《高中生物 4.1.1基因重组基因突变课件 浙科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 4.1.1基因重组基因突变课件 浙科版必修2（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1课时 基因重组、基因突变罕见的黑色企鹅罕见的黑色企鹅 企鹅是南极大陆最有代表性的动物，企鹅是南极大陆最有代表性的动物，被视为南极的名片与象征。黑背白胸是被视为南极的名片与象征。黑背白胸是它们的基本它们的基本“装扮装扮”，仿佛穿着燕尾服，仿佛穿着燕尾服，走起路来摇摇摆摆，憨态可掬。不过鸟走起路来摇摇摆摆，憨态可掬。不过鸟类学家在南极的南乔治亚岛弗都那湾，类学家在南极的南乔治亚岛弗都那湾，发现了一只全身乌黑的罕见企鹅，让鸟类学家惊叹不已。专家发现了一只全身乌黑的罕见企鹅，让鸟类学家惊叹不已。专家表示，这只企鹅之所以变成黑色，可能是基因突变造成的。表示，这只企鹅之所以变成黑色，可能是基因突变造成
2、的。 请思考：请思考：1.1.什么是基因突变？什么是基因突变？2.2.基因突变有哪些特点？基因突变有哪些特点？课课 时时 目目 标标 探探 究究 点点 理理解解 1.1.举例说出基因重组及其意举例说出基因重组及其意义义 分析基因重组发生的本质分析基因重组发生的本质实例探究基因重组的特点实例探究基因重组的特点 2.2.举例说出基因突变的特征举例说出基因突变的特征和原因和原因 结合实例探究基因突变影响性状结合实例探究基因突变影响性状的机理的机理探究基因突变的特点探究基因突变的特点 识识记记 3.3.基因重组引起生物多样性的原因基因重组引起生物多样性的原因 主题一主题一 生物变异的类型生物变异的类型
3、1.1.不遗传的变异不遗传的变异(1)(1)来源：环境条件改变引起，不涉及来源：环境条件改变引起，不涉及_的变化；的变化；(2)(2)特点：变异只限当代的表现型改变，属特点：变异只限当代的表现型改变，属_；(3)(3)实例：花生在水、肥充足的条件下果实大且多。实例：花生在水、肥充足的条件下果实大且多。2.2.可遗传的变异可遗传的变异(1)(1)来源：环境条件改变或内因引起来源：环境条件改变或内因引起_的改变；的改变；(2)(2)特点：变异性状特点：变异性状_遗传给后代。遗传给后代。遗传物质遗传物质不遗传变异不遗传变异遗传物质遗传物质可以可以3.3.分类依据分类依据_是否改变。是否改变。【记一记
4、【记一记】引起生物变异的因素引起生物变异的因素(1)(1)引起不遗传变异的因素：水、肥、阳光充足，温度、激素引起不遗传变异的因素：水、肥、阳光充足，温度、激素等。等。(2)(2)引起可遗传变异的因素：射线照射、太空辐射、化学诱变引起可遗传变异的因素：射线照射、太空辐射、化学诱变剂处理等。剂处理等。遗传物质遗传物质主题二主题二 基因重组基因重组1.1.概念概念 亲本：具有不同亲本：具有不同_的雌、雄个体的雌、雄个体 时间：进行时间：进行_时时 实质：控制不同性状的基因实质：控制不同性状的基因_ 结果：后代类型不同于结果：后代类型不同于_类型类型含义含义遗传性状遗传性状有性生殖有性生殖重新组合重新
5、组合亲本亲本2.2.类型类型3.3.结果结果导致生物性状的导致生物性状的_。4.4.意义意义为动植物育种和为动植物育种和_提供丰富的物质基础。提供丰富的物质基础。类型类型 时期时期 发生范围发生范围 _减减后期后期 _上的非等位基因上的非等位基因 片段片段交换型交换型 _同源染色体上的等位基因随同源染色体上的等位基因随_的交换而交换的交换而交换 自由自由组合型组合型非同源染色体非同源染色体减减前期前期非姐妹染色单体非姐妹染色单体多样性多样性生物进化生物进化1.1.分析基因重组发生的本质分析基因重组发生的本质请结合上图，思考并回答下列问题。请结合上图，思考并回答下列问题。(1)(1)观察上图，分
