2019_2020学年高一苏教版生物必修二课件:4.4.1 基因突变和基因重组 .pdf
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1、第1课时 基因突变和基因重组 第四章 第四节 基因突变和基因重组 学习导航 1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因,说出基因突变的概念和方式。 2.结合具体实例,简述基因突变的原因、特点及意义。 3.结合减数分裂的过程,简述基因重组的概念、方式及意义。 重难点击 基因突变和基因重组的比较。 课堂导入 图中的情景用英语表达为:THE CAT SAT ON THE MAT(猫坐在草席上),几位同学抄写时出现了不同的错误,如下: (1)THE KAT SAT ON THE MAT (2)THE HAT SAT ON THE MAT (3)THE CAT ON THE MAT 将其翻译成中文,和原句相比意
2、思是否改变了? 据此可知,个别字母的替换或者缺少,句子的意思都可能改变。如果是 DNA分子中的遗传信息脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化, 生物体的性状会发生怎样的改变呢?这些变化可能对生物体产生什么影响? 一、基因突变的实例 当堂检测 二、基因突变的原因、特点和意义 内容索引 三、基因重组 一、基因突变的实例 基础梳理 1.镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 (1)致病机理 溶血性 正常异常 直接原因:谷氨酸 。 根本原因:基因中碱基对 (2)结论:镰刀型细胞贫血症是由于基因的 改变而产生的一种 遗传病。 2.基因突变的概念:基因突变的概念:由DNA分子中发生 的增添、 和 等 引起的 的
3、改变。 3.基因突变对后代的影响基因突变对后代的影响 (1)若发生在 中,将遵循遗传规律传递给后代。 (2)若发生在 中,一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因 突变时,可通过 进行传递。 缬氨酸 一个碱基对 碱基对缺失替换 基因结构 配子 体细胞 无性繁殖 1.结合下列实例分析生物变异的类型: (1)在北京培育的优质北京甘蓝品种,叶球最大的有3.5 kg,当引种到拉 萨后,由于昼夜温差大、日照时间长、光照强,叶球可重达7 kg左右。 但再引回北京后,叶球又只有3.5 kg。上述甘蓝品种的引种过程中,有 没有变异现象的发生?如果有,这种变异性状能稳定地遗传给子代吗? 为什么? 答案 答案 有
4、变异。但是这种变异性状不能稳定地遗传给子代,因为遗传物 质没有变化。 问题探究 答案 答案 答案 遗传物质发生了改变。 (2)某种一直开红花的植物,某代出现了一株开紫花的植株,而且这株紫 花植物的后代仍然开紫花,可能的原因是什么? 答案 答案 不可遗传的变异:由外界环境的影响引起,遗传物质并没有发 生变化; 可遗传的变异:由遗传物质改变引起的变异,包括基因突变、基因重 组和染色体变异。 (3)据此,生物变异的类型有哪些? 答案 2.下图是基因突变的几种类型,请分析回答下面问题: 答案 答案 脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变在光学显微镜 下不能观察到。 (1)上述DNA分子的改变在
5、光学显微镜下能观察到吗? 答案 答案 答案 DNA分子复制时,DNA双链要解旋,此时结构不稳定,易导致碱 基对的数量或排列顺序改变,从而导致基因突变。 (2)研究表明,上述DNA分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一 次分裂的间期,结合DNA分子的结构特点和复制过程, DNA分子复制 时容易发生基因突变的原因是什么? 答案 答案 答案 分别发生了碱基对的增添、替换和缺失,其中发生碱基对的替换 时,影响范围较小,一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸;发生碱基 对的增添和缺失时,影响范围较大,影响插入(或缺失)位置后的序列对 应的氨基酸。 (3)上述三种方式中碱基对分别发生了怎样的变化? 哪种变
6、化对生物性 状的影响程度相对要小一些?为什么? 答案 知识知识 整合整合 生物的变异分为:由外界环境的影响引起的,遗传物质并没有发生 变化的不可遗传的变异;由遗传物质改变引起的可遗传的变异,包 括基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变在光学显微镜下不 能观察到,在三种方式中,发生替换时影响范围较小。 拓展应用 1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示 意图。已知WNK4基因发生突变,导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因 发生的突变是 答案解析 A.处插入碱基对GC B.处碱基对AT替换为GC C.处缺失碱基对AT D.处碱基对GC替换为AT 解析 解析 根据图
7、中1 168位的甘氨酸的密码子GGG,可知WNK4基因是以其 DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的。1 169位的 赖氨酸的密码子是AAG,因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是 GAG。推知该基因发生的突变是处碱基对AT被替换为GC。 2.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,不可能的后果是 A.没有蛋白质产物 B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D.翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化 答案 解析 解析 基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对,该基因仍然能表达,但 是表达产物(蛋白质)的结构发生变化,有可能出现下列三种情况:翻
8、译 为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增 加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。 解析 题后归纳题后归纳 基因突变基因突变对蛋白质的影响对蛋白质的影响 碱基对 影响范围对氨基酸序列的影响 替换小一般只改变1个氨基酸 增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列 缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列 二、基因突变的原因、特点和意义 基础梳理 1.基因突变的原因及类型基因突变的原因及类型 (1)自发突变 在 的情况下,基因产生的变异称为自发突变。 (2)人工诱变 概念:在 的干预下,基因产生的变异称为人工诱变。 干预因素 因素:如X射线、紫外
9、线、激光等 因素:如亚硝酸盐、碱基类似物等 因素:如病毒、 等 没有人为因素干预 人为因素 物理 化学 生物细菌 2.特点特点 (1)低频性: 频率很低,一般为11081105。 (2)不定向性:一个基因可以向 发生变异,从而产生一个以上的 。 (3)随机性:可发生在生物个体发育的 ,以及细胞内不同的_ _上或同一DNA分子的 上。 (4)普遍性:在整个生物界是普遍存在的。 自发突变 不同方向 等位基因 任何时期 DNA 分子不同部位 3.意义意义 是生物变异的 来源,它不仅增加了基因存在方式的多样性,为生物 进化提供了 ,而且还揭示了生物性状遗传变异的规律,从而成 为进行动植物遗传改良的基础
10、。 根本 原始材料 1.基因C可以突变成为c1(或c2或c3)。C、c1、c2、c3之间也 可以相互突变(如图),据此分析: 答案 答案 基因突变是基因内部碱基发生的改变,基因在染色体上的位置并 没有改变,所以它们的位置相同,相互之间互为等位基因。 问题探究 答案 (1)C、c1、c2、c3在染色体上的位置是否相同?它们能相互 看做等位基因吗? 答案 答案 不会。只是改变了基因的种类,数目不变。 (2)基因突变会不会改变基因的数目? 答案 答案 体现了基因突变的不定向性和随机性。 (3)图示体现了基因突变的哪些特点? 答案 答案 一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性),当突变后 的DN
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- 2019_2020学年高一苏教版生物必修二课件:4.4.1 基因突变和基因重组 2019 _2020 年高 一苏教版 生物 必修 课件 4.4 基因突变 基因 重组
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