基因突變和基因重組(1).ppt

基因突變和基因重組 必修2遺傳與進(jìn)化 一 基因突變 堿基對(duì) 排列順序 隨機(jī) 1 對(duì)基因突變的理解 不定向 根本來(lái)源 2 實(shí)例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥控制合成血紅蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生改變 即DNA分子上的一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變 由A T變成 結(jié)果血紅蛋白多肽鏈中 被 代替 導(dǎo)致鐮刀型 細(xì)胞貧血癥 T A 谷氨酸 纈氨酸 1 基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生在DNA復(fù)制時(shí) 此時(shí)的DNA解旋 不穩(wěn)定 2 基因突變的利和害取決于什么 一定有害嗎 取決于生物生存的環(huán)境 不一定 有些基因突變無(wú)利也無(wú)害 3 基因中堿基對(duì)的改變是否一定會(huì)引起性狀的改變 由于密碼子具有簡(jiǎn)并性 基因中堿基對(duì)改變不一定會(huì)引性狀的改變 訓(xùn)練 自然界中 一種生物某一基因及突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸突變基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸突變基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸突變基因3 精氨酸 苯丙氨酸 蘇氨酸 酪氨酸 丙氨酸根據(jù)上述氨基酸序列確定這3種突變基因DNA分子的改 變是 A 突變基因1和2為一個(gè)堿基對(duì)的替換 突變基因3為 一個(gè)堿基對(duì)的增添 B 突變基因2和3為一個(gè)堿基對(duì)的替換 突變基因1為 一個(gè)堿基對(duì)的增添 C 突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的替換 突變基因2和3為 一個(gè)堿基對(duì)的缺失 D 突變基因2為一個(gè)堿基對(duì)的替換 突變基因1和3為 一個(gè)堿基對(duì)的缺失 答案 A 二 基因重組 填空 1 概念 在生物體進(jìn)行 過(guò)程中 控制不同性狀的基因 有性生殖 重新組合 想一想 一母生九子 九子九個(gè)樣 兄弟姐妹間差異的主要原因是什么 提示 兄弟姐妹間差異的主要原因是基因重組 2 類(lèi)型 1 自由組合型 減數(shù)第一次分裂后期 隨著非同源染色體自由組合 也自由組合 2 交叉互換型 減數(shù)分裂四分體時(shí)期 基因隨著 的交叉互換而發(fā)生重組 3 意義 1 形成生物多樣性的重要原因之一 2 是 的普遍來(lái)源之一 對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要意義 非等位基因 非姐妹染色體 生物變異 性狀的改變一定是基因突變引起的嗎 答案 不一定 還可能是基因重組或染色體變異 考點(diǎn)透析 考點(diǎn)一 基因突變及對(duì)性狀和后代的影響 1 圖解引起基因突變的因素及其作用機(jī)理 2 基因突變與基因表達(dá)的聯(lián)系 3 基因突變的結(jié)果 基因突變引起基因 質(zhì) 的改變 產(chǎn)生了原基因的等位基因 改變了基因的表現(xiàn)形式 如由A a 隱性突變 或a A 顯性突變 但并未改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置 4 基因突變對(duì)性狀的影響 1 基因突變影響后代性狀 原因 突變引起密碼子改變 最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變 影響生物性狀 例如鐮刀型細(xì)胞貧血癥 2 基因突變不影響后代性狀 原因 若基因突變發(fā)生后 引起了信使RNA上的密碼子改變 但由于一種氨基酸可對(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子 若該改變了的密碼子與原密碼子仍對(duì)應(yīng)同一種氨基酸 此時(shí)突變基因控制的性狀不改變 若基因突變?yōu)殡[性突變 如AA中其中一個(gè)A a 此時(shí)性狀也不改變 突變發(fā)生在非編碼區(qū)或真核細(xì)胞基因編碼區(qū)的內(nèi)含子 中 某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的種類(lèi) 但并不 影響該蛋白質(zhì)的功能 5 基因突變對(duì)后代的影響 1 基因突變發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中 可以通過(guò)無(wú)性生殖傳遞給子代 由于多數(shù)生物進(jìn)行有性生殖 一般不傳遞給下一代 所以體細(xì)胞突變 對(duì)后代影響小 2 如果發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中 可以通過(guò)配子傳遞給后代 對(duì)于有性生殖的生物來(lái)說(shuō)對(duì)后代影響大 3 基因突變的頻率比較 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞 分裂旺盛的 細(xì)胞 停止分裂的細(xì)胞 基因突變一般是可遺傳的 但體細(xì)胞發(fā)生的基因突變一般不能傳遞給后代 而發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變 可以通過(guò)生殖細(xì)胞傳給后代 基因突變能產(chǎn)生等位基因 是生物變異的根本來(lái)源 為 生物進(jìn)化提供了最初的原始材料 生殖細(xì)胞 分裂旺盛的細(xì)胞在分裂時(shí)對(duì)外界環(huán)境的變化 更加敏感 所以突變率比體細(xì)胞高 秋水仙素作用于細(xì)胞分裂間期能誘發(fā)基因突變 作用于 分裂期則誘發(fā)染色體數(shù)目加倍 無(wú)絲分裂 原核生物的二分裂 