2017_2018學(xué)年高中生物第5章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組課件.pptx

1、第5章基因突變及其他變異 第1節(jié)基因突變和基因重組,教師參考,新課導(dǎo)入一:二戰(zhàn)后的日本廣島和長崎血癌的發(fā)病率明顯高于其他地區(qū)。你知道其中的原因嗎? 提示:由于核輻射導(dǎo)致了基因突變。 什么是基因突變呢?這節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)基因突變。 新課導(dǎo)入二:DNA上的基因是怎樣控制性狀的?(用流程圖表示出來。) 提示: 若DNA分子上基因中堿基對(duì)發(fā)生變化 mRNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化 相應(yīng)氨基酸改變 相應(yīng)蛋白質(zhì)改變 相應(yīng)性狀改變,則該變異屬于基因突變。引出基因突變的概念。,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.舉例說明基因突變的特點(diǎn)和原因。2.舉例說出基因重組。3.說出基因突變和基因重組的意義。,自主學(xué)習(xí),課堂探究,自主學(xué)習(xí)

2、 讀教材學(xué)基礎(chǔ),一、基因突變 閱讀教材P80P82,完成以下問題。 1.實(shí)例:鐮刀型細(xì)胞貧血癥 (1)癥狀:患者紅細(xì)胞由正常中央微凹的圓餅狀變?yōu)?,易發(fā)生紅細(xì)胞 ,使人患溶血性貧血。 (2)發(fā)病機(jī)理,彎曲的鐮刀狀,破裂,氨基酸,(4)結(jié)論:鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因的一個(gè)堿基對(duì)改變而產(chǎn)生的一種遺傳病。 2.概念:DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的 、 和 ,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 3.對(duì)生物的影響 (1)若發(fā)生在 中,將傳遞給后代。 (2)若發(fā)生在 中,一般不能遺傳,但有些植物可通過無性繁殖傳遞。 (3)人體某些體細(xì)胞突變后可能發(fā)展為癌細(xì)胞。,替換,增添,缺失,配子,體細(xì)胞,4.原因 (1)外因:物理

3、因素、化學(xué)因素和 。 (2)內(nèi)因: 偶爾發(fā)生錯(cuò)誤、DNA的堿基組成發(fā)生改變等。 5.基因突變的特點(diǎn)及解釋,生物因素,DNA分子復(fù)制,6.基因突變的意義 (1) 產(chǎn)生的途徑。 (2)生物變異的 。 (3) 的原始材料。 判斷 (1)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中堿基對(duì)的替換引起的。( ) (2)基因突變具有低頻性,不能為生物進(jìn)化提供原材料。( ) (3)基因突變一定能遺傳給后代。( ) (4)基因突變只能發(fā)生在真核細(xì)胞中。( ),新基因,根本來源,生物進(jìn)化,二、基因重組 閱讀教材P83,完成以下問題。 1.概念:在生物體進(jìn)行 的過程中, 的基因的重新組合。 2.類型比較,有性生殖,控制不同性狀,非

4、姐,妹染色單體,3.意義:基因重組是生物變異的來源之一,對(duì) 具有重要意義。 思考 高莖豌豆自交后代出現(xiàn)高莖和矮莖豌豆,是基因重組的原因嗎? 提示:不是,高莖豌豆自交后代出現(xiàn)了性狀分離。,生物進(jìn)化,探究一,課堂探究 解疑難提能力,基因突變的原因和特點(diǎn),教師參考,問題引領(lǐng): 1.基因突變的根本原因和結(jié)果是什么?,2.怎樣理解基因突變的隨機(jī)性和不定向性?,1.基因突變的原因及結(jié)果分析,2.基因突變隨機(jī)性和不定向性的分析,【典例1】 自然界中,一種生物某一基因及其三種突變基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)中部分氨基酸序列如下: 正?；蚓彼岜奖彼崃涟彼崽K氨酸脯氨酸 突變基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸 突變

