2018-2019學年高中生物 第四章 生物的變異 第一節(jié) 生物變異的來源（Ⅰ）課件 浙科版必修2.ppt

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1、第四章 生物的變異,第一節(jié) 生物變異的來源(Ⅰ),[學習目標] 1.概述生物變異的類型和特點。 2.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。,,,內容索引,新知導學,達標檢測,新知導學,一、生物變異的概述和基因重組,1.生物變異的類型 (1)不遺傳的變異 ①來源：環(huán)境條件改變引起，不涉及 的變化。 ②特點：變異只限當代的表現型改變，屬于 。 ③實例：花生處在水、肥充足的條件下果實大且多。,遺傳物質,不遺傳變異,(2)可遺傳的變異 ①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

2、性生殖過程中形成配子時，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。 ②特點：變異性狀 遺傳給后代。 (3)分類依據： 是否改變。,物理,化學,可以,遺傳物質,2.基因重組 (1)基因重組的概念：具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行________ 的過程中，控制 的基因重新組合，導致后代產生不同于 的現象或過程。,有性生殖,不同性狀,親本類型,(2)基因重組的類型,(3)基因重組的意義：基因重組是通過 過程實現的，能夠產生子代 的多樣化，為 提供豐富的物質基礎。,后期,前期,非同

3、源染色體,非同,源染色體上的非等位基因,非等位基因,有性生殖,基因型和表現型(性狀),動植物育種和生物進化,歸納總結,基因重組圖解分析,例1 下列關于基因重組的說法，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 導致基因重組 C.減數分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導致基因 重組 D.一般情況下，水稻花藥內可發(fā)生基因重組，而根尖則不能,√,答案,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，導致后代不同于親本類型的

4、現象或過程，A正確； 減數分裂四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換可導致基因重組，B錯誤； 減數第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導致基因重組，C正確； 一般情況下，基因重組只發(fā)生在減數分裂形成配子的過程中，水稻花藥內精原細胞減數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。,例2 (2018溫州市期末)圖中A、a，B、b表示基因，下列過程存在基因重組的是,√,答案,解析,解析 A項遺傳圖解中只有一對等位基因，沒有涉及基因重組，A錯誤； B項表示減數分裂過程中非同源染色體上的非等位基因自由組合，屬于基因重組，B正確；

5、 C項表示減數第二次分裂后期，此時不會發(fā)生基因重組，C錯誤； D項表示受精作用，即雌、雄配子的隨機組合，此時不會發(fā)生基因重組，D錯誤。,特別提醒,基因重組的類型,二、基因突變,1.概念和實質 (1)概念：由于基因內部核酸分子上的特定 發(fā)生改變的現象或過程。 (2)實質：DNA分子上堿基對的 、增加或 都可以引起_____ 的變化，因而引起基因結構的改變。 (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。,核苷酸序列,缺失,替換,核苷,酸序列,根本,生物進化,2.類型 (1)根據對表現型的影響 ①種類： 、生化突變、致死突變。 ②

6、關系：三種突變實質上都是 。 (2)根據發(fā)生的因素 ①自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變： 。 ②人工條件下誘發(fā)的基因突變： 。,形態(tài)突變,生化突變,自發(fā)突變,誘發(fā)突變,3.特點 (1) 性,①從低等生物到高等生物包括人類在內的所有生物 ②在生物個體發(fā)育的不同階段 ③不同個體的任何細胞內,,均可發(fā)生 基因突變,(2) 性：染色體某一位置上的基因可以向不同的方向突變成它的 。 (3)稀有性：自然狀態(tài)下，生物的基因突變頻率一般是 的。 (4) 性：顯性基因 。 (5) 性： 的基因突變會給生物帶來不利的影響。,隱性基因,多方向,等位基

7、因,普遍,很低,可逆,有害,大多數,4.誘發(fā)因素 (1)物理因素：如 、溫度劇變等。 (2)化學因素：如亞硝酸、 等。 (3) ：如麻疹病毒等。,各種射線(X射線、紫外線等)的照射,堿基類似物,生物因素,5.基因突變的機理(以鐮刀形細胞貧血癥為例) (1)機理,DNA分子上具有遺傳效應的特定核苷酸順序的片段,誘發(fā)↓因素,堿基對的缺失、增加或替換,↓,DNA分子中的核苷酸順序發(fā)生改變,↓,DNA分子相對應的mRNA的堿基順序發(fā)生改變,↓,mRNA翻譯的蛋白質出現異常,↓,遺傳性狀的改變,(2)實例——人類的鐮刀形細胞貧血癥 ①癥狀 a.細胞形狀：患

