高考生物大一輪復習 第五章 第1節(jié) 基因突變和基因重組課件 新人教版必修2.ppt

第1節(jié) 基因突變和基因重組,梳理備考導航,基因突變,基因重組,染色體變異,遺傳物質(zhì),堿基對的,替換,增添,缺失,基因結(jié)構(gòu),新基因,根本來源,原始材料,有性生殖,不同性狀,生物變異,非同源染色體上的非等位基因的自由組合,同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉,互換,整合知識體系,自我校對：可遺傳的變異 基因突變 DNA堿基對替換、增添和缺失 普遍性、隨機性、不定向性、低頻性 自由組合 交叉互換 水、肥、光、溫度等外界因素,一、基因突變 1實例：鐮刀型細胞貧血癥,氨基酸,堿基對,2基因突變的原因、特點、時間和意義,替換,缺失,物理因素,化學因素,普遍性,低頻性,新基因,二、基因重組 下圖a、b為減數(shù)第一次分裂不同時期的細胞圖像，其中均發(fā)生了基因重組。,1發(fā)生時間(寫出相應(yīng)的細胞所處的時期) a：_；b：_。 2類型 a：同源染色體上_之間交叉互換； b：非同源染色體上的_之間的自由組合。 3意義 (1)是形成_的重要原因。 (2)是生物變異的來源之一，有利于_。,四分體時期,減數(shù)第一次分裂后期,非姐妹染色單體,非等位基因,生物多樣性,生物進化,思考辨析 1(2011上海卷，8A)A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因。( ) 2基因突變通常發(fā)生在DNARNA的過程中。( ) 3基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，不能發(fā)生基因突變。( ) 4病毒、大腸桿菌及動植物都可能發(fā)生基因突變。( ) 5基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代。( ),6基因突變具有隨機性，分裂旺盛的細胞和停止分裂的細胞基因突變頻率相同。( ) 7一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組。( ) 8減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組。( ),精研核心考點,考點一 基因突變,典例1 在一個常規(guī)飼養(yǎng)的實驗小鼠封閉種群中，偶然發(fā)現(xiàn)幾只小鼠在出生第二周后開始脫毛，以后終生保持無毛狀態(tài)。為了解該性狀的遺傳方式，研究者設(shè)置了6組小鼠交配組合，統(tǒng)計相同時間段內(nèi)繁殖結(jié)果如下。,(1)已知、組子代中脫毛、有毛性狀均不存在性別差異，說明相關(guān)基因位于_染色體上。 (2)組的繁殖結(jié)果表明脫毛、有毛性狀是由_基因控制的，相關(guān)基因的遺傳符合_定律。 (3)組的繁殖結(jié)果說明，小鼠表現(xiàn)出脫毛性狀不是_影響的結(jié)果。 (4)在封閉小種群中，偶然出現(xiàn)的基因突變屬于_。此種群中同時出現(xiàn)幾只脫毛小鼠的條件是_。,(5)測序結(jié)果表明，突變基因序列模板鏈中的1個G突變?yōu)锳，推測密碼子發(fā)生的變化是_(填選項前的符號)。 A由GGA變?yōu)锳GA B由CGA變?yōu)镚GA C由AGA變?yōu)閁GA D由CGA變?yōu)閁GA,(6)研究發(fā)現(xiàn)，突變基因表達的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量明顯小于突變前基因表達的蛋白質(zhì)，推測出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是蛋白質(zhì)合成_。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該蛋白質(zhì)會使甲狀腺激素受體的功能下降，據(jù)此推測脫毛小鼠細胞的_下降，這就可以解釋表中數(shù)據(jù)顯示的雌性脫毛小鼠_的原因。,命題思路 借助信息材料考查基因突變的特征、基因突變對肽鏈及生物性狀的影響?？疾閷W生的理解能力，題型多為選擇題。,解題思路 (1)子代的有毛、無毛性狀與性別無關(guān)，說明控制該相對性狀的基因位于常染色體上。 (2)分析第組繁殖結(jié)果可知：子代有毛與脫毛的比接近31，符合孟德爾分離定律，是由一對等位基因控制。 (3)組中純合脫毛純合脫毛，后代全為脫毛，說明脫毛性狀不是環(huán)境因素影響的結(jié)果。 (4)在常規(guī)飼養(yǎng)的實驗小鼠封閉種群中，該基因突變應(yīng)為自然突變。