高中生物 第四章 生物的變異 第一節(jié) 生物變異的來源 第1課時課件 浙科版必修2

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1、第1課時基因重組和基因突變第四章第一節(jié)生物變異的來源知識內(nèi)容知識內(nèi)容必考要求必考要求加試要求加試要求基因重組aa基因突變bb課時要求課時要求1.結(jié)合材料分析、概述生物變異的類型和特點。2.通過分析同源染色體的行為，闡明基因重組的原理與類型，概述其意義。3.闡明基因突變的特征、類型及誘發(fā)基因突變的因素，理解基因突變的機理。課堂導(dǎo)入圖中的情景用英語表達為：THE CAT SAT ON THE MAT(貓坐在草席上)，幾位同學(xué)抄寫時出現(xiàn)了不同的錯誤，如下：(1)THE KAT SAT ON THE MAT(2)THE HAT SAT ON THE MAT(3)THE CAT ON THE MAT將其

2、翻譯成中文，和原句相比意思是否改變了？據(jù)此可知，個別字母的替換或者缺少，句子的意思都可能改變。如果是DNA分子中的遺傳信息脫氧核苷酸的排列順序也發(fā)生了類似的變化，生物體的性狀會發(fā)生怎樣的改變呢？這些變化可能對生物體產(chǎn)生什么影響？一、生物變異的類型和基因重組內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測二、基因突變一、生物變異的類型和基因重組基礎(chǔ)梳理1.生物變異的類型生物變異的類型(1)不遺傳的變異來源：環(huán)境條件改變引起，不涉及 的變化。特點：變異只限當(dāng)代的表現(xiàn)型改變，屬于 。實例：花生處在水、肥充足的條件下果實大且多。(2)可遺傳的變異來源：一是在強烈的 、 因素影響下發(fā)生的基因突變和染色體畸變；二是有性生殖過程中形成配子

3、時，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。特點：變異性狀 遺傳給后代。(3)分類依據(jù)： 是否改變。遺傳物質(zhì)不遺傳變異物理化學(xué)可以遺傳物質(zhì)2.基因重組基因重組(1)概念親本：具有不同 的雌、雄個體時間：進行 時實質(zhì)：控制不同性狀的基因_結(jié)果：后代類型不同于 類型含義遺傳性狀有性生殖重新組合親本(2)類型類型發(fā)生時期實質(zhì)圖示自由組合型 _非同源染色體上的_自由組合交叉互換型 _同源染色體上的_ 隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換(3)結(jié)果：導(dǎo)致生物性狀的 。(4)意義：為動植物育種和 提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。多樣性生物進化等位基因非等位M后期M前期基因問題

4、探究1.生物變異的類型分析(1)在北京培育的優(yōu)質(zhì)北京甘藍品種，葉球最大的有3.5 kg，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時間長、光照強，葉球可重達7 kg左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5 kg。上述甘藍品種的引種過程中，有沒有變異現(xiàn)象的發(fā)生？如果有，這種變異性狀能穩(wěn)定地遺傳給子代嗎？為什么？答案答案答案有變異。但是這種變異性狀不能穩(wěn)定地遺傳給子代，因為遺傳物質(zhì)沒有改變。(2)某種一直開紅花的植物，某代出現(xiàn)了一株開紫花的植株，而且這株紫花植物的后代仍然開紫花，可能的原因是什么？答案答案遺傳物質(zhì)改變了。答案(3)據(jù)此，生物變異的類型有哪些？答案答案不可遺傳的變異：由外界環(huán)境的改變引起，遺

5、傳物質(zhì)并沒有發(fā)生變化；可遺傳的變異：由遺傳物質(zhì)改變引起的變異，包括基因突變、基因重組和染色體畸變。2.諺語“一母生九子，連母十個樣”，請分析這種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是什么？答案答案生物的親子代之間的性狀差異主要是由于基因重組造成的。答案3.下圖是基因型為AaBb的高等動物體內(nèi)某個初級精母細胞可能發(fā)生的變化，請據(jù)圖分析：答案答案有2種。AB和ab。(1)如果沒有發(fā)生交叉互換，該初級精母細胞形成的精細胞有幾種？基因組成分別是怎樣的？答案答案4種。AB、Ab、aB和ab。(2)發(fā)生交叉互換后，該初級精母細胞形成的精細胞有幾種？基因組成分別是怎樣的？有絲分裂后期，分開的子染色體上基因不同，是基因突變的結(jié)

