高考生物一轮复习课件：必修2 第5、6章第1课时基因突变和基因重组（人教版）

欢迎进入生物课堂 第1课时基因突变和基因重组 1 概念DNA分子中发生碱基对的而引起的基因结构的改变 2 时间 原因 特点及意义 1 时间 主要发生在或减数第一次分裂前的间期 替换 增添和缺失 有丝分裂间期 判断改错 1 基因突变是由于DNA片段的增添 缺失和替换引起的基因结构的改变 提示 基因突变是由于碱基的增添 缺失和替换引起的基因结构的改变 2 若没有外界因素的影响 基因就不会发生突变 提示 突变是普遍存在的 在DNA复制的时候 碱基有可能发生错配 3 基因突变通常发生在DNA RNA的过程中 提示 基因突变主要发生在DNA复制过程中 1 概念生物体进行的过程中 控制不同性状的基因的 2 类型 1 自由组合型 位于非同源染色体上的自由组合 2 交叉互换型 时期 四分体的非姐妹染色单体的交换 3 基因工程 外源基因的导入 3 意义 1 形成的重要原因 2 生物变异的来源之一 有利于 有性生殖 重新组合 非等位基因 减数第一次分裂 等位基因 生物多样性 生物进化 1 下列有关基因突变的表述正确的是 A 基因突变具有普遍性 高频性 随机性等特点B 经常进行紫外线照射对人体有益C 基因突变一定产生了新基因D 基因突变是有性生殖的生物变异的主要来源 解析 基因突变具低频性 紫外线可引起基因突变 对人体有害 基因突变是基因结构的改变 即一定产生了新基因 基因重组是有性生殖的生物变异的主要来源 答案 C 2 如果细菌控制产生某种 毒蛋白 的基因发生了突变 突变造成的结果使其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下 基因突变前 甘氨酸谷氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸基因突变后 甘氨酸谷氨酸天冬氨酸亮氨酸赖氨酸根据上述氨基酸序列确定突变基因DNA分子的改变是 A 突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤B 突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶C 突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤D 突变基因为一个碱基的增减 解析 基因突变前与基因突变后的氨基酸序列从第三个开始 其后的氨基酸序列都发生变化 若发生一个碱基的替换 最多只可能使一个氨基酸改变 不可能使后面的多个氨基酸序列都发生变化 答案 D 3 相同条件下 小麦植株哪一部位的细胞最难以产生新的基因 A 叶肉B 根分生区C 茎尖D 花药 解析 新基因产生的途径是基因突变 而基因突变发生在有丝分裂和减数分裂间期DNA复制时 由于叶肉细胞是高度分化的植物细胞 已失去分裂能力 所以难以产生新的基因 答案 A 4 基因重组发生在 细胞有丝分裂后期 四分体时期 减数第一次分裂后期 受精作用过程中 细胞分裂间期A B C D 解析 本题考查基因重组的类型及发生时期 基因重组是在减数分裂形成配子时进行的 包括四分体时期的同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换以及减 后期非同源染色体上非等位基因的自由组合 答案 C 5 正误判断 1 2011 上海高考T8 C 基因突变在生物进化中起重要作用 是因为基因突变大部分是有害的 提示 基因突变大多是有害的 但有害突变不能作为生物进化的原材料 2 2011 江苏高考T22 D 在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异有 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组 提示 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组仅发生在减 过程中 3 2012 惠州调研T4 B 超级细菌是一种耐药性细菌 它最可能由普通细菌通过染色体结构变异形成 提示 细菌是原核生物 没有染色体 也就没有染色体结构变异和数目变异 4 2012 奉贤调研T9 B 二倍体生物的基因重组最可能发生在减数第一次分裂四分体时期和后期 6 根据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因 并回答下列问题 1 图中下列序号表示的生理过程分别是 2 的碱基排列顺序是 这是决定缬氨酸的一个 3 患镰刀型细胞贫血症的根本原因是 从而改变了遗传信息 4 根据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征 说明基因突变具有 和 的特点 答案 1 转录翻译基因突变 2 GUA密码子 3 控制血红蛋白合成的DNA碱基序列发生了改变 4 突变频率低有害性 1 基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变 不改变染色体上基因的数量 只改变基因的结构 产生新基因 2 无丝分裂 原核生物的二分裂及病毒的DNA复制时均可发生基因突变 3 以RNA为遗传物质的生物 其RNA上核糖核苷酸序列发生变化 也引起基因突变 且RNA为单链结构 在传递过程中更易发生突变 2 基因突变和生物性状的关系 1 多数基因突变并不引起生物性状的改变 突变部位可能在非编码部位 内含子和非编码区 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AA