6、析观察上图，分析片段交换后，其上的控制不同性状的片段交换后，其上的控制不同性状的基因组合有什么变化，说明了什么。基因组合有什么变化，说明了什么。提示：提示：上的上的ABAB变为变为AbAb；上的上的abab变为变为aBaB；发生交叉互换的染；发生交叉互换的染色单体上的控制不同性状的基因重新组合，即发生了基因重组。色单体上的控制不同性状的基因重新组合，即发生了基因重组。(2)(2)结合上图分析，基因重组可以产生新基因、新性状吗？结合上图分析，基因重组可以产生新基因、新性状吗？提示：提示：A A与与B B、a a与与b b原本就有，分别存在于同一条染色体上，原本就有，分别存在于同一条染色体上，和和
7、的交换只是将原有基因进行了重新组合，产生了新基因的交换只是将原有基因进行了重新组合，产生了新基因型，所以基因重组没有产生新基因、新性状，只是产生了新基型，所以基因重组没有产生新基因、新性状，只是产生了新基因型、新性状组合。因型、新性状组合。(3)(3)结合上图的行为分析，真核生物、病毒以及细菌等原核生结合上图的行为分析，真核生物、病毒以及细菌等原核生物进行无性生殖时会发生基因重组吗？为什么？物进行无性生殖时会发生基因重组吗？为什么？提示：提示：不会；基因重组通常只发生在真核生物有性生殖的过程不会；基因重组通常只发生在真核生物有性生殖的过程中，而病毒和原核生物都不能进行有性生殖，所以不能发生基中
8、，而病毒和原核生物都不能进行有性生殖，所以不能发生基因重组。因重组。 2.2.实例探究基因重组的特点实例探究基因重组的特点请结合下述实验现象，分析产生的原因是否是基因重组，并说请结合下述实验现象，分析产生的原因是否是基因重组，并说明理由。明理由。现象一：杂合紫花豌豆自交后代出现白花豌豆。现象一：杂合紫花豌豆自交后代出现白花豌豆。判断：判断：_(_(填是或否填是或否) )。理由：理由：_。 杂合紫花豌豆自交后代出现白花豌豆，是控制同一性状杂合紫花豌豆自交后代出现白花豌豆，是控制同一性状的等位基因的分离，而基因重组是指控制不同性状的基因的重的等位基因的分离，而基因重组是指控制不同性状的基因的重新组
9、合新组合否否现象二：杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄色皱粒、绿色圆粒现象二：杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒豌豆。和绿色皱粒豌豆。判断：判断：_(_(填是或否填是或否) )。理由：理由：_。现象三：在本来开红花的纯合植株中，偶然出现了一株开白花现象三：在本来开红花的纯合植株中，偶然出现了一株开白花的个体。的个体。判断：判断：_(_(填是或否填是或否) )。理由：理由：_。是是 发生在有性生殖过程中非同源染色体上的非等位基因的发生在有性生殖过程中非同源染色体上的非等位基因的自由组合自由组合否否 本来开红花的纯合植株不应产生开白花的后代，开白花本来开红花的纯合植株不应产生开白
10、花的后代，开白花的性状是新产生的，基因重组不能产生新基因，所以不能产生的性状是新产生的，基因重组不能产生新基因，所以不能产生新性状新性状【典题训练【典题训练】下列关于基因重组的说法不正确的是下列关于基因重组的说法不正确的是( )( )A.A.生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组组合属于基因重组B.B.减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的片段交换，可导致基因重组的片段交换，可导致基因重组C.C.减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合
