2019年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 4.4 基因突變和基因重組課件 蘇教版必修2.ppt

第四節(jié)基因突變和基因重組 一 二 一 基因突變1 基因突變的實(shí)例 鐮刀細(xì)胞貧血癥 2 概念 基因突變是指由DNA分子中堿基對(duì)的增添 缺失或替換等引起的基因結(jié)構(gòu)的改變 三 一 二 3 原因 1 物理因素 如紫外線 X射線 激光等 2 化學(xué)因素 如亞硝酸鹽 堿基類(lèi)似物等 3 生物因素 如病毒 細(xì)菌等 4 特點(diǎn) 1 在自然條件下 基因發(fā)生突變的頻率很低 2 在整個(gè)生物界中基因突變是普遍存在的 3 基因突變是不定向的 4 基因突變是隨機(jī)發(fā)生的 5 基因突變的意義 產(chǎn)生等位基因 是生物變異的根本來(lái)源 為生物進(jìn)化提供原始材料 自主思考 我國(guó)曾進(jìn)行過(guò)珍稀瀕危林木航天誘變育種試驗(yàn) 請(qǐng)問(wèn)誘變育種的原理是什么 太空誘變育種有什么優(yōu)勢(shì) 提示 基因突變 太空誘變育種的優(yōu)勢(shì)是提高基因突變的頻率 三 一 二 二 基因重組1 概念 基因重組是指生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中 控制不同性狀的基因重新組合 2 種類(lèi) 非同源染色體上非等位基因自由組合 同源染色體上非姐妹染色單體之間進(jìn)行遺傳物質(zhì)的互換 即交叉互換 3 意義 基因重組既是生物進(jìn)化的源泉 也是生物多樣性的重要原因之一 三 一 二 三 三 基因工程及其應(yīng)用1 概念 基因工程是把在一個(gè)生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€(gè)生物的細(xì)胞 定向地使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需產(chǎn)物的技術(shù) 2 基因工程的工具 限制酶 DNA連接酶 運(yùn)載體 3 基因工程的一般過(guò)程 提取目的基因 選擇基因工程的運(yùn)載體 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 導(dǎo)入目的基因 檢測(cè)與鑒定目的基因 目的基因表達(dá) 4 應(yīng)用 培育轉(zhuǎn)基因作物 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 轉(zhuǎn)基因微生物等 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 基因突變和基因重組問(wèn)題導(dǎo)引太空育種蔬菜是將普通蔬菜種子搭載于航天飛行器 經(jīng)過(guò)太空失重 缺氧等特殊條件處理 內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 返回地面后 再經(jīng)農(nóng)業(yè)專家多年培育而成的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 的含義是什么 列舉引起這種變化的主要的太空因素 提示 主要指基因突變 失重 缺氧和宇宙射線等因素 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 名師精講基因突變和基因重組1 基因突變與性狀的關(guān)系 1 基因突變及其影響 2 基因突變不改變生物性狀的特例 由于一種氨基酸可能有多種密碼子 因此某些基因突變不引起性狀的改變 某些基因突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別位置的氨基酸種類(lèi) 但并不影響蛋白質(zhì)的功能 隱性突變?cè)陔s合子狀態(tài)下也不會(huì)引起性狀的改變 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 2 基因重組的類(lèi)型 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 3 交叉互換與易位的區(qū)別 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 4 基因突變與基因重組的區(qū)別和聯(lián)系 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 典例剖析 例題1 如圖 A和a產(chǎn)生的原因可能是 基因突變 交叉互換 易位 非同源染色體之間的自由組合A B C D 解析 姐妹染色單體之間出現(xiàn)了等位基因 如果是有絲分裂 則是基因突變的結(jié)果 如果是減數(shù)分裂 原因是基因突變或交叉互換 易位發(fā)生在非同源染色體之間 不會(huì)形成等位基因 非同源染色體之間的自由組合也不會(huì)造成姐妹染色單體之間出現(xiàn)等位基因 答案 A 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 典型方法根據(jù)題意來(lái)確定變異的類(lèi)型 如右圖所示 1 若為體細(xì)胞有絲分裂 如根尖分生區(qū)細(xì)胞 受精卵等 則只能是基因突變?cè)斐傻?2 若為減數(shù)分裂 則原因是基因突變 減 間期 或交叉互換 減數(shù)第一次分裂 3 若題目中問(wèn)造成A a不同的根本原因 