8、者紅細胞由中央微凹的圓盤狀變?yōu)? ； b.特點：易發(fā)生紅細胞 ，使人嚴重貧血而死亡。,鐮刀狀,破裂,②病因圖解,谷氨酸,纈氨酸,GAT,(3)鐮刀形細胞貧血癥的原因,纈氨酸,例3 (2018浙江金華學考檢測)下列關于基因突變的敘述，錯誤的是 A.一般來說，只有發(fā)生在生殖細胞中的突變才能通過配子遺傳給下一代 B.基因突變不僅是可逆的，而且大多數突變是有害的 C.基因突變一般發(fā)生在細胞分裂間期的DNA復制過程中 D.由于基因突變是多方向的，所以基因A可以突變?yōu)榛駼 解析 基因突變只能由A基因突變?yōu)樗牡任换騛1、a2、a3等，而不能突變成控制其他性狀的基因，故D錯誤。,√,答案,解析,

9、例4 如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，下列后果中不可能出現的是 A.沒有蛋白質產物 B.翻譯為蛋白質時在缺失位置終止 C.所控制合成的蛋白質減少多個氨基酸 D.翻譯的蛋白質中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化 解析 基因的中部缺失了1個核苷酸對，所以缺失位置之前的基因仍然能正常表達形成相應的蛋白質，但是表達產物(蛋白質)的結構發(fā)生變化，有可能出現下列三種情況：翻譯為蛋白質時在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質減少多個氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。,√,答案,解析,易混易錯,基因突變對蛋白質與性狀的影響 (1)基因突變對蛋白質的影響,(2)基因突變不一定導致生物性狀改變的原因分析

10、 ①突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應的DNA片段上。 ②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。 ③基因突變若為隱性突變，如AA→Aa不會導致性狀的改變。,(3)基因突變對后代性狀的影響 ①基因突變發(fā)生在體細胞有絲分裂過程中，突變可通過無性生殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。 ②基因突變發(fā)生在精子或卵細胞形成的減數分裂過程中，突變可能通過有性生殖傳給后代。 ③生殖細胞的突變率一般比體細胞的高，這是因為生殖細胞在減數分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。 ④分裂旺盛的細胞的突變率大于停止分裂的細胞，原因是基因突變常發(fā)生在細胞分裂間期。,學習小結,染色體畸變,基因突變,基因重組,多方向,可,

11、逆,達標檢測,1.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,1,2,3,4,5,答案,解析,A.①②③④⑤ B.①②③④⑤⑥ C.④⑤ D.③⑥,√,1,2,3,4,5,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。 ④⑤過程中的A、a和B、b之間發(fā)生基因重組。 ①②過程發(fā)生等位基因的分離； ③⑥過程屬于配子間的隨機組合。,2.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 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

12、。,答案,1,2,3,4,5,√,解析,3.某種群中發(fā)現一突變性狀，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)?A.顯性突變(d→D) B.隱性突變(D→d) C.顯性突變和隱性突變 D.人工誘變 解析 由于突變性狀的個體不是純合子，而且表現突變性狀，說明突變性狀相對于原有性狀為顯性性狀。,√,答案,解析,1,2,3,4,5,4.如圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生突變，導致1 169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是,A.①處插入堿基對G—C B.②處堿基對A—T替換為G—C C.③處缺失堿基對A—T D.④處堿

13、基對G—C替換為A—T,√,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析 根據圖中1 168位的甘氨酸的密碼子GGG可知，WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉錄形成mRNA的。1 169位的賴氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG，從而推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對A—T被替換為G—C。,5.一種α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的密碼子與正常血紅蛋白(HbA)的差異如下：,1,2,3,4,5,(1)Hbwa異常的直接原因是α鏈第_____位的_________(氨基酸)對應的密碼子缺失了一個堿基，從

14、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_____。 解析 由題表可知，在第138位的密碼子為UCC和UCA，與第139位相結合，進行比較可知mRNA中缺失了堿基C。 (2)異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是________________________ ________________________。 解析 從基因層次分析才是最根本的原因。,1,2,3,4,5,答案,解析,138,絲氨酸,C,控制血紅蛋白α鏈合成的基,因中一個堿基對C—G缺失,答案,1,2,3,4,5,(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的變異相比，最突出的特點是能產生________。 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會因復制而解旋使其結構穩(wěn)定性降低，易發(fā)生基因突變。這種變異與其他可遺傳的變異相比，最突出的特點是能產生新基因。,解析,基因突變,細胞分裂的,間期(DNA復制時期),新基因,