2018屆高考生物一輪復習第七單元生物的變異育種與進化第20講基因突變與基因重組.pptx

1、第20講基因突變與基因重組,最新考綱1.基因重組及其意義()。2.基因突變的特征和原因()。,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),GAA,GUA,DNA復制,轉錄,翻譯,a,血紅蛋白,基因突變,2.基因突變要點歸納,基因結構,有絲分裂間期,減分裂前的間期,普遍性,任何時期和部位,低頻性,不定向性,多害少利性,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相同。(2016全國卷，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)

2、( ) (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)( ),以上內容主要源自教材必修2 P8082基因突變和基因重組相關知識。全面把握基因突變、基因重組內涵、特點、發(fā)生范圍及其在育種上的應用是解題關鍵。,2.(教材P82“批判性思維”改編)基因突變頻率很低，而且大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，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

3、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。,(2015海南卷，19)關于等位基因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GC被堿基對AT替換可導致基因突變 D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導致基因b的突變 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、

4、D正確。,基因突變的特點及意義,B,基因突變與生物性狀的關系 (1)基因突變引起生物性狀的改變,(2)基因突變未引起生物性狀改變的4大原因 突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。 密碼子簡并性：若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對應的是同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀不改變。 隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個Aa，此時性狀也不改變。 有些突變改變了蛋白質中個別氨基酸的位置，但該蛋白質的功能不變。,【即學即練】,(2017天津五區(qū)期末，23)利用X射線處理長翅果蠅，成功地使生殖細胞內的翅長基因(M)中的堿基對AT變?yōu)镚C，經(jīng)多次繁殖后子代中果蠅的翅長未見異常。下列分析正確的是()

5、A.此次突變?yōu)殡[性突變 B.突變后的基因轉錄產(chǎn)物發(fā)生了改變 C.突變后的基因控制合成的蛋白質一定發(fā)生了改變 D.突變后的基因控制合成的蛋白質一定未發(fā)生改變,解析基因中堿基對發(fā)生了改變，則基因的轉錄產(chǎn)物也會發(fā)生改變，B正確；密碼子具有簡并性，基因突變后，密碼子發(fā)生改變，但對應的氨基酸種類可能不變，所以控制合成的蛋白質不一定發(fā)生了改變，即使對應的氨基酸種類發(fā)生改變，該蛋白質功能也可能未受影響，所以不影響生物的性狀，C、D錯誤；若該突變?yōu)殡[性突變，則經(jīng)過多次繁殖后子代中果蠅的翅長會出現(xiàn)異常，A錯誤。 答案B,(2010全國卷)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

6、出現(xiàn)是花色基因突變的結果。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，從而導致基因結構的改變。 答案B,基因突變的機制,1.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,【即學即練】,科研人員研究小鼠癌變與基因突變的關系。如圖為小鼠結腸癌發(fā)生過程中細胞形態(tài)和部分染色體上基因的變化關系，以下敘述正確的是(),A.結腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結果 B.圖示中與結腸癌有關的多個基因互為等

7、位基因 C.癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生了變化但其遺傳物質未改變 D.小鼠細胞中與癌變有關的基因是突變才產(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的基因在癌變前已經(jīng)存在，D錯誤。 答案A,基因突變類型的判斷,(2016全國卷，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

8、位的變異，也可發(fā)生以_為單位的變異。 (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

9、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)生性狀分離方可認定為純合子，進而分離出來。 答案(1)少(2)染色體(3)一二三二,1.顯性突變和隱性突變的

10、判斷,2.突變的具體形式的判斷 (1)確定突變的形式：若只是一個氨基酸發(fā)生改變，則一般為堿基對的替換；若氨基酸序列發(fā)生大的變化，則一般為堿基對的增添或缺失。 (2)確定替換的堿基對：一般根據(jù)突變前后轉錄成的mRNA的堿基序列判斷，若只有一個堿基存在差異，則該堿基所對應的基因中的堿基就為替換的堿基。,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,(1)交叉互換：四分體的非姐妹染色單體的交叉互換(發(fā)生在減前期的四分體時期),(2)自由組合：位于非同源染色體上非等位基因自由組合(發(fā)生在減后期),(3)人工重組：轉基因技術(人為條件下進行的)，即基因工程。 (4)肺炎雙

11、球菌轉化實驗：R型細菌轉化為S型細菌。,3.結果 產(chǎn)生新的_，導致_出現(xiàn)。 4.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。,基因型,重組性狀,生物變異,生物進化,生物多樣性,如圖為某種生物中的部分染色體發(fā)生的兩種變異的示意圖，圖中和、和、和分別互為同源染色體。請思考：,(1)圖a和圖b所示的變異類型有何不同？它們的變異可發(fā)生于何時期？ (2)圖a、b哪一種變異是“正常發(fā)生”的？哪類變異屬“遺傳病”？,(3)如圖c為某種變異的結果，這應由a、b中哪類變異引起？,圖c,提示(1)圖a中和為一對同源染色體，其上的非姐妹染色單體互換片段，該變異屬于基因重組，此過

