新高考一轮复习人教版基因突变和基因重组教案.docx

专题4生物的变异、育种与进化第1讲基因突变和基因重组勿川“/川/川川/川/知识梳理储备主干知识"/川川/川团八考点1基因突变1.镰刀型细胞贫血症的病因：临床症状t蛋白质(血红蛋白)t氨基酸 cmRNAI bDNA正常贫血正常 t 谷氨酸突变a异常t缀氨酸IG回AIC区TG T A(1)图示中a、b、c过程分别代表一DNA复制.、一转电 和 翻连一。突变发生在 a(填字母)过程中。患者贫血的直接原因是一血红蛋白.异常,根本原因是发生了 .基因突变_ ,碱基TA对由W突变成T o2.基因突变的机理：AATTCCGG 工棒管到 AATTCCGG iiii ill 工吊 ip* 11111tli体内因素:异 常的代谢物 质等I Illi I I ITTAAGGCC物理因素:射家谶:光等生物因素: 病菽复制出错L>曾初生 发化学因素: 亚硝酸、碱基 类似物等碱基对缺失I I I I I I I ITTAAGGCCAATTACCGGTTAATGGCC|AATTACGG 基因 ： ： ： ： 4 _结构TTAATGCC 改变AATTCCI 1 I 11 II I I I I ITTAAGG遗传信息改变一3.(1)A2)A-，可逆性、 不定向性a(a、 a?基因突变的特点：一普遍怛:一切生物都可以发生。(2)随机性：生物个体发育的.任何时期和部位_。(3)氐频性一：自然状态下，突变频率很低。 不定向性_ ： 一个基因可以向不同的方向发生突变。(5)_多害少利性一：大多数基因突变对生物体是有害的，常导致生物体死亡，只有少数的基因突变有利于生物的生存。4.基因突变的意义：_新基因产生的途径。(2)生物变异的根本来源。(3)生物进化的_原始材料。考点2基因重组1 .概念：基因重组是指在生物体进行一有性生殖.的过程中,控制一不同性状的基因的重新组 合。2.类型：减数第一次分裂的 旦 期,非同源染色体上的一非等位基因_自由组合。减数分裂形成.四分体.时期,位于 下源染色体一上的等位基因有时会随着 排 姐妹染色单体 的交叉互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组。(3)转化：目的基因进入受体细胞稳定保存并表达的过程。1 .判断有关基因突变叙述的正误(1)基因突变是指染色体上的基因发生增添、缺失或替换的现象。(X )(2)人类镰刀型细胞贫血症是由基因重组造成的。(X)(3)镰刀型细胞贫血症的患者，在缺氧的条件下，红细胞容易破裂。(V )2 .判断有关基因重组叙述的正误(4)有丝分裂后期非同源染色体之间可以发生基因重组。(X )(5)基因重组通常是发生在同种生物内，利用现代科技也可能在不同物种之间实现基因 重组。(V )(6)原核生物没有染色体，不能发生交叉互换。(V )(7)非同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段互换的现象，这就是一种典型的基因 重组。(X )"/，度剖析考点“/，考点突破I考点1基因突至例1 (2020.广西柳州.高三一模)用X射线照射萌发的番茄种子后，某种子发生了 基因突变出现了一个新性状。下列有关分析错误的是()A.在基因突变形成后，突变基因的结构发生了改变8. X射线照射会提高番茄种子基因突变的频率C.可在光学显微镜下观察到该基因突变D.该植株自交后代出现性状分离，说明该突变可能是显性突变解析：基因突变是DNA分子中发生了碱基对的替换、增添和缺失，因此在突变基因形 成后，基因的结构发生了改变，A正确；X射线照射属于物理诱变因素，会提高番茄种子基 因突变的频率，B正确；基因突变通常是难以在光学显微镜下观察到的，C错误；该植株自 交后代出现性状分离，说明该植株携带显性突变基因，D正确。答案：C提升一：基因突变与生物性状的关系1 .基因突变引起生物性状的改变：碱基对影胴范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列，但影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列，但影响缺失位置后的序列2 .基因突变未引起生物性状改变的原因：(1)突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。(2)密码子的简并性：若基因突变发生后，引起了 mRNA上的密码子改变，但由于一种 氨基酸可对应多个密码子，若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变 基因控制的性状不改变。(3)隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中的一个A突变为a,此时性状也不改变。提升二：与基因突变有关的生理过程1 .联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核甘酸 链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。2 .联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。3 .联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。4 .联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。变式1 (2020黑龙江双鸭山一中高三入学考试改编)如图为某植物细胞一个DNA 分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中I、II为无遗传效应的序列，有关叙述正确的是 (C)I nA. a中碱基对缺失，属于染色体结构变异B.在减数分裂的四分体时期，b、c之间可发生交叉互换C.c中碱基对若发生替换，生物体性状不一定会发生改变D.