2012-2013版高中生物 第四章 第四節(jié) 第一課時(shí) 基因突變同步授課課件 蘇教版必修2

1、第四節(jié)第四節(jié) 基因突變和基因重組基因突變和基因重組第一課時(shí)第一課時(shí) 基因突變基因突變1.1.理解基因突變的概念；理解基因突變的概念；2.2.掌握基因突變的特征、原因及意義。掌握基因突變的特征、原因及意義。 生物的變異是指生物親、子代間或子代各個(gè)體間存在生物的變異是指生物親、子代間或子代各個(gè)體間存在性狀差異的現(xiàn)象。性狀差異的現(xiàn)象。2 2公斤重的太空茄公斤重的太空茄一、基因突變一、基因突變 作為遺傳物質(zhì)，作為遺傳物質(zhì)，DNADNA不但能夠準(zhǔn)確地自我復(fù)制，在傳遞不但能夠準(zhǔn)確地自我復(fù)制，在傳遞遺傳信息的過(guò)程中保持其穩(wěn)定性，而且能夠發(fā)生變異。在遺傳信息的過(guò)程中保持其穩(wěn)定性，而且能夠發(fā)生變異。在DNADN

2、A復(fù)制的過(guò)程中，子鏈與母鏈的堿基一般是嚴(yán)格配對(duì)的，復(fù)制的過(guò)程中，子鏈與母鏈的堿基一般是嚴(yán)格配對(duì)的，從而保證子代從而保證子代DNADNA與親代的一致性。但是，許多研究發(fā)現(xiàn)，與親代的一致性。但是，許多研究發(fā)現(xiàn)，在在DNADNA復(fù)制的過(guò)程中也可能出現(xiàn)差錯(cuò)。復(fù)制的過(guò)程中也可能出現(xiàn)差錯(cuò)。積極思維積極思維鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么？鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么？事實(shí)：事實(shí)： （1 1）19041904年，美國(guó)的一位醫(yī)生在芝加哥首次發(fā)現(xiàn)一名年，美國(guó)的一位醫(yī)生在芝加哥首次發(fā)現(xiàn)一名嚴(yán)重貧血病人的血液里充滿著鐮刀狀的紅細(xì)胞，而正常人嚴(yán)重貧血病人的血液里充滿著鐮刀狀的紅細(xì)胞，而正常人的紅細(xì)胞是圓餅狀的。他把這種病

3、稱為的紅細(xì)胞是圓餅狀的。他把這種病稱為“鐮刀型細(xì)胞貧血鐮刀型細(xì)胞貧血癥癥”。在缺氧的情況下，患者的紅細(xì)胞由圓餅狀變得像鐮。在缺氧的情況下，患者的紅細(xì)胞由圓餅狀變得像鐮刀一樣，嚴(yán)重時(shí)紅細(xì)胞破裂，造成嚴(yán)重貧血，甚至死亡。刀一樣，嚴(yán)重時(shí)紅細(xì)胞破裂，造成嚴(yán)重貧血，甚至死亡。圓餅狀的紅細(xì)胞和鐮刀狀的紅細(xì)胞圓餅狀的紅細(xì)胞和鐮刀狀的紅細(xì)胞 （2 2）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) .鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白的一條多肽鏈上鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白的一條多肽鏈上的氨基酸組成發(fā)生了變化（谷氨酸的氨基酸組成發(fā)生了變化（谷氨酸纈氨酸）纈氨酸） .DNA .DNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)，決定血紅蛋白的相關(guān)基因也發(fā)生了測(cè)序

