基因突變和基因重組(1).ppt

基因突變和基因重組 必修2遺傳與進(jìn)化 一 基因突變 堿基對 排列順序 隨機(jī) 1 對基因突變的理解 不定向 根本來源 2 實(shí)例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥控制合成血紅蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生改變 即DNA分子上的一個(gè)堿基對發(fā)生改變 由A T變成 結(jié)果血紅蛋白多肽鏈中 被 代替 導(dǎo)致鐮刀型 細(xì)胞貧血癥 T A 谷氨酸 纈氨酸 1 基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生在DNA復(fù)制時(shí) 此時(shí)的DNA解旋 不穩(wěn)定 2 基因突變的利和害取決于什么 一定有害嗎 取決于生物生存的環(huán)境 不一定 有些基因突變無利也無害 3 基因中堿基對的改變是否一定會(huì)引起性狀的改變 由于密碼子具有簡并性 基因中堿基對改變不一定會(huì)引性狀的改變 訓(xùn)練 自然界中 一種生物某一基因及突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下 正?；?精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 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3種突變基因DNA分子的改 變是 A 突變基因1和2為一個(gè)堿基對的替換 突變基因3為 一個(gè)堿基對的增添 B 突變基因2和3為一個(gè)堿基對的替換 突變基因1為 一個(gè)堿基對的增添 C 突變基因1為一個(gè)堿基對的替換 突變基因2和3為 一個(gè)堿基對的缺失 D 突變基因2為一個(gè)堿基對的替換 突變基因1和3為 一個(gè)堿基對的缺失 答案 A 二 基因重組 填空 1 概念 在生物體進(jìn)行 過程中 控制不同性狀的基因 有性生殖 重新組合 想一想 一母生九子 九子九個(gè)樣 兄弟姐妹間差異的主要原因是什么 提示 兄弟姐妹間差異的主要原因是基因重組 2 類型 1 自由組合型 減數(shù)第一次分裂后期 隨著非同源染色體自由組合 也自由組合 2 交叉互換型 減數(shù)分裂四分體時(shí)期 基因隨著 的交叉互換而發(fā)生重組 3 意義 1 形成生物多樣性的重要原因之一 2 是 的普遍來源之一 對生物的進(jìn)化也具有重要意義 非等位基因 非姐妹染色體 生物變異 性狀的改變一定是基因突變引起的嗎 答案 不一定 還可能是基因重組或染色體變異 考點(diǎn)透析 考點(diǎn)一 基因突變及對性狀和后代的影響 1 圖解引起基因突變的因素及其作用機(jī)理 2 基因突變與基因表達(dá)的聯(lián)系 3 基因突變的結(jié)果 基因突變引起基因 質(zhì) 的改變 產(chǎn)生了原基因的等位基因 改變了基因的表現(xiàn)形式 如由A a 隱性突變 或a A 顯性突變 但并未改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置 4 基因突變對性狀的影響 1 基因突變影響后代性狀 原因 突變引起密碼子改變 最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變 影響生物性狀 例如鐮刀型細(xì)胞貧血癥 2 基因突變不影響后代性狀 原因 若基因突變發(fā)生后 引起了信使RNA上的密碼子改變 但由于一種氨基酸可對應(yīng)多個(gè)密碼子 若該改變了的密碼子與原密碼子仍對應(yīng)同一種氨基酸 此時(shí)突變基因控制的性狀不改變 若基因突變?yōu)殡[性突變 如AA中其中一個(gè)A a 此時(shí)性狀也不改變 突變發(fā)生在非編碼區(qū)或真核細(xì)胞基因編碼區(qū)的內(nèi)含子 中 某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的種類 但并不 影響該蛋白質(zhì)的功能 5 基因突變對后代的影響 1 基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中 可以通過無性生殖傳遞給子代 由于多數(shù)生物進(jìn)行有性生殖 一般不傳遞給下一代 所以體細(xì)胞突變 對后代影響小 2 如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 可以通過配子傳遞給后代 對于有性生殖的生物來說對后代影響大 3 基因突變的頻率比較 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞 分裂旺盛的 細(xì)胞 停止分裂的細(xì)胞 基因突變一般是可遺傳的 但體細(xì)胞發(fā)生的基因突變一般不能傳遞給后代 而發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變 可以通過生殖細(xì)胞傳給后代 基因突變能產(chǎn)生等位基因 是生物變異的根本來源 為 生物進(jìn)化提供了最初的原始材料 生殖細(xì)胞 分裂旺盛的細(xì)胞在分裂時(shí)對外界環(huán)境的變化 更加敏感 所以突變率比體細(xì)胞高 秋水仙素作用于細(xì)胞分裂間期能誘發(fā)基因突變 作用于 分裂期則誘發(fā)染色體數(shù)目加倍 無絲分裂 原核生物的二分裂 病毒遺傳物質(zhì)復(fù)制時(shí)均 可發(fā)生基因突變 基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量 只改變其基因結(jié)構(gòu) 