高中生物 第5章 第1节 基因突变和基因重组课件 新人教版必修2.ppt

第1节基因突变和基因重组 基因突变和其他变异 1 dna分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 而引起的基因结构的改变 叫做基因突变 2 由于自然界诱发基因突变的因素很多 基因突变还可以自发产生 因此 基因突变在生物界中是普遍存在的 3 基因突变是随机发生的 不定向的 4 在自然状态下 基因突变的频率是很低的 5 基因重组是指在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 基因突变的实例 1 实例 镰刀型细胞贫血症 1 症状 患者的红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为弯曲的 这样的红细胞易发生破裂 使人患 严重时会导致死亡 镰刀状 溶血性贫血 知识清单 2 病因图解 答案 直接原因 组成血红蛋白分子的多肽链上 发生了 的替换 根本原因 控制血红蛋白合成的dna 基因 中的 发生变化 3 结论 镰刀型细胞贫血症是由于 结构发生改变而产生的一种遗传病 氨基酸 碱基对 基因的 2 概念及对后代的影响 替换 增添和缺失 基因结构 无性繁殖 配子 遗传规律 体细胞 不能 基因突变是改变基因的数量 还是改变基因的结构 试分析原因 提示 改变基因的结构 基因突变的结果是产生新的等位基因 如由a a 显性突变 或由a a 隐性突变 故基因突变引起基因 质 的改变 却没有引起其数量和位置的改变 思想感悟 基因突变的原因 特点 时间和意义 替换 缺失 物理因素 化学因素 知识清单 普遍性 随机性 低频性 不定向性 多害少利性 新基因 dna分子复制时为什么易发生基因突变 一般发生在细胞分裂的什么时期 提示 dna分子复制过程中 dna双链解旋 此时结构不稳定 易导致碱基对的数量或排列顺序的改变 从而使遗传信息改变 基因突变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期 思想感悟 基因重组 1 概念 基因重组是指在生物体进行 的过程中 控制不同性状的基因的 所以 进行 的生物会发生基因重组 有性生殖 重新组合 有性生殖 知识清单 2 类型比较 3 意义 基因重组是 的来源之一 是形成生物 的重要原因 对生物的 也具有重要意义 减 后期 非同源染色体上 非姐妹染色单体 减 四分体时期 同源染色体上 多样性 生物变异 进化 在真核生物中基因突变与基因重组的发生哪一个更多一些 为什么 提示 基因重组 因为进行有性生殖的真核生物一定发生基因重组 而基因突变的频率很低 思想感悟 生物变异 一 生物的变异1 变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间 均有或多或少的差异 这种差异就是变异 变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异 而遗传强调亲子代之间的相似性 2 探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路 1 若染色体变异 可直接借助显微镜观察染色体形态 数目 结构是否改变 2 与原来类型在相同环境下种植 观察变异性状是否消失 若不消失则为可遗传变异 反之则为不可遗传变异 3 设计杂交实验 根据实验结果确定变异性状的基因型是否改变 二 基因突变的类型及对生物性状的影响1 基因突变类型的实质图解 2 亲代发生基因突变而子代的性状未发生改变的合理解释 特别提醒 基因突变不会改变染色体上基因的数量和所在的位置 基因突变在生物体发育过程中发生的越早对生物体的影响越大 双选 对下列有关遗传和变异的说法 正确的是 a 基因型为dd的豌豆在进行减数分裂时 产生的雌雄两种配子的数量比为1 1b 基因自由组合定律的实质是 在f1产生配子时 等位基因分离 非等位基因自由组合c 遗传学上把转移rna上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个 遗传密码子 d 基因突变是dna分子中发生碱基对的增添 缺失或改变 而引起的基因结构的改变 