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一、基因突变的概念

基因突变、染色体变异与生物进化 · 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 DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失,从而引起基因结构的改变。

从哪来 本知识点建立在“二、两定律的细胞学基础”之上。虽然两定律主要解释减数分裂中染色体的行为,但理解基因位于染色体上、染色体是遗传物质的主要载体这一核心观念,是理解基因突变作为染色体上DNA片段发生变化的前提。

为什么 基因是有遗传效应的DNA片段,其遗传信息储存在碱基排列顺序中。当DNA复制时,由于碱基互补配对原则,若模板链发生错误(如A错配T),或受到物理、化学因素干扰导致碱基结构改变,新合成的DNA链就会携带错误的碱基序列。这种序列的改变直接改变了基因的“密码”,即基因结构发生了改变,这就是基因突变。它不是基因数量的增减,而是基因内部“字母”的错写。

适合:形象思维强、喜欢类比的学生** **讲法:文字校对法** 把基因比作一段英文句子,比如 "THE CAT SAT ON THE MAT"。 - **替换
把 "CAT" 变成 "BAT"(C→B),意思变了,但单词长度没变。 - 增添:在 "CAT" 后加个 "T",变成 "CATT",后面所有单词的断句可能都乱了。 - 缺失:删掉 "CAT" 里的 "A",变成 "CT",单词没了,句子不通了。 强调:基因突变就是DNA这个“长句子”里,个别字母被改错、多写或少写,导致读出来的“含义”(蛋白质)变了。
适合:逻辑严密、喜欢机制推导的学生** **讲法:复制错误模型** 1. **正常情况
DNA双螺旋解开,以一条链为模板,按照A-T, C-G原则合成新链。 2. 突变发生: - 若模板链上的碱基发生化学修饰(如脱氨基),导致配对规则改变(如G-C变成A-T)。 - 或DNA聚合酶在复制时发生“跳读”或“错插”,将错误的核苷酸插入新链。 3. 结果:经过一次细胞分裂,错误被固定下来,形成杂合子;再分裂一次,形成纯合突变。 强调:突变发生在DNA复制过程中,是“复制保真度”下降的结果。
讲法
适合:抽象思维强、关注宏观影响的学生 讲法:信息编码视角 基因是遗传信息的载体,其本质是碱基序列。 - 基因突变 = 遗传信息的“编辑错误”。 - 它不改变基因在染色体上的位置(那是染色体变异),也不改变基因的数量(那是染色体数目变异)。 - 它只改变基因内部的“代码”。 - 后果:可能产生新基因(等位基因),可能改变蛋白质结构,也可能无影响(密码子简并性)。 强调:基因突变是生物变异的根本来源,因为它创造了新的等位基因。
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练一道
基础题
某DNA分子中,一条链的碱基序列为 5'-ATCG-3'。若该链在复制时,第二个碱基C被错误地替换为G,则新合成的互补链对应位置的碱基是什么?
变式
一个基因由1000个碱基对组成。若其中1个碱基对发生替换,该基因是否一定发生突变?该生物性状是否一定改变?
试试手自己判
检测题
下列关于基因突变的叙述,正确的是( ) A. 基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换 B. 基因突变一定会导致生物性状的改变 C. 基因突变是生物变异的根本来源 D. 基因突变只能发生在有丝分裂间期
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
- 选A错:基因突变必须是“有遗传效应的DNA片段”发生碱基改变,若发生在非基因区(如基因间区),不属于基因突变。
- 选B错:如前所述,密码子简并性或隐性突变可能不改变性状。
- 选C对:基因突变产生新基因,是生物变异的根本来源,为进化提供原材料。
- 选D错:基因突变主要发生在DNA复制时,即有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,但并非“只能”发生在有丝分裂间期,减数分裂间期也可发生。
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