病毒和原核生物的變異方式只有基因突變 基因突變的相關(guān)知識(shí) 例1 2012 廣東汕尾檢測 有關(guān)下圖所示四種不同生物的敘述正確的是 A 甲 乙兩種細(xì)胞的細(xì)胞壁都可用纖維素酶完全分解B 乙為低等植物細(xì)胞 細(xì)胞中的核糖體和葉綠體均含RNAC 丙的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA 其突變率遠(yuǎn)高于DNA病毒D 丁細(xì)胞的有氧呼吸被抑制會(huì)影響脂溶性小分子物質(zhì)的運(yùn)輸 答案 C 規(guī)律總結(jié)生物界中各生物類群的可遺傳的變異 病毒原核生物 只有基因突變 為什么 真核生物 有性生殖 基因突變基因重組染色體變異 無性生殖 基因突變?nèi)旧w變異 所有生物都可通過基因突變產(chǎn)生新基因 使本物種基因庫增加 原始材料 促進(jìn)生物進(jìn)化發(fā)展 基因重組和染色體變異是真核生物特有的 1 下列關(guān)于基因敘述中 正確的是 A 基因突變一定會(huì)改變生物的性狀B 基因頻率改變一定會(huì)導(dǎo)致物種產(chǎn)生C 染色體上某個(gè)基因的丟失屬于基因突變D 不同基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上相同的密碼子可編碼相同的氨基酸 答案 D 考點(diǎn)對應(yīng)練 2 有關(guān)基因突變的敘述 正確的是 C A 不同基因突變的概率是相同的B 基因突變的方向是由環(huán)境決定的C 一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變D 基因突變對生物總是有害的 3 易錯(cuò) 基因突變是生物變異的根本來源 下列關(guān)于基因 突變特點(diǎn)的說法正確的是 A A 無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B 突變只能定向形成新的等位基因C 生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變D 突變對生物的生存往往是有利的 考點(diǎn)二 基因重組 例2 2012 佛山統(tǒng)考 雙選 以下有關(guān)基因重組的敘述中正確的是 A 非等位基因都可以自由重組B 染色體中的基因交換都屬于基因重組C 同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)D 轉(zhuǎn)基因技術(shù)也屬于可遺傳變異中的基因重組 答案 CD 基因重組和基因突變的比較 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化及病毒遺傳物質(zhì)的整合也屬于基因重 組 基因重組產(chǎn)生了新的基因型 但未改變基因的 質(zhì) 和 量 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 基因重組只能發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的同種生物之間 在減數(shù)分裂過程中實(shí)現(xiàn)的 而不是在精子與卵細(xì)胞的結(jié)合過程中實(shí)現(xiàn)的 自然狀態(tài)下 原核生物不發(fā)生基因重組 基因重組的相關(guān)知識(shí) 4 依據(jù)基因重組概念的發(fā)展 判斷下列圖示過程中沒有發(fā)生基因重組的是 ABCD 答案 A 考點(diǎn)對應(yīng)練 5 下列關(guān)于基因重組的說法不正確的是 A 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屬于基因重組B 減數(shù)分裂四分體時(shí)期 由于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換 可導(dǎo)致基因重組C 減數(shù)分裂過程中 非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組D 一般情況下 花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組 而根尖則不能 答案 B 6 易錯(cuò) 生物體內(nèi)的基因重組 D A 能夠產(chǎn)生新的基因B 發(fā)生在受精作用過程中C 是生物變異的根本來源D 發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 實(shí)驗(yàn)導(dǎo)航 課題20 生物變異原因和變異類型的探究 表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境條件 所以某生物的變異原因應(yīng)從外因和內(nèi)因兩個(gè)方面加以分析 如果是因?yàn)檫z傳物質(zhì) 或基因 的改變引起的 此變異可在其自交后代或與其他雜交后代中再次出現(xiàn) 即可遺傳 如果僅僅是環(huán)境條件的改變引起 則不能遺傳給自交后代或雜交后代 所以 可以用自交或雜交的方法確定變異的原因 或者將變異個(gè)體和正常個(gè)體培養(yǎng)在相同的條件下 兩者沒有出現(xiàn)明顯差異 則原來的變異性狀是由環(huán)境引起的 1 變異原因的探究 2 染色體變異與基因突變的差別 基因突變是分子水平的變異 在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的 而染色體變異是細(xì)胞水平的變異 在光學(xué)顯微鏡下一般可以觀察到 因此制作正常親本與待測變異親本的有絲分裂臨時(shí)裝片 