生物第7单元 生物的变异、育种与进化 第20讲 基因突变与基因重组（必修2）.ppt

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1、生物课标版第20讲基因突变与基因重组考点一基因突变考点一基因突变教材研读教材研读一、基因突变的实例与概念1.基因突变的实例(1)图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和翻译。突变主要发生在a(填字母)过程中。(2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了基因突变,碱基对由突变成。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,而引起的基因结构的改变。二、基因突变的原因、特点、结果与意义1.基因突变的发生时期:主要发生在DNA复制时(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)。2.基因突变的原因类型举例引发突变原因外因物理因素紫外线、X射线损伤细胞内DNA化学因素亚硝酸

2、、碱基类似物改变核酸碱基生物因素某些病毒影响宿主细胞DNA内因DNA分子复制偶尔发生错误3.基因突变的特点(1)普遍性:所有生物均可发生基因突变。(2)随机性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子的不同部位。(3)低频性:自然状态下,突变频率很低。(4)不定向性:一个基因可以向不同方向发生突变产生复等位基因,还可能发生回复突变。(如图所示)(5)多害少利性:突变性状大多有害少数有利。4.基因突变的结果:产生一个以上的等位基因。考点二基因重组考点二基因重组1.概念2.类型类型发生时期实质自由组合型减后期非同源染色体上的非等位基因自由组合交叉互换型减前期同源染色体上的等位基因随非姐

3、妹染色单体交换而交换3.应用:杂交育种。4.意义(1)是生物变异的来源之一。(2)为生物进化提供材料。(3)是形成生物多样性的重要原因之一。1.判断下列有关基因突变说法的正误。(1)DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换,引起的基因结构改变称 为 基 因 突 变。()(2)(2015海南单科,19A)等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因。()(3)(2015海南单科,19B)X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率。()(4)(2015海南单科,19C)基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基 因 突 变。()(5)(2015海南单科,19D)在基因b的ATGCC序列中插入碱

4、基C可导致基因 b 的 突 变。()(6)(2014浙江理综,6C)突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复 为 敏 感 型。()(7)X射线处理既可能引起基因突变也可能导致染色体变异。()(8)某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2可能是由于碱基对替换 或 碱 基 对 插 入 造 成 的。()(9)积聚在甲状腺细胞内的131可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突 变 并 遗 传 给 下 一 代。()(10)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。()2.判断下列有关基因重组说法的正误。(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦。()(2)减数第二次分裂

5、时,非姐妹染色单体之间自由组合。()(3)有丝分裂和减数分裂过程中非同源染色体之间均可发生自由组合,导 致 基 因 重 组。()(4)原核生物和真核生物都会发生基因重组。()(5)在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生基因突变与基因重组。()突破一基因突变与基因重组辨析突破一基因突变与基因重组辨析1.“表格法”对比基因突变与基因重组项目基因突变基因重组发生时期主要发生在有丝分裂间期减分裂前的间期减分裂后期减分裂前期产生原因物理、化学、生物因素碱基对的增添、缺失、替换基因结构的改变交叉互换、自由组合基因重新组合应用诱变育种杂交育种联系都使生物产生可遗传的变异在长期进化过程中,基因突变产生新基

6、因,为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础二者均产生新的基因型,可能产生新的表现型考点突破考点突破2.走出基因突变与基因重组认识的七大误区(1)不同类型的基因突变对蛋白质的影响不同(2)基因突变不一定导致生物性状的改变突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。基因突变后形成的密码子与原密码子可能决定的是同一种氨基酸。基因突变若为隐性突变,如AAAa,不会导致性状的改变。(3)基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、替换,原因有二:碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前

7、的序列而影响缺失位置后的序列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。有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失、替换引起病毒性状变异,广义上也称基因突变。(4)基因突变不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因素。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,例如射线对DNA分子的损伤发生在基因内部,也属于基因突变。(5)基因突变不一定都产生等位基因病毒和原核生物的基因结构简单,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

8、个新基因。(6)基因突变不一定都能遗传给后代基因突变如果发生在有丝分裂过程中,一般不能遗传给后代,但有些植物可通过无性生殖传递给后代。基因突变如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。(7)自然条件下基因重组发生在配子形成过程中,而不是受精作用发生时。1.细胞分裂图中的基因突变与基因重组辨析如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或交叉互换,如图乙。2.根据亲子代基因型辨析基因突变与基因重组如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹

