1、第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异 第第1 1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组 学学 习习 目目 标标 1.分析镰状细胞贫血形成的原因分析镰状细胞贫血形成的原因,阐明基因突变的概阐明基因突变的概 念及其遗传特点念及其遗传特点,说明基因突变的原因、 特点和意义说明基因突变的原因、 特点和意义, 形成初步的进化与适应观。形成初步的进化与适应观。 2.通过讨论结肠癌发生的原因通过讨论结肠癌发生的原因,说明癌变与基因突变说明癌变与基因突变 之间的关系之间的关系,提升远离致癌因子、 选择健康的生活方提升远离致癌因子、 选择健康的生活方 式的社会责任感。式的社会责任感。 3.基于自
2、由组合定律和减数分裂的过程基于自由组合定律和减数分裂的过程,阐明基因重阐明基因重 组的概念及类型组的概念及类型,讨论基因重组的特点及意义讨论基因重组的特点及意义,形成形成 初步的进化与适应观。初步的进化与适应观。 探究一探究一 基因突变的实例基因突变的实例 结合教材第结合教材第80页图页图5-1、第、第81页图页图5-2,阅读相关内容阅读相关内容, 分析镰状细胞贫血形成的原因分析镰状细胞贫血形成的原因,阐明基因突变的概念及其阐明基因突变的概念及其 遗传特点。遗传特点。 1.基因突变的实例。基因突变的实例。 镰状细胞贫血的病因分析镰状细胞贫血的病因分析: (1)直接原因直接原因:谷氨酸谷氨酸 _
3、。 (2)根本原因根本原因:基因中碱基基因中碱基 。 (3)结论结论:镰状细胞贫血是由于基因的镰状细胞贫血是由于基因的_改改 变而产生的一种遗传病。变而产生的一种遗传病。 缬氨酸缬氨酸 一个碱基对一个碱基对 2.基因突变概念的理解。基因突变概念的理解。 (1)类型类型:碱基的碱基的_、增添或、增添或_ 。 (2)结果结果:_的改变。的改变。 3.基因突变的遗传特点。基因突变的遗传特点。 (1)若发生在若发生在_中中,将传递给后代。将传递给后代。 (2)若发生在若发生在_中中,一般不能遗传一般不能遗传,但有些植但有些植 物可通过物可通过_遗传。遗传。 替换替换 缺失缺失 基因碱基序列基因碱基序列
4、 配子配子 体细胞体细胞 无性生殖无性生殖 探究探究二二 细胞的癌变细胞的癌变 讨论教材第讨论教材第82页“思考页“思考 讨论”讨论”,结合第结合第82页图页图5-3,阅阅 读相关内容读相关内容,说明细胞癌变的原因及特征。说明细胞癌变的原因及特征。 1.细胞癌变的原因。细胞癌变的原因。 原癌基因和抑癌基因突变原癌基因和抑癌基因突变,可导致相应蛋白质的活性可导致相应蛋白质的活性 发生变化发生变化,从而引起细胞癌变。从而引起细胞癌变。 (1)原癌基因原癌基因 (2)抑癌基因抑癌基因 2.癌细胞的特征。癌细胞的特征。 能够能够_, _发生显著变化发生显著变化,细胞膜上细胞膜上 的的_等物质减少等物质
5、减少,细胞之间的细胞之间的_显著降低显著降低,容易容易 在体内在体内_,等等。等等。 无限增殖无限增殖 形态结构形态结构 糖蛋白糖蛋白 黏着性黏着性 分散和转移分散和转移 探究探究三三 基因突变的原因、特点和意义基因突变的原因、特点和意义 阅读教材第阅读教材第83页相关内容页相关内容,说明基因突变的原因、说明基因突变的原因、 特点和意义特点和意义,形成初步的进化与适应观。形成初步的进化与适应观。 1.原因。原因。 (1)外因外因: 物理因素物理因素,如如_、X射线及其他辐射等。射线及其他辐射等。 化学因素化学因素,如亚硝酸盐、碱基类似物等。如亚硝酸盐、碱基类似物等。 生物因素生物因素,如如_。
