高中生物第七单元生物的变异育种和进化第20讲基因突变和基因重组课件.ppt

第七单元生物的变异 育种和进化第20讲基因突变和基因重组 考情分析 备考导航 1 基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症形成的分析 考点一基因突变的机制 特点及意义 知识梳理自主学习夯实基础 镰刀状 谷氨酸 缬氨酸 替换 2 基因突变的概念DNA分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 而引起的的改变 3 通常情况下基因突变发生的时期主要发生在 4 诱发基因突变的因素 连线 基因结构 有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期 答案 5 基因突变的特点 连线 答案 6 基因突变的意义 新基因 生物变异 原始材料 深挖教材 1 可遗传变异与不可遗传变异有何不同 提示 可遗传变异是指遗传物质发生改变的变异 不可遗传变异是指遗传物质未发生改变的变异 2 基因突变一定产生等位基因吗 为什么 提示 不一定 真核生物基因突变一般可产生它的等位基因 而病毒和原核细胞中不存在等位基因 其基因突变产生的是一个新基因 3 为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变 提示 细胞分裂的间期进行DNA复制 DNA复制时需要解旋成单链 单链DNA容易受到内 外因素的影响而发生碱基的改变 4 基因突变都能遗传给后代吗 为什么 提示 不一定 基因突变如果发生在有丝分裂过程中 一般不遗传 如果发生在减数分裂过程中 可以通过配子传递给后代 1 基因突变发生机制分析 重点透析剖析考点拓展深化 易错点拨 1 基因突变不只是发生在间期基因突变常主要发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期 也能发生在其他各时期 只是突变率更低 2 诱变因素不能决定基因突变的方向诱变因素可提高基因突变的频率 但不会决定基因突变的方向 基因突变具有不定向性的特点 3 基因突变时碱基对的改变可多可少基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变 只要是基因分子结构内的变化 1个碱基对的改变叫基因突变 多个碱基对的改变也叫基因突变 4 基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置基因突变发生在基因内部 因此基因突变只是产生了新的等位基因 并没有改变DNA上基因的数目和位置 5 基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件例如 昆虫突变产生的残翅性状 若在陆地上则为不利变异 而在多风的岛屿上则为有利变异 6 RNA病毒中也有基因突变RNA病毒中 基因突变指RNA中碱基的改变 增添和缺失 其突变率远大于DNA的突变率 2 基因突变与生物性状的关系相关问题归纳 1 基因突变引起生物性状的改变碱基对增加插入位置前不影响 影响插入位置后的序列碱基对替换只改变1个氨基酸或不改变碱基对缺失缺失位置前不影响 影响缺失位置后的序列 2 基因突变可改变生物性状的4大成因 基因突变可能引发肽链不能合成 肽链延长 终止密码子推后出现 肽链缩短 终止密码子提前出现 肽链中氨基酸种类改变 以上改变一般会引发蛋白质的结构和功能改变 进而引发生物性状的改变 3 基因突变未引起生物性状改变的原因 突变部位 基因突变发生在基因的非编码区 密码子简并性 若基因突变发生后 引起了mRNA上的密码子改变 但由于一种氨基酸可对应多个密码子 若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸 此时突变基因控制的性状不改变 隐性突变 若基因突变为隐性突变 如AA中其中一个A a 此时性状也不改变 有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置 但该蛋白质的功能不变 1 2016 吉林长春期末 如果细菌控制产生某种 毒蛋白 的基因发生了突变 突变造成的结果使其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下 基因突变前 甘氨酸谷氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸基因突变后 甘氨酸谷氨酸天冬氨酸亮氨酸赖氨酸根据上述氨基酸序列确定突变基因的改变最可能是 A 突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤B 突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶C 突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤D 突变基因为一个碱基的增减 题组一 基因突变的机制 D 题组例练分类例练提炼方法 解析 由题意知基因突变前后 前两个氨基酸不变 后三个氨基酸序列发生改变 说明第二个密码子之后的序列发生了改变 