【导学教程】2013高考生物第一轮复习 第七单元第22讲 基因突变和基因重组教学课件

1、第七单元 生物变异、育种和进化生物第七单元生物变异、育种和进化第七单元 生物变异、育种和进化生物第 22 讲基因突变和基因重组第七单元 生物变异、育种和进化生物一、基因突变一、基因突变1实例实例(1)症状：红细胞呈镰刀状，症状：红细胞呈镰刀状，易破裂，使人患溶血性贫血。易破裂，使人患溶血性贫血。(2)病因：血红蛋白多肽链上一病因：血红蛋白多肽链上一个个 被被 替换。替换。(3)根本原因：血红蛋白基因根本原因：血红蛋白基因(DNA)上一对碱基对被替上一对碱基对被替换，即由换，即由 。 主干知识整合谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸第七单元 生物变异、育种和进化生物2原因、特点原因、特点(1)原因原因内因：

2、内因：DNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 ，和和 ，而引起基因结构的改变。，而引起基因结构的改变。外因：某些诱变因素：外因：某些诱变因素： 、 ，和和 。(2)特点：特点： ：在生物界中普遍存在。：在生物界中普遍存在。 ：生物个体发育的任何时期和部位。：生物个体发育的任何时期和部位。 ：突变频率很低。：突变频率很低。 ：可以产生一个以上的等位基因。：可以产生一个以上的等位基因。 替换、增添替换、增添缺失缺失物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素普遍性普遍性随机性随机性低频性低频性不定向性不定向性第七单元 生物变异、育种和进化生物3发生时间：发生时间：DNA复制时，如复制时，如

3、 ，和和 。4意义：意义： ， ，生物进化的原始材料。，生物进化的原始材料。二、基因重组二、基因重组1概念：概念：生物体进行生物体进行 的的过程中，控制不同性状的基过程中，控制不同性状的基因的因的 。 有丝分裂间期有丝分裂间期减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期新基因产生的途径新基因产生的途径生物变异的根本来源生物变异的根本来源有性生殖有性生殖重新组合重新组合第七单元 生物变异、育种和进化生物2类型类型(1)位于位于 自由组合。自由组合。(2)四分体的非姐妹染色单体的四分体的非姐妹染色单体的 。(3)外源基因的导入。外源基因的导入。 3意义：意义：基因重组能够产生多样化的基因重组能够产生多样化

4、的 的的子代，子代中就可能出现子代，子代中就可能出现 的个体，从而在的个体，从而在多变环境中繁衍下去。多变环境中繁衍下去。 非同源染色体上的非等位基因非同源染色体上的非等位基因等位基因交换等位基因交换基因组合基因组合适应多变环境适应多变环境第七单元 生物变异、育种和进化生物1变异的概念变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。有或多或少的差异，这种差异就是变异。 考点一：生物的变异概念及分类生物的变异概念及分类高频考点突破第七单元 生物变异、育种和进化生物【特别提醒】 变异强调亲子代之间或子代不同个

5、体之间的差异性，变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异性，而遗传强调亲子代之间的相似性。而遗传强调亲子代之间的相似性。 第七单元 生物变异、育种和进化生物2生物变异的类型生物变异的类型(1)不可遗传的变异不可遗传的变异生物的变异仅仅是由环境的影响造成的，并没有引起生物的变异仅仅是由环境的影响造成的，并没有引起遗传物质的变化，这样的变异称为不可遗传的变异。遗传物质的变化，这样的变异称为不可遗传的变异。特点：只在当代显现，不能遗传给后代；变异方特点：只在当代显现，不能遗传给后代；变异方向一般是定向的。向一般是定向的。(2)可遗传的变异可遗传的变异生物的变异是由于生殖细胞内遗传物质的改变引起的，

6、生物的变异是由于生殖细胞内遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代，这样的变异称为可遗传的变异。因而能够遗传给后代，这样的变异称为可遗传的变异。通常所说的可遗传的变异有三种来源：基因突变、通常所说的可遗传的变异有三种来源：基因突变、基因重组、染色体变异。基因重组、染色体变异。 第七单元 生物变异、育种和进化生物【特别提醒】可遗传的变异不一定遗传给后代，如果可遗传的变可遗传的变异不一定遗传给后代，如果可遗传的变异发生在体细胞中，正常情况下不遗传给后代。但是只要遗异发生在体细胞中，正常情况下不遗传给后代。但是只要遗传物质发生改变一定就是可遗传的变异。传物质发生改变一定就是可遗传的变异。水、肥、阳光

