基因突變 知識點(diǎn)ppt課件

知識梳理一、基因突變1實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥1PPT學(xué)習(xí)交流問題探究1：基因突變是改變基因的數(shù)量，還是改變基因的結(jié)構(gòu)？試分析原因。提示：改變基因的結(jié)構(gòu)?；蛲蛔兊慕Y(jié)果是產(chǎn)生新的等位基因，如由aA(顯性突變)，或由Aa(隱性突變)，故基因突變引起基因“質(zhì)”的改變，卻沒有引起其數(shù)量和位置的改變。2PPT學(xué)習(xí)交流二、基因重組1概念：在生物體進(jìn)行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合。2類型(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，非等位基因也自由組合。(2)交叉互換型：減數(shù)分裂四分體時(shí)期，基因隨著非姐妹染色單體的交叉互換而發(fā)生重組。3意義(1)形成生物多樣性的重要原因之一。(2)是生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化也具有重要意義。3PPT學(xué)習(xí)交流問題探究2：基因重組除上述兩種類型外，還有哪些類型？提示：原核生物的基因重組，如細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的基因重組，人工基因重組，即基因工程中的基因重組。 4PPT學(xué)習(xí)交流自主檢測一、判斷題1基因突變是由于DNA片段的增添、缺失和替換引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。()【答案】2基因突變一定會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定會(huì)引起生物性狀的改變。()【答案】3若沒有外界因素的影響，基因就不會(huì)發(fā)生突變。()【答案】4基因突變能產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源。()【答案】5PPT學(xué)習(xí)交流6PPT學(xué)習(xí)交流5基因突變一般發(fā)生在DNA復(fù)制過程中，基因重組一般發(fā)生在受精作用過程中。()【答案】6雜交育種(常規(guī)育種)依據(jù)的原理是基因重組。()【答案】7PPT學(xué)習(xí)交流二、選擇題7(2011福建模擬)下列各項(xiàng)中可以導(dǎo)致基因重組現(xiàn)象發(fā)生的是()A姐妹染色單體的交叉互換B等位基因彼此分離C非同源染色體的自由組合D姐妹染色單體分離【解析】等位基因分離、染色單體分離與基因重組無關(guān)，姐妹染色單體不發(fā)生交叉互換；只有非同源染色體的自由組合可導(dǎo)致基因重組?！敬鸢浮緾8PPT學(xué)習(xí)交流8(2011紹興模擬)如圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是GAA，由此分析正確的是()A控制血紅蛋白合成的一段基因任意一個(gè)堿基發(fā)生替換都會(huì)引起貧血癥B過程是以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的C運(yùn)轉(zhuǎn)纈氨酸的tRNA一端的裸露的三個(gè)堿基可能是CAUD人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于蛋白質(zhì)中的一個(gè)谷氨酸被纈氨酸取代9PPT學(xué)習(xí)交流【解析】基因片段上任意一個(gè)堿基發(fā)生替換不一定引起性狀改變有可能是無效突變；轉(zhuǎn)錄過程的原料為核糖核苷酸；人發(fā)生鐮刀型貧血癥的根本原因是DNA分子上的一個(gè)堿基對發(fā)生了替換；由于DNA分子上的T/A變成了A/T，由圖判斷是模板鏈，因此mRNA相應(yīng)的密碼子變?yōu)镚UA；因此反密碼子為CAU，故選C?！敬鸢浮緾10PPT學(xué)習(xí)交流9(2011濟(jì)寧模擬)下列關(guān)于基因突變和基因重組的敘述，正確的是()基因突變常常發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)基因突變是DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換基因突變的隨機(jī)性僅表現(xiàn)在生物個(gè)體發(fā)育的胚胎時(shí)期基因重組是生物變異的根本來源，基因重組也可以產(chǎn)生新的基因ABC D【答案】B11PPT學(xué)習(xí)交流10(2010新課標(biāo)全國卷)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測是否正確，應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中()A花色基因的堿基組成B花色基因的DNA序列C細(xì)胞的DNA含量D細(xì)胞的RNA含量【解析】基因的堿基組成，細(xì)胞的DNA含量、細(xì)胞的RNA含量均無特異性；只有基因的堿基序列才具有特異性，因?yàn)?