2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第5章基因突變及其他變異1基因突變和基因重組教案新人教版必修2

PAGE8-基因突變和基因重組考點(diǎn)一基因突變1.基因突變的緣由、特點(diǎn)及與進(jìn)化的關(guān)系：2.基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的替換、增加、缺失對(duì)氨基酸的影響：類型影響范圍對(duì)氨基酸的影響替換小只變更1個(gè)氨基酸或不變更增加大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列增加或缺失3個(gè)堿基小增加或缺失位置增加或缺失一個(gè)氨基酸對(duì)應(yīng)的序列【高考警示】與基因突變有關(guān)的六個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)自發(fā)的基因突變具有低頻性?；蛲蛔儼磥碓磩澐譃樽园l(fā)突變和誘發(fā)突變兩類，自發(fā)突變率很低。(2)基因突變是基因內(nèi)部編碼序列上堿基對(duì)種類和數(shù)目的變更，基因的數(shù)目和位置并未變更。(3)基因突變肯定會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的變更，但卻不肯定引起生物性狀的變更。(4)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如某種昆蟲突變產(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。(5)基因突變肯定發(fā)生在基因(即有遺傳效應(yīng)的DNA片段)上，DNA的非基因序列上發(fā)生的堿基對(duì)的變更不屬于基因突變。(6)基因突變不只發(fā)生在細(xì)胞的有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，在細(xì)胞分裂期也會(huì)發(fā)生，分化的細(xì)胞也會(huì)發(fā)生基因突變?！镜淅?2024·全國卷Ⅰ)某大腸桿菌能在基本培育基上生長，其突變體M和N均不能在基本培育基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培育基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培育基上生長。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培育基中混合培育一段時(shí)間后，再將菌體接種在基本培育基平板上，發(fā)覺長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此推斷，下列說法不合理的是 ()A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丟失B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的C.突變體M的RNA與突變體N混合培育能得到XD.突變體M和N在混合培育期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移【解析】選C。本題考查基因突變、DNA是遺傳物質(zhì)的試驗(yàn)探究。突變體M不能在基本培育基上生長，但可在添加了氨基酸甲的基本培育基上生長，因此突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丟失，A項(xiàng)合理；大腸桿菌沒有染色體，可遺傳的變異只有基因突變，B項(xiàng)合理；M和N的混合培育，致使兩者間發(fā)生了細(xì)菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，而細(xì)菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象則是由于細(xì)菌間DNA的轉(zhuǎn)移(本質(zhì)是基因重組)實(shí)現(xiàn)的，故C項(xiàng)不合理、D項(xiàng)合理。(1)“突變體M和N均不能在基本培育基上生長”，說明基因突變的特點(diǎn)是多害少利的。(2)M和N的突變是顯性突變還是隱性突變？提示：都是顯性突變。細(xì)菌擬核內(nèi)只有一個(gè)環(huán)狀的DNA分子，所以，沒有“等位基因”，不存在隱性性狀。(2024·天津高考)枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表：枯草桿菌核糖體S12蛋白第55-58位的氨基酸序列鏈霉素與核糖體的結(jié)合在含鏈霉素培育基中的存活率(%)野生型…-P-K-K-P-…能0突變型…-P-R-K-P-…不能100注P：脯氨酸；K：賴氨酸；R：精氨酸下列敘述正確的是 ()A.S12蛋白結(jié)構(gòu)變更使突變型具有鏈霉素抗性B.鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能C.突變型的產(chǎn)生是由于堿基對(duì)的缺失所致D.鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變【解析】選A。本題主要考查基因突變、遺傳信息的表達(dá)、自然選擇。A項(xiàng)，表格中突變型在含鏈霉素培育基中的存活率為100%，則說明突變型具有鏈霉素抗性，故正確；B項(xiàng)，翻譯是在核糖體上進(jìn)行的，鏈霉素通過與核糖體結(jié)合只能抑制翻譯功能，故錯(cuò)誤。C項(xiàng)，野生型和突變型的S12蛋白中只有一個(gè)氨基酸(第56位氨基酸)有差異，這是由于基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的替換所致，而堿基對(duì)的缺失會(huì)導(dǎo)致缺失位置后的氨基酸序列均變更，故錯(cuò)誤。