高考生物一輪復(fù)習(xí)中圖版課件必修二第八單元第18講基因突變與基因重組

第18講基因突變與基因重組[最新考綱]

1.基因重組及其意義(Ⅱ)。2.基因突變的特征和原因(Ⅱ)。1.基因突變的實例鐮刀型細胞貧血癥考點一基因突變(5年14考)GAAGUADNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯a血紅蛋白基因突變2.基因突變的概念DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失→___________的改變。3.發(fā)生時間主要發(fā)生于______________或__________________。基因結(jié)構(gòu)有絲分裂間期減Ⅰ分裂前的間期4.誘發(fā)基因突變的因素(連線)答案

(1)—C—Ⅱ

(2)—A—Ⅲ

(3)—B—Ⅰ5.基因突變的特點(1)________：一切生物都可以發(fā)生。(2)隨機性：生物個體發(fā)育的________________。(3)________：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。(4)

____________：一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變。(5)

____________：有些基因突變，可使生物獲得新性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境。普遍性任何時期和部位低頻性不定向性多害少利性6.基因突變的結(jié)果產(chǎn)生一個以上的______________。7.意義(1)_______產(chǎn)生的途徑；(2)

_________的根本來源；(3)提供生物進化的_________。等位基因新基因生物變異原始材料1.真題重組判斷正誤(1)用紫外線等處理青霉菌選育高產(chǎn)青霉素菌株與用甲基綠和吡羅紅對細胞染色觀察核酸分布所用核心技術(shù)相同。(2016·全國卷Ⅲ，2C)(

)(2)基因的自發(fā)突變率雖然很低，但對進化非常重要。(2012·海南卷，23A)(

)(3)大腸桿菌經(jīng)誘變育種可獲得人胰島素高產(chǎn)菌株。(2012·海南卷，5B)(

)(4)某二倍體植物染色體上的等位基因B1突變?yōu)锽2可能是由于堿基對替換或堿基對插入造成的。(2013·海南，22A改編)(

)×√×√以上內(nèi)容主要源自教材必修二P76～78基因突變相關(guān)知識。全面把握基因突變內(nèi)涵、特點、發(fā)生范圍及其在育種上的應(yīng)用是解題關(guān)鍵。2.基因突變頻率很低，而且大多數(shù)基因?qū)ι矬w是有害的，但為何它仍可為生物進化提供原材料？提示對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。3.假如在DNA復(fù)制過程中，發(fā)生了堿基序列的改變則遺傳信息是否發(fā)生改變？此時生物性狀如何改變？這對生物體會產(chǎn)生怎樣的影響？是否一定有害？提示DNA分子攜帶的遺傳信息將發(fā)生改變。但由于密碼子具簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。1.(2015·海南卷，19)關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯誤的是(

)A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因B.X射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率C.基因B中的堿基對G－C被堿基對A－T替換可導(dǎo)致基因突變D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變基因突變的特點及意義解析根據(jù)基因突變的不定向性，突變可以產(chǎn)生多種等位基因，A正確；X射線屬于物理誘變因子，可以提高基因突變率，B錯誤；基因突變包括堿基對的替換、增添、缺失三種情況，C選項屬于替換，D選項屬于增添，C、D正確。答案

B2.(2017·廣東廣州檢測)下列有關(guān)基因突變的敘述，錯誤的是(

)A.只有進行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變B.基因突變可發(fā)生于生物體發(fā)育的任何時期C.基因突變是生物進化的重要因素之一D.基因堿基序列改變不一定導(dǎo)致性狀改變解析基因突變是指DNA分子的堿基對的增添、缺失和改變，進行有性生殖和無性生殖的生物都有可能發(fā)生基因突變，A錯誤。答案

A基因突變與生物性狀的關(guān)系(1)基因突變引起生物性狀的改變堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變氨基酸序列增添大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列(2)基因突變可改變生物性狀的4大成因①基因突變可能引發(fā)肽鏈不能合成；②肽鏈延長(終止密碼子推后出現(xiàn))；③肽鏈縮短(終止密碼子提前出現(xiàn))；④肽鏈中氨基酸種類改變；以上改變會引發(fā)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改變，進而引發(fā)生物性狀的改變。(3)基因突變未引起生物性狀改變的4大原因①突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。②密碼子簡并性：若基因突變發(fā)生后，引起了mRNA上的密碼子改變，但由于一種氨基酸可對應(yīng)多個密碼子，若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對應(yīng)的是同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀不改變。③隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個A→a，此時性狀也不改變。④有些突變改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變。1.(新課標(biāo)卷)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測是否正確，應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中(

