學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)基因與性狀1．舉例說明基因與性狀的關(guān)系.2．舉例說明基因突變的特征和原因。3．舉例說出基因重組及其意義。一、基因與性狀的關(guān)系1．基因控制生物的性狀（1)通過控制蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)來控制性狀，如鐮刀型細胞貧血癥.（2）通過控制酶的合成控制代謝過程，從而影響生物性狀.2．基因重組（1）原因。①減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體上的等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。②減數(shù)第一次分裂的四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交叉互換，導(dǎo)致基因重新組合。（2）結(jié)果：后代產(chǎn)生新的基因型，使后代出現(xiàn)多種新的性狀組合。思考：基因重組的本質(zhì)或特點是什么？提示：基因重組是原有不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，所以也不會產(chǎn)生新性狀；只產(chǎn)生新基因型，使原有性狀重新組合.3．影響性狀的因素表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同；基因型相同，表現(xiàn)型也不一定相同。生物的性狀不僅受基因的控制，也會受到環(huán)境的影響.有些性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。二、基因突變1．概念基因突變指基因結(jié)構(gòu)的改變，包括堿基對的增添、缺失或改變。2．原因（1）自然狀態(tài)下，DNA復(fù)制時,堿基對的替換、插入或缺失會引起基因突變。（2）外界因素：①物理因素：射線、電離輻射等。②化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物等。③生物因素：病毒、某些細菌等。思考：基因突變的本質(zhì)是什么？提示：基因突變是遺傳物質(zhì)在分子水平上的變化，是構(gòu)成基因的脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序發(fā)生了改變?；蛲蛔儺a(chǎn)生新基因和新基因型，不改變基因數(shù)量。3．特點（1)普遍性：基因突變在生物界是普遍存在的。無論原核生物和真核生物，都可能發(fā)生基因突變。（2）低頻性：自然狀態(tài)下，基因突變頻率很低.(3）可逆性：基因突變是可逆的，既可以由A突變?yōu)閍，也可以由a突變?yōu)锳。（4）多方向性：基因突變是不定向的,一個基因可以向多個方向突變,產(chǎn)生一個以上的等位基因，如基因A可突變?yōu)閍(或a1或a2……）.（5）隨機性:基因突變是隨機發(fā)生的。它可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和任何細胞中；也可以發(fā)生在細胞內(nèi)不同的DNA分子上以及同一DNA分子的不同部位。(6）多害少利性：大多數(shù)基因突變對生物體是有害的。但是，也有少數(shù)基因突變是有利的.4．應(yīng)用：誘變育種（1)原理：基因突變。（2）方法：用物理或化學(xué)因素誘發(fā)基因突變，稱為人工誘變。（3)優(yōu)點：提高突變率，增加變異來源.5．可遺傳變異（1）分類：包括基因突變、基因重組和染色體變異。（2）意義:對于生物進化具有重要的意義,也是形成生物多樣性的重要原因之一。1．基因突變與生物性狀的關(guān)系（1）當基因發(fā)生突變時,其性狀未必改變.①當基因發(fā)生突變時，引起mRNA上密碼子改變，但由于密碼子的簡并性，改變后的密碼子與原密碼子對應(yīng)同一種氨基酸,此時突變基因控制的性狀不變.②若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中的一個A→a，此時性狀也不改變。（2)有些情況下基因突變會引起性狀的改變。如顯性突變：aa中的一個a突變?yōu)锳，則直接引起性狀的改變。2．基因突變對蛋白質(zhì)中的氨基酸序列的影響堿基對影響范圍對氨基酸的影響減少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的措施改變小只改變1個氨基酸或不改變—增添大插入位置前不受影響，插入位置后的序列會發(fā)生變化若已增添1個堿基對：可以再增添2個、5個……（3n＋2）個；也可以減少1個、4個……（3n＋1）個(n≥0）。即增添3n個堿基對對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較小缺失大缺失位置前不受影響,缺失位置后的序列受影響若已缺失1個堿基對：可以再減少2個、5個……(3n＋2）個;也可以增添1個、4個……（3n＋1）個（n≥0),即減少3n個堿基對對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較小3．基因突變發(fā)生的過程及時間分析基因突變發(fā)生于所有生物中，是一種最廣泛的可遺傳變異的來源,不論病毒、原核生物，還是真核生物；不論進行無性生殖,還是進行有性生殖，只要進行遺傳物質(zhì)復(fù)制，就有可能發(fā)生基因突變。真核生物的基因突變一般發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期DNA復(fù)制的過程中。引起基因突變的因素及其作用的大致機理:①體細胞的突變可在當代表現(xiàn),生殖細胞的突變在當代不表現(xiàn).②體細胞突變也可經(jīng)無性生殖而遺傳給后代。③體細胞的顯性突變（a→A)一般情況下一旦發(fā)生即可表現(xiàn)，但常不能穩(wěn)定遺傳；體細胞的隱性突變（A→a）一旦表現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。4．