高考生物大一轮复习 第五章基因突变和基因重组 新人教版必修精选文档.ppt

高考生物大一轮复习 第五章 基因突变和基因重组课件 新人教版必修本讲稿第一页，共四十页基因突变及其他变异基因突变及其他变异第第5 5章章本讲稿第二页，共四十页广东最新考纲要求广东考纲解读近3年广东高考考情1.基因突变的特征和原因1.结合可遗传变异、育种、进化、基因工程及安全性等内容命制非选择题考查相关知识2以科学新进展为背景考查人类遗传病及防治等2012年：单选T6非选T282013年：双选T25非选T282014年：非选T282.基因重组及其意义3.染色体结构变异和数目变异4.人类遗传病的类型5.人类遗传病的监测和预防6.人类基因组计划及意义实验：(1)低温诱导染色体加倍(2)调查常见的人类遗传病本讲稿第三页，共四十页1本章重点考查基因突变、染色体变异的原理及其与细胞分裂、遗传规律等知识点的联系，并且通过分析典型的材料，加深对原理的理解。还会考查人类遗传病传病的类型、概率的计算及对遗传病的调查、监测与预防。同时应重视“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验，该实验原理与应用是近3年考查的重点内容。本讲稿第四页，共四十页2本章知识的主要考查形式是选择题、简答题和实验题，但选择题的形式居多，有时结合图表题来考查考生的理解能力及信息获取能力。广东近3年高考均对本章进行了命题。3本章主要考查对相关概念的内涵、外延的理解应用及分析、解决问题的能力，关注一些易混知识点，如基因突变与染色体结构变异、交叉互换(基因重组)与易位等。4高考试题对本章的考查，常从基因重组和基因突变的类型、特点及其对性状的影响等方面进行命题，或者结合细胞分裂、DNA复制等知识进行综合命题。本讲稿第五页，共四十页复习本章时要特别注意以下问题：1加强对基因突变、基因重组的概念、种类以及它们产生原因的理解，可通过列表形式比较基因突变和基因重组的特征、原因、类型及其对性状的影响，注意基因重组在杂交育种和基因治疗疾病方面的应用。本讲稿第六页，共四十页2通过简图的形式记忆基本概念，理解染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念及特点，通过材料分析掌握多倍体和单倍体在育种上的应用，通过分析与设计实验理解“低温诱导植物染色加倍的实验”的原理。3通过实验分析遗传病的类型与发病原因，掌握调查及监测方法，分析遗传系谱图是复习的重点。联系变异、遗传规律、伴性遗传等知识，归纳基因型的判断、概率的计算及实验设计等的解题方法，提高知识的应用能力。本讲稿第七页，共四十页第第1节节基因突基因突变变和基因重和基因重组组本讲稿第八页，共四十页一、基因突变1实例：镰刀型细胞贫血症。病因图解如下：缬氨酸缬氨酸 异常异常 本讲稿第九页，共四十页DNA复制复制 转录转录 翻译翻译 a 蛋白质蛋白质 基因突变基因突变 替换替换 增添增添 缺失缺失 本讲稿第十页，共四十页3基因突变的原因、特点、时间和意义原因内因DNA复制过程中，基因中碱基组成发生改变外因某些诱变因素：_、_和生物因素特点(1)_：在生物界中普遍存在(2)_：生物个体发育的任何时期和部位(3)_：突变频率很低(4)_：可以产生一个以上的等位基因(5)_：一般是有害的，少数有利物理因素物理因素 化学因素化学因素 普遍性普遍性 随机性随机性 低频性低频性 不定向性不定向性 多害少利性多害少利性 本讲稿第十一页，共四十页新基因新基因 生物变异生物变异 本讲稿第十二页，共四十页有性生殖有性生殖 自由组合自由组合 交叉互换交叉互换 本讲稿第十三页，共四十页来源之一来源之一 生物的进化生物的进化 本讲稿第十四页，共四十页1可遗传变异和不可遗传变异的比较基因突变项目可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现本讲稿第十五页，共四十页本讲稿第十六页，共四十页2基因突变的过程本讲稿第十七页，共四十页3基因突变产生的原因(1)基因突变产生的外因物理因素：紫外线、X射线及其他辐射。作用机理：损伤细胞内的DNA。化学因素：亚硝酸、碱基类似物。作用机理：改变生物体内核酸的碱基。生物因素：某些病毒。作用机理：病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。(2)基因突变产生的内因：DNA自身复制时产生错误。本讲稿第十八页，共四十页4基因突变的特点(1)普遍性：所有的生物都有可能发生，可自发产生也可诱发产生。(2)随机性：可发生在个体发育的任何时期；可发生在不同的DNA分子上；可发生在同一DNA分子的不同部位。(3)不定向性：一个基因可以向不同的方向突变，产生一个以上的等位基因；与环境无明确的因果关系。(4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。(5)有害性：大多数基因突变对生物体都是有害的。本讲稿第十九页，共四十页5基因突变的结果基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对的种类和数目的变化，并不改变染色体上基因的数量以及基因所处的位置，只改变基因的表现形式(由Aa或由aA)，因此基因突变产生的新基因与原基因是一对等位基因。也就是说基因突变可以产生新的基因，发生基因“种”的改变或“质”的改变，但基因的量未改变。本讲稿第二十页，共四十页6基因突变对后代的影响(1)体细胞可以发生基因突变，这种突变一般不会导致下一代个体产生变异。有性生殖细胞也可以发生基因突变，经受精作用，这种突变可使下一代表现变异。(2)基因突变不一定会引起性状改变。突变后产生的密码子与原密码子对应同一种氨基酸，此时性状不改变。基因突变为隐性突变(Aa)时也不一定改变性状。本讲稿第二十一页，共四十页除真核生物在细胞分裂间期DNA复制过程中出现差错发生突变外，细胞质内DNA、原核细胞DNA、病毒DNA复制时也可出现差错而发生突变。以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核苷酸序列发生变化，也引起基因突变，且RNA为单链结构，在传递过程中更易发生突变。基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构而产生新基因。