XXXX高考生物广东专用上课使用不需修改一轮第讲

第20讲基因突变和基因重组

第21讲染色体变异第22讲人类遗传病第23讲杂交育种到基因工程第24讲生物的进化考能专项提升4生物的遗传、变异、育种与进化第七单元生物的变异、育种与进化返回目录高考纵览返回目录高考纵览返回目录高考纵览返回目录高考纵览返回目录高考纵览返回目录高考纵览返回目录1．教学建议：由于本单元所涉及基本概念较多，高考中基础知识和基本能力的考查仍为不变的主旋律，所以复习时要注意分析本单元中知识的重点、难点、考点和疑点的理解与分析。(1)关注主干知识点，加强基础知识的巩固、记忆和理解：①基因重组和基因突变是生物变异内容最为重要的两个概念，需充分理解掌握其概念的内容。②染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判断。③种群、种群基因库、种群基因频率、自然选择学说的要点、隔离、物种和共同进化等基本概念的联系与比较，如地理隔离与生殖隔离、自然选择学说各要点间的关系等。使用建议返回目录(2)育种常以某一作物育种为背景，综合考查有关诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种，因其与实践应用十分密切，是当前考试的重点。在教学中要让学生理解其原理，对各种育种方式的方法、步骤、优缺点及其典型实例要多运用比较的方法加以理解和掌握。(3)相关知识点之间的对比。关注热点材料、表格分析，提高学生提取信息和准确分析图表的能力。如人类遗传病：要求学生判断其所属的遗传病类型；给出某遗传病在具体家系中的遗传现象，要求判断该病所属的类型，同时复习时要注意列表比较和归纳，掌握各种类型遗传病的概念和特点。特别要注意教材中所介绍的几种典型病例及其遗传方式。

使用建议返回目录(4)重视实验探究：本单元有关低温诱导染色体数目加倍、调查研究人类遗传病的发病率和遗传方式、自然选择对种群基因频率变化的影响的实验探究都应该引起重视。要求学生明确实验的原理、步骤以及需要注意的问题，并能独立进行实验探究、分析评价。2．课时安排：本单元分为5讲，建议用12课时完成，各讲的讲授、习题分别用1课时，单元卷、滚动和讲解各1课时。使用建议第20讲基因突突变和基因因重组返回目录返回目录1．基因突突变的特征征和原因(Ⅱ)2.基因重组及及其意义(Ⅱ)考纲要求第20讲基基因突变变和基因重重组——知识梳梳理——一、基因突突变1.实例：：镰刀型细细胞贫血症症(1)病因因图解如下下：返回目录图7­20­­1第20讲基基因突变变和基因重重组(2)实例例要点归纳纳①图示中a、b、c过程分别别代表__________、________和________。突突变发生在在________(填字母母)过程中中。②患者贫血血的直接原原因是________异常常，根本原原因是发生生了________，碱基对对由突突变成成________。2．基因突突变的概念念概念：DNA分子中中发生碱基基对的________、________和和________，而引起起的__________的的改变。返回目录DNA复制转录翻译a血红蛋白基因突变替换增添缺失基因结构第20讲基基因突变变和基因重重组3．基因突突变的原因因、时间、、特点和意意义返回目录生物因素普遍性随机性低频性不定向性一般是有害害的，少数数有利第20讲基基因突变变和基因重重组导思：基因突变所所产生的变变异都可以以遗传给后后代吗？(请翻阅教教材必修2P80“基因突突变的实例例”)返回目录DNA复制有丝分裂间间期和减数数第一次分分裂前的间间期新基因生物变异生物进化第20讲基基因突变变和基因重重组二、基因重重组1．概念基因重组是是指在生物物体进行__________的过程程中，控制制________基因的重重新组合。。2．类型(1)减数数第一次分分裂的________期，，______________上的的非等位基基因的自由由组合。(2)减数数分裂形成成________时期，位位于____________上的等等位基因有有时会随着着________________的交换而而发生交换换，导致染染色单体上上的基因重重组。