XXXX高考生物廣東專用上課使用不需修改一輪第講

第20講基因突變和基因重組

第21講染色體變異第22講人類遺傳病第23講雜交育種到基因工程第24講生物的進化考能專項提升4生物的遺傳、變異、育種與進化第七單元生物的變異、育種與進化返回目錄高考縱覽返回目錄高考縱覽返回目錄高考縱覽返回目錄高考縱覽返回目錄高考縱覽返回目錄高考縱覽返回目錄1．教學(xué)建議：由于本單元所涉及基本概念較多，高考中基礎(chǔ)知識和基本能力的考查仍為不變的主旋律，所以復(fù)習(xí)時要注意分析本單元中知識的重點、難點、考點和疑點的理解與分析。(1)關(guān)注主干知識點，加強基礎(chǔ)知識的鞏固、記憶和理解：①基因重組和基因突變是生物變異內(nèi)容最為重要的兩個概念，需充分理解掌握其概念的內(nèi)容。②染色體組、二倍體、多倍體、單倍體等概念的理解及判斷。③種群、種群基因庫、種群基因頻率、自然選擇學(xué)說的要點、隔離、物種和共同進化等基本概念的聯(lián)系與比較，如地理隔離與生殖隔離、自然選擇學(xué)說各要點間的關(guān)系等。使用建議返回目錄(2)育種常以某一作物育種為背景，綜合考查有關(guān)誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種和基因工程育種，因其與實踐應(yīng)用十分密切，是當前考試的重點。在教學(xué)中要讓學(xué)生理解其原理，對各種育種方式的方法、步驟、優(yōu)缺點及其典型實例要多運用比較的方法加以理解和掌握。(3)相關(guān)知識點之間的對比。關(guān)注熱點材料、表格分析，提高學(xué)生提取信息和準確分析圖表的能力。如人類遺傳?。阂髮W(xué)生判斷其所屬的遺傳病類型；給出某遺傳病在具體家系中的遺傳現(xiàn)象，要求判斷該病所屬的類型，同時復(fù)習(xí)時要注意列表比較和歸納，掌握各種類型遺傳病的概念和特點。特別要注意教材中所介紹的幾種典型病例及其遺傳方式。

使用建議返回目錄(4)重視實驗探究：本單元有關(guān)低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍、調(diào)查研究人類遺傳病的發(fā)病率和遺傳方式、自然選擇對種群基因頻率變化的影響的實驗探究都應(yīng)該引起重視。要求學(xué)生明確實驗的原理、步驟以及需要注意的問題，并能獨立進行實驗探究、分析評價。2．課時安排：本單元分為5講，建議用12課時完成，各講的講授、習(xí)題分別用1課時，單元卷、滾動和講解各1課時。使用建議第20講基因突突變和基因因重組返回目錄返回目錄1．基因突突變的特征征和原因(Ⅱ)2.基因重組及及其意義(Ⅱ)考綱要求第20講基基因突變變和基因重重組——知識梳梳理——一、基因突突變1.實例：：鐮刀型細細胞貧血癥癥(1)病因因圖解如下下：返回目錄圖7-20--1第20講基基因突變變和基因重重組(2)實例例要點歸納納①圖示中a、b、c過程分別別代表__________、________和________。突突變發(fā)生在在________(填字母母)過程中中。②患者貧血血的直接原原因是________異常常，根本原原因是發(fā)生生了________，堿基對對由突突變成成________。2．基因突突變的概念念概念：DNA分子中中發(fā)生堿基基對的________、________和和________，而引起起的__________的的改變。返回目錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯a血紅蛋白基因突變替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)第20講基基因突變變和基因重重組3．基因突突變的原因因、時間、、特點和意意義返回目錄生物因素普遍性隨機性低頻性不定向性一般是有害害的，少數(shù)數(shù)有利第20講基基因突變變和基因重重組導(dǎo)思：基因突變所所產(chǎn)生的變變異都可以以遺傳給后后代嗎？