高中生物 4.1.1基因重组基因突变课件 浙科版必修21.ppt

第一课时基因重组 基因突变 1 通过具体实例比较可遗传变异与不遗传变异 揭示它们的本质区别 2 举例说出基因重组的来源与意义 重点 3 举例说明基因突变的特征和原因 重 难点 一 不遗传的变异1 来源 的改变引起 2 特点不涉及 的变化 只限 改变 3 实例花生处在水 肥充足的条件下果实大且多 点拨 外界环境的变化是导致不遗传变异的主要原因 环境条件 遗传物质 当代的表现型 二 可遗传的变异1 基因重组 1 亲本 具有不同 的雌 雄个体含时间 进行 时义实质 控制不同性状的基因 结果 后代类型不同于 遗传性状 有性生殖 重新组合 亲本 2 类型 减 后期 非同源染色体 同源染色体 非 姐妹染色单体 3 意义 导致生物性状的 为动植物育种和 提供丰富的物质基础 多样性 生物进化 2 基因突变 1 含义 基因内部核酸分子上的特定 序列发生改变的现象或过程 2 实质 dna分子上碱基对的 或 引起核苷酸序列的变化 因而引起基因结构的改变 对自身 产生新性状 以适应改变的 3 意义对进化 生物变异的 的产生途径 的原始材料对生产 利于选育 核苷酸 缺失 增加 替换 环境 根本来源 新基因 生物进化 新品种 4 将基因突变类型和相应的实例连线 5 特点 普遍性 多方向性 稀有性 可逆性 有害性 形态突变 生化突变 致死突变 a 苯丙酮尿症 b 镰刀形细胞贫血症 c 果蝇的红眼突变为白眼 6 诱发因素 连线 7 机理及实例 机理 dna分子中 改变 mrna的 随之改变 异常 改变 核苷酸顺序 碱基顺序 蛋白质 遗传性状 化学因素 生物因素 物理因素 a 各种射线 温度剧变 b 亚硝酸 碱基类似物 c 麻疹病毒 实例 gaa gua dna 细胞性状 肽链 mrna 翻译 转录 正常肽链 异常肽链 谷氨酸 缬氨酸 人类镰刀形细胞贫血症 思考 1 基因重组能否产生新的基因和基因型 提示 基因重组只能产生新的基因型 不能产生新的基因 2 从细胞学角度分析 基因突变通常发生在什么时间 提示 基因突变通常发生在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期 进行dna复制时 一 基因重组与减数分裂的关系 警示钟 基因重组与染色体关系 1 交换发生于一对同源染色体上的两对 或多对 等位基因之间 2 自由组合则发生于两对 或多对 非同源染色体上的两对 或多对 非等位基因之间 典例训练1 2012 杭州高二检测 基因重组是有性生殖生物变异的重要来源 下列叙述正确的是 a 只有位于非同源染色体上的基因才能重组b 只发生在四分体时期c 能体现遗传的稳定性d 能使生物更好地适应多变的环境 思路点拨 解答本题的关键是明确基因重组包括两种类型 非等位基因的自由组合和四分体的交叉互换 解析 选d 基因重组可发生在四分体时期 同源染色体间的非姐妹染色单体交叉互换 也可发生在减数第一次分裂后期 非同源染色体上的非等位基因自由组合 基因重组是遗传变异的一种体现 使后代性状多样化 能在多种环境下生存下来 是进化的一种表现 变式训练 下列细胞在其生命活动过程中 能发生基因重组现象的是 a 心肌细胞b 哺乳动物成熟的红细胞c 根尖分生区细胞d 精原细胞 解析 选d 精原细胞能够进行减数分裂 在减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂的后期能够进行基因重组 心肌细胞不能再分裂 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核 不能进行细胞的分裂 根尖分生区细胞进行的是有丝分裂 不发生基因重组 二 基因突变1 基因突变的原因 实质及结果 dna dna 复制 物理因素 化学因素 生物因素原因 外因 内因 碱基变化 引起 差错 碱基对替换 增加 缺失 脱氧核苷酸种类 数量 排列顺序改变 基因结构发生改变 实质 原因 产生等位基因 aa1 a2 遗传信息改变 结果 2 基因突变和生物性状的关系 1 改变性状 原因 基因突变引起密码子改变 最终表现为蛋白质功能改变 影响生物性状 实例 镰刀形细胞贫血症 2 亲本发生基因突变而子代性状未发生改变的原因 亲本的突变基因 突变产生的隐性基因 在子代为杂合时性状表现不出来 不能传给子代 的原因 发生在体细胞中 生殖细胞中不出现该基因 若为父方细胞质中的基因突变 受精后不传给子代 传给子代后 不表现的原因 多种密码子决定同一氨基酸 警示钟 基因突变的影响 1 基因突变不会改变染色体上基因的数量和所在的位置 