返回目录录有性生殖殖不同性状状的后非同源染染色体四分体同源染色色体非姐妹染染色单体体第20讲讲基因因突变和和基因重重组3．意义义基因重组组是________的来源源之一，，是形成成生物多多样性的的重要原原因，对对生物的的________也也具有重重要意义义。返回目录录生物变异异进化——网络构构建建——返回目录录第20讲基因因突变和和基因重重组——基础自自测测——判断正误误，对的的打“√√”，错错的打““×”。1．[2012·海南卷]基因的自自发突变变率虽然然很低，，但对进进化非常常重要。。()√[解析]单个基因因的自发发突变率率很低，，但由于于种群中中个体数数量较多多，基因因数目较较大，所所以就整整个物种种而言，，在漫长长的进化化历程中中产生的的突变还还是很多多的，由由于突变变为生物物进化提提供了原原始材料料，所以以对生物物进化有有重要意意义。返回目录录第20讲基因因突变和和基因重重组2．[2011·安徽卷]大剂量的的131I会直接插插入DNA分子中，，引起插插入点后后的碱基基序列发发生改变变。()×[解析]DNA分子中并并不含有有I元素，131I不会插入入DNA分子中，，但可以以引起DNA分子发生生碱基对对的增添添、缺失失或替换换。3．[2011·广东卷]抵抗多数数抗生素素的“超超级细菌菌”含有有超强耐耐药性基基因NDM－1，该菌耐耐药性产产生的原原因是定定向突变变。()×[解析]基因突变变是不定定向的，，细菌耐耐药性的的产生是是抗生素素对耐药药性基因因定向选选择的结结果。返回目录录第20讲基因因突变和和基因重重组4．[2011·江苏卷]DNA复制时发发生碱基基对的增增添、缺缺失或改改变，导导致基因因突变。。()√[解析]基因突变变是指DNA分子中发发生碱基基对的增增添、缺缺失或替替换，主主要发生生在DNA复制时。。5．[2011·江苏卷]非同源染染色体之之间发生生自由组组合，导导致基因因重组的的变异既既能发生生在有丝丝分裂过过程中，，也能发发生在减减数分裂裂过程中中。()×[解析]由于基因因重组引引起的变变异只能能发生在在有性生生殖减数数分裂产产生配子子的过程程中，有有丝分裂裂过程中中不存在在基因重重组。返回目录录第20讲基因因突变和和基因重重组6．突变后后的基因因和原来来的基因因在染色色体上的的位置相相同。()√[解析]基因突变变是基因因内部发发生碱基基对的增增添、缺缺失或替替换，所所以基因因突变不不会改变变基因的的位置。。返回目录录第20讲基因因突变和和基因重重组►考点点一基基因突变变的机理理、特征征及与性性状的关关系1．基因因突变的的机理基因因突突变变是是DNA分分子子中中发发生生碱碱基基对对的的增增添添、、缺缺失失或或替替换换而而引引起起的的基基因因结结构构的的改改变变。。其其发发生生机机理理如如图图7­­20­­2：：返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组图7­­20­­2拓展展：：①没没有有诱诱发发因因素素的的作作用用下下，，基基因因突突变变也也会会自自发发发发生生，，其其自自发发突突变变率率很很低低。。②基基因因突突变变是是DNA分分子子水水平平上上基基因因内内部部碱碱基基对对种种类类和和数数目目的的改改变变，，基基因因的的数数目目和和位位置置并并未未改改变变。。返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组2．．结结果果分分析析(1)引引起起生生物物性性状状的的改改变变如某某些些碱碱基基对对的的增增添添、、缺缺失失或或替替换换引引起起遗遗传传信信息息改改变变后后，，引引起起部部分分氨氨基基酸酸改改变变，，改改变变蛋蛋白白质质的的结结构构和和功功能能，，从从而而引引起起生生物物性性状状的的改改变变。。