(請翻閱教教材必修2P80“基因突突變的實例例”)返回目錄DNA復(fù)制有絲分裂間間期和減數(shù)數(shù)第一次分分裂前的間間期新基因生物變異生物進化第20講基基因突變變和基因重重組二、基因重重組1．概念基因重組是是指在生物物體進行__________的過程程中，控制制________基因的重重新組合。。2．類型(1)減數(shù)數(shù)第一次分分裂的________期，，______________上的的非等位基基因的自由由組合。(2)減數(shù)數(shù)分裂形成成________時期，位位于____________上的等等位基因有有時會隨著著________________的交換而而發(fā)生交換換，導(dǎo)致染染色單體上上的基因重重組。返回目錄錄有性生殖殖不同性狀狀的后非同源染染色體四分體同源染色色體非姐妹染染色單體體第20講講基因因突變和和基因重重組3．意義義基因重組組是________的來源源之一，，是形成成生物多多樣性的的重要原原因，對對生物的的________也也具有重重要意義義。返回目錄錄生物變異異進化——網(wǎng)絡(luò)構(gòu)構(gòu)建建——返回目錄錄第20講基因因突變和和基因重重組——基礎(chǔ)自自測測——判斷正誤誤，對的的打“√√”，錯錯的打““×”。1．[2012·海南卷]基因的自自發(fā)突變變率雖然然很低，，但對進進化非常常重要。。()√[解析]單個基因因的自發(fā)發(fā)突變率率很低，，但由于于種群中中個體數(shù)數(shù)量較多多，基因因數(shù)目較較大，所所以就整整個物種種而言，，在漫長長的進化化歷程中中產(chǎn)生的的突變還還是很多多的，由由于突變變?yōu)樯镂镞M化提提供了原原始材料料，所以以對生物物進化有有重要意意義。返回目錄錄第20講基因因突變和和基因重重組2．[2011·安徽卷]大劑量的的131I會直接插插入DNA分子中，，引起插插入點后后的堿基基序列發(fā)發(fā)生改變變。()×[解析]DNA分子中并并不含有有I元素，131I不會插入入DNA分子中，，但可以以引起DNA分子發(fā)生生堿基對對的增添添、缺失失或替換換。3．[2011·廣東卷]抵抗多數(shù)數(shù)抗生素素的“超超級細菌菌”含有有超強耐耐藥性基基因NDM－1，該菌耐耐藥性產(chǎn)產(chǎn)生的原原因是定定向突變變。()×[解析]基因突變變是不定定向的，，細菌耐耐藥性的的產(chǎn)生是是抗生素素對耐藥藥性基因因定向選選擇的結(jié)結(jié)果。返回目錄錄第20講基因因突變和和基因重重組4．[2011·江蘇卷]DNA復(fù)制時發(fā)發(fā)生堿基基對的增增添、缺缺失或改改變，導(dǎo)導(dǎo)致基因因突變。。()√[解析]基因突變變是指DNA分子中發(fā)發(fā)生堿基基對的增增添、缺缺失或替替換，主主要發(fā)生生在DNA復(fù)制時。。5．[2011·江蘇卷]非同源染染色體之之間發(fā)生生自由組組合，導(dǎo)導(dǎo)致基因因重組的的變異既既能發(fā)生生在有絲絲分裂過過程中，，也能發(fā)發(fā)生在減減數(shù)分裂裂過程中中。()×[解析]由于基因因重組引引起的變變異只能能發(fā)生在在有性生生殖減數(shù)數(shù)分裂產(chǎn)產(chǎn)生配子子的過程程中，有有絲分裂裂過程中中不存在在基因重重組。返回目錄錄第20講基因因突變和和基因重重組6．突變后后的基因因和原來來的基因因在染色色體上的的位置相相同。()√[解析]基因突變變是基因因內(nèi)部發(fā)發(fā)生堿基基對的增增添、缺缺失或替替換，所所以基因因突變不不會改變變基因的的位置。。返回目錄錄第20講基因因突變和和基因重重組?考點點一基基因突變變的機理理、特征征及與性性狀的關(guān)關(guān)系1．