5.1基因突变和基因重组(复习).ppt
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1、第五章第五章 基因突变与其他变异基因突变与其他变异课前自习课堂导学课后提升高端考势第1讲 基因突变和基因重组网网 络络 构构 建建一、基因突变1实例:人类镰刀型细胞贫血症2概念:由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。3原因要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训练4类型:自然突变、诱发突变。5发生时期:DNA复制时(如有丝分裂间期和减数第一次分裂间期)。6特点:a.普遍性;b.随机性;c.低频率;d.不定向。7结果:基因突变使一个基因变成了它的等位基因。8意义:它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。9人工诱变 a优点
2、:提高突变率,可改良某些性状。b缺点:需大量处理供试材料,具有一定的盲目性。要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训练考点访谈一、基因突变及其对生物性状的影响1基因突变的“随机性随机性”(1)时间上的随机性:它可发生于生物个体发育的任何时期,甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生,如老年人易患皮肤癌等。一般的,基因突变发生的时期越迟,生物体表现突变的部分越少。(2)部位上的随机性:基因突变既可发生于体细胞中,也可发生于生殖细胞中,若为前者,一般不传递给后代(但不是绝对的);若为后者,则可产生基因突变的生殖细胞,进而通过生殖传给子代。要点一要点一151112要点二要点
3、二610考题精编考题精编速效训练速效训练2基因突变不改变染色体上基因的数量 (1)基因突变不一定会引起生物性状的改基因突变不一定会引起生物性状的改变变 1、有的氨基酸不止一种密码子。、有的氨基酸不止一种密码子。(简并性简并性)2、功能基因的隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的功能基因的隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变。改变。3 3、基因突变也可能发生在非编码序列、基因突变也可能发生在非编码序列(基因中不直接编基因中不直接编码蛋白质的序列,但对其表达有调控作用码蛋白质的序列,但对其表达有调控作用)中。中。要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训练3碱基突变
4、数对生物性状影响程度的关系 一般来说,个别碱基对的替换替换比缺失和增添所造成的影响要小(以某基因转录成的mRNA为例,且不考虑终止密码)。某mRNA上的碱基序列如下图所示:如果4号碱基发生替换,则最多导致b点对应的氨基酸发生改变。但如果4号碱基缺失,则有可能导致后面氨基酸全部发生改变,因为密码子要发生重新组合:(5、6、7)(8、9、10)(11、12、13)由此推理出:如果插入1个碱基,则很有可能会导致插入点以后的氨基酸全部发生改变;当碱基发生增减时,碱基数以3的倍数发生变化时对氨基酸的序列造成的影响比不是以3的倍数发生变化所造成的影响相对要小。要点一要点一151112要点二要点二610考题
5、精编考题精编速效训练速效训练典例精析1(2010上海三校联考)自然界中,一种生物某一基因及其突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:根据上述氨基酸序列判断这三种突变基因DNA分子的改变分别是()A突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3可能为一个碱基的增添B突变基因2和3为一个(或两个)碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添C突变基因1为一个(或两个)碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添D突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训练答案:A二、基因重组二、基因重组1概念:在生物体进行有性生殖的过程
6、中,控制不同性状的基因的重新组合。2类型(1)在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。(2)在减数分裂的四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了局部互换而造成控制不同性状的基因的重新组合。(3)重组DNA技术。3意义:通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一,对于生物的进化具有十分重要的意义。考点二考点二 基因重组的理解基因重组的理解【例2】2008年宁夏高考题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.非姊妹染色单体的交换可引起基因重组 C.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
7、 D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关 【解析】基因重组是指非等位基因间的重新组合,能产生大量的变异类型,但只产生新的基因型,不产生新的基因。基因重组的细胞学基础是性原细胞的减数第一次分裂,同源染色体彼此分离的时候,非同源染色体之间的自由组合和同源染色体的姐妹染色单体之间的交叉互换。C透视误区 基因突变能在所有生物中发生,基因重组只能发生在进行有性生殖的生物中。基因突变能发生在有丝分裂、减数分裂、无丝分裂及病毒的增殖中,基因重组仅发生在减数分裂中。基因突变是对某一基因而言,基因重组至少是两对或两对以上的基因才会发生。要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训