，基因突變是指DNA(基因)結(jié)構(gòu)的改變，包括堿基對的增添、缺失和置換，即堿基序列的改變，因此應(yīng)該檢測和比較花色基因的DNA序列?！敬鸢浮緽12PPT學(xué)習(xí)交流三、非選擇題11如圖是有關(guān)生物變異來源的概念圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中表示_；表示_；表示_，此過程發(fā)生在_時(shí)期。(2)將的原理應(yīng)用在育種中，常利用物理因素如_或化學(xué)因素如_來處理生物(各舉一例)。13PPT學(xué)習(xí)交流(3)基因工程中，將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)，常用的運(yùn)載體有_(至少兩例)。(4)番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導(dǎo)致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi)。玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉米新品種的這種變異的來源是圖中_。傳統(tǒng)的育種方法一般只能在同一種生物中進(jìn)行，很難將一種生物的優(yōu)良性狀移植到另一種生物上。基因工程的出現(xiàn)使人類有可能_。14PPT學(xué)習(xí)交流【解析】可遺傳的變異包括基因突變、基因重組、染色體變異；基因重組又分為非同源染色體上非等位基因的自由組合、四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交叉互換、重組DNA技術(shù)幾種形式?！敬鸢浮?1)替換、增添、缺失mRNA交叉互換減數(shù)第一次分裂的四分體(2)X射線或射線或紫外線或激光亞硝酸或硫酸二乙酯(3)質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒(任舉兩例)(4)基因重組按照自己的意愿直接定向改變生物，培育(創(chuàng)造)出新品種(新的生物類型)15PPT學(xué)習(xí)交流(對應(yīng)學(xué)生用書P126)考點(diǎn)1基因突變及其應(yīng)用1.基因突變與人工誘變(1)基因突變16PPT學(xué)習(xí)交流17PPT學(xué)習(xí)交流18PPT學(xué)習(xí)交流(2)人工誘變19PPT學(xué)習(xí)交流2.基因突變的分子機(jī)制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Aa(隱性突變)或aA(顯性突變)，但并未改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置。20PPT學(xué)習(xí)交流(1)基因突變與氨基酸改變的對應(yīng)關(guān)系后的序列整數(shù))對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響就會(huì)小一些21PPT學(xué)習(xí)交流(2)基因突變與性狀改變當(dāng)控制某性狀的基因發(fā)生突變時(shí)，其性狀未必改變，其原因如下：若突變發(fā)生于真核生物基因結(jié)構(gòu)的內(nèi)含子內(nèi)，此基因轉(zhuǎn)錄的信使RNA仍未改變(但前體RNA改變)，因而合成的蛋白質(zhì)也不發(fā)生改變，此時(shí)性狀不改變。若突變發(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應(yīng)多個(gè)密碼子，若改變后的密碼子與原密碼子仍對應(yīng)同一種氨基酸，此時(shí)突變基因控制的性狀也不改變。若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個(gè)Aa，此時(shí)性狀也不改變。突變后的基因不表達(dá)。22PPT學(xué)習(xí)交流典例1 (2010福建高考)下圖為人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(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是()A處插入堿基對GCB處堿基對AT替換為GCC處缺失堿基對ATD處堿基對GC替換為AT23PPT學(xué)習(xí)交流【解析】本題考查基因突變和基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程的知識，意在考查識圖和析圖的能力以及對基因突變的理解。