5.1基因突變和基因重組第2課時課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

第五章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組

(第二課時)1.基因突變的定義：DNA分子中發(fā)生堿基的_______、______或_____，而引起的基因_______的改變，叫作基因突變。替換增添缺失堿基序列增添缺失替換AATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC一基因突變的實(shí)例2.發(fā)生時間：通常發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)分裂前的間期（2）顯性突變（aa→Aa），生物性狀改變。（3）密碼子的簡并性,生物性狀不一定改變。思考：基因突變一定改變生物體的性狀嗎？（1）隱性突變（AA→Aa），生物性狀不改變。一基因突變的實(shí)例3.基因突變與性狀的關(guān)系：基因突變發(fā)生在配子中發(fā)生在體細(xì)胞中通過有性生殖傳遞給后代一般不能遺傳有些植物(無性繁殖的生物)的體細(xì)胞發(fā)生了基因突變，可以通過無性生殖遺傳。如:皮膚癌不可遺傳給后代植物組織培養(yǎng)基因突變的實(shí)例思考：基因突變一定會遺傳給后代嗎？一4.基因突變與遺傳的關(guān)系：AA5.基因突變的結(jié)果aAAA（1）真核細(xì)胞：往往使一個基因變成它的等位基因DNA復(fù)制時發(fā)生基因突變（2）原核細(xì)胞和病毒：遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。產(chǎn)生新基因基因種類改變，基因數(shù)目、位置不變外因內(nèi)因:自然條件下DNA復(fù)制出錯自發(fā)產(chǎn)生突變物理因素:紫外線，X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA化學(xué)因素:亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基生物因素:某些病毒如Rous肉瘤病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞DNARNARNADNADNADNA提高突變頻率6、基因突變的原因（誘發(fā)突變）（自發(fā)突變）(1)普遍性在生物界中普遍存在(2)隨機(jī)性可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期、細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上和同一個DNA分子的不同部位。(3)不定向性一個基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因，突變方向和環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系。(4)低頻性在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低。(5)多害少利性大多數(shù)突變是有害的7、基因突變的特點(diǎn)8.基因突變的意義注意：基因突變對生物的生存是有利、有害還是無影響，往往取決于生物生存的環(huán)境。形成新性狀基因突變生物變異的根本來源

是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料。產(chǎn)生新基因生物進(jìn)化的原始材料(等位基因的來源）9.基因突變的應(yīng)用—誘變育種利用物理因素(如紫外線、X射線等)或化學(xué)因素(如亞硝酸鹽等)處理生物，使生物發(fā)生基因突變，可以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的生物新品種。例如：用輻射方法處理大豆，選育出含油量高的大豆品種。輻射種植收獲篩選油多黃豆優(yōu)點(diǎn)：提高基因突變頻率，加速育種進(jìn)程，大幅改良品種的優(yōu)良性狀

缺點(diǎn)：盲目性高，需處理大量材料基因突變的實(shí)例課堂小結(jié)基因突變概念結(jié)果原因時間特點(diǎn)意義應(yīng)用分析鐮狀細(xì)胞貧血的病因以結(jié)腸癌為例分析細(xì)胞癌變基因的堿基序列改變產(chǎn)生等位基因內(nèi)因、外因細(xì)胞分裂前的間期普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性新基因、根本來源、原始材料誘變育種資料：鐮狀細(xì)胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的個體（即雜合子）在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮狀細(xì)胞貧血的癥狀，因?yàn)樵搨€體能同時合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力。1.

為什么這些地區(qū)具有鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的人的比例較其他地區(qū)的高？雜合子能同時合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合子對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，在瘧疾高發(fā)地區(qū)，他們生存的機(jī)會更多，從而能將自己的基因傳遞下去。拓展應(yīng)用2.為什么某些看起來對生物生存不利的基因，歷經(jīng)漫長進(jìn)化歷程依然“頑固”地存在？請結(jié)合這個例子闡明原因，并分析如何辯證地認(rèn)識基因突變與生物的利害關(guān)系?；?qū)ι锏纳媸欠裼欣?，往往取決于生物的生存環(huán)境。某些看起來對生物生存不利的基因，當(dāng)環(huán)境改變后，這些不利的基因產(chǎn)生的性狀，可能會幫助生物更好地適應(yīng)改變后的環(huán)境，從而得到更多的生存機(jī)會。這個實(shí)例說明，基因突變是有害、有利還是中性與環(huán)境有關(guān)。PK利害拓展應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是（）A.紅細(xì)胞變形，結(jié)合氧的功能不足B.血紅蛋白的某條肽鏈的某個氨基酸被替換C.mRNA上某個堿基被替換D.有關(guān)基因中某個堿基對被替換2.下列不屬于基因突變的是（）A.基因中堿基對的替換

B.基因中堿基對的增添C.基因中堿基對的缺失D.mRNA中堿基的替換、增添和缺失實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