6、 (2)内因内因:_偶尔发生错误等。偶尔发生错误等。 紫外线紫外线 某些病毒某些病毒 DNA复制复制 2.特点。特点。 特特 点点 解解 释释 _ 在各种生物中都可发生在各种生物中都可发生 _ 可以发生在生物个体发育的任何时期可以发生在生物个体发育的任何时期;可以发生可以发生 在细胞内不同的在细胞内不同的DNA分子上分子上,以及同一个以及同一个DNA分分 子的不同部位子的不同部位 不定向性不定向性 一个基因可以发生不同的突变一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上产生一个以上的的 _ _ 基因突变的频率是很低的基因突变的频率是很低的 普遍性普遍性 随机性随机性 等位基因等位基因 低频性低频性
7、3.意义。意义。 (1)对生物体。对生物体。 可能破坏生物体与现有环境的可能破坏生物体与现有环境的_关系关系,而对而对 生物体生物体_ 。 有些基因突变对生物体是有些基因突变对生物体是_的的,如植物的抗如植物的抗 病性突变、耐旱性突变病性突变、耐旱性突变,微生物的抗药性突变等。微生物的抗药性突变等。 还有些基因突变还有些基因突变_,是中性的。例是中性的。例 如如,有的基因突变不会导致新的有的基因突变不会导致新的_出现出现,就属于中性就属于中性 突变。突变。 (2)对生物进化。对生物进化。 基因突变是产生基因突变是产生_的途径。的途径。 是生物变异的是生物变异的_,为生物的进化提供了为生物的进化
8、提供了 丰富的原材料。丰富的原材料。 有害有害 协调协调 有利有利 既无害也无益既无害也无益 性状性状 新基因新基因 根本来源根本来源 探究探究四四 基因重组基因重组 结合教材第结合教材第84页图页图5-4,阅读相关内容阅读相关内容,阐明基因重组阐明基因重组 的概念及类型的概念及类型,讨论基因重组的特点及意义。讨论基因重组的特点及意义。 1.概念。概念。 在生物体进行在生物体进行_的过程中的过程中,_的的 基因的重新组合。基因的重新组合。 2.类型。类型。 类型类型 发生时期发生时期 发生的范围发生的范围 自由自由 组合型组合型 _ _上上的非等位基因的非等位基因 交叉交叉 互换型互换型 _
9、同源染色体上的等位基因同源染色体上的等位基因随随_ _之之间的互换而发生交换间的互换而发生交换 3.意义。意义。 基因重组是生物变异的来源之一基因重组是生物变异的来源之一,对对_具具 有重要意义。有重要意义。 有性生殖有性生殖 控制不同性状控制不同性状 减数分裂减数分裂后期后期 非同源染色体非同源染色体 四分体时期四分体时期 非姐妹非姐妹 染色单体染色单体 生物的进化生物的进化 探究一探究一 基因突变的实例基因突变的实例 资料资料1:皱粒豌豆的成因。皱粒豌豆的成因。 皱粒豌豆的皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来中插入了一段外来DNA序列序列,打乱打乱 了编码淀粉分支酶的基因了编码淀粉分支酶的基因
10、,导致淀粉分支酶出现异常导致淀粉分支酶出现异常,活活 性大大降低性大大降低,进而使细胞内淀粉含量降低。进而使细胞内淀粉含量降低。 资料资料2:囊性纤维化的成因。囊性纤维化的成因。 (1)资料资料1中皱粒豌豆形成的根本原因是中皱粒豌豆形成的根本原因是_。 答案答案: :碱基的增添碱基的增添 (2)资料资料2中囊性纤维化的根本原因是中囊性纤维化的根本原因是_ 。 答案答案: :碱基的缺失碱基的缺失 (3)结合镰状细胞贫血的原因和资料结合镰状细胞贫血的原因和资料1、2分析分析,基因突变基因突变 的实质是的实质是_ 。 答案答案: :DNA分子中碱基的替换、增添或缺失分子中碱基的替换、增添或缺失 (4
11、)上述发生的基因突变在光学显微镜下能观察到吗上述发生的基因突变在光学显微镜下能观察到吗?发发 生在细胞周期中的什么时期生在细胞周期中的什么时期? 提示提示: :不能不能; ;间期。间期。 与基因突变有关的易错点 (1)无丝分裂、原核生物的细胞分裂及病毒无丝分裂、原核生物的细胞分裂及病毒DNA复制复制 时均可发生基因突变。时均可发生基因突变。 (2)基因突变一定会导致基因结构的改变基因突变一定会导致基因结构的改变,但却不一定但却不一定 引起生物性状的改变。引起生物性状的改变。 (3)基因突变是基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基种类和分子水平上基因内部碱基种类和 数目的改变数目的改变,基因的数
