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1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异基基础础自自主主梳梳理理高高频频考考点点突突破破实实验验专专题题探探究究命命题题视视角角剖剖析析即即时时达达标标训训练练关于基因突变和基因重组第一页，讲稿共三十二页哦一、变异的类型一、变异的类型1不可遗传的变异：不可遗传的变异：_的影响造成，不涉的影响造成，不涉及遗传物质的改变。及遗传物质的改变。2可遗传的变异：可遗传的变异：_的改变引起，来源的改变引起，来源为基因突变、基因重组、染色体变异。为基因突变、基因重组、染色体变异。二、基因突变二、
2、基因突变1概念：由于概念：由于DNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的_而引起的基因结构的改变。而引起的基因结构的改变。环境因素环境因素遗传物质遗传物质替换、增添和缺失替换、增添和缺失第二页，讲稿共三十二页哦2实例：镰刀型细胞贫血症实例：镰刀型细胞贫血症3原因原因(1)外因外因某些外界环境条件某些外界环境条件(如：温度骤变、各种射线、污如：温度骤变、各种射线、污染等染等)。生物体内部因素生物体内部因素(如：异常代谢产物如：异常代谢产物)等作用。等作用。第三页，讲稿共三十二页哦(2)内因：内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、_或或_发生局部的
3、改变，从而改变了发生局部的改变，从而改变了_。4诱变因素诱变因素(1)物理因素：各种射线物理因素：各种射线辐射诱变；激光辐射诱变；激光激光诱变。激光诱变。(2)化学因素：化学因素：_、硫酸二乙酯等。、硫酸二乙酯等。5特点：特点：(1)_；(2)随机性；随机性；(3)_；(4)多害少多害少利性；利性；(5)_。6意义：是意义：是_产生的途径，是生物变异的产生的途径，是生物变异的根本根本来来源。源。为什么在夏天出门时要涂防晒霜，做为什么在夏天出门时要涂防晒霜，做X射线透视的医务人员要穿射线透视的医务人员要穿防护衣？防护衣？数量数量排列顺序排列顺序遗传信息遗传信息秋水仙素秋水仙素普遍性普遍性低频性低
4、频性不定向性不定向性新基因新基因第四页，讲稿共三十二页哦考点一基因突变的原因、特征及与性状的关系基因突变的原因、特征及与性状的关系1基因突变的原因分析基因突变的原因分析第五页，讲稿共三十二页哦2基因突变与性状的关系基因突变与性状的关系(1)基因突变可间接引起密码子改变，最终表现为蛋基因突变可间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质结构和功能改变，影响生物性状，如镰刀型细白质结构和功能改变，影响生物性状，如镰刀型细胞贫血症。胞贫血症。(2)基因突变并非必然导致性状改变，其原因是：基因突变并非必然导致性状改变，其原因是：一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后的变后
5、的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。这种突变不会引起生物性状的改变。突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变，如改变，如AAAa。不直接编码氨基酸的基因片段不直接编码氨基酸的基因片段(DNA片段片段)发生发生改变。改变。第六页，讲稿共三十二页哦【注意注意】(1)基因突变一定会导致基因结构的改变，基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。但却不一定引起生物性状的改变。(2)基因突变是基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类分子水平上基因内部碱基对种类和数目
6、的改变，基因的数目和位置并未改变。和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。(3)基因突变一般发生于基因突变一般发生于DNA分子复制过程中。分子复制过程中。第七页，讲稿共三十二页哦三、基因重组三、基因重组1概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的不同性状的_的重新组合。的重新组合。2类型类型(1)_(非同源染色体上的非等位基因非同源染色体上的非等位基因)。(2)_(同源染色体上的非等位基因同源染色体上的非等位基因)。3实现途径：有性生殖实现途径：有性生殖(减数分裂减数分裂)。4意义意义(1)为生物变异提供了极其丰富的来源。为生物变异提供了极其丰富
7、的来源。(2)形成生物多样性的重要原因之一。形成生物多样性的重要原因之一。(3)对于生物的进化具有十分重要的意义。对于生物的进化具有十分重要的意义。非等位基因非等位基因自由组合自由组合交叉互换交叉互换第八页，讲稿共三十二页哦考点二基因重组的理解基因重组的理解第九页，讲稿共三十二页哦【特别提醒特别提醒】基因重组是真核生物有性生殖基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。生物多样性的重要原因。第十页，讲稿共三十二页哦即时应用即时应用1(2011年北京西城高三抽样年北京西城高三抽样)下列有关基因突变的叙述，下列有关