7、特水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗传的变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一传的变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传的变异。般为可遗传的变异。病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗传的变异只有一种：基因突变。传的变异只有一种：基因突变。 第七单元 生物变异、育种和进化生物【对位训练】1(2012广东惠州三次调研广东惠州三次调研)超级病菌是一种耐药超级病菌是一种耐药性细菌，它最可能由普通细菌通过哪种变异形成性细菌，它最可能由普通细菌通过哪种变异形成A基因

8、重组基因重组B染色体结构变异染色体结构变异C基因突变基因突变 D染色体数目变异染色体数目变异解析解析细菌是原核生物，没有染色体，那么没有细菌是原核生物，没有染色体，那么没有染色体结构变异和数目变异，染色体结构变异和数目变异，B、D是不对的；细菌也是不对的；细菌也不进行减数分裂，一般情况下又没有外源基因的导入，不进行减数分裂，一般情况下又没有外源基因的导入，所以没有基因重组。所以没有基因重组。答案答案C 第七单元 生物变异、育种和进化生物2利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比，关于其变异来源的叙述花的种子播种所产生的后代

9、相比，关于其变异来源的叙述正确的是正确的是A前者不会发生变异，后者有很大的变异性前者不会发生变异，后者有很大的变异性B前者一定不会发生基因重组，后者可能发生基因前者一定不会发生基因重组，后者可能发生基因重组重组C前者一定不会发生染色体变异，后者可能发生染前者一定不会发生染色体变异，后者可能发生染色体变异色体变异D前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因环境影响发生变异环境影响发生变异 第七单元 生物变异、育种和进化生物解析解析扦插属于营养繁殖，不会发生基因重组，但扦插属于营养繁殖，不会发生基因重组，但有可能发生基因突变和染色体变异。种子繁殖属于有性有

10、可能发生基因突变和染色体变异。种子繁殖属于有性生殖，在产生种子的过程中，由于有基因重组，所以由生殖，在产生种子的过程中，由于有基因重组，所以由种子发育形成的个体与亲本相比，有一定的差异性。种子发育形成的个体与亲本相比，有一定的差异性。答案答案B 第七单元 生物变异、育种和进化生物1基因突变概念图解基因突变概念图解 考点二：基因突变概念图解及其与生物性状的关系基因突变概念图解及其与生物性状的关系第七单元 生物变异、育种和进化生物2基因突变对生物性状的影响基因突变对生物性状的影响(1)引起生物性状的改变引起生物性状的改变如某些碱基对的增添或缺失，引起部分氨基酸改变，如某些碱基对的增添或缺失，引起部

11、分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状改变。改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状改变。(2)未引起生物性状的改变未引起生物性状的改变碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变(密码子密码子的简并性的简并性)。由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。 第七单元 生物变异、育种和进化生物【特别提醒】(1)基因突变的结果是产生等位基因。基因突变的结果是产生等位基因。(2)基因突变产生新的基因，可能出现新性状。基因突变产生新的基因，可能出现新性状。(3)基因突变是染色体某一位点上的基因发生改变，基因突

12、变是染色体某一位点上的基因发生改变，在光学显微镜下观察不到。在光学显微镜下观察不到。第七单元 生物变异、育种和进化生物【对位训练】3(2010福建理综福建理综)下图为人下图为人WNK4基因部分碱基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，导致基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是酸。该基因发生的突变是第七单元 生物变异、育种和进化生物A处插入碱基对处插入碱基对GCB处碱基对处碱基对AT替换为替换为GCC处缺失碱基对处缺失碱基对ATD处碱基对处碱基对GC替换为替

13、换为AT解析解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为为TTC，确定赖氨酸的密码子为，确定赖氨酸的密码子为AAG，处插入、缺失碱，处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，处碱基对替换基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，处碱基对替换后密码子为后密码子为AAA还是赖氨酸，处碱基对替换后密码子为还是赖氨酸，处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。，对应谷氨酸。答案答案B 第七单元 生物变异、育种和进化生物4下列有关基因突变的叙述中，正确的是下列有关基因突变的叙述中，正确的是A基因突变就是基因突变就是DNA分子中碱基对的替换、增添、缺分子中碱

