基因突变和基因重组(IV).ppt

第四节生物的变异一、基因突变和基因重组,2011 学海引航,1.理解基因突变和基因重组的概念及意义。2掌握基因突变和基因重组的原因。3了解生物变异的类型、人工诱变在育种中的应用以及基因突变的种类与特点。,三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT”(猫坐在草席上)时，分别抄成了右图中的句子。请将抄写的句子与原句进行比较，看看意思发生了哪些变化。假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？,【我的思考】DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于密码的简并性，DNA编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。,一、变异的类型不遗传的变异：_的影响造成的。可遗传变异：遗传物质的改变引起的，其来源有_、基因重组、_三种。二、基因突变1概念由于DNA分子中发生_的增添、缺失或改变，而引起的_的改变，就叫做基因突变。2结果基因突变使一个基因变成它的_，并且通常会引起一定的表现型的变化。,基础知识梳理,环境,基因突变,染色体变异,碱基对,基因结构,等位基因,3意义基因突变是生物变异的_，为生物进化提供了_。4基因突变的类型自然突变和_。思考1.DNA分子复制时为什么易发生基因突变？,根本来源,最初的原材料,诱发突变,5基因突变的特点(1)基因突变在生物界中是普遍存在的。(2)基因突变是_发生的。(3)在自然状态下，一种生物的突变率_。(4)大多数基因突变对生物体是_的。(5)基因突变是_。,随机,很低,不定向的,有害,6人工诱变在育种上的应用(1)人工诱变的概念指利用_因素或_因素来处理生物，使生物发生基因突变。(2)优点提高_，创造变异新类型，培育优良品种。【提示】DNA分子复制过程中，DNA双链解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序的改变，从而使遗传信息改变。,物理,化学,突变率,三、基因重组1概念指生物体进行_的过程中，控制不同性状的基因的_。2基因重组的类型(1)随着非同源染色体的自由组合，导致非同源染色体上的_自由组合。(2)随着同源染色体上的非姐妹染色单体的交换，_基因发生变换，_上的非等位基因重新组合。思考2.在真核生物中，基因突变和基因重组对生物多样性的贡献哪一个更大？为什么？,有性生殖,重新组合,非等位基因,等位,染色单体,3意义为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物_的重要原因之一。【提示】基因重组。基因重组发生在有性生殖过程中，真核生物中有性生殖比较普遍，而基因突变频率较低。,多样性,核心要点突破,一、对基因突变的理解1基因突变的发生机理,【特别提醒】体细胞的突变一般不能传给后代，生殖细胞形成时的突变容易传给后代。基因突变是内因和外因共同作用的结果。基因突变不改变基因的数量，只改变基因的结构，在光学显微镜下无法看到。基因突变发生在有丝分裂或减数第一次分裂前的间期。,2基因突变的类型(1)显性突变：如aA，该突变一旦发生，生物体即可表现出该性状。(2)隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物个体中表现即可稳定遗传。3对基因突变结果的理解(1)多数基因突变并不引起生物性状的改变不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。,由于一种氨基酸可由多种密码子决定，因此某些基因突变也不引起生物性状的改变。例如，UUU和UUC都是苯丙氨酸的密码子，当第三个碱基U和C相互替换时，不会改变密码子的功能，因为决定的氨基酸都是苯丙氨酸。某些突变虽改变了蛋白质中个别位置氨基酸的种类，但并不影响该蛋白质的功能。隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变。,(2)基因突变也能引起生物性状的改变碱基替换时的影响a会造成密码子的改变，从而改变决定的氨基酸。b也会使mRNA上的终止密码子提前或延后，从而使肽链缩短或延长。碱基对增添或缺失时的影响由于密码子的阅读是连续的，由突变部位开始所控制合成的mRNA发生连锁式的改变，除可能导致肽链长度改变外，还会导致肽链中氨基酸序列的改变。,1(2010年高考全国卷)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量,解析：选B。基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。所以为了确定题干中的推测，最好应检测和比较红花植株与白花植株中的花色基因的DNA序列。,二、基因突变和基因重组的比较,【特别提醒】基因重组发生在减数分裂过程中，而不存在于有丝分裂过程中。现代生物技术中的重组DNA技术属于基因重组的范畴。基因突变是针对某一基因而言，而基因重组是针对一对(交叉互换)或两对及两对以上的基因(自由组合)而言。,2某种自花传粉植物连续几代只开红花，偶尔一次开出一朵白花，且该白花的自交子代全开白花，其原因是()A基因突变 B基因重组C基因分离 D环境条件改变,解析：选A。此题主要考查生物变异来源的判断。某自花传粉植物连续几代只开红花，说明该植物经过连续自交不出现性状分离，该植株控制花色的基因是纯合的，它偶然开出一朵白花，“白花性状”不会来自于基因重组，因为基因重组只能将生物各种相对性状进行重新组合，而不能产生新基因、新性状。环境条件改变一般不会改变生物的遗传物质，因此一般不会遗传给后代。基因分离是指同源染色体上等位基因的分离，不会产生新性状。题目中的植株出现了从未有过的性状，应该属于基因突变。,经典例题透析,自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸,突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变可能是()A突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添B突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添C突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添D突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添,【解析】考查基因突变和基因控制蛋白质合成的转录和翻译过程。基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变，从而引起基因分子结构的改变。突变的基因通过转录还引起信使RNA上密码子改变，密码子在信使RNA上既不间断也不重叠，所以DNA碱基对增添，信使RNA上密码子种类、数目和序列改变，可能引起氨基酸种类数目改变。DNA碱基对改变，只能引起信使RNA上密码子种类改变，不改变密码子的数目，结果可能引起氨基酸种类变化，也可能不引起氨基酸种类变化(因为一种氨基酸有多个密码子)。,突变基因1是基因中某个碱基对改变，但没有引起信使RNA上密码子代表氨基酸种类发生变化，这是由于一种氨基酸有多个密码子。突变基因2是基因中某个碱基对改变，使信使RNA上苯丙氨酸密码子变成了亮氨酸的密码子。突变基因3是基因中增添了某个碱基对，使信使RNA上从苯丙氨酸以后的密码子种类都发生了改变。,【答案】A【题后反思】由题目获取的信息有：突变基因1与正常基因控制合成的肽链一样；突变基因2与正常基因控制合成的肽链长度不变，只有一个氨基酸不同；突变基因3与正常基因控制合成的肽链相比，苯丙氨酸以后的氨基酸的种类发生变化。解答本题可先明确基因突变的实质及对结果的影响，再逐项分析。,(2010年高考福建卷)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(),A处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GCC处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT【解析】由题干分析得知，WNK4基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为AAG，基因突变后仅仅导致了相应蛋白质中1169位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的类型发生了改变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是WNK4基因中碱基对类型发生了替换，而非缺失或增添，经分析，处碱基对AT替换为GC。【答案】B,以下有关基因重组的叙述，错误的是()A非同源染色体的自由组合能导致基因重组B非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关,【解析】基因重组是指非等位基因间的重新组合，能产生大量的变异类型，但只产生新的基因型，不产生新的基因。基因重组的细胞学基础是性原细胞的减数第一次分裂，同源染色体彼此分离的时候，非同源染色体之间的自由组合和同源染色体的姐妹染色单体之间的交叉互换。【答案】C,随堂即时巩固,课时活页训练,