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，由此可推知該基因發(fā)生的突變是處堿基對AT被替換為GC?！敬鸢浮緽24PPT學(xué)習(xí)交流1.基因突變的“隨機(jī)性”(1)時(shí)間上的隨機(jī)：它可發(fā)生于生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，甚至在趨于衰老的個(gè)體中也很容易發(fā)生，如老年人易得皮膚癌等。(2)部位上的隨機(jī)：基因突變既可發(fā)生于體細(xì)胞中，也可發(fā)生于生殖細(xì)胞中。若為前者，一般不傳遞給后代，若為后者，則可通過生殖細(xì)胞傳向子代。2顯性突變和隱性突變的判定25PPT學(xué)習(xí)交流(2)判定方法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。讓突變體自交，觀察子代有無性狀分離而判斷。3基因突變是染色體的DNA分子上某一位點(diǎn)的基因發(fā)生改變，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到。4基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNA復(fù)制功能的細(xì)胞中(具有分裂能力的細(xì)胞)，已高度分化的失去分裂能力的細(xì)胞因其不發(fā)生DNA復(fù)制，故不容易發(fā)生基因突變。所以細(xì)胞發(fā)生基因突變的概率為：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。26PPT學(xué)習(xí)交流5誘變育種材料只要能進(jìn)行細(xì)胞分裂的材料都符合要求，如萌發(fā)的種子、小白鼠等；但不進(jìn)行細(xì)胞分裂的材料不符合要求，如干種子、動(dòng)物精子等。原因是誘變育種必須發(fā)生基因突變，而基因突變一般只發(fā)生在細(xì)胞分裂的DNA復(fù)制過程中。6基因突變一定是可遺傳變異，因?yàn)檫z傳物質(zhì)改變了；但基因突變產(chǎn)生的新基因新性狀不一定傳遞給后代，若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不會(huì)傳遞給子代，而發(fā)生在配子中則可以傳給子代。27PPT學(xué)習(xí)交流舉一反三1(2011南通一模)如果某基因的中部增添了1個(gè)核苷酸對，下列哪一項(xiàng)后果的可能性最小()A沒有多肽產(chǎn)物B翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在增添位置終止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，增添部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化28PPT學(xué)習(xí)交流【解析】解決本題的關(guān)鍵是理解基因中部某核苷酸對的變化不會(huì)影響起始密碼。由于“基因的中部增添了1個(gè)核苷酸對”，不會(huì)影響起始密碼，故一定有多肽產(chǎn)物。如果缺失后剛好形成終止密碼，將出現(xiàn)B項(xiàng)所述情況；如果終止密碼在缺失的那個(gè)核苷酸對后出現(xiàn)，將出現(xiàn)C項(xiàng)所述情況；由于只缺一個(gè)核苷酸對，導(dǎo)致其后段三個(gè)相鄰的堿基排序全部打亂，將出現(xiàn)D項(xiàng)所述情況?！敬鸢浮緼29PPT學(xué)習(xí)交流2(2011安徽理綜)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能直接()A插入DNA分子引起插入點(diǎn)后的堿基序列改變B替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異D誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代30PPT學(xué)習(xí)交流【解析】DNA分子中沒有I元素，所以131I不會(huì)插入DNA分子或替換其中的堿基而引起基因突變，所以積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能直接造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)的變異，而這種變異發(fā)生在體細(xì)胞，一般不可能傳遞給下一代。