人教版高中生物5-1基因突变与基因重组复习课件(共33张PPT)

5.1 5.1 基因突变和基因重组基因突变和基因重组2-42-4生物的变异生物的变异（1 1）基因重组及其意义）基因重组及其意义（2 2）基因突变的特征和原因）基因突变的特征和原因（3 3）染色体结构变异和数目变异）染色体结构变异和数目变异（4 4）生物变异在育种上的应用）生物变异在育种上的应用（5 5）转基因食品的安危）转基因食品的安危II IIII III III III I判断判断正误：正误：由由环境引起的变异是不能够遗传的。环境引起的变异是不能够遗传的。（ ）生物可遗传变异的来源生物可遗传变异的来源（1 1）病毒的可遗传变异的来源：）病毒的可遗传变异的来源：（2 2）原核生物可遗传变异的来源：）原核生物可遗传变异的来源：（3 3）真核生物可遗传变异的来源）真核生物可遗传变异的来源 进行无性生殖的生物：进行无性生殖的生物： 进行有性生殖的生物：进行有性生殖的生物：基因突变基因突变基因突变基因突变基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异基因突变、基因重组和基因突变、基因重组和染色体变异染色体变异练习练习1 1、引起生物产生可遗传变异的原因有基因重组、引起生物产生可遗传变异的原因有基因重组、基因突变和染色体变异。下列几种生物性状产生的原基因突变和染色体变异。下列几种生物性状产生的原因中，来源相同的一组是因中，来源相同的一组是( () )。野生红眼果蝇后代偶然出现了少量白眼类型黄野生红眼果蝇后代偶然出现了少量白眼类型黄色圆粒豌豆种植后出现绿色皱粒品种利用番茄与色圆粒豌豆种植后出现绿色皱粒品种利用番茄与马铃薯体细胞杂交获得马铃薯体细胞杂交获得“番茄番茄马铃薯马铃薯”用紫外用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落人类的镰刀型细胞贫血症落人类的镰刀型细胞贫血症 A A B B C C DD答案：答案：C C一、基因突变1 1、基因突变的实例、基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症病因分析：镰刀型细胞贫血症病因分析：直接原因：直接原因：根本原因：根本原因：血红蛋白的一条多肽链上的一个氨基酸由血红蛋白的一条多肽链上的一个氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸。正常的谷氨酸变成了缬氨酸。发生了基因突变，碱基对由发生了基因突变，碱基对由 突变成突变成 。T TA AA AT T2 2、基因突变的结果、基因突变的结果 回顾回顾必修二教材第必修二教材第7 7页技能训练的资料：页技能训练的资料：“有有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了一株一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了一株开开紫花紫花的植株。的植株。这种花是自花受粉的，将这株开紫这种花是自花受粉的，将这株开紫花的植株的种子种下去，可惜的是在长出的花的植株的种子种下去，可惜的是在长出的126126株新植株新植株中，却有株中，却有4646株是开株是开白花白花的，的， ”，请问第一株开，请问第一株开紫花的植株是怎么产生的？紫花的植株是怎么产生的？基因突变产生的。基因突变产生的。基因突变的结果是：基因突变的结果是： 产生等位基因，形成相对性状。产生等位基因，形成相对性状。基因突变是指基因突变是指DNA分子中发生分子中发生 而而引起的引起的 的改变。的改变。（D）增添增添替换替换缺失缺失（d1）（d2）（d3）碱基对的替换、增添和缺失碱基对的替换、增添和缺失基因结构基因结构3 3、基因突变的概念、基因突变的概念基因突变改变基因突变改变了基因的了基因的 排列排列顺序，顺序，但是基因的数量和但是基因的数量和所在位置不变。所在位置不变。碱基碱基练习练习2、（2010年全国新课标卷）在白花豌豆品种栽年全国新课标卷）在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中（中（ ）。）。A花色基因的碱基组成花色基因的碱基组成 B花色基因的花色基因的DNA序列序列C细胞的细胞的DNA含量含量D细胞的细胞的RNA含量含量答案：答案：B B4 4、基因突变的类型、基因突变的类型(1)(1)显性突变：显性突变：aa Aa（当代表现（当代表现）(2)(2)隐性突变：隐性突变：AA Aa（当代不表现（当代不表现 ） 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期以基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期以及体细胞或生殖细胞周期的任何时期。