第1讲基因突变与基因重组-2022年高考一轮生物单元复习

第1讲基因突变与基因重组变异基因突变基因重组基因突变与基因重组的比较基因突变与基因重组a)温度在>30℃时b)温度在25℃时长翅品系幼虫在35℃条件下培养残翅幼虫在25℃条件下培养图2果蝇的长翅与残翅的遗传1.这是一种什么现象呢？可能是什么原因导致这种现象？图1西马拉雅兔的毛色变异c)温度在25℃时，将身体白色部分的毛拔掉，重新长出的是黑色的毛变异可能是环境引起，也可能是遗传物质改变引起2.你有什么好的方法证明你的观点呢？自交，观察子代表现型基因型环境（不遗传的变异）（改变）（改变）（改变）基因突变（可遗传的变异）诱因染色体变异基因重组可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异可以在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现辨析：可遗传变异不一定遗传给后代（）√一.变异类型的概述基因突变和染色体变异均属于_____，其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为___________，分子水平上发生的变异为___________________，只在减数分裂过程中发生的变异为_________，真、原核生物和病毒共有的变异类型为__________。突变染色体变异基因突变和基因重组基因重组基因突变二.基因突变请围绕“基因突变”构建相关知识网络(4min)生物因素（病毒等）物理因素（射线等）化学因素（亚硝酸等）诱发产生自发产生复制差错碱基改变主要有丝分裂间期减I前的间期不遗传后代有性生殖（配子）遗传后代无性生殖（体细胞）低频性随机性普遍性多害少利性不定向性(时间、部位)(生物界)(取决环境)(方向)(自然状态)产生新的等位基因生物变异的根本来源生物进化的原始材料碱基对替换、增添、缺失，基因结构改变生物性状改变？转录翻译病因分析：1直接原因是血红蛋白异常；2根本原因是基因突变(编码血红蛋白基因碱基的替换)光学显微镜能够观察到红细胞形状的变化1.实例——镰刀型细胞贫血症二.基因突变DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起

的改变。替换增添缺失基因结构【概念解读】辨析：某细胞的DNA分子中发生了碱基对的增添、缺失或替换，则说明该细胞一定发生了基因突变（）×二.基因突变1.改变的最小单位？2.基因数目发生改变了吗？种类呢？3.替换、增添、缺失，一般哪种突变影响最小？为什么碱基对数目不变、种类改变替换【概念解读】二.基因突变(1)囊性纤维化是一种由CFTR基因发生突变导致的遗传病，目前已发现CFTR基因有1600多种突变，都能导致严重的囊性纤维化,这一事实说明基因突变具有______________________等特点。(2)β-肌球蛋白重链基因突变可发生在该基因的不同部位，体现了基因突变的_______特点。(3)镰刀型细胞贫血症是由基因突变产生的一种罕见的遗传病，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是_______和___________。不定向性随机性________________________________理解特点多害少利性____________________低频性、多害少利性普遍性随机性(时间、部位)不定向性(方向)区分二.基因突变二.基因突变思考与讨论：1.基因突变是否会引起生物性状改变？2.基因突变是否会遗传给后代？(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；(1)基因突变发生在基因的非编码区(2)若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸（简并性）(3)若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a

(4)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。(1)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子遗传给后代。(2)有些植物可能通过无性生殖遗传给后代。有性生殖的生物，基因突变如果发生在体细胞有丝分裂过程中，一般不遗传给后代。现象分析：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

