必修二5-1基因突变和基因重组.ppt

自主梳理1 生物变异的类型生物的变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异两种 可遗传的变异有三种来源 基因突变 基因重组 染色体 变异 互动探究存在诱变因素时是否一定发生基因突变 提示不一定 正常情况下 基因突变的频率很低 但在诱变因素的作用下 基因突变的频率会有所提高 要点归纳一 基因突变发生的时间与机制分析1 基因突变发生的时间在细胞分裂间期DNA分子复制过程中 即在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期 由于这时稳定的双螺旋结构解旋形成单链DNA 稳定性大大下降 极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化 导致基因发生突变 2 基因突变的机制 二 基因突变的原因 结果 特点分析 三 基因突变对性状与子代的影响1 基因突变对性状的影响 1 改变性状 原因 突变间接引起密码子改变 最终表现为蛋白质功能改变 影响生物性状 如aa中的一个a突变为A 则直接引起性状的改变 实例 镰刀型细胞贫血症 2 不改变性状 有下列三种情况 若发生突变后 引起mRNA上密码子改变 但由于密码子的简并性 改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸 此时突变基因控制的性状也不改变 若基因突变为隐性突变如AA中的一个A a 此时性状也不改变 若基因突变发生在内含子区域 生物的性状也不改变 基因突变引起性状的改变 这种具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力 若有 则为有利突变 可通过繁殖传给后代 否则为有害突变 被淘汰掉 2 基因突变对后代的影响 1 基因突变可以发生在体细胞有丝分裂过程中 这种突变可以通过无性繁殖传给后代 但不会通过有性生殖传给后代 2 基因突变可以发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中 这种突变有可能通过有性生殖传给后代 感悟拓展1 以RNA为遗传物质的生物 其RNA上核糖核苷酸序列发生变化 也引起基因突变 且RNA为单链结构 在传递过程中更易发生突变 2 基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对种类和数目的变化 基因的数目和位置并未改变 3 碱基对增添和缺失会引起mRNA上密码子及其编码的氨基酸的种类及数目的改变 碱基对替换不一定能引起mRNA上密码子编码的氨基酸种类的改变 1下列关于基因突变的叙述中 错误的是 A 基因突变是指基因结构中碱基对的增添 缺失或改变B 基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类 数量和排列顺序的部分改变而发生的C 基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引起D 基因突变的频率是很低的 并且都是有害的 解析A项说明了基因的本质 B项阐明了基因突变的原因 C项指出了引起基因突变的因素 所以都是正确的 D项错误 基因突变发生频率很低 而且一般是有害的 但有一些突变是中性的 还有少数是有利的 这正是诱变育种的依据 答案D 原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对 在插入位点的附近 再发生下列哪种情况有可能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 答案D解析基因中三个相邻的碱基对决定mRNA中三个相邻的碱基 mRNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸 若基因中碱基对增加了一个 必然会引起其编码的蛋白质分子中氨基酸序列的改变 但如果在插入位点的附近再缺失4个碱基对 那么只会影响其编码的蛋白质分子中最初的几个氨基酸 而不会影响后面的氨基酸序列 这样可以减少对蛋白质结构的影响 自主梳理1 概念生物体进行的过程中 控制的基因的重新组合 有性生殖 不同性状 2 发生时期和原因 非等位基因 等位基因 减数第一次 四分体 3 意义基因重组能够产生的基因组合的子代 其中可能有一些子代会含有的 的基因组合 就可能出现的个体 从而在多变环境中繁衍下去 所以基因重组是的重要来源之一 对生物的具有重要意义 多样化 适应某种变化 生存所必需 适应多变环境 生物变异 进化 互动探究基因重组发生在什么生理过程中 提示非等位基因自由组合和四分体时期同源染色体上的等位基因的交叉互换 要点归纳一 对基因重组的时间 类型 结果和意义的理解 1 基因重组发生的时期有性生殖的减数第一次分裂过程中 2 基因重组的类型 1 减 后期 非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合 2 四分体时期 同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 3 基因重组的后果产生了新的基因型 大大丰富了变异的来源 二 基因突变和基因重组的区别和联系 见下表 注意重组DNA技术属于基因重组 除此以外基因重组通常适应于有性生殖过程中 感悟拓展1 发生基因突变和基因重组的生物及发生基因突变和基因重组的时期存在差异 2 基因突变是对某一基因而言 基因重组只有两对或两对以上的基因才会发生 3 基因突变一定产生新基因 但不一定产生新性状 基因重组一定不产生新基因 但会产生新基因型 从而出现不同性状的重新组合 但未改变基因的 质 和 量 4 基因突变的频率比较 生殖细胞 体细胞 分裂旺盛的细胞 停止分裂细胞 2下图为马的生活史 有关此图的叙述 正确的是 