高考生物一輪復習第七單元第25課基因突變和基因重組課件

第25課基因突變和基因重組第七單元生物的變異、育種與進化·學業(yè)質(zhì)量水平要求·1.通過對基因突變和基因重組基本原理的理解，形成進化與適應的觀念。2.通過分析基因突變與生物性狀的關(guān)系、基因突變和基因重組的區(qū)別與聯(lián)系，提高歸納與概括能力。3.基于對細胞癌變的認知，在日常生活中遠離致癌因子，養(yǎng)成健康的生活方式?？键c一基因突變與細胞的癌變1．變異類型的概述

基因突變和染色體變異均屬于______，其中在光學顯微鏡下可見的可遺傳變異為____________，在分子水平上發(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__________。突變?nèi)旧w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)實例分析：鐮狀細胞貧血谷氨酸纈氨酸谷氨酸替換圓餅鐮刀(2)基因突變的概念、時間和誘變因素替換、增添或缺失堿基序列DNA分子復制細胞分裂前的間期(3)基因突變特點①________：在生物界是普遍存在的。②隨機性：時間上——可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的__________；部位上——可以發(fā)生在細胞內(nèi)________________上和同一DNA分子的__________。③低頻性：在自然狀態(tài)下，突變頻率很低。④不定向性：一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的__________。⑤遺傳性：若發(fā)生在配子中，將________________________。若發(fā)生在體細胞中，一般__________，但有些植物可通過__________遺傳。(4)意義：①________產(chǎn)生的途徑；②生物變異的__________；③為生物進化提供了豐富的原材料普遍性任何時期不同DNA分子不同部位等位基因遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代不能遺傳無性生殖新基因根本來源3．細胞的癌變(1)原因①一般來說，__________表達的蛋白質(zhì)是細胞正常生長和增殖所必需的，這類基因____________________而導致相應蛋白質(zhì)活性過強，就可能引起細胞癌變。②__________表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導致相應蛋白質(zhì)活性________________，也可能引起細胞癌變。原癌基因一旦突變或過量表達抑癌基因減弱或失去活性(2)癌細胞的特征4．誘變育種：利用物理因素或化學因素處理生物，使生物發(fā)生基因突變，可以提高________，創(chuàng)造人類需要的生物新品種。突變率無限增殖糖蛋白1．基因突變的方向是由生物生存的環(huán)境決定的。(

)2．染色體DNA分子中堿基序列發(fā)生改變一定會引起基因突變。

(

)3．突變基因控制合成的蛋白質(zhì)中的氨基酸排列順序不一定發(fā)生改變。

(

)4．癌細胞表面糖蛋白減少，使得細胞容易擴散并無限增殖。

(

)5．病毒、大腸桿菌及動物和植物都可發(fā)生基因突變。(

)××√×√(必修2P82思考·討論)從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是_____________________________________________________________________。相關(guān)基因(抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)發(fā)生了突變考向1|

基因突變的原理和特點1．(2020·江蘇卷)某膜蛋白基因在其編碼區(qū)的5′-端含有重復序列CTCTTCTCTTCTCTT，下列敘述正確的是(

)A．CTCTT重復次數(shù)改變不會引起基因突變B．CTCTT重復次數(shù)增加提高了該基因中嘧啶堿基的比例C．若CTCTT重復6次，則重復序列之后編碼的氨基酸序列不變D．CTCTT重復次數(shù)越多，該基因編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量越大√C

