高考生物一輪復(fù)習(xí)第七單元第25課基因突變和基因重組課件

第25課基因突變和基因重組第七單元生物的變異、育種與進(jìn)化·學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求·1.通過(guò)對(duì)基因突變和基因重組基本原理的理解，形成進(jìn)化與適應(yīng)的觀念。2.通過(guò)分析基因突變與生物性狀的關(guān)系、基因突變和基因重組的區(qū)別與聯(lián)系，提高歸納與概括能力。3.基于對(duì)細(xì)胞癌變的認(rèn)知，在日常生活中遠(yuǎn)離致癌因子，養(yǎng)成健康的生活方式。考點(diǎn)一基因突變與細(xì)胞的癌變1．變異類型的概述

基因突變和染色體變異均屬于______，其中在光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的可遺傳變異為_(kāi)___________，在分子水平上發(fā)生的變異為_(kāi)___________________，只在減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生的變異為_(kāi)_________，真、原核生物和病毒共有的變異類型為_(kāi)_________。突變?nèi)旧w變異基因突變和基因重組基因重組基因突變2．基因突變(1)實(shí)例分析：鐮狀細(xì)胞貧血谷氨酸纈氨酸谷氨酸替換圓餅鐮刀(2)基因突變的概念、時(shí)間和誘變因素替換、增添或缺失堿基序列DNA分子復(fù)制細(xì)胞分裂前的間期(3)基因突變特點(diǎn)①________：在生物界是普遍存在的。②隨機(jī)性：時(shí)間上——可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的__________；部位上——可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)________________上和同一DNA分子的__________。③低頻性：在自然狀態(tài)下，突變頻率很低。④不定向性：一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的__________。⑤遺傳性：若發(fā)生在配子中，將________________________。若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般__________，但有些植物可通過(guò)__________遺傳。(4)意義：①________產(chǎn)生的途徑；②生物變異的__________；③為生物進(jìn)化提供了豐富的原材料普遍性任何時(shí)期不同DNA分子不同部位等位基因遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代不能遺傳無(wú)性生殖新基因根本來(lái)源3．細(xì)胞的癌變(1)原因①一般來(lái)說(shuō)，__________表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖所必需的，這類基因____________________而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過(guò)強(qiáng)，就可能引起細(xì)胞癌變。②__________表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡，這類基因一旦突變而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性________________，也可能引起細(xì)胞癌變。原癌基因一旦突變或過(guò)量表達(dá)抑癌基因減弱或失去活性(2)癌細(xì)胞的特征4．誘變育種：利用物理因素或化學(xué)因素處理生物，使生物發(fā)生基因突變，可以提高_(dá)_______，創(chuàng)造人類需要的生物新品種。突變率無(wú)限增殖糖蛋白1．基因突變的方向是由生物生存的環(huán)境決定的。(

)2．染色體DNA分子中堿基序列發(fā)生改變一定會(huì)引起基因突變。

(

)3．突變基因控制合成的蛋白質(zhì)中的氨基酸排列順序不一定發(fā)生改變。

(

)4．癌細(xì)胞表面糖蛋白減少，使得細(xì)胞容易擴(kuò)散并無(wú)限增殖。

(

)5．病毒、大腸桿菌及動(dòng)物和植物都可發(fā)生基因突變。(

)××√×√(必修2P82思考·討論)從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是_____________________________________________________________________。相關(guān)基因(抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)發(fā)生了突變考向1|

基因突變的原理和特點(diǎn)1．(2020·江蘇卷)某膜蛋白基因在其編碼區(qū)的5′-端含有重復(fù)序列CTCTTCTCTTCTCTT，下列敘述正確的是(

)A．CTCTT重復(fù)次數(shù)改變不會(huì)引起基因突變B．CTCTT重復(fù)次數(shù)增加提高了該基因中嘧啶堿基的比例C．若CTCTT重復(fù)6次，則重復(fù)序列之后編碼的氨基酸序列不變D．CTCTT重復(fù)次數(shù)越多，該基因編碼的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量越大√C