8、练二、染色体结构变异的类型 考点考点1 1染色体的结构变异:染色体的结构变异:【知识超链接知识超链接2】染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别、联系联系染色体结构变异染色体结构变异基因突变基因突变区区别别原因原因光学显微光学显微镜观察镜观察结果结果联系联系细胞水平细胞水平,可直接观察可直接观察DNA片段片段的变化的变化DNA个别碱基对个别碱基对的变化的变化不产生新基因不产生新基因,只改只改变基因的数量和顺序变基因的数量和顺序产生新基因产生新基因(等位基因等位基因),不改变基因的数量,不改变基因的数量统称为统称为“突变突变”,进化的原材,进化的原材料料分子水平分子水平,不可
9、直接观察不可直接观察思考:如何判断某种变异使基因突变造成的还是染思考:如何判断某种变异使基因突变造成的还是染色体变异造成的?色体变异造成的?考点考点1 1染色体的染色体的结构结构变异:变异:【例例1】已知某物种的一条染色体上依次排列着已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因,下面列出的若干种变化中,未发生染色体结构变化五个基因,下面列出的若干种变化中,未发生染色体结构变化的是的是 ()D 缺失缺失 重复重复 倒位倒位(1 1)类型)类型易位易位(2 2)判断方法:)判断方法:(3 3)实质:)实质:染色体长度发生了改变;(或者)染色体长度发生了改变;(或者)基因的数目或排列
10、顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变J K L1交叉互换与染色体易位的区别交叉互换与染色体易位的区别【例1】2009年上海高考题图6-8-1中和表示发生在常染色体上 的变异。和所表示的变异类型分别属于 ()A.重组和易位 B.易位和易位 C.易位和重组 D.重组和重组 【解析】考查基因重组与染色体变异的区别及图像识别分析能力。由题图可看出,表示同源染色体互换同源区段,是交叉互换,属于基因重组;表示两条非同源染色体交换了片段,属于染色体结构变异中的易位。An (2009福州统考)果蝇的一条染色体上,正常基因的排列顺序为123456789,中间的“”代表着丝粒,下表表示了由该正常染色体发生
11、变异后基因顺序变化的四种情况。有关叙述错误的是 A.a是染色体某一片段位置颠倒引起的Bb是染色体某一片段缺失引起的Cc是染色体的着丝点改变引起的Dd是染色体增加了某一片段引起的答案答案C随讲随练随讲随练1.以下情况属于染色体变异的是 ()21三体综合征 花药离体培养后长成的植株 猫叫综合征 镰刀型细胞贫血症 三倍体无子西瓜 A.B.C.D.B二、染色体数目的变异类型:二、染色体数目的变异类型:整组染色整组染色体变异体变异增多增多减少减少正常正常个别染色个别染色体增减体增减概念概念:(1)细胞内细胞内个别染色体个别染色体的增加或减少。的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以)细胞内染色体数目以染色
12、体组染色体组的形式成倍的形式成倍地增加或减少。地增加或减少。概念:概念:细胞内某一个或几个染色体的数量细胞内某一个或几个染色体的数量增多或减少。增多或减少。后果:后果:某个染色体增多或减少后将导致相某个染色体增多或减少后将导致相应蛋白质的增多或减少,从而导致新陈代谢的应蛋白质的增多或减少,从而导致新陈代谢的严重紊乱,造成细胞死亡或严重的功能缺陷。严重紊乱,造成细胞死亡或严重的功能缺陷。如:如:2121三体综合症、三体综合症、XYYXYY、XXYXXY、XOXO正常正常增多增多减少减少、个别个别染色体染色体变异变异概念:概念:体细胞内体细胞内染色体组染色体组的增多或减少。的增多或减少。后果:后果
13、:在高等植物,染色体组增多的植株在高等植物,染色体组增多的植株一般具有个体大,各器官粗大,成熟推迟;染一般具有个体大,各器官粗大,成熟推迟;染色体组减少的植株则生长瘦弱色体组减少的植株则生长瘦弱,个体较小。个体较小。染色体组为染色体组为奇数奇数时,因减数分裂时联会紊时,因减数分裂时联会紊乱,表现为乱,表现为高度不孕高度不孕(不能产生种子)。(不能产生种子)。、整、整组变异组变异 细胞内的一组细胞内的一组非同源染色体非同源染色体,在,在形态和形态和功能上各不相同功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的,携带着控制生物生长发育的全部全部遗传信息遗传信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。,这样的
14、一组染色体,叫做一个染色体组。染色体组染色体组:1.染色体组染色体组体体细细胞胞配配子子细细胞胞请判断下列细胞中各有多少个染色体组?请判断下列细胞中各有多少个染色体组?2个个3个个4个个1个个2个个4个个知识链接知识链接 某生物体细胞中染色体组数目的判断某生物体细胞中染色体组数目的判断 (1 1)根据染色体形态判断:)根据染色体形态判断:细胞内形态、大小相同的细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则该细胞中就含有几个染色体组。染色体有几条,则该细胞中就含有几个染色体组。如图所示,每种形态的染色体有3条,则该细胞中含有3个染色体组。(2 2)根据基因型判断:)根据基因型判断:在细胞或生物体的基因型
15、中,控在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次,该细胞或制同一性状的相同基因或等位基因出现几次,该细胞或生物体中就含有几个染色体组。生物体中就含有几个染色体组。例如基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体,含有4个染色体组。也可以记作:同一个字母不分大小写重复出现几次,就是几倍体生物。(3)根据染色体数目和染色体形态推算 含有几个染色体组数染色体数目含有几个染色体组数染色体数目/染色体形态数染色体形态数 如图,共有8条染色体,染色体形态数(形态大小不相同)为2,所以染色体组数为824(个)。考点考点2 2染色体的染色体的数目数目变异:变异:染色体组染色体组【小组讨论小组
