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

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 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 CGCTAACG CCGCGAACG 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 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CCGCTAACG CCGCGAACG发现CTA CGA 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1169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G CB 处碱基对A T替换为G CC 处缺失碱基对A TD 处碱基对G C替换为A T 互动探究 1 处碱基对G C突变为A T时 产生的基因与原基因是等位基因吗 为什么 2 若1169位赖氨酸变为天冬酰胺 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1168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1169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A T被替换为G C 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G C替换为T A 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 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 a A 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 也可能发生了交叉互换 2 图中 过程中转录 其发生场所为细胞核 线粒体或叶绿体 3 由图丙可知与赖氨酸密码子相比 丝氨酸与之相差两个碱基 而其他氨基酸与之相差1个碱基 故X是丝氨酸的可能性最小 4 A与a的根本区别在于基因中脱氧核苷酸排列顺序不同 答案 1 基因突变或基因重组 缺一不可 2 细胞核 线粒体 叶绿体 3 丝氨酸需同时替换两个碱基增添或缺失 4 碱基对排列顺序 脱氧核苷酸排列顺序