解析 豌豆的雄配子远远多于雌配子 基因自由组合定律的实质是 在f1产生配子时 等位基因分离 非同源染色体上的非等位基因自由组合 遗传学上把mrna上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个 遗传密码子 答案 bd 技巧归纳 基因突变对肽链 性状 的影响 1 发生碱基对的替换 由于基因中脱氧核苷酸数量并未改变 则控制合成的肽链长度也不会改变 但可导致mrna中密码子发生变化 由于密码子的简并性 反映到肽链氨基酸种类上 可能发生变化 也可能不发生变化 替换时 有可能会使mrna上的终止密码子提前 从而使肽链变短 2 发生碱基对的增添和缺失由于密码子的阅读是连续的 由突变部位开始所控制合成的mrna发生连锁式的改变 除可能导致肽链长度改变外 还会导致肽链中氨基酸的序列改变 1 2012年广东卷 子叶黄色 y 野生型 和绿色 y 突变型 是孟德尔研究的豌豆相对性状之一 野生型豌豆成熟后 子叶由绿色变为黄色 1 在黑暗条件下 野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图1 其中 反映突变型豌豆叶片总绿叶素含量变化的曲线是 跟踪训练 2 y基因和y基因的翻译产物分别是sgry蛋白和sgry蛋白 其部分氨基酸序列见图2 据图1推测 y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的 和 进一步研究发现 sgry蛋白和sgry蛋白都能进入叶绿体 可推测 位点 的突变导致了该蛋白的功能异常 从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱 最终使突变型豌豆子叶和叶片维持 常绿 3 水稻y基因发生突变 也出现了类似的 常绿 突变植株y2 其叶片衰老后仍为绿色 为验证水稻y基因的功能 设计了以下实验 请完善 培育转基因植株 植株甲 用含有空载体的农杆菌感染 的细胞 培育并获得纯合植株 植株乙 培育并获得含有目的基因的纯合植株 预测转基因植株的表现型 植株甲 维持 常绿 植株乙 推测结论 答案 1 a 2 替换增添 3 y2获取y基因 构建y基因的表达载体 用含有该表达载体的农杆菌感染y2的细胞 叶片衰老后叶片衰老后由绿变黄 水稻y基因通过调控叶绿素降解 使叶片衰老后由绿色变为黄色 基因突变与基因重组的区别和联系 特别提醒 基因重组的范围 有性生殖生物 但不能说 一定 是有性生殖生物 因为还包括 外源基因导入 这种情况 基因突变能产生新基因 是生物变异的根本来源 基因重组能产生新基因型 是生物变异的重要来源 两者都为进化提供原材料 有丝分裂过程中不发生基因重组 下面甲 乙 丙 丁四个示意图是分别取自不同生物体的正在分裂的细胞 有关说法正确的是 a 甲 乙 丙 丁都属于动物细胞分裂图像 甲 乙为同一种生物的不同个体b 图示的四个细胞都能发生的可遗传变异是基因突变和基因重组c 丙 丁细胞分别为细菌细胞和蛙的红细胞 都具有成形的细胞核d 图示的四个细胞都已经完成了dna的复制和相关蛋白质的合成 解析 甲为有丝分裂 乙为减数第二次分裂后期 丙为细菌细胞 无成形的细胞核或无核膜 丁为无丝分裂 故c错 由于甲 乙两个生物体细胞中所含染色体数目不同 因此不是同一种生物 故a错 基因重组发生于有性生殖过程中 故b错 无论哪种分裂方式 都有dna的复制和相关蛋白质的合成 答案 d 技巧归纳 不同生物变异的来源 1 病毒的可遗传变异的来源 基因突变 2 原核生物可遗传变异的来源 基因突变 3 真核生物可遗传变异的来源 进行无性生殖时 基因突变和染色体变异 进行有性生殖时 基因突变 基因重组和染色体变异 2 2013年梅州高一检测 下列有关基因突变和基因重组的叙述 正确的是 a 基因突变对于生物个体是利多于弊 b 基因突变属于可遗传的变异 c 基因重组能产生新的基因 d 基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中 b 跟踪训练 育种专家在稻田中发现一株十分罕见的 一秆双穗 植株 经鉴定该变异性状是由基因突变引起的 下列叙述正确的是 a 这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的b 