基因突变和基因重组【名校攻略】备考2022高考生物必修2重难点讲解课件

12基因突变和基因重组【教学过程】TeachingProcess1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教

学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结基因突变基因重组

普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种到一般的土壤中结出的仍就是普通的种子

太空南瓜王（经过太空遨游，也就是经过辐射的）把其种下去后结出的仍是太空南瓜王

用一定浓度的生长素涂抹未受粉的雌蕊柱头，获得的性状不能遗传

用多倍体育种方法获得的无籽西瓜，获得的性状能遗传

黄色皱粒、绿色圆粒豌豆（孟德尔通过杂交育种获得的，该性状是能遗传的）

禽流感病毒（RNA病毒）易变异

生物的变异：是指亲、子代间或子代之间存在性状差异的现象。一.生物的变异1.变异定义2.变异类型概述梳理知识要点方法技巧思路：变异个体自交或与其他个体杂交

若此变异不再出现，为不可遗传变异；若此变异再次出现，为可遗传变异①方法技巧：可遗传变异与不可遗传变异的判断思路：(1)“环境条件改变引起的变异”一定就是“不可遗传的变异”吗？

(填“一定”或“不一定”)。不一定特别提醒1：易错分析

其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为

，分子水平发生的变异为_______________________，只在减数分裂过程发生的变异为

，真、原核生物和病毒共有的变异类型为____________。(2)__________和_____________均属于突

变。基因突变染色体变异基因突变和基因重组基因重组基因突变染色体变异特别提醒1：易错分析（3）基因突变在DNA分子水平，无法用显微镜观察，可以用

检测。亦可以用

酶检测。DNA分子杂交（4）可遗传变异

（填“不一定”、“一定”）都能通过有性生殖遗传。不一定分析：如基因突变发生在动物的体细胞，一般不能通过有性生殖遗传给后代，而对于植物而言，可以通过植物组织培养技术（无性生殖）遗传给后代。特别提醒1：易错分析限制酶易破裂，使人患溶血性贫血→多肽链中一个谷氨酸被缬氨酸替换基因中发生了一个碱基对的替换根本原因直接原因1.实例：镰刀型细胞贫血症的发病原因

二.基因突变图示中a、b、c过程分别代表

、

和

。突变发生在

(填字母)过程中。DNA复制转录翻译aabc2.基因突变的概念DNA分子中碱基对发生碱基的_________、________或_______，而引起的________________的改变。替换增添缺失基因碱基序列(1)方式3种方式(如图)同义突变：DNA片段中有时某个碱基对的突变并不改变所编码的氨基酸。其原因是密码子具有简并性，突变前后对应的密码子编码同一个氨基酸。错义突变：是指编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后,变成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的序列发生改变。这种突变多数带来有害的或致死的效应。无义突变：指由于某个碱基的替换使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，从而使肽链合成提前终止。终止密码突变：又称延长突变。基因中一个终止密码突变为编码某个氨基酸的密码子的突变。特别提醒2：碱基发生“替换”后的4种情况例1.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)（）A.第6位的C被替换为TB.第9位与第10位之间插入1个TC.第100、101、102位被替换为TTTD.第103至105位被替换为TCTB易错判断：A.只要是DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，就会引起基因突变。（）

原因：发生在没有遗传效应的DNA片段中B.基因突变一定会导致基因结构的改变（）√①基因突变对蛋白质的影响碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列特别提醒3：基因突变的方式碱基对的替换、增添和缺失中，碱基对的替换造成的影响可能是最小的。因为：

①碱基对的替换只改变的蛋白中的一个氨基酸；

②由于密码子的简并性，碱基对替换后并没有改变蛋白质中的氨基酸。

③碱基对替换后，对应的密码子变为终止密码，使肽链的合成提前终止。

④碱基对的增添或缺失，会影响蛋白质中的多个氨基酸发生改变。特别提醒3：基因突变的方式②基因突变一定导致基因结构的改变；不一定导致生物性状改变的原因：A.基因突变可能发生在

。B.基因突变后形成的

。

C.基因突变若为

突变。如AA→Aa，不会导致性状的改变。D.体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因；基因的非编码区或内含子（真核）中密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。（密码子的简并性）隐性例2（2018课标全国3,30,10分）节选（3）如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是

。密码子具有简并性例3.(2016·江苏卷改编)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此没有发生变化的是(

)A．植酸酶氨基酸序列B．植酸酶mRNA序列C．编码植酸酶的DNA热稳定性D．配对的反密码子UCUA(3)时间：主要发生在

。有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期由基因突变可联系的知识①：联系细胞分裂联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA分子复制时，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。a.亚硝酸、碱基类似物等b.某些病毒的遗传物质c.紫外线、X射线及其他辐射①物理因素②化学因素③生物因素(4)诱发基因突变的外来因素(连线)高考警示：物理因素能引起基因突变和染色体变异由基因突变可联系的知识①：联系细胞癌变

细胞癌变：癌细胞就是

原癌

基因和

抑癌

基因发生基因突变所致。P一126例4：（2018，江苏。单科）下列过程不涉及基因突变的是（）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.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险C(5)突变特点①

：一切生物都可以发生。②随机性：生物个体发育的

。

a.时间上：生物个体发育的___________。（研究的是个体生长发育）（发生的

，对生物的影响越大）。

b.部位上：可以发生在任何部位。（

细胞或

细胞）普遍性任何时期和DNA分子的任何部位（真核、原核、病毒均可以发生）任何时期越早体

生殖A.基因突变发生在_生殖细胞_中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在_体细胞_中，一般不遗传，但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过_无性_生殖传递。B.若基因突变发生在体细胞_有丝_分裂过程中，突变可通过

