基因突变和基因重组基因突变和基因重组高考精彩回放高考精彩回放1.1.（2011.2011.广东）广东）最近，可以抵抗多数抗生最近，可以抵抗多数抗生素的素的“超级细菌超级细菌”引人关注，这类细菌含有引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因超强耐药性基因NDM-1NDM-1，该基因编码金属，该基因编码金属-内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是（多选）内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是（多选）A A、定向突变、定向突变 B B、抗生素滥用、抗生素滥用 C.C.、金属、金属-内酰胺酶使许多抗菌药物失活内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D D、通过染色体交换从其它细菌获得耐药基、通过染色体交换从其它细菌获得耐药基因因2.2.（2011.2011.江苏卷）江苏卷）在有丝分裂和减数分在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是（多选）裂的过程中均可产生的变异是（多选） A ADNADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变改变，导致基因突变B B非同源染色体之间发生自由组合，导非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组致基因重组C C非同源染色体之间交换一部分片段，非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异导致染色体结构变异D D着丝点分裂后形成的两条染色体不能着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异移向两极，导致染色体数目变异3.3.（20112011年安徽卷）年安徽卷）人体甲状腺滤泡上皮细人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素的放射性同位素131131治疗某些甲状腺疾病，治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的但大剂量的131131对人体会产生有害影响。积对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的聚在细胞内的131131可能直接可能直接A.A.插入插入DNADNA分子引起插入点后的碱基引起基因分子引起插入点后的碱基引起基因突变突变B.B.替换替换DNADNA分子中的某一碱基引起基因突变分子中的某一碱基引起基因突变C.C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异构变异D.D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代给下一代考点分析考点分析2.2.基因突变的特点和意义。基因突变的特点和意义。1.1.生物变异的类型和基因突变的概念。生物变异的类型和基因突变的概念。3.3.基因重组的概念和意义。基因重组的概念和意义。4.4.基因突变和基因重组在育种中的应用。基因突变和基因重组在育种中的应用。不不可可遗传的变异遗传的变异遗传物质遗传物质环境条件环境条件+ +性状性状可可遗传的变异遗传的变异来源来源基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组诱因诱因（进行有性生进行有性生殖的生物才有殖的生物才有）考点一：变异的类型考点一：变异的类型例例1 1. .下面叙述的变异现象，可遗传的是下面叙述的变异现象，可遗传的是A.A.割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因而部分改变的第二性征而部分改变的第二性征B.B.果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C.C.用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子的果实无子D.D.一株一株红花红花豌豆自交，后代部分植株开白花豌豆自交，后代部分植株开白花小结：小结：1.1.如果是环境条件变化，如果是环境条件变化，遗传物质没变化遗传物质没变化而发生的变异，则是而发生的变异，则是不可遗传的变异不可遗传的变异；如果；如果遗传遗传物质发生改变物质发生改变，则是，则是可遗传的变异可遗传的变异（包括基因突（包括基因突变、基因重组和染色体变异）。变、基因重组和染色体变异）。 2.2.发生在发生在体细胞体细胞中的变异，一般中的变异，一般不能不能传给下传给下一代，一代，除非进行无性生殖除非进行无性生殖。1.1.概念概念考点二：基因突变考点二：基因突变由于由于DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的增添、缺失增添、缺失或或替换替换，而引起的基因结构的改变。，而引起的基因结构的改变。A T C C GT A G G C正常基因正常基因A A C C GT T G G CA C C GT G G CA T T C C GT A A G G C替换替换缺失缺失增添增添甘氨酸：甘氨酸： GGGGGG赖氨酸：赖氨酸： AAA AAGAAA AAG谷氨酰胺：谷氨酰胺：CAG CAACAG CAA谷氨酸：谷氨酸： GAA GAGGAA GAG丝氨酸：丝氨酸： AGCAGC丙氨酸：丙氨酸： GCAGCA天冬氨酸：天冬氨酸：AAUAAUA处插入碱基对处插入碱基对GC B处碱基对处碱基对AT替换为替换为GC C处缺失碱基对处缺失碱基对AT D处碱基对处碱基对GC替换为替换为AT例例2 2（2010.2010.