由于碱基的替换只能改变被替换的密码子 不会影响后面的密码子 故该突变基因最可能是因一个碱基的增减造成的 解析 5 溴尿嘧啶 Bu 是胸腺嘧啶 T 的结构类似物 DNA复制时 少数Bu代替T作为原料 导致 A T G C 的碱基比例略小于原大肠杆菌 所以最可能是碱基种类发生了替换 2 5 溴尿嘧啶 Bu 是胸腺嘧啶 T 的结构类似物 在含有Bu的培养基上培养大肠杆菌 得到少数突变型大肠杆菌 突变型大肠杆菌中的碱基数目不变 但 A T G C 的碱基比例略小于原大肠杆菌 这说明Bu诱发突变的机制最可能是 A 诱发DNA链发生碱基种类替换B 裂解DNA的脱氧核苷酸链中磷酸二酯键C 阻止碱基正常配对 缺失部分碱基D 促使DNA中C与G配对 使碱基序列变化 A 3 下列有关基因突变的叙述 正确的是 A 环境因素可诱导某基因朝某一方向突变B 基因突变后遗传信息不一定改变 但生物的性状一定改变C 自然界中所有等位基因产生的根本来源都是基因突变D 基因突变产生的性状往往对个体的生存是不利的 所以会阻止生物的进化 题组二 基因突变特点及其影响 C 解析 基因突变是不定向的 环境因素可对生物的性状进行定向选择 基因突变是基因结构的改变 而生物的性状不一定改变 基因突变能产生新基因 是生物变异的根本来源 生物与环境的适应是长期自然选择的结果 当发生基因突变后 出现新的生物性状往往与环境是不相适应的 突变对生物的生存往往是有害的 但是有的基因突变对生物的生存是有利的 因此有利于生物的进化 4 2016 内蒙古呼和浩特二模 由于编码酶X的基因中某个碱基被替换 酶X变为酶Y 下表显示 酶Y与酶X相比 可能出现的四种状况 下列有关分析 合理的是 C A 状况 说明基因结构没有发生改变B 状况 是因为氨基酸数减少了50 C 状况 是因为突变导致终止密码子提前D 状况 翻译的肽链变短 解析 状况 中 酶Y 酶X的活性相等 氨基酸数目相等 可能是碱基对发生替换后 转录形成的密码子在突变前后编码同一种氨基酸 但基因中碱基序列已发生改变 状况 中 酶Y活性降低 氨基酸数目不变 可能是碱基对发生替换后 转录形成的密码子在突变前后编码的氨基酸不同 但数量并没有减少 状况 中 酶Y活性降低 且酶Y氨基酸数目减少 可能的原因是碱基对发生替换后 导致终止密码子提前 翻译形成的肽链变短 状况 中 酶Y活性增大 肽链延长 可能是碱基对发生替换后 导致终止密码子延后 翻译形成的肽链变长 5 经X射线照射的紫花香豌豆品种 其后代中出现了几株开白花植株 下列叙述错误的是 A 白花植株的出现是对环境主动适应的结果 有利于香豌豆的生存B X射线可引起基因突变 该变异一般发生在DNA复制时C 通过杂交实验 可以确定是显性突变还是隐性突变D 观察白花植株自交后代的性状 可确定是否是可遗传变异 题组三 显隐性突变的判断与分析 A 解析 白花植株的出现是基因突变的结果 是不定向的 环境起选择作用 不是对环境主动适应的结果 基因突变主要发生在分裂间期DNA分子复制时 X射线能诱发基因突变 通过杂交实验可知该突变是显性突变还是隐性突变 若子代表现为突变性状 则为显性突变 若子代表现为正常性状 则为隐性突变 若白花植株自交后代出现突变性状 则为可遗传变异 若后代无突变性状 则为不可遗传变异 6 2016 黑龙江哈尔滨期末 基因突变既可由显性基因突变为隐性基因 隐性突变 也可由隐性基因突变为显性基因 显性突变 若某种自花传粉植物的AA和aa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Aa的个体 则最早在第几代中能分离得到显性突变纯合体 A 子一代B 子二代C 子三代D 子四代 C 解析 若某种自花传粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变 在子一代都出现Aa 最早子一代中观察到显性突变 在子二代中观察到隐性突变 子二代能分离得到隐性突变的纯合子 子三代能分离得到显性纯合子 考点二基因重组及其与基因突变的比较 1 基因重组的概念 生物体进行有性生殖的过程中 的基因的重新组合 2 基因重组的类型及发生时间如图a b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 1 发生时间写出相应细胞所处的时期 a b 知识梳理自主学习夯实基础 控制不同性状 减数第一次分裂前期的四分体时期 减数第一次分裂后期 2 类型 a 同源染色体上之间交叉互换 b 非同源染色体上的之间自由组合 3 基因重组的意义 1 形成的重要原因之一 2 生物变异的来源之一 有利于 深挖教材 1 自然条件下 原核生物能发生基因重组吗 提示 一般不能 但是特殊情况下可以 如肺炎双球菌的转化 2 精子与卵细胞随机结合属于基因重组吗 为什么 提示 不属于 基因重组的实质是控制不同性状的基因的重新组合 精子和卵细胞随机结合时 由于来自父方和母方的染色体为同源染色体 故精子与卵细胞的随机结合不会导致基因重组 自然条件下基因重组发生的时间是减数第一次分裂前期的四分体时期和减数第一次分裂后期 基因重组发生在精子和卵细胞的形成过程中 非姐妹染色单体 非等位基因 生物多样性 生物进化 基因突变与基因重组的比较 重点透析剖析考点拓展深化 深化拓展 1 自由组合型基因重组发生的机制是同源染色体分开 