14、基对的替换、增添、缺失和重组失和重组B基因突变就会导致生物变异基因突变就会导致生物变异C基因突变的结果是产生等位基因基因突变的结果是产生等位基因D基因突变的结果有三种：有利、有害、中性基因突变的结果有三种：有利、有害、中性解析解析基因突变包括基因突变包括DNA分子中碱基对的替换、增添、分子中碱基对的替换、增添、缺失，不一定产生变异，但其结果可能有利，也可能有害，缺失，不一定产生变异，但其结果可能有利，也可能有害，还可能既无利又无害。还可能既无利又无害。答案答案D 第七单元 生物变异、育种和进化生物考点三：基因重组基因重组交叉互换交叉互换自由组合自由组合基因工程基因工程类型类型同源染色体上非等位

15、基同源染色体上非等位基因的重组因的重组非同源染色体上非等位基非同源染色体上非等位基因间的重组因间的重组人为导致人为导致基因重组基因重组(DNA重组重组)发生发生时间时间减数第一次分裂四分体减数第一次分裂四分体时期时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期体外目的基因与运载体体外目的基因与运载体重组和导入细胞内与细重组和导入细胞内与细胞内基因重组胞内基因重组发生发生机制机制同源染色体非姐妹染色同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新染色单体上的基因重新组合组合同源染色体分开，等位基同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自因分离，非同源染色体自由组合，导致

16、非同源染色由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组体上非等位基因间的重组目的基因经运载体导入目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细受体细胞，导致受体细胞中基因重组胞中基因重组图像图像示意示意第七单元 生物变异、育种和进化生物【特别提醒】基因重组是非常普遍的，虽然不能产生新的基因，基因重组是非常普遍的，虽然不能产生新的基因，但产生了大量的新基因型，是生物变异的主要来源。但产生了大量的新基因型，是生物变异的主要来源。 第七单元 生物变异、育种和进化生物【对位训练】5(2011福州模拟福州模拟)生物体内的基因重组是生物体内的基因重组是A能够产生新的基因能够产生新的基因 B在生殖过程中都能发生在

17、生殖过程中都能发生C是生物变异的根本来源是生物变异的根本来源 D在同源染色体之间发生在同源染色体之间发生解析解析基因重组发生在有性生殖过程中，在减数分裂形基因重组发生在有性生殖过程中，在减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。基因重单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。基因重组不能产生新的基因，是生物变异的重要来源。组不能产生新的基因，是生物变异的重要来源。答案答案D第七单元 生物变异、育种和进化生物6(2012长沙一中月考长沙一中月考)下列有关基因重组的叙述

18、中，下列有关基因重组的叙述中，正确的是正确的是A基因型为基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离性状分离B基因基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因位基因a，这属于基因重组，这属于基因重组CYyRr自交后代出现不同于亲本的新类型及基因工自交后代出现不同于亲本的新类型及基因工程、肺炎双球菌的转化等过程中都发生了基因重组程、肺炎双球菌的转化等过程中都发生了基因重组D造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组组 第七单元 生物变异、育种和进化生物解析解析基因型

19、为基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离，的个体自交，后代发生性状分离，是因为在减数分裂过程中，等位基因随着同源染色体的分是因为在减数分裂过程中，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入不同的配子中，形成基因型不同的配开而分离，分别进入不同的配子中，形成基因型不同的配子，不同的配子经受精后形成基因型不同的合子，表现出子，不同的配子经受精后形成基因型不同的合子，表现出不同的性状；基因不同的性状；基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因它的等位基因a，这属于基因突变；同卵双生姐妹的遗传，这属于基因突变；同卵双生姐妹的遗传物质通常是相同的，出现性状的差

20、异可能是由环境因素或物质通常是相同的，出现性状的差异可能是由环境因素或基因突变引起的。基因突变引起的。答案答案C 第七单元 生物变异、育种和进化生物两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则能两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传；遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传；故是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状故是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点。能否遗传是实验设计的出发点。(2)若染色体变异，可直接借若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变

