基因突变:
概念 |
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变 |
意义 |
是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的选择材料 |
类型 |
自然突变和诱发突变 |
原因 |
外因:某些环境条件(如物理、化学、生物因素) |
内因:DNA复制过程中,基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变,从而改变了遗传信息 |
结果 |
产生了该基因的等位基因,即新基因 |
特点 |
普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性(多向性)、可逆性 |
时期 |
DNA复制时(发生于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期) |
人工诱变 |
原理 |
物理、化学、生物因素影响生物,使它发生基因突变 |
方法 |
物理方法:辐射诱变、激光诱变 |
化学方法:硫酸二乙酯、亚硝酸等处理生物材料 |
意义 |
提高变异频率,创造动物、植物和微生物新品种 |
知识拓展: 1、基因突变和生物性状的关系
①多数基因突变并不引起生物性状的改变。
a.不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变,不引起性状变异。
b.由于多种密码子决定同一种氨基酸,因此某些基因突变也不能引起性状的改变。
c.某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类,但并不影响蛋白质的功能。
d.隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
②少数基因突变可引起性状的改变,如人的镰刀型细胞贫血症。
2、基因突变对后代的影响
①基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中,这种突变可通过无性繁殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代。
②基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中,这种突变可通过有性生殖传给后代。
3、基因突变对蛋白质结构的影响
碱基对 |
影响范围 |
对氨基酸的影响 |
替换 |
小 |
只改变1个氨基酸或不改变 |
增添 |
大 |
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列 |
缺失 |
大 |
缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列 |
4、基因突变在普通光学显微镜下无法看到,但染色体变异一般可以镜检出来。
5、基因突变的结果:基因突变引起基因“质”的改变,产生了原基因的等位基因,改变了基因的碱基序列,如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变),但并未改变染色体上基因的数量和位置。
6、显性突变和隐性突变的判定
(1)基因突变的类型
显性突变:aa→Aa(当代表现)
隐性突变:AA→Aa(当代不表现,一旦表现即为纯合体)
(2)判定方法
①植物:让突变体自交
②动、植物:让突变体与其他未突变体杂交
基因重组:
1、概念:是指在生物体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、基因重组的类型及意义
基因重组类型 |
发生时间 |
发生重组的原因 |
特点 |
非同源染色体上非等位基因间的重组 |
减一后期 |
同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间的重组 |
①只产生新的基因型,并产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合)②发生于真核生物、有性生殖的和遗传中(DNA重组除外)③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多 |
同源染色体上非等位基因的重组 |
减一四分体时期 |
同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换,导致基因重组 |
认为导致基因重组(DNA重组) |
体内重组质粒 |
目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因重组 |
细胞分裂图中的变异类型确定:
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A图 |
B图 |
分裂类型 |
有丝分裂 |
减数分裂 |
变异类型 |
基因突变 |
基因突变或基因重组 |
基因突变和基因重组的意义不同:
比较项目 |
基因突变 |
基因重组 |
生物变异 |
生物变异的根本来源 |
生物变异的重要来源 |
生物进化 |
为生物进化提供最初原始材料 |
为生物进化提供丰富的材料(物质基础) |
生物多样性 |
生物多样性的根本原因 |
生物多样性的重要原因之一 |
易错点拨: 1、基因重组使控制不同性状的基因重新组合,因此会产生不同于亲本的新类型,但只是原有的不同性状的重新组合,并不会产生新的性状。
2、基因重组发生的时间是在减数第一次分裂的后期和四分体时期,而不是在受精作用过程中。
3、基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的重要原因之一。
4、基因重组在人工操作下也可实现,如基因工程、肺炎双球菌转化过程中都发生了基因重组。
例 如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A.该动物的性别是雄性
B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C.1与2或1与4的片段交换,前者属基因重组,后者属染色体结构变异
D.丙细胞不能进行基因重组
思路点拨:3个图都来自于同一个体,所以只能来自雄性动物,A正确;甲图中,l、2同源染色体之间的片段交换为基因重组,1、4非同源染色体之间的片段交换为染色体结构变异,C正确;乙图为有丝分裂后期细胞,A、a所在染色体为同一染色体复制而来,A、a只能由基因突变而来,B错误;丙图为减Ⅱ后期细胞,不能发生基因重组,D正确。
答案B