高中生物第五章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組課件新人教版.ppt

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第1節(jié) 基因突變和基因重組,,第五章 基因突變及其他變異,第一篇 教材同步導(dǎo)學(xué)篇,一、知識(shí)準(zhǔn)備 1．基因與性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)顯性基因決定顯性性狀；隱性基因決定隱性性狀。 (2)性狀分離是指雜合子雜交產(chǎn)生的后代同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。 (3)基因與性狀并非一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 (4)基因?qū)π誀畹目刂埔彩艿江h(huán)境的影響，表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境。,2．減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)形成四分體，其中的非姐妹染色單體之間常發(fā)生交叉互換；減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體發(fā)生分離，非同源染色體自由組合。 3．氨基酸與密碼子 一種密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子。 4．變異 (1)概念：生物的親代與子代之間，以及子代的個(gè)體之間在性狀上的差異，叫做變異。 (2)可遺傳的變異：由遺傳物質(zhì)決定，能夠遺傳給后代。,(3)不可遺傳的變異：由外界環(huán)境的影響引起，遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變化，因而不能遺傳給后代。 二、課標(biāo)要求 1．識(shí)記基因突變的概念。 2．理解基因突變的特點(diǎn)。 3．舉例說(shuō)出基因重組的類型。 4．知道基因突變、基因重組的意義。,一、自主初探 1．基因突變的實(shí)例(閱讀P80－81) (1)基因突變的實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥 ①癥狀：患者紅細(xì)胞由正常中央微凹的圓餅狀變?yōu)?_______狀，易發(fā)生紅細(xì)胞破裂，使人患溶血性貧血。 ②病因圖解和特點(diǎn)：,鐮刀,③致病機(jī)理 結(jié)論：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因的______________改變而產(chǎn)生的一種遺傳病。 (2)基因突變：DNA分子中發(fā)生_________的_______、增添和________，而引起的______________的改變。,一個(gè)堿基對(duì),堿基對(duì),替換,缺失,基因結(jié)構(gòu),(3)基因突變對(duì)后代的影響 ①若發(fā)生在_______中，將遵循_____________傳遞給后代。 ②若發(fā)生在__________中，一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過(guò)_____________傳遞。 2．基因突變的原因、特點(diǎn)及意義(閱讀P81－82) (1)時(shí)間：主要發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。 (2)誘發(fā)基因突變的因素 ①外因：物理因素(如________________等)、化學(xué)因素(如亞硝酸等)、生物因素(_______________等)。 ②內(nèi)因：________________偶爾發(fā)生錯(cuò)誤、DNA的堿基組成發(fā)生的改變等。,配子,遺傳規(guī)律,體細(xì)胞,無(wú)性繁殖,紫外線、X射線,某些病毒,DNA分子復(fù)制,(3)基因突變的特點(diǎn),(3)意義：基因重組能產(chǎn)生多樣化的______________的子代，是生物變異的重要來(lái)源之一，對(duì)_______________具有重要意義。 探究一 基因突變 二、疑問(wèn)探究 1．DNA分子復(fù)制時(shí)容易發(fā)生基因突變的原因。 提示 DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA雙鏈要解旋，此時(shí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易導(dǎo)致堿基對(duì)的數(shù)量或排列順序改變，從而使遺傳信息發(fā)生改變。 2．基因突變導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，這種改變具體表現(xiàn)在哪些方面？這種改變?cè)诠忡R下能觀察到嗎？ 提示 脫氧核苷酸(堿基)的種類、數(shù)量、排列順序的改變引起遺傳信息的改變。這種改變?cè)诠忡R下不能觀察到。,基因組合,生物的進(jìn)化,3．基因突變是否會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，是否會(huì)引起生物性狀的改變？ 