第5章基因突变和基因重组.pptx
《第5章基因突变和基因重组.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第5章基因突变和基因重组.pptx(98页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、综合分析近几年各地高考理综试题生物部分,本章有以下高考命题规律。1.命题内容:从命题的侧重点来看,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,并且结合分析典型的材料,加深原理的理解与应用。还考查人类遗传病的类型、概率的计算及调查、监测与预防,这部分内容常常与遗传变异相结合,有利于解决生产生活中的实际问题。同时应重视“低温诱导植物染色体数目的变化”实验,该实验原理与应用是近三年考查的重点内容。2.命题形式:纵观近三年高考试题,本章知识的主要考查形式是选择题、简答题和实验题,但最主要的形式是选择题,有时结合图表题以考查知识掌握、理解能力及信息获取能力。广东近五年高
2、考均对本章进行了命题。3.命题思路:从命题思路上分析,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,特别是以育种和遗传病等为背景材料命制大型的综合题,可以较好地考查学生的综合分析能力及知识应用能力。4.命题趋势:课标高考试题对本章的考查,常从基因重组的类型和基因突变的类型、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考查。根据近几年高考命题特点和规律,本章的复习备考策略如 下。1.知识方面:(1)基因突变和基因重组:通过列表形式比较基因突变和基因重组的特征、原因
3、、类型及其对性状的影响,还要结合简图进一步理解基因突变的概念,注意基因重组在杂交育种和基因治疗疾病方面的应用。(2)染色体变异:通过简图的形式记忆基本概念,如染色体组、二倍体、多倍体和单倍体等,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“低温诱导植物染色体数目的变化实验”的原理与应用。(3)人类遗传病:通过实例分析遗传病的类型与发病原因,掌握调查及监测方法,关于遗传系谱图的分析是复习的重点,联系变异、遗传规律、伴性遗传等知识,通过基因型的判断、概率的计算及实验设计等归纳解题方法,提高知识的应用能力。2.能力方面:课标高考试题对本章的层级考查,集中在理解能力、信息获取能
4、力和综合应用能力等层次。一、基因突变 1.概念:DNA分子中发生碱基对的替换替换 、增添、增添和缺缺失失,而引起的基因结构基因结构的改变(注:这种变化在显微镜下是看不见的)。2.实例:镰刀型细胞贫血症(1)直接原因:血红蛋白分子上一个氨基酸氨基酸被替换(2)根本原因:血红蛋白基因中一个碱基对碱基对被替换。3.发生的时间、原因、特点及意义(1)时间:主要发生在有丝分裂间期有丝分裂间期 或减数第一次分裂减数第一次分裂间期间期。(2)原因物理因素:包括紫外线紫外线、X射线射线 及其他辐射其他辐射 等;化学因素:包括各种能够与DNA分子发生作用而改变DNA分子结构和性质的物质,如亚硝酸亚硝酸、碱基类似
5、物、碱基类似物 等;生物因素:如某些病毒某些病毒等。(3)特点普遍性普遍性:在生物界普遍存在;随机性随机性:在个体发育的任何时期和任何细胞中;低频性低频性:突变的频率是很低的;不定向性:可产生多个等位基因等位基因;多害少利性:基因突变一般都是有害的,但是否有害取决于环境环境。(4)意义新基因新基因产生的途径;生物变异生物变异的根本来源;生物进生物进化化的原始材料。二、基因重组二、基因重组1.概念:在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。2.发生时间及类型(1)自由组合型:在减数第一次分裂后期,位于非同源染色体非同源染色体上的非等位基因上的非等位基因自由组合。(2)交
6、叉互换型:在减数分裂形成四分体四分体时期,位于同源染色同源染色体上的等位基因体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而交换。(3)基因工程基因工程:外源基因的导入。3.意义:能够产生多样化的基因组合的子代,是生物变异生物变异的重要来源之一,对生物进化具有重要意义。基因突变的特点、原因及结果1.基因突变的特点(1)基因突变在生物界具有普遍性。如棉花的短果枝、水稻的矮秆和糯性、人的色盲、血友病、糖尿病、白化病等都是基因突变的结果。(2)基因突变是随机发生的、不定向的,即具有随机性和不定向性,它可以发生在生物个体发育的任何时期和任何细胞中,同一DNA分子的不同部位。一个基因可以向不同的方向发生突变,产
