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1.2 基因突变的特点

基因突变、基因重组、染色体变异与生物进化 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 基因突变具有随机性、不定向性、低频性、多害少利性和稀有性五大特点。

从哪来 基于 6.2 DNA复制、转录、翻译的比较 中 DNA 复制的半保留机制及碱基互补配对原则,结合 5.5 基因与性状的关系 理解突变对蛋白质的影响。

为什么 DNA 复制依赖碱基互补配对,但复制过程并非绝对精确,且受内外环境干扰,故发生随机且低频;碱基对的替换、增添或缺失导致密码子改变,方向不可预测,故不定向;突变改变氨基酸序列,多数破坏蛋白质空间结构致功能丧失,故多害少利;自然选择保留有利变异,故稀有。

讲法
适合:逻辑抽象思维强、擅长因果推导的学生 从分子机制切入:DNA 复制时,若模板链某位点发生错误(如 A 错配为 G),且未被修复系统识别,则子代 DNA 永久改变。强调“随机”是因为突变可发生在任何细胞、任何时期、任何基因;“不定向”是因为同一基因可突变为多种等位基因(A→a1, a2...);“低频”是因为 DNA 有校对和修复机制,突变率极低(10^-5~10^-6);“多害少利”是因为基因是长期进化优化的产物,随机改变大概率破坏原有功能。
适合:形象思维强、喜欢类比记忆的学生** 用“打字错误”类比: - **随机性
打字时,错误可能出现在任何一行、任何一个字(时间、部位随机)。 - 不定向性:把“好”打成“扣”、“扣”、“好”(同一位置可变成多种不同字,方向不定)。 - 低频性:正常打字极少出错,因为键盘有防误触设计(DNA 有修复机制)。 - 多害少利:把“谢谢”打成“谢射”,意思全变,通常有害;极少情况打成“谢射”变成新词且更合适(有利突变极少)。
讲法
适合:应试导向、需要快速抓取考点的学生 口诀记忆法:“随(随机)不(不定向)低(低频)多(多害)稀(稀有)”。 对应考点: - 随机性 → 育种中需大量处理(因为不知道何时何地发生)。 - 不定向性 → 诱变育种需筛选(因为不知道变成什么)。 - 低频性 → 突变率低,需提高突变率(物理/化学诱变)。 - 多害少利 → 突变体多为致死或畸形,有利变异需自然选择保留。
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练一道
基础题
某基因 A 控制合成正常蛋白,经诱变处理后,该基因突变为 a1、a2、a3 三种等位基因,且 a1、a2、a3 均导致蛋白功能异常。这一现象主要体现了基因突变的什么特点? A. 随机性 B. 不定向性 C. 低频性 D. 多害少利性
变式
在诱变育种中,科学家通常需要对大量种子进行处理,并从中筛选出少数优良品种。请结合基因突变的特点,解释为什么要“处理大量种子”以及“筛选少数优良品种”。
看解答过程
基因 A 可以突变为 a1、a2、a3 多种不同的等位基因,说明突变的方向是不确定的,即不定向性。随机性强调发生的时间和部位;低频性强调发生概率;多害少利性强调对生物体的影响。
试试手自己判
检测题
某科研小组用 X 射线处理某种植物种子,结果发现: ① 只有极少数种子发生了基因突变; ② 发生突变的种子中,有的叶片变黄,有的植株变矮,有的花色改变; ③ 绝大多数突变体生长不良,仅有一株植株抗寒性显著增强。 请分别指出上述现象体现了基因突变的哪些特点?
看答案和判分标准
答案:① 体现了低频性; ② 体现了不定向性(也可包含随机性,但“多种不同性状”更侧重不定向); ③ 体现了多害少利性。
判对标准:
- 答出①对应“低频性”得 1 分;
- 答出②对应“不定向性”得 1 分(若答“随机性”不扣分,但需说明理由,最佳答案为不定向性);
- 答出③对应“多害少利性”得 1 分;
- 总分为 3 分。若将②答为“随机性”且未解释,扣 0.5 分,因为“多种不同性状”更直接体现方向的不确定。
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