12、程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時期；圖b中和為非同源染色體，上的片段移接到上引起的變異屬于染色體結構變異，該過程可發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂等過程中。 (2)圖a基因重組為正常變異，可增加配子多樣性，而圖b為異常變異，屬染色體結構變異的“遺傳病”。 (3)圖c的產(chǎn)生原因是圖a(四分體時期交叉互換所致)。,1.(2017山西省高平市高三百校大聯(lián)考)下列關于精子的形成過程和卵細胞的形成過程，分析正確的是() A.若一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生4種配子，則該過程中可能發(fā)生了交叉互換 B.若一個卵原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生1種配子，則該過程中不應發(fā)生了交叉互換 C.在減數(shù)第一次分裂的前期和后期，細胞內所有非等位

13、基因都會進行自由組合 D.在減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂或減數(shù)第二次分裂,基因重組特點、意義,解析若一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生4種配子，則該過程中很可能發(fā)生了交叉互換，A正確；無論有沒有交叉互換和基因突變，一個卵原細胞經(jīng)減數(shù)分裂也只能產(chǎn)生1種配子，B錯誤；在減數(shù)第一次分裂的前期，細胞內的非等位基因可以進行重組，但不能稱為自由組合，另外在減數(shù)第一次分裂的后期，同源染色體上的非等位基因也不能自由組合，C錯誤；在減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目減半只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，D錯誤。 答案A,2.(2017湖南省永州二模)下列說法正確的是() A.由于堿基對的改變而引起DNA分子結構的改

14、變就是基因突變 B.基因突變會改變基因的種類及基因在染色體上的位置 C.任何真核生物的基因組測序都是測定其體細胞中一個染色體組的全部基因序列 D.一對等位基因在有性生殖時不會發(fā)生基因重組，一對同源染色體上的基因在有性生殖時可能發(fā)生基因重組,解析基因是有遺傳效應的DNA片段，如果由于堿基對的改變而引起DNA分子結構的改變，但是基因結構沒有發(fā)生改變則不屬于基因突變，A錯誤；基因突變會改變基因的種類，但是基因在染色體上的位置并不發(fā)生改變，B錯誤；人類基因組計劃的目的是測出人類基因組DNA的30億個堿基對的序列，其中包括22條常染色體和XY兩條性染色體，而不是對一個染色體組(23條染色體)進行測序，C

15、錯誤；一對等位基因在有性生殖時不會發(fā)生基因重組，一對同源染色體上的基因在有性生殖時可能發(fā)生基因重組，即四分體中位于非姐妹染色單體上的非等位基因發(fā)生交叉互換，D正確。 答案D,1.基因重組只是“原有基因間的重新組合”。 2.自然條件下基因重組發(fā)生在配子形成過程中，而不是受精作用發(fā)生時。 3.基因重組一般發(fā)生于“有性生殖”產(chǎn)生配子的過程中，無性生殖的生物不發(fā)生，有性生殖的個體體細胞增殖時也不會發(fā)生。 4.雜合子(Aa)自交產(chǎn)生的子代出現(xiàn)性狀分離，不屬于基因重組的原因是A、a控制的性狀是同一性狀中的不同表現(xiàn)型，而非“不同性狀”。,5.關注基因突變和基因重組的?？肌瓣P鍵詞”,(經(jīng)典高考)某植株的一條染

16、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(),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

17、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D,“三看法”判斷基因突變與基因重組,【方法體驗】,(2017湖南省長沙市高三?？?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?

18、1 B.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?C.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?D.交叉互換發(fā)生在有絲分裂中為染色體結構變異，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,易錯防范清零,易錯清零,易錯點1誤認為“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 基因是有遺傳效應的DNA片段，不具有遺傳效應的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。 有些病毒(如SARS病毒)的遺傳物質是RN

19、A，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構簡單，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

20、因。,易錯點4誤認為基因突變都能遺傳給后代,點撥基因突變如果發(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部結構，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.過程發(fā)生了基因結構的改變，增加了基因的種類 B.過程為轉錄，是以脫氧核苷酸為原料，在有關酶的催化下完成的 C.轉運纈氨酸的tRNA一端裸露的三個堿基是CAT D.控制血紅蛋白的基因中任意一個堿基發(fā)生替換都會引起鐮刀型細胞貧血癥,解析過程表示DNA的復制，該過程中發(fā)生了基因突變，導致基因結構改變，產(chǎn)生了新基因，增加了基因的種類，A正確；過程為轉錄，是以核糖核苷酸為原料，在有關酶的催化下