2019届高考生物一轮复习生物的变异育种与进化第1课基因突变和基因重组课件新人教版.pptx

1、第七单元生物的变异、育种与进化 第1课基因突变和基因重组,考点一基因突变 【必备知识回顾】 1.实例镰刀型细胞贫血症：,(1)图示中a、b、c过程分别代表_、_和 _。突变发生在_(填字母)过程中。 (2)患者贫血的直接原因是多肽链上的一个_被 一个_替换，即血红蛋白结构异常。根本原因 是基因中碱基对由 突变成 ，即发生了基因突 变。,DNA复制,转录,翻译,a,谷氨酸,缬氨酸,2.概念： DNA分子中发生_，而引起 的基因结构的改变。 3.时间： 主要发生在有丝分裂间期或_的间 期。,碱基对的替换、增添和缺失,减数第一次分裂前,4.诱发基因突变的因素： (1)内因：体内异常的代谢物质等导致基

2、因中碱基对 _。 (2)外因(连线)：,增添、缺失或替换,5.结果：可产生新的_： (1)发生在配子中：可遗传给后代。 (2)发生在体细胞中：一般不能通过_遗传。,基因,有性生殖,6.特点： (1)普遍性：_都可以发生。 (2)随机性：生物个体发育的_和DNA分子的 任何部位。 (3)低频性：自然状态下，突变频率很_。,一切生物,任何时期,低,(4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变， 产生一个以上的_。 (5)多害少利性：多数基因突变破坏_ 的协调关系，对生物有害。,等位基因,生物体与现有环境,7.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

3、来源,原始材料,8.【教材易漏知识】必修2P81“学科交叉”： 镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区，具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)，不表现镰刀型细胞贫血症的症状的原因是什么？ 提示：该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。,【特别提醒】 基因突变的四点提醒 (1)DNA中碱基对的增添、缺失、替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构变化，才是基因突变。 (2)基因突变不一定都产生等位基因，如原核生物和病毒的基因突变产生的是新基因。,(3)基因突变不一定都能遗传给后代。 (4)基因突变不一定导致生物性状的改变。,【核心素养提升】 【典例示范】

4、(2016天津高考)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,下列叙述正确的是导学号14120135() 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,【素养解读】本题主要考查两个核心素养： (1)科学思维：分析链霉素的作用，归纳突变产生的原因。 (2)生命观念：S12蛋白结构与功能相适应。,【解析】选A。本题主要考查基因突变、遗传信息的表 达、自然选择。A项，表格中突变型在含链霉素培养基 中的存活率为100%，则说明突变型具有

5、链霉素抗性， 故正确；B项，翻译是在核糖体上进行的，链霉素通过 与核糖体结合只能抑制翻译功能，故错误。C项，野生 型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(第56位氨基 酸)有差异，这是由于基因结构中碱基对的替换所致，,而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，故错误。D项，枯草杆菌对链霉素的抗性突变早已存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起到选择作用，故错误。,【母题变式】 变式1判断基因突变的类型 若题中野生型核糖体S12蛋白的氨基酸数目增加，_ (填“能”或“不能”)判断一定是基因中碱基对的增 添所致。理由是_ _。,不能,若碱基对的缺失导致终止密码子改,变，也会导致氨基

6、酸数目的增加,变式2判断基因突变的位置 若另有一种突变型枯草杆菌，其核糖体S12蛋白突变位点如图所示，链霉素仍能与核糖体结合：,(注：序列中的字母表示氨基酸缩写，序列上方的数字表示该氨基酸在序列中的位置，、表示枯草杆菌三种突变型的突变点，每种突变型只有一处突变),(1)据图推测，由于碱基对的替换引起的突变型有 _。突变型产生的原因最可能是_。 (2)进一步研究发现，只有突变型中链霉素不能与 核糖体结合，另两种突变型中链霉素均能与核糖体结 合，可推测位点_的突变导致了该蛋白的功能异常。,、,增添,【方法规律】 基因突变对蛋白质的影响规律,【高考角度全练】 角度一 基因突变的机理和类型 1.(20

