chǔ)要點(diǎn)一、基因突變的實(shí)例和概念一、基因突變的實(shí)例和概念1.1.實(shí)例實(shí)例（1 1）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因圖解如下：）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因圖解如下：異常異常纈氨酸纈氨酸 （2 2）考點(diǎn)歸納）考點(diǎn)歸納 圖示中圖示中a a、b b、c c過程分別代表過程分別代表 、 和和 。突變發(fā)生在。突變發(fā)生在 （填字母）過程中。（填字母）過程中。 患者貧血的直接原因是患者貧血的直接原因是 異常，根本原異常，根本原 因是發(fā)生了因是發(fā)生了 ，堿基對由，堿基對由 突變成突變成 2.2.概念：概念：DNADNA分子中發(fā)生堿基對

2、的分子中發(fā)生堿基對的 、 和和 ，而引起的，而引起的 的改變。該變化若發(fā)的改變。該變化若發(fā) 生在生在 中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若 發(fā)生在體細(xì)胞中，一般發(fā)生在體細(xì)胞中，一般 ；但有些植物；但有些植物 的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過 傳遞。傳遞。DNADNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯a a蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因突變基因突變替換替換增添增添 缺失缺失基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)配子配子不能遺傳不能遺傳無性繁殖無性繁殖二、基因突變的原因、特點(diǎn)、時(shí)間和意義二、基因突變的原因、特點(diǎn)、時(shí)間和意義原原因因內(nèi)內(nèi)因因DNADNA分子中發(fā)生堿基對的分子中發(fā)生堿基對的 、增

3、添和、增添和 ，而，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變引起基因結(jié)構(gòu)的改變外外因因某些誘變因素：某些誘變因素： 、 和生物因素和生物因素特點(diǎn)特點(diǎn)（1 1） ：在生物界中普遍存在：在生物界中普遍存在（2 2） ：生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和部位：生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和部位（3 3） ：突變頻率很低：突變頻率很低（4 4） ：可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因：可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因（5 5） ：一般是有害的，少數(shù)有利發(fā)生：一般是有害的，少數(shù)有利發(fā)生發(fā)生發(fā)生時(shí)間時(shí)間DNADNA復(fù)制時(shí)，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂復(fù)制時(shí)，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期間期意義意義 產(chǎn)生的途徑，產(chǎn)生的途徑，生物變異的根本來源，生物變

4、異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料生物進(jìn)化的原始材料替換替換缺失缺失物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素普遍性普遍性隨機(jī)性隨機(jī)性低頻性低頻性不定向性不定向性多害少利性多害少利性新基因新基因練一練練一練 基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法中，正確的是中，正確的是 ( )( )A A. .無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B B. .生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變C.C.突變只能定向形成新的等位基因突變只能定向形成新的等位基因D.D.突變對生物的生

5、存往往是有利的突變對生物的生存往往是有利的解析解析 無論是低等生物還是高等生物，無論是體細(xì)胞還是生殖細(xì)無論是低等生物還是高等生物，無論是體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞，無論是個(gè)體發(fā)育的哪個(gè)時(shí)期，都可能發(fā)生突變；突變是不定胞，無論是個(gè)體發(fā)育的哪個(gè)時(shí)期，都可能發(fā)生突變；突變是不定向的，一個(gè)位點(diǎn)上的基因可以突變成多個(gè)等位基因；生物與環(huán)境向的，一個(gè)位點(diǎn)上的基因可以突變成多個(gè)等位基因；生物與環(huán)境的適應(yīng)是長期自然選擇的結(jié)果，當(dāng)發(fā)生基因突變后，出現(xiàn)新的生的適應(yīng)是長期自然選擇的結(jié)果，當(dāng)發(fā)生基因突變后，出現(xiàn)新的生物體性狀往往與環(huán)境是不相適應(yīng)的，突變對生物的生存往往是有物體性狀往往與環(huán)境是不相適應(yīng)的，突變對生物的生存往往是有

6、害的，但是有的基因突變對生物的生存是有利的。害的，但是有的基因突變對生物的生存是有利的。A三、基因重組三、基因重組1.1.概念：基因重組是指在生物體進(jìn)行概念：基因重組是指在生物體進(jìn)行 的的 過程中，控制不同性狀的基因的過程中，控制不同性狀的基因的 。所。所 以，進(jìn)行以，進(jìn)行 的生物會發(fā)生基因重組。的生物會發(fā)生基因重組。2.2.類型：基因重組有類型：基因重組有 和和 兩類。兩類。 前者發(fā)生在前者發(fā)生在 （非同源染（非同源染 色體的自由組合），后者發(fā)生在色體的自由組合），后者發(fā)生在 （同源染色體的非姐妹染色（同源染色體的非姐妹染色 單體的交叉互換）。另外，外源基因的導(dǎo)入也單體的交叉互換）。另外，外

7、源基因的導(dǎo)入也 會引起基因重組。會引起基因重組。有性生殖有性生殖重新組合重新組合有性生殖有性生殖自由組合自由組合交叉互換交叉互換減數(shù)第一次分裂的后期減數(shù)第一次分裂的后期減數(shù)第一次減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期分裂的四分體時(shí)期3.3.意義：基因重組是意義：基因重組是 的來源之一，是形的來源之一，是形 成生物成生物 的重要原因，對生物的的重要原因，對生物的 也具也具 有重要意義有重要意義。 基因重組的范圍基因重組的范圍有性生殖生物有性生殖生物。 但不能說但不能說“一定一定”是有性生殖生物，因?yàn)檫€包是有性生殖生物，因?yàn)檫€包 括括“外源基因?qū)胪庠椿驅(qū)搿边@種情況這種情況。 基因突變能產(chǎn)生新基因，是生物

8、變異的根本基因突變能產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本 來源；基因重組能產(chǎn)生新基因型，是生物變異來源；基因重組能產(chǎn)生新基因型，是生物變異 的重要來源，兩者都為進(jìn)化提供原材料的重要來源，兩者都為進(jìn)化提供原材料。生物變異生物變異多樣性多樣性進(jìn)化進(jìn)化提醒提醒四、重組四、重組DNADNA技術(shù)技術(shù)1. 1. 概念：指將概念：指將 或人工合成的或人工合成的 導(dǎo)入另一個(gè)生物體中，使后者獲得新的導(dǎo)入另一個(gè)生物體中，使后者獲得新的 或或 的技術(shù)。的技術(shù)。2. 2. 一般過程一般過程 （1 1）分離）分離 從生物細(xì)胞內(nèi)直接分離；從生物細(xì)胞內(nèi)直接分離； 。（2 2）選擇基因工程載體）選擇基因工程載體 常用載體：常用載體：

9、 、 等。等。從一個(gè)生物體內(nèi)分離得到的從一個(gè)生物體內(nèi)分離得到的目的基因目的基因遺傳遺傳性狀性狀表達(dá)所需要的產(chǎn)物表達(dá)所需要的產(chǎn)物目的基因目的基因人工合成人工合成質(zhì)粒質(zhì)粒噬菌體噬菌體（3 3）體外重組）體外重組DNADNA切割工具：切割工具： 。連接工具：連接工具： 。（4 4）導(dǎo)入目的基因）導(dǎo)入目的基因常用受體細(xì)胞：常用受體細(xì)胞： 、 和和 等。等。（5 5）篩選、培養(yǎng)）篩選、培養(yǎng) 。（6 6）目的基因的表達(dá)：檢測目的基因在）目的基因的表達(dá)：檢測目的基因在 中表達(dá)中表達(dá)產(chǎn)生產(chǎn)生 。限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶DNADNA連接酶連接酶大腸桿菌大腸桿菌酵母菌酵母菌動植物細(xì)胞動植物細(xì)胞 受體細(xì)胞受體細(xì)胞受

