2016高考生物一轮复习7.21基因突变和基因重组课件(精)

第21课时基因突变和基因重组一、基因突变的实例和概念1．实例：镰刀型细胞贫血症形成的原因形态：中央微凹的圆饼状镰刀状运输O2:正常下降[想一想](1)造成该病的直接原因和根本原因是什么？(2)(真题再现)能否用显微镜检测出21三体综合征和镰刀型细胞贫血症？(3)基因突变发生在DNA复制、转录、翻译的哪些过程中？________________________________________________【答案】(1)直接原因：血红蛋白结构异常；根本原因：控制血红蛋白的基因由=====TA突变成=====AT，发生了碱基对替换。(2)能。染色体数目或结构的变异在显微镜下是可以观察到的；基因突变无法在显微镜下观察，但是由于基因突变导致红细胞形态改变，因而可以通过观察红细胞形态是否发生变化，进而判断是否发生了镰刀型细胞贫血症。(3)发生在DNA复制过程中。2．概念[判一判](1)基因突变是由于DNA片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变()【答案】×【解析】基因突变是碱基对的变化，而并非DNA片段的变化。(2)基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变()【答案】√(3)基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代()【答案】√二、基因突变的原因、特点、时间和意义原因内因DNA分子中发生________的______、增添和______，从而引起基因结构的改变外因某些诱变因素：________、________和生物因素等特点①________：在生物界中普遍存在②________：生物个体发育的任何时期和部位③________：突变频率很低④___________：可以产生一个以上的等位基因⑤____________：一般是有害的，少数有利发生时间DNA复制时，如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期意义①________产生的途径；②生物变异的根本来源；③生物进化的原始材料碱基对替换缺失物理因素化学因素普遍性随机性低频性不定向性多害少利性新基因[判一判]1．无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变()【答案】√2．基因突变只能定向形成新的等位基因()【答案】×3．基因突变对生物的生存往往是有利的()【答案】×【解析】突变一般是有害的。4．不同基因突变的概率是相同的()【答案】×【解析】不同基因突变率有差异，但都是低频性。5．一个基因可以向多个方向突变()【答案】√6．在没有外来因素影响下，基因突变不会自行发生()【答案】×7．细胞分裂的中期一定不发生基因突变()【答案】×【解析】细胞核中不发生，但叶绿体、线粒体中可以发生。三、基因重组1．范围：__________的生物______分裂过程中。提醒(1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是基因重组造成的。(3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。2．类型交叉互换——减数第一次分裂自由组合——减数第一次分裂基因工程和肺炎双球菌转化实验有性生殖减数前期后期1．教材第81页[思考与讨论]中，明确该病的直接原因——血红蛋白异常，根本原因——=====TA替换成=====AT。2．教材第83页[思考与讨论]中，计算精子类型223种，卵细胞类型223种，则保证两个完全相同的个体子女数至少223×223＋1＝246＋1。【答案】不可遗传可遗传基因突变基因重组染色体变异【典例引领】1．下列叙述中能产生可遗传的变异的有()①非同源染色体自由组合②基因突变③四分体的非姐妹染色单体之间交叉互换④染色体结构变异⑤染色体数目变异A．①②B．①②③C．①②③④D．①②③④⑤【答案】D考点63核心概念突破——生物的变异概念及分类【解析】可遗传的变异来源⇒基因重组⇒自由组合交叉互换基因突变染色体变异⇒结构数目变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异，可遗传的变异主要包括：基因突变(②)、基因重组(①③)和染色体变异(④⑤)。排雷(1)可遗传的变异≠遗传给后代≠可育。例如，基因突变一定是可遗传的变异，但若发生在体细胞中，一般不会通过有性生殖遗传给后代，若发生在生殖细胞中可以遗传；三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化。(2)环境因素引起的变异≠不可遗传的变异。例如射线、太空环境、化学诱变剂引起的一般会导致遗传物质的改变，属于可遗传变异；而水、肥、阳光、温度、激素或手术处理引起的性状改变，遗传物质不改变，属于不可遗传的变异，例如生长素处理得到无子果实、赤霉素处理使植株长高(tt矮秆长高后基因型仍为tt)、多指切除后变成正常指(基因型仍为TT或Tt)、骨髓移植治疗血友病(血型可以改变，但精卵原细胞基因型不变)。【考点剖析】1．变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。提醒变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异性，而遗传强调亲子代之间的相似性。2．生物变异的类型(1)不可遗传的变异生物的变异仅仅是由环境的影响造成的，并没有引起遗传物质改变，这样的变异称为不可遗传的变异。特点：①只在当代显现，不能遗传给后代；②变异方向一般是定向的。(2)可遗传的变异由细胞内遗传物质的改变引起的变异称为可遗传的变异。通常所说的可遗传的变异有三种来源：①基因突变；②基因重组；③染色体变异。提醒病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗传变异只有一种，即基因突变。【对位训练】1．在一群体型一直较正常的牛群中出现了一头矮生雄牛，某研究小组在讨论该矮生雄牛形成原因时，有三种不同的观点。观点一：种群中某一个体产生了隐性突变，该突变基因随着个体间的交配，在群体中得以扩散。矮生基因携带者交配后发生性状分离产生该矮生雄牛。观点二：由于非遗传因素(如饲养条件)引起的。观点三：__________________________请你设计一个杂交实验，根据子一代杂交结果得出相应的结论(说明：若是遗传因素，则这一相对性状由常染色体上的一对等位基因控制)。