7、生一个以上的等位基因,而且基因突变的方向和环境没有明确的因果关系。(3)在自然状态下,基因突变的频率是很低的,即具有低频性。(4)基因突变一般都是有害的,即有害性,但是否有害取决于环境。2.基因突变的原因、结果 基因突变是基因在渗变因素作用下,内部分子结构改变的结果。基因突变的分子机制可以概括如下:a.基因突变的频率低,但由于一个个体基因包含大量的核苷酸,所以突变的核苷酸数目较多。b.基因突变只改变基因的结构(Aa或aA),不改变染色体上基因数目。c.以RNA为遗传物质的生物,RNA由于为单链,结构不稳定,更易发生基因突变。基因突变是生物变异的根本来源,下列有关叙述错误的是()A.生物体内的基
8、因突变属于可遗传变异B.基因突变频率很低,种群每代突变的基因数也很少C.基因突变发生后,生物的表现型可能不改变D.基因突变的方向与环境没有明确的因果关系基因突变频率很低,但由于种群基因核苷酸数目较多,每代突变的基因数也较多。B基因突变对生物性状及后代的影响1.基因突变与生物性状的关系(1)基因突变不改变生物性状由于密码子的简并性,某些基因突变,但对应的氨基酸可能不发生变化。隐性突变在杂合子状态下,也不引起性状改变。某些基因突变,对应蛋白质个别位置的氨基酸改变,但并不影响蛋白质功能,不影响性状。若突变发生在内含子区域(即基因的非编码区),生物的性状也不改变。(2)基因突变改变生物性状 少数基因突
9、变可引起生物性状改变,如人类镰刀型细胞贫血症。基因突变不一定会引起生物性状的改变。自然界中,一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下表所示:根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是()A.突变基因l和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添B.突变基因2和3为一个碱基的替换,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l和3为一个碱基的增添当基因分子结构中发生一个碱基替换时,其所决定的蛋白质的氨基酸数量将不变,种类可能有一个氨基酸改变,但也可能未引起氨基酸种类的改变。
10、当基因分子结构中发生一个碱基的增添或缺失时,将会引起突变位置之后的密码子连锁反应式的一系列改变。从题目获取的信息有:与正常基因相比,突变基因1所控制的氨基酸序列未变,突变基因2所控制的氨基酸序列仅一个发生变化,而突变基因3所控制的氨基酸序列从苯丙氨酸之后,连锁反应式的发生了一系列变化,故选项A所述符合题意。A基因重组的理解1.列表分析:2.图解分析:(2010中山模拟)如图为某二倍体高等动物细胞示意图,其中A、B、C、D代表四条染色体,其上分别有基因R、r、M、m,请据图回答:(1)若图中细胞此时(用文字作答)之间发生部分交换,就可能导致控制不同性状的基因发生重新组合。(2)若图中A为X染色体
11、,而且该细胞经减数分裂最后形成的子细胞中含XX,可能的原因有、,由此产生的相应子细胞异常的概率分别为、。(3)该动物的体细胞中染色体最多为条,染色体组数最多为组。若该动物的体细胞分裂得到的子细胞中出现Rrmm的基因型,可能的原因是。(1)四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间进行交叉互换,导致基因重组;(2)减数分裂后子细胞中含XX的原因有两种可能,一是减数第一次分裂后期同源染色体未分离,二是减数第二次分裂后期着丝点分裂后的两条X染色体移向同一极,前一种情况所产生的子细胞全部异常,后一种情况只在一个次级性母细胞中出现,所以异常的细胞占50%;(3)该动物体细胞有丝分裂后期染色体数目最多为8条
12、,4个染色体组,体细胞的分裂为有丝分裂,Rrmm出现的原因是基因突变。(1)同源染色体上的非姐妹染色单体(2)减数第一次分裂后期同源染色体未分开减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分开 100%50%(3)84在有丝分裂的间期发生了基因突变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,由于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,以及非同源染色体上非等位基因的自由组合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
13、条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交,有性生殖过程中的减数分裂意义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应用通过诱变育种新品种1.通过杂交育种,使性状重组,可培育优良品种;2.基因工程育种项目基因突变基因重组区别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;3.二者均可产生新的基因型,可能产生新的表现型。a.基因突变存在于所有生
