2021版高考人教版生物一轮复习课件：第22讲 基因突变和基因重组.pptx

1、第第2222讲基因突变和基因重组讲基因突变和基因重组-2-3-必备知识核心素养关键能力基因突变1.基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症-4-必备知识核心素养关键能力(1)图示中a、b、c过程分别代表、和。基因突变一般发生在(填字母)过程中。2.基因突变的概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失的改变。3.基因突变发生时间主要发生在(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期),也可因外来因素影响而随机发生。DNA复制转录翻译a血红蛋白基因突变基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状基因突变DNA复制时-5-必备知识核心素养关键能力4.诱发基因突变的因素(连线)5.基因突变的结果产生一个以上的。(1

2、)若发生在配子中:可通过遗传给后代。(2)若发生在体细胞中:一般不能通过遗传。等位基因提示:CAB 有性生殖有性生殖-6-必备知识核心素养关键能力6.基因突变的特点 普遍性任何时期和部位低频性不定向性多害少利性新基因根本来源原始材料-7-必备知识核心素养关键能力教材拾遗1.(必修2第81页“学科交叉”改编)携带一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状,因为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,镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。提示:镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力,

3、这说明在易患疟疾的地区,镰刀型细胞的突变有利于当地人的生存。虽然这个突变体的纯合子对生存不利,但其杂合子却有利于当地人的生存。-8-必备知识核心素养关键能力2.(必修2第82页“批判性思维”改编)基因突变频率很低,而且大多数基因突变对生物体是有害的,但为何它仍可“为生物进化提供原材料”?提示:对于生物个体而言,发生自然突变的频率是很低的。但是,一个物种往往是由许多个体组成的,就整个物种来看,在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的,其中有不少突变是有利突变,对生物的进化有重要意义。因此,基因突变能够为生物进化提供原材料。-9-必备知识核心素养关键能力正误判断(1)基因突变引起的镰刀型细胞贫血症不

4、能通过显微镜观察来诊断。()(2)基因突变通常发生在DNARNA的过程中。()(3)有丝分裂前期不会发生基因突变。()(4)病毒、大肠杆菌及动植物都可发生基因突变。()(5)基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因。()(6)在没有外界不良因素的影响下,生物不会发生基因突变。()(7)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向。()-10-必备知识核心素养关键能力(8)基因突变产生的新基因不一定传递给后代。()(9)有害突变不能成为生物进化的原材料。()(10)基因突变的方向与环境没有明确的因果关系。()-11-必备知识核心素养关键能力探究1基因突变机理的分析(科学思维)观察下面的

5、图示,判断基因结构改变的三种类型,完善内容。-12-必备知识核心素养关键能力(1)因素分别表示的引起基因突变的因素是什么?(2)分别表示什么类型的基因突变?(3)为什么基因突变在细胞分裂的间期容易发生?提示:物理因素、生物因素、化学因素。提示:增添、替换、缺失。提示:细胞分裂的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。-13-必备知识核心素养关键能力探究2基因突变对性状的影响(科学思维)(1)原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近,再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小?并表述理由。置换单个碱基

6、对增加4个碱基对缺失3个碱基对缺失4个碱基对 提示:在情况下,会导致其编码的蛋白质结构与原来完全不同。而在起始端插入一个碱基对,再在插入位点的附近缺失4个碱基对,其编码的蛋白质结构仅比原来编码的蛋白质起始端少一个氨基酸,而其他氨基酸序列相同,因而影响最小。-14-必备知识核心素养关键能力(2)填表:基因突变对蛋白质的影响规律一前后后前一-15-必备知识核心素养关键能力(3)请补充完善基因突变不一定导致生物性状改变的原因。突变部位:。密码子简并性:。基因型与表现型的关系:。蛋白质的结构与功能关系:有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸,但该蛋白质的功能不变。提示:基因突变发生在基因的非编码区(如内含子

7、)基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸基因突变若为隐性突变,如AAAa,不会导致性状的改变-16-必备知识核心素养关键能力考向1基因突变的实质和特点的分析1.(2019安徽淮北一模)下列关于基因突变的叙述,正确的是()A.转录和翻译出现差错可引起基因突变B.基因突变能为生物进化提供原始材料C.DNA复制出现的差错都会在后代中表现出来D.基因发生突变但其遗传信息不一定发生改变 答案解析解析关闭DNA的复制的过程中碱基的差错可能发生基因突变,而转录形成的是RNA,翻译形成的是蛋白质,转录和翻译出现差错不属于基因突变,A项错误;突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组能为生物进化提

