第21讲基因突变和基因重组
[考纲要求] 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。3.转基因食品的安全(Ⅰ)。
考点一基因突变
1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症
(1)图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和翻译。突变发生在a(填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了基因突变,碱基对由T∥A替换为A∥T。
(3)概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。
2.基因突变的原因、特点与意义
(1)发生时期:主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂间期。
(2)诱发因素(连线
)
(3)突变特点
①普遍性:所有生物均可发生基因突变。
②随机性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子的任何部位。
③低频性:自然条件下,突变频率很低。
④不定向性:一个基因可以向不同方向发生变异,从而产生一个以上的等位基因。
(4)突变的意义
①新基因产生的途径。
1
②生物变异的根本来源。
③生物进化的原始材料。
(1)基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中( ×)
(2)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( ×)
(3)有丝分裂前期不会发生基因突变( ×)
(4)基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因( ×)
(5)在没有外界不良因素的影响下,生物不会发生基因突变( ×)
(6)A基因可突变为a基因,a基因也可再突变为A基因( √)
(7)基因突变产生的新基因不一定传递给后代( √)
(8)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向( ×
)
据图分析基因突变机理
(1)①②③分别表示引起基因突变的什么因素?
提示物理、生物、化学。
(2)④⑤⑥分别表示什么类型的基因突变?
提示增添、替换、缺失。
(3)为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变?
提示细胞分裂的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。
(4)基因突变都能遗传给有性生殖的后代吗?为什么?
提示不一定;基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中时,可通过无性生殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代;基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中时,可通过有性生殖传给后代。
2
3 (5)基因突变一定产生等位基因吗?为什么?
提示 不一定;真核生物基因突变一般可产生它的等位基因,而病毒和原核细胞中不存在等位基因,其基因突变产生的是一个新基因。
命题点一 透过图像考查基因突变的原理和特点
1.如图为人WNK4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。已知WNK4基因发生了一种突变,导致1 169位的赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(
)
A.①处插入碱基对G -C
B.②处碱基对A -T 替换为G -C
C.③处缺失碱基对A -T
D.④处碱基对G -C 替换为A -T
答案 B
解析 根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG 可知,WNK4基因是以其DNA 分子下方的一条脱氧核糖核苷酸链为模板转录形成mRNA ,那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG ,因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG ,由此可推知,该基因发生的突变是②处碱基对A -T 替换为G -C 。
2.(经典易错题)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是(
)
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞,从而一定传给子代个体
答案 B
解析 等位基因是指位于同源染色体的同一位置上,控制相对性状的基因,故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因,A 项错误;由图可知,结肠癌的发生是多个基因突变累积
的结果,B项正确;基因突变具有随机性和不定向性,C项错误;图示中的基因突变发生在体细胞中,不可能传给下一代个体,D项错误。
命题点二变异类型的判断
3.经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花的植株,下列叙述错误的是
( )
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传的变异
答案 A
解析白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变,不一定有利于生存,A项错误;X 射线可引起基因突变和染色体变异,B项正确;应用杂交实验,通过观察其后代的表现型及比例,可以确定是显性突变还是隐性突变,C项正确;白花植株自交后代若有白花后代,可确定为可遗传变异,否则为不可遗传变异,D项正确。
4.除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是( )
A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因