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1、基因与性状基因与性状 1举例说明基因与性状的关系。 2举例说明基因突变的特征和原因。 3举例说出基因重组及其意义。 一、基因与性状的关系 1基因控制生物的性状 （1）通过控制蛋白质的分子结构来控制性状，如镰刀型细胞贫血症。 （2）通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状。 2基因重组 （1）原因。 减数第一次分裂后期， 同源染色体上的等位基因分离， 非同源染色体上的非等位基因 自由组合。 减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交叉互 换，导致基因重新组合。 （2）结果：后代产生新的基因型，使后代出现多种新的性状组合。 思考：思考：基因重组的本质或特点是什么？
2、提示：基因重组是原有不同基因的重新组合，不产生新基因，所以也不会产生新性状； 只产生新基因型，使原有性状重新组合。 3影响性状的因素 表现型相同，基因型不一定相同 ； 基因型相同，表现型也不一定相同。生物的性状不仅 受基因的控制，也会受到环境的影响。有些性状是基因和环境共同作用的结果。 二、基因突变二、基因突变 1概念 基因突变指基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或改变。 2原因 （1）自然状态下，DNA 复制时，碱基对的替换、插入或缺失会引起基因突变。 （2）外界因素： 物理因素：射线、电离辐射等。 化学因素：亚硝酸、碱基类似物等。 生物因素：病毒、某些细菌等。 思考：思考：基因突变的本
3、质是什么？ 提示 ： 基因突变是遗传物质在分子水平上的变化，是构成基因的脱氧核苷酸的种类、数 量和排列顺序发生了改变。基因突变产生新基因和新基因型，不改变基因数量。 3特点 （1）普遍性：基因突变在生物界是普遍存在的。无论原核生物和真核生物，都可能发 生基因突变。 （2）低频性：自然状态下，基因突变频率很低。 （3）可逆性：基因突变是可逆的，既可以由 A 突变为 a，也可以由 a 突变为 A。 （4）多方向性：基因突变是不定向的，一个基因可以向多个方向突变，产生一个以上 的等位基因，如基因 A 可突变为 a（或 a1或 a2） 。 （5）随机性：基因突变是随机发生的。它可以发生在生物个体发育的
4、任何时期和任何 细胞中；也可以发生在细胞内不同的 DNA 分子上以及同一 DNA 分子的不同部位。 （6）多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的。但是，也有少数基因突变是有 利的。 4应用：诱变育种 （1）原理：基因突变。 （2）方法：用物理或化学因素诱发基因突变，称为人工诱变。 （3）优点：提高突变率，增加变异来源。 5可遗传变异 （1）分类：包括基因突变、基因重组和染色体变异。 （2）意义：对于生物进化具有重要的意义，也是形成生物多样性的重要原因之一。 1基因突变与生物性状的关系 （1）当基因发生突变时，其性状未必改变。 当基因发生突变时，引起 mRNA 上密码子改变，但由于密码子的简
5、并性，改变后的密 码子与原密码子对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不变。 若基因突变为隐性突变，如 AA 中的一个 Aa，此时性状也不改变。 （2）有些情况下基因突变会引起性状的改变。 如显性突变：aa 中的一个 a 突变为 A，则直接引起性状的改变。 2基因突变对蛋白质中的氨基酸序列的影响 碱基对影响范围对氨基酸的影响 减少对蛋白质结构影响的 措施 改变小只改变 1 个氨基酸或不改变 增添大 插入位置前不受影响，插入 位置后的序列会发生变化 若已增添 1 个碱基对：可以 再增添2个、 5个（3n 2）个；也可以减少 1 个、4 个（3n1） 个 （n0） 。 即增添 3n个碱基对对蛋白
6、 质结构的影响较小 缺失大 缺失位置前不受影响，缺失 位置后的序列受影响 若已缺失 1 个碱基对：可以 再减少2个、 5个（3n 2）个；也可以增添 1 个、4 个（3n1） 个 （n0） ， 即减少 3n个碱基对对蛋白 质结构的影响较小 3基因突变发生的过程及时间分析 基因突变发生于所有生物中， 是一种最广泛的可遗传变异的来源， 不论病毒、 原核生物， 还是真核生物 ； 不论进行无性生殖，还是进行有性生殖，只要进行遗传物质复制，就有可能 发生基因突变。 真核生物的基因突变一般发生在有丝分裂间期和减数分裂间期 DNA 复制的过 程中。 引起基因突变的因素及其作用的大致机理： 体细胞的突变可在当
7、代表现，生殖细胞的突变在当代不表现。 体细胞突变也可经无性生殖而遗传给后代。 体细胞的显性突变（aA）一般情况下一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传 ； 体细 胞的隐性突变（Aa）一旦表现即可稳定遗传。 4基因突变和基因重组的区别与联系 基因突变基因重组 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 在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，同源染色体的非 姐妹染色单体之间交叉互换或非同 源染色体之间的自由组合 时 期 有丝分裂间期和减数分
