高中生物 4.1.1基因重组基因突变课件 浙科版必修2.ppt

第1课时基因重组 基因突变 罕见的黑色企鹅企鹅是南极大陆最有代表性的动物 被视为南极的名片与象征 黑背白胸是它们的基本 装扮 仿佛穿着燕尾服 走起路来摇摇摆摆 憨态可掬 不过鸟类学家在南极的南乔治亚岛弗都那湾 发现了一只全身乌黑的罕见企鹅 让鸟类学家惊叹不已 专家表示 这只企鹅之所以变成黑色 可能是基因突变造成的 请思考 1 什么是基因突变 2 基因突变有哪些特点 主题一生物变异的类型1 不遗传的变异 1 来源 环境条件改变引起 不涉及 的变化 2 特点 变异只限当代的表现型改变 属 3 实例 花生在水 肥充足的条件下果实大且多 2 可遗传的变异 1 来源 环境条件改变或内因引起 的改变 2 特点 变异性状 遗传给后代 遗传物质 不遗传变异 遗传物质 可以 3 分类依据 是否改变 记一记 引起生物变异的因素 1 引起不遗传变异的因素 水 肥 阳光充足 温度 激素等 2 引起可遗传变异的因素 射线照射 太空辐射 化学诱变剂处理等 遗传物质 主题二基因重组1 概念亲本 具有不同 的雌 雄个体时间 进行 时实质 控制不同性状的基因 结果 后代类型不同于 类型 含义 遗传性状 有性生殖 重新组合 亲本 2 类型3 结果导致生物性状的 4 意义为动植物育种和 提供丰富的物质基础 自由组合型 非同源染色体 减 前期 非姐妹染色单体 多样性 生物进化 1 分析基因重组发生的本质请结合上图 思考并回答下列问题 1 观察上图 分析 片段交换后 其上的控制不同性状的基因组合有什么变化 说明了什么 提示 上的ab变为ab 上的ab变为ab 发生交叉互换的染色单体上的控制不同性状的基因重新组合 即发生了基因重组 2 结合上图分析 基因重组可以产生新基因 新性状吗 提示 a与b a与b原本就有 分别存在于同一条染色体上 和 的交换只是将原有基因进行了重新组合 产生了新基因型 所以基因重组没有产生新基因 新性状 只是产生了新基因型 新性状组合 3 结合上图的行为分析 真核生物 病毒以及细菌等原核生物进行无性生殖时会发生基因重组吗 为什么 提示 不会 基因重组通常只发生在真核生物有性生殖的过程中 而病毒和原核生物都不能进行有性生殖 所以不能发生基因重组 2 实例探究基因重组的特点请结合下述实验现象 分析产生的原因是否是基因重组 并说明理由 现象一 杂合紫花豌豆自交后代出现白花豌豆 判断 填是或否 理由 杂合紫花豌豆自交后代出现白花豌豆 是控制同一性状的等位基因的分离 而基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合 否 现象二 杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄色皱粒 绿色圆粒和绿色皱粒豌豆 判断 填是或否 理由 现象三 在本来开红花的纯合植株中 偶然出现了一株开白花的个体 判断 填是或否 理由 是 发生在有性生殖过程中非同源染色体上的非等位基因的自由组合 否 本来开红花的纯合植株不应产生开白花的后代 开白花的性状是新产生的 基因重组不能产生新基因 所以不能产生新性状 典题训练 下列关于基因重组的说法不正确的是 a 生物体进行有性生殖的过程中 控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组b 减数分裂四分体时期 由于同源染色体的姐妹染色单体之间的片段交换 可导致基因重组c 减数分裂过程中 非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组d 一般情况下 花药内可发生基因重组 而根尖则不能 解题指南 1 明确基因重组的类型及适用范围 2 掌握姐妹染色单体含有相同的基因 3 根尖只能进行有丝分裂 解析 选b 控制不同性状的基因重新组合为基因重组 它包括自由组合型和片段交换型 a项正确 减数分裂四分体时期 同源染色体的非姐妹染色单体之间片段交换可导致基因重组 姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组 b项错误 非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 c项正确 减数分裂过程中存在基因重组 而根尖细胞只能进行有丝分裂 所以不会发生基因重组 d项正确 变式备选 如图是某个二倍体生物的几个分裂示意图 数字代表染色体 字母代表染色体上的基因 据图判断不正确的是 a 该动物的性别是雄性b 乙细胞表明该动物发生了基因重组c 1与2的片段交换属于基因重组 1与3组合在一起属于基因重组d 丙细胞不能进行基因重组 