专题14 基因重组与基因突变

专题14基因重组与基因突变高考生物一、基因突变的实例与概念1.实例——镰刀型细胞贫血症(1)直接原因:血红蛋白分子的多肽链上发生了氨基酸的替换。(2)根本原因:控制血红蛋白合成的DNA分子中的碱基序列由正常的

突变为

,所以转录后相应mRNA中的密码子由GAA(谷氨酸)变成了GUA

(缬氨酸)。2.概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失

,而引起的基因结构的改变。知识清单考点1基因突变二、基因突变的原因、特点、结果与意义1.发生时期:主要发生在DNA复制时

(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)。类型

举例引发突变原因外因物理因素紫外线、X射线损伤细胞内DNA

化学因素亚硝酸、碱基类似物改变核酸碱基

生物因素某些病毒影响宿主细胞DNA内因

DNA分子复制偶尔发生错误

2.原因3.基因突变的特点(1)普遍

性:所有生物均可发生基因突变。(2)随机

性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子的任何部位。(3)低频

性:自然状态下,突变频率很低。(4)不定向

性:一个基因可以向不同方向发生突变产生复等位基因,还可能发生回复突变。

(如图所示)(5)多害少利

性:突变性状大多有害少数有利。4.基因突变的结果:产生一个以上的

等位基因

。5.三、基因突变对蛋白质与性状的影响1.基因突变对蛋白质的影响2.基因突变不一定导致生物性状改变原因:①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变,如AA→Aa,不会导致性状的改变。例1

(2016浙江杭州七校期中联考,27)下列有关基因突变的叙述中,正确的是

()①基因突变包括自然突变和诱发突变②在DNA复制中,碱基排列顺序发生差异,从而改变了遗传信息,产生基因突变③基因突变一般对生物是有害的,但是也有的基因突变是有利的碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列④基因自由组合使生物产生新基因A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③④解析只有基因突变才能产生新基因,④错误,故选B项。答案

B1.概念基因重组2.类型考点2基因重组类型发生时期实质自由组合型

减Ⅰ后

期非同源染色体上的

非等位基因

自由组合交叉互换型

减Ⅰ前

期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体交换而交换3.结果:产生新的基因型。4.意义(1)是

生物变异

的来源之一。(2)为

生物进化

提供材料。(3)是形成

生物多样性

的重要原因之一。例2

(2016黑龙江哈尔滨六中月考,7)以下各项属于基因重组的是

()A.基因型为Aa的个体自交,后代发生性状分离B.雌、雄配子随机结合,产生不同类型的子代个体C.YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型D.同卵双生姐妹间性状出现差异解析一对等位基因无法发生基因重组,A错误;基因重组发生在减数第一次分裂而非受精作用

过程中,B错误;基因重组指在生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因重新组合,C正

确;同卵双生姐妹遗传物质相同,其性状出现差异由环境引起,D错误。答案

C1.“表格法”对比基因突变与基因重组题型突破题型1基础判断类——基因突变与基因重组的辨析<方法诠释>项目基因突变基因重组发生时期主要发生在①有丝分裂间期②减Ⅰ分裂前的间期①减Ⅰ分裂后期②减Ⅰ分裂前期产生原因物理、化学、生物因素↓碱基对的增添、缺失、替换↓基因结构的改变交叉互换、自由组合↓基因重新组合应用诱变育种杂交育种联系①都使生物产生可遗传的变异②在长期进化过程中,通过基因突变产生新基因,为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础③二者均产生新的基因型,可能产生新的表现型

2.姐妹染色单体上等位基因来源的判断(1)根据细胞分裂方式

①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或交叉互换,如图乙。(2)根据变异前体细胞的基因型①如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或交叉互换。1.基因突变不一定都产生等位基因病毒和原核细胞的基因结构简单,基因数目少,而且一般是单个存在的,不存在等位基因。因此,

真核生物基因突变可产生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。2.基因突变不一定都能遗传给后代(1)基因突变如果发生在有丝分裂过程中,一般不能遗传给后代,但有些植物可能通过无性生殖

