新課標(biāo)人教版生物必修二51基因突變和基因重組課件

第1節(jié)基因突變和基因重組課程標(biāo)準(zhǔn)1．舉例說(shuō)出基因重組及其意義。2．舉例說(shuō)明基因突變的特征和原因。課標(biāo)解讀1．舉例說(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。2．舉例說(shuō)出基因重組的主要類(lèi)型。3．說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。(1)病因：控制血紅蛋白合成的基因中堿基對(duì)發(fā)生了_____。(2)圖解：基因突變1．實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥替換2．基因突變概念及對(duì)后代的影響項(xiàng)目?jī)?nèi)容概念變化堿基對(duì)的__________________結(jié)果引起_________的改變對(duì)后代的影響發(fā)生在_____中遵循_________可傳遞給后代發(fā)生在_______中一般_____遺傳，但有些生物可通過(guò)_________傳遞配子體細(xì)胞替換、增添和缺失基因結(jié)構(gòu)遺傳規(guī)律不能無(wú)性繁殖(1)類(lèi)型(2)對(duì)生物性狀的影響①當(dāng)發(fā)生類(lèi)型?堿基替換時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能使轉(zhuǎn)錄、翻譯出的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列不改變，性狀可能不會(huì)改變。1．基因突變的類(lèi)型及對(duì)生物體性狀的影響②當(dāng)發(fā)生?、?兩種類(lèi)型的基因突變時(shí)，會(huì)使發(fā)生堿基改變位點(diǎn)之后的所有堿基的排列順序都發(fā)生改變，性狀改變的幾率很大。2．基因突變隨機(jī)性和不定向性的分析特點(diǎn)含義說(shuō)明隨機(jī)性基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、生物體的任何細(xì)胞和任何DNA分子一般說(shuō)來(lái)，在生物個(gè)體發(fā)育中，基因突變發(fā)生的時(shí)間越遲，生物體表現(xiàn)突變的部分越少。基因突變?nèi)舭l(fā)生在生殖細(xì)胞中，可通過(guò)有性生殖傳給后代；若發(fā)生在體細(xì)胞中，可通過(guò)無(wú)性生殖傳給后代不定向性一個(gè)基因可向多個(gè)方向突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因，并且基因突變的方向和環(huán)境沒(méi)有明確的因果關(guān)系?；蛲蛔儾皇菦](méi)有任何限制的，基因突變只會(huì)限定在控制同一性狀的不同表現(xiàn)型中，而不能由控制這一性狀的基因突變?yōu)榭刂屏硪恍誀畹幕蛱貏e提醒

(1)基因突變不會(huì)改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和所在位置。(2)基因突變一定會(huì)導(dǎo)致所攜帶的遺傳信息改變，但性狀不一定改變。(3)人工誘變只能提高基因突變發(fā)生的頻率，不能引發(fā)定向突變。A．基因突變是不定向的B．等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果【鞏固1】基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系如右圖所示，該圖不能表明的是(

)。C．正?；蚺c致病基因可以通過(guò)突變而轉(zhuǎn)化D．這些基因的傳遞遵循自由組合定律解析題中圖示表明了突變的不定向性、可逆性等。自由組合定律是非同源染色體上的非等位基因傳遞的基本規(guī)律，一對(duì)等位基因的傳遞遵循分離定律。答案

D①基因突變包括自然突變和誘發(fā)突變②在DNA復(fù)制中，堿基排列順序發(fā)生差錯(cuò)從而改變了遺傳信息，產(chǎn)生基因突變③基因突變一般對(duì)生物是有害的，但是，也有的基因突變是有利的④基因突變一定產(chǎn)生新性狀A(yù)．①②③④B．①②③C．①②④D．②③④【鞏固2】下列關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是(

)。解析基因突變是在DNA復(fù)制過(guò)程中，堿基排列順序發(fā)生差錯(cuò)而改變了遺傳信息，包括自然突變和誘發(fā)突變兩種。與自然突變相比，誘發(fā)突變的頻率較高?；蛲蛔兇蠖鄶?shù)是有害的，即具有多害少利性，但有害與有利取決于環(huán)境。除此之外，基因突變還具有普遍性、隨機(jī)性、不定向性等特點(diǎn)。基因突變能產(chǎn)生新基因，但不一定產(chǎn)生新性狀。答案