福建）福建）下图为人下图为人WNK4WNK4基因部分碱基序基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知知WNK4WNK4基因发生一种突变，导致基因发生一种突变，导致11691169位赖氨酸变位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是为谷氨酸。该基因发生的突变是思考：碱基替换、缺失和增添中，谁思考：碱基替换、缺失和增添中，谁的影响最小？的影响最小？2.2.基因突变的原理及结果基因突变的原理及结果DNADNADNADNA复制复制差错差错碱基对增添、缺失、改变碱基对增添、缺失、改变基因的分子结构发生改变基因的分子结构发生改变结果：结果：产生新产生新的的基因基因A Aa a原基因的原基因的等位基因等位基因3.3.时间时间DNADNA复制时（复制时（主要是有丝分裂间期和减数第主要是有丝分裂间期和减数第一次分裂间期一次分裂间期）4.4.基因突变的类型基因突变的类型自然突变自然突变诱发突变诱发突变5.5.基因突变的意义基因突变的意义是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源，为生物进化提供了，为生物进化提供了最初的原始选择材料。最初的原始选择材料。6.6.基因突变的特点：基因突变的特点：普遍性普遍性随机性随机性时间上的随机时间上的随机( (个体发育的任何时期个体发育的任何时期) )个体发育中，基因突变发生的时间越个体发育中，基因突变发生的时间越迟，生物表现突变的部分越少，反之迟，生物表现突变的部分越少，反之亦然。亦然。部位上的随机：既可发生在体细胞中，部位上的随机：既可发生在体细胞中，又可发生在生殖细胞中。又可发生在生殖细胞中。低频率性低频率性多害少利性多害少利性不定向性不定向性A Aa a1 1a a2 2有害还是有利处决与生活的环境。有害还是有利处决与生活的环境。例例3 3（2010.2010.江苏）江苏）育种专家在稻田中发现育种专家在稻田中发现一株十分罕见的一株十分罕见的“一秆双穗一秆双穗”植蛛，经鉴植蛛，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是叙述正确的是A.A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的引起的B.B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体合个体C.C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判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断基因突变发生的位置D.D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得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稳定遗传的高产品系小结：小结：a.a.基因突变基因突变产生新的等位基因产生新的等位基因，改，改变表现型，但变表现型，但未改变基因的数量和位置未改变基因的数量和位置。 b.b.基因突变基因突变显微镜下看不到显微镜下看不到。7.7.实例：镰刀型细胞贫血病实例：镰刀型细胞贫血病GAACTTDNARNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GTACAT突变突变GAA谷氨酸谷氨酸GUA缬氨酸缬氨酸突变发生于非编码区或真核基因的突变发生于非编码区或真核基因的内含子内。内含子内。改变了的密码子与原密码子仍对应改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸同一种氨基酸。若基因突变为隐性突变，如若基因突变为隐性突变，如AAAA中其中其中一个中一个AaAa。思考：思考：什么样的基因突变不引起生物性什么样的基因突变不引起生物性状的改变？状的改变？考点三：基因重组考点三：基因重组1.1.概念：概念：指在生物体进行有性生殖的过程中，控制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不同性状的基因的重新组合。2.2.类型类型：（通过有性生殖过程实现的）通过有性生殖过程实现的）非同源染色体上非等位基因的非同源染色体上非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上非姐妹染色单体的同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换交叉互换重组重组DNADNA技术技术3.3.意义意义为生物的变异提供了极其丰富的来源是形为生物的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对生物进化成生物多样性的重要原因之一对生物进化具有十分重要的意义具有十分重要的意义（可以发生在不同种生物之间，定向改变（可以发生在不同种生物之间，定向改变生物的性状。）生物的性状。）基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质发生发生时间时间原因原因育种育种意义意义基因的分子结构发生改基因的分子结构发生改变，产生了新基因。变，产生了新基因。不同基因的重新组合，产不同基因的重新组合，产生新基因型，使性状重新生新基因型，使性状重新组合组合主要在有丝分裂间期和主要在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期在减数第一次分裂在减数第一次分裂外界理化因素或自身生外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的理因素引起的碱基对的增添、缺失、改变。增添、缺失、改变。同源染色体的非姐妹染色同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非单体间交叉互换，以及非同源染色体上的非等位基同源染色体上的非等位基因的自由组合。因的自由组合。 通过诱变育种可培育通过诱变育种可培育新品种。新品种。通过杂交育种可培育出通过杂交育种可培育出新的优良品种。新的优良品种。