7、16海南高考)依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是(),A.DNA分子发生断裂 B.DNA分子发生多个碱基增添 C.DNA分子发生碱基替换 D.DNA分子发生多个碱基缺失,【解析】选C。本题主要考查基因突变的本质与基因表 达的结果。A项，DNA分子发生断裂会造成合成的蛋白 质氨基酸数目变少，故错误。B项，DNA分子发生多个 碱基增添，一般会造成合成的蛋白质氨基酸数目增 多，也有可能提前出现终止密码子，合成的蛋白质氨 基酸数目减少，两种情况下氨基酸序列均会改变，故 错误。C项，DNA分子发生碱基替换，因密码子具有简,并性，相应的

8、蛋白质氨基酸序列可能不变，故正确。D项，DNA分子发生多个碱基缺失，相应的蛋白质氨基酸数目一般会减少，故错误。,2.(2018荆州模拟)一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为21，且雌雄个体之比也为21，这个结果从遗传学角度可做出合理解释的是导学号14120136(),A.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌配子致死 B.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死 C.该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死 D.X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死,【解析】选B。突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死 亡

9、，说明该雌性果蝇为杂合子，该突变为X染色体显性 突变，故C项错误。若含突变基因的雌配子致死，则子 代中全部为野生型这一种表现型，且不会引起雌雄个 体数量的差异，故A项错误。若含该突变基因的雄性个 体致死，相关基因用D、d表示，则子代为1XDXd(突变,型)1XdXd(野生型)1XDY(死亡)1XdY(野生型 )，B项正确。若X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，则子代都表现为野生型，且雌雄个体数量相等，和题意不符，D项错误。,【方法技巧】基因突变的类型及判定方法 (1)类型,显性突变：aaAa（当代表现） 隐性突变：AAAa（当代不表现,一旦表 现即为纯合子）,(2)判定方

10、法。 选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。 让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。,角度二 基因突变的特点及其对生物性状的影响 3.(2018南昌模拟)下列关于基因突变的叙述，正确的是() A.在没有外界不良因素的影响下，生物不会发生基因突变 B.落粒性水稻有利于水稻繁殖，不利于人类收割，这体现了基因突变的有害性,C.基因突变的随机性体现在一个基因可以突变成多个等位基因 D.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】选D。基因突变分诱发突变和自发突变，没有 外界不良因素影响，也有可能发生基因突变，A项错 误。基因突变的有害性或有利性是对生物本身而不

11、是 对人类而言的，B项错误。基因突变的随机性表现在基 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的不 同部位等，而一个基因可以向不同方向发生突变，,产生多个等位基因，这称之为不定向性，C项错误。基因突变能产生新的等位基因，即产生自然界中原本不存在的基因，是变异的根本来源，D项正确。,4.(2018石家庄模拟)一对毛色正常鼠交配，产下多 只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色 出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果(控 制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染 色体上一对等位基因中的一个基因)；二是隐性基因携 带者之间交配

12、的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位,基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。,(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为_，则可推测毛色异常是_性基因突变为_性基因的直接结果，因为_ _。,(2)如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为_，另一种是同一窝子代全部表现为_鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。,【解析】(1)根据题干中“突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因”，且产生了新

13、性状(毛色异常)分析，只能是由aa突变为Aa。,(2)根据题干中“只涉及亲本常染色体上一对等位基因”可知，亲代交配后，同窝中的雌鼠基因型是AA或者Aa，题中隐含的条件是这些雌鼠都毛色正常。雄鼠基因型为aa，与Aa交配，后代出现性状分离比为11；与AA交配，后代都为Aa，即毛色正常鼠。,答案：(1)11隐显只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为11的结果 (2)11毛色正常,【加固训练】 1.链霉素能与原核生物核糖体上的S蛋白结合，从而阻止了基因表达中的翻译过程，现有一种细菌，其S蛋白上有一个氨基酸种类发生改变，导致S蛋白不能与