10、體細(xì)胞受體細(xì)胞蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)3.3.地位：是地位：是 的核心技術(shù)。的核心技術(shù)。4.4.應(yīng)用應(yīng)用 （1）生產(chǎn)基因工程藥物和疫苗：如治療糖尿病的）生產(chǎn)基因工程藥物和疫苗：如治療糖尿病的 、治療侏儒癥的人、治療侏儒癥的人 、防治乙肝、防治乙肝 的疫苗。的疫苗。 （2）定向改造動植物：如我國研制成功的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。）定向改造動植物：如我國研制成功的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉?；蚬こ袒蚬こ?胰島素胰島素生長激素生長激素構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)高頻考點(diǎn)突破高頻考點(diǎn)突破考點(diǎn)一考點(diǎn)一 生物的變異生物的變異1.1.變異的概念變異的概念 生物的親子代之間及同一親代所生的各子代生物的親子代之間及同一親代所生的各子代 間，均有或

11、多或少的差異，這種差異就是變異。間，均有或多或少的差異，這種差異就是變異。 變異強(qiáng)調(diào)親子代之間或子代不同個(gè)體之間變異強(qiáng)調(diào)親子代之間或子代不同個(gè)體之間的差異，而遺傳強(qiáng)調(diào)親子代之間的相似性。的差異，而遺傳強(qiáng)調(diào)親子代之間的相似性。提醒提醒2.2.可遺傳變異與不可遺傳變異的比較可遺傳變異與不可遺傳變異的比較可遺傳變異可遺傳變異不可遺傳變異不可遺傳變異遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)是否變化是否變化遺傳物質(zhì)發(fā)生改遺傳物質(zhì)發(fā)生改變變遺傳物質(zhì)不發(fā)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變生改變遺傳情況遺傳情況變異能在后代中變異能在后代中再次出現(xiàn)再次出現(xiàn)變異性狀僅限變異性狀僅限于當(dāng)代表現(xiàn)于當(dāng)代表現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值應(yīng)用價(jià)值是育種的原始材是育種的原始材料，能從

12、中選育料，能從中選育出符合人類需要出符合人類需要的新類型或新品的新類型或新品種種無育種價(jià)值，無育種價(jià)值，但在生產(chǎn)上可但在生產(chǎn)上可利用優(yōu)良環(huán)境利用優(yōu)良環(huán)境條件來影響性條件來影響性狀的表現(xiàn)獲取狀的表現(xiàn)獲取高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品聯(lián)系聯(lián)系 水、肥、陽光特別充足時(shí)，溫度改變、水、肥、陽光特別充足時(shí)，溫度改變、激素處理等引起的變異一般是不可遺傳變異，激素處理等引起的變異一般是不可遺傳變異，但射線、太空、化學(xué)誘變劑等處理引起的變異但射線、太空、化學(xué)誘變劑等處理引起的變異一般為可遺傳變異。一般為可遺傳變異。病毒和細(xì)菌等原核生物的可遺傳變異只有一病毒和細(xì)菌等原核生物的可遺傳變異只有一種：基因突變。種：基因突變

13、。提醒提醒實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究探究某一變異性狀是否是可遺傳變異的方法思路探究某一變異性狀是否是可遺傳變異的方法思路 1.1.若染色體變異，可直接借助顯微鏡觀察染色體若染色體變異，可直接借助顯微鏡觀察染色體 形態(tài)、數(shù)目、結(jié)構(gòu)是否改變形態(tài)、數(shù)目、結(jié)構(gòu)是否改變。 2.2.與原來類型在相同環(huán)境下種植，觀察變異性狀與原來類型在相同環(huán)境下種植，觀察變異性狀 是否消失，若不消失則為可遺傳變異，反之則是否消失，若不消失則為可遺傳變異，反之則 為不可遺傳變異為不可遺傳變異。 3.3.設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定變異性狀的設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定變異性狀的 基因型是否改變基因型是否改變。對對位位訓(xùn)練訓(xùn)練1.1

14、.玉米子粒種皮有黃色和白色之分，植株有高莖玉米子粒種皮有黃色和白色之分，植株有高莖和矮莖之分。據(jù)此完成下列題目：和矮莖之分。據(jù)此完成下列題目： （1 1）種皮的顏色是由細(xì)胞中的色素決定的，已）種皮的顏色是由細(xì)胞中的色素決定的，已知該色素不是蛋白質(zhì)，知該色素不是蛋白質(zhì)，那么基因控制種皮的顏那么基因控制種皮的顏色是通過控制色是通過控制來來實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的。 （2 2）矮莖玉米幼苗經(jīng)適宜濃度的生長素類似物）矮莖玉米幼苗經(jīng)適宜濃度的生長素類似物處理，可以長成高莖植株。為了探究該變異性處理，可以長成高莖植株。為了探究該變異性狀是否能穩(wěn)定遺傳，生物科技小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方狀是否能穩(wěn)定遺傳，生物科技小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如

15、下。請你寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相關(guān)結(jié)論，并回案如下。請你寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相關(guān)結(jié)論，并回答問題。答問題。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟：a a. .在這株變異的高莖玉米雌花、雄花成熟之前，分別在這株變異的高莖玉米雌花、雄花成熟之前，分別用紙袋將雌穗、雄穗套住，防止異株之間傳粉用紙袋將雌穗、雄穗套住，防止異株之間傳粉。b b. .雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。c c. .雌穗上種子成熟后，收藏保管，第二年播種觀察雌穗上種子成熟后，收藏保管，第二年播種觀察。實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相關(guān)結(jié)論實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相關(guān)結(jié)論：a a. .。b b. .。問題問題：a a. .預(yù)期最可能的結(jié)果預(yù)期最可能的結(jié)果：。

16、b. b.對上述預(yù)期結(jié)果的解釋對上述預(yù)期結(jié)果的解釋：。解析解析基因?qū)π誀畹目刂朴袃蓷l途徑基因?qū)π誀畹目刂朴袃蓷l途徑，一個(gè)是通過控制一個(gè)是通過控制蛋白質(zhì)的合成來直接控制生物性狀；另外一條途徑是通蛋白質(zhì)的合成來直接控制生物性狀；另外一條途徑是通過控制酶的合成，來控制代謝從而間接控制生物性狀。過控制酶的合成，來控制代謝從而間接控制生物性狀。因?yàn)樯夭皇堑鞍踪|(zhì)，顯然基因不能直接控制，只能通因?yàn)樯夭皇堑鞍踪|(zhì)，顯然基因不能直接控制，只能通過酶間接控制。如果高莖變異是環(huán)境引起的變異，遺傳過酶間接控制。如果高莖變異是環(huán)境引起的變異，遺傳物質(zhì)沒有改變則自交后代的植株都是矮莖。如果遺傳物物質(zhì)沒有改變則自交后代的

17、植株都是矮莖。如果遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，則自交后代便會有高莖存在質(zhì)發(fā)生了改變，則自交后代便會有高莖存在。答案答案（1 1）有關(guān)酶的合成來控制代謝，進(jìn)而控制性狀）有關(guān)酶的合成來控制代謝，進(jìn)而控制性狀（2 2）a a. .子代玉米苗有高莖植株，說明生長素類似物引子代玉米苗有高莖植株，說明生長素類似物引起的變異能夠遺傳起的變異能夠遺傳b b. .子代玉米苗全部是矮莖植株，說明生長素類似物引起子代玉米苗全部是矮莖植株，說明生長素類似物引起的變異不能遺傳的變異不能遺傳a a. .子代玉米植株全是矮莖子代玉米植株全是矮莖b b. .適宜濃度的生長素類似物能促進(jìn)細(xì)胞的伸長、生長，適宜濃度的生長素類似物能促進(jìn)細(xì)

