生物2013年高考复习课件必修2第5章第1节基因突变和基因重组

《生物2013年高考复习课件必修2第5章第1节基因突变和基因重组》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物2013年高考复习课件必修2第5章第1节基因突变和基因重组（42页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,第5章,基因突变及其他变异,考纲内容,能力要求,2013,年高考风向标,1.基因突变的特征和原因,,,2．基因重组及其意义,,,3．染色体结构变异和数,目变异,,,4．人类遗传病的类型,,,5．人类遗传病的监测和,预防,,,6．人类基因组计划及意义,,,实验：,(1)低温诱导染色体加倍,,,(2)调查常见的人类遗传病,Ⅱ,,,Ⅱ,,,Ⅰ,,,Ⅰ,,,Ⅰ,,,Ⅰ,,,,1.结合可遗传变异、,,,育种、进化、基因工,,,程及安全性等内容,,,命制非选择题考查,,,相关知识。,,,2.以科学新

2、进展为背,,,景考查人类遗传病,,,及防治等。,第1节,基因突变和基因重组,概念,DNA 分子中发生①_______的增添、缺失和替换，而引起的,,基因结构的改变,发生,,时期,主要在 DNA 复制时(有丝分裂和减数第一次分裂的间期),原因,1)外因：某些环境条件，如物理、化学、生物因素,,2)内因：DNA 复制过程中，基因中脱氧核苷酸的种类、数量,,和②_________发生改变，从而改变了遗传信息,类型,自然突变和诱发突变,特点,普遍性、③_____性、多害少利性、④_______性、低频性,意义,是生物变异的⑤_________，是生物进化的原始材料,一、基因突变,碱基对,排列顺序,随机

3、,1．,对,基因突变的理解,不定向,根本来源,,2.,实例,——,镰刀型细胞贫血症,,,,控制合成血红蛋白的 DNA 分子的碱基序列发生改变，即,,,DNA 分子上的一个碱基对发生改变，由 A/T 变成⑥_____，结,,,果血红蛋白多肽链中⑦_______被⑧_______代替，导致镰刀型,细胞贫血症。,T/A,谷氨酸,缬氨酸,,1.,基因突变为什么常发生在,DN,A,复制时？,,,,答案：,此时的,DNA,解旋，不稳定。,,,,2．基因突变的利和害取决于什么？一定有害吗？,,,,答案：,取决于生物生存的环境。不一定，有些基因突变无,,,利也无害。,二、基因重组,,1．概念：生物体在进展⑨_

4、____生殖的过程中，控制不同,性状的基因的重新组合。,有性,2．,类,型,非同源染色体,(1)随着⑩_____________的自由组合，非等位基因也自由,组合。,等位基因,,(2) 随着同源染色体上的非姐妹染色单体的交换而使 ⑪,,___________发生交换，导致染色单体上的重新组合。,(3)重组 DNA 技术。,生物变异,多样性,,3．,意,义：,是,⑫,_________的来源之一，是形成生物⑬______,,的重要原因，对生物的进化具有重要意义。,,,,性状的改变一定是基因突变引起的吗？,,,答案：,不一定，还可能是基因重组或染色体变异,。,考点,基因突变,1．,基,因突变机制,

5、2．,基,因突变对肽链的影响,,,,(1)碱基对的替换,①由于基因中脱氧核苷酸数量并未改变，那么控制合成的肽,,,,链长度可能不会改变，但可导致 mRNA 中密码子发生变化，由,,,,于密码子的简并性，反映到肽链氨基酸种类上，可能发生变化，,,,,也可能不发生变化。,②替换时，有可能会使 mRNA 上的终止密码子提前，从,而,使肽链变短。,(2)碱基对的增添和缺失,由于密码子的阅读是连续的，由突变部位开场所控制合成,,,,的 mRNA 发生连锁改变，除可能导致肽链长度改变外，还会导,,,,致肽链中氨基酸的序列改变。,3．,基,因突变对性状的影响,,,,(1)改变性状,①原因：突变间接引起密码子

