高考生物一轮复习第七单元基因突变及其他变异生物的进化第1讲基因突变和基因重组课件

第1讲基因突变和基因重组课标考情——知考向核心素养——提考能课标要求1.概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变2.阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异生命观念基因突变、基因重组改变生物的性状，建立起进化与适应的观点科学思维通过比较与分类可遗传的变异，提高归纳与概括能力目录1自主学习·巩固基础2重难探究·素养达标3典题演练·破解高考知识点一基因突变［自主学习］1.基因突变的实例——镰状细胞贫血圆饼镰刀谷氨酸谷氨酸替换2.基因突变的相关知识归纳替换、增添或缺失

碱基序列间期间期等位基因体细胞复制新基因根本来源原材料普遍存在的随机不定向很低有害的常和基因突变联系的“热点”［自主检测］1.思考判断(1)用射线照射大豆使其基因结构发生改变，可获得种子性状发生变异的大豆。(

)(2)基因R复制时，R中的碱基对T—A被碱基对C—G替换可导致基因突变。(

)(3)R基因可突变为r基因，r基因还可能再突变为R基因。(

)(4)用激光、γ射线处理青霉菌可提高突变率。(

)(5)病毒、大肠杆菌及动植物都可发生基因突变。(

)(6)基因突变可决定生物进化的方向。(

)√√√√√×2.深挖教材(1)镰状细胞贫血是分子水平基因突变造成的，能否借助显微镜进行诊断？并说明理由。______________________________________________________________。(2)某植株发生基因突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。提示：能。可借助显微镜观察红细胞的形态是圆饼状还是镰刀状提示：该突变为隐性突变，且基因突变发生在该植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代知识点二基因重组［自主学习］有性生殖真核非等位基因非姐妹染色单体控制不同性状基因型生物多样性基因重组的三点提醒(1)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。(2)杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。(3)肺炎链球菌的转化实验、转基因技术等属于广义的基因重组。［自主检测］1.思考判断(1)受精过程中可进行基因重组。(

)(2)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。(

)(3)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。(

)(4)纯合子自交因基因重组导致子代性状分离。(

)(5)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦。(

)(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生基因突变和基因重组。(

)×××√√√2.热图导析如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请分析。(1)图a细胞处于什么时期？细胞中的1、2号染色体发生了什么变异？__________________________________________________________________________________________________。提示：图a细胞处于四分体时期(减数第一次分裂前期)。细胞中的1、2号染色体因互换发生了基因重组(2)图b细胞处于什么时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生哪种变异？______________________________________________________________________________________________________________________________。提示：图b细胞处于减数第一次分裂后期。该细胞名称为初级精母细胞。该时期细胞可发生非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组(3)二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗？为什么？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：不一定。二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时)，在四分体时期，会有一定数量的同源染色体的非姐妹染色单体发生互换基因突变［深度讲解］基因突变对生物性状的影响［考向预测］基因突变的特点及其对生物性状的影响(素养目标：生命观念)

科学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。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雌雄个体交配，所得F2中圆眼果蝇有450只、棒眼果蝇有30只。下列说法正确的是(

)突变基因ⅠⅡ碱基变化G→TCTT→C蛋白质变化有一个氨基酸与野生型果蝇的不同多肽链长度比野生型果蝇的长A.棒眼果蝇的出现是由于控制眼形的基因发生了碱基的替换和增添B.野生型果蝇控制眼形的基因中只有一个发生突变对性状无影响C.棒眼果蝇的出现说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状D.F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/16B

【解析】分析表中数据可知，基因Ⅰ发生的是一个碱基被另一个碱基替换，属于碱基的替换，基因Ⅱ发生的是3个碱基变成1个碱基，属于碱基的缺失，A错误；由F2果蝇中圆眼∶棒眼=450∶30=15∶1，可知基因Ⅰ、Ⅱ分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律，且只有为隐性纯合子时才能表现为棒眼，故只有一个基因发生突变对性状无影响，B正确；从表中分析可得，基因Ⅰ突变将导致蛋白质中一个氨基酸发生改变，基因Ⅱ突变导致蛋白质中肽链变长，但二者都无法判断这种蛋白质是酶还是与眼形相关的结构蛋白，C错误；F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/15=1/5，D错误。基因重组［深度讲解］1.基因重组的类型与发生机制重组类型非同源染色体上非等位基因间的重组同源染色体上非等位基因间的重组人工基因重组(转基因技术)发生时间减数分裂Ⅰ后期减数分裂Ⅰ四分体时期目的基因导入细胞后发生机制同源染色体分开，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的非等位基因间重新组合同源染色体上的非姐妹染色单体之间互换，导致染色单体上的基因重新组合目的基因经载体导入受体细胞，导致目的基因与受体细胞中的基因发生重组图像示意特点①只产生新基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合)；②发生于真核生物有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外)；③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多2.基因突变与基因重组的比较项目基因突变基因重组发生时期①有丝分裂前的间期；②减数第一次分裂前的间期①减数第一次分裂前期；②减数第一次分裂后期产生原因物理、化学、生物因素↓碱基的增添、缺失、替换↓基因结构的改变