應(yīng)考慮可遺傳變異中的最根本來(lái)源 基因突變 4 若題目中有 分裂 時(shí)期提示 如減 前期造成的則考慮交叉互換 減 間期造成的則考慮基因突變 5 若已知該細(xì)胞所在生物個(gè)體的基因型為AA 則原因只能是基因突變 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 變式訓(xùn)練下圖為高等動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖 下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是 A 可能發(fā)生了基因突變B 可能發(fā)生了交叉互換C 該細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞D 該細(xì)胞可能為次級(jí)精母細(xì)胞解析 因題圖中無(wú)染色單體且移向一極的無(wú)同源染色體 所以為減數(shù)第二次分裂的后期圖 又因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)均等分裂 故此細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體 姐妹染色單體形成的兩條染色體上的基因若不相同 有兩個(gè)原因 一是基因突變 二是染色單體的交叉互換 答案 C 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 基因工程問(wèn)題導(dǎo)引人類(lèi)是否可以按照自己的意愿直接定向改變生物的性狀 用什么樣的方法才能實(shí)現(xiàn)人們的設(shè)想 提示 是 可以利用基因工程的方法解決 即把一種生物的基因 嫁接 到另一種生物上 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 名師精講1 基因工程的工具 1 限制性核酸內(nèi)切酶 能夠識(shí)別特定的核苷酸序列 并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子 形成DNA片段 2 DNA連接酶 連接DNA片段 形成磷酸二酯鍵 3 運(yùn)載體運(yùn)載體是攜帶目的基因進(jìn)入宿主細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增和表達(dá)的工具 在基因工程中常用的運(yùn)載體是經(jīng)過(guò)改造的細(xì)菌質(zhì)粒 噬菌體及動(dòng)植物病毒 最常用的運(yùn)載體是大腸桿菌質(zhì)粒 作為運(yùn)載體必須具備 能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存 具有多個(gè)限制酶酶切位點(diǎn) 以便與外源基因連接 具有標(biāo)記基因 便于進(jìn)行篩選等條件 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 2 基因工程的一般過(guò)程 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 規(guī)律總結(jié)基因重組與基因工程的比較 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 1 通常所說(shuō)的基因重組是指狹義的基因重組 包括自由組合型和交叉互換型兩種類(lèi)型 這兩種類(lèi)型都發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過(guò)程中 2 廣義的基因重組還包括人工DNA重組技術(shù) 基因工程 和自然條件下的微生物的轉(zhuǎn)化 例如R型肺炎雙球菌被S型肺炎雙球菌的DNA轉(zhuǎn)化 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 典例剖析 例題2 下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述 正確的是 A 基因工程所用的工具酶是限制酶 連接酶和運(yùn)載體B 所有限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C 通常用同一種限制酶切割含目的基因的DNA分子和運(yùn)載體D 只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功表達(dá)解析 運(yùn)載體是基因工程的工具 不是工具酶 不同限制酶識(shí)別的核苷酸序列一般有差異 通常用同一種限制酶切割含目的基因的DNA分子和運(yùn)載體 目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞不一定能成功表達(dá) 答案 C 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 判斷正誤 正確的畫(huà) 錯(cuò)誤的畫(huà) 1 基因突變是DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 不論發(fā)生在體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞中都能遺傳給后代 提示 基因突變的本質(zhì)是DNA分子中堿基對(duì)的替換 增添或缺失 是基因結(jié)構(gòu)的改變 若發(fā)生在體細(xì)胞中不能通過(guò)有性生殖傳遞給后代 