高三复习课件《基因突变和基因重组》

1、必修二：遗传和变异必修二：遗传和变异第第5章第章第1讲讲 基因突变和基因重组基因突变和基因重组内容内容要求要求（1）基因重组及其意义）基因重组及其意义（2）基因突变的特征和原因）基因突变的特征和原因一考纲解读1 1举例说明基因突变的特征和原因举例说明基因突变的特征和原因。 2 2举例说出基因重组举例说出基因重组。 3 3说出基因突变和基因重组的意义说出基因突变和基因重组的意义。二要点突破1.1.变异的概念变异的概念 生物的生物的亲子代之间亲子代之间及及同一亲代所生的同一亲代所生的各子代之间各子代之间，均有或多或少的差异，这种，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。差异就是变异。要点一要点一 变

2、异的概念变异的概念可遗传变异可遗传变异不可遗传变异不可遗传变异遗传物质遗传物质是否变化是否变化遗传物质发生改变遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传物质不发生改变遗传情况遗传情况 变异能在变异能在后代中再次出现后代中再次出现变异变异性状仅限于当代性状仅限于当代表现表现应用价值应用价值是育种的原始材料，能从是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的中选育出符合人类需要的新类型或新品种新类型或新品种无育种价值，但在生无育种价值，但在生产上可利用优良环境产上可利用优良环境条件来影响性状的表条件来影响性状的表现获取高产优质产品现获取高产优质产品2.生物变生物变 异类型异类型可可遗传的变异：遗传的变异

3、：不遗传的变异不遗传的变异： 遗传物质变化引起的。遗传物质变化引起的。（基因和染色体的改变）（基因和染色体的改变）环境条件变化引起的环境条件变化引起的。4.可遗传的变异来源可遗传的变异来源：基因重组基因重组、基因突变基因突变、染色体变异染色体变异分子水平（基因水平分子水平（基因水平）染色体水平染色体水平探究某一变异性状是否探究某一变异性状是否是可遗传变异是可遗传变异的方法思路的方法思路 1.1.若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体 形态、数目、结构是否改变。形态、数目、结构是否改变。 2.2.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状与原来类型在相同环

4、境下种植，观察变异性状 是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则 为不可遗传变异。为不可遗传变异。 3.3.设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的 基因型是否改变。基因型是否改变。 矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。回答问题。实验步骤

5、：实验步骤：a a. .在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。b b. .雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。c c. .雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。实验预期及相关结论：实验预期及相关结论：a a. .。b b. .。问题：问题：a a. .预期最可能的结果预期最可能的结果：。b.b.对上述预期结果的解释对上述预期结果的解释：。子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似

6、物引起的变异能够遗传子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引起的变异能够遗传子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异不能遗传子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异不能遗传子代玉米植株全是矮茎子代玉米植株全是矮茎适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、生长，适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、生长，但不能改变细胞的遗传物质（其他正确答案也可但不能改变细胞的遗传物质（其他正确答案也可）基因结构基因结构的改变，包括的改变，包括DNA碱基对的碱基对的增添、缺失或改变增添、缺失或改变。 基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变。突变基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变。

7、突变总是从一个基因变成它的总是从一个基因变成它的等位基因等位基因。新基因新基因等位基因等位基因Dd要点二要点二 基因突变的理解基因突变的理解1.1.基因突变的概念基因突变的概念镰刀型细胞贫血病病因分析：镰刀型细胞贫血病病因分析：DNAG A AC T TG A AmRNA谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸 正正 常常蛋白质蛋白质突突 变变G T AC A TG U A缬氨酸缬氨酸 异异 常常直接原因：谷氨酸被缬氨酸代替直接原因：谷氨酸被缬氨酸代替。根本原因：基因突变根本原因：基因突变转录转录翻译翻译转录转录翻译翻译3.3.基因突变的原因基因突变的原因（1）外因：由于某些外界环境条件（温度的）外因：由于某

8、些外界环境条件（温度的骤变、各种射线等）或内部因素（异常代谢骤变、各种射线等）或内部因素（异常代谢产物）等作用。产物）等作用。内因：内因：DNA复制复制过程中，基因内部的脱氧过程中，基因内部的脱氧核苷酸的核苷酸的种类种类、数量数量或或排列顺序排列顺序发生局部改变，发生局部改变，从而改变遗传信息。从而改变遗传信息。4.4.基因突变发生的范围基因突变发生的范围 （1 1）真核生物（有丝分裂、减数分裂、）真核生物（有丝分裂、减数分裂、无丝分裂无丝分裂) ) （2 2）原核生物原核生物（分裂生殖）（分裂生殖） （3 3）病毒（增殖）病毒（增殖）。要点二要点二 基因突变的理解基因突变的理解7.7.基因突