基因因突變的的機理基因因突突變變是是DNA分分子子中中發(fā)發(fā)生生堿堿基基對對的的增增添添、、缺缺失失或或替替換換而而引引起起的的基基因因結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的改改變變。。其其發(fā)發(fā)生生機機理理如如圖圖7--20--2：：返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組圖7--20--2拓展展：：①沒沒有有誘誘發(fā)發(fā)因因素素的的作作用用下下，，基基因因突突變變也也會會自自發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)生生，，其其自自發(fā)發(fā)突突變變率率很很低低。。②基基因因突突變變是是DNA分分子子水水平平上上基基因因內(nèi)內(nèi)部部堿堿基基對對種種類類和和數(shù)數(shù)目目的的改改變變，，基基因因的的數(shù)數(shù)目目和和位位置置并并未未改改變變。。返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組2．．結(jié)結(jié)果果分分析析(1)引引起起生生物物性性狀狀的的改改變變?nèi)缒衬承┬A堿基基對對的的增增添添、、缺缺失失或或替替換換引引起起遺遺傳傳信信息息改改變變后后，，引引起起部部分分氨氨基基酸酸改改變變，，改改變變蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和功功能能，，從從而而引引起起生生物物性性狀狀的的改改變變。。返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組(2)基基因因突突變變與與其其影影響響返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組(3)未未引引起起生生物物性性狀狀的的改改變變①不不具具有有遺遺傳傳效效應(yīng)應(yīng)的的DNA片片段段中中的的““突突變變””不不引引起起基基因因突突變變，，不不引引起起性性狀狀變變異異。。②若若堿堿基基對對替替換換前前后后所所對對應(yīng)應(yīng)的的氨氨基基酸酸未未發(fā)發(fā)生生改改變變(由由于于密密碼碼子子的的簡簡并并性性)，，蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與功功能能不不變變，，生生物物性性狀狀不不改改變變。。③若若個個體體為為顯顯性性純純合合子子，，其其一一個個顯顯性性基基因因突突變變?yōu)闉殡[隱性性基基因因，，則則生生物物性性狀狀不不改改變變。。返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組例1[2012··廣廣東東卷卷]子子葉葉黃黃色色(Y，，野野生生型型)和和綠綠色色(y，，突突變變型型)是是孟孟德德爾爾研研究究的的豌豌豆豆相相對對性性狀狀之之一一。。野野生生型型豌豌豆豆成成熟熟后后，，子子葉葉由由綠綠色色變變?yōu)闉辄S黃色色。。(1)在在黑黑暗暗條條件件下下，，野野生生型型和和突突變變型型豌豌豆豆的的葉葉片片總總?cè)~葉綠綠素素含含量量的的變變化化見見圖圖7--20--3。。其其中中，，反反映映突突變變型型豌豌豆豆葉葉片片總總?cè)~葉綠綠素素含含量量變變化化的的曲曲線線是是________。。返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組圖7--20--3(2)Y基基因因和和y基基因因的的翻翻譯譯產(chǎn)產(chǎn)物物分分別別是是SGRY蛋白白和和SGRy蛋白白，，其其部部分分氨氨基基酸酸序序列列見見圖圖7--20--4。。據(jù)據(jù)圖圖7--20--4推推測測，，Y基基因因突突變變?yōu)闉閥基基因因的的原原因因是是發(fā)發(fā)生生了了堿堿基基對對的的________和和________。。