2012-2013版高中生物 第四章 第四节 第一课时 基因突变同步授课课件 苏教版必修2

1、第四节第四节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组第一课时第一课时 基因突变基因突变1.1.理解基因突变的概念；理解基因突变的概念；2.2.掌握基因突变的特征、原因及意义。掌握基因突变的特征、原因及意义。 生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。性状差异的现象。2 2公斤重的太空茄公斤重的太空茄一、基因突变一、基因突变 作为遗传物质，作为遗传物质，DNADNA不但能够准确地自我复制，在传递不但能够准确地自我复制，在传递遗传信息的过程中保持其稳定性，而且能够发生变异。在遗传信息的过程中保持其稳定性，而且能够发生变异。在DNADN

2、A复制的过程中，子链与母链的碱基一般是严格配对的，复制的过程中，子链与母链的碱基一般是严格配对的，从而保证子代从而保证子代DNADNA与亲代的一致性。但是，许多研究发现，与亲代的一致性。但是，许多研究发现，在在DNADNA复制的过程中也可能出现差错。复制的过程中也可能出现差错。积极思维积极思维镰刀型细胞贫血症的病因是什么？镰刀型细胞贫血症的病因是什么？事实：事实： （1 1）19041904年，美国的一位医生在芝加哥首次发现一名年，美国的一位医生在芝加哥首次发现一名严重贫血病人的血液里充满着镰刀状的红细胞，而正常人严重贫血病人的血液里充满着镰刀状的红细胞，而正常人的红细胞是圆饼状的。他把这种病

3、称为的红细胞是圆饼状的。他把这种病称为“镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血症症”。在缺氧的情况下，患者的红细胞由圆饼状变得像镰。在缺氧的情况下，患者的红细胞由圆饼状变得像镰刀一样，严重时红细胞破裂，造成严重贫血，甚至死亡。刀一样，严重时红细胞破裂，造成严重贫血，甚至死亡。圆饼状的红细胞和镰刀状的红细胞圆饼状的红细胞和镰刀状的红细胞 （2 2）进一步研究发现）进一步研究发现 .镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一条多肽链上镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一条多肽链上的氨基酸组成发生了变化（谷氨酸的氨基酸组成发生了变化（谷氨酸缬氨酸）缬氨酸） .DNA .DNA测序发现，决定血红蛋白的相关基因也发生了测序

4、发现，决定血红蛋白的相关基因也发生了变化变化(CTTCAT)(CTTCAT)。.mRNA.mRNA上的密码子的变化；上的密码子的变化；GAAGUAGAAGUA镰刀型细胞贫血症的病因图解镰刀型细胞贫血症的病因图解红细胞红细胞氨基酸氨基酸mRNAmRNA基因碱基序列基因碱基序列 根本根本 原因原因正正常常人人圆饼状圆饼状谷氨酸谷氨酸GAAGAA CTT CTT基因中个别基因中个别碱基种类改碱基种类改变（变（TATA）患患 者者镰刀状镰刀状缬氨酸缬氨酸GUAGUA CAT CAT镰刀型细胞贫血症是一种由基因突变引起的遗传病。镰刀型细胞贫血症是一种由基因突变引起的遗传病。分析：分析：1.1.基因突变概

5、念基因突变概念基因突变是指基因突变是指DNADNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等。分子中碱基对的增添、缺失或改变等。增添增添改变改变缺失缺失2.2.基因突变的原因基因突变的原因 基因突变基因突变自发突变自发突变人工诱变人工诱变物理诱变物理诱变化学诱变化学诱变生物诱变生物诱变（1 1）自发突变）自发突变: : 在没有人为因素的干预下，基因产生的在没有人为因素的干预下，基因产生的变异称为自发突变。变异称为自发突变。（2 2）人工诱变：在人为因素的干预下，基因产生的变异）人工诱变：在人为因素的干预下，基因产生的变异称为人工诱变。称为人工诱变。（3 3）利用物理因素）利用物理因素( (如如X X射线

