2011年高考生物一轮复习同步课件必修2：第五章 第1节 基因突变和基因重组

测试大纲显示 1。基因突变的特征和原因(二)2。基因重组及其意义(二)3。染色体结构变异和数量变异(一)4。人类遗传疾病的类型(一)5。人类遗传疾病的监测和预防(一)6。人类基因组计划及其意义(一)7。低温诱导染色体加倍(实验)8。人类常见遗传病调查(实验)。热门话题 1。基因突变的类型、特点及突变育种在生产中的应用。基因重组的类型和意义。染色体结构变异的类型和原因。染色体的概念及单倍体和多倍体在育种中的应用。遗传病的类型、发病机制分析及预防1。基因突变1。例如：镰状细胞性贫血，GAA，2。概念：由碱基对、DNA分子的添加或出现引起的变化。取代，缺失，基因结构，3。原因，外部原因，1。因素：如紫外线、x射线和其他辐射2。化学因素：如亚硝酸中毒、碱类似物等。3.因素：如一些疾病，内因：时间误差，DNA碱基组成变化，物理，生物学，DNA分子复制，4。特征(1)普遍性：生物学中的共性。(2)随机性和：发生在个体发育过程中，可能产生一个以上的等位基因。(3)低频率：在自然状态下，突变频率很低。含义：基因突变是产生的方式，是根本来源，是原始材料。无方向性，不同时期，新基因，生物变异，生物进化，2。型(1)自由结合型：在第一次减数分裂后期，随着非同源染色体的自由结合，它也可以自由结合。(2)交叉交换型：在减数分裂四分体期间，基因通过交叉交换进行重组。2.基因重组1。概念：在生物过程中控制不同特征的基因。有性生殖，重组，非等位基因，非姐妹，染色质，3。意义(1)生物多样性形成的重要原因之一。(2)它是来源之一，对生物的进化也有重要意义。生物变异，1。基因突变原因分析，2。基因突变与性状的关系(1)基因突变可间接引起密码子的改变，最终表现为蛋白质结构和功能的改变，影响生物性状，如镰状细胞性贫血。(2)基因突变不一定导致性状改变，因为：一个氨基酸可以由多个密码子决定。当由突变的DNA转录的密码子仍然决定相同的氨基酸时，这种突变不会引起生物学特性的改变。(2)突变隐性基因不引起杂合体的性状变化，如AAAa。(3)不直接编码氨基酸的基因片段(DNA片段)被改变。基因突变的特征(1)普遍性：所有生物都可能经历基因突变。(2)随机性：基因突变可以发生在个体发育的任何阶段和任何细胞中。(1)时间上的随机：它可以发生在生物个体发育的任何阶段，甚至在倾向于衰老的个体中，例如易患皮肤癌的老年人。(2)随机定位：基因突变可以发生在体细胞和生殖细胞中。如果是前者，一般不会传染给后代；如果是后者，它可以通过生殖细胞传给后代。它可以发生在细胞中不同的DNA分子上，也可以发生在同一DNA分子的不同部分。(3)低频率：在高等生物中，突变率为10-5 10-8 (4)多害少利：大多数突变对生物有害，有些是有益的，有些既不有益也不有害(5)无方向性：可以产生多个等位基因，如图所示，(1)基因突变肯定会导致基因结构的变化，但不一定会导致生物特征的变化。(2)基因突变是在基因分子水平上基因内碱基对的类型和数量的变化，基因的数量和位置没有变化。(3)基因突变通常发生在DNA分子复制过程中。实施例1(2010林翼研究)下图显示了大肠杆菌中基因的脱氧核苷酸链的碱基序列。以下变化对由基因(不考虑终止密码子)控制和合成的多肽(使用该链作为模板)的氨基酸序列具有最大影响()-Atgggccctgctga-Gattctaa-1471013100103106。位置6的交流电被肺结核取代。在位置9和10之间插入一个热电偶。100、101和102号位置由TTTD取代.位置103至105被替换为t。课堂笔记中的项目A属于碱基替换。由于密码子的简并性，它可能不会影响氨基酸序列。乙项属于碱的加成。通过添加合成的多肽序列将完全改变。C项属于全密码子的替换，它只会引起多肽序列中一个氨基酸的改变。项目D属于基本删除。由缺失合成的多肽序列会发生变化，但D项对氨基酸序列的影响小于b项，b、基因突变类型对氨基酸序列的影响，1。基因重组的时间、类型、结果和意义(1)基因重组时期：有性生殖的第一次减数分裂期间。(2)基因重组类型在负一后期，非同源染色体上的非等位基因与非同源染色体的自由结合自由结合。(2)在四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体进行交叉交换。(3)基因重组结果：产生了新的基因型，极大地丰富了变异来源。(1)在人工操作下，基因工程和肺炎球菌的转化都实现了基因重组。