8、供原始材料,B项正确;DNA复制出现的差错可引起基因突变,包括显性突变和隐性突变,其中隐性突变不一定能在后代中表现,C项错误;基因突变是基因结构的改变,其遗传信息一定发生改变,D项错误。答案解析关闭B-17-必备知识核心素养关键能力2.(2019安徽安庆期末)基因D因碱基对A/T替换为G/C而突变成基因d,则下列各项中一定发生改变的是()A.d基因在染色体上的位置B.d基因中的氢键数目C.d基因编码的蛋白质的结构D.d基因中嘌呤碱基所占比例 答案解析解析关闭基因突变后,其在染色体上的位置不变,A项错误;A与T之有2个氢键,G与C之间有3个氢键,因此题目所述d基因比D基因多1个氢键,B项正确;由

9、于密码子具有简并性,基因突变其编码的蛋白质的结构可能不变,C项错误;双链DNA分子中嘌呤碱基总数占碱基总数的一半,d基因中嘌呤碱基所占比例不变,D项错误。答案解析关闭B-18-必备知识核心素养关键能力考向2基因突变类型及突变基因的位置判断3.(2019湖北黄冈模拟)一对灰色鼠交配所产一窝鼠中出现1只栗色雄鼠。让该只栗色雄鼠与同窝(多只)灰色雌鼠交配,子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等。不考虑环境因素的影响,下列对该栗色雄鼠的分析正确的是()A.该栗色雄鼠来自隐性基因携带者亲本的隐性基因组合,基因位于常染色体上B.该栗色雄鼠的形成与母本的一个基因发生显性突变有关,基因位于X染色体上C.该栗色雄鼠

10、的形成与两个亲本都有一个基因发生隐性突变有关,基因位于常染色体上D.该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关,基因位于常染色体上 答案解析解析关闭假设相关的基因用A、a表示。若该栗色雄鼠的形成是亲本携带隐性基因所致,则双亲灰色鼠的基因型均为Aa,该栗色雄鼠的基因型为aa,同窝(多只)灰色雌鼠的基因型为AA或Aa,所以该栗色雄鼠与同窝(多只)灰色雌鼠交配,子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量不一定相等,与题意不符。若是基因突变的结果,则只有aa突变为Aa时才会出现性状的改变,即该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关,但不能确定发生突变的是母本还是父本;此种情况下,双亲灰色鼠和

11、同窝中的灰色雌鼠的基因型均为aa,该栗色雄鼠的基因型为Aa,所以杂交子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等,与题意相符。答案解析关闭D-19-必备知识核心素养关键能力4.(2019山东博兴一中月考)一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。为了探究卷刚毛性状是如何产生的,科学家用这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部为直刚毛果蝇,F1雌雄果蝇随机自由交配,F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇 直刚毛雄果蝇 卷刚毛雄果蝇=2 1 1。最合理的结论是()A.亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变B.亲代生殖细胞中X染色体上基因发生显性突变C.亲代生殖细胞中常染色体上基因发生隐性突

12、变D.亲代生殖细胞中常染色体上基因发生显性突变 答案解析解析关闭由于这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1的表现型全部为直刚毛,说明直刚毛是显性。而让F1雌雄果蝇交配,F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇 直刚毛雄果蝇 卷刚毛雄果蝇=2 1 1,说明卷刚毛和直刚毛与性别相关联,控制刚毛性状的基因不在常染色体上,所以很可能是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生隐性突变。假设控制刚毛性状的基因用A/a表示,则卷刚毛雄果蝇(XaY)与直刚毛雌果蝇(XAXA)杂交,F1全部为直刚毛果蝇(XAXa、XAY),其随机自由交配,F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇(XAXa、XAXA)直刚毛雄果蝇(XAY)卷刚毛雄