9、变的类型基因突变的类型（1）自然突变：自然发生的）自然突变：自然发生的。（2 2）诱发突变：人为条件下产生的。）诱发突变：人为条件下产生的。高产青霉素菌株高产青霉素菌株6.6.基因突变的特征：基因突变的特征：普遍性普遍性随机性随机性低频性低频性有害性有害性( (多害少利）多害少利）不定向性不定向性 8.8.基因突变的意义：是生物变异的根本来源，是生基因突变的意义：是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料物进化的原材料基因突变是产基因突变是产生新基因的唯生新基因的唯一途径一途径（1 1）基因突变改变生物性状）基因突变改变生物性状 突变引起密码子改变，突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的结构和功

10、能最终表现为蛋白质的结构和功能改变改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。（2 2）基因突变不改变生物性状）基因突变不改变生物性状 根据密码子的简并性，根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸有可能翻译出相同的氨基酸。 若该亲代若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。性性状不会表现出来。 不具遗传效应的不具遗传效应的DNA片段中的片段中的“突变突变”不引起基因突不引起基因突变，也

11、就不引起性状的变异。变，也就不引起性状的变异。思考思考：基因突变是否会导致生物性状的改变：基因突变是否会导致生物性状的改变基因突变基因突变不一定不一定会导致生物性状的改变会导致生物性状的改变基因突变改变改变：基因型基因型、遗传信息、密码子遗传信息、密码子不变不变：基因数目、基因数目、遗传规律遗传规律可能改变可能改变：生物的性状生物的性状【例【例1】 已知某个核基因片段碱基排列如图所示：已知某个核基因片段碱基排列如图所示： GGCCTGAAGAGAAGACCGGACTTCTCTTCT若该基因由于一个碱基被置换而发生改变，氨基酸序列由若该基因由于一个碱基被置换而发生改变，氨基酸序列由“脯氨脯氨酸酸

12、谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸”变成变成“脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨甘氨酸酸赖氨酸赖氨酸”。(脯氨酸的密码子是脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG)。下列叙述正确的。下列叙述正确的是是()A该基因发生了基因突变导致了基因结构的改变该基因发生了基因突变导致了基因结构的改变B翻译上述多肽的翻译上述多肽的mRNA是由该基因的是由该基因的链转录的链转录的C上述碱基置换一定能改变性状上述碱基置换一定能改变性状D上述碱基置换一定

13、能传递给后代上述碱基置换一定能传递给后代A1.1.（20082008广东理基，广东理基，4747）有关基因突变的叙有关基因突变的叙 述，正确的是述，正确的是 ( )( ) A. A.不同基因突变的频率是相同的不同基因突变的频率是相同的 B.B.基因突变的方向是由环境决定的基因突变的方向是由环境决定的 C.C.一个基因可以向多个方向突变一个基因可以向多个方向突变 D.D.细胞分裂的中期发生基因突变细胞分裂的中期发生基因突变 解析解析 基因突变是遗传物质的内在变化，具有基因突变是遗传物质的内在变化，具有 不确定性和多方向性，一般发生在不确定性和多方向性，一般发生在DNADNA复制时。复制时。C2.

14、2. 关于基因突变的说法中，不正确的是关于基因突变的说法中，不正确的是 ( )( )基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的基因突变一定能够改变生物的表现型基因突变一定能够改变生物的表现型人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的由环境引起的变异是不能够遗传的由环境引起的变异是不能够遗传的基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变基因突变紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使皮肤变黑紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使

15、皮肤变黑都属于可遗传变异都属于可遗传变异基因突变在光学显微镜下能观察到基因突变在光学显微镜下能观察到 A A. . B B. . C C. . D D. .C3. 3.某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是 A A缺乏吸收某种氨基酸的能力缺乏吸收某种氨基酸的能力 B B不能摄取足够的乳糖酶不能摄取足够的乳糖酶 C C乳糖酶基因有一个碱基改换了乳糖酶基因有一个碱基改换了 D D乳糖酶基因有一个碱基缺失了乳糖酶基因有一个碱基缺失了 C C 4.4.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相

16、关叙述中不正确的是中不正确的是 ( )( ) A.A.观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列 B.B.图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编 码蛋白质码蛋白质 C.C.染色体上含红宝石眼基因的片段缺失，说明染色体上含红宝石眼基因的片段缺失，说明 发生了基因突变发生了基因突变 D.D.基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起 生物性状的改变生物性状的改变C5.5.下列细胞或生物中可以发生基因突变的是下列细胞或生物中可以发生基因突变的是 ( )( ) 洋葱根尖生长点细胞洋葱根尖生长点细胞