6、果；減數(shù)第二次分裂后期，分開的子染色體上基因不同，可能是基因突變，也可能是交叉互換造成的。知識知識整合整合拓展應(yīng)用1.下列關(guān)于基因重組的說法，不正確的是A.生物體進行有性生殖過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解析基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過程，A正確；減數(shù)分裂四分體時期，同源染色體

7、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)分裂形成配子的過程中，水稻花藥內(nèi)精原細胞減數(shù)分裂形成配子的過程中可發(fā)生基因重組，但根尖細胞只能進行有絲分裂，不會發(fā)生基因重組，D正確。 2.子代不同于親代的性狀，主要來自基因重組，下列圖解中哪些過程可以發(fā)生基因重組A. B.C. D.解析解析基因重組指具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。過程中的A、a和B、b之間發(fā)生基因重組。過程發(fā)生等位基因的分離；過程屬于配子間的隨機組合。答案解析二、基

8、因突變基礎(chǔ)梳理1.概念和實質(zhì)概念和實質(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)象或過程。(2)實質(zhì)：DNA分子上堿基對的 、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 來源，對 和選育新品種具有非常重要的意義。2.類型類型(1)根據(jù)對表現(xiàn)型的影響種類： 、生化突變、致死突變。關(guān)系：三種突變實質(zhì)上都是 。核苷酸序列缺失替換核苷酸序列根本生物進化形態(tài)突變生化突變(2)根據(jù)發(fā)生的因素自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變： 。人工條件下誘發(fā)的基因突變： 。3.特點特點： ，多方向性， ，可逆性， 。4.誘發(fā)因素誘發(fā)因素(1)物理因素：如 、溫度劇變等。(2)化學(xué)因素

9、：如亞硝酸、 等。(3) ：如麻疹病毒等。自發(fā)突變誘發(fā)突變普遍性稀有性有害性各種射線的照射堿基類似物生物因素5.基因突變的機理基因突變的機理(以鐮刀形細胞貧以鐮刀形細胞貧血癥為例血癥為例)(1)直接原因：谷氨酸 。(2)根本原因：基因中堿基對 。替換為替換為纈氨酸溶血性正常異常CTTCAT問題探究基因C可以突變成為c1(或c2或c3)。C、c1、c2、c3之間也可以相互突變(如圖)，據(jù)此分析：1.C、c1、c2、c3在染色體上的位置是否相同？它們能相互看做等位基因嗎？答案答案答案基因突變是基因內(nèi)部堿基發(fā)生的改變，基因在染色體上的位置并沒有改變，所以它們的位置相同，相互之間互為等位基因。2.基因

10、突變會不會改變基因的數(shù)目？ 答案答案不會。只是改變了基因的種類，數(shù)目不變。3.圖示體現(xiàn)了基因突變的哪些特點？答案答案基因突變具有多方向性和可逆性。4.如果基因C突變?yōu)閏1時，性狀并沒有改變，推測可能的原因有哪些？答案答案(1)一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡并性)，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時，這種突變不會引起生物性狀的改變。(2)突變成的隱性基因在雜合子中不會引起性狀的改變。(3)不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不會引起性狀的改變。答案基因突變能改變基因的種類，不改變基因在染色體上的位置和數(shù)目；基因突變不一定會導(dǎo)致生物性狀的改變，原因有：密碼子的簡并性、隱