及体细胞或生殖细胞周期的任何时期。5 5、基因突变发生的时期、基因突变发生的时期想一想：基因突变为什么常发生于想一想：基因突变为什么常发生于DNA复制时？复制时？ 在在DNA复制时，稳定的双螺旋首先解开形成单链复制时，稳定的双螺旋首先解开形成单链DNA，这时这时DNA的稳定性会大大下降，极易受到外界因素干扰使的稳定性会大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。基因突变常发生在细胞分裂基因突变常发生在细胞分裂DNA复制复制时（即细胞分裂间期）。时（即细胞分裂间期）。练习练习3、判断正误。判断正误。1、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。（ ）2、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。（ ）3、细胞分裂的中期不发生基因突变。（细胞分裂的中期不发生基因突变。（ ）4、不同基因突变的概率是相同的。不同基因突变的概率是相同的。 ( )5、由于基因突变是不定向的，所以控制直毛的基因可由于基因突变是不定向的，所以控制直毛的基因可以突变为控制长毛的基因。（以突变为控制长毛的基因。（ ）6、基因突变不仅是可逆的，而且大多数突变都是有害基因突变不仅是可逆的，而且大多数突变都是有害的。的。 ( )7、若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变()。物理物理生物生物化学化学增添增添替换替换缺失缺失基因基因结构结构练习练习4、判断正误。判断正误。基因突变基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变。（起生物性状的改变。（ ）基因突变基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代。一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代。（ ）密码子的简并性：密码子的简并性： 1个氨基酸有个氨基酸有 个密码子，碱基替换前后所对应的氨个密码子，碱基替换前后所对应的氨基酸基酸 改变。改变。隐性突变：隐性突变： 突变突变成的隐性基因在杂合子成的隐性基因在杂合子中中 表达。表达。多多未发生未发生不不基因突变不改变性状的原因基因突变不改变性状的原因基因突变的细胞基因突变的细胞 体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞（一般（一般 _ _ 后代，后代，有些可通过有些可通过 _ _ 生殖遗传给后代）生殖遗传给后代）（通过（通过 _ _ 生殖遗传给后代）生殖遗传给后代）不遗传不遗传无性无性有性有性名师金典名师金典P125P1256 6、基因突变对蛋白质结构的影响、基因突变对蛋白质结构的影响练习练习5、（2012年广东卷改编）豌豆的年广东卷改编）豌豆的Y基因和基因和y基因的翻译基因的翻译产物分别是产物分别是SGRY蛋白和蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列见蛋白，其部分氨基酸序列见下图。下图。替换替换增添增添据图可推测，据图可推测，Y基因突变为基因突变为y基因的原因是发生了碱基因的原因是发生了碱基对的基对的 和和 。 号位点插入了号位点插入了 个碱基对。个碱基对。 3 3想一想：想一想：碱基对的替换对蛋白质还可能产生哪些影响？碱基对的替换对蛋白质还可能产生哪些影响？如果在基因中部插入或缺失如果在基因中部插入或缺失1 1个碱基对，对蛋白质又将产个碱基对，对蛋白质又将产生什么影响？生什么影响？小结：基因突变对蛋白质结构的影响小结：基因突变对蛋白质结构的影响基因突变的类型基因突变的类型对蛋白质结构的影响对蛋白质结构的影响1 1个碱基对的替换个碱基对的替换一个氨基酸种类改变一个氨基酸种类改变没有变化没有变化肽链变短（翻译提前终止）肽链变短（翻译提前终止）肽链变长（翻译延迟终止）肽链变长（翻译延迟终止）1 1个碱基对的增添个碱基对的增添/ /缺失缺失（非（非3 3整数倍）整数倍）一系列氨基酸种类改变一系列氨基酸种类改变肽链长度改变（变长或变短）肽链长度改变（变长或变短）练习练习6、（2008年广东卷改编）如果一个基因的中部缺年广东卷改编）如果一个基因的中部缺失了失了1个核苷酸对，不可能的后果是（个核苷酸对，不可能的后果是（ ）。）