返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组(2)基基因因突突变变与与其其影影响响返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组(3)未未引引起起生生物物性性状状的的改改变变①不不具具有有遗遗传传效效应应的的DNA片片段段中中的的““突突变变””不不引引起起基基因因突突变变，，不不引引起起性性状状变变异异。。②若若碱碱基基对对替替换换前前后后所所对对应应的的氨氨基基酸酸未未发发生生改改变变(由由于于密密码码子子的的简简并并性性)，，蛋蛋白白质质的的结结构构与与功功能能不不变变，，生生物物性性状状不不改改变变。。③若若个个体体为为显显性性纯纯合合子子，，其其一一个个显显性性基基因因突突变变为为隐隐性性基基因因，，则则生生物物性性状状不不改改变变。。返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组例1[2012··广广东东卷卷]子子叶叶黄黄色色(Y，，野野生生型型)和和绿绿色色(y，，突突变变型型)是是孟孟德德尔尔研研究究的的豌豌豆豆相相对对性性状状之之一一。。野野生生型型豌豌豆豆成成熟熟后后，，子子叶叶由由绿绿色色变变为为黄黄色色。。(1)在在黑黑暗暗条条件件下下，，野野生生型型和和突突变变型型豌豌豆豆的的叶叶片片总总叶叶绿绿素素含含量量的的变变化化见见图图7­­20­­3。。其其中中，，反反映映突突变变型型豌豌豆豆叶叶片片总总叶叶绿绿素素含含量量变变化化的的曲曲线线是是________。。返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组图7­­20­­3(2)Y基基因因和和y基基因因的的翻翻译译产产物物分分别别是是SGRY蛋白白和和SGRy蛋白白，，其其部部分分氨氨基基酸酸序序列列见见图图7­­20­­4。。据据图图7­­20­­4推推测测，，Y基基因因突突变变为为y基基因因的的原原因因是是发发生生了了碱碱基基对对的的________和和________。。进进一一步步研研究究发发现现，，SGRY蛋白白和和SGRy蛋白白都都能能进进入入叶叶绿绿体体。。可可推推测测，，位位点点________的的突突变变导导致致了了该该蛋蛋白白的的功功能能异异常常，，从从而而使使该该蛋蛋白白调调控控叶叶绿绿素素降降解解的的能能力力减减弱弱，，最最终终使使突突变变型型豌豌豆豆子子叶叶和和叶叶片片维维持持““常常绿绿””。。返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组(3)水水稻稻Y基基因因发发生生突突变变，，也也出出现现了了类类似似的的““常常绿绿””突突变变植植株株y2，其其叶叶片片衰衰老老后后仍仍为为绿绿色色。。为为验验证证水水稻稻Y基基因因的的功功能能，，设设计计了了以以下下实实验验，，请请完完善善。。返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组图7­­20­­4返回回目目录录第20讲基基因因突突变变和和基基因因重重组组[答答案案](1)A(2)替替换换增增添添③③(3)(一一)突突变变植植株株y2用Y基基因因的的农农杆杆菌菌感感染染纯纯合合突突变变植植株株y2(二二)能能不不能能维维持持““常常绿绿””(三三)Y基基因因能能使使子子叶叶由由绿绿色色变变为为黄黄色色[解解析析](1)由由题题干干““野野生生型型豌豌豆豆成成熟熟后后，，子子叶叶由由绿绿色色变变为为黄黄色色””可可知知，，野野生生型型豌豌豆豆在在成成熟熟过过程程中中叶叶绿绿素素含含量量降降低低，，图图中中B曲曲线线在在第第6天天时时，，叶叶绿绿素素含含量量明明显显下下降降，，而而A曲曲线线变变化化相相对对较较小小，，所所以以A曲曲线线为为突突变变型型。。(2)根根据据图图7­­20­­4可可以以看看出出，，突突变变型型的的SGRy蛋白和野生生型的SGRY蛋白有3处处变异，①①处氨基酸酸由T变成成S，②处处氨基酸由由N变成K，可以确确定是该氨氨基酸对应应的碱基对对发生了替替换，③处处多了I、、L两个氨氨返回目录第20讲基因突突变和基因因重组基酸，所以以可以确定定是发生了了碱基对的的增添；从从图7­20­4中中可以看出出SGRY蛋白的第12和38个氨基酸酸所在的区区域的功能能是引导该该蛋白进入入叶绿体，，由于SGRy和SGRY都能进入叶叶绿体，说说明①②处处的突变没没有改变该该蛋白功能能；所以突突变型的SGRy蛋白功能的的改变是由由③处变异异引起。