高考生物总复习（基础回顾+考点透析+实验导航+走近高考）第七单元 第22讲基因突变和基因重组拔高精讲课件 新人教版必修2.ppt

第七单元生物变异 育种和进化第22讲基因突变和基因重组 必修2遗传与进化 基础回顾 一 基因突变 判断正误 1 基因突变是由于dna片段的增添 缺失和替换引起的基因结构的改变 2 基因突变一定会引起基因结构的改变 但不一定会引起生物性状的改变 3 易诱发基因突变的外界因素有物理因素 化学因素和生物因素 4 若没有外界的影响 基因就不会发生突变 5 基因突变具有普遍性 随机性发生和不定向性以及低频性等特点 6 基因突变能产生新基因 是生物变异的根本来源 想一想 基因中碱基对的改变是否一定会引起性状的改变 提示 由于密码子具有简并性 基因中碱基对改变不一定会引起性状的改变 二 基因重组 填空 1 概念 在生物体进行 过程中 控制不同性状的基因 有性生殖 重新组合 想一想 一母生九子 九子九个样 兄弟姐妹间差异的主要原因是什么 提示 兄弟姐妹间差异的主要原因是基因重组 2 类型 1 自由组合型 减数第一次分裂后期 随着非同源染色体自由组合 也自由组合 2 交叉互换型 减数分裂四分体时期 基因随着 的交叉互换而发生重组 3 意义 1 形成生物多样性的重要原因之一 2 是 的普遍来源之一 对生物的进化也具有重要意义 非等位基因 非姐妹染色体 生物变异 考点透析 考点一 基因突变及对性状和后代的影响 1 图解引起基因突变的因素及其作用机理 续上图 2 基因突变与基因表达的联系 3 基因突变的结果 基因突变引起基因 质 的改变 产生了原基因的等位基因 改变了基因的表现形式 如由a a 隐性突变 或a a 显性突变 但并未改变染色体上基因的数量和位置 4 基因突变对性状的影响 1 基因突变影响后代性状 原因 突变引起密码子改变 最终表现为蛋白质结构和功能改变 影响生物性状 例如镰刀型细胞贫血症 2 基因突变不影响后代性状 原因 若基因突变发生后 引起了信使rna上的密码子改变 但由于一种氨基酸可对应多个密码子 若该改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸 此时突变基因控制的性状不改变 若基因突变为隐性突变 如aa中其中一个a a 此时性状也不改变 5 基因突变对后代的影响 1 基因突变发生在有丝分裂过程中 可以通过无性生殖传递给子代 由于多数生物进行有性生殖 一般不传递给下一代 所以体细胞突变 对后代影响小 2 如果发生在减数分裂过程中 可以通过配子传递给后代 对于有性生殖的生物来说对后代影响大 特别提醒 基因突变容易发生在具有dna复制功能的细胞中 具有分裂能力的细胞 已高度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生dna复制 故不容易发生基因突变 所以细胞发生基因突变的概率为 生殖细胞 体细胞 分裂旺盛的细胞 停止分裂的细胞 例1 有关下图所示四种不同生物的叙述正确的是 a 甲 乙两种细胞的细胞壁都可用纤维素酶完全分解b 乙为低等植物细胞 细胞中的核糖体和叶绿体均含rnac 丙的遗传物质是单链rna 其突变率远高于dna病毒d 丁细胞的有氧呼吸被抑制会影响脂溶性小分子物质的运输 解析 水绵细胞壁的成分是纤维素 可用纤维素酶水解 蓝藻细胞壁的成分是肽聚糖 不能用纤维素酶处理 a错误 蓝藻为原核生物 无叶绿体 b错误 艾滋病病毒的遗传物质是rna 是单链结构 不稳定 容易发生变异 c正确 脂溶性小分子物质进出细胞是通过自由扩散 与能量无关 d错误 答案 c 规律总结生物界中各生物类群的可遗传的变异 病毒原核生物 只有基因突变 为什么 真核生物 有性生殖 基因突变基因重组染色体变异 无性生殖 基因突变染色体变异 所有生物都可通过基因突变产生新基因 使本物种基因库增加 原始材料 促进生物进化发展 基因重组和染色体变异是真核生物特有的 1 2013 东莞调研 镰刀型红细胞贫血症是一种由常染色体上隐性基因控制的遗传病 杂合子也会出现患病症状 但症状会轻于此病的纯合子 下图示该病的遗传图谱 有关叙述正确的是 a 4和 5的遗传信息传递规律有差异b 此病产生的根本原因是血红蛋白结构异常c 5和 6生正常男孩的概率为1 4d 若 5同时为红绿色盲携带者 6色觉正常 则他们生一个同时患两种病孩子的概率为1 4 解析 解析 分析题干文字与系谱图 可知 4和 5基因型分别是aa和aa 它们的遗传信息的传递符合基因的分离定律 镰刀型红细胞贫血症的根本原因是基因突变 在正常血细胞中血红蛋白的多肽链上 发生了氨基酸的替换 6的基因型为aa与 5aa婚配 aa aa 患病概率为1 2 生男生女概率各占1 2 故生出正常男孩的概率为1 4 红绿色盲是伴x的隐性遗传病 则 5基因组成为aaxbxb 6色觉正常的基因组成是aaxby 则他们生一个同时患两种病孩子的概率为1 8 aaxbxb aaxby aaxby 