有丝分裂发生在a d 基因重组发生在c 基因突变可发生在a b d 合子为新个体发育的起点A B C D 解析基因重组发生在有性生殖的减数分裂过程中 而减数分裂发生在原始生殖细胞产生生殖细胞的过程中 即b过程 雌雄个体产生生殖细胞是通过有丝分裂实现的 个体发育过程中进行的细胞分裂都是有丝分裂 答案C 进行有性生殖的生物 下代和上代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 可遗传的变异D 染色体变异 答案A解析进行有性生殖的生物 上下代之间发生差异可能是由于基因重组 基因突变和染色体变异引起 但后两者只要外部环境条件和内部生理过程不发生剧变 一般均不会发生 表现为低频性 而基因重组却是进行有性生殖的必然过程 生物的染色体数越多 其上携带的等位基因越多 后代中产生基因重组的变异种类也越多 命题热点1基因突变与育种 例1 为丰富植物育种的种植资源材料 利用钴60的 射线辐射植物种子 筛选出不同性状的突变植株 请回答下列问题 1 钴60的 辐射用于育种的方法属于 育种 2 从突变材料中选出高产植株 为培育高产 优质 抗盐新品种 利用该植株的部分杂交实验如下 控制高产 优质性状的基因位于 对染色体上 在减数分裂联会期 能 不能 配对 抗盐性状属于 遗传 3 从突变植株中还获得了显性高蛋白植株 纯合子 为验证该性状是否由一对基因控制 请参与实验设计并完善实验方案 步骤1 选择 和 杂交 预期结果 步骤2 预期结果 观察实验结果 进行统计分析 如果 与 相符 可证明该性状由一对基因控制 答案 1 诱变 2 两 或不同 不能 细胞质 或母系 3 高蛋白 纯合 植株低蛋白植株 或非高蛋白植株 后代 或F1 表现型都是高蛋白植株 测交方案 用F1与低蛋白植株杂交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1 1或自交方案 F1自交 或杂合高蛋白植株自交 后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是3 1 实验结果预期结果 解析 1 用放射性物质可以使生物的基因突变频率增加 从中选择符合人类要求的变异类型 这属于人工诱变育种技术 2 根据自交后代出现的分离比例为9 3 3 1 可以推断出控制高产 优质性状的基因位于两对同源染色体上 属于非同源染色体上的非等位基因 在减数分裂时是不能配对的 抗盐性状的正反交结果不一致 均表现为母本性状 具有母系遗传的特点 故可以推断出细胞质遗传 3 由一对基因控制的性状的遗传符合基因的分离定律 可以用有关比例来验证 F1代自交后代的分离比为3 1 测交比为1 1 可以用高蛋白纯合植株和低蛋白植株杂交得到F1植株 再进行自交或测交 命题热点2关于实验考查可遗传变异与不可遗传变异的鉴定方法 自交后代是否发生性状分离或在相同环境下进行比较鉴定 原理 遗传物质是否发生改变 实验设计 2007 山东高考 普通小麦中有高秆抗病 TTRR 和矮秆易感病 ttrr 两个品种 控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上 实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验 请分析回答 1 A组由F1获得F2的方法是 F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占 2 三类矮秆抗病植株中 最可能发生不育配子的是 类 3 A B C三组方法中 最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是 组 原因是 4 通过矮秆抗病 获得矮秆抗病小麦新品种的方法是 获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占 5 在一块高秆 纯合子 小麦田中 发现了一株矮秆小麦 请设计实验方案探究矮秆性状出现的可能原因 简要写出所用方法 结果和结论 解析A组中F1到F2的方法属于自交 得到的F2中矮杆抗病植株为ttRR ttRr 1 2 所以不稳定遗传的个体占2 3 B组中花药离体培养获得的矮杆植株 属于单倍体 会出现不育的配子 基因突变的频率低且不定向 所以C组中较难获得符合要求的新品种 矮秆抗病 的基因型为tR 经秋水仙素处理后 所得个体基因型全部为ttRR 5 小题可从两个角度考虑 一是假设矮秆植株是由环境引起的不可遗传的变异 种植后结果会怎样 二是假设矮秆植株是由基因突变引起的可遗传变异 其遗传情况如何 然后反向描述即可 答案 1 自交2 3 2 3 C基因突变频率低且不定向 4 秋水仙素 或低温 诱导染色体加倍100 5 将矮秆小麦与高秆小麦杂交 如果子一代为高秆 子二代高秆 矮杆 3 1 或出现性状分离 则矮秆性状是基因突变造成的 否则 矮秆性状是环境引起的 或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下 如果两者未出现明显差异 则矮秆性状由环境引起 否则 矮秆性状是基因突变的结果 1 2008 广东高考 正常双亲产下一头矮生雄性牛犊 以下解释不可能的是 A 雄犊营养不良B 雄犊携带X染色体C 发生了基因突变D 双亲都是矮生基因的携带者 答案B解析生物的变异可能是不遗传的变异 如营养不良造成 A正确 生物的变异也可能是可遗传的变异 由遗传物质的改变所引起基因突变 或等位基因分离引起的性状分离 故C D正确 所有雄性牛犊的性染色体都为XY 故不可能是因为携带了X染色体而表现为矮生的性状 2 2008 广东高考 有关基因突变的叙述 正确的是 A 不同基因突变的频率是相同的B 基因突变的方向是由环境决定的C 一个基因可以向多个方向突变D 细胞分裂的中期不发生基因突变 答案C解析基因突变具有不定向性 一个基因可以向多个不同方向突变 突变由环境因素诱导 但不