5、基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸 突變基因3精氨酸苯丙氨酸蘇氨酸酪氨酸丙氨酸 根據(jù)上述氨基酸序列確定這三種突變基因DNA分子的改變最可能是() A.突變基因1和2為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因3為一個(gè)堿基對(duì)的增添 B.突變基因2和3為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的增添 C.突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因2和3為一個(gè)堿基對(duì)的增添 D.突變基因2為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因1和3為一個(gè)堿基對(duì)的增添,解析:突變基因1表達(dá)出的蛋白質(zhì)中氨基酸序列與正?；蛳啾?氨基酸序列完全相同,推測該突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的替換;突變基因2與正常基因相比,苯丙氨酸替換成亮氨酸,推測該突變基因2為

6、一個(gè)堿基對(duì)的替換;突變基因3與正常基因相比,從苯丙氨酸開始都發(fā)生改變,推測該突變基因3為一個(gè)堿基對(duì)的增添或缺失。,答案:A,方法透析 基因突變類型及其對(duì)生物體影響的大小,備選例題,如圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變,導(dǎo)致1 169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是( ) A.處插入堿基對(duì)GC B.處堿基對(duì)AT替換為GC C.處缺失堿基對(duì)AT D.處堿基對(duì)GC替換為AT,解析:賴氨酸的密碼子有AAA和AAG兩種,結(jié)合題中所給的賴氨酸對(duì)應(yīng)的WNK4基因序列,可以確定該題中的賴氨酸的密碼子是AAG,所以當(dāng)處堿基對(duì)AT替換為GC時(shí),相

7、應(yīng)的密碼子由AAG被替換成谷氨酸的密碼子GAG。,B,【題組演練】 1.下列細(xì)胞中最不容易發(fā)生基因突變的是( ) A.正在分裂的蛙紅細(xì)胞 B.人神經(jīng)細(xì)胞 C.正在分裂的精原細(xì)胞 D.豌豆根尖的分生區(qū)細(xì)胞,解析:人神經(jīng)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞,不再進(jìn)行細(xì)胞分裂,DNA不進(jìn)行復(fù)制,不容易發(fā)生基因突變。,B,2.(2017重慶第十八中學(xué)期中)下列關(guān)于基因突變的敘述,正確的是( ) A.基因突變一定會(huì)引起生物性狀的改變 B.基因突變一定會(huì)引起基因所攜帶的遺傳信息的改變 C.基因的堿基對(duì)的缺失、增添、替換中對(duì)性狀影響最小的一定是替換 D.基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系,基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料

8、,解析:由于密碼子的簡并性等原因,基因突變不一定會(huì)改變生物的性狀;基因的堿基排列順序代表了遺傳信息,所以基因突變一定會(huì)引起遺傳信息的改變;堿基對(duì)替換引發(fā)的突變對(duì)性狀的影響一般比缺失或增添小,但不一定最小,如發(fā)生替換,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄的mRNA中出現(xiàn)了終止密碼子;基因突變具有普遍性、隨機(jī)性,與環(huán)境變化沒有明確的因果關(guān)系。,B,探究二,教師參考,問題引領(lǐng): 1.從減數(shù)第一次分裂過程中分析發(fā)生基因重組的原因是什么?,基因重組的理解,2.試分析基因突變與基因重組有哪些不同點(diǎn)?,1.基因重組圖解分析,2.基因突變和基因重組的比較,【典例2】 以下有關(guān)基因重組的敘述,錯(cuò)誤的是() A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致

9、基因重組 B.非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組 C.純合體自交基因重組導(dǎo)致子代性狀分離 D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān),解析:基因重組的類型分為兩種:一是非同源染色體自由組合,二是同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換;同胞兄妹間的差異主要原因是父母在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)非同源染色體自由組合導(dǎo)致基因重組;純合體自交后代不會(huì)出現(xiàn)性狀分離。 答案:C,備選例題,下圖是基因型為Aa的個(gè)體不同分裂時(shí)期的圖像,請(qǐng)根據(jù)圖像判定每個(gè)細(xì)胞發(fā)生的變異類型( ) A.基因突變基因突變基因突變 B.基因突變或基因重組基因突變基因重組 C.基因突變基因突變基因突變或基因重組 D.基因突變或基因重組基因突變

