5.1 基因突变和基因重组课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第五章 基因突变及其他比变异 第一节 基因突变和基因重组 1 自学清单一 自学效果诊断 1、基因突变的例子有哪些？ 镰状细胞贫血 完成书本P81页思考讨论，在方框内填写对应的碱基（参考书本67页密码子表） 镰状细胞贫血症属于哪种类型的基因突变？ 其作为一种遗传病，突变发生在哪里？ 2、不同类型的基因突变产生的影响大小一样吗？ 自学效果诊断 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 ____ 一般只改变 个氨基酸或 氨基酸序列 增添 大 一般不影响插入位置 的序列，而影响插入位置___的序列 缺失 大 一般不影响缺失位置 的序列，而影响缺失位置__的序列 小 一 不改变 后 前 后 前 大 大 碱基发生替换时，出现哪种情况会对蛋白质的相对分子质量影响较大？ 当突变后的基因转录的mRNA上终止密码子位置发生改变(提前或延后出现)。 3、基因突变的“一定”与“不一定”判断 自学效果诊断 ① 基因突变一定会引起基因中碱基排列顺序的改变 ② 基因突变不一定会引起生物性状的改变 √ √ 密码子的简并性；AA中，其中一个A突变a ③ 基因突变不一定发生在间期 拓展：病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突变产生的是一个新基因，而不是等位基因 √ ④ 镰状细胞贫血症，基因突变前后，嘧啶碱基所占比例一定不变。 √ 间期最容易发生基因突变：DNA复制时，双螺旋解开，DNA的结构不稳定，容易发生变化；DNA复制时，有时会发生碱基错配。 自学效果诊断 4、基因突变的应用 将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因突变，在地面选择优良品种进行培育。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种。 诱变育种 诱变方法： 成功案例： 物理因素（X射线、γ射线、紫外线等） 化学因素（亚硝酸盐等） 选择理想生物→诱发基因突变→培育→选择理想类型 物理辐射处理大豆，选育出含油量高的大豆品种 5、根据基因突变的意义，基因突变一定是有利的吗？ 自学效果诊断 基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源、生物进化的原始材料。 有害突变 资料: 携带镰状细胞贫血血红蛋白基因（a)的杂合子，不缺氧时，绝大多数红细胞表现正常；在缺氧环境下，红细胞会出现镰状化。 疟原虫侵染杂合子红细胞时，引起红细胞缺氧，正常的红细胞镰状化，使得红细胞破裂。 免疫系统清除破裂的红细胞，聚集在红细胞中的疟原虫也被消灭。 据此回答85页课后作业题拓展应用：为什么疟疾高发地区镰状细胞贫血基因的频率也高？ 基因突变对生物体有利还是有害取决于生物生存的环境 昆虫突变产生的残翅性状对生活在陆地上的昆虫不利，对生活在多风岛屿的昆虫则有利。 中性突变 基因突变有什么特点呢？ ①普遍性： 在生物界普遍存在 ② 随机性 可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在不同的DNA分子，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位。 据估计，在高等生物中，105-108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变。 ③ 低频性 基因突变有什么特点呢？ 一个基因可以发生不同的突变,真核生物基因突变产生一个以上的等位基因 ④ 不定向性 11.（2025重庆八中月考）水稻是雌 雄同株植物，其稻穗的大小会影响 水稻产量。研究人员获得了稻穗为 大穗的单基因纯合突变体1和突变体2，其稻穗显著大于野生型稻穗。 将突变体1和突变体2分别与野生型杂交，获得的 的稻穗大小与野生 型的相同。突变体1和突变体2杂交，子代表现为大穗。研究人员进一 步研究发现，突变基因为A基因，并对野生型和突变体1的A基因进行 测序，结果如图。下列相关叙述正确的是( ) 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 A. 水稻大穗基因为显性基因且可能位于 染色体上 B. 两个突变基因由同一基因突变而来，体现了基因突变的不定向性 C. 与野生型相比，突变体1的A基因可能发生了碱基缺失 D. 突变体1的A基因突变导致其不能编码蛋白质而发生变异 √ 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17 12.（2025湖南岳阳开学考）亚硝基化合物可使某染色体上基因的一个 腺嘌呤脱氨基后变成次黄嘌呤，不能再与 配对，但能与C配对。 下列相关叙述错误的是( ) ABCD A. 基因突变能改变基因的空间结构，遗传信息也会随之改变 B. 亚硝基化合物等化学诱变后，可使基因发生定向突变 C. 基因发生碱基对替换后，其编码的肽链长度不会改变 D. 经过1次复制，该基因位点即可出现替换为 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 18 自主学习二 回顾必修一所学，癌细胞有什么特点？ 必修一115页 阅读课本82页文字内容，完成以下任务： 癌细胞除了无限增殖还有什么特点？ 理解原癌基因和抑癌基因的概念 原癌基因和抑癌基因与细胞癌变之间的关系 资料：正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的，在人的一生中 ，体细胞一般能够分裂50-60次。但是，有的细胞受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 相比于正常细胞，癌细胞中原癌基因的表达上调，抑癌基因的表达下调 请用一句话总结结肠癌发生的原因 多个基因突变产生累积效应的结果 癌症的发生并不是单一基因突变，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。 （原癌基因和抑癌基因都是一类基因，不是一个基因） 常见的致癌因子 如何才能减少癌症的发生？ 素养提升练 单选题每小题3分，共12分。 10.（2025陕西榆林期末）结肠癌是一种起源于结肠黏膜上皮的常见的 消化道恶性肿瘤，、 等基因的异常改变会导致结肠癌的发 生。其中， 基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞 癌变； 基因阻止细胞不正常的增殖。下列分析错误的是( ) D A. 癌变后的结肠黏膜上皮细胞表面糖蛋白等物质减少 B. 推测基因是原癌基因， 基因是抑癌基因 C. 基因和 基因在健康人的基因组中也存在 D. 