高考生物一轮总复习 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组课件 必修2.ppt

第5章基因突变及其他变异 考纲导读 第1节 基因突变和基因重组 一 基因突变 镰刀 谷氨酸 缬氨酸 一对碱基 1 实例2 概念 dna分子中发生碱基对的 而引起的基因结构的改变 增添 缺失和替换 3 时间 主要在dna复制时 有丝分裂和减数第一次分裂 前的 期 间 5 特点 物理因素 如 化学因素 如 生物因素 如某些病毒 普遍性 一切生物都可以发生随机性 个体发育的 低频性 自然情况下 突变频率很低 性 产生一个以上的等位基因6 意义 产生 是生物变异的 来源 是 生物进化的原始材料 不定向 新基因 根本 4 原因 任何时期 紫外线 x射线及其他辐射 亚硝酸 碱基类似物 二 基因重组 有性 非同源染色体 等位基因 1 概念 生物体在进行 生殖的过程中 控制不同性状的基因的重新组合 2 类型 同源 交叉互换 1 减数第一次分裂后期 随着 的自由组合 其上的非等位基因也自由组合 2 减数第一次分裂前期 非同源染色体上的 随着 染色体上的非姐妹染色单体的 而发生交换 导致染色单体上的基因重新组合 变异 3 意义 基因重组是生物 的来源之一 是形成生物多样性的重要原因 对生物的进化具有重要意义 判断正误 1 a基因突变为a基因 a基因还可能再突变为a基因 2 人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变 3 基因突变通常发生在dna rna的过程中 4 基因是具有遗传效应的dna片段 hiv的遗传物质是 rna 不能发生基因突变 5 病毒 大肠杆菌及动植物都可能发生基因突变 答案 1 2 3 4 5 考点一 基因突变 考点梳理 1 基因突变机制 1 基因突变是dna分子水平上某一个基因内 部碱基对的种类或数目的变化 基因的数目和位置未改变 2 rna病毒中 基因突变指rna中碱基的增添 缺失或 替换 其突变率远大于dna的突变率 2 基因突变对生物性状的影响 1 基因突变对蛋白质的影响 2 突变不一定导致生物性状改变的原因 突变可能发生在没有遗传效应的dna片段中 基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨 基酸 基因突变若为隐性突变 如aa aa 不会导致性状的 改变 3 基因突变对子代的影响 1 基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中 这种突变一般不遗传 但有些植物可以通过无性繁殖传给后代 2 基因突变若发生在精细胞或卵细胞的形成过程中 这种 突变可以通过有性生殖传给后代 4 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 子代一旦表现 即为纯合子 2 判定方法 选取突变体与其他已知的未突变体杂交 根据子代性状表现判断 若后代全为未突变体 则为隐性突变 若后代为突变体 或既有突变体又有未突变体 则为显性突变 与基因突变有关的四个知识点 1 细胞分裂 在细胞分裂间期 dna复制时 dna分子双链打开 脱氧核苷酸链极其不稳定 容易发生碱基对的变化 2 细胞癌变 癌细胞是原癌基因和抑癌基因发生基因突变 所致 3 生物育种 诱变育种是利用基因突变的原理进行的 4 生物进化 基因突变为生物进化提供原始材料 高考探究 考向1 基因突变的类型及范围 典例1 2016年天津卷 枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表 注 p 脯氨酸 k 赖氨酸 r 精氨酸 下列叙述正确的是 a s12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性b 链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能c 突变型的产生是由于碱基对的缺失所致d 链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变 解析 根据表格信息可知 枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是s12蛋白结构改变导致的 突变型能在含链霉素的培养基中存活 说明突变型具有链霉素抗性 故a项正确 翻译是在核糖体上进行的 所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能 b项错误 野生型和突变型的s12蛋白中只有一个氨基酸 56位氨基酸 有差异 而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变 所以突变型的产生是由于碱基对的替换所致 