)A.花色基因的堿基組成

B.花色基因的DNA序列C.細胞的DNA含量

D.細胞的RNA含量解析如果要檢測是否是基因突變，那么就應(yīng)該檢測DNA的堿基序列是否發(fā)生了增添、缺失或者替換，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變。答案B基因突變的機制2.科研人員研究小鼠癌變與基因突變的關(guān)系。如圖為小鼠結(jié)腸癌發(fā)生過程中細胞形態(tài)和部分染色體上基因的變化關(guān)系，以下敘述正確的是(

)A.結(jié)腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結(jié)果B.圖示中與結(jié)腸癌有關(guān)的多個基因互為等位基因C.癌細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化但其遺傳物質(zhì)未改變D.小鼠細胞中與癌變有關(guān)的基因是突變才產(chǎn)生的新基因解析細胞癌變是多個基因突變積累的結(jié)果，A正確；據(jù)題圖可知，發(fā)生突變的基因沒有位于同源染色體的同一位置上，因此不是等位基因，B錯誤；細胞癌變的根本原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，C錯誤；小鼠細胞中與癌變有關(guān)的基因在癌變前已經(jīng)存在，D錯誤。答案A1.分析基因突變的發(fā)生機制2.不同誘因誘發(fā)基因突變的原理類型舉例引發(fā)突變原理外因物理因素紫外線、X射線損傷細胞內(nèi)DNA化學(xué)因素亞硝酸、堿基類似物改變核酸堿基生物因素某些病毒影響宿主細胞DNA內(nèi)因DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤1.(2016·全國課標(biāo)卷Ⅲ，32)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源?；卮鹣铝袉栴}：(1)基因突變和染色體變異所涉及到的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者

。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以_______

為單位的變異?；蛲蛔冾愋偷呐袛?/p>

(3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變)，也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個體，則最早在子

代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子

代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子

代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子

代中能分離得到隱性突變純合體。解析(1)基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對替換、增添或缺失，而染色體變異往往會改變基因的數(shù)目和排列順序，所以與基因突變相比，后者所涉及的堿基對數(shù)目會更多。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以個別染色體為單位的變異。(3)AA植株發(fā)生隱性突變后基因型變?yōu)锳a，而aa植株發(fā)生顯性突變后基因型也可變?yōu)锳a，該種植物自花受粉，所以不論是顯性突變還是隱性突變，子一代為Aa時在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三種，故最早可在子一代觀察到該顯性突變的性狀(A_)；最早在子二代中觀察到該隱性突變的性狀(aa)；顯性純合子和隱性純合子均出現(xiàn)于子二代，且隱性純合子一旦出現(xiàn)，即可確認(rèn)為純合，從而可直接分離出來，而顯性純合子的分離，卻需再令其自交一代至子三代，若不發(fā)生性狀分離方可認(rèn)定為純合子，進而分離出來。答案(1)少(2)染色體(3)一二三二2.一只突變型的雌果蠅與一只野生型雄果蠅交配后，產(chǎn)生的F1中野生型與突變型之比為2∶1，且雌雄個體之比也為2∶1，這個結(jié)果從遺傳學(xué)角度可作出合理解釋的是(

)A.該突變?yōu)閄染色體顯性突變，且含該突變基因的雌雄配子致死B.該突變?yōu)閄染色體顯性突變，且含該突變基因的雄性個體致死C.該突變?yōu)閄染色體隱性突變，且含該突變基因的雄性個體致死D.X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型，且缺失會導(dǎo)致雌配子致死解析突變型雌果蠅的后代中雄性有1/2死亡，說明該雌性果蠅為雜合子，該突變可能為X染色體顯性突變，若含突變基因的雌配子致死，則子代中會出現(xiàn)一種表現(xiàn)型，且不會引起雌雄個體數(shù)量的差異；如果該突變?yōu)閄染色體顯性突變，且含該突變基因的雄性個體致死，相關(guān)基因用D、d表示，則子代為1XDXd(突變型♀)∶1XdXd(野生型♀)∶1XDY(死亡)∶1XdY(野生型

