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基因突变和基因重组导学案教学资料
基因突变和基因重组
导学案
第5章基因突变及其他变异
第1节基因突变和基因重组
预习案
【学习目标】
1、基因突变的特征和原因2、基因重组及其意义
【重点难点】1、基因突变的特征2、基因重组的过程
【学习过程】
一、基因突变的特征和原因
1、实例:
镰刀型细胞贫血症
(1)症状:
红细胞呈镰刀状,容易破裂,使人患溶血性贫血。
(2)病因:
基因中的碱基替换
直接原因:
血红蛋白的多肽链上一个谷氨酸变成了结氨酸
根本原因:
控制血红蛋白分子合成的基因上一个碱基对发生替换。
2、概念:
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。
3、时间、原因、特点及意义
(1)时间:
主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
(2)原因:
有内因和外因
「物理因素:
如紫外线、X射线
1诱发突变(外因)化学因素:
如亚硝酸、碱基类似物
生物因素:
如某些病毒
2自然突变(内因):
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。
(3)特点:
1普遍性:
一切生物都可以发生
2随机性:
生物个体发育的任何时期和部位
3不定向性:
可以产生一个以上的等位基因
4低频性:
自然状态下,突变频率很低
(4)意义:
是新基因产生的途径;生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料
、基因重组及其意义
1、概念:
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。
2、类型:
(1)自由组合型:
位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(2)交叉组合型:
四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体的等位基因交换。
(3)基因工程:
外源基因的导入。
3、意义:
(1)形成生物多样性的重要原因
(2)生物变异的来源之一,有利于生物进化
探究案
、基因突变概念图解及其与生物性状的关系
1、基因突变概念图解
AATTCCG
jJ11_1_±
IlliIt
TT\AGGCC
替换
AATTACCiG
TTAATGCC
AATTCC
菲因结构改蛮
TTAATGGCC
TTAAGG
2、基因突变对生物性状的影响:
(1)引起生物性状的改变
如某些碱基对的增添或缺失,引起部分氨基酸改变,改变蛋白质的结构和功能,从而引起生物性状改变。
(2)未引起生物性状的改变
1碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变(密码子的简并性)。
2由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。
3、基因突变对后代的影响
(1)基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中,这种突变可通过无性繁殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代。
(2)基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中,这种突变可通过有性生殖传给后代。
、基因突变与基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
区
别
本质
基因分子结构发生改变•产生了新基因•出现了新性状
原有基因的重新组合,产生了新的基因型,使性状重新组合
原因
一定的外界或内部因素的作用
下,由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变,使基因结构发生改变
减数分裂过程中.”同源染色体
非姐妹染色单体间交叉互换或
非同源染色体之间的自由组合
时间
有丝分裂间期和减数第一次分
裂间期
减数第一次分裂的四分体时期
和减数第一次分裂后期
区
别
条件
外界条件剧变和内部因素的相
互作用
不同个体之间的杂交,有性生殖过程中的减数分裂和受精作用
结果
产生新基因,控制新性状
产生新基因型,不产生新的基
因
意义
生物变异的主要来源•也是生物进化的重要因素之一;通过
是生物产生变异的重要因素;通过杂交育种,使性状重组,
诱变育种培育新品种
可培育优良品种
可能
性
可能性很小
非常普遍
使生物产生可遗传的变异,在长期进化过程中通过基因突变产生
联系
新基因,为基因重组提供大量可供自由组合的新基因,基因突变
是基因重组的基础。
【典例】(2011•北京西城二模)现代生物技术利用突变和基因重组的原理,来改变生物的遗传性状,以达到人们所期望的目的。
下列有关叙述错误的()
A.转基因技术导致基因重组,可产生定向的变异
B.体细胞杂交技术克服了远缘杂交的不亲和性,可培育新品种
C.人工诱变没有改变突变的本质,但可使生物发生定向变异
D.现代生物技术和人工选择的综合利用,使生物性状更符合人类需要
检测案
1、(2011•安徽高考人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。
临床上常
用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病,但大剂量的1311对人体会产
生有害影响。
积聚在细胞内的131I可能直接()
A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变
B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变
C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异
D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代
2、(2011•江苏高考)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是()
ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变,导致基因突变
B.非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组
C.非同源染色体之间交换一部分片段,导致染色体结构变异
D.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极,导致染色体数目变异
3、(11年上海卷)基因突变在生物进化中起重要作用,下列表述错误的
是
A.A基因突变为a基因,a基因还可能再突变为A基因
B.A基因可突变为A1、A2、A3••…,它们为一组复等位基因
C.基因突变大部分是有害的D.基因突变可以改变种群的基因频率
4、(2010•新课标咼考)在白花豌豆品种栽培园中,偶然发现了一株开红花的豌豆植株,推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。
为了确定该推测是否正确,应检测和比较红花植株与白花植株中
A.花色基因的碱基组成B.花色基因的DNA序列
C.细胞的DNA含量D.细胞的RNA含量
5、(2010•福建高考)下图为人WNK基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。
已知WNK基因发生一种突变,导致1169位赖氨敬交为谷氨酸。
该基因发生的突变是
正常蛋白质…甘氨酸-赖氨酸-谷氨旣脸…
116811691170
谷氨酰胺:
CAGCAA
A.①处插入碱基对
谷氨酸:
GAAGAG
G-C
B.②处碱基对A—T替换为G-C
C.③处缺失碱基对A—T
D.④处碱基对G-C替换为A—T
6、(2010•天津高考)U.(12分)某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫,至1967年中期停用。
下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。
R表示杀虫剂抗性基因,S表示野生敏感型基因。
据图回答:
(1)R基因的出现是的结果。
(2)在RR基因型频率达到峰值时,RSSS基因型频率分别
为4唏口1%此时R基因的频率为。
(3)1969年中期RR基因型几近消失,表明在的环
境条件下,RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力。
(4)该地区从此不再使用杀虫剂。
预测未来种群中,最终频率最高的基因
型是,原因是。
【答案】(26分)
n(12分)
(1)基因突变
(2)97%
(3)不再使用杀虫剂;低
(4)SS;在不使用杀虫剂环境下,持续的选择作用使R基因频率越来越低
7、(2009•北京高考)真核生物进行有性生殖时,通过减数分裂和随机受精使后代
A.增加发生基因突变的概率
B.继承双亲全部的遗传性状
C.从双亲各获得一半的DNA
D.产生不同于双亲的基因组合
8、(2009•福建高考)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变
异,其中仅发生在减数分裂过程的变异是
A.染色体不分离或不能移向两极,导致染色体数目变异
B.非同源染色体自由组合,导致基因重组
C.染色体复制时受诱变因素影响,导致基因突变
D.非同源染色体某片段移接,导致染色体结构变异
9、(2009•江苏高考)甲磺酸乙酯(EMS能使鸟嘌呤(G的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤,这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶
(T)配对,从而使DNA序列中G-C对转换成A—T对。
育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型,常先将水稻种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。
请回答下列问题。
(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻,其自交后代中出现两种表现型,说明这种变异为—突变。
(2)用EMS浸泡种子是为了提高,某一性状出现多种变异类
型,说明变异具有O
(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化,而染色体的不变。
(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因,为了
确定是否携带有害基因,除基因工程方法外,可采用的方法有、<
(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测,通常该植株
根、茎和叶都可作为检测材料,这是因为O
【答案】
(1)显性
(2)基因突变频率不定向性
(3)结构和数目
(4)自交花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体
(5)该水稻植株体细胞基因型相同
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