高中生物 5.1基因突变和基因重组课件 新人教版必修2.ppt

1、第1节基因突变和基因重组,课标解读 1举例说明基因突变的特点和原因。2.举例说出基因重组的主要类型。3.说出基因突变和基因重组的意义。,1基因突变的实例镰刀型细胞贫血症 (1)病因图解和特点：,基因突变,缬氨酸,2基因突变的概念 (1) (2)结果： 的改变。,基因结构,3基因突变的原因 (1)引起基因突变的外界因素(连线) (2)内因： 偶尔发生错误，导致DNA碱基序列发生改变。,DNA分子复制,4基因突变的特点,5基因突变的意义 (1) 产生的途径。 (2)生物变异的 。 (3) 的原始材料。,新基因,根本来源,生物进化,思维激活1 基因突变为何最容易发生在间期？其他时期能否发生？ 提示因

2、为在间期进行DNA的复制，DNA解螺旋，此时结构不稳定，最容易发生基因突变。其他时期也能发生。,1基因突变的过程图解,2基因突变随机性和不定向性分析 (1)随机性 时间上随机：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可能是植株的种子时期，也可能是幼苗期，还可能是成熟期，基因突变发生的时间越迟，生物体表现突变的部分越少。 部位上随机：基因突变可以发生在同一个体的不同部位，如可以发生在植株根部，也可以发生在茎部或花蕊中，基因突变若发生在生殖细胞中，可通过有性生殖传给后代；若发生在体细胞中，可通过无性生殖传给后代。,(2)不定向性 如右图中基因A可以突变成a1、a2、a3，它们之间也可以相互突变，

3、然而基因突变只会限定在控制同一性状的不同表现型中，而不能由控制这一性状的基因突变为控制另一性状的基因如红花基因A可突变为黄花基因a1或白花基因a2，但不能突变为矮茎基因d。,名师点睛根据生物性状的改变判断基因突变类型的方法 (1)性状不改变可能为碱基替换。 (2)只有一个氨基酸种类改变可能为碱基替换。 (3)氨基酸种类数量和排列顺序都发生改变可能为碱 基对的增添或缺失。,【强化训练1】 用人工诱变方法使黄色短杆菌的质粒中脱氧核苷酸序列发生如下变化：CGCTAACGCCGCGAACG， 那么，黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能相关的密码子为：脯氨酸CCG、CCA；甘氨酸GGC、GGU；天冬氨酸

4、GAU、GAC；丙氨酸GCA、GCU、GCC、GCG；半胱氨酸UGU、UGC) ()。 A基因突变，性状改变 B基因突变，性状没有改变 C基因和性状均没有改变 D基因没变，性状改变,解析对照比较CCGCTAACGCCGCGAACG发现CTACGA，即基因中T突变为G，密码子由GAU变为GCU，编码的氨基酸由天冬氨酸变为丙氨酸，所以答案为A。 答案A,1概念 在生物体进行 的过程中， 的基因的重新组合。,基因重组,有性生殖,控制不同性状,2类型,非等位基因,等位基因,3.意义 基因重组能产生多样化的 的子代，是生物变异的重要来源之一，对 具有重要意义。 思维激活2 利用月季花的枝条扦插所产生的后

5、代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比，其变异来源上有何异同？ 提示扦插属于无性生殖，变异来源不可能有基因重组。种子繁殖属于有性生殖，变异来源有基因重组；扦插和种子繁殖的变异来源都会受环境的影响。,基因组合,生物的进化,基因突变和基因重组的比较,【强化训练2】 下列关于基因重组的说法不正确的是 ()。 A生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组 B减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组 C减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能,解析主要考查基因重组的

6、概念。自然情况下，基因重组的发生有两种过程：一是在减数第一次分裂的前期即四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换；二是在减数第一次分裂的后期，同源染色体分开，非同源染色体自由组合。 答案B,【例1】 下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 (),基因突变对生物性状的影响,A处插入碱基对GC B处碱基对AT替换为GC C处缺失碱基对AT D处碱基对GC替换为AT 互动探究 (1)处碱基对GC突变为AT时，产生的基因与原基因是等位基因吗？为什么？ (2)若1 169位赖氨酸变为天

7、冬酰胺，则发生什么样的突变？,深度剖析 本题考查基因突变和基因指导蛋白质合成过程的知识，意在考查识图和析图的能力以及对基因突变的理解。根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知该基因发生的突变是处碱基对AT被替换为GC，故正确选项为B。 答案B,互动探究：(1)提示不是，因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状。 (2)提示处碱基对GC替换为TA。,规律总结 基因突变的结果及其成因分析 (1)基因突变不能引起

8、性状改变的原因分析,(2)基因突变引起生物性状改变的原因 基因突变可能会导致肽链无法合成(如突变发生于编码区上游即RNA聚合酶结合部位则可能导致无法转录)。 基因突变可导致肽链合成提前终止(突变可转录产生终止密码子)。 基因突变可导致肽链延长(突变使终止密码子推后出现)。 基因突变可导致肽链中某一位置或其之后的氨基酸改变最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。例如镰刀型细胞贫血症。,【变式训练】 科研人员测得一条多肽链片段的氨基酸排列顺序为“甲硫氨酸脯氨酸苏氨酸甘氨酸缬氨酸”，其密码子分别为：甲硫氨酸(AUG)、脯氨酸(CCU、CCC、CCA)、苏氨酸(ACU、ACC、ACA)、甘氨酸(GGU

9、、GGA、GGG)、缬氨酸(GUU、GUC、GUA、GUG)。控制该多肽链合成的相应DNA片段如下图所示：,解析首先识别图中处化学键的名称，然后根据题干信息分析各个选项。解旋酶作用于(氢键)处，氢键断裂形成脱氧核苷酸单链；基因突变主要发生在细胞分裂间期，在其他时期也有可能发生，但概率比较小；基因改变，密码子也随之改变，若对应的氨基酸不变，不会引起性状的改变；一般来说，当基因中插入三个碱基对时，结果是增加一个氨基酸，而增加一个碱基对会影响该碱基对后连续的氨基酸种类。 答案C,【例2】 已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰

10、岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是 ()。 A甲群体甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素 B乙群体乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素 C甲群体乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素 D甲群体乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素,区分可遗传变异与不遗传变异,深度剖析在孵化早期，向有尾鸡群体受精卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，则无尾性状的产生可能有两个原因，一是胰岛素诱导基因突变(aA)，二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体(aa)杂交，在孵化早期不向受精卵内注射胰岛素，观察孵化出的

11、小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异，如果还有无尾性状产生，则为基因突变。 答案D,方法提炼可遗传的变异与不遗传的变异的比较,课堂小结,1以下有关基因重组的叙述，错误的是 ()。 A非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B非姐妹染色单体的交换可引起基因重组 C纯合子自交因基因重组导致子代性状分离 D同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关 答案C,2如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是 ()。 A没有蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化,解析基因的中部

12、若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。 答案A,3如图甲是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图乙表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，图丙为部分氨基酸的密码子表。据图回答：,丙,(1)据图甲推测，此种细胞分裂过程中，出现的变异方式可能是_。 (2)在真核生物细胞中图中过程发生的场所是_。 (3)图丙提供了几种氨基酸的密码子。如果图乙的碱基改变为碱基对替换，则X是图丙氨基酸中_的可能性最小，原因是_。 图乙所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对_导致。 (4)A与a基因的根本区别在于基因中_不同。,解析(1)据图甲推测该细胞处于减中期，其左侧染色体的两单体上基因分别为A、a，则其来源既可能为基因突变，也可能发生了交叉