(3)欲欲通过转基基因实验验验证Y基因因“能使子子叶由绿色色变为黄色色”的功能能，首先应应培育纯合合的常绿突突变植株y2，然后用含含有Y基因因的农杆菌菌感染纯合合的常绿突突变植株y2，培育出含含有Y基因因的纯合植植株，观察察其叶片衰衰老过程中中的颜色变变化。实验验中为了排排除农杆菌菌感染对植植株的影响响，还需要要用含有空空载体的农农杆菌感染染常绿突变变植株y2作为对照。。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[点评]本题考查基基因突变的的机理以及及实验设计计的补充与与完善能力力。解答本本题需要明明确基因突突变的机理理是基因发发生了碱基基对的替换换、增添或或缺失，从从而引起基基因结构的的改变。若若某碱基对对发生替换换，则只改改变1个氨氨基酸的种种类或不改改变；若增增添(或缺缺失)某碱碱基对，则则不影响插插入(或缺缺失)前的的位置，却却影响插入入(或缺失失)后相应应氨基酸的的序列；如如果是增添添(或缺失失)三对及及其倍数的的碱基对数数，则只是是增加或缺缺失整数个个氨基酸，，影响相对对较小。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组探究：(1)DNA分子中中位点③至至少增加了了几个碱基基对？(2)一般般情况下，，高度分化化的细胞核核基因容易易发生这种种突变吗？？(1)由于于③处增加加了2个氨氨基酸，所所以至少增增加了6个个碱基对。。(2)基基因突变一一般发生在在DNA分分子复制时时，高度分分化的细胞胞不进行DNA复制制，故高度度分化的细细胞内该基基因不容易易发生基因因突变。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组变式题下列关于基基因突变的的叙述中，，错误的是是()A．基因突突变是生物物变异的根根本来源B．不同细细胞中基因因的自发突突变率不同同C．基因突突变只能产产生原基因因的等位基基因，而不不能改变基基因的位置置D．基因突突变的方向向与环境密密切相关返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[答案]D[解析]生生物变异异的根本来来源是基因因突变；基基因突变在在不同细胞胞中发生的的概率不同同，DNA分子有稳稳定的双螺螺旋结构，，正常状态态下的基因因突变概率率相对较低低，但在DNA复制制等解旋情情况下，暴暴露的单链链易发生突突变；基因因突变是不不定向的，，可以产生生一个以上上的等位基基因，但只只是原基因因的种类发发生了改变变，而不能能改变基因因的位置；；基因突变变是不定向向的，其突突变的方向向与环境没没有明确的的因果关系系。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组►考点二二基因重重组的类型型及其与基基因突变的的比较1．基因重重组类型的的比较返回目录第20讲基因突突变和基因因重组返回目录第20讲基因突突变和基因因重组返回目录第20讲基因突突变和基因因重组2.基因因突变与基基因重组的的比较返回目录第20讲基因突突变和基因因重组返回目录第20讲基因突突变和基因因重组例2在有丝分裂裂和减数分分裂的过程程中均可产产生的变异异是()A．DNA复制时发发生碱基对对的增添、、缺失或替替换，导致致基因突变变B．非同源源染色体之之间发生自自由组合，，导致基因因重组C．非同源源染色体之之间交换一一部分片段段，导致基基因重组D．同源染染色体之间间交换一部部分片段，，导致基因因重组返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[答案]A[解析]基基因突变变主要发生生在减数第第一次分裂裂前的间期期和有丝分分裂的间期期，A项正正确。