2018-2019學(xué)年高中生物 第四章 生物的變異 第一節(jié) 生物變異的來(lái)源（Ⅰ）課件 浙科版必修2.ppt

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1、第四章 生物的變異,第一節(jié) 生物變異的來(lái)源(Ⅰ),[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.概述生物變異的類(lèi)型和特點(diǎn)。 2.闡明基因重組的原理與類(lèi)型，概述其意義。 3.闡明基因突變的特征、類(lèi)型及誘發(fā)基因突變的因素，理解基因突變的機(jī)理。,,,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測(cè),新知導(dǎo)學(xué),一、生物變異的概述和基因重組,1.生物變異的類(lèi)型 (1)不遺傳的變異 ①來(lái)源：環(huán)境條件改變引起，不涉及 的變化。 ②特點(diǎn)：變異只限當(dāng)代的表現(xiàn)型改變，屬于 。 ③實(shí)例：花生處在水、肥充足的條件下果實(shí)大且多。,遺傳物質(zhì),不遺傳變異,(2)可遺傳的變異 ①來(lái)源：一是在強(qiáng)烈的 、 因素影響下發(fā)生的基因突變和染色體畸變；二是有

2、性生殖過(guò)程中形成配子時(shí)，由于非同源染色體的自由組合和同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換而引起的基因重組。 ②特點(diǎn)：變異性狀 遺傳給后代。 (3)分類(lèi)依據(jù)： 是否改變。,物理,化學(xué),可以,遺傳物質(zhì),2.基因重組 (1)基因重組的概念：具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行________ 的過(guò)程中，控制 的基因重新組合，導(dǎo)致后代產(chǎn)生不同于 的現(xiàn)象或過(guò)程。,有性生殖,不同性狀,親本類(lèi)型,(2)基因重組的類(lèi)型,(3)基因重組的意義：基因重組是通過(guò) 過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，能夠產(chǎn)生子代 的多樣化，為 提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。,后期,前期,非同

3、源染色體,非同,源染色體上的非等位基因,非等位基因,有性生殖,基因型和表現(xiàn)型(性狀),動(dòng)植物育種和生物進(jìn)化,歸納總結(jié),基因重組圖解分析,例1 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，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，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能,√,答案,解析,解析 基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代不同于親本類(lèi)型的

4、現(xiàn)象或過(guò)程，A正確； 減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換可導(dǎo)致基因重組，B錯(cuò)誤； 減數(shù)第一次分裂后期，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，C正確； 一般情況下，基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，水稻花藥內(nèi)精原細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中可發(fā)生基因重組，但根尖細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不會(huì)發(fā)生基因重組，D正確。,例2 (2018溫州市期末)圖中A、a，B、b表示基因，下列過(guò)程存在基因重組的是,√,答案,解析,解析 A項(xiàng)遺傳圖解中只有一對(duì)等位基因，沒(méi)有涉及基因重組，A錯(cuò)誤； B項(xiàng)表示減數(shù)分裂過(guò)程中非同源染色體上的非等位基因自由組合，屬于基因重組，B正確；

5、 C項(xiàng)表示減數(shù)第二次分裂后期，此時(shí)不會(huì)發(fā)生基因重組，C錯(cuò)誤； D項(xiàng)表示受精作用，即雌、雄配子的隨機(jī)組合，此時(shí)不會(huì)發(fā)生基因重組，D錯(cuò)誤。,特別提醒,基因重組的類(lèi)型,二、基因突變,1.概念和實(shí)質(zhì) (1)概念：由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定 發(fā)生改變的現(xiàn)象或過(guò)程。 (2)實(shí)質(zhì)：DNA分子上堿基對(duì)的 、增加或 都可以引起_____ 的變化，因而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。 (3)意義：是生物變異的 來(lái)源，對(duì) 和選育新品種具有非常重要的意義。,核苷酸序列,缺失,替換,核苷,酸序列,根本,生物進(jìn)化,2.類(lèi)型 (1)根據(jù)對(duì)表現(xiàn)型的影響 ①種類(lèi)： 、生化突變、致死突變。 ②