c项错误 枯草杆菌对链霉素的抗性不是链霉素诱发的 链霉素只能作为环境因素对枯草杆菌起到选择作用 d项错误 答案 a 考向2 基因突变对性状的影响 典例2 2016年山东临沂检测 化学诱变剂ems能使基因中的g烷基化后与t配对 clh2基因控制合成叶绿素水解酶 研究人员利用ems处理野生型大白菜 叶片浅绿色 种子 获得clh2基因突变的植株甲 叶片深绿色 和乙 叶片黄色 下列叙 述正确的是 a 植株乙叶片呈黄色 说明其叶绿素水解酶失去活性b 获得植株甲和乙 说明ems可决定clh2基因突变的方向 c 若植株甲自交获得叶片浅绿色的植株 说明浅绿色为 隐性性状 d ems处理后 clh2基因复制一次可出现g c替换为 a t的现象 解析 植株乙叶片呈黄色 说明其叶绿素水解酶活性更高 ems只可提高基因突变率 不能决定基因突变方向 ems处理后 dna复制一次时 只能出现基因中烷基化后的g与t配对 在第二次复制时 才可能出现g c替换为a t的现象 答案 c 考向3 基因突变的应用 典例3 2014年江苏卷 下图是高产糖化酶菌株的育种过 程 有关叙述错误的是 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b x射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异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 解析 x射线既可改变基因的碱基序列引起基因突变 又能造成染色体片段损伤导致染色体变异 图中是高产糖化酶菌株的人工定向选择过程 通过此筛选过程获得的高产菌株的其他性状未必符合生产要求 故不一定能直接用于生产 诱变可提高基因的突变率 但每轮诱变相关基因的突变率不一定都会明显提高 答案 d 考向预测 1 2017年江西南昌一模 下列关于基因突变的叙述 正确 的是 a dna分子中发生碱基对的替换都会引起基因突变b 在没有外界不良因素的影响下 生物不会发生基因突变c 基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因d 基因突变能产生自然界中原本不存在的基因 是变异的根本来源 解析 基因突变是碱基对的替换 增添和缺失而引起的基因结构的改变 但只有dna分子上具有遗传效应的片段才是基因 基因突变可自发产生 随机性表现为基因突变可发生在生物个体发育的任何时期 可以发生在细胞内的不同dna分子上 可以发生在同一dna分子的不同部位等 而一个基因可以向不同的方向发生突变 产生一个以上的等位基因 这称之为不定向性 答案 d 2 下列关于基因突变的叙述 不正确的是 a 基因突变可以发生在个体发育的任何时期b 等位基因的产生是基因突变的结果c 基因突变一定产生等位基因d dna中碱基对替换不一定发生基因突变解析 基因突变指dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换引起基因结构的改变 基因突变是随机的 可以发生在个体发育的任何时期 原核生物没有同源染色体 所以没有等位基因 等位基因的产生是基因突变的结果 dna中非基因片段的碱基对替换不会引起基因突变 答案 c 3 2017年福建宁德质检 豌豆种子的圆粒基因r1插入一 段dna序列形成基因r2 下列叙述正确的是 a 显微镜下可观察到r2的长度较r1长b 这种变异可能导致翻译过程提前终止c 一定会导致豌豆的种子形状发生改变d 正常情况下配子中同时含有r1和r2基因 解析 基因r1插入一段dna序列形成基因r2 属于基因突变 在显微镜下是观察不到的 a错误 基因突变可能导致转录形成的mrna中提前出现终止密码 从而导致翻译过程提前终止 b正确 由于密码子的简并性 突变后控制合成的蛋白质不一定发生改变 即性状不一定发生改变 c错误 r1和r2基因为等位基因 而配子中正常情况下不会出现等位基因 d错误 答案 b 4 2017年河北邯郸二模 某二倍体植株染色体上控制花色的基因a2是由其等位基因a1突变产生的 且基因均能合成特 定的蛋白质来控制花色 下列叙述正确的是 a 基因a2是基因a1中碱基对的增添或缺失造成的b 基因a1 a2合成蛋白质时共用一套遗传密码c 基因a1 a2同时存在于同一个配子中d 基因a1 a2不能同时存在于同一个体细胞中 解析 突变基因a2的产生还可能是原基因a1中碱基对替换造成的 a错误 生物体内的蛋白质合成都共用一套密码子 b正确 等位基因 a1与a2 在减数第一次分裂中随同源染色体分开而分离 正常情况下 不会出现在同一配子中 c错误 当不同雌雄配子含有的是一对等位基因 a1与a2 时 它们结合发育成的后代体细胞中则含有a1a2 d错误 答案 b 5 下图表示细胞中出现的异常mrna被surf复合物识别而发生降解的过程 该过程被称为nmd作用 