高中生物：基因与性状课件中图版必修2.ppt

基因与性状 一 基因 性状和环境的关系 一 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 如白化病等 二 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 如镰刀型细胞贫血等 生物的性状是基因环境共同作用的结果 基因突变 变异分类 染色体变异 基因重组 不遗传的变异 可遗传的变异 自然突变 诱发突变 结构变异 数目变异 非整倍性改变 整倍性改变 由遗传物质的改变而引起 仅由环境条件的改变而引起的变异 通过杂交产生 进行有性生殖的生物才有 镰刀型细胞贫血症这是一种遗传性贫血症 属隐性遗传 是基因突变产生的血红蛋白质分子结构改变的一种分子病 患者的红细胞缺氧时变成镰刀形 正常的是圆盘形 失去输氧的功能 许多红血球还会因此而破裂造成严重贫血 甚至引起病人死亡 镰刀型细胞贫血症病因的图解 正常谷氨酸gaacttgaa 蛋白质氨基酸rnadna 异常缬氨酸guacatgta 突变 基因突变是指由于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 增添 改变 缺失 基因突变的结果 使得一个基因变成它的等位基因 并且通常会引起一定表现型的变化 背长腿短且略弯曲的绵羊 由于腿短 它跳不过羊圈篱笆 故而易于圈养 基因突变 它是生物变异的根本来源 为生物的意义进化提供了最初的原材料 引起基因突变的因素 1 物理因素 如x射线 激光等 2 化学因素 如亚硝酸 碱基类似物等 3 生物因素 如病毒和某些细菌等 基因突变的特点 1 基因突变在生物界是普遍存在的 自然突变诱发突变 2 基因突变是随机发生的 3 在自然状态下 基因突变的频率是很低的 4 大多数基因突变对生物体是有害的 镰刀型细胞贫血症这种病常见于非洲和美洲黑人 人们在非洲疟疾流行的地区 发现镰刀型细胞杂合基因型个体对疟疾的感染率 比正常人低得多 这是因为镰刀型细胞杂合基因型在人体本身并不表现明显的临床贫血症状 而对寄生在红血球里的疟原虫却是致死的 红血球内轻微缺氧就足以中断疟原虫形成分生孢子 终归于死亡 因此 在疟疾流行的地区 不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流行 这一实例 也说明基因突变的有害性是相对的 在一定外界条件下 有害的突变基因可以转化为有利 基因突变的特点 1 基因突变在生物界是普遍存在的 自然突变诱发突变 2 基因突变是随机发生的 3 在自然状态下 基因突变的频率是很低的 4 大多数基因突变对生物体是有害的 5 基因突变是不定向的 人工诱变在育种上的应用 例如 1 农作物诱变育种方面 培育出数百个抗病强 产量高 品质好农作物新品种 2 微生物诱变育种方面 青霉菌高产菌株 人工诱变 指利用物理因素或化学因素来处理生物 使之发生基因突变 创造人类需要的变异类型 从中选择培育出优良的生物品种 基因重组 生物进行有性生殖的过程中 控制不同性状的基因发生重新组合的现象叫基因重组 1 随着非同源染色体的自由组合 非等位基因也自由组合 2 同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 这些染色单体上的基因自由组合 意义 基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源 是生物多样性的重要来源 对生物进化有重要意义 产生新的基因 基因分子结构改变 而产生新的基因型 不产生新的基因 基因分子结构不变 但重组产生新的基因型 区别 1 果蝇约有104对基因 假定每个基因的突变率都是10 5 一个大约有109个果蝇的果蝇群 每一代出现的基因突变数是 a 2 109b 2 108c 2 107d 108 解析 自然界中生物的自发突变率很低 这是对于单个基因而言的 但种群是由许多个个体所组成的 每个个体的每个细胞中都含有成千上万个基因 依据题干所列出的数值 这个果蝇种群每一代出现的基因突变数是2 104 10 5 109 2 108个 答案 b 练习 练习 2 一个碱基可加到dna分子上或从dna分子中除去 这种生物体dna碱基数目的变化是 a 细菌转化b 基因的自由组合c 基因突变d 等位基因的分离 解析 基因突变的方式至少有两大类 一类是碱基替换 即一个碱基被另一个碱基所代替 另一类是碱基对数目的增减 即增加或减少一个或几个碱基对 答案 c 练习 3 下列因素中哪个不是诱变剂 a 射线b 紫外线c 秋水仙素d 吲哚乙酸 解析 射线和紫外线是常用的诱发基因突变的物理诱变剂 秋火仙素是化学诱变剂 但吲哚乙酸不是诱变剂 答案 d 练习 4 人工诱变是创造生物新类型的重要方法 这是因为人工诱变 a 易得大量有利个体b 可按计划定向改良c 变异频率高 有利变异较易稳定d 以上都对 解析 人工诱变可提高变异频率 有利变异和有害变异一样都大大增加 有利变异比自发突变更易筛选 较易使变异性状得到稳定 答案 c 练习 5 某基因片段中一条dna链在复制时一个碱基由gc 该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的 a 100 b 50 c 25 d 12 5 解析 dna的复制是半保留复制 在dna双链中 以突变链为模板复制的子代dna中 每条单链都有基因突变 而以另一条互补链为模板复制的子代dna分子中 基因都是正常的 因此在后代dna中 正常基因和突变基因各占一半 答案 b 练习 6 进行有性生殖的生物 其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是 a 基因重组b 基因突变c 染色体变异d 生活条件改变 解析 变异是生物的基本特征之一 如果仅由环境条件改变引起的变异是不遗传的 也不是变异的主要原因 引起可遗传变异的原因有三 基因突变的频率极低 染色体变异也少见 而基因重组是有性生殖的生物必然发生的过程 如果生物的染色体多 携带的基因更多 那么变异也就更多 因此 基因重组成为亲代与子代之间差异的主要原因 答案 a 练习 7 下列哪种情况能产生新的基因 a 基因的自由组合b 基因互换c 基因突变d 染色体数目的变异 解析 基因的自由组合与互换都是在原有基因中进行的基因重组 染色体数目的增加或减少只会造成原有基因的重复或减少 只有基因突变导致遗传物质的改变才可产生新的基因 答案 c 练习 8 昆虫学家用人工诱变方法使昆虫产生基因突变 导致酯酶活性的升高 该酶可催化分解有机磷农药 近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来 通过生物工程技术将它导入细菌体内 并与细菌的dna分子结合起来 经这样处理的细菌能够繁殖 请根据上述资料回答问题 1 人工诱变在生产实践中已得到广泛的应用 因为它能提高基因突变的频率 通过人工选择 2 酯酶的化学本质是蛋白质 基因控制酯酶的合成要经过两个过程 3 通过生物工程产生的细菌 其后代同样能分泌酯酶 这是由于 4 请你具体说出一项上述科研成果的实际应用 获得人们所需要的突变性状 转录和翻译 控制酯酶合成的基因 随细菌dna分子的复制而复制 并在后代中表达 用于降解环境中的有机磷农药 以保护环境 练习 解析 1 在自然状态下 生物基因突变的频率是很低的 但使用人工诱变的方法来处理生物 能大大提高其变异频率 并可从中选出对人类有利的突变性状 2 酯酶的本质是蛋白质 蛋白质的合成需要转录和翻译两个过程 3 生物工程将 目的基因 整合到细菌的dna分子中去 并随细菌dna分子的复制而复制