2022年新课标高中生物专题复习必修II第生物的变异-基因突变和基因重组 .pdf

1 / 11 第五单元生物的变异第 1 节基因突变和基因重组课标解读通过典型实例分析说明基因突变的特征和原因；举例说明基因重组及其意义；举例说明基因突变和基因重组在育种上的应用。知识网络体系概念 DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失或改变引起的基因结构的改变。基因突变外因：由于某些外界环境条件（如温度骤变、各种射线等）或者生物内部因素（如异常代谢产物等）等作用。原因内因： DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。特点普遍性、随机性、不定向性、稀有性、多害少利性。实例镰刀型细胞贫血症应用诱变育种利用物理或化学的因素来处理生物，使其发生基因突变。意义是生物变异的根本来源。为生物进化提供了最初的原材料。基因重组概念指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自由组合型减分后期，非同源染色体自由组合，非等位基因随之自由组合。类型交换型减数分裂四分体时期，同源染色体上的等位基因有时会随非姐妹染色单体的交换而交换，导致染色单体上的基因重新组合。应用杂交育种是将两个和多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。意义是生物变异的来源，对生物的进化具有重要的意义。重难点归纳重点基因突变的概念和特点。基因重组的概念。难点基因突变的概念。复习策略将基因突变与基因重组知识进行归纳与比较，增加知识的系统性、逻辑性、条理性便于理解与记忆；结合重难点选择典型的综合题，以强化对重难点知识的理解与认识。经典例题解读精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页2 / 11 例题 1 如果基因中4种脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，这一变化一定导致（）A遗传性状改变B遗传密码改变C遗传信息改变D遗传规律改变解读 基因中4 种脱氧核苷酸的排列顺序发生改变有3 种情况：碱基对的增添、缺失或改变。如果在基因中增添或缺失一个碱基，必然会在增添或缺失点的后边脱氧核普酸的排列顺序发生改变，从而在转录。翻译成蛋白质时，后半部分的氨基酸的种类的排列顺序全部发生改变。但如果是改变一个碱基，由于遗传密码具有简并性( 即一个氨基酸不一定是一个密码子，有些氨基酸有几个密码子，如亮氨酸有6 个密码子 ) 。改变一个碱基，密码子发生了改变，由一个密码子换成了另一个密码子，但经转录翻译成的蛋白质中，氨基酸没有变化。改变了一个碱基，并未引起蛋白质的改变，那么这个碱基的改变也就不能算引起遗传信息的变化。选项中的遗传密码是指mRNA 上的碱基排列顺序，不能理解为遗传密码表上的3 个碱基决定一个氨基酸的规则，这个规则是不能改变的。基因突变是不可能改变遗传规律的，基因突变引起的性状改变按照遗传规律一代一代传递下去。答案 B 例题 2 进行有性生殖的生物，下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是（）A基因重组 B 基因突变 C 可遗传的变异 D 染色体变异解读 进行有性生殖的生物，上下代之间发生差异可以是由于基因重组，基因突变和染色体变异引起，但后两者只要外部环境条件和内部生理过程不发生剧变，一般均不会发生，表现出低频性。而基因重组却是进行有性生殖的必然过程，生物的染色体数越多，其上携带的等位基因越多，后代中产生基因重组的变异种类也越多。答案： A 例题 3 下列关于基因突变的叙述中，正确的是（）A生物随环境改变而产生适应性的突变B由于细菌的数量多、繁殖周期短，因此其基因突变率很高C基因突变在自然界的物种中广泛存在D自然状态下的突变是不定向的，而人工诱发的突变是定向的解读 生物的突变具有随机性和不定向性，因此产生的适应性突变不是随环境改变而产生的，而是由于环境的选择而保留下来的。A 为错误答案。细菌的数量多，只能说明突变的机会多，而不能说明突变频率大。因此B 错。人工诱发的突变，需要再经人工的选择，才能得到人们所需的优良品种，而在此过程中，大批不利变异都被淘汰了，所以突变的过程还是不定向的。因此D错。