高考生物一轮复习 31 基因突变、基因重组和染色体变异课件 新人教版必修2.ppt

第1课时基因突变 基因重组和染色体变异课前落实知识点一基因突变1 概念 判一判 1 基因突变是由于dna片段的增添 缺失和替换引起的基因结构的改变 2 基因突变一定会引起基因结构的改变 但不一定会引起生物性状的改变 3 基因突变一定是可遗传变异 但不一定遗传给后代 3 判一判 1 无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变 2 基因突变只能定向形成新的等位基因 3 基因突变对生物的生存往往是有利的 4 不同基因突变的概率是相同的 5 一个基因可以向多个方向突变 6 在没有外来因素影响下 基因突变不会自行发生 7 细胞分裂的中期一定不发生基因突变 特别提醒 1 受精过程中未进行基因重组 2 亲子代之间差异主要是基因重组造成的 3 基因重组只能产生新基因型和重组性状 不能产生新基因和新性状 知识点三染色体变异1 染色体结构变异 连一连 2 染色体数目变异 1 个别染色体增减 如21三体综合征 2 染色体组成倍增减 染色体组 细胞中的在 和 上各不相同 携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组 二倍体 由 发育而成的 体细胞中含有 个染色体组的个体 如 果蝇 多倍体 由 发育而来 体细胞中含有 染色体组的个体 单倍体 体细胞中含有 染色体数目的个体 特点是植株长得 高度 3 单倍体育种和多倍体育种 1 图中 和 操作是 其作用原理是 2 图中 过程是 3 单倍体育种的优点是 教材解读1 教材81页 思考与讨论 中 明确该病的直接原因 血红蛋白异常 根本原因 t替换成a 2 教材83页 思考与讨论 中 计算精子类型223种 卵细胞类型223种 则保证两个完全相同的个体子女数至少223 223 1 246 1 3 教材85 86页图5 5和图5 6 注意识图析图并通过图示确定是哪种结构变异 4 教材86页图5 8及最后一段 理解染色体组的概念 是否含全部遗传信息及能否体现细胞全能性 5 教材88页 实验 注意试剂作用 二 四倍体细胞的比例 与观察有丝分裂实验的比较 6 教材89页练习一基础题中1和3及二拓展题 自我校对知识点一1 1 2 3 2 碱基对替换缺失物理因素化学因素普遍性随机性低频性不定向性多害少利性新基因3 1 2 3 4 5 6 7 知识点二1 有性生殖减数2 前期后期3 1 物种多样性 2 生物进化知识点三1 2 2 形态功能非同源染色体 受精卵两个 受精卵两个或两个以上 本物种配子矮小不育3 1 秋水仙素处理幼苗秋水仙素抑制纺锤体形成 2 花药离体培养 3 明显缩短育种年限 考点透析考点一基因突变和基因重组核心突破1 基因突变概念图解 特别提醒 1 基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源 是形成生物多样性的重要原因 2 基因重组未产生新基因 只是原有基因的重新组合 只是产生了新的表现型 或新品种 3 自然状况下 原核生物中不会发生基因重组 易错必明1 基因突变不一定导致生物性状改变的原因 1 突变部位可能在非编码部位 内含子和非编码区 2 基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸 3 基因突变若为隐性突变 如aa aa 也不会导致性状的改变 2 基因突变 dna中碱基对的增添 缺失 改变 1 基因是有遗传效应的dna片段 不具有遗传效应的dna片段也可发生碱基对的改变 2 有些病毒 如sars病毒 的遗传物质是rna rna中碱基的增添 缺失 改变引起病毒性状变异 广义上也称基因突变 针对训练1 2011 上海 基因突变在生物进化中起重要作用 下列表述错误的是 a a基因突变为a基因 a基因还可能再突变为a基因b a基因可突变为a1 a2 a3 它们为一组复等位基因c 基因突变大部分是有害的d 基因突变可以改变种群的基因频率 答案c解析a基因突变为a基因 a基因还可以回复突变为a 基因突变具有不定向性 可以产生一组复等位基因 基因突变大多是有害的 但有害突变不能作为生物进化的原材料 基因突变能够改变种群的基因频率 故c错误 2 2012 陕西省西安中学月考 5 溴尿嘧啶 bu 是胸腺嘧啶 t 的结构类似物 在含有bu的培养基中培养大肠杆菌 得到少数突变体大肠杆菌 突变型大肠杆菌中的碱基数目不变 但 a t c g 的碱基比例略小于原大肠杆菌 