高中生物 第五章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组课件 新人教版必修2 (2).ppt

第1节基因突变和基因重组 第五章基因突变及其他变异 第一篇教材同步导学篇 一 知识准备1 基因与性状的对应关系 1 显性基因决定显性性状 隐性基因决定隐性性状 2 性状分离是指杂合子杂交产生的后代同时出现显性性状和隐性性状的现象 3 基因与性状并非一一对应关系 4 基因对性状的控制也受到环境的影响 表现型 基因型 环境 2 减数第一次分裂前期 同源染色体发生联会形成四分体 其中的非姐妹染色单体之间常发生交叉互换 减数第一次分裂后期 同源染色体发生分离 非同源染色体自由组合 3 氨基酸与密码子一种密码子只决定一种氨基酸 一种氨基酸可能对应一种或多种密码子 4 变异 1 概念 生物的亲代与子代之间 以及子代的个体之间在性状上的差异 叫做变异 2 可遗传的变异 由遗传物质决定 能够遗传给后代 3 不可遗传的变异 由外界环境的影响引起 遗传物质并没有发生变化 因而不能遗传给后代 二 课标要求1 识记基因突变的概念 2 理解基因突变的特点 3 举例说出基因重组的类型 4 知道基因突变 基因重组的意义 一 自主初探1 基因突变的实例 阅读p80 81 1 基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症 症状 患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为 状 易发生红细胞破裂 使人患溶血性贫血 病因图解和特点 镰刀 致病机理结论 镰刀型细胞贫血症是由于基因的 改变而产生的一种遗传病 2 基因突变 dna分子中发生 的 增添和 而引起的 的改变 一个碱基对 碱基对 替换 缺失 基因结构 3 基因突变对后代的影响 若发生在 中 将遵循 传递给后代 若发生在 中 一般不能遗传 但有些植物的体细胞发生基因突变 可通过 传递 2 基因突变的原因 特点及意义 阅读p81 82 1 时间 主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 2 诱发基因突变的因素 外因 物理因素 如 等 化学因素 如亚硝酸等 生物因素 等 内因 偶尔发生错误 dna的碱基组成发生的改变等 配子 遗传规律 体细胞 无性繁殖 紫外线 x射线 某些病毒 dna分子复制 3 基因突变的特点 3 意义 基因重组能产生多样化的 的子代 是生物变异的重要来源之一 对 具有重要意义 探究一基因突变二 疑问探究1 dna分子复制时容易发生基因突变的原因 提示dna分子复制时 dna双链要解旋 此时结构不稳定 易导致碱基对的数量或排列顺序改变 从而使遗传信息发生改变 2 基因突变导致基因结构的改变 这种改变具体表现在哪些方面 这种改变在光镜下能观察到吗 提示脱氧核苷酸 碱基 的种类 数量 排列顺序的改变引起遗传信息的改变 这种改变在光镜下不能观察到 基因组合 生物的进化 3 基因突变是否会引起基因结构的改变 是否会引起生物性状的改变 提示 1 遗传信息一定改变 基因突变是指基因中碱基对的增添 缺失和替换 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息 发生基因突变后 遗传信息会发生改变 2 生物性状不一定发生改变 发生碱基对的改变时 由于密码子的简并性 可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列 不改变生物的性状 发生隐性突变时 生物的性状也不一定改变 1 基因突变 1 基因突变的类型图解 基因片段 2 基因突变与生物性状的关系 对氨基酸种类和数目的影响 a 发生碱基对的替换时 影响范围较小 一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸 b 发生碱基对的增添和缺失时 影响范围较大 但不影响插入 或缺失 位置前的序列对应的氨基酸 影响插入 或缺失 位置后的序列对应的氨基酸 基因突变对后代的影响 2 基因突变的不定向性图中基因a可以突变成a1 a2 a3 它们之间也可以相互突变 并互称为等位基因 探究二基因重组二 疑问探究1 谚语 一母生九子 连母十个样 请分析这主要原因是什么 提示生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的 2 下列两种现象产生的原因是否属于基因重组并分析原因 高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆 黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄圆 黄皱 绿圆和绿皱豌豆 提示 否 杂合高茎豌豆自交后代中出现矮茎豌豆 是控制同一性状的等位基因分离的结果 而基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合 是 杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄圆 黄皱 绿圆 绿皱豌豆 是由于两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果 3 基因重组能产生新的基因吗 提示基因重组是原有基因的重新组合 只产生新的基因型 不产生新基因 所以不会产生新性状 只出现原有性状的重新组合 三 新知破解1 基因重组图解 2 基因突变和基因重组 考向一基因突变 例1 下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 链作模板 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 