高考生物一輪復(fù)習(xí)必修2第9講基因突變和基因重組-精講版課件

1、第1講 生物的變異第四單元 生物的變異、育種和進(jìn)化基因突變一、生物的變異 不遺傳的變異 可遺傳的變異 基因重組染色體變異由于環(huán)境因素影響，生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變是不是環(huán)境因素引起的變異就一定不能遺傳呢？替換增添缺失C T T C G CG A A G C G T C G C A G C G CG TA T C G C A G C G CG TA AT A T C G C T A G C G DNA片段C T T C G CG A G G C G T C G C A A C G 二、基因突變的概念由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添,缺失或替換,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變.就叫做基因突變.DNAA U

2、 C C G C A A C C GC 異亮氨酸精氨酸天冬酰氨mRNAA T C C G C T A G G C G 正常T T G G C G A A C C G C 堿基對(duì)替換精氨酸DNAA U C C G C A C C G C 蘇氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常異亮氨酸精氨酸堿基對(duì)缺失A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常堿基對(duì)增添異亮氨酸精氨酸異亮氨酸脯氨酸思考1：某對(duì)基因增添、缺

3、失、替換哪一種變化對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響最??？思考2：基因突變是否一定會(huì)導(dǎo)致性狀改變？原因是什么？1、發(fā)生基因突變的堿基位于基因結(jié)構(gòu)的非編碼區(qū)或發(fā)生在真核生物基因結(jié)構(gòu)的內(nèi)含子內(nèi)，此基因轉(zhuǎn)錄的信使RNA仍未改變（但前體RNA改變），因而合成的蛋白質(zhì)也不改變，不引起生物性狀的改變。2、由于多種密碼子決定同樣一種氨基酸，因此某些基因突變也不引起生物性狀的改變。例如：UUU和UUG都是苯丙氨酸的密碼子，當(dāng)U和G相互置換，不會(huì)改變密碼子的功能，因?yàn)闆Q定氨基酸的還是苯丙氨酸。 3、隱性突變?cè)陔s合狀態(tài)下也不會(huì)引起性狀的改變，例如在豌豆中，高莖基因D對(duì)矮莖基因d是顯性；若在基因型為DD的受精卵中，有一個(gè)D突變?yōu)閐

4、，則該受精卵的基因型為Dd，但矮莖基因在雜合狀態(tài)下，其性狀不能表達(dá)。4、某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的個(gè)別位置的種類(lèi)，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。例如：由于基因突變使不同生物中的細(xì)胞色素c中的氨基酸發(fā)生改變，其中酵母菌的細(xì)胞色素C肽鏈的第十七位上是亮氨酸，而小麥?zhǔn)钱惲涟彼幔M管有這樣的差異，但它們的細(xì)胞色素C的功能都是相同的。5、由于某些性狀由多基因決定，某基因的改變了，但共同作用于此性狀的其他基因未改變，其性狀可能也不改變。如：香豌豆花冠顏色的遺傳。當(dāng)C合R同時(shí)存在時(shí)顯紅花，不同時(shí)存在時(shí)不顯紅色。所以由ccrr突變成ccRr時(shí)也不引起性狀的改變。6、性狀表現(xiàn)是遺傳基因和環(huán)境因素共同作用的

5、結(jié)果，在某些環(huán)境條件下，改變了的基因可能并不會(huì)在性狀上表現(xiàn)出來(lái)。如：dd的豌豆個(gè)體突變?yōu)镈d，本應(yīng)出現(xiàn)髙莖的變異，但如果種在貧瘠的土壤中，長(zhǎng)成矮莖而不變異。思考3：基因突變是可遺傳變異的來(lái)源，基因突變一定能遺傳嗎？若發(fā)生在配子中，可遺傳；若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳；有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞。思考4：基因突變發(fā)生于什么時(shí)候？細(xì)胞周期中的分裂間期（DNA分子復(fù)制時(shí)）有絲分裂間期（體細(xì)胞）減數(shù)第一次分裂間期（生殖細(xì)胞）但一般不能傳給后代可通過(guò)受精作用直接傳給后代基因突變的原因分析 【例1】下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是() A不同基因突變的頻率是相同的 B基因突變的方向