该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体c 观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置d 将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系 正确解答 选b 本题以突变实例为载体考查基因突变的特点 鉴别应用等 若一秆双穗为隐性突变 则该植株为隐性纯合子 那么自交后一定为一秆双穗 若为显性突变 则该个体为杂合子 其自交后代一秆双穗纯合子比例为1 4 b项正确 常见错误 错选a c或d项 错因分析 错选a c或d项的原因具体分析如下 蓝藻 大肠杆菌的可遗传变异来源是 a 基因突变和染色体变异b 基因重组和基因突变c 基因突变d 基因重组 基因突变和染色体变异 正确解答 选c 蓝藻 大肠杆菌为原核生物 进行无性生殖 可遗传的变异来源只能是基因突变 常见错误 错选a b或d项 错因分析 错选a b或d项的原因具体分析如下 课题 探究基因的突变的随机性 不定向性基础理论 由于dna碱基组成的改变是随机的 不确定的 因此 基因突变是随机发生的 不定向的 基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期 可以发生在细胞内不同的dna分子上 同一dna分子的不同部位 基因突变的不定向性表现为一个基因可以向不同的方向发生突变 产生一个以上等位基因 如a基因可以突变为a1 a2 a3 而且基因突变的方向和环境没有明显的因果关系 如图所示为某一红色面包霉合成精氨酸的过程 基因 基因 基因 酶 酶 酶 某化合物 鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸 典例剖析 1 在一次实验中发现面包霉体内只有鸟氨酸和瓜氨酸 没有精氨酸 请分析产生这种现象的原因可能是 2 如果酶 和酶 活性正常 酶 活性丧失 则能合成鸟氨酸和精氨酸吗 原因是 3 某生物兴趣小组经诱变获得一突变菌株 在基本培养基上不能正常生长 某同学设计实验探究哪个基因发生了突变 根据下列实验步骤写出实验结论 实验步骤 第一步 配制基本培养基 分别对甲 乙 丙 丁进行如下处理 甲中无任何处理 乙中加入鸟氨酸 丙中加入瓜氨酸 丁中加入精氨酸 第二步 观察各培养基中的红色面包霉的生长状况 实验结论 若甲 乙 丙 丁中红色面包霉均不能生长 则其他基因发生突变 甲中红色面包霉不能正常生长 乙 丙 丁中红色面包霉均生长良好 则 可能发生突变 甲 乙中红色面包霉不能正常生长 而丙 丁中红色面包霉均生长良好 则 可能发生突变 甲 乙 丙中红色面包霉不能正常生长 而丁中红色面包霉生长良好 则 可能发生突变 解析 根据题意可知 基因控制酶的合成 影响到氨基酸的合成 如果基因发生突变 则相应的酶无法合成 不能合成相应的氨基酸 如果加入该氨基酸 那么代谢又可以正常进行 答案 1 基因 发生了突变 致使酶 不能合成 2 鸟氨酸能合成 精氨酸不能合成酶 活性正常 鸟氨酸能合成 酶 活性丧失 使瓜氨酸不能合成 因而精氨酸也无法合成 3 实验结论 基因 基因 基因 一 单项选择题1 下列变异属于可遗传变异的是 玉米单组自交后代出现白化苗 后代仍白化 水肥充足 玉米穗大粒多 三倍体无籽西瓜 豌豆的黄皱与绿圆类型的出现 封建社会妇女缠足而产生的 小足 a b c d c 水平测试 2 某种自花受粉植物连续几代开红花 一次开出一朵白花 该花的自交后代全部开白花 产生这种白花的原因是 a 基因重组b 基因突变c 基因分离d 环境条件的改变 b 3 若一对牧羊犬所生育的小犬中 性状差异较多 这些变异主要来自 a 基因突变b 基因重组c 环境影响d 染色体变异 b 4 如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因 已知谷氨酸的密码子是gaa 由此分析正确的是 a 控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症b 过程是以脱氧核苷酸为原料 由atp供能 在酶的作用下完成的c 