思路点拨 解析控制血红蛋白合成的一段基因中任意一个碱基发生替换不一定引起贫血症 过程是以 链作模板 但合成的是mrna 所以原料是核糖核苷酸 根据缬氨酸的密码子gua 可知对应的trna上的反密码子上碱基为cau 人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因中的碱基对被替换 答案c 方法规律 1 基因突变是染色体的某一位点上基因的改变 其结果是使一个基因变成了它的等位基因 基因突变一定导致所携带的遗传信息改变 但性状不一定改变 2 基因突变不一定引起生物性状改变 原因是 不具有遗传效应的dna片段中的 突变 不引起性状变异 基因突变发生产生隐性基因 即显性基因突变为隐性基因如aa突变为aa 基因突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸 考向二基因重组 例2 基因重组是指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 下列描述不正确的是 a 基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期b 基因重组可能发生在减数第一次分裂的后期c 基因重组是生物多样性的原因之一d 基因重组有可能发生在有丝分裂的后期 思路点拨 解析有丝分裂过程中没有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合 因此不可能发生基因重组 答案d 方法规律 基因突变与基因重组 1 若为体细胞有丝分裂 如根尖分生区细胞 受精卵等 则只能是基因突变造成的 2 若为减数分裂 则原因是基因突变 间期 或基因重组 减数第一次分裂 3 若题目中问造成b b不同的根本原因 应考虑可遗传变异中的最根本来源 基因突变 4 若题目中有 分裂 时期 提示 如减 前期造成的则考虑交叉互换 间期造成的则考虑基因突变 1 基因突变是dna分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 而引起基因结构的改变 但却不一定引起生物性状的改变 2 镰刀型贫血症的直接原因是血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸替换 根本原因是控制合成血红蛋白的基因中碱基序列由ctt变为cat 3 真核生物基因突变的结果是产生该基因的等位基因 基因重组只能产生新的基因型 4 基因突变的特点有普遍性 不定向性 低频性和多害少利 5 基因突变是生物变异的根本来源 是生物进化的原材料 6 基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中 控制不同性状的基因的重新组合 7 基因重组包括非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换两种类型 1 下列有关生物遗传和变异的叙述正确的是 a 一对夫妇生了一个孩子患白化病 不考虑突变 则双亲均为杂合子b 在减数分裂过程中 基因突变 基因重组都可能发生c 一个基因型为aabb 位于两对染色体上 的精原细胞只能形成两种精子d 同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组 b 一对夫妇生了一个患白化病 不考虑突变 的孩子 这一对夫妇可能均为杂合子 也可能都患病 或者一方患病 一方为杂合子 一个基因型aabb 位于两对染色体上 的精原细胞可形成两种精子 无交叉互换 或四种精子 有交叉互换 同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可导致基因重组 2 原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对 在插入点的附近 再发生下列哪种情况对其编码的蛋白质结构影响最小 a 置换单个碱基对b 增加4个碱基对c 缺失3个碱基对d 缺失4个碱基对d 在编码区插入1个碱基对 因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸 必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变 控制相应氨基酸发生变化 致使编码的蛋白质差别很大 若再增添2个 5个 8个碱基对 或缺失1个 4个 7个碱基对 恰好凑成3的倍数 则对后面密码子不产生影响 致使编码的蛋白质差别不大 3 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变 使野生型 一般均为纯合子 变为突变型 该雌鼠与野生型雄鼠杂交 f1的雌 雄鼠中均有野生型和突变型 由此可以推断 该雌鼠的突变为 a 显性突变b 隐性突变c y染色体基因突变d x染色体基因突变a 由于这只野生型鼠为纯合子 有一条染色体上的基因发生突变 f1的雌 雄鼠中均有突变型和野生型 所以该突变基因为显性基因 即引起显性突变 其突变基因可能在常染色体上 也可能在x染色体上 4 进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定差异的主要原因是 a 基因重组b 基因突变c 染色体变异d 生活条件改变a 变异是生物的基本特征之一 如果仅仅是由于环境条件改变而引起的变异不遗传 也不是变异的主要原因 故排除d 引起可遗传的变异的原因有三个 其中基因突变频率甚低 染色体变异也很少见 故排除b c两项 基因重组是有性生殖生物必然发生的过程 如果生物的染色体数目多 携带的基因多 那么变异也就更多 因此基因重组成为亲子代以及子代个体之间差异的主要原因 5 同一番茄地里有两株异常番茄