第4節(jié)基因突變和基因重組第1頁

高頻考點突破試驗專題探究命題視角剖析第4節(jié)基因突變和基因重組基礎自主梳理即時達標訓練第2頁基礎自主梳理一、基因突變1．變異類型(1)不遺傳變異：環(huán)境原因影響造成，不包括__________改變。(2)可遺傳變異：__________改變引發(fā)，起源有基因突變、基因重組、染色體變異等。2．概念：因為DNA分子中堿基正確增添、缺失或______而引發(fā)基因結構改變。遺傳物質遺傳物質改變第3頁3．實例：鐮刀型細胞貧血癥(1)外因①一些外界環(huán)境條件(如：溫度驟變、各種射線、污染等)。②生物體內部原因(如：異常代謝產物)等作用。(2)內因第4頁4．類型：自然突變和誘發(fā)突變。5．特點：普遍性；隨機性；低頻性；多害少利性；不定向性。6．意義：是生物變異_________，為生物進化提供了最初原材料，是生物進化主要原因之一。7．人工誘變在育種上應用(1)誘變原因①物理原因：各種射線―→輻射誘變；激光―→激光誘變。②化學原因：秋水仙素、硫酸二乙酯等。根本起源第5頁(2)誘變意義：是創(chuàng)造動、植物新品種和微生物新類型主要方法。(3)優(yōu)點：①提升__________，使后代變異性狀盡快穩(wěn)定，加速育種進程。②_______地改良一些性狀。(4)缺點：誘發(fā)產生突變，______個體往往不多，需處理大量材料。變異頻率大幅度有利第6頁思索感悟1．大腸桿菌、煙草花葉病毒可遺傳變異起源是什么？【提醒】因為大腸桿菌、煙草花葉病毒都不含有染色體，所以其可遺傳變異就只有一個起源就是基因突變。第7頁二、基因重組1．概念：生物體進行_________過程中，控制不一樣性狀非等位基因重新組合。2．類型：(1)_________

(非同源染色體上非等位基因)。(2)_________

(同源染色體上非等位基因)。3．路徑：有性生殖(減數分裂)。4．意義(1)為生物_____提供了極其豐富起源；(2)形成生物________主要原因之一；(3)對于生物_____含有十分主要意義。有性生殖自由組合交叉交換變異多樣性進化第8頁思索感悟2．進行有絲分裂細胞和進行無性生殖生物是否存在基因重組？【提醒】不存在。原因是基因重組發(fā)生在減數分裂中。第9頁三、重組DNA技術1．概念：將從一個生物體內分離得到或人工合成_________導入另一個生物體中，使后者取得_____________或表示_____________技術。目標基因新遺傳性狀所需要產物限制性內切酶DNA連接酶質粒噬菌體第10頁3．應用(1)生產基因工程藥品和疫苗，如治療糖尿病_______、治療侏儒癥人生長激素、防治乙肝疫苗等。(2)定向地改造動植物，如我國培育出轉基因抗蟲作物——轉基因抗蟲棉、轉基因奶牛、轉基因魚等。胰島素第11頁高頻考點突破考點一基因突變原因、特征及與性狀關系1．基因突變原因分析第12頁2．基因突變與性狀關系(1)基因突變可間接引發(fā)密碼子改變，最終表現蛋白質結構和功效改變，影響生物性狀，如鐮刀型細胞貧血癥。(2)基因突變并非必定造成性狀改變，其原因是：①一個氨基酸能夠由各種密碼子決定，當突變后DNA轉錄成密碼子依然決定同種氨基酸時，這種突變不會引發(fā)生物性狀改變。②突變成隱性基因在雜合子中不引發(fā)性狀改變，如AA→Aa。③不直接編碼氨基酸基因片段(DNA片段)發(fā)生改變。第13頁【易誤警示】①基因突變一定會造成基因結構改變，但卻不一定引發(fā)生物性狀改變。②基因突變是DNA分子水平上基因內部堿基對種類和數目標改變，基因數目和位置并未改變。③基因突變普通發(fā)生于DNA分子復制過程中。第14頁即時應用