4、發(fā)現(xiàn)，決定血紅蛋白的相關(guān)基因也發(fā)生了變化變化(CTTCAT)(CTTCAT)。.mRNA.mRNA上的密碼子的變化；上的密碼子的變化；GAAGUAGAAGUA鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因圖解鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因圖解紅細(xì)胞紅細(xì)胞氨基酸氨基酸mRNAmRNA基因堿基序列基因堿基序列 根本根本 原因原因正正常常人人圓餅狀圓餅狀谷氨酸谷氨酸GAAGAA CTT CTT基因中個(gè)別基因中個(gè)別堿基種類改堿基種類改變（變（TATA）患患 者者鐮刀狀鐮刀狀纈氨酸纈氨酸GUAGUA CAT CAT鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種由基因突變引起的遺傳病。鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種由基因突變引起的遺傳病。分析：分析：1.1.基因突變概

5、念基因突變概念基因突變是指基因突變是指DNADNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變等。分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變等。增添增添改變改變?nèi)笔笔?.2.基因突變的原因基因突變的原因 基因突變基因突變自發(fā)突變自發(fā)突變?nèi)斯ふT變?nèi)斯ふT變物理誘變物理誘變化學(xué)誘變化學(xué)誘變生物誘變生物誘變（1 1）自發(fā)突變）自發(fā)突變: : 在沒(méi)有人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的在沒(méi)有人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異稱為自發(fā)突變。變異稱為自發(fā)突變。（2 2）人工誘變：在人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異）人工誘變：在人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異稱為人工誘變。稱為人工誘變。（3 3）利用物理因素）利用物理因素( (如如X X射線

6、、激光等射線、激光等) )、化學(xué)因素、化學(xué)因素( (如亞如亞硝酸鹽、堿基類似物等硝酸鹽、堿基類似物等) )以及生物因素以及生物因素( (如病毒、細(xì)菌等如病毒、細(xì)菌等) )來(lái)來(lái)處理生物，會(huì)使生物發(fā)生突變的頻率大為提高。處理生物，會(huì)使生物發(fā)生突變的頻率大為提高。 3. 3. 基因突變的特征基因突變的特征（1 1） 基因發(fā)生突變的頻率很低。基因發(fā)生突變的頻率很低。在自然條件下在自然條件下, ,基因發(fā)生突變的機(jī)會(huì)很小基因發(fā)生突變的機(jī)會(huì)很小, ,即自發(fā)突變頻率即自發(fā)突變頻率很低。很低。 （2 2）基因突變的方向是不確定的。）基因突變的方向是不確定的。一個(gè)基因可以向不同方向發(fā)生變異，從而產(chǎn)生一個(gè)以上的一個(gè)

7、基因可以向不同方向發(fā)生變異，從而產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。如在果蠅的眼色遺傳中，野生型的紅眼果蠅，等位基因。如在果蠅的眼色遺傳中，野生型的紅眼果蠅，其紅眼基因，既可以突變?yōu)榘籽刍?，也可以突變?yōu)槠渌浼t眼基因，既可以突變?yōu)榘籽刍?，也可以突變?yōu)槠渌喾N眼色基因。多種眼色基因。果蠅眼色遺傳的不確定性示意圖果蠅眼色遺傳的不確定性示意圖（3 3）基因突變屬于偶然的隨機(jī)事件。）基因突變屬于偶然的隨機(jī)事件。基因突變的隨機(jī)性不僅表現(xiàn)在突變可以發(fā)生在生物個(gè)基因突變的隨機(jī)性不僅表現(xiàn)在突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，而且還表現(xiàn)在其可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不體發(fā)育的任何時(shí)期，而且還表現(xiàn)在其可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的同的D

8、NADNA分子上或同一分子上或同一DNADNA分子的不同部位上。分子的不同部位上。（4 4）基因突變是普遍存在的。）基因突變是普遍存在的?；蛲ㄟ^(guò)突變成為它的等位基因，這就可能產(chǎn)生一種新基因通過(guò)突變成為它的等位基因，這就可能產(chǎn)生一種新的表現(xiàn)型差異；的表現(xiàn)型差異；基因突變是生物變異的根本來(lái)源。基因突變是生物變異的根本來(lái)源。 基因突變不僅增加了基因存在方式的多樣性，為生基因突變不僅增加了基因存在方式的多樣性，為生物進(jìn)化提供了原始材料，使生物能夠適應(yīng)新的環(huán)境變化，物進(jìn)化提供了原始材料，使生物能夠適應(yīng)新的環(huán)境變化，不斷發(fā)展、進(jìn)化；而且還揭示了生物性狀遺傳變異的規(guī)不斷發(fā)展、進(jìn)化；而且還揭示了生物性狀遺傳

