高考生物一轮复习 第七单元 生物的变异、育种与进化 第20讲 基因突变与基因重组课件.ppt

第20讲基因突变与基因重组 最新考纲 1 基因重组及其意义 2 基因突变的特征和原因 1 基因突变的实例镰刀型细胞贫血症 考点一基因突变 5年14考 gaa gua dna复制 转录 翻译 a 血红蛋白 基因突变 2 基因突变要点归纳 基因结构 有丝分裂间期 减 分裂前的间期 普遍性 任何时期和部位 低频性 不定向性 多害少利性 新基因 生物变异 原始材料 1 真题重组判断正误 1 用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株与用甲基绿和吡罗红对细胞染色观察核酸分布所用核心技术相同 2016 全国卷 2c 2 基因的自发突变率虽然很低 但对进化非常重要 2012 海南卷 23a 3 大肠杆菌经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株 2012 海南卷 5b 4 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 2013 海南 22a改编 以上内容主要源自教材必修2p80 82基因突变和基因重组相关知识 全面把握基因突变 基因重组内涵 特点 发生范围及其在育种上的应用是解题关键 2 教材p82 批判性思维 改编 基因突变频率很低 而且大多数基因突变对生物体是有害的 但为何它仍可为生物进化提供原材料 提示对于生物个体而言 发生自然突变的频率是很低的 但是 一个物种往往是由许多个体组成的 就整个物种来看 在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的 其中有不少突变是有利突变 对生物的进化有重要意义 因此 基因突变能够为生物进化提供原材料 2015 海南卷 19 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g c被碱基对a t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的突变解析根据基因突变的不定向性 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子 可以提高基因突变率 b错误 基因突变包括碱基对的替换 增添 缺失三种情况 c选项属于替换 d选项属于增添 c d正确 基因突变的特点及意义 b 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 2 基因突变未引起生物性状改变的4大原因 突变部位 基因突变发生在基因的非编码区 密码子简并性 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 隐性突变 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 有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置 但该蛋白质的功能不变 即学即练 2017 天津五区期末 23 利用x射线处理长翅果蝇 成功地使生殖细胞内的翅长基因 m 中的碱基对a t变为g c 经多次繁殖后子代中果蝇的翅长未见异常 下列分析正确的是 a 此次突变为隐性突变b 突变后的基因转录产物发生了改变c 突变后的基因控制合成的蛋白质一定发生了改变d 突变后的基因控制合成的蛋白质一定未发生改变 解析基因中碱基对发生了改变 则基因的转录产物也会发生改变 b正确 密码子具有简并性 基因突变后 密码子发生改变 但对应的氨基酸种类可能不变 所以控制合成的蛋白质不一定发生了改变 即使对应的氨基酸种类发生改变 该蛋白质功能也可能未受影响 所以不影响生物的性状 c d错误 若该突变为隐性突变 则经过多次繁殖后子代中果蝇的翅长会出现异常 a错误 答案b 2010 全国卷 在白花豌豆品种栽培园中 偶然发现了一株开红花的豌豆植株 推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果 为了确定该推测是否正确 应检测和比较红花植株与白花植株中 a 花色基因的碱基组成b 花色基因的dna序列c 细胞的dna含量d 细胞的rna含量解析如果要检测是否是基因突变 那么就应该检测dna的碱基序列是否发生了增添 缺失或者替换 从而导致基因结构的改变 答案b 基因突变的机制 1 分析基因突变的发生机制 2 不同诱因诱发基因突变的原理 即学即练 科研人员研究小鼠癌变与基因突变的关系 如图为小鼠结肠癌发生过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化关系 以下叙述正确的是 a 结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果b 图示中与结肠癌有关的多个基因互为等位基因c 癌细胞的形态结构发生了变化但其遗传物质未改变d 小鼠细胞中与癌变有关的基因是突变才产生的新基因解析细胞癌变是多个基因突变积累的结果 a正确 据题图可知 发生突变的基因没有位于同源染色体的同一位置上 因此不是等位基因 b错误 细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变 