)，B項符合題意。若X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型，且缺失會導(dǎo)致雌配子致死，則子代中會出現(xiàn)一種表現(xiàn)型，且不會引起雌雄個體數(shù)量的差異。答案B1.顯性突變和隱性突變的判斷(2)判定方法①選取突變體與其他已知未突變純合子雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。②讓突變體自交，觀察子代有無性狀分離而判斷。2.突變基因具體位置的判斷(1)利用野生型的個體與缺失不同基因的突變體比較，根據(jù)有無特定酶的活性判

斷編碼該酶的基因?qū)?yīng)的位置。(2)將一缺失未知基因片段的突變株與已知的缺失不同基因片段的突變株分別培

養(yǎng)，根據(jù)是否轉(zhuǎn)化為野生型個體判斷未知個體的缺失基因?qū)?yīng)的位置。

1.概念考點二基因重組（5年8考）有性生殖真核控制不同性狀2.類型類型發(fā)生時期實質(zhì)自由組合型減Ⅰ后期非同源染色體上的____________自由組合交叉互換型減Ⅰ前期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體交換而交換非等位基因3.結(jié)果產(chǎn)生新的_________，導(dǎo)致_________出現(xiàn)。4.應(yīng)用_______育種。5.意義(1)是_________的來源之一；(2)為_________提供材料；(3)是形成_____________的重要原因之一?；蛐椭亟M性狀雜交生物變異生物進化生物多樣性基因重組的類型解讀類型類型1類型2類型3圖像示意

(1)上述1～3依次代表哪類基因重組類型？(2)請指出三類基因重組類型發(fā)生于何時期。提示

(1)類型1—交叉互換型、類型2——自由組合型、類型3——基因工程。(2)類型1—減Ⅰ前期、類型2—減Ⅰ后期、類型3—基因工程操作成功即可實現(xiàn)外源基因與受體細胞基因的重組。1.以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是(

)A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B.同源染色體的非姐妹染色單體的交換可引起基因重組C.純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)基因重組特點、意義及應(yīng)用解析非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致位于非同源染色體上的非等位基因發(fā)生自由組合，屬于基因重組的一種，A正確；四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，能導(dǎo)致位于同源染色體上的非等位基因重新組合，也屬于基因重組，B正確；純合子自交后代不會發(fā)生性狀分離，C錯誤；同胞兄妹的遺傳差異源于雙親產(chǎn)生配子時發(fā)生基因重組，導(dǎo)致配子的多樣性，從而導(dǎo)致后代的基因型的多樣性，D正確。答案C2.(2017·重慶質(zhì)檢，34)下列關(guān)于基因重組的敘述，正確的是(

)A.雜交后代出現(xiàn)3∶1的分離比，不可能是基因重組導(dǎo)致的B.聯(lián)會時的交叉互換實現(xiàn)了同源染色體上等位基因的重新組合C.“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌的原理是基因重組D.基因重組導(dǎo)致生物性狀多樣性為生物進化提供了最基本的原材料解析如果一對相對性狀是由非同源染色體上的兩對基因共同控制，則雜交后代出現(xiàn)3∶1的分離比，可能是基因重組導(dǎo)致的，A錯誤；聯(lián)會時的交叉互換實現(xiàn)了同源染色體上非等位基因的重新組合，B錯誤；突變和基因重組為生物的進化提供原材料，突變包括基因突變和染色體變異，D錯誤。答案C基因重組只是“原有基因間的重新組合”，它既未改變基因的“質(zhì)”(未產(chǎn)生“新基因”)也未改變基因的“量”，只是產(chǎn)生了“新基因型”，其所產(chǎn)生的性狀應(yīng)稱作“重組性狀”而不是“新性狀”。

1.(經(jīng)典高考題)某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。如以該植株為父本，測交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀。下列解釋最合理的是(

