1、-1-第5章 基因突变及其他变异-2-第1节 基因突变和基因重组-3-第1节 基因突变和基因重组 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 情境导入课程目标一对没有家族患病史的黑人夫妇却生出了患白化病的儿子。该患儿除了具有典型的白化病症状外,其他的体貌特征和他的正常哥哥也存在一定的差异。这是为什么呢?1.举例说明基因突变的特点和原因。2.举例说出基因重组。3.说出基因突变和基因重组的意义。4.尝试从多个角度对基因突变进行分类。5.列表比较可遗传的变异和不可遗传的变异、基因突变和基因重组。-4-第1节 基因突变和基
2、因重组 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 一、基因突变的实例、概念及影响1.实例:镰刀型细胞贫血症症状:镰刀型细胞贫血症患者的红细胞是镰刀状。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血。直接原因:血红蛋白分子中氨基酸种类的改变(血红蛋白多肽链中的谷氨酸被缬氨酸代替)。根本原因:控制合成血红蛋白分子的 DNA 的碱基序列发生了改变。2.概念:DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。3.对后代的影响(1)该变化若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。(2)若发生在体细胞中
3、,一般不能遗传;但有些植物的体细胞发生基因突变,可通过无性繁殖传递。-5-第1节 基因突变和基因重组 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 二、基因突变的原因、特点及意义1.原因 外因 物理因素:如紫外线、X 射线等化学因素:如亚硝酸、碱基类似物等生物因素:如病毒 内因:DNA 分子复制偶尔发生错误、DNA 的碱基组成 发生改变等自发产生 2.特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性。3.意义:(1)新基因产生的途径;(2)生物变异的根本来源;(3)生物进化的原始材料。-6-第1节 基因突变和基因重
4、组 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 温故知新细胞癌变和基因突变有什么关系?引起细胞癌变的致癌因子有哪些?它们与引起基因突变的几种因素有联系吗?提示:细胞癌变是基因突变的一个实例,引起细胞癌变的致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子,分别对应引起基因突变的物理因素、化学因素和生物因素。-7-第1节 基因突变和基因重组 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 三 二 三、基因重组的概念、类型及意
5、义1.概念:指生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。2.类型:自由组合型、交叉互换型。另外,外源基因的导入也会引起基因的重组。3.意义:生物变异的来源之一,对生物的进化也具有重要意义。-8-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 探究点一基因突变问题导引太空育种蔬菜是将普通蔬菜种子搭载于航天飞行器,经过太空失重、缺氧等特殊条件处理,内部结构发生改变,返回地面后,再经农业专家多年培育而成的。这种蔬菜具有很强的抗旱和预防病毒入侵的能力,
6、不仅产量高,几乎不用农药,而且铁、锌等对人体有益的微量元素也大幅提高。“内部结构发生改变”的含义是什么?列举引起这种变化的主要的太空因素。提示:主要指基因突变。失重、缺氧等因素。-9-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 名师精讲 1.基因突变发生的过程及时间分析基因突变发生于所有生物中,是一种最广泛的可遗传变异的来源。不论病毒、原核生物,还是真核生物,不论进行无性生殖,还是进行有性生殖,只要进行遗传物质复制,就有可能发生基因突变。真核生物的基因突变
7、一般发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 DNA 复制的过程中。引起基因突变的因素及其作用的大致机理:-10-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查-11-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 2.基因突变与基因表达的联系 碱基对影响范围对氨基酸的影响减少对蛋白质结构影响的措施替换小只改变 1 个氨基酸
8、或不改变增添大插入位置前的不受影响,插入后的序列会发生变化若开始增添 1 个碱基对,可再增添 2 个、5个,即(3n+2)个或减少 1 个、4 个,即(3n+1)个(n0,且为整数)缺失大缺失位置前的不受影响,缺失后的序列会发生变化若开始缺失 1 个碱基对,可再减少 2 个、5个,即(3n+2)个或增添 1 个、4 个,即(3n+1)个(n0,且为整数)-12-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 3.基因突变与生物性状的关系(1)多数基因突变并不引