。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积累——由基因突变可联系的知识(1)联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链不稳定，容易发生碱基对的变化。(2)联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。(3)联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。(4)联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。某种动物(ZW型)Z染色体上的某个基因突变后的表达产物会导致胚胎发育停滞而死亡，W染色体上无该基因或其等位基因。下列关于该种突变的叙述错误的是(多选)A.若该突变为显性突变，则雌性个体产生的卵细胞不携带突变基因B.若该突变为显性突变，则该动物种群中雄性个体均为隐性纯合子C.若该突变为隐性突变，则该动物种群中雌、雄个体的数量相等D.若该突变为隐性突变，则雌、雄个体杂交，子代致死的均为雄性个体√√命题示例显性突变和隐性突变的判断方法(1)理论依据显性突变：aa→Aa当代表现隐性突变：AA→Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子)(2)判定方法①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.若后代全为突变型，则突变性状为显性。c.若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性。②让突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。1.范围：主要是_____生物的_____生殖过程中。2.实质：_____________________的重新组合。3.类型(1)自由组合型：减数第一次分裂的后期，随着同源染色体的分离，位于______________上的___________随非同源染色体的_________而发生重组(如图)。真核有性控制不同性状的基因非同源染色体非等位基因自由组合三基因重组(2)交叉互换型：减数第一次分裂的_______时期，____________的非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重组(如图)。四分体同源染色体三基因重组(3)基因工程重组型：目的基因经________导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如图)。4.基因重组的结果：产生___________，导致_________出现。5.基因重组的意义(1)基因重组是形成____________的重要原因。(2)基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。运载体新的基因型重组性状生物多样性三基因重组正误辨析(1)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(

)(2)原核生物不存在基因重组，而真核生物的受精过程中可进行基因重组(

)(3)亲代Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离(

)(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组(

)(5)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体也不存在基因重组(

)√××××重组类型自然状态下的基因重组人工参与导致的基因重组同源染色体上_非等位基因_间的重组非同源染色体上_非等位基因间的重组基因工程肺炎双球菌的转化发生时间减数第一次分裂_四分体

时期减数第一次分裂后期

体外目的基因与运载体重组和导入细胞内与细胞内基因重组体内、体外转化实验发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，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非等位基因_间重组目的基因经_运载体

导入受体细胞，导致受体细胞中基因_重组__S型_细菌的DNA与_R型_细菌的DNA重组图像示意比较项目基因突变基因重组本质时期结果发生频率发生对象意义联系基因结构的改变控制不同性状的基因的重新组合主要在细胞分裂间期减I后期、减I前期所有生物产生新基因产生新基因型生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义，形成生物多样性的重要原因自然状态下突变频率低有性生殖中非常普遍①均能使生物产生可遗传变异；②通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础。有性生殖的真核生物基因突变与基因重组的比较如图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？热点拓展提示图a细胞处于减数第一次分裂四分体时期。细胞中的1、2号染色体因交叉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。考向基因重组与减数分裂的综合辨析(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交叉互换吗？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间发生交叉互换。命题示例如图是一个基因型为AaBb的动物细胞在完成一次细胞分裂后产生的子细胞图像。下列相关叙述正确的是A.甲、乙两细胞均有2对同源染色体，2个染色体组B.甲、乙两细胞均处于减数第一次分裂后期C.甲细胞变异来自基因突变，乙细胞将出现染色体

变异D.甲、乙两细胞通过基因重组产生4种不同基因型的精细胞√网络构建1.豌豆的圆粒和皱粒是由R、r基因控制的一对相对性状，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。下列分析正确的是A.R基因插入一段800个碱基对

的DNA片段属于基因重组B.豌豆淀粉含量高、吸水涨大、呈圆粒是表现型C.在b过程中能发生A—T、C—G的碱基互补配对D.参与b过程的tRNA种类有20种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸√2.黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)，而甲基化不影响DNA复制。下列有关分析错误的是A.F1个体体色的差异可能与A基因甲基化程度有关B.碱基甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C.碱基甲基化不影响遗传信息的传递D.A基因中的碱基甲基化引起了基因突变√3.某XY型性别决定的野生型植物不抗除草剂(4－Bu)，甲组研究者对多株该植物进行辐射处理，然后让其随机传粉，在后代中筛选出甲品系抗4－Bu的雌、雄植株各一株(F1)，将F1杂交后，发现F2中约有

的个体不具有抗4－Bu的特性，抗4－Bu的个体中雌株、雄株约各占一半的数量。请回答下列问题：(1)研究者判定：抗4－Bu属于显性基因突变，理由是__________________________________________________________________________________________；相关基因A、a位于常染色体上，如果抗4－Bu的相关基因仅位于X染色体上，则________________________________________________________________________________________________。