（北京专用）2020版高考生物总复习第18讲基因突变与基因重组课件.pptx

1、第18讲基因突变与基因重组,一、基因突变,二、基因重组,必备知识,突破1 基因突变,突破2 基因重组,深化突破,核心构建,网络构建,要语强记,一、基因突变 1.基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症,必备知识,(1)图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和 翻译。突变主要发生在a(填字母)过程中。 (2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了,基因突变,碱基对由突变成。,2.基因突变的概念 DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失基因结构的改变。,3.发生时间:主要发生在有丝分裂间期或减分裂前的间期。,4.诱发基因突变的因素(连一连) CAB,5.基因突变的特点(连一连) AfBb

2、、c、dCaDeEg,6.基因突变的结果:产生了等位基因。,二、基因重组 1.概念,2.类型,1.DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换,导致基因突变。( ),2.基因B中的碱基对GC被碱基对AT替换可导致基因突变。( ),3.基因突变只发生在细胞分裂间期。( ),4.耐药菌可定向突变产生耐药基因。( ),5.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。 ( ),6.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。( ),7.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦。( ),8.减数第二次分裂时,非姐妹染色单体之间自由组合。( ),9.减数分裂四分体时期,姐妹染

3、色单体的局部交换可导致基因 重组。( ),10.亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。( ),11.二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的,基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中。( ),12.基因重组导致Aa自交后代发生性状分离。( ),13.基因突变和基因重组是生物变异的根本来源,为生物进化提供最初的原材料。( ),突破1基因突变,深化突破,1.基因突变与生物变异、进化的关系,2.基因突变对蛋白质与性状的影响 (1)基因突变对蛋白质的影响,(2)基因突变一定会导致基因结构的改变,但不一定会导致生物性 状的改变。 原因: 突变可能发生在不能转录出mRNA的

4、区域。 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。 基因突变为隐性突变,如AAAa。 某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类,但并不影响蛋白质的功能。 发生基因突变的基因没有被选择性表达,也不会引起性状的改变。,易混辨析(1)以RNA为遗传物质的生物,其RNA上核糖核苷酸序列发 生变化,也引起基因突变,且RNA为单链结构,在传递过程中更易发生突变。 (2)基因突变不改变染色体上基因的数量,只改变基因的结构。 (3)基因突变是染色体上某一位点的基因(分子水平)发生改变,在光学显微镜下观察不到。,1.可遗传变异与不可遗传变异的判断方法 (1)自交或杂交获得子代,子代自交或子代

5、之间杂交,用这种方法确定变异的原因。如果子代自交或杂交的后代出现变异性状,则变异性状是由遗传物质变化引起的,反之,变异性状仅是由环境引起的,遗传物质没有改变。 (2)将变异个体和正常个体培养在相同的环境条件下,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。,2.基因突变类型的判定 (1)类型 (2)判定方法:,考向1以基础判断的形式,考查基因突变的特点和原因,1.(2018江苏单科)下列过程不涉及基因突变的是(C) A.经紫外线照射后,获得红色素产量更高的红酵母 B.运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基 C.黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花,提高产量 D.香烟

6、中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,增加患癌风险,解析本题考查基因突变的相关知识。经紫外线照射可诱导基 因发生突变,从而获得红色素产量高的红酵母,A不符合题意;运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基属于基因突变,B不符合 题意;黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花的机理是影响细胞的分化,不涉及基因突变,C符合题意;香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,属于基因突变,D不符合题意。,2.下列关于基因突变的叙述,正确的是(B) A.基因突变在自然发生时是不定向的,但人工诱发时是定向的 B.基因突变一定能改变生物的基因型,但不一定能改变表现型 C.基因突变只发生在减数分裂时

7、,而不会发生于有丝分裂时 D.基因突变指的是基因的种类、数目和排列顺序发生了改变,解析基因突变都是不定向的,人工诱发只是显著提高了基因突变的频率,A错误;一般在分裂间期,DNA复制时结构不稳定,易发生基因突变,减数分裂和有丝分裂间期均可能发生基因突变,C错误;基因突变指的是基因中碱基对的增添、缺失或替换,D错误。,考向2以生产实例为背景,考查基因突变的应用 3.(2018北京海淀期末)瑞特综合征是由X染色体上的MECP2基因突变导致的遗传病,患者神经系统异常,运动控制能力丧失。研究表明,MECP2基因突变的小鼠神经细胞中与运动有关的基因信息是正常的,但无法正常表达,突变小鼠表现为活动能力极弱。

8、当研究者开启了突变小鼠体内MECP2基因的表达后,小鼠的活动能力迅速恢复正常。下列与之相关的叙述中,不正确的是(),A.MECP2基因的表达产物能够调节其他基因的表达 B.瑞特综合征患者的基因改变属于可遗传变异 C.MECP2基因突变小鼠的神经发育不良导致其运动能力减弱 D.瑞特综合征患者的肝脏细胞中也存在MECP2突变基因,答案C 解析由题干可知,小鼠的MECP2基因突变后,与运动有关的基因无法正常表达,由此可推测MECP2基因的表达产物能够调节与运动有关的基因的表达,A正确;只要遗传物质发生改变就是可遗传变异,所以瑞特综合征患者的基因改变属于可遗传变异,B正确;由题干“当研究者开启了突变小