这表明bu诱发突变的机制是 a 阻止碱基正常配对b 断裂dna链中糖与磷酸基c 诱发dna链发生碱基种类替换d 诱发dna链发生碱基序列变化 答案c解析溴尿嘧啶置换了胸腺嘧啶 因而使a t的数目减少 使 a t g c 的碱基比例小于原大肠杆菌 所以答案c 2 染色体结构变异与基因突变的区别 如图所示 针对训练3 2013 安徽六校联考 染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化 下列图中 甲 乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式 丙 丁 戊图表示某染色体变化的三种情形 则下列有关叙述正确的是 a 甲可以导致戊的形成b 乙可以导致丙的形成c 甲可以导致丁或戊两种情形的产生d 乙可以导致戊的形成 答案d解析甲是交叉互换 乙是易位 丙是重复 丁是交叉互换 戊是易位 4 2012 河南六校调研 2010年8月25日 经权威遗传机构确认 济南发现的一例染色体异常核型即46 xyt 6 8 为世界首报 该例异常核型属于染色体平衡易位携带者 染色体平衡易位携带者在人群中约占0 47 是造成流产和畸形儿的重要因素 由于没有遗传物质丢失 患者表现及智力均与正常人一样 11 12号染色体易位即t 11 12 在人群中较为常见 下列说法中 正确的是 a 在光学显微镜下观察不到染色体易位b 该异常核型为6 8号染色体易位c 染色体结构改变一定导致基因数量的改变d 染色体易位属于基因重组 不改变基因的数量 答案b解析染色体变异在显微镜下可以观察到 倒位和易位一般不改变基因的数量 只改变基因的排列顺序和位置 染色体易位属于染色体结构变异 不属于基因重组 考点三染色体数目变异核心突破1 染色体组概念的理解 1 一个染色体组中不含同源染色体 2 一个染色体组中所含的染色体形态 大小和功能各不相同 3 一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因 但不重复 4 多倍体的产生和应用 1 产生原理 2 多倍体育种 无子西瓜的培育 说明 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程 因为花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤 通过细胞融合也可获得多倍体 如二倍体体细胞和配子细胞融合可得到三倍体 易错必明1 单倍体 二倍体和多倍体的判断 1 如果生物体由受精卵 或合子 发育而成 其体细胞中有几个染色体组 该生物就是几倍体 2 如果生物是由生殖细胞 卵细胞或花粉直接发育而成 则无论体细胞中含几个染色体组 都叫单倍体 单倍体不一定只含有一个染色体组 而只含有一个染色体组的个体一定是单倍体 2 染色体组数量的判断 1 在细胞内任选一条染色体 细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条 则含有几个染色体组 如图甲中与1号 或2号 相同的染色体共有四条 此细胞有四个染色体组 针对训练5 2012 长沙二模 下列各图为不同细胞中的染色体示意图 下列有关叙述正确的是 a 甲代表的生物一定是二倍体 其每个染色体组含一条染色体b 乙代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含两条染色体c 丙代表的生物一定是二倍体 其每个染色体组含三条染色体d 丁代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含四条染色体 答案d解析甲 丙可能是二倍体 也可能是四倍体生物产生的单倍体 乙代表的生物可能是三倍体 不可能是二倍体 故a b c项均错误 6 2012 江苏 科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中 育成了抗叶锈病的小麦 育种过程见图 图中a b c d表示4个不同的染色体组 每组有7条染色体 c染色体组中含携带抗病基因的染色体 请回答下列问题 1 异源多倍体是由两种植物aabb与cc远源杂交形成的后代 经 方法培育而成 还可用植物细胞工程中 方法进行培育 2 杂交后代 染色体组的组成为 进行减数分裂时形成 个四分体 体细胞中含有 条染色体 3 杂交后代 中c组的染色体减数分裂时易丢失 这是因为减数分裂时这些染色体 4 为使杂交后代 的抗病基因稳定遗传 