高中生物新浙科必修24.1基因突變可能引起性狀改變課件（51張）

第四章生物的變異第一節(jié)基因突變可能引起性狀改變

一、基因突變1.基因突變概念:基因內(nèi)部特定___________發(fā)生改變的現(xiàn)象或過程。2.基因突變實質(zhì):DNA分子上堿基對的_________________。3.基因突變結(jié)果:引起___________的變化,改變了遺傳信息。必備知識·自主學習核苷酸序列替換、插入或缺失核苷酸序列4.基因突變實例——鐮刀形細胞貧血癥:5.基因突變導致的類型:_________、生化突變、_________和條件致死突變。6.基因突變的特點:連一連(將基因突變的特點和表現(xiàn)用線連起來)形態(tài)突變致死突變7.基因突變意義:(1)使生物產(chǎn)生_________。(2)_________的根本來源。(3)生物進化的_______。8.誘發(fā)基因突變的因素:(1)_____因素:X射線、紫外線、溫度劇變等。(2)_____因素:亞硝酸、堿基類似物等。(3)生物因素:麻疹病毒等。新的基因生物變異原材料物理化學【問·答】有人認為只要避免接觸這些誘變因素就能避免發(fā)生基因突變,你認為這種想法正確嗎?為什么?提示:這種想法不正確。因為基因在自然狀態(tài)下也可以發(fā)生基因突變,只是概率非常低。這些誘變因素會提高基因突變的概率。二、細胞癌變1.癌細胞的重要特征:_________。2.癌變實質(zhì):_________和_________發(fā)生突變,導致正常細胞分裂失控而發(fā)生癌變。無限增殖原癌基因抑癌基因3.致癌因子:(1)概念:引起_________的因素。(2)類型:連一連:將致癌因子和對應的實例連起來。細胞癌變【問·答】根據(jù)細胞發(fā)生癌變的原因分析,應該如何預防惡性腫瘤的發(fā)生?提示:養(yǎng)成良好的生活習慣,不吸煙不喝酒,遠離致癌因子,合理膳食,多吃新鮮蔬菜水果等。三、誘變育種1.原理:利用_________或_________處理生物,使生物發(fā)生_________。2.特點:(1)可以提高_________。(2)能在___________有效地改良生物品種的某些性狀。(3)改良_________,增強_______。3.缺點:在實際操作中需要處理___________,并具有一定的_______。物理因素化學因素基因突變突變概率較短時間內(nèi)作物品質(zhì)抗逆性大量的材料盲目性關鍵能力·合作學習知識點一基因突變與誘變育種