解析：DNA中堿基的增添、缺失或替換等引起的基因堿基序列的改變，都屬于基因突變，A錯(cuò)誤；由于該基因?yàn)殡p鏈DNA分子，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，嘌呤數(shù)＝嘧啶數(shù)，所以該基因中嘧啶堿基的比例仍為1/2，B錯(cuò)誤；堿基序列CTCTT重復(fù)6次，即增加30個(gè)堿基對(duì)，由于基因中堿基對(duì)數(shù)目與其所編碼氨基酸數(shù)目的比例關(guān)系為3∶1，則正好增加了10個(gè)氨基酸，并且重復(fù)6次的堿基序列中沒(méi)有出現(xiàn)終止密碼子，因此重復(fù)序列之后編碼的氨基酸序列不變，C正確；基因編碼蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量不僅取決于堿基對(duì)的數(shù)量，同時(shí)與終止密碼子的位置有關(guān)，若CTCTT重復(fù)序列之后編碼的氨基酸序列改變，導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)，則蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量不會(huì)越來(lái)越大，D錯(cuò)誤?；蛲蛔兊囊粋€(gè)“一定”和三個(gè)“不一定”項(xiàng)目?jī)?nèi)容解讀一個(gè)“一定”基因突變一定會(huì)引起基因堿基序列的改變基因突變使基因中的堿基排列順序發(fā)生改變，但基因的數(shù)目和位置不變項(xiàng)目?jī)?nèi)容解讀三個(gè)“不一定”DNA中堿基的替換、增添和缺失不一定是基因突變基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段也可發(fā)生堿基的改變，但不屬于基因突變基因突變不一定會(huì)引起生物性狀的改變?nèi)珉[性突變等基因突變不一定都能遺傳給后代①基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，一般不遺傳給后代，但有些植物可通過(guò)無(wú)性生殖遺傳給后代；②如果發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，可以通過(guò)配子遺傳給后代2．(2021·廣東卷)果蠅眾多的突變品系為研究基因與性狀的關(guān)系提供了重要的材料。摩爾根等人選育出M-5品系并創(chuàng)立了基于該品系的突變檢測(cè)技術(shù)，可通過(guò)觀察F1和F2的性狀及比例，檢測(cè)出未知基因突變的類型(如顯/隱性、是否致死等)，確定該突變基因與可見(jiàn)性狀的關(guān)系及其所在的染色體?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)果蠅的棒眼(B)對(duì)圓眼(b)為顯性、紅眼(R)對(duì)杏紅眼(r)為顯性，控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因均位于X染色體上，其遺傳總是和性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_________。伴性遺傳(2)圖1表示基于M-5品系的突變檢測(cè)技術(shù)路線，在F1中挑出1只雌蠅，與1只M-5雄蠅交配。若得到的F2沒(méi)有野生型雄蠅、雌蠅數(shù)目是雄蠅的兩倍，F(xiàn)2中雄蠅的兩種表型分別是棒眼杏紅眼和__________，此結(jié)果說(shuō)明誘變產(chǎn)生了伴X染色體______基因突變。該突變的基因保存在表型為_(kāi)___________果蠅的細(xì)胞內(nèi)。棒眼紅眼致死棒眼紅眼雌(3)上述突變基因可能對(duì)應(yīng)圖2中的突變____(從突變①②③中選一項(xiàng))，分析其原因可能是______________________________________________________________，使胚胎死亡。圖2密碼子序號(hào)1…4…19

20…540

正常核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UUA…UAG突變①↓突變后核苷酸序列AUG…AAC…ACC

UUA…UAG正常核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UUA…UAG突變②↓突變后核苷酸序列AUG…AAA…ACU

