《2021版高考生物一轮复习第22讲:基因突变和基因重组》
高考生物复习中,基因突变和基因重组是核心知识点,它们对于理解生命的遗传机制至关重要。基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,导致基因序列的改变,是生物变异的根本来源,也是生物进化的重要原始材料。基因重组则是指在减数分裂过程中,非同源染色体间的自由组合或同源染色体上的非姐妹染色单体间的片段交换,形成新的基因组合。
1. 基因突变的实例:如镰刀型细胞贫血症,是由于基因突变导致血红蛋白基因的改变,使红细胞形态异常,表现为镰刀状。这种疾病的根本原因是DNA序列的改变,即基因突变,具体是DNA复制时发生了碱基对的替换。
2. 基因突变的类型:包括替换(导致密码子改变)、增添(增加新的密码子)和缺失(减少原有密码子)。基因突变通常发生在DNA复制的过程中,因为此时DNA双链解开,单链状态下的DNA更容易受到内外因素影响而发生错误。
3. 基因突变的影响:突变可能导致蛋白质结构的改变,从而影响生物性状。如镰刀型细胞贫血症中,基因突变通过改变血红蛋白的结构直接影响了红细胞的形态,造成贫血症状。此外,突变的基因可能在配子中遗传给下一代,或在体细胞中影响个体的生理机能。
4. 基因突变的特点:包括普遍性(任何时期和部位都可能发生)、低频性(发生概率较低)、不定向性(突变方向不可预测)、多害少利性(多数突变对生物体有害,少数有利)。有利突变有时可提高生物对特定环境的适应性,如镰刀型细胞贫血症在疟疾高发地区的特殊意义。
5. 基因重组的意义:基因重组能产生新的基因组合,增加了遗传多样性,是生物进化的重要驱动力。在有性生殖过程中,重组可以打破原有的遗传组合,形成新的遗传组合,为种群提供遗传变异。
6. 诱发基因突变的因素:物理因素(如辐射)、生物因素(如病毒)、化学因素(如化学物质)都可能诱导基因突变,但突变的方向是随机的,不是由这些因素决定的。
在学习中,应理解基因突变的生物学原理,掌握其发生、影响及意义,同时了解基因重组在遗传和进化中的作用。通过科学思维分析基因突变的机理,理解其对生物性状的具体影响,以及在不同环境下突变对生物生存的影响,这对于备考高考生物至关重要。