Aa 也不会导致性状的改变 某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类 但并不影响蛋白质的功能 2 少数基因突变可引起性状的改变 如人的镰刀型细胞贫血症 1 下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化 对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是 不考虑终止密码子 ATGGGCCTGCTGA GAGTTCTAA 1471013100103106A 第6位的C被替换为TB 第9位与第10位之间插入1个TC 第100 101 102位被替换为TTTD 第103至105位被替换为1个T 解析 基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 而引起基因结构的改变 因密码子具有简并性 发生碱基对替换后的基因控制的性状可能不发生改变 碱基对的增添和缺失 改变了原有碱基的排列 一般会引起基因控制的性状发生改变 A C D为碱基对的替换 B为碱基对的增添 答案 B 2 可以遗传给子代的突变基因通常是 A 显性基因B 隐性基因C 体细胞的突变D 生殖细胞的突变 解析 不管是显性基因还是隐性基因 只要发生在生殖细胞中 就可以遗传给后代 答案 D 说明 1 基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源 是形成生物多样性的重要原因 2 基因重组未产生新基因 只是原有基因的重新组合 只是产生了新的基因型 或新品种 3 基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合 属于非自然的基因重组 可以发生在不同种生物之间 能够定向改变生物性状 3 现代生物技术利用突变和基因重组的原理 来改变生物的遗传性状 以达到人们所期望的目的 下列有关叙述错误的是 A 转基因技术导致基因重组 可产生定向的变异B 体细胞杂交技术克服了远缘杂交的不亲和性 可培育新品种C 人工诱变没有改变突变的本质 但可使生物发生定向变异D 现代生物技术和人工选择的综合利用 使生物性状更符合人类需求 解析 基因重组包括重组类型 交换类型和人工DNA重组技术 人工DNA重组技术可产生定向的变异 植物体细胞杂交克服了远缘杂交的不亲和性障碍 扩大了亲本的组合范围 人工诱变的原理是基因突变 基因突变具有不定向性 答案 C 4 以下有关基因重组的叙述 错误的是 A 非同源染色体的自由组合能导致基因重组B 非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C 纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D 同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关 解析 在有性生殖过程中基因重组有两种类型 非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换 纯合体自交性状不分离 同胞兄妹间的遗传差异主要由父母基因重组决定 答案 C 考向一基因突变的类型分析 1 近几年高考试题中 对基因突变的考查较为突出 如2011年安徽高考T4 江苏高考T22 北京高考T31等 2 对本专题的考查 经常从基因突变的类型 特点及其对性状的影响等方面进行命题 也可结合其它知识 如细胞分裂 DNA复制等知识进行综合考查 1 2011 安徽高考 人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力 临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病 但大剂量的131I对人体会产生有害影响 积聚在细胞内的131I可能直接 A 插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B 替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C 造成染色体断裂 缺失或易位等染色体结构变异D 诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 解析 DNA分子的组成元素为C H O N P 不含碘元素 故碘不能插入DNA分子中或替换某一碱基 大剂量的放射性同位素131I积聚在甲状腺滤泡上皮细胞可诱发其发生基因突变 但因突变发生在体细胞而不是生殖细胞 故不能遗传给下一代 大剂量131I可能造成染色体断裂 缺失或易位等染色体结构变异 故C正确 答案 C 考向二基因重组 1 从近几年的高考试题来看 单独出现的比较少 多是和其他的知识点在一块综合考查 如结合细胞分裂 基因工程等 如2011年江苏高考T22 2009年北京高考T3等 2 考查的知识点多集中在基因重组的类型 时间等 虽然在高考试题中出现的不多 但在各地的模拟题中却经常遇到 2 2011 江苏高考 在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是 多选 A DNA复制时发生碱基对的增添 缺失或改变 导致基因突变B 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组C 非同源染色体之间交换一部分片段 导致染色体结构变异D 着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极 