常用射线照射花粉 使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上 这种变异称为 答案 1 秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交 2 aabbcd1442 3 无同源染色体配对 4 染色体结构变异解析 1 a b c d表示4个不同的染色体组 植物aabb产生ab的配子 植物cc产生含c的配子 结合后形成abc受精卵并发育为相应的种子 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 形成可育的后代aabbcc 还可以利用植物体细胞杂交技术获得aabbcc的个体 2 aabbcc产生的配子为abc aabbdd产生的配子为abd 配子结合形成aabbcd的受精卵 减数分裂过程中同源染色体两两配对形成四分体 c染色体组和d染色体组中无同源染色体 不能形成四分体 两个a染色体组可形成7个四分体 两个b染色体组可形成7个四分体 共计14个四分体 由于 中有6个染色体组 每个染色体组7条染色体 共42条 3 杂交后代 减数分裂过程中c组染色体无同源染色体配对而易丢失 4 射线可能会导致c染色体断裂 断裂的部分如果含有抗病基因 抗病基因可通过易位的方式转移到另一条非同源染色体上 这种变异为染色体结构变异 方法技能方法技能 染色体数目非整倍性变异的原因假设某生物体细胞中含有2n条染色体 减数分裂时 某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开 导致产生含有 n 1 n 1 条染色体的配子 如下图所示 典例1 2010 广东 克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病 现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩 该男孩的染色体组成为44 xxy 请回答 1 画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型 色盲等位基因以b和b表示 2 导致上述男孩患克氏综合征的原因是 他的 填 父亲 或 母亲 的生殖细胞在进行 分裂形成配子时发生了染色体不分离 3 假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中 他们的孩子中是否会出现克氏综合征患者 他们的孩子患色盲的可能性是多大 4 基因组信息对于人类疾病的诊治有重要意义 人类基因组计划至少应测 条染色体的碱基序列 课堂笔记 解析 本题主要考查学生的理解能力 遗传系谱应该包括代数 个体及个体关系和图例三部分 该男孩的基因型应该为xbxby 其父亲基因型为xby 其母亲基因型为xbxb 可见该男孩的两个x染色体均来自母亲 且是其母亲的生殖细胞在减数第二次分裂过程中没有分开形成的 如果上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中 就无法通过配子影响到他们的后代 他们的孩子患色盲的概率为1 2xb 1 2y 1 4xby 人类基因组计划至少要测24条染色体的碱基序列 答案 1 见图 2 母亲减数 3 不会 1 4 4 24 易错警示 误解基因突变的概念及特点 典例2 2010 福建 下图为人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1169位赖氨酸变为谷氨酸 该基因发生的突变是 解析 本题主要考查基因突变 转录 翻译等基础知识以及突变对性状的影响 第一步先根据基因结构和氨基酸种类先确定密码子的排列顺序 即mrna上碱基排列顺序 gggaagcag 由于1169位赖氨酸 aag 变为谷氨酸 gaagag 结合题干意思即 四处只有一处发生突变可确定谷氨酸密码子是 gag 从而推出是 处碱基对a t替换为g c 所以选b项 答案 b 注意 增添或缺失的位置不同 影响结果也不一样 最前端 氨基酸序列全部改变或不能表达 形成终止密码子 在中间某个位置会造成肽链提前中断 形成终止密码子 但可以形成蛋白质 或插入点后氨基酸序列改变 在该序列最后则不影响表达或使肽链延长 实验精讲实验13低温诱导植物染色体加倍理论指导1 实验原理 1 正常进行有丝分裂的组织细胞 在分裂后期着丝点分裂后 子染色体在纺锤体作用下分别移向两极 进而平均分配到两个子细胞中去 2 低温可抑制纺锤体形成 