高考生物一轮复习 基因突变和基因重组 新人教版必修

高考生物一轮复习基因突变和基因重组课件新人教版必修第一页，共六十页，编辑于2023年，星期六第5章基因突变及其他变异第二页，共六十页，编辑于2023年，星期六[观考情考纲考频]

1.基因重组及其意义(Ⅱ)[3年3考]

2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)[3年8考]第1讲基因突变和基因重组第三页，共六十页，编辑于2023年，星期六第四页，共六十页，编辑于2023年，星期六一、基因突变1．基因突变实例：镰刀型细胞贫血症第五页，共六十页，编辑于2023年，星期六2．概念：由于DNA分子中发生

的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变。3．基因突变的原因、特点、时间和意义碱基对第六页，共六十页，编辑于2023年，星期六第七页，共六十页，编辑于2023年，星期六二、基因重组1．概念：生物体进行

的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2．基因重组的类型(1)自由组合型：非同源染色体的非等位基因的

(发生在减数第一次分裂后期)。(2)交叉互换型：减数分裂中同源染色体上

的交叉互换(发生在减数第一次分裂前期的四分体时期)。(3)基因工程：转基因技术(人为条件下进行的)，将外源基因导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组。有性生殖自由组合非姐妹染色单体第八页，共六十页，编辑于2023年，星期六3．结果：产生

，导致

出现。4．特点：两个体

越高，遗传物质差别越大，后代重组类型越多，变异越大；最广泛的应用是

。5．途径：基因重组是通过

实现的。7．基因重组的范围：自然条件下，能发生基因重组的生物类型是进行

生物，细菌等原核生物和进行无性繁殖的真核生物都不能发生基因重组。8．基因重组与基因突变的区别：基因重组不同于基因突变，基因重组是基因的重新组合，产生了新的

，基因突变是基因结构的改变，产生了新的

，产生出新的遗传物质。新的基因型重组性状杂合程度杂交育种有性生殖生物变异

多样性

生物进化

有性生殖的真核基因型基因第九页，共六十页，编辑于2023年，星期六1．判断下列有关基因叙述的正误。(1)基因突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的(2013年高考海南卷)()(2)A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因()(3)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()(4)人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变()(5)DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变()(6)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()√√×√√×第十页，共六十页，编辑于2023年，星期六2．判断下列有关基因重组叙述的正误。(1)减数第二次分裂时，非姐妹染色单体之间自由组合(2012年高考江苏卷)()(2)有丝分裂和减数分裂过程中均可以发生非同源染色体之间自由组合，导致基因重组()(3)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组()(4)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()(5)同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组()××××√第十一页，共六十页，编辑于2023年，星期六1．基因突变的产生及结果生物变异的根本来源——基因突变第十二页，共六十页，编辑于2023年，星期六(1)基因突变产生原因分析①基因突变是指基因片段上碱基对发生增添、缺失或替换而导致基因结构发生变化的遗传学现象。基因突变是遗传物质在__________上的改变。碱基对数目、种类改变非常小，若数目改变幅度过大，超过一个基因的范围则为染色体变异。②基因片段上碱基对单个的添、减会出现移码现象，会导致生物性状的

；若碱基对是以3的倍数添、减，则不会出现移码现象，只是局部碱基序列改变，合成的蛋白质上氨基酸的种类、排列顺序的__________。③DNA复制过程中，碱基互补配对发生偏差或小幅度跳跃、重复复制都会导致

。DNA复制时最容易发生差错导致突变，这也是细胞分裂间期最易发生基因突变的原因，是诱变育种的重要理论基础。分子水平改变变化较小基因突变第十三页，共六十页，编辑于2023年，星期六第十四页，共六十页，编辑于2023年，星期六(2)基因突变的结果①基因突变产生了该基因的

，即新基因，改变了基因的表现形式，如由A→a或a→A，而A、a的本质区别是其基因内部分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变，但并未改变染色体上基因的数量，因而基因突变引起基因“质”的改变，未引起“量”的改变。②通过基因突变会产生新的