9、起性状的改变。由于一种氨基酸可由多种密码子决定,因此某些基因突变并不引起生物性状的变异。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。隐性突变如 AAAa,也不会引起性状的改变。(2)少数基因突变引起生物性状的改变,如人类的镰刀型细胞贫血症。特别提醒基因突变可分为显性突变和隐性突变。显性突变是指隐性基因突变成显性基因(aA),该突变一旦发生,突变体即可表现出新突变性状;隐性突变是指显性基因突变成隐性基因(Aa),在第一代突变体中突变性状一般不能表现,而突变性状一旦表现,即可稳定遗传。-13-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 J
10、ICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习【例题 1】(多选)基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法,正确的是()A.无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变B.生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变C.基因突变只能定向形成新的等位基因D.基因突变对生物的生存往往是有害的解析:无论是低等生物还是高等生物,无论是体细胞还是生殖细胞,无论是个体发育的哪个时期,都可能发生基因突变;基因突变是不定向的,一个位点上的基因可以突变成多个等位基因;生物与环境的适应是长期自然选择的结果,当发生基因突变后,出现新的生物体性状往往与环境是不相适应的,基因突变对生物的生
11、存往往是有害的,但是有的基因突变对生物的生存是有利的。答案:AD探究点一 探究点二 易错点排查-14-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 探究点二基因重组问题导引来自同一窝的家兔体长、体重或毛色等外观体征不会完全相同。将体色、体长等各种性状综合考虑,不同个体间的差异会更大,导致这些差异的主要原因是什么?提示:兔子进行有性生殖,在产生配子时会发生基因分离(考虑一对基因时)和基因重组。-15-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIA
12、N重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 名师精讲 1.概念在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。(1)通常所说的基因重组是指狭义的基因重组,包括自由组合型和交叉互换型两种类型,这两种类型都发生在有性生殖的减数分裂过程中。(2)广义的基因重组还包括人工 DNA 重组技术(基因工程)和自然条件下的微生物的转化(例如R型肺炎双球菌被S型肺炎双球菌的DNA转化)。(3)基因重组是进行有性生殖的生物产生变异的主要途径。-16-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首
13、 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 2.类型 发生的时期发生的范围自由组合型减后期非同源染色体上的非等位基因交叉互换型减四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换基因重组的两种类型可通过图示法加以理解记忆:-17-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 3.基因突变和基因重组的比较 基因突变基因重组区别本质基因分子结构发生改变,产生了新基因,出现了新性状,但未改
14、变基因的“量”原有基因的重新组合,产生了新的基因型,使性状重新组合,但未改变基因的“质”和“量”原因一定的外界或内部因素的作用下,由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变,使基因结构发生改变减数分裂过程中,同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体之间的自由组合时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期意义新基因产生的途径,生物变异的根本来源,也是生物进化的原始材料是生物变异的来源之一,是生物进化的重要因素之一发生可能性可能性很小,突变频率低非常普遍,产生的变异类型多-18-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重
15、点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 发生可能性可能性很小,突变频率低非常普遍,产生的变异类型多适用范围所有生物都可发生(包括病毒),具有普遍性只适用于真核生物有性生殖,细胞核遗传联系都能使生物产生可遗传的变异;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可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础;二者均产生新的基因型,可能产生新的表现型-19-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习
16、 探究点一 探究点二 易错点排查【例题 2】利用月季花的枝条扦插和利用月季花的种子播种均能产生后代,下列关于二者变异来源的叙述正确的是()A.前者不会发生变异,后者有较大的变异性B.前者一定不会发生基因重组,后者可能发生基因重组C.前者一定不会发生基因突变,后者可能发生基因突变D.前者一定不会因环境影响发生变异,后者可能因环境影响发生变异解析:扦插属于无性生殖,其变异来源不可能是基因重组,基因重组发生在进行有性生殖的生物通过减数分裂产生配子的过程中;种子繁殖属于有性生殖,变异可以来自基因重组。扦插和种子繁殖的变异来源都有基因突变(因为都会进行细胞分裂),还受环境的影响。答案:B-20-第1节