6、改变，最终表现为蛋白质功,能改变，改变生物性状。,②实例：镰刀型细胞贫血症。,(2)不改变性状，有以下四种情况：,,①一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码子的简并性)，,,,,当突变后的 DNA 转录成的密码子仍然决,定同种氨基酸时，这,,,,种突变不会引起生物性状的改变。,②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。,,,,③突变发生在非编码区或真核细胞基因编码区的内含子,中。,④某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不,影响该蛋白质的功能。,4．,基,因突变对子代的影响,(1)如果基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但,有些植物可以通过无性生殖传递给后代。,(2)如果基因突

7、变发生在减数分裂过程中，可以通过配子传,递给后代。,(3)基因突变的频率比较：生殖细胞＞体细胞；分裂旺盛的,细胞＞停顿分裂的细胞。,碱基对,影响范围,对氨基酸的影响,替换,小,只改变一个氨基酸或不改变,增添,大,插入位置前不影响，影响插入位置后的序,,,列，但插入三个碱基对，则只增加一个氨,,,基酸,缺失,大,缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序,,,列，但缺失三个碱基对，则只缺失一个氨,,,基酸,5．,基,因突变与基因表达的联系,,①,基因突变一般是可遗传的，但体细胞发生的基因突变一,,,般不能传递给后代，而发生在生殖细胞中的突变，可以通过生,,,殖细胞传给后代。,②,基因突变能产生等位基因

8、，是生物变异的根本来源，为,生物进化提供了最初的原始材料。,③生殖细胞、分裂旺盛的细胞在分裂时对外界环境的变化,更加敏感，所以突变率比体细胞高。,④秋水仙素作用于细胞分裂间期能诱发基因突变，作用于,分裂期那么诱发染色体数目加倍。,⑤无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时均,可发生基因突变。,⑥基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变其基因构造。,⑦病毒和原核生物的变异方式只有基因突变。,基因突变的相关知识,【典例1】自然界中，一种生物某一基因及突变基因决定,,,,的蛋白质的局部氨基酸序列如下：,,,,正常基因：精氨酸—苯丙氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸,,,,突变基因 1：精氨酸—苯丙氨

9、酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸,,,,突变基因 2：精氨酸—亮氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸,,,,突变基因 3：精氨酸—苯丙氨酸—苏氨酸—酪氨酸—丙氨酸,,,,根据上述氨基酸序列确定这 3 种突变基因 DNA 分子的改,变是 (,),A．突变基因 1 和 2 为一个碱基对的替换，突变基因 3 为,一个碱基对的增添,B．突变基因 2 和 3 为一个碱基对的替换，突变基因 1 为,一个碱基对的增添,C．突变基因 1 为一个碱基对的替换，突变基因 2 和 3 为,一个碱基对的缺失,D．突变基因 2 为一个碱基对的替换，突变基因 1 和 3 为,一个碱基对的缺失,[解题思路]突变基因1 与正常基因所决定的

10、氨基酸序列一,,,致，说明其为个别碱基的替换，但没有引起信使RNA 上密码子,,,编码的氨基酸种类发生变化，这是由于密码子的简并性所引起,,,的；突变基因2 与正常基因所决定的氨基酸序列大体上一致，,,,只是苯丙氨酸变为亮氨酸，说明其也为个别碱基替换，使信使,,,RNA 上苯丙氨酸的密码子变成了亮氨酸的密码子；突变基因3,,,与正常基因所决定的氨基酸序列差异很大，只有精氨酸和苯丙,,,氨酸没变，说明该基因突变很可能是在控制苯丙氨酸的碱基之,,,后增添或缺失了个别碱基对，使信使RNA 上从苯丙氨酸以后的,,,密码子种类都发生了改变，从而导致其后氨基酸序列不同。,[,答案,],A,►,考点对应练,

11、1．有关基因突变的表达，正确的选项是(,),C,A．不同基因突变的概率是一样的,,,,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．基因突变对生物总是有害的,,,,解析：基因突变的特点是不定向，可有多个方向的突变。,2．(易错)基因突变是生物变异的根本来源。以下关于基因,突变特点的说法正确的选项是(,),A,,A．无论是低等还是高等生物都可能发生突变,,,,B．突变只能定向形成新的等位基因,,,,C．生物在个体发育的特定时期才可发生突变,,,,D．突变对生物的生存往往是有利的,,,,,解析：,基,因突变的特点是普遍性、不定向性、低频性、多,,,,害少利性。,

