【創(chuàng)新設(shè)計】2022年高三生物(人教版)一輪復(fù)習(xí)-基礎(chǔ)課時案21-基因突變與基因重組-考點探究

考點一基因突變[典例引領(lǐng)]【典例1】(2022·江蘇單科，13)下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯誤的是()動身菌株eq\o(→,\s\up7(X射線處理))eq\a\vs4\al(挑取200個,單細(xì)胞菌株)eq\o(→,\s\up7(初篩))選出50株eq\o(→,\s\up7(復(fù)篩))選出5株eq\o(→,\s\up7(X射線處理))多輪重復(fù)篩選A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高解析X射線既可轉(zhuǎn)變基因的堿基序列引起基因突變，又能造成染色體片段損傷導(dǎo)致染色體變異。圖中是高產(chǎn)糖化酶菌株的人工定向選擇過程。通過此篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株的其他性狀未必符合生產(chǎn)要求，故不肯定能直接用于生產(chǎn)。誘變可提高基因的突變率，但每輪誘變相關(guān)基因的突變率不肯定都會明顯提高。答案D【典例2】(2021·上海卷)編碼酶X的基因中某個堿基被替換時，表達(dá)產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。如表顯示了與酶X相比，酶Y可能消滅的四種狀況，對這四種狀況消滅的緣由推斷正確的是()A．狀況①肯定是由于氨基酸序列沒有變化B．狀況②肯定是由于氨基酸間的肽鍵數(shù)削減了50%C．狀況③可能是由于突變導(dǎo)致了終止密碼位置變化D．狀況④可能是由于突變導(dǎo)致tRNA的種類增加解析某個堿基被替換，狀況①氨基酸的序列可能發(fā)生了變化。狀況②X與Y氨基酸的數(shù)目相等，肽鍵數(shù)可能不變。狀況③Y與X的氨基酸數(shù)目比小于1，編碼的氨基酸的數(shù)量削減，可能是由于突變導(dǎo)致了終止密碼位置變化。突變不會導(dǎo)致tRNA的種類增加。答案C思維發(fā)散就“插入”、“缺失”、“替換”而言，哪類堿基序列轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的變異幅度更大？有無例外？提示基因結(jié)構(gòu)中堿基對的替換往往僅涉及一個氨基酸轉(zhuǎn)變(也可能不變)，影響相對較小，但堿基對增加、缺失將引發(fā)轉(zhuǎn)變部位之后的“連鎖反應(yīng)”，故其影響較大，但若增加、缺失正好處于轉(zhuǎn)錄相鄰密碼子的序列之間，且為3或3的倍數(shù)個堿基，則影響也可能較小。1．圖解基因突變機(jī)制2．顯性突變和隱性突變的判定(1)類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(顯性突變：aa→Aa當(dāng)代表現(xiàn),隱性突變：AA→Aa當(dāng)代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn),即為純合子))(2)判定方法：①選取突變體與其他已知未突變體(即野生型)雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)推斷。②讓突變體自交，觀看子代有無性狀分別而推斷。3．基因突變對性狀的影響(1)基因突變可轉(zhuǎn)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(終止密碼子推后消滅)；③肽鏈縮短(終止密碼子提前消滅)；④肽鏈中氨基酸種類轉(zhuǎn)變；以上轉(zhuǎn)變會引發(fā)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變，進(jìn)而引發(fā)生物性狀的轉(zhuǎn)變。(2)有些基因突變并不能轉(zhuǎn)變生物性狀，其緣由如下：①基因不表達(dá)；②密碼子轉(zhuǎn)變但其打算的氨基酸不變；③有些突變轉(zhuǎn)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；④基因突變發(fā)生在體細(xì)胞中其有性生殖的子代不發(fā)生性狀轉(zhuǎn)變；⑤基因突變發(fā)生在精子的細(xì)胞質(zhì)基因中；⑥基因突變發(fā)生在顯性純合子中。另外，基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)及編碼區(qū)的內(nèi)含子等狀況下也不肯定引起生物性狀的轉(zhuǎn)變。易錯警示！與基因突變有關(guān)的7個易錯點(1)原核生物及病毒DNA復(fù)制時均可發(fā)生基因突變。(2)基因突變肯定會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，但卻不肯定引起生物性狀的轉(zhuǎn)變。(3)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的轉(zhuǎn)變，基因的數(shù)目和位置并未轉(zhuǎn)變。(4)生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是由于生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。(5)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸地上則為不利變異，而在多風(fēng)的島嶼上則為有利變異。(6)基因突變不只發(fā)生在分裂過程中(已分化的細(xì)胞也可能被誘發(fā)基因突變)。(7)RNA病毒中，基因突變指RNA中堿基的轉(zhuǎn)變、增加和缺失，其突變率遠(yuǎn)大于DNA的突變率。[跟進(jìn)題組]1．(2022·山東濟(jì)寧一模，3)小白鼠體細(xì)胞內(nèi)的6號染色體上有P基因和Q基因，它們編碼各自蛋白質(zhì)的前3個氨基酸的DNA序列如下圖，起始密碼子均為AUG。下列敘述正確的是()A．若箭頭處的堿基突變?yōu)門，則對應(yīng)反密碼子變?yōu)閁AGB．基因P和基因Q轉(zhuǎn)錄時都以b鏈為模板合成mRNAC．