(2)基因突变可以产生新的基因，进而产生新的性状；基因重组只能是原始基因的重组，它可以产生新的基因型，然后产生新的表达类型。实施例2)(2010年广州试验)以下关于基因重组的描述是正确的()a .非同源染色体的自由组合可导致基因重组b .姐妹染色单体之间相同片段的交换导致基因重组c .基因重组导致纯合自交后代的性状分离d .同卵双胞胎兄弟之间的性状差异是由基因重组引起的。课堂笔记选择性基因重组只能发生在减1(突触同源染色体相邻非姐妹染色单体间的交叉交换导致基因重组)和后期(非同源染色体的自由结合导致基因重组)、基因工程、细菌转化等过程的前期。只有当杂合自交发生时，才能发生性状分离。纯合自交的后代仍然是纯合的，没有发生性状分离。同卵双胞胎指的是通过有丝分裂从受精卵发育而来的两个人。这两个人的遗传信息是相同的。这种差异可能来自基因突变，但不可能来自基因重组。基因重组是有性生殖生物变异的一个重要来源，以下是正确的(a)只有位于非同源染色体上的基因才能被重组(b)它只发生在四分体时期(c)它能反映遗传稳定性(d)它能使生物更好地适应多变的环境。分析：基因重组可以发生在四分体时期或减一的后期。同源染色体上的非等位基因和非同源染色体上的非等位基因都可以实现基因重组。基因重组使后代能够产生多种类型，从而更好地适应环境。老鼠的正常尾巴和短尾巴是一对相关的特征。一对正常尾巴的母鼠产下了一只短尾雄鼠。这只短尾雄性小鼠是基因突变的结果，还是因为双亲都是隐性短尾基因的携带者？如果只考虑常染色体遗传，研究如下：命题设计，1。假设：假设:双亲都是隐性短尾基因的携带者；2.假设短尾雄性小鼠是隐性突变；3.短尾雄性老鼠是显性突变。2.设计实验1。实验方法：将正常尾巴的父母的雌性与短尾巴的雄性交配，观察后代尾巴的表型。2.实验结果：仔鼠尾正常，尾短。3.实验结论：双亲都是隐性基因携带者。你认为这个实验计划怎么样？如果有任何缺陷，请指出并改正或补充如果双亲都是隐性基因的携带者，双亲的母本将与短尾巴的雄性小鼠杂交，后代将有正常的尾巴和短尾巴。如果短尾鼠是隐性突变，父母应该是显性纯合子。如果短尾鼠是显性突变，父母应该是隐性纯合子。评价：最初的实验和结果不能区分三个假设。补充实验和结论如下：(1)选取原始实验中获得的短尾雄性小鼠。(2)将短尾雄性大鼠与选择的短尾雌性大鼠交配，观察后代尾部的表型。如果后代中有正常尾鼠和短尾鼠，假设是正确的；如果所有的后代都是短尾小鼠，假设或是正确的，并继续下列实验：(3)让原始的亲本小鼠杂交多次，观察后代尾巴的表型。如果后代有正常尾巴和短尾巴，比率为3: 1，假设是正确的，如果所有后代都有正常尾巴，假设是正确的。关于“假设”与“期望”、“结果”与“结论”的辨析，1。假设“假说”,也称为假设或猜测，是指用于解释某一现象但尚未被证实的话题，也是对所提问题的参考答案，即根据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维提出初步假设。例如，在“孟德尔分离现象解释验证”的交叉试验中，提出的假设是：“当F1(Dd)产生一个配体时，由于等位基因分离，F1产生两个含有基因d和基因d的配子，而且数目相等。”根据假设和原理，预期“期望”是在实验设计方案确定后，实验正式实施前，根据假设和原理判断实验可能的结果。它是根据所提出的假设作出推论，以获得假设的结果或推论，即“如果假设成立，应该期待什么样的结果”，如“孟德尔分离现象验证实验，如果假设成立，与试验杂交的后代应有1: 1的dd与Dd之比，即紫色花与白色花之比应为1: 1”。结果应该是实验中的实际情况，例如，“孟德尔分离解释实验”中的结果是“在64个后代中获得30朵紫色花和34朵白色花，并且两个性状的分离比为11”。结论必须基于实验结果，即如果结果与预期结果一致，则结论与先前的假设或“假设成立”一致。如果实验结果与预期结果不一致，结论应该是“假设不成立”。由此可见，“假设”应该对应“结论”，而“期望”应该对应“结果”。在实验讨论中，我们应该注意描述的科学性，即“如果有结果，应该有什么结论”。科学研究证实，某些有机污染物对雌性水生软体动物有致畸作用，雄性生殖器官出现在畸形的雌性体内。最近，某水域被这种有机物X污染。为了了解这种有机物是否对水生软体动物有致畸作用，生物兴趣小组提议开展调查活动。请使用高中生物实验室常用的设备和下列实验材料及用具设计实验并预测实验结果。命题设计、实验材料和工具：从未受污染的水域、解剖镜、有机污染物X溶液、养殖池、正常蜗牛雌雄生殖器官解剖图等采集的300只体重相近、性成熟的水生蜗牛。