提示 (1)遺傳信息一定改變。基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添、缺失和替換，基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息。發(fā)生基因突變后，遺傳信息會(huì)發(fā)生改變。 (2)生物性狀不一定發(fā)生改變。發(fā)生堿基對(duì)的改變時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能并不改變蛋白質(zhì)中的氨基酸序列，不改變生物的性狀；發(fā)生隱性突變時(shí)，生物的性狀也不一定改變。,1．基因突變 (1)基因突變的類型圖解： 基因片段,(2)基因突變與生物性狀的關(guān)系 ①對(duì)氨基酸種類和數(shù)目的影響：a.發(fā)生堿基對(duì)的替換時(shí)，影響范圍較小，一般只改變一個(gè)氨基酸或不改變氨基酸。b.發(fā)生堿基對(duì)的增添和缺失時(shí)，影響范圍較大，但不影響插入(或缺失)位置前的序列對(duì)應(yīng)的氨基酸，影響插入(或缺失)位置后的序列對(duì)應(yīng)的氨基酸。 ②基因突變對(duì)后代的影響,2．基因突變的不定向性 圖中基因A可以突變成a1、a2、a3，它們之間也可以相互突變，并互稱為等位基因。,探究二 基因重組 二、疑問(wèn)探究 1．諺語(yǔ)“一母生九子，連母十個(gè)樣”，請(qǐng)分析這主要原因是什么？ 提示 生物的親子代之間的性狀差異主要是由于基因重組造成的。 2．下列兩種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是否屬于基因重組并分析原因。①高莖豌豆自交后代出現(xiàn)高莖和矮莖豌豆。②黃色圓粒豌豆自交后代中出現(xiàn)黃圓、黃皺、綠圓和綠皺豌豆。,提示 ①否。雜合高莖豌豆自交后代中出現(xiàn)矮莖豌豆，是控制同一性狀的等位基因分離的結(jié)果，而基因重組指的是控制不同性狀的基因重新組合。 ②是。雜合黃色圓粒豌豆自交后代出現(xiàn)黃圓、黃皺、綠圓、綠皺豌豆，是由于兩對(duì)非同源染色體上控制豌豆兩種性狀的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而重新組合的結(jié)果。 3．基因重組能產(chǎn)生新的基因嗎？ 提示 基因重組是原有基因的重新組合，只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新基因，所以不會(huì)產(chǎn)生新性狀，只出現(xiàn)原有性狀的重新組合。,三、新知破解 1．基因重組圖解,2．基因突變和基因重組,考向一 基因突變 [例1] 下圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是GAA，由此分析正確的是( ),A．控制血紅蛋白合成的一段基因任意一個(gè)堿基發(fā)生替換都會(huì)引起貧血癥 B．②過(guò)程是以α鏈作模板，以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的 C．運(yùn)轉(zhuǎn)纈氨酸的tRNA一端裸露的三個(gè)堿基可能是CAU D．人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于蛋白質(zhì)中的一個(gè)谷氨酸被纈氨酸取代 [思路點(diǎn)撥],解析 控制血紅蛋白合成的一段基因中任意一個(gè)堿基發(fā)生替換不一定引起貧血癥；②過(guò)程是以α鏈作模板，但合成的是mRNA，所以原料是核糖核苷酸；根據(jù)纈氨酸的密碼子GUA，可知對(duì)應(yīng)的tRNA上的反密碼子上堿基為CAU；人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是基因中的堿基對(duì)被替換。 答案 C,【方法規(guī)律】 (1)基因突變是染色體的某一位點(diǎn)上基因的改變，其結(jié)果是使一個(gè)基因變成了它的等位基因。基因突變一定導(dǎo)致所攜帶的遺傳信息改變，但性狀不一定改變。 (2)基因突變不一定引起生物性狀改變，原因是： ①不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不引起性狀變異。 ②基因突變發(fā)生產(chǎn)生隱性基因，即顯性基因突變?yōu)殡[性基因如AA突變?yōu)锳a。 ③基因突變后新形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。,考向二 基因重組 [例2] 基因重組是指生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合，下列描述不正確的是( ) A．基因重組有可能發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期 B．基因重組可能發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期 C．基因重組是生物多樣性的原因之一 D．基因重組有可能發(fā)生在有絲分裂的后期 [思路點(diǎn)撥],解析 有絲分裂過(guò)程中沒(méi)有同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合，因此不可能發(fā)生基因重組。 