21、。助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。(3)与原来与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。(4)自交观察后代自交观察后代是否发生性状分离。是否发生性状分离。 答题技能培养方法体验探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法第七单元 生物变异、育种和进化生物【典例】玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎、矮茎之分。据此完成下列题目：高茎、矮茎之分。据此完成下列题目：(1)种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色

22、种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制_来实现的。来实现的。(2)矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。关结论，并回答问题。第七单元 生物变异、育种和进化生物实验步骤：实验步骤：a在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别在这株变异

23、的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。 b雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。C雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。实验预期及相关结论：实验预期及相关结论：a_。b_。问题：问题：a预期最可能的结果：预期最可能的结果：_。b对上述预期结果的解释：对上述预期结果的解释：_。第七单元 生物变异、育种和进化生物【解析解析】基因对性状的控制有两条途径，一个是通基因对性状的控制有两条途径，一个是通过控制蛋白质的合成来直接控制生物性状；

24、另外一条途径是过控制蛋白质的合成来直接控制生物性状；另外一条途径是通过控制酶的合成，来控制代谢从而间接控制生物性状。因通过控制酶的合成，来控制代谢从而间接控制生物性状。因为色素不是蛋白质，显然基因不能直接控制，只能通过酶间为色素不是蛋白质，显然基因不能直接控制，只能通过酶间接控制。如果高茎变异是环境引起的变异，遗传物质没有改接控制。如果高茎变异是环境引起的变异，遗传物质没有改变则自交后代的植株都是矮茎。如果遗传物质发生了改变，变则自交后代的植株都是矮茎。如果遗传物质发生了改变，则自交后代仍然会有高茎存在。则自交后代仍然会有高茎存在。 第七单元 生物变异、育种和进化生物【答案】【答案】(1)有关

25、酶的合成来控制代谢，进而控制性有关酶的合成来控制代谢，进而控制性状状(2)a.子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引起子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引起的变异能够遗传的变异能够遗传 b子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异不能遗传素类似物引起的变异不能遗传a.子代玉米植株全是矮茎子代玉米植株全是矮茎B适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、生长，但适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、生长，但不能改变细胞的遗传物质不能改变细胞的遗传物质(其他正确答案也可其他正确答案也可)第七单元 生物变异、育种和进化生物【典例1】蓝藻、大肠杆菌的可遗

26、传变异来源是蓝藻、大肠杆菌的可遗传变异来源是A基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异B基因重组和基因突变基因重组和基因突变C基因突变基因突变D基因重组、基因突变和染色体变异基因重组、基因突变和染色体变异 【常见错误常见错误】 错选错选A、B或或D项项 易误警示一、对生物变异类型理解不透彻第七单元 生物变异、育种和进化生物【错因分析错因分析】错选错选A、B或或D项的原因具体分析如下：项的原因具体分析如下： 易错选项易错选项错因分析错因分析A项项审题不清。误认为蓝藻、大肠杆菌含有染色审题不清。误认为蓝藻、大肠杆菌含有染色体。蓝藻、大肠杆菌为原核生物，细胞内无体。蓝藻、大肠杆菌为原核生物，细胞内无

27、染色体，因此没有染色体变异染色体，因此没有染色体变异B项项知识理解不透彻。误认为蓝藻、大肠杆菌为知识理解不透彻。误认为蓝藻、大肠杆菌为有性生殖生物。蓝藻、大肠杆菌为无性生殖有性生殖生物。蓝藻、大肠杆菌为无性生殖生物，无基因重组变异生物，无基因重组变异D项项没有看清题意。直接根据生物具有的可遗传没有看清题意。直接根据生物具有的可遗传变异类型选择变异类型选择D项项第七单元 生物变异、育种和进化生物【纠错笔记】不同生物的可遗传变异来源不同生物的可遗传变异来源(1)病毒：基因突变。病毒：基因突变。(2)原核生物：基因突变。原核生物：基因突变。(3)真核生物真核生物无性生殖时：基因突变、染色体变异。无性生殖时：基因突变、染色体变异。有性生殖时：基因突变、基因重组、染色体变异。有性生殖时：基因突变、基因重组、染色体变异。 第七单元 生物变异、育种和进化生物【典例2】(2011莆田模拟莆田模拟)下列大肠杆菌某基因的碱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基序列的变化，