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1、第1 1节 基因突变和基因重组 1.举例说明基因突变的特点和原因。 2.举例说明基因重组。 3.说出基因突变和基因重组的意义。 4.列表比较可遗传变异和不可遗传变异、基因突变和基因重组。 一二 一、基因突变 1.基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症。 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,叫做基因突变。 一二 3.基因突变的原因 (1)外因:物理因素、化学因素和生物因素。 (2)内因自发产生基因突变:DNA分子复制偶尔发生错误、 DNA的碱基组成发生改变等。 4.基因突变的特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性等。 5.基因突变的意义:是新基因产生的途径;是
2、生物变异的根本来源; 是生物进化的原始材料。 高产青霉菌是通过X射线照射野生青霉菌,然后进行人工选择获 得的。高产青霉菌株获得的根本原因是什么? 提示:基因突变。 一二 二、基因重组 1.概念:基因重组是指生物体在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:在减数第一次分裂后期,随着非同源染色体的自 由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。 (2)交叉互换型:在减数分裂形成四分体时期,位于同源染色体上 的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染 色单体上的基因重组。 3.意义 (1)基因重组是生物变异的来源之一。 (2)基因重组对生
3、物的进化具有重要意义。 一二三 一、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第一次分裂前的 间期DNA复制的过程中。 一二三 引起基因突变的因素及其作用的大致机理: 一二三 特别提醒体细胞的突变可在当代表现,生殖细胞的突变在当代 不表现。 体细胞突变可通过无性生殖遗传给后代。 显性突变(aA)一旦发生即可表现,但通常不能稳定遗传;隐性 突变(Aa)一旦表现即可稳定遗传。 一二三 二、
4、自然状态下基因重组的类型 特别提醒无论是自由组合型还是交叉互换型,基因重组都发生在 减数第一次分裂过程中,无性生殖过程中不发生基因重组。 一二三 三、基因突变和基因重组的区别与联系 一二三 题型一题型二 题型一 基因突变的实质 【例1】 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 解析: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,叫基因突变,所以要检测是否
5、是基因突变,应该检测 DNA的碱基对列是否发生了替换、增添和缺失。 答案:B 题型一题型二 反思领悟基因突变是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。 题型一题型二 题型二 基因突变与基因重组的比较 【例2】 基因的随机重组和配子形成过程中的基因突变分别发 生在( ) 分裂间期DNA复制过程 有丝分裂形成子细胞的过程 减数第一次分裂 减数第二次分裂前期 配子受精形成合子 的过程 A. B. C. D. 解析:基因重组只发生在减数第一次分裂时期,包括四分体中非 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,而配子 形成过程中的基因突变发生在减数第一次分裂前的间期
6、DNA的复 制过程中。 答案:D 题型一题型二 反思领悟基因突变的时间是间期DNA复制时,基因重组发生在减 数第一次分裂的四分体时期和后期。 探究方法能力展示 探究人工诱变方法及其在育种中的应用 人工诱变是指利用物理或化学因素处理生物,使它发生基因突变。 2.特点:(1)提高变异频率,使后代性状较快稳定;(2)大幅度改良某 些性状;(3)诱发产生的变异有利的不多,必须处理大量实验材料。 探究方法能力展示 淀粉酶可以通过微生物发酵生产。为了提高酶的产量,请你设计 一个实验,利用诱变育种方法,获得产生淀粉酶较多的菌株。(提示: 生产菌株在含有淀粉的固体培养基上,随着生长可释放淀粉酶分解 培养基中的淀粉,在菌落周围形成透明圈。) 步骤: 第一步,将培养好的菌株分为两组,一组用一定剂量的诱变剂处 理,另一组不处理作对照; 第二步,制备含淀粉的固体培养基; 第三步,把诱变组和对照组的菌株分别接种于多个含淀粉的固体 培养基上,相同条件下培养; 第四步,比较两组菌株菌落周围透明圈的大小,选出透明圈变大 的菌株。 探究方法能力展示 根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预测实验结果。 。 答案:由于诱发突变率低,诱变组中绝大多数菌落周围的透明 圈大小与对照组相同;由于诱发突变的不定向性,诱变组中极少 数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小