UUA…UAG正常核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UUA…UAG突變③↓突變后核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UGA…UAG密碼子表(部分)：AUC：甲硫氨酸，起始密碼子AAC：天冬酰酸ACU、ACC：蘇氨酸UUA：亮氨酸AAA：賴氨酸UAG、UGA：終止密碼子…表示省略的、沒(méi)有變化的堿基堿基對(duì)替換導(dǎo)致肽鏈合成提前終止，蛋白質(zhì)功能發(fā)生變化③(4)圖1所示的突變檢測(cè)技術(shù)，具有的①優(yōu)點(diǎn)是除能檢測(cè)上述基因突變外，還能檢測(cè)出果蠅________________________基因突變；②缺點(diǎn)是不能檢測(cè)出果蠅____________________________基因突變。(①②選答1項(xiàng)，且僅答1點(diǎn)即可)X染色體非同源區(qū)段隱性常染色體和性染色體同源區(qū)段解析：(1)位于性染色體上的基因所控制的性狀表現(xiàn)出與性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象稱為伴性遺傳。(2)根據(jù)題意，得到的F2中沒(méi)有野生型雄蠅、雌蠅數(shù)目是雄蠅的兩倍，可以推測(cè)親本雄果蠅的X染色體上發(fā)生了致死基因突變，F(xiàn)2雌蠅基因型為XBrXBr、XbRXBr，表型分別為棒眼杏紅眼、棒眼紅眼，突變基因保存在表型為棒眼紅眼雌果蠅(XbRXBr)的細(xì)胞內(nèi)。(3)突變③中，20號(hào)密碼子由UUA突變?yōu)閁GA，UGA為終止密碼子，可以推測(cè)突變基因使蛋白質(zhì)合成提前終止。突變①中，19號(hào)密碼子由ACU突變?yōu)锳CC，氨基酸種類未改變，基因功能不發(fā)生變化。突變②中，密碼子由AAC突變?yōu)锳AA，只改變了一個(gè)氨基酸的種類，對(duì)基因功能的影響較小。(4)①如果突變體果蠅是未知基因隱性純合子，發(fā)生顯性突變后，則含有XbR染色體的雄果蠅和雌果蠅都會(huì)死亡，所以還可以檢測(cè)X染色體非同源區(qū)段的隱性基因突變。②如果未知基因位于常染色體或性染色體的同源區(qū)段，當(dāng)顯性基因發(fā)生突變時(shí)，雌、雄果蠅都存活，當(dāng)隱性基因發(fā)生突變時(shí)，雌、雄果蠅也都存活，不能區(qū)分。(1)基因突變對(duì)氨基酸序列的影響類型對(duì)氨基酸序列的影響替換可改變1個(gè)氨基酸或不改變，也可能使翻譯提前終止增添插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列(2)基因突變可改變生物性狀的4大原因與未改變生物性狀的4大原因考向2|

細(xì)胞的癌變3．(2022·湖南卷)關(guān)于癌癥，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．成纖維細(xì)胞癌變后變成球形，其結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變B．癌癥發(fā)生的頻率不是很高，大多數(shù)癌癥的發(fā)生都是多個(gè)基因突變的累積效應(yīng)C．正常細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂失控變成癌細(xì)胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因D．樂(lè)觀向上的心態(tài)、良好的生活習(xí)慣，可降低癌癥發(fā)生的可能性√C

解析：細(xì)胞癌變后結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，如成纖維細(xì)胞癌變后變成球形，A正確；癌變發(fā)生的原因是基因突變，基因突變?cè)谧匀粭l件下具有低頻性，故癌癥發(fā)生的頻率不是很高，且癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，而是多個(gè)相關(guān)基因突變的累積效應(yīng)，B正確；人和動(dòng)物細(xì)胞中的DNA上本來(lái)就存在與癌變相關(guān)的基因，其中原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖所必需的，抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的不正常生長(zhǎng)和增殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡，細(xì)胞癌變是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變所致，C錯(cuò)誤；開(kāi)朗樂(lè)觀的心理狀態(tài)會(huì)影響神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，良好的生活習(xí)慣如遠(yuǎn)離輻射等，能降低癌癥發(fā)生的可能性，D正確。4．(2022·廣東卷)為研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科學(xué)家構(gòu)建了三組轉(zhuǎn)基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表達(dá))，發(fā)現(xiàn)這些小鼠隨時(shí)間進(jìn)程體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)腫瘤(如圖所示)。下列敘述正確的是(