)靖宸判斷基因重組與基因突變A.減數(shù)分裂時染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽B.減數(shù)第二次分裂時姐妹染色單體3與4自由分離C.減數(shù)第二次分裂時非姐妹染色單體之間自由組合D.減數(shù)第一次分裂時非姐妹染色單體之間交叉互換解析根據(jù)題意可知，染色體缺失花粉不育，則正常情況下，該植物作父本只產(chǎn)生含b的配子，測交后代不可能出現(xiàn)紅色性狀。既然測交后代中有部分個體表現(xiàn)為紅色性狀，說明父本產(chǎn)生的配子中有部分含有B。若發(fā)生基因突變，則后代個體只有個別表現(xiàn)為紅色；若是減數(shù)第一次分裂時非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，因為交叉互換有一定的交換率，故父本產(chǎn)生的配子中可能有一部分含有B，測交后代可能會出現(xiàn)部分(不是個別)紅色性狀，D項正確。答案

D2.(2017·湖南省長沙市高三模考)在減數(shù)分裂中每對同源染色體配對形成四分體，四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生交換。實驗表明，交換也可以發(fā)生在某些生物體的有絲分裂中，這種現(xiàn)象稱為有絲分裂交換。下圖為一突變基因雜合的細胞在分裂時出現(xiàn)了交叉互換，下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.若發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，產(chǎn)生含正?；蚝屯蛔兓虻木颖壤秊?∶1B.若發(fā)生在有絲分裂過程中，可能產(chǎn)生同時含有正?；蚝屯蛔兓虻淖蛹毎鸆.若發(fā)生在有絲分裂過程中，可能產(chǎn)生正?；蚣兒虾屯蛔兓蚣兒系淖蛹毎鸇.交叉互換發(fā)生在有絲分裂中為染色體結(jié)構(gòu)變異，在減數(shù)分裂中為基因重組解析交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間為基因重組，發(fā)生在非同源染色體之間為染色體變異(易位)，D錯誤。答案D“三看法”判斷基因突變與基因重組1.一看親子代基因型(1)如果親代基因型為BB或bb，則引起姐妹染色單體B與b不同的原因是基因突變。(2)如果親代基因型為Bb，則引起姐妹染色單體B與b不同的原因是基因突變或交叉互換。2.二看細胞分裂方式(1)如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變的結(jié)果。(2)如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換。3.三看細胞分裂圖

(1)如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖甲。(2)如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖乙。(3)如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果，如圖丙(其B處顏色為“灰色”)。

易錯·防范清零[易錯清零]易錯點1誤認(rèn)為“DNA中堿基對的增添、缺失、改變”就是“基因突變”點撥

DNA中堿基對的增添、缺失、改變≠基因突變①基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。②有些病毒(如SARS病毒)的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA中堿基的增添、缺失、改變引起病毒性狀變異，廣義上也稱基因突變。易錯點2誤認(rèn)為基因突變只發(fā)生在分裂“間期”點撥引起基因突變的因素分為外部因素和內(nèi)部因素。外部因素對DNA的損傷不僅發(fā)生在間期，而是在各個時期都有；另外，外部因素還可直接損傷DNA分子或改變堿基序列，并不是通過DNA的復(fù)制來改變堿基對，所以基因突變不只發(fā)生在間期——細胞不分裂時也可發(fā)生基因突變。易錯點3誤認(rèn)為基因突變都產(chǎn)生等位基因點撥不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。易錯點4誤認(rèn)為基因突變都能遺傳給后代點撥基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過程中，一般不能遺傳給后代，但有些植物該突變可通過無性繁殖或“組織培養(yǎng)”遺傳給后代。易錯點5誤認(rèn)為基因突變會使得基因“位置”或“數(shù)目”發(fā)生改變點撥基因突變僅改變了基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了新基因，并未改變基因位置，也未改變基因數(shù)量——基因中堿基對缺失，只是成為了新基因，即基因猶在，只是“以舊換新”，并非“基因缺失”。1.(2017·安徽六安檢測)如圖所示為人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG。據(jù)圖分析正確的是(

)[糾錯小練]A.①過程發(fā)生了基因結(jié)構(gòu)的改變，增加了基因的種類B.②過程為轉(zhuǎn)錄，是以脫氧核苷酸為原料，在有關(guān)酶的催化下完成的C.轉(zhuǎn)運纈氨酸的tRNA一端裸露的三個堿基是CATD.控制血紅蛋白的基因中任意