1.基因突變:(1)基因突變發(fā)生時期:主要發(fā)生在細胞分裂間期(有絲分裂前的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期),也能發(fā)生在其他時期,只是突變頻率更低。(2)基因突變發(fā)生的原因:①內(nèi)因:DNA分子復制時偶爾發(fā)生錯誤(概率很低)。②外因:物理、化學、生物等因素誘發(fā)發(fā)生(可以提高突變概率)。(3)基因突變的結(jié)果和意義:基因突變使生物產(chǎn)生新的基因,獲得新的性狀?；蛲蛔兪巧镒儺惖母緛碓?也是生物進化的原材料。2.基因突變與生物性狀之間的關系:(1)基因突變影響生物性狀的實質(zhì):(2)發(fā)生基因突變而性狀不變的原因分析。①密碼子的簡并性,若發(fā)生基因突變后引起信使RNA上的密碼子改變,但由于一種氨基酸對應多個密碼子,若該改變了的密碼子與原密碼子對應同一種氨基酸,此時性狀不改變。②若突變產(chǎn)生的是隱性基因,如AA個體其中一個A→a,此時個體基因型為Aa,性狀不發(fā)生改變。③若基因突變發(fā)生在非編碼部位(內(nèi)含子和非編碼區(qū)),生物的性狀也可能不會發(fā)生改變。【特別提醒】(1)基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因:病毒和原核細胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單,基因數(shù)目少,而且一般是單個存在的,不存在等位基因。因此,真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。(2)基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過程中,一般不遺傳,但有些植物可能通過無性生殖傳遞給后代。3.誘變育種:(1)過程:選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育。(2)誘變育種的應用:①顯性突變的應用:如果發(fā)生顯性突變,在二倍體生物中通常第一代就表現(xiàn)出來,但并不都是純合子。特別是在異花授粉的植物中,還必須經(jīng)過兩次自交到第三代,才能得到穩(wěn)定遺傳的純合突變類型。②隱性突變的應用:如果發(fā)生的是隱性突變,在自花授粉植物中只需要通過自交繁殖,到第二代便會有純合的隱性突變體分離出來,雖然數(shù)目較少,但是一旦出現(xiàn)便可選擇應用?！舅伎继骄俊?.有人認為只要是DNA分子中堿基對發(fā)生了變化就一定是基因突變,你認為這種說法對嗎?為什么?(科學思維)提示:不對。基因是具有遺傳效應的DNA片段,一個DNA分子上有多個基因片段,同時也有非基因片段,因此DNA分子中發(fā)生堿基對的變化只有引起了基因結(jié)構(gòu)的改變,才是基因突變,如果發(fā)生在非基因片段則不是基因突變。2.真核細胞中基因主要分布在染色體上,請你分析基因突變會引起染色體上基因的數(shù)目或位置變化嗎。(科學思維)提示:基因突變改變的是基因(DNA)內(nèi)部堿基的種類、順序和數(shù)量,并不會改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目或位置?！镜淅痉丁恳粚γＪ蠼慌?產(chǎn)下多只鼠,其中一只雄鼠的毛色異常。分析認為,鼠毛色出現(xiàn)異常的原因有兩種:一是基因突變的直接結(jié)果(控制毛色基因的顯隱性未知,突變只涉及一個親本常染色體上一對等位基因中的一個基因);二是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果(只涉及親本常染色體上一對等位基因)。假定這只雄鼠能正常生長發(fā)育,并具有生殖能力,后代可成活。為探究該鼠毛色異常的原因,用上述毛色異常的雄鼠分別與其同一窩的多只雌鼠交配,得到多窩子代。請預測結(jié)果并作出分析。(1)如果每窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為__________,則可推測毛色異常是______性基因突變?yōu)開_______性基因的直接結(jié)果,因為________________________________________________。

(2)如果不同窩子代出現(xiàn)兩種情況,一種是同一窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例為__________,另一種是同一窩子代全部表現(xiàn)為____________鼠,則可推測毛色異常是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果。