17、 洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞 硝化细菌硝化细菌 T T2 2噬菌体噬菌体 人的神经细胞人的神经细胞 人的骨髓细胞人的骨髓细胞 蓝藻蓝藻 人的精原细胞人的精原细胞 A.A. B. B. C. C. D. D.B6.6.原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入 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种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小( )( ) A A. .置换单个碱基对置换单个碱基对 B B. .增加增加4 4个碱基对个碱基对 C C. .缺失缺失3 3

18、个碱基对个碱基对 D D. .缺失缺失4 4个碱基对个碱基对D7.7.据回答问题：据回答问题： （1 1）该细胞进行什么分裂什么时期？为什么？）该细胞进行什么分裂什么时期？为什么？（2 2）该细胞叫什么？）该细胞叫什么？（3 3）分析造成）分析造成B B、b b不同的原因？不同的原因？ 减数第二次分裂后期；无同源染色体，着丝点分裂减数第二次分裂后期；无同源染色体，着丝点分裂次级精母细胞或第一极体次级精母细胞或第一极体基因突变或染色单体的交叉互换基因突变或染色单体的交叉互换有性生殖过程变异来源之一进化原因之一生物多样性原因之一随机重组交换重组（基因的自由组合）（基因的连锁和交换）控制不同性状的基

19、因重新组合要点三要点三 基因重组的理解基因重组的理解产生新的基因新的基因（基因分子结构改变），从而产生新的性状不产生新的基因（基因分子结构不变），不产生新的性状，但重组产生新的基因型,新的表现型图像图像示意示意重组重组类型类型同源染色体上非同源染色体上非等位基因的重组等位基因的重组非同源染色体上非等非同源染色体上非等位基因的重组位基因的重组人为导致基因重组人为导致基因重组（DNADNA重组）重组）发生发生时间时间减数第一次分裂减数第一次分裂四分体时期四分体时期 减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期体外与运载体重组，体外与运载体重组，导入细胞内与细胞导入细胞内与细胞内基因重组内基因重组发生发生机

20、制机制同源染色体非姐同源染色体非姐妹染色单体之间妹染色单体之间交叉互换导致染交叉互换导致染色单体上的基因色单体上的基因重新组合重新组合同源染色体分开，等同源染色体分开，等位基因分离，非同源位基因分离，非同源染色体自由组合，导染色体自由组合，导致非同源染色体上非致非同源染色体上非等位基因间的重组等位基因间的重组目的基因经过运载目的基因经过运载体导入受体细胞，体导入受体细胞，导致受体细胞中基导致受体细胞中基因重组因重组要点三要点三 基因重组的理解基因重组的理解要点四要点四 基因突变和基因重组的比较基因突变和基因重组的比较基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因的分子结构发生改变，产基因的分子结

21、构发生改变，产生了新基因，出现了新性状生了新基因，出现了新性状不同基因的重新组合，不产生不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新基因型，新基因，而是产生新基因型，使性状重新组合使性状重新组合发生时发生时间间及原及原因因细胞分裂间期细胞分裂间期DNADNA分子复制时，分子复制时，由于外界理化因素或自身生理由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基互补配对差错因素引起的碱基互补配对差错或碱基对的丢失或碱基对的丢失减数第一次分裂过程中，同源减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非同源染色体上叉互换，以及非同源染色体上基因自由组合基因自由组合条件条

22、件外界条件的剧变和内部因素的外界条件的剧变和内部因素的相互作用相互作用不同个体的杂交，有性生殖过不同个体的杂交，有性生殖过程中减数分裂和受精作用程中减数分裂和受精作用意义意义生物变异的根本来源，也是生生物变异的根本来源，也是生物进化的原始材料；通过诱变物进化的原始材料；通过诱变育种可培育新品种。育种可培育新品种。是生物变异的来源之一，通过是生物变异的来源之一，通过杂交育种，性状的重组，可培杂交育种，性状的重组，可培育出新的优良品种育出新的优良品种发生发生可能可能可能性很小可能性很小非常普遍非常普遍【例【例2】 如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图如图是某个二倍体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数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图。据图判断不正确的是判断不正确的是()A该动物的性别是雄性的该动物的性别是雄性的B乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C1与与2或或1与与4的片段交换，前者属基因重组，后者属染的片段交换，前者属基因重组，后者属染色体结构变异色体结构变异D丙细胞不能发生基因重组丙细胞不能发生基因重组B1.1.下列有关基因重组的说法，不正确的是下列有关基因重组的说法，不正确的是( )( ) A. A.基因重组是生物变异的根本来源基因重组是生物变异的根本来