進進一一步步研研究究發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，，SGRY蛋白白和和SGRy蛋白白都都能能進進入入葉葉綠綠體體。。可可推推測測，，位位點點________的的突突變變導(dǎo)導(dǎo)致致了了該該蛋蛋白白的的功功能能異異常常，，從從而而使使該該蛋蛋白白調(diào)調(diào)控控葉葉綠綠素素降降解解的的能能力力減減弱弱，，最最終終使使突突變變型型豌豌豆豆子子葉葉和和葉葉片片維維持持““常常綠綠””。。返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組(3)水水稻稻Y基基因因發(fā)發(fā)生生突突變變，，也也出出現(xiàn)現(xiàn)了了類類似似的的““常常綠綠””突突變變植植株株y2，其其葉葉片片衰衰老老后后仍仍為為綠綠色色。。為為驗驗證證水水稻稻Y基基因因的的功功能能，，設(shè)設(shè)計計了了以以下下實實驗驗，，請請完完善善。。返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組圖7--20--4返回回目目錄錄第20講基基因因突突變變和和基基因因重重組組[答答案案](1)A(2)替替換換增增添添③③(3)(一一)突突變變植植株株y2用Y基基因因的的農(nóng)農(nóng)桿桿菌菌感感染染純純合合突突變變植植株株y2(二二)能能不不能能維維持持““常常綠綠””(三三)Y基基因因能能使使子子葉葉由由綠綠色色變變?yōu)闉辄S黃色色[解解析析](1)由由題題干干““野野生生型型豌豌豆豆成成熟熟后后，，子子葉葉由由綠綠色色變變?yōu)闉辄S黃色色””可可知知，，野野生生型型豌豌豆豆在在成成熟熟過過程程中中葉葉綠綠素素含含量量降降低低，，圖圖中中B曲曲線線在在第第6天天時時，，葉葉綠綠素素含含量量明明顯顯下下降降，，而而A曲曲線線變變化化相相對對較較小小，，所所以以A曲曲線線為為突突變變型型。。(2)根根據(jù)據(jù)圖圖7--20--4可可以以看看出出，，突突變變型型的的SGRy蛋白和野生生型的SGRY蛋白有3處處變異，①①處氨基酸酸由T變成成S，②處處氨基酸由由N變成K，可以確確定是該氨氨基酸對應(yīng)應(yīng)的堿基對對發(fā)生了替替換，③處處多了I、、L兩個氨氨返回目錄第20講基因突突變和基因因重組基酸，所以以可以確定定是發(fā)生了了堿基對的的增添；從從圖7-20-4中中可以看出出SGRY蛋白的第12和38個氨基酸酸所在的區(qū)區(qū)域的功能能是引導(dǎo)該該蛋白進入入葉綠體，，由于SGRy和SGRY都能進入葉葉綠體，說說明①②處處的突變沒沒有改變該該蛋白功能能；所以突突變型的SGRy蛋白功能的的改變是由由③處變異異引起。(3)欲欲通過轉(zhuǎn)基基因?qū)嶒烌烌炞CY基因因“能使子子葉由綠色色變?yōu)辄S色色”的功能能，首先應(yīng)應(yīng)培育純合合的常綠突突變植株y2，然后用含含有Y基因因的農(nóng)桿菌菌感染純合合的常綠突突變植株y2，培育出含含有Y基因因的純合植植株，觀察察其葉片衰衰老過程中中的顏色變變化。實驗驗中為了排排除農(nóng)桿菌菌感染對植植株的影響響，還需要要用含有空空載體的農(nóng)農(nóng)桿菌感染染常綠突變變植株y2作為對照。。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[點評]本題考查基基因突變的的機理以及及實驗設(shè)計計的補充與與完善能力力。解答本本題需要明明確基因突突變的機理理是基因發(fā)發(fā)生了堿基基對的替換換、增添或或缺失，從從而引起基基因結(jié)構(gòu)的的改變。