高考生物一輪總復(fù)習(xí)-第二十四課時(shí)-基因突變和基因重組課件-新人教版必修2

第5章基因突變(jīyīntūbiàn)及其他變異第一頁，共43頁。第二十四課時(shí)(kèshí)第1節(jié)基因突變和基因重組第二頁，共43頁。1．基因突變的特征(tèzhēng)和原因2.基因重組及其意義第三頁，共43頁。1．基因突變的概念DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的____________________而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。2．基因突變發(fā)生的時(shí)期(shíqī)基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何階段，以及體細(xì)胞或生殖細(xì)胞周期的任何時(shí)期(shíqī)；一般認(rèn)為，基因突變多發(fā)生在DNA分子復(fù)制時(shí)，如____________________________________________。替換(tìhuàn)、增添和缺失有絲分裂(yǒusīfēnliè)間期、減數(shù)第一次分裂以前的間期第四頁，共43頁。3．誘變(yòubiàn)因素(1)___________：如紫外線、X射線及其他輻射，損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA。(2)___________：如亞硝酸、堿基類似物能改變核酸的_______。(3)__________：某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA。4．基因突變的特點(diǎn)(1)__________：在生物界中普遍存在。(2)__________：生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期。(3)__________：突變頻率很低。(4)__________：一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。物理(wùlǐ)因素化學(xué)(huàxué)因素堿基生物因素普遍性隨機(jī)性低頻性多方向性第五頁，共43頁。5．基因突變的意義(yìyì)基因突變是________產(chǎn)生的途徑，是生物變異的___________，是生物進(jìn)化的原始材料。【知識(shí)拓展】一、基因突變對(duì)性狀的影響1．改變性狀(1)原因：突變間接引起密碼子改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變，影響生物性狀。(2)實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥。新基因(jīyīn)根本(gēnběn)來源第六頁，共43頁。2．不改變性狀(1)一種(yīzhǒnɡ)氨基酸可以由多種密碼子決定，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí)，這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。(2)突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。(3)突變發(fā)生在不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段(非基因片段)中，不引起性狀的改變。二、基因突變對(duì)子代的影響(1)基因突變發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不會(huì)遺傳給子代，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。(2)如果發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。第七頁，共43頁。三、對(duì)基因突變的理解1．基因突變的“隨機(jī)性”(1)時(shí)間上隨機(jī)：可發(fā)生于生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；(2)部位上隨機(jī)：基因突變可發(fā)生于體細(xì)胞中，也可發(fā)生于生殖細(xì)胞中。2．基因突變的“不定向性”一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。如控制小鼠毛色的灰色基因(Ay)可突變成黃色基因(AY)，也可突變成黑色基因(a)。但不管怎么突變，它始終都是決定同一性狀(xìngzhuàng)，只不過改變了同一性狀(xìngzhuàng)的不同表現(xiàn)而已。第八頁，共43頁。【典例精析】【例1】(2013海南)某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位基因B1突變而來的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的B．基因B1和B2編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同C．基因B1和B2指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳(yíchuán)密碼D．基因B1和B2可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配子中D第九頁，共43頁?！