生殖传给后代，但不会通过

生殖传给后代。C.生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率

，这是因为生殖细胞在进行减数分裂时对外界环境变化更加敏感。无性有性高特别提醒4：③低频性：自然状态下，突变频率很

。低例5：（2015，北京卷）野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。（1）根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对

性状，其中长刚毛是

性性状。图中①、②基因型（相关基因用A和a表示）依次为

。（2）实验2结果显示：与野生型不同的表现型有

种。③基因型为

，在实验2后代中该基因型的比例是

。相对显Aa、aa2AA1/4（3）根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：。（4）检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为

。两个A基因抑制胸部长出刚毛，只有一个A基因时无此效应核苷酸数量减少缺失新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例高达25%的该基因纯合子(5)实验2中出现的胸部无刚毛的性状（25%）不是由F1新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但

，说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。④不定向性：（真核生物）一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的

。等位基因易错分析：基因突变不改变染色体上基因的

，

。无论增添、缺失几个碱基对都属于基因突变，不是染色体变异（因为只改变基因的种类，没有改变染色体上基因的数目和位置，没有改变染色体的结构）（并具有可逆性）数目位置④不定向性：（真核生物）一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的

。等位基因易错分析：做练习时要注意题干中基因的数目：若两种突变品系是由不同对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的

性。若两种突变品系是由一对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的

性。随机性不定向基因突变的结果是产生

，并不全是产生_等位基因_。不同生物的基因组成不同，病毒和原核生物的基因结构简单，基因数目少，而且一般不是

存在的，不存在

等位

基因。因此，真核生物基因突变可产生

等位

基因，而病毒和原核生物的基因突变产生的是

新

基因。新基因成对特别提醒4：⑤多害少利性：多数基因突变破坏

与现有环境的协调关系，而对生物有害。生物体突变的有利或有害是相对的，取决于生物生存的环境镰刀形红细胞(有害)高产青霉菌株(有利)(6)意义①

产生的途径。②生物变异的

。③生物进化的

。新基因根本来源原始材料由基因突变可联系的知识③：联系生物进化：基因突变为生物进化提供

原始

材料。P一116（7）结果：产生了

新基因

（8）原因

①内因：由于DNA分子复制时偶尔发生错误。

物理因素：紫外线、X射线、γ射线

②外因

化学因素：_亚硝酸_、_碱基类似物

生物因素：_某些病毒_（物理、化学、生物诱发因素会提高基因突变的频率）显性突变：基因突变为显性基因的突变。基因突变一旦发生就可以表现出相应的显性性状。隐性突变：基因突变为隐性基因的突变。基因突变发生不一定就可以表现出相应的隐性性状。（9）类型：①根据基因突变后基因决定的表现型分：②根据基因突变的原因分：自发突变（自然条件下发生的基因突变）和诱发突变（人为条件下诱发发生的基因突变）(10)基因突变的应用：诱变育种①原理：基因突变②常用方法：

运用物理的或者化学的手段处理萌发的种子和幼苗，诱发基因突变，从中选出需要的突变个体，然后进行培育推广。【萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，基因突变主要发生在DNA复制】

由基因突变可联系的知识④：联系育种：诱变育种是利用基因突变的原理就行的。P一100③优缺点

优点：A.提高突变率，加速育种进程。

B.大幅度改良某些性状，创造人们所需要的优良

变异类型。

缺点：A.有利变异少，需大量处理实验材料；

B.诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性④举例：太空椒、青霉素高产菌株例6（2017，江苏，27,8分）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种．请回答下列问题：节选：（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的

（物质）是否发生了变化．遗传物质例6（2017，江苏，27,8分）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种．请回答下列问题：节选：（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型．如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法1，使早熟基因逐渐

，培育成新品种1．纯合例6（2017，江苏，27,8分）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种．请回答下列问题：节选：（3）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次

，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来．重组例7.(经典易错题)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是（）A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的D.上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体B例8.枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：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A1.范围：主要是

生物的

生殖过程中。2.实质：

的重新组合。3.类型(1)自由组合型：位于

上的

随非同源染色体的

而发生重组(如右图)。梳理知识要点真核有性控制不同性状的基因非同源染色体非等位基因自由组合三.基因重组(2)交叉互换型：位于

随四分体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生重组。同源染色体上的非等位基因图1图2①通过交叉互换，实现了同源染色体上的非等位基因的自由组合。②通过自由组合，实现了非同源染色体上的非等位基因的自由组合。③雌雄配子的随机结合不是基因重组。④一对等位基因不存在基因重组。如：一对肤色正常的夫妇，生了一个肤色正常的孩子和一个白化病的孩子，不是基因重组的结果，是基因分离的结果。特别提醒5：⑤纯合子杂交不存在基因重组。

如：AABB×aabb节选2019年广东一模，4①同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生基因重组（）②受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲后代必然呈现多样性属于基因重组（）③含A基因的精子与含a基因的卵细胞的结合会导致基因重组（）④减数分裂过程中,控制一对性状的基因不能发生基因重组（）

（3）转基因（DNA重组技术）4.基因重组的结果：

产生

，导致

出现。5.基因重组的意义：形成生物多样性的重要原因；是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。新的基因型重组性状①新性状（基因突变产生新的基因决定）≠新的性状组合（基因重组产生新的基因型决定）②发生于真核生物有性生殖的核遗传中（DNA重组技术除外）③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多特别提醒6：（1）根据细胞分裂图来判断对A、B图分析：

AB分裂类型变异类型有丝分裂基因突变减数分裂基因突变或基因重组特别提醒6：细胞分裂图中变异类型的判断（2）细胞分裂图中基因重组类型的判断①发生时间：图a

。图b

。

②类型：图a

。

图b

。

四分体时期减数第一次分裂后期交叉互换非同源染色体上的非等位基因