答案 D 【方法規(guī)律】 基因突變與基因重組 (1)若為體細(xì)胞有絲分裂(如根尖分生區(qū)細(xì)胞、受精卵等)，則只能是基因突變?cè)斐傻摹?(2)若為減數(shù)分裂，則原因是基因突變(間期)或基因重組(減數(shù)第一次分裂)。 (3)若題目中問(wèn)造成B、b不同的根本原因，應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來(lái)源——基因突變。 (4)若題目中有“××分裂××?xí)r期”提示，如減Ⅰ前期造成的則考慮交叉互換，間期造成的則考慮基因突變。,1．基因突變是DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。 2．鐮刀型貧血癥的直接原因是血紅蛋白中的谷氨酸被纈氨酸替換；根本原因是控制合成血紅蛋白的基因中堿基序列由CTT變?yōu)镃AT。 3．真核生物基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生該基因的等位基因。基因重組只能產(chǎn)生新的基因型。,4．基因突變的特點(diǎn)有普遍性、不定向性、低頻性和多害少利。 5．基因突變是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原材料。 6．基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。 7．基因重組包括非同源染色體上非等位基因的自由組合和同源染色體上非姐妹染色單體交叉互換兩種類型。,1．下列有關(guān)生物遺傳和變異的敘述正確的是( ) A．一對(duì)夫婦生了一個(gè)孩子患白化病(不考慮突變)，則雙親均為雜合子 B．在減數(shù)分裂過(guò)程中，基因突變、基因重組都可能發(fā)生 C．一個(gè)基因型為AaBb(位于兩對(duì)染色體上)的精原細(xì)胞只能形成兩種精子 D．同源染色體的姐妹染色單體之間局部交換可導(dǎo)致基因重組,B [一對(duì)夫婦生了一個(gè)患白化病(不考慮突變)的孩子，這一對(duì)夫婦可能均為雜合子，也可能都患病，或者一方患病，一方為雜合子；一個(gè)基因型AaBb(位于兩對(duì)染色體上)的精原細(xì)胞可形成兩種精子(無(wú)交叉互換)或四種精子(有交叉互換)；同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可導(dǎo)致基因重組。],2．原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小( ) A．置換單個(gè)堿基對(duì) B．增加4個(gè)堿基對(duì) C．缺失3個(gè)堿基對(duì) D．缺失4個(gè)堿基對(duì) D [在編碼區(qū)插入1個(gè)堿基對(duì)，因每相鄰的3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，必然造成插入點(diǎn)以后幾乎所有密碼子的改變，控制相應(yīng)氨基酸發(fā)生變化，致使編碼的蛋白質(zhì)差別很大。若再增添2個(gè)、5個(gè)、8個(gè)堿基對(duì)，或缺失1個(gè)、4個(gè)、7個(gè)堿基對(duì)，恰好湊成3的倍數(shù)，則對(duì)后面密碼子不產(chǎn)生影響，致使編碼的蛋白質(zhì)差別不大。],3．一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使野生型(一般均為純合子)變?yōu)橥蛔冃?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)1的雌、雄鼠中均有野生型和突變型。由此可以推斷，該雌鼠的突變?yōu)? ) A．顯性突變 B．隱性突變 C．Y染色體基因突變 D．X染色體基因突變 A [由于這只野生型鼠為純合子，有一條染色體上的基因發(fā)生突變，F(xiàn)1的雌、雄鼠中均有突變型和野生型，所以該突變基因?yàn)轱@性基因，即引起顯性突變，其突變基因可能在常染色體上，也可能在X染色體上。],4．進(jìn)行有性生殖的生物其親子代之間總是存在著一定差異的主要原因是( ) A．基因重組 B．基因突變 C．染色體變異 D．生活條件改變 A [變異是生物的基本特征之一。如果僅僅是由于環(huán)境條件改變而引起的變異不遺傳，也不是變異的主要原因，故排除D。引起可遺傳的變異的原因有三個(gè)，其中基因突變頻率甚低，染色體變異也很少見(jiàn)，故排除B、C兩項(xiàng)?；蛑亟M是有性生殖生物必然發(fā)生的過(guò)程，如果生物的染色體數(shù)目多，攜帶的基因多，那么變異也就更多，因此基因重組成為親子代以及子代個(gè)體之間差異的主要原因。],5．同一番茄地里有兩株異常番茄，甲株所結(jié)果實(shí)均為果形異常，乙株只結(jié)了一個(gè)果形異常的果實(shí)，其余的正常。甲乙兩株異常果實(shí)連續(xù)種植其自交后代中果形仍保持異常。下列分析不正確的是( ) A．二者均可能是基因突變的結(jié)果 B．甲發(fā)生變異的時(shí)間比乙早 C．甲株變異一定發(fā)生于減數(shù)分裂時(shí)期 D．乙株變異一定發(fā)生于有絲分裂時(shí)期 C [甲乙變異都是可遺傳變異，均可能是基因突變的結(jié)果，A正確；發(fā)生變異的時(shí)間越早，對(duì)植物的影響越大，B正確；甲株變異最可能發(fā)生于早期的有絲分裂，C錯(cuò)誤。],,,,,謝謝觀看！,