基因突变和基因重组一轮知识点PPT学习教案

会计学1基因突变和基因重组一轮知识点基因突变和基因重组一轮知识点序序号号考纲展示考纲展示全国卷五年考频全国卷五年考频201620152014201320121基因重组及其意义基因重组及其意义()2基因突变的特征及原因基因突变的特征及原因()卷卷T32卷卷T31卷卷T313染色体结构变异和数目变异染色体结构变异和数目变异()卷卷T32卷卷T64生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用()卷卷T29卷卷T325人类遗传病的类型人类遗传病的类型()卷卷T6卷卷T6卷卷T56人类遗传病的监测和预防人类遗传病的监测和预防()7人类基因组计划的意义人类基因组计划的意义()8现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容()卷卷T6卷卷T329生物进化与生物多样性的形成生物进化与生物多样性的形成()10实验：低温诱导染色体加倍实验：低温诱导染色体加倍11实验：调查常见的人类遗传病实验：调查常见的人类遗传病第1页/共22页一、基因突变1基因突变的实例镰刀型细胞贫血症。第2页/共22页一、基因突变2概念：概念：DNA分子中发生分子中发生碱基对的替换、增添和缺失碱基对的替换、增添和缺失，而引起的，而引起的基因结构基因结构的改的改变。变。3时间：主要发生在时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。4诱发基因突变的外来因素诱发基因突变的外来因素(连线连线)。物理因素物理因素a亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等化学因素化学因素 b某些病毒的遗传物质某些病毒的遗传物质生物因素生物因素 c紫外线、紫外线、X射线及其他辐射射线及其他辐射答案：答案：cab5突变特点。突变特点。(1)普遍性普遍性：一切生物都可以发生。：一切生物都可以发生。(2)随机性：生物个体发育的随机性：生物个体发育的任何时期和部位任何时期和部位。(3)低频性：自然状态下，突变频率很低频性：自然状态下，突变频率很低低。(4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因等位基因。(5)多害少利性：多数基因突变破坏多害少利性：多数基因突变破坏生物体生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。与现有环境的协调关系，而对生物有害。6意意义义:(1)新基因新基因产生的途径产生的途径。(2)生物变异的生物变异的根本来源根本来源。(3)为生物进化的提供为生物进化的提供原始材料原始材料。第3页/共22页思考：思考：镰刀型细胞贫血症属于基因突变的哪种类型？该症状能遗传给子代吗？镰刀型细胞贫血症属于基因突变的哪种类型？该症状能遗传给子代吗？答案：答案：属于碱基对的替换。能够遗传属于碱基对的替换。能够遗传，突变后的突变后的DNA分子复制分子复制，通过减数分裂形成带有突变通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞基因的生殖细胞，并将突变基因传给下一代。并将突变基因传给下一代。一、基因突变二、基因重组二、基因重组1概念：指在生物体进行概念：指在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中，控制的过程中，控制不同性状不同性状的基因的重新组合。的基因的重新组合。2实质：控制不同性状的基因实质：控制不同性状的基因重新组合重新组合。3类型及发生时间。类型及发生时间。下图甲、乙为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，两者都发生了基因重组。下图甲、乙为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，两者都发生了基因重组。第4页/共22页二、基因重组二、基因重组3类型及发生时间。类型及发生时间。(1)发生时间。发生时间。写出相应细胞所处的时期：图甲：写出相应细胞所处的时期：图甲：四分体时期四分体时期；图乙：；图乙：减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期。(2)类型。类型。图甲：同源染色体上图甲：同源染色体上非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间交叉互换；之间交叉互换；图乙：非同源染色体上的图乙：非同源染色体上的非等位基因非等位基因之间自由组合。之间自由组合。4结果：产生结果：产生新的基因型新的基因型，导致，导致重组性状重组性状出现。出现。5意义：形成生物多样性的重要原因之一。意义：形成生物多样性的重要原因之一。巧记巧记(1)受精过程中不存在基因重组。受精过程中不存在基因重组。(2)一对等位基因一对等位基因A、a之间不会发生基因重组之间不会发生基因重组。第5页/共22页自我检测1思维诊断(1)判断关于基因突变叙述的正误。X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异。()用射线照射大豆使其基因结构发生改变，可能会获得性状发生变异的大豆种子。()用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株。()某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2，可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的。()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。()(2)判断关于基因重组叙述的正误。减数第二次分裂时，非姐妹染色单体之间自由组合。()有丝分裂和减数分裂过程中均可产生非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组。()抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦。()纯合体自交因基因重组导致子代性状分离。()第6页/共22页2图示识读图示识读下图为高等动物的细胞分裂示意图，据图回答以下问题：下图为高等动物的细胞分裂示意图，据图回答以下问题：(2)造成造成B、b不同的原因是不同的原因是交叉互换或基因突变交叉互换或基因突变。若该生物的基因型为若该生物的基因型为AABBDD，则造成这种现象的原因是，则造成这种现象的原因是基因突变基因突变。若该生物的基因型为若该生物的基因型为AABbDD，则造成这种现象的原因是，则造成这种现象的原因是交叉互换或基因突变交叉互换或基因突变。若该示意图是在减数第一次分裂前期造成的，则考虑若该示意图是在减数第一次分裂前期造成的，则考虑交叉互换交叉互换，间期造成的则，间期造成的则考虑考虑基因突变基因突变。第7页/共22页第8页/共22页2基因突变与性状的关系基因突变与性状的关系(1)基因突变对生物性状的影响大小。基因突变对生物性状的影响大小。类型影响范围对氨基酸序到的影响替换小可改变1个氨基酸或不改变，也可使翻译提前终止增添大插入位置前不影响，影响的是插入位置后的氨基酸序列缺失大缺失位置前不影响，影响的是缺失位置后的氨基酸序列增添或缺失3个碱基小增添或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列(2)从两个关系分析基因突变未引起生物性状改变的原因。从两个关系分析基因突变未引起生物性状改变的原因。从密码子与氨基酸的对应关系分析：从密码子与氨基酸的对应关系分析：密码子具有简并性密码子具有简并性，有可能翻译出相同的有可能翻译出相同的氨基酸氨基酸。从基因型与表现型的关系分析：从基因型与表现型的关系分析：由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因因。第9页/共22页与基因突变有关的四个知识点与基因突变有关的四个知识点1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细胞癌变：癌细胞是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。3生物育种：诱变育种是利用基因突变的原理进行的。4生物进化：基因突变为生物进化提供了原始材料。第10页/共22页基因突变的基因突变的“一定一定”与与“不一定不一定”1基因突变一定会引起基因结构的改变基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改即基因中碱基排列顺序的改变。变。2基因突变不一定会引起生物性状的改变。基因突变不一定会引起生物性状的改变。3基因突变不一定都产生等位基因。因病毒和原核细胞的基因组结构基因突变不一定都产生等位基因。因病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。基因。第11页/共22页重组类型发生时间发生机制交叉互换型减数第一次分裂四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致基因重新组合自由组合型减数第一次分裂后期同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合基因工程重组型目的基因导入受体细胞后目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组第12页/共22页项目基因突变基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时间通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期适用范围所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程的原核生物产生结果产生新基因(等位基因)产生新基因型鉴定方法不能用显微镜检测出，可通过分子杂交检测或后代性状推测不能用显微镜检测出，根据是否产生重组类型的性状来确定应用人工诱变育种杂交育种联系都使生物产生可遗传的变异；在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因；基因突变是基因重组的基础第13页/共22页与基因重组有关的两个易混易错点与基因重组有关的两个易混易错点1染色体片段交换不一定是基因重组。如果染色体片段交换发生在同源染色染色体片段交换不一定是基因重组。如果染色体片段交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。属于染色体结构变异。2精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为同源染色体精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为同源染色体，每一对同源染色体上都有控制相同性状的基因。每一对同源染色体上都有控制相同性状的基因。第14页/共22页基因重组与基因突变的判断基因重组与基因突变的判断1根据亲代基因型判定。根据亲代基因型判定。如果亲代基因型为如果亲代基因型为BB或或bb，则引起后代出现则引起后代出现b或或B的原因是基因突变。的原因是基因突变。2根据细胞分裂方式判定。根据细胞分裂方式判定。(1)如果是如果是有丝分裂有丝分裂中姐妹染色单体对应位置的基因不同中姐妹染色单体对应位置的基因不同，则为基因突变的结果。则为基因突变的结果。(2)如果是如果是减数分裂减数分裂过程中姐妹染色单体对应位置的基因不同过程中姐妹染色单体对应位置的基因不同，可能是基因突变或可能是基因突变或交叉互换。交叉互换。3根据染色体判定。根据染色体判定。(1)如果是有丝分裂后期图中如果是有丝分裂后期图中，两条子染色体上的两基因不同两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结则为基因突变的结果。