10、或基因重組基因重組,解析:圖中、分別屬于有絲分裂的中期和后期;A與a所在的DNA分子都是經(jīng)過復(fù)制而得到的,由于交叉互換只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,所以圖中、的變異只能屬于基因突變;屬于減數(shù)第二次分裂的后期,由于減數(shù)分裂過程中可以發(fā)生交叉互換,所以不能確定A與a的不同是基因突變還是基因重組的結(jié)果。,C,方法透析 姐妹染色單體(著絲點(diǎn)分裂后兩條子染色體)含有等位基因原因分析 分析如圖變異類型時(shí),據(jù)題意分析如下: (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?cè)斐傻摹?(2)若為減數(shù)分裂,則原因是基因突變(間期)或基因重組(減數(shù)第一次分裂)。 (3)若題目中問造成B、b不同的根

11、本原因,應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來源基因突變。 (4)若已知該生物的基因型為bb或BB,則出現(xiàn)圖示結(jié)果一定發(fā)生了基因突變。,【題組演練】 1.進(jìn)行有性生殖的生物,下代和上代間總是存在著一定差異的主要原因是( ) A.基因重組 B.基因突變 C.可遺傳的變異 D.染色體變異,解析:基因重組能夠產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代。,A,2.下列有關(guān)生物遺傳和變異的說法正確的是( ) A.基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變,則生物性狀一定會(huì)改變 B.基因重組可以產(chǎn)生新基因 C.基因重組是生物變異的根本來源 D.自然條件下,基因重組可發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的生物形成配子的過程中,D,解析:基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變即基因突

12、變,由于密碼子的簡并性等原因,基因突變不一定會(huì)引起生物性狀的改變;基因突變產(chǎn)生新基因,基因重組只能將原有基因重新組合;基因突變是生物變異的根本來源;自然條件下,基因重組可發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過程中,即減數(shù)第一次分裂前期(四分體時(shí)期),同源染色體的非姐妹染色單體上的等位基因交叉互換,以及減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合。,圖說教材：基因重組的兩種類型,(1)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導(dǎo)致基因重組。 (2)減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離,非同源染色體自由組合,則位于非同源染色體上的非等位基因間自由組合,如圖1。 (3)減數(shù)第一次分裂前期同源

13、染色體聯(lián)會(huì)形成四分體時(shí),同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換,使位于同源染色體上的等位基因發(fā)生交換,導(dǎo)致染色單體上的基因重組,如圖2。 (4)基因重組只產(chǎn)生新的基因型,并未產(chǎn)生新的基因。 (5)非同源染色體的非姐妹染色單體交換片段引起的變異不屬于基因重組。,【跟蹤訓(xùn)練】 如圖是某個(gè)二倍體動(dòng)物的兩個(gè)細(xì)胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體,字母代表染色體上帶有的基因)。據(jù)圖判斷不正確的是( ) A.該動(dòng)物的性別是雄性的 B.甲細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變或基因重組 C.1與2的片段交換屬于基因重組 D.乙圖細(xì)胞中也可能存在等位基因,B,解析:甲、乙是同一個(gè)二倍體動(dòng)物的兩個(gè)細(xì)胞分裂圖。甲圖中同源染色體正在分開,是減數(shù)第一次分裂的特征,且細(xì)胞為均等分裂,因此可判定該動(dòng)物性別為雄性;甲圖細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,發(fā)生同源染色體分離,非同源染色體自由組合,即發(fā)生了基因重組,但無法判斷是否發(fā)生基因突變;乙圖細(xì)胞中著絲點(diǎn)分裂,非姐妹染色單體分離成為染色體,處于減數(shù)第二次分裂后期,若在減數(shù)第一次分裂前期時(shí)發(fā)生交叉互換,則乙圖細(xì)胞中可能存在等位基因;1與2的片段交換是同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換,屬于基因重組。,1.關(guān)鍵語句 (1)堿基對(duì)的增添、缺失和替換可導(dǎo)致基因突變。 (2)基因突變的誘變因素有:物理因素、化學(xué)因素、生物因素。 (3)基因突變