高中生物 基因與性狀課件 中圖版必修2

1、基因與性狀,張其亮,一、基因、性狀和環(huán)境的關(guān)系,（一）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀，如白化病等 （二）基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，如鐮刀型細(xì)胞貧血等,生物的性狀是基因環(huán)境共同作用的結(jié)果,基因突變,變異分類,染色體變異,基因重組,不遺傳的變異,可遺傳的變異,自然突變,誘發(fā)突變,結(jié)構(gòu)變異,數(shù)目變異,非整倍性改變,整倍性改變,由遺傳物質(zhì)的改變而引起,僅由環(huán)境條件的改變而引起的變異,通過雜交產(chǎn)生；進(jìn)行有性生殖的生物才有,鐮刀型細(xì)胞貧血癥 這是一種遺傳性貧血癥，屬隱性遺傳。是基因突變產(chǎn)生的血紅蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變的一種分子病。患者的紅細(xì)胞缺氧時(shí)變成鐮刀形（

2、正常的是圓盤形），失去輸氧的功能，許多紅血球還會(huì)因此而破裂造成嚴(yán)重貧血，甚至引起病人死亡。,鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的圖解,正常 谷氨酸 GAA CTT GAA,蛋白質(zhì) 氨基酸 RNA DNA,異常 纈氨酸 GUA CAT GTA,突變,基因突變是指由于DNA分子中發(fā)生堿基對的 增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。,增添,改變,缺失,基因突變的結(jié)果：使得一個(gè)基因變成它的等位基因，并且通常會(huì)引起一定表現(xiàn)型的變化,背長腿短且略彎曲的綿羊。由于腿短，它跳不過羊圈籬笆，故而易于圈養(yǎng)。,基因突變：它是生物變異的根本來源，為生物 的意義 進(jìn)化提供了最初的原材料。,引起基因突變的因素：,1、物理因素：如X射

3、線、激光等,2、化學(xué)因素：如亞硝酸、堿基類似物等,3、生物因素：如病毒和某些細(xì)菌等,基因突變的特點(diǎn),1、基因突變在生物界是普遍存在的。 （自然突變 誘發(fā)突變）,2、基因突變是隨機(jī)發(fā)生的,3、在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的,4、大多數(shù)基因突變對生物體是有害的,鐮刀型細(xì)胞貧血癥 這種病常見于非洲和美洲黑人。人們在非洲瘧疾流行的地區(qū)，發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞雜合基因型個(gè)體對瘧疾的感染率，比正常人低得多。這是因?yàn)殓牭缎图?xì)胞雜合基因型在人體本身并不表現(xiàn)明顯的臨床貧血癥狀，而對寄生在紅血球里的瘧原蟲卻是致死的，紅血球內(nèi)輕微缺氧就足以中斷瘧原蟲形成分生孢子，終歸于死亡。因此，在瘧疾流行的地區(qū)，不利的鐮刀型細(xì)胞基

4、因突變可轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣诜乐汞懠驳牧餍小＿@一實(shí)例，也說明基因突變的有害性是相對的，在一定外界條件下，有害的突變基因可以轉(zhuǎn)化為有利。,基因突變的特點(diǎn),1、基因突變在生物界是普遍存在的。 （自然突變 誘發(fā)突變）,2、基因突變是隨機(jī)發(fā)生的,3、在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的,4、大多數(shù)基因突變對生物體是有害的,5、基因突變是不定向的,人工誘變在育種上的應(yīng)用,例如： 1.農(nóng)作物誘變育種方面：培育出數(shù)百個(gè)抗病強(qiáng)、 產(chǎn)量高、品質(zhì)好農(nóng)作物新品種。 2.微生物誘變育種方面：青霉菌高產(chǎn)菌株。,人工誘變：指利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使之發(fā)生基因突變，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種。

5、,基因重組：生物進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀 的基因發(fā)生重新組合的現(xiàn)象叫基因重組。,1、隨著非同源染色體的自由組合，非等位基 因也自由組合,2、同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換，這些染色單體上的基因自由組合,意義：基因重組為生物變異提供了極其豐富的來源。是 生物多樣性的重要來源，對生物進(jìn)化有重要意義。,產(chǎn)生新的基因（基因分子 結(jié)構(gòu)改變），而產(chǎn)生新的 基因型,不產(chǎn)生新的基因（基因分 子結(jié)構(gòu)不變），但重組產(chǎn) 生新的基因型,區(qū) 別,1果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10-5，一個(gè)大約有109個(gè)果蠅的果蠅群，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是( ) A 2109 B 2108 C

