第23课时 基因突变和基因重组课件

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1、第七单元 生物变异、育种和 进化,第23课时 基因突变和基因重组,必备知识梳理,回扣基础要点 一、基因突变的实例和概念 1.实例 （1）镰刀型细胞贫血症的病因图解如下：,（2）考点归纳 图示中a、b、c过程分别代表 、 和 。突变发生在 （填字母）过程中。 患者贫血的直接原因是 异常，根本原 因是发生了 ，碱基对由 突变成 2.概念：DNA分子中发生碱基对的 、 和 ，而引起的 的改变。该变化若发 生在 中，将遵循遗传规律传递给后代；若 发生在体细胞中，一般 ；但有些植物 的体细胞发生基因突变，可通过 传递。,DNA复制,转录,翻译,a,蛋白质,基因突变,替换,增添,缺失,基因结构,配子,不能

2、遗传,无性繁殖,二、基因突变的原因、特点、时间和意义,替换,缺失,物理因素,化学因素,普遍性,随机性,低频性,不定向性,多害少利性,新基因,练一练 基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基 因突变特点的说法中，正确的是 ( ) A.无论是低等还是高等生物都可能发生突变 B.生物在个体发育的特定时期才可发生突变 C.突变只能定向形成新的等位基因 D.突变对生物的生存往往是有利的 解析 无论是低等生物还是高等生物，无论是体 细胞还是生殖细胞，无论是个体发育的哪个时 期，都可能发生突变；突变是不定向的，一个 位点上的基因可以突变成多个等位基因；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

3、后，出现新的生物体性状往往与环境 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。,A,三、基因重组 1.概念：基因重组是指在生物体进行 的过程中，控制不同性状的基因的 。所以，进行 的生物会发生基因重组。 2.类型：基因重组有 和 两类。前者发生在 （非同源染色体的自由组合），后者发生在 （同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换）。另外，外源基因的导入也会引起基因重组。,有性生殖,重新组合,有性生殖,自由组合,交叉互换,减数第一次分裂的后期,减数第一次分裂的,四分体时期,3.意义：基因重组是 的来源之一，是形 成生物 的重要原因，对生物的 也具有 重要意义。

4、 基因重组的范围有性生殖生物。但不 能说“一定”是有性生殖生物，因为还包括“外 源基因导入”这种情况。 基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来 源；基因重组能产生新基因型，是生物变异的重 要来源，两者都为进化提供原材料。,生物变异,多样性,进化,提醒,构建知识网络,高频考点突破,考点一 生物的变异 1.变异的概念 生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。 变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异，而遗传强调亲子代之间的相似性。,提醒,2.可遗传变异与不可遗传变异的比较,水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗传变异，但射线

5、、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传变异。 病毒和细菌等原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。,提醒,实验探究,探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路,1.若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体 形态、数目、结构是否改变。 2.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状 是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则 为不可遗传变异。 3.设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的 基因型是否改变。,对位训练 1.玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎和矮茎之分。据此完成下列题目： （1）种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制来实现的

6、。 （2）矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。,实验步骤： a.在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。 b.雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。 c.雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。 实验预期及相关结论： a.。 b.。 问题： a.预期最可能的结果：。 b.对上述预期结果的解释：。,解析基因对性状的控制有两条途径，一个是通过控制蛋白质的合成来直接控制生物性状；另外一条途径是通过控制酶的合成，来控制代谢从而

7、间接控制生物性状。因为色素不是蛋白质，显然基因不能直接控制，只能通过酶间接控制。如果高茎变异是环境引起的变异，遗传物质没有改变则自交后代的植株都是矮茎。如果遗传物质发生了改变，则自交后代便会有高茎存在。 答案（1）有关酶的合成来控制代谢，进而控制性状 （2）a.子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引起的变异能够遗传 b.子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异不能遗传 a.子代玉米植株全是矮茎 b.适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、生长，但不能改变细胞的遗传物质（其他正确答案也可）,考点二 基因突变 1.基因突变的分子机制,无丝分裂、原核生物的二分裂及病 毒DNA复制时均可

8、发生基因突变。 基因突变不改变染色体上基因的数量，只 改变基因的结构，即由Aa或aA，而A、a 的本质区别是其基因分子结构发生了改变， 即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序 发生了改变。 2.类型 （1）显性突变：如aA，该突变一旦发生即可 表现出相应性状。 （2）隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物 个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。,提醒,3.基因突变对性状的影响 （1）基因突变改变生物性状 突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。 （2）基因突变不改变生物性状 体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因。 若该亲代DNA上某个碱

9、基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。 根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。 性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来等。,4.基因突变多害少利 基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关 系，所以一般有害；但有少数基因突变也可能使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间。 基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。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。 有些基因突变既无害也无益。,提醒,误区警示 1. DNA复制只发