11、性突變或者突變發(fā)生在非編碼序列。知識知識整合整合拓展應(yīng)用3.基因A可突變?yōu)榛騛1、a2、a3，這說明基因突變具有A.稀有性 B.可逆性C.多方向性 D.有害性答案解析解析解析從基因A可突變?yōu)閍1、a2、a3可知基因突變具有多方向性。4.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型，該突變?yōu)锳.顯性突變(dD) B.隱性突變(Dd)C.顯性突變和隱性突變 D.人工誘變解析解析由于突變性狀的個體不是純合子，而且表現(xiàn)突變性狀，說明突變性狀相對于原有性狀為顯性性狀。答案解析易混辨析易混辨析顯性突變和隱性突變顯性突變和隱性突變(1)顯性突變(aA)：一旦發(fā)生即可表現(xiàn)，但常不能

12、穩(wěn)定遺傳。(2)隱性突變(Aa)：一旦表現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。課堂小結(jié)基因突變 同源染色體非同源染色體交換多樣性生物進化染色體畸變當(dāng)堂檢測1.下列有關(guān)基因重組的說法，不正確的是A.基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型B.基因重組發(fā)生在有性生殖的過程中C.基因重組是生物變異的根本來源D.非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組答案解析解析解析基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型，A正確；基因重組發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過程中，B正確；基因突變是生物變異的根本來源，C錯誤；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上非等位基因的自由組合導(dǎo)致基因重組，D正確。234512.下列關(guān)于基因突變的敘述，正確的是A.物理、化學(xué)、生物因素引起基因

13、突變的機制是有區(qū)別的B.基因突變不一定會引起遺傳信息的改變C.基因堿基對的缺失、增加、替換中對性狀影響最小的一定是替換D.基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系，為進化提供最初原材料答案解析解析解析易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高突變頻率的因素可分為三類：物理因素、化學(xué)因素和生物因素。例如，紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內(nèi)的DNA；亞硝酸、堿基類似物等能改變核酸的堿基；某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細胞的DNA等，故三種因素引起基因突變的機制有區(qū)別。234513.如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，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)時在缺失位置終止C.所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個

14、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)生變化答案解析解析解析基因的中部若編碼區(qū)缺少1個核苷酸對，該基因仍然能表達，但是表達產(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)時在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸減少或者增加多個氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。234514.以下幾種生物，其可遺傳的變異既可以來自基因突變，又可以來自基因重組的是A.藍細菌 B.噬菌體C.煙草花葉病毒 D.豌豆解析解析基因突變可以發(fā)生在所有生物中，而基因重組只發(fā)生在進行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都無法進行有性生殖，而豌豆可以進行有性生殖，所以豌豆既可以發(fā)生基因突變，

15、也可以發(fā)生基因重組。答案解析234515.一種鏈異常的血紅蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及對應(yīng)的密碼子與正常血紅蛋白(HbA)的差異如下：血紅蛋白部分鏈血紅蛋白的密碼子及其氨基酸的順序137138139140141142143144145HbAACC蘇氨酸UCC絲氨酸AAA賴氨酸UAC酪氨酸CGU精氨酸UAA終止 HbwaACC蘇氨酸UCA絲氨酸AA天冬酰胺ACC蘇氨酸GUU纈氨酸AAG賴氨酸CCU脯氨酸CGU精氨酸UAG終止23451(1)Hbwa異常的直接原因是鏈第_位的_(氨基酸)對應(yīng)的密碼子缺失了一個堿基，從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_。答案解析解析解析在138位的密碼子為UCC和UCA，與139位相結(jié)合，進行比較可知mRNA中缺失了堿基C。138絲氨酸C(2)異常血紅蛋白鏈發(fā)生變化的根本原因是_。解析解析從基因?qū)哟畏治霾攀亲罡镜脑??？刂蒲t蛋白鏈合成的基因中一個堿基對CG缺失23451(3)這種變異類型屬于_，一般發(fā)生的時期是在_ _。這種變異與其他可遺傳變異相比，最突出的特點是能產(chǎn)生_。答案解析解析解析這種發(fā)生在分子水平的個別堿基對的改變屬于基因突變，由于間期DNA會因復(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。基因突變細胞分裂的間期(DNA復(fù)制時期)新基因23451