安徽省高考生物一轮复习方案（基础知识梳理+核心考点突破+试验方略展示）第20讲 基因突变和基因重组课件 新人教版.ppt

第20讲基因突变和基因重组第21讲染色体变异第22讲人类遗传病第23讲杂交育种到基因工程第24讲生物的进化考能专项提升4生物的遗传 变异 育种与进化 目录 第七单元生物的变异 育种与进化 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 1 教学建议 由于本单元所涉及基本概念较多 高考中基础知识和基本能力的考查仍为不变的主旋律 所以复习时要注意分析本单元中知识的重点 难点 考点和疑点的理解与分析 1 关注主干知识点 加强基础知识的巩固 记忆和理解 基因重组和基因突变是生物变异内容最为重要的两个概念 需充分理解掌握其概念的内容 染色体组 二倍体 多倍体 单倍体等概念的理解及判断 种群 种群基因库 种群基因频率 自然选择学说的要点 隔离 物种和共同进化等基本概念的联系与比较 如地理隔离与生殖隔离 自然选择学说各要点间的关系等 使用建议 返回目录 2 育种常以某一作物育种为背景 综合考查有关诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种和基因工程育种 因其与实践应用十分密切 是当前考试的重点 在教学中要让学生理解其原理 对各种育种方式的方法 步骤 优缺点及其典型实例要多运用比较的方法加以理解和掌握 3 相关知识点之间的对比 关注热点材料 表格分析 提高学生提取信息和准确分析图表的能力 如人类遗传病 要求学生判断其所属的遗传病类型 给出某遗传病在具体家系中的遗传现象 要求判断该病所属的类型 同时复习时要注意列表比较和归纳 掌握各种类型遗传病的概念和特点 特别要注意教材中所介绍的几种典型病例及其遗传方式 使用建议 返回目录 4 重视实验探究 本单元有关低温诱导染色体数目加倍 调查研究人类遗传病的发病率和遗传方式 自然选择对种群基因频率变化的影响的实验探究都应该引起重视 要求学生明确实验的原理 步骤以及需要注意的问题 并能独立进行实验探究 分析评价 2 课时安排 本单元分为5讲 建议用12课时完成 各讲的讲授 习题分别用1课时 单元卷 滚动和讲解各1课时 使用建议 第20讲基因突变和基因重组 返回目录 返回目录 1 基因突变的特征和原因 2 基因重组及其意义 考纲要求 第20讲基因突变和基因重组 知识梳理 一 基因突变1 实例 镰刀型细胞贫血症 1 病因图解如下 返回目录 图7 20 1 第20讲基因突变和基因重组 2 实例要点归纳 图示中a b c过程分别代表 和 突变发生在 填字母 过程中 患者贫血的直接原因是 异常 根本原因是发生了 碱基对由突变成 2 基因突变的概念概念 dna分子中发生碱基对的 和 而引起的 的改变 返回目录 dna复制 转录 翻译 a 血红蛋白 基因突变 替换 增添 缺失 基因结构 第20讲基因突变和基因重组 3 基因突变的原因 时间 特点和意义 返回目录 生物因素 普遍性 随机性 低频性 不定向性 一般是有害的 少数有利 第20讲基因突变和基因重组 导思 基因突变所产生的变异都可以遗传给后代吗 请翻阅教材必修2p80 基因突变的实例 返回目录 dna复制 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 新基因 生物变异 生物进化 第20讲基因突变和基因重组 二 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 基因的重新组合 2 类型 1 减数第一次分裂的 期 上的非等位基因的自由组合 2 减数分裂形成 时期 位于 上的等位基因有时会随着 的交换而发生交换 导致染色单体上的基因重组 返回目录 有性生殖 不同性状的 后 非同源染色体 四分体 同源染色体 非姐妹染色单体 第20讲基因突变和基因重组 3 意义基因重组是 的来源之一 是形成生物多样性的重要原因 对生物的 也具有重要意义 返回目录 生物变异 进化 网络构建 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 海南卷 基因的自发突变率虽然很低 但对进化非常重要 解析 单个基因的自发突变率很低 但由于种群中个体数量较多 基因数目较大 所以就整个物种而言 在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的 由于突变为生物进化提供了原始材料 所以对生物进化有重要意义 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 2 2011 安徽卷 大剂量的131i会直接插入dna分子中 引起插入点后的碱基序列发生改变 解析 dna分子中并不含有i元素 131i不会插入dna分子中 但可以引起dna分子发生碱基对的增添 缺失或替换 3 2011 广东卷 抵抗多数抗生素的 超级细菌 含有超强耐药性基因ndm 1 该菌耐药性产生的原因是定向突变 解析 基因突变是不定向的 细菌耐药性的产生是抗生素对耐药性基因定向选择的结果 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 4 2011 江苏卷 dna复制时发生碱基对的增添 缺失或改变 导致基因突变 解析 基因突变是指dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换 主要发生在dna复制时 5 2011 江苏卷 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组的变异既能发生在有丝分裂过程中 也能发生在减数分裂过程中 解析 由于基因重组引起的变异只能发生在有性生殖减数分裂产生配子的过程中 有丝分裂过程中不存在基因重组 