【解題思維】解答本題的兩個關鍵點:【解析】(1)如果毛色異常雄鼠是基因突變的結(jié)果(由于基因突變只涉及一個親本常染色體上一對等位基因中的一個基因),則毛色正常鼠是隱性純合子,毛色異常雄鼠是雜合子。將毛色異常雄鼠與其同窩的多只雌鼠交配(相當于測交),每窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為1∶1。(2)如果毛色異常雄鼠是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果,則毛色異常鼠是隱性純合子,同窩的毛色正常雌鼠有一部分是雜合子,有一部分是顯性純合子,將毛色異常雄鼠與其同窩的多只雌鼠交配有兩種情況:一種是同一窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例為1∶1,另一種是同一窩子代全部表現(xiàn)為毛色正常。答案:(1)1∶1隱顯只有兩個隱性純合親本中一個親本的一個隱性基因突變?yōu)轱@性基因時,才能得到每窩毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為1∶1的結(jié)果(2)1∶1毛色正?！痉椒ㄒ?guī)律】顯性突變與隱性突變的判斷(1)判斷依據(jù):(2)判斷方法:①選取突變體與其他已知未突變體雜交,據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。若后代全為未突變體,則為隱性突變;若后代全為突變體,則為顯性突變。②讓突變體自交,觀察子代有無性狀分離。若后代出現(xiàn)性狀分離,則為顯性突變;若后代沒有性狀分離,則為隱性突變?！绢愵}精練】1.(2019·海南高考)下列有關基因突變的敘述,正確的是 ()A.高等生物中基因突變只發(fā)生在生殖細胞中B.基因突變必然引起個體表現(xiàn)型發(fā)生改變C.環(huán)境中的某些物理因素可引起基因突變D.根細胞的基因突變是通過有性生殖傳遞的【解析】選C。高等生物中基因突變可發(fā)生在任何細胞中,A項錯誤;基因突變不一定引起個體表現(xiàn)型發(fā)生改變,如AA→Aa,生物性狀不變,B項錯誤;環(huán)境中的某些物理因素(如X射線、紫外線)可引起基因突變,C項正確;根細胞的基因突變不能通過有性生殖傳遞,可以通過無性生殖傳遞,D項錯誤。2.太空育種是指利用太空中的強輻射、微重力等誘導種子發(fā)生變異的一種育種方法。下列關于太空育種說法正確的是()A.利用了基因的自由組合遺傳學原理B.誘變的性狀多數(shù)有利C.產(chǎn)生的變異不能遺傳給后代D.可提高種子基因突變的頻率【解析】選D。太空育種利用了基因突變的遺傳學原理,A錯誤;誘變的性狀多數(shù)有害,B錯誤;太空育種的原理是基因突變,基因突變產(chǎn)生的變異可以遺傳給后代,C錯誤;太空育種可提高種子基因突變的頻率,D正確。【補償訓練】1.以下對基因突變的認識,錯誤的是()A.自然條件下也會發(fā)生基因突變B.人工誘導的基因突變是定向的C.誘變劑可以提高基因的突變率D.基因突變是基因內(nèi)堿基序列的改變【解析】選B。自然條件下由于DNA復制可能出現(xiàn)差錯,也會發(fā)生基因突變,A項正確;人工誘導的基因突變是不定向的,B項錯誤;誘變劑可以提高基因的突變頻率,C項正確;基因突變是基因內(nèi)堿基序列的改變,D項正確。2.如圖為人WNK4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圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變,導致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是()A.①處插入堿基對G—CB.②處堿基對A—T替換為G—CC.③處缺失堿基對A—TD.④處堿基對G—C替換為A—T【解析】選B。根據(jù)圖中1168位的甘氨酸的密碼子GGG,可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA的,那么1169位的賴氨酸的密碼子是AAG,因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG,由此推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對A-T被替換為G-C,綜上所述,B項正確。知識點二細胞癌變