答案： C 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页3 / 11 例题4 用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这种变异是（） A、染色体变异 B、基因重组 C、人工诱变 D、自然突变解读 细菌属于原核生物，细胞核区中无染色体，因而细菌产生的变异不可能是染色体变异，又由于细菌的繁殖属于二分裂，因而产生后代时不会进行基因重组，基因突变又包括自然突变和人工诱变，自然突变是发生在自然条件下。答案： C 例题 5 （2000 上海） 昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶活性合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。根据上述资料回答：（1）人工诱变在生产实践中已取得广泛应用，因为它能提高，通过人工选择获得。（2）酯酶的化学本质是，基因控制酯酶的合成要经过和两个过程。（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于，（4）请你说出一项上述科研成果的实际应用。解读 本题综合了人工诱变育种及其在生产实践中的应用，通过基因工程生产能保护环境的细菌以及基因控制性状的过程等生物学知识，以此引导学生关注生物科技新成就。（1）诱变可以提高突变频率（另外还能大幅度改良性状、缩短育种年限等），通过人工选择获得人们所需要的突变性状，因而在生产实践中得到广泛应用。（2）当产生了高酯酶活性有关的基因后，就可控制酯酶合成的基因随着细菌DNA的复制而复制，并在后代中得以基因表达。酯酶的化学本质是蛋白质，基因控制蛋白质的合成需转录和翻译两个连续的过程。（3）由于该科研成果的应用前景应紧扣题干信息强调保护环境，因此可降解污水中的有机农药，其带来的间接后果是避免了有机磷农药的污染，保护了环境。特别点评 ：用生物学基本原理来分析研究现代生命科学前沿课题是新高考的方向。其解题思路一般为：阅读情景材料理解：材料筛选思维整合：确定概念原理联系材料：组织答案。答案：（ 1）基因突变频率人们所需要的突变性状（2）蛋白质转录翻译（3）控制酯酶合成的基因随着细菌DNA分子复制而复制，并在后代中表达。（4）用于降解污水中的有机磷农药，以保护环境。例题6 小麦抗锈病 (T) 对易染病 (t) 为显性，易倒伏(D) 对抗倒伏 (d) 为显性。 Tt位于一对精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页4 / 11 同源染色体上，Dd 位于另一对同源染色体上。现用抗病但易倒伏纯种和易染病抗倒伏的纯种品种杂交，来培育既抗病又抗倒伏的高产品种。请回答：(1)F2代中，选种的数量大约占F2的（） A.169B.163C.161D.164(2) 抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（）A.DT BDt C ddTT D Ddtt (3)F2代中理想基因型应占（） A.31B.32C.161D.162(4)F2代选种后，下一步应（） A杂交 B.测交C 自交D回交解 读先 画 出 遗 传图：根据上述遗传图解答：(1) 选种是指选育符合要求的表现型抗倒伏抗锈病，选种的数量大约占F2的 316。(2) 在 F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2 种:ddTT 和 ddTt 。符合生产要求的应是纯合体，因为纯合体自交后代不发生性状分离，基因型是ddTT。(3) 在 F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2 种： ddTT 和 ddTt 。其中ddTT占 13，ddTt占 23。(4) 由于F2中表现型为抗倒伏又抗锈病的类型中既有纯合体又有杂合体，所以应让其连续自交若干代，不断选种、观察，直到不发生性状分离为止。所以选种后应是自交。答案（ 1）B（ 2）C（3）C(4)C基础试卷训练一、选择题（每小题2 分共 50 分）1（ 2003 综）人类16 号染色体上有一段DNA 序列，决定血红蛋白的氨基酸组成。这个DNA 序列的某一对碱基发生改变而引起镰刀型细胞贫血症。这种改变属于A.基因突变B.基因重组精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页5 / 11 C.染色体结构的变化D. 