高考生物专题 基因突变和基因重组复习.doc

基因突变和基因重组【高考目标定位】1、基因突变的特征和原因2、基因重组及其意义【考纲知识梳理】一、基因突变1、实例：镰刀型细胞贫血症（1）症状（2）病因：基因中的碱基替换直接原因：血红蛋白分子结构的改变根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、原因、特点及意义（1）基因突变的原因有内因和外因物理因素：如紫外线、X射线诱发突变（外因） 化学因素：如亚硝酸、碱基类似物生物因素：如某些病毒自然突变（内因）：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。（2）基因突变的特点：普遍性：在生物界中普遍存在随机性：生物个体发育的任何时期和部位不定向性：可以产生一个以上的等位基因低频性：突变频率很低多害少利性：绝大多数突变是有害的（3）基因突变的时间 有丝分裂或减数第一次分裂间期（4）基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料二、基因重组1、概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2、类型：（1）位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。（2）四分体的非姐妹染色单体的等位基因交换。（3）外源基因的导入。3、意义：基因重组能够产生多样化的基因组合的子代。子代中就可能出现适应变化的环境的个体，从而在多变环境中繁衍下去。【要点名师精解】一、基因突变与生物性状1、基因突变引起生物性状的改变：如果某些碱基的增添或缺失，引起部分氨基酸改变，进而改变蛋白质的结构和功能，则引起生物性状改变。2、基因突变未引起性状改变：（1）不直接编码氨基酸的基因片段发生突变。（2）碱基替换前后所对应的氨基酸未发生改变。（3）由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。【例1】下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）A第6位的C被替换为T B第9位与第10位之间插入1个TC第100、101、102位被替换为TTT D第103至105位被替换为1个T【解析】在基因突变中，碱基替换对蛋白质的影响最小，而增加或减少都会导致后面许多氨基酸发生变化。【答案】B二、基因突变与基因重组的比较项目基因突变基因重组区别本质K基因分子结构发生改变产生了新基因出现了新性状原有基因的重新组合，产生了新的基因型，使性状重新组合高考资源网KS5U.COM高考资源网原因一定的外界或内部因素的作用下，由于基因复制时碱基种类、数目、排列顺序发生改变，使基因结构发生改变减数分裂过程中同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体之间的自由组合时间有丝分裂间期和减数第一次分裂间期减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期区别条件外界条件剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂和受精作用意义生物变异的主要来源也是生物进化的重要因素之一；通过诱变育种培育新品种是生物产生变异的重要因素；通过杂交育种，使性状重组，可培育优良品种可能性可能性很小非常普遍联系使生物产生可遗传的变异，在长期进化过程中通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础。【例2】以下有关基因重组的叙述，错误的是 A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B.非姊妹染色体的交换可引起基因重组 C.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关【解析】在减I后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合能导致基因重组；在减I前期，同源染色体上的非姊妹染色单体的交换也可引起基因重组。而纯合体自交通常不会使子代性状分离，若子代出现性状分离，最可能的原因上基因突变，故选C。【答案】C 【感悟高考真题】（2010新课标高考）6在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中A花色基因的碱基组成 B花色基因的序列C细胞的含量 D细胞的含量【解析】如果要检测是否是基因突变，那么就应该检测DNA的碱基序列是否发生了增添、缺失或者是改变，从而导致基因结构的改变。这道题就是考了一下基因突变的定义：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。试题的难度很低，学生比较容易做出答案，其实简单点考虑也很容易找到答案，测定DNA序列。【答案】B（2010福建高考）5下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨敬交为谷氨酸。该基因发生的突变是甘氨酸：GGG赖氨酸：AAA AAG谷氨酰胺：CAG CAA谷氨酸：GAA GAG丝氨酸：AGC丙氨酸：GCA天冬氨酸：AAUA处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GC C处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT【解析】本题主要考查基因突变、转录、翻译等基础知识，及突变对性状的影响。第一步先根据基因结构和氨基酸种类先确定密码子的排列顺序，即mRNA上建基排列顺序（GGG AAG CAG）。由于1169位赖氨敬（AAG）交为谷氨酸（GAA GAG），结合题干意思即四处只有一处发生突变可确定谷氨酸密码子是（GAG）从而推出是处碱基对AT替换为GC。所以选B项。【答案】B（2010天津高考）7.（12分）某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：（1）R基因的出现是 的结果。（2）在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为 。（3）1969年中期RR基因型几近消失，表明在 的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力 。（4）该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是 ，原因是 。【解析】 II(1)基因突变产生新基因，R基因的出现是基因突变的结果。（2）RS、SS基因型频率分别为4%和1%，则RR基因型频率为95%，R基因的频率为R/(R+r)=（4+295）/200=97%（3）1967年中期停用了杀虫剂，在不再使用杀虫剂的情况下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力低。（4）该地区从此不再使用杀虫剂，在不使用杀虫剂的环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低；最终频率最高的基因型是SS【答案】（26分）（12分）（1） 基因突变（2） 97%（3） 不再使用杀虫剂；低（4） SS；在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低（2009北京高考）真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代A. 增加发生基因突变的概率B. 继承双亲全部的遗传性状C. 从双亲各获得一半的DNAD. 产生不同于双亲的基因组合【解析】本题考查了遗传变异的相关知识。进行有性生殖的生物，其变异的主要来源是基因重组，即在减数分裂过程中，由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换或减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合而发生基因重组，使后代产生不同于双亲的基因组合。