必修2 第5章 第1节

源染色体，是有丝分裂；造成相同两条染色体上基因不同是基
因突变。图乙细胞处于分裂间期；图丙细胞中同源染色体正在
分开，是减数第一次分裂。基因重组通常发生在减数分裂过程
中，所以甲不能进行基因重组；1与2的片段部分交换，属于同 源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，属于基因重组； 图丙细胞中同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
是由于基因上的碱基改变最终引起蛋白质结构的改变而产生的；
基因突变是不定向的，突变品系也可能突变为敏感品系。
【互动探究】
(1)抗性品系与敏感品系根本的区别是什么？
提示：DNA序列不同。控制抗性品系与敏感品系的基因是一对
等位基因，其DNA中碱基的排列顺序不同。 (2)苋菜产生抗性品系，如何评价其利害关系？ 提示：产生抗性基因可以抗除草剂，对苋菜本身是有利的，对 人类来说是不利的。
(2)基因突变未引起生物性状改变的原因： ①突变发生在基因的非编码区域。 ②根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。 ③由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。 3.基因突变对子代的影响 (1)基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植
物可以通过无性生殖传递给后代。
(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
【思维拓展】 由基因突变可联系的知识 (1)联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双 链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。 (2)联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因
突变所致。
(3)联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。
(4)联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。
一、基因突变
1.实例：镰刀型细胞贫血症
镰刀状 降低 (1)症状：红细胞呈_______，运输氧气的能力_____，易破裂 造成溶血性贫血，严重时会导致死亡。 氨基酸 (2)直接原因：红细胞的血红蛋白分子上一个_______发生改 谷氨酸 变，由正常的_______变成了缬氨酸。 基因突变 碱基对 (3)根本原因：_________，即基因中的一个_______发生改变。
表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映 的是( )
A.图甲细胞表明该动物发生了基因重组
B.图乙细胞由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变
C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组 D.图丙细胞表示发生自由组合
【解析】选A。根据题干知，图甲、图乙、图丙分别是同一种 动物的细胞分裂示意图。图甲细胞中着丝点已分开，而且有同
【典例1】下表是苋菜抗“莠去净”(一种除草剂)突变品系和
敏感品系的部分DNA碱基和氨基酸所在的位置。请分析选择正 确说法( )
A.基因中碱基的改变，一定能引起蛋白质中氨基酸的改变
B.其抗性的产生是由于基因上的密码子发生了改变 C.其抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第228位氨基酸的 有关碱基中的A被G代替 D.突变品系不能再突变为敏感品系 【解析】选C。基因中碱基的改变，不一定能引起蛋白质中氨 基酸的改变，因一种氨基酸可能有多种密码子；苋菜产生抗性
【分析】基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换
引起的基因结构的改变。
4.基因突变一定引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性
状的改变。( √ )
【分析】突变后转录出的密码子改变，由于密码子具有简并
性，决定的氨基酸的种类不一定改变，如 GAT GAC ，
CTA CTG
转录出的密码子由GAU
有性生殖 重 在生物体进行_________的过程中，控制不同性状的基因的___ 新组合 _______。 2.类型及发生时间 下图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，两者都发生 了基因重组。
(1)发生时间：
四分体时期 减数第 写出相应细胞所处的时期：［a］___________；［b］_______ 一次分裂后期 _____________。 (2)类型： 非姐妹染色单体 ［a］：同源染色体上_______________之间交叉互换； 非等位基因 ［b］：非同源染色体上的___________之间自由组合。 3.意义 生物多样性 (1)形成___________的重要原因。
基因重组是通过有性生殖来实现的
基因重组的广义理解： (1)基因工程也属于控制不同性状的基因 重新组合，属于非自然的基因重组，可 以发生在不同种生物之间，能够定向改 变生物性状。 (2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。 (3)基因重组产生了新的基因型，但未改 变基因的“质”和“量”。
二、基因重组
1.概念
2.基因突变与性状的关系
(1)基因突变引起生物性状的改变：
.增添、缺失或替换中，哪种对性状的影响最小？
