高考生物大一轮复习精讲课件：必修2 第3单元 生物的变异、育种与进化-21 基因突变与基因重组

1、基础回顾基础回顾考点探究考点探究基础课时案基础课时案2121基因突变与基因重组基因突变与基因重组基础回顾基础回顾考点探究考点探究2016备考备考最新考纲最新考纲1基基因重组及其意义因重组及其意义()。2.基因突变的特征和原因基因突变的特征和原因()。基础回顾基础回顾考点探究考点探究一、基因突变一、基因突变1基因突变的实例基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症基础回顾基础回顾考点探究考点探究2基因突变要点归纳基因突变要点归纳基础回顾基础回顾考点探究考点探究3诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素(连一连连一连)基础回顾基础回顾考点探究考点探究4判断正误判断正误(1)在在诱导菊花茎段形成幼苗

2、的过程中不会同时发生基因诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生基因突变与基因重组突变与基因重组(2013四川高考四川高考)()(2)基基因突变的频率很低，种群每代突变的基因数不一定因突变的频率很低，种群每代突变的基因数不一定很少很少()(3)基因突变的方向与环境没有明确的因果关系基因突变的方向与环境没有明确的因果关系()(4)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可复制时均可发生基因突变发生基因突变()(5)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变起生物性状的改变()基础回顾基础回顾考

3、点探究考点探究(6)基因突变是基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变的改变，基因的数目和位置并未改变()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)基础回顾基础回顾考点探究考点探究深度思考深度思考基基因突变对生物除了有害，就是有利，对吗？因突变对生物除了有害，就是有利，对吗？提示提示不对。事实上，基因突变的结果有三种情况：有的不对。事实上，基因突变的结果有三种情况：有的突变对生物是有利的，有的突变对生物是有害的，有的突突变对生物是有利的，有的突变对生物是有害的，有的突变对生物既无害也无利，是中性的。变对生物既无害也无

4、利，是中性的。(基因突变后，由于基因突变后，由于密码子简并性等原因生物性状不发生改变，则突变对生物密码子简并性等原因生物性状不发生改变，则突变对生物既无害，也无利。既无害，也无利。)基础回顾基础回顾考点探究考点探究二、基因重组二、基因重组1实质实质控控制不同性状的基因制不同性状的基因 。重新组合重新组合位于非同源染色体上的非等位基因位于非同源染色体上的非等位基因四分体的非姐妹染色单体四分体的非姐妹染色单体交叉互换交叉互换转基因转基因基础回顾基础回顾考点探究考点探究3结果结果产产生新的生新的 ，导致，导致 出现。出现。4意义意义基基因重组的结果是导致生物性状的因重组的结果是导致生物性状的 ，为为

5、 和和 提供丰富的物质基础。提供丰富的物质基础。基因型基因型重组性状重组性状多样性多样性动植物育种动植物育种生物进化生物进化基础回顾基础回顾考点探究考点探究5判断正误判断正误(1)受受精过程中可进行基因重组。精过程中可进行基因重组。()(2)亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。()(3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状基因和新性状()(4)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组致基因重组()(5)Aa自交，因基因重组导致

6、子代发生性状分离自交，因基因重组导致子代发生性状分离()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)基础回顾基础回顾考点探究考点探究深度思考深度思考如如图图a、b为二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请为二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请思考：思考：(1)图图a处于何种时期？图中的处于何种时期？图中的1、2号染色体发生了何种变号染色体发生了何种变异？异？(2)图图b处于何时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中处于何时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生何类变异？你能否画出与此图对应的另一组染色体可发生何类变异？你能否画出与此图对应的另一组染色体组合图？组合图？基础回顾基础回顾考点探究考

7、点探究提示提示(1)图图a处于四分体时期，图中处于四分体时期，图中1、2号染色体号染色体曾因交叉互换发生了基因重组。曾因交叉互换发生了基因重组。(2)图图b处于减数第一次分裂后期，该细胞名称为初处于减数第一次分裂后期，该细胞名称为初级精母细胞，该时期细胞可能会发生非同源染色体级精母细胞，该时期细胞可能会发生非同源染色体上的非等位基因间的自由组合，与图上的非等位基因间的自由组合，与图b对应的另一组染色体对应的另一组染色体组合图如图所示。组合图如图所示。 基础回顾基础回顾考点探究考点探究基础回顾基础回顾考点探究考点探究解析解析X射线既可改变基因的碱基序列引起基因突变，又能射线既可改变基因的碱基序列