和

。基因重组只能产生新的

而不能产生新的基因，要增加基因重组的内涵只有通过基因突变，所以

是生物变异的根本来源。等位基因基因基因型基因型基因突变第十五页，共六十页，编辑于2023年，星期六2．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第十六页，共六十页，编辑于2023年，星期六(2)基因突变对性状的影响：突变间接引起密码子改变，决定氨基酸

，最终表现为蛋白质功能可能改变，影响生物性状。(3)基因片段上碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变，原因可能有三个：①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种

。③基因突变若为

，如AA→Aa，也不会导致性状的改变。可能改变氨基酸隐性突变第十七页，共六十页，编辑于2023年，星期六(4)基因突变对后代性状的影响①基因突变若发生在

有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。②基因突变若发生在

形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。③生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。体细胞精子或卵细胞第十八页，共六十页，编辑于2023年，星期六[易错易混]

(1)基因突变常发生在间期，也能发生在其他各时期，只是突变率更低。(2)在个体发育过程中，基因突变发生得越早，影响范围越大。(3)基因突变中，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，1000个碱基对的改变也叫基因突变。(4)RNA病毒中，基因突变指RNA中碱基的改变、增添和缺失，其突变率远大于DNA的突变率。第十九页，共六十页，编辑于2023年，星期六1．一种α链异常的血红蛋白叫作(Hbwa)，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下：第二十页，共六十页，编辑于2023年，星期六下列相关叙述中正确的是(

)A．异常血红蛋白异常的根本原因是血红蛋白发生了突变B．控制α链异常的血红蛋白(Hbwa)的基因中一个碱基对发生了替换C．控制α链异常的血红蛋白(Hbwa)的基因增添了一个碱基对D．控制α链异常的血红蛋白(Hbwa)的基因缺失了一个碱基对解析：从题图中的氨基酸种类变化可以看出，该基因发生了基因突变，基因突变的类型不是替换，因为有多个氨基酸种类发生了变化，再结合碱基序列进行分析可以看出，139号氨基酸对应的密码子AAA中的第三个A缺失。答案：D第二十一页，共六十页，编辑于2023年，星期六1．基因重组的类型与发生机制基因重组与基因突变的比较第二十二页，共六十页，编辑于2023年，星期六第二十三页，共六十页，编辑于2023年，星期六2.基因突变与基因重组的区别和联系第二十四页，共六十页，编辑于2023年，星期六第二十五页，共六十页，编辑于2023年，星期六第二十六页，共六十页，编辑于2023年，星期六第二十七页，共六十页，编辑于2023年，星期六第二十八页，共六十页，编辑于2023年，星期六第二十九页，共六十页，编辑于2023年，星期六第三十页，共六十页，编辑于2023年，星期六3．注意基因突变和基因重组的意义第三十一页，共六十页，编辑于2023年，星期六2．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解析：同源染色体上的等位基因可以通过交叉互换发生重组，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错误。答案：D第三十二页，共六十页，编辑于2023年，星期六实验十八实验法判定变异类型1．可遗传变异与不可遗传变异的判断方法2．染色体变异与基因突变的判断方法第三十三页，共六十页，编辑于2023年，星期六3．基因突变和基因重组的判断方法第三十四页，共六十页，编辑于2023年，星期六3．在一群体型一直较正常的牛群中出现了一头矮生雄牛，某研究小组在讨论该矮生雄牛形成原因时，有三种不同的观点：观点一：种群中某一个体产生了隐性突变，该突变基因随着个体间的交配，在群体中得以扩散；矮生基因携带者交配后发生性状分离产生该矮生雄牛。观点二：由非遗传因素(如饲养条件)引起的。观点三：______________________________________________。请你设计一个杂交实验，根据子一代杂交结果得出相应的结论。(说明：若是遗传因素，则这一相对性状由常染色体上的一对等位基因控制)第三十五页，共六十页，编辑于2023年，星期六(1)杂交实验方案：_____________________________________，在正常的饲养条件下，观察子代的表现型。(2)杂交结果及结论：①若子代出现________________情况，则观点一正确。②若子代出现________________情况，则观点二正确。③若子代出现________________情况，则观点三正确。第三十六页，共六十页，编辑于2023年，星期六解析：该矮生雄牛产生的原因可能是非遗传因素引起的，也可能是显性突变或隐性突变引起的。即可能矮生牛是aa，正常牛是AA或Aa(少数)；或可能矮生牛是Aa，正常牛是aa；或可能矮生牛和正常牛都是AA或aa。如果让该矮生雄牛与一头正常雌牛交配，由于后代个体少，不能区别不同的情况，因此考虑让该矮生雄牛与多头正常雌牛交配。可能出现的结果，可从三个观点逆推。答案：观点三：是显性突变的结果(1)让该矮生雄牛与该群体中的多头正常雌牛交配(2)①正常牛与矮生牛，且数量上正常牛明显多于矮生牛②全为正常牛③正常牛与矮生牛，且数量上无显著差异

