第26讲　基因突变和基因重组.ppt

,生物的变异、育种和进化,第7章,第26讲基因突变和基因重组,栏目导航,一、基因突变1实例：镰刀型细胞贫血症(1)病因图解如下,考点一基因突变,(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TA突变成AT。2概念：DNA分子中发生_，而引起的_的改变。,DNA复制,转录,翻译,a,血红蛋白,基因突变,碱基对的替换、增添和缺失,基因结构,3基因突变的原因、特点、时间和意义,替换,缺失,物理因素,化学因素,普遍性,低频性,新基因,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)基因突变产生的新基因不一定传递给后代。()(2)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。()(3)积聚在甲状腺细胞内的131I可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代。()(4)基因突变的方向与环境没有明确的因果关系。(),2下列有关基因突变的叙述，错误的是()A只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B基因突变可发生于生物体发育的任何时期C基因突变是生物进化的重要因素之一D基因碱基序列改变不一定导致性状改变解析基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换。进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变。,A,3(经典高考题)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是()A该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同C基因B1和B2指导蛋白质合成时使用一套遗传密码D基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中解析B1和B2为等位基因，在体细胞中基因是成对存在的，但生物体在形成生殖细胞时，成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子中，所以配子中只含有等位基因中的一个。,D,1判断变异是否属于基因突变(1)基因内部结构发生变化是基因突变。(2)基因数目发生变化不是基因突变。(3)基因位置发生改变不是基因突变。(4)光学显微镜可观察到不是基因突变。(5)产生新基因是基因突变。,一基因突变的原理与特点,2基因突变可导致生物性状的改变(1)基因突变的结果：产生新基因，可能引起性状改变。(2)三种类型突变与生物性状的关系,3基因突变未引起生物性状改变的原因(1)当基因发生突变时，对应mRNA上的密码子改变，但由于密码子具有简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，则此时突变基因控制的生物性状不改变。(2)若基因突变为隐性突变，如AA中的一个Aa，此时生物性状也不改变。(3)某些生物性状由多个基因决定，某个基因发生突变，但共同作用于此性状的其他基因未发生突变，则其性状也不会改变。如香豌豆花冠颜色的遗传，当基因C和R同时存在时花冠显红色，不同时存在时不显红色，所以当基因型由ccrr突变成ccRr时也不引起性状的改变。(4)某生物体细胞中某基因发生突变，其生殖细胞中不一定出现该基因；父本细胞质中的基因突变一般不会传给后代。,例1下图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是()Aabc表示基因的复制和转录B图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变C图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性D除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增添解析由图可知，abc表示基因的转录和翻译，A项错误；只要DNA中碱基对发生改变，该基因就发生了基因突变，B项错误；图中氨基酸没有发生改变，是由于密码子具有简并性，C项正确；染色体片段缺失和增添属于染色体的结构变异，D项错误。,C,理解基因突变的4个易错点(1)诱变因素可以提高突变频率，但不能决定基因突变的方向。(2)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。(3)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。(4)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。例如昆虫突变产生的残翅性状，若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。,二基因突变类型的判断,例2(2014浙江卷)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是()A突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因B突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型C突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型D抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链解析由于敏感基因与抗性基因是一对等位基因，所以经诱变后，显性的敏感基因随那段染色体的消失而消失，剩下的是隐性的抗性基因，所以抗性基因一定为隐性基因。,A,由基因突变可联系的知识(1)联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA复制时DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。(2)联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。(3)联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。(4)联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。,例1(2014江苏卷)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是(),A该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变B该片段复制后的子代DNA分子中GC碱基对与总碱基对的比下降C这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变D只可在细胞核发生如图所示的错配,答题送检来自阅卷名师报告,解析该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列不一定都发生改变，如果发生转变的两个胞嘧啶在DNA分子的同一条链上，那么，另一条互补的正常链复制后子代DNA分子中碱基序列不发生改变，A项错误；因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对，故复制后的子代DNA分子中GC碱基对在总碱基对中比例下降，B项正确；这种变化为基因突变，由于密码子的简并性等原因，不一定引起编码的蛋白质结构改变，C项错误；细胞核与细胞质中都含DNA，复制过程中都可能发生图示的错配，D项错误。规范答题B(2分),1下表是苋菜抗“莠去净”(一种除草剂)突变品系和敏感品系的部分DNA碱基和氨基酸所在的位置。