8、引起基因突变，又能造成染色体片段损伤导致染色体变异。图中是高产糖化酶菌造成染色体片段损伤导致染色体变异。图中是高产糖化酶菌株的人工定向选择过程。通过此筛选过程获得的高产菌株的株的人工定向选择过程。通过此筛选过程获得的高产菌株的其他性状未必符合生产要求，故不一定能直接用于生产。诱其他性状未必符合生产要求，故不一定能直接用于生产。诱变可提高基因的突变率，但每轮诱变相关基因的突变率不一变可提高基因的突变率，但每轮诱变相关基因的突变率不一定都会明显提高。定都会明显提高。答案答案D基础回顾基础回顾考点探究考点探究【典例【典例2】 (2013上海卷上海卷)编编码酶码酶X的基因中某个碱基被替换的基因中某个碱

9、基被替换时，表达产物将变为酶时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶。如表显示了与酶X相比，酶相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是确的是()基础回顾基础回顾考点探究考点探究A状况状况一定是因为氨基酸序列没有变化一定是因为氨基酸序列没有变化B状况状况一定是因为氨基酸间的肽键数减少了一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%C状况状况可能是因为突变导致了终止密码位置变化可能是因为突变导致了终止密码位置变化D状况状况可能是因为突变导致可能是因为突变导致tRNA的种类增加的种类增加解析解析某个碱基被替换，状况某个碱基被替换，状况氨基

10、酸的序列可能发生了变氨基酸的序列可能发生了变化。状况化。状况X与与Y氨基酸的数目相等，肽键数可能不变。状氨基酸的数目相等，肽键数可能不变。状况况Y与与X的氨基酸数目比小于的氨基酸数目比小于1，编码的氨基酸的数量减少，编码的氨基酸的数量减少，可能是因为突变导致了终止密码位置变化。突变不会导致可能是因为突变导致了终止密码位置变化。突变不会导致tRNA的种类增加。的种类增加。答案答案C基础回顾基础回顾考点探究考点探究思维发散思维发散就就“插入插入”、“缺失缺失”、“替换替换”而言，哪类碱而言，哪类碱基序列改变导致的变异幅度更大？有无例外？基序列改变导致的变异幅度更大？有无例外？提示提示基因结构中碱基

11、对的替换往往仅涉及一个氨基酸改变基因结构中碱基对的替换往往仅涉及一个氨基酸改变(也可能不变也可能不变)，影响相对较小，但碱基对增添、缺失将引发，影响相对较小，但碱基对增添、缺失将引发改变部位之后的改变部位之后的“连锁反应连锁反应”，故其影响较大，但若增添、，故其影响较大，但若增添、缺失正好处于转录相邻密码子的序列之间，且为缺失正好处于转录相邻密码子的序列之间，且为3或或3的倍数的倍数个碱基，则影响也可能较小。个碱基，则影响也可能较小。基础回顾基础回顾考点探究考点探究1图解基因突变机制图解基因突变机制基础回顾基础回顾考点探究考点探究基础回顾基础回顾考点探究考点探究3基因突变对性状的影响基因突变对

12、性状的影响(1)基因突变可改变生物性状的基因突变可改变生物性状的4大成因大成因基因突变可能引发肽链不能合成；基因突变可能引发肽链不能合成；肽链延长肽链延长(终止密码子推后出现终止密码子推后出现)；肽链缩短肽链缩短(终止密码子提前出现终止密码子提前出现)；肽链中氨基酸种类改变；以上改变会引发蛋白质的结肽链中氨基酸种类改变；以上改变会引发蛋白质的结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。构和功能改变，进而引发生物性状的改变。基础回顾基础回顾考点探究考点探究(2)有些基因突变并不能改变生物性状，其原因如下：有些基因突变并不能改变生物性状，其原因如下：基因不表达；基因不表达；密码子改变但其决定的氨基酸不

