1、第4節(jié)基因突變和基因重組,高頻考點(diǎn)突破,實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題探究,命題視角剖析,第4節(jié)基因突變和基因重組,基礎(chǔ)自主梳理,即時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練,基礎(chǔ)自主梳理,一、基因突變 1變異的類(lèi)型 (1)不遺傳的變異：環(huán)境因素的影響造成，不涉及_的改變。 (2)可遺傳的變異：_改變引起的，來(lái)源有基因突變、基因重組、染色體變異等。 2概念：由于DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或_而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。,遺傳物質(zhì),遺傳物質(zhì),改變,3實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥 (1)外因 某些外界環(huán)境條件(如：溫度驟變、各種射線(xiàn)、污染等)。 生物體內(nèi)部因素(如：異常代謝產(chǎn)物)等作用。 (2)內(nèi)因,4類(lèi)型：自然突變和誘發(fā)突變。 5特點(diǎn)：普遍性；隨機(jī)性；低

2、頻性；多害少利性；不定向性。 6意義：是生物變異的_，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料，是生物進(jìn)化的重要因素之一。 7人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用 (1)誘變因素 物理因素：各種射線(xiàn)輻射誘變；激光激光誘變。 化學(xué)因素：秋水仙素、硫酸二乙酯等。,根本來(lái)源,(2)誘變意義：是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類(lèi)型的重要方法。 (3)優(yōu)點(diǎn)： 提高_(dá)，使后代變異性狀盡快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程。 _地改良某些性狀。 (4)缺點(diǎn)：誘發(fā)產(chǎn)生的突變，_的個(gè)體往往不多，需處理大量材料。,變異頻率,大幅度,有利,思考感悟 1大腸桿菌、煙草花葉病毒可遺傳變異的來(lái)源是什么？ 【提示】由于大腸桿菌、煙草花葉病毒都不含有染色體，因此其可遺傳

3、變異就只有一個(gè)來(lái)源就是基因突變。,二、基因重組 1概念：生物體進(jìn)行_的過(guò)程中，控制不同性狀的非等位基因的重新組合。 2類(lèi)型： (1)_ (非同源染色體上的非等位基因)。 (2)_ (同源染色體上的非等位基因)。 3途徑：有性生殖(減數(shù)分裂)。 4意義 (1)為生物_提供了極其豐富的來(lái)源； (2)形成生物_的重要原因之一； (3)對(duì)于生物的_具有十分重要的意義。,有性生殖,自由組合,交叉互換,變異,多樣性,進(jìn)化,思考感悟 2進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞和進(jìn)行無(wú)性生殖的生物是否存在基因重組？ 【提示】不存在。原因是基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂中。,三、重組DNA技術(shù) 1概念：將從一個(gè)生物體內(nèi)分離得到或人工合成的_

4、導(dǎo)入另一個(gè)生物體中，使后者獲得_或表達(dá)_的技術(shù)。,目的基因,新的遺傳性狀,所需要的產(chǎn)物,限制性?xún)?nèi)切酶,DNA連接酶,質(zhì)粒,噬菌體,3應(yīng)用 (1)生產(chǎn)基因工程藥物和疫苗，如治療糖尿病的_、治療侏儒癥的人生長(zhǎng)激素、防治乙肝的疫苗等。 (2)定向地改造動(dòng)植物，如我國(guó)培育出的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、轉(zhuǎn)基因奶牛、轉(zhuǎn)基因魚(yú)等。,胰島素,高頻考點(diǎn)突破,1基因突變的原因分析,2基因突變與性狀的關(guān)系 (1)基因突變可間接引起密碼子改變，最終表現(xiàn)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： 一種氨基酸可以由多種密碼子決定，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼

5、子仍然決定同種氨基酸時(shí)，這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。 突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變，如AAAa。 不直接編碼氨基酸的基因片段(DNA片段)發(fā)生改變。,【易誤警示】基因突變一定會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。 基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對(duì)種類(lèi)和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。 基因突變一般發(fā)生于DNA分子復(fù)制過(guò)程中。,即時(shí)應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠) 1(2011年江蘇南京第一次模擬)下列有關(guān)基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是(多選)() A只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變 B誘發(fā)突變的突變率比自然突變的突變率高 C基因突變是生物進(jìn)化的重要因素之

6、一 D基因堿基序列改變一定導(dǎo)致性狀改變,解析：選AD?；蛲蛔兪侵窪NA分子的堿基對(duì)的增添、缺失或改變。進(jìn)行有性生殖和無(wú)性生殖的生物都有可能發(fā)生基因突變。誘發(fā)突變是指在人工條件下提高突變頻率。基因突變產(chǎn)生新基因，是生物進(jìn)化的重要因素?；驂A基序列改變導(dǎo)致mRNA的序列改變，但由于存在多個(gè)密碼子決定同一氨基酸，當(dāng)改變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí)，不會(huì)引起生物性狀的改變。,【特別提醒】基因重組是真核生物有性生殖過(guò)程中產(chǎn)生可遺傳變異的最重要來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因。,即時(shí)應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠) 2以下有關(guān)基因重組的敘述，正確的是() A非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組

7、 B姐妹染色單體間相同片段的交換導(dǎo)致基因重組 C基因重組導(dǎo)致純合體自交后代出現(xiàn)性狀分離 D同卵雙生兄弟間的性狀差異是基因重組導(dǎo)致的,解析：選A?；蛑亟M主要有以下幾種類(lèi)型：在生物體進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體分開(kāi)，非同源染色體自由組合，這樣非同源染色體上的基因就進(jìn)行了重組；在減數(shù)分裂形成四分體時(shí)，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叉互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致基因重組；基因工程。因此選項(xiàng)A是正確的，選項(xiàng)C中純合體自交不會(huì)出現(xiàn)性狀分離，選項(xiàng)D中同卵雙生兄弟間的性狀差異是基因突變引起的。,1對(duì)重組DNA技術(shù)的理解,2.重組DNA技術(shù)的操作工具 (1)限制性?xún)?nèi)切酶 存在位置：主要在

8、微生物體內(nèi)。 特性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)切割DNA分子。 實(shí)例：EcoR限制酶能專(zhuān)一識(shí)別GAATTC序列，并在G、A之間將這段序列切開(kāi)。,切割結(jié)果：產(chǎn)生帶有黏性末端的DNA片段。 (2)DNA連接酶 在DNA分子連接過(guò)程中，黏合脫氧核糖和磷酸之間的缺口。 (3)載體(質(zhì)粒) 本質(zhì)：小型的DNA分子。 作用：a.將目的基因送到受體細(xì)胞中去。 b可使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行大量復(fù)制。,3重組DNA技術(shù)的一般過(guò)程,即時(shí)應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠) 3(2010年高考浙江卷)在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是() A用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙

9、草花葉病毒的核酸 B用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體 C將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體 D用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞,解析：選A。構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，需用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和載體，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，而煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。重組DNA分子形成后要導(dǎo)入受體細(xì)胞(若是植物細(xì)胞，則可導(dǎo)入其原生質(zhì)體)，若導(dǎo)入的受體細(xì)胞是體細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)可獲得轉(zhuǎn)基因植物。目的基因?yàn)榭钩輨┗?，所以未成功?dǎo)入目的基因的細(xì)胞不具有抗除草劑的能力，可用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞。,實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題探究,誘變育種的運(yùn)用 1遵循的原理 誘變育

10、種的原理是基因突變，基因突變?cè)谧匀粭l件下的突變率很低，人們利用物理或化學(xué)的方法處理生物誘發(fā)基因突變，提高變異的頻率，然后從獲得的大量突變個(gè)體中選擇出優(yōu)良性狀的個(gè)體。,實(shí)戰(zhàn)演練(專(zhuān)項(xiàng)提能，小試牛刀) 胰島素生產(chǎn)小組利用青霉素增產(chǎn)的方法對(duì)重組大腸桿菌進(jìn)行了如下操作： (1)實(shí)驗(yàn)操作： 將適量大腸桿菌隨機(jī)均分為四組，分別編號(hào)為A、B、C、D。 對(duì)四組按下表操作36 h。,(請(qǐng)?jiān)谛枰僮鞯南鄳?yīng)表格中畫(huà)“”) 統(tǒng)計(jì)四組胰島素產(chǎn)量，產(chǎn)量低于A組的被淘汰，高于A組的繼續(xù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 (2)實(shí)驗(yàn)分析： 設(shè)置實(shí)驗(yàn)組數(shù)為多組的原因是 _。 A組的作用是 _。 實(shí)驗(yàn)原理是_，其在育種方面的優(yōu)點(diǎn)是_。,答案：(1) (

11、2)基因突變具有不定向性，表現(xiàn)出的性狀具有多樣性 作為對(duì)照組，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力 基因突變能產(chǎn)生新的性狀，且能大幅度改良某些性狀,命題視角剖析,三種變異類(lèi)型的識(shí)別 根據(jù)細(xì)胞分裂圖來(lái)確定變異的類(lèi)型,對(duì)A、B圖分析：,A該動(dòng)物的性別為雄性 B乙圖表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變 C1與2或1與4的片段交換，前者是基因重組，后者是染色體結(jié)構(gòu)變異 D丙中5與6兩條非姐妹染色單體之間的交叉互換導(dǎo)致非等位基因之間的互換 【嘗試解答】_D_ 【解析】雄性動(dòng)物減數(shù)分裂均等分開(kāi)。乙圖出現(xiàn)A與a是發(fā)生了基因突變。5與6兩條非姐妹染色單體之間的交叉互換造成等位基因的互換。非同源染色體之間的互換是染色體結(jié)構(gòu)變異。,A可能發(fā)生了

12、基因突變 B可能發(fā)生了染色體互換 C該細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞 D該細(xì)胞可能為次級(jí)精母細(xì)胞,解析：選C。由圖中基因組成判斷，該細(xì)胞中由同一條染色體復(fù)制來(lái)的兩條染色體的基因組成不同，一個(gè)為N，另外一個(gè)是n。所以該細(xì)胞中發(fā)生了變異，可能是基因突變或染色體的互換；而該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，細(xì)胞為均等分裂，因此不能是次級(jí)卵母細(xì)胞。,基因突變的類(lèi)型 1按DNA的分子結(jié)構(gòu)變化分：增添、缺失、替換。 2按突變基因在生物體內(nèi)的位置分：體細(xì)胞突變、性細(xì)胞突變。 3按突變后對(duì)生物性狀的影響分：有利突變、中性突變和有害突變。 4按突變性狀分：顯性突變和隱性突變。 5按突變?cè)蚍郑鹤匀煌蛔兒腿斯ふT變。,(2010年高

13、考課標(biāo)全國(guó)卷)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開(kāi)紅花的豌豆植株，推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中() A花色基因的堿基組成 B花色基因的DNA序列 C細(xì)胞的DNA含量 D細(xì)胞的RNA含量 【嘗試解答】_B_,【解析】基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。所以為了確定題干中的推測(cè)，最好應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中的花色基因的DNA序列。 互動(dòng)探究(1)細(xì)胞mRNA的種類(lèi)會(huì)改變嗎？ (2)題干中“一株”改為“一朵”，花色基因突變是發(fā)生在體細(xì)胞中還是性細(xì)胞中？ 【提示】(1)改變。(2)體細(xì)胞。,對(duì)基因工程中一些觀點(diǎn)說(shuō)法辨析不清 1限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個(gè)切開(kāi)，一個(gè)連接。 2DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過(guò)程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段的兩個(gè)缺口同時(shí)連接，不需