17、基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 典型方法会区分不可遗传的变异和可遗传的变异、基因突变和基因重组是解题的关键。不可遗传的变异和可遗传的变异的区分如下:(1)引起两种变异的条件不同。不可遗传的变异仅仅由于环境因素的影响引起,遗传物质没有改变;而可遗传的变异是由遗传物质改变引起的。(2)两种变异表现出来的特点不同。不可遗传的变异的特点。a.一般只在当代表现出来;b.不能遗传给后代;c.这种变异方向一般是定向的。可遗传的变异的特点。a.可以在当代表现出来,也可
18、以在后代中表现出来;b.变异一旦发生,就有可能遗传给后代;c.这类变异一般是不定向的。-21-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 判断正误(正确的画“”,错误的画“”)。1.发生突变的基因碱基序列一定改变。()提示:2.突变基因指导合成的蛋白质结构一定改变。()提示:由于密码子存在简并性等原因,由突变基因指导合成的蛋白质结构不一定改变。3.显性突变是指显性基因发生了突变。()提示:显性突变是指隐性基因突变为显性基因。4.基因突变形成的基因一定是等位
19、基因。()提示:不以染色体为载体的基因突变后形成的新基因不能称为原基因的等位基因。-22-第1节 基因突变和基因重组 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究点一 探究点二 易错点排查 5.含突变基因的个体一定出现对应的新性状。()提示:例如:一个显性纯合子的一个显性基因发生了隐性突变,该个体的性状仍为显性性状。6.雌、雄配子的随机结合是基因重组的来源之一。()提示:基因重组的来源不包括雌、雄配子的随机结合。-23-第1节 基因突变和基因重组 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHI
20、SHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 12341.一个碱基可加到 DNA 分子上或从 DNA 分子中除去,DNA 的这种变化是()A.细胞转化B.基因自由组合C.基因突变D.等位基因分离解析:根据基因突变的概念,可将基因突变的方式归为两类:一类是碱基替换,即一个碱基被另一个碱基所替代;另一类是碱基对数目的增减,即增加或减少一个或几个碱基对。本题的情况属于后者。答案:C5-24-第1节 基因突变和基因重组 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 123452.(多选)下列关于基因突变的叙述,
21、正确的是()A.基因突变是指基因结构中碱基对的替换、增添和缺失B.基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的C.基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引发D.基因突变的频率很低,且均是有害的解析:A 项是基因突变的概念;B 项是基因突变的原因;C 项说明了基因突变的诱发因素;D 项错误,基因突变的频率很低,但不是全部有害,有些也是有利的。答案:ABC-25-第1节 基因突变和基因重组 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 12343.原核生物中某一基因的编码区起始端插入
22、了 1 个碱基对。在插入位点的附近,在发生下列哪种情况下有可能对其编码的蛋白质结构的影响最小?()A.置换单个碱基对 B.增加 4 个碱基对C.缺失 4 个碱基对 D.缺失 5 个碱基对解析:基因中三个相邻的碱基对决定 mRNA 中三个相邻的碱基,mRNA 中三个相邻的碱基决定一个氨基酸。若基因中碱基对增加了 1 个,必然会引起其编码的蛋白质分子中氨基酸序列的改变,但如果在插入位点的附近再缺失4 个碱基对,那么只会影响其编码的蛋白质分子中最初的几个氨基酸,而不会影响后面的氨基酸序列,这样可以减小对蛋白质结构的影响。答案:C5-26-第1节 基因突变和基因重组 SUITANG LIANXI随堂练
23、习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 12344.下列细胞在其后续的生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是()A.心肌细胞B.成熟的红细胞C.根毛细胞D.精原细胞解析:基因突变主要发生在细胞分裂间期,基因重组发生在减数分裂过程中。精原细胞在进行减数分裂产生精子的过程中可能会发生基因重组,也可能会发生基因突变。答案:D5-27-第1节 基因突变和基因重组 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 123455.下列哪种是不可遗传的变异?()A.正常夫妇生了一个白化儿子B.纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇C.对青霉菌进行 X 射线照射后,培育成高产菌株D.用生长素处理得到无子番茄解析:生物的变异主要包括不可遗传的变异和可遗传的变异。其中不可遗传的变异是指仅由环境因素变化引起的变异,其遗传物质并未发生改变。用生长素处理得到无子番茄,染色体及其上的遗传物质未发生变化,而是利用生长素促进果实发育的原理,故该种变异是不能遗传的。答案:D