基因突变与基因重组.ppt

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1、第21课时 基因突变与基因重组,1.变异的概念 生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。,一、变异的概念,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,D,思考：病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗传变异来源是：_人的体细胞发生基因突变属于可遗传变异吗？_,基因突变,属于,DNA,-C T T G A-,-C A T G T A-,G A A-,G U A-,突变,mRNA,氨基酸,谷氨酸,缬氨酸,血红蛋白,正常,异常,红细胞,圆饼状

2、,镰刀状,二、基因突变的实例和概念1实例(1)镰刀型细胞贫血症的病因图解如下：,（2）考点归纳突变主要发生在 过程中。患者贫血的直接原因是 异常，根本原因是发生了，,DNA复制,基因突变,蛋白质,2.概念：DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的 的改变。该变化若发 生在 中，将遵循遗传规律传递给后代；若 发生在体细胞中，一般。,替换,增添,缺失,基因结构,配子,不能遗传,3基因突变发生的原因,内因：,基因结构的改变核苷酸的种类、数量、排列顺序,外因,物理因素化学因素生物因素,4、基因突变有什么特点,多害性：一般是有害的，少数有利,普遍性：在生物界中普遍存在,随机性：生物个体发育的任何时期和部位

3、,不定向性：可以产生一个以上的等位基因,低频性：,5.意义(1)_产生的途径；(2)生物变异的_；(3)生物进化的_材料。,新基因,根本来源,原始,6.类型（1）显性突变：如aA，该突变一旦发生即可 表现出相应性状。（2）隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物 个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。,思考：1、突变发生的当代，显性和隐性突变是否能表现出来？2、判断突变是显性还是隐性突变的方法,与未突变个体杂交或者自交,育种专家在稻田中发现一株十分罕,见的“一秆双穗”植株,经鉴定该变异性状是由基因突变,引起的。下列叙述正确的是,(,),A.,这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的,B.,该变异株自

4、交可产生这种变异性状的纯合个体,C.,观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发,生的位置,D.,将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高,产品系,B,7.基因突变与性状的关系基因突变与其影响：,小,大,大,只改变1个氨基酸或不改变,插入位置前不影响,影响插入位置后的序列,缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列,创新设计,基因突变一定改变生物性状吗？,如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是()A没有蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化,A,三、基因重组,1.概念理解(1)范围：

5、真核生物有性生殖。(2)实质：非等位基因重组。,减数分裂过程图解,两对相对性状的遗传实验：,（正交、反交）,基因型,表现型,3n种,2n种,1.发生时间写出相应细胞所处的时期：a_；b减数_。2.类型a：同源染色体上_之间交叉互换；b：非同源染色体上的_之间自由组合。3.意义(1)形成_的重要原因。(2)生物变异的来源之一，有利于_。,减数第一次分裂前期,第一次分裂后期,非姐妹染色单体,非等位基因,生物多样性,生物进化,2.类型比较,【思维判断】,2.减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。(),1.一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组。(),3、生物体进行

6、有性生殖的过程中控制不同性状的基因重新组合属于基因重组。（）,4、一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能。（）,下图为高等动物的细胞分裂示意图，图中不可能的是A.可能发生了基因突变 B.可能发生了染色体互换C.该细胞为次级卵母细胞 D.该细胞可能为次级精母细胞,C,3、若产生该细胞的精原细胞基因型为AaBbDD，则经过这次减数分裂产生的子细胞的种类可能有几种？,思考：1、若为某单倍体生物体细胞分裂图，则Bb产生的原因是什么？2、若亲本的基因型为AaBBDd，则Bb产生的原因是什么？,如图为有性生殖过程的图解。基因突变和基因重组均可发生在()A.B.C.D.,B,【变式训练】如图，A

7、和a产生的原因可能是()基因突变 交叉互换 易位非同源染色体之间的自由组合A.B.C.D.,A,作业：,探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路,1.若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体 形态、数目、结构是否改变。2.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状 是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则 为不可遗传变异。3.设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的 基因型是否改变。,是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点,基因突变与基因重组的区别和联系,有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期,减数第一次分裂,在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基

8、对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变,减数第一次分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,或非同源染色体上非等位基因的自由组合,所有生物都可以发生,只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传,通过诱变育种培育新品种,通过杂交育种使性状重组，可培育优良品种,自然突变人工诱变,基因自由组合基因交叉互换基因工程,产生新基因，控制新性状,产生新的基因型，不产生新的基因,是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料,生物变异的重要来源，有利于生物进化,通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础,典例玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎、矮茎之分。据此完成下列问题：

9、种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制来实现的。矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。实验步骤：a在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。b雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。,有关酶的合成来,控制代谢，进而控制性状,c雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。实验预期及相关结论：a。b。问题：a预期最可能的结果：。b对上述预期结果的解释：。,子代玉米苗有高茎植株，说明生

10、长素类似物引起的变,子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起,子代玉米植株全是矮茎,适宜浓度的生长素类似物能,促进细胞的伸长、生长，但不能改变细胞的遗传物质(其他正,确答案也可),的变异不能遗传,异能够遗传,提醒：（1）基因突变可以发生在体细胞有丝分裂过程中，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。（2）基因突变可以发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，这种突变有可能通过有性生殖传给后代。,下列关于基因突变的叙述中，错误的是()A.基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换 B.基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的 C.基因突

11、变可以在一定的外界环境条件或生物体内部因素的作用下发生 D.基因突变的频率是很低的，并且都是有害的,D,(2011安徽高考)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()A.插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B.替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C.造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D.诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代,C,1.类型(1)染色体水平的基因重组：减数分裂过程中，减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换；减数分裂过

12、程中，减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合。(2)分子水平的基因重组：如通过对 DNA 的剪切、拼接而实施的基因工程。噬菌体侵染细菌的实验。,三、基因重组,2008年宁夏高考题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.非姊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,C,依据基因重组概念的发展，判断下列图示过程中没有发生基因重组的是()普通椒 人凝血因子基因 抗虫基因 初级卵母细胞 培育 转入 插入 形成 太空椒 羊的受精卵 大肠杆菌质粒 次级卵母细胞 A B C D

13、,A,如图为有性生殖过程的图解。基因突变和基因重组均可发生在()A.B.C.D.,B,2011江苏高考改编)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是()A.DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因突变B.非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C.非同源染色体之间交换一部分片段，导致基因重组D.同源染色体之间交换一部分片段，导致基因重组,A,【变式备选】(2012秦皇岛模拟)如图，A和a产生的原因可能是()基因突变 交叉互换 易位非同源染色体之间的自由组合A.B.C.D.,A,【技巧点拨台】根据题意来确定如图变异的类型(1)若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只

14、能是基因突变造成的；(2)若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)；(3)若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变；(4)若题目中有分裂时期提示，如减前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。,1两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传；故是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点。2若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。3与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。4自交观察后代是否发生性状分离。,方法体验 变异性状是否是可遗传变异的方法,