只增加基因的种类 2 基因突变对生物体来说是有利还是有害 取决于生物所处的生存环境 即有利和有害是相对的 典例训练2 如图为人wnk4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图 已知wnk4基因发生一种突变 导致第1169位赖氨酸变为谷氨酸 该基因发生的突变是 a 处插入碱基对g cb 处碱基对a t替换为g cc 处缺失碱基对a td 处碱基对g c替换为a t 思路点拨 突破口 分析赖氨酸和谷氨酸的密码子 找出可能突变的碱基 解析 选b 据题知 赖氨酸的密码子有aaa和aag两种 结合题中所给的赖氨酸对应的wnk4基因序列 可以确定该题中的赖氨酸的密码子是aag 所以当 处碱基对a t替换为g c时 则相应的密码子由aag被替换成谷氨酸的密码子gag 互动探究 1 处碱基对g c突变为a t时 产生的基因与原基因是等位基因的关系吗 为什么 提示 不是 因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状 2 若第1169位赖氨酸变为天冬酰胺 则发生什么样的突变 提示 处碱基对g c替换为t a 变式备选1 下列是大肠杆菌某基因的碱基序列的变化 对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是 不考虑终止密码子 atggggctgctga gagttctaa 1471013100103106a 第6位的g被替换为tb 第9位与第10位之间插入1个tc 第100 101 102位被替换为tttd 第103至106位被替换为1个t 解析 选b 基因突变有碱基对的替换 增加和缺失三种类型 因为一个氨基酸往往由多个密码子决定 所以选项a c d中碱基的替换有可能使性状不发生改变 而碱基对的缺失或增加 改变了原有碱基的排列顺序 一般会引起所控制性状的改变 三 基因突变和基因重组的比较 警示钟 基因突变和基因重组的适用对象 1 基因突变可以发生在真核生物 原核生物和病毒体内 而基因重组只能发生在真核生物体内 2 基因突变是对某一基因而言 基因重组在两对或多对以上的基因中才会发生 典例训练3 2012 濮阳高一检测 下列关于基因突变和基因重组的说法错误的是 a 生物体进行有性生殖的过程中 控制不同性状的基因重新组合属于基因重组b 减数分裂四分体时期 由于同源染色体上的姐妹染色单体之间的局部交换 可能导致基因重组c 减数分裂过程中既可以发生基因突变也可以发生基因重组d 植物的根尖细胞内一般不能发生基因重组 思路点拨 解答本题需明确以下两点 基因重组发生在减数分裂时 基因突变发生在个体生长发育的任何时期 即dna复制时 解析 选b 控制不同性状的基因重新组合 称为基因重组 它包括自由组合型和交叉互换型 减数分裂四分体时期 同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可以导致基因重组 姐妹染色单体上的基因是相同的 不会导致基因重组 减数分裂中染色体复制时也可能发生基因突变 而植物根尖细胞只能进行有丝分裂 能发生基因突变但不会出现基因重组 变式训练 依据基因重组的概念 下列过程中没有发生基因重组的是 解析 选d a中s型死菌的dna进入r型活菌 导致r型活菌转化成s型活菌 原理是基因重组 b属于基因工程 原理是基因重组 c是减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合 属于基因重组 d过程的原理是基因突变 变式备选2 卵原细胞进行dna复制时 细胞中不可能发生 a dna的解旋b 蛋白质的合成c 基因突变d 基因重组 解析 选d 基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期 在卵原细胞进行dna复制时会发生dna的解旋 此时可能发生基因突变 并且此时细胞质中仍然发生蛋白质的合成 探究点 验证性实验思路的确定 生物变异类型的验证方法 案例 有三个通过不同途径得到的纯种白花矮牵牛品系 将它们相互杂交 得到如下结果 请回答 答题时可自设基因 1 仅结合杂交1 2 3可推知 花色性状至少由 对等位基因控制 再联系杂交4 5 6可推知 花色性状应该由 对独立的等位基因控制 2 由杂交2可知 红花为 性性状 3 根据上面分析 结合杂交实验 这三个纯种品系的基因型分别为 品系1 品系2 品系3 杂交1 杂交3的后代基因型分别是 某种高秆植物经物理化因素处理 在其后代中发现个别矮秆植株 