【知识精讲精研】高三生物一轮复习课件7.1-基因突变与基因重组

2.3

基因工程的应用

第七单元

生物的变异和进化第1课时

基因突变和基因重组课

标

要

求1.概述碱基的替换、增添或缺失会引发基因中碱基序列的改变。2.阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果。3.描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。中心法则碱基互补配对可以保证：遗传信息的精确传递子代与亲代之间的相似性。——遗传生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。

——变异变异能否遗传？病毒、原核生物进行无性生殖的真核生物进行有性生殖的真核生物只有基因突变只有基因突变和染色体变异基因突变、染色体变异、基因重组

各种生物可遗传变异的来源（仅环境环境条件改变引起）生物变异的类型思路：变异个体自交或与其他个体杂交

若此变异不再出现，为不可遗传变异；若此变异再次出现，为可遗传变异可遗传变异与不可遗传变异的判断思路：易错分析①“环境条件改变引起的变异”一定就是“不可遗传的变异”吗？

(填“一定”或“不一定”)。②可遗传变异

（填“不一定”、“一定”）都能通过有性生殖遗传。不一定不一定分析：如基因突变发生在动物的体细胞，一般不能通过有性生殖遗传给后代。而对于植物而言，可以通过植物组织培养技术（无性生殖）遗传给后代。1.实例分析：镰刀型贫血症

①.图示中a、b、c过程分别代表_______、____和____。突变通常发生在__(填字母)过程中,其原因是：

②.镰刀型贫血症形成的直接原因：根本原因：

。③.检测镰刀形细胞贫血症的方法有多种，可以采取的方法是

，还可以用

进行检测。④.镰刀型细胞贫血症体现了基因通过什么方式控制生物的性状？血红蛋白结构异常：组成血红蛋白分子的一条多肽链上，发生了氨基酸的替换（谷氨酸→缬氨酸）。基因突变，发生了碱基对替换（T-A替换成A-T)基因诊断显微镜观察红细胞形态基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状.皱粒/圆粒豌豆、囊性纤维病DNA复制转录翻译aDNA复制时双螺旋打开，结构不稳定，容易发生差错。考点一

基因突变考点一

基因突变替换增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

基因（DNA片段）A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起的

的改变。2、概念：增添缺失替换基因碱基序列(1)如碱基对的替换、增添、缺失发生在非基因区，不算基因突变(2)只改变基因的内部结构，不改变基因的数目和位置思考：上述几种突变的方式，哪种方式引起的变异最小？★思考：DNA碱基对的改变（基因突变）一定会引起生物的性状改变吗？原因：⑴突变后产生的新密码子与原密码子编码同一种氨基酸；(密码子的简并性,即绝大多数的氨基酸都有几个密码子)⑵发生隐性突变

，若为隐性突变,如AA中其中一个A→a,此时性状也不改变；⑶发生在基因的内含子部位或非编码区；⑷发生在非基因片段。基因突变与生物性状的关系基因突变一定改变遗传信息，但不一定改变蛋白质，也不一定改变生物性状基因突变对性状的影响①基因突变改变生物性状a、肽链无法合成（如：没有了起始密码）b、肽链延长或缩短（终止密码提前或延后出现）c、改变氨基酸的种类基因突变与生物性状的关系考点一

基因突变替换增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

基因（DNA片段）A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起的

的改变。2、概念：增添缺失替换基因碱基序列3、时间：可发生在生物个体发育的任何时期，但主要发生在DNA分子复制过程中，如：真核生物——主要发生在细胞分裂前的间期。基因突变的结果是产生

，一般是原来基因的等位基因不同生物的基因组成不同，病毒和原核生物的基因结构简单，基因数目少，而且一般不是

存在的，不存在

基因。因此，真核生物基因突变可产生

基因，而病毒和原核生物的基因突变产生的是

基因。新基因成对4、结果：等位等位新概念辨析：下图表示双链DNA分子上的若干片段，请据图判断：①DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变(