【答案】C31PPT學(xué)習(xí)交流3(2011陜西寶雞質(zhì)檢一理綜)下表是水稻抗稻瘟病的突變品系和敏感品系的部分DNA堿基和氨基酸所在位置。請分析下列說法正確的是()A.基因中的堿基對改變，必將引起相應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸的變化B抗性產(chǎn)生的根本原因是DNA模板鏈上決定第228位氨基酸的相關(guān)堿基發(fā)生了替換C對生物而言，堿基對替換多數(shù)是有利的，而增添和缺失比替換的危害更大D該突變品系不可能再突變?yōu)槊舾衅废?2PPT學(xué)習(xí)交流【解析】由于多種密碼子可以決定同一種氨基酸，所以基因中堿基對的改變不一定引起相應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸的變化；突變是不定向的，所以該品系有可能再突變?yōu)槊舾衅废?；突變是多害少利的，堿基增添或缺失不一定造成的危害都比替換嚴(yán)重，例如堿基增添或缺失發(fā)生在基因的非編碼序列?！敬鸢浮緽33PPT學(xué)習(xí)交流考點(diǎn)2基因重組1.基因重組的時(shí)間、類型、結(jié)果及意義34PPT學(xué)習(xí)交流(1)基因重組發(fā)生的時(shí)期：有性生殖的減數(shù)第一次分裂過程中。(2)基因重組的類型減后期，非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換。(3)基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生了新的基因型，大大豐富了變異的來源。35PPT學(xué)習(xí)交流2基因突變和基因重組的區(qū)別和聯(lián)系殖過程中，產(chǎn)生變異多，是生物多樣性的重要原因36PPT學(xué)習(xí)交流37PPT學(xué)習(xí)交流典例2 (2011石景山測試)圖中和表示某精原細(xì)胞中的一段DNA分子，分別位于一對同源染色體的兩條非姐妹染色單體的相同位置上。下列相關(guān)敘述中，正確的是()A和所在的染色體都來自父方B和的形成是由于染色體易位C和上的非等位基因可能會(huì)發(fā)生重新組合D和形成后，立即被平均分配到兩個(gè)精細(xì)胞中38PPT學(xué)習(xí)交流【解析】圖中和分別位于一對同源染色體上，一條來自父方，一條來自母方；圖中和表示交叉互換之后，其上的非等位基因發(fā)生重新組合，是基因重組的一種，不是非同源染色體之間的易位；和形成后，發(fā)生的是減分裂過程，會(huì)被平均分配到兩個(gè)次級精母細(xì)胞中?！敬鸢浮緾39PPT學(xué)習(xí)交流 1.在人工操作下，基因工程、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化都實(shí)現(xiàn)了基因重組。2基因突變可產(chǎn)生新基因，進(jìn)而產(chǎn)生新性狀；基因重組只能是原有基因的重新組合，可產(chǎn)生新的基因型，進(jìn)而產(chǎn)生新的表現(xiàn)類型。40PPT學(xué)習(xí)交流舉一反三1(2012安徽合肥)生物體內(nèi)的基因重組是()A能夠產(chǎn)生新的基因B在生殖過程中都能發(fā)生C是生物變異的根本來源D在同源染色體之間發(fā)生【解析】基因重組發(fā)生在有性生殖細(xì)胞形成的過程中，基因重組不產(chǎn)生新基因；基因突變是生物變異的根本來源；而基因重組包括自由組合和互換重組，故選D?！敬鸢浮緿41PPT學(xué)習(xí)交流2(2011無錫模擬)如圖中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理過程。下列說法正確的是()A只有a、b過程能發(fā)生基因突變B基因重組主要是通過c和d來實(shí)現(xiàn)的Cb和a的主要差異之一是同源染色體的聯(lián)會(huì)Dd和b的主要差異之一是姐妹染色單體的分離42PPT學(xué)習(xí)交流【解析】只要有DNA復(fù)制就有可能發(fā)生突變，因此a、b、d均能發(fā)生基因突變；基因重組發(fā)生在b過程(即減數(shù)分裂)中，c過程為配子隨機(jī)結(jié)合；a過程為有絲分裂；d過程細(xì)胞增殖和分化，細(xì)胞增殖的方式也是有絲分裂；而有絲分裂與減數(shù)分裂的主要差異為是否發(fā)生同源染色體聯(lián)會(huì)，而不是染色單體是否分離，故選C?！敬鸢浮緾43PPT學(xué)習(xí)交流3(2011淄博模擬)如圖是基因型為AA的個(gè)體不同分裂時(shí)期的圖像，請根據(jù)圖像判定每個(gè)細(xì)胞發(fā)生的變異類型()A基因突變基因突變基因突變B基因突變或基因重組基因突變基因重組C基因突變基因突變基因突變或基因重組D基因突變或基因重組基因突變或基因重組基因重組44PPT學(xué)習(xí)交流【解析】圖分別為有絲分裂中期、有絲分裂后期和減后期，其中的A、a基因均來自一條染色體復(fù)制形成的兩條染色體，并且圖中沒有顯示發(fā)生過交叉互換，故均為基因突變形成?！