专题14 基因重组与基因突变
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圆梦教育高中生物专题十四基因重组与基因突变一、相关名词及解释名词:1、基因突变:是指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。
2、基因重组:是指控制不同性状的基因的重新组合。
3、自然突变:有些突变是自然发生的,这叫~。
4、诱发突变(人工诱变):有些突变是在人为条件下产生的,这叫~。
是指利用物理的、化学的因素来处理生物,使它发生基因突变。
5、不遗传的变异:环境因素引起的变异,遗传物质没有改变,不能进一步遗传给后代。
6、可遗传的变异:遗传物质所引起的变异。
包括:基因突变、基因重组、染色体变异。
二、相关语句及解释语句:1、基因突变①类型:包括自然突变和诱发突变②特点:普遍性;随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。
突变发生的时期越早,表现突变的部分越多,突变发生的时期越晚,表现突变的部分越少。
);突变率低;多数有害;不定向性(一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。
)。
③意义:它是生物变异的根本来源,也为生物进化提供了最初的原材料。
④原因:在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下,使得DNA复制过程出现小小的差错,造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变,最终导致原来的基因变为它的等位基因。
这种基因中包含的特定遗传信息的改变,就引起了生物性状的改变。
⑤实例:a、人类镰刀型贫血病的形成:控制血红蛋白的DNA上一个碱基对改变,使得该基因脱氧核苷酸的排列顺序——发生了改变,也就是基因结构改变了,最终控制血红蛋白的性状也会发生改变,所以红细胞就由圆饼状变为镰刀状了。
b、正常山羊有时生下短腿“安康羊”、白化病、太空椒(利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。
)。
⑥引起基因突变的因素:a、物理因素:主要是各种射线。
b、化学因素:主要是各种能与DNA发生化学反应的化学物质。
c、生物因素:主要是某些寄生在细胞内的病毒。
⑦人工诱变在育种上的应用:a、诱变因素:物理因素---各种射线(辐射诱变),激光(激光诱变);化学因素—秋水仙素等b、优点:提高突变率,变异性状稳定快,加速育种进程,大幅度地改良某些性状。
c、缺点:诱发产生的突变,有利的个体往往不多,需处理大量的材料。
d、如青霉素的生产。
2、基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变,基因突变使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型变化。
3、基因重组:①类型:基因自由组合(非同源染色体上的非等位基因)、基因交换(同源染色体上的非等位基因)。
②意义:非常丰富(父本和母本遗传物质基础不同,自身杂合性越高,二者遗传物质基础相差越大,基因重组产生的差异可能性也就越大。
);基因重组的变异必须通过有性生殖过程(减数分裂)实现。
丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。
4、基因突变和基因重组的不同点:基因突变不同于基因重组,基因重组是基因的重新组合,产生了新的基因型,基因突变是基因结构的改变,产生了新的基因,产生出新的遗传物质。
因此,基因突变是生物产生变异的根本原因,为进化提供了原始材料,又是生物进化的重要因素之一;基因重组是生物变异的主要来源.三、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型,导致红细胞不能顺利通过毛细血管聚集在一起,红细胞破裂(溶血),造成贫血。
⑵病因基因中的碱基替换。
直接原因:血红蛋白分子结构的改变根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、基因突变概念: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四、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因:有内因和外因外因有:物理因素:如紫外线、X射线化学因素:如亚硝酸、碱基类似物生物因素:如某些病毒⑵自然突变(内因)2、基因突变的特点⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性3、基因突变的时间有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义:是新基因产生的途径;生物变异的根本来源;是进化的原始材料五、基因重组1、基因重组的概念2、基因重组的类型随机重组(减数第一次分裂后期)交换重组(四分体时期)3.时间:减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)4.基因重组的意义六、基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变,产生了新基因,也可以产生新基因型,出现了新的性状。
不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因型,使不同性状重新组合。
发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。
减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。
条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。
意义生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。
发生可能突变频率低,但普遍存在。
有性生殖中非常普遍。
基因突变与基因重组高考真题演练1.(2008上海7)人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是( A )A.基因突变B.染色体结构变异C.基因重组D.染色体数目改变2.(2011上海8) 基因突变在生物进化中起重要作用,下列表述错误的是( C )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3.(2009福建3)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( B )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【解析】考查有丝分裂和减数分裂的特点。
非同源染色体自由组合,是减数分裂的特点,只能发生在减数第一次分裂后期。
A.在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期可能发生。
C.有丝分裂间期或减数第一次分裂间期可能发生。
D.在有丝分裂和减数分裂多个时期都会发生。
4.(2010江苏6)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株,经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。
下列叙述正确的是( D )A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系【解析】本题以突变实例为载体考查基因突变的特点、鉴别应用等。
因不知该突变体的基因型,故不能判断其变异为隐性还是显性突变引起,A项错误。
若一杆双穗为隐性突变,则该植株为隐性纯合体,则自交后权威一杆双穗;若为显性突变,则该个体为杂合体,其自交后代一杆双穗纯合体比例为1/4,B项正确。
基因突变为分子水平变异,在显微镜下观察不到,C项错误,花药离体培养后形成的植株中无同源染色体,不可育,D项错误。
5.(2008宁夏5)以下有关基因重组的叙述,错误的是( C )A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组B.非姊妹染色体的交换可引起基因重组C.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关【解析】:在减I后期,非同源染色体上的非等位基因的自由组合能导致基因重组;在减I前期,同源染色体上的非姊妹染色单体的交换也可引起基因重组。
而纯合体自交通常不会使子代性状分离,若子代出现性状分离,最可能的原因上基因突变,故选C。
6.(2008广东8)改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的方法是( A )A.诱变育种B.单倍体育种C.基因工程育种D.杂交育种【解析】单倍体育种没有产生或增加新的基因,如果亲本缺少抗病基因,那么得到的后代也没有抗病基因,所以B不对。
7.(2011海南11)野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长,用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株,该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。
对这一实验结果的解释,不合理的是( B )A.野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲B.野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲C.该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶D.该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失【解析】大肠杆菌突变后,需要添加氨基酸甲才能生长,可能是野生型菌株能合成氨基酸甲,或者是突变株无法产生氨基酸甲合成的酶,或者相应的酶功能散失,排除A、C、D三个选项的正确性,选B。
8.(2010海南14)下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是( A ) A.基因发生突变而染色体没有发生变化B.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半D.Aa杂合体发生染色体缺失后,可表现出a基因的性状9.(2008江苏23)下列关于育种的叙述中,错误的是( BCD )A.用物理因素诱变处理可提高突变率B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C.三倍体植物不能由受精卵发育而来D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状。