B1．概念在生物體進(jìn)行_________的過(guò)程中，______________的

基因的重新組合。2．類(lèi)型基因重組類(lèi)型發(fā)生時(shí)期實(shí)質(zhì)自由組合型___________________非同源染色體上的____________自由組合交叉互換型________________________同源染色體上的_________隨非姐妹染色單體交換而交換有性生殖控制不同性狀減數(shù)第一次分裂后期非等位基因減數(shù)第一次分裂四分體期等位基因基因重組能產(chǎn)生多樣化的_________的子代，是生物變異的重要來(lái)源之一，對(duì)___________具有重要意義。提示均不能發(fā)生?；蛑亟M僅發(fā)生于進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞。(2)基因重組能否產(chǎn)生新的基因和新的性狀？提示基因重組只是原有基因和性狀的重新組合，不會(huì)產(chǎn)生新的基因和新的性狀，但會(huì)產(chǎn)生新的基因型和性狀組合。3.意義基因組合生物的進(jìn)化[思維激活2](1)病毒和原核生物能否發(fā)生基因重組？用柳枝扦插繁殖過(guò)程中能否發(fā)生基因重組？基因突變與基因重組的比較基因突變基因重組本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，可能出現(xiàn)新性狀不同基因的重新組合，產(chǎn)生了新基因型，使性狀重新組合發(fā)生時(shí)間及原因DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因結(jié)構(gòu)的改變減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換，以及減Ⅰ后期非同源染色體上非等位基因的自由組合條件外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用不同個(gè)體之間的雜交，有性生殖過(guò)程中的減數(shù)分裂意義生物變異的根本來(lái)源；生物進(jìn)化的原始材料生物變異的來(lái)源之一，是形成生物多樣性的重要原因發(fā)生可能性頻率低，但普遍存在在有性生殖中非常普遍特別提醒基因突變與基因重組在適用范圍和研究對(duì)象方面的不同(1)適用范圍不同?；蛲蛔兇嬖谟谒猩镏校蛑亟M僅存在于進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞核中。(2)研究對(duì)象不同?；蛲蛔兪菍?duì)某一基因而言的，基因重組研究的是兩對(duì)或兩對(duì)以上的基因。A．基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中B．基因重組產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新基因C．基因重組是生物變異的重要來(lái)源D．基因重組能產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新性狀組合解析基因重組是指生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，即減數(shù)分裂過(guò)程中，控制不同性狀的原有基因的重新組合，可產(chǎn)生新的基因型，從而控制新的表現(xiàn)型，是生物變異的重要來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)于生物進(jìn)化具有十分重要的意義。但是，基因重組不會(huì)產(chǎn)生新的基因。答案

B

【鞏固3】下面有關(guān)基因重組的說(shuō)法，不正確的是(

)。【例1】下圖為人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)生突變，導(dǎo)致1169位賴(lài)氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是(

)示例一基因突變的類(lèi)型A．①處插入堿基對(duì)G—CB．②處堿基對(duì)A—T替換為G—CC．③處缺失堿基對(duì)A—TD．④處堿基對(duì)G—C替換為A—T思維導(dǎo)圖：深度剖析本題考查基因突變和基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過(guò)程的知識(shí)，意在考查識(shí)圖和析圖的能力以及對(duì)基因突變的理解。根據(jù)圖中1168位的甘氨酸的密碼子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA的，那么1169位的賴(lài)氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴(lài)氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG，由此可推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對(duì)A—T被替換為G—C，故正確選項(xiàng)為B。答案

B歸納提升基因突變的類(lèi)型與生物性狀的關(guān)系(1)堿基對(duì)的替換。由于密碼子的簡(jiǎn)并性，性狀可能不改變；即使改變，一般只會(huì)導(dǎo)致個(gè)別氨基酸的替換。(2)堿基對(duì)的增添和缺失?；蚱紊蠅A基對(duì)單個(gè)地添、減會(huì)出現(xiàn)移碼現(xiàn)象，一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變；若堿基對(duì)是以3的倍數(shù)添、減，則不會(huì)出現(xiàn)移碼現(xiàn)象，只是局部堿基序列改變，合成的蛋白質(zhì)上氨基酸的種類(lèi)、排列順序變化較小。A．控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B．同源染色體的姐妹染色單體之間局部交換可導(dǎo)致基因

重組C．非同源染色體上的基因自由組合可導(dǎo)致基因重組D．一般情況下，水稻花藥內(nèi)可以發(fā)生基因重組，而根尖

不能思維導(dǎo)圖：示例二

基因重組類(lèi)型和范圍【例2】下列有關(guān)基因重組的敘述不正確的是(

)。深度剖析控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組，它分為兩類(lèi)：一類(lèi)是減數(shù)第一次分裂前期的同源染色體非姐妹染色單體之間局部的交換，另一類(lèi)是減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因的自由組合；一般情況下，由于根尖不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不會(huì)出現(xiàn)基因重組。答案