只有基因的突變率足夠高，才有可能同時出現(xiàn)幾只脫毛小鼠的條件。,(5)根據(jù)轉(zhuǎn)錄過程中的堿基互補配對原則，模板鏈中1個G變?yōu)锳，相對應(yīng)mRNA上密碼子由C變?yōu)閁。 (6)突變基因表達的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量變小，推測可能是蛋白質(zhì)的合成提前終止；甲狀腺激素的作用是促進細胞新陳代謝，促進物質(zhì)氧化分解，因此該突變小鼠細胞供能減少，細胞代謝速率下降，產(chǎn)仔率降低。,答案 (1)常 (2)一對等位 孟德爾分離 (3)環(huán)境因素 (4)自發(fā)/自然突變 突變基因的頻率足夠高 (5)D (6)提前終止 代謝速率 產(chǎn)仔率低,1圖解引起基因突變的因素及其作用機理,2基因突變未引起生物性狀改變的原因 (1)不直接編碼氨基酸的基因片段發(fā)生突變。 (2)堿基替換前后所對應(yīng)的氨基酸未發(fā)生改變。 (3)由顯性純合子中的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。,3基因突變與基因表達的聯(lián)系,4.基因突變類型 (1)顯性突變：如aA，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。 (2)隱性突變：如Aa，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。,由基因突變可聯(lián)系的知識 (1)聯(lián)系細胞分裂：在細胞分裂間期，DNA復制時，DNA分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對的變化。 (2)聯(lián)系細胞癌變：癌細胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。 (3)聯(lián)系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進行的。 (4)聯(lián)系生物進化：基因突變?yōu)樯镞M化提供原始材料。,1(高考題組合)判斷正誤。 (1)(2011安徽卷，4D)積聚在甲狀腺細胞內(nèi)的131I可能直接誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代。( ) (2)(2011江蘇卷，22A)DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變。( ) (3)(2010新課標卷，6B)為了確定在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)的一株紅花豌豆是否是基因突變的結(jié)果，應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中花色基因的DNA序列。( ) (4)(2010江蘇卷，6C)觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置。( ),2(2015北京豐臺模擬)5溴尿嘧啶有酮式和烯醇式兩種異構(gòu)體，5溴尿嘧啶酮式是胸腺嘧啶的類似物，5溴尿嘧啶烯醇式則能與鳥嘌呤配對。AT堿基對復制時加入了酮式5溴尿嘧啶，復制第二輪酮式5溴尿嘧啶異構(gòu)為烯醇式。下列敘述錯誤的是( ) A細胞中發(fā)生類似的堿基對種類改變，屬于基因突變 B細胞中發(fā)生此改變，可能導致翻譯的多肽鏈變短 C第三輪復制后，AT堿基對才能突變?yōu)镚C堿基對 D堿基對種類發(fā)生改變，此變異對生物體是有害的,解析：5溴尿嘧啶會引起細胞中堿基種類的改變，導致基因突變，A正確。若突變使得轉(zhuǎn)錄出的mRNA上提前出現(xiàn)了終止密碼，則會導致翻譯的肽鏈變短，B正確。第一輪復制時，可形成堿基對“酮式5溴尿嘧啶A”；復制第二輪酮式5溴尿嘧啶異構(gòu)為烯醇式，則會形成堿基對“5溴尿嘧啶烯醇式G”；第三輪復制時，才會出現(xiàn)GC堿基對，C正確?；蛲蛔儗ι矬w不一定有害，D錯誤。 答案：D,考點二 基因重組,典例2 下圖是某種高等動物的幾個細胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。圖中不可能反映的是( ),A圖甲細胞表明該動物發(fā)生了基因重組 B圖乙細胞由于完成DNA復制解開雙螺旋容易發(fā)生基因突變 C圖丙細胞中1與2的片段部分交換屬于基因重組 D圖丙細胞表示發(fā)生自由組合,命題思路 結(jié)合減數(shù)分裂及生物育種考查對基因重組概念的理解及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，考查學生的綜合分析能力，選擇題和非選擇題均有出現(xiàn)。