导致染色体数目变异 解析 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组仅发生在减 过程中 有丝分裂间期和减 前的间期DNA复制过程中均可发生基因突变 C D中导致的染色体结构 数目变异在有丝分裂和减数分裂过程中均可发生 答案 ACD 基因重组是在减数分裂形成配子时进行的 包括四分体时期的同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换以及减 后期非同源染色体上非等位基因的自由组合 交叉互换导致基因重组一定与C项中的染色体结构变异区分开 C项中的染色体变异叫易位 是发生在非同源染色体之间的交换 1 2011 上海高考 基因突变在生物进化中起重要作用 下列表述错误的是 A A基因突变为a基因 a基因还可能再突变为A基因B A基因可突变为A1 A2 A3 它们为一组复等位基因C 基因突变大部分是有害的D 基因突变可以改变种群的基因频率 解析 A基因突变为a基因 a基因还可以回复突变为A 基因突变具有不定向性 可以产生一组复等位基因 基因突变大多是有害的 但有害突变不能作为生物进化的原材料 基因突变能够改变种群的基因频率 故C错误 答案 C 2 2010 新课标全国高考 在白花豌豆品种栽培园中 偶然发现了一株开红花的豌豆植株 推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果 为了确定该推测是否正确 应检测和比较红花植株与白花植株中 A 花色基因的碱基组成B 花色基因的DNA序列C 细胞的DNA含量D 细胞的RNA含量 解析 基因是DNA分子上有遗传效应的片段 基因突变是指基因结构的改变 包括DNA上碱基对的增添 缺失和替换 不是碱基的组成发生改变 也不是细胞中的DNA含量变化和RNA含量变化 故A C D项都是错误的 答案 B 3 2010 江苏高考 育种专家在稻田中发现一株十分罕见的 一秆双穗 植株 经鉴定该变异性状是由基因突变引起的 下列叙述正确的是 A 这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B 该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C 观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D 将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系 解析 因突变性状在当代显现 该突变为隐性基因变为显性基因引起的 突变株为杂合子 故该变异植株自交可产生有 一秆双穗 这种变异性状的纯合子 因显微镜下不能观察到基因 故观察有丝分裂中期细胞染色体无法判断发生基因突变的位置 将该株水稻的花粉离体培养后还需诱导染色体加倍 再筛选获得稳定遗传的高产品系 答案 B 4 2011 北京高考 T DNA可随机插入植物基因组内 导致被插入基因发生突变 用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下 种植野生型拟南芥 待植株形成花蕾时 将地上部分浸入农杆菌 其中的T DNA上带有抗除草剂基因 悬浮液中以实现转化 在适宜条件下培养 收获种子 称为T1代 1 为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾 需要去除 因为后者产生的 会抑制侧芽的生长 2 为筛选出已转化的个体 需将T1代播种在含 的培养基上生长 成熟后自交 收获种子 称为T2代 3 为筛选出具有抗盐性状的突变体 需将T2代播种在含 的培养基上 获得所需个体 4 经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体 为确定抗盐性状是否由单基因突变引起 需将该突变体与 植株进行杂交 再自交 代后统计性状分离比 5 若上述T DNA的插入造成了基因功能丧失 从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性 6 根据T DNA的已知序列 利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段 其过程是 提取 植株的DNA 用限制酶处理后 再用 将获得的DNA片段连接成环 如图所示 以此为模板 从图中A B C D四种单链DNA片段中选取 作为引物进行扩增 得到的片段将用于获取该基因的全序列信息 A B C D表示能与相应T DNA链互补 长度相等的单链DNA片段 箭头指示DNA合成方向 解析 1 顶芽的存在可导致顶端优势 进而影响侧枝上花蕾的形成 2 3 要筛选抗性植株 需将待选植株在特定的选择培养基中培养筛选 4 单基因突变引起的变异 其遗传符合基因分离定律 就可用变异株与野生型植株杂交 而后自交 统计自交后代性状分离比进行判断 5 由 3 中 抗盐性状的突变体 信息知 野生型基因的存在导致植物的抗盐性降低 6 T DNA存在于诱导形成的拟南芥突变体植株的DNA中 DNA连接酶可将不同的DNA片段进行连接 因为DNA两条链反向平行 由图示环状DNA外侧链DNA合成方向可判断 DNA扩增过程所选的引物应为B C 这样可确保被插入的基因片段得到复制 答案 1 顶芽生长素 2 一定浓度的 除草剂 3 一定浓度的 盐 4 野生型1 5 降低 6 突变体DNA连接酶B C 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全