5.突变的不定向性(多方向性)
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。如控制小鼠毛色的灰色基因(A y)可突变成黄色基因(AY),也可突变成黑色基因(a)。
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基因突变的概念、原因
DNA--------------→DNA
↓
↓差错--→
↓
脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变
↓
碱基对替换、增添、缺失
↓
基因结构发生改变
↓
遗传信息改变
↓
产生等位基因(A=a1 a2 ….)
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基因突变和基因重组:
项目 |
基因突变 |
基因重组 |
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区别 |
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 |
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.同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体之间的自由组合 |
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时间 |
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 |
减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期 |
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区别 |
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 |
生物变异的主要来源.也是生物进化的重要因素之一;通过诱变育种培育新品种 |
是生物产生变异的重要因素;通过杂交育种,使性状重组,可培育优良品种 |
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可能性 |
可能性很小 |
非常普遍 |
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联系 |
使生物产生可遗传的变异,在长期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自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础。 |
4.基因突变不一定会引起性状改变
当控制某性状的基因发生突变时,其性状未必改变.其原因如下:
①若突变发生于真核生物基因结构的内含子内,此基因转录的mRNA仍未改变(但前体RNA改变),因而合成的蛋白质也不发生改变.此时性状不改变。
②若突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多个密码子,若该改变了的密码子与原密码子仍对应同一 种氨基酸,此时突变基因控制的性状也不改变。
③若基因突变为隐性突变,如AA中其中一 个A→→a,此时性状也不改变。
3.基因突变的有害性:在长期的进化过程中,生物无论在形态、结构还是生理上都已形成了自身的协调统一和对环境的适应。基因突变打破了原有遗传基础的均衡性,从而引起不同程度的有害后果,表现出生活力和可育性的降低、寿命缩短、甚至死亡。但并非所有的基因突变都是有害的,有些突变也会产生有利的或既无利也无害的变异。
2.基因突变的结果: 基因的突变产生了该基因的等位基因,即新基因,也是改变了基因的表现形式,如:由A→a或a→A,但并未改变染色体上基因的数量,因而基因突变引起基因“质”的改变,未引起“量”的改变。
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第一节 基因突变和基因重组
原因:物理因素、化学因素、生物因素导致的DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变
实例:镰刀型细胞贫血症:DNA控制的血红蛋白的CTT变为CAT
意义:是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料
普遍性:在自然界普遍存在
基因突变 随机性:随机发生在个体发育的各时期
低频性:自然状态下发生的频率很低,动物在10-5~10-8
特点 不定向性:可以向不同方向突变.产生了复等位基因
多害少利性:突变性状对生物大多有害,少数有利
可逆性:例大肠杆菌中,野生型(his+)可以突变为组氨酸依赖型(his- ),而组氨酸依赖型也可以突变为野生型
发生基因突变的细胞 体细胞 当代表现变异
生殖细胞 当代不表现变异,子代有可能表现变异
基因突变特点剖析:
1.基因突变“随机性”①时间上的随机:它可发生于生物个体发育的任何时期, 甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生,如老年人易得皮肤癌等。②位置上的随机:基因突变既可发生于体细胞中.也可发生于生殖细胞中,若为前者,一般不传递给后代,若为后者,则产生基因突变的生殖细胞,可通过生殖传向子代。
2、考点解读
本单元内容考查的知识点主要包括基因突变、基因重组、染色体变异,基因突变的原因以及在育种工作中的应用。本部分内容在育种上市高考考查的重点,特别是与太空育种,杂交育种,基因工程育种,组织培养等育种方案结合在一起,可以出一些大型的 信息综合题目。
在高考中,选择题的考察主要内容有基因突变、基因重组、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判断。在非选择题方面,通常以育种为背景,综合考查几种育种方案。
人类的遗传病和伴性遗传是历年高考考查的热点,出题方向主要以推理和判断遗传病的方式为重点考察。
在一轮复习中,要掌握几种变异的产生原因以及在生产实践中的应用,学会判断推理遗传病的方法。并搜集生产生活中的社会热点,用所学的知识进行解释。
1、考点盘点
内容 |
说明 |
(1)基因突变和基因重组 (2)染色体变异 (3)人类遗传病 (4)低温诱导染色体变异 (5)人类常见的遗传病 |
三种变异的实质,遗传图谱的判断,实验 |
37.(山东省威海市2009届高三高考模拟,27 )下图表示某研究所利用具有优良性状的二倍体植株A(AaBb)作为实验材料繁育植株B、C、D的途径示意图。请据图分析回答:
(1)通过途径1、2获得植株B、C的过程中都应用了一种生物技术,该技术依据的生物学原理是 。
(2)要想尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径 来繁育植株;假如植株A叶肉细胞中某个基因中的碱基T被替换成A,这种改变只能通过途径
传递给后代。
(3)植株B和植株C不能直接杂交产生后代,原因是__________________________;若将植株B和植株C在幼苗时期分别用秋水仙素诱导处理,形成植株E、F,E、F杂交产生的后代为 倍体。
(4)植株D与植株C表现型相同的概率为 ;假如植株D与植株C表现型相同,则基因型相同的概率为 。
(5)已知植株A的高茎和矮茎是一对相对性状(核基因控制),现有通过途径1获得的植株B幼苗若干(既有高茎,也有矮茎)。请设计实验方案,确定高茎与矮茎的显隐性关系。(要求用图解表示并加以必要的文字说明)
36.(河北衡水中学三模试卷,31)Ⅰ.某自花传粉植物灰种皮(Y)对白种皮(y)为显性,紫茎(A)对绿茎(a)为显性,抗病(B)对感病(b)为显性,各由一对等位基因控制,并分别位于三对同源染色体上,且当花粉含AB基因时不能萌发长出花粉管。请回答:
(1)如果只考虑种皮颜色的遗传:将基因型为的植株自交所结全部种子播种共得15株植株,其中有10株结灰色种子共300粒,有5株结白色种子共100粒,则子代的性状分离比与孟德尔定律预期分离比 (填相符或不相符),最可能的原因是
。
(2)如果只考虑茎的颜色和抗病性状的遗传:让基因型为的植株和的植株相互受粉,正交和反交产生的子代性状分离比 (填相同或不相同),原因是
。
(3)用基因型为的植株作材料,可以采用 育种方法获得基因型为 的紫茎抗病植株。
35.(天水市一中2006级2008-2009学年第二学期,31 )小麦是自花传粉植物。在种植白色籽粒小麦的田间偶然发现有一株小麦所结籽粒为红色。研究表明红色籽粒小麦是由种皮中色素所引起的。第二年将该小麦的800多颗红色籽粒播种后,有600多株发育成熟,其中有160多株结白色籽粒,其余仍结红色籽粒。(答题中基因型用A表示显性基因,a表示隐性基因。)
(1) 最初产生结红色籽粒植株的原因很可能是由于 ;红色籽粒中胚的基因型是 。
(2) 若要单倍体育种的方法尽快获得稳定遗传的红色籽粒小麦品种,具体步骤是:将最初得到的红色籽粒播种后,取 进行离体培养, 待得到 ,用秋水仙素处理使染色体加倍后,培养至成熟;得到的植株基因型为 。 待 时,选 籽粒留种。
(3)除上述方法外,还可以用______________方法能尽快获得稳定遗传的红色籽粒小麦品种,写出简单思路:________________________。
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