传递给后代。(2)基因突变如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。3.自然条件下基因重组发生在配子形成过程中,而不是受精作用发生时。例1

(2016福建福州八县联考,33)下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判

定每个细胞发生的变异类型,正确的是

()<易错易混>A.①基因突变②基因突变③基因突变B.①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组C.①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组D.①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组思路导引

解析图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期,A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经

过复制而得到的,图中①②的变异只能来自基因突变;③处于减数第二次分裂的后期,A与a的不

同可能来自于基因突变或减Ⅰ前期的交叉互换(基因重组),所以本题答案为C。答案

C1-1

(2016河北衡水中学期中,31)某动物的初级卵母细胞中,由一个着丝点相连的两条染色单体

所携带的基因不完全相同,其原因一定不是

()A.发生基因突变B.发生过交叉互换C.染色体结构变异D.发生了自由组合答案

D解析两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同的原因有三种可能:间期发生了基因突变、

四分体时期发生过交叉互换或发生过染色体结构变异。自由组合只发生在非同源染色体间,D

符合题意。1-2

(2016安徽皖江示范高中联考,16)下列关于基因突变和基因重组的叙述,错误的是

()A.基因重组是生物变异的根本来源B.基因重组能够产生多种基因型C.基因突变常常发生在DNA复制时D.基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换答案

A解析基因突变是生物变异的根本来源,A错误;基因重组能够产生多种基因型,不能产生新基

因,B正确;基因突变常常发生在DNA复制时,C正确;基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或

替换,D正确。1.可遗传变异与不可遗传变异及判断方法(1)可遗传变异与不可遗传变异①不可遗传变异

环境变化,遗传物质未变②可遗传变异

(2)判断方法

题型2实验探究类——区分不同变异类型<方法诠释>3.显性突变和隐性突变的判定(1)类型

(2)判定方法:①选取突变体与其他已知未突变体杂交,据子代性状表现判断。②让突变体自交,观察子代有无性状分离而判断。例2某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆,经基因检测,该突变性状为基因突变所致,有

两种可能:一是显性突变,二是隐性突变。请设计最简便的实验方案判定基因突变的类型。解析

2.基因突变和基因重组的判断方法答案让突变体自交,若自交后代出现性状分离,该突变为显性突变;若自交后代未出现性状分

离,该突变为隐性突变。2-1

(2016湖北荆州中学第一次月考,24)一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后,产生

的F1中野生型与突变型之比为2∶1,且雌雄个体之比也为2∶1,这个结果从遗传学角度可作出合

理解释的是

()A.该突变为X染色体显性突变,且含该突变基因的雌雄配子致死B.该突变为X染色体显性突变,且含该突变基因的雄性个体致死C.该突变为X染色体隐性突变,且含该突变基因的雄性个体致死D.X染色体片段发生缺失可导致突变型,且缺失会导致雌配子致死答案

B解析突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡,说明该雌性果蝇为杂合子,该突变可能为X染色体

显性突变,若含突变基因的雌配子致死,则子代中会出现一种表现型,且不会引起雌雄个体数量

的差异;如果该突变为X染色体显性突变,且含该突变基因的雄性个体致死,相关基因用D、d表

示,则子代为1XDXd(突变型♀)∶1XdXd(野生型♀)∶1XDY(死亡)∶1XdY(野生型♂),B项符合题意。若X染色体片段发生缺失可导致突变型,且缺失会导致雌配子致死,则子代中会出现一种表

现型,且不会引起雌雄个体数量的差异。2-2

(2016山东德州上学期期中,28)研究发现某野生型二倍体植株3号染色体上有一个基因发

生突变,且突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传。(1)据此判断该突变为

(显性/隐性)突变。(2)若正常基因与突变基因编码的蛋白质分别表示为Ⅰ、Ⅱ,其氨基酸序列如下图所示:

据图推测,产生Ⅱ的原因是基因中发生了

,进一步研究发现,Ⅱ的相对分子质量明

显大于Ⅰ,出现此现象的原因可能是