9、變異的規(guī)律，從而成為進(jìn)行動(dòng)植物遺傳改良的基礎(chǔ)。律，從而成為進(jìn)行動(dòng)植物遺傳改良的基礎(chǔ)。4.4.基因突變的意義基因突變的意義1.1.從遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次看，基因突變是指（從遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次看，基因突變是指（ ）A.A.元素組成的變化元素組成的變化 B.B.核苷酸組成的變化核苷酸組成的變化C.C.化學(xué)結(jié)構(gòu)堿基序列的變化化學(xué)結(jié)構(gòu)堿基序列的變化 D.D.空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)型變化空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)型變化解析：解析：基因突變是指基因分子結(jié)構(gòu)的變化，包括基因突變是指基因分子結(jié)構(gòu)的變化，包括DNADNA堿基對(duì)堿基對(duì)的增添、缺失或改變。也就是基因中脫氧核苷酸的增添、缺失或改變。也就是基因中脫氧核苷酸( (或堿基或堿基) )

10、的的種類、數(shù)量、排列順序的變化，歸結(jié)起來(lái)，就是堿基序列的種類、數(shù)量、排列順序的變化，歸結(jié)起來(lái)，就是堿基序列的變化。變化。C C 2.2.下列變異屬于基因突變的是（下列變異屬于基因突變的是（ ）A.A.玉米子粒播于肥沃的土壤中，植株結(jié)的穗大粒飽；播玉米子粒播于肥沃的土壤中，植株結(jié)的穗大粒飽；播于貧瘠的土壤中，植株結(jié)的穗小粒癟于貧瘠的土壤中，植株結(jié)的穗小粒癟B.B.黃色飽滿粒與白色凹陷粒玉米雜交，黃色飽滿粒與白色凹陷粒玉米雜交，F(xiàn) F1 1中出現(xiàn)黃色凹中出現(xiàn)黃色凹陷粒與白色飽滿粒陷粒與白色飽滿粒C.C.在野外的棕色獼猴中出現(xiàn)了白色獼猴在野外的棕色獼猴中出現(xiàn)了白色獼猴D.D.小麥花藥的離體培養(yǎng)所發(fā)育

11、的植株產(chǎn)生的變異小麥花藥的離體培養(yǎng)所發(fā)育的植株產(chǎn)生的變異C C 解析：解析：根據(jù)題意和基因突變的概念可知，根據(jù)題意和基因突變的概念可知，A A是由環(huán)境因素導(dǎo)是由環(huán)境因素導(dǎo)致的變異，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，屬于不可遺傳的變異；致的變異，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，屬于不可遺傳的變異；B B是是由基因重組導(dǎo)致的變異，屬于可遺傳變異；由基因重組導(dǎo)致的變異，屬于可遺傳變異；D D是由染色體數(shù)是由染色體數(shù)目的改變而導(dǎo)致的變異，屬于可遺傳變異。目的改變而導(dǎo)致的變異，屬于可遺傳變異。A A、B B、D D都不屬都不屬于基因突變。只有于基因突變。只有C C才屬于基因突變，因?yàn)檎５淖厣J猴才屬于基因突變，因?yàn)檎５淖厣J猴是

