【參賽課件】生物：基因突變和基因重組

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1、 課課 題：生物的變異題：生物的變異 基因突變基因突變 和基因重組和基因重組一、核心概念突破-生物的變異 【思考思考1】請嘗試構(gòu)建請嘗試構(gòu)建“生物變異分類生物變異分類”概念概念圖圖 生物變異生物變異 不可遺傳變異不可遺傳變異 基因突變基因突變 可遺傳變異可遺傳變異 染色體變異染色體變異 基因重組基因重組 染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異【思考2】1、環(huán)境因素引起的變異就是不可遺傳的變異嗎？2、下列變異屬于可遺傳變異的是（ ）（1）生長素處理得到無子番茄 （2）四倍體西瓜的產(chǎn)生 （3）某女明星經(jīng)手術(shù)將單眼皮變成雙眼皮（4）豌豆的黃色皺粒和綠色圓粒新類型的出現(xiàn)3、可遺傳變

2、異就是可育嗎？二、核心概念突破-基因突變【思考2】討論：1.什么叫基因突變？什么叫基因突變？2、基因突變一定會引起生物性狀的改變嗎？、基因突變一定會引起生物性狀的改變嗎？3、基因突變時堿基對改變對氨基酸序列的影、基因突變時堿基對改變對氨基酸序列的影響程度一樣嗎？響程度一樣嗎？4、基因突變發(fā)生的原因、特點、時間和意義、基因突變發(fā)生的原因、特點、時間和意義 U U GG C G G C U亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸基因突變的形式基因突變的形式：堿基對的替換堿基對的替換 A A C C G C C G A T T G G C G G C T DNA正常片

3、段正常片段 U U GG C G C U堿基對改變堿基對改變 A A C C G C C G A T T G G C G G C T GCAAT甲硫氨酸甲硫氨酸基因中堿基對的基因中堿基對的改變改變( (或替或替換換) )，一定改變了遺傳信息一定改變了遺傳信息, ,但不一定改變生物性狀。但不一定改變生物性狀。ATA基因突變與性狀的關(guān)系 1.基因突變的類型 （1）顯性突變：如a A,該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。 （2）隱性突變：如A a，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來即可穩(wěn)定遺傳。 要點探究要點探究2.基因突變對生物性狀的影響基因突變對生物性狀的影響（1）基因突變引起）基因突變引起mRNA

4、上密碼子改變，編碼的氨基酸可能改變，最終表現(xiàn)為上密碼子改變，編碼的氨基酸可能改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能可能改變，影響生物性狀。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能可能改變，影響生物性狀。堿基對堿基對影響影響范圍范圍對氨基酸的影響對氨基酸的影響減少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的變化減少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的變化替換替換小小只改變只改變1 1個氨基酸或不個氨基酸或不改變改變增添增添大大插入位置前不插入位置前不影響，影響插影響，影響插入后的序列入后的序列若開始增添若開始增添1 1個堿基對，可再增個堿基對，可再增添添2 2個、個、5 5個即個即3n+23n+2或減少或減少1 1個、個、4 4個即個即3n+1(n03n+1(n0

5、，且為整數(shù)，且為整數(shù)) )缺失缺失大大缺失位置前不缺失位置前不影響，影響缺影響，影響缺失后的序列失后的序列若開始缺失若開始缺失1 1個堿基對，可再減個堿基對，可再減少少2 2個、個、5 5個即個即3n+23n+2或增添或增添1 1個、個、4 4個即個即3n+1(n03n+1(n0，且為整數(shù)，且為整數(shù)) ) 要點探究要點探究(2)基因突變不改變生物性狀的特例?；蛲蛔儾桓淖兩镄誀畹奶乩?。 突變部位可能在非編碼部位部位（內(nèi)含子突變部位可能在非編碼部位部位（內(nèi)含子和非編碼區(qū)）和非編碼區(qū)）?；蛲蛔兒笮纬傻拿艽a子與原密碼子決定基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸；的是同一種氨基酸；基

6、因突變?yōu)殡[性突變基因突變?yōu)殡[性突變(如如AA Aa), 若其在若其在雜合狀態(tài)下也不會引起性狀的改變。雜合狀態(tài)下也不會引起性狀的改變。 3.基因突變對后代性狀的影響 (1）基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中，突變可通過無性生殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。 （2）基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過程中，突變可能通過有性生殖傳給后代。 （3）生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞突變率高，這是因為生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境更加敏感?！舅伎妓伎? 3】 下列大腸桿菌某基因的堿基序列的下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列

7、影響最大的是（不考慮終止密碼子）響最大的是（不考慮終止密碼子） ( ( ) ) ATG GGC CTG CTG A ATG GGC CTG CTG A GAG TTC GAG TTC TAA TAA 1 1 4 4 7 7 1010 1313 100100 103103 106106 A.A.第第6 6位的位的C C被替換為被替換為T T B.B.第第9 9位與第位與第1010位之間插入位之間插入1 1個個T T C.C.第第100100、101101、102102位被替換為位被替換為TTTTTT D.D.第第103103至至105105位被替換為位被替換為1 1個個T TB【思考思考4 4】

8、( (1010福建高考福建高考) )下圖為人下圖為人WNK4WNK4基因部分基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知圖。已知WNK4WNK4基因發(fā)生基因發(fā)生 一種突變，導(dǎo)致一種突變，導(dǎo)致11691169位位賴氨酸變?yōu)楣劝彼帷Ｔ摶虬l(fā)生的突變是賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是( () ) A處插入堿基對處插入堿基對GC B處堿基對處堿基對AT替換為替換為GC C處缺失堿基對處缺失堿基對AT D處堿基對處堿基對GC替換為替換為AT【問題問題5】(10江蘇高考江蘇高考)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的株十分罕見的