窘馕觥炕蛲蛔兛梢援a(chǎn)生等位基因；由于密碼子的簡(jiǎn)并性導(dǎo)致基因改變，蛋白質(zhì)不一定改變；生物界使用(shǐyòng)同一套遺傳密碼；二倍體生物形成配子過程中等位基因必然分離。第十頁，共43頁。C第十一頁，共43頁。第十二頁，共43頁?！窘馕觥坑杀砀裥畔⒖芍竃和酶X在狀況①時(shí)的氨基酸數(shù)目相同，兩者的活性也相同，可能是個(gè)別氨基酸的種類發(fā)生了變化，但不影響其活性；狀況②時(shí)，兩種酶的氨基酸數(shù)目沒有改變，因而肽鍵(tàijiàn)數(shù)沒有變化；狀況③時(shí)，酶Y的氨基酸數(shù)目減少，可能是由于堿基對(duì)的替換使得轉(zhuǎn)錄提前終止導(dǎo)致的；狀況④可能是轉(zhuǎn)錄鏈延長(zhǎng)的結(jié)果，該變化不會(huì)使tRNA的種類發(fā)生改變，tRNA有61種。第十三頁，共43頁。有性生殖(yǒuxìngshēngzhí)不同(bùtónɡ)性狀第十四頁，共43頁。后期(hòuqī)其上的非等位基因

前期(四分體時(shí)期)

等位基因

第十五頁，共43頁?；?jīyīn)組合某種變化的、生存(shēngcún)所必需的第十六頁，共43頁。第十七頁，共43頁。1．基因重組的類型(1)減Ⅰ后期：非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。(2)四分體時(shí)期：同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換。2．基因重組的結(jié)果及意義產(chǎn)生了新的基因型，大大(dàdà)豐富了變異的來源，是進(jìn)行有性生殖的生物變異的主要來源。第十八頁，共43頁。3．基因(jīyīn)工程與基因(jīyīn)重組(1)目的基因(jīyīn)經(jīng)運(yùn)載體而導(dǎo)入受體細(xì)胞，與受體細(xì)胞中的基因(jīyīn)重組，也屬于控制不同性狀的基因(jīyīn)重新組合；(2)基因(jīyīn)工程可以發(fā)生在不同種生物之間，打破了種間隔離；(3)基因(jīyīn)工程是一種人工控制的定向變異。第十九頁，共43頁。【典例精析】【例3】下列情況引起的變異屬于基因重組(zhònɡzǔ)的是()①非同源染色體上非等位基因的自由組合②一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上③同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換④DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變A．①②B．③④C．①③D．②④C第二十頁，共43頁?！窘馕觥炕蛑亟M有兩種情況：一是在減數(shù)(jiǎnshù)第一次分裂的四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生的交叉互換；二是減數(shù)(jiǎnshù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因的自由組合。第二十一頁，共43頁。【例4】細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是()A．染色體不分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異B．非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組C．染色體復(fù)制時(shí)受誘變因素影響(yǐngxiǎng)，導(dǎo)致基因突變D．非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異B第二十二頁，共43頁?！窘馕觥拷忸}時(shí)必須明白以下要點(diǎn)：基因突變、染色體變異在自然條件或誘發(fā)因素的作用下，可以發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中；而(自然狀況下的)基因重組只發(fā)生在進(jìn)行有性生殖(yǒuxìngshēngzhí)生物的減數(shù)分裂過程中。第二十三頁，共43頁。D第二十四頁，共43頁?！窘馕觥炕蛲蛔儼l(fā)生時(shí)，一般都是一個(gè)堿基對(duì)的增添、缺失或者改變，根據(jù)題意(tíyì)，只有賴氨酸AAG和甲硫氨酸AUG能符合此規(guī)律。即在模板鏈上，賴氨酸對(duì)應(yīng)的TTC中的T突變?yōu)锳，成為TAC，指導(dǎo)生成甲硫氨酸(密碼子AUG)。第二十五頁，共43頁。2．一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)1的雌、雄中既有野生型，又有突變型。若要通過一次雜交試驗(yàn)鑒別突變基因在X染色體還是在常染色體上，選擇(xuǎnzé)雜交的F1個(gè)體最好是()A．突變型(♀)×突變型(♂)B．突變型(♀)×野生型(♂)C．野生型(♀)×野生型(♂)D．野生型(♀)×突變型(♂)D第二十六頁，共43頁。【解析】此題關(guān)鍵的方法是逆推法。首先(shǒuxiān)確定顯隱性關(guān)系：由于該突變型雌鼠是因?yàn)橐粭l染色體上某基因發(fā)生突變所致，所以野生型為隱性，突變型為顯性。假設(shè)突變基因位于X染色體上(伴X顯性找雄患者，伴X隱性找雌患者)，則突變型雄性個(gè)體的后代中，雌性全為突變型，雄性全為野生型；如果突變基因在常染色體上，則后代無論雌雄都會(huì)出現(xiàn)1∶1的性狀分離比。所以應(yīng)找一個(gè)突變型雄性和野生型雌性雜交看其后代的表現(xiàn)型。第二十七頁，共43頁。3．下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法(shuōfǎ)正確的是()A．