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二、基因突变的特点

基因的本质、表达调控与突变 · 高一
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 基因突变具有低频性、随机性、不定向性、多害少利性和稀有性五个主要特点。

从哪来 本知识点建立在“二、DNA复制过程(重点!)”之上。因为基因突变主要发生在DNA复制过程中,理解复制时的解旋、配对及可能出现的差错,是理解突变产生机制及其特点(如低频性、随机性)的基础。

为什么 基因突变的特点是由DNA分子的结构特点和复制机制决定的: 1. 低频性:DNA双螺旋结构稳定,且复制时有严格的碱基互补配对原则和校对机制,因此突变概率极低。 2. 随机性:突变可发生在生物个体发育的任何时期,也可发生在细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位,因为复制错误在时间和空间上都是不可预测的。 3. 不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因(复等位基因),因为碱基对的替换、增添或缺失在化学上是多向可能的。 4. 多害少利性:生物经过长期自然选择,其基因型已适应环境,突变往往破坏这种适应性,故多数有害;但在特定环境下,少数突变可能有利。 5. 稀有性:在自然状态下,突变频率很低,是生物变异的根本来源,但单个个体发生突变的概率很小。

适合:逻辑推理型、喜欢探究机制的学生** **讲法:从“复制错误”推导特点** 1. **引入
DNA复制像抄写一本书,虽然校对机制(DNA聚合酶)很强大,但偶尔还是会写错字。 2. 推导低频性:因为校对机制存在,所以错误率极低(约10^-9),这就是低频性。 3. 推导随机性:你无法预测哪一页、哪一行会写错,这就是随机性(时间、部位随机)。 4. 推导不定向性:如果原句是“ATCG”,抄错可能变成“ATGG”、“ATCGA”、“TTCG”等,方向不唯一,这就是不定向性。 5. 总结:这些特点不是凭空规定的,而是由DNA复制的物理化学过程决定的。
适合:形象思维型、喜欢类比记忆的学生** **讲法:用“打字员”类比** 1. **场景
想象一个超级打字员(DNA聚合酶)在高速打字(DNA复制)。 2. 低频性:他打字极快且极准,每打10亿个字符才错1个,所以错误很少(低频)。 3. 随机性:你不知道他会在第几行、第几个字出错,可能在开头,也可能在结尾(随机)。 4. 不定向性:如果本该打“A”,他可能打成“T”、“C”或“G”,甚至多打一个或少打一个,错误方向多样(不定向)。 5. 多害少利:打错字通常导致句子不通(有害),但偶尔可能产生新词(有利),但这种情况极少(多害少利)。
适合:应试导向型、需要快速记忆考点的学生** **讲法:口诀+关键词对应** 1. **口诀
“低随不,多害少,稀有源”。 2. 拆解: - 低:低频性(自然状态下突变率低)。 - 随:随机性(时间、部位、个体均随机)。 - 不:不定向性(产生复等位基因)。 - 多害少:多害少利性(破坏适应性)。 - 稀有:稀有性(单个个体突变概率小,但群体中是变异来源)。 3. 考点提示:考试中常考“随机性”是否包括“方向随机”?答:不包括,方向是不定向的。常考“多害少利”是否意味着突变都是坏的?答:否,在特定环境下有利突变可被保留。
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练一道
基础题
某生物种群中,一个基因位点原本只有A和a两个等位基因。经过若干代后,检测发现该位点出现了A、a、A1、a1四个等位基因。这一现象主要体现了基因突变的什么特点? A. 低频性 B. 随机性 C. 不定向性 D. 多害少利性
变式
下列关于基因突变特点的说法,错误的是( ) A. 基因突变在自然状态下发生频率很低 B. 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期 C. 基因突变的方向是由环境因素决定的 D. 基因突变多数对生物体是有害的
看解答过程
1. 分析题干:原本只有A、a,后来出现了A1、a1,说明一个基因(A或a)可以向不同方向突变,产生了新的等位基因。 2. 对应概念: - 低频性:强调突变概率低,与等位基因数量无关。 - 随机性:强调突变发生的时间、部位随机,与等位基因种类无关。 - 不定向性:强调一个基因可以突变为多个不同的等位基因(复等位基因),符合题意。 - 多害少利性:强调突变对生物体的影响,与等位基因种类无关。 3. 结论:选C。
试试手自己判
检测题
在自然条件下,某昆虫种群中,控制体色的基因B(黑色)突变为b(白色)的频率很低。若该种群生活在白色岩石环境中,白色个体更容易生存。这一现象体现了基因突变的哪些特点? A. 低频性、多害少利性 B. 随机性、不定向性 C. 低频性、多害少利性(在特定环境下有利) D. 随机性、稀有性
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
- 选C得满分。
- 选A:未考虑到环境变化使“害”变“利”,只看到一般情况下的多害少利,未结合题干“白色岩石环境”这一关键信息。
- 选B:题干未强调突变发生的时间、部位随机,也未强调产生复等位基因,故不选。
- 选D:题干未强调突变发生的随机性,且“稀有性”与“低频性”含义相近,但C选项更准确地结合了环境对突变利弊的影响。
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