。A没有蛋白质产物没有蛋白质产物B翻译为蛋白质时在缺失位置终止翻译为蛋白质时在缺失位置终止C所控制合成的蛋白质增加多个氨基酸所控制合成的蛋白质增加多个氨基酸D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化变化答案：答案：A A练习练习7、甲磺酸乙酯（甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（）能使鸟嘌呤（G）的）的N位置上位置上带有乙基而成为带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（配对而与胸腺嘧啶（T）配对。育种专家为获得更多的变异）配对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。株。请回答下列问题。（1）经过处理后，发现一株某种性状变异的水稻，其自交）经过处理后，发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为后代中出现两种表现型，说明这种变异为 突变，这最突变，这最可能是因为发生了碱基对的可能是因为发生了碱基对的 。（2）用）用EMS浸泡种子是为了浸泡种子是为了 。还可以用什么。还可以用什么措施来达到这一目的？措施来达到这一目的？ （3）经）经EMS处理后，水稻的某一性状出现多种变异类型，处理后，水稻的某一性状出现多种变异类型，说明这种变异具有说明这种变异具有 （特点）。你能从人的身上找（特点）。你能从人的身上找到证明这一特点的现象吗？到证明这一特点的现象吗？（4）经）经EMS处理后，水稻出现高茎的品种，这对其自身是处理后，水稻出现高茎的品种，这对其自身是有利还有有害的？有利还有有害的？显性显性替换替换提高突变率提高突变率物理和生物。物理和生物。不定向性不定向性七、基因突变的特点和意义七、基因突变的特点和意义无论低等生物，还是高等生物都会无论低等生物，还是高等生物都会由于基因突变引起性状的改变由于基因突变引起性状的改变基因突变可发生在生物个体发育的基因突变可发生在生物个体发育的任何时期等。任何时期等。小鼠毛色的灰色基因可以突变成黄小鼠毛色的灰色基因可以突变成黄色基因，也可突变成黑色基因。色基因，也可突变成黑色基因。大约大约105-108的生殖细胞中，才会有的生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生突变。个生殖细胞发生突变。下列例子分别体现基因突变有何特点：下列例子分别体现基因突变有何特点：人的色盲、白化病等基因来自基因人的色盲、白化病等基因来自基因突变。突变。不定向性不定向性低频性低频性普遍性普遍性随机性随机性多害少利性多害少利性随机发生在任何发育时期的细胞，分裂间期突变率高随机发生在任何发育时期的细胞，分裂间期突变率高特点特点基因突变的意义基因突变的意义1.1.是是 产生的途径；产生的途径；2.2.是是 的根本来源；的根本来源；3.3.是是 的原始材料。的原始材料。新基因新基因生物变异生物变异生物进化生物进化必修二：必修二：P82 P82 最后一段最后一段完成完成名师金典名师金典P124 考点一考点一 考题引领考题引领P125 考点一考点一 考向预测考向预测1、考向考向预测预测2考向预测练考向预测练1 11下图为某高等生物细胞某种分裂的两个时期的结构模式下图为某高等生物细胞某种分裂的两个时期的结构模式图，图，a、b表示染色体片段，表示染色体片段，E、e表示等位基因，下列关于表示等位基因，下列关于两图叙述错误的是两图叙述错误的是()A图图1细胞处在减数第二次分裂中期，此时期没有遗传物细胞处在减数第二次分裂中期，此时期没有遗传物质的复制质的复制B图图1细胞分裂过程中可能发生了基因重组或基因突变，细胞分裂过程中可能发生了基因重组或基因突变，图图2可能发生基因重组可能发生基因重组C同源染色体上等位基因的分离不发生在两图所处的分裂同源染色体上等位基因的分离不发生在两图所处的分裂时期时期D若两图来源于同一个卵原细胞，且图若两图来源于同一个卵原细胞，且图2是卵细胞，则图是卵细胞，则图1是第一极体是第一极体易易 错错 警警 示示易易 错错 警警 示示下图是孟德尔的下图是孟德尔的“两对相对性状的杂交实验两对相对性状的杂交实验”的过程的过程和结果图，请问：和结果图，请问：（1 1）实验过程中是否发生基因突变？）实验过程中是否发生基因突变？（2 2）是否发生变异？）是否发生变异？（3 3）如果发生变异，那是如何产生的呢？）