12、重,,组,,类,,型,染色体水平,,分子水平,细胞水平,,同源染色体上,,非姐妹染色单,,体间的重组,非同源染色体上,,非等位基因间的,,重组,,,发生,,时间,减数第一次分,,裂四分体时期,减数第一次分裂,,后期,DNA 的拼接,细胞融合,发生,,机制,同源染色体上,,的等位基因随,,着非姐妹染色,,单体的交叉互,,换而交换，导致,,染色单体上的,,基因重组,同源染色体分,,开，等位基因分,,离，非同源染色,,体自由组合，导,,致非同源染色体,,上非等位基因间,,的重新组合,DNA 的剪切、,,拼接形成的目,,的基因经运载,,体导入受体细,,胞，导致受体,,细胞中的基因,,重组,动物细胞融,

13、,合技术以及,,植物体细胞,,杂交技术下,,的大规模的,,基因重组,考点,基因重组,1．,基,因重组,特点,,难以突破远缘杂交不亲和的障,,碍，可产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因,,可克服远缘杂交不亲和的障,,碍、定向改变生物性状,,示,,意,,图,,,,,续表,,基因重组,基因突变,本质,不同基因的重新组合，不,,产生新基因，而是产生新,,的基因型,基因的分子结构发生改变，产,,生了新基因，出现了新性状,发生时间,减数第一次分裂前期和,,后期,细胞分裂间期,条件,有性生殖过程的减数分,,裂,外界和内部因素的相互作用,意义,是生物变异的重要因素,生物变异的根本来源，也是生,,物进化的

14、重要因素之一,发生可能,非常普遍,可能性很小,联系,在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因,,重组提供大量的新基因，基因突变是基因重组的基础,,2.基因重组和基因突变的比较,①,肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重,组。,②基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质〞和,“量〞。,③,基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的,最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。,④基因重组只能发生在进展有性生殖的同种生物之间；在,,,减数分裂过程中实现的，而不是在精子与卵细胞的结合过程中,,,实现的。,⑤,自然状态下，原核生物不发生基因重组。,基因重组的相关知识,【典例2】

15、以下关于基因重组的说法不正确的选项是(,),A．生物体进展有性生殖的过程中，控制不同性状的基因,,,,的重新组合属于基因重组,,,,B．减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单,,,,体之间的局部交换，可导致基因重组,,,,C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由,,,,组合可导致基因重组,,,,D．一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖那么不能,[解题思路]减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐,,,,妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组；非同源染色体,,,,上的非等位基因自由组合也可导致基因重组；减数分裂过程中,,,,存在基因重组，而根尖细胞只能进展有丝分裂，所以不

16、会发生,,,,基因重组。,[,答案,],B,►考点对应练,,,,3．(2021 年淄博模拟)依据基因重组的概念，以下过程中没,有发生基因重组的是(,),D,A．,B．,C．,D.,解析：,D,项是基,因突变。,4．(易错)(2021 年保定)生物体内的基因重组(,),D,,A．能够产生新的基因,,,,B．发生在受精作用过程中,,,,C．是生物变异的根本来源,,,,D．发生在减数分裂过程中,,,,,解析：,基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源；,,,,基因重组发生在减数分裂过程中。,探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法,1．实验原理：两类变异的本质区别——遗传物质是否改变，,,改变那么能

17、遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变那么不能,,,遗传。,2．,实,验方法,(1)假设染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、,构造是否改变。,(2)与原来类型在一样环境下种植，观察变异性状是否消失，,假设不消失那么为可遗传变异，反之那么为不可遗传变异。,(3)自交观察后代是否发生性状别离，如果发生了性状别离那么,为可遗传变异。,【典例】,玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎、,矮茎之分。据此完成以下题目。,(1)种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，该色素不是,,,蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制_____________,______________________

18、________________________________,,,来实现的。,,(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。,①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。,,,,②实验预期及相关结论：,a．__________________________________________

19、_____。,,,,b．_______________________________________________。,,,a．预期最可能的结果：______________________________。,,,b．对上述预期结果的解释：________________________,,,_____________________________________________________。,,,[解题思路]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，来控制代谢从而间接控制生物性状。因为色素不,,,是蛋白质，显