病毒遺傳物質(zhì)復(fù)制時(shí)均 可發(fā)生基因突變 基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量 只改變其基因結(jié)構(gòu) 病毒和原核生物的變異方式只有基因突變 基因突變的相關(guān)知識(shí) 例1 2012 廣東汕尾檢測(cè) 有關(guān)下圖所示四種不同生物的敘述正確的是 A 甲 乙兩種細(xì)胞的細(xì)胞壁都可用纖維素酶完全分解B 乙為低等植物細(xì)胞 細(xì)胞中的核糖體和葉綠體均含RNAC 丙的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA 其突變率遠(yuǎn)高于DNA病毒D 丁細(xì)胞的有氧呼吸被抑制會(huì)影響脂溶性小分子物質(zhì)的運(yùn)輸 答案 C 規(guī)律總結(jié)生物界中各生物類(lèi)群的可遺傳的變異 病毒原核生物 只有基因突變 為什么 真核生物 有性生殖 基因突變基因重組染色體變異 無(wú)性生殖 基因突變?nèi)旧w變異 所有生物都可通過(guò)基因突變產(chǎn)生新基因 使本物種基因庫(kù)增加 原始材料 促進(jìn)生物進(jìn)化發(fā)展 基因重組和染色體變異是真核生物特有的 1 下列關(guān)于基因敘述中 正確的是 A 基因突變一定會(huì)改變生物的性狀B 基因頻率改變一定會(huì)導(dǎo)致物種產(chǎn)生C 染色體上某個(gè)基因的丟失屬于基因突變D 不同基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上相同的密碼子可編碼相同的氨基酸 答案 D 考點(diǎn)對(duì)應(yīng)練 2 有關(guān)基因突變的敘述 正確的是 C A 不同基因突變的概率是相同的B 基因突變的方向是由環(huán)境決定的C 一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變D 基因突變對(duì)生物總是有害的 3 易錯(cuò) 基因突變是生物變異的根本來(lái)源 下列關(guān)于基因 突變特點(diǎn)的說(shuō)法正確的是 A A 無(wú)論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B 突變只能定向形成新的等位基因C 生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變D 突變對(duì)生物的生存往往是有利的 考點(diǎn)二 基因重組 例2 2012 佛山統(tǒng)考 雙選 以下有關(guān)基因重組的敘述中正確的是 A 非等位基因都可以自由重組B 染色體中的基因交換都屬于基因重組C 同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)D 轉(zhuǎn)基因技術(shù)也屬于可遺傳變異中的基因重組 答案 CD 基因重組和基因突變的比較 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化及病毒遺傳物質(zhì)的整合也屬于基因重 組 基因重組產(chǎn)生了新的基因型 但未改變基因的 質(zhì) 和 量 基因重組是真核生物有性生殖過(guò)程中產(chǎn)生可遺傳變異的 最重要來(lái)源 是形成生物多樣性的重要原因 基因重組只能發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的同種生物之間 在減數(shù)分裂過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的 而不是在精子與卵細(xì)胞的結(jié)合過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的 自然狀態(tài)下 原核生物不發(fā)生基因重組 基因重組的相關(guān)知識(shí) 4 依據(jù)基因重組概念的發(fā)展 判斷下列圖示過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生基因重組的是 ABCD 答案 A 考點(diǎn)對(duì)應(yīng)練 5 下列關(guān)于基因重組的說(shuō)法不正確的是 A 生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中 控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B 減數(shù)分裂四分體時(shí)期 由于同源染色體的姐妹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(guò)程中 非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組D 一般情況下 花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組 而根尖則不能 答案 B 6 易錯(cuò) 生物體內(nèi)的基因重組 D A 能夠產(chǎn)生新的基因B 發(fā)生在受精作用過(guò)程中C 是生物變異的根本來(lái)源D 發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中 實(shí)驗(yàn)導(dǎo)航 課題20 生物變異原因和變異類(lèi)型的探究 表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境條件 所以某生物的變異原因應(yīng)從外因和內(nèi)因兩個(gè)方面加以分析 如果是因?yàn)檫z傳物質(zhì) 或基因 的改變引起的 此變異可在其自交后代或與其他雜交后代中再次出現(xiàn) 即可遺傳 如果僅僅是環(huán)境條件的改變引起 則不能遺傳給自交后代或雜交后代 所以 可以用自交或雜交的方法確定變異的原因 或者將變異個(gè)體和正常個(gè)體培養(yǎng)在相同的條件下 兩者沒(méi)有出現(xiàn)明顯差異 則原來(lái)的變異性狀是由環(huán)境引起的 1 變異原因的探究 2 染色體變異與基因突變的差別 基因突變是分子水平的變異 在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的 