(隨學隨練，輕松奪冠)1．(年江蘇南京第一次模擬)以下相關基因突變敘述，錯誤是(多項選擇)(

)A．只有進行有性生殖生物才能發(fā)生基因突變B．誘發(fā)突變突變率比自然突變突變率高C．基因突變是生物進化主要原因之一D．基因堿基序列改變一定造成性狀改變第15頁解析：選AD?；蛲蛔兪侵窪NA分子堿基正確增添、缺失或改變。進行有性生殖和無性生殖生物都有可能發(fā)生基因突變。誘發(fā)突變是指在人工條件下提升突變頻率?；蛲蛔儺a生新基因，是生物進化主要原因?；驂A基序列改變造成mRNA序列改變，但因為存在多個密碼子決定同一氨基酸，當改變后DNA轉錄成密碼子依然決定同種氨基酸時，不會引發(fā)生物性狀改變。第16頁重組類型同源染色體上非等位基因重組非同源染色體上非等位基因間重組DNA分子重組技術發(fā)生時間減數第一次分裂四分體時期減數第一次分裂后期體外與運載體重組和導入細胞內與細胞內基因重組發(fā)生機制同源染色體非姐妹染色單體之間交叉交換造成染色單體上基因重新組合同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，造成非同源染色體上非等位基因間重組目標基因經運載體導入受體細胞，造成受體細胞中基因重組圖像示意考點二基因重組了解第17頁【尤其提醒】基因重組是真核生物有性生殖過程中產生可遺傳變異最主要起源，是形成生物多樣性主要原因。第18頁即時應用

(隨學隨練，輕松奪冠)2．以下相關基因重組敘述，正確是(

)A．非同源染色體自由組合能造成基因重組B．姐妹染色單體間相同片段交換造成基因重組C．基因重組造成純合體自交后代出現性狀分離D．同卵雙生弟兄間性狀差異是基因重組造成第19頁解析：選A。基因重組主要有以下幾個類型：①在生物體進行減數分裂形成配子時，同源染色體分開，非同源染色體自由組合，這么非同源染色體上基因就進行了重組；②在減數分裂形成四分體時，位于同源染色體上等位基因有時會伴隨非姐妹染色單體交叉交換而發(fā)生交換，造成基因重組；③基因工程。所以選項A是正確，選項C中純合體自交不會出現性狀分離，選項D中同卵雙生弟兄間性狀差異是基因突變引發(fā)。第20頁1．對重組DNA技術了解考點三重組DNA技術幾個問題操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導入→表示結果定向改造生物遺傳性狀，取得人類需要基因產物第21頁2.重組DNA技術操作工具(1)限制性內切酶①存在位置：主要在微生物體內。②特征：一個限制酶只能識別一個特定核苷酸序列，并在特定位點切割DNA分子。③實例：EcoRⅠ限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G、A之間將這段序列切開。第22頁④切割結果：產生帶有黏性末端DNA片段。(2)DNA連接酶在DNA分子連接過程中，黏合脫氧核糖和磷酸之間缺口。(3)載體(質粒)①本質：小型DNA分子。②作用：a.將目標基因送到受體細胞中去。b．可使目標基因在受體細胞內進行大量復制。第23頁3．重組DNA技術普通過程第24頁即時應用

(隨學隨練，輕松奪冠)3．(年高考浙江卷)在用基因工程技術構建抗除草劑轉基因煙草過程中，以下操作錯誤是(

)A．用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒核酸B．用DNA連接酶連接經切割抗除草劑基因和載體C．將重組DNA分子導入煙草原生質體D．用含除草劑培養(yǎng)基篩選轉基因煙草細胞第25頁解析：選A。構建重組DNA分子時，需用同種限制性核酸內切酶切割目標基因和載體，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，而煙草花葉病毒遺傳物質是RNA，所以A項錯誤。重組DNA分子形成后要導入受體細胞(若是植物細胞，則可導入其原生質體)，若導入受體細胞是體細胞，經組織培養(yǎng)可取得轉基因植物。目標基因為抗除草劑基因，所以未成功導入目標基因細胞不含有抗除草劑能力，可用含除草劑培養(yǎng)基篩選轉基因煙草細胞。第26頁試驗專題探究誘變育種利用1．遵照原理誘變育種原理是基因突變，基因突變在自然條件下突變率很低，人們利用物理或化學方法處理生物誘發(fā)基因突變，提升變異頻率，然后從取得大量突變個體中選擇出優(yōu)良性狀個體。第27頁第28頁實戰(zhàn)演練

