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
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原因。 3．举例说出基因重组及其意义。
一、基因与性状的关系 1．基因控制生物的性状
（1）通过控制蛋白质的分子结构来控制性状，如镰刀型细胞贫血症。 （2）通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状。 2．基因重组 （1）原因。
①减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，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。 思考：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，基因型不一定相同；基因型相同，表现型也不一定相同。生物的性状不仅受基因的控制，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改变，包括碱基对的增添、缺失或改变。 2．原因
（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。 思考：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化，是构成基因的脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生了改变。基因突变产生新基因和新基因型，不改变基因数量。
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原因之一。
1．基因突变与生物性状的关系
（1）当基因发生突变时，其性状未必改变。
①当基因发生突变时，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子与原密码子对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不变。
②若基因突变为隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状也不改变。 （2）有些情况下基因突变会引起性状的改变。
如显性突变：aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。 2．基因突变对蛋白质中的氨基酸序列的影响 减少对蛋白质结构影响的碱基对 影响范围 对氨基酸的影响 措施 改变 小 只改变1个氨基酸或不改变 — 若已增添1个碱基对：可以再增添2个、5个……（3n插入位置前不受影响，插入＋2）个；也可以减少1个、增添 大 位置后的序列会发生变化 4个……（3n＋1）个（n≥0）。即增添3n个碱基对对蛋白质结构的影响较小 若已缺失1个碱基对：可以再减少2个、5个……（3n缺失位置前不受影响，缺失＋2）个；也可以增添1个、缺失 大 位置后的序列受影响 4个……（3n＋1）个（n≥0），即减少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及时间分析 基因突变发生于所有生物中，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）一般情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别与联系 基因突变 基因重组 本 基因分子结构发生改变，产生了新基因，原有基因的重新组合，产生了新的质 出现了新性状 基因型，使性状重新组合 在一定的外界或内部因素的作用下，由减数分裂过程中，同源染色体的非原 于基因复制时碱基种类、数目、排列顺姐妹染色单体之间交叉互换或非同因 序发生改变，使基因结构发生改变 源染色体之间的自由组合 时 减数第一次分裂的四分体时期和减有丝分裂间期和减数分裂间期 期 数第一次分裂后期 条 不同个体之间的杂交，有性生殖过区外界条件剧变和内部因素的相互作用 件 程中的减数分裂和受精作用 别 意 生物变异的根本来源，也是生物进化的义 是生物产生变异的重要因素 重要因素之一 应 通过杂交育种，使性状重组，可培通过诱变育种培育新品种 用 育优良品种 可 能 可能性很小 非常普遍 性 都使生物产生可遗传的变异；在长期的进化过程中，通过基因突变产生新基因，联系 为基因重组提供大量可供组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
①基因突变发生于所有生物中，基因重组仅发生于进行有性生殖的生物中。
②基因突变能够发生在有丝分裂、减数分裂、无丝分裂及病毒的增殖过程中，基因重组仅发生在减数分裂过程中。
③基因突变针对某一基因而言，基因重组针对两对或两对以上基因而言。 ④基因突变产生新的基因；基因重组不改变基因种类，只产生新基因型。
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