D項(xiàng)，枯草桿菌對(duì)鏈霉素的抗性突變早已存在，不是鏈霉素誘發(fā)的，鏈霉素只能作為環(huán)境因素起到選擇作用，故錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】1.甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤變成7-乙基鳥嘌呤，后者不與胞嘧啶配對(duì)而與胸腺嘧啶配對(duì)。為獲得更多的水稻變異類型，育種專家常用相宜濃度的EMS溶液浸泡種子后再進(jìn)行大田種植。下列敘述不正確的是 ()A.運(yùn)用EMS浸泡種子可以提高基因突變的頻率B.EMS的處理可使DNA序列中G-C轉(zhuǎn)換成A-TC.獲得的變異植株細(xì)胞核DNA中的嘌呤含量高于嘧啶D.經(jīng)EMS處理后，水稻體細(xì)胞中的染色體數(shù)目保持不變【解析】選C。人工運(yùn)用EMS浸泡種子能使鳥嘌呤變成7-乙基鳥嘌呤，使DNA序列中的G-C轉(zhuǎn)換成A-T，能提高基因突變的頻率，A、B正確；獲得的變異植株細(xì)胞核的DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，嘌呤堿基與嘧啶堿基配對(duì)，二者含量相等，C錯(cuò)誤；EMS只是使鳥嘌呤變成7-乙基鳥嘌呤，即堿基對(duì)的替換，屬于基因突變，沒有變更染色體數(shù)目，D正確。2.(2024·海南高考)依據(jù)中心法則，若原核生物中的DNA編碼序列發(fā)生變更后，相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列不變，則該DNA序列的變更是 ()A.DNA分子發(fā)生斷裂B.DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基增加C.DNA分子發(fā)生堿基替換D.DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基缺失【解析】選C。本題主要考查基因突變的本質(zhì)與基因表達(dá)的結(jié)果。A項(xiàng)，DNA分子發(fā)生斷裂會(huì)造成合成的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目變少，故錯(cuò)誤。B項(xiàng)，DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基增加，一般會(huì)造成合成的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目增多，也有可能提前出現(xiàn)終止密碼子，合成的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目削減，兩種狀況下氨基酸序列均會(huì)變更，故錯(cuò)誤。C項(xiàng)，DNA分子發(fā)生堿基替換，因密碼子具有簡并性，相應(yīng)的蛋白質(zhì)氨基酸序列可能不變，故正確。D項(xiàng)，DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基缺失，相應(yīng)的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目一般會(huì)削減，故錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二基因重組及其與基因突變比較1.基因重組的類型：重組類型交叉互換型自由組合型基因工程重組型發(fā)生時(shí)間減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂后期目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后發(fā)朝氣制同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換導(dǎo)致基因重新組合同源染色體分開，等位基因分別，非同源染色體自由組合，導(dǎo)致非同源染色體上非等位基因間的重新組合目的基因經(jīng)運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因重組2.基因突變和基因重組比較：項(xiàng)目基因突變基因重組發(fā)生時(shí)期主要發(fā)生在：①有絲分裂間期②減Ⅰ分裂前的間期①減Ⅰ分裂前期②減Ⅰ分裂后期產(chǎn)生緣由物理、化學(xué)、生物因素引起↓堿基對(duì)的增加、缺失、替換↓導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的變更交叉互換、自由組合↓基因重新組合應(yīng)用誘變育種雜交育種聯(lián)系①都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異②在長期進(jìn)化過程中，通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組供應(yīng)了大量可供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)③二者均產(chǎn)生新的基因型，可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型【高考警示】基因重組三點(diǎn)提示(1)染色體片段交換不肯定是基因重組。假如染色體片段交換發(fā)生在同源染色體之間叫基因重組；假如發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)精卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合不是基因重組。