2022屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元變異育種和進(jìn)化第1講基因突變和基因重組課件新人教版必修2202106052283

第1講基因突變和基因重組考情研讀·備考定位考點(diǎn)展示核心素養(yǎng)1．闡明基因重組和基因突變及其意義。2．闡明基因突變的特征和原因。1．生命觀念——通過基因突變和基因重組的基本原理，建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。2．理性思維——通過基因突變與生物性狀的關(guān)系、基因突變和基因重組的比較，提高歸納與概括能力?？键c(diǎn)一基因突變考點(diǎn)二基因重組1．變異類型的概述考點(diǎn)一基因突變自主回顧·素養(yǎng)儲備(1)“環(huán)境條件改變引起的變異”一定就是不可遺傳的變異嗎？_________(填“一定”或“不一定”)。(2)基因突變和染色體變異均屬于突變，基因重組未引起新基因產(chǎn)生。其中在光學(xué)顯微鏡下可見的可遺傳變異為_____________，分子水平發(fā)生的變異為_____________________，只在減數(shù)分裂過程中發(fā)生的變異為___________，真、原核生物和病毒共有的變異類型為___________。不一定染色體變異基因突變和基因重組基因重組基因突變2．基因突變(1)實(shí)例分析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥圓餅谷氨酸鐮刀纈氨酸谷氨酸替換(2)概念：DNA分子中發(fā)生___________________________，而引起的___________的改變，叫做基因突變。3．時(shí)間主要發(fā)生在有絲分裂間期或_________________________。4．誘發(fā)因素(連線)堿基對的替換、增添和缺失基因結(jié)構(gòu)減數(shù)第一次分裂前的間期5．突變特點(diǎn)(1)_________：一切生物都可以發(fā)生。(2)隨機(jī)性：生物個(gè)體發(fā)育的_________________。(3)_________：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。(4)不定向性：一個(gè)基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的___________。(5)多害少利性：可能破壞_________與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。普遍性任何時(shí)期和部位低頻性等位基因生物體6．意義(1)_________產(chǎn)生的途徑。(2)生物變異的___________。(3)生物進(jìn)化的___________。新基因根本來源原始材料易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)基因突變通常發(fā)生在DNA→RNA的過程中 (

)(2)病毒、大腸桿菌及動、植物都可發(fā)生基因突變 (

)(3)有絲分裂前期不會發(fā)生基因突變 (

)(4)基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因

(

)(5)在沒有外界不良因素的影響下，生物不會發(fā)生基因突變 (

)×

√

×

×

×

(6)一個(gè)人是否患鐮刀型細(xì)胞貧血癥能通過光學(xué)顯微鏡觀察到

(

)(7)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代 (

)(8)誘變因素可以提高突變頻率并決定基因突變的方向 (

)√

√

×

熱圖導(dǎo)析：據(jù)圖分析基因突變機(jī)理(1)①②③分別表示引起基因突變的什么因素？(2)④⑤⑥分別表示什么類型的基因突變？(3)為什么在細(xì)胞分裂的間期易發(fā)生基因突變？(4)基因突變一定產(chǎn)生等位基因嗎？為什么？[提示](1)物理、生物、化學(xué)。(2)增添、替換、缺失。(3)細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA復(fù)制時(shí)需要解旋成單鏈，單鏈DNA容易受到內(nèi)、外因素的影響而發(fā)生堿基的改變。(4)不一定。真核生物基因突變一般可產(chǎn)生它的等位基因，而病毒和原核細(xì)胞中不存在等位基因，其基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破1．基因突變概念圖解2．類型(1)顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。(2)隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個(gè)體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。3．基因突變與性狀的關(guān)系(1)基因突變引起生物性狀的改變類型影響程度對氨基酸的影響(不考慮終止密碼子)替換小只改變1個(gè)(或不改變)氨基酸增添大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因①突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。②根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。③由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。4．基因突變對子代的影響(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。由基因突變可聯(lián)系的知識(1)聯(lián)系細(xì)胞分裂：在細(xì)胞分裂間期，DNA復(fù)制時(shí)，DNA分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對的變化。(2)聯(lián)系細(xì)胞癌變：癌細(xì)胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。(3)聯(lián)系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進(jìn)行的。(4)聯(lián)系生物進(jìn)化：基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原始材料。