即1 2 1 4 1 8 答案 c 考点二 基因重组 续上表 续上表 例2 双选 以下有关基因重组的叙述中正确的是 a 非等位基因都可以自由重组b 染色体中的基因交换都属于基因重组c 同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关d 转基因技术也属于可遗传变异中的基因重组 解析 此题考查对基因重组的理解 具体分析如下 续上表 答案 cd 2 依据基因重组概念的发展 判断下列图示过程中没有发生基因重组的是 abcd 解析 普通椒培育成太空椒 利用了太空中微重力或辐射种子的影响 使种子发生了基因突变 b c均为转基因工程 进行了人工的基因重组 初级卵母细胞形成次级卵母细胞的过程中可发生自由组合或交叉互换的基因重组过程 答案 a 实验导航 课题20 生物变异原因和变异类型的探究 表现型 基因型 环境条件 所以某生物的变异原因应从外因和内因两个方面加以分析 如果是因为遗传物质 或基因 的改变引起的 此变异可在其自交后代或与其他杂交后代中再次出现 即可遗传 如果仅仅是环境条件的改变引起 则不能遗传给自交后代或杂交后代 所以 可以用自交或杂交的方法确定变异的原因 或者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 1 变异原因的探究 2 染色体变异与基因突变的差别 基因突变是分子水平的变异 在光学显微镜下是观察不到的 而染色体变异是细胞水平的变异 在光学显微镜下一般可以观察到 因此制作正常亲本与待测变异亲本的有丝分裂临时装片 找到中期图进行结构与数目的比较可以区分染色体变异与基因突变 3 显性突变与隐性突变的判定 受到物理 化学因素的影响 aa个体如果突变成aa个体 则在当代不会表现出来 只有aa个体自交后代才会有aa变异个体出现 因此这种个体一旦出现即是纯合子 相反 如果aa个体突变成aa个体 则当代就会表现出性状 因此我们可以选择突变体与其他已知未突变体杂交 通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型 对于植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定 在一群体型一直较正常的牛群中出现了一头矮生雄牛 某研究小组在讨论该矮生雄牛形成原因时 有三种不同的观点 观点一 种群中某一个体产生了隐性突变 该突变基因随着个体间的交配 在群体中得以扩散 矮生基因携带者交配后发生性状分离产生该矮生雄牛 观点二 由于非遗传因素 如饲养条件 引起的 观点三 请你设计一个杂交试验 根据子一代杂交结果得出相应的结论 说明 若是遗传因素 则这一相对性状由常染色体上的一对等位基因控制 1 杂交试验方案 在正常的饲养条件下 观察子代的表现 2 杂交结果及结论 若子代出现 情况 则观点一正确 若子代出现 情况 则观点二正确 若子代出现 情况 则观点三正确 解析 该矮生雄牛产生的原因可能是非遗传因素引起的 也可能是显性突变或隐性突变引起的 也就是说可能是矮生牛是aa 正常牛是aa或aa 少数 或可能矮生牛是aa 正常牛是aa 或可能矮生牛和正常牛都是aa或aa 如果让该矮生雄牛与一头正常雌牛交配 由于后代个体少 则不能区别不同的情况 因此考虑让该矮生雄牛与多头正常雌牛交配 答案 观点三 是由于显性突变的直接结果 1 让该矮生雄牛与该群体中的多头正常雌牛交配 2 正常牛与矮牛 且数量上正常牛明显多于矮牛 全为正常牛 正常牛与矮牛 且数量上无显著差异 走近高考 1 下图为细胞内染色体状态示意图 这种染色体状态表示已发生 a 染色体易位b 基因重组c 染色体倒位d 姐妹染色单体之间的交换 题组1基因重组的考查 解析 据图可看出 此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 即交叉互换 属于基因重组 答案 b 2 某植株的一条染色体发生缺失突变 获得该缺失染色体的花粉不育 缺失染色体上具有红色显性基因b 正常染色体上具有白色隐性基因b 见下图 如以该植株为父本 测交后代中部分表现为红色性状 下列解释最合理的是 a 减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为bb 减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离c 减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合d 减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 解析 根据题干所知 染色体缺失花粉不育 则正常情况下 该植物做父本只产生含b的配子 测交后代不可能出现红色性状 既然测交后代中有部分个体表现为红色性状 说明父本产生的配子中有部分含有b 若发生基因突变 则 