请分析选择正确说法(),C,A基因中碱基的改变，一定能引起蛋白质中氨基酸的改变B其抗性的产生是由于基因上的密码子发生了改变C其抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第228位氨基酸的有关碱基中的A被G代替D突变品系不能再突变为敏感品系解析基因中碱基的改变，不一定能引起蛋白质中氨基酸的改变，因一种氨基酸可能有多种密码子；苋菜产生抗性是由于基因上的碱基改变最终引起蛋白质结构的改变而产生的；基因突变是不定向的，突变品系也可能突变为敏感品系。,一、基因重组1概念：在生物体进行_的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,考点二基因重组,有性生殖,2类型比较,非姐妹染色单体,非等位基因,运载体,3意义：基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代会含有适应某种变化的、_的基因组合，就可能出现适应多变环境的个体，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。,生存所必需,生物变异,进化,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)受精过程中可进行基因重组。()(2)进行有性生殖的生物亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。()(3)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。()(4)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组。()(5)减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合。(),2下列有关基因重组的说法，不正确的是()A基因重组是生物变异的根本来源B基因重组能够产生多种基因型C有性生殖过程可发生基因重组D非同源染色体上的非等位基因可发生重组解析基因突变是生物变异的根本来源。,A,3下列关于基因重组的说法，正确的是()A基因重组是生物体无性生殖过程中原有基因的重新组合B基因工程的原理是基因重组，均发生在减数分裂中C非同源染色体上的非姐妹染色单体间交换片段导致基因重组D基因重组能产生新基因型，导致子代出现性状的重组,D,1基因重组类型(1)分子水平的基因重组如通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程。特点：可克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)染色体水平的基因重组减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组。特点：难以突破远缘杂交不亲和的障碍，可产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因。,一基因重组的类型及意义,(3)细胞水平的基因重组如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术下的大规模的基因重组。特点：可克服远缘杂交不亲和的障碍。,2基因突变和基因重组的区别与联系,例1下列关于基因重组的叙述，正确的是()A杂交后代出现31的分离比，不可能是基因重组导致的B联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合C“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组D基因重组导致生物性状多样性为生物进化提供了最基本的原材料解析如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对等位基因共同控制，则杂交后代出现31的分离比，可能是基因重组导致的，A项错误；联会时的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合，B项错误；突变和基因重组为生物的进化提供原材料，突变包括基因突变和染色体变异，D项错误。,C,1根据亲代基因型判定(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起B与b不同的原因是基因突变。(2)如果亲代基因型为Bb，则引起B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。2根据细胞分裂方式判定(1)如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变。(2)如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换。,二基因重组和基因突变综合判断方法,3根据细胞分裂图判定,(1)如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。(2)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。(3)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙(其B处颜色为“灰色”)。,例2某雄性动物的基因型为AaBb。如图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像。相关叙述正确的是(),D,A图甲细胞处于减数第一次分裂，称为初级精母细胞B由图甲可知，该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变C由图乙可知，另三个精细胞的基因型分别为ab、AB、ABD在减后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b,解析图甲细胞中没有同源染色体，处于减数第二次分裂前期，为次级精母细胞；由图甲可知，四分体时期染色体发生交叉互换，由此引起的变异属于基因重组；该细胞经减数分裂形成的四个精子，由于发生过交叉互换，则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab；根据图甲细胞的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b。,有关基因重组的误区(1)自然状况下，原核生物不会发生基因重组。(2)交叉互换基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构变异。(3)精子与卵细胞的自由(随机)结合是生殖细胞间随机结合，不是基因重组。,例1如图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是()A图甲细胞表明该动物发生了基因重组B图乙细胞由于进行DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变C图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组D图丙细胞表示发生了自由组合,答题送检来自阅卷名师报告,解析图甲为有丝分裂后期，由同一着丝点分裂而来的两条染色体携带等位基因A、a，表明发生了基因突变；图乙为细胞分裂前期的开始，有两个中心体，表明间期结束；图丙为减数第一次分裂后期，1与2、3与4为同源染色体。规范答题A(2分),1右图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断()A此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子B此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDdC此细胞发