c错误 小鼠细胞中与癌变有关的基因在癌变前已经存在 d错误 答案a 基因突变类型的判断 2016 全国卷 32 基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源 回答下列问题 1 基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同 前者所涉及的数目比后者 2 在染色体数目变异中 既可发生以染色体组为单位的变异 也可发生以 为单位的变异 3 基因突变既可由显性基因突变为隐性基因 隐性突变 也可由隐性基因突变为显性基因 显性突变 若某种自花受粉植物的aa和aa植株分别发生隐性突变和显性突变 且在子一代中都得到了基因型为aa的个体 则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状 最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状 最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体 最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体 解析 1 基因突变是指dna分子中发生的碱基对替换 增添或缺失 而染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序 所以与基因突变相比 后者所涉及的碱基对数目会更多 2 在染色体数目变异中 既可发生以染色体组为单位的变异 也可发生以个别染色体为单位的变异 3 aa植株发生隐性突变后基因型变为aa 而aa植株发生显性突变后基因型也可变为aa 该种植物自花受粉 所以不论是显性突变还是隐性突变 子一代为aa时在子二代中的基因型都有aa aa和aa三种 故最早可在子一代观察到该显性突变的性状 a 最早在子二代中观察到该隐性突变的性状 aa 显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代 且隐性纯合子一旦出现 即可确认为纯合 从而可直接分离出来 而显性纯合子的分离 却需再令其自交一代至子三代 若不发生性状分离方可认定为纯合子 进而分离出来 答案 1 少 2 染色体 3 一二三二 1 显性突变和隐性突变的判断 2 突变的具体形式的判断 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添或缺失 2 确定替换的碱基对 一般根据突变前后转录成的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 1 概念 考点二基因重组 5年8考 有性生殖 真核 控制不同性状 2 类型 1 交叉互换 四分体的非姐妹染色单体的交叉互换 发生在减 前期的四分体时期 2 自由组合 位于非同源染色体上非等位基因自由组合 发生在减 后期 3 人工重组 转基因技术 人为条件下进行的 即基因工程 4 肺炎双球菌转化实验 r型细菌转化为s型细菌 3 结果产生新的 导致 出现 4 意义 1 是 的来源之一 2 为 提供材料 3 是形成 的重要原因之一 基因型 重组性状 生物变异 生物进化 生物多样性 如图为某种生物中的部分染色体发生的两种变异的示意图 图中 和 和 和 分别互为同源染色体 请思考 1 图a和图b所示的变异类型有何不同 它们的变异可发生于何时期 2 图a b哪一种变异是 正常发生 的 哪类变异属 遗传病 3 如图c为某种变异的结果 这应由a b中哪类变异引起 图c 提示 1 图a中 和 为一对同源染色体 其上的非姐妹染色单体互换片段 该变异属于基因重组 此过程发生在减数第一次分裂的四分体时期 图b中 和 为非同源染色体 上的片段移接到 上引起的变异属于染色体结构变异 该过程可发生在有丝分裂和减数分裂等过程中 2 图a基因重组为正常变异 可增加配子多样性 而图b为异常变异 属染色体结构变异的 遗传病 3 图c的产生原因是图a 四分体时期交叉互换所致 1 2017 山西省高平市高三百校大联考 下列关于精子的形成过程和卵细胞的形成过程 分析正确的是 a 若一个精原细胞经减数分裂产生4种配子 则该过程中可能发生了交叉互换b 若一个卵原细胞经减数分裂产生1种配子 则该过程中不应发生了交叉互换c 在减数第一次分裂的前期和后期 细胞内所有非等位基因都会进行自由组合d 在减数分裂过程中 染色体数目减半发生在减数第一次分裂或减数第二次分裂 基因重组特点 意义 解析若一个精原细胞经减数分裂产生4种配子 则该过程中很可能发生了交叉互换 a正确 无论有没有交叉互换和基因突变 一个卵原细胞经减数分裂也只能产生1种配子 b错误 在减数第一次分裂的前期 细胞内的非等位基因可以进行重组 但不能称为自由组合 另外在减数第一次分裂的后期 同源染色体上的非等位基因也不能自由组合 c错误 在减数分裂过程中 染色体数目减半只发生在减数第一次分裂 d错误 答案a 2 2017 湖南省永州二模 下列说法正确的是 a 由于碱基对的改变而引起dna分子结构的改变就是基因突变b 基因突变会改变基因的种类及基因在染色体上的位置c 任何真核生物的基因组测序都是测定其体细胞中一个染色体组的全部基因序列d 一对等位基因在有性生殖时不会发生基因重组 一对同源染色体上的基因在有性生殖时可能发生基因重组 