12、純合子，體內(nèi)并沒(méi)有白毛基因，而一旦出現(xiàn)了白毛獼猴，是純合子，體內(nèi)并沒(méi)有白毛基因，而一旦出現(xiàn)了白毛獼猴，則不是基因分離的結(jié)果，而只能是基因突變的結(jié)果。則不是基因分離的結(jié)果，而只能是基因突變的結(jié)果。3.3.下列人體細(xì)胞中，難以發(fā)生基因突變的細(xì)胞是下列人體細(xì)胞中，難以發(fā)生基因突變的細(xì)胞是( )( )A.A.神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞 B.B.生發(fā)層細(xì)胞生發(fā)層細(xì)胞 C.C.造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞 D.D.成骨細(xì)胞成骨細(xì)胞解析：解析：神經(jīng)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，該細(xì)胞不再進(jìn)行細(xì)神經(jīng)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，該細(xì)胞不再進(jìn)行細(xì)胞的更新，而是僅通過(guò)物質(zhì)的更新達(dá)到代謝的目的。胞的更新，而是僅通過(guò)物質(zhì)的更新達(dá)到代謝的目的。B B、

13、C C、D D項(xiàng)的細(xì)胞都具有較強(qiáng)的分裂能力，能進(jìn)行細(xì)胞分裂，項(xiàng)的細(xì)胞都具有較強(qiáng)的分裂能力，能進(jìn)行細(xì)胞分裂，有有DNADNA分子的復(fù)制，可能發(fā)生基因突變。分子的復(fù)制，可能發(fā)生基因突變。A A4.4.誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的敘述是誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的敘述是 ( )( )A.A.誘發(fā)突變對(duì)生物的生存是有利的誘發(fā)突變對(duì)生物的生存是有利的 B.B.誘發(fā)突變可引起生物發(fā)生定向變異誘發(fā)突變可引起生物發(fā)生定向變異C.C.誘發(fā)突變產(chǎn)生的性狀都是顯性性狀誘發(fā)突變產(chǎn)生的性狀都是顯性性狀 D.D.誘發(fā)突變的突變率比自然突變高誘發(fā)突變的突變率比自然突變高解析：解析：本題考查誘發(fā)突變和自然突變的異同。誘發(fā)

14、突變本題考查誘發(fā)突變和自然突變的異同。誘發(fā)突變對(duì)生物的生存有的有利，有的不利；誘發(fā)突變引起的生對(duì)生物的生存有的有利，有的不利；誘發(fā)突變引起的生物變異是不定向的，且誘發(fā)突變產(chǎn)生的性狀可能是顯性物變異是不定向的，且誘發(fā)突變產(chǎn)生的性狀可能是顯性的，也可能是隱性的。誘發(fā)突變由于是人為因素所致，的，也可能是隱性的。誘發(fā)突變由于是人為因素所致，可使突變率比自然突變突變率高?？墒雇蛔兟时茸匀煌蛔兺蛔兟矢摺 D5.5.一株世代都是開(kāi)紅花的植物，在一次突然性冰凍后，一株世代都是開(kāi)紅花的植物，在一次突然性冰凍后，在一個(gè)枝條上出現(xiàn)了一朵白花。將該白花自花受粉后所在一個(gè)枝條上出現(xiàn)了一朵白花。將該白花自花受粉后所結(jié)的種子種下去后，長(zhǎng)成的植株都只開(kāi)白花。試分析該結(jié)的種子種下去后，長(zhǎng)成的植株都只開(kāi)白花。試分析該白花是來(lái)自于白花是來(lái)自于_，其原因是，其原因是_。解析：解析：為什么世世代代開(kāi)紅花的植物突然會(huì)開(kāi)出一朵白為什么世世代代開(kāi)紅花的植物突然會(huì)開(kāi)出一朵白花呢？這只可能是一種變異。由于該白花所結(jié)種子的后花呢？這只可能是一種變異。由于該白花所結(jié)種子的后代開(kāi)的也是白花，可知該變異還是可遺傳的變異。而可代開(kāi)的也是白花，可知該變異還是可遺傳的變異。而可遺傳變異的三種類型中，可產(chǎn)生新基