12、目和位置并未改变。基因的数目和位置并未改变。 (4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高,这是这是 因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。 (5)基因突变不等同于基因突变不等同于DNA中碱基的替换、增添或缺中碱基的替换、增添或缺 失。基因通常是有遗传效应的失。基因通常是有遗传效应的DNA片段片段,所以所以DNA中发生中发生 碱基的改变并不一定引起基因突变。碱基的改变并不一定引起基因突变。 【例【例1】镰状细胞贫血形成的根本原因是】镰状细胞贫血形成的根本原因是( ) A.红细胞形状因缺氧而变成镰刀状
13、红细胞形状因缺氧而变成镰刀状 B.血红蛋白分子的一条多肽链发生了变化血红蛋白分子的一条多肽链发生了变化 C.血红蛋白分子运输氧的能力下降血红蛋白分子运输氧的能力下降 D.控制合成血红蛋白的控制合成血红蛋白的DNA分子中碱基发生了变化分子中碱基发生了变化 解析解析: :镰状细胞贫血形成的根本原因是控制合成血红镰状细胞贫血形成的根本原因是控制合成血红 蛋白的蛋白的DNA分子中一对碱基发生了改变。分子中一对碱基发生了改变。 答案答案: :D 【母题延伸】镰状细胞贫血形成的直接原因是什么【母题延伸】镰状细胞贫血形成的直接原因是什么? 提示提示: :组成血红蛋白分子的肽链上组成血红蛋白分子的肽链上,发生
14、了氨基酸的替发生了氨基酸的替 换。换。 【例【例2】从遗传物质的结构层次看】从遗传物质的结构层次看,基因突变是指基因突变是指( ) A.元素组成的变化元素组成的变化 B.核苷酸组成的变化核苷酸组成的变化 C.碱基序列的变化碱基序列的变化 D.空间结构的构型变化空间结构的构型变化 解析解析: :基因突变前后基因突变前后,元素组成不变元素组成不变,仍为仍为C、H、O、N、 P,A项不符合题意项不符合题意;基因突变前后基因突变前后,核苷酸组成不变核苷酸组成不变,仍为仍为4种种 脱氧核苷酸脱氧核苷酸,B项不符合题意项不符合题意;基因突变前后基因突变前后,碱基序列发生改碱基序列发生改 变变,C项符合题意
15、项符合题意;基因突变前后基因突变前后,空间结构不变空间结构不变,均为双螺旋均为双螺旋 结构结构,D项不符合题意。项不符合题意。 答案答案: :C 探究探究二二 细胞的癌变细胞的癌变 资料资料:海拉细胞系是源自一位美国黑人妇女海瑞海拉细胞系是源自一位美国黑人妇女海瑞 塔塔 拉克斯的宫颈癌细胞的细胞系。这名美国妇女在拉克斯的宫颈癌细胞的细胞系。这名美国妇女在 1951年死于该癌症年死于该癌症,一位外科医生从她的肿瘤上取下组一位外科医生从她的肿瘤上取下组 织样本织样本,并在实验室中进行培养并在实验室中进行培养,形成的细胞系被称之形成的细胞系被称之 为为HelaCells(海拉细胞系海拉细胞系)。至今
16、海拉细胞被广泛应用。至今海拉细胞被广泛应用 于肿瘤研究、生物实验或者细胞培养于肿瘤研究、生物实验或者细胞培养,已经成为医学研已经成为医学研 究中非常重要的工具。究中非常重要的工具。 根据上述资料根据上述资料,结合所学生物学知识回答下列问题。结合所学生物学知识回答下列问题。 (1)海拉细胞系是海瑞塔海拉细胞系是海瑞塔 拉克斯的宫颈癌细胞经拉克斯的宫颈癌细胞经 过很多代细胞分裂形成的过很多代细胞分裂形成的,这体现了癌细胞的什么特点这体现了癌细胞的什么特点? 提示提示: :无限增殖。无限增殖。 (2)海瑞塔海瑞塔 拉克斯的宫颈细胞癌变的根本原因是拉克斯的宫颈细胞癌变的根本原因是 什么什么? 提示提示