B誤區(qū)警示本題選項(xiàng)B中的同源染色體易被重視，而易忽略了后面的是姐妹染色單體還是非姐妹染色單體，交叉互換是發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，如圖中A與a互換，它們發(fā)生在非姐妹染色單體2與3之間。變異包括可遺傳變異和不遺傳變異。其中因遺傳物質(zhì)改變而引起的變異是可遺傳變異，僅僅由環(huán)境改變而引起的遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變的變異是不遺傳變異。因此探究變異的類(lèi)型關(guān)鍵是探究其遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變?！蛇z傳變異的實(shí)驗(yàn)探究———技法必備在一塊高稈(顯性純合子)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡(jiǎn)要寫(xiě)出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。________________________________________________。解析本題可從兩個(gè)角度考慮，一是假設(shè)矮稈植株是由環(huán)境引起的不遺傳的變異，種植后結(jié)果會(huì)怎樣；二是假設(shè)矮稈植株是由基因突變引起的可遺傳的變異，其遺傳情況如何，然后反向描述即可。

能力展示答案將矮稈小麥與高稈小麥雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈∶矮稈＝3∶1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變?cè)斐傻模环駝t，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下；如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起；否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果A．正常夫婦生了一個(gè)白化兒子B．純種紅眼果蠅的后代出現(xiàn)白眼果蠅C．用青霉菌進(jìn)行X射線照射后，培育成高產(chǎn)菌株D．人由于曬太陽(yáng)而使皮膚變黑解析生物的變異主要包括不遺傳的變異和可遺傳的變異。其中不遺傳的變異是指僅由環(huán)境因素變化引起的變異，其遺傳物質(zhì)并未發(fā)生改變。答案

D1.下列選項(xiàng)中屬于不遺傳變異的是(

)。A．基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的增添、缺失和替換B．基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和排

列順序的改變而發(fā)生的C．基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素

的作用下引發(fā)D．基因突變的頻率很低，且都是有害的解析

A項(xiàng)是基因突變的概念；B項(xiàng)闡明了基因突變的原因；C項(xiàng)說(shuō)明了基因突變的誘發(fā)因素；D項(xiàng)錯(cuò)誤：基因突變的頻率確實(shí)很低，而且一般是有害的，但不全是有害的。答案

D2．下列關(guān)于基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是(

)。A．一定是有害的B．一定是有利的C．有害的概率大于有利的概率D．既無(wú)利也無(wú)害解析由于生物體內(nèi)編碼氨基酸的密碼子有簡(jiǎn)并現(xiàn)象，也就是一種氨基酸可由幾種密碼子編碼。當(dāng)某基因片段由GAC突變?yōu)锳AC時(shí)，從題中可看出，突變前GAC控制的是亮氨酸，突變后AAC控制的還是亮氨酸，沒(méi)有引起遺傳性狀的改變，稱(chēng)為無(wú)義突變，因此對(duì)生物既無(wú)利也無(wú)害。答案

D3．亮氨酸的密碼子有如下幾種：UUA、UUG、CUU、

CUC、CUA、CUG，當(dāng)某生物的某基因片段中的GAC突變?yōu)锳AC時(shí)，這種突變的結(jié)果對(duì)該生物的影響是(

)。

A．①②③④⑤

B．①②③④⑤⑥C．④⑤

D．③⑥解析基因重組是非等位基因間的重組，發(fā)生于減數(shù)分裂形成配子過(guò)程中。答案

C4．子代不同于親代的性狀，主要來(lái)自于基因重組，下列圖解中哪些過(guò)程可以發(fā)生基因重組(

)。A．前者為基因重組，后者為基因突變B．前者為基因突變，后者為基因重組C．兩者均為基因重組D．兩者均為基因突變解析本題考查基因突變和基因重組的特點(diǎn)。只有基因突變才能產(chǎn)生新的基因，基因重組可產(chǎn)生許多新的基因型，使生物界千姿百態(tài)。答案

B5．可產(chǎn)生新基因及可為生物界的千姿百態(tài)提供豐富變異來(lái)源的分別是 (

)。(1)③過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是______，發(fā)生的時(shí)間是________。6．如下圖表示人類(lèi)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，請(qǐng)完成下列問(wèn)題。(2)④表示的堿基序列是______，這是決定纈氨酸的一個(gè)________。轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA一端的三個(gè)堿基是___。(3)父母均正常，生了一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的女兒，可見(jiàn)此遺傳病是________遺傳病。若HbS代表致病基因，HbA代表正常的等位基因，則患病女兒的基因型為_(kāi)_______，母親基因型為_(kāi)_______；這對(duì)夫婦再生一個(gè)患