11、可减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组导致基因重组D.D.一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能【解题指南【解题指南】(1)(1)明确基因重组的类型及适用范围。明确基因重组的类型及适用范围。(2)(2)掌握姐妹染色单体含有相同的基因。掌握姐妹染色单体含有相同的基因。(3)(3)根尖只能进行有丝分裂。根尖只能进行有丝分裂。【解析【解析】选选B B。控制不同性状的基因重新组合为基因重组，它。控制不同性状的基因重新组合为基因重组，它包括自由组合型和片段交换型，包括自由组合型和片段交换型，A A项正确；减数分裂四分体时项
12、正确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间片段交换可导致基因重期，同源染色体的非姐妹染色单体之间片段交换可导致基因重组，姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组，组，姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组，B B项错项错误；非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，误；非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，C C项正确；减数分裂过程中存在基因重组，而根尖细胞只能进项正确；减数分裂过程中存在基因重组，而根尖细胞只能进行有丝分裂，所以不会发生基因重组，行有丝分裂，所以不会发生基因重组，D D项正确。项正确。主题三主题三 基因突变基因突变1.1.含义含义基因内
13、部核酸分子上的特定基因内部核酸分子上的特定_发生改变的现象或过发生改变的现象或过程。程。2.2.实质实质DNADNA分子上碱基对的分子上碱基对的_、增加或、增加或_都可以引起都可以引起_的变化，因而引起基因结构的改变。的变化，因而引起基因结构的改变。 核苷酸序列核苷酸序列缺失缺失替换替换核苷酸序列核苷酸序列3.3.类型类型(1)(1)根据对表现型的影响：根据对表现型的影响：种类：种类：_、生化突变、生化突变、_；关系：三种突变实质上都是关系：三种突变实质上都是_。(2)(2)根据发生的因素：根据发生的因素：自然状态下发生的基因突变：自然状态下发生的基因突变：_；人工条件下诱发的基因突变：人工条
14、件下诱发的基因突变：_。形态突变形态突变致死突变致死突变生化突变生化突变自发突变自发突变诱发突变诱发突变4.4.特点特点_，多方向性，多方向性，_，可逆性，可逆性，_。5.5.意义意义是生物变异的是生物变异的_来源，对来源，对_和选育新品种具有非常和选育新品种具有非常重要的意义。重要的意义。6.6.诱发因素诱发因素(1)(1)物理因素：如物理因素：如_、温度剧变等；、温度剧变等；(2)(2)化学因素：如亚硝酸、化学因素：如亚硝酸、_等；等；(3)_(3)_：如麻疹病毒等。：如麻疹病毒等。普遍性普遍性稀有性稀有性有害性有害性根本根本生物进化生物进化各种射线的照射各种射线的照射碱基类似物碱基类似物
15、生物因素生物因素【想一想【想一想】为什么在阳光下长久停留时有些人要涂防晒霜？为为什么在阳光下长久停留时有些人要涂防晒霜？为什么做什么做X X射线透视的医务人员一定要穿防护衣？射线透视的医务人员一定要穿防护衣？提示：提示：阳光中的紫外线、透视时的阳光中的紫外线、透视时的X X射线都可以穿透人体，引射线都可以穿透人体，引起人体基因突变，诱发疾病。起人体基因突变，诱发疾病。1.1.结合实例探究基因突变影响性状的机理结合实例探究基因突变影响性状的机理 结合上图，思考并回答下列问题。结合上图，思考并回答下列问题。(1)(1)发生镰刀形细胞贫血症的直接原因和根本原因分别是什么发生镰刀形细胞贫血症的直接原因