9、“一稈雙穗一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是()A這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體C觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置突變發(fā)生的位置D將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系傳的高產(chǎn)品系4、基因突變的原因、特點、時間和意義、基因突變的原因、特點、時間和意義原原因因內(nèi)

10、內(nèi)因因DNADNA分子中發(fā)生堿基對的分子中發(fā)生堿基對的 、增添和、增添和 ，而引，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變起基因結(jié)構(gòu)的改變外外因因某些誘變因素：某些誘變因素： 、 和生物因素和生物因素特點特點（1 1） ：在生物界中普遍存在：在生物界中普遍存在（2 2） ：生物個體發(fā)育的任何時期和部位：生物個體發(fā)育的任何時期和部位（3 3） ：突變頻率很低：突變頻率很低（4 4） ：可以產(chǎn)生一個以上的等位基因：可以產(chǎn)生一個以上的等位基因（5 5） ：一般是有害的，少數(shù)有利發(fā)生：一般是有害的，少數(shù)有利發(fā)生發(fā)生發(fā)生時間時間DNADNA復(fù)制時，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間復(fù)制時，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期期

11、意義意義 產(chǎn)生的唯一途徑，生物變異的根本來產(chǎn)生的唯一途徑，生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料源，生物進(jìn)化的原始材料替換替換缺失缺失物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素普遍性普遍性隨機(jī)性隨機(jī)性低頻性低頻性不定向性不定向性多害少利性多害少利性新基因新基因 “ “一豬生九仔，連母十個樣一豬生九仔，連母十個樣”，這種個體，這種個體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的? ?三、突破核心概念三、突破核心概念-基因重組基因重組基因重組三種類型的比較理解基因重組三種類型的比較理解重組重組類型類型同源染色體同源染色體上非等位基上非等位基因的重組因的重組非同源染色體上非同源染色體上非等位基因的

12、重非等位基因的重組組人為導(dǎo)致基因人為導(dǎo)致基因重組（重組（DNADNA重重組）組）發(fā)生發(fā)生時間時間減數(shù)第一次減數(shù)第一次分裂四分體分裂四分體時期時期 減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂后期后期體外與運載體體外與運載體重組，導(dǎo)入細(xì)重組，導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)基因重組基因重組發(fā)生發(fā)生機(jī)制機(jī)制同源染色體同源染色體非姐妹染色非姐妹染色單體之間交單體之間交叉互換導(dǎo)致叉互換導(dǎo)致染色單體上染色單體上的基因重新的基因重新組合組合同源染色體分開，同源染色體分開，等位基因分離，等位基因分離，非同源染色體自非同源染色體自由組合，導(dǎo)致非由組合，導(dǎo)致非同源染色體上非同源染色體上非等位基因間的重等位基因間的重組組目的基因經(jīng)

13、過目的基因經(jīng)過運載體導(dǎo)入受運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基受體細(xì)胞中基因重組因重組圖像圖像示意示意【問題問題5】下列關(guān)于基因重組的說法不正確的下列關(guān)于基因重組的說法不正確的是（是（ ） A生物體進(jìn)行有性生殖的過程中控制不同性狀生物體進(jìn)行有性生殖的過程中控制不同性狀的的 基因的重新組合屬于基因重組基因的重新組合屬于基因重組B減數(shù)分裂四分體時期，由于同源染色體的姐減數(shù)分裂四分體時期，由于同源染色體的姐妹妹 染色單體之間的局部交換，可導(dǎo)致基因重組染色單體之間的局部交換，可導(dǎo)致基因重組C減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體上的基減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體上的基因因 自由組合可導(dǎo)致基因

14、重組自由組合可導(dǎo)致基因重組D一般情況下，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，一般情況下，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組， 而根尖則不能而根尖則不能B基因突變基因重組本質(zhì).發(fā)生時期發(fā)生條件基因突變和基因重組比較基因突變和基因重組比較基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，從而改變了遺傳信息，可表達(dá)出新性狀。現(xiàn)有非等位基因之間重新組合，產(chǎn)生了新的基因型配子和個體，從而使性狀重新組合。遺傳物質(zhì)(DNA)復(fù)制過程(細(xì)胞分裂間期)有性生殖中的減數(shù)分裂過程中外部條件巨變和內(nèi)部因素相互作用不同個體間雜交，有性生殖中的減數(shù)分裂基因突變基因重組適用范圍發(fā)生概率意義小小大大生物變異的根本來生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提源，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。供了最初的原材料。生物變異的豐富來源，生物變異的豐富來源，形成生物多樣性的重要形成生物多樣性的重要原因之一，為生物進(jìn)化原因之一，為生物進(jìn)化提供了豐富的原材料。提供了豐富的原材料。所有生物均可發(fā)生，所有生物均可發(fā)生，具有普遍性。具有普遍性。只適用于真核生物的有性生殖中的細(xì)胞核遺傳【問題問題6】下圖表示某高等生物細(xì)胞分裂示意圖下圖表示某高等生物細(xì)胞分裂示意圖（字母代表染色體上的帶有的基因）（字母代表染色體上的帶有的基因）分析：造成出現(xiàn)C、c基因不同的原因作業(yè)列表比較基因突變、基因重組和染色體變異的區(qū)別和聯(lián)系。(要求從變異的本質(zhì)、發(fā)生時間、適用范圍、產(chǎn)生結(jié)果、鑒定方法、應(yīng)用和聯(lián)系）