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(2020·邢臺期末)用射線處理純種小麥種子，使其體內(nèi)一條染色體上的TD8基因突變成S基因，導(dǎo)致編碼的多肽鏈的第18位的亮氨酸替換為賴氨酸，從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥。下列敘述正確的是

(

)A．突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性B．TD8基因和S基因的脫氧核苷酸的排列順序相同C．TD8基因突變成S基因時(shí)基因結(jié)構(gòu)沒發(fā)生改變D．TD8基因與S基因在同源染色體上的位置不同﹝典例剖析﹞突破點(diǎn)

基因突變的原理及特點(diǎn)例1A

[解析]

根據(jù)題干信息“從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥”可知，突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性，A正確；基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換，TD8基因突變成S基因，則TD8基因和S基因的脫氧核苷酸的排列順序不相同，B錯(cuò)誤；基因突變會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此TD8基因突變成S基因時(shí)基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；TD8基因與S基因是一對等位基因，它們在同源染色體上的位置相同，D錯(cuò)誤。(1)基因突變≠DNA中堿基對的增添、缺失和替換[點(diǎn)撥]①基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。②有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA中堿基的增添、缺失和替換引起病毒性狀改變，廣義上也稱為基因突變。易錯(cuò)警示(2)誤認(rèn)為基因突變會使得基因“位置”或“數(shù)目”發(fā)生改變或錯(cuò)將基因中“堿基對”缺失視作“基因”缺失[點(diǎn)撥]基因突變僅改變了基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了新基因，并未改變基因位置，也未改變基因數(shù)量——基因中堿基對缺失，只是成了新基因，即基因仍在，只是“以舊換新”，并非“基因缺失”。(3)將基因突變的結(jié)果“產(chǎn)生新基因”與“產(chǎn)生等位基因”混淆[點(diǎn)撥]病毒和原核細(xì)胞的基因一般是單個(gè)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(gè)新基因。1．(2021·安徽宣城期末)如圖為人體某DNA片段上的若干基因，Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的片段，下列有關(guān)敘述正確的是 (

)

A．基因a、b、c最本質(zhì)的區(qū)別在于脫氧核苷酸的序列不同B．片段Ⅰ、Ⅱ中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失屬于基因突變C．基因a、b、c轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈同為α鏈或β鏈D．由基因突變引發(fā)的人類遺傳病都不能直接通過顯微鏡檢測﹝對應(yīng)訓(xùn)練﹞A

[解析]

Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的片段，若其中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，不屬于基因突變；不同的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈不一定相同；由基因突變引發(fā)的人類遺傳病如鐮刀型細(xì)胞貧血癥能直接通過顯微鏡檢測。

(2021·福建漳州質(zhì)檢)下列與基因突變相關(guān)的敘述，正確的是

(

)A．基因突變可能導(dǎo)致DNA上的終止密碼子提前或退后B．若某雌雄異株植物的突變基因位于雄株X染色體上，子代雌株就會出現(xiàn)突變性狀C．如果一個(gè)基因的中部缺失1個(gè)堿基對，則其所控制合成的蛋白質(zhì)可能減少多個(gè)氨基酸D．基因發(fā)生突變，種群基因頻率一定改變，就形成新物種﹝典例剖析﹞突破點(diǎn)

基因突變對生物性狀的影響例2C

[解析]

基因中堿基對的增添、缺失和替換，可能導(dǎo)致mRNA上的終止密碼子提前或退后；若突變基因?yàn)轱@性(設(shè)為A)，且突變雄株的基因型為XAY，則子代中雌株全部表現(xiàn)為突變基因控制的性狀，若突變基因?yàn)殡[性(設(shè)為a)，且突變雄株的基因型為XaY，雌株的基因型為XAXA，則子代不出現(xiàn)突變基因控制的性狀；基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生新的等位基因，種群基因頻率一定改變，但不一定形成新物種。2．(2020·山東棗莊模擬)野生型豌豆子葉黃色(Y)對突變型豌豆子葉綠色(y)為顯性。Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白。兩種蛋白質(zhì)都能進(jìn)入葉綠體，它們的部分氨基酸序列如圖。SGRY蛋白能促使葉綠素降解使子葉由綠色變?yōu)辄S色；SGRy蛋白能減弱葉綠素降解，使子葉維持“常綠”。下列敘述正確的是 (