解析：DNA中堿基的增添、缺失或替換等引起的基因堿基序列的改變，都屬于基因突變，A錯誤；由于該基因為雙鏈DNA分子，遵循堿基互補配對原則，嘌呤數(shù)＝嘧啶數(shù)，所以該基因中嘧啶堿基的比例仍為1/2，B錯誤；堿基序列CTCTT重復6次，即增加30個堿基對，由于基因中堿基對數(shù)目與其所編碼氨基酸數(shù)目的比例關(guān)系為3∶1，則正好增加了10個氨基酸，并且重復6次的堿基序列中沒有出現(xiàn)終止密碼子，因此重復序列之后編碼的氨基酸序列不變，C正確；基因編碼蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量不僅取決于堿基對的數(shù)量，同時與終止密碼子的位置有關(guān)，若CTCTT重復序列之后編碼的氨基酸序列改變，導致終止密碼子提前出現(xiàn)，則蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量不會越來越大，D錯誤。基因突變的一個“一定”和三個“不一定”項目內(nèi)容解讀一個“一定”基因突變一定會引起基因堿基序列的改變基因突變使基因中的堿基排列順序發(fā)生改變，但基因的數(shù)目和位置不變項目內(nèi)容解讀三個“不一定”DNA中堿基的替換、增添和缺失不一定是基因突變基因通常是有遺傳效應的DNA片段，不具有遺傳效應的DNA片段也可發(fā)生堿基的改變，但不屬于基因突變基因突變不一定會引起生物性狀的改變?nèi)珉[性突變等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，一般不遺傳給后代，但有些植物可通過無性生殖遺傳給后代；②如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子遺傳給后代2．(2021·廣東卷)果蠅眾多的突變品系為研究基因與性狀的關(guān)系提供了重要的材料。摩爾根等人選育出M-5品系并創(chuàng)立了基于該品系的突變檢測技術(shù)，可通過觀察F1和F2的性狀及比例，檢測出未知基因突變的類型(如顯/隱性、是否致死等)，確定該突變基因與可見性狀的關(guān)系及其所在的染色體?；卮鹣铝袉栴}：(1)果蠅的棒眼(B)對圓眼(b)為顯性、紅眼(R)對杏紅眼(r)為顯性，控制這兩對相對性狀的基因均位于X染色體上，其遺傳總是和性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象稱為__________。伴性遺傳(2)圖1表示基于M-5品系的突變檢測技術(shù)路線，在F1中挑出1只雌蠅，與1只M-5雄蠅交配。若得到的F2沒有野生型雄蠅、雌蠅數(shù)目是雄蠅的兩倍，F(xiàn)2中雄蠅的兩種表型分別是棒眼杏紅眼和__________，此結(jié)果說明誘變產(chǎn)生了伴X染色體______基因突變。該突變的基因保存在表型為____________果蠅的細胞內(nèi)。棒眼紅眼致死棒眼紅眼雌(3)上述突變基因可能對應圖2中的突變____(從突變①②③中選一項)，分析其原因可能是______________________________________________________________，使胚胎死亡。圖2密碼子序號1…4…19

20…540

正常核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UUA…UAG突變①↓突變后核苷酸序列AUG…AAC…ACC

UUA…UAG正常核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UUA…UAG突變②↓突變后核苷酸序列AUG…AAA…ACU

UUA…UAG正常核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UUA…UAG突變③↓突變后核苷酸序列AUG…AAC…ACU

UGA…UAG密碼子表(部分)：AUC：甲硫氨酸，起始密碼子AAC：天冬酰酸ACU、ACC：蘇氨酸UUA：亮氨酸AAA：賴氨酸UAG、UGA：終止密碼子…表示省略的、沒有變化的堿基堿基對替換導致肽鏈合成提前終止，蛋白質(zhì)功能發(fā)生變化③(4)圖1所示的突變檢測技術(shù)，具有的①優(yōu)點是除能檢測上述基因突變外，還能檢測出果蠅________________________基因突變；②缺點是不能檢測出果蠅____________________________基因突變。(①②選答1項，且僅答1點即可)X染色體非同源區(qū)段隱性常染色體和性染色體同源區(qū)段解析：(1)位于性染色體上的基因所控制的性狀表現(xiàn)出與性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象稱為伴性遺傳。(2)根據(jù)題意，得到的F2中沒有野生型雄蠅、雌蠅數(shù)目是雄蠅的兩倍，可以推測親本雄果蠅的X染色體上發(fā)生了致死基因突變，F(xiàn)2雌蠅基因型為XBrXBr、XbRXBr，表型分別為棒眼杏紅眼、棒眼紅眼，突變基因保存在表型為棒眼紅眼雌果蠅(XbRXBr)的細胞內(nèi)。(3)突變③中，20號密碼子由UUA突變?yōu)閁GA，UGA為終止密碼子，可以推測突變基因使蛋白質(zhì)合成提前終止。突變①中，19號密碼子由ACU突變?yōu)锳CC，氨基酸種類未改變，基因功能不發(fā)生變化。突變②中，密碼子由AAC突變?yōu)锳AA，只改變了一個氨基酸的種類，對基因功能的影響較小。(4)①如果突變體果蠅是未知基因隱性純合子，發(fā)生顯性突變后，則含有XbR染色體的雄果蠅和雌果蠅都會死亡，所以還可以檢測X染色體非同源區(qū)段的隱性基因突變。②如果未知基因位于常染色體或性染色體的同源區(qū)段，當顯性基因發(fā)生突變時，雌、雄果蠅都存活，當隱性基因發(fā)生突變時，雌、雄果蠅也都存活，不能區(qū)分。(1)基因突變對氨基酸序列的影響類型對氨基酸序列的影響替換可改變1個氨基酸或不改變，也可能使翻譯提前終止增添插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列(2)基因突變可改變生物性狀的4大原因與未改變生物性狀的4大原因考向2|