16、讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目色体组所含的染色体数目.(注:图中非等位基因位于非同源染色体注:图中非等位基因位于非同源染色体)(5)染色体组数的判断方法:)染色体组数的判断方法:(限时:(限时:5min)1.根据染色体根据染色体形态形态判断:判断:不同形态的不同形态的非同源染色体非同源染色体为一个染色体组为一个染色体组2.根据根据基因型基因型判断:控制判断:控制同一性状同一性状的基因个数的基因个数4组组(3条条/组组)1组组(4条条)3组组(2条条)戊戊 己己庚庚甲甲 乙乙丙丙 丁丁辛辛 壬壬癸癸 3组组(3
17、条条/组组)2组组(4条条/组组)1组组(4条条)4组组(1条条)2组组(2条条)4组组(2条条)同一种字母同一种字母 (包括大小写)(包括大小写)2组组(2条条)考点二考点二 单倍体、二倍体和多倍体单倍体、二倍体和多倍体 1.1.单倍体、二倍体和多倍体的判断单倍体、二倍体和多倍体的判断 根据二倍体和多倍体的概念,判别二倍体和多倍体时,以体细胞中具有的染色体组数为依据。体细胞中含两个染色体组的个体为二倍体二倍体,含三个染色体组的个体为三倍体三倍体。一般来说体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体,称为多倍体多倍体。单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数目的个体,判断的依据不是染色体组数,而是染色体
18、数目,并且以本物种配子的染色体数目作为参照对象。(1 1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成,其体细胞中有几个)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成,其体细胞中有几个染色体组,该生物就是几倍体。染色体组,该生物就是几倍体。(2 2)如果生物体是由生殖细胞)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成,则卵细胞或花粉直接发育而成,则无论体细胞中含几个染色体组,都叫单倍体无论体细胞中含几个染色体组,都叫单倍体。2.2.单倍体与多倍体的比较单倍体与多倍体的比较【例2】2009年广东高考题有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验,正确的叙述是 ()A.可能出现三倍体细胞 B.多倍体细胞形成的比
19、例常达100%C.多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期 D.多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会 【解析】用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,进而影响染色体向两极移动,细胞不能正常分裂形成两个子细胞,导致植物细胞内染色体组数目加倍,形成多倍体植物。此过程中,加倍后的细胞内染色体组数目不可能为奇数,且只有处在分裂过程中的细胞才受低温影响。整个过程中不存在减数分裂,也不会出现非同源染色体的重组。C3(2009山东调研)下图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是()A该动物的性别是雄性的B乙细胞表明该动物发生了基因突
20、变或基因重组C1与2或1与4的片段交换,前者属于基因重组,后者属于染色体结构变异D丙细胞不能进行基因重组答案:B要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训练12344(2009广东调研)右图是某二倍体植株(2N4)的一个正在分裂的细胞模式图,相关叙述正确的是()A该植物的基因型必为AaBBB该细胞是由花粉粒发育而来的C该植株不可能产生Ab型配子D该细胞发生过基因突变解析:细胞分裂后期,由姐妹染色单体分离形成的移向细胞两极的两条染色体是相同的,其上的基因若有区别,则一般为基因突变的结果。答案:D要点一要点一151112要点二要点二610考题精编考题精编速效训练速效训
21、练考点访谈二、无子西瓜和无子香蕉1无子西瓜是经多倍体育种形成的三倍体,由于三倍体无子西瓜在减数分裂中同源染色体联会紊乱,因而不能形成正常的生殖细胞,当然就不会有种子。用二倍体西瓜成熟花粉授粉的目的是刺激子房发育成果实,并不进行受精作用。其培育原理如下图:要点一要点一151314要点二要点二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点三要点三2 2无子香蕉是三倍体,故无法产生正常配子,也不会有种无子香蕉是三倍体,故无法产生正常配子,也不会有种子,可用无性繁殖产生后代。子,可用无性繁殖产生后代。透视误区 无子西瓜形成的根本原因是染色体(遗传物质)变化,所以属于可遗传变异。无子西瓜并不是真正无子,只是
22、结籽率很小,称之为“无子”。第二年给三倍体植株授以二倍体植株的花粉,目的不是授粉,而是刺激子房发育为果实。要点一要点一151314要点二要点二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点三要点三典例精析2(2011苏州调研)请思考回答下列问题:(1)在无子西瓜培育中,二倍体起的作用是_。(2)可以用四倍体的西瓜为父本,二倍体的西瓜为母本得到三倍体的西瓜种子吗?_。(3)无子西瓜性状能遗传吗?_。要点一要点一151314要点二要点二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点三要点三答案:(1)作为诱导四倍体的被处理的材料;作为父本提供配子;提供花粉,刺激子房发育(2)不可以(3)能教你一招 判断无
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