)②基因突变改变了基因的数量和位置(

)③基因突变的结果一定是产生等位基因(

)④基因突变在光学显微镜下不可见(

)⑤等位基因的碱基数量不一定相同（

）×××√√原核、病毒产生一个新基因

基因1非基因片段基因2

考点一

基因突变基因突变在生物界是普遍存在的。自然界突变率很低：10-5–

10-8多数有害,少数有利①普遍性:②随机性:④低频性:⑤多害少利性（有害性）：一个基因可以产生一个以上的等位基因

③不定向性：5、基因突变的特点：基因突变的方向和环境没有明确的因果关系14可发生在生物个体发育的任何时期，发生在细胞内不同的DNA上，同一个DNA分子的不同部位灰黄白黑⑥若发生在配子中——遵循遗传规律传递给后代若发生在体细胞中——一般不能遗传，但有些植物可以通过无性生殖遗传遗传性A．Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换，但不属于基因突变B．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有普遍性C．一个细胞周期中，分裂间期基因突变频率较高，主要是由于分裂间期时间相对较长D．若b、c分别控制果蝇的白眼、红宝石眼，则b、c为等位基因

1．(2022·海南海口高三期末)下图为果蝇体细胞中一个DNA分子上a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是(

)A6、基因突变产生的原因：

物理因素化学因素生物因素病毒和某些细菌等紫外线X射线其它各种辐射亚硝酸碱基类似物苯环类似物外因：DNA分子复制偶尔发生错误；内因：(原理是：损伤细胞内的DNA)主要是这些化学物质能改变核酸的碱基(病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA)课本P81-82主要在细胞分裂的间期(DNA分子复制时-即S期)7、发生时间及对后代的影响：课本P81(1)有丝分裂间期(2)减数分裂前的间期体细胞生殖细胞（对后代影响：但一般不能传给后代，某些植物可通过无性生殖传递给后代）（对后代影响：可以通过受精作用直接传给后代）如AA→Aa，（当代不表现，一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传）8、基因突变结果（1）显性突变：如aa→Aa（当代表现）（2）隐性突变：(是“质”的改变，而“量”未改变)(3)判定方法选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，根据子代性状表现判断。a．若后代全为野生型，则突变性状为隐性。b．若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性。（1）产生新基因的途径（2）生物变异的根本来源（3）生物进化的原始材料产生新基因形成新性状生物进化的原始材料基因突变生物变异的根本来源7.意义[深挖教材2.]基因突变频率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，但为何它仍可为生物进化提供原材料？对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有些突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。9、应用：诱变育种①定义：②过程：③优点：可以提高

，在较短时间内获得

。突变率更多的优良变异类型；大幅度地改良某些性状④缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料，具有一定盲目性处理萌发的种子或幼苗（分裂旺盛）原癌基因相应蛋白质活性过强突变或过量表达细胞癌变抑癌基因蛋白质活性减弱或失去活性突变细胞癌变细胞正常的生长和增殖所必需的。抑制细胞生长、增殖或促进细胞凋亡。致癌因子(1)细胞癌变的根本原因10.细胞的癌变原癌基因和抑癌基因发生了基因突变细胞无限增殖细胞恶性增殖提示：①原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因②不是只有癌细胞中才存在原癌和抑癌基因，正常细胞的DNA上也存在细胞的癌变21癌细胞特点：原因：原癌基因或抑癌基因突变正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因Ⅰ突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移原癌基因突变【思考·讨论】结肠癌发生的原因结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。下图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察分析癌细胞的特征。①能够无限增殖；②形态结构发生显著变化；③细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。

（2）癌变细胞的特征1.科学家研究发现突变型棒眼果蝇的出现与常染色体上的两个基因发生突变有关，突变情况如下表所示。已知赖氨酸的密码子为AAA、AAG，谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG。将突变型棒眼果蝇与野生型圆眼果蝇杂交，F1均为圆眼果蝇，F1雌雄交配，测得F2中圆眼果蝇有450只，棒眼果蝇有30只。下列叙述正确的是突破