6、關(guān)系：三種突變實(shí)質(zhì)上都是 。 (2)根據(jù)發(fā)生的因素 ①自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變： 。 ②人工條件下誘發(fā)的基因突變： 。,形態(tài)突變,生化突變,自發(fā)突變,誘發(fā)突變,3.特點(diǎn) (1) 性,①?gòu)牡偷壬锏礁叩壬锇ㄈ祟?lèi)在內(nèi)的所有生物 ②在生物個(gè)體發(fā)育的不同階段 ③不同個(gè)體的任何細(xì)胞內(nèi),,均可發(fā)生 基因突變,(2) 性：染色體某一位置上的基因可以向不同的方向突變成它的 。 (3)稀有性：自然狀態(tài)下，生物的基因突變頻率一般是 的。 (4) 性：顯性基因 。 (5) 性： 的基因突變會(huì)給生物帶來(lái)不利的影響。,隱性基因,多方向,等位基

7、因,普遍,很低,可逆,有害,大多數(shù),4.誘發(fā)因素 (1)物理因素：如 、溫度劇變等。 (2)化學(xué)因素：如亞硝酸、 等。 (3) ：如麻疹病毒等。,各種射線(X射線、紫外線等)的照射,堿基類(lèi)似物,生物因素,5.基因突變的機(jī)理(以鐮刀形細(xì)胞貧血癥為例) (1)機(jī)理,DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸順序的片段,誘發(fā)↓因素,堿基對(duì)的缺失、增加或替換,↓,DNA分子中的核苷酸順序發(fā)生改變,↓,DNA分子相對(duì)應(yīng)的mRNA的堿基順序發(fā)生改變,↓,mRNA翻譯的蛋白質(zhì)出現(xiàn)異常,↓,遺傳性狀的改變,(2)實(shí)例——人類(lèi)的鐮刀形細(xì)胞貧血癥 ①癥狀 a.細(xì)胞形狀：患

8、者紅細(xì)胞由中央微凹的圓盤(pán)狀變?yōu)? ； b.特點(diǎn)：易發(fā)生紅細(xì)胞 ，使人嚴(yán)重貧血而死亡。,鐮刀狀,破裂,②病因圖解,谷氨酸,纈氨酸,GAT,(3)鐮刀形細(xì)胞貧血癥的原因,纈氨酸,例3 (2018浙江金華學(xué)考檢測(cè))下列關(guān)于基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是 A.一般來(lái)說(shuō)，只有發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變才能通過(guò)配子遺傳給下一代 B.基因突變不僅是可逆的，而且大多數(shù)突變是有害的 C.基因突變一般發(fā)生在細(xì)胞分裂間期的DNA復(fù)制過(guò)程中 D.由于基因突變是多方向的，所以基因A可以突變?yōu)榛駼 解析 基因突變只能由A基因突變?yōu)樗牡任换騛1、a2、a3等，而不能突變成控制其他性狀的基因，故D錯(cuò)誤。,√,答案,解析,

9、例4 如果一個(gè)基因的中部缺失了1個(gè)核苷酸對(duì)，下列后果中不可能出現(xiàn)的是 A.沒(méi)有蛋白質(zhì)產(chǎn)物 B.翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止 C.所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸 D.翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化 解析 基因的中部缺失了1個(gè)核苷酸對(duì)，所以缺失位置之前的基因仍然能正常表達(dá)形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，但是表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有可能出現(xiàn)下列三種情況：翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。,√,答案,解析,易混易錯(cuò),基因突變對(duì)蛋白質(zhì)與性狀的影響 (1)基因突變對(duì)蛋白質(zhì)的影響,(2)基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變的原因分析