提示：不需要剂量和特定的仪器操作，室温恒定，繁殖时间为30天。蜗牛是雌雄异株的，它的性别特征可以在解剖显微镜下识别。(1)建议题目的名称：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)设计和实验步骤：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _在实验设计中，首先将蜗牛分为两组，每组100只，分别在A、B养殖池中饲养。然后，将一定量的有机物X加入到作为实验组的一个培养池中，另一个培养池不加入有机物X，而是加入与对照组相同量的清水。其他条件都一样。30天后，分别从A池和B池中捞出钉螺，在解剖显微镜下鉴定其性别特征。做了记录。如果实验组的雌螺长出雄性生殖器官，即池塘中雄性个体的数量明显高于对照组，则有机物质X对A型螺的雌性有致畸作用。(1)探讨有机污染物X对A型螺雌性器官畸变的影响。(2)随机抽取A型螺的数量进行解剖，根据解剖图谱识别雌雄生殖器官的特征；将钉螺随机分为对照组和实验组，每组100只(至少30只)。(3)向实验组的养殖池中加入一定体积的有机污染物x溶液，向对照组中加入相同体积的蒸馏水，使养殖和其他条件相同；(4)培养30天后，在解剖显微镜下解剖观察每个培养池中的钉螺，并与标准图谱比较，记录扭曲的雌螺数量；计算女性和男性个体的性扭曲百分比。(3)对照组雌、雄螺的生殖器官正常；实验组女性个体表现出性别扭曲。(2010广州模拟)中国研究人员发现，“DEP1”基因的突变可以促进超级稻的增产，这将有助于研究和培育高产水稻新品种。下面的陈述是错误的a。水稻产生的突变基因可能不会传递给后代b。突变基因可能在增加其他作物的产量中起作用c。水稻基因突变产生的性状对生物体最有利d。突变基因表达的蛋白质与水稻产量密切相关。分析：突变是最有害的。如果基因突变发生在体细胞中，它将不会传给后代。实验小鼠中的下列细胞易受基因突变(双重选择)的影响：(a)皮肤粘膜层细胞(b)神经细胞(C，2)。造血干细胞。关于基因重组，下列哪一个是正确的(a)有丝分裂可以导致基因重组(b)等位基因分离可以导致基因重组(c)无性繁殖可以导致基因重组(d)非等位基因的自由组合可以导致基因重组(解析):基因重组发生在以下两个过程中：一个是基因工程，另一个是减数分裂。减数分裂过程中基因重组有两个阶段：当减数分裂形成四分体时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换；(2)在第一次减数分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由结合。答案：d，4。(2010临沂试验)基因突变根据其发生地点可分为体细胞突变a和生殖细胞突变b。a通常发生在有丝分裂的间隔，b通常发生在有丝分裂的间隔，b通常发生在第一次减数分裂的间隔，c通常发生在第一次减数分裂的间隔，a通常发生在有丝分裂的间隔，b通常发生在第二次减数分裂的间隔，分析：体细胞突变通常发生在有丝分裂的间隔，生殖细胞突变通常发生在第一次减数分裂的间隔。下面的解释是不可能的a .公犊营养不良b .公犊携带x染色体c .基因突变d .双亲都是矮小基因的携带者。分析：在正常情况下，公牛犊必须携带x染色体，这不是侏儒症的原因。公犊牛营养不良、基因突变以及由于双亲都是矮化基因携带者而导致的后代性状分离可能是导致侏儒症的原因。在2009年6月6日的中央电视台春节联欢晚会上，中国的太空科学家在中国人民面前献上了“太空之花”。下面的相关陈述是不正确的a .培育“太空花”的原理是基因突变b .不是所有从宇宙飞船带回来的实验植物都长成美丽的“太空花”c .“太空花”是地球上不存在的新物种d .太空花增加了生物多样性，分析：人工诱变的原理是基因突变。既然突变不是方向性的，太空花的特性就不会按照人们的意愿发生突变。突变产生新基因，增加基因多样性。与原始植物相比，太空花只改变个体基因，不具备成为新物种的条件。这是生物变异来源的概念图。请根据图表回答：(1)图3表示_ _ _ _ _ _；(4)指_ _ _ _ _ _ _ _；(5)指_ _ _ _ _ _ _ _，该过程发生在_ _ _ _ _ _ _ _。(2)将原理应用于育种时， 物理因素，如_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _