2018屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第七單元生物的變異育種與進(jìn)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(shí)例鐮刀型細(xì)胞貧血癥,考點(diǎn)一基因突變(5年14考),GAA,GUA,DNA復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,翻譯,a,血紅蛋白,基因突變,2.基因突變要點(diǎn)歸納,基因結(jié)構(gòu),有絲分裂間期,減分裂前的間期,普遍性,任何時(shí)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(duì)細(xì)胞染色觀察核酸分布所用核心技術(shù)相同。(2016全國卷，2C)( ) (2)基因的自發(fā)突變率雖然很低，但對(duì)進(jìn)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(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的。(2013海南，22A改編)( ),以上內(nèi)容主要源自教材必修2 P8082基因突變和基因重組相關(guān)知識(shí)。全面把握基因突變、基因重組內(nèi)涵、特點(diǎn)、發(fā)生范圍及其在育種上的應(yīng)用是解題關(guān)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(duì)生物體是有害的，但為何它仍可為生物進(jìn)化提供原材料？,提示對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的，就整個(gè)物種來看，在漫長的進(jìn)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(duì)生物的進(jìn)化有重要意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。,(2015海南卷，19)關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯(cuò)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(huì)影響基因B和基因b的突變率 C.基因B中的堿基對(duì)GC被堿基對(duì)AT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 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(cuò)誤；基因突變包括堿基對(duì)的替換、增添、缺失三種情況，C選項(xiàng)屬于替換，D選項(xiàng)屬于增添，C、

4、D正確。,基因突變的特點(diǎn)及意義,B,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,(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(duì)應(yīng)的是同一種氨基酸，此時(shí)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(gè)Aa，此時(shí)性狀也不改變。 有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變。,【即學(xué)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(xì)胞內(nèi)的翅長基因(M)中的堿基對(duì)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(zhuǎn)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(zhì)一定發(fā)生了改變 D.突變后的基因控制合成的蛋白質(zhì)一定未發(fā)生改變,解析基因中堿基對(duì)發(fā)生了改變，則基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物也會(huì)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(duì)應(yīng)的氨基酸種類可能不變，所以控制合成的蛋白質(zhì)不一定發(fā)生了改變，即使對(duì)應(yīng)的氨基酸種類發(fā)生改變，該蛋白質(zhì)功能也可能未受影響，所以不影響生物的性狀，C、D錯(cuò)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(huì)出現(xiàn)異常，A錯(cuò)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(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(xì)胞的DNA含量 D.細(xì)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(jī)制,1.分析基因突變的發(fā)生機(jī)制,2.不同誘因誘發(fā)基因突變的原理,【即學(xué)即練】,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(xì)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(gè)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(gè)基因互為等

7、位基因 C.癌細(xì)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(xì)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(xì)胞癌變是多個(gè)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(cuò)誤；細(xì)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(cuò)誤；小鼠細(xì)胞中與癌變有關(guān)的基因在癌變前已經(jīng)存在，D錯(cuò)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(duì)的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)。 (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(gè)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(duì)替換、增添或缺失，而染色體變異往往會(huì)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(duì)數(shù)目會(huì)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(gè)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(shí)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(jìn)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(gè)氨基酸發(fā)生改變，則一般為堿基對(duì)的替換；若氨基酸序列發(fā)生大的變化，則一般為堿基對(duì)的增添或缺失。 (2)確定替換的堿基對(duì)：一般根據(jù)突變前后轉(zhuǎn)錄成的mRNA的堿基序列判斷，若只有一個(gè)堿基存在差異，則該堿基所對(duì)應(yīng)的基因中的堿基就為替換的堿基。,1.概念,考點(diǎn)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(shí)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(zhuǎn)基因技術(shù)(人為條件下進(jìn)行的)，即基因工程。 (4)肺炎雙

11、球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。,3.結(jié)果 產(chǎn)生新的_，導(dǎo)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(jìn)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(qǐng)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(shí)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(jié)果，這應(yīng)由a、b中哪類變異引起？,圖c,提示(1)圖a中和為一對(duì)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(shí)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)變異的“遺傳病”。 (3)圖c的產(chǎn)生原因是圖a(四分體時(shí)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(guān)于精子的形成過程和卵細(xì)胞的形成過程，分析正確的是() A.若一個(gè)精原細(xì)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(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生1種配子，則該過程中不應(yīng)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(xì)胞內(nèi)所有非等位