17、: :原癌基因和抑癌基因发生突变。原癌基因和抑癌基因发生突变。 (3)在利用海拉细胞系研究细胞周期时在利用海拉细胞系研究细胞周期时,向细胞培向细胞培 养液中加入某种能够抑制养液中加入某种能够抑制DNA复制的试剂复制的试剂,则处于哪个则处于哪个 时期的细胞数目将增多时期的细胞数目将增多? 提示提示: :间期。间期。 【例【例3】下列属于癌细胞的特点的是】下列属于癌细胞的特点的是( ) A.细胞体积变小细胞体积变小,代谢缓慢代谢缓慢 B.细胞膜上的糖蛋白减少细胞膜上的糖蛋白减少,彼此黏着性降低彼此黏着性降低 C.细胞膜通透性变小细胞膜通透性变小,物质运输能力降低物质运输能力降低 D.细胞核变大细胞
18、核变大,呼吸速率减慢呼吸速率减慢 解析解析: :细胞体积变小细胞体积变小,代谢缓慢是衰老细胞的特点代谢缓慢是衰老细胞的特点,A 项不符合题意项不符合题意;癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少, 细胞之间的黏着性降低细胞之间的黏着性降低,因此癌细胞在体内容易扩散和转因此癌细胞在体内容易扩散和转 移移,B项符合题意项符合题意;细胞膜通透性变小细胞膜通透性变小,物质运输能力降低物质运输能力降低 是衰老细胞的特点是衰老细胞的特点,C项不符合题意项不符合题意;细胞核变大细胞核变大,呼吸速呼吸速 率减慢是衰老细胞的特点率减慢是衰老细胞的特点,癌细胞呼吸速率加快癌细胞呼吸速率
19、加快,D项不符项不符 合题意。合题意。 答案答案: :B 【例【例4】肿瘤是一种由环境因素与遗传因素相互作用】肿瘤是一种由环境因素与遗传因素相互作用 所产生的复杂疾病。下列有关癌细胞的叙述所产生的复杂疾病。下列有关癌细胞的叙述,错误的是错误的是 ( ) A.癌变的内在因素是原癌基因和抑癌基因发生突变癌变的内在因素是原癌基因和抑癌基因发生突变 B.减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖 C.所有癌细胞中所有癌细胞中DNA的含量都相同的含量都相同 D.原癌基因具有调控细胞正常的生长和增殖作用原癌基因具有调控细胞正常的生长和增殖作用 解析解析: :癌变的内在
20、因素是基因突变癌变的内在因素是基因突变,是原癌基因和抑癌是原癌基因和抑癌 基因发生突变导致的基因发生突变导致的,A项正确项正确;癌细胞增殖需要营养癌细胞增殖需要营养 物质物质,减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖,B 项正确项正确;癌细胞分裂旺盛癌细胞分裂旺盛,在细胞周期中所处的时期不在细胞周期中所处的时期不 同同,DNA含量不同含量不同,C项错误项错误;在细胞分裂过程中原癌基在细胞分裂过程中原癌基 因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,D 项正确。项正确。 答案答案: :C 【情境迁移】精准治疗在
21、癌症治疗上取得了明显进展【情境迁移】精准治疗在癌症治疗上取得了明显进展, 医生在分析患者基因信息的基础上精确地选择靶向药医生在分析患者基因信息的基础上精确地选择靶向药 物物,让一些患者减轻了痛苦让一些患者减轻了痛苦,延长了生命。延长了生命。 (1)如脂质体阿霉素将脂质体和药物、抗体有机结如脂质体阿霉素将脂质体和药物、抗体有机结 合合,能识别特定的癌细胞能识别特定的癌细胞,提高药物的靶向性。阿霉素是提高药物的靶向性。阿霉素是 细胞周期非特异性药物细胞周期非特异性药物,可抑制可抑制RNA和和DNA的合成的合成,从从 细胞分裂的角度分析阿霉素治疗癌症的机理是什么细胞分裂的角度分析阿霉素治疗癌症的机理
22、是什么? 提示提示: :阿霉素可以使癌细胞的分裂停留在间期。阿霉素可以使癌细胞的分裂停留在间期。 (2)早期癌症可以通过切除的方法进行治疗早期癌症可以通过切除的方法进行治疗,但是中、但是中、 晚期就不能用这种方法了晚期就不能用这种方法了,从癌细胞的特征角度分析原从癌细胞的特征角度分析原 因是什么因是什么? 提示提示: :癌细胞表面发生了变化癌细胞表面发生了变化, ,细胞膜上的糖蛋白等细胞膜上的糖蛋白等 物质减少物质减少, ,细胞之间的黏着性显著降低细胞之间的黏着性显著降低, ,导致癌细胞容易导致癌细胞容易 在体内分散和转移。中、晚期癌细胞已扩散至全身在体内分散和转移。中、晚期癌细胞已扩散至全身