6、是由環(huán)境決定的 C一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變 D細(xì)胞分裂的中期不發(fā)生基因突變 C三、基因重組1、概念:在生物進(jìn)行有性生殖過(guò)程中,控制不同性狀的基因的自由組合.2、類(lèi)型:基因的自由組合:交叉互換:非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.3、范圍:進(jìn)行有性生殖的真核生物非同源染色體上的 非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和abAabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換基因重組的廣義理解：(1)基因工程也屬于控制不同性狀的基因重新組合，屬于非自然的基因重組，可以發(fā)生在不同種生物之間，能夠定向改變生物性狀。(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬于

7、基因重組。(3)基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的“質(zhì)”和“量”。4、對(duì)基因重組的理解 三種類(lèi)型的比較重組類(lèi)型同源染色體上非等位基因的重組非同源染色體上非等位基因間的重組DNA分子重組技術(shù)發(fā)生時(shí)間減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂后期體外與運(yùn)載體重組和導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)基因重組發(fā)生機(jī)制同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換導(dǎo)致染色單體上的基因重新組合同源染色體分開(kāi)，等位基因分離，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)胞中基因重組續(xù)表重組類(lèi)型同源染色體上非等位基因的重組非同源染色體上非等位基因間的重組DNA分子重組技術(shù)圖像

8、示意 【友情提醒】基因重組是真核生物有性生殖過(guò)程中產(chǎn)生可遺傳變異的最重要來(lái)源，是形成生物多樣性的重要原因。四基因突變和基因重組的區(qū)別和聯(lián)系續(xù)表續(xù)表 【例2】下列有關(guān)基因重組的敘述，不正確的是() A非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組 B基因重組是生物變異的根本來(lái)源 C基因重組可能產(chǎn)生多種基因型 D生物通過(guò)有性生殖實(shí)現(xiàn)了基因的重組 B1.(2011廣東)最近，可以抵抗多數(shù)抗生素的“超級(jí)細(xì)菌”引人關(guān)注，這類(lèi)細(xì)菌含有超強(qiáng)耐藥性基因NDM1，該基因編碼金屬內(nèi)酰胺酶，此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是(雙選)( ) A定向突變 B抗生素濫用 C金屬內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活 D通過(guò)染色體交換從其他細(xì)菌獲得耐藥基

9、因BC【解析】抗生素的濫用是產(chǎn)生“超級(jí)細(xì)菌”的外因，抗生素相當(dāng)于對(duì)細(xì)菌進(jìn)行自然選擇，導(dǎo)致了超強(qiáng)耐藥性基因NDM1在該細(xì)菌中逐代積累，從而使NDM1基因編碼較多的金屬內(nèi)酰胺酶，由此推測(cè)金屬內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活，故C項(xiàng)正確。突變是不定向的，A項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)菌是原核生物，沒(méi)有染色體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2011安徽)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能直接( ) A插入DNA分子引起插入點(diǎn)后的堿基序列改變 B替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變 C造成染色體斷裂、缺失或

10、易位等染色體結(jié)構(gòu)變異 D誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代C【解析】放射性物質(zhì)可誘發(fā)基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異；131I不是DNA的組成元素；體細(xì)胞突變一般不能遺傳給子代。 3.(2010福建卷)下圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1169位賴(lài)氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是( ) A處插入堿基對(duì)GCB處堿基對(duì)AT替換為GCC處缺失堿基對(duì)ATD處堿基對(duì)GC替換為AT 3.(2010福建卷)下圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1169位賴(lài)氨酸變?yōu)楣劝彼?/p>

11、。該基因發(fā)生的突變是( ) B【解析】本題主要考查基因突變、轉(zhuǎn)錄、翻譯等基礎(chǔ)知識(shí)，及突變對(duì)性狀的影響。第一步根據(jù)基因結(jié)構(gòu)和氨基酸種類(lèi)先確定密碼子的排列順序，即mRNA上堿基排列順序(GGGAAGCAG)。由于1169位賴(lài)氨酸(AAG)變?yōu)楣劝彼?GAA、GAG)，結(jié)合題干意思即四處只有一處發(fā)生突變，可確定谷氨酸密碼子是GAG，從而推出是處堿基對(duì)AT替換為GC。所以選B項(xiàng)。4.(2011長(zhǎng)郡中學(xué)高三復(fù)習(xí))種群中產(chǎn)生大量的可遺傳的變異，這些變異的產(chǎn)生是不定向的，其中的“不定向”不是指( )A變異不一定與環(huán)境變化的方向一致B各種變異不可能與環(huán)境變化的方向一致C變異不一定都適應(yīng)環(huán)境D各種變異的方向不一