基因在染色体上呈线性排列，基因的首端存在起始密码子解析：a是基因，基因中碱基对缺失属于基因突变，不属于染色体变异，A错误；b、c 基因位于一个DNA分子上，交叉互换发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误； c中碱基对发生变化，属于基因突变，由于密码子具有简并性，故基因突变不一定引起生物 性状改变，C正确；起始密码子位于mRNA上，D错误。修变式2已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，如图中W表示野生 型，分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生 型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体中该酣有活性，则编码该酶的 基因是（B） .A.基因a B.基因bC.基因c D基因d解析：从图中可以看出：突变体缺失d基因；突变体缺失b、c、d基因；突变体 缺失a、b基因。由题意可知，分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野 生型和突变体中该酶有活性，说明决定该酶的基因在野生型和突变体中都有，而在其他 突变体中没有，因此编码该酶的是基因b。拓展：细菌突变基因具体位置的判断（1）利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码 该酶的基因对应的位置。（2）将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根 据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。考点2基因重建例2 （2020.山西运城高三月考改编）下列过程中没有发生基因重组的是（）A.肺炎双球菌转化实验中的R型细菌转化为S型细菌B.圆粒豌豆自交后代出现3 ： 1的性状分离比C.基因型为AaBb的豌豆植株能产生4种类型的配子D.同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换解析：S型细菌的DNA能进入R型细菌，并与R型细菌的DNA重新组合，进而将R 型细菌转化为S型细菌，因此无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌属于基因重组，A不 符合题意；控制豌豆圆粒、皱粒的基因是位于同源染色体上的一对等位基因，因此，圆粒豌 豆只能发生等位基因分离，而不会发生基因重组，B符合题意；AaBb在减数分裂过程中， 同源染色体上的等位基因A与a、B与b彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因A 与B或b、a与B或b自由组合，因此会产生AB、Ab、aB、ab这4种类型的配子，发生了 基因重组，C不符合题意；同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换发生在减数第一次分 裂的四分体时期，属于基因重组，D不符合题意。答案：B提升一：基因突变与基因重组的比较项目基因突斐基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时间通常在有丝分裂间期和减数第一次分 裂前的间期减数第一次分裂四分体时期和减数第 一次分裂后期适用范围所有生物（包括病毒）进行有性生殖的真核生物和基因工程 中的原核生物结果产生新基因（等位基因），控制新性状产生新基因型，不产生新基因意义是生物变异的根本来源,生物进化的原 始材料生物变异的重要来源,有利于生物进化应用人工诱变育种杂交育种联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是 基因重组的基础提升二：基因突变和基因重组的判断根据概念判断:如果是基因内部结构发生了变化（即基因内部发生了碱基对的增添、 缺失或改变），产生了新基因，则为基因突变；如果是原有基因的重新组合（包括同源染色 体上非姐妹染色单体之间交叉互换而引起的基因重组，非同源染色体上非等位基因的自由组 合而引起的基因重组，基因工程中的基因重组，R型细菌转化为S型细菌中的基因重组等）, 则为基因重组。（2）根据细胞分裂方式判断：如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则 为基因突变的结果；如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，可能是基因突变 或交叉互换（基因重组）的结果。（3）根据染色体图示判断：如果是有丝分裂后期，图中两条子染色体上的两基因不同, 则为基因突变的结果；如果是减数第二次分裂后期，图中两条子染色体（颜色一致）上的两 基因不同，则为基因突变的结果；如果是减数第二次分裂后期，图中两条子染色体（颜色 不一致）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果。您变式3回答下列有关生物变异的问题：（1）某种高秆植物经理化因素处理后，在其后代中发现个别矮秆植株，请设计实验鉴定 与矮秆性状的出现相关的问题（只需写出实验步骤）。矮秆性状的出现是基因突变，还是受环境影响：/田矮秆植株连同原始亲本植株一起 种植，保持土壤和栽培条件尽量一致，观察比较两者的表现型。若是基因突变，是显性突变，还是隐性突变：一第一年将矮秆植株和原始亲本植株杂 交得F1,第二年种植F1种子，观察其表现型（2）石刁柏（嫩茎俗称芦笋）是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定的雌、雄异株植物。野生 型石刁柏叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏（突变型），雌株、 雄株均有，雄株的产量高于雌株。有人认为阔叶突变型植株是具有杂种优势或具有多倍体特点的缘故。请设计一个简单实 验来鉴定突变型的出现是基因突变还是染色体组加倍所致？