染色体数目的变化2(1999 上海 ) 在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄结的果是黄色的，这是因为该株番茄（） A发生基因突变B发生染色体畸变C发生基因重组D生长环境发生变化3肺炎双球菌抗药性可遗传的变异来源是（）A基因重组B基因突变C染色体变异D A、B、C都有可能4有性生殖的出现直接推动了生物的进化，其原因是（） A有性生殖是高等生物所存在的生殖方式 B.有性生殖是经过两个性生殖细胞的结合 C有性生殖细胞是由减数分裂形成的D通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物的变异性5某基因的一个片断在解旋时，a 链发生差错，C 变成 G ，该基因复制了3 次，发生突变的基因占全部基因的A100% B 50% C25% D12. 5% 6如果 DNA分子的模板链的TAA突变成 TAC ，则相应的遗传密码A由 UAA突变成 AUU B由AUU 突变成AUG C由 UAA突变成 UAC D由AUG突变成AUU 7 基 因 突 变 是 生 物 进 化 的 重 要 因 素 ， 其 主 要 作 用 是 为 进 化 提 供（）A、重组的基因型 B、多种新基因 C 、更多的有利变异 D、可遗传的变异8下列实例中，能够说明突变对生物本身的利与害具有相对性的是A玉 M绿色苗中出现白化苗B晚熟水稻中出现早熟植株C高秆作物中出现矮秆植株D高粱作物中出现雄性不育株9下列关于自然突变的叙述错误的是A自然突变的频率低B自然突变是随机发生的C自然突变是不定向的D自然突变只产生在个别生物个别基因10镰刀型细胞贫血症的病因是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页6 / 11 A细胞形状异常 B控制合成血红蛋白分子的基因中的碱基序列发生改变C食物中缺铁引起D血红蛋白分子多肽链上的一个谷氨酸被缬氨酸所代替11下面列举几种可能诱发基因突变的原因，其中哪项是不正确的A杂交 B射线的辐射作用C亚硝酸处理D激光照射12下面叙述的变异现象，可遗传的是A割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因而部分改变的第二性征B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花13基因突变发生在ADNA RNA的过程中BDNA DNA的过程中CRNA 蛋白质的过程中DRNA 携带氨基酸的过程中14若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自A基因突变B基因重组C环境影响D染色体变异15杂交育种依据的主要遗传学原理是A染色体变异B基因分离C基因自由组合D基因突变16下列不容易发生基因突变的细胞是（）A神经细胞 B正在无丝分裂的蛙的红细胞C蛙原肠胚细胞 D 正进行减数分裂的精原细胞17科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离开来，将单个细胞放在配制的培养基上进行培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（）A彼此性状极相似 B变异频率较高C都是单倍体 D都是纯合体18（ 2004 江苏）将纯种小麦播种于生产田，发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是A. 基因重组引起性状分离B环境引起性状变异C隐性基因突变成为显性基因D染色体结构和数目发生了变化19果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，一个大约有109只果蝇的种群，每一代出现的基因突变数是A2 09 B2 08C2 07 D0820、原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小A. 置换单个碱基对B. 增加 4 个碱基对精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页7 / 11 C. 缺失 3 个碱基对D. 