專題14 基因重組與基因突變

專題14基因重組與基因突變高考生物一、基因突變的實例與概念1.實例——鐮刀型細胞貧血癥(1)直接原因:血紅蛋白分子的多肽鏈上發(fā)生了氨基酸的替換。(2)根本原因:控制血紅蛋白合成的DNA分子中的堿基序列由正常的

突變?yōu)?/p>

,所以轉(zhuǎn)錄后相應(yīng)mRNA中的密碼子由GAA(谷氨酸)變成了GUA

(纈氨酸)。2.概念:DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失

,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。知識清單考點1基因突變二、基因突變的原因、特點、結(jié)果與意義1.發(fā)生時期:主要發(fā)生在DNA復(fù)制時

(有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期)。類型

舉例引發(fā)突變原因外因物理因素紫外線、X射線損傷細胞內(nèi)DNA

化學(xué)因素亞硝酸、堿基類似物改變核酸堿基

生物因素某些病毒影響宿主細胞DNA內(nèi)因

DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤

2.原因3.基因突變的特點(1)普遍

性:所有生物均可發(fā)生基因突變。(2)隨機

性:基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和DNA分子的任何部位。(3)低頻

性:自然狀態(tài)下,突變頻率很低。(4)不定向

性:一個基因可以向不同方向發(fā)生突變產(chǎn)生復(fù)等位基因,還可能發(fā)生回復(fù)突變。

(如圖所示)(5)多害少利

性:突變性狀大多有害少數(shù)有利。4.基因突變的結(jié)果:產(chǎn)生一個以上的

等位基因

。5.三、基因突變對蛋白質(zhì)與性狀的影響1.基因突變對蛋白質(zhì)的影響2.基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變原因:①突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段。②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。③基因突變?nèi)魹殡[性突變,如AA→Aa,不會導(dǎo)致性狀的改變。例1

(2016浙江杭州七校期中聯(lián)考,27)下列有關(guān)基因突變的敘述中,正確的是

()①基因突變包括自然突變和誘發(fā)突變②在DNA復(fù)制中,堿基排列順序發(fā)生差異,從而改變了遺傳信息,產(chǎn)生基因突變③基因突變一般對生物是有害的,但是也有的基因突變是有利的堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變氨基酸序列增添大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列④基因自由組合使生物產(chǎn)生新基因A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③④解析只有基因突變才能產(chǎn)生新基因,④錯誤,故選B項。答案

B1.概念基因重組2.類型考點2基因重組類型發(fā)生時期實質(zhì)自由組合型

減Ⅰ后

期非同源染色體上的

非等位基因

自由組合交叉互換型

減Ⅰ前

期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體交換而交換3.結(jié)果:產(chǎn)生新的基因型。4.意義(1)是

生物變異

的來源之一。(2)為

生物進化

提供材料。(3)是形成

生物多樣性

的重要原因之一。例2

(2016黑龍江哈爾濱六中月考,7)以下各項屬于基因重組的是

()A.基因型為Aa的個體自交,后代發(fā)生性狀分離B.雌、雄配子隨機結(jié)合,產(chǎn)生不同類型的子代個體C.YyRr個體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型D.同卵雙生姐妹間性狀出現(xiàn)差異解析一對等位基因無法發(fā)生基因重組,A錯誤;基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂而非受精作用

過程中,B錯誤;基因重組指在生物體進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因重新組合,C正

確;同卵雙生姐妹遺傳物質(zhì)相同,其性狀出現(xiàn)差異由環(huán)境引起,D錯誤。答案

C1.“表格法”對比基因突變與基因重組題型突破題型1基礎(chǔ)判斷類——基因突變與基因重組的辨析<方法詮釋>項目基因突變基因重組發(fā)生時期主要發(fā)生在①有絲分裂間期②減Ⅰ分裂前的間期①減Ⅰ分裂后期②減Ⅰ分裂前期產(chǎn)生原因物理、化學(xué)、生物因素↓堿基對的增添、缺失、替換↓基因結(jié)構(gòu)的改變交叉互換、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在長期進化過程中,通過基因突變產(chǎn)生新基因,為基因重組提供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

2.姐妹染色單體上等位基因來源的判斷(1)根據(jù)細胞分裂方式

①如果是有絲分裂中姐妹染色單體上基因不同,則為基因突變的結(jié)果,如圖甲。②如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同,可能發(fā)生了基因突變或交叉互換,如圖乙。(2)根據(jù)變異前體細胞的基因型①如果親代基因型為AA或aa,則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變。②如果親代基因型為Aa,則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變或交叉互換。1.基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因病毒和原核細胞的基因結(jié)構(gòu)簡單,基因數(shù)目少,而且一般是單個存在的,不存在等位基因。因此,

真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。2.基因突變不一定都能遺傳給后代(1)基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過程中,一般不能遺傳給后代,但有些植物可能通過無性生殖

傳遞給后代。(2)基因突變?nèi)绻l(fā)生在減數(shù)分裂過程中,可以通過配子傳遞給后代。3.自然條件下基因重組發(fā)生在配子形成過程中,而不是受精作用發(fā)生時。例1