16、和根本原因分别是什么？提示：提示：直接原因：血红蛋白中的一个谷氨酸变为缬氨酸导致分直接原因：血红蛋白中的一个谷氨酸变为缬氨酸导致分子结构改变；子结构改变；根本原因：控制血红蛋白的根本原因：控制血红蛋白的DNADNA分子中发生了碱基对的替换导分子中发生了碱基对的替换导致基因结构发生改变。致基因结构发生改变。(2)(2)结合上述实例分析基因突变的实质和结果是怎样的。结合上述实例分析基因突变的实质和结果是怎样的。提示：提示：实质：实质：DNADNA分子中碱基对的缺失、增加或替换，使分子中碱基对的缺失、增加或替换，使DNADNA分分子中的核苷酸序列发生改变。子中的核苷酸序列发生改变。结果：结果：mRN
17、AmRNA翻译的蛋白质出现异常，最终表现为遗传性状的改翻译的蛋白质出现异常，最终表现为遗传性状的改变。变。(3)(3)若将上图若将上图DNADNA中的中的CTTCTT缺失或增添一个或两个碱基，对该基缺失或增添一个或两个碱基，对该基因控制合成的蛋白质有何影响？若以三个碱基为单位增添或缺因控制合成的蛋白质有何影响？若以三个碱基为单位增添或缺失呢？失呢？提示：提示：第一种情况将影响突变位点后的氨基酸的种类、数量及第一种情况将影响突变位点后的氨基酸的种类、数量及排列顺序，对蛋白质的结构改变较大；第二种情况以三个碱基排列顺序，对蛋白质的结构改变较大；第二种情况以三个碱基为单位缺失为单位缺失( (增添增添
18、) )，不影响突变位点后的氨基酸的种类、数量，不影响突变位点后的氨基酸的种类、数量及排列顺序，对蛋白质的结构改变较小。及排列顺序，对蛋白质的结构改变较小。【思路分析【思路分析】密码子的三联性和阅读密码子时的连续性密码子的三联性和阅读密码子时的连续性(1)(1)基因指导蛋白质合成要经过转录和翻译；基因指导蛋白质合成要经过转录和翻译；(2)(2)翻译时的模板是翻译时的模板是mRNAmRNA，其上的三个相邻的碱基组成一个密，其上的三个相邻的碱基组成一个密码子，决定一个氨基酸；码子，决定一个氨基酸；(3)(3)组成不同密码子的碱基之间没有明确的界限，同一个碱基组成不同密码子的碱基之间没有明确的界限，同
19、一个碱基理论上既可和前面的两个碱基组成一个密码子，也可和后面的理论上既可和前面的两个碱基组成一个密码子，也可和后面的两个碱基组成一个密码子，还可以和前后各一个碱基组成一个两个碱基组成一个密码子，还可以和前后各一个碱基组成一个密码子；密码子；(4)(4)在实际翻译过程中，某一碱基与其他碱基组成密码子的状在实际翻译过程中，某一碱基与其他碱基组成密码子的状况由其与起始密码子的位置关系决定。况由其与起始密码子的位置关系决定。2.2.探究基因突变的特点探究基因突变的特点(1)(1)基因突变发生后一定会传给后代吗？基因突变发生后一定会传给后代吗？提示：提示：不一定；基因突变若发生在体细胞中，一般不会传给后
20、不一定；基因突变若发生在体细胞中，一般不会传给后代。但若该生物体可以进行无性繁殖，则在无性繁殖时可以传代。但若该生物体可以进行无性繁殖，则在无性繁殖时可以传给后代。基因突变若发生在生殖细胞，则会通过有性生殖的生给后代。基因突变若发生在生殖细胞，则会通过有性生殖的生殖细胞传给后代。殖细胞传给后代。(2)(2)基因突变是否一定导致生物性状的改变？基因突变是否一定导致生物性状的改变？提示：提示：不一定；不一定；生物的生物的DNADNA分子中存在非编码序列，该序列分子中存在非编码序列，该序列突变不引起性状变异；突变不引起性状变异；由于多个密码子可能编码同一种氨基由于多个密码子可能编码同一种氨基酸，所以