【答案】D（2009福建高考）细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合，导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异【解析】有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。因此选B。【答案】B （2009江苏高考）甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。（1）经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为 突变。（2）用EMS浸泡种子是为了提高 ，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有 。（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的 不变。（4）经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有 、 。（5）诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为 。【解析】本题考查基因突变相关知识。（1）自交后代出现性状分离的亲本性状为显性；（2）水稻种子用EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明变异具有不定向性；（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响而染色体的结构和数目。（4）表现优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来。即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体；（5）用EMS溶液浸泡水稻种子所以长成的突变植株的所有体细胞中都含相同的基因。【答案】（1）显性（2）基因突变频率 不定向性（3）结构和数目（4）自交 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体（5）该水稻植株体细胞基因型相同（2008广东高考）如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，可能的后果是A没有蛋白质产物B翻译为蛋白质时在缺失位置终止C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化【解析】基因的中部指编码区，突变蛋白质产物出现差异；所控制合成的蛋白质减少或增加多个氨基酸；也可能在缺失位置终止。【答案】BCD（2008上海高考）人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是A基因突变 B染色体结构变异C基因重组 D染色体数目变异【解析】直接考查学生对课本中知识的记忆能力。【答案】A【考点精题精练】1. 下列有关基因突变的叙述中，错误的是（ D ）A、基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换B、基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的C、基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下发生D、基因突变的频率是很低的，并且都是有害的2. 有关基因突变的叙述，正确的是A不同基因突变的频率是相同的 B基因突变的方向是由环境决定的C一个基因可以向多个方向突变 D细胞分裂的中期不发生基因突变3. 下列表示的是一段基因的碱基顺序，若从第二个碱基对后面开始分别插入1、2、3、4个碱基对，哪一个引起的变异最小？A 插入一个碱基对B 插入两个碱基对C 插入三个碱基对D 插入四个碱基对4. （2010天津市河西区高三一模）下面是一些关于遗传变异的说法，你认为不准确的是 C基因型为Dd的豌豆在进行减数分裂时，会产生雌雄两种配子，其数量比接近1：1基因自由组合规律的实质是：在F产生配子时等位基因分离，（非同源染色体上的）非等位基因自由组合将绿色不饱满豆荚豌豆的花粉（基因型为Aabb），人工传到黄色饱满豆荚豌豆的雌蕊柱头上（基因型为aaBb），则当年的所结豌豆的豆荚有四种类型染色体中DNA的核苷酸数量、种类、序列三者之一发生改变都会引起染色体变异A B. C. D. 5. 分析下表可知，正常血红蛋白（HbA）变成异常血红蛋白（HbW），是由于对应的基因片段中碱基对发生了 B A增添 B缺失 C改变 D重组6. 某人体检结果显示，其红细胞有的是正常的圆饼状，有的是弯曲的镰刀型。出现镰刀型红细胞的直接原因是（ D ）A、环境影响B、细胞分化C、细胞凋亡D、蛋白质差异7. 拟南芥P基因的突变体表现为花发育异常。用生长素极性运输抑制剂处理正常拟南芥也会造成相似的花异常。下列推测错误的是 （ ）A生长素与花的发育有关 B生长素极性与花的发育有关CP基因可能与生长素极性运输有关 D生长素极性运输抑制剂诱发了P基因突变8. 下图是某二倍体植株一个正在进行有丝分裂的细胞，下列叙述正确的是 D A该植物的基因型必为AaBB B该植株的体细胞含有8条染色体 C该植株肯定不能产生Ab型的配子 D该细胞发生过基因突变9. 基因重组发生在有性生殖过程中控制不同性状的基因的自由组合时，下列有关基因重组的说法正确的是（ C ）A、有细胞结构的生物都能够进行基因重组B、基因突变、基因重组都能够改变基因的结构C、基因重组发生在初级精（卵）母细胞形成次级精（卵）母细胞过程中D、在减数分裂四分体时期非同源染色体的互换也是基因重组10. 生物体内的基因重组 （ D ）A.能够产生新的基因 B.在生殖过程中都能发生C.是生物变异的根本来源 D.在同源染色体之间可发生11. 2007年诺贝尔生理学或医学奖授予美国的卡佩奇和史密斯以及英国的埃文斯等3位科学家，以表彰他们在“基因靶向”技术上的贡献。“基因靶向”又称“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替换生物某一基因的技术。它依据的遗传学原理是 （ B ）A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.DNA复制男性个体 女性个体 a d a精原细胞 合子 卵原细胞 b c b精子 卵子12. 右图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是 （ C ）.a、b、c、d均能发生基因突变.基因重组主要是通过c和d来实现的.b和a的主要相同点之一是染色体在分裂过程移向两极.d和b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离13. 子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组 DABCD14. 下图为马的生活史，下列有关此图的叙述中不正确的是A有丝分裂发生在 、 B基因重组发生在 之间C基因突变可发生在 、 、 C为新个体发育的起点15. （2010哈九中高三二模）下列有关生物遗传和变异的叙述正确的有（ A ）有一双亲生了四个孩子，其中只有一个孩子患有白化病（不考虑突变），则双亲一定均为杂合子；在减数分裂过程中，基因突变、基因重组和染色体变异都可能发生；正常情况下，1个基因型为AaBb（位于两对染色体上）的精原细胞进行减数分裂可形成4种精子；基因型为Yy的豌豆，减数分裂形成的雌雄配子数量比约为1：1。A一项 B二项 C三项 D四项16. 下图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。ad 表示4种基因突变。a丢失TA，b由TA变为CG，c由TA变为GC，d由GC变为AT。假设4种突变都单独发生，请回答： 注：可能用到的密码子：天冬氨酸（GAC），甘氨酸（GGU、GGG），甲硫氨酸（AUG），终止密码（UA