解析基因是有遗传效应的dna片段 如果由于碱基对的改变而引起dna分子结构的改变 但是基因结构没有发生改变则不属于基因突变 a错误 基因突变会改变基因的种类 但是基因在染色体上的位置并不发生改变 b错误 人类基因组计划的目的是测出人类基因组dna的30亿个碱基对的序列 其中包括22条常染色体和xy两条性染色体 而不是对一个染色体组 23条染色体 进行测序 c错误 一对等位基因在有性生殖时不会发生基因重组 一对同源染色体上的基因在有性生殖时可能发生基因重组 即四分体中位于非姐妹染色单体上的非等位基因发生交叉互换 d正确 答案d 1 基因重组只是 原有基因间的重新组合 2 自然条件下基因重组发生在配子形成过程中 而不是受精作用发生时 3 基因重组一般发生于 有性生殖 产生配子的过程中 无性生殖的生物不发生 有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生 4 杂合子 aa 自交产生的子代出现性状分离 不属于基因重组的原因是a a控制的性状是同一性状中的不同表现型 而非 不同性状 5 关注基因突变和基因重组的常考 关键词 经典高考 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 如图 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 判断基因重组与基因突变 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意可知 染色体缺失花粉不育 则正常情况下 该植物作父本只产生含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表现为红色 若是减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间发生交叉互换 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项正确 答案d 三看法 判断基因突变与基因重组 方法体验 2017 湖南省长沙市高三模考 在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体 四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生交换 实验表明 交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中 这种现象称为有丝分裂交换 下图为一突变基因杂合的细胞在分裂时出现了交叉互换 下列相关叙述错误的是 a 若发生在减数分裂过程中 产生含正常基因和突变基因的精子比例为1 1b 若发生在有丝分裂过程中 可能产生同时含有正常基因和突变基因的子细胞c 若发生在有丝分裂过程中 可能产生正常基因纯合和突变基因纯合的子细胞d 交叉互换发生在有丝分裂中为染色体结构变异 在减数分裂中为基因重组解析交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间为基因重组 发生在非同源染色体之间为染色体变异 易位 d错误 答案d 易错 防范清零 易错清零 易错点1误认为 dna中碱基对的增添 缺失 改变 就是 基因突变 点拨dna中碱基对的增添 缺失 改变 基因突变 基因是有遗传效应的dna片段 不具有遗传效应的dna片段也可发生碱基对的改变 有些病毒 如sars病毒 的遗传物质是rna rna中碱基的增添 缺失 改变引起病毒性状变异 广义上也称基因突变 易错点2误认为基因突变只发生在分裂 间期 点拨引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素 外部因素对dna的损伤不仅发生在间期 而是在各个时期都有 另外 外部因素还可直接损伤dna分子或改变碱基序列 并不是通过dna的复制来改变碱基对 所以基因突变不只发生在间期 细胞不分裂时也可发生基因突变 易错点3误认为基因突变都产生等位基因 点拨不同生物的基因组组成不同 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 易错点4误认为基因突变都能遗传给后代 点拨基因突变如果发生在有丝分裂过程中 一般不能遗传给后代 但有些植物该突变可通过无性繁殖或 组织培养 遗传给后代 易错点5误认为基因突变会使得基因 位置 或 数目 发生改变 点拨基因突变仅改变了基因内部结构 产生了新基因 并未改变基因位置 也未改变基因数量 基因中碱基对缺失 只是成为了新基因 即基因犹在 只是 以旧换新 并非 基因缺失 1 2017 安徽六安检测 如图所示为人类镰刀型细胞贫血症的病因 已知谷氨酸的密码子是gaa gag 据图分析正确的是 纠错小练 a 过程发生了基因结构的改变 增加了基因的种类b 过程为转录 是以脱氧核苷酸为原料 在有关酶的催化下完成的c 转运缬氨酸的trna一端裸露的三个碱基是catd 控制血红蛋白的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症 解析 过程表示dna的复制 该过程中发生了基因突变 导致基因结构改变 产生了新基因 增加了基因的种类 a正确 过程为转录 是以核糖核苷酸为原料 在有关酶的催化下完成的 b错误