21、变化后的基因可能控制合成相同的蛋白质；酸，所以变化后的基因可能控制合成相同的蛋白质；某些突某些突变可能改变了蛋白质中个别位置的氨基酸的种类，但并不影响变可能改变了蛋白质中个别位置的氨基酸的种类，但并不影响蛋白质的功能；蛋白质的功能；隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起生物性状的改变。起生物性状的改变。(3)(3)病毒和细菌等原核生物会发生基因突变吗？它们也能发生病毒和细菌等原核生物会发生基因突变吗？它们也能发生基因重组吗？基因重组吗？提示：提示：会；基因突变在真核生物、原核生物及病毒内均可发会；基因突变在真核生物、原核生物及病毒内均可发生。生。不能；基
22、因重组只发生在进行减数分裂的真核生物体内。不能；基因重组只发生在进行减数分裂的真核生物体内。比较基因突变与基因重组的异同比较基因突变与基因重组的异同比较项目比较项目 基因突变基因突变 基因重组基因重组 发生时间发生时间 发生原因发生原因 发生条件发生条件 是否产生是否产生新基因新基因 主要在间期主要在间期减数第一次分裂时期减数第一次分裂时期基因结构发生改变，基因结构发生改变，包括包括DNADNA碱基对的替换、碱基对的替换、增加或缺失等增加或缺失等通过有性生殖，控制不同通过有性生殖，控制不同性状的非等位基因重新组性状的非等位基因重新组合，或等位基因间互换合，或等位基因间互换外界环境的剧变和内外界
23、环境的剧变和内部因素的相互作用部因素的相互作用不同个体间的杂交不同个体间的杂交产生新基因产生新基因不产生新基因，但可产不产生新基因，但可产生新基因型生新基因型比较项目比较项目 基因突变基因突变 基因重组基因重组 变异特征变异特征 在生物变在生物变异和进化异和进化中的地位中的地位 二者的二者的联系联系 遵循遗传规律，多数遵循遗传规律，多数变异对生物个体正常变异对生物个体正常生长发育不利生长发育不利 遵循遗传基本规律遵循遗传基本规律生物变异的根本来源，生物变异的根本来源，是生物进化的原材料是生物进化的原材料 是生物变异的来源之是生物变异的来源之一，对生物的进化也一，对生物的进化也有重要意义有重要意
24、义 基因突变是等位基因的来源，是基因重基因突变是等位基因的来源，是基因重组的基础组的基础 【典题训练【典题训练】在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是基因突变的结果。花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中中( )( )A.A.花色基因的碱基组成花色基因的碱基组成B.B.花色基因的花色基因的DNADNA序列序列C.C.细胞的细胞的DNADNA含量含量D.D.细胞的细胞的RNARNA含量含量
25、【解题指南【解题指南】明确基因突变的实质在于基因结构的改变，这种明确基因突变的实质在于基因结构的改变，这种改变不但体现在脱氧核苷酸的种类上，还体现在数量和顺序上。改变不但体现在脱氧核苷酸的种类上，还体现在数量和顺序上。【解析【解析】选选B B。基因突变不改变花色基因的碱基组成，花色基。基因突变不改变花色基因的碱基组成，花色基因均含有四种脱氧核苷酸，因均含有四种脱氧核苷酸，A A项错误；基因突变不会改变项错误；基因突变不会改变DNADNA的的分子数目，分子数目，C C项错误；细胞内的项错误；细胞内的RNARNA含量与细胞内合成蛋白质的含量与细胞内合成蛋白质的代谢强度有关，与基因突变没有关系，代谢强度有关，与基因突变没有关系，D D项错误。项错误。【规律方法【规律方法】判断新性状来源的方法判断新性状来源的方法(1)(1)将具有该新性状的个体自交，若后代不出现该性状，则说将具有该新性状的个体自交，若后代不出现该性状，则说明该性状的产生是环境因素导致的。明该性状的产生是环境因素导致的。(2)(2)若后代出现该性状，则说明该性状是由于遗传物质的改变若后代出现该性状，则说明该性状是由于遗传物质的改变引起的。引起的。