無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生基因突變B．生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生基因突變C．基因突變只能定向形成新的等位基因D．基因突變對(duì)生物的生存往往是有利的【解析】生物都有遺傳物質(zhì)，無論是DNA還是RNA，都可能發(fā)生基因突變?；蛲蛔兛梢栽谌魏螘r(shí)期發(fā)生?；蛲蛔兪遣欢ㄏ虻模⑶?bìngqiě)一般對(duì)生物體是有害的。A第二十八頁，共43頁。4．下列實(shí)例中依據(jù)基因重組原理的是()A．我國(guó)著名育種專家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻品種B．培育三倍體無子西瓜C．二倍體植株的花藥離體培養(yǎng)(péiyǎng)，并用秋水仙素處理，使之成為純合子D．乘宇宙飛船上過太空的辣椒種子結(jié)出的果實(shí)較平常的大一倍以上A第二十九頁，共43頁?！窘馕觥课覈?guó)著名育種專家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻品種的育種原理是基因重組(zhònɡzǔ)；培育三倍體無子西瓜和二倍體植株的花藥離體培養(yǎng)，并用秋水仙素處理，使之成為純合子的育種原理是染色體變異；乘宇宙飛船上過太空的辣椒種子結(jié)出的果實(shí)較平常的大一倍以上，育種原理是基因突變。第三十頁，共43頁。5．已知家雞的無尾(A)對(duì)有尾(a)是顯性?，F(xiàn)用有尾雞(甲群體)自交產(chǎn)生的受精卵來孵小雞，在孵化早期向卵內(nèi)注射(zhùshè)微量胰島素，孵化出的小雞就表現(xiàn)出無尾性狀(乙群體)。為研究胰島素在小雞孵化過程中是否引起基因突變，可行性方案是()A．甲群體×乙群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射(zhùshè)胰島素B．甲群體×乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射(zhùshè)胰島素C．乙群體×乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射(zhùshè)胰島素D．甲群體×甲群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射(zhùshè)胰島素【解析(jiěxī)】只需通過測(cè)交便可檢測(cè)乙群體的基因型，從而判斷是否由基因突變引起，故選A。A第三十一頁，共43頁。6．mRNA上決定氨基酸的某個(gè)密碼子的一個(gè)堿基發(fā)生(fāshēng)替換，則識(shí)別該密碼子的tRNA及轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸發(fā)生(fāshēng)的變化是()A．tRNA一定改變，氨基酸一定改變B．tRNA不一定改變，氨基酸不一定改變C．tRNA一定改變，氨基酸不一定改變D．tRNA不一定改變，氨基酸一定改變【解析】識(shí)別(shíbié)該密碼子的tRNA具有專一性，而決定氨基酸的密碼子具有簡(jiǎn)并性。C第三十二頁，共43頁。7．下列有關(guān)基因重組的敘述中，正確的是()A．基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組而導(dǎo)致子代性狀分離B．基因A因替換、增添或缺失部分堿基而形成它的等位基因a屬于(shǔyú)基因突變C．非姐妹染色單體間的互換導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異D．造成同卵雙生姐妹間性狀上差異的主要原因是基因重組B第三十三頁，共43頁?！窘馕觥炕蛐蜑锳a的個(gè)體自交，因等位基因隨同源染色體的分開而分離，而產(chǎn)生A和a的雌、雄配子，由于配子的隨機(jī)組合而導(dǎo)致子代性狀分離；基因A因替換、增添或缺失部分堿基而形成它的等位基因a屬于基因突變；同源染色體的非姐妹染色單體間的互換可能導(dǎo)致基因重組；同卵雙生姐妹是由同一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂而形成的，因此她們的遺傳物質(zhì)相同，造成她們性狀上差異(chāyì)的主要原因是環(huán)境因素的影響。第三十四頁，共43頁。8．下列有關(guān)基因重組的說法中，正確的是()A．基因重組是生物體遺傳變異的主要方式之一，可產(chǎn)生新的基因B．同源(tónɡyuán)染色體指的是一條來自父方，一條來自母方，兩條形態(tài)大小一定相同的染色體C．真核生物細(xì)胞分裂過程中都會(huì)發(fā)生基因重組D．基因重組可發(fā)生在四分體時(shí)期的同源(tónɡyuán)染色體非姐妹染色單體之間的交叉互換【解析】基因突變可產(chǎn)生新的基因；同源染色體指的是一條來自父方，一條來自母方，在減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)過程中配對(duì)的兩條染色體，它們形態(tài)大小不一定相同，如性染色體X、Y。D第三十五頁，共43頁。9．具有(jùyǒu)兩對(duì)相對(duì)性狀的純合子雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，則F2中重組類型占()A．1/16B．3/8C．5/8D．3/8或5/8【解析】以豌豆(wāndòu)為例，純合黃色圓粒與純合綠色皺粒雜交，F(xiàn)2中重組類型占3/8；純合黃色皺粒與純合綠色圓粒雜交，F(xiàn)2中重組類