而染色體變異是細(xì)胞水平的變異 在光學(xué)顯微鏡下一般可以觀察到 因此制作正常親本與待測(cè)變異親本的有絲分裂臨時(shí)裝片 找到中期圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以區(qū)分染色體變異與基因突變 3 顯性突變與隱性突變的判定 受到物理 化學(xué)因素的影響 AA個(gè)體如果突變成Aa個(gè)體 則在當(dāng)代不會(huì)表現(xiàn)出來(lái) 只有Aa個(gè)體自交后代才會(huì)有aa變異個(gè)體出現(xiàn) 因此這種個(gè)體一旦出現(xiàn)即是純合子 相反 如果aa個(gè)體突變成Aa個(gè)體 則當(dāng)代就會(huì)表現(xiàn)出性狀 因此我們可以選擇突變體與其他已知未突變體雜交 通過(guò)觀察后代變異性狀的比例來(lái)判斷基因突變的類(lèi)型 對(duì)于植物還可以利用突變體自交觀察后代有無(wú)性狀分離來(lái)進(jìn)行顯性突變與隱性突變的判定 訓(xùn)練 在一群體型一直較正常的牛群中出現(xiàn)了一頭矮生雄牛 某研究小組在討論該矮生雄牛形成原因時(shí) 有三種不同的觀點(diǎn) 觀點(diǎn)一 種群中某一個(gè)體產(chǎn)生了隱性突變 該突變基因隨著個(gè)體間的交配 在群體中得以擴(kuò)散 矮生基因攜帶者交配后發(fā)生性狀分離產(chǎn)生該矮生雄牛 觀點(diǎn)二 由于非遺傳因素 如飼養(yǎng)條件 引起的 觀點(diǎn)三 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)雜交試驗(yàn) 根據(jù)子一代雜交結(jié)果得出相應(yīng)的結(jié)論 說(shuō)明 若是遺傳因素 則這一相對(duì)性狀由常染色體上的一對(duì)等位基因控制 1 雜交試驗(yàn)方案 在正常的飼養(yǎng)條件下 觀察子代的表現(xiàn) 2 雜交結(jié)果及結(jié)論 若子代出現(xiàn) 情況 則觀點(diǎn)一正確 若子代出現(xiàn) 情況 則觀點(diǎn)二正確 若子代出現(xiàn) 情況 則觀點(diǎn)三正確 答案 觀點(diǎn)三 是由于顯性突變的直接結(jié)果 1 讓該矮生雄牛與該群體中的多頭正常雌牛交配 2 正常牛與矮牛 且數(shù)量上正常牛明顯多于矮牛 全為正常牛 正常牛與矮牛 且數(shù)量上無(wú)顯著差異 走近高考 1 2012 上海生物 下圖為細(xì)胞內(nèi)染色體狀態(tài)示意圖 這種染色體狀態(tài)表示已發(fā)生 A 染色體易位B 基因重組C 染色體倒位D 姐妹染色單體之間的交換 題組1基因重組的考查 答案 B 2 2012 江蘇生物 某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變 獲得該缺失染色體的花粉不育 缺失染色體上具有紅色顯性基因B 正常染色體上具有白色隱性基因b 見(jiàn)下圖 如以該植株為父本 測(cè)交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀 下列解釋最合理的是 A 減數(shù)分裂時(shí)染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽B 減數(shù)第二次分裂時(shí)姐妹染色單體3與4自由分離C 減數(shù)第二次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間自由組合D 減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間交叉互換 答案 D 題組2基因突變3 2011 廣東 雙選 最近 可以抵抗多數(shù)抗生素的 超級(jí)細(xì)菌 引人關(guān)注 這類(lèi)細(xì)菌含有超強(qiáng)的耐藥性基因NDM 1 該基因編碼金屬 內(nèi)酰胺酶 此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是 A 定向突變B 抗生素濫用C 金屬 內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活D 通過(guò)染色體交換從其他細(xì)菌獲得耐藥基因 答案 BC 4 2011 海南生物 野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng) 用射線照射野生型大腸桿菌得到一突變株 該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)必須添加氨基酸甲后才能生長(zhǎng) 下列對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋中 不合理的是 A 野生型大腸桿菌可以合成氨基酸甲B 野生型大腸桿菌代謝可能不需要氨基酸甲C 該突變株可能無(wú)法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶D 該突變株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失 答案 B 5 2012 廣東 子葉黃色 Y 野生型 和綠色 y 突變型 是孟德?tīng)栄芯康耐愣瓜鄬?duì)性狀之一 野生型豌豆成熟后 子葉由綠色變?yōu)辄S色 1 在黑暗條件下 野生型和突變型豌豆的葉片總?cè)~綠素含量的變化見(jiàn)圖1 其中 反映突變型豌豆葉片總?cè)~綠素含量變化的曲線是 2 Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白 其部分氨基酸序列見(jiàn)圖2 據(jù)圖1推測(cè) Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對(duì)的 和 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進(jìn)入葉綠體 可推測(cè) 位點(diǎn) 的突變導(dǎo)致了該蛋白的功能異常 從而使該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱 最終使突變型豌豆子葉和葉片維持 常綠 3 水