18、胞的伸長、生長，但不能改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)（其他正確答案也可但不能改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)（其他正確答案也可）考點(diǎn)二考點(diǎn)二 基因突變基因突變1.1.基因突變的分子機(jī)制基因突變的分子機(jī)制 無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒 DNADNA復(fù)制時(shí)均可發(fā)生基因突變。復(fù)制時(shí)均可發(fā)生基因突變。 基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改 變基因的結(jié)構(gòu)，即由變基因的結(jié)構(gòu)，即由AaAa或或aAaA，而，而A A、a a的本的本 質(zhì)區(qū)別是其基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，即基因質(zhì)區(qū)別是其基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，即基因 中脫氧核苷酸種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生了改變中脫

19、氧核苷酸種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生了改變。2.2.類型類型 （1 1）顯性突變：如顯性突變：如a aA A，該突變一旦發(fā)生即可，該突變一旦發(fā)生即可 表現(xiàn)出相應(yīng)性狀表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。 （2 2）隱性突變：如隱性突變：如A Aa a，突變性狀一旦在生物，突變性狀一旦在生物 個(gè)體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳個(gè)體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。 提醒提醒 3.3.基因突變對性狀的影響基因突變對性狀的影響 （1 1）基因突變改變生物性狀）基因突變改變生物性狀 突變引起密碼子改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的功突變引起密碼子改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的功能改變，從而影響生物的性狀，如鐮刀型細(xì)胞能改變，從而影響生物的性狀，

20、如鐮刀型細(xì)胞貧血癥貧血癥。 （2 2）基因突變不改變生物性狀）基因突變不改變生物性狀 體細(xì)胞中某基因發(fā)生改變，生殖細(xì)胞中不一體細(xì)胞中某基因發(fā)生改變，生殖細(xì)胞中不一定出現(xiàn)該基因定出現(xiàn)該基因。 若該親代若該親代DNADNA上某個(gè)堿基對發(fā)生改變產(chǎn)生的上某個(gè)堿基對發(fā)生改變產(chǎn)生的是一個(gè)隱性基因，并將該隱性基因傳給子代，是一個(gè)隱性基因，并將該隱性基因傳給子代，而子代為雜合子，則隱性性狀不會表現(xiàn)出來。而子代為雜合子，則隱性性狀不會表現(xiàn)出來。 根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸氨基酸。 性狀表現(xiàn)是遺傳基因和環(huán)境因素共同作用的性狀表現(xiàn)是遺傳基因和環(huán)境因素共同作用的

21、結(jié)果，在某些環(huán)境條件下，改變了的基因可能結(jié)果，在某些環(huán)境條件下，改變了的基因可能并不會在性狀上表現(xiàn)出來等并不會在性狀上表現(xiàn)出來等。4.4.基因突變多害少利基因突變多害少利 基因突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)基因突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān) 系，所以一般有害；但有少數(shù)基因突變也可能系，所以一般有害；但有少數(shù)基因突變也可能使生物產(chǎn)生新的性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境，獲得使生物產(chǎn)生新的性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境，獲得新的生存空間新的生存空間。 基因突變的利害性取決于生物生存的基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸地上則為不利變

22、異，而在多風(fēng)的島嶼上則為有地上則為不利變異，而在多風(fēng)的島嶼上則為有利變異利變異。 有些基因突變既無害也無益有些基因突變既無害也無益。 提醒提醒 誤區(qū)警示誤區(qū)警示1. 1. DNADNA復(fù)制只發(fā)生在過程中，復(fù)制只發(fā)生在過程中，、過程不發(fā)生過程不發(fā)生。2. 2.基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNADNA復(fù)制功能的細(xì)復(fù)制功能的細(xì) 胞胞 中（具有分裂能力的細(xì)胞），已高度分化的失去中（具有分裂能力的細(xì)胞），已高度分化的失去 分裂能力的細(xì)胞因其不發(fā)生分裂能力的細(xì)胞因其不發(fā)生DNADNA復(fù)制，故不容易復(fù)制，故不容易 發(fā)生基因突變。所以細(xì)胞發(fā)生基因突變的概率為發(fā)生基因突變。所以細(xì)胞發(fā)生基因突變的

23、概率為： 生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞 體細(xì)胞，分裂旺盛的細(xì)胞體細(xì)胞，分裂旺盛的細(xì)胞 停止分裂的停止分裂的 細(xì)胞細(xì)胞。3.3.誘變育種材料誘變育種材料 只要能進(jìn)行細(xì)胞分裂的材料都符合要求，如萌只要能進(jìn)行細(xì)胞分裂的材料都符合要求，如萌發(fā)的種子、小白鼠等；但不進(jìn)行細(xì)胞分裂的材發(fā)的種子、小白鼠等；但不進(jìn)行細(xì)胞分裂的材料不符合要求，如干種子、動物精子等。原因料不符合要求，如干種子、動物精子等。原因是誘變育種必須發(fā)生基因突變，而基因突變只是誘變育種必須發(fā)生基因突變，而基因突變只能發(fā)生在細(xì)胞分裂能發(fā)生在細(xì)胞分裂的的DNADNA復(fù)制過程中。復(fù)制過程中。4.4.突變頻率很低，但突變的基因數(shù)或個(gè)體數(shù)不一突變頻率很低，但突變

24、的基因數(shù)或個(gè)體數(shù)不一定少。定少。5.5.基因突變一定是可遺傳變異，因?yàn)檫z傳物質(zhì)改基因突變一定是可遺傳變異，因?yàn)檫z傳物質(zhì)改變了；但基因突變產(chǎn)生的新基因新性狀不一定變了；但基因突變產(chǎn)生的新基因新性狀不一定傳遞給后代，若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不會傳傳遞給后代，若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不會傳遞給子代，遞給子代，而而發(fā)生在配子中可以發(fā)生在配子中可以。對位訓(xùn)練對位訓(xùn)練2.2.（20082008廣東理基，廣東理基，4747）有關(guān)基因突變的敘有關(guān)基因突變的敘 述，正確的是述，正確的是 ( )( ) A. A.不同基因突變的頻率是相同的不同基因突變的頻率是相同的 B.B.基因突變的方向是由環(huán)境決定的基因突變的方向是

25、由環(huán)境決定的 C.C.一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變 D.D.細(xì)胞分裂的中期發(fā)生基因突變細(xì)胞分裂的中期發(fā)生基因突變 解析解析 基因突變是遺傳物質(zhì)的內(nèi)在變化，具有基因突變是遺傳物質(zhì)的內(nèi)在變化，具有 不確定性和多方向性，一般發(fā)生在不確定性和多方向性，一般發(fā)生在DNADNA復(fù)制復(fù)制時(shí)時(shí)。C3.3.關(guān)于基因突變的說法中，不正確的是關(guān)于基因突變的說法中，不正確的是 ( )( ) 基因突變是廣泛存在的，并且對生物自身大基因突變是廣泛存在的，并且對生物自身大 多是有害的多是有害的 基因突變一定能夠改變生物的表現(xiàn)型基因突變一定能夠改變生物的表現(xiàn)型 人工誘變所引起的基因突變或染色體的變異人

26、工誘變所引起的基因突變或染色體的變異 都是有利的都是有利的 由環(huán)境引起的變異是不能夠遺傳的由環(huán)境引起的變異是不能夠遺傳的 基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序 的改變就是基因突變的改變就是基因突變 紫外線照射使人患皮膚癌和人由于曬太陽而紫外線照射使人患皮膚癌和人由于曬太陽而 使皮膚變黑都屬于可遺傳變異使皮膚變黑都屬于可遺傳變異 A A. . B B. . C C. . D D. .C考點(diǎn)三考點(diǎn)三 基因重組的理解基因重組的理解重組重組類型類型同源染色體同源染色體上非等位基上非等位基因的重組因的重組非同源染色體上非同源染色體上非等位基因的重非等位基因的重組組

27、人為導(dǎo)致基因人為導(dǎo)致基因重組（重組（DNADNA重重組）組）發(fā)生發(fā)生時(shí)間時(shí)間減數(shù)第一次減數(shù)第一次分裂四分體分裂四分體時(shí)期時(shí)期 減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂后期后期體外與運(yùn)載體體外與運(yùn)載體重組，導(dǎo)入細(xì)重組，導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)基因重組基因重組發(fā)生發(fā)生機(jī)制機(jī)制同源染色體同源染色體非姐妹染色非姐妹染色單體之間交單體之間交叉互換導(dǎo)致叉互換導(dǎo)致染色單體上染色單體上的基因重新的基因重新組合組合同源染色體分開，同源染色體分開，等位基因分離，等位基因分離，非同源染色體自非同源染色體自由組合，導(dǎo)致非由組合，導(dǎo)致非同源染色體上非同源染色體上非等位基因間的重等位基因間的重組組目的基因經(jīng)過目的基因經(jīng)過運(yùn)載體

28、導(dǎo)入受運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基受體細(xì)胞中基因重組因重組圖像圖像示意示意識圖析圖識圖析圖由圖獲得的信息由圖獲得的信息：（1 1）圖中無同源染色體、著絲點(diǎn)斷）圖中無同源染色體、著絲點(diǎn)斷裂、均等分裂，應(yīng)為次級精母細(xì)胞裂、均等分裂，應(yīng)為次級精母細(xì)胞或第一極體，不可能為次級卵母細(xì)胞或第一極體，不可能為次級卵母細(xì)胞。（2 2）造成）造成B B、b b不同的原因有基因突變不同的原因有基因突變（間期）或交叉互換（前期）。若為體細(xì)胞有間期）或交叉互換（前期）。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）則只能是基因突變造成的；若題目中問造成是

29、基因突變造成的；若題目中問造成B B、b b不同不同的根本原因，應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來的根本原因，應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來源源基因突變；若題目中有分裂時(shí)基因突變；若題目中有分裂時(shí)期提示，如減期提示，如減前期造成的則考慮交叉互換，間前期造成的則考慮交叉互換，間期造成的則考慮基因突變期造成的則考慮基因突變。對位訓(xùn)練對位訓(xùn)練4.4.下列有關(guān)基因重組的說法，不正確的是下列有關(guān)基因重組的說法，不正確的是( )( ) A. A.基因重組是生物變異的根本來源基因重組是生物變異的根本來源 B.B.基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型 C.C.基因重組發(fā)生在有性生殖的過程中基因重組發(fā)生

30、在有性生殖的過程中 D.D.非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組A5.5.右圖為高等動物的細(xì)胞分裂示意圖。圖中不可右圖為高等動物的細(xì)胞分裂示意圖。圖中不可能反映的是能反映的是 ( )( ) A A. .發(fā)生了基因突變發(fā)生了基因突變 B.B.發(fā)生了染色單體互換發(fā)生了染色單體互換 C.C.該細(xì)胞為次級卵母細(xì)胞該細(xì)胞為次級卵母細(xì)胞 D.D.該細(xì)胞為次級精母細(xì)胞該細(xì)胞為次級精母細(xì)胞 解析解析 題中所給圖因無同源染色體，為減數(shù)第題中所給圖因無同源染色體，為減數(shù)第 二次分裂的后期圖，又因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)均等分裂二次分裂的后期圖，又因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)均等分裂， 故此細(xì)胞為次級精母細(xì)胞

31、或第一極體。姐妹染故此細(xì)胞為次級精母細(xì)胞或第一極體。姐妹染 色單體形成的兩條染色體上的基因若不相同色單體形成的兩條染色體上的基因若不相同， 只有兩條途徑，一是基因突變，二是染色體的只有兩條途徑，一是基因突變，二是染色體的 交叉互換交叉互換。C考點(diǎn)四考點(diǎn)四 基因工程的操作工具和步驟基因工程的操作工具和步驟1.1.基因工程操作工具基因工程操作工具（1 1）基因的）基因的“剪刀剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶（簡限制性核酸內(nèi)切酶（簡 稱限制酶）稱限制酶） 分布：主要在微生物體內(nèi)。分布：主要在微生物體內(nèi)。 特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸 序列，并在特定序列，并在

32、特定 的切點(diǎn)上切割的切點(diǎn)上切割DNADNA分子。分子。 實(shí)例：實(shí)例：EcoEcoR R I I 限制酶能專一識別限制酶能專一識別GAATTCGAATTC序序 列，并在列，并在G G和和A A之間將這段序列切開。之間將這段序列切開。切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNADNA片段。片段。作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNADNA切斷，對自己的切斷，對自己的DNADNA無損害。無損害。(2)(2)基因的基因的“針線針線”DNADNA連接酶連接酶催化對象：兩個(gè)具有相同黏性末端的催化對象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA

33、DNA片段。片段。催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。催化結(jié)果：形成重組催化結(jié)果：形成重組DNADNA。(3)(3)常用的運(yùn)載體常用的運(yùn)載體質(zhì)粒質(zhì)粒本質(zhì)：小型環(huán)狀本質(zhì)：小型環(huán)狀DNADNA分子。分子。作用作用a.a.作為運(yùn)載工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去；作為運(yùn)載工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去；b.b.用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。條件條件a.a.能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；b.b.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；c.c.有標(biāo)記基因。有標(biāo)記基因。2.2.基因工程

34、操作步驟圖解基因工程操作步驟圖解提醒提醒 （1 1）微生物常做受體細(xì)胞的原因是因其繁）微生物常做受體細(xì)胞的原因是因其繁殖速度快、代謝旺盛、目的產(chǎn)物多。殖速度快、代謝旺盛、目的產(chǎn)物多。（2 2）目的基因表達(dá)的標(biāo)志：通過轉(zhuǎn)錄翻譯合成出）目的基因表達(dá)的標(biāo)志：通過轉(zhuǎn)錄翻譯合成出相應(yīng)的蛋白質(zhì)。相應(yīng)的蛋白質(zhì)。對應(yīng)訓(xùn)練對應(yīng)訓(xùn)練6.6.基因工程是在現(xiàn)代生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)上基因工程是在現(xiàn)代生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)上 建立和發(fā)展起來的，并有賴于微生物學(xué)理論和技建立和發(fā)展起來的，并有賴于微生物學(xué)理論和技 術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在基因工程在動植物育種上有廣泛術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在基因工程在動植物育種上有廣泛 而重要的應(yīng)用?；蚬?/p>

35、程基本操作流程如下圖，而重要的應(yīng)用?；蚬こ袒静僮髁鞒倘缦聢D， 請據(jù)圖分析回答：請據(jù)圖分析回答：（1 1）圖中）圖中A A是是 ，最常用的是，最常用的是 ；在基因；在基因工程中，需要在工程中，需要在 酶的作用下才能完成剪接酶的作用下才能完成剪接過程。過程。（2 2）在上述基因工程的操作過程中，可以遵循堿基）在上述基因工程的操作過程中，可以遵循堿基互補(bǔ)配對原則的步驟有互補(bǔ)配對原則的步驟有 （用圖解中序號（用圖解中序號表示）。表示）。（3 3）不同種生物之間的基因移植成功，從分子水平）不同種生物之間的基因移植成功，從分子水平分析，進(jìn)行基因工程的主要理論依據(jù)是分析，進(jìn)行基因工程的主要理論依據(jù)是 ，

36、也說明了生物共用一套，也說明了生物共用一套 。（4 4）研究中發(fā)現(xiàn)，番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對害蟲）研究中發(fā)現(xiàn)，番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導(dǎo)致害蟲無法消化食物而被的消化酶有抑制作用，導(dǎo)致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)霘⑺?，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi)，玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉玉米體內(nèi)，玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉米這種變異的來源是米這種變異的來源是 。（5 5）科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，）科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法將該基因?qū)虢鸩杌ㄈ~片細(xì)胞并用基因工程的方法將該

37、基因?qū)虢鸩杌ㄈ~片細(xì)胞的染色體的染色體DNADNA上，經(jīng)培養(yǎng)長成的植株具備了抗病性，上，經(jīng)培養(yǎng)長成的植株具備了抗病性，這說明這說明 。如果把該基因?qū)肴~綠。如果把該基因?qū)肴~綠體體DNADNA中，將來產(chǎn)生的配子中中，將來產(chǎn)生的配子中 （填（填“一定一定”或或“不一定不一定”）含有抗病基因。）含有抗病基因。解析解析 （1 1）基因工程中需要的酶有：限制性核酸內(nèi)）基因工程中需要的酶有：限制性核酸內(nèi)切酶和切酶和DNADNA連接酶，很容易漏掉一種酶。連接酶，很容易漏掉一種酶。（2 2）解題的關(guān)鍵點(diǎn)是）解題的關(guān)鍵點(diǎn)是“可以可以”遵循堿基互補(bǔ)配對的遵循堿基互補(bǔ)配對的步驟。獲取目的基因的方法主要有直接分離法

38、和人步驟。獲取目的基因的方法主要有直接分離法和人工合成法，人工合成法包括工合成法，人工合成法包括mRNAmRNA逆轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)氨基酸序列推測法，人工合成目的基因涉及堿基互氨基酸序列推測法，人工合成目的基因涉及堿基互補(bǔ)配對。另外，過程補(bǔ)配對。另外，過程拼接和過程拼接和過程目的基因擴(kuò)增目的基因擴(kuò)增和篩選也涉及堿基互補(bǔ)配對。和篩選也涉及堿基互補(bǔ)配對。（3 3）審題有兩個(gè)方面：）審題有兩個(gè)方面：基因移植成功，基因移植成功，分子水分子水平分析。分子水平就是要求考慮平分析。分子水平就是要求考慮DNADNA結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)都是雙都是雙鏈結(jié)構(gòu)，堿基都是按照相同的互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配鏈結(jié)構(gòu)，堿基都是按照相同

39、的互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配對。外源基因能夠在不同生物體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，說明基對。外源基因能夠在不同生物體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，說明基因表達(dá)的過程中共用一套遺傳密碼子進(jìn)行翻譯，也說因表達(dá)的過程中共用一套遺傳密碼子進(jìn)行翻譯，也說明基因表達(dá)都遵循中心法則。（明基因表達(dá)都遵循中心法則。（5 5）植株具備了抗?。┲仓昃邆淞丝共⌒哉f明已經(jīng)產(chǎn)生了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，從而獲得新的性性說明已經(jīng)產(chǎn)生了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，從而獲得新的性狀，即基因已經(jīng)表達(dá)。葉綠體中的狀，即基因已經(jīng)表達(dá)。葉綠體中的DNADNA遺傳不遵循孟遺傳不遵循孟德爾定律，無法確定是否將目的基因傳遞給配子。德爾定律，無法確定是否將目的基因傳遞給配子。答案答案 （1 1）運(yùn)載體）運(yùn)

40、載體 質(zhì)粒質(zhì)粒 限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和DNADNA連接（連接（2 2） （3 3）不同生物的）不同生物的DNADNA結(jié)構(gòu)基結(jié)構(gòu)基因形式相同密碼子因形式相同密碼子 （4 4）基因重組）基因重組 （5 5）目的基因）目的基因（抗枯萎病的基因）已表達(dá)（抗枯萎病的基因）已表達(dá) 不一定不一定思維方法思維方法探究探究思維誤區(qū)警示思維誤區(qū)警示易錯(cuò)分析易錯(cuò)分析 1.1.對基因突變中堿基對的增添、缺失和替換對基因突變中堿基對的增添、缺失和替換與氨基酸、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系模糊不清與氨基酸、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系模糊不清堿基對堿基對影響范影響范圍圍對氨基酸的影響對氨基酸的影響減少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的減少對蛋

41、白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的變化變化替換替換小小只改變只改變1 1個(gè)氨基個(gè)氨基酸或不改變酸或不改變增添增添大大插入位置前不插入位置前不影響，影響插影響，影響插入后的序列入后的序列若開始增添若開始增添1 1個(gè)堿基對，可個(gè)堿基對，可再增添再增添2 2個(gè)、個(gè)、5 5個(gè)即個(gè)即3 3n n+2+2或或減少減少1 1個(gè)、個(gè)、4 4個(gè)即個(gè)即3 3n n+1(n0+1(n0，且為整數(shù)且為整數(shù)) )缺失缺失大大缺失位置前不缺失位置前不影響，影響缺影響，影響缺失后的序列失后的序列若開始缺失若開始缺失1 1個(gè)堿基對，可個(gè)堿基對，可再減少再減少2 2個(gè)、個(gè)、5 5個(gè)即個(gè)即3 3n n+2+2或或增添增添1 1個(gè)、個(gè)、4 4個(gè)即個(gè)即

42、3 3n n+1(n0+1(n0，且為整數(shù)且為整數(shù)) ) 提醒提醒 增添或缺失的的位置不同，影響結(jié)果也不增添或缺失的的位置不同，影響結(jié)果也不一樣：最前端一樣：最前端氨基酸序列全部改變或不能表氨基酸序列全部改變或不能表達(dá)（形成終止密碼子）；在中間某個(gè)位置會造成達(dá)（形成終止密碼子）；在中間某個(gè)位置會造成肽鏈提前中斷（形成終止密碼子）或插入點(diǎn)后氨肽鏈提前中斷（形成終止密碼子）或插入點(diǎn)后氨基酸序列改變；在該序列最后則不影響表達(dá)或使基酸序列改變；在該序列最后則不影響表達(dá)或使肽鏈延長肽鏈延長。 2.2.對人工誘變的特點(diǎn)產(chǎn)生誤解對人工誘變的特點(diǎn)產(chǎn)生誤解 （1 1）人工誘變與自然突變相比較，提高了突）人工誘變

43、與自然突變相比較，提高了突變頻率，但仍具低頻性特點(diǎn)變頻率，但仍具低頻性特點(diǎn)即未突變的比突即未突變的比突變的多變的多。 （2 2）人工誘變?nèi)匀痪哂胁欢ㄏ蛐?，并不是誘）人工誘變?nèi)匀痪哂胁欢ㄏ蛐?，并不是誘變的性狀一定有利變的性狀一定有利。 （3 3）人工誘變?nèi)匀痪哂卸嗪ι倮?，即突變）人工誘變?nèi)匀痪哂卸嗪ι倮裕赐蛔儌€(gè)體增多的同時(shí)，有利有害的都增多但仍然是有個(gè)體增多的同時(shí)，有利有害的都增多但仍然是有 害的多害的多。1.1.原核生物中某一基因編碼氨基酸的區(qū)域起始端插入了一原核生物中某一基因編碼氨基酸的區(qū)域起始端插入了一 個(gè)堿基對。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況有個(gè)堿基對。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)