8、基因突变的叙述，错误的是错误的是()A只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B诱发突变的突变率比自然突变的突变率高诱发突变的突变率比自然突变的突变率高C基因突变是生物进化的重要因素之一基因突变是生物进化的重要因素之一D基因碱基序列改变不一定导致性状改变基因碱基序列改变不一定导致性状改变第十一页，讲稿共三十二页哦解析：解析：选选A。基因突变是指。基因突变是指DNA分子的碱基对的增添、分子的碱基对的增添、缺失和改变。进行有性生殖和无性生殖的生物都有可缺失和改变。进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变。诱发突变是指在人工条件下提高突能发生基因突变。诱发
9、突变是指在人工条件下提高突变频率。基因突变产生新基因，是生物进化的重要因变频率。基因突变产生新基因，是生物进化的重要因素。基因碱基序列改变导致素。基因碱基序列改变导致mRNA的序列改变，但由的序列改变，但由于存在多个密码子决定同一氨基酸，所以基因碱基序于存在多个密码子决定同一氨基酸，所以基因碱基序列改变不一定导致性状改变。列改变不一定导致性状改变。第十二页，讲稿共三十二页哦即时应用即时应用2(2011年长春毕业班第一次调研年长春毕业班第一次调研)以下有关基因重以下有关基因重组的叙述，正确的是组的叙述，正确的是()A非同源染色体的自由组合能导致基因重组非同源染色体的自由组合能导致基因重组B姐妹染
10、色单体间相同片段的交换导致基因重姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组组C基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离D同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的的第十三页，讲稿共三十二页哦解析：解析：选选A。基因重组主要有以下几种类型：。基因重组主要有以下几种类型：在生物体进行减数分裂形成配子时，同源染色体在生物体进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，非同源染色体自由组合，这样非同源染色体分开，非同源染色体自由组合，这样非同源染色体上的基因就进行了重组；上的基因就进行了重组；在减数分裂形成四分体在减数分裂形成四分体时，位
11、于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交叉互换而发生交换，导致基因重组；妹染色单体的交叉互换而发生交换，导致基因重组；基因工程。因此选项基因工程。因此选项A是正确的，选项是正确的，选项C中纯合中纯合体自交不会出现性状分离，选项体自交不会出现性状分离，选项D中同卵双生兄弟中同卵双生兄弟间的性状差异是基因突变引起的。间的性状差异是基因突变引起的。第十四页，讲稿共三十二页哦实验专题探究实验专题探究诱变育种诱变育种1遵循的原理遵循的原理诱变育种的原理诱变育种的原理是基因突变，基因突变在自然条是基因突变，基因突变在自然条件下的突变率很低，人们利用物
12、理或化学的方法处理生件下的突变率很低，人们利用物理或化学的方法处理生物诱发基因突变，提高变异的频率，然后从获得的大量物诱发基因突变，提高变异的频率，然后从获得的大量突变个体中选择出优良性状的个体。突变个体中选择出优良性状的个体。第十五页，讲稿共三十二页哦3优缺点优缺点(1)诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的、前所未有的优良变异类型，大幅间内获得更多的、前所未有的优良变异类型，大幅度改良优良性状。度改良优良性状。(2)缺点是诱发突变的方向难以掌握，突变个体难缺点是诱发突变的方向难以掌握，突变个体难以集中多个理想性状，因此必须扩大诱变
13、后代的以集中多个理想性状，因此必须扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。群体，增加选择的机会。第十六页，讲稿共三十二页哦实战演练实战演练胰岛素生产小组利用青霉素增产的方法对重组胰岛素生产小组利用青霉素增产的方法对重组大肠杆菌进行了如下操作：大肠杆菌进行了如下操作：(1)实验操作：实验操作：将适量大肠杆菌随机均分为四组，分别编号将适量大肠杆菌随机均分为四组，分别编号为为A、B、C、D。对四组按下表操作对四组按下表操作36 h。ABCD正常培养正常培养紫外紫外线线照射照射第十七页，讲稿共三十二页哦(请在需要操作的相应表格中画请在需要操作的相应表格中画“”)统计四组胰岛素产量，产量低于统计四组胰岛素产
14、量，产量低于A组的被淘汰，组的被淘汰，高于高于A组的继续重复实验。组的继续重复实验。(2)实验分析：实验分析：设置实验组数为多组的原因是设置实验组数为多组的原因是_。A组的作用是组的作用是_。实验原理是实验原理是_，其在育种方面的优点是，其在育种方面的优点是_。第十八页，讲稿共三十二页哦答案：答案：(2)基因突变具有不定向性，表现出的性状具有基因突变具有不定向性，表现出的性状具有多样性多样性作为对照组，增强实验的说服力作为对照组，增强实验的说服力基因突变能产生新的性状，且能大幅度基因突变能产生新的性状，且能大幅度改良某些性状改良某些性状ABCD正常培养正常培养紫外紫外线线照射照射第十九页，讲稿
15、共三十二页哦三种变异类型的识别三种变异类型的识别根据细胞分裂图来确定变异的类型根据细胞分裂图来确定变异的类型第二十页，讲稿共三十二页哦例例例例1 1对对A、B图分析：图分析：A图图B图图分裂分裂类类型型有有丝丝分裂分裂减数分裂减数分裂变变异异类类型型基因突基因突变变基因突基因突变变或基因重或基因重组组 (2011年南京市质检年南京市质检)如图是某二倍体动如图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字数字代表染色体，字母代表染色体上的基因母代表染色体上的基因)，据图判断不正确的是，据图判断不正确的是()第二十一页，讲稿共三十二页哦A该动物的性别为雄性该动物的性别
