2020版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第7單元 生物的變異和進(jìn)化 21 基因突變和基因重組課件 新人教版.ppt

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1、第7單元生物的變異和進(jìn)化,第21講基因突變和基因重組,1.闡明基因重組及其意義。 2.闡明基因突變的特征和原因。 3.描述某些基因突變可能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控,甚至發(fā)生癌變。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,基因突變 1.變異類型概述 基因突變和染色體變異均屬于突變。其中在光學(xué)顯微鏡下可見的可遺傳變異為染色體變異,分子水平發(fā)生的變異為基因突變和基因重組,只在減數(shù)分裂過程中發(fā)生的變異為基因重組,真核生物、原核生物和病毒共有的變異類型為基因突變。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.基因突變 (1)基因突變的實(shí)例鐮刀型細(xì)胞貧血癥 圖示中a、b、c過程分別代表DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。突變發(fā)生在a(填字母)過

2、程中。 患者貧血的直接原因是血紅蛋白異常,根本原因是發(fā)生了基因突變,堿基對(duì)由 突變成 。,,,,,,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(2)基因突變的概念 DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失基因結(jié)構(gòu)的改變。 (3)發(fā)生時(shí)間 主要發(fā)生于有絲分裂間期或減分裂前的間期。 (4)誘發(fā)基因突變的因素(連線),,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(5)基因突變的特點(diǎn) 普遍性:一切生物都可以發(fā)生。 隨機(jī)性:可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和部位。 低頻性:自然狀態(tài)下,突變頻率很低。 不定向性:一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變。 多害少利性:大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的,但有些基因突變,可使生物獲得

3、新性狀,適應(yīng)改變的環(huán)境。 (6)基因突變的結(jié)果 產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。 (7)意義 新基因產(chǎn)生的途徑;生物變異的根本來源;提供生物進(jìn)化的原始材料。,,,,,,,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,3.細(xì)胞的癌變 (1)實(shí)質(zhì):和抑癌基因發(fā)生突變。 (2)特征,(3)致癌因子的類型與實(shí)例(連線),原癌基因,無限增殖,細(xì)胞形態(tài),糖蛋白,在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(4)原癌基因的功能:主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié),控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂進(jìn)程。 (5)抑癌基因的功能:主要是阻止細(xì)胞的增殖,原癌基因和抑癌基因突變導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)和失控而變成癌細(xì)胞。,細(xì)胞周期,不正常,分裂,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,教

4、材拾遺1.(必修2第81頁(yè)“學(xué)科交叉”改編)攜帶一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥突變基因的個(gè)體(即雜合子)并不表現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的癥狀,因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白,并對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力,鐮刀型細(xì)胞貧血癥主要流行于非洲瘧疾猖獗的地區(qū)。請(qǐng)根據(jù)這一事實(shí)探討突變基因?qū)Ξ?dāng)?shù)厝松娴挠绊憽?答案鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力,這說明在易患瘧疾的地區(qū),鐮刀型細(xì)胞的突變有利于當(dāng)?shù)厝说纳?。雖然這個(gè)突變體的純合子對(duì)生存不利,但其雜合子卻有利于當(dāng)?shù)厝说纳妗?必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.(必修2第82頁(yè)“批判性思維”改編)基因突變頻率很低,而且大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的,但為何它仍可“

5、為生物進(jìn)化提供原材料”? 答案對(duì)于生物個(gè)體而言,發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是,一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的,就整個(gè)物種來看,在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的,其中有不少突變是有利突變,對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義。因此,基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過對(duì)基因突變的概念、原因和特點(diǎn)的分析,建立起基因突變是生物變異的根本來源、是生物進(jìn)化的原材料的觀點(diǎn)。 2.科學(xué)思維運(yùn)用聯(lián)想與類比推理的方法,理解基因突變的類型,推測(cè)基因突變與生物性狀改變之間的關(guān)系。 3.社會(huì)責(zé)任通過分析因基因突變而引發(fā)的癌變的實(shí)例,宣傳預(yù)防癌變的知識(shí)。,必備知識(shí)梳

6、理,關(guān)鍵能力突破,(生命觀念)下圖為基因突變的機(jī)理,據(jù)圖分析下列問題。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(1)圖中表示引起基因突變的因素分別是物理、生物、化學(xué)。 (2)圖中表示基因突變的類型分別是增添、替換、缺失。 (3)在細(xì)胞分裂間期易發(fā)生基因突變的原因是細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行DNA復(fù)制,DNA復(fù)制時(shí)需要解旋成單鏈,單鏈DNA容易受到內(nèi)、外因素的影響而發(fā)生堿基的改變。 (4)基因突變不一定(填“一定”或“不一定”)能通過有性生殖遺傳給后代,因?yàn)槿艋蛲蛔儼l(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中,可通過無性生殖傳給后代,但不會(huì)通過有性生殖傳給后代;若基因突變發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,可通過有性生殖傳給后代。 (5)基因