6、、激光等射线、激光等) )、化学因素、化学因素( (如亚如亚硝酸盐、碱基类似物等硝酸盐、碱基类似物等) )以及生物因素以及生物因素( (如病毒、细菌等如病毒、细菌等) )来来处理生物，会使生物发生突变的频率大为提高。处理生物，会使生物发生突变的频率大为提高。 3. 3. 基因突变的特征基因突变的特征（1 1） 基因发生突变的频率很低。基因发生突变的频率很低。在自然条件下在自然条件下, ,基因发生突变的机会很小基因发生突变的机会很小, ,即自发突变频率即自发突变频率很低。很低。 （2 2）基因突变的方向是不确定的。）基因突变的方向是不确定的。一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的一个

7、基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。如在果蝇的眼色遗传中，野生型的红眼果蝇，等位基因。如在果蝇的眼色遗传中，野生型的红眼果蝇，其红眼基因，既可以突变为白眼基因，也可以突变为其他其红眼基因，既可以突变为白眼基因，也可以突变为其他多种眼色基因。多种眼色基因。果蝇眼色遗传的不确定性示意图果蝇眼色遗传的不确定性示意图（3 3）基因突变属于偶然的随机事件。）基因突变属于偶然的随机事件。基因突变的随机性不仅表现在突变可以发生在生物个基因突变的随机性不仅表现在突变可以发生在生物个体发育的任何时期，而且还表现在其可以发生在细胞内不体发育的任何时期，而且还表现在其可以发生在细胞内不同的同的D

8、NADNA分子上或同一分子上或同一DNADNA分子的不同部位上。分子的不同部位上。（4 4）基因突变是普遍存在的。）基因突变是普遍存在的。基因通过突变成为它的等位基因，这就可能产生一种新基因通过突变成为它的等位基因，这就可能产生一种新的表现型差异；的表现型差异；基因突变是生物变异的根本来源。基因突变是生物变异的根本来源。 基因突变不仅增加了基因存在方式的多样性，为生基因突变不仅增加了基因存在方式的多样性，为生物进化提供了原始材料，使生物能够适应新的环境变化，物进化提供了原始材料，使生物能够适应新的环境变化，不断发展、进化；而且还揭示了生物性状遗传变异的规不断发展、进化；而且还揭示了生物性状遗传

9、变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。4.4.基因突变的意义基因突变的意义1.1.从遗传物质的结构层次看，基因突变是指（从遗传物质的结构层次看，基因突变是指（ ）A.A.元素组成的变化元素组成的变化 B.B.核苷酸组成的变化核苷酸组成的变化C.C.化学结构碱基序列的变化化学结构碱基序列的变化 D.D.空间结构的构型变化空间结构的构型变化解析：解析：基因突变是指基因分子结构的变化，包括基因突变是指基因分子结构的变化，包括DNADNA碱基对碱基对的增添、缺失或改变。也就是基因中脱氧核苷酸的增添、缺失或改变。也就是基因中脱氧核苷酸( (或碱基或碱基) )

10、的的种类、数量、排列顺序的变化，归结起来，就是碱基序列的种类、数量、排列顺序的变化，归结起来，就是碱基序列的变化。变化。C C 2.2.下列变异属于基因突变的是（下列变异属于基因突变的是（ ）A.A.玉米子粒播于肥沃的土壤中，植株结的穗大粒饱；播玉米子粒播于肥沃的土壤中，植株结的穗大粒饱；播于贫瘠的土壤中，植株结的穗小粒瘪于贫瘠的土壤中，植株结的穗小粒瘪B.B.黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，F F1 1中出现黄色凹中出现黄色凹陷粒与白色饱满粒陷粒与白色饱满粒C.C.在野外的棕色猕猴中出现了白色猕猴在野外的棕色猕猴中出现了白色猕猴D.D.小麦花药的离体培养所发育