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 6 突变后的基因和原来的基因在染色体上的位置相同 解析 基因突变是基因内部发生碱基对的增添 缺失或替换 所以基因突变不会改变基因的位置 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 考点一基因突变的机理 特征及与性状的关系1 基因突变的机理基因突变是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 其发生机理如图7 20 2 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 图7 20 2 拓展 没有诱发因素的作用下 基因突变也会自发发生 其自发突变率很低 基因突变是dna分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变 基因的数目和位置并未改变 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 2 结果分析 1 引起生物性状的改变如某些碱基对的增添 缺失或替换引起遗传信息改变后 引起部分氨基酸改变 改变蛋白质的结构和功能 从而引起生物性状的改变 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 2 基因突变与其影响 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 3 未引起生物性状的改变 不具有遗传效应的dna片段中的 突变 不引起基因突变 不引起性状变异 若碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变 由于密码子的简并性 蛋白质的结构与功能不变 生物性状不改变 若个体为显性纯合子 其一个显性基因突变为隐性基因 则生物性状不改变 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 例1 2012 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7 20 3 其中 反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 图7 20 3 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7 20 4 据图7 20 4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 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 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 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 图7 20 4 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 答案 1 a 2 替换增添 3 一 突变植株y2用y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2 二 能不能维持 常绿 三 y基因能使子叶由绿色变为黄色 解析 1 由题干 野生型豌豆成熟后 子叶由绿色变为黄色 可知 野生型豌豆在成熟过程中叶绿素含量降低 图中b曲线在第6天时 叶绿素含量明显下降 而a曲线变化相对较小 所以a曲线为突变型 2 根据图7 20 4可以看出 突变型的sgry蛋白和野生型的sgry蛋白有3处变异 处氨基酸由t变成s 处氨基酸由n变成k 可以确定是该氨基酸对应的碱基对发生了替换 处多了i l两个氨 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 基酸 所以可以确定是发生了碱基对的增添 从图7 20 4中可以看出sgry蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体 由于sgry和sgry都能进入叶绿体 说明 处的突变没有改变该蛋白功能 所以突变型的sgry蛋白功能的改变是由 处变异引起 3 欲通过转基因实验验证y基因 能使子叶由绿色变为黄色 的功能 首先应培育纯合的常绿突变植株y2 然后用含有y基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y2 培育出含有y基因的纯合植株 观察其叶片衰老过程中的颜色变化 实验中为了排除农杆菌感染对植株的影响 还需要用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 点评 本题考查基因突变的机理以及实验设计的补充与完善能力 解答本题需要明确基因突变的机理是基因发生了碱基对的替换 增添或缺失 从而引起基因结构的改变 若某碱基对发生替换 则只改变1个氨基酸的种类或不改变 若增添 或缺失 某碱基对 则不影响插入 或缺失 前的位置 却影响插入 或缺失 后相应氨基酸的序列 如果是增添 或缺失 三对及其倍数的碱基对数 则只是增加或缺失整数个氨基酸 影响相对较小 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 探究 1 dna分子中位点 至少增加了几个碱基对 2 一般情况下 高度分化的细胞核基因容易发生这种突变吗 1 由于 处增加了2个氨基酸 所以至少增加了6个碱基对 2 基因突变一般发生在dna分子复制时 高度分化的细胞不进行dna复制 故高度分化的细胞内该基因不容易发生基因突变 