23、, ,因因 此不能采用切除的方法进行治疗。此不能采用切除的方法进行治疗。 探究探究三三 基因突变的原因、特点和意义基因突变的原因、特点和意义 1.基因突变对蛋白质结构的影响基因突变对蛋白质结构的影响(请填写下面表格请填写下面表格)。 正常基因片段正常基因片段 基因突变类型基因突变类型 影响影响 范围范围 对多肽链对多肽链 的影响的影响 答案答案: :小小 只改变一个氨基酸或不改变氨基酸只改变一个氨基酸或不改变氨基酸 大大 缺失前氨基酸序列不变缺失前氨基酸序列不变,缺失后氨基酸序列发生变化缺失后氨基酸序列发生变化 大大 插入前氨基酸序列不变插入前氨基酸序列不变,插入后氨基酸序列发生变化插入后氨基
24、酸序列发生变化 2.基因突变对生物性状的影响。基因突变对生物性状的影响。 资料资料1:密码子密码子UUA、CUU和和CUA都决定亮氨酸。都决定亮氨酸。 资料资料2:高茎豌豆的基因型有高茎豌豆的基因型有DD和和Dd两种。两种。 资料资料3:体细胞中的基因突变一般不能遗传。体细胞中的基因突变一般不能遗传。 资料资料4:对蛋白质功能有影响的主要是其活性部位的对蛋白质功能有影响的主要是其活性部位的 氨基酸氨基酸,改变个别其他位点的氨基酸对其影响不大改变个别其他位点的氨基酸对其影响不大,或者或者 改变的氨基酸与原氨基酸性质相似改变的氨基酸与原氨基酸性质相似,也可能对其功能影也可能对其功能影 响不大。响不
25、大。 结合上述资料分析结合上述资料分析,思考下列问题。思考下列问题。 (1)基因突变后该基因转录的基因突变后该基因转录的mRNA序列序列_(填填 “一定”或“不一定”“一定”或“不一定”)改变改变,理由是理由是_。 答案答案: :一定一定 基因突变后该基因的碱基序列一定发生基因突变后该基因的碱基序列一定发生 改变改变,由此转录出的由此转录出的mRNA序列也一定改变序列也一定改变 (2)基因突变一定会改变生物的性状吗基因突变一定会改变生物的性状吗?为什么为什么? 提示提示: :不一定。原因如下不一定。原因如下: 由于密码子的简并性由于密码子的简并性,突变后翻译出相同的氨基酸。突变后翻译出相同的氨
26、基酸。 发生隐性突变发生隐性突变,产生了一个隐性基因产生了一个隐性基因,传递给子代后传递给子代后, 子代为杂合子子代为杂合子,则隐性性状不会出现。则隐性性状不会出现。 某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的种类某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的种类, 但并不影响该蛋白质的功能。但并不影响该蛋白质的功能。 基因突变的四要点 (1)三个来源三个来源:DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失。分子中发生碱基的替换、增添或缺失。 (2)三个诱变因素三个诱变因素:物理因素、化学因素、生物因素。物理因素、化学因素、生物因素。 (3)四个主要特点四个主要特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性。普遍性、随机
27、性、不定向性、低频性。 (4)三个意义三个意义: 是产生新基因的途径。是产生新基因的途径。 是生物变异的根本来源。是生物变异的根本来源。 为生物的进化提供了原材料。为生物的进化提供了原材料。 【例【例5】下列关于基因突变特点的说法】下列关于基因突变特点的说法,错误的是错误的是 ( ) A.所有基因突变对生物体都是有害的所有基因突变对生物体都是有害的 B.基因突变在生物界中普遍存在基因突变在生物界中普遍存在 C.自然状态下基因突变的频率是很低的自然状态下基因突变的频率是很低的 D.基因突变是不定向的基因突变是不定向的 解析解析: :基因突变是有害还是有利基因突变是有害还是有利,取决于生物生存取决