12、定相同B【解析】變異的不定向性，也就是變異后的個(gè)體在環(huán)境的適應(yīng)性上可能出現(xiàn)優(yōu)劣各不相同的個(gè)體，完全有可能出現(xiàn)與環(huán)境變化一致的個(gè)體。 5.(2011北京市昌平區(qū)高三上學(xué)期期末質(zhì)量抽測(cè))有關(guān)變異與進(jìn)化的敘述，不正確的是( )A由二倍體西瓜培育出的三倍體無(wú)子西瓜屬于可遺傳的變異B基因突變有普遍性、隨機(jī)性、低頻性、不定向性和少數(shù)有害性等特性C當(dāng)環(huán)境條件適宜時(shí)，生物種群的基因頻率也可發(fā)生變化D利用生長(zhǎng)素類(lèi)似物的兩重性原理制成的除草劑可導(dǎo)致雜草的基因頻率定向改變B【解析】基因突變大多有害。 6.(2011長(zhǎng)郡月考)自然界中，一種生物某一基因及突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下：正?；颍壕彼岜奖?/p>

13、酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸突變基因1：精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸突變基因2：精氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸突變基因3：精氨酸苯丙氨酸蘇氨酸酪氨酸丙氨酸根據(jù)上述氨基酸序列確定這3種突變基因DNA分子的改變是( )A突變基因1和2為一個(gè)堿基的替換，突變基因3為一個(gè)堿基的增添B突變基因2和3為一個(gè)堿基的替換，突變基因1為一個(gè)堿基的增添C突變基因1為一個(gè)堿基替換，突變基因2和3為一個(gè)堿基的缺失D突變基因2為一個(gè)堿基的替換，突變基因1和3為一個(gè)堿基的缺失A【解析】基因突變是指基因中堿基對(duì)的替換、增添或缺失。通過(guò)三種突變基因與正?；驔Q定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸的序列比較可知：突變基因1與正?；蛩鶝Q定的氨基

14、酸序列一致，說(shuō)明其為個(gè)別堿基的替換，這屬于中性突變；突變基因2與正?；蛩鶝Q定的氨基酸序列大體上一致，只是苯丙氨酸變?yōu)榱涟彼?，說(shuō)明其也為個(gè)別堿基替換；突變基因3與正?；蛩鶝Q定的氨基酸差別很大，只有精氨酸沒(méi)變，說(shuō)明該基因突變的位置很可能是在控制精氨酸的堿基之后增添或缺失了個(gè)別堿基，從而導(dǎo)致其后氨基酸序列不同。7.玉米子粒種皮有黃色和白色之分，植株有高莖、矮莖之分。完成下列題目：(1)種皮的顏色是由細(xì)胞中的色素決定的，已知該色素不是蛋白質(zhì)，那么基因控制種皮的顏色是通過(guò) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(2)矮莖玉米幼苗經(jīng)適宜濃度的生長(zhǎng)素類(lèi)似物處理，可以長(zhǎng)成高莖植株。為了探究該變異性狀是否能穩(wěn)定遺傳，生物科技小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下。請(qǐng)你寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相關(guān)結(jié)論，并回答問(wèn)題。控制有關(guān)酶的合成來(lái)控制代謝，進(jìn)而控制性狀實(shí)驗(yàn)步驟：a在這株變異的高莖玉米雌花、雄花成熟之前，分別用紙袋將雌蕊、雄蕊套住，防止異株之間傳粉。b雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。c雌蕊上種子成熟后，收藏保管，第二年播種觀察。實(shí)驗(yàn)預(yù)期及相關(guān)結(jié)論：a 。b 。問(wèn)題：a預(yù)期最可能的結(jié)果： 。b對(duì)上述預(yù)期結(jié)果的解釋?zhuān)?。子代玉米苗有高莖植株，說(shuō)明生長(zhǎng)素類(lèi)似物引起的變異能夠遺傳子代玉米苗全部是矮莖植株，說(shuō)明生長(zhǎng)