如何设计实验鉴定与矮秆性状出现的相关问题 只需写出实验步骤 1 是基因突变 还是环境影响 2 如果是基因突变 是显性突变 还是隐性突变 关键点突破 1 判断性状由几对基因控制的方法 一般根据亲代与子代的表现型采用假设法一一验证 例如 本题验证方法如下 若是一对基因控制 则最多有两种纯合子 而从杂交4 5 6知 至少有三种纯合子 故若是一对基因控制 则不符题意 若由两对基因控制 品系1和品系3杂交的f1都是红花 知f1表现为双亲的显性基因共同决定的性状 f1为aabb 推出品系1和品系3分别为aabb和aabb 看杂交5 f1红花和品系3的后代是1 8红花 7 8白花 若有关的性状是两对基因控制的 则f1红花 aabb 和品系3的后代是 3 1 1 1 则f1红花 aabb 和品系3的后代是3 8红花 5 8白花 不符题意 故有关的性状是三对基因控制的 2 设计验证基因突变实验设计的思路 验证生物变异是基因突变还是环境影响 可以把矮秆植株与原始亲本种植在相同的环境条件下 观察比较两者的表现型是否相同 若相同则说明变异是由环境不同引起的 验证生物变异是基因突变还是染色体畸变 观察处于有丝分裂中期的细胞 在光学显微镜下能观察到细胞内染色体的变异 验证基因突变的显隐性 可让矮秆植株和原始亲本杂交 若出现性状分离 则说明为显性突变 若没有出现性状分离 f1所表现出的性状为显性性状 标准答案 1 23 2 显 3 aabbddaabbddaabbddaabbddaabbdd 1 将矮秆植株连同原始亲本一起种植 保持土壤和栽培条件尽量一致 观察比较两者的表现型 2 第一年将矮秆植株和原始亲本杂交得f1 第二年种植f1种子 观察其表现型 失分点警示 得分要点 3 只要体现品系1只含一对显性纯合基因 品系2为隐性纯合子 品系3含两对显性纯合基因 且与品系1不同就可 1 必须体现 二者种植在相同的环境条件下 看表现型是否相同 失分案例 3 将三品系基因型答为 aabbddaabbddaabbdd 1 未答出 保持土壤和栽培条件尽量一致 观察比较两者的表现型 1 将纯种小麦种于生产田 发现边际和灌水两侧的植株总体上比中间的长得好 产生这种现象的原因是 a 基因重组引起性状分离b 环境引起性状变异c 隐性基因突变成为显性基因d 染色体结构和数目发生了改变 解析 选b 同一块田地中的完全相同的小麦 之所以长势不同是因为环境条件不同 在边际和灌水两侧的小麦获得较多的阳光和水肥条件 2 2012 深圳高一检测 生物体内的基因重组 a 能够产生新的基因b 在生殖过程中都能发生c 是生物变异的根本来源d 在同源染色体之间可发生 解析 选d 生物体内的基因重组发生在减数第一次分裂过程中 包括同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换和非同源染色体的自由组合 基因重组不能产生新的基因 能产生新的基因型 基因突变是生物变异的根本来源 3 某基因在复制过程中 一个碱基被替换 结果导致该基因控制的生物性状 a 发生改变b 不发生改变c 变得对自身不利d 不一定发生改变 解析 选d 基因通过转录 翻译形成蛋白质 进而控制生物性状 由于决定同一氨基酸的密码子可能有多个 所以该生物性状不一定发生改变 4 2012 徽县高一检测 在受核辐射影响的地区生活的人癌变发病率很高 是受什么因素的作用 a 物理诱变因素b 化学诱变因素c 生物诱变因素d 煤焦油 解析 选a 核辐射属于物理诱变因素 可增大生物突变频率 5 下列有关基因的说法 正确的是 a 在生物体内当显性基因存在时 相应的隐性基因控制的性状通常不表现b 不同的基因含有不同的密码子c 基因突变具有不定向性 低频性 有益性d 基因碱基序列发生改变 则其控制合成蛋白质的氨基酸序列一定发生改变 解析 选a aa与aa的表现型通常是相同的 密码子是通用的 并且密码子位于mrna上 不在基因上 多数基因突变是有害的 基因发生变化 蛋白质不一定发生变化 6 图示为人类镰刀形细胞贫血症病因的图解 请分析回答 已知谷氨酸的密码子是gaa gag 1 图解中 是 过程 是在 中完成的 2 图解中 是 过程 是在 上完成的 3 图解中 是在 中完成的 因为这一过程中的一个碱基对发生了改变 导致最终合成的血红蛋白异常 这一改变叫 4 写出 上的碱基序列 这一碱基序列被称为缬氨酸的 转运上述谷氨酸的trna中对应的碱基序列是 5 镰刀形细胞贫血症是常染色体上的隐性遗传病 若正常基因为h 那么h基因的碱基组成是 h基因的碱基组成为 6 若正常基因片段中ctt突变成ctc 是否会引发血红蛋白异常 为什么 7 镰刀形