,解題思路 根據(jù)題干知，圖甲、圖乙、圖丙分別是同一種動物的細胞分裂示意圖。圖甲細胞中著絲點已分開，而且有同源染色體，是有絲分裂；造成相同兩條染色體上基因不同是基因突變。圖乙細胞處于分裂間期；圖丙細胞中同源染色體正在分開，是減數(shù)第一次分裂?；蛑亟M通常發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，所以甲不能進行基因重組；1與2的片段部分交換，屬于同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，屬于基因重組；圖丙細胞中同源染色體分離，非同源染色體自由組合。 答案 A,(1)圖丙細胞中1與4發(fā)生片段交換，屬于什么變異？ (2)若圖甲與圖丙都發(fā)生基因突變，遺傳給后代的可能性哪個大？ (1)提示：染色體結(jié)構(gòu)變異。1與4屬于非同源染色體。 (2)提示：圖丙細胞遺傳給后代的可能性大。圖甲細胞產(chǎn)生的是體細胞，不遺傳給后代。,1根據(jù)細胞分裂圖來確定變異的類型 (1)若細胞分裂圖為減數(shù)分裂過程圖(如圖所示)，造成B、b不同的原因可能是基因突變或交叉互換。,(2)若細胞分裂圖為體細胞有絲分裂(如根尖分生區(qū)細胞、受精卵等)則造成B、b不同的原因只能是基因突變。 (3)若題目中有“分裂時期”提示，如減前期造成的則考慮交叉互換，間期造成的則考慮基因突變。,2基因突變與基因重組的比較,(1)精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對同源染色體上都有控制相同性狀的基因。 (2)基因重組在人工操作下也可以實現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。,3(2015鄭州一模)下列都屬于基因重組的選項是( ) 同源染色體的非姐妹染色單體交換片段 染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上 DNA堿基對的增添、缺失 非同源染色體上非等位基因自由組合 大腸桿菌細胞中導入了外源基因 A B C D,解析：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上導致染色體結(jié)構(gòu)變異，DNA堿基對的增添、缺失導致基因突變。 答案：C 備課札記 _,演練目標課堂,1(2013四川卷，1)在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中，下列生命活動不會同時發(fā)生的是( ) A細胞的增殖與分化 B光能的吸收與轉(zhuǎn)化 CATP的合成與分解 D基因的突變與重組,解析：誘導離體菊花莖形成幼苗的過程為植物組織培養(yǎng)，該過程為無性繁殖不會發(fā)生基因重組，A、B、C所述生命活動均會發(fā)生。 答案：D,2已知小麥無芒(A)與有芒(a)為一對相對性狀，用適宜的誘變方式處理花藥可導致基因突變。為了確定基因A是否突變?yōu)榛騛，有人設(shè)計了以下4個雜交組合，雜交前對每個組合中父本的花藥進行誘變處理，然后與未經(jīng)處理的母本進行雜交。若要通過對雜交子一代表現(xiàn)型的分析來確定該基因是否發(fā)生突變，則最佳的雜交組合是( ) A無芒有芒(AAaa) B無芒有芒(Aaaa) C無芒無芒(AaAa) D無芒無芒(AAAa),解析：由于顯性基因?qū)﹄[性基因有顯性作用，如果基因A發(fā)生突變而變?yōu)榛騛，這時無芒的純合子父本AA產(chǎn)生含a的雄配子，當遇到含a的雌配子時，形成受精卵aa，將來發(fā)育成的植株表現(xiàn)出隱性性狀。所以，最佳的雜交組合為：父本為顯性純合子，母本為隱性純合子。 答案：A,3(2014浙江卷，6)除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是1對等位基因。下列敘述正確的是( ) A突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因 B突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復為敏感型 C突變體若為基因突變所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復為敏感型 D抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈,命題立意：知識：本題考查變異的種類和實質(zhì)。