13、果蝇(XaY)=2 1 1。答案解析关闭A-20-必备知识核心素养关键能力【归纳总结】基因突变的“一定”与“不一定”(1)基因突变一定会引起基因结构的改变,即基因中碱基排列顺序的改变。(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。(3)基因突变不一定都产生等位基因。-21-必备知识核心素养关键能力链接高考基因重组 1.概念 2.类型 有性生殖真核控制不同性状减数第一次分裂后非等位基因减数第一次分裂前-22-必备知识核心素养关键能力链接高考3.结果:产生新,导致重组性状出现。4.意义(1)形成的重要原因。(2)生物变异的来源之一,有利于生物进化。5.基因重组和基因突变的比较基因型生物多样性结构间间前

14、后-23-必备知识核心素养关键能力链接高考新基因新基因型-24-必备知识核心素养关键能力链接高考正误判断(1)基因重组只能产生新基因型和重组性状,不能产生新基因和新性状。()(2)原核生物不存在基因重组,而真核生物的受精过程中可进行基因重组。()(3)基因型为Aa的个体自交,因基因重组导致子代发生性状分离。()(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合,导致基因重组。()(5)基因重组为生物进化提供了最根本的原材料。()-25-必备知识核心素养关键能力链接高考(6)交叉互换和基因突变都能使染色体上原来的基因位置出现等位基因。()(7)一对等位基因不存在基因重组,一对同源染

15、色体也不存在基因重组。()(8)在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生基因突变与基因重组。()-26-必备知识核心素养关键能力链接高考探究基因突变与基因重组的辨析(科学思维)1.下图表示三种基因重组,分析回答下列问题。-27-必备知识核心素养关键能力链接高考(1)图13依次代表哪类基因重组类型?发生于何时期?(2)R型细菌转化为S型细菌的基因重组与哪一类型相似?提示:图1为交叉互换型,发生在减数第一次分裂前期;图2为自由组合型,发生在减数第一次分裂后期;图3为基因工程,人为操作。提示:图3。-28-必备知识核心素养关键能力链接高考2.下图为基因型为AaBb的某动物体内细胞分裂的图像。(1

16、)分析细胞所处的时期及变异类型。提示:图甲细胞处于减数第一次分裂后期,发生了基因重组;图乙细胞处于有丝分裂后期,发生基因突变;图丙细胞处于减数第二次分裂后期,据染色体的颜色可知,发生了交叉互换;图丁细胞发生了基因突变。-29-必备知识核心素养关键能力链接高考(2)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殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时),在四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换。-30-必备知识核心素养关键能力链接高考【解疑释惑】“三看法”判断基因突变与基因重组(1)一看基因型。如果体细胞基因型为BB或bb,子细

17、胞中出现b或B的原因是基因突变。如果体细胞的基因型为Bb,次级精母(卵母)细胞中出现Bb的原因是基因突变或交叉互换。(2)二看细胞分裂方式。如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变。如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能是基因突变或交叉互换。-31-必备知识核心素养关键能力链接高考(3)三看染色体。-32-必备知识核心素养关键能力链接高考考向1基因重组的类型及意义1.(2019湖北四地七校联盟联考)自然界中的生物多种多样,繁殖后代的方式也多种多样,如细菌的二分裂增殖,酵母菌的出芽生殖,某些植物(如马铃薯)的营养生殖,由蜂王产生雄蜂的孤雌生殖,由亲本形成精子、卵细胞并结

18、合成为受精卵,再由受精卵发育成为新的个体的有性生殖等。上述几种由亲代产生子代的生殖过程中,会出现基因重组的是()A.B.C.D.答案解析解析关闭基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。细菌不能进行有性生殖,故细菌的二分裂增殖不会出现基因重组;酵母菌的出芽生殖和某些植物(如马铃薯)的营养生殖属于无性生殖,无性生殖过程不会发生基因重组;由蜂王产生卵细胞,卵细胞发育为雄蜂为孤雌生殖,形成卵细胞过程中有基因重组;由亲本形成精子、卵细胞并结合成为受精卵,再由受精卵发育成为新的个体的有性生殖,可发生基因重组;故上述几种由亲代产生子代的生殖过程中,会出现基因重组的是。答案解析关闭

