高三一轮复习生物基因突变和基因重组课件

第20讲基因突变和基因重组一.生物的变异

生物的变异：指亲、子代或子代之间存在性状差异的现象。变异的类型：表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。

不可遗传的变异：由环境引起的，遗传物质未发生改变的变异

可遗传的变异（遗传物质改变）

基因突变染色体变异基因重组统称突变一.生物的变异①“环境条件改变引起的变异”一定就是“不可遗传的变异”吗？不一定概念巩固

其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为

，分子水平发生的变异为_______________________，基因重组发生的时期是

，真、原核生物和病毒共有的变异类型为____________。②__________和_____________均属于突变。基因突变染色体变异基因突变和基因重组减数分裂基因突变染色体变异③可遗传变异一定都能遗传给子代吗？不一定如：基因突变发生在动物的体细胞，一般不能通过有性生殖遗传给后代，而对于植物而言，可以通过植物组织培养技术（无性生殖）遗传给后代。二.基因突变DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。1、发生时间：生命过程的任何阶段都可发生基因突变，主要发生在细胞分裂前的间期在细胞分裂间期，DNA分子复制时，DNA分子双链打开，结构不稳定，容易发生碱基对的变化。二.基因突变判断：①DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变(

)②基因突变的结果一定是产生等位基因(

)③基因突变改变了基因的数量和位置(

)④基因突变一定改变基因的结构和种类（）⑤基因突变一定使其编码的mRNA发生改变（）⑥基因突变一定改变氨基酸序列（）⑦如果基因突变改变了氨基酸序列，那么蛋白质功能一定改变（）⑧生物发生基因突变后，其性状一定发生改变（）×××√××××二.基因突变2、特点：(1)普遍性：在生物界普遍存在。无论是病毒，原核生物和真核生物都会发生基因突变。(2)随机性：(3)低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低（105~108→1）。可以发生在生物个体发育的任何时期（时间随机）；也可以发生在任何一个细胞的任何一个DNA分子的任何部位（位置随机）。(4)不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。①基因突变不改变染色体上基因的

，

。数目位置巩固练习：②若两种突变品系是由不同对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的

。若两种突变品系是由一对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的

性。随机性不定向基因突变染色体变异正常二.基因突变3、意义：

（1）对生物体自身的意义①有害：基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系。②有利：如植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等③中性：有些基因突变既无害也无益。如有的基因突变不会导致新的性状出现。

（2）对进化的意义①产生

的途径。②生物变异的

。③为生物的进化提供了

。新基因根本来源原材料基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。产生新基因形成新性状生物进化的原始材料基因突变生物变异的根本来源二.基因突变4、基因突变的原因：1）自发突变：自然条件下，由于DNA复制发生错误而自发产生。2）诱发突变(提高突变频率)①物理因素：X射线，激光等紫外线辐射诱导出现胸腺嘧啶二聚体，导致DNA扭曲。结果：破坏DNA结构二.基因突变2）诱发突变(提高突变频率)②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等结果：改变DNA碱基组成③生物因素：病毒、某些细菌等结果：影响宿主的DNA【例】(2021·海南卷，6)已知5-­溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A­-T转变为A­-BU，要使该位点由A­-BU转变为G­-C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(

)A．1 B．2C．3 D．4二.基因突变B二.基因突变正常红细胞中央微凹的圆饼状镰刀型红细胞弯曲的镰刀状（易破裂）正常的血红蛋白基因

编码链……CTGACTCCTGAGGAG……异常的血红蛋白基因

编码链……CTGACTCCTGTGGAG……mRNA序列的变化：

氨基酸序列的变化：细胞形态的变化：A→U谷氨酸→缬氨酸5.实例1镰状细胞贫血直接原因：根本原因：血红蛋白的一个谷氨酸被缬氨酸替换，蛋白质结构改变基因中一个碱基对发生替换问题1：从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？原癌基因和抑癌基因均发生突变问题2：健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因么？

存在问题3：癌细胞与正常细胞相比有哪些明显特点？①能够无限增殖；②形态结构发生显著变化，③细胞膜上糖蛋白等物质减少，导致细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移原癌基因和抑癌基因分别都是一类基因，细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生累积突变的结果。实例2细胞癌变原癌基因抑癌基因细胞正常生长、增殖正常表达产物过量表达突变表观遗传修饰不表达正常表达产物抑制细胞生长、增殖/促进细胞凋亡表达产物活性过高表达产物的量过高表达产物的量过低表达产物活性过低可能人和动物细胞本身存在突变表观遗传修饰细胞癌变可能原因：原癌基因和抑癌基因均发生基因突变实例2细胞癌变【例2】(2022·湖南选择性考试)关于癌症，下列叙述错误的是(

)A．成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变B．癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应C．正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因D．乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性C【例3】结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。如图是解释结肠癌发生的简化模型，下列叙述错误的是(

)C二.基因突变神州号宇宙飞船搭载种子进入太空（宇宙射线、微重力）。（1）飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么?

（2）这些番茄返回地面后，是否均可产生优良变异类型？为什么？（3）将植物经太空返回地面后种植，发现该植物某隐性性状突变为显性性状，表现该显性性状的种子能否大面积推广？说明理由。萌发的种子有丝分裂旺盛，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响而发生基因突变。

否。因为基因突变是不定向的。不能。产生的显性性状不一定是优良性状。（或该显性性状的个体不一定是纯合体）6.应用-诱变育种三.基因重组(1)概念：在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合(2)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）(3)类型：①互换型②自由组合型同源染色体非姐妹染色单体互换同源染色体上的非等位基因重组非同源染色体非等位基因重组三.基因重组③细菌转化型：原核细胞在一定状态下（感受态）可吸收外源DNA，而发生基因重组，如肺炎链球菌转化实验中R型细菌转化为S型细菌。④人工重组型：目的基因经

导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如下图)，即基因工程。载体三.基因重组(4)基因重组的特点：(5)基因重组的意义①️使配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。②基因重组是生物变异的来源之一,是生物多样性的原因之一,对生物的进化具有重要意义①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新性状产生。②发生在有性生殖的遗传中(狭义的基因重组)。三.基因重组①细胞分裂图来判断对A、B图分析：

AB分裂类型变异类型有丝分裂基因突变减数分裂基因突变或基因重组判断基因突变与基因重组②如图为某哺乳动物(基因型为AaBbDd)体内一个细胞的分裂示意图，尝试分析该细胞形成过程中发生变异的类型。基因重组染色体数目变异染色体结构变异[例4]已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现将某外来DNA片段(m)插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是()A．若m只含几个碱基对且插入位点a，则发生了基因突变B．若m只含几个碱基对且插入位点b，则发生了染色体变异C．若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组D．若m为有效片段且插入位点b，则基因m也无法表达CB【例6】(2021·江苏新高考适应性测试)交换是基因重组的基础，A、B两基因交换的3种模式图如下。下列相关叙述正确的是(

)

甲乙丙A．甲和乙的交换都会产生新的重组类型配子AbB．乙和丙的交换都会产生新的重组类型配子aBC．甲、乙和丙的交换都发生在减数第一次分裂前期D．甲、乙