运转缬氨酸的trna一端的裸露的三个碱基可能是caud 人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代答案 c 5 下列各项中可以导致基因重组现象发生的是 a 姐妹染色单体的交叉互换b 等位基因彼此分离c 非同源染色体的自由组合d 姐妹染色单体分离 c 二 多项选择题6 以下关于生物变异的叙述 正确的是 a 基因突变都会遗传给后代b 基因碱基序列发生改变 不一定导致性状改变c 基因重组产生的后代都是不育的d 基因重组发生在有性生殖细胞形成过程中 bd 7 基因突变的随机性表现在 a 生物个体发育的任何时期都可能发生基因突变b 体细胞和生殖细胞都可能发生基因突变c 细胞分裂间期和分裂期都可能发生基因突变d dna复制 转录 翻译都可能发生基因突变 ab 8 如图表示细胞分裂过程 下列有关说法正确的是 a 甲图中细胞只发生了减数分裂 该过程一定发生基因突变b 乙图中若其中一条染色体上有一个基因a 则另一极对应的染色体上可以是a或ac 上述三图所示的过程中 只会发生基因突变和基因重组d 丙图中若发生了同源染色体的交叉互换 该变异属于基因重组答案 bd 一 选择题1 下列实例与基因的作用无关的是 a 囊性纤维病患者的某些细胞细胞膜上的cftr蛋白转运氯离子的功能异常b 酪氨酸酶的合成异常引起人的白化性状c 过量紫外线辐射导致皮肤癌d 将动物细胞置于清水中导致细胞膜破裂 d 素能提升 2 下列关于基因突变的叙述错误的是 a 基因突变都是隐性突变b 基因突变的性状一般对生物生存有害c 基因突变在体细胞和生殖细胞的形成过程中都有可能发生d 基因突变频率较低 a 3 有性生殖生物的后代性状差异 主要来自于基因重组 下列过程中哪些可以发生基因重组 a b c d 答案 a 4 右图为基因型aabb的某二倍体动物进行细胞分裂的示意图 相关判断正确的是 a 此细胞染色体上共有4条脱氧核苷酸链b 此细胞中基因a是复制异常产生的c 该动物体细胞有丝分裂后期移向一极的基因为a a b bd 此细胞分裂后期时最多含有四个4个染色单体 b 5 基因突变的实质是dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换 而引起的基因结构的改变 下列关于基因 遗传信息的描述 错误的是 a 基因在染色体上呈线性排列 染色体是基因的主要载体b 遗传信息可以通过dna复制传递给后代c 互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量d 遗传信息是指dna分子的脱氧核甘酸的排列顺序 c 6 下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图 则下列叙述正确的是 a 白眼基因片段中 含有成百上千个核糖核苷酸b s基因是有遗传效应的dna片段 由一系列的密码子组成c 基因中有一个碱基对的替换不一定会引起生物性状的改变d r s n o等基因在染色体上的排列次序的改变可能影响生物的性状答案 c 7 减数分裂是进行有性生殖的生物 在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂 下列有关说法正确的是 a 基因重组过程不产生新的性状b 减数分裂过程中非等位基因自由组合c 减数分裂过程中随同源染色体分离的只能是等位基因d x y染色体同源片段上的基因控制的性状遗传与性别无关 a 8 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 则其控制合成的蛋白质的氨基酸序列一定发生改变 a 9 双选 下列关于基因突变的叙述 正确的是 a 由染色体上部分基因缺失引起性状的改变属于基因突变b 一猪生九子 九子各不同 的现象主要是由基因重组引起c 基因突变引起的镰刀型细胞贫血症是由碱基对缺失引起d 基因突变普遍存在 随机发生且发生的频率很低 bd 10 双选 下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化 下列表述正确的是 答案 bc a 图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因b 结