20、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，遗传物质没有改变那么自交后代,,,的植株都是矮茎。如果遗传物质发生了改变，那么自交后代仍然,,,会有高茎存在。,③问题：,[,答案,],(1)有关酶的,合成来控制代谢，进而控制性状,,,,(2)②a.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,③a.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,1．(2021 年惠州三模)超级病菌是一种耐药性细菌，它最可,能由普通细菌通过哪

21、种变异形成？(,),C,A．基因重组,,,,B．染色体构造变异,,,,C．基因突变,,,,D．染色体数目变异,,,,解析：细菌是原核生物，其变异类型是基因突变。,2．(2021 年广州一模)科学家发现种植转抗除草剂基因作物,,,,后，附近许多与其亲缘关系较近的野生植物也获得了抗除草剂,),C,性状。这些野生植物的抗性变异来源于 (,,,,A．基因突变,,,,B．染色体数目变异,,,,C．基因重组,,,,D．染色体构造变异,,,,解析：种间杂交发生基因重组。,3．(2021 年珠海一模)以下有关基因重组的表达，错误的选项是,(,),C,A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组,,,,B．非姐妹染

22、色单体的交换可引起基因重组,,,,C．纯合体自交因基因重组导致子代性状别离,,,,D．同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关,,,,解析：纯合体自交不发生基因重组，子代也不发生性状分,,,,离。,4．(2021 年揭阳二模)以下有关生物变异的说法正确的选项是,(,),D,A．基因中一个碱基对发生改变，那么一定会引起生物性状,,,,的改变,,,,B．环境因素可诱导基因朝某一方向突变,,,,C．21 三体综合征是由染色体构造变异引起的,,,,D．自然条件下，基因重组可发生在生殖细胞形成过程中,,,,解析：环境因素只是对不同性状起选择作用，结果是向某,,,,一方向进化。,5．(2021 年广州二模)关

23、于生物变异与生物进化的表达，正,确的是(,),D,,A．变异均能为生物进化提供原材料,,,,B．太空射线能使种子发生定向变异,,,,C．一个碱基对的缺失引起的变异属于染色体变异,,,,D．自然选择会使种群基因频率发生定向改变,,,,,解析：,D,项中，自然选择、隔离都可使基因频率发生定向,,,,的改,变。,6．(2021 年南海统考)果蝇是常用的遗传学实验材料，请分,,,析并答复以下问题。,,,(1)以下图为果蝇红眼基因一条链的局部碱基序列，及该基因,,,编码的局部氨基酸序列。,,,,,,,,,,,,,,,,,,红眼基因的表达需经过________________过程。假设图中的,,,赖氨酸变

24、成了谷氨酸，那么可推知红眼基因中发生的碱基变化是,____________________。,转录和翻译,④号碱基由 T 变成 C,,实验一,实验二,亲本组合,红眼♀× 白眼♂,红眼♀ × 白眼♂,,,(实验一的 F,1,),F,1,表现型及,,,比例,红眼,,,,红眼、红眼、白眼、白眼,,,♀ ♂ ♀ ♂,,,1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1,F,2,,表现型及,,,比例,红眼♀、♂∶白眼♂,,,3 ∶ 1,,(2)摩尔根利用果蝇群体中出现的一只白眼雄性果蝇，设计,了如下表所示的一系列杂交实验。,①从实验一的结果分析，果蝇眼色的遗传符合孟德尔的,________定律。,基

25、因别离,一,②上表中实验____支持了控制白眼的基因是隐性基因的假,,,,设。,,,,③假设用 B、b 分别表示控制红眼和白眼的基因，那么实验一,,,,中 F2 红眼雌果蝇的基因型是______________；欲检测实验一中,,,,F1 红眼雌性个体眼色的基因组成，所选用的另一亲本的基因型,,,,和表现型是_________________。,X,B,X,B,,或 X,B,X,b,X,b,Y 、白,眼雄蝇,构造变异(或“染色体缺失〞),X,(3)果蝇的正常翅和缺刻翅是一对相对性状，观察缺刻翅果,,,,蝇的染色体，如下图。果蝇翅形的变异属于染色体变异中的,,,,__________________________。这一变异使基因纯合的个体致,,,,死，在果蝇的群体中没有发现过缺刻翅的雄性果蝇，由此推断,,,,控制该性状基因位于____染色体上。,