28、于生物生存 的环境的环境,A项错误项错误;基因突变在生物界中普遍存在基因突变在生物界中普遍存在,无论无论 是低等生物是低等生物,还是高等生物或者人还是高等生物或者人,都可能发生基因突都可能发生基因突 变变,B项正确项正确;自然状态下基因突变的频率是很低的自然状态下基因突变的频率是很低的,C项项 正确正确;基因突变是不定向的基因突变是不定向的,表现为一个基因可以发生表现为一个基因可以发生 不同的突变不同的突变,产生一个以上的等位基因产生一个以上的等位基因,D项正确。项正确。 答案答案: :A 【例【例6】基因发生了突变也不一定引起生物性状的改】基因发生了突变也不一定引起生物性状的改 变变,下列证
29、据不支持该观点的是下列证据不支持该观点的是( ) A.密码子具有简并性密码子具有简并性,同一种氨基酸可能具有多种密同一种氨基酸可能具有多种密 码子码子 B.发生突变的部位不编码蛋白质发生突变的部位不编码蛋白质 C.发生突变的基因在细胞中不表达发生突变的基因在细胞中不表达 D.隐性纯合子中一个基因突变成显性基因隐性纯合子中一个基因突变成显性基因 解析解析: :密码子具有简并性密码子具有简并性,同一种氨基酸可能具有多同一种氨基酸可能具有多 种密码子种密码子,因此基因突变不一定会改变生物的性状因此基因突变不一定会改变生物的性状,A项不项不 符合题意符合题意;发生突变的部位位于非编码区发生突变的部位位
30、于非编码区,不编码蛋白质不编码蛋白质, 从而没有引起生物性状的改变从而没有引起生物性状的改变,B项不符合题意项不符合题意;基因的选基因的选 择性表达择性表达,如神经细胞中控制血红蛋白合成的基因发生了如神经细胞中控制血红蛋白合成的基因发生了 突变突变,神经细胞的性状不受影响神经细胞的性状不受影响,C项不符合题意项不符合题意;显性纯显性纯 合子中一个基因突变成隐性基因合子中一个基因突变成隐性基因,成为杂合子成为杂合子,仍表现为仍表现为 显性性状显性性状,但隐性纯合子中的基因若发生显性突变但隐性纯合子中的基因若发生显性突变,会改会改 变生物性状变生物性状,D项符合题意。项符合题意。 答案答案: :D
31、 【方法规律】【方法规律】 基因突变的“一定”和“不一定” (1)基因突变一定会引起基因结构的改变基因突变一定会引起基因结构的改变,即基因中即基因中 碱基排列顺序的改变。碱基排列顺序的改变。 (2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。基因突变不一定会引起生物性状的改变。 (3)基因突变不一定都产生等位基因。基因突变不一定都产生等位基因。 病毒和原核生物的基因组结构简单病毒和原核生物的基因组结构简单,基因数目少基因数目少,而而 且一般是单个存在的且一般是单个存在的,不存在等位基因。因此不存在等位基因。因此,病毒和原病毒和原 核生物基因突变产生的是一个新基因核生物基因突变产生的是一个新基因,而不是
32、等位基因。而不是等位基因。 (4)基因突变不一定都能遗传给后代。基因突变不一定都能遗传给后代。 如果基因突变发生在有丝分裂过程中如果基因突变发生在有丝分裂过程中,一般不遗一般不遗 传给后代传给后代,但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。 如果基因突变发生在减数分裂过程中如果基因突变发生在减数分裂过程中,可以通过可以通过 配子传递给后代。配子传递给后代。 探究探究四四 基因重组基因重组 下图是减数分裂过程中某时期的示意图下图是减数分裂过程中某时期的示意图,回答下列问题。回答下列问题。 (1)判断图甲和图乙所处的时期。判断图甲和图乙所处的时期。 图甲图甲:_。