能力：考查考生對各種變異本質(zhì)的理解能力。試題難度：較大。,解析：A項，突變體若為1條染色體的片段缺失所致，缺失后表現(xiàn)為抗性突變體，則可推測出除草劑敏感型的大豆是雜合子，缺失片段中含有顯性基因，缺失后即表現(xiàn)了隱性基因控制的性狀。B項，突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則會導致控制該性狀的一對基因都丟失，經(jīng)誘變后不可能使基因從無到有。,C項，突變體若為基因突變所致，由于基因突變具有不定向性，所以經(jīng)誘變?nèi)钥赡芑謴蜑槊舾行汀項，抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，若該堿基對不在基因的前端(對應(yīng)起始密碼)就能編碼肽鏈，肽鏈的長短變化需要根據(jù)突變后對應(yīng)的密碼子是否為終止密碼子來判斷。 答案：A,4(2015潛江模擬)正常人甲無致病基因，乙、丙、丁三人均表現(xiàn)正常。這四個人的7號和12號染色體上的相關(guān)基因?qū)?yīng)的堿基排列順序如表所示。以下有關(guān)分析不正確的是( ),A.乙、丙、丁三人表現(xiàn)正常的原因一定是致病基因為隱性突變所致 B若表中堿基所在的鏈為非模板鏈，則基因突變前后控制合成的蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量不變 C若乙、丙、丁體內(nèi)變化的基因均為致病基因，且乙為女性，丙、丁為男性，則乙不宜與丁婚配 D7號、12號染色體上基因堿基排列順序變化的根本原因是基因突變,解題指南：解答本題時，需要注意以下兩點： (1)一種氨基酸可以對應(yīng)多種密碼子，發(fā)生基因突變后密碼子對應(yīng)的氨基酸不一定改變。 (2)堿基數(shù)量不變，若不考慮終止密碼，氨基酸數(shù)量不變。,解析：該變異是基因中堿基序列發(fā)生改變而引起的基因突變。乙、丙、丁三人表現(xiàn)正常的原因可能是發(fā)生了隱性突變，也可能是基因突變未改變其控制的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)；若變化的基因為致病基因，則乙、丁具有相同的致病基因，后代易出現(xiàn)隱性基因純合現(xiàn)象。 答案：A,5(2015威海一模)某地區(qū)生長的野生植物類群中出現(xiàn)了許多變異植株。請分析回答有關(guān)問題： (1)植株的可遺傳變異類型中，只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的是_。 (2)部分變異植株與正常植株相比，莖稈粗壯，營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯增加。原因是環(huán)境因素影響了這些植株有絲分裂中_的形成，導致_成倍地增加。,(3)某種植物有甲、乙兩株突變植株，對它們同一基因形成的信使RNA進行檢測，發(fā)現(xiàn)甲的第二個密碼子中第二個堿基C變?yōu)閁，乙的第二個密碼子中第二個堿基前多了一個U，則與正常植株相比_的性狀變化大。 (4)某植株產(chǎn)生了一種新的抗病基因，要將該基因提取出來，應(yīng)用_酶處理它的DNA分子，這種酶的作用部位是_。 (5)將上述抗病基因轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物體內(nèi)的核心步驟是_，抗病基因?qū)胧荏w細胞最常用的方法是_。,解析：(1)植物在通過減數(shù)分裂形成配子的過程中，會發(fā)生基因重組。(2)環(huán)境因素(如低溫)可影響有絲分裂過程中紡錘體的形成，形成多倍體。(3)基因中堿基的替換屬于點突變，只影響一個密碼子的表達；而乙的突變屬于移碼突變，從突變點開始，整個基因中的脫氧核苷酸的序列都發(fā)生了變化，因此乙的性狀變化較大。(4)限制性核酸內(nèi)切酶可能用來切取目的基因，切割的部位是磷酸二酯鍵。(5)基因工程包括四個步驟，其中最核心的步驟是基因表達載體的構(gòu)建，抗病基因?qū)胫参锛毎某Ｓ梅椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。,答案：(1)基因重組 (2)紡錘體 染色體組(染色體數(shù)目) (3)乙 (4)限制性核酸內(nèi)切(或限制) 磷酸二酯鍵 (5)基因表達載體的構(gòu)建 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,