后代个体只有个别个体表现为红色 若是减数第一次分裂时非姐妹染色单体发生交叉互换 因为交叉互换有一定的交换率 故父本产生的配子中可能有一部分含有b 测交后代可能会出现部分 不是个别 红色性状 d正确 基因突变主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期 具有不定向性 且突变率低 减数分裂时染色单体一旦形成 则一般不发生基因突变 a错误 减数第二次分裂时3与4随着丝点的分裂而分离 形成的两个花粉由于含有缺失染色体而不育 b错误 自由组合发生在减数第一次分裂后期 c错误 答案 d 题组2基因突变3 双选 最近 可以抵抗多数抗生素的 超级细菌 引人关注 这类细菌含有超强的耐药性基因ndm 1 该基因编码金属 内酰胺酶 此菌耐药性产生的原因是 a 定向突变b 抗生素滥用c 金属 内酰胺酶使许多抗菌药物失活d 通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 解析 结合社会热点 考查了对超级细菌的认识 a错误 变异是不定向的 b正确 从进化的原理分析 抗生素滥用对细菌起选择作用 c正确 由题中信息可知 可能是超级细菌体内的金属 内酰胺酶使许多抗菌药物失活 d错误 细菌是原核生物 没有染色体 答案 bc 4 野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长 用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株 该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长 下列对这一实验结果的解释中 不合理的是 a 野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲b 野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲c 该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶d 该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失 解析 由该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长可知 氨基酸甲是野生型大肠杆菌代谢所必需的 野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲 突变株可能因无法产生合成氨基酸甲所需的酶或该酶功能丧失而导致无法合成氨基酸甲 答案 b 5 子叶黄色 y 野生型 和绿色 y 突变型 是孟德尔研究的豌豆相对性状之一 野生型豌豆成熟后 子叶由绿色变为黄色 1 在黑暗条件下 野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图1 其中 反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是 2 y基因和y基因的翻译产物分别是sgry蛋白和sgry蛋白 其部分氨基酸序列见图2 据图1推测 y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的 和 进一步研究发现 sgry蛋白和sgry蛋白都能进入叶绿体 可推测 位点 的突变导致了该蛋白的功能异常 从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱 最终使突变型豌豆子叶和叶片维持 常绿 3 水稻y基因发生突变 也出现了类似的 常绿 突变植株y2 其叶片衰老后仍为绿色 为验证水稻y基因的功能 设计了以下实验 请完善 培育转基因植株 植株甲 用含有空载体的农杆菌感染 的细胞 培育并获得纯合植株 植株乙 培育并获得含有目的基因的纯合植株 预测转基因植株的表现型 植株甲 维持 常绿 植株乙 推测结论 解析 1 根据题干所给信息 野生型豌豆成熟后 子叶由绿色变为黄色 可推测出野生型豌豆成熟后 子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低 分析图1 b从第六天开始总叶绿素含量明显下降 因此b代表野生型豌豆 则a为突变型豌豆 2 根据图2可以看出 突变型的sgry蛋白和野生型的sgry有3处变异 处氨基酸由t变成s 处氨基酸由n变成k 可以确定是基因相应的碱基发生了替换 处多了一个氨基酸 所以可以确定是发生了碱基的增添 从图2中可以看出sgry蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是 引导该蛋白进入叶绿体 根据题意 sgry和sgry都能进入叶绿体 说明 处的变异没有改变其功能 所以突变型的sg