第三十七页，共六十页，编辑于2023年，星期六[例1]如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断(

)A．此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDdC．此细胞发生的一定是显性突变D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组基因突变的分析第三十八页，共六十页，编辑于2023年，星期六[解析]

图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。[答案]

D第三十九页，共六十页，编辑于2023年，星期六[例2]下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是(

)①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A．①④ B．①②C．①③ D．②④基因重组第四十页，共六十页，编辑于2023年，星期六[解析]

题目给出的选项中：①袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻，其原理是基因重组。②将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉，属于通过基因工程进行的基因重组，该方法将目的基因移植到某种生物体内，整合到该生物的DNA分子中，并使目的基因得以表达，其最大优点就是克服了远缘杂交带来的不育。③是利用宇宙射线，诱发种子发生基因突变，从而培育出太空椒。④克隆牛属于动物体细胞无性生殖，不产生基因间的重新组合。[答案]

B第四十一页，共六十页，编辑于2023年，星期六第四十二页，共六十页，编辑于2023年，星期六[例3]

(2015年荆州质检)回答下列关于生物变异的问题：(1)2013年8月18日，中国“神舟”十号飞船搭载的“大红袍1号”和“正山小种1号”等茶种顺利移交给武夷山茶叶育种基地的科研人员，进入了基地的培育与筛种阶段。这是利用太空条件使相关茶种发生了________(填变异类型)，进而选育出品优或量高的新品种。但实际培育过程中，会出现处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降等情况，这说明了________________________。在其中也发现了极少数的个体品质好、产量高，这说明了变异是________。基因突变与可遗传变异第四十三页，共六十页，编辑于2023年，星期六(2)下图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理，该病发病的根本原因是__________________________________________________________________________________________________________，转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基应该是________。第四十四页，共六十页，编辑于2023年，星期六(3)某动物的基因型为AABb，该动物体的一个体细胞有丝分裂过程中一条染色体上的基因如图乙，则两条姐妹染色单体上的基因不同的原因是________________________________________________________________________________________________________。(4)图丙表示两种类型的变异。其中属于基因重组的是________(填序号)，属于染色体结构变异的是________(填序号)，从发生的染色体种类来看，两种变异的主要区别是_________________________________________________________________________________。第四十五页，共六十页，编辑于2023年，星期六[解析]

(1)太空育种是利用太空条件使种子发生基因突变，再进行有目的的筛选；基因突变具有不定向性和多害少利性。(2)镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA在复制时，其中的一个碱基对被另一个碱基对所替换。题图中异常的转录模板链上的三个碱基是CAT，所以转录后对应的密码子是GUA，则反密码子是CAU。(3)体细胞在进行有丝分裂时不能进行联会，所以不能发生同源染色体间的交叉互换，因此，该细胞中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因只能是基因突变。(4)从题图丙中可以看出，①属于同源染色体间的交叉互换，所以属于基因重组；②属于非同源染色体间的互换，所以属于染色体结构变异。[答案]