阻止细胞分裂 导致细胞染色体数目加倍 3 注意事项 1 选材 选用的实验材料既要容易获得 又要便于观察 常用的观察材料有蚕豆 染色体较洋葱少 故为首选 洋葱 大蒜等的根尖 因其具有能分裂的分生组织 2 试剂及用途 卡诺氏液 固定细胞形态 改良苯酚品红染液 使染色体着色 解离液 质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精混合液 1 1 使组织中的细胞相互分离开 3 根尖培养 培养不定根 要使材料湿润以利于生根 低温诱导 应设常温 低温4 0 三种 以作对照 否则实验设计不严密 4 固定 用卡诺氏固定液 无水酒精3份 冰醋酸1份或无水乙醇6份 氯仿3份 冰醋酸1份 是为了杀死固定细胞 使其停留在一定的分裂时期以利于观察 5 制作装片 按有丝分裂过程进行 冲洗载玻片时水的流速要尽量慢一些 忌直接用水龙头冲洗 防止细胞被水流冲走 6 观察 换用高倍镜观察材料时 只能用细准焦螺旋进行调焦 切不可动粗准焦螺旋 实战演练 例 研究表明 温度骤变以及秋水仙素等理化因素都会使植物细胞染色体数目加倍 某同学为验证低温能诱导洋葱 2n 16 根尖细胞染色体数目加倍 开展了相关的研究 请分析回答 1 实验原理 低温处理根尖细胞 能够抑制 期 的形成 以致染色体不能被拉向两极 细胞也不分裂 2 材料用具 洋葱 冰箱 解离液和碱性染料等 3 方法步骤 a 培养洋葱根尖 待不定根长至1cm左右时 在冰箱的低温室内 4 诱导培养36h b 制作装片 解离 染色 制片 c 显微观察并绘图 该同学用低倍镜能清楚观察到细胞 但不能顺利换上高倍镜 最可能的原因是 4 计数 若常温下的装片中 分裂期细胞占细胞总数的10 细胞周期总时间为20h 则分裂间期经历 h 该实验中处于分裂中期的细胞含有 条染色体 解析 2 显微镜操作的器材不能只考虑显微镜 制作临时装片一定要有载玻片 盖玻片等 3 步骤c 低倍镜能清楚观察到细胞 但不能顺利换上高倍镜 可见显微镜本身没有问题 可能是装片的问题导致焦距不合适 4 前一问依据处于某时期的细胞数与该时期时间长短成正相关来计算 后一问要注意的是 不一定每个细胞都发生了染色体数目的加倍 故处于分裂中期的细胞染色体数目有的是16 有的是加倍后的32 答案 1 有丝分裂前纺锤体 2 显微镜 盖玻片 载玻片 3 漂洗将装片的盖玻片放在了下面 4 1816或32 高考随堂考向一基因突变1 2010 新课标全国 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花色基因突变的结果 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 答案b解析如果要检测是否是基因突变 那么就应该检测dna的碱基序列是否发生了增添 缺失或者替换 从而导致基因结构的改变 2 2011 安徽 人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力 临床上常用小剂量的放射性同位素131i治疗某些甲状腺疾病 但大剂量的131i对人体会产生有害影响 积聚在细胞内的131i可能直接 a 插入dna分子引起插入点后的碱基序列改变b 替换dna分子中的某一碱基引起基因突变c 造成染色体断裂 缺失或易位等染色体结构变异d 诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 答案c解析考查生物变异 131i作为放射性物质 可以诱导生物变异 但不是碱基的类似物 不能插入或替换dna的碱基而发生基因突变 放射性物质产生射线 可以诱导基因突变 而发生在甲状腺滤泡上皮细胞的基因突变不能遗传给下一代 3 2011 广东 最近 可以抵抗多数抗生素的 超级细菌 引人关注 这类细菌含有超强耐药性基因ndm 1 该基因编码金属 内酰胺酶 此菌耐药性产生的原因可能是 多选 a 定向突变b 抗生素滥用c 金属 内酰胺酶使许多抗菌药物失活d 通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 答案bc解析结合社会热点 考查了对超级细菌的认识 a错误 变异是不定向的 b正确 从进化的原理分析 抗生素滥用对细菌起选择作用 c正确 由题中信息可知 可能是超级细菌体内的金属 内酰胺酶使许多抗菌药物失活 d错误 细菌是原核生物没有染色体 考向二基因重组的考查4 2008 宁夏 以下有关基因重组的叙述 错误的是 a 非同源染色体的自由组合能导致基