3．二倍體水毛茛黃花基因q1中丟失3個相鄰堿基對后形成基因q2，導(dǎo)致其編碼的蛋白質(zhì)中氨基酸序列發(fā)生了改變，下列敘述錯誤的是(

)A．正常情況下，q1和q2可存在于同一個配子中B．光學(xué)顯微鏡下無法觀測到q2的長度較q1短C．突變后翻譯時堿基互補(bǔ)配對原則未發(fā)生改變D．突變后水毛茛的花色性狀不一定發(fā)生改變實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

4.原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個堿基對。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況，有可能對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小()A.置換1個堿基對B.增加1個堿基對C.缺失3個堿基對D.缺失4個堿基對實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

5.關(guān)于癌癥，下列敘述錯誤的是（

）A.成纖維細(xì)胞癌變后變成球形，其結(jié)構(gòu)和功能會發(fā)生相應(yīng)改變B.癌癥發(fā)生的頻率不是很高，大多數(shù)癌癥的發(fā)生是多個基因突變的累積

效應(yīng)C.正常細(xì)胞生長和分裂失控變成癌細(xì)胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因D.樂觀向上的心態(tài)、良好的生活習(xí)慣，可降低癌癥發(fā)生的可能性實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

6.下列有關(guān)癌細(xì)胞產(chǎn)生原因的敘述，錯誤的是A.由于原癌基因被激活B.細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化引起的C.一旦細(xì)胞的正常調(diào)節(jié)過程受阻，就必能使原癌基因轉(zhuǎn)變成激活狀態(tài)D.正常情況下，原癌基因處在抑制狀態(tài)7.人體癌細(xì)胞中代謝比較活躍的細(xì)胞器是（）①線粒體②高爾基體③核糖體④中心體⑤內(nèi)質(zhì)網(wǎng)A.①②③B.①③④C.①③⑤D.②③④實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

8.下列哪種細(xì)胞最可能發(fā)生了癌變（

）

A.能連續(xù)分裂的細(xì)胞B.細(xì)胞膜上糖蛋白減少的細(xì)胞C.接觸了致癌因子的細(xì)胞D.存在原癌基因的細(xì)胞實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

9.下列細(xì)胞或生物中容易發(fā)生基因突變的是（）①洋蔥根尖生長點(diǎn)細(xì)胞②洋蔥表皮細(xì)胞③硝化細(xì)菌④T2噬菌體⑤人的神經(jīng)細(xì)胞⑥人的骨髓細(xì)胞⑦藍(lán)藻⑧人的精原細(xì)胞A.①②③⑤⑥⑦B.①③④⑥⑦⑧

C.①③④⑤⑥⑧D.①②④⑤⑧實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

10.下列有關(guān)基因突變的敘述，錯誤的是（

）A.只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變B.基因突變可發(fā)生于生物體發(fā)育的任何時期C.基因突變是生物進(jìn)化的重要因素之一D.不會導(dǎo)致新性狀出現(xiàn)的基因突變屬于中性突變實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

11.如圖表示基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系，該圖不能表明的是（

）A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化D.這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

12.一種果蠅的基因突變體在210C的氣溫下，生活能力很差，但是，當(dāng)氣溫上升到25.50C時，突變體的生活能力大大提高了。這說明（

）Ａ.突變是不定向的Ｂ.突變是隨機(jī)發(fā)生的Ｃ.突變的有害或有利取決于環(huán)境條件Ｄ.環(huán)境條件的變化對突變體都是有利的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

13.突變的有利和有害是相對的，下列對這一問題的認(rèn)識，哪一項(xiàng)是不正確的（

）

A．突變的利與害可因生物的不同生存環(huán)境而異

B．突變的利與害可因人類的需求不同而異

C．有的突變對生物生存有害，但對生物進(jìn)化有利

D．有的突變對生物生存有利，對生物進(jìn)化也有利實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

14.下列有關(guān)基因突變的說法正確的是（）①無論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變②生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生基因突變③基因突變只定向形成新的等位基因④基因突變對生物的生存往往是有利的⑤不同基因突變的頻率是相同的⑥基因突變的方向是由環(huán)境決定的⑦一個基因可以向多個方向突變A.①⑦ B.①③④

C.②⑤⑦ D.④⑥⑦實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

15.豌豆子葉黃色對綠色為顯性,由一對等位基因Y、y控制,下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A.基因Y或y產(chǎn)生的根本原因是基因突變B.基因Y和基因y的本質(zhì)區(qū)別是核糖核苷酸序列不同C.基因Y和y的分離可能發(fā)生在減數(shù)第二次分裂中D.在豌豆的葉肉細(xì)胞中可檢測到基因Y或y,但檢測不到對應(yīng)mRNA實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