14、物中,基因重组仅存在于有性生殖的生物中。b.基因突变是对某一基因而言的,基因重组是两对或两对以上的基因才会发生。细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异,其中仅发生在减数分裂过程的变异是()A.染色体不分离或不能移向两极,导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合,导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响,导致基因突变D.非同源染色体某片段移接,导致染色体结构变异 有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极,从而导致染色体数目变异;非同源染色体自由组合,导致基因重组只能发生在减数分裂过程中;有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制,受诱变因素影响,可导致基因突变;非同源染色
15、体某片段移接,导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。B一、染色体变异的类型一、染色体变异的类型1.染色体结构的变异(1)缺失;(2)重复;(3)易位:染色体的某一片段移接到另一条 非同源染色体非同源染色体 上;(4)倒位倒位:染色体的某一段的位置颠倒了。2.染色体数目的变异(1)细胞内个别染色体个别染色体的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以染色体组染色体组的形式成倍地增加或减少。二、染色体变异的有关概念二、染色体变异的有关概念1.染色体组:细胞中的一组非同源染色体非同源染色体,在形态和功能形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息全部遗传信息。2.二倍体:由受精
16、卵受精卵发育而来的、体细胞中含有两个染色两个染色体组体组的个体叫做二倍体。几乎包括全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。3.多倍体(1)概念:由受精卵受精卵发育而来,体细胞含三个或三个以三个或三个以上上染色体组的个体。(2)特点:茎秆粗壮粗壮;叶片、果实和种子叶片、果实和种子都比较大;糖类和蛋白质糖类和蛋白质等营养物质含量有所增加。(3)人工诱导多倍体方法:用秋水仙素秋水仙素 来处理萌发的种子或幼苗,还可以用低温低温处理人工诱导多倍体。原理:秋水仙素能够抑制纺锤体的形成纺锤体的形成,导致染色体不能分离,从而引起细胞内染色体数目染色体数目加倍。4.单倍体(1)概念:由配子配子发育而来,即体细胞
17、中含有本物种本物种配子配子染色体数目的个体。(2)特点:与正常植株相比,植株长得弱小弱小,而且高高度不育度不育。(3)单倍体育种过程:花药(花粉)单倍体植株单倍体植株 正常纯合子优点:明显缩短缩短 育种时间。离体培养染色体结构变异1.染色体结构变异类型比较结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。2.染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异是指染色体上基因数目或者顺序的改变;基因突变是指基因结构的改变,包括碱基的替换、增添、缺失。3.易位和交叉互换的区别易位发生在非同源染色体之间,是指一条染色体的某一片段移接到另外一条非同源染色体上。交叉互换发生在同源染色体
18、的非姐妹染色单体之间。a.染色体变异属于细胞水平变异,可通过光学显微镜直接观察,但基因突变、基因重组不可以。b.大多数染色体结构变异对生物体是有害的,有的甚至导致生物体死亡。在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异,甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()甲图中发生了染色体结构变异,增加了生物变异的多样性乙图中出现的这种变异属于染色体变异甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A.B.C.D.甲图中发生的是染色体中某一片段位置颠倒,属于染色体结构变异;乙图中属于在着丝点分裂时,两条姐妹染色单体移向了同一极,使子细胞中染色体多了一条,属于染色体
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基因突变 基因 重组
限制150内