非同同源染色体体自由组合合发生在减减数第一次次分裂后期期，不发生生在有丝分分裂时期，，B项错误误。C项中中，非同源源染色体之之间的交叉叉互换不是是基因重组组，而是染染色体结构构变异。D项中，同同源染色体体之间交换换一部分片片段发生在在减数第一一次分裂前前期，不发发生在有丝丝分裂时期期。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[点评]巧巧辨姐妹妹染色单体体上出现等等位基因的的原因：细细胞分裂图图像中经常常出现一条条染色体上上的姐妹染染色单体或或分裂后期期分开的姐姐妹染色单单体上存在在等位基因因的情况，，这种情况况的形成有有两种可能能，一种是是基因突变变，另一种种是减数分分裂过程中中，同源染染色体交叉叉互换，可可依照以下下方法进行行判断。(1)如果果可以确定定细胞是发发生有丝分分裂(如受受精卵分裂裂、洋葱根根尖细胞分分裂等)，，则只能是是由基因突突变造成的的。(2)如果果细胞是发发生减数分分裂，则可可能有基因因突变、非非姐妹染色色单体交叉叉互换两种种情况。①①如果题目目中涉及造造成姐妹染染色单体上上出现等位位基因的根根本原因是是什么，则则只考虑返回目录第20讲基因突突变和基因因重组基因突变；；如果由细细胞分裂间间期造成的的，则考虑虑基因突变变。②题目目中有×××分裂×××时期的提提示时，如如果由减数数第一次分分裂前期造造成的，则则考虑同源源染色体上上非姐妹染染色单体之之间交叉互互换。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组变式题[2013·皖南八八校联考]细胞分分裂过程实实质上是细细胞内染色色体的行为为变化过程程，下列配配子的产生生与减数第第一次分裂裂后期染色色体的异常常行为密切切相关的是是()A．基因型型为AaBb的个体体产生AB、Ab、、aB、ab四种配配子B．基因型型为DD的的个体产生生D、d的的配子C．基因型型为XaY的雄性个个体产生XaY的异常精精子D．基因型型为XBXb的雌性个体体产生XBXB的异常卵细细胞返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[答案]C[解析]基基因型为为AaBb的个体产产生AB、、Ab、aB、ab四种配子子是由于减减数第一次次分裂后期期同源染色色体彼此分分离，非同同源染色体体自由组合合的结果，，属于正常常的染色体体行为变化化；B项项主要是间间期基因突突变的结果果；C项是是由于减数数第一次分分裂后期，，XY染色色体进入同同一个细胞胞，从而导导致了XaY的异常精精子的产生生；D项是是由于减数数第二次分分裂异常所所致。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[备选理由]本题考查可可遗传的变变异和不可可遗传的变变异的判断断，由于该该知识点不不是新课标标课本的内内容，所以以正文没有有提及，此此题作为该该知识点的的补充。1.下列哪种是是不可遗传传的变异()A．正常夫妇妇生了一个个白化病儿儿子B．纯种红眼眼果蝇的后后代出现白白眼果蝇C．对青霉菌菌进行X射线照射后后，培育成成高产菌株株D．用生长素素处理得到到无子番茄茄返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[答案]D[解析]生物的变异异主要包括括不可遗传传的变异和和可遗传的的变异。其其中不可遗遗传的变异异是指仅由由环境因素素变化引起起的变异，，其遗传物物质并未发发生改变。。用生长素素处理得到到无子番茄茄，染色体体及其上的的遗传物质质未发生变变化，而是是利用生长长素促进果果实发育的的原理，故故该种变异异是不能遗遗传的。返回目录第20讲基因突突变和基因因重组[备选理由]本题考查基基因突变的的类型，基基因突变有有显性突变变和隐性突突变两种类类型，由于于篇幅限制制，正文中中没有提及及，通过此此题进行补补充。2．一只雌鼠的的一条染色色体上某基基因发生了了突变，使使野生型变