9、鼠体内MECP2基因的表达后,小鼠的活动能力迅速恢复正常”,可推测出MECP2基因突变小鼠的神经发育正常,C错误;瑞特综合征患者肝脏细胞中也存在MECP2突变基因,D正确。,4.编码酶X的基因中某个碱基对被替换时,表达产物将变为酶Y。表中显示了与酶X相比,酶Y可能出现的四种状况,对这四种状况出现的原因判断正确的是(),A.状况一定是因为氨基酸序列没有变化 B.状况一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50% C.状况可能是因为突变导致了终止密码子位置变化 D.状况可能是因为突变导致tRNA的种类增加,答案C 解析状况的酶活性和氨基酸数目都没有发生变化,原因是两种酶的生物活性相同,氨基酸序列可能发生变

10、化,A项错误;状况中氨基酸的数目没有变化,所以肽腱数的变化未知,B项错误;状况中的氨基酸数目减少,且题干中给出的突变类型属于碱基对的替换,所以该状况最可能的原因是终止密码子提前出现,C项正确;状况的原因最可能是终止密码子滞后出现,且ERNA的种类不会增加,D项错误。,突破2基因重组,1.基因重组的类型,2.基因突变与基因重组的比较,3.关注基因突变和基因重组的意义,1.一看亲子代基因型 (1)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。 (2)如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。,一、“三看法”判断基因突变与基因重组,2.

11、二看细胞分裂方式 (1)如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果。 (2)如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或交叉互换。,3.三看细胞分裂图像,(1)如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。 (2)如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图乙。 (3)如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为交叉互换(基因重组)的结果,如图丙。,二、“数量法”判断基因突变与基因重组,考向1以基础判断或相关图示的形式,考查基因重组 1.下列

12、变异的原理属于基因重组的是(B) A.将四倍体植株与正常二倍体植株杂交,产生三倍体植株 B.一对表现型正常的夫妇,生了一个既白化又色盲的儿子 C.组成血红蛋白的氨基酸排列顺序改变,导致血红蛋白异常的疾病 D.某人的第5号染色体丢失一个片段,导致患某种遗传病,解析将四倍体植株与正常二倍体植株杂交,产生三倍体植株,原理是染色体变异,A错误;一对表现型正常的夫妇的儿子同时患白化病和色盲,是基因重组的结果,B正确;密码子的序列改变导致组成蛋白质的氨基酸排列顺序改变,属于基因突变,C错误;染色体丢失一个片段属于染色体结构变异,D错误。,2.如图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表

13、染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是(A) A.图甲细胞表明该动物发生了基因重组 B.图乙细胞由于完成DNA复制需解开双螺旋,容易发生基因突变 C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组 D.图丙细胞表示发生自由组合,解析根据题干知,图甲、图乙、图丙分别是同一种动物的细胞分裂示意图。图甲细胞中着丝点已分开,而且有同源染色体,是有丝分裂图像,造成两条相同染色体上基因不同的原因是基因突变。基因重组通常发生在减数分裂过程中,所以甲不能发生基因重组,A符合题意。图乙细胞处于分裂间期,DNA复制时,容易发生基因突变,B不符合题意。图丙细胞中同源染色体正在分开,处于减数第一次分裂后期,1与2的片段

14、部分交换,属于同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换,属于基因重组,C不符合题意。细胞中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,D不 符合题意。,考向2以基础判断的形式或以相关图示为信息载体,考查基因重组与 基因突变相关辨析 3.(2018课标全国)某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是(),A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活

15、性丧失 B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的 C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移,答案C 解析 大肠杆菌属于原核生物,其突变只有基因突变一种类型,突 变体M在基本培养基上不能生长,但可在添加氨基酸甲的培养基上生长,说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失,A、B正确;将M与N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中培养一段时间后,形成了另一种大肠杆菌X,说明突变体M与N共同培养时,二者之间发生了DNA转移(基因重组),形成了大肠杆菌X,突变体M与N之间的基因重组发生 在DNA水平,RNA不能与DNA发生重组,C错误,D正确。,4.下列有关生物变异来源图解的叙述正确的是() A.产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中的改变 B.图中过程是交叉互换,发生在减数第二次分裂时期,C.图中的可分别表示为突变和基因重组 D.一定会造成生物性状的改变,答案A 解析交叉互换发生于减数第一次分裂前期,B错误;图中表示基因突变,不能直接用“突变”表示,C错误;碱基对的增添、缺失和替换未必会造成生物性状的改变,D错误。,网络构建,核心构建,填充:基因结构不定向 生物生物变异 新基因生物进化 控制不同性状生物多样性,