44、生下列哪種情況有 可能對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小可能對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小 （ ） A A. .置換單個(gè)堿基對置換單個(gè)堿基對 B B. .增加增加4 4個(gè)堿基對個(gè)堿基對 C C. .缺失缺失3 3個(gè)堿基對個(gè)堿基對 D D. .缺失缺失4 4個(gè)堿基對個(gè)堿基對 解析解析 基因中三個(gè)相鄰的堿基對決定基因中三個(gè)相鄰的堿基對決定mRNAmRNA中三個(gè)相中三個(gè)相 鄰的堿基，鄰的堿基，mRNAmRNA中三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸中三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸。 若基因中堿基對增加了一個(gè)，必然會引起其編碼的蛋白若基因中堿基對增加了一個(gè)，必然會引起其編碼的蛋白 質(zhì)分子中氨基酸序列的改變，但如果在插入位

45、點(diǎn)的附近質(zhì)分子中氨基酸序列的改變，但如果在插入位點(diǎn)的附近 再缺失再缺失4 4個(gè)堿基對，那么只會影響其編碼的蛋白質(zhì)分子個(gè)堿基對，那么只會影響其編碼的蛋白質(zhì)分子 中最初的幾個(gè)氨基酸，而不會影響后面的氨基酸序列中最初的幾個(gè)氨基酸，而不會影響后面的氨基酸序列， 這樣可以減小對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響這樣可以減小對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。D糾正訓(xùn)練糾正訓(xùn)練2.2.在一段能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列中，如果在一段能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列中，如果 其中部缺失其中部缺失1 1個(gè)核苷酸對，不可能的后果是（個(gè)核苷酸對，不可能的后果是（ ) ) A.A.沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物 B.B.翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止翻譯為

46、蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止 C.C.所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸 D.D.翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序 列發(fā)生變化列發(fā)生變化 解析解析 基因中能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列基因中能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列 若在其中部缺失若在其中部缺失1 1個(gè)核苷酸對，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后，在信個(gè)核苷酸對，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后，在信 使使RNARNA上可能提前形成終止密碼子，使翻譯過程上可能提前形成終止密碼子，使翻譯過程 在基因缺失位置終止，使控制合成的蛋白質(zhì)減在基因缺失位置終止，使控制合成的蛋白質(zhì)減 少多個(gè)氨基酸。或者因基因中部缺失少多個(gè)氨基酸。或者因基

47、因中部缺失1 1個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸 對，使信使對，使信使RNARNA上從缺失部位開始向后的密碼子上從缺失部位開始向后的密碼子 都發(fā)生改變，從而使合成的蛋白質(zhì)中，在缺失都發(fā)生改變，從而使合成的蛋白質(zhì)中，在缺失 部位以后的氨基酸序列都發(fā)生變化。部位以后的氨基酸序列都發(fā)生變化。A互動探究互動探究 （1 1）若上題不是強(qiáng)調(diào)）若上題不是強(qiáng)調(diào)“中部中部”特定位置，特定位置，只是交待只是交待“1“1個(gè)基因中缺失了個(gè)基因中缺失了1 1個(gè)核苷酸對個(gè)核苷酸對”，則，則A A能發(fā)能發(fā)生嗎？生嗎？（2 2）若上題其它條件不變，只是將）若上題其它條件不變，只是將“1“1個(gè)核苷酸對個(gè)核苷酸對”換換成成“3“3個(gè)核苷酸對個(gè)核

48、苷酸對”（減少的堿基對是連續(xù)的，且與終（減少的堿基對是連續(xù)的，且與終止密碼子無關(guān)），會對蛋白質(zhì)長度和氨基酸序列有何影止密碼子無關(guān)），會對蛋白質(zhì)長度和氨基酸序列有何影響？響？ （1 1）若發(fā)生在起始密碼子相對應(yīng)的核苷酸序列，）若發(fā)生在起始密碼子相對應(yīng)的核苷酸序列，則可能沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物，即則可能沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物，即A A能發(fā)生。能發(fā)生。（2 2）蛋白質(zhì)長度少一個(gè)氨基酸，其它氨基酸序列不變）蛋白質(zhì)長度少一個(gè)氨基酸，其它氨基酸序列不變或改變?；蚋淖儭Ｌ崾咎崾?.3. 淀粉酶可以通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)。為了提高酶的淀粉酶可以通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)。為了提高酶的 產(chǎn)量，請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用誘變育種方法產(chǎn)量，請你設(shè)

49、計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用誘變育種方法， 獲得產(chǎn)生淀粉酶較多的菌株獲得產(chǎn)生淀粉酶較多的菌株。 ( (提示提示: :生產(chǎn)菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上，隨生產(chǎn)菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上，隨 著生長可釋放淀粉酶分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌著生長可釋放淀粉酶分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌 落周圍形成透明圈落周圍形成透明圈) ) 步驟步驟： 第一步：將培養(yǎng)好的菌株分為兩組，一組用一第一步：將培養(yǎng)好的菌株分為兩組，一組用一 定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照。 第二步：制備含淀粉的固體培養(yǎng)基第二步：制備含淀粉的固體培養(yǎng)基。 第三步：把誘變組的大量菌株接種于多個(gè)含淀第三步：把誘變組的

50、大量菌株接種于多個(gè)含淀 粉的固體培養(yǎng)基上，同時(shí)接種對照組，相同條粉的固體培養(yǎng)基上，同時(shí)接種對照組，相同條 件下培養(yǎng)件下培養(yǎng)。 第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大 小小 ， 選出透明圈變大的菌株選出透明圈變大的菌株。根據(jù)誘發(fā)突變率低和誘發(fā)突變不定向性的特點(diǎn)預(yù)根據(jù)誘發(fā)突變率低和誘發(fā)突變不定向性的特點(diǎn)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答案答案 由于誘發(fā)突變率低，誘變組中絕大多數(shù)由于誘發(fā)突變率低，誘變組中絕大多數(shù)菌落周圍的透明圈大小與對照組相同菌落周圍的透明圈大小與對照組相同；由于誘發(fā)突變的不定向性，誘變組中極少數(shù)菌由于誘發(fā)突變的不定向性，誘變組中極少數(shù)菌落周圍的透明圈

51、與對照組相比變大或變小落周圍的透明圈與對照組相比變大或變小。知識綜合應(yīng)用知識綜合應(yīng)用重重點(diǎn)提示點(diǎn)提示 通過通過“基因突變在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用基因突變在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用”的考查的考查，提升提升“綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中有關(guān)生物學(xué)問題綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中有關(guān)生物學(xué)問題”的的能力能力。 典例分析典例分析 控制人的血紅蛋白基因分別位于人的控制人的血紅蛋白基因分別位于人的1111號、號、1616號號 染色體上，在不同的發(fā)育時(shí)期至少有染色體上，在不同的發(fā)育時(shí)期至少有、 、和和基因?yàn)橹幋a。人的血紅蛋白由四基因?yàn)橹幋a。人的血紅蛋白由四 條肽鏈組成，在人的不同發(fā)育時(shí)期，血紅蛋白