(1)杂交试验方案：______________________，在正常的饲养条件下，观察其表现型。(2)杂交结果及结论：①若子代出现________________情况，则观点一正确。②若子代出现________________情况，则观点二正确。③若子代出现________________情况，则观点三正确。【答案】是由于显性突变的直接结果(1)让该矮生雄牛与该群体中的多头正常雌牛交配(2)①正常牛与矮牛，且数量上正常牛明显多于矮牛②全为正常牛③正常牛与矮牛，且数量上无显著差异【解析】该矮生雄牛产生的原因可能是非遗传因素引起的，也可能是显性突变或隐性突变引起的，也就是说可能矮生牛是aa，正常牛是AA或Aa(少数)，或可能矮生牛是Aa，正常牛是aa或可能矮生牛和正常牛都是AA或aa。如果让该矮生雄牛与一头正常雌牛交配，由于后代个体少，则不能区别不同的情况。因此考虑让该矮生雄牛与多头正常雌牛交配。【典例引领】2．基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是()A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因B．A基因可突变为A1、A2、A3…，它们为一组复等位基因C．基因突变大部分是有害的D．基因突变可以改变种群的基因频率【答案】C考点64核心概念突破——基因突变【解析】A基因突变为a基因，a基因也可以突变为A基因；基因突变具有不定向性，可以产生一组复等位基因；基因突变大多是有害的，但有害突变不能作为生物进化的原材料；基因突变能够改变种群的基因频率。排雷(1)图示(如右图)(2)信息：①A、A1、A2、A3都是基因突变产生的等位基因，彼此间可相互突变。②体现基因突变的特点：不定向性。③A、A1、A2、A3称为复等位基因，遗传时遵循分离定律，不是自由组合定律(非同源染色体上非等位基因才符合)。④实例：A、B、O血型系统涉及IA、IB和i三个复等位基因，对应基因型有6种。【考点剖析】1．基因突变的原因分析提醒①无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。②基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构，即由A→a或a→A，而A、a的本质区别是其基因分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变。2．类型(1)显性突变：如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变：如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。3．基因突变对性状的影响(1)基因突变改变生物性状突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。(2)基因突变不改变生物性状①突变发生在基因的非编码区域。②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。④性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，但在某些环境条件下，基因改变可能并不会在性状上表现出来。(3)基因突变对后代性状的影响①基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。②基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。③生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。4．基因突变的多害少利性基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，所以一般是有害的；但也有少数基因突变可使生物产生新的性状，适应改变的环境，获得新的生存空间。提醒①基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。②有些基因突变既无害也无利。【对位训练】2．(2015·清远模拟)下列为大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()－ATGGGCCTGCTGA…GAGTTCTAA－1471013…100103106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位缺失后，又在相同位置增添三个TD．第103、104、105、106位被替换为1个T【答案】B【典例引领】3．(2015届广州六中月考)以下选项涉及了基因和性状的相关内容，其中正确的是()A．基因重组可以产生新的基因B．基因是DNA分子携带的遗传信息，DNA分子携带的遗传信息也都是基因C．基因突变在自然界中广泛存在，并且对生物自身大多是有害的D．在遗传过程中若不发生交叉互换，则同一条染色体的基因会连在一起传递【答案】D考点65核心概念突破——基因重组【解析】基因重组不可能产生新基因，但会产生新的基因型，故A错误；基因指具有遗传效应的DNA片段，DNA分子携带遗的传信息不一定都是基因，故B错误；基因突变在生物界具有普遍性、多害少利性，故C错误；基因位于染色体上，如果同一条染色体的基因如果不发生交叉互换都会连锁在一起传递，故D正确。排雷(1)基因重组使控制不同性状的基因重新组合，因此会产生不同于亲本的新类型(同胞兄妹间遗传差异与父母基因重组有关)，但只是原有的不同性状的重新组合，并不会产生新的性状。(2)基因重组发生的时间是在减数第一次分裂的后期和四分体时期，而不是在受精作用过程中，但通过减数分裂和受精作用使后代产生不同于双亲的基因组合。(3)基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一。(4)基因重组在人工操作下也可实现，如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。(5)纯合子自交不会因基因重组导致子代性状分离。【考点剖析】1．概念理解(1)范围：真核生物有性生殖。(2)实质：非等位基因(同源染色体上的非等位基因和非同源染色体上的非等位基因)重组。2．识图析图由图获得的信息：(1)图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。(2)造成B、b不同的原因有基因突变(间期)或交叉互