)﹝對應(yīng)訓(xùn)練﹞A．位點(diǎn)①②突變導(dǎo)致了該蛋白的功能喪失B．位點(diǎn)③的突變導(dǎo)致了該蛋白的功能減弱C．黑暗條件下突變型豌豆子葉的葉綠素含量維持不變D．Y基因突變?yōu)閥基因的根本原因是堿基對發(fā)生缺失[答案]

B[解析]

①②處是堿基對的替換，SGRy和SGRY都能進(jìn)入葉綠體，說明①②處的突變沒影響蛋白的功能；由③處變異引起的突變型的SGRy蛋白的功能改變，該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱，最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”；葉綠素的合成需要光照；Y基因突變?yōu)閥基因的根本原因是堿基對發(fā)生增添。

(2016·全國Ⅲ卷)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源。回答下列問題︰(1)基因突變和染色體變異所涉及的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)____。

(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以_________為單位的變異。

﹝典例剖析﹞突破點(diǎn)

顯隱性突變的分析與判斷例3少染色體(3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變)，也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花授粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子_____代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子_____代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子_____代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子_____代中能分離得到隱性突變純合體。

一二三二[解析]

(1)基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失和替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，所涉及的堿基對的數(shù)目較少，而染色體變異會涉及染色體上基因數(shù)量或排列順序的改變，較基因突變所涉及的堿基對的數(shù)量多。(2)染色體數(shù)目變異有兩類，一類是由細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少而引起的，另一類是由細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少而引起的。3．(2020·黃岡模擬)某種動物(ZW型)Z染色體上的某個(gè)基因突變后的表達(dá)產(chǎn)物會導(dǎo)致胚胎發(fā)育停滯而死亡，W染色體上無該基因或其等位基因。下列關(guān)于該種突變的敘述錯(cuò)誤的是 (

)A．若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個(gè)體產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因B．若該突變?yōu)轱@性突變，則該動物種群中雄性個(gè)體均為隱性純合子C．若該突變?yōu)殡[性突變，則該動物種群中雌、雄個(gè)體的數(shù)量相等D．若該突變?yōu)殡[性突變，則雌、雄個(gè)體雜交，子代致死的均為雌性個(gè)體﹝對應(yīng)訓(xùn)練﹞C

[解析]

若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個(gè)體(ZaW)產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因，A正確；若該突變?yōu)轱@性突變，則出現(xiàn)突變基因的個(gè)體會死亡，所以該動物種群中雄性個(gè)體均為隱性純合子，B正確；若該突變?yōu)殡[性突變，則該種動物種群中雄性個(gè)體(ZAZA和ZAZa)與雌性個(gè)體(ZAW)的數(shù)量不相等，C錯(cuò)誤；若該突變?yōu)殡[性突變，則雌(ZAW)、雄(ZAZA和ZAZa)個(gè)體雜交，子代致死的均為雌性(ZaW)個(gè)體，D正確。1．概念考點(diǎn)二基因重組自主回顧·素養(yǎng)儲備2．類型(1)自由組合型：位于_____________上的____________隨非同源染色體的___________而發(fā)生重組(如圖)。非同源染色體非等位基因自由組合(2)交叉互換型：位于___________________________隨四分體的非姐妹染色單體間的交叉互換導(dǎo)致位于___________________________發(fā)生重組(如下圖)。同源染色體上的非等位基因同源染色體上的非等位基因(3)基因工程重組型：目的基因經(jīng)_________導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因發(fā)生重組(如下圖)。運(yùn)載體3．基因重組的結(jié)果產(chǎn)生_____________，導(dǎo)致___________出現(xiàn)。4．意義(1)是___________的來源之一；(2)為___________提供材料；(3)是形成_____________的重要原因之一。新的基因型重組性狀生物變異生物進(jìn)化生物多樣性易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)基因重組只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀

(

)(2)原核生物不存在基因重組，而真核生物的受精過程中可進(jìn)行基因重組

(

)(3)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離 (

)√

×

×

(4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導(dǎo)致基因重組

(

)(5)基因重組為生物進(jìn)化提供了最根本的原材料 (

)(6)交叉互換和基因突變都能使染色體上原來的基因位置出現(xiàn)等位基因

(

)×

×

√

如圖a、b為某二倍體生物細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像，請分析：(1)圖a細(xì)胞處于什么時(shí)期？細(xì)胞中的1、2號染色體發(fā)生了什么變異？(2)圖b細(xì)胞處于什么時(shí)期？該細(xì)胞名稱是什么？在該時(shí)期細(xì)胞中可發(fā)生哪種變異？(3)二倍體生物同源染色體的非姐妹染色單體間一定能發(fā)生交叉互換嗎？為什么？[提示](1)圖a細(xì)胞處于四分體時(shí)期。細(xì)胞中的1、2號染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。(2)圖b細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期。該細(xì)胞名稱為初級精母細(xì)胞。該時(shí)期細(xì)胞可發(fā)生非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組。(3)不一定。二倍體生物進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中(減數(shù)分裂時(shí))，在四分體時(shí)期，會有一定數(shù)量的同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破基因突變與基因重組的比較項(xiàng)目基因突變基因重組發(fā)生時(shí)間有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂發(fā)生原因在一定外界或內(nèi)部因素作用下，DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起基因結(jié)構(gòu)的改變減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上非等位基因的自由組合項(xiàng)目基因突變基因重組適用范圍所有生物都可以發(fā)生只適用于真核生物、有性生殖、細(xì)胞核遺傳應(yīng)用通過誘變育種培育新品種通過雜交育種使性狀重組，可培育優(yōu)良品種結(jié)果產(chǎn)生新基因，控制新性狀產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因意義是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料生物變異的重要來源，有利于生物進(jìn)化聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)(1)交叉互換≠基因重組。如果交叉互換發(fā)生在同源染色體之間叫基因重組；如果發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對同源染色體上都有控制同一性狀的基因。(3)基因重組在人工操作下也可以實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。

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(2020·鄂州期末)下列有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A．非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B．兩條非同源染色體之間互換片段也屬于基因重組C．肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組D．同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組﹝典例剖析﹞B

突破點(diǎn)

基因重組的概念例4[解析]

非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致其上的非等位基因自由組合，即導(dǎo)致基因重組，A正確；兩條非同源染色體之間互換片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，B錯(cuò)誤；肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組，C正確；同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組，D正確。1．基因重組只是原有基因間的重新組合。2．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(shí)。3．基因重組一般發(fā)生于有性生殖產(chǎn)生配子的過程中，無性生殖的生物不發(fā)生，有性生殖的個(gè)體體細(xì)胞增殖時(shí)也不會發(fā)生。4．雜合子(Aa)自交產(chǎn)生的子代出現(xiàn)性狀分離，不屬于基因重組的原因是A、a控制的性狀是同一性狀中的不同表現(xiàn)型，而非不同性狀。

易錯(cuò)提醒4．(2021·東勝區(qū)期末)以下各項(xiàng)與基因重組無關(guān)的是 (

)A．基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離B．YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型C．“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌D．是生物變異的主要來源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代﹝對應(yīng)訓(xùn)練﹞A

[解析]

基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離，這是基因分離的結(jié)果，與基因重組無關(guān)；YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型，這是基因重組的結(jié)果；

“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌的實(shí)質(zhì)是基因重組；基因重組是生物變異的主要來源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代。

(2020·張家港模擬)如圖是某二倍體(AABb)動物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷錯(cuò)誤的是

(

)A．甲圖表明該動物發(fā)生了基因突變B．乙圖表明該動物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變C．丙圖表明該動物在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生了交叉互換D．甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代﹝典例剖析﹞突破點(diǎn)

辨析基因突變和基因重組例5D

[解析]

甲、乙、丙是同一個(gè)二倍體動物的幾個(gè)細(xì)胞分裂圖，其基因型為AABb，由圖分析可知，甲圖表示有絲分裂后期，染色體上基因