細胞的癌變3．(2022·湖南卷)關(guān)于癌癥，下列敘述錯誤的是(

)A．成纖維細胞癌變后變成球形，其結(jié)構(gòu)和功能會發(fā)生相應改變B．癌癥發(fā)生的頻率不是很高，大多數(shù)癌癥的發(fā)生都是多個基因突變的累積效應C．正常細胞生長和分裂失控變成癌細胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因D．樂觀向上的心態(tài)、良好的生活習慣，可降低癌癥發(fā)生的可能性√C

解析：細胞癌變后結(jié)構(gòu)和功能會發(fā)生相應改變，如成纖維細胞癌變后變成球形，A正確；癌變發(fā)生的原因是基因突變，基因突變在自然條件下具有低頻性，故癌癥發(fā)生的頻率不是很高，且癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，而是多個相關(guān)基因突變的累積效應，B正確；人和動物細胞中的DNA上本來就存在與癌變相關(guān)的基因，其中原癌基因表達的蛋白質(zhì)是細胞正常的生長和增殖所必需的，抑癌基因表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的不正常生長和增殖，或者促進細胞凋亡，細胞癌變是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變所致，C錯誤；開朗樂觀的心理狀態(tài)會影響神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，良好的生活習慣如遠離輻射等，能降低癌癥發(fā)生的可能性，D正確。4．(2022·廣東卷)為研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科學家構(gòu)建了三組轉(zhuǎn)基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表達)，發(fā)現(xiàn)這些小鼠隨時間進程體內(nèi)會出現(xiàn)腫瘤(如圖所示)。下列敘述正確的是(

)

A．原癌基因的作用是阻止細胞正常增殖B．三組小鼠的腫瘤細胞均沒有無限增殖的能力C．兩種基因在人體細胞內(nèi)編碼功能異常的蛋白質(zhì)D．兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應√D

解析：原癌基因主要負責調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞正常生長和增殖的進程，抑癌基因表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的生長和增殖，A錯誤；細胞癌變后具有無限增殖的能力，B錯誤；人原癌基因Myc和Ras對于人體來說屬于正?；?，可在人體內(nèi)表達出正常的蛋白質(zhì)以控制細胞生長和分裂的進程，但大量表達會導致小鼠出現(xiàn)腫瘤，C錯誤；由曲線圖可知，Myc和Ras基因同時導入的轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)腫瘤的時間早于單獨導入Mye基因和Ras基因的小鼠，且腫瘤小鼠比例上升的速度也更快，故可得出兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應，D正確?？键c二基因重組1．概念在生物體進行__________的過程中，控制__________的基因的重新組合。有性生殖不同性狀2．類型(1)自由組合型：減數(shù)分裂Ⅰ的后期，隨著同源染色體的分離，位于______________________________隨非同源染色體的__________而發(fā)生重組(如下圖)。非同源染色體自由組合上的非等位基因(2)交換型：在四分體時期(減數(shù)分裂Ⅰ前期)，位于同源染色體上的______基因有時會隨著________________之間的互換而發(fā)生交換，導致同源染色體上的非等位基因重組(如下圖)。等位非姐妹染色單體(3)外源基因插入：外源基因進入生物細胞基因組中，并遺傳和表達，如肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化(圖1)及基因工程(圖2)都發(fā)生了基因重組。3．結(jié)果：產(chǎn)生新的________，導致__________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?；蛐椭亟M性狀生物變異生物進化生物多樣性1．受精過程中可進行基因重組。

