高考生物一轮复习必修2第9讲基因突变和基因重组-精讲版课件

1、第1讲 生物的变异第四单元 生物的变异、育种和进化基因突变一、生物的变异 不遗传的变异 可遗传的变异 基因重组染色体变异由于环境因素影响，生物体内遗传物质没有改变是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？替换增添缺失C T T C G CG A A G C G T C G C A G C G CG TA T C G C A G C G CG TA AT A T C G C T A G C G DNA片段C T T C G CG A G G C G T C G C A A C G 二、基因突变的概念由于DNA分子中发生碱基对的增添,缺失或替换,而引起的基因结构的改变.就叫做基因突变.DNAA U

2、 C C G C A A C C GC 异亮氨酸精氨酸天冬酰氨mRNAA T C C G C T A G G C G 正常T T G G C G A A C C G C 碱基对替换精氨酸DNAA U C C G C A C C G C 苏氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常异亮氨酸精氨酸碱基对缺失A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常碱基对增添异亮氨酸精氨酸异亮氨酸脯氨酸思考1：某对基因增添、缺

3、失、替换哪一种变化对蛋白质结构的影响最小？思考2：基因突变是否一定会导致性状改变？原因是什么？1、发生基因突变的碱基位于基因结构的非编码区或发生在真核生物基因结构的内含子内，此基因转录的信使RNA仍未改变（但前体RNA改变），因而合成的蛋白质也不改变，不引起生物性状的改变。2、由于多种密码子决定同样一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起生物性状的改变。例如：UUU和UUG都是苯丙氨酸的密码子，当U和G相互置换，不会改变密码子的功能，因为决定氨基酸的还是苯丙氨酸。 3、隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变，例如在豌豆中，高茎基因D对矮茎基因d是显性；若在基因型为DD的受精卵中，有一个D突变为d

4、，则该受精卵的基因型为Dd，但矮茎基因在杂合状态下，其性状不能表达。4、某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素c中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。5、由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状可能也不改变。如：香豌豆花冠颜色的遗传。当C合R同时存在时显红花，不同时存在时不显红色。所以由ccrr突变成ccRr时也不引起性状的改变。6、性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的

5、结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。如：dd的豌豆个体突变为Dd，本应出现髙茎的变异，但如果种在贫瘠的土壤中，长成矮茎而不变异。思考3：基因突变是可遗传变异的来源，基因突变一定能遗传吗？若发生在配子中，可遗传；若发生在体细胞中，一般不能遗传；有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。思考4：基因突变发生于什么时候？细胞周期中的分裂间期（DNA分子复制时）有丝分裂间期（体细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）但一般不能传给后代可通过受精作用直接传给后代基因突变的原因分析 【例1】下列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

6、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 C三、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.2、类型:基因的自由组合:交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.3、范围:进行有性生殖的真核生物非同源染色体上的 非等位基因自由组合AabBAaBbAb和aBAB和abAabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换基因重组的广义理解：(1)基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。(2)肺炎双球菌的转化也属于

7、基因重组。(3)基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。4、对基因重组的理解 三种类型的比较重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组DNA分子重组技术发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期体外与运载体重组和导入细胞内与细胞内基因重组发生机制同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组续表重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组DNA分子重组技术图像

8、示意 【友情提醒】基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。四基因突变和基因重组的区别和联系续表续表 【例2】下列有关基因重组的叙述，不正确的是() A非同源染色体上的非等位基因可以发生重组 B基因重组是生物变异的根本来源 C基因重组可能产生多种基因型 D生物通过有性生殖实现了基因的重组 B1.(2011广东)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM1，该基因编码金属内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是(双选)( ) A定向突变 B抗生素滥用 C金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D通过染色体交换从其他细菌获得耐药基

9、因BC【解析】抗生素的滥用是产生“超级细菌”的外因，抗生素相当于对细菌进行自然选择，导致了超强耐药性基因NDM1在该细菌中逐代积累，从而使NDM1基因编码较多的金属内酰胺酶，由此推测金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活，故C项正确。突变是不定向的，A项错误。细菌是原核生物，没有染色体，D项错误。 2.(2011安徽)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( ) A插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变 B替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变 C造成染色体断裂、缺失或

10、易位等染色体结构变异 D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代C【解析】放射性物质可诱发基因突变和染色体结构变异；131I不是DNA的组成元素；体细胞突变一般不能遗传给子代。 3.(2010福建卷)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位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( ) A处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GCC处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT 3.(2010福建卷)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位赖氨酸变为谷氨酸

11、。该基因发生的突变是( ) B【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上碱基排列顺序(GGGAAGCAG)。由于1169位赖氨酸(AAG)变为谷氨酸(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。4.(2011长郡中学高三复习)种群中产生大量的可遗传的变异，这些变异的产生是不定向的，其中的“不定向”不是指( )A变异不一定与环境变化的方向一致B各种变异不可能与环境变化的方向一致C变异不一定都适应环境D各种变异的方向不一

12、定相同B【解析】变异的不定向性，也就是变异后的个体在环境的适应性上可能出现优劣各不相同的个体，完全有可能出现与环境变化一致的个体。 5.(2011北京市昌平区高三上学期期末质量抽测)有关变异与进化的叙述，不正确的是( )A由二倍体西瓜培育出的三倍体无子西瓜属于可遗传的变异B基因突变有普遍性、随机性、低频性、不定向性和少数有害性等特性C当环境条件适宜时，生物种群的基因频率也可发生变化D利用生长素类似物的两重性原理制成的除草剂可导致杂草的基因频率定向改变B【解析】基因突变大多有害。 6.(2011长郡月考)自然界中，一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因：精氨酸苯丙氨

13、酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1：精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2：精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3：精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是( )A突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添B突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添C突变基因1为一个碱基替换，突变基因2和3为一个碱基的缺失D突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的缺失A【解析】基因突变是指基因中碱基对的替换、增添或缺失。通过三种突变基因与正常基因决定的蛋白质的部分氨基酸的序列比较可知：突变基因1与正常基因所决定的氨基

14、酸序列一致，说明其为个别碱基的替换，这属于中性突变；突变基因2与正常基因所决定的氨基酸序列大体上一致，只是苯丙氨酸变为亮氨酸，说明其也为个别碱基替换；突变基因3与正常基因所决定的氨基酸差别很大，只有精氨酸没变，说明该基因突变的位置很可能是在控制精氨酸的碱基之后增添或缺失了个别碱基，从而导致其后氨基酸序列不同。7.玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎、矮茎之分。完成下列题目：(1)种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过 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，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关结论，并回答问题。控制有关酶的合成来控制代谢，进而控制性状实验步骤：a在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌蕊、雄蕊套住，防止异株之间传粉。b雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。c雌蕊上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。实验预期及相关结论：a 。b 。问题：a预期最可能的结果： 。b对上述预期结果的解释： 。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子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长