强化关键能力突变基因ⅠⅡ蛋白质变化某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺多肽链长度比野生型果蝇的长A.突变基因Ⅰ的模板链中所发生的碱基变化为A→CB.导致Ⅱ中蛋白质变化的原因可能是突变基因Ⅱ的终止密码子延后出现C.控制眼形的基因Ⅰ、Ⅱ中的一个基因发生突变对性状无影响D.F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/16cT→GmRNA上存在密码子3/15棒眼为双隐2.我国利用航天技术在生物育种上取得了丰硕成果。下列关于太空育种的说法，正确的是A.太空育种是利用太空的强辐射、微重力等因素诱导基因发生重组B.太空育种可以有针对性地提高有利变异的频率C.在太空遨游过程中种子若产生新的基因，则代表形成了新的物种D.航天器搭载的通常是萌发的种子，原因是萌发的种子有丝分裂旺盛D3．正常结肠上皮细胞发生基因突变后，会转变为恶性增殖的癌细胞。下图为细胞癌变过程中细胞形态与基因的变化。有关叙述不正确的是(

)A．原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程B．据图可知，正常细胞至少要发生5个基因突变，才能转变为可扩散转移的癌细胞C．原、抑癌等基因突变导致细胞周期变短，蛋白质合成旺盛，细胞形态发生改变D．通过显微镜观察细胞表面糖蛋白的数量可作为判断细胞癌变的依据D4.图中的①②过程分别表示细胞癌变发生的两种机制，下列相关叙述正确的是（）A.原癌基因的作用主要是阻止细胞不正常的增殖B.只要原癌基因表达产生了正常蛋白质，细胞就不会癌变C.原癌基因和癌基因的基因结构不同D.抑制癌细胞DNA的解旋不会影响癌细胞的增殖C（1）病毒、大肠杆菌及动物和植物都可发生基因突变(

)（2）基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因(

)（3）基因突变产生的新基因不一定传递给后代(

)（4）人工诱变可以提高突变频率并决定基因突变的方向(

)（5）基因突变发生在生物个体发育的任何时期说明具有普遍性(

)（6）若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变(

)（7）与癌变有关的基因只存在于癌细胞中(

)（8）DNA分子中发生碱基对的改变就是基因突变（

）（9）观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置（

）√×√××××××易错辨析基因突变具有普遍性不定向性发生在体细胞不定向性随机性基因中基因诊断自发、普遍、随机性1、概念：生物体进行

生殖过程中,控制不同性状的基因

。2、类型3、意义①基因的自由组合:②交叉互换:______染色体上的_____基因的自由组合____染色体上（四分体中）的_______染色体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段③基因工程、肺炎链球菌转化过程

通过有性生殖实现基因重组，是生物变异的来源之一,是生物多样性的重要原因之一，对生物的进化有重要的意义。基因重组能否产生新的基因？有性重新组合非同源非等位同源非姐妹27考点二基因重组基因重组既不产生新基因，也不产生新性状，但能产生新的基因型和表型。考点二

基因重组4、应用：杂交育种：①概念：课本P13人们有目的地将具有优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。例如既抗倒伏又抗锈病的纯种小麦的选育：抗倒伏易感病抗倒伏易感病过程：杂交→F1→自交→F2，筛选，连续自交，筛选考点二

基因重组5、杂交育种：②优点：操作简便，可以集中优良性状，获得杂种优势③缺点：周期长，过程繁琐最简便的育种方式4.基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图。下列叙述正确的是A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子C.B(b)与D(d)之间发生重组，遵循基因自由组合定律D.非姐妹染色单体发生互换导致了染色体结构变异B突破

强化关键能力3.基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像，下列说法正确的是A.图甲中基因a最可能来源于染色体的互换B.图乙中基因a不可能来源于基因突变C.丙细胞产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异D.图丁中基因a的出现最可能与基因重组有关D突破

强化关键能力有丝分裂后期减数分裂Ⅱ中期丙细胞产生的2个子细胞中，一个多一条染色体，一个少一条染色体基因突变可能基因突变染色体数目变异减数分裂Ⅱ后期基因a出现的原因可能