(3)格里菲思所做的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)中，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原理是基因重組，而細(xì)菌自身發(fā)生的變異是基因突變?！镜淅?2024·天津高考)作物M的F1基因雜合，具有優(yōu)良性狀。F1自交形成自交胚的過程見途徑1(以兩對(duì)同源染色體為例)。改造F1相關(guān)基因，獲得具有與F1優(yōu)良性狀一樣的N植株，該植株在形成配子時(shí)，有絲分裂替代減數(shù)分裂，其卵細(xì)胞不能受精，干脆發(fā)育成克隆胚，過程見途徑2。據(jù)圖回答：(1)與途徑1相比，途徑2中N植株形成配子時(shí)由于有絲分裂替代減數(shù)分裂，不會(huì)發(fā)生由_______________________和______________________導(dǎo)致的基因重組，也不會(huì)發(fā)生染色體數(shù)目__________________。

(2)基因雜合是保持F1優(yōu)良性狀的必要條件。以n對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因?yàn)槔?，理論上，自交胚與F1基因型一樣的概率是_______________，克隆胚與N植株基因型一樣的概率是_________。

(3)通過途徑_________獲得的后代可保持F1的優(yōu)良性狀。

【解析】(1)正常的基因重組有兩種狀況：交叉互換和自由組合，交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，自由組合發(fā)生在非同源染色體之間。通過減數(shù)分裂，配子中染色體數(shù)目比體細(xì)胞的減半。(2)具有1對(duì)等位基因的個(gè)體自交，后代雜合的個(gè)體占1/2，具有n對(duì)等位基因的個(gè)體自交，后代雜合的個(gè)體占(1/2)n，即1/2n?？寺∨吲cN植株的遺傳信息無變更，故克隆胚與N植株的基因型100%一樣。(3)途徑2：N植株經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生卵細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)育為克隆胚，遺傳信息沒有變更，可保持F1的優(yōu)良性狀。答案：(1)同源染色體非姐妹染色單體交叉互換非同源染色體自由組合減半(2)1/2n100%(3)2(1)途徑1中，一個(gè)精原細(xì)胞通過一次減數(shù)分裂能產(chǎn)生2種類型4個(gè)精子。(2)以n對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因?yàn)槔?，理論上，自交胚中顯性純合子的概率是(2n-1)/2n+1。(3)具有一對(duì)等位基因的雜合子個(gè)體，至少連續(xù)自交5代后純合子的比例才可達(dá)95%以上。某雄性動(dòng)物的基因型為AaBb。如圖是其一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中的兩個(gè)不同時(shí)期細(xì)胞分裂圖像。下列相關(guān)敘述正確的是 ()A.圖甲細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂，稱為初級(jí)精母細(xì)胞B.由圖甲可知，該精原細(xì)胞在分裂過程中發(fā)生了基因突變C.由圖乙可知，另三個(gè)精細(xì)胞的基因型分別為ab、AB、ABD.在減Ⅰ后期，移向細(xì)胞同一極的基因可能是A、a、b、b【解析】選D。圖甲細(xì)胞中沒有同源染色體，處于減數(shù)其次次分裂前期，為次級(jí)精母細(xì)胞；由圖甲可知，四分體時(shí)期染色體發(fā)生交叉互換，由此引起的變異屬于基因重組；該細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的四個(gè)精子，已發(fā)生過交叉互換，則其基因型分別為AB、aB、Ab、ab；依據(jù)圖中細(xì)胞中的基因及染色體顏色可知，該細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生過交叉互換，在減數(shù)第一次分裂后期，移向細(xì)胞同一極的基因可能是A、a、b、b。推斷基因重組和基因突變的方法(1)依據(jù)親代基因型推斷。①假如親代基因型為BB或bb，而后代中出現(xiàn)b或B的緣由是基因突變。②假如親代細(xì)胞的基因型為Bb，而子代細(xì)胞中出現(xiàn)BB或bb的緣由是基因突變或交叉互換。(2)依據(jù)細(xì)胞分裂方式推斷。①假如是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變。②假如是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換。(3)依據(jù)染色體圖示推斷：①假如是有絲分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。(如圖甲)②假如是減數(shù)第一次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(同白或同黑)不同，則為基因突變的結(jié)果。(如圖甲)③假如是減數(shù)其次次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(顏色不一樣)不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果。(如圖乙)【加固訓(xùn)練】某基因型為AA的生物體內(nèi)一個(gè)突變基因雜合細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