13、基因都會(huì)進(jìn)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(diǎn)、意義,解析若一個(gè)精原細(xì)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(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂也只能產(chǎn)生1種配子，B錯(cuò)誤；在減數(shù)第一次分裂的前期，細(xì)胞內(nèi)的非等位基因可以進(jìn)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(cuò)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(cuò)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(duì)的改變而引起DNA分子結(jié)構(gòu)的改

14、變就是基因突變 B.基因突變會(huì)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(xì)胞中一個(gè)染色體組的全部基因序列 D.一對(duì)等位基因在有性生殖時(shí)不會(huì)發(fā)生基因重組，一對(duì)同源染色體上的基因在有性生殖時(shí)可能發(fā)生基因重組,解析基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，如果由于堿基對(duì)的改變而引起DNA分子結(jié)構(gòu)的改變，但是基因結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變則不屬于基因突變，A錯(cuò)誤；基因突變會(huì)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(cuò)誤；人類基因組計(jì)劃的目的是測出人類基因組DNA的30億個(gè)堿基對(duì)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(duì)一個(gè)染色體組(23條染色體)進(jìn)行測序，C

15、錯(cuò)誤；一對(duì)等位基因在有性生殖時(shí)不會(huì)發(fā)生基因重組，一對(duì)同源染色體上的基因在有性生殖時(shí)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(shí)。 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(gè)體體細(xì)胞增殖時(shí)也不會(huì)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(guān)注基因突變和基因重組的常考“關(guān)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(shí)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(shí)姐妹染色單體3與4自由分離 C.減數(shù)第二次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間自由組合 D.減數(shù)第一次分裂時(shí)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(gè)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(gè)體只有個(gè)別表現(xiàn)為紅色；若是減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，因?yàn)榻徊婊Q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(huì)出現(xiàn)部分(不是個(gè)別)紅色性狀，D項(xiàng)正確。 答案D,“三看法”判斷基因突變與基因重組,【方法體驗(yàn)】,(2017湖南省長沙市高三?？?在減數(shù)分裂中每對(duì)同源染色體配對(duì)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞在分裂時(shí)出現(xiàn)了交叉互換，下列相關(guān)敘述錯(cuò)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(shí)含有正?；蚝屯蛔兓虻淖蛹?xì)胞 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?xì)胞 D.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(cuò)誤。 答案D,易錯(cuò)防范清零,易錯(cuò)清零,易錯(cuò)點(diǎn)1誤認(rèn)為“DNA中堿基對(duì)的增添、缺失、改變”就是“基因突變”,點(diǎn)撥DNA中堿基對(duì)的增添、缺失、改變基因突變 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(duì)的改變。 有些病毒(如SARS病毒)的遺傳物質(zhì)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(cuò)點(diǎn)2誤認(rèn)為基因突變只發(fā)生在分裂“間期”,點(diǎn)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(duì)DNA的損傷不僅發(fā)生在間期，而是在各個(gè)時(shí)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(duì)，所以基因突變不只發(fā)生在間期細(xì)胞不分裂時(shí)也可發(fā)生基因突變。,易錯(cuò)點(diǎn)3誤認(rèn)為基因突變都產(chǎn)生等位基因,點(diǎn)撥不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個(gè)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(gè)新基

20、因。,易錯(cuò)點(diǎn)4誤認(rèn)為基因突變都能遺傳給后代,點(diǎn)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(cuò)點(diǎn)5誤認(rèn)為基因突變會(huì)使得基因“位置”或“數(shù)目”發(fā)生改變,點(diǎn)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(duì)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(xì)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(cuò)小練,A.過程發(fā)生了基因結(jié)構(gòu)的改變，增加了基因的種類 B.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(yùn)纈氨酸的tRNA一端裸露的三個(gè)堿基是CAT D.控制血紅蛋白的基因中任意一個(gè)堿基發(fā)生替換都會(huì)引起鐮刀型細(xì)胞貧血癥,解析過程表示DNA的復(fù)制，該過程中發(fā)生了基因突變，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生了新基因，增加了基因的種類，A正確；過程為轉(zhuǎn)錄，是以核糖核苷酸為原料，在有關(guān)酶的催化下