2011高考生物一輪復(fù)習(xí)5-1基因突變和基因重組課件新人教版必修2

1、第1節(jié)　基因突變和基因重組,一、基因突變1．概念：由于DNA分子中發(fā)生的增添、缺失和替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變2．時(shí)期：復(fù)制時(shí)，包括間期及減數(shù)第一次分裂間期。3．原因：外因：某些環(huán)境條件(如物理、、生物因素)；內(nèi)因：DNA復(fù)制過程中，基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和發(fā)生改變，從而改變了。,①堿基對,②DNA,③有絲分裂,④化學(xué),⑤排列順序,⑥遺傳信息,4．類型：自然突變和突變。5．特點(diǎn)：普遍性、

2、性、多害少利性、 性、低頻性。6．意義：是生物變異的，為生物進(jìn)化提供了最初的選擇材料。7．實(shí)例：鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥?？刂坪铣裳t蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生改變，即DNA分子上的一個(gè)堿基對發(fā)生改變，由 變成 ，結(jié)果血紅蛋白多肽鏈中被代替，導(dǎo)致鐮刀型細(xì)胞貧血癥。,⑦誘發(fā),⑧隨機(jī),⑨不定向,⑩根本來源,?A/T,?T/A,?谷氨酸,?纈氨酸,1. 基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生于DNA的復(fù)制時(shí)期，即細(xì)胞分裂

3、的間期？,二、基因重組1．概念：生物體在進(jìn)行生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合。2．類型：(1)隨著 的自由組合，非等位基因也自由組合；(2)隨著同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉互換而使發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的 重新組合；(3)重組DNA技術(shù)。,?有性,?非同源染色體,?等位基因,?非等位基因,3．意義：為生物變異提供了極其豐富的來源，是形成生物的重要原因之一。,?多樣性,2. 基因

4、突變和基因重組的研究水平相同嗎？,思考探討提示：1．在DNA復(fù)制時(shí)，穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)首先解開形成單鏈DNA，這時(shí)DNA的穩(wěn)定性會(huì)大大下降，極易受到外界因素干擾使原來的堿基序列發(fā)生變化，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。2．不同，前者是分子水平，后者是細(xì)胞水平。,一、對基因突變的理解1．基因突變概念的整合,2．基因突變對性狀的影響(1)改變性狀①原因：突變間接引起密碼子改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)功能改變，影響生物性狀。②實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥。

5、(2)不改變性狀，主要有下列幾種情況：①一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡并性)，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí)，這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。,②突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。③某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的種類，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。④不具遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不引起性狀變異。,基因突變對子代的影響：(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以

6、通過無性生殖傳遞給后代。(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。(3)基因突變的頻率比較：生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞；分裂旺盛的細(xì)胞＞停止分裂的細(xì)胞。,1．基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法正確的是(　　)A．無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B．生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生突變C．突變只能定向形成新的等位基因D．突變對生物的生存往往是有利的,【解析】　基因突變的特點(diǎn)是普遍性、低頻性

7、、不定向性(多向性)、隨機(jī)性、多害少利性，所以B、C、D都不對?！敬鸢浮俊,2．(2009年長沙質(zhì)檢)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，突變和基因重組能產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，下列哪種變異現(xiàn)象不屬于此類突變的范疇(　　)A．黃色豌豆自交，子代表現(xiàn)為黃色、綠色B．紅眼果蠅中出現(xiàn)了白眼C．貓叫綜合征D．無子西瓜,【解析】　本題以生物進(jìn)化的原材料為核心命題點(diǎn)，考查了基因突變、染色體變異等知識點(diǎn)，綜合考查判斷、分析能力?！巴蛔兒突蛑亟M為生

8、物進(jìn)化提供原材料”中的突變是廣義的突變，包括基因突變和染色體變異，B屬基因突變，C、D屬染色體變異。A中綠色的出現(xiàn)屬隱性基因的純合，不屬于突變?！敬鸢浮俊,二、對基因重組的理解1．基因重組概念的整合基因重組的廣義理解：(1)基因工程也屬于控制不同性狀的基因重新組合，屬于非自然的基因重組，可以發(fā)生在不同種生物之間，能夠定向改變生物性狀。(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬于基因重組。(3)基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的“質(zhì)”

9、和“量”。,2．基因突變和基因重組的比較,基因重組的廣義理解：(1)基因工程也屬于控制不同性狀的基因重新組合，屬于非自然的基因重組，可以發(fā)生在不同種生物之間，能夠定向改變生物性狀。(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬于基因重組。(3)基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的“質(zhì)”和“量”。,2．基因突變和基因重組的比較,3．(2009年汕尾調(diào)研)2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國的卡佩奇和史密斯以及英國的埃文斯等3位科學(xué)家，以表彰他們在