(

)2．親子代之間的差異主要是由基因重組造成的。

(

)3．減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組。

(

)4．基因型為Aa的個體自交，因基因重組導致子代發(fā)生性狀分離。

(

)×√××1．(必修2P84圖5-4拓展)貓由于基因重組而產(chǎn)生毛色變異，從基因重組的角度解釋貓子代個體性狀多樣性的原因。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(必修2P84與社會的聯(lián)系)在金魚的培育過程中，利用了__________________(填育種方法)，其依據(jù)的原理是____________________。誘變育種和雜交育種基因突變和基因重組親代在形成配子時，位于非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合，從而產(chǎn)生不同種類的配子。此外，在四分體時期，位于同源染色體上的等位基因有時會隨非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導致基因重組，使配子種類更加多樣化。多樣化的雌雄配子通過隨機結(jié)合得到多種多樣的受精卵，從而使子代個體性狀表現(xiàn)出多樣性1．(2020·天津卷)一個基因型為DdTt的精原細胞產(chǎn)生了四個精細胞，其基因與染色體的位置關(guān)系見下圖。導致該結(jié)果最可能的原因是(

)

A．基因突變B．同源染色體非姐妹染色單體互換C．染色體變異D．非同源染色體自由組合√B

解析：一個基因型為DdTt的精原細胞產(chǎn)生了四個精細胞，四個精細胞的基因型分別是DT、Dt、dT、dt，說明在減數(shù)分裂Ⅰ前期，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生了互換，B符合題意；若一個基因發(fā)生突變，則一個精原細胞產(chǎn)生的四個精細胞，有三種類型，A不符合題意；圖中沒有發(fā)生染色體變異，C不符合題意；若不發(fā)生基因突變以及同源染色體非姐妹染色單體的互換，而僅發(fā)生非同源染色體自由組合，則一個精原細胞產(chǎn)生的四個精細胞，有兩種類型，D不符合題意。概括基因重組的兩個關(guān)注點(1)基因重組只是原有基因間的重新組合。(2)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。原因是A、a控制的性狀是同一性狀中的不同表型，而非不同性狀。2．生物將遺傳物質(zhì)傳遞給其他細胞而非其子代的過程稱為基因水平轉(zhuǎn)移，例如農(nóng)桿菌可通過感染植物細胞實現(xiàn)基因向植物基因組的轉(zhuǎn)化。肺炎鏈球菌有S型和R型兩種類型。野生型的S型細菌可以在基本培養(yǎng)基上生長，S型細菌發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸依賴型菌株A、B需要在基本培養(yǎng)基上分別補充不同氨基酸才能生長。科學工作者將菌株A和菌株B混合后，涂布于基本培養(yǎng)基上，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(

)A．有多糖莢膜的R型細菌可抵御吞噬細胞的吞噬而表現(xiàn)出致病性B．S型細菌和R型細菌的結(jié)構(gòu)不同是基因選擇性表達的結(jié)果C．野生型的S型細菌突變?yōu)锳、B菌株說明基因突變是不定向的D．菌株A和菌株B混合后可能因基因水平轉(zhuǎn)移而發(fā)生了基因重組√D

解析：有多糖莢膜可抵御吞噬細胞的吞噬而表現(xiàn)出致病性的是S型細菌，A錯誤；S型細菌和R型細菌的結(jié)構(gòu)不同是因為其基因不同，B錯誤；基因突變具有不定向性，表現(xiàn)為一個基因通過突變可能產(chǎn)生多種等位基因，S型細菌突變?yōu)锳、B菌株不是同一基因突變導致的，故不能說明基因突變是不定向的，C錯誤；菌株A和菌株B含有不同的突變基因，這樣將兩者混合后可能交換了遺傳物質(zhì)，彌補了菌株A和菌株B的不足，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因最可能是因基因水平轉(zhuǎn)移而發(fā)生了基因重組，D正確?？枷?|

基因突變與基因重組3．(2024·山西聯(lián)考)下圖為果蠅X染色體上一些基因的排布示意圖，a、b、c、d分別代表白眼、紅寶石眼、朱紅眼、深紅色眼基因片段，白色部分為不具有遺傳效應的DNA片段。下列相關(guān)敘述正確的是(

)

A．a(chǎn)、c、d對應的控制果蠅眼色的基因可互為等位基因B．a(chǎn)、b之間白色部分片段中堿基發(fā)生替換會導致基因突變C．若b、d對應的基因發(fā)生了位置互換，則一定發(fā)生了基