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 变式题下列关于基因突变的叙述中 错误的是 a 基因突变是生物变异的根本来源b 不同细胞中基因的自发突变率不同c 基因突变只能产生原基因的等位基因 而不能改变基因的位置d 基因突变的方向与环境密切相关 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 答案 d 解析 生物变异的根本来源是基因突变 基因突变在不同细胞中发生的概率不同 dna分子有稳定的双螺旋结构 正常状态下的基因突变概率相对较低 但在dna复制等解旋情况下 暴露的单链易发生突变 基因突变是不定向的 可以产生一个以上的等位基因 但只是原基因的种类发生了改变 而不能改变基因的位置 基因突变是不定向的 其突变的方向与环境没有明确的因果关系 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 考点二基因重组的类型及其与基因突变的比较1 基因重组类型的比较 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 2 基因突变与基因重组的比较 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 例2在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是 a dna复制时发生碱基对的增添 缺失或替换 导致基因突变b 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组c 非同源染色体之间交换一部分片段 导致基因重组d 同源染色体之间交换一部分片段 导致基因重组 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 答案 a 解析 基因突变主要发生在减数第一次分裂前的间期和有丝分裂的间期 a项正确 非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期 不发生在有丝分裂时期 b项错误 c项中 非同源染色体之间的交叉互换不是基因重组 而是染色体结构变异 d项中 同源染色体之间交换一部分片段发生在减数第一次分裂前期 不发生在有丝分裂时期 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 点评 巧辨姐妹染色单体上出现等位基因的原因 细胞分裂图像中经常出现一条染色体上的姐妹染色单体或分裂后期分开的姐妹染色单体上存在等位基因的情况 这种情况的形成有两种可能 一种是基因突变 另一种是减数分裂过程中 同源染色体交叉互换 可依照以下方法进行判断 1 如果可以确定细胞是发生有丝分裂 如受精卵分裂 洋葱根尖细胞分裂等 则只能是由基因突变造成的 2 如果细胞是发生减数分裂 则可能有基因突变 非姐妹染色单体交叉互换两种情况 如果题目中涉及造成姐妹染色单体上出现等位基因的根本原因是什么 则只考虑 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 基因突变 如果由细胞分裂间期造成的 则考虑基因突变 题目中有 分裂 时期的提示时 如果由减数第一次分裂前期造成的 则考虑同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 变式题 2013 皖南八校联考 细胞分裂过程实质上是细胞内染色体的行为变化过程 下列配子的产生与减数第一次分裂后期染色体的异常行为密切相关的是 a 基因型为aabb的个体产生ab ab ab ab四种配子b 基因型为dd的个体产生d d的配子c 基因型为xay的雄性个体产生xay的异常精子d 基因型为xbxb的雌性个体产生xbxb的异常卵细胞 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 答案 c 解析 基因型为aabb的个体产生ab ab ab ab四种配子是由于减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离 非同源染色体自由组合的结果 属于正常的染色体行为变化 b项主要是间期基因突变的结果 c项是由于减数第一次分裂后期 xy染色体进入同一个细胞 从而导致了xay的异常精子的产生 d项是由于减数第二次分裂异常所致 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 备选理由 本题考查可遗传的变异和不可遗传的变异的判断 由于该知识点不是新课标课本的内容 所以正文没有提及 此题作为该知识点的补充 1 下列哪种是不可遗传的变异 a 正常夫妇生了一个白化病儿子b 纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇c 对青霉菌进行x射线照射后 培育成高产菌株d 用生长素处理得到无子番茄 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 答案 d 解析 生物的变异主要包括不可遗传的变异和可遗传的变异 其中不可遗传的变异是指仅由环境因素变化引起的变异 其遗传物质并未发生改变 用生长素处理得到无子番茄 染色体及其上的遗传物质未发生变化 而是利用生长素促进果实发育的原理 故该种变异是不能遗传的 返回目录 第20讲基因突变和基因重组 备选理由 本题考查基因突变的类型 基因突变有显性突变和隐性突变两种类型 由于篇幅限制 正文中没有提及 通过此题进行补充 2 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变 使野生型变为突变型 该雌鼠与野生型雄鼠杂交 f1的雌 雄鼠