16、为雄性B乙图表明该动物发生了基因突变乙图表明该动物发生了基因突变C1与与2或或1与与4的片段交换，前者是基因重组，后者是染的片段交换，前者是基因重组，后者是染色体结构变异色体结构变异D丙中丙中5与与6两条非姐妹染色单体之间的交叉互换导致两条非姐妹染色单体之间的交叉互换导致非等位基因之间的互换非等位基因之间的互换【尝试解答尝试解答】_D_【解析解析】雄性动物减数分裂均等分开。乙图出现雄性动物减数分裂均等分开。乙图出现A与与a是发生了基因突变。是发生了基因突变。5与与6两条非姐妹染色单体之间的两条非姐妹染色单体之间的交叉互换造成等位基因的互换。非同源染色体之间的交叉互换造成等位基因的互换。非同源染
17、色体之间的互换是染色体结构变异。答案为互换是染色体结构变异。答案为D。第二十二页，讲稿共三十二页哦变式训练变式训练上图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能上图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能的是的是()A可能发生了基因突变可能发生了基因突变B可能发生了染色体互换可能发生了染色体互换C该细胞为次级卵母细胞该细胞为次级卵母细胞D该细胞可能为次级精母细胞该细胞可能为次级精母细胞第二十三页，讲稿共三十二页哦解析：解析：选选C。由图中基因组成判断，该细胞中由同一。由图中基因组成判断，该细胞中由同一条染色体复制来的两条染色体的基因组成不同，一个条染色体复制来的两条染色体的基因组成不同，一个为为N，
18、另外一个是，另外一个是n。所以该细胞中发生了变异，可。所以该细胞中发生了变异，可能是基因突变或染色体的互换；而该细胞处于减能是基因突变或染色体的互换；而该细胞处于减数第二次分裂后期，细胞为均等分裂，因此不能数第二次分裂后期，细胞为均等分裂，因此不能是次级卵母细胞。是次级卵母细胞。第二十四页，讲稿共三十二页哦视角 2洞察高考热点洞察高考热点基因突变的类型基因突变的类型(1)按按DNA的分子结构变化分：增添、缺失、替换。的分子结构变化分：增添、缺失、替换。(2)按突变基因在生物体内的位置分：体细胞突变、生殖按突变基因在生物体内的位置分：体细胞突变、生殖细胞突变。细胞突变。(3)按突变后对生物性状的
19、影响分：有利突变、中性突按突变后对生物性状的影响分：有利突变、中性突变和有害突变。变和有害突变。(4)按突变性状分：显性突变和隐性突变。按突变性状分：显性突变和隐性突变。(5)按突变原因分：自然突变和人工诱变按突变原因分：自然突变和人工诱变第二十五页，讲稿共三十二页哦例例例例2 2 (2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)在白花豌豆品种栽培在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中推测是
20、否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A花色基因的碱基组成花色基因的碱基组成B花色基因的花色基因的DNA序列序列C细胞的细胞的DNA含量含量D细胞的细胞的RNA含量含量【尝试解答尝试解答】_B_第二十六页，讲稿共三十二页哦【解析解析】基因突变是指基因突变是指DNA分子中发生碱基对分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。所以为了确定题干中的推测，最好应检测和比较所以为了确定题干中的推测，最好应检测和比较红花植株与白花植株中的花色基因的红花植株与白花植株中的花色基因的DNA序列。序列。第二十七页，讲稿共三十二页哦互动探究互动探究
21、(1)细胞细胞mRNA的种类会改变吗？的种类会改变吗？(2)题干中题干中“一株一株”改为改为“一朵一朵”，花色基因突变是发生，花色基因突变是发生在体细胞中还是性细胞中？在体细胞中还是性细胞中？提示：提示：(1)会改变会改变(2)体细胞体细胞第二十八页，讲稿共三十二页哦视角 3突破易错疑点突破易错疑点对基因突变与氨基酸和蛋白质性状的关系模糊不清对基因突变与氨基酸和蛋白质性状的关系模糊不清第二十九页，讲稿共三十二页哦【特别提醒特别提醒】增添或缺失的位置不同，影响结果也增添或缺失的位置不同，影响结果也不一样：最前端不一样：最前端氨基酸序列全部改变或不能表氨基酸序列全部改变或不能表达达(形成终止密码子
22、形成终止密码子)；在中间某个位置会造成肽链提；在中间某个位置会造成肽链提前中断前中断(形成终止密码子形成终止密码子)或插入点后氨基酸序列改或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。第三十页，讲稿共三十二页哦自我挑战自我挑战下列是大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控下列是大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止不考虑终止密码子密码子)()ATG GGC CTG CTG AGAG TTC TAA147 10 13100103106A第第6位的位的C被替换为被替换为TB第第9位与第位与第10位之间插入位之间插入1个个TC第第100、101、102位被替换为位被替换为TTTD第第103至至105位被替换为位被替换为1个个T第三十一页，讲稿共三十二页哦山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异基基础础自自主主梳梳理理高高频频考考点点突突破破实实验验专专题题探探究究命命题题视视角角剖剖析析即即时时达达标标训训练练感谢大家观看第三十二页，讲稿共三十二页哦