11、的植株产生的变异小麦花药的离体培养所发育的植株产生的变异C C 解析：解析：根据题意和基因突变的概念可知，根据题意和基因突变的概念可知，A A是由环境因素导是由环境因素导致的变异，遗传物质没有改变，属于不可遗传的变异；致的变异，遗传物质没有改变，属于不可遗传的变异；B B是是由基因重组导致的变异，属于可遗传变异；由基因重组导致的变异，属于可遗传变异；D D是由染色体数是由染色体数目的改变而导致的变异，属于可遗传变异。目的改变而导致的变异，属于可遗传变异。A A、B B、D D都不属都不属于基因突变。只有于基因突变。只有C C才属于基因突变，因为正常的棕色猕猴才属于基因突变，因为正常的棕色猕猴是

12、纯合子，体内并没有白毛基因，而一旦出现了白毛猕猴，是纯合子，体内并没有白毛基因，而一旦出现了白毛猕猴，则不是基因分离的结果，而只能是基因突变的结果。则不是基因分离的结果，而只能是基因突变的结果。3.3.下列人体细胞中，难以发生基因突变的细胞是下列人体细胞中，难以发生基因突变的细胞是( )( )A.A.神经细胞神经细胞 B.B.生发层细胞生发层细胞 C.C.造血干细胞造血干细胞 D.D.成骨细胞成骨细胞解析：解析：神经细胞是高度分化的细胞，该细胞不再进行细神经细胞是高度分化的细胞，该细胞不再进行细胞的更新，而是仅通过物质的更新达到代谢的目的。胞的更新，而是仅通过物质的更新达到代谢的目的。B B、

13、C C、D D项的细胞都具有较强的分裂能力，能进行细胞分裂，项的细胞都具有较强的分裂能力，能进行细胞分裂，有有DNADNA分子的复制，可能发生基因突变。分子的复制，可能发生基因突变。A A4.4.诱发突变与自然突变相比，正确的叙述是诱发突变与自然突变相比，正确的叙述是 ( )( )A.A.诱发突变对生物的生存是有利的诱发突变对生物的生存是有利的 B.B.诱发突变可引起生物发生定向变异诱发突变可引起生物发生定向变异C.C.诱发突变产生的性状都是显性性状诱发突变产生的性状都是显性性状 D.D.诱发突变的突变率比自然突变高诱发突变的突变率比自然突变高解析：解析：本题考查诱发突变和自然突变的异同。诱发

14、突变本题考查诱发突变和自然突变的异同。诱发突变对生物的生存有的有利，有的不利；诱发突变引起的生对生物的生存有的有利，有的不利；诱发突变引起的生物变异是不定向的，且诱发突变产生的性状可能是显性物变异是不定向的，且诱发突变产生的性状可能是显性的，也可能是隐性的。诱发突变由于是人为因素所致，的，也可能是隐性的。诱发突变由于是人为因素所致，可使突变率比自然突变突变率高。可使突变率比自然突变突变率高。D D5.5.一株世代都是开红花的植物，在一次突然性冰冻后，一株世代都是开红花的植物，在一次突然性冰冻后，在一个枝条上出现了一朵白花。将该白花自花受粉后所在一个枝条上出现了一朵白花。将该白花自花受粉后所结的种子种下去后，长成的植株都只开白花。试分析该结的种子种下去后，长成的植株都只开白花。试分析该白花是来自于白花是来自于_，其原因是，其原因是_。解析：解析：为什么世世代代开红花的植物突然会开出一朵白为什么世世代代开红花的植物突然会开出一朵白花呢？这只可能是一种变异。由于该白花所结种子的后花呢？这只可能是一种变异。由于该白花所结种子的后代开的也是白花，可知该变异还是可遗传的变异。而可代开的也是白花，可知该变异还是可遗传的变异。而可遗传变异的三种类型中，可产生新基