果。(2)如果是减数第二次分裂后期图中如果是减数第二次分裂后期图中，两条子染色体两条子染色体(同白或同黑同白或同黑)上的两基因不同上的两基因不同，则为基因突变的结果。则为基因突变的结果。(3)如果是减数第二次分裂后期图中，两条子染色体如果是减数第二次分裂后期图中，两条子染色体(颜色不一致颜色不一致)上的两基因不同，上的两基因不同，则为交叉互换则为交叉互换(基因重组基因重组)的结果。的结果。4有丝分裂过程中发生基因突变，但不会发生基因重组；减数第一次分裂前的间有丝分裂过程中发生基因突变，但不会发生基因重组；减数第一次分裂前的间期可能发生基因突变；减数第一次分裂过程会发生基因重组，而减数第二次分裂过程不期可能发生基因突变；减数第一次分裂过程会发生基因重组，而减数第二次分裂过程不会发生基因重组。会发生基因重组。第15页/共22页生物变异原因及类型的实验探究生物变异原因及类型的实验探究1可遗传变异与不可遗传变异的判断方法可遗传变异与不可遗传变异的判断方法(2)判定方法。判定方法。选取突变体与其他已知未突变选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。体杂交，据子代性状表现判断。让突变体自交，观察子代有无让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。性状分离而判断。第16页/共22页生物变异原因及类型的实验探究生物变异原因及类型的实验探究1可遗传变异与不可遗传变异的判断方法可遗传变异与不可遗传变异的判断方法3显性突变和隐性突变的判定显性突变和隐性突变的判定4根据题意确定图中变异的类型根据题意确定图中变异的类型(1)若为有丝分裂若为有丝分裂(如根尖分生区细胞如根尖分生区细胞、受、受精卵等精卵等)，则则只能是基因突变造成的。只能是基因突变造成的。(2)若为减数分裂，则原因是基因突变若为减数分裂，则原因是基因突变(间期间期)或或基基因因重组重组(减数第一次分裂减数第一次分裂)。(3)若题目中问造成若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变。基因突变。(4)若题目中有若题目中有分裂分裂时期提示，如减时期提示，如减前期造成的则考虑交叉互换，间期前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。造成的则考虑基因突变。第17页/共22页2某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该突变性状某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该突变性状为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请设计最简便的为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变。请设计最简便的实验方案判定基因突变的类型。实验方案判定基因突变的类型。第18页/共22页5(2016全国全国卷卷)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：列问题：(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者_少少_。(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以_染色体染色体_为单位的变异为单位的变异。(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基，也可由隐性基因突变为显性基因因(显性突变显性突变)。若某种自花受粉植物的。若某种自花受粉植物的AA和和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子的个体，则最早在子_一一_代中能观察到该显性突变的性状；最代中能观察到该显性突变的性状；最早在子早在子_二二_代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子_三三_代中能分离得到显代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子性突变纯合体；最早在子_二二_代代中能分离得到隐性突变纯合体。中能分离得到隐性突变纯合体。第19页/共22页第20页/共22页1基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源，原因是三者细胞原因是三者细胞内遗传物质都发生了变化。内遗传物质都发生了变化。2基因突变是由于基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因而引起的基因结构的改变。结构的改变。3基因突变是新基因产生的途径基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源是生物变异的根本来源，是生物进化的原始是生物进化的原始材料。材料。4基因重组是指在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基因重组是指在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。基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。组合。基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。5基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因的自由基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因的自由组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。第21页/共22页