)

A．原癌基因的作用是阻止細(xì)胞正常增殖B．三組小鼠的腫瘤細(xì)胞均沒(méi)有無(wú)限增殖的能力C．兩種基因在人體細(xì)胞內(nèi)編碼功能異常的蛋白質(zhì)D．兩種基因大量表達(dá)對(duì)小鼠細(xì)胞癌變有累積效應(yīng)√D

解析：原癌基因主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖的進(jìn)程，抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，A錯(cuò)誤；細(xì)胞癌變后具有無(wú)限增殖的能力，B錯(cuò)誤；人原癌基因Myc和Ras對(duì)于人體來(lái)說(shuō)屬于正?；?，可在人體內(nèi)表達(dá)出正常的蛋白質(zhì)以控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的進(jìn)程，但大量表達(dá)會(huì)導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)腫瘤，C錯(cuò)誤；由曲線圖可知，Myc和Ras基因同時(shí)導(dǎo)入的轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)腫瘤的時(shí)間早于單獨(dú)導(dǎo)入Mye基因和Ras基因的小鼠，且腫瘤小鼠比例上升的速度也更快，故可得出兩種基因大量表達(dá)對(duì)小鼠細(xì)胞癌變有累積效應(yīng)，D正確?？键c(diǎn)二基因重組1．概念在生物體進(jìn)行__________的過(guò)程中，控制__________的基因的重新組合。有性生殖不同性狀2．類型(1)自由組合型：減數(shù)分裂Ⅰ的后期，隨著同源染色體的分離，位于______________________________隨非同源染色體的__________而發(fā)生重組(如下圖)。非同源染色體自由組合上的非等位基因(2)交換型：在四分體時(shí)期(減數(shù)分裂Ⅰ前期)，位于同源染色體上的______基因有時(shí)會(huì)隨著________________之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致同源染色體上的非等位基因重組(如下圖)。等位非姐妹染色單體(3)外源基因插入：外源基因進(jìn)入生物細(xì)胞基因組中，并遺傳和表達(dá)，如肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化(圖1)及基因工程(圖2)都發(fā)生了基因重組。3．結(jié)果：產(chǎn)生新的________，導(dǎo)致__________出現(xiàn)。4．意義(1)是__________的來(lái)源之一。(2)為_(kāi)_________提供材料。(3)是形成____________的重要原因之一。基因型重組性狀生物變異生物進(jìn)化生物多樣性1．受精過(guò)程中可進(jìn)行基因重組。

(

)2．親子代之間的差異主要是由基因重組造成的。

(

)3．減數(shù)分裂四分體時(shí)期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組。

(

)4．基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離。

(

)×√××1．(必修2P84圖5-4拓展)貓由于基因重組而產(chǎn)生毛色變異，從基因重組的角度解釋貓子代個(gè)體性狀多樣性的原因。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(必修2P84與社會(huì)的聯(lián)系)在金魚(yú)的培育過(guò)程中，利用了__________________(填育種方法)，其依據(jù)的原理是____________________。誘變育種和雜交育種基因突變和基因重組親代在形成配子時(shí)，位于非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合，從而產(chǎn)生不同種類的配子。此外，在四分體時(shí)期，位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致基因重組，使配子種類更加多樣化。多樣化的雌雄配子通過(guò)隨機(jī)結(jié)合得到多種多樣的受精卵，從而使子代個(gè)體性狀表現(xiàn)出多樣性1．(2020·天津卷)一個(gè)基因型為DdTt的精原細(xì)胞產(chǎn)生了四個(gè)精細(xì)胞，其基因與染色體的位置關(guān)系見(jiàn)下圖。導(dǎo)致該結(jié)果最可能的原因是(