替换 1）、如果替换前后决定同一种氨基酸，则不改变编码的蛋白质， 也不会改变生物的性状。 2）、如果替换前后不决定同一种氨基酸，则只改变所对应的一个 氨基酸。 增添或缺失 1）、如果碱基对以三整数倍增添或缺失的， 则蛋白质中增加或缺少相应的氨基酸 2）、如果碱基对不以三的整数倍改变， 则会发生移码现象，突变部位以后的所有氨基酸都会发生改 变，对蛋白质结构影响最大。
第1节 基因突变和基因重组
什么叫“生物的变异”？ 生物体亲代和子代之间以及 子代个体之间性状的差异性。
生物界中的变异现象
变异能否遗传？
生 不可遗传的变异 物 生物体内遗传 基因突变 物质没有改变 的 基因重组 变 可遗传的变异 染色体变异 细胞内遗传物质 异 的改变
思维拓展：
若发生在配子中，可遗传； 若发生在体细胞中，一般不能遗传； 有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性 繁殖传递。（人工操作）
（2）诱发突变：人为条件下产生的。
总结1
DNA 复制 DNA 引起 内因：碱基变化 差错 外因： 物理因素 化学因素
生物因素
脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变
碱基对的替换、增添、缺失 基因结构发生改变 遗传信息改变 产生等位基因（A1
a1、a2……）
【典例2】下图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代
没有发生基因重组的是( 普通椒 培育 太空椒 A 人凝血因子基因 转入 羊的受精卵 B ) 抗虫基因 插入 大肠杆菌质粒 C 初级卵母细胞 形成 次级卵母细胞 D
【解析】选A。基因重组有三种类型，自由组合重组、交叉互
换重组、通过基因工程实现的人工重组；A选项属于诱变育种，
利用的原理是基因突变。
判断基因突变、基因重组的方法 【典例】下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。 据图判断不正确的是( )
重组。
7.减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因
重组。( × )
【分析】交叉互换发生在同源染色体上非姐妹染色单体之间。
考点 一 基因突变
1.类型 (1)显性突变：如a (2)隐性突变：如A A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。 a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，
该性状即可稳定遗传。
生物进化 (2)生物变异的来源之一，有利于_________。
基因重组的特点
两个亲本的杂合性越高，遗传物质差 距越大，基因重组的类型就越多，后代 产生的变异就越多。基因重组是通过有 性生殖过程实现的。
1.(2010江苏T6C)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。( × )
【分析】基因突变属于分子水平的变异，在显微镜下观察不到。 2.(2011江苏T22B)有丝分裂和减数分裂过程中均可以发生非同 源染色体之间自由组合，导致基因重组。( × ) 【分析】基因重组只发生在减数分裂过程中。 3.基因突变是由于DNA分子的增添、缺失和替换引起的结构的 变异。( × )
基因突变的结果
aA
a Aa A
A Aa a
一个基因突变后产生的是它的等位基因
思考问题：
１）基因突变能否改变生物的遗传信息？ 基因突变一定会改变遗传信息 2)基因突变是否改变染色体的数目或结 构? 基因突变不改变染色体的结构和数目
基因突变的类型：
（1）自然突变：自然发生的。
例如： 果蝇的白眼 肉质牛和产奶多的牛
A.甲细胞表明该动物发生了基因突变
B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变 C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换 D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
【解析】选D。据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几
个细胞分裂图。甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不 同，是基因突变的结果；乙图表示减数第二次分裂后期，其染 色体上基因A与a不同，没有同源染色体交叉互换的特征，只能 是基因突变的结果；丙细胞也属于减数第二次分裂后期图，基 因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是 交叉互换造成的。甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不
2.概念 替换、增添和缺失 由于DNA分子中发生碱基对的_________________，而引起的
基因结构 _________的改变。 3.时间
减数第一次分裂前的间期 主要发生在有丝分裂间期或_______________________。
4.诱发因素(连线)
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。
【互动探究】 (1)图丙细胞中1与4发生片段交换，属于什么变异？ 提示：染色体结构变异。1与4属于非同源染色体。
(2)若图甲与图丙都发生基因突变，遗传给后代的可能性哪个
大？ 提示：图丙细胞遗传给后代的可能性大。图甲细胞产生的是体 细胞，不遗传给后代。
【变式训练】依据基因重组概念的发展，判断下列图示过程中
发生突变。基因模板链上的赖氨酸碱基为TTC，赖氨酸的密码
子为AAG，突变后变为甲硫氨酸AUG，反推可知mRNA的AUG是由
DNA的TAC转录而来，即由TTC突变为TAC。