本讲稿第二十二页，共四十页如图所示为人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基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()本讲稿第二十三页，共四十页A处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GCC处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT本讲稿第二十四页，共四十页解析 本题主要考查基因突变、转录和翻译等基础知识，以及突变对性状的影响。第一步先根据基因结构和氨基酸种类确定密码子的排列顺序，即mRNA上碱基排列顺序(GGGAAGCAG)。由于1 169位赖氨酸(AAG)变为谷氨酸(GAAGAG)，结合题干意思，即4处只有1处发生突变，可确定谷氨酸密码子是(GAG)，从而推出是处碱基对AT替换为GC。所以B项符合题意。答案 B本讲稿第二十五页，共四十页下列关于基因、性状、基因型和表现型的描述正确的是()A基因是有遗传效应的DNA片段，基因不全位于染色体上BDNA的脱氧核苷酸的数量、种类或序列改变，一定会引起基因突变C生物发生基因突变后一定会导致生物的性状发生改变D表现型相同的生物基因型不一定相同，基因型相同的生物表现型却一定相同【答案】A本讲稿第二十六页，共四十页【解析】本题考查基因、性状、基因型和表现型间的关系，意在考查考生的识记能力和理解能力。基因是具有遗传效应的DNA片段，主要分布在细胞核的染色体上，在细胞质的线粒体、叶绿体中也含有基因，A项正确。只有当DNA的脱氧核苷酸的数量、种类或序列的改变发生在基因内部从而引起基因结构的改变，才能引起基因突变，B项错误。若基因突变是由一种碱基对的替换引起的，且改变后的密码子还对应原来的氨基酸，则其控制合成的蛋白质不变，C项错误。表现型是基因型与环境共同作用的结果，基因型相同的生物生活在不同环境中，表现型可能不同，D项错误。本讲稿第二十七页，共四十页本讲稿第二十八页，共四十页解析 基因突变不一定能引起性状改变，如隐性突变。发生在体细胞中的突变一般不能传给后代。DNA分子上除了具有遗传效应的基因外，还有基因区间，发生在基因区间的DNA分子结构的改变不属于基因突变。答案 AC本讲稿第二十九页，共四十页纠错基因突变的三个易错点1基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失、改变”基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、改变(1)基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。(2)有些病毒(如SAPS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。本讲稿第三十页，共四十页2基因突变只发生在分裂间期引起基因突变的因素分为外部因素和内部内素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。3将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆不同生物的基因组组成不同，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。本讲稿第三十一页，共四十页本讲稿第三十二页，共四十页1基因重组的类型基因重组重组类型染色体水平分子水平细胞水平同源染色体上非姐妹染色单体间的重组非同源染色体上非等位基因间的重组发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期DNA拼接时细胞融合过程发生机制同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交叉互换而交换，导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，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DNA的剪切、拼接形成的目的基因经运载体导入受体细胞中的基因重组动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术下的大规模的基因重组本讲稿第三十三页，共四十页本讲稿第三十四页，共四十页2基因突变与基因重组的区别与联系项目基因突变基因重组区别本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，可能出现新性状不同基因的重新组合，产生了新基因型，使性状重新组合发生时间及原因DNA分子复制时，由外界理化因素或自身生理因素引起的基因结构的改变减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，及非同源染色体上非等位基因的自由组合本讲稿第三十五页，共四十页项目基因突变基因重组区别条件外界条件剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程的减数分裂意义新基因产生的途径，生物变异的根本来源，也是生物进化的原始材料是生物变异的来源之一，对生物进化也具有重要意义发生可能性可能性很小非常普遍本讲稿第三十六页，共四十页项目基因突变基因重组区别应用通过诱变育种培育新品种(1)通过杂交育种，使性状重组，可培育优良品种；(2)基因工程育种适用范围所有生物均可发生(包括病毒)，具有普遍性只适用于真核生物有性生殖联系(1)都使生物产生可遗传的变异；(2)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本讲稿第三十七页，共四十页本讲稿第三十八页，共四十页解析 自然状况下，基因重组有两种情况：非同源染色体的自由组合可能导致非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。同源染色体中非姐妹染色体单体的交叉互换可实现染色单体上的基因重组。人工转基因属于基因重组；受精作用过程中配子的自由组合不属于基因重组。答案 B本讲稿第三十九页，共四十页本讲稿第四十页，共四十页