若發(fā)生在配子中可以傳遞給后代 2 鐮刀型細(xì)胞貧血癥產(chǎn)生的根本原因是血紅蛋白中一個(gè)谷氨酸被纈氨酸替換 提示 鐮刀型細(xì)胞貧血癥產(chǎn)生的直接原因是血紅蛋白中一個(gè)谷氨酸被纈氨酸替換 但根本原因是控制血紅蛋白合成的基因中一個(gè)堿基對(duì)被替換 3 基因通過(guò)突變成為它的等位基因 這一定能導(dǎo)致生物性狀的改變 提示 基因突變不一定引起生物性狀的改變 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 4 基因突變是生物變異的根本來(lái)源 為生物進(jìn)化提供了原始材料 提示 5 同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換 導(dǎo)致等位基因重新組合 提示 同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換 導(dǎo)致等位基因互換 同源染色體上的非等位基因重新組合 6 減數(shù)分裂的四分體時(shí)期 姐妹染色單體的交叉互換可導(dǎo)致基因重組 提示 交叉互換發(fā)生在同源染色體上的非姐妹染色單體之間 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 1 下列關(guān)于基因突變的敘述 錯(cuò)誤的是 A 基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添 缺失和替換B 基因突變是由基因中脫氧核苷酸的種類(lèi) 數(shù)量和排列順序的部分改變而引起的C 基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素的作用下發(fā)生D 基因突變的頻率是很低的 并且都是有害的解析 在自然條件下 基因發(fā)生突變的頻率很低 基因突變一般對(duì)生物個(gè)體是有害的 但有一些突變是中性的 還有少數(shù)是有利的 答案 D 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 2 自然情況下 無(wú)性生殖與有性生殖相比較 無(wú)性生殖所沒(méi)有的變異來(lái)源是 A 基因突變B 基因重組C 染色體變異D 環(huán)境影響產(chǎn)生的變異解析 基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中 無(wú)性生殖不會(huì)進(jìn)行減數(shù)分裂 所以無(wú)此變異 答案 B 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 3 下圖表示擬南芥體細(xì)胞中某個(gè)基因片段發(fā)生改變的過(guò)程 下列分析正確的是 A 該變異屬于基因重組B 該體細(xì)胞可取自根尖成熟區(qū)細(xì)胞C 該細(xì)胞的子代遺傳信息不會(huì)發(fā)生改變D 若該變異發(fā)生在基因中部 可能導(dǎo)致翻譯過(guò)程提前終止解析 分析題圖可知 該基因發(fā)生了堿基對(duì)的缺失 屬于基因突變 A項(xiàng)錯(cuò)誤 根尖成熟區(qū)細(xì)胞不能進(jìn)行DNA復(fù)制 B項(xiàng)錯(cuò)誤 該細(xì)胞的子代遺傳信息發(fā)生了改變 C項(xiàng)錯(cuò)誤 如果發(fā)生在基因中部 可因終止密碼子的提前出現(xiàn) 而導(dǎo)致翻譯過(guò)程的提前終止 D項(xiàng)正確 答案 D 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 4 以下有關(guān)基因重組的敘述 錯(cuò)誤的是 A 非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B 非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組C 雜合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D 常染色體上的基因能與性染色體上的基因發(fā)生基因重組解析 生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中 控制不同性狀的基因的重新組合稱為基因重組 基因重組一般發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期和減數(shù)第一次分裂后期 即同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換引起的基因重組和非同源染色體的自由組合引起非同源染色體上非等位基因的重組 A B兩項(xiàng)正確 雜合子自交導(dǎo)致子代性狀分離是由于等位基因隨著同源染色體的分開(kāi)而分離 不是基因重組 C項(xiàng)錯(cuò)誤 常染色體上的基因和性染色體上的基因是非同源染色體上的非等位基因 能發(fā)生基因重組 D項(xiàng)正確 答案 C 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 易錯(cuò)點(diǎn) 排查 當(dāng)堂檢測(cè) 5 下圖表示DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化 圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 解旋酶作用的是 A B C D 答案 A