生物的變異、育種和進化-第1講-基因突變和基因重組課件

,第七單元生物的變異、育種和進化,第1講基因突變和基因重組,考綱要求1基因重組及其意義()。2.基因突變的特征和原因()。,1實例：鐮刀型細胞貧血癥(1)病因圖解如下：,考點1基因突變,(2)實例要點歸納圖示中a、b、c過程分別代表_、_和_。突變發(fā)生在_(填字母)過程中。患者貧血的直接原因是_異常，根本原因是發(fā)生了_，堿基對由TA突變成AT。【思考】鐮刀型貧血癥的直接原因和間接原因分別是什么？提示直接原因是血紅蛋白分子的一條多肽鏈上一個氨基酸由正常的谷氨酸變成了纈氨酸。根本原因：控制血紅蛋白的分子合成的基因中一個堿基序列由正常CTT變成CAT。,DNA復制,轉(zhuǎn)錄,翻譯,a,血紅蛋白,基因突變,2基因突變的概念、原因、特點及意義,增添,基因結(jié)構(gòu),普遍性,低頻性,多害少利性,生物,新基因,根本,原材料,1正誤判斷(1)基因突變是由于DNA片段的增添、缺失和替換引起的基因結(jié)構(gòu)的改變()(2)若沒有外界因素的影響，基因就不會發(fā)生突變()(3)基因突變通常發(fā)生在DNARNA的過程中()(4)A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因(),(5)人類鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的根本原因是基因突變()(6)誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀()(7)基因突變的方向是由環(huán)境決定的()(8)DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變()(9)觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置(),2(教材改編題)具有一個鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體(即雜合子)并不表現(xiàn)鐮刀型細胞貧血癥的癥狀，因為該個體能同時合成正常和異常血紅蛋白，對瘧疾有較強的抵抗力。鐮刀型細胞貧血癥主要流行于非洲瘧疾猖獗的地區(qū)。對此現(xiàn)象的解釋，正確的是A基因突變是有利的B基因突變是有害的C基因突變的有害性是相對的D不具有鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體對瘧疾的抵抗力更強,解析具有一個鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體對抵抗瘧疾有利，但與正常個體相比，卻是不利的。具有鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體對瘧疾抵抗力強，不具有鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體對瘧疾的抵抗力較弱。因此基因突變的有害性是相對的。答案C,1基因突變機理,2基因突變與性狀的關(guān)系(1)基因突變對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響,小,大,大,(2)基因突變不引起生物性狀改變的原因突變發(fā)生在基因的_的DNA片段中，如非編碼區(qū)域。密碼子具有_，有可能翻譯出相同的氨基酸。純合子的顯性基因突變?yōu)殡s合子的_基因，雜合狀態(tài)下也不會引起性狀的改變。某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的位置，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。,不具有遺傳效應(yīng),簡并性,隱性,3基因突變的類型(1)顯性突變：如aA，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。(2)隱性突變：如Aa，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。【易考明示】與基因突變有關(guān)的7個易錯點(1)無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA復制時均可發(fā)生基因突變。(2)基因突變一定會導致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。,(3)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。(4)生殖細胞的突變率一般比體細胞的突變率高，這是因為生殖細胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。(5)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸地上則為不利變異，而在多風的島嶼上則為有利變異。(6)基因突變是DNA中堿基對的增添、缺失、替換。(7)基因突變不只發(fā)生在分裂間期。,考向一基因突變的機理1編碼酶X的基因中某個堿基被替換時，表達產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。下表顯示了與酶X相比，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況，對這四種狀況出現(xiàn)的原因判斷正確的是,A.狀況一定是因為氨基酸序列沒有變化B狀況一定是因為氨基酸間的肽鍵數(shù)減少了50%C狀況可能是因為突變導致了終止密碼位置變化D狀況可能是因為突變導致tRNA的種類增加,解析狀況是由于基因1對堿基被替換，根據(jù)密碼子的簡并性，翻譯出相同的氨基酸或者雖改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的種類，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能，A項錯誤；狀況是由于基因1對堿基被替換，導致1個氨基酸改變，影響了酶的空間結(jié)構(gòu)，B項錯誤；狀況是由于基因1對堿基被替換，正好導致了終止密碼，肽鏈延長提前終止，C項正確；狀況可能是因為突變導致原有終止密碼消失，肽鏈延長拖后，D項錯誤。