14、链霉素结合。以下叙述正确的是(),A.链霉素是抗此种细菌的特效药 B.链霉素能诱导细菌S蛋白基因发生相应的突变 C.该细菌内S蛋白的空间结构可能发生了改变 D.该细菌S蛋白基因可能缺失一个或两个碱基,【解析】选C。该细菌S蛋白结构发生改变，链霉素不 能抑制该细菌的增殖，即不是抗该细菌的特效药，A项 错误；链霉素与细菌S蛋白基因发生相应的突变无关， 只是对突变菌株起到了选择作用，B项错误；链霉素与 S蛋白的结合具有特异性，与S蛋白具有特定的空间结 构有关，如果改变了S蛋白上的氨基酸，就会导致蛋白 质空间结构发生改变，这样链霉素就不能与S蛋白结合,了，C正确；基因缺失一个或两个碱基，若是有效基因缺

15、失，整个基因转录过程错乱，进而产生的蛋白质不可能只有一个氨基酸改变，或者不进行基因的表达，产生不了对应的蛋白质；若是无效基因改变，则不会改变基因的表达过程，蛋白质不会改变，综合以上两种情况，即使基因缺失一个或两个碱基，蛋白质不会只有一个氨基酸的种类发生改变，D项错误。,2.如图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种AABB)的一个A基因和乙植株(纯种AABB)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题：,(1)上述两个基因的突变发生在_的过程中，是由_引起的。 (2)如图为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为_，表现型是_，请在

16、图中标明基因与染色体的关系。乙植株发生了基因突变后的基因型为_。,(3)甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现出突变性状，因为该突变均为_，且基因突变均发生在甲和乙的_中，不能通过有性生殖传递给子代。让其后代表现出突变性状的方法是：取发生基因突变部位的组织细胞，先利用_技术对其进行繁殖得到试管苗后，让其_(填“自交”“杂交”或“测交”)，其子代即可表现突变性状。,【解析】(1)由题图可知甲植株和乙植株都发生了碱基 的替换，基因突变发生在间期DNA复制时。(2)因为A基 因和B基因是独立遗传的，所以这两对基因应该分别位 于两对同源染色体上。又由于甲植株(纯种)的一个A基 因发生突变，所

17、以细胞的基因型应该为AaBB，表现型 是扁茎缺刻叶。乙植株(纯种)的一个B基因发生突变， 突变后的基因型为AABb。(3)植株虽已突变但由于A对,a的显性作用，B对b的显性作用，在甲、乙植株上并不能表现出突变性状。由于突变发生在体细胞中，突变基因不能通过有性生殖传给子代，故甲、乙植株的子一代均不能表现突变性状。要想让子代表现出突变性状，可对突变部位的组织细胞进行组织培养，然后让其自交，后代中即可出现突变性状。,答案：(1)DNA复制一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变) (2)AaBB扁茎缺刻叶图示如图： (提示：表示出两对基因分别位于两 对同源染色体上即可)AABb (3)隐性突变体

18、细胞组织培养自交,考点二基因重组及其与基因突变的关系 【必备知识回顾】 1.基因重组的概念：,有性生殖,真核,控制不同性状,2.基因重组的类型：,减数第一次,分裂后期,非等位,基因,减数第一次,分裂前期,3.基因重组的结果：产生新的基因型，导致_ 性状出现。 4.应用：_育种。 5.基因重组的意义： (1)_的来源之一。 (2)为_提供材料。 (3)形成_的重要原因之一。,重组,杂交,生物变异,生物进化,生物多样性,6.基因突变与基因重组的比较：,结构,间期,间期,四分,体,后,基因,基因型,【特别提醒】 (1)受精过程中精卵随机结合，导致后代性状多样，不属于基因重组。 (2)杂合子自交，后代