(專題提能，小試牛刀)胰島素生產小組利用青霉素增產方法對重組大腸桿菌進行了以下操作：(1)試驗操作：①將適量大腸桿菌隨機均分為四組，分別編號為A、B、C、D。②對四組按下表操作36h。ABCD正常培養(yǎng)紫外線照射第29頁(請在需要操作對應表格中畫“√”)③統(tǒng)計四組胰島素產量，產量低于A組被淘汰，高于A組繼續(xù)重復試驗。(2)試驗分析：①設置試驗組數為多組原因是________________________________________________________________________。②A組作用是________________________________________________________________________。③試驗原理是____________，其在育種方面優(yōu)點是________________________。第30頁答案：(1)(2)①基因突變含有不定向性，表現出性狀含有多樣性②作為對照組，增強試驗說服力③基因突變能產生新性狀，且能大幅度改良一些性狀ABCD正常培養(yǎng)√√√√紫外線照射√√√第31頁命題視角剖析視角1緊緊圍繞教材重點三種變異類型識別依據細胞分裂圖來確定變異類型第32頁對A、B圖分析：A圖B圖分裂類型有絲分裂減數分裂變異類型基因突變基因突變或基因重組第33頁例1第34頁A．該動物性別為雄性B．乙圖表明該動物發(fā)生了基因突變C．1與2或1與4片段交換，前者是基因重組，后者是染色體結構變異D．丙中5與6兩條非姐妹染色單體之間交叉交換造成非等位基因之間交換【嘗試解答】

__D__【解析】雄性動物減數分裂均等分開。乙圖出現A與a是發(fā)生了基因突變。5與6兩條非姐妹染色單體之間交叉交換造成等位基因交換。非同源染色體之間交換是染色體結構變異。第35頁A．可能發(fā)生了基因突變B．可能發(fā)生了染色體交換C．該細胞為次級卵母細胞D．該細胞可能為次級精母細胞第36頁解析：選C。由圖中基因組成判斷，該細胞中由同一條染色體復制來兩條染色體基因組成不一樣，一個為N，另外一個是n。所以該細胞中發(fā)生了變異，可能是基因突變或染色體交換；而該細胞處于減數第二次分裂后期，細胞為均等分裂，所以不能是次級卵母細胞。第37頁基因突變類型1．按DNA分子結構改變分：增添、缺失、替換。2．按突變基因在生物體內位置分：體細胞突變、性細胞突變。3．按突變后對生物性狀影響分：有利突變、中性突變和有害突變。4．按突變性狀分：顯性突變和隱性突變。5．按突變原因分：自然突變和人工誘變。視角2洞察高考熱點第38頁(年高考課標全國卷)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)覺了一株開紅花豌豆植株，推測該紅花表現型出現是花色基因突變結果。為了確定該推測是否正確，應檢測和比較紅花植株與白花植株中(

)A．花色基因堿基組成B．花色基因DNA序列C．細胞DNA含量D．細胞RNA含量【嘗試解答】

__B__例2第39頁【解析】基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基正確替換、增添或缺失，而引發(fā)基因結構改變。所認為了確定題干中推測，最好應檢測和比較紅花植株與白花植株中花色基因DNA序列。

互動探究

(1)細胞mRNA種類會改變嗎？(2)題干中“一株”改為“一朵”，花色基因突變是發(fā)生在體細胞中還是性細胞中？【提醒】

(1)改變。(2)體細胞。第40頁對基因工程中一些觀點說法辨析不清1．限制性核酸內切酶和DNA連接酶作用部位都是脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個切開，一個連接。2．DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解酶；DNA聚合酶是在DNA復制過程中，催化形成新DNA分子酶，是將單個游離脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個DNA片段兩個缺口同時連接，不需要模板，二者作用化學鍵相同，都是磷酸二酯鍵。視角3突