找到中期圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以區(qū)分染色體變異與基因突變 3 顯性突變與隱性突變的判定 受到物理 化學(xué)因素的影響 AA個(gè)體如果突變成Aa個(gè)體 則在當(dāng)代不會(huì)表現(xiàn)出來 只有Aa個(gè)體自交后代才會(huì)有aa變異個(gè)體出現(xiàn) 因此這種個(gè)體一旦出現(xiàn)即是純合子 相反 如果aa個(gè)體突變成Aa個(gè)體 則當(dāng)代就會(huì)表現(xiàn)出性狀 因此我們可以選擇突變體與其他已知未突變體雜交 通過觀察后代變異性狀的比例來判斷基因突變的類型 對于植物還可以利用突變體自交觀察后代有無性狀分離來進(jìn)行顯性突變與隱性突變的判定 訓(xùn)練 在一群體型一直較正常的牛群中出現(xiàn)了一頭矮生雄牛 某研究小組在討論該矮生雄牛形成原因時(shí) 有三種不同的觀點(diǎn) 觀點(diǎn)一 種群中某一個(gè)體產(chǎn)生了隱性突變 該突變基因隨著個(gè)體間的交配 在群體中得以擴(kuò)散 矮生基因攜帶者交配后發(fā)生性狀分離產(chǎn)生該矮生雄牛 觀點(diǎn)二 由于非遺傳因素 如飼養(yǎng)條件 引起的 觀點(diǎn)三 請你設(shè)計(jì)一個(gè)雜交試驗(yàn) 根據(jù)子一代雜交結(jié)果得出相應(yīng)的結(jié)論 說明 若是遺傳因素 則這一相對性狀由常染色體上的一對等位基因控制 1 雜交試驗(yàn)方案 在正常的飼養(yǎng)條件下 觀察子代的表現(xiàn) 2 雜交結(jié)果及結(jié)論 若子代出現(xiàn) 情況 則觀點(diǎn)一正確 若子代出現(xiàn) 情況 則觀點(diǎn)二正確 若子代出現(xiàn) 情況 則觀點(diǎn)三正確 答案 觀點(diǎn)三 是由于顯性突變的直接結(jié)果 1 讓該矮生雄牛與該群體中的多頭正常雌牛交配 2 正常牛與矮牛 且數(shù)量上正常牛明顯多于矮牛 全為正常牛 正常牛與矮牛 且數(shù)量上無顯著差異 走近高考 1 2012 上海生物 下圖為細(xì)胞內(nèi)染色體狀態(tài)示意圖 這種染色體狀態(tài)表示已發(fā)生 A 染色體易位B 基因重組C 染色體倒位D 姐妹染色單體之間的交換 題組1基因重組的考查 答案 B 2 2012 江蘇生物 某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變 獲得該缺失染色體的花粉不育 缺失染色體上具有紅色顯性基因B 正常染色體上具有白色隱性基因b 見下圖 如以該植株為父本 測交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀 下列解釋最合理的是 A 減數(shù)分裂時(shí)染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽B 減數(shù)第二次分裂時(shí)姐妹染色單體3與4自由分離C 減數(shù)第二次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間自由組合D 減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間交叉互換 答案 D 題組2基因突變3 2011 廣東 雙選 最近 可以抵抗多數(shù)抗生素的 超級細(xì)菌 引人關(guān)注 這類細(xì)菌含有超強(qiáng)的耐藥性基因NDM 1 該基因編碼金屬 內(nèi)酰胺酶 此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是 A 定向突變B 抗生素濫用C 金屬 內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活D 通過染色體交換從其他細(xì)菌獲得耐藥基因 答案 BC 4 2011 海南生物 野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長 用射線照射野生型大腸桿菌得到一突變株 該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)必須添加氨基酸甲后才能生長 下列對這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋中 不合理的是 A 野生型大腸桿菌可以合成氨基酸甲B 野生型大腸桿菌代謝可能不需要氨基酸甲C 該突變株可能無法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶D 該突變株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失 答案 B 5 2012 廣東 子葉黃色 Y 野生型 和綠色 y 突變型 是孟德爾研究的豌豆相對性狀之一 野生型豌豆成熟后 子葉由綠色變?yōu)辄S色 1 在黑暗條件下 野生型和突變型豌豆的葉片總?cè)~綠素含量的變化見圖1 其中 反映突變型豌豆葉片總?cè)~綠素含量變化的曲線是 2 Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白 其部分氨基酸序列見圖2 據(jù)圖1推測 Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對的 和 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進(jìn)入葉綠體 可推測 位點(diǎn) 的突變導(dǎo)致了該蛋白的功能異常 從而使該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱 最終使突變型豌豆子葉和葉片維持 常綠 3 水