遇又根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内同源染色体数目。若观察 到同源染色体增倍，则属染色体组加倍所致；否则为基因突变所致_。拓展：（1）自交或杂交:在良好环境条件下，变异个体自交或与其他个体杂交变异再次出现A可遗传变异此变异不再出现A不可遗传变异(2)将变异个体和正常个体培养在相同的条件下，两者没有出现明显差异，则原来的变 异性状是由环境引起的。2 .显性突变和隐性突变的判定(1)类型：显性突变：aa-Aa (当代表现)、隐性突变：AA-Aa (当代不表现，一旦表现即为纯合子)(2)判定方法：选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。让突变体自交，根据子代有无性状分离而判断。3 .考查染色体变异与基因突变的判定(1)判定依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期，进行染 色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体变异。走出误区误区：基因突变的两个易错点.1 .基因突变不一定都产生等位基因。病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位 基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是 一个新基因。2 .基因突变不一定都能遗传给后代。(1)基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传给后代，但有些植物可能通过无 性生殖传递给后代。(2)基因突变如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。L11题组训练考点1基因突变1 .(2020开原市高级中学高三一模珠于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(B) A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B. X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C.基因B中的碱基对GC被碱基对AT替换可导致基因突变D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变解析：基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因，A 正确；X射线属于物理诱变因子，会提高基因B和基因b的突变率，B错误；基因突变是 指DNA中碱基对的增添、缺失或替换，基因B中的碱基对GC被碱基对AT替换可导 致基因突变，C正确；在基因b的ATGCC序列中插入碱基C,则基因的碱基序列发生了改 变，即发生了基因突变，D正确。2. (2020首都师范大学附属中学高三开学考试)某真核生物酶E的基因发生了一个碱基 的替换，有关其表达产物的叙述，不正确的是(C)A.若酶E的氨基酸数目不变，活性不变，则碱基替换可能没有改变酶E的氨基酸序列B.若酶E的氨基酸数目不变，活性下降，则碱基的替换造成了酶E的一个氨基酸替换C.若酶E的氨基酸数目不变，活性增强，则碱基的替换没有改变酶E的空间结构D.若酶E的氨基酸数目减少，活性丧失，则碱基的替换使得酶E的翻译提前终止解析：若酶E的氨基酸数目不变，活性不变，则由于密码子的简并性，碱基替换可能 没有改变酶E的氨基酸序列，A正确；若酶E的氨基酸数目不变，活性下降，则碱基的替 换造成了酶E的一个氨基酸替换，B正确；若酶E的氨基酸数目不变，活性增强，则碱基 替换可能造成了酶E的空间结构改变，C错误；若酶E的氨基酸数目减少，活性丧失，则 可能是碱基替换导致了终止密码子的位置提前，使得酶E的翻译提前终止，也可能是碱基 替换导致了起始密码子延后，使得氨基酸数目减少，D正确。考点2基因重组3. （2020.甘肃省武威第一中学高二期中）以下有关基因重组的叙述，正确的是（A）A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组B.姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组C.基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离D.同卵双生兄弟间的性状差异是由基因重组导致的解析：非同源染色体的自由组合能导致控制不同性状的基因重新组合，即导致基因重组, A正确；姐妹染色单体间相同片段的交换不属于基因重组，B错误；纯合子自交后代仍为纯 合子，不会出现性状分离，C错误；同卵双生兄弟来自同一个受精卵的有丝分裂，二者的性 状差异最可能是由环境导致的，D错误。4. （2020江苏连云港高三一模）如图表示三种类型的基因重组，下列相关叙述正确的是 (C)外源基因重组质粒受体细胞丙A.甲、乙两种类型的基因重组在减数分裂的同一个时期发生B.甲和乙中的基因重组都发生于同源染色体之间C. R型细菌转化为S型细菌中的基因重组与丙中的基因重组相似D.孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表现型的原因和甲中的基因重组 有关解析：甲、乙两种类型的基因重组分别发生在减数第一次分裂的前期和后期，A错误； 由分析可知，乙中的基因重组发生在非同源染色体之间，B错误；R型细菌转化为S型细菌 的本质是，S型细菌的DNA进入R型细菌并与R型细菌的DNA进行重组，其与丙中的基 因重组相似，C正确；孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表现型的原因是 R形成配子时等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，其与乙中的基 因重组相似，D错误。