10、 ①突變可能發(fā)生在沒(méi)有遺傳效應(yīng)的DNA片段上。 ②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。 ③基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa不會(huì)導(dǎo)致性狀的改變。,(3)基因突變對(duì)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(guò)程中，突變可通過(guò)無(wú)性生殖傳給后代，但不會(huì)通過(guò)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(guò)程中，突變可能通過(guò)有性生殖傳給后代。 ③生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)對(duì)外界環(huán)境變化更加敏感。 ④分裂旺盛的細(xì)胞的突變率大于停止分裂的細(xì)胞，原因是基因突變常發(fā)生在細(xì)胞分裂間期。,學(xué)習(xí)小結(jié),染色體畸變,基因突變,基因重組,多方向,可,

11、逆,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.子代不同于親代的性狀，主要來(lái)自基因重組，下列圖解中哪些過(guò)程可以發(fā)生基因重組,1,2,3,4,5,答案,解析,A.①②③④⑤ B.①②③④⑤⑥ C.④⑤ D.③⑥,√,1,2,3,4,5,解析 基因重組指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)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。 ④⑤過(guò)程中的A、a和B、b之間發(fā)生基因重組。 ①②過(guò)程發(fā)生等位基因的分離； ③⑥過(guò)程屬于配子間的隨機(jī)組合。,2.基因A可突變?yōu)榛騛1、a2、a3……，這說(shuō)明基因突變具有 A.稀有性 B.可逆性 C.多方向性 D.有害性 解析 從基因A可突變?yōu)閍1、a2、a3……可知，基因突變具有多方向性

12、。,答案,1,2,3,4,5,√,解析,3.某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類(lèi)型，該突變?yōu)?A.顯性突變(d→D) B.隱性突變(D→d) C.顯性突變和隱性突變 D.人工誘變 解析 由于突變性狀的個(gè)體不是純合子，而且表現(xiàn)突變性狀，說(shuō)明突變性狀相對(duì)于原有性狀為顯性性狀。,√,答案,解析,1,2,3,4,5,4.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)生突變，導(dǎo)致1 169位賴(lài)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(duì)G—C B.②處堿基對(duì)A—T替換為G—C C.③處缺失堿基對(duì)A—T D.④處堿

13、基對(duì)G—C替換為A—T,√,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析 根據(jù)圖中1 168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。1 169位的賴(lài)氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴(lài)氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG，從而推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對(duì)A—T被替換為G—C。,5.一種α鏈異常的血紅蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及對(duì)應(yīng)的密碼子與正常血紅蛋白(HbA)的差異如下：,1,2,3,4,5,(1)Hbwa異常的直接原因是α鏈第_____位的_________(氨基酸)對(duì)應(yīng)的密碼子缺失了一個(gè)堿基，從

14、而使合成的肽鏈的氨基酸的順序發(fā)生改變，缺失的堿基是_____。 解析 由題表可知，在第138位的密碼子為UCC和UCA，與第139位相結(jié)合，進(jìn)行比較可知mRNA中缺失了堿基C。 (2)異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是________________________ ________________________。 解析 從基因?qū)哟畏治霾攀亲罡镜脑颉?1,2,3,4,5,答案,解析,138,絲氨酸,C,控制血紅蛋白α鏈合成的基,因中一個(gè)堿基對(duì)C—G缺失,答案,1,2,3,4,5,(3)這種變異類(lèi)型屬于__________，一般發(fā)生的時(shí)期是在____________ ___________________。這種變異與其他可遺傳的變異相比，最突出的特點(diǎn)是能產(chǎn)生________。 解析 這種發(fā)生在分子水平的個(gè)別堿基對(duì)的改變屬于基因突變，由于間期DNA會(huì)因復(fù)制而解旋使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，易發(fā)生基因突變。這種變異與其他可遺傳的變異相比，最突出的特點(diǎn)是能產(chǎn)生新基因。,解析,基因突變,細(xì)胞分裂的,間期(DNA復(fù)制時(shí)期),新基因,