高考生物大一輪復(fù)習(xí)精講課件：必修2第3單元生物的變異、育種與進(jìn)化-21基因突變與基因重組

基礎(chǔ)課時案21基因突變與基因重組2016備考·最新考綱 1．基因重組及其意義(Ⅱ)。2.基因突變的特征和原因(Ⅱ)。一、基因突變1．基因突變的實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥2．基因突變要點(diǎn)歸納3．誘發(fā)基因突變的因素(連一連)4．判斷正誤 (1)在誘導(dǎo)菊花莖段形成幼苗的過程中不會同時發(fā)生基因突變與基因重組(2013·四川高考) () (2)基因突變的頻率很低，種群每代突變的基因數(shù)不一定很少 () (3)基因突變的方向與環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系 () (4)無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA復(fù)制時均可發(fā)生基因突變 () (5)基因突變一定會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變 ()(6)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變()答案(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√深度思考 基因突變對生物除了有害，就是有利，對嗎？ 提示不對。事實(shí)上，基因突變的結(jié)果有三種情況：有的突變對生物是有利的，有的突變對生物是有害的，有的突變對生物既無害也無利，是中性的。(基因突變后，由于密碼子簡并性等原因生物性狀不發(fā)生改變，則突變對生物既無害，也無利。)二、基因重組1．實(shí)質(zhì) 控制不同性狀的基因

。重新組合位于非同源染色體上的非等位基因四分體的非姐妹染色單體交叉互換轉(zhuǎn)基因3．結(jié)果 產(chǎn)生新的

，導(dǎo)致

出現(xiàn)。4．意義 基因重組的結(jié)果是導(dǎo)致生物性狀的

， 為

和

提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)?；蛐椭亟M性狀多樣性動植物育種生物進(jìn)化5．判斷正誤 (1)受精過程中可進(jìn)行基因重組。 () (2)親子代之間差異主要是由基因重組造成的。 () (3)基因重組只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀 () (4)減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組 () (5)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離 () 答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×深度思考 如圖a、b為二倍體生物細(xì)胞分裂不同時期的細(xì)胞圖像，請思考： (1)圖a處于何種時期？圖中的1、2號染色體發(fā)生了何種變異？ (2)圖b處于何時期？該細(xì)胞名稱是什么？在該時期細(xì)胞中可發(fā)生何類變異？你能否畫出與此圖對應(yīng)的另一組染色體組合圖？提示(1)圖a處于四分體時期，圖中1、2號染色體曾因交叉互換發(fā)生了基因重組。(2)圖b處于減數(shù)第一次分裂后期，該細(xì)胞名稱為初級精母細(xì)胞，該時期細(xì)胞可能會發(fā)生非同源染色體上的非等位基因間的自由組合，與圖b對應(yīng)的另一組染色體組合圖如圖所示。

解析X射線既可改變基因的堿基序列引起基因突變，又能造成染色體片段損傷導(dǎo)致染色體變異。圖中是高產(chǎn)糖化酶菌株的人工定向選擇過程。通過此篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株的其他性狀未必符合生產(chǎn)要求，故不一定能直接用于生產(chǎn)。誘變可提高基因的突變率，但每輪誘變相關(guān)基因的突變率不一定都會明顯提高。答案D【典例2】(2013·上海卷)編碼酶X的基因中某個堿基被替換時，表達(dá)產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。如表顯示了與酶X相比，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況，對這四種狀況出現(xiàn)的原因判斷正確的是 ()A．狀況①一定是因?yàn)榘被嵝蛄袥]有變化B．狀況②一定是因?yàn)榘被衢g的肽鍵數(shù)減少了50%C．狀況③可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼位置變化D．狀況④可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致tRNA的種類增加解析某個堿基被替換，狀況①氨基酸的序列可能發(fā)生了變化。狀況②X與Y氨基酸的數(shù)目相等，肽鍵數(shù)可能不變。狀況③Y與X的氨基酸數(shù)目比小于1，編碼的氨基酸的數(shù)量減少，可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼位置變化。突變不會導(dǎo)致tRNA的種類增加。答案C思維發(fā)散就“插入”、“缺失”、“替換”而言，哪類堿基序列改變導(dǎo)致的變異幅度更大？有無例外？提示基因結(jié)構(gòu)中堿基對的替換往往僅涉及一個氨基酸改變(也可能不變)，影響相對較小，但堿基對增添、缺失將引發(fā)改變部位之后的“連鎖反應(yīng)”，故其影響較大，但若增添、缺失正好處于轉(zhuǎn)錄相鄰密碼子的序列之間，且為3或3的倍數(shù)個堿基，則影響也可能較小。1．圖解基因突變機(jī)制3．基因突變對性狀的影響 (1)基因突變可改變生物性狀的4大成因 ①基因突變可能引發(fā)肽鏈不能合成； ②肽鏈延長(終止密碼子推后出現(xiàn))； ③肽鏈縮短(終止密碼子提前出現(xiàn))； ④肽鏈中氨基酸種類改變；以上改變會引發(fā)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改變，進(jìn)而引發(fā)生物性狀的改變。(2)有些基因突變并不能改變生物性狀，其原因如下：①基因不表達(dá)；②密碼子改變但其決定的氨基酸不變；③有些突變改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變；④基因突變發(fā)生在體細(xì)胞中其有性生殖的子代不發(fā)生性狀改變；⑤基因突變發(fā)生在精子的細(xì)胞質(zhì)基因中；⑥基因突變發(fā)生在顯性純合子中。另外，基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)及編碼區(qū)的內(nèi)含子等情況下也不一定引起生物性狀的改變。易錯警示！與基因突變有關(guān)的7個易錯點(diǎn) (1)原核生物及病毒DNA復(fù)制時均可發(fā)生基因突變。 (2)基因突變一定會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。 (3)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。(4)生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。(5)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸地上則為不利變異，而在多風(fēng)的島嶼上則為有利變異。(6)基因突變不只發(fā)生在分裂過程中(已分化的細(xì)胞也可能被誘發(fā)基因突變)。(7)RNA病毒中，基因突變指RNA中堿基的改變、增添和缺失，其突變率遠(yuǎn)大于DNA的突變率。