能阻止有害异常蛋白的表达 nmd作用常见于人类遗传病中 如我国南方地区高发的地中海贫血症 aug uag分别为起始和终止密码子 1 图中异常mrna与正常mrna长度相同 推测终止密码子提前出现的原因是基因中发生了 3 常染色体上的正常 珠蛋白基因 a 既有显性突变 a 2 异常mrna来自突变基因的 其降解产物为 如果异常mrna不发生降解 细胞内就会产生肽链较 的异常蛋白 又有隐性突变 a 两者均可导致地中海贫血症 据下表分析 表中 和 处分别为 除表中所列外 贫血患者的基因型还有 解析 1 图中异常mrna与正常mrna长度相同 推测终止密码子提前出现的原因是基因中发生了碱基对的替换 2 突变后的异常基因通过转录过程形成异常mrna mrna的基本组成单位是核糖核苷酸 因此mrna降解产物是核糖核苷酸 由题图可知 异常mrna中终止密码子比正常mrna中的终止密码子提前出现 如果异常mrna不发生降解 细胞内翻译过程会产生肽链较短的异常蛋白质 3 分析表格中的信息可知 基因型a a和a a分别表现为中度贫血和轻度贫血 合成的 珠蛋白少 基因型为aa的个体重度贫血 不能合成 珠蛋白 根据题干可知 基因的显隐性关系为 a a a a a的 答案 1 碱基替换 2 转录核糖核苷酸 短 3 无合成 不能 aa aa 个体能发生nmd作用 体内只有正常基因的表达产物 所以表现为轻度贫血 基因型为aa的个体能发生nmd作用 无 珠蛋白合成 表现为重度贫血 基因型为a a的个体表现为中度贫血 说明其异常珠蛋白基因的表达未能被抑制 因此不能发生nmd作用 导致异常蛋白合成 由题意可知 显性突变 a 和隐性突变 a 均可导致地中海贫血症 因此除表中所列外 贫血患者的基因型还有aa aa 考点二 基因重组 考点梳理 1 基因重组的相关概念 2 基因重组和基因突变的比较 3 不同生物的可遗传变异来源 1 病毒 基因突变 2 原核生物 基因突变 3 真核生物 无性生殖时 基因突变 染色体变异 有性生殖时 基因突变 基因重组 染色体变异 高考探究 考向1 基因重组的本质 典例4 下列有关基因重组的说法 正确的是 a 基因重组可以产生多对等位基因b 发生在生物体内的基因重组都能遗传给后代c 基因重组所产生的新基因型不一定会表现为新的表现型d 基因重组会改变基因中的遗传信息 解析 基因重组属于基因的重新组合 不会改变基因内部的碱基序列 不可能产生新的基因 基因中的遗传信息也不会改变 生物体内经过基因重组所产生的配子不一定能够形成合子 所以不一定能够传递给后代 基因重组能产生新基因型的配子 不同的配子形成合子的表现型可能与原有个体的表现型相同 答案 c 考向2 基因重组及其与基因突变的比较 典例5 2017年陕西宝鸡九校联考 下列关于生物变异的叙 述 正确的是 a 基因突变指dna分子中发生的碱基对的替换 增添和缺失 而引起的dna结构改变b 基因型为aa的植物连续自交 f2基因型比例为3 2 3 这是由基因重组造成的c 不能通过有性生殖遗传给后代的变异 也可能属于可遗传变异 如三倍体无子西瓜就属于可遗传变异d 基因重组包含非同源染色体上的非等位基因自由组合和非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换 解析 具有遗传效应的dna片段中发生的碱基对的替换 增添和缺失 而引起的基因结构的改变才是基因突变 a错误 基因型为aa的植物连续自交 得到的f2基因型比例为3 2 3 这是基因分离导致的结果 不是基因重组 b错误 遗传物质发生了改变而引起的变异都属于可遗传的变异 不一定能通过有性生殖遗传给后代 c正确 交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体间 不是发生在非同源染色体的非姐妹染色单体间 d错误 答案 c 判断变异是否属于基因突变的方法 1 基因内部结构发生变化 是基因突变 2 基因数目发生变化 不是基因突变 3 基因位置发生改变 不是基因突变 4 光学显微镜可观察到 不是基因突变 5 产生新基因 是基因突变 考向预测 6 2017年黑龙江哈尔滨六中调研 以下各项属于基因重组 的是 a 基因型为aa的个体自交 后代发生性状分离b 雌 雄配子随机结合 产生不同类型的子代个体c yyrr个体自交后代出现不同于亲本的新类型d 同卵双生姐妹间性状出现差异 解析 一对等位基因无法发生基因重组 a错误 基因重组发生在减数第一次分裂而非受精作用过程中 b错误 基因重组指在生物体进行有性生殖过程中 控制不同性状的基因重新组合 c正确 同卵双生姐妹遗传物质相同 其性状出现差异由环境引起 d错误 答案 c 7 某植物株色紫色对绿色是显性 分别由基因pl和pl控制 不含pl pl基因的植物株色表现为白色 该植物株色在 遗传时出现了变异 如下图所示 下列相关叙述错误的是 a 该变异是由某条染色体结构