9、染色单体上A与a不同的原因是基因突变或交叉互换。考向一借助基础判断考向一借助基础判断,考查基因突变与基因重组的辨析考查基因突变与基因重组的辨析1.(2016安徽皖江示范高中联考,16)下列关于基因突变和基因重组的叙述,错 误 的 是()A.基因重组是生物变异的根本来源B.基因重组能够产生多种基因型C.基因突变常常发生在DNA复制时D.基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换答案答案A基因突变是生物变异的根本来源,A错误;基因重组能够产生多种基因型,不能产生新基因,B正确;基因突变常常发生在DNA复制时,C正确;基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,D正确。2.(2017黑龙江哈尔滨六中期

10、中,14)下列有关生物变异的说法正确的是()A.减数第二次分裂时,非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组B.基因突变后,若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少C.三倍体无子西瓜无法产生后代,这种变异属于不可遗传的变异D.基因突变、基因重组和染色体变异均可为生物的进化提供原材料答案答案D减数第一次分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换才属于基因重组,减数第二次分裂时,细胞中无同源染色体,非姐妹染色单体之间的交叉互换则属于染色体结构变异中的易位,A错误;基因突变后,基因数目不变,B错误;三倍体无子西瓜形成过程中,细胞的遗传物质发生了改变,为可遗传的变异,C错误。考向二依托细胞分裂图考

11、向二依托细胞分裂图,考查基因突变与基因重组的辨析考查基因突变与基因重组的辨析3.(2016福建福州八县联考,33)下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的 图 像,根 据 图 像 判 定 每 个 细 胞 发 生 的 变 异 类 型,正 确 的 是()A.基因突变基因突变基因突变B.基因突变或基因重组基因突变基因重组C.基因突变基因突变基因突变或基因重组D.基因突变或基因重组基因突变或基因重组基因重组答案答案C图中分别处于有丝分裂的中期和后期,A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的,图中的变异只能来自基因突变;处于减数第二次分裂的后期,A与a的不同可能来自于基因突变或减前期的交叉

12、互换(基因重组),所以本题答案为C。4.如图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断不正 确 的 是()A.甲细胞表明该动物发生了基因突变B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代答案答案D据题干甲、乙、丙是同一个二倍体动物(基因型为AABb)的几个细胞分裂图分析可知:甲图表示有丝分裂后期,姐妹染色单体分离形成的子染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果;乙图表示减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分离形成的子染色体上基因A与a不同,只能是基因突变的结果;丙图属于减数第二次分裂

13、后期图,基因B与b所在的染色体颜色不一致,则姐妹染色单体分离形成的子染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的。甲细胞分裂产生体细胞,产生的变异一般不遗传给后代。突破二不同变异类型的实验判断突破二不同变异类型的实验判断1.可遗传变异与不可遗传变异及判断方法(1)可遗传变异与不可遗传变异不可遗传变异环境变化,遗传物质未变可遗传变异(2)判断方法2.基因突变和基因重组的判断方法3.显性突变和隐性突变的判定(1)类型(2)判定方法:选取突变体与其他已知未突变体杂交,据子代性状表现判断。让突变体自交,观察子代有无性状分离而判断。考向依托实验、实例考向依托实验、实例,考查变异类型的判断考查变异类型的判断1.

14、某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆,经基因检测,该突变性状为基因突变所致,有两种可能:一是显性突变,二是隐性突变。请设计最简便的实验方案判定基因突变的类型。答案答案让突变体自交,若自交后代出现性状分离,该突变为显性突变;若自交后代未出现性状分离,该突变为隐性突变。解析解析2.(2016山东德州上学期期中,28)研究发现某野生型二倍体植株3号染色体上有一个基因发生突变,且突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传。(1)据此判断该突变为(显性/隐性)突变。(2)若正常基因与突变基因编码的蛋白质分别表示为、,其氨基酸序列如下图所示:据图推测,产生的原因是基因中发生了,进一步研究发现,的相对分子质量明显大于,出现此现象的原因可能是。答案答案(1)隐性(2)碱基对的增添或缺失终止密码子位置后移,导致翻译(或蛋白质合成)终止延后解析解析(1)题干中指出突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传,由此判断该突变为隐性突变,突变个体为隐性纯合子。(2)分析突变基因编码的蛋白质可知,从突变位点之后氨基酸的种类全部改变,这说明基因中发生了碱基对的增添或缺失,若mRNA上终止密码子位置后移,则会导致翻译终止延后,使合成的蛋白质相对分子质量增大。