[跟進(jìn)題組]1．(2014·山東濟(jì)寧一模，3)小白鼠體細(xì)胞內(nèi)的6號染色體上有P基因和Q基因，它們編碼各自蛋白質(zhì)的前3個氨基酸的DNA序列如下圖，起始密碼子均為AUG。下列敘述正確的是 ()A．若箭頭處的堿基突變?yōu)門，則對應(yīng)反密碼子變?yōu)閁AGB．基因P和基因Q轉(zhuǎn)錄時都以b鏈為模板合成mRNAC．若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了基因突變D．基因P在該動物神經(jīng)細(xì)胞中數(shù)目最多時可有4個解析起始密碼子均為AUG，對應(yīng)DNA模板鏈堿基為TAC，故基因P以b鏈為模板鏈，基因Q以a鏈為模板鏈，故B錯?；騋對應(yīng)密碼子為AUG、GUC、UCC。箭頭處的堿基突變?yōu)門，對應(yīng)密碼子突變?yōu)锳UC，則反密碼子變?yōu)閁AG，故A正確。若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(缺失)，故C錯。動物神經(jīng)細(xì)胞不再分裂，基因不再復(fù)制，故最多有2個基因P，在1對同源染色體上，故D錯。答案A2．(2014·四川成都外國語學(xué)校二模，3)某生物小組種植的純種高莖豌豆，自然狀態(tài)下卻出現(xiàn)了矮莖后代。小組成員有的認(rèn)為是基因突變的結(jié)果，有的認(rèn)為是環(huán)境引起的。為檢驗(yàn)是何種原因?qū)е掳o豌豆出現(xiàn)，該小組成員設(shè)計(jì)了如下幾種實(shí)驗(yàn)方案，其中最簡便的方案是 () A．分析種子中基因序列 B．將矮莖種子在良好的環(huán)境條件下種植(讓它們自交)，再觀察后代的性狀表現(xiàn) C．將得到的矮莖豌豆與純合高莖豌豆雜交，觀察后代的性狀表現(xiàn) D．以上方案都不合理解析植物鑒定的方法最簡單的是自交，對該矮莖后代而言如果在正常環(huán)境條件下，自交后代中有矮莖的出現(xiàn)說明其矮莖性狀是基因突變引起的，如果后代全是高莖說明是環(huán)境引起的不可遺傳的變異，故選B。答案B考點(diǎn)二基因重組[典例引領(lǐng)]【典例1】

(福建高考)細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是() A．染色體不分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異 B．非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組 C．染色體復(fù)制時受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變 D．非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異解析基因突變、染色體變異既可發(fā)生于有絲分裂過程中也可發(fā)生于減數(shù)分裂過程中，但非同源染色體自由組合導(dǎo)致的基因重組僅發(fā)生于減數(shù)分裂過程中。答案B互動探究除本題B選項(xiàng)所述外，還有一種類型的變異也可導(dǎo)致基因重組，該變異是如何發(fā)生的？提示另一種類型的基因重組是減數(shù)分裂四分體時期，因同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換而導(dǎo)致的基因重組?！镜淅?】(2014·蘇北四市一模)下列關(guān)于基因重組的敘述，錯誤的是() A．基因重組通常發(fā)生在有性生殖過程中 B．基因重組產(chǎn)生的變異為生物進(jìn)化提供原材料 C．同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組 D．非同源染色體上的非等位基因不可以發(fā)生重組解析基因重組通常發(fā)生在有性生殖的過程中，A正確；可遺傳的變異為生物的進(jìn)化提供原材料，而基因重組是可遺傳的變異中的一種，B正確；同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組，例如交叉互換，C正確；非同源染色體上的非等位基因也可以發(fā)生重組，例如基因的自由組合，D錯誤。答案D1．比較基因突變與基因重組比較基因突變基因重組本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，改變了基因的“質(zhì)”，但未改變基因的量，可能出現(xiàn)新性狀原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，但沒有產(chǎn)生新基因，也不會產(chǎn)生新性狀，只是原有性狀重新組合時期、原因有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期，DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換減數(shù)第一次分裂四分體時期的交叉互換、減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因的自由組合條件外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用有性生殖過程中的減數(shù)分裂適用范圍所有生物均可發(fā)生(包括病毒)，具有普遍性真核生物有性生殖的核基因遺傳(通常也適用于基因工程)發(fā)生概率很小非常大應(yīng)用通過誘變育種可培育新品種通過雜交育種可培育出新的優(yōu)良品種2.關(guān)注基因突變和基因重組的意義比較項(xiàng)目基因突變基因重組生物變異生物變異的“根本”來源生物變異的“重要”來源生物進(jìn)化為生物進(jìn)化提供原始材料為生物進(jìn)化提供“豐富”的材料生物多樣性形成生物多樣性的“根本”原因形成生物多樣性的“重要”原因之一

[跟進(jìn)題組]1．下列甲、乙分裂過程中產(chǎn)生配子時發(fā)生的變異分別屬于() A．基因重組，不可遺傳變異 B．基因重組，基因突變 C．基因突變，不可遺傳變異 D．基因突變，基因重組解析甲過程中的“a”基因是從“無”到“有”，屬于基因突變，而乙過程中的A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進(jìn)行了重新組合。答案D2．(2014·海淀二模)突變基因雜