缺失 4 个碱基对21、 2000 年 8 月 12 日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海域沉入海底，泄漏的核物质有放射性极易导致海洋生物发生变异，这种变异属于A细胞灼伤 B基因突变 C基因互换 D基因重组22、（ 2002 上海）下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A B C D 23、中国返回卫星搭载水稻种子，返回后经地面种植，培养出的水稻穗多粒大，营养成分高，这种育种属于A杂交育种B诱变育种C单倍体育种D多倍体育种24、水稻的糯性；无籽西瓜；黄圆豌豆绿皱豌豆绿圆豌豆，这些变异的来源依次是A环境改变、染色体变异、基因突变B染色体变异、基因突变、基因重组C基因突变、环境改变、基因重组D基因突变、染色体变异、基因重组25、一个碱基可加到DNA分子上或从DNA分子上除去，这种生物体DNA碱基顺序的变化属于A细菌转化B基因自由组合C基因突变D等位基因分离二、非选择题（除特别注明外，每空2 分，共 50 分）26、家兔的灰毛(A) 对白毛 (a) 为显性，短毛(B) 对长毛 (b) 为显性，控制这两对性状的基因独立遗传。现将长毛灰兔与短毛白兔两纯种杂交，再让F1的短毛灰兔交配获得F2，请分析回答：(1)F2中出现纯合体的几率是_。(2)F2中纯合体的类型最多有_种。(3)F2的短毛灰免中，纯合体的几率为_。 (5) 在F2 中非亲本表现型占的比例为_。(4) 在 F2 中短毛灰兔占的比例为_，雌性长毛灰兔的比例为_。27、（ 2004 广东综）良种对于提高农作物产量、品质、和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途径。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于，选育过程中性状的遗传遵循、和连锁互换等规律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于，实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页8 / 11 到植株。28、彩色小麦是河南南阳市著名育种专家周中普带领的科研小组，经过10 多年的努力，采用“化学诱变”“物理诱变”和“远缘杂交”三结合的育种方法培育而成的。其蛋白质、锌、铁、钙的含量均超过普通小麦，并含有普通小麦所没有的微量元素，种皮上呈现出不同的色彩，故被称为彩色小麦。目前，彩色小麦已被列入我国太空育种计划，以创造出更优质的小麦新品种。(1) “三结合”育种方法的原理是_和 _，“化学诱变”和“物理诱变”可以提高_，创造人类需要的_, “远缘杂交”由于亲本间的 _相差较大，因而_ 的可能性也大。(2) 假若杂交后子房壁的染色体数目为2N，则种皮、胚乳和胚的染色体数目依次为_。(3) 彩色小麦所含更多的微量元素是怎样吸收来的?_。(4) 作物空间育种技术相对于人工诱变育种的优势是_。29、用一定剂量的Co60射线照射处于萌动状态的棉花种子，其成活棉株的器官形态和生理代谢活动均发生显著变异。Co60 射线引起棉花变异的主要原因是_。由辐射处理种子长出的幼苗，有的出苗后不久死亡，绝大多数的单株产量和品质下降，这表明 _。( 每空 1 分）创新设计训练30、在野生大肠杆菌中多肽P是由 169 个氨基酸组成的，由N末端算起第161 到 165 位上的氨基酸序列是色161组162甲硫163谷164酪165。有一株大肠杆菌，其多肽P 的结构基因发生了突变，结果多肽P（突变后的P）仅含有165 个氨基酸。前160 个氨基酸的序列与野生型的相同，其他序列如下：色161组162甲硫163谷164酪165。在下列问题中假定突变种的 mRNA 与野生型的mRNA 仅有一个核苷酸之差。试回答：（1）写出野生型和突变型的mRN 中 161 至 165 的氨基酸密码子来（对于每一种氨基酸，只有一个密码是正确的，色氨酸的密码子为UGG）。（2）大肠杆菌其多肽P的结构基因发生了突变，该突变属于下列哪种类型？（）A、置换（替换）突变 B、插入突变C、缺失突变 D 、重复突变（3）在突变的mRNA 中，密码165 之后紧接着什么字母？第五单元生物的变异答案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页9 / 11 第 1 节基因突变和基因重组1、A 2、A 解读考查生物产生变异的原因。红果番茄作为品种应为纯合体，在栽种红果番茄的田地里发现一株黄果番茄，说明在果实颜色这一性状中出现了前所未有的表现类型，并且性状的变异率比较低，可以认为是发生了基因突变。并且基因重组引起的变化仅发生在一个个体上的可能性很小；根据本题条件，环境条件引发的变化也不能仅出现在一个个体上。而发生染色体畸变往往会引发多个性状改变。