19、发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。 (3)肺炎双球菌的转化实验、转基因技术等属于广义的基因重组。,【核心素养提升】 【典例示范】 (2017天津高考)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。叙述正确的是导学号14120137(),A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子 C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律 D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异,【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维，具体表现在两个角度：,【解析】选B。等位基因(A、

20、a，D、d)的分离发生在减 数第一次分裂后期，此时细胞称为初级精母细胞；等 位基因(B、b)的分离发生在减数第一次分裂后期、减 数第二次分裂后期，细胞分别为初级精母细胞、次级 精母细胞，A项错误。该细胞发生了交叉互换，可以产 生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B项正确。由于B(b) 与D(d)位于同一对染色体上，不能自由组合，不遵循,基因自由组合定律，C项错误。同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换属于基因重组，不属于染色体结构变异，D项错误。,【母题变式】 变式1交叉互换的发生 二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生交叉互换吗？为什么？ 提示：不一定。二倍体生物进行有性生

21、殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时)，在四分体时期，会有一定数量的同源染色体间发生交叉互换。,变式2交叉互换与自由组合 本题中由于交叉互换产生4种精子，这和两对非同源染色体自由组合产生的精子种类数一样，该如何区分？,提示：两种情况产生的精子种类数虽然相同，但四分体时期并不是所有的同源染色体都发生交叉互换，所以产生的各种精子比例并不相等，但是两对非同源染色体自由组合产生的精子比例相等。,【高考角度全练】 角度一 基因重组的概念 1.(2018大庆模拟)下列有关基因重组的叙述，错误的是() A.非同源染色体上的非等位基因自由组合能导致基因重组,B.同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组

22、 C.杂合子(Aa)自交因基因重组导致子代性状分离 D.同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关,【解析】选C。基因重组包括非同源染色体上的非等位 基因自由组合以及同源染色体上非姐妹染色单体的交 叉互换两种类型，A、B项正确。杂合子Aa自交后代出 现性状分离的原因是在减数分裂过程中等位基因随同 源染色体分离而分开，不是基因重组，C项错误。同 胞兄妹的遗传差异主要和亲本提供的生殖细胞的染色,体组成有关，而在形成生殖细胞的减数分裂过程中发生了基因重组，D项正确。,2.(2018株洲模拟)如图为基因型为aaBbCc的某动物细胞分裂示意图，据此可确认该细胞(),A.发生过基因突变 B.将形成4种配子 C.

23、是次级精母细胞 D.没有同源染色体,【解析】选D。图示细胞不含同源染色体，处于减数第二次分裂前期。根据该细胞不能判断该动物的性别，因此该细胞可能是次级精母细胞，也可能是次级卵母细胞。图示细胞中出现C、c和B、b基因，可能发生过基因突变，也可能发生过交叉互换；图示细胞属于次级性母细胞，只能分裂形成两个子细胞，最多能形成两种配子。,角度二 基因突变与基因重组的关系 3.(2018襄阳模拟)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是() A.获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的原理是基因突变 B.非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组 C.同源染色体上的基因也可能发生基因重组 D.发生在水稻根尖内的基

24、因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代,【解析】选C。获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的过程 属于基因工程，依据的原理是基因重组，A错误；非同 源染色体片段之间局部交换属于染色体结构变异中的 易位，不是基因重组，B错误；在减数第一次分裂的四 分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生 的交叉互换属于基因重组，C正确；发生在水稻花药中,的变异比发生在根尖内的变异更容易遗传给后代，基因重组只发生在减数分裂过程中，水稻根尖内不能发生基因重组，D错误。,4.(2018济南模拟)如图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图，据图判断不正确的是() 导学号14120138,A.甲图表明该动物发生了基因突变 B.乙图表明该动物细胞在减数第一次分裂前的间期发生基因突变 C.丙图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,【解题指南】解答本题的关键： (1)正确判断甲、乙、丙的细胞分裂方式。 (2)根据染色体颜色及其上的基因判断变异类型。,【解析】选D。据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动 物的几个细胞分裂图分析可知：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；丙图也表示减数第二次