52、分條肽鏈組成，在人的不同發(fā)育時(shí)期，血紅蛋白分 子的組成是不相同的。例如人的胚胎血紅蛋白由子的組成是不相同的。例如人的胚胎血紅蛋白由 兩個(gè)兩個(gè)肽鏈（用肽鏈（用2 2表示）和兩個(gè)表示）和兩個(gè)肽鏈（用肽鏈（用2 2表表 示）組成示）組成。下圖為基因控制蛋白質(zhì)合成的示意圖下圖為基因控制蛋白質(zhì)合成的示意圖。（1 1）合成）合成 2 2的直接模板是的直接模板是 ，場所是場所是 。（2 2）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子遺傳病，其病因）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子遺傳病，其病因是是基因發(fā)生了突變。假設(shè)某人的一個(gè)基因發(fā)生了突變。假設(shè)某人的一個(gè)基因發(fā)生基因發(fā)生突變突變, ,不一定導(dǎo)致不一定導(dǎo)致肽鏈改變，肽鏈改變，基因

53、發(fā)生突變，往基因發(fā)生突變，往往導(dǎo)致往導(dǎo)致肽鏈改變。根據(jù)上圖分析說明理由肽鏈改變。根據(jù)上圖分析說明理由。 。（3 3）根據(jù)上圖基因控制血紅蛋白的合成過程，你對）根據(jù)上圖基因控制血紅蛋白的合成過程，你對人類染色體上基因種類的分布、數(shù)量及基因表達(dá)的人類染色體上基因種類的分布、數(shù)量及基因表達(dá)的順序，有何啟示？（至少說兩條順序，有何啟示？（至少說兩條） 。（4 4）分子病理學(xué)研究證實(shí)，人類鐮刀型細(xì)胞貧血）分子病理學(xué)研究證實(shí)，人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥很多原因是由于癥很多原因是由于基因發(fā)生突變引起的。若已基因發(fā)生突變引起的。若已知正常血紅蛋白知正常血紅蛋白鏈的氨基酸序列，能否推知正鏈的氨基酸序列，能否推知正常常

54、基因的堿基序列？基因的堿基序列？ 。為什么為什么？ 。（5 5）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本治療途徑是基因治）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本治療途徑是基因治療，是將編碼療，是將編碼鏈的鏈的基因，通過質(zhì)?；虿《镜然?，通過質(zhì)?；虿《镜葘?dǎo)入患者的造血干細(xì)胞，導(dǎo)入導(dǎo)入患者的造血干細(xì)胞，導(dǎo)入基因的造血干細(xì)基因的造血干細(xì)胞能否胞能否 ，這是治療成功與這是治療成功與否的關(guān)鍵否的關(guān)鍵。解析解析 （1 1）由題干可以知道）由題干可以知道2 2代表肽鏈，肽鏈合成代表肽鏈，肽鏈合成的直接模板是的直接模板是mRNAmRNA，合成場所為核糖體。（，合成場所為核糖體。（2 2）由）由圖可以知道，圖可以知道，基因有兩個(gè)，而基因有兩個(gè)，

55、而基因只有一個(gè)基因只有一個(gè)，相對來說一個(gè)相對來說一個(gè)基因發(fā)生突變的影響要小，因?yàn)榱砘虬l(fā)生突變的影響要小，因?yàn)榱硪粋€(gè)一個(gè)基因能合成正常的肽鏈。（基因能合成正常的肽鏈。（3 3）注意題目的要）注意題目的要求是從染色體上基因種類的分布、數(shù)量及基因表達(dá)求是從染色體上基因種類的分布、數(shù)量及基因表達(dá)的順序三個(gè)方面進(jìn)行分析。譬如從基因數(shù)量來看的順序三個(gè)方面進(jìn)行分析。譬如從基因數(shù)量來看，控制控制2 2肽鏈合成的基因有兩個(gè)。肽鏈合成的基因有兩個(gè)。答案答案 （1 1）mRNAmRNA 核糖體核糖體 （2 2）因?yàn)椋┮驗(yàn)榛蛴袃蓚€(gè)，基因有兩個(gè)，如果一個(gè)如果一個(gè)基因發(fā)生突變，則另一個(gè)基因發(fā)生突變，則另一個(gè)基因可以表

56、基因可以表達(dá)出原有的達(dá)出原有的肽鏈。肽鏈?；蛑挥幸粋€(gè)，如果基因只有一個(gè)，如果基因基因發(fā)生突變，則往往不能表達(dá)出原有的發(fā)生突變，則往往不能表達(dá)出原有的肽鏈肽鏈 （3 3）控制蛋白質(zhì)合成的基因的表達(dá)有時(shí)間的順序；）控制蛋白質(zhì)合成的基因的表達(dá)有時(shí)間的順序；控制同一條多肽鏈的基因可能有多個(gè)；控制同一控制同一條多肽鏈的基因可能有多個(gè)；控制同一功能的不同基因可能集中分布功能的不同基因可能集中分布 （4 4）不能）不能 有些氨基酸有些氨基酸的密碼子不止一個(gè)的密碼子不止一個(gè) （5 5）使）使基因得基因得以表達(dá)以表達(dá)技巧點(diǎn)撥技巧點(diǎn)撥 新材料、新情景的題目新材料、新情景的題目,無論起點(diǎn)有多高無論起點(diǎn)有多高,落點(diǎn)

57、一定在教材的基礎(chǔ)知識中。提供新材料的試題落點(diǎn)一定在教材的基礎(chǔ)知識中。提供新材料的試題的解題步驟一般是：第一，認(rèn)真、快速讀題，提取的解題步驟一般是：第一，認(rèn)真、快速讀題，提取關(guān)鍵信息，弄清設(shè)問意圖。關(guān)于設(shè)問的類型，一般關(guān)鍵信息，弄清設(shè)問意圖。關(guān)于設(shè)問的類型，一般有以下幾個(gè)方面：概括式：概括文字材料、示意有以下幾個(gè)方面：概括式：概括文字材料、示意圖、曲線圖、表格等所反映的生物學(xué)要點(diǎn)；探究圖、曲線圖、表格等所反映的生物學(xué)要點(diǎn)；探究式：利用所提供材料，結(jié)合教材的知識背景，對某式：利用所提供材料，結(jié)合教材的知識背景，對某個(gè)問題作出合理的解釋、結(jié)論；邏輯式：根據(jù)文個(gè)問題作出合理的解釋、結(jié)論；邏輯式：根據(jù)文

58、章內(nèi)容作出邏輯推理；建議式：根據(jù)材料內(nèi)容和章內(nèi)容作出邏輯推理；建議式：根據(jù)材料內(nèi)容和相關(guān)知識背景，提出解決問題的方法、思路，或作相關(guān)知識背景，提出解決問題的方法、思路，或作出合理的建議、假設(shè)。第二，聯(lián)想文章所涉及的教出合理的建議、假設(shè)。第二，聯(lián)想文章所涉及的教材中的知識背景。第三，針對設(shè)問聯(lián)系相關(guān)知識，材中的知識背景。第三，針對設(shè)問聯(lián)系相關(guān)知識，尋找內(nèi)在聯(lián)系，初步思考作答要點(diǎn)。第四，根據(jù)答尋找內(nèi)在聯(lián)系，初步思考作答要點(diǎn)。第四，根據(jù)答題要點(diǎn)，組織文字，編寫答案題要點(diǎn)，組織文字，編寫答案。隨堂過關(guān)檢測隨堂過關(guān)檢測題組一：基因重組的理解及應(yīng)用題組一：基因重組的理解及應(yīng)用1.1.下列細(xì)胞在其生命活動過