若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了基因突變D．基因P在該動物神經(jīng)細(xì)胞中數(shù)目最多時可有4個解析起始密碼子均為AUG，對應(yīng)DNA模板鏈堿基為TAC，故基因P以b鏈為模板鏈，基因Q以a鏈為模板鏈，故B錯?；騋對應(yīng)密碼子為AUG、GUC、UCC。箭頭處的堿基突變?yōu)門，對應(yīng)密碼子突變?yōu)锳UC，則反密碼子變?yōu)閁AG，故A正確。若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(缺失)，故C錯。動物神經(jīng)細(xì)胞不再分裂，基因不再復(fù)制，故最多有2個基因P，在1對同源染色體上，故D錯。答案A2．(2022·四川成都外國語學(xué)校二模，3)某生物小組種植的純種高莖豌豆，自然狀態(tài)下卻消滅了矮莖后代。小組成員有的認(rèn)為是基因突變的結(jié)果，有的認(rèn)為是環(huán)境引起的。為檢驗是何種緣由導(dǎo)致矮莖豌豆消滅，該小組成員設(shè)計了如下幾種試驗方案，其中最簡便的方案是()A．分析種子中基因序列B．將矮莖種子在良好的環(huán)境條件下種植(讓它們自交)，再觀看后代的性狀表現(xiàn)C．將得到的矮莖豌豆與純合高莖豌豆雜交，觀看后代的性狀表現(xiàn)D．以上方案都不合理解析植物鑒定的方法最簡潔的是自交，對該矮莖后代而言假如在正常環(huán)境條件下，自交后代中有矮莖的消滅說明其矮莖性狀是基因突變引起的，假如后代全是高莖說明是環(huán)境引起的不行遺傳的變異，故選B。答案B考點二基因重組[典例引領(lǐng)]【典例1】(福建高考)細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是()A．染色體不分別或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異B．非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組C．染色體復(fù)制時受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變D．非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異解析基因突變、染色體變異既可發(fā)生于有絲分裂過程中也可發(fā)生于減數(shù)分裂過程中，但非同源染色體自由組合導(dǎo)致的基因重組僅發(fā)生于減數(shù)分裂過程中。答案B互動探究除本題B選項所述外，還有一種類型的變異也可導(dǎo)致基因重組，該變異是如何發(fā)生的？提示另一種類型的基因重組是減數(shù)分裂四分體時期，因同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換而導(dǎo)致的基因重組。【典例2】(2022·江蘇單科，14)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(見圖)。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()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)其次次分裂時姐妹染色單體3與4自由分別C．減數(shù)其次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從題中信息可知，突變植株為父本，減數(shù)分裂產(chǎn)生的雄配子為?b和?B，后者不育。正常狀況下，測交后代表現(xiàn)型應(yīng)都為白色性狀，而題中已知測交后代中部分為紅色性狀，推知父本減數(shù)分裂過程中產(chǎn)生了含B基因的可育花粉，而產(chǎn)生這種花粉最可能的緣由是減Ⅰ同源染色體聯(lián)會時非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，故D最符合題意。答案D1．比較基因突變與基因重組比較基因突變基因重組本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了新基因，轉(zhuǎn)變了基因的“質(zhì)”，但未轉(zhuǎn)變基因的量，可能消滅新性狀原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，但沒有產(chǎn)生新基因，也不會產(chǎn)生新性狀，只是原有性狀重新組合時期、緣由有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期，DNA分子中堿基對的增加、缺失和替換減數(shù)第一次分裂四分體時期的交叉互換、減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因的自由組合條件外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用有性生殖過程中的減數(shù)分裂適用范圍全部生物均可發(fā)生(包括病毒)，具有普遍性真核生物有性生殖的核基因遺傳(通常也適用于基因工程)發(fā)生概率很小格外大應(yīng)用通過誘變育種可培育新品種通過雜交育種可培育出新的優(yōu)良品種2.關(guān)注基因突變和基因重組的意義比較項目基因突變基因重組生物變異生物變異的“根本”來源生物變異的“重要”來源生物進(jìn)化為生物進(jìn)化供應(yīng)原始材料為生物進(jìn)化供應(yīng)“豐富”的材料生物多樣性形成生物多樣性的“根本”緣由形成生物多樣性的“重要”緣由之一[跟進(jìn)題組]1．下列甲、乙分裂過程中產(chǎn)生配子時發(fā)生的變異分別屬于()A．基因重組，不行遺傳變異B．基因重組，基因突變C．基因突變，不行遺傳變異D．基因突變，基因重組解析甲過程中的“a”基因是從“無”到“有”，屬于基因突變，而乙過程中的A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進(jìn)行了重新組合。答案D2．(2022·海淀二模)突變基因雜合細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時，消滅了如圖所示的染色體片段交換，這種染色體片段交換的細(xì)胞連續(xù)完成有絲分裂后，可能