1.癌細胞的特征:(1)在適宜的條件下,能夠無限增殖。(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。(3)細胞的表面發(fā)生了變化,細胞表面的粘連蛋白等減少,導致癌細胞在體內(nèi)容易分散和轉(zhuǎn)移。2.癌變的機理:(1)原癌基因與抑癌基因:原癌基因主要控制細胞生長和分裂周期,控制細胞生長和分裂的進程;抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。癌癥就是一系列原癌基因與抑癌基因的突變逐漸積累的結(jié)果。(2)機理:【思考探究】1.有人認為只有癌細胞中才存在原癌基因和抑癌基因,請你分析這種觀點是否正確,為什么?(科學思維)提示:原癌基因和抑癌基因普遍存在于動物細胞中,并非只存在于癌細胞中,只不過在癌細胞中這兩種基因發(fā)生了突變。2.癌細胞能在適宜條件下無限增殖,那么癌細胞的細胞周期與正常細胞相比有什么變化?(科學思維)提示:癌細胞細胞分裂加快,細胞周期變短?！镜淅痉丁吭谥掳┮蜃拥淖饔孟?正常動物細胞可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎Ｓ嘘P癌細胞特點的敘述錯誤的是()A.細胞中可能發(fā)生單一基因突變,細胞間黏著性增加B.細胞中可能發(fā)生多個基因突變,細胞的形態(tài)發(fā)生變化C.細胞中的抑癌基因可能發(fā)生突變,細胞的增殖失去控制D.細胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷,細胞表面的粘連蛋白減少【解題思維】解答本題的兩個關鍵點:【解析】選A。癌變是細胞中的基因突變累積的效應,癌細胞間的黏著性下降,容易擴散和轉(zhuǎn)移,A錯誤;癌變的細胞中可能發(fā)生多個基因突變,細胞的形態(tài)發(fā)生變化,B正確;在致癌因子的作用下,細胞中的抑癌基因可能發(fā)生突變,細胞的增殖失去控制,變?yōu)榘┘毎?C正確;在致癌因子的作用下,細胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷,變?yōu)榘┘毎?癌變細胞表面的粘連蛋白減少,D正確?！緦彺鹫`區(qū)】本題常見錯因:誤認為細胞癌變只和單個基因突變有關,易錯選B;癌變是細胞中的基因突變累積的效應,一個細胞中發(fā)生多個基因突變才能變成癌細胞?！绢愵}精練】1.研究發(fā)現(xiàn),Myc基因具有雙重功能:在抑制細胞分裂因子的作用下,該基因會促進細胞凋亡;在抑凋亡因子作用下,該基因可導致細胞發(fā)生癌變。據(jù)此分析,下列敘述正確的是 ()A.細胞凋亡過程中,細胞內(nèi)酶的活性均降低B.細胞癌變會導致細胞膜上糖蛋白的含量增多C.抑凋亡因子能誘導Myc基因突變而引起細胞癌變D.Myc基因的表達可影響細胞正常的生命歷程【解析】選D。細胞的凋亡過程中凋亡基因會表達,則與凋亡有關的酶活性較高,A錯誤;癌細胞膜上糖蛋白的含量減少,導致癌細胞易擴散,B錯誤;由題意可知,抑凋亡因子能誘導Myc基因表達,從而引起細胞癌變,C錯誤;根據(jù)題意可知,Myc基因的表達可影響細胞正常的生命歷程,D正確。2.(2020·紹興高一檢測)肺癌是對人體健康和生命威脅最大的惡性腫瘤之一,下列有關敘述正確的是 ()A.吸煙不會提高肺癌發(fā)病率B.肺癌細胞是由正常細胞轉(zhuǎn)化而來的C.肺癌可以通過空氣傳播D.肺癌細胞表面含有多種粘連蛋白,不會在體內(nèi)轉(zhuǎn)移【解析】選B。吸煙會提高肺癌發(fā)病率,A錯誤;肺癌細胞是由正常細胞轉(zhuǎn)化而來的,B正確;肺癌不能通過空氣傳播,C錯誤;肺癌細胞表面粘連蛋白等物質(zhì)減少,細胞間的黏著性降低,容易在體內(nèi)轉(zhuǎn)移,D錯誤?！狙a償訓練】下列關于癌細胞的敘述,錯誤的是()A.原癌基因只存在于癌細胞中B.癌細胞中也存在抑癌基因C.癌細胞具有無限增殖的能力D.癌細胞的轉(zhuǎn)移與細胞表面糖蛋白減少有關【解析】選A。原癌基因和抑癌基因存在于正常細胞中,A錯誤;癌細胞中也存在抑癌基因,B正確;癌細胞具有無限增殖的能力,C正確;癌細胞的轉(zhuǎn)移與細胞表面糖蛋白減少有關,D正確。在進化過程中,生物個體獲得了應對DNA損傷的一系列修復功能,當不能完全修復時,細胞可能癌變,也可能衰老或凋亡,在這一過程中,細胞調(diào)控因子p53具有重要地位:當其因各種原因失活時,出現(xiàn)腫瘤的機會將大大提高;若該調(diào)控因子存在,細胞將更可能衰老或者凋亡而不是癌變。根據(jù)上述資料,完成下列有關該過程的分析。核心素養(yǎng)·情境探究(1)細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,因其受到嚴格的遺傳機制調(diào)控,也常常被稱為細胞編程性死亡。在生物體內(nèi),增殖失控的細胞大部分會發(fā)生凋亡并被免疫系統(tǒng)清除,極少數(shù)增殖失控的細胞在致癌條件下發(fā)展成為癌細胞。下列有關細胞癌變和凋亡的敘述錯誤的是()A.細胞在癌變與凋亡的過程中表達的基因不完全相同B.在細胞凋亡過程中,細胞內(nèi)酶的活性有些降低、有些酶的活性增強C.致癌因子可誘使細胞中的原癌基因和抑癌基因突變成癌基因D.正常細胞的凋亡是不受環(huán)境影響的細胞編程性死亡(2)外界環(huán)境因素能夠影響DNA的復制,但不同環(huán)境因素誘發(fā)的機理不同,如紫外線、X射線及其他輻射能__________________,亞硝酸等能________________,某些病毒的遺傳物質(zhì)能進入宿主細胞基因組,誘發(fā)宿主細胞癌變。

(3)從上述資料