59、下列細(xì)胞在其生命活動過 程中既有可能發(fā)生基因程中既有可能發(fā)生基因重組現(xiàn)象，又有可能發(fā)生基因突變現(xiàn)象的是重組現(xiàn)象，又有可能發(fā)生基因突變現(xiàn)象的是 （ ）A.A.心肌細(xì)胞心肌細(xì)胞 B.B.成熟的紅細(xì)胞成熟的紅細(xì)胞C.C.根毛細(xì)胞根毛細(xì)胞 D.D.精原細(xì)胞精原細(xì)胞 D2.2.依據(jù)基因重組概念的發(fā)展，判斷下列圖示過程依據(jù)基因重組概念的發(fā)展，判斷下列圖示過程中沒有發(fā)生基因重組的是中沒有發(fā)生基因重組的是 （ ）A3.3.以下關(guān)于生物變異的敘述，正確的是以下關(guān)于生物變異的敘述，正確的是 （ ） A.A.基因突變都會遺傳給后代基因突變都會遺傳給后代 B.B.基因堿基序列發(fā)生改變，不一定導(dǎo)致性狀改變基因堿基序列發(fā)

60、生改變，不一定導(dǎo)致性狀改變 C.C.染色體變異產(chǎn)生的后代都是不育的染色體變異產(chǎn)生的后代都是不育的 D.D.基因重組只發(fā)生在生殖細(xì)胞形成過程中基因重組只發(fā)生在生殖細(xì)胞形成過程中B題組二：基因突變的特點(diǎn)及應(yīng)用題組二：基因突變的特點(diǎn)及應(yīng)用4.4.（20082008上海卷，上海卷，2828）下列大腸桿菌某基因的下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是（不考慮終止密碼子）基酸序列影響最大的是（不考慮終止密碼子） ( )( ) ATG GGC CTG ATG GGC CTG CTGCTG A A GAG TTC TAA GAG

61、 TTC TAA 1 4 7 10 13 100 103 106 1 4 7 10 13 100 103 106 A. A.第第6 6位的位的C C被替換為被替換為T T B. B.第第9 9位與第位與第1010位之間插入位之間插入1 1個(gè)個(gè)T T C. C.第第100100、101101、102102位被替換為位被替換為TTTTTT D. D.第第103103至至105105位被替換為位被替換為1 1個(gè)個(gè)T TB5.5.下圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，右圖下圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，右圖是一個(gè)家族中該病的遺傳系譜圖（控制基因?yàn)槭且粋€(gè)家族中該病的遺傳系譜圖（控制基因?yàn)锽 B與與b

62、b），請據(jù)圖回答（已知谷氨酸的密碼子是），請據(jù)圖回答（已知谷氨酸的密碼子是GAAGAA，GAGGAG）：）：（1 1）圖中表示的遺傳信息流動過程分別是：）圖中表示的遺傳信息流動過程分別是： ； 。（2 2） 鏈堿基組成為鏈堿基組成為 ，鏈堿基組成為鏈堿基組成為 。（3 3）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的致病基因位于）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的致病基因位于 染染色體上，屬于色體上，屬于 性遺傳病性遺傳病。（4 4）6 6基因型是基因型是 ，6 6和和7 7婚配后生一患病婚配后生一患病男孩的概率是男孩的概率是 ，要保證，要保證9 9婚配后子代不患此婚配后子代不患此病，從理論上說其配偶的基因型必須為病，從理論上說其配偶

63、的基因型必須為 。（5 5）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由 產(chǎn)生的一種遺產(chǎn)生的一種遺傳病，從變異的種類來看，這種變異屬于傳病，從變異的種類來看，這種變異屬于 。該該病十分罕見，嚴(yán)重缺氧時(shí)會導(dǎo)致個(gè)體死亡，這表明基病十分罕見，嚴(yán)重缺氧時(shí)會導(dǎo)致個(gè)體死亡，這表明基因突變的特點(diǎn)是因突變的特點(diǎn)是 和和 。解析解析 發(fā)生此病的根本原因在于遺傳物質(zhì)發(fā)生此病的根本原因在于遺傳物質(zhì)DNADNA復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí)發(fā)生了基因突變，由原來的發(fā)生了基因突變，由原來的CTTCTT突變?yōu)橥蛔優(yōu)镃ATCAT，從而，從而使轉(zhuǎn)錄成的信使使轉(zhuǎn)錄成的信使RNARNA上的堿基也相應(yīng)地由上的堿基也相應(yīng)地由GAAGAA變成變成GUAG

64、UA。因在翻譯過程中，。因在翻譯過程中，GAAGAA、GUAGUA分別是谷氨分別是谷氨酸、纈氨酸的密碼子，所以合成的血紅蛋白中的谷酸、纈氨酸的密碼子，所以合成的血紅蛋白中的谷氨酸就被纈氨酸所代替，異常的血紅蛋白使紅細(xì)胞氨酸就被纈氨酸所代替，異常的血紅蛋白使紅細(xì)胞變形，由正常的雙面凹的圓餅狀變?yōu)殓牭缎?，使紅變形，由正常的雙面凹的圓餅狀變?yōu)殓牭缎?，使紅細(xì)胞運(yùn)輸氧的能力大大降低。該病十分少見，說明細(xì)胞運(yùn)輸氧的能力大大降低。該病十分少見，說明基因突變在自然界突變率很低，也說明基因突變往基因突變在自然界突變率很低，也說明基因突變往往對生物是有害的往對生物是有害的。答案答案 （1 1）復(fù)制）復(fù)制 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄

65、（2 2）CAT GUACAT GUA（3 3）常隱）常隱（4 4）Bb 1/8 BBBb 1/8 BB（5 5）基因突變基因突變 可遺傳變異可遺傳變異 低頻性低頻性 多害少利性多害少利性一、選擇題一、選擇題1.1.下列細(xì)胞或生物中可以發(fā)生基因突變的是下列細(xì)胞或生物中可以發(fā)生基因突變的是 ( )( ) 洋蔥根尖生長點(diǎn)細(xì)胞洋蔥根尖生長點(diǎn)細(xì)胞 洋蔥表皮細(xì)胞洋蔥表皮細(xì)胞 硝化硝化細(xì)菌細(xì)菌 T T2 2噬菌體噬菌體 人的神經(jīng)細(xì)胞人的神經(jīng)細(xì)胞 人的骨髓細(xì)人的骨髓細(xì)胞胞 藍(lán)藻藍(lán)藻 人的精原細(xì)胞人的精原細(xì)胞 A.A. B. B. C. C. D. D.B定時(shí)檢測定時(shí)檢測2.2.（20082008寧夏卷，寧夏

66、卷，5 5）以下有關(guān)基因重組的敘以下有關(guān)基因重組的敘 述，錯(cuò)誤的是述，錯(cuò)誤的是 ( )( ) A. A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組 B.B.非姐妹染色單體的交換可引起基因重組非姐妹染色單體的交換可引起基因重組 C.C.純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離 D.D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān) 解析解析 基因重組是指非等位基因間的重新組基因重組是指非等位基因間的重新組 合，能產(chǎn)生大量的變異類型，但只產(chǎn)生新的基合，能產(chǎn)生大量的變異類型，但只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因?；蛑亟M的細(xì)胞學(xué)基因型，不產(chǎn)生新的基因?；蛑亟M的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是性原細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂，同源染色體礎(chǔ)是性原細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂，同源染色體彼此分離的時(shí)候，非同源染色體之間的自由組彼此分離的時(shí)候，非同源染色體之間的自由組合和同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉合和同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換互換。C3.3.（20082008廣東生物，廣東生物，1010）正常雙親產(chǎn)下一頭矮生正常雙親產(chǎn)下