互换、自由组合↓基因重新组合

项目基因突变基因重组意义①生物变异的根本来源；②为进化提供原材料；③形成生物多样性的根本原因①生物变异的重要来源；②丰富了进化材料；③形成生物多样性的重要原因之一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；③二者均可产生新的基因型，可能产生新的表型［考向预测］(一)基因重组类型及意义(素养目标：生命观念)1.下列关于基因重组的说法，正确的是(

)A.一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离的根本原因是基因重组B.多种精子和卵细胞之间多种组合方式使后代性状多样属于基因重组C.基因重组一般发生在有性生殖的个体体细胞增殖和生殖细胞产生过程中D.同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而交换属于基因重组D

【解析】一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离的根本原因是等位基因的分离，A错误；多种精子和卵细胞之间多种组合方式使后代性状多样，属于雌雄配子的随机结合，不属于基因重组，B错误；基因重组一般发生在有性生殖的个体减数分裂产生生殖细胞的过程中，不发生在体细胞增殖过程中，C错误；减数第一次分裂前期，同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而交换属于基因重组，D正确。(二)基因突变与基因重组的比较(素养目标：科学思维)2.下图是基因型为AaBb的某动物体内细胞分裂的图像，下列分析正确的是(

)A.甲图发生了互换B.乙图发生了基因重组C.丙图发生了染色体易位D.丁图发生了基因突变D

【解析】甲图细胞处于减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，发生了基因重组，并没有发生互换，A错误；乙图细胞处于有丝分裂后期，不发生基因重组，B错误；丙图细胞处于减数第二次分裂后期，据染色体的颜色可知，发生了互换(基因重组)，C错误；丁图细胞处于减数第二次分裂后期，A与a基因的染色体颜色相同，发生了基因突变，D正确。(三)基因突变与基因重组的判断(素养目标：科学思维)3.下面是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断不正确的是(

)A.甲细胞表明该动物发生了基因突变B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时可能发生了互换D.甲、乙、丙所产生的变异都一定能遗传给后代D

【解析】该生物的基因型为AABb，甲细胞中出现a基因，表明该动物发生了基因突变，A正确；乙细胞进行的是减数分裂，且该细胞中也含有a基因，表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变，B正确；根据丙细胞的基因和染色体颜色可知，该动物在减数第一次分裂时发生了互换，C正确；甲细胞进行的是有丝分裂，说明该细胞为体细胞，体细胞突变一般不遗传给后代，D错误。“三看法”判断基因突变与基因重组(1)“一看”亲子代基因型。①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变；②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或互换。(2)“二看”细胞分裂方式。①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果；②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或互换。(3)“三看”细胞分裂图。①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲；②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙；③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为互换(基因重组)的结果，如图丙。1.(2023年广东卷)中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是(

)A.p53基因突变可能引起细胞癌变B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究C

【解析】p53基因是抑癌基因，这类基因突变可能引起细胞癌变，A正确；p53基因是抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，B正确；circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快，C错误；circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D正确。2.(2022年福建卷)某哺乳动物的一个初级精母细胞的染色体示意图如下，图中A/a、B/b表示染色体上的两对等位基因。下列叙述错误的是(

)A.该细胞发生的染色体行为是精子多样性形成的原因之一B.图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因B发生了重组C.等位基因的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂D.该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab四种基因型的精细胞B

【解析】该细胞正在发生互换，原来该细胞减数分裂只能产生AB和ab两种精细胞，经过互换，可以产生AB、Ab、aB、ab四种精细胞，所以互换是精子多样性形成的原因之一，A正确；图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因b，基因a和B发生了重组，B错误；由于发生互换，等位基因的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂，C正确；该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab四种基因型的精细胞，且比例均等，D正确。3.(2021年天津卷)某患者被初步诊断患有SC单基因遗传病，该基