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 2 交叉互换型基因重组发生的机制是同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换 导致染色单体上的基因重新组合 3 基因重组只产生新的性状组合 不产生新性状 1 下面有关基因重组的说法不正确的是 A 基因重组发生在减数分裂过程中 是生物变异的重要来源B 基因重组产生原来没有的新基因 从而改变基因中的遗传信息C 基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型D 基因重组能产生原来没有的新性状组合 题组一 基因重组类型 特点及意义的分析 B 题组例练分类例练提炼方法 解析 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 是生物变异的重要来源 基因重组不能产生新基因 但可产生新的基因型 基因突变改变基因中的遗传信息 进而产生原来没有的新基因 由于性状的显隐性关系 基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型 由于控制不同性状的基因的重新组合 进而可产生原来没有的新性状组合 2 基因重组是生物变异的重要来源之一 下列有关基因重组的叙述中 正确的是 A 加热杀死后的S型菌和R型菌混合后注射到小鼠体内 可分离出活S型菌的原因是R型菌发生了基因重组B 基因型为Aa的个体自交 因基因重组而导致子代性状分离C 造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组D 非同源染色体之间的片段互换可能导致基因重组 A 解析 加热杀死后的S型菌和R型菌混合后注射到小鼠体内 分离出活S型菌是因为R型菌发生了基因重组 基因型为Aa的个体自交 因等位基因分离而导致子代性状分离 造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是突变 环境等因素 非同源染色体之间的片段互换导致染色体变异 易位 3 下列甲 乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于 A 均为基因重组 可遗传变异B 基因重组 基因突变C 均为基因突变 可遗传变异D 基因突变 基因重组 题组二 基因突变与基因重组的比较 D 解析 甲图中的 a 基因是从 无 到 有 属于基因突变 乙图中的A a B b基因是已经存在的 只是进行了重新组合 4 2016 河南周口一模 图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体 图乙表示该卵原细胞形成的一个卵细胞中的一条染色体 两图中的字母均表示对应位置上的基因 下列相关叙述中正确的是 A 图甲中的同源染色体上最多只有三对等位基因B 图乙中的卵细胞在形成过程中肯定发生了基因突变C 图中的非等位基因在减数分裂过程中发生了自由组合D 基因D d的本质区别是碱基对的排列顺序不同 D 解析 图甲中的同源染色体上有多对等位基因 图中标出的为三对 图乙中的卵细胞在形成过程中发生了基因突变或基因重组 图中的非等位基因为同源染色体上的非等位基因 不能发生自由组合 基因D d的本质区别是碱基对的排列顺序不同 基因突变和基因重组的判断方法 方法突破 2 根据亲子代基因型 如果亲代基因型为BB或bb 则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变 如果亲代基因型为Bb 则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换 3 根据细胞分裂方式 如果是有丝分裂中染色单体上基因不同 则为基因突变的结果 如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同 可能发生了基因突变或交叉互换 4 根据细胞分裂图 如果是有丝分裂后期图像 两条子染色体上的两基因不同 则为基因突变的结果 如图甲 如果是减数第二次分裂后期图像 两条子染色体 同白或同黑 上的两基因不同 则为基因突变的结果 如图乙 如果是减数第二次分裂后期图像 两条子染色体 颜色不一致 上的两基因不同 则为交叉互换 基因重组 的结果 如图丙 构建知识网络强化答题语句 知识网络 填充 基因结构 不定向 生物 生物变异 新基因 生物进化 控制不同性状 生物多样性 要语强记 1 基因突变4要点 1 3个来源 碱基对的增添 缺失和替换 2 3个诱变因素 物理因素 化学因素 生物因素 3 5个特点 普遍性 随机性 低频性 不定向性 多害少利性 4 3个意义 新基因产生的途径 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料 2 基因重组3要点 1 1个时期 发生在有性生殖过程中 2 2个来源 非同源染色体的自由组合 同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换 3 1个意义 生物变异的重要来源 丰富了生物进化材料 是形成生物多样性的重要原因