若若某堿基對對發(fā)生替換換，則只改改變1個氨氨基酸的種種類或不改改變；若增增添(或缺缺失)某堿堿基對，則則不影響插插入(或缺缺失)前的的位置，卻卻影響插入入(或缺失失)后相應(yīng)應(yīng)氨基酸的的序列；如如果是增添添(或缺失失)三對及及其倍數(shù)的的堿基對數(shù)數(shù)，則只是是增加或缺缺失整數(shù)個個氨基酸，，影響相對對較小。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組探究：(1)DNA分子中中位點③至至少增加了了幾個堿基基對？(2)一般般情況下，，高度分化化的細胞核核基因容易易發(fā)生這種種突變嗎？？(1)由于于③處增加加了2個氨氨基酸，所所以至少增增加了6個個堿基對。。(2)基基因突變一一般發(fā)生在在DNA分分子復(fù)制時時，高度分分化的細胞胞不進行DNA復(fù)制制，故高度度分化的細細胞內(nèi)該基基因不容易易發(fā)生基因因突變。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組變式題下列關(guān)于基基因突變的的敘述中，，錯誤的是是()A．基因突突變是生物物變異的根根本來源B．不同細細胞中基因因的自發(fā)突突變率不同同C．基因突突變只能產(chǎn)產(chǎn)生原基因因的等位基基因，而不不能改變基基因的位置置D．基因突突變的方向向與環(huán)境密密切相關(guān)返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[答案]D[解析]生生物變異異的根本來來源是基因因突變；基基因突變在在不同細胞胞中發(fā)生的的概率不同同，DNA分子有穩(wěn)穩(wěn)定的雙螺螺旋結(jié)構(gòu)，，正常狀態(tài)態(tài)下的基因因突變概率率相對較低低，但在DNA復(fù)制制等解旋情情況下，暴暴露的單鏈鏈易發(fā)生突突變；基因因突變是不不定向的，，可以產(chǎn)生生一個以上上的等位基基因，但只只是原基因因的種類發(fā)發(fā)生了改變變，而不能能改變基因因的位置；；基因突變變是不定向向的，其突突變的方向向與環(huán)境沒沒有明確的的因果關(guān)系系。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組?考點二二基因重重組的類型型及其與基基因突變的的比較1．基因重重組類型的的比較返回目錄第20講基因突突變和基因因重組返回目錄第20講基因突突變和基因因重組返回目錄第20講基因突突變和基因因重組2.基因因突變與基基因重組的的比較返回目錄第20講基因突突變和基因因重組返回目錄第20講基因突突變和基因因重組例2在有絲分裂裂和減數(shù)分分裂的過程程中均可產(chǎn)產(chǎn)生的變異異是()A．DNA復(fù)制時發(fā)發(fā)生堿基對對的增添、、缺失或替替換，導(dǎo)致致基因突變變B．非同源源染色體之之間發(fā)生自自由組合，，導(dǎo)致基因因重組C．非同源源染色體之之間交換一一部分片段段，導(dǎo)致基基因重組D．同源染染色體之間間交換一部部分片段，，導(dǎo)致基因因重組返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[答案]A[解析]基基因突變變主要發(fā)生生在減數(shù)第第一次分裂裂前的間期期和有絲分分裂的間期期，A項正正確。非同同源染色體體自由組合合發(fā)生在減減數(shù)第一次次分裂后期期，不發(fā)生生在有絲分分裂時期，，B項錯誤誤。C項中中，非同源源染色體之之間的交叉叉互換不是是基因重組組，而是染染色體結(jié)構(gòu)構(gòu)變異。D項中，同同源染色體體之間交換換一部分片片段發(fā)生在在減數(shù)第一一次分裂前前期，不發(fā)發(fā)生在有絲絲分裂時期期。