19、B-33-必备知识核心素养关键能力链接高考2.(2019广东梅州一模)下列与基因突变有关的叙述,正确的是()A.若某雌雄异株植物的突变基因位于雄株Y染色体上,子代雄株一定会出现突变性状B.基因突变可能导致DNA上的起始密码子提前或延后出现C.基因突变可能会改变种群的基因频率,但不代表一定进化产生了新物种D.长期使用抗生素会导致细菌发生基因突变从而产生抗药性 答案解析解析关闭某雌雄异株植物的突变基因位于雄株Y染色体上,若该基因位于X、Y染色体的同源区段上,且为隐性突变,则子代雄株不一定出现突变性状,A项错误;密码子位于mRNA上,不在DNA上,B项错误;基因发生突变,种群基因频率一定改变,生物一

20、定进化了,但不一定会形成新物种,C项正确;抗生素只对生物已经发生的变异起选择作用,不起诱导变异产生的作用,D项错误。答案解析关闭C-34-必备知识核心素养关键能力链接高考【归纳总结】基因重组只是“原有基因间的重新组合”,它既未改变基因的“质”(未产生“新基因”),也未改变基因的“量”,只是产生了“新基因型”,其所产生的性状应称作“重组性状”而不是“新性状”。-35-必备知识核心素养关键能力链接高考考向2辨析基因突变和基因重组3.基因突变和基因重组为生物进化提供原材料,下列有关叙述错误的是()A.基因重组可发生在减数分裂过程中,会产生多种基因型B.豌豆植株进行有性生殖时,一对等位基因之间不会发生

21、基因重组C.控制一对相对性状的基因能发生基因突变,但不能发生基因重组D.通常基因重组只发生在真核生物中,而基因突变在生物界中普遍存在 答案解析解析关闭基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,其来源有两种,一种是在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换,导致染色单体上的基因重组,一种是在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合,都会产生多种基因型,A项正确;基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合,所以豌豆植株进行有性生殖时,一对等位基因之间不会发生基因重组,B项正确;控制一对相对性状的基

22、因能发生基因突变,如果一对相对性状由位于两对同源染色体上两对等位基因控制,则能发生基因重组,C项错误;通常基因重组只发生在真核生物中,而基因突变在生物界中普遍存在,D项正确。答案解析关闭C-36-必备知识核心素养关键能力链接高考1.(2019海南)下列有关基因突变的叙述,正确的是()A.高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中B.基因突变必然引起个体表现型发生改变C.环境中的某些物理因素可引起基因突变D.根细胞的基因突变是通过有性生殖传递的 答案解析解析关闭基因突变具有随机性,表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,也可以发生在不同细胞内的不同DNA分子上或同一DNA分子的不同部位,A项错

23、误;由于密码子的简并性,若基因突变后编码的氨基酸不变,则个体表现型不变,B项错误;诱发生物基因突变并提高突变频率的物理因素中有紫外线、X射线及其他辐射等,C项正确;根细胞只能进行有丝分裂,不能进行减数分裂,减数分裂过程中发生的基因突变可通过有性生殖传递给后代,D项错误。答案解析关闭C-37-必备知识核心素养关键能力链接高考2.(2018全国)某大肠杆菌能在基本培养基上生长。其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长

24、出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是()A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移 答案解析解析关闭题的整体命题思路借鉴肺炎双球菌的转化实验。由题意知,大肠杆菌X是由大肠杆菌M和N转变而来,大肠杆菌X既可以自身产生氨基酸甲,也可以产生氨基酸乙,而突变体M不能产生氨基酸甲,突变体N不能产生氨基酸乙。所以,将两个突变体单独在基本培养基中培养都不能生存。将它们在既含氨基酸甲又含氨基酸乙的培养基中培养,两种突变体都可以生存。然后本题的思路转移到了证

25、明DNA是遗传物质的经典实验之一肺炎双球菌的转化实验中,突变体M和突变体N可以通过基因转移获得正常的基因,从而恢复到了突变前的菌株X,细胞中的遗传物质是DNA而不是RNA,即促使两种突变体转化成菌种X的不是RNA,而是遗传物质DNA。答案解析关闭C-38-必备知识核心素养关键能力链接高考3.(2018江苏)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 答案解析解析关闭紫外线照射酵母细胞,引发基因突变,经过筛选可获得红色素产量更高的红酵母,A项不符合题意;基因中碱基被替换属于基因突变,B、D两项不符合题意;使用植物激素2,4-D诱导黄瓜产生更多的雌花,属于不可遗传变异,与基因突变无关,C项符合题意。答案解析关闭C