16．下列關(guān)于基因突變的說法，錯誤的是(

)A．沒有外界因素誘導(dǎo)也可能發(fā)生基因突變

B．動植物的體細(xì)胞中的突變基因都不能遺傳給后代C．基因突變不一定會引起性狀改變

D．在細(xì)胞周期的有絲分裂間期最易發(fā)生基因突變實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

17.下列關(guān)于基因突變的敘述，不正確的是（）A．基因的堿基序列發(fā)生的改變，不一定導(dǎo)致性狀改變B．DNA分子中發(fā)生堿基的增添、缺失或替換，均屬于基因突變C．分裂間期較分裂期更易發(fā)生基因突變D．基因突變一旦發(fā)生，改變的性狀就會遺傳給后代三、基因重組PartThree1.基因重組概念：在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。有性生殖：由親本產(chǎn)生的生殖細(xì)胞(配子)，經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，成為受精卵，再發(fā)育成為新的個體的生殖方式。控制不同性狀基因：非等位基因范圍：真核生物RrYDyd非同源染色體非等位基因同源染色體非等位基因2.時期：減數(shù)第一次分裂本質(zhì)ADad（1）自由組合型：Ad和aDAD和adADad減數(shù)分裂Ⅰ后期，非同源染色體上的非等位基因的自由組合。3.類型AABaabBbAABaabbB（2）互換型：可產(chǎn)生的配子類型：AB、ab互換后，可產(chǎn)生的配子類型：AB、Ab、aB、ab3.類型減數(shù)分裂Ⅰ前期（四分體時期），位于同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。同源染色體的非姐妹染色單體交換片段（3）轉(zhuǎn)基因（DNA重組技術(shù)）不同個體或物種間基因的重組3.類型S型菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因進(jìn)入R型菌重組R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌轉(zhuǎn)基因熒光鼠1.四分體時期，通過同源染色體的非姐妹染色單體的互換，實(shí)現(xiàn)了同源染色體上的非等位基因的重組。2.減數(shù)分裂Ⅰ后期，通過非同源染色體的自由組合，實(shí)現(xiàn)了非同源染色體上的非等位基因的重組。3.雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合不是基因重組。4.一對等位基因不存在基因重組。注意事項(xiàng)4.結(jié)果：只能產(chǎn)生新的基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀。5.意義：（1）生物變異的來源之一；（2）形成生物多樣性的重要原因；（3）對生物進(jìn)化有重要意義。從1964年起，袁隆平就開始研究雜交水稻，到1975年，他研究出來的新品種就已經(jīng)在全國推廣，并取得了非同凡響的成果。此后十年內(nèi)中國雜交水稻累計增產(chǎn)超億噸，每年增產(chǎn)的大米可以多養(yǎng)活6000萬人。雜交水稻之父·袁隆平你知道培育雜交水稻的原理嗎？矮桿抗病DDTTddtt高稈抗病

矮稈不抗病ddRR6.基因重組的應(yīng)用——雜交育種將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)選擇和培育，獲得新品種。PDDTTddtt×DdTtF1

高稈抗病

矮稈不抗病矮稈抗病F2

D_T_D_ttddT_ddtt后代全為矮稈抗病后代出現(xiàn)性狀分離操作簡單不足：育種年限長優(yōu)點(diǎn)：6.基因重組的應(yīng)用——雜交育種基因工程基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蛑亟M的應(yīng)用五花魚朝天泡眼金魚

我國是最早養(yǎng)殖和培育金魚的國家。金魚的祖先是野生鯽魚。在飼養(yǎng)過程中，野生鯽魚產(chǎn)生基因突變，人們選擇喜歡的品種培養(yǎng)，并進(jìn)行人工雜交。例如，將透明鱗和正常鱗的金魚雜交，得到了五花魚；將朝天眼和水泡眼的金魚雜交，得到了朝天泡眼。與社會的聯(lián)系基因突變和基因重組的比較比較項(xiàng)目基因突變基因重組定義本質(zhì)時期類型結(jié)果意義應(yīng)用堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變有性生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合主要在細(xì)胞分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ前期、后期自發(fā)突變、誘發(fā)突變自由組合、互換產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型、表型生物變異的根本來源生物變異的來源之一誘變育種雜交育種基因結(jié)構(gòu)改變,產(chǎn)生新的基因不同基因重新組合，產(chǎn)生新的基因型四、基因突變與基因重組的判斷PartFour1.姐妹染色單體含有等位基因的原因分析aA（1）若為體細(xì)胞有絲分裂（如根尖分生區(qū)細(xì)胞、受精卵等），則只能是基因突變造成的。（2）若為減數(shù)分裂，則原因是基因突變（減數(shù)分裂前的間期）或基因重組（減數(shù)分裂Ⅰ四分體時期）。（3）若已知該個體或細(xì)胞的基因型為AA，則姐妹染色單體上出現(xiàn)Aa，只能是由基因突變產(chǎn)生。（4）細(xì)胞分裂圖判斷aAAaaAAA有絲分裂a(bǔ)AAAaAAa1.姐妹染