3、B 4、D 5、B 解读：由于是解旋时a 链发生差错，导致以a 链为模板链产生的子代DNA中碱基对发生改变，由这个DNA分子复制产生的子代DNA均会发生同样的突变，而b 链并未发生差错，因此以b 链作模板链产生的子代DNA的碱基排列顺序与该基因片段一致，其再复制后代也不会发生改变。6、B 7 、B 8、 C 解读白化苗对玉M的生存是不利的；早熟性状对水稻的生存和繁殖是有利的；雄性不育对高粱的繁殖是不利的；矮秆抗倒伏，对作物的生存是有利的；但矮秆不利于光合作用，对作物的生存又是不利的，所以高秆植株中出现矮秆突变植株，体现了突变对生物本身利害的相对性。9、D 10 、B 11 、A 12 、D 13、 B 解读考查基因突变发生的时间。基因突变是在DNA复制时，由于某种原因发生了差错而改变了基因的分子结构。A 项是转录， B 项为 DNA复制过程， C项为翻译过程，D 项是密码子与反密码子互补配对决定氨基酸顺序过程。14、 B 15 、 C 16 、A 17 、A 18 、B 19 、B 20 、D 21 、B 22、 B 解读考查基因重组原理及学生对生物科技的关注。培育太空椒是种子在失去重力作用下提高基因突变频率；“克隆”是一项无性繁殖技术，不经过两性生殖细胞的结合。杂交技术和转基因技术都是利用基因重组原理。23.B 24、 D 解读水稻的糯性来源于基因突变；无籽西瓜的培育利用的原理是染色体变异；黄圆豌豆绿皱豌豆绿圆豌豆利用的原理是基因重组。25、 C 解读基因突变方式至少有两大类：一类是碱基替换，即一个碱基对被另一个碱基对精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页10 / 11 所代替；另一类是碱基对数目的改变，即增加或减少一个或几个碱基对。26、（ 1）1/4 （2）4 （3）1/9 （ 4）9/16 3/32 （ 5）5/827、（ 1）基因重组基因分离定律基因自由组合定律（2）基因突变（ 3）多倍体28、（ 1）基因突变基因重组突变率变异类型遗传物质基础基因重组产生变异（ 2）2N、 3N、2N （ 3）根通过主动运输方式从土壤中吸收来的（ 4）在空间辐射和微重力等多种空间环境因素的综合作用下，种子内的遗传物质更容易发生突变。29 、解读考查生物变异的来源和基因突变的特点。依题所述，成活棉株的器官形态和生理代谢活动的变异是由一定剂量的Co60射线照射引起的，很显然是射线引起的基因突变。这些变异的性状，有的出苗后不久死亡，绝大多数单株产量和品质下降。说明基因突变具有不定向性及多数是有害的特点。答案：人工诱发基因突变基因突变是不定向的并且一般是有害的。30、解读：基因突变可以分为以下两种类型：碱基替换突变，即DNA 分子中一个嘌呤被另一个嘌呤所替代，或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。移码突变，即在DNA分子中插入或缺失一个或几个碱基对时，通过转录将使mRNA 上的原有密码系列的位置发生改变。因此替换突变只改变单个密码，而移码突变可改变一系列密码。本题由于只有三个核苷酸之差导致多肽P 中从 162 到 165 四个氨基酸发生改变，即改变了四个氨基酸的密码，故不可能发生替换突变，而只可能发生了移码突变，而且移动应该发生在第162 号密码子。野生型大肠杆菌第162 号是组氨酸密码子（CAU 或 CAC ），若发生缺失突变，无论缺少哪一个碱基都不能解释本题所述的结果，那么只可能发生插入突变，在野生型161 号和 162 号密码子之间插入1 个腺嘌呤核苷酸（A），则野生型162 到 165 号密码子序列CAU （组） AUG （甲硫） GAG （谷） UAU 或 UAC （酪）将移码ACA （苏） UAU （酪）GGA （甘） GUA （缬）。野生型中165 号酪氨酸（UAU ）移码突变成缬氨酸（GUA ）后，在突变型mRNA 上除编码165 号缬氨酸后，剩一个U 碱基（尿苷酸），因此在突变型中紧接165 号密码子之后的字母应是U，它刚好是166 号密码子的第一个核苷酸，这样就使得 166 号可能成为一个终止密码子（UAA 、UAG 或 UGA ）。答 案 ： （ 1 ） 野 生 型 密 码 子 为UGG161CAU162AUG163GAG164UAU165； 突 变 型 密 码 子 为UGG161ACA162UAU163GGA164GUA165（2）B （3）在突变的mRNA 中，紧接着密码子165 的是U 字母。精选学习资料 - 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