2016届高考生物一轮复习 基因突变和基因重组课件

第20讲基因突变和基因重组1.概念:2.时间:3.突变特点(1)普遍性(2)随机性(3)低频性(4)不定向性(5)多害少利性:碱基对的替换、增添和缺失基因结构改变有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期任何时期和部位可以产生多种等位基因基因突变4.意义⑴产生的途径⑵的根本来源⑶生物进化新基因生物变异原始材料的基因突变的机理和特点例1．5­溴尿嘧啶(5­BU)是胸腺嘧啶的类似物，可取代胸腺嘧啶。5­BU能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。在含有5­BU的培养基中培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌，突变型大肠杆菌中的碱基数目不变，但(A＋T)/(C＋G)的碱基比例不同于原大肠杆菌。下列说法错误的是()A．5­BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基对替换B．5­BU诱发突变的机制是阻止碱基配对C．培养过程中可导致A/T碱基对变成G/C碱基对D．5­BU诱发突变发生在DNA分子复制过程中1．基因突变的机理小结例题(2014·保定高三调研)生物体某基因发生了一个碱基对的变化,导致氢键总数减少了一个,则有关该突变的说法正确的是()A.该基因缺失了一个碱基对B.该基因表达的蛋白质一定发生改变C.A—T碱基对替换成了G—C碱基对D.突变后翻译过程可能提前终止D基因突变与性状的关系(1)当基因发生突变时，对应mRNA上的密码子改变，但由于密码子具有简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，则此时突变基因控制的生物性状不改变。(2)若基因突变为隐性突变，如AA中的一个A→a，此时生物性状也不改变。1、基因突变，但性状未变的原因分析(3)某生物体细胞中某基因发生突变，其生殖细胞中不一定出现该基因；父方细胞质中的基因突变一般不会传给后代。(4)基因突变发生在基因的非编码区。2、基因突变的三种类型对肽链中氨基酸序列的影响缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列大缺失插入位置前不影响，影响插入位置后的序列大增添只改变1个或不改变氨基酸小替换对氨基酸的影响(不考虑终止密码)影响程度类型基因重组1.实质:控制不同性状的基因。2.类型(1)自由组合型:M1后期，非同源染色体上自由组合。(2)交叉互换型:四分体时期，非姐妹染色单体的。(3)人工重组型:技术,即基因工程。3.结果:产生新的基因型,导致新的表现型出现，为进化提供材料。4.意义:形成生物多样性的重要原因之一。重新组合非等位基因交叉互换转基因【典例2】(2014·湖北荆州质检)某植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染色体的花粉不育。缺失染色体上具有红色显性基因B,正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。若以该植株为父本,测交后代中,部分表现为红色性状。下列解释中,最合理的是()A.减数第一次分裂的间期,在进行DNA分子复制时,染色单体1或2上的基因b突变为基因BB.减数第二次分裂时,非姐妹染色单体1与3或1与4或2与3或2与4之间发生自由组合C.减数第一次分裂的四分体时期,非姐妹染色单体1与3或1与4或2与3或2与4之间发生交叉互换D.减数第二次分裂时,着丝点分裂,姐妹染色单体1与2或3与4之间彼此分离解析:父本的基因型为Bb,正常情况下该个体只能产生一种b配子(含缺失染色体的配子不育),其测交后代不会出现红色个体,但由题干可知其测交后代出现了红色个体,最合理的解释是在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,形成了可育的B配子。答案:C延伸拓展:四分体时期的交叉互换是指同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换,请问:姐妹染色单体之间会互换吗?若发生互换结果如何?提示:会,由于姐妹染色单体上的基因相同,所以即便发生互换结果也不会改变。1.基因突变与基因重组的比较比较项目基因突变基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时间通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期适用范围所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物产生结果产生新基因(等位基因)产生新基因型应用人工诱变育种杂交育种联系(1)都使生物产生可遗传的变异;(2)在长期进化过程中,通过基因突变产生新基因,为基因重组提供大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础(1)交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组,而发生在非同源染色体之间叫易位,属于染色体结构变异。(2)精子与卵细胞的自由(随机)结合是生殖细胞间随机结合,不是基因重组[典例]请回答下列有关问题：(1)某种高秆植物经理化因素处理，在其后代中发现个别矮秆植株，如何设计实验鉴定与矮秆性状出现相关的问题(只需写出实验步骤)：生物变异类型来源的实验探究①是基因突变，还是环境影响：__________________________________________________________________________________将矮秆植株连同原始亲本一起种植，保持土壤和栽培条件尽量一致，观察比较两者的表现型。1自交或杂交：在良好环境条件下，变异个体自交或与其他个体杂交可遗传变异不可遗传变异2将变异个体和正常个体培养在相同的条件下，两者没有出现明显差异，则原来的变异性状是由环境引起的。考查可遗传变异与不可遗传变异的判断方法②若是基因突变，是显性突变，还是隐性突变：_______________________________________________________________________第一年将矮秆植株和原始亲本杂交得F1，第二年种植F1种子，观察其表现型。(1)类型显性突变：a．a隐性突变：AA．→→A．a当代表现A．a当代不表现，一旦表现即为纯合体(2)判定方法：①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。考查显性突变和隐性突变的判定(2)石刁柏(嫩茎俗称芦笋)是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定的雌、雄异株植物。野生型石刁柏叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏(突变型)，雌株、雄株均有，雄株的产量高于雌株。有人认为阔叶突变型植株是具有杂种优势或具有多倍体特点的缘故。请设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是基因突变还是染色体组加倍所致？考查染色体变异与基因突变的判别(1)判别依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。[答案]取根尖分生区制成装片，显微观察有丝分裂中期细胞内同源染色体数目。若观察到同源染色体增倍，则属染色体组加倍所致；否则为基因突变所致。[归纳总结]变异类型实验探究题的答题模板