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

基础课时案21基因突变与基因重组2016备考·最新考纲 1．基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。一、基因突变1．基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症2．基因突变要点归纳3．诱发基因突变的因素(连一连)4．判断正误 (1)在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(2013·四川高考) () (2)基因突变的频率很低，种群每代突变的基因数不一定很少 () (3)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DNA复制时均可发生基因突变 () (5)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变 ()(6)基因突变是DNA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()答案(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√深度思考 基因突变对生物除了有害，就是有利，对吗？ 提示不对。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，有的突变对生物既无害也无利，是中性的。(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，则突变对生物既无害，也无利。)二、基因重组1．实质 控制不同性状的基因

。重新组合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交叉互换转基因3．结果 产生新的

，导致

出现。4．意义 基因重组的结果是导致生物性状的

， 为

和

提供丰富的物质基础。基因型重组性状多样性动植物育种生物进化5．判断正误 (1)受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。 () (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致基因重组 () (5)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离 () 答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×深度思考 如图a、b为二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请思考： (1)图a处于何种时期？图中的1、2号染色体发生了何种变异？ (2)图b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组合图？提示(1)图a处于四分体时期，图中1、2号染色体曾因交叉互换发生了基因重组。(2)图b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组合图如图所示。

解析X射线既可改变基因的碱基序列引起基因突变，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。答案D【典例2】(2013·上海卷)编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶X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确的是 ()A．状况①一定是因为氨基酸序列没有变化B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加解析某个碱基被替换，状况①氨基酸的序列可能发生了变化。状况②X与Y氨基酸的数目相等，肽键数可能不变。状况③Y与X的氨基酸数目比小于1，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tRNA的种类增加。答案C思维发散就“插入”、“缺失”、“替换”而言，哪类碱基序列改变导致的变异幅度更大？有无例外？提示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)，影响相对较小，但碱基对增添、缺失将引发改变部位之后的“连锁反应”，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3或3的倍数个碱基，则影响也可能较小。1．图解基因突变机制3．基因突变对性状的影响 (1)基因突变可改变生物性状的4大成因 ①基因突变可能引发肽链不能合成； ②肽链延长(终止密码子推后出现)； ③肽链缩短(终止密码子提前出现)； ④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。(2)有些基因突变并不能改变生物性状，其原因如下：①基因不表达；②密码子改变但其决定的氨基酸不变；③有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变；④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；⑤基因突变发生在精子的细胞质基因中；⑥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。易错警示！与基因突变有关的7个易错点 (1)原核生物及病毒DNA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，但却不一定引起生物性状的改变。 (3)基因突变是DNA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。(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。(6)基因突变不只发生在分裂过程中(已分化的细胞也可能被诱发基因突变)。(7)RNA病毒中，基因突变指RNA中碱基的改变、增添和缺失，其突变率远大于DNA的突变率。

[跟进题组]1．(2014·山东济宁一模，3)小白鼠体细胞内的6号染色体上有P基因和Q基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如下图，起始密码子均为AUG。下列叙述正确的是 ()A．若箭头处的碱基突变为T，则对应反密码子变为UAGB．基因P和基因Q转录时都以b链为模板合成mRNAC．若基因P缺失，则该小白鼠发生了基因突变D．基因P在该动物神经细胞中数目最多时可有4个解析起始密码子均为AUG，对应DNA模板链碱基为TAC，故基因P以b链为模板链，基因Q以a链为模板链，故B错。基因Q对应密码子为AUG、GUC、UCC。箭头处的碱基突变为T，对应密码子突变为AUC，则反密码子变为UAG，故A正确。若基因P缺失，则该小白鼠发生了染色体结构变异(缺失)，故C错。动物神经细胞不再分裂，基因不再复制，故最多有2个基因P，在1对同源染色体上，故D错。答案A2．(2014·四川成都外国语学校二模，3)某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，该小组成员设计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 B．将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让它们自交)，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，观察后代的性状表现 D．以上方案都不合理解析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，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起的不可遗传的变异，故选B。答案B考点二基因重组[典例引领]【典例1】

(福建高考)细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() 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基因重组仅发生于减数分裂过程中。答案B互动探究除本题B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？提示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。【典例2】(2014·苏北四市一模)下列关于基因重组的叙述，错误的是() A．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 C．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解析基因重组通常发生在有性生殖的过程中，A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的变异中的一种，B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，C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，D错误。答案D1．比较基因突变与基因重组比较基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，改变了基因的“质”，但未改变基因的量，可能出现新性状原有基因的重新组合，产生了新的基因型，但没有产生新基因，也不会产生新性状，只是原有性状重新组合时期、原因有丝分裂间期、减数第一次分裂间期，DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换减数第一次分裂四分体时期的交叉互换、减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用有性生殖过程中的减数分裂适用范围所有生物均可发生(包括病毒)，具有普遍性真核生物有性生殖的核基因遗传(通常也适用于基因工程)发生概率很小非常大应用通过诱变育种可培育新品种通过杂交育种可培育出新的优良品种2.关注基因突变和基因重组的意义比较项目基因突变基因重组生物变异生物变异的“根本”来源生物变异的“重要”来源生物进化为生物进化提供原始材料为生物进化提供“丰富”的材料生物多样性形成生物多样性的“根本”原因形成生物多样性的“重要”原因之一

[跟进题组]1．下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于() A．基因重组，不可遗传变异 B．基因重组，基因突变 C．基因突变，不可遗传变异 D．基因突变，基因重组解析甲过程中的“a”基因是从“无”到“有”，属于基因突变，而乙过程中的A、a、B、b基因是已经存在的，只是进行了重新组合。答案D2．(2014·海淀二模)突变基因杂