苏教版高中生物课件441基因突变和基因重组(步步高)

第1课时基因突变和基因重组第四章

第四节

基因突变和基因重组第1课时基因突变和基因重组第四章第四节基因突变和基因重1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式。2.结合具体实例，简述基因突变的原因、特点及意义。3.结合减数分裂的过程，简述基因重组的概念、方式及意义。学习导航重难点击基因突变和基因重组的比较。1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式课堂导入图中的情景用英语表达为：THECATSATONTHEMAT(猫坐在草席上)，几位同学抄写时出现了不同的错误，如下：(1)THEKATSATONTHEMAT(2)THEHATSATONTHEMAT(3)THECATONTHEMAT将其翻译成中文，和原句相比意思是否改变了？据此可知，个别字母的替换或者缺少，句子的意思都可能改变。如果是DNA分子中的遗传信息——脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化，生物体的性状会发生怎样的改变呢？这些变化可能对生物体产生什么影响？课堂导入图中的情景用英语表达为：THECATSATON内容索引一、基因突变的实例和概念二、基因突变的原因、特点和意义三、基因重组当堂检测内容索引一、基因突变的实例和概念二、基因突变的原因、特点和意一、基因突变的实例和概念一、基因突变的实例和概念知识梳理答案1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症(1)病因图解和特点溶血性正常异常知识梳理答案1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症溶血性正常(2)镰刀型细胞贫血症的成因①直接原因：血红蛋白分子中的一个

被替换。②根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个

的替换。2.基因突变的概念是指由DNA分子中碱基对的

、

或

等引起的基因结构的改变。答案氨基酸碱基对增添缺失替换(2)镰刀型细胞贫血症的成因答案氨基酸碱基对增添缺失替换答案下图是基因突变的几种类型，请分析回答下面问题：答案脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜下不能观察到。合作探究1.上述DNA分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？答案下图是基因突变的几种类型，请分析回答下面问题：答案脱氧答案答案DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而导致基因突变。2.研究表明，上述DNA分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期，结合DNA分子的结构特点和复制过程，DNA分子复制时容易发生基因突变的原因是什么？答案答案DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定答案答案分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，影响插入(或缺失)位置后的序列对应的氨基酸。3.上述三种方式中碱基对分别发生了怎样的变化？

哪种变化对生物性状的影响程度相对要小一些？为什么？答案答案分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对活学活用1.如图为人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基因发生突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(

)A.①处插入碱基对

G—CB.②处碱基对A—T

替换为G—CC.③处缺失碱基对

A—TD.④处碱基对G—C替换为A—T解析答案活学活用1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的解析根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的。1169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG。推知该基因发生的突变是②处碱基对A—T被替换为G—C。答案B解析根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK一题多变(1)④处碱基对G－C突变为A－T时，产生的基因与原基因是等位基因吗？为什么？答案答案不是，因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状。(2)若1169位赖氨酸变为天冬酰胺，则发生了什么样的突变？答案④处碱基对G－C替换为T－A。返回一题多变(1)④处碱基对G－C突变为A－T时，产生的基因与原二、基因突变的原因、特点和意义二、基因突变的原因、特点和意义知识梳理答案1.基因突变的原因及类型(1)自发突变在

下，基因产生的变异称为自发突变。(2)人工诱变①概念：在

的干预下，基因产生的变异称为人工诱变。没有人为因素的干预人为因素物理化学生物细菌知识梳理答案1.基因突变的原因及类型没有人为因素的干预人为因答案2.特点(1)低频性：

