高中生物第三单元第二章第三节基因与性状学案含解析中图版必修2.docVIP

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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缘由。

3．举例说出基因重组及其意义。

一、基因与性状的关系

1．基因限制生物的性状

（1）通过限制蛋白质的分子结构来限制性状，如镰刀型细胞贫血症。

（2）通过限制酶的合成限制代谢过程，从而影响生物性状。

2．基因重组

（1）缘由。

①减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因分别，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

②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。

思索：基因重组的本质或特点是什么？

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，基因型不肯定相同；基因型相同，表现型也不肯定相同。生物的性状不仅受基因的限制，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

1．概念

基因突变指基因结构的变更，包括碱基对的增加、缺失或变更。

2．缘由

（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：

①物理因素：射线、电离辐射等。

②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等。

③生物因素：病毒、某些细菌等。

思索：基因突变的本质是什么？

提示：基因突变是遗传物质在分子水平上的变更，是构成基因的脱氧核苷酸的种类、数量和排列依次发生了变更。基因突变产生新基因和新基因型，不变更基因数量。

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缘由之一。

1．基因突变与生物性状的关系

（1）当基因发生突变时，其性状未必变更。

①当基因发生突变时，引起mRNA上密码子变更，但由于密码子的简并性，变更后的密码子与原密码子对应同一种氨基酸，此时突变基因限制的性状不变。

②若基因突变为隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状也不变更。

（2）有些状况下基因突变会引起性状的变更。

如显性突变：aa中的一个a突变为A，则干脆引起性状的变更。

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

削减对蛋白质结构影响的措施

变更

小

只变更1个氨基酸或不变更

—

增加

大

插入位置前不受影响，插入位置后的序列会发生变更

若已增加1个碱基对：可以再增加2个、5个……（3n＋2）个；也可以削减1个、4个……（3n＋1）个（n≥0）。即增加3n个碱基对对蛋白质结构的影响较小

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：可以再削减2个、5个……（3n＋2）个；也可以增加1个、4个……（3n＋1）个（n≥0），即削减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刚好间分析

基因突变发生于全部生物中，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：

①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。

②体细胞突变也可经无性生殖而遗传给后代。

③体细胞的显性突变（a→A）一般状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（A→a）一旦表现即可稳定遗传。

4．基因突变和基因重组的区分与联系

基因突变

基因重组

区分

本

质

基因分子结构发生变更，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

在肯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、排列依次发生变更，使基因结构发生