推测结肠癌患者体内的 基因呈低表达状态 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 25 相关性与因果性 （2025，河南）16．饥饿可以通过肾上腺影响毛发生长。研究人员进行了相关实验，小鼠分组处理情况和实验结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） B．通过甲乙组对比分析不能证明毛发的生长受肾上腺的调节 C．丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理” D．根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过皮质醇调节毛发生长 D 认知能力：逻辑推理能力、批判性思维能力 关键信息：给定的信息——不同处理方法下小鼠皮质醇水平和毛发量 错因分析：对于实验结果的分析能力不足，逻辑思维不够严谨，混淆了相关性和因 果性。 分组 处理 实验结果 皮质醇水平 毛发 甲 正常饮食 正常 正常 乙 断食 升高 减少 丙 断食+ 切除肾上腺 无 正常 前情回顾 自主学习 基因重组 发生过程 实质 发生生物 类型 与基因突变的区别 P84 概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 （1）交叉互换：位于同源染色体上等位基因，在四分体时期随非姐妹染色单体的交换而发生重组。 时期：减Ⅰ前期 A a b B A a b B A a b B A B b 基因重组的类型： 基因重组的类型： （2）自由组合：减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 时期：减Ⅰ后期 A a b B A a b B 判断正误 (1)细胞质基因可发生基因突变，但由于没有染色体结构，不能发生基因重组。 (2)自然状态下真核细胞的基因重组发生在减数分裂Ⅰ过程中，受精作用不属于基因重组。 (3)基因重组只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。 (4)基因突变是一个基因内部碱基的改变，而基因重组是基因之间的互换或自由组合。 (5)具有一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。 (6)减数分裂过程中，控制一对性状的基因不能发生基因重组。 （7）小麦植株在有性生殖时，一对等位基因一定不会发生基因重组。 正确 正确 正确 正确 正确 错误 正确 资料 金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂变。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。正是因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼。 基因突变 基因重组 本质 结果 发生时间原因 条件 意义 发生 可能 基因碱基序列改变,产生新的基因 非等位基因基因重新组合，产生新的基因型 主要在细胞分裂前间期 由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添 减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换； 减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。 ①新基因产生的途径，②生物变异的根本来源,③生物进化的原始材料。 ①是生物变异的重要来源，②是形成生物多样性的重要原因，③对生物的进化也具有重要的意义 突变频率低，但普遍存在 有性生殖中非常普遍 产生了新基因，可能出现了新性状。 不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。 8.下列配子产生的过程不是通过基因重组导致的是( ) A A. 基因组成为 的个体产生了和 的配子 B. 基因组成为 的个体产生了和 的配子 C. 基因组成为 的个体产生了和 的配子 D. 基因组成为 的个体产生了和 的配子 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 37 13.（2024山东德州期末）如图表示控制豌豆的5对相对性状的相关基因 在染色体Ⅰ、Ⅳ上的位置。若不考虑突变，下列分析正确的是( ) C A. 个体自交后代出现性状分离是基因重组的结果 B. 和 在雌雄配子随机结合时发生基因重组 C. 有丝分裂后期，基因、、、 会出现在细胞的同一极 D. 减数分裂Ⅱ后期，基因、、、 会出现在细胞的同一极 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 38 14.（10分）（2025河南南阳开学考）我国是传统的水稻种植大国，培 育优良水稻品种对于改善人民生活具有重要意义。请回答下列问题。 （1）研究人员在研究水稻耐高温的调控机制时，获得一批耐高温突变 体甲和耐高温突变体乙。甲与野生型水稻杂交，均不耐高温， 自 交后代中耐高温植株约占 。研究发现，耐高温突变体乙是隐性突变， 基因位于水稻3号染色体上。 为探究甲、乙两种突变体是否为同一基因突变所导致的，研究人员将甲、 乙杂交后再自交，观察后代的表型及比例。请预期实验结果并分析： 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 39 ①若均不耐高温，中不耐高温∶耐高温为 ，说明两突变基因是位 于____________________________。 ②若_______________________________________，说明两突变基因是 位于同源染色体上的非等位基因（不考虑互换）。 ③若________________，说明两种突变体是由同一基因突变所导致。 非同源染色体上的非等位基因 均不耐高温，中不耐高温∶耐高温为 和均耐高温 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 40 （2）研究人员在研究水稻叶片颜色时，发现了叶片黄色突变体丙和叶 片黄色突变体丁。野生型水稻叶片绿色由基因 控制，突变体丙叶片黄 色由基因突变为所致（若基因 纯合，水稻会在幼苗期死亡）。突 变体丙连续自交2代， 成年植株中叶片黄色植株占比为_____。基因 测序结果表明，突变基因 转录产物的第727位碱基发生了改变，由 变为 ，据下表分析，由此将导致第 _____位氨基酸突变为__________。 表：部分密码子及其对应的氨基酸 243 谷氨酰胺 密码子 氨基酸 谷氨酸 精氨酸 天冬氨酸 苏氨酸 谷氨酰胺 高 中 同 步 课 堂 学 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 41 $