频率很低，一般为1×10－8～1×10－5。(2)不定向性：一个基因可以向

发生变异，从而产生一个以上的

。(3)随机性：可发生在生物个体发育的

，以及细胞内不同的

上或同一DNA分子的

上。(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。3.意义是生物变异的

来源，它不仅增加了基因存在方式的多样性，为生物进化提供了

，而且还揭示了生物性状遗传变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。自发突变不同方向等位基因任何时期DNA分子不同部位根本原始材料答案2.特点自发突变不同方向等位基因任何时期DNA分子不同部合作探究答案1.基因C可以突变成为c1(或c2或c3……)。C、c1、c2、c3……之间也可以相互突变(如图)，据此回答：(1)C、c1、c2、c3……之间是否互为等位基因？答案是。合作探究答案1.基因C可以突变成为c1(或c2或c3……)。答案(2)基因突变会不会改变基因在染色体上的位置和数目？答案基因突变是基因内部碱基发生的改变，即改变了基因的表现形式，基因的位置和数量并没有改变。(3)图示体现了基因突变的什么特点？答案基因突变具有不定向性和可逆性。答案(2)基因突变会不会改变基因在染色体上的位置和数目？答案答案2.基因突变有的会导致性状改变，有的则不改变性状，推测可能的原因有哪些？答案(1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物体性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。(3)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状的改变。答案2.基因突变有的会导致性状改变，有的则不改变性状，推测可答案3.有人认为，自然条件下基因突变的频率很低，而且多数是有害的，因此不可能为生物进化提供原始材料。这种说法对吗？为什么？答案不对。虽然每一个基因的突变率很低，但一个种群中有很多个体而且每个个体有成千上万个基因，且每一代都能发生，所以总数就很多。其他变异一般不产生新基因，而基因突变可产生新基因。因此，基因突变能为生物进化提供原始材料。答案3.有人认为，自然条件下基因突变的频率很低，而且多数是有2.某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为(

)A.显性突变(d→D) B.隐性突变(D→d)C.显性突变和隐性突变 D.人工诱变活学活用解析答案解析由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性状，说明突变性状相对于原有性状为显性性状。A2.某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传易混辨析显性突变和隐性突变(1)显性突变(a→A)：一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传。(2)隐性突变(A→a)：一旦表现即可稳定遗传。返回易混辨析显性突变和隐性突变返回三、基因重组三、基因重组1.概念在生物体进行

的过程中，

的基因的重新组合。2.类型知识梳理答案类型发生时期实质图示自由组合型

非同源染色体上的___________自由组合交叉互换型

同源染色体上的_________随着非姐妹染色单体的交换而发生交换有性生殖控制不同性状减数第一次分裂后期非等位基因减数第一次分裂四分体时期等位基因1.概念知识梳理答案类型发生时期实质图示自由 非同源染色3.意义基因重组能够产生与亲代不同的性状组合的子代，既是

的源泉，也是形成生物多样性的重要原因之一。答案生物进化3.意义答案生物进化合作探究答案1.谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现象发生的主要原因是什么？答案生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。2.下图是发生在某初级精母细胞中的变化，请分析回答下列问题：答案有2种。AB和ab。(1)如果没有发生交叉互换，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？合作探究答案1.谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现答案(2)发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？答案4种。AB、Ab、aB和ab。答案(2)发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？答案3.如图为基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答下列问题：答案有丝分裂后期；基因突变。(1)图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？答案次级精母细胞或者极体；基因突变或者基因重组(交叉互换)。(2)图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？答案3.如图为基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，3.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组(

)A.①②③④⑤B.①②③④⑤⑥C.④⑤D.③⑥活学活用解析答案解析基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。C3.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过课堂小结答案根本不定向性自由组合交叉互换重新组合有性生殖返回课堂小结答案根本不定向性自由组合交叉互换重新组合有性生殖返回当堂检测当堂检测1.某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变，从而导致了乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是(

)A.缺乏吸收某种氨基酸的能力B.不能摄取足够的乳糖酶C.乳糖酶基因有一个碱基替换了D.乳糖酶基因有一个碱基缺失了C解析根据题中“乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变”，可判断是乳糖酶基因中有一个碱基替换了；若乳糖酶基因有一个碱基缺失，则可能会发生一系列氨基酸的改变。12345解析答案1.某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨2.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解析基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。A解析答案123452.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(3.以下有关基因重组的叙述，错误的是(

)A.非同源染色体上非等位基因的自由组合能导致基因重组B.同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组C.纯合子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答案12345C3.以下有关基因重组的叙述，错误的是()答案12345C4.以下几种生物，其可遗传的变异既可以来自基因突变，又可以来自基因重组的是(