7、突變不一定(填“一定”或“不一定”)能產(chǎn)生等位基因,因?yàn)檎婧松锘蛲蛔円话憧僧a(chǎn)生它的等位基因,而病毒和原核細(xì)胞中不存在等位基因,其基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。,,,,,,,,,,,,,,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向1基因突變的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)分析 1.(2018山西運(yùn)城芮城中學(xué)期末)下列有關(guān)基因突變的敘述,正確的是( ) A.環(huán)境因素可誘導(dǎo)某基因朝某一方向突變 B.基因突變后遺傳信息不一定改變,但生物的性狀一定改變 C.自然界中所有等位基因產(chǎn)生的根本來源都是基因突變 D.基因突變產(chǎn)生的性狀往往對(duì)個(gè)體的生存是不利的,所以會(huì)阻止生物的進(jìn)化,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,基因突變的“

8、一定”與“不一定” 1.基因突變一定會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變,即基因中堿基排列順序的改變。 2.基因突變不一定會(huì)引起生物性狀的改變。 3.基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因。 病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,基因數(shù)目少,而且一般是單個(gè)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(gè)新基因。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向2基因突變類型及突變基因位置的判斷基因突變與生物性狀的關(guān)系 2.(2018江西新余期末)周期性共濟(jì)失調(diào)是一種由編碼細(xì)胞膜上的鈣離子通道蛋白的基因發(fā)生突變導(dǎo)致的遺傳病,該突變基因相應(yīng)的mRNA的長(zhǎng)度不變,但合成的肽鏈縮短使通道蛋白結(jié)構(gòu)

9、異常而導(dǎo)致的遺傳病。下列有關(guān)該病的敘述正確的是( ) A.翻譯的肽鏈縮短說明編碼的基因一定發(fā)生了堿基對(duì)的缺失 B.突變導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則發(fā)生改變 C.該病例說明了基因能通過控制酶的合成來控制生物的性狀 D.該病可能是由于堿基對(duì)的替換而導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn),答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(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 突變可能發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。 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。 基因突變?nèi)魹殡[性突變,如AAAa,可能不會(huì)導(dǎo)致性狀的改變。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,基因重組 1.概念,,,,必

10、備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.類型 (1)類型1交叉互換型;類型2自由組合型;類型3基因工程。 (2)類型1減時(shí)期;類型2減后期;類型3基因工程操作成功即可實(shí)現(xiàn)外源基因與受體細(xì)胞基因的重組。 3.結(jié)果:產(chǎn)生新基因型,導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。 4.意義 (1)形成生物多樣性的重要原因。 (2)生物變異的來源之一,有利于生物進(jìn)化。,,,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,5.基因重組和基因突變的比較,,,,,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過對(duì)基因重組產(chǎn)生生物新類型的分析,建立起基因重組為生物進(jìn)化提供了可供選擇的材料的觀點(diǎn)。 2.社會(huì)責(zé)任通過分析雜交育種的實(shí)例,認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)

11、與社會(huì)之間相互影響、相互制約的關(guān)系,并能運(yùn)用遺傳變異原理解決實(shí)際問題。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(生命觀念)如圖a、b為某二倍體生物細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像,據(jù)圖分析并回答下列問題。,(1)圖a細(xì)胞處于減數(shù)分裂的四分體時(shí)期,細(xì)胞中的1、2號(hào)染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。 (2)圖b細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,該細(xì)胞名稱為初級(jí)精母細(xì)胞,該時(shí)期細(xì)胞可發(fā)生非同源染色體上的非等位基因自由組合,即基因重組。,,,,,,,,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向1基因重組的范圍、類型及意義 1.(2018湖南師大附中摸底)下面有關(guān)基因重組的說法不正確的是( ) A.基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,是生物變

12、異的重要來源 B.基因重組產(chǎn)生原來沒有的新基因,從而改變基因中的遺傳信息 C.基因重組所產(chǎn)生的新基因型不一定會(huì)表達(dá)為新的表現(xiàn)型 D.基因重組能產(chǎn)生原來沒有的新性狀組合,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,基因重組只是“原有基因間的重新組合”,它既未改變基因的“質(zhì)”(未產(chǎn)生“新基因”)也未改變基因的“量”,只是產(chǎn)生了“新基因型”,其所產(chǎn)生的性狀應(yīng)稱作“重組性狀”而不是“新性狀”。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向2細(xì)胞分裂圖中基因突變和基因重組的判斷 2.右圖是某二倍體動(dòng)物細(xì)胞的分裂示意圖,其中字母表示基因。據(jù)圖判斷下列正確的是( ) A.此細(xì)胞含有4個(gè)染色體組,8個(gè)DNA分子 B.此動(dòng)物體