(1)基因突变基因突变对大多数个体来说是有害的不定向的(2)DNA复制时，其中的一个碱基对(T－A)被另一个碱基对(A－T)所替代CAU

(3)发生了基因突变(4)①②①发生在同源染色体之间，②发生在非同源染色体之间

第四十六页，共六十页，编辑于2023年，星期六第四十七页，共六十页，编辑于2023年，星期六微讲座二十基因突变与基因重组的易错点1．与生物变异有关的易错点(1)显微镜下能够观察到的可遗传变异只有染色体变异。(2)基因重组指两对或两对以上等位基因表现为自由组合(减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因之间)或连锁互换(减数第一次分裂前期同源染色体上非姐妹染色单体上基因之间)，转基因技术亦属于基因重组。(3)基因突变不改变染色体上基因的数量和位置，只是DNA分子上某一个基因内部碱基对排列顺序的变化，只改变基因的结构组成，能产生新的基因，但生物的性状不一定改变。第四十八页，共六十页，编辑于2023年，星期六(4)基因突变分为体细胞突变和生殖细胞突变，体细胞突变一般不遗传给后代，生殖细胞突变若没有受精发育成个体，也不会遗传给后代。基因突变又可分为显性突变和隐性突变，如果是隐性突变，后代是杂合子，性状不会改变；如果突变的是基因的内含子，后代获得突变基因后性状也不会改变。诱发基因突变的因素有物理、化学和病毒等，但没有这些因素，也可能由于DNA复制差错而发生突变。(5)人工诱变提高突变频率，突变个体数增多，其中有害的仍然是多数，有利的仍然是少数，但二者的变异个体数与自然诱变相比较，都提高了。而与未突变个体数相比较，仍然是少数。第四十九页，共六十页，编辑于2023年，星期六(6)关于基因突变和基因重组的判断①基因突变：变异个体极少，只有1个或少数几个，如开红花植株中出现一株开白花的；纳米技术处理；进化的最初原材料；变异的根本原因；等位基因产生；分子水平变化。②基因重组：亲子代之间的差别；开红花植株中出现20%开白花的植株；减数分裂中的基因重组；转基因技术。(7)不清楚无子番茄和无子西瓜的形成原因易造成失误，即误以为它们都是不可遗传变异。实际上，无子番茄是生长素促使其果实发育的，没有改变其遗传物质，所以无子性状不可遗传；而无子西瓜是染色体变异产生的，这种性状可以遗传。第五十页，共六十页，编辑于2023年，星期六2．生物变异与配子生成情况(1)图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第一极体，不可能为次级卵母细胞。(2)造成B、b不同的原因有基因突变或交叉互换(减Ⅰ前期)。①若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的；②若题目中问造成B、b不同的根本原因，则应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变。第五十一页，共六十页，编辑于2023年，星期六(3)产生配子情况第五十二页，共六十页，编辑于2023年，星期六第五十三页，共六十页，编辑于2023年，星期六1．(2015年南京模拟)科学家以玉米为实验材料进行遗传实验，实验过程和结果如图所示，则F1中出现绿株的根本原因是(

)第五十四页，共六十页，编辑于2023年，星期六A．在产生配子的过程中，等位基因分离B．射线处理导致配子中染色体数目减少C．射线处理导致配子中染色体结构缺失D．射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变解析：射线的处理使紫株配子的一条染色体发生了部分片段的缺失，与控制紫色有关的基因随染色体片段的缺失而丢失，因此F1中出现绿株。答案：C第五十五页，共六十页，编辑于2023年，星期六2．下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断不正确的是(

)A．甲细胞表明该动物发生了基因突变B．乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变C．丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代第五十六页，共六十页，编辑于2023年，星期六解析：据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图。甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果；乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，没有同源染色体交叉互换的特征，只能是基因突变的结果；丙细胞也属于减数第二次分裂后期图，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的。甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代。答案：D第五十七页，共六十页，编辑于2023年，星期六3．(2015年佛山模拟)以酒待客是我国的传统习俗。有些人喝了一点酒就脸红，我们称为“红脸人”，有人喝了很多酒，脸色却没有多少改变，我们称为“白脸人”。乙醇进入人体后的代谢途径如下，请回答：(1)“白脸人”两种酶都没有，其基因型是______