8、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 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 意 义 生物变异的根本来源，也是生物进化的 重要因素之一 是生物产生变异的重要因素 应 用 通过诱变育种培育新品种 通过杂交育种，使性状重组，可培 育优良品种 区 别 可 能 性 可能性很小非常普遍 联系 都使生物产生可遗传的变异 ； 在长期的进化过程中， 通过基因突变产生新基因， 为基因重组提供大量可供组合的新基因，基因突变是基因重组的基础 基因突变发生于所有生物中，基因重组仅发生于进行有性生殖的生物中。 基因突变能够发生在有丝分裂、减
9、数分裂、无丝分裂及病毒的增殖过程中，基因重组 仅发生在减数分裂过程中。 基因突变针对某一基因而言，基因重组针对两对或两对以上基因而言。 基因突变产生新的基因；基因重组不改变基因种类，只产生新基因型。 题型一 基因对性状的控制 【例题 1】下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是（ ） 。 A一对相对性状可由多对基因控制 B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状 C隐性基因控制的性状不一定得到表现 D基因型相同，表现型就相同 解析 ：解析 ： 基因与性状的关系是基因型与环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环 境不同时，表现型不一定相同。 答案：答案：D 反思领悟 ： 基因主要是通过控制酶的
10、合成来控制生物性状，其次是通过直接控制蛋白质 的分子结构来控制生物性状。生物与性状的关系可以是一因一效，多因一效，也可以是一因 多效。 题型二 生物变异的根本来源基因突变 【例题 2】 （2011沈阳四校协作体联考）基因突变是生物变异的根本来源。下列关于 基因突变特点的说法，正确的是（ ） 。 A无论是低等还是高等生物都可能发生突变 B生物在个体发育的特定时期才可发生突变 C突变只能定向形成新的等位基因 D突变对生物的生存往往是有利的 解析 ：解析 ： 生物在个体发育的任何时期都可能发生基因突变。基因突变是不定向的，对生物 往往是有害的。 答案：答案：A 反思领悟：基因突变的时间是 DNA 复
11、制的间期，突变的结果是产生原基因的等位基因， 突变的意义是产生前所未有的新基因， 为生物进化提供了最原始的材料， 是生物变异的根本 来源。 题型三 基因重组 【例题 3】 （2011北京东城期末） 下列各项中可以导致基因重组现象发生的是 （ ） 。 A姐妹染色单体的交叉互换 B等位基因彼此分离 C非同源染色体的自由组合 D姐妹染色单体分离 解析 ：解析 ： 基因重组发生在减数第一次分裂的前期（同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互 换）和后期（非同源染色体的自由组合） 。 答案：答案：C 反思领悟：基因重组包括两种类型：一是减数第一次分裂后期由于非同源染色体上的非 等位基因自由组合而发生基因重组
12、； 二是四分体时期由于同源染色体的非姐妹染色单体的交 叉互换而发生基因重组。 1 （2011河南郑州质量预测）某一基因的起始端插入了两个碱基对。在插入位点的 附近，再发生下列哪种情况可能对其指导合成的蛋白质结构影响最小？（ ） A置换 3 个碱基对 B增加 3 个碱基对 C缺失 3 个碱基对 D缺失 5 个碱基对 解析 ：解析 ： 某基因的起始端插入两个碱基对后，在插入位点后的所有脱氧核苷酸排列顺序均 改变，导致合成的蛋白质在插入位点后序列全发生改变。若此时在附近缺失 2 个、5 个碱基 对，即总碱基对的增减为 3n，则可能对将来控制合成的蛋白质影响较小。 答案：答案：D 2 （2011福建厦
13、门质检）下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是（ ） 。 A基因突变对于生物个体是利多于弊 B基因突变属于可遗传的变异 C基因重组能产生新的基因 D基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中 解析：解析：基因突变对生物个体来说是弊多于利，但对于物种来说是有积极意义的；能产生 新的基因的只有基因突变 ； 体细胞增殖进行的是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程 中；可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异。 答案：答案：B 3 （2010江苏卷）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（ ） 。 A这种现象是由显性基因突变成隐性基
14、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态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 ：解析 ： 因为在一片稻田中只出现了一株“一秆双穗”植株，所以该突变应当是隐性个体 出现了显性突变，如果是隐性突变，当代不表现新性状，自交后代才出现性状分离，且新性 状应出现在一部分子代中， 而不是只有一株。 经显性突变形成的杂合体自交后代会出现显性 纯合体。基因突变是分子水平的变化，不能通过观察染色体形态判断位置。花药离体培养后 获得的是单倍体水稻，需用秋水仙素诱导染色体加倍后才能获得稳定遗传的高产品系。 答案：答案：B