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[點評]巧巧辨姐妹妹染色單體體上出現(xiàn)等等位基因的的原因：細細胞分裂圖圖像中經(jīng)常常出現(xiàn)一條條染色體上上的姐妹染染色單體或或分裂后期期分開的姐姐妹染色單單體上存在在等位基因因的情況，，這種情況況的形成有有兩種可能能，一種是是基因突變變，另一種種是減數(shù)分分裂過程中中，同源染染色體交叉叉互換，可可依照以下下方法進行行判斷。(1)如果果可以確定定細胞是發(fā)發(fā)生有絲分分裂(如受受精卵分裂裂、洋蔥根根尖細胞分分裂等)，，則只能是是由基因突突變造成的的。(2)如果果細胞是發(fā)發(fā)生減數(shù)分分裂，則可可能有基因因突變、非非姐妹染色色單體交叉叉互換兩種種情況。①①如果題目目中涉及造造成姐妹染染色單體上上出現(xiàn)等位位基因的根根本原因是是什么，則則只考慮返回目錄第20講基因突突變和基因因重組基因突變；；如果由細細胞分裂間間期造成的的，則考慮慮基因突變變。②題目目中有×××分裂×××?xí)r期的提提示時，如如果由減數(shù)數(shù)第一次分分裂前期造造成的，則則考慮同源源染色體上上非姐妹染染色單體之之間交叉互互換。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組變式題[2013·皖南八八校聯(lián)考]細胞分分裂過程實實質(zhì)上是細細胞內(nèi)染色色體的行為為變化過程程，下列配配子的產(chǎn)生生與減數(shù)第第一次分裂裂后期染色色體的異常常行為密切切相關(guān)的是是()A．基因型型為AaBb的個體體產(chǎn)生AB、Ab、、aB、ab四種配配子B．基因型型為DD的的個體產(chǎn)生生D、d的的配子C．基因型型為XaY的雄性個個體產(chǎn)生XaY的異常精精子D．基因型型為XBXb的雌性個體體產(chǎn)生XBXB的異常卵細細胞返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[答案]C[解析]基基因型為為AaBb的個體產(chǎn)產(chǎn)生AB、、Ab、aB、ab四種配子子是由于減減數(shù)第一次次分裂后期期同源染色色體彼此分分離，非同同源染色體體自由組合合的結(jié)果，，屬于正常常的染色體體行為變化化；B項項主要是間間期基因突突變的結(jié)果果；C項是是由于減數(shù)數(shù)第一次分分裂后期，，XY染色色體進入同同一個細胞胞，從而導(dǎo)導(dǎo)致了XaY的異常精精子的產(chǎn)生生；D項是是由于減數(shù)數(shù)第二次分分裂異常所所致。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[備選理由]本題考查可可遺傳的變變異和不可可遺傳的變變異的判斷斷，由于該該知識點不不是新課標標課本的內(nèi)內(nèi)容，所以以正文沒有有提及，此此題作為該該知識點的的補充。1.下列哪種是是不可遺傳傳的變異()A．正常夫婦婦生了一個個白化病兒兒子B．純種紅眼眼果蠅的后后代出現(xiàn)白白眼果蠅C．對青霉菌菌進行X射線照射后后，培育成成高產(chǎn)菌株株D．用生長素素處理得到到無子番茄茄返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[答案]D[解析]生物的變異異主要包括括不可遺傳傳的變異和和可遺傳的的變異。其其中不可遺遺傳的變異異是指僅由由環(huán)境因素素變化引起起的變異，，其遺傳物物質(zhì)并未發(fā)發(fā)生改變。。用生長素素處理得到到無子番茄茄，染色體體及其上的的遺傳物質(zhì)質(zhì)未發(fā)生變變化，而是是利用生長長素促進果果實發(fā)育的的原理，故故該種變異異是不能遺遺傳的。返回目錄第20講基因突突變和基因因重組[備選理由]本題考查基基因突變的的類型，基基因突變有有顯性突變變和隱性突突變兩種類類型，由于于篇幅限制制，正文中中沒有提及及，通過此此題進行補補充。2．一只雌鼠的的一條染色色體上某基基因發(fā)生了了突變，使使野生型變