13、变；密码子改变但其决定的氨基酸不变；有有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变；能不变；基因突变发生在体细胞中其有性生殖的子代不发基因突变发生在体细胞中其有性生殖的子代不发生性状改变；生性状改变；基因突变发生在精子的细胞质基因中；基因突变发生在精子的细胞质基因中；基基因突变发生在显性纯合子中。另外，基因突变发生在基因的因突变发生在显性纯合子中。另外，基因突变发生在基因的非编码区及编码区的内含子等情况下也不一定引起生物性状非编码区及编码区的内含子等情况下也不一定引起生物性状的改变。的改变。基础回顾基础回顾考点探究考点探究易错

14、警示！与基因突变有关的易错警示！与基因突变有关的7个易错点个易错点(1)原核生物及病毒原核生物及病毒DNA复制时均可发生基因突变。复制时均可发生基因突变。(2)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。起生物性状的改变。(3)基因突变是基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。目的改变，基因的数目和位置并未改变。基础回顾基础回顾考点探究考点探究(4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞

15、在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。(5)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。屿上则为有利变异。(6)基因突变不只发生在分裂过程中基因突变不只发生在分裂过程中(已分化的细胞也可能被已分化的细胞也可能被诱发基因突变诱发基因突变)。(7)RNA病毒中，基因突变指病毒中，基因突变指RNA中碱基的改变、增添和缺中碱基的改变、增添和缺失，其突变率远大于失，其突变率远大于DNA的突

16、变率。的突变率。基础回顾基础回顾考点探究考点探究 跟进题组跟进题组1(2014山东济宁一模，山东济宁一模，3)小小白鼠体细胞内的白鼠体细胞内的6号染色体上号染色体上有有P基因和基因和Q基因，它们编码各自蛋白质的前基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸个氨基酸的的DNA序列如下图，起始密码子均为序列如下图，起始密码子均为AUG。下列叙述正。下列叙述正确的是确的是()基础回顾基础回顾考点探究考点探究A若箭头处的碱基突变为若箭头处的碱基突变为T，则对应反密码子变为，则对应反密码子变为UAGB基因基因P和基因和基因Q转录时都以转录时都以b链为模板合成链为模板合成mRNAC若基因若基因P缺失，则该小白鼠

17、发生了基因突变缺失，则该小白鼠发生了基因突变D基因基因P在该动物神经细胞中数目最多时可有在该动物神经细胞中数目最多时可有4个个基础回顾基础回顾考点探究考点探究解析解析起始密码子均为起始密码子均为AUG，对应，对应DNA模板链碱基为模板链碱基为TAC，故基因故基因P以以b链为模板链，基因链为模板链，基因Q以以a链为模板链，故链为模板链，故B错。基错。基因因Q对应密码子为对应密码子为AUG、GUC、UCC。箭头处的碱基突变。箭头处的碱基突变为为T，对应密码子突变为，对应密码子突变为AUC，则反密码子变为，则反密码子变为UAG，故，故A正确。若基因正确。若基因P缺失，则该小白鼠发生了染色体结构变异缺

18、失，则该小白鼠发生了染色体结构变异(缺缺失失)，故，故C错。动物神经细胞不再分裂，基因不再复制，故最错。动物神经细胞不再分裂，基因不再复制，故最多有多有2个基因个基因P，在，在1对同源染色体上，故对同源染色体上，故D错。错。答案答案A基础回顾基础回顾考点探究考点探究2(2014四川成都外国语学校二模，四川成都外国语学校二模，3)某某生物小组种植的纯生物小组种植的纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。有的认为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现，该小组成

19、员设计为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现，该小组成员设计了如下几种实验方案，其中最简便的方案是了如下几种实验方案，其中最简便的方案是()A分析种子中基因序列分析种子中基因序列B将矮茎种子在良好的环境条件下种植将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让它们自交让它们自交)，再观察后代的性状表现再观察后代的性状表现C将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代的将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代的性状表现性状表现D以上方案都不合理以上方案都不合理基础回顾基础回顾考点探究考点探究解析解析植物鉴定的方法最简单的是自交，对该矮茎后代而言植物鉴定的方法最简单的是自交，对该矮茎后代而言如果在正常环境条件下

20、，自交后代中有矮茎的出现说明其矮如果在正常环境条件下，自交后代中有矮茎的出现说明其矮茎性状是基因突变引起的，如果后代全是高茎说明是环境引茎性状是基因突变引起的，如果后代全是高茎说明是环境引起的不可遗传的变异，故选起的不可遗传的变异，故选B。答案答案B基础回顾基础回顾考点探究考点探究考点二基因重组考点二基因重组典例引领典例引领【典例【典例1】 (福建高考福建高考)细细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产胞的有丝分裂与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，导致染色体数目变染色体不分离或不能移向两极