)

A．基因突變B．同源染色體非姐妹染色單體互換C．染色體變異D．非同源染色體自由組合√B

解析：一個(gè)基因型為DdTt的精原細(xì)胞產(chǎn)生了四個(gè)精細(xì)胞，四個(gè)精細(xì)胞的基因型分別是DT、Dt、dT、dt，說(shuō)明在減數(shù)分裂Ⅰ前期，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生了互換，B符合題意；若一個(gè)基因發(fā)生突變，則一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞，有三種類型，A不符合題意；圖中沒(méi)有發(fā)生染色體變異，C不符合題意；若不發(fā)生基因突變以及同源染色體非姐妹染色單體的互換，而僅發(fā)生非同源染色體自由組合，則一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞，有兩種類型，D不符合題意。概括基因重組的兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)(1)基因重組只是原有基因間的重新組合。(2)雜合子(Aa)自交產(chǎn)生的子代出現(xiàn)性狀分離，不屬于基因重組。原因是A、a控制的性狀是同一性狀中的不同表型，而非不同性狀。2．生物將遺傳物質(zhì)傳遞給其他細(xì)胞而非其子代的過(guò)程稱為基因水平轉(zhuǎn)移，例如農(nóng)桿菌可通過(guò)感染植物細(xì)胞實(shí)現(xiàn)基因向植物基因組的轉(zhuǎn)化。肺炎鏈球菌有S型和R型兩種類型。野生型的S型細(xì)菌可以在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，S型細(xì)菌發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸依賴型菌株A、B需要在基本培養(yǎng)基上分別補(bǔ)充不同氨基酸才能生長(zhǎng)?？茖W(xué)工作者將菌株A和菌株B混合后，涂布于基本培養(yǎng)基上，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(

)A．有多糖莢膜的R型細(xì)菌可抵御吞噬細(xì)胞的吞噬而表現(xiàn)出致病性B．S型細(xì)菌和R型細(xì)菌的結(jié)構(gòu)不同是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果C．野生型的S型細(xì)菌突變?yōu)锳、B菌株說(shuō)明基因突變是不定向的D．菌株A和菌株B混合后可能因基因水平轉(zhuǎn)移而發(fā)生了基因重組√D

解析：有多糖莢膜可抵御吞噬細(xì)胞的吞噬而表現(xiàn)出致病性的是S型細(xì)菌，A錯(cuò)誤；S型細(xì)菌和R型細(xì)菌的結(jié)構(gòu)不同是因?yàn)槠浠虿煌?，B錯(cuò)誤；基因突變具有不定向性，表現(xiàn)為一個(gè)基因通過(guò)突變可能產(chǎn)生多種等位基因，S型細(xì)菌突變?yōu)锳、B菌株不是同一基因突變導(dǎo)致的，故不能說(shuō)明基因突變是不定向的，C錯(cuò)誤；菌株A和菌株B含有不同的突變基因，這樣將兩者混合后可能交換了遺傳物質(zhì)，彌補(bǔ)了菌株A和菌株B的不足，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因最可能是因基因水平轉(zhuǎn)移而發(fā)生了基因重組，D正確?？枷?|

基因突變與基因重組3．(2024·山西聯(lián)考)下圖為果蠅X染色體上一些基因的排布示意圖，a、b、c、d分別代表白眼、紅寶石眼、朱紅眼、深紅色眼基因片段，白色部分為不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。下列相關(guān)敘述正確的是(

)

A．a(chǎn)、c、d對(duì)應(yīng)的控制果蠅眼色的基因可互為等位基因B．a(chǎn)、b之間白色部分片段中堿基發(fā)生替換會(huì)導(dǎo)致基因突變C．若b、d對(duì)應(yīng)的基因發(fā)生了位置互換，則一定發(fā)生了基