33、 图乙图乙:_。 答案答案: :减数分裂减数分裂后期后期 减数分裂减数分裂前期前期 甲甲 乙乙 (2)图甲和图乙是否都发生了基因重组图甲和图乙是否都发生了基因重组?试说明理由。试说明理由。 提示提示: :是。图甲中非同源染色体是。图甲中非同源染色体1与与2、3与与4分别组合分别组合 后后,导致其上的非等位基因自由组合导致其上的非等位基因自由组合;图乙中发生交叉互图乙中发生交叉互 换的染色单体换的染色单体上控制不同性状的基因重新组合上控制不同性状的基因重新组合,即发即发 生了基因重组。生了基因重组。 (3)基因突变和基因重组都产生新基因吗基因突变和基因重组都产生新基因吗? 提示提示: :基因突变
34、产生新基因基因突变产生新基因, ,而基因重组只是将原有而基因重组只是将原有 的基因进行了重新组合的基因进行了重新组合, ,没有产生新基因。没有产生新基因。 (4)细菌和豌豆都能发生基因突变和基因重组吗细菌和豌豆都能发生基因突变和基因重组吗? 提示提示: :豌豆能发生基因突变和基因重组豌豆能发生基因突变和基因重组, ,而细菌是原而细菌是原 核生物核生物, ,只能发生基因突变只能发生基因突变, ,不能发生基因重组。不能发生基因重组。 基因重组的三要点 (1)一个范围一个范围:通常发生在有性生殖过程中。通常发生在有性生殖过程中。 (2)两个类型两个类型(自然情况下自然情况下):非同源染色体上非等位基
35、非同源染色体上非等位基 因的自由组合因的自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色 单体之间的互换而发生交换单体之间的互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组。导致染色单体上的基因重组。 (3)一个重要意义一个重要意义:是形成生物多样性的重要原因。是形成生物多样性的重要原因。 【例【例7】下列有关基因重组的说法】下列有关基因重组的说法,错误的是错误的是( ) A.基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中, 控制不同性状的基因的重新组合控制不同性状的基因的重新组合 B.有性生殖的基因重组有助于产生生物多样性有性生殖的
36、基因重组有助于产生生物多样性 C.同源染色体中的非姐妹染色单体之间交叉互换可同源染色体中的非姐妹染色单体之间交叉互换可 导致基因重组导致基因重组 D.基因重组是指雌雄配子随机结合基因重组是指雌雄配子随机结合,产生多种基因产生多种基因 型后代型后代 解析解析: :生物体进行有性生殖的过程中生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状控制不同性状 的基因的重新组合属于基因重组的基因的重新组合属于基因重组,A项正确项正确;有性生殖的有性生殖的 出现出现,使基因重组得以实现使基因重组得以实现,增加了生物变异的多样性增加了生物变异的多样性,进进 而有助于产生生物多样性而有助于产生生物多样性,B项正确项正确;
37、减数分裂减数分裂的四分体的四分体 时期时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间可以交叉互换同源染色体上的非姐妹染色单体之间可以交叉互换, 导致基因重组导致基因重组,C项正确项正确;基因重组发生在减数分裂过程基因重组发生在减数分裂过程 中中,雌雄配子随机结合产生多种基因型后代雌雄配子随机结合产生多种基因型后代,属于受精作属于受精作 用的结果用的结果,D项错误。项错误。 答案答案: :D 【例【例8】下列有关基因重组的叙述】下列有关基因重组的叙述,正确的是正确的是( ) A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B.姐妹染色单体之间相同片段的交换导致基因姐妹染色单体之间相同片段的交换导致基因 重组重组 C.基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离 D.同卵双生兄弟之间的性状差异是基因重组导同卵双生兄弟之间的性状差异是基因重组导 致的致的 答案答案: :A 课堂建构