21、，导致染色体数目变异异B非同源染色体自由组合，导致基因重组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非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异基础回顾基础回顾考点探究考点探究解析解析基因突变、染色体变异既可发生于有丝分裂过程中也基因突变、染色体变异既可发生于有丝分裂过程中也可发生于减数分裂过程中，但非同源染色体自由组合导致的可发生于减数分裂过程中，但非同源染色体自由组合导致的基因重组仅发生于减数分裂过程中。基因重组仅发生于减数分裂过程中。答案答案B互动探究互动探究除本题除本题B

22、选项所述外，还有一种类型的变异也可选项所述外，还有一种类型的变异也可导致基因重组，该变异是如何发生的？导致基因重组，该变异是如何发生的？提示提示另一种类型的基因重组是减数分裂四分体时期，因同另一种类型的基因重组是减数分裂四分体时期，因同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换而导致的基因重组。源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换而导致的基因重组。基础回顾基础回顾考点探究考点探究【典例【典例2】 (2014苏北四市一模苏北四市一模)下下列关于基因重组的叙述，列关于基因重组的叙述，错误的是错误的是()A基因重组通常发生在有性生殖过程中基因重组通常发生在有性生殖过程中B基因重组产生的变异为生物进化提供原材料

23、基因重组产生的变异为生物进化提供原材料C同源染色体上的非等位基因可以发生重组同源染色体上的非等位基因可以发生重组D非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组基础回顾基础回顾考点探究考点探究解析解析基因重组通常发生在有性生殖的过程中，基因重组通常发生在有性生殖的过程中，A正确；可正确；可遗传的变异为生物的进化提供原材料，而基因重组是可遗传遗传的变异为生物的进化提供原材料，而基因重组是可遗传的变异中的一种，的变异中的一种，B正确；同源染色体上的非等位基因可以正确；同源染色体上的非等位基因可以发生重组，例如交叉互换，发生重组，例如交叉互换，C正确；非同源染色体上

24、的非等正确；非同源染色体上的非等位基因也可以发生重组，例如基因的自由组合，位基因也可以发生重组，例如基因的自由组合，D错误。错误。答案答案D基础回顾基础回顾考点探究考点探究1比较基因突变与基因重组比较基因突变与基因重组比较比较基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因的分子结构发生改变，基因的分子结构发生改变，产生了新基因，改变了基产生了新基因，改变了基因的因的“质质”，但未改变基，但未改变基因的量，可能出现新性状因的量，可能出现新性状原有基因的重新组合，产原有基因的重新组合，产生了新的基因型，但没有生了新的基因型，但没有产生新基因，也不会产生产生新基因，也不会产生新性状，只是原有性状重新性

25、状，只是原有性状重新组合新组合时期、时期、原因原因有丝分裂间期、减数第一有丝分裂间期、减数第一次分裂间期，次分裂间期，DNA分子中分子中碱基对的增添、缺失和替碱基对的增添、缺失和替换换减数第一次分裂四分体时减数第一次分裂四分体时期的交叉互换、减数第一期的交叉互换、减数第一次分裂后期非同源染色体次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合上非等位基因的自由组合基础回顾基础回顾考点探究考点探究条件条件外界条件的剧变和内部因外界条件的剧变和内部因素的相互作用素的相互作用有性生殖过程中的减数分有性生殖过程中的减数分裂裂适用适用范围范围所有生物均可发生所有生物均可发生(包括病包括病毒毒)，具有普遍性，具有普遍性真核生物有性生殖的核基真核生物有性生殖的核基因遗传因遗传(通常也适用于基因通常也适用于基因工程工程)发生发生概率概率很小很小非常大非常大应用应用通过诱变育种可培育新品通过诱变育种可培育新品种种通过杂交育种可培育出新通过杂交育种可培育出新的优良品种的优良品种基础回顾基础回顾考点探究考点探究2.关注基因突变和基因重组的意义关注基因突变和基因重组的意义比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组生物变异生物变异生物变异的生物变异的“根本根本”来源来源生物变异的生物变异的“重要重要”来源来源生物进化生