答案C,2原核生物某基因原有213對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為210對堿基(未涉及終止密碼子改變)，它指導合成的蛋白質(zhì)分子與原蛋白質(zhì)相比，差異可能為A少一個氨基酸，氨基酸順序不變B少一個氨基酸，氨基酸順序改變C氨基酸數(shù)目不變，但順序改變DA、B都有可能,解析原核生物的基因是連續(xù)的，沒有間隔的，因此可以直接根據(jù)數(shù)據(jù)計算，突變后少了三個堿基對，氨基酸數(shù)比原來少1，C不正確；若少的三個堿基對正好控制著原蛋白質(zhì)的一個氨基酸，則少一個氨基酸，其余氨基酸順序不變；若少的三個堿基對橫跨原蛋白質(zhì)的兩個氨基酸，則可能出現(xiàn)少一個氨基酸，從少之處往后的氨基酸種類和順序發(fā)生改變。因此選D項。答案D,考向二基因突變的類型3下圖表示的是控制正常酶1的基因突變后所引起的氨基酸序列的改變。、兩種基因突變分別是,A堿基對的替換堿基對的缺失B堿基對的缺失堿基對的增添C堿基對的替換堿基對的增添或缺失D堿基對的增添或缺失堿基對的替換解析從圖中可以看出，突變只引起一個氨基酸的改變，所以應(yīng)屬于堿基對的替換。突變引起突變點以后的多種氨基酸的改變，所以應(yīng)屬于堿基對的增添或缺失。答案C,【歸納提升】辨別可遺傳變異和不可遺傳變異(1)由于遺傳物質(zhì)的改變所引起的變異是遺傳的；由于環(huán)境條件的改變所引起的變異，一般只表現(xiàn)于當代，不能遺傳下去。(2)可遺傳的變異是由遺傳物質(zhì)的變化引起的變異；不可遺傳的變異是由環(huán)境引起的，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。生物的變異有可遺傳和不可遺傳兩種情況，遺傳物質(zhì)的改變或環(huán)境條件的改變都可以引起變異，所以判斷生物的變異是遺傳變異還是不可遺傳變異，相當于判斷是受環(huán)境因素還是遺傳因素影響。,考點2基因重組,1基因重組的實質(zhì)、類型、結(jié)果和意義,重新組合,非同源,非等位基因,轉(zhuǎn)基因,交叉互換,轉(zhuǎn)基因,重組性狀,生物多樣性,生物進化,【提醒】受精過程中未進行基因重組。親子代之間差異主要是由基因重組造成的?；蛑亟M只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀。,2根據(jù)A、B圖中的細胞分裂圖來確定變異的類型,有絲分裂,減數(shù)分裂,基因突變,基因突變或基因重組,正誤判斷(1)一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組()(2)減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組()(3)純合子自交因基因重組發(fā)生性狀分離()(4)非同源染色體自由組合，導致在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組()(5)非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組(),1比較三種類型的基因重組,減數(shù)第一次分裂四分體時期,減數(shù)第一次分裂后期,非姐妹染色單體,非同源染色體,非等位基因重組,基因重組,2.基因突變與基因重組的區(qū)別和聯(lián)系,減數(shù)第一次分裂,替換、增添和缺失,同源染色體,非同源染色體,所有生物都可以發(fā)生,誘變育種,雜交育種,基因突變,基因重組,基因突變,基因重組,3.基因突變和基因重組在變異、進化及生物多樣性上的不同點,根本,重要,原始,根本,重要,【易考明示】與基因重組有關(guān)的4點提示(1)通過對DNA的剪切、拼接而實施的基因工程屬于分子水平的基因重組；減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，以及非同源染色體上非等位基因的自由組合而導致的基因重組，屬于染色體水平的基因重組；動物細胞融合技術(shù)，以及植物體細胞雜交技術(shù)下的基因重組，屬于細胞水平的基因重組。,(2)自然狀況下，原核生物中不會發(fā)生基因重組。(3)基因重組是真核生物有性生殖過程中產(chǎn)生可遺傳變異的最重要來源，是形成生物多樣性的重要原因。(4)基因重組未產(chǎn)生新基因，只是原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的表現(xiàn)型(或新品種)。,考向一基因重組類型的理解1(2016蘇北模擬)A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因，位于1號和2號這一對同源染色體上，1號染色體上有部分來自其他染色體的片段，如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是,AA和a、B和b均符合基因的分離定律B可以通過顯微鏡來觀察這種染色體移接現(xiàn)象C染色體片段移接到1號染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組D同源染色體上非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子,解析A和a、B和b位于一對同源染色體上，兩對等位基因的遺傳均遵循基因的分離定律；來源于非同源染色體上的片段移接屬于染色體變異；染色體結(jié)構(gòu)的變化可以在顯微鏡下觀察到；同源染色體上非姐妹染色單體間交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子，基因型為AB、Ab、aB、ab。答案C,考向二基因突變與基因重組的區(qū)別和聯(lián)系2下圖是某個二倍體(AABb)動物的幾個細胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷不正確的是,A甲細胞表明該動物發(fā)生了基因突變B乙細胞表明該動物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變C丙細胞表明該動物在減數(shù)第一次分裂時發(fā)生交叉互換D甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代,解析據(jù)題干中甲、乙、丙是同一個二倍體動物的幾個細胞分裂圖。