敬鸢浮緼45PPT學(xué)習(xí)交流(對應(yīng)學(xué)生用書P129)易錯(cuò)點(diǎn)：對基因突變的機(jī)制與類型不理解典例1 育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是()A這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體C觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系46PPT學(xué)習(xí)交流【錯(cuò)因分析】錯(cuò)選A、C或D項(xiàng)的原因具體分析如下：種后代都是純合子”的思維定勢影響?；ㄋ庪x體培養(yǎng)后形成的植株中無同源染色體，不可育；只有再經(jīng)過染色體加倍處理后，才能獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系47PPT學(xué)習(xí)交流【正確解答】本題以突變實(shí)例為載體考查基因突變的特點(diǎn)、鑒別應(yīng)用等。若一稈雙穗為隱性突變，則該植株為隱性純合子，那么自交后一定為一稈雙穗；若為顯性突變，則該個(gè)體為雜合子，其自交后代一稈雙穗純合子比例為1/4，B項(xiàng)正確。選B。48PPT學(xué)習(xí)交流典例2 在一段能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列中，如果其中部缺失1個(gè)核苷酸對，不可能的后果是()A沒有蛋白質(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49PPT學(xué)習(xí)交流【錯(cuò)因分析】對基因突變中堿基對的增添、缺失和替換與氨基酸和蛋白質(zhì)性狀的關(guān)系模糊不清。【正確解答】基因中能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列若在其中部缺失1個(gè)核苷酸對，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后，在信使RNA上可能提前形成終止密碼子，使翻譯過程在基因缺失位置終止，使控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸?；蛘咭蚧蛑胁咳笔?個(gè)核苷酸對，使信使RNA上從缺失部位開始向后的密碼子都發(fā)生改變，從而使合成的蛋白質(zhì)中，在缺失部位以后的氨基酸序列都發(fā)生變化。選A。50PPT學(xué)習(xí)交流淀粉酶可以通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)。為了提高酶的產(chǎn)量，請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用誘變育種方法，獲得產(chǎn)生淀粉酶較多的菌株。(提示：生產(chǎn)菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上，隨著生長可釋放淀粉酶分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈)步驟：第一步：將培養(yǎng)好的菌株分為兩組，一組用一定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照。第二步：制備含淀粉的固體培養(yǎng)基。第三步：把誘變組的大量菌株接種于多個(gè)含淀粉的固體培養(yǎng)基上，同時(shí)接種對照組，相同條件下培養(yǎng)。第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大小，選出透明圈變大的菌株。51PPT學(xué)習(xí)交流根據(jù)誘發(fā)突變率低和誘發(fā)突變不定向性的特點(diǎn)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。_；_。52PPT學(xué)習(xí)交流【解析】(1)人工誘變與自然突變相比較，提高了突變頻率，但仍具低頻性特點(diǎn)即未突變的比突變的多。(2)人工誘變?nèi)匀痪哂胁欢ㄏ蛐?，并不是誘變的性狀一定有利。(3)人工誘變?nèi)匀痪哂卸嗪ι倮?，即突變個(gè)體增多的同時(shí)，有利有害的都增多但仍然是有害的多?！敬鸢浮坑捎谡T發(fā)突變率低，誘變組中絕大多數(shù)菌落周圍的透明圈大小與對照組相同由于誘發(fā)突變的不定向性，誘變組中極少數(shù)菌落周圍的透明圈與對照組相比變大或變小53PPT學(xué)習(xí)交流