基因突變和基因重組的區(qū)別與聯(lián)系基因突變基因重組區(qū)別本質(zhì)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，使性狀重新組合原因在一定的外界或內(nèi)部因素的作用下，由于基因復(fù)制時堿基種類、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，同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換或非同源染色體之間的自由組合時期有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期減數(shù)第一次分裂的四分體時期和減數(shù)第一次分裂后期條件外界條件劇變和內(nèi)部因素的相互作用不同個體之間的雜交，有性生殖過程中的減數(shù)分裂和受精作用意義生物變異的根本來源，也是生物進化的重要因素之一是生物產(chǎn)生變異的重要因素應(yīng)用通過誘變育種培育新品種通過雜交育種，使性狀重組，可培育優(yōu)良品種可能性可能性很小非常普遍聯(lián)系都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異；在長期的進化過程中，通過基因突變產(chǎn)生新基因,為基因重組提供大量可供組合的新基因,基因突變是基因重組的基礎(chǔ)①基因突變發(fā)生于所有生物中，基因重組僅發(fā)生于進行有性生殖的生物中。②基因突變能夠發(fā)生在有絲分裂、減數(shù)分裂、無絲分裂及病毒的增殖過程中，基因重組僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中.③基因突變針對某一基因而言,基因重組針對兩對或兩對以上基因而言。④基因突變產(chǎn)生新的基因；基因重組不改變基因種類,只產(chǎn)生新基因型。題型一基因?qū)π誀畹目刂啤纠}1】下列關(guān)于基因與性狀關(guān)系的敘述,錯誤的是(）。A．一對相對性狀可由多對基因控制B．基因可通過控制酶的合成進而控制生物的性狀C．隱性基因控制的性狀不一定得到表現(xiàn)D．基因型相同，表現(xiàn)型就相同解析：基因與性狀的關(guān)系是基因型與環(huán)境條件共同決定生物性狀，因此基因型相同，環(huán)境不同時,表現(xiàn)型不一定相同。答案：D反思領(lǐng)悟:基因主要是通過控制酶的合成來控制生物性狀,其次是通過直接控制蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)來控制生物性狀.生物與性狀的關(guān)系可以是一因一效，多因一效，也可以是一因多效.題型二生物變異的根本來源-—基因突變【例題2】（2011·沈陽四校協(xié)作體聯(lián)考）基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點的說法，正確的是（)。A．無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B．生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生突變C．突變只能定向形成新的等位基因D．突變對生物的生存往往是有利的解析：生物在個體發(fā)育的任何時期都可能發(fā)生基因突變?；蛲蛔兪遣欢ㄏ虻?對生物往往是有害的。答案：A反思領(lǐng)悟：基因突變的時間是DNA復(fù)制的間期，突變的結(jié)果是產(chǎn)生原基因的等位基因，突變的意義是產(chǎn)生前所未有的新基因,為生物進化提供了最原始的材料，是生物變異的根本來源。題型三基因重組【例題3】（2011·北京東城期末）下列各項中可以導(dǎo)致基因重組現(xiàn)象發(fā)生的是()。A．姐妹染色單體的交叉互換B．等位基因彼此分離C．非同源染色體的自由組合D．姐妹染色單體分離解析：基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期（同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換）和后期（非同源染色體的自由組合）.答案：C反思領(lǐng)悟：基因重組包括兩種類型：一是減數(shù)第一次分裂后期由于非同源染色體上的非等位基因自由組合而發(fā)生基因重組；二是四分體時期由于同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換而發(fā)生基因重組。1（2011·河南鄭州質(zhì)量預(yù)測)某一基因的起始端插入了兩個堿基對。在插入位點的附近，再發(fā)生下列哪種情況可能對其指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小？（）A．置換3個堿基對B．增加3個堿基對C．缺失3個堿基對D．缺失5個堿基對解析：某基因的起始端插入兩個堿基對后,在插入位點后的所有脫氧核苷酸排列順序均改變,導(dǎo)致合成的蛋白質(zhì)在插入位點后序列全發(fā)生改變。若此時在附近缺失2個、5個堿基對，即總堿基對的增減為3n,則可能對將來控制合成的蛋白質(zhì)影響較小。答案：D2（2011·福建廈門質(zhì)檢）下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，正確的是（).A．基因突變對于生物個體是利多于弊B．基因突變屬于可遺傳的變異C．基因重組能產(chǎn)生新的基因D．基因重組普遍發(fā)生在體細胞增殖過程中解析：基因突變對生物個體來說是弊多于利,但對于物種來說是有積極意義的;能產(chǎn)生新的基因的只有基因突變；體細胞增殖進行的是有絲分裂，而基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中;可遺傳的變異有基因突變、基因重組和染色體變異。答案：B3(2010·江蘇卷)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是（）。A．這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B．該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體C．觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D．將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系解析