6、2107 D 108,【解析】 自然界中生物的自發(fā)突變率很低，這是對于單個(gè)基因而言的，但種群是由許多個(gè)個(gè)體所組成的，每個(gè)個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞中都含有成千上萬個(gè)基因，依據(jù)題干所列出的數(shù)值，這個(gè)果蠅種群每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是210410-51092108個(gè)。 【答案】 B,練習(xí),練習(xí),2一個(gè)堿基可加到DNA分子上或從DNA分子中除去，這種生物體DNA堿基數(shù)目的變化是 ( ) A細(xì)菌轉(zhuǎn)化 B基因的自由組合 C基因突變 D等位基因的分離,【解析】 基因突變的方式至少有兩大類：一類是堿基替換，即一個(gè)堿基被另一個(gè)堿基所代替；另一類是堿基對數(shù)目的增減，即增加或減少一個(gè)或幾個(gè)堿基對。 【答案】 C,練習(xí),3下列因

7、素中哪個(gè)不是誘變劑( ) A射線 B紫外線 C秋水仙素 D吲哚乙酸,【解析】 射線和紫外線是常用的誘發(fā)基因突變的物理誘變劑，秋火仙素是化學(xué)誘變劑，但吲哚乙酸不是誘變劑。 【答案】 D,練習(xí),4人工誘變是創(chuàng)造生物新類型的重要方法，這是因?yàn)槿斯ふT變( ) A易得大量有利個(gè)體 B可按計(jì)劃定向改良 C變異頻率高，有利變異較易穩(wěn)定 D以上都對,【解析】 人工誘變可提高變異頻率，有利變異和有害變異一樣都大大增加。有利變異比自發(fā)突變更易篩選，較易使變異性狀得到穩(wěn)定。 【答案】 C,練習(xí),5某基因片段中一條DNA鏈在復(fù)制時(shí)一個(gè)堿基由GC，該基因復(fù)制三次后發(fā)生突變的基因占該基因總數(shù)的( ) A100% B50%

8、 C25% D125%,【解析】 DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，在DNA雙鏈中，以突變鏈為模板復(fù)制的子代DNA中，每條單鏈都有基因突變，而以另一條互補(bǔ)鏈為模板復(fù)制的子代DNA分子中，基因都是正常的，因此在后代DNA中，正常基因和突變基因各占一半。 【答案】 B,練習(xí),6進(jìn)行有性生殖的生物，其親子代之間總是存在著一定的差異的主要原因是( ) A基因重組 B基因突變 C染色體變異 D生活條件改變,【解析】 變異是生物的基本特征之一，如果僅由環(huán)境條件改變引起的變異 是不遺傳的，也不是變異的主要原因。引起可遺傳變異的原因有三，基因突變的頻率極低，染色體變異也少見，而基因重組是有性生殖的生物必然發(fā)生的過程，

9、如果生物的染色體多，攜帶的基因更多，那么變異也就更多，因此，基因重組成為親代與子代之間差異的主要原因。 【答案】 A,練習(xí),7下列哪種情況能產(chǎn)生新的基因( ) A基因的自由組合 B基因互換 C基因突變 D染色體數(shù)目的變異,【解析】 基因的自由組合與互換都是在原有基因中進(jìn)行的基因重組；染色體數(shù)目的增加或減少只會(huì)造成原有基因的重復(fù)或減少。只有基因突變導(dǎo)致遺傳物質(zhì)的改變才可產(chǎn)生新的基因。 【答案】 C,練習(xí),8昆蟲學(xué)家用人工誘變方法使昆蟲產(chǎn)生基因突變，導(dǎo)致酯酶活性的升高，該酶可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥。近年來已將控制酯酶合成的基因分離出來，通過生物工程技術(shù)將它導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，并與細(xì)菌的DNA分子結(jié)合起來。經(jīng)

10、這樣處理的細(xì)菌能夠繁殖。請根據(jù)上述資料回答問題： (1)人工誘變在生產(chǎn)實(shí)踐中已得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗芴岣呋蛲蛔兊念l率 ，通過人工選擇 。 (2)酯酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，基因控制酯酶的合成要經(jīng)過 兩個(gè)過程。 (3)通過生物工程產(chǎn)生的細(xì)菌，其后代同樣能分泌酯酶，這是由于 。 (4)請你具體說出一項(xiàng)上述科研成果的實(shí)際應(yīng)用 。,獲得人們所需要的突變性狀、轉(zhuǎn)錄 和翻譯、控制酯酶合成的 基因，隨細(xì)菌DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，并在后代中表達(dá)、 用于降解環(huán)境中的有機(jī)磷農(nóng)藥，以 保護(hù)環(huán)境,練習(xí),【解析】 (1)在自然狀態(tài)下，生物基因突變的頻率是很低的，但使用人工 誘變的方法來處理生物，能大大提高其變異頻率，并可從中選出對人類有利的突變性狀。 (2)酯酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的合成需要轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程。 (3)生物工程將“目的基因”整合到細(xì)菌的DNA分子中去，并隨細(xì)菌DNA分子的復(fù)制而復(fù)