13、細(xì)胞基因型一定是AaBbCcDd C.此細(xì)胞發(fā)生的一定是顯性突變 D.此細(xì)胞既發(fā)生了基因突變又發(fā)生了基因重組,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,基因突變和基因重組的判斷方法 (1)根據(jù)生物基因型判定 如果親代基因型為AA或aa,則一條染色體的兩條姐妹染色單體上分別有A、a基因的原因是基因突變。 如果親代基因型為Aa,則一條染色體的兩條姐妹染色單體上分別有A、a基因的原因是基因突變或交叉互換。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(2)根據(jù)細(xì)胞分裂圖判定,對(duì)圖1、2分析:,(3)根據(jù)變異個(gè)體數(shù)量判定,4,1,2,3,1.利用X射線處理長(zhǎng)翅果蠅,成功地使生殖細(xì)胞內(nèi)的翅長(zhǎng)基因(M)中的堿基對(duì)AT變?yōu)镚

14、C,經(jīng)多次繁殖后子代中果蠅的翅長(zhǎng)未見異常。下列分析正確的是() A.此次突變?yōu)殡[性突變 B.突變后的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物發(fā)生了改變 C.突變后的基因控制合成的蛋白質(zhì)一定發(fā)生了改變 D.突變后的基因控制合成的蛋白質(zhì)一定未發(fā)生改變,答案,解析,5,1,2,2.經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種,其后代中出現(xiàn)了幾株開白花的植株,下列敘述錯(cuò)誤的是() A.白花植株的出現(xiàn)是對(duì)環(huán)境主動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果,有利于香豌豆的生存 B.X射線不僅可引起基因突變,也會(huì)引起染色體變異 C.通過雜交實(shí)驗(yàn),可以確定是顯性突變還是隱性突變 D.觀察白花植株自交后代的性狀,可確定是否是可遺傳的變異,答案,解析,4,3,5,1,2,4,3,5,3.

15、果蠅的某個(gè)基因若發(fā)生突變,會(huì)出現(xiàn)純合致死效應(yīng)(胚胎致死),請(qǐng)分析下列說法錯(cuò)誤的是() A.如果是常染色體上的隱性突變,與多對(duì)野生型果蠅雜交,后代不會(huì)出現(xiàn)突變型個(gè)體 B.如果是常染色體上的顯性突變,一對(duì)突變型果蠅雜交后代性狀分離比為21 C.如果是X染色體上的隱性突變,為了探究一只雄果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變,可選野生型雌果蠅與之雜交,通過后代雌雄比來推測(cè) D.如果是X染色體上的隱性突變,為了探究一只雌果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變,可選野生型雄果蠅與之雜交,通過后代雌雄比來推測(cè),答案,解析,1,2,4.枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表: 注 P:脯氨酸;K:賴氨酸;R:精氨

16、酸 下列敘述正確的是( ) A.S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性 B.鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能 C.突變型的產(chǎn)生是由于堿基對(duì)的缺失所致 D.鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變,答案,解析,4,5,3,1,2,5.1993年,生物學(xué)家利用太空搭載的常規(guī)水稻種子做“太空條件下植物突變類型”的課題研究。當(dāng)年,科學(xué)家將這些遨游太空后的種子播種后長(zhǎng)出2 000多株禾苗,其中只有1株出現(xiàn)了與眾不同的特性。在此后15年的種植培養(yǎng)過程中,這株水稻的后代發(fā)生了變異,有糯化早熟型、長(zhǎng)粒型、高粗稈大穗型、小粒型、大粒型等十多個(gè)品種,有的植株高達(dá)1.8米左右。請(qǐng)回答下列問題。 (1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

17、表明該變異最有可能是,屬于。 (2)通過太空搭載獲得新的水稻品種,這種育種方法是。與之相比,傳統(tǒng)雜交育種的時(shí)間較長(zhǎng),其依據(jù)的原理是。 (3)2 000多株禾苗中,只有1株出現(xiàn)與眾不同的特性,而其后代發(fā)生變異形成了十多個(gè)品種,這說明突變具有、的特點(diǎn)。,4,5,3,1,2,答案 (1)基因突變可遺傳變異 (2)誘變育種基因重組 (3)低頻性(發(fā)生頻率低)不定向性 解析 (1)太空育種的原理是基因突變,基因突變屬于可遺傳變異。(2)通過太空搭載獲得新的水稻品種,這種育種方法是誘變育種,與之相比,傳統(tǒng)雜交育種的時(shí)間較長(zhǎng),其依據(jù)的原理是基因重組。(3)“2 000多株禾苗中,只有1株表現(xiàn)與眾不同”,說明基因突變具有低頻性。該表現(xiàn)與眾不同的水稻在后代發(fā)生變異形成十多個(gè)品種,說明基因突變具有不定向性。,4,5,3,