(2016福建福州八縣聯(lián)考,33)下圖是基因型為Aa的個體不同分裂時期的圖像,根據(jù)圖像判

定每個細胞發(fā)生的變異類型,正確的是

()<易錯易混>A.①基因突變②基因突變③基因突變B.①基因突變或基因重組②基因突變③基因重組C.①基因突變②基因突變③基因突變或基因重組D.①基因突變或基因重組②基因突變或基因重組③基因重組思路導(dǎo)引

解析圖中①②分別處于有絲分裂的中期和后期,A與a所在的DNA分子是由一個DNA分子經(jīng)

過復(fù)制而得到的,圖中①②的變異只能來自基因突變;③處于減數(shù)第二次分裂的后期,A與a的不

同可能來自于基因突變或減Ⅰ前期的交叉互換(基因重組),所以本題答案為C。答案

C1-1

(2016河北衡水中學(xué)期中,31)某動物的初級卵母細胞中,由一個著絲點相連的兩條染色單體

所攜帶的基因不完全相同,其原因一定不是

()A.發(fā)生基因突變B.發(fā)生過交叉互換C.染色體結(jié)構(gòu)變異D.發(fā)生了自由組合答案

D解析兩條姐妹染色單體所攜帶的基因不完全相同的原因有三種可能:間期發(fā)生了基因突變、

四分體時期發(fā)生過交叉互換或發(fā)生過染色體結(jié)構(gòu)變異。自由組合只發(fā)生在非同源染色體間,D

符合題意。1-2

(2016安徽皖江示范高中聯(lián)考,16)下列關(guān)于基因突變和基因重組的敘述,錯誤的是

()A.基因重組是生物變異的根本來源B.基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型C.基因突變常常發(fā)生在DNA復(fù)制時D.基因突變是基因中堿基對的增添、缺失或替換答案

A解析基因突變是生物變異的根本來源,A錯誤;基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型,不能產(chǎn)生新基

因,B正確;基因突變常常發(fā)生在DNA復(fù)制時,C正確;基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失或

替換,D正確。1.可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法(1)可遺傳變異與不可遺傳變異①不可遺傳變異

環(huán)境變化,遺傳物質(zhì)未變②可遺傳變異

(2)判斷方法

題型2實驗探究類——區(qū)分不同變異類型<方法詮釋>3.顯性突變和隱性突變的判定(1)類型

(2)判定方法:①選取突變體與其他已知未突變體雜交,據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。②讓突變體自交,觀察子代有無性狀分離而判斷。例2某野生矮莖豌豆種群中發(fā)現(xiàn)了幾株高莖豌豆,經(jīng)基因檢測,該突變性狀為基因突變所致,有

兩種可能:一是顯性突變,二是隱性突變。請設(shè)計最簡便的實驗方案判定基因突變的類型。解析

2.基因突變和基因重組的判斷方法答案讓突變體自交,若自交后代出現(xiàn)性狀分離,該突變?yōu)轱@性突變;若自交后代未出現(xiàn)性狀分

離,該突變?yōu)殡[性突變。2-1

(2016湖北荊州中學(xué)第一次月考,24)一只突變型的雌果蠅與一只野生型雄果蠅交配后,產(chǎn)生

的F1中野生型與突變型之比為2∶1,且雌雄個體之比也為2∶1,這個結(jié)果從遺傳學(xué)角度可作出合

理解釋的是

()A.該突變?yōu)閄染色體顯性突變,且含該突變基因的雌雄配子致死B.該突變?yōu)閄染色體顯性突變,且含該突變基因的雄性個體致死C.該突變?yōu)閄染色體隱性突變,且含該突變基因的雄性個體致死D.X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型,且缺失會導(dǎo)致雌配子致死答案

B解析突變型雌果蠅的后代中雄性有1/2死亡,說明該雌性果蠅為雜合子,該突變可能為X染色體

顯性突變,若含突變基因的雌配子致死,則子代中會出現(xiàn)一種表現(xiàn)型,且不會引起雌雄個體數(shù)量

的差異;如果該突變?yōu)閄染色體顯性突變,且含該突變基因的雄性個體致死,相關(guān)基因用D、d表

示,則子代為1XDXd(突變型♀)∶1XdXd(野生型♀)∶1XDY(死亡)∶1XdY(野生型♂),B項符合題意。若X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型,且缺失會導(dǎo)致雌配子致死,則子代中會出現(xiàn)一種表

現(xiàn)型,且不會引起雌雄個體數(shù)量的差異。2-2

(2016山東德州上學(xué)期期中,28)研究發(fā)現(xiàn)某野生型二倍體植株3號染色體上有一個基因發(fā)

生突變,且突變性狀一旦在子代中出現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。(1)據(jù)此判斷該突變?yōu)?/p>

(顯性/隱性)突變。(2)若正?；蚺c突變基因編碼的蛋白質(zhì)分別表示為Ⅰ、Ⅱ,其氨基酸序列如下圖所示:

據(jù)圖推測,產(chǎn)生Ⅱ的原因是基因中發(fā)生了

,進一步研究發(fā)現(xiàn),Ⅱ的相對分子質(zhì)量明

顯大于Ⅰ,出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是