如果发生变异，那是如何产生的呢？二、基因重组在生物在生物进行进行 过程过程中中, ,控制控制 的的基因的重新组合基因的重新组合。 概念：概念：实现实现：途径途径1 1：非等位基因自由组合（减：非等位基因自由组合（减I I后期）后期）途径途径3 3：转基因（：转基因（DNADNA重组技术）重组技术）途径途径2 2：交叉互换（四分体时期）：交叉互换（四分体时期）有性生殖有性生殖不同性状不同性状基因的自由组合（减基因的自由组合（减后期）后期）: 减数分裂形成配子减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，时，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因也自由组合非等位基因也自由组合。交叉交叉互换互换: :减数分裂的四分体时期，位于同源染色体减数分裂的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，交换，导致染色单体上的基因重组导致染色单体上的基因重组。如果交换发生在非同源染色体之间属于基因重组吗？如果交换发生在非同源染色体之间属于基因重组吗？属于染色体结构变异属于染色体结构变异基因工程基因工程: :目的基因在体外与运载体重组，导入受体目的基因在体外与运载体重组，导入受体细胞内与细胞内基因进行重组。细胞内与细胞内基因进行重组。思考：基因重组有新的基因产生吗？有新的性状产生吗？思考：基因重组有新的基因产生吗？有新的性状产生吗？基因重组的意义基因重组的意义产生多种多样的产生多种多样的_，是形成生物，是形成生物_的重要原因。的重要原因。基因重组是生物变异基因重组是生物变异_来源，对生物的来源，对生物的_具有重具有重要意义。要意义。没有新基因产生；没有新基因产生；没有新性状，但能产生新的基因型没有新性状，但能产生新的基因型基因型基因型多样性多样性主要主要进化进化注意：注意：1. 受精作用中未进行基因重组；受精作用中未进行基因重组；2. 基因重组只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基基因重组只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因和新的性状。因和新的性状。3. 基因重组是生物多样性的主要原因。基因重组是生物多样性的主要原因。答案：答案：B B练习练习8 8、下列育种或生理过程中，没有发生基因重组的下列育种或生理过程中，没有发生基因重组的是（是（ ）。）。染色体变异染色体变异练习练习9、判断正误判断正误1、减数分裂过程中，非等位基因一定进行重组、减数分裂过程中，非等位基因一定进行重组()。2、交叉互换、自由组合、染色体移接、转基因技术都、交叉互换、自由组合、染色体移接、转基因技术都属于基因重组属于基因重组()。3、染色体变异一般涉及很多基因，而基因突变一般只、染色体变异一般涉及很多基因，而基因突变一般只涉及一个基因涉及一个基因()。4、非同源染色体上和同源染色体上的非等位基因均能、非同源染色体上和同源染色体上的非等位基因均能实现基因重组。实现基因重组。( )5、一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存、一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组。在基因重组。( )6、减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可、减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。导致基因重组。( )染色体结构变异染色体结构变异完成完成名师金典名师金典P125 考点二考点二 考题引领考题引领P126 考点二考点二 考向预测考向预测1、考向考向预测预测2考向预测考向预测练练2 24某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色，正常染色体上具有白色隐性基因体上具有白色隐性基因b(见右图见右图)。如以该植株为父本，测。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是()A减数分裂时染色单体减数分裂时染色单体1或或2上的基因上的基因b突变为突变为BB减数第二次分裂时姐妹染色单体减数第二次分裂时姐妹染色单体3与与4自由分离自由分离C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换