甲圖表示有絲分裂后期，染色體上基因A與a不同，是基因突變的結(jié)果；乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期，其染色體上基因A與a不同，沒有同源染色體交叉互換的特征，只能是基因突變的結(jié)果；丙細胞也屬于減數(shù)第二次分裂后期圖，基因B與b所在的染色體顏色不一致，則染色體上基因B與b不同是交叉互換造成的。甲細胞分裂產(chǎn)生體細胞，產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代。答案D,【方法歸納】基因突變和基因重組的判斷的三種方法(1)根據(jù)親代基因型判定：如果親代基因型為BB或bb，則引起B(yǎng)與b不同的原因是基因突變。如果親代基因型為Bb，則引起B(yǎng)與b不同的原因是基因突變或交叉互換。(2)根據(jù)細胞分裂方式判定：如果是有絲分裂中染色體上基因不同，則為基因突變的結(jié)果。如果是減數(shù)分裂過程中染色體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換。,(3)根據(jù)染色體圖示判定：如果是有絲分裂后期圖中，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果。,【易錯提醒】有絲分裂過程中發(fā)生基因突變，但不會發(fā)生基因重組；減數(shù)第一次分裂前的間期可能發(fā)生基因突變；減數(shù)第一次分裂過程會發(fā)生基因重組，而減數(shù)第二次分裂過程不會發(fā)生基因重組。,1(2015海南)關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯誤的是A等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因BX射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率C基因B中的堿基對GC被堿基對AT替換可導致基因突變D在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導致基因b的突變,真題集訓,解析基因突變具有不定向性，等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因，A正確；X射線的照射會影響基因B和基因b的突變率，B錯誤；基因B中的堿基對GC被堿基對AT替換可導致基因突變，C正確；在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導致基因b的突變，D正確。答案B,2(2015江蘇)經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株，下列敘述錯誤的是A白花植株的出現(xiàn)是對環(huán)境主動適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存BX射線不僅可引起基因突變，也會引起染色體變異C通過雜交實驗，可以確定是顯性突變還是隱性突變D觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳變異,解析A項，變異具有不定向性，不存在主動適應(yīng)。B項，X射線可導致生物體發(fā)生基因突變或染色體變異。C項，白花植株與原紫花品種雜交，若后代都是紫花植株，則白花植株是隱性突變的結(jié)果，若后代都是白花或既有白花又有紫花，則是顯性突變的結(jié)果。D項，白花植株的自交后代中若出現(xiàn)白花植株，則是可遺傳變異；若全是紫花植株，則是不遺傳變異。答案A,3(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，下列敘述錯誤的是A該突變可能是堿基對替換或堿基對插入造成的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指導蛋白質(zhì)合成時使用同一套遺傳密碼D基因B1和B2可同時存在于同一個體細胞中或同一個配子中,解析本題綜合考查了基因突變、中心法則以及減數(shù)分裂相關(guān)知識，綜合性較強。A正確，新基因的產(chǎn)生依靠基因突變，基因突變包括堿基對的缺失、增添或替換。B正確，B1，B2基因的堿基排列順序不同，其轉(zhuǎn)錄的mRNA堿基序列也不同，但是mRNA可能出現(xiàn)不同的密碼子決定同一種氨基酸的情況，所以可能出現(xiàn)合成相同蛋白質(zhì)的情況。而堿基排列順序不同，也可能導致合成蛋白質(zhì)不同的情況。C正確，生物指導蛋白質(zhì)合成的過程中，都是使用同一套密碼子，這也是證明生物共同起源的有力證據(jù)。,D錯誤，B1與B2為等位基因，在同一個體細胞中時，存在于同源染色體上，故而可以存在于同一個體細胞中。但是二倍體生物的配子遺傳物質(zhì)減半，不考慮染色體變異的情況下，配子中只含有一個染色體組，不可能含有兩個等位基因，故而不可以存在于同一個配子中。答案D,4(2014浙江)除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是一對等位基因。下列敘述正確的是A突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因B突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復為敏感型C突變體若為基因突變所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復為敏感型D抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈,解析若除草劑敏感型大豆為Aa,1條染色體上A所在片段缺失，即表現(xiàn)出a的性狀，即抗性基因為隱性基因，故A項正確。染色體片段缺失不能在恢復為敏感型，而基因突變由于不定向性，可以回復突變?yōu)槊舾行?，故B項和C項錯誤；抗性基因由敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該基因表達的可能性較大，故D項錯誤。答案A,5一對毛色正常鼠交配，產(chǎn)下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色異常。分析認為，鼠毛色出現(xiàn)異常的原因有兩種：一是基因突變的直接結(jié)果(控制毛色基因的