新高考生物一轮复习 第六单元 生物的变异与进化 第21讲 基因突变和基因重组讲义 浙科版.doc

第21讲 基因突变和基因重组 考试标准知识内容必考要求加试要求生物变异的来源(1)基因重组(2)基因突变a ba b考点一基因突变1概念：由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。dna分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。2意义：生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。3类型5诱发因素：物理因素(如各种射线)、化学因素(如亚硝酸等)、生物因素(如麻疹病毒等)。6机理(1)机理：某些因素基因中碱基对的缺失、增加或替换mrna的碱基顺序发生改变蛋白质出现异常遗传性状的改变。(2)实例：人类的镰刀形细胞贫血症是由于碱基对的替换引起基因结构的改变，进而引起血红蛋白异常。诊断与思考1判断下列叙述的正误(1)基因突变产生的新基因不一定传递给后代()(2)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置()(3)某二倍体植物染色体上的等位基因b1突变为b2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的()(4)积聚在甲状腺细胞内的131i可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代()(5)基因突变的方向与环境没有明确的因果关系()(6)基因突变是dna分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变()2观察下面的图示，判断基因结构改变的三种类型，完善下图内容3探讨基因结构中碱基对的替换、增加、缺失对生物性状的影响大小类型影响范围对氨基酸序列的影响替换小可改变1个氨基酸或不改变，也可使翻译提前终止增加大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列增加或缺失3个碱基小增加或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列4.从两个关系分析基因突变未引起生物性状改变的原因(1)从密码子与氨基酸的对应关系分析：密码子具有简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。(2)从基因型与表现型的关系分析：由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。题组一基因突变类型的判断1下图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是()aabc表示基因的复制和转录b图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变c图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性d除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增加答案c解析由图可知，abc表示基因的转录和翻译，a项错误；只要dna中碱基对发生改变，该基因就发生了基因突变，b项错误；图中氨基酸没有发生改变，是由于密码子具有简并性，c项正确；染色体片段缺失和增加属于染色体结构的变异，d项错误。2关于等位基因b和b发生突变的叙述，错误的是()a等位基因b和b都可以突变成为不同的等位基因bx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的突变答案b解析根据基因突变的多方向性，突变可以产生多种等位基因，a正确；x射线属于物理诱变因素，可以提高基因突变率，b错误；基因突变包括碱基对的替换、增加、缺失三种情况，c选项属于替换，d选项属于增加，c、d正确。题组二基因突变的特点分析3下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是()出发菌株挑取200个单细胞菌株选出50株选出5株多轮重复筛选a通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株bx射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体畸变c上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程d每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高答案d解析a项，图示育种过程为诱变育种，因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求。b项，x射线等物理因素既可以引起基因突变，也可能导致染色体畸变。c项，筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定需求的菌株的过程，属于人工选择。d项，诱发诱变的突变率高于自发突变，但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。4如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是()a图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因b结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果c图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的d上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体答案b解析等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制一对相对性状的两种不同形式的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；基因突变具有随机性和多方向性；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体。题组三显性突变与隐性突变的判断5一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，f1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为()a显性突变b隐性突变cy染色体上的基因突变dx染色体上的基因突变答案a解析由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，f1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在x染色体上。6经x射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是()a白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存bx射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体畸变c通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变d观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传的变异答案a解析a项错，白花植株的出现是由于x射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存；b项对，x射线可引起基因突变和染色体畸变；c项对，应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变；d项对，白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传的变异，否则为不可遗传的变异。题组四突变体类型及位置的确定7除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是()a突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因b突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型c突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型d抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链答案a解析a项，突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状。b项，突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有。c项，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有多方向性，所以经诱变仍可能恢复为敏感型。d项，抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。8已知a、b、c、d是某细菌dna片段上的4个基因，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酶有活性，则编码该酶的基因是()a基因a b基因bc基因c d基因d答案b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。1基因突变类问题的解题方法(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增加或缺失。(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mrna的碱基序列判断，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。2速记基因突变的“5”个特点普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、有害性。3两种变异类型的判断(1)可遗传的变异与不可遗传的变异的判断方法注：体细胞也有可遗传的变异，但不参与遗传。(2)显性突变和隐性突变的判定类型判定方法a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。b让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。考点二基因重组与基因突变的比较1基因重组含义：具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。2基因重组类型(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。(2)交叉互换型：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换。(3)人工重组型：转基因技术，即基因工程。3基因重组结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。4基因重组意义：基因重组的结果是导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。诊断与思考1判断下列叙述的正误(1)受精过程中可进行基因重组()(2)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的()(3)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组()(4)aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离()2如图a、b为二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请思考：(1)图a处于何种时期？图中的1、2号染色体发生了何种变异？提示图a处于四分体时期，图中1、2号染色体因交叉互换发生了基因重组。(2)图b处于何时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生何类变异？你能否画出与此图对应的另一组染色体组合图？提示图b处于减数第一次分裂后期，该细胞名称为初级精母细胞，该时期细胞可能会发生非同源染色体上的非等位基因间的自由组合，与图b对应的另一组染色体组合图如图所示。3列表比较基因突变与基因重组的区别比较项目基因突变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前期和后期适用范围所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物产生结果产生新基因(等位基因)产生新基因型应用人工诱变育种杂交育种、基因工程育种4.突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞有哪些？提示可能产生正常基因的纯合细胞、突变基因的纯合细胞、突变基因的杂合细胞三种。题组一基因重组的理解1以下有关基因重组的叙述，正确的是()a非同源染色体上非等位基因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基因重组导致的答案a解析基因重组的发生与非同源染色体的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体之间染色体片段的交换有关，a项正确、b项错误；纯合子自交后代不出现性状分离，c项错误；同卵双生个体基因型相同，其性状差异与环境条件或突变有关，与基因重组无关，d项错误。2下列关于基因重组的叙述，错误的是()a基因重组通常发生在有性生殖过程中b基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料c同源染色体上的非等位基因可以发生重组d非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组答案d解析同源染色体上的非等位基因可以通过非姐妹染色单体片段的交换发生重组，非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体自由组合发生重组，d项错误。题组二基因重组与其他变异类型的判断3下列图示过程存在基因重组的是()答案a解析a图所示的aabb在进行减数分裂产生配子的过程中，会发生非同源染色体上非等位基因的自由组合，因此符合要求；b图表示的是雌雄配子的随机结合，不存在基因重组；c图表示减数第二次分裂的后期，该时期不存在基因重组；d图中只有一对等位基因，不会发生基因重组。4如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是()a b c d答案b解析图表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了染色体片段的交换，能够实现基因重组；图表示染色体结构变异中的染色体易位；图表示有丝分裂后期，着丝粒分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组；图表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。“三看法”判断基因突变与基因重组(1)一看亲子代基因型如果亲代基因型为bb或bb，则引起姐妹染色单体b与b不同的原因是基因突变。