10、生在过程中，、过程不发生。 2.基因突变容易发生在具有DNA复制功能的细 胞中（具有分裂能力的细胞），已高度分化的失去 分裂能力的细胞因其不发生DNA复制，故不容易 发生基因突变。所以细胞发生基因突变的概率为： 生殖细胞体细胞，分裂旺盛的细胞停止分裂的 细胞。,3.诱变育种材料 只要能进行细胞分裂的材料都符合要求，如萌发的种子、小白鼠等；但不进行细胞分裂的材料不符合要求，如干种子、动物精子等。原因是诱变育种必须发生基因突变，而基因突变只能发生在细胞分裂的DNA复制过程中。 4.突变频率很低，但突变的基因数或个体数不一定少。 5.基因突变一定是可遗传变异，因为遗传物质改变了；但基因突变产生的新基

11、因新性状不一定传递给后代，若发生在体细胞中，一般不会传递给子代，而发生在配子中可以。,对位训练 2.（2008广东理基，47）有关基因突变的叙 述，正确的是 ( ) A.不同基因突变的频率是相同的 B.基因突变的方向是由环境决定的 C.一个基因可以向多个方向突变 D.细胞分裂的中期发生基因突变 解析 基因突变是遗传物质的内在变化，具有 不确定性和多方向性，一般发生在DNA复制时。,C,3. 关于基因突变的说法中，不正确的是 ( ) 基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的 基因突变一定能够改变生物的表现型 人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的 由环境引起的变异是不能够遗传的

12、 基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变 紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使皮肤变黑都属于可遗传变异 A. B. C. D.,C,考点三 基因重组的理解,识图析图 由图获得的信息： （1）图中无同源染色体、着丝点断 裂、均等分裂，应为次级精母细胞 或第一极体，不可能为次级卵母细胞。 （2）造成B、b不同的原因有基因突变 （间期）或交叉互换（前期）。若为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受精卵等）则只能是基因突变造成的；若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变；若题目中有分裂时期提示，如减前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变

13、。,对位训练 4.下列有关基因重组的说法，不正确的是( ) 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.基因重组发生在有性生殖的过程中 D.非同源染色体上的非等位基因可以发生重组,A,5.右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是 ( ) A.发生了基因突变 B.发生了染色单体互换 C.该细胞为次级卵母细胞 D.该细胞为次级精母细胞 解析 题中所给图因无同源染色体，为减数第二次分裂的后期图，又因为细胞质均等分裂，故此细胞为次级精母细胞或第一极体。姐妹染色单体形成的两条染色体上的基因若不相同，只有两条途径，一是基因突变，二是染色体的交叉互换。,C,解题思路探究,

14、思维误区警示 易错分析 1.对基因突变中碱基对的增添、缺失和替换与氨 基酸、蛋白质和性状的关系模糊不清,提醒 增添或缺失的的位置不同，影响结 果也不一样：最前端氨基酸序列全部改变 或不能表达（形成终止密码子）；在中间某个 位置会造成肽链提前中断（形成终止密码子） 或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则 不影响表达或使肽链延长。,2.对人工诱变的特点产生误解 （1）人工诱变与自然突变相比较，提高了突变频率，但仍具低频性特点即未突变的比突 变的多。 （2）人工诱变仍然具有不定向性，并不是诱变的性状一定有利。 （3）人工诱变仍然具有多害少利性，即突变个体增多的同时，有利有害的都增多但仍然是有 害的

15、多。,1.原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入 了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪 种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小( ) A.置换单个碱基对 B.增加4个碱基对 C.缺失3个碱基对 D.缺失4个碱基对 解析 基因中三个相邻的碱基对决定mRNA中三个 相邻的碱基，mRNA中三个相邻的碱基决定一个氨 基酸。若基因中碱基对增加了一个，必然会引起其 编码的蛋白质分子中氨基酸序列的改变，但如果在 插入位点的附近再缺失4个碱基对，那么只会影响 其编码的蛋白质分子中最初的几个氨基酸，而不会 影响后面的氨基酸序列，这样可以减小对蛋白质结 构的影响。,D,纠正训练,2.在一段能编码蛋

16、白质的脱氧核苷酸序列中，如果 其中部缺失1个核苷酸对，不可能的后果是（ ) A.没有蛋白质产物 B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D.翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序 列发生变化 解析 基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列 若在其中部缺失1个核苷酸对，经转录后，在信 使RNA上可能提前形成终止密码子，使翻译过程 在基因缺失位置终止，使控制合成的蛋白质减 少多个氨基酸。或者因基因中部缺失1个核苷酸 对，使信使RNA上从缺失部位开始向后的密码子 都发生改变，从而使合成的蛋白质中，在缺失 部位以后的氨基酸序列都发生变化。,A,互动探究 (1)若上题不是强调“中部”特定位置，只是交待“1个基因中缺失了1个核苷酸对”，则A能发生吗？ (2)若上题其它条件不变，只是将“1个核苷酸对”换成“3个核苷酸对”(减少的碱基对是连续的，且与终止密码子无关)，会对蛋白质长度和氨基酸序列有何影响？ (1)若发生在起始密码子相对应的核