)A.蓝藻

B.噬菌体C.烟草花叶病毒

D.豌豆解析基因突变可以发生在所有生物中，而基因重组只发生在进行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖，而豌豆可以进行有性生殖，所以豌豆既可以发生基因突变，也可以发生基因重组。D解析答案123454.以下几种生物，其可遗传的变异既可以来自基因突变，又可以来5.血红蛋白异常会产生贫血症状，结合减数分裂过程的曲线图和细胞分裂图，回答下列问题：12345解析答案(1)血红蛋白发生异常变化的根本原因是______________________________________，此种变异一般发生于甲图中________阶段，此种变异一般最大的特点是能产生____________。5.血红蛋白异常会产生贫血症状，结合减数分裂过程的曲线图和细解析蛋白质的合成是由基因控制的，所以蛋白质变化的根本原因是相应基因发生了变化，属于基因突变，它一般发生于细胞分裂间期的DNA复制时期，基因突变的结果是能够产生新的基因。答案控制血红蛋白合成的基因发生突变2～3新基因12345解析蛋白质的合成是由基因控制的，所以蛋白质变化的根本原因是(2)基因重组可以发生于乙图中________时期，除此之外还有可能发生于______________________。12345解析答案解析基因重组有两种类型，均发生于减数分裂过程中，即减数第一次分裂后期的非同源染色体的自由组合和减数第一次分裂四分体时期的交叉互换。C减数第一次分裂的后期返回(2)基因重组可以发生于乙图中________时期，除此之外本课结束更多精彩内容请登录：本课结束更多精彩内容请登录：第1课时基因突变和基因重组第四章

第四节

基因突变和基因重组第1课时基因突变和基因重组第四章第四节基因突变和基因重1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式。2.结合具体实例，简述基因突变的原因、特点及意义。3.结合减数分裂的过程，简述基因重组的概念、方式及意义。学习导航重难点击基因突变和基因重组的比较。1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式课堂导入图中的情景用英语表达为：THECATSATONTHEMAT(猫坐在草席上)，几位同学抄写时出现了不同的错误，如下：(1)THEKATSATONTHEMAT(2)THEHATSATONTHEMAT(3)THECATONTHEMAT将其翻译成中文，和原句相比意思是否改变了？据此可知，个别字母的替换或者缺少，句子的意思都可能改变。如果是DNA分子中的遗传信息——脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化，生物体的性状会发生怎样的改变呢？这些变化可能对生物体产生什么影响？课堂导入图中的情景用英语表达为：THECATSATON内容索引一、基因突变的实例和概念二、基因突变的原因、特点和意义三、基因重组当堂检测内容索引一、基因突变的实例和概念二、基因突变的原因、特点和意一、基因突变的实例和概念一、基因突变的实例和概念知识梳理答案1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症(1)病因图解和特点溶血性正常异常知识梳理答案1.基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症溶血性正常(2)镰刀型细胞贫血症的成因①直接原因：血红蛋白分子中的一个

被替换。②根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个

的替换。2.基因突变的概念是指由DNA分子中碱基对的

、

或

等引起的基因结构的改变。答案氨基酸碱基对增添缺失替换(2)镰刀型细胞贫血症的成因答案氨基酸碱基对增添缺失替换答案下图是基因突变的几种类型，请分析回答下面问题：答案脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜下不能观察到。合作探究1.上述DNA分子的改变在光学显微镜下能观察到吗？答案下图是基因突变的几种类型，请分析回答下面问题：答案脱氧答案答案DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而导致基因突变。2.研究表明，上述DNA分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期，结合DNA分子的结构特点和复制过程，DNA分子复制时容易发生基因突变的原因是什么？答案答案DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定答案答案分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对的替换时，影响范围较小，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；发生碱基对的增添和缺失时，影响范围较大，影响插入(或缺失)位置后的序列对应的氨基酸。3.上述三种方式中碱基对分别发生了怎样的变化？

哪种变化对生物性状的影响程度相对要小一些？为什么？答案答案分别发生了碱基对的增添、替换和缺失，其中发生碱基对活学活用1.如图为人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基因发生突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(

)A.①处插入碱基对

G—CB.②处碱基对A—T

替换为G—CC.③处缺失碱基对

A—TD.④处碱基对G—C替换为A—T解析答案活学活用1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的解析根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的。1169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG。推知该基因发生的突变是②处碱基对A—T被替换为G—C。答案B解析根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK一题多变(1)④处碱基对G－C突变为A－T时，产生的基因与原基因是等位基因吗？为什么？答案答案不是，因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状。(2)若1169位赖氨酸变为天冬酰胺，则发生了什么样的突变？答案④处碱基对G－C替换为T－A。返回一题多变(1)④处碱基对G－C突变为A－T时，产生的基因与原二、基因突变的原因、特点和意义二、基因突变的原因、特点和意义知识梳理答案1.基因突变的原因及类型(1)自发突变在

下，基因产生的变异称为自发突变。(2)人工诱变①概念：在

的干预下，基因产生的变异称为人工诱变。没有人为因素的干预人为因素物理化学生物细菌知识梳理答案1.基因突变的原因及类型没有人为因素的干预人为因答案2.特点(1)低频性：