解析 选b 甲细胞处于减数第一次分裂后期 图示细胞均等分裂 判定该动物为雄性 a项正确 同源染色体1与2的片段交换属于基因重组 1与3非同源染色体组合属于基因重组 c项正确 乙细胞为有丝分裂后期 有丝分裂过程中不会发生基因重组 b项错误 丙细胞处于减数第二次分裂后期 此时期不进行基因重组 d项正确 主题三基因突变1 含义基因内部核酸分子上的特定 发生改变的现象或过程 2 实质dna分子上碱基对的 增加或 都可以引起 的变化 因而引起基因结构的改变 核苷酸序列 缺失 替换 核苷酸序列 3 类型 1 根据对表现型的影响 种类 生化突变 关系 三种突变实质上都是 2 根据发生的因素 自然状态下发生的基因突变 人工条件下诱发的基因突变 形态突变 致死突变 生化突变 自发突变 诱发突变 4 特点 多方向性 可逆性 5 意义是生物变异的 来源 对 和选育新品种具有非常重要的意义 6 诱发因素 1 物理因素 如 温度剧变等 2 化学因素 如亚硝酸 等 3 如麻疹病毒等 普遍性 稀有性 有害性 根本 生物进化 各种射线的照射 碱基类似物 生物因素 想一想 为什么在阳光下长久停留时有些人要涂防晒霜 为什么做x射线透视的医务人员一定要穿防护衣 提示 阳光中的紫外线 透视时的x射线都可以穿透人体 引起人体基因突变 诱发疾病 1 结合实例探究基因突变影响性状的机理 结合上图 思考并回答下列问题 1 发生镰刀形细胞贫血症的直接原因和根本原因分别是什么 提示 直接原因 血红蛋白中的一个谷氨酸变为缬氨酸导致分子结构改变 根本原因 控制血红蛋白的dna分子中发生了碱基对的替换导致基因结构发生改变 2 结合上述实例分析基因突变的实质和结果是怎样的 提示 实质 dna分子中碱基对的缺失 增加或替换 使dna分子中的核苷酸序列发生改变 结果 mrna翻译的蛋白质出现异常 最终表现为遗传性状的改变 3 若将上图dna中的ctt缺失或增添一个或两个碱基 对该基因控制合成的蛋白质有何影响 若以三个碱基为单位增添或缺失呢 提示 第一种情况将影响突变位点后的氨基酸的种类 数量及排列顺序 对蛋白质的结构改变较大 第二种情况以三个碱基为单位缺失 增添 不影响突变位点后的氨基酸的种类 数量及排列顺序 对蛋白质的结构改变较小 思路分析 密码子的三联性和阅读密码子时的连续性 1 基因指导蛋白质合成要经过转录和翻译 2 翻译时的模板是mrna 其上的三个相邻的碱基组成一个密码子 决定一个氨基酸 3 组成不同密码子的碱基之间没有明确的界限 同一个碱基理论上既可和前面的两个碱基组成一个密码子 也可和后面的两个碱基组成一个密码子 还可以和前后各一个碱基组成一个密码子 4 在实际翻译过程中 某一碱基与其他碱基组成密码子的状况由其与起始密码子的位置关系决定 2 探究基因突变的特点 1 基因突变发生后一定会传给后代吗 提示 不一定 基因突变若发生在体细胞中 一般不会传给后代 但若该生物体可以进行无性繁殖 则在无性繁殖时可以传给后代 基因突变若发生在生殖细胞 则会通过有性生殖的生殖细胞传给后代 2 基因突变是否一定导致生物性状的改变 提示 不一定 生物的dna分子中存在非编码序列 该序列突变不引起性状变异 由于多个密码子可能编码同一种氨基酸 所以变化后的基因可能控制合成相同的蛋白质 某些突变可能改变了蛋白质中个别位置的氨基酸的种类 但并不影响蛋白质的功能 隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起生物性状的改变 3 病毒和细菌等原核生物会发生基因突变吗 它们也能发生基因重组吗 提示 会 基因突变在真核生物 原核生物及病毒内均可发生 不能 基因重组只发生在进行减数分裂的真核生物体内 比较基因突变与基因重组的异同 主要在间期 减数第一次分裂时期 基因结构发生改变 包括dna碱基对的替换 增加或缺失等 通过有性生殖 控制不同性状的非等位基因重新组合 或等位基因间互换 外界环境的剧变和内部因素的相互作用 不同个体间的杂交 产生新基因 不产生新基因 但可产生新基因型 遵循遗传规律 多数变异对生物个体正常生长发育不利 遵循遗传基本规律 生物变异的根本来源 是生物进化的原材料 是生物变异的来源之一 对生物的进化也有重要意义 基因突变是等位基因的来源 是基因重组的基础 典题训练 在白花豌豆品种栽培园中 偶然发现了一株开红花的豌豆植株 推测该红花表现型的出现是基因突变的结果 为了确定该推测是否正确 应检测和比较红花植株与白花植株中 a 花色基因的碱基组成b 花色基因的dna序列c 细胞的dna含量d 细胞的rna含量 解题指南 明确基因突变的实质在于基因结构的改变 这种改变不但体现在脱氧核苷酸的种类上 还体现在数量和顺序上