基因突变和基因重组 课件

第5章理解教材新知把握热点考向知识点一知识点二考向一应用创新演练随堂基础巩固课时跟踪训练第1节考向二1．基因突变有碱基对的替换、增添和缺失三种方式。2．基因突变会引起基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。3．诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素。4．基因突变具有普遍性、随机性、不定向性及低频性等特点。5．基因突变可以产生新基因，而基因重组只能产生新的基因型。6．基因重组包括非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换两种类型。[自读教材·夯基础]1．基因突变的实例和概念[填空](1)镰刀型细胞贫血症的病因：①图解：②(2)基因突变的概念：①类型：有碱基对的

、增添和

。②结果：

的改变。替换缺失基因结构2．基因突变对后代的影响[判断正误](1)发生在配子中的基因突变，可遵循遗传规律传给后代。()(2)发生在体细胞中的基因突变，一定不能遗传给后代。()√×3．基因突变的原因[连线]4．基因突变的特点[填表]特点解释普遍性在各种生物中都可发生

在任何时期、任何细胞和任何DNA中都可发生不定向性可向不同方向突变，产生一个以上的

基因突变的频率是很低的多害少利性基因突变大多数是有害的随机性低频性等位基因5.意义[填空](1)

产生的途径。(2)生物变异的

。(3)

的原始材料。新基因根本来源生物进化1．结合DNA分子的结构特点和复制过程，分析DNA分子复制时容易发生基因突变的原因。提示：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，从而使遗传信息改变。2．基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？这种改变在光镜下能观察到吗？提示：脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。这种改变在光镜下不能观察到。3．基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分析原因。提示：①遗传信息一定改变。基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。发生基因突变后，遗传信息会发生改变。②生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性突变时，生物的性状也不一定改变。[跟随名师·解疑难]1．基因突变的类型2．基因突变与生物性状的关系3．基因突变的不定向性图示分析图中基因A可以突变成a1、a2、a3，它们之间也可以相互突变，并互称为等位基因。[特别提醒]

(1)基因突变一般发生在DNA复制过程中。(2)基因突变不会改变染色体上基因的数量和所在位置。[自读教材·夯基础]1．概念[填空](1)发生过程：

过程中。(2)实质：

的基因重新组合。有性生殖控制不同性状2．类型[填表]类型发生时期实质自由组合型

非同源染色体上的

自由组合交叉互换型

同源染色体上的

随非姐妹染色单体交换而交换减数第一次分裂后期非等位基因减数第一次分裂前期等位基因3.意义[填空](1)是

的重要来源。(2)对

具有重要意义。生物变异生物进化1．请判断下列两种现象产生的原因是否属于基因重组并分析原因。①高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆。②黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。提示：①否。杂合高茎豌豆自交后代中出现矮茎豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果，而基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合。②是。杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是由于两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。2．基因重组产生新基因了吗？提示：没有。基因重组只是将原有的基因进行了重新组合，没有产生新基因。3．病毒和原核生物可遗传变异的来源是否有基因重组？为什么？提示：没有。因为基因重组发生在生物体进行有性生殖的过程中，而病毒和原核生物均不进行有性生殖。[跟随名师·解疑难]1．基因重组图解分析2．基因突变和基因重组的比较项目基因突变基因重组发生时间有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂发生原因在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、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项目基因突变基因重组适用范围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种类①自然突变②人工诱变①基因自由组合②基因交叉互换结果产生新基因，控制新性状产生新的基因型，不产生新的基因项目基因突变基因重组意义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，有利于生物进化联系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[例1]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．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[思路点拨][精讲精析]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，那么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，由此可推知该基因发生的突变是②处碱基对A－T被替换为G－C，故正确选项为B。[答案]

B(1)性状不改变⇒最可能为碱基替换。(2)只有一个氨基酸种类改变⇒最可能为碱基替换。(3)氨基酸种类、数量和排列顺序都发生改变⇒最可能为碱基对的增添或缺失。如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，下列后果中不可能出现的是(

)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。答案：A[例2]下列关于基因重组的说法不正确的是(

)A．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属于基因重组B．减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组C．减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能[思路点拨][精讲精析]基因重组是在有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程，选项A正确；基因重组发生在减数分裂过程中，减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合都会引起基因重组，选项B错误，选项C正确；花药内发生减数分裂形成花粉粒，根尖分生区只进行有丝分裂，选项D正确。[答案]

B基因突变或交叉互换都会导致姐妹染色单体中含有等位基因(如图)。在确定变异类型时，可根据题意来确定，方法如下：(1)若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只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Ⅰ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．探究环境因子与基因突变的关系。2．设计实验探究基因突变是显性突变还是隐性突变。3．设计实验探究突变的具体基因。典例剖析已知物质D是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图所示。基因A基因B基因C↓

↓

↓

酶A酶B酶C↓

↓

↓

物质A→物质B→物质C→物质D野生型在只含物质A的培养基上就能正常生长。现发现有三种突变体(均只有某一基因发生突变)，均不能在只含物质A的培养基上正常生长，请设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。(1)实验方案：______________________________________________________________________________________。(2)预测实验结果：①如果________________________，说明基因A突变。②如果________________________，说明基因B突变。③如果________________________，说明基因C突变。[解析]

(1)图中信息表明，基因A、B、C分别控制酶A、B、C的合成，进而分别催化合成物质B、C、D。野生型果蝇同时具有基因A、B、C，只要培养基中含有物质A，最终可转化为其生长所必需的物质D。(2)若某一基因突变，则不能合成相应的酶，也就不能催化生成相应的物质，此种生物必须在添加相应的物质后才能生长，因此可通过控制培养基物质的成分来判断基因突变的情况。