频率很低，一般为1×10－8～1×10－5。(2)不定向性：一个基因可以向

发生变异，从而产生一个以上的

。(3)随机性：可发生在生物个体发育的

，以及细胞内不同的

上或同一DNA分子的

上。(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。3.意义是生物变异的

来源，它不仅增加了基因存在方式的多样性，为生物进化提供了

，而且还揭示了生物性状遗传变异的规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。自发突变不同方向等位基因任何时期DNA分子不同部位根本原始材料答案2.特点自发突变不同方向等位基因任何时期DNA分子不同部合作探究答案1.基因C可以突变成为c1(或c2或c3……)。C、c1、c2、c3……之间也可以相互突变(如图)，据此回答：(1)C、c1、c2、c3……之间是否互为等位基因？答案是。合作探究答案1.基因C可以突变成为c1(或c2或c3……)。答案(2)基因突变会不会改变基因在染色体上的位置和数目？答案基因突变是基因内部碱基发生的改变，即改变了基因的表现形式，基因的位置和数量并没有改变。(3)图示体现了基因突变的什么特点？答案基因突变具有不定向性和可逆性。答案(2)基因突变会不会改变基因在染色体上的位置和数目？答案答案2.基因突变有的会导致性状改变，有的则不改变性状，推测可能的原因有哪些？答案(1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物体性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。(3)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状的改变。答案2.基因突变有的会导致性状改变，有的则不改变性状，推测可答案3.有人认为，自然条件下基因突变的频率很低，而且多数是有害的，因此不可能为生物进化提供原始材料。这种说法对吗？为什么？答案不对。虽然每一个基因的突变率很低，但一个种群中有很多个体而且每个个体有成千上万个基因，且每一代都能发生，所以总数就很多。其他变异一般不产生新基因，而基因突变可产生新基因。因此，基因突变能为生物进化提供原始材料。答案3.有人认为，自然条件下基因突变的频率很低，而且多数是有2.某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为(

)A.显性突变(d→D) B.隐性突变(D→d)C.显性突变和隐性突变 D.人工诱变活学活用解析答案解析由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性状，说明突变性状相对于原有性状为显性性状。A2.某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传易混辨析显性突变和隐性突变(1)显性突变(a→A)：一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传。(2)隐性突变(A→a)：一旦表现即可稳定遗传。返回易混辨析显性突变和隐性突变返回三、基因重组三、基因重组1.概念在生物体进行

的过程中，

的基因的重新组合。2.类型知识梳理答案类型发生时期实质图示自由组合型

非同源染色体上的___________自由组合交叉互换型

同源染色体上的_________随着非姐妹染色单体的交换而发生交换有性生殖控制不同性状减数第一次分裂后期非等位基因减数第一次分裂四分体时期等位基因1.概念知识梳理答案类型发生时期实质图示自由 非同源染色3.意义基因重组能够产生与亲代不同的性状组合的子代，既是

的源泉，也是形成生物多样性的重要原因之一。答案生物进化3.意义答案生物进化合作探究答案1.谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现象发生的主要原因是什么？答案生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。2.下图是发生在某初级精母细胞中的变化，请分析回答下列问题：答案有2种。AB和ab。(1)如果没有发生交叉互换，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？合作探究答案1.谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现答案(2)发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？答案4种。AB、Ab、aB和ab。答案(2)发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？答案3.如图为基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答下列问题：答案有丝分裂后期；基因突变。(1)图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？答案次级精母细胞或者极体；基因突变或者基因重组(交叉互换)。(2)图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？答案3.如图为基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，3.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组(

)A.①②③④⑤B.①②③④⑤⑥C.④⑤D.③⑥活学活用解析答案解析基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。C3.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过课堂小结答案根本不定向性自由组合交叉互换重新组合有性生殖返回课堂小结答案根本不定向性自由组合交叉互换重新组合有性生殖返回当堂检测当堂检测1.某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变，从而导致了乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是(

)A.缺乏吸收某种氨基酸的能力B.不能摄取足够的乳糖酶C.乳糖酶基因有一个碱基替换了D.乳糖酶基因有一个碱基缺失了C解析根据题中“乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变”，可判断是乳糖酶基因中有一个碱基替换了；若乳糖酶基因有一个碱基缺失，则可能会发生一系列氨基酸的改变。12345解析答案1.某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨2.如果一个基因的中