10、“基因靶向”技術(shù)上的貢獻(xiàn)?！盎虬邢颉庇址Q“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替換生物某一基因的技術(shù)。它依據(jù)的遺傳學(xué)原理是(　　)A．基因突變　　　　　　B．基因重組C．染色體變異 D．DNA復(fù)制【解析】　定向替換生物某一基因，相當(dāng)于基因工程，基因工程的原理是基因重組?！敬鸢浮俊,4．(2010年南通第一次診斷)生物體內(nèi)的基因重組(　　)A．能夠產(chǎn)生新的基因 B．發(fā)生在受精作用過程中C．是生

11、物變異的根本來源 D．在同源染色體之間可發(fā)生,【解析】　生物體內(nèi)的基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，由于同源染色體分離非同源染色體自由組合，導(dǎo)致非同源染色體上非等位基因自由重組，也可發(fā)生在四分體時(shí)期同源染色體之間的交叉互換；生物變異的根本來源是基因突變?！敬鸢浮俊,(2009年高考江蘇卷)甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤(G)的N位置上帶有乙基而成為7－乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對，從而使DNA序列

12、中G—C對轉(zhuǎn)換成A—T對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通常可獲得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題。,(1)經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻，其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明這種變異為________突變。(2)用EMS浸泡種子是為了提高_(dá)___________，某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說明變異具有________。(3)EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變

13、化，而染色體的_____不變。(4)經(jīng)EMS誘變處理后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也可能攜帶有害基因，為了確定是否攜帶有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有________、________________。,(5)誘變選育出的變異水稻植株還可通過PCR方法進(jìn)行檢測，通常該植株根、莖和葉都可作為檢測材料，這是因?yàn)開_______________________________________________________________

14、________________________________________________________________________________。,【解析】　本題考查基因突變相關(guān)知識。(1)自交后代出現(xiàn)性狀分離的親本性狀為顯性；(2)水稻種子用EMS溶液浸泡后，再在大田種植，通?？色@得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株，所以EMS浸泡種子的作用是提高基因突變頻率，變異類型多種說明變異具有不定向性；(3)EMS誘導(dǎo)水稻

15、細(xì)胞的DNA發(fā)生變化，但是不影響染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目。(4)表現(xiàn)優(yōu)良的植株可能含有隱性突變基因，為確定該基因是否有害要先讓其表達(dá)出來，所以可用自交的方法，也可以用單倍體育種的方法來讓隱性基因表達(dá)出來，即花藥離體培養(yǎng)形成單倍體、秋水仙素誘導(dǎo)加倍形成二倍體；,(5)用EMS溶液浸泡水稻種子所以長成的突變植株的所有體細(xì)胞中都含相同的基因?！敬鸢浮俊?1)顯性　(2)基因突變頻率 不定向性　(3)結(jié)構(gòu)和數(shù)目　(4)自交　花藥離體培養(yǎng)形成單倍體、

16、秋水仙素誘導(dǎo)加倍形成二倍體　(5)該水稻植株體細(xì)胞基因型相同,基因突變對蛋白質(zhì)中氨基酸序列的影響(1)替換：影響范圍較小，只改變1個(gè)氨基酸或不改變；(2)增添和缺失：影響范圍較大，插入或缺失位置前的序列不受影響，插入或缺失位置后的序列受影響。,(2009年高考北京理綜卷)真核生物進(jìn)行有性生殖時(shí)，通過減數(shù)分裂和隨機(jī)受精使后代(　　)A．增加發(fā)生基因突變的概率　B．繼承雙親全部的遺傳性狀C．從雙親各獲得一半的DNA D．產(chǎn)

17、生不同于雙親的基因組合,【解析】　本題考查了遺傳變異的相關(guān)知識。進(jìn)行有性生殖的生物，其變異的主要來源是基因重組，即在減數(shù)分裂過程中，由于四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換或減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合而發(fā)生基因重組，使后代產(chǎn)生不同于雙親的基因組合。【答案】　D,受到物理、化學(xué)因素的影響，AA個(gè)體如果突變成Aa個(gè)體，則在當(dāng)代不會(huì)表現(xiàn)出來，只有Aa個(gè)體自交后代才會(huì)有aa變異個(gè)體出現(xiàn)，因此這種變異個(gè)體一旦

18、出現(xiàn)即是純合體。相反，如果aa個(gè)體突變成Aa個(gè)體，則當(dāng)代就會(huì)表現(xiàn)出性狀。因此我們可以選擇突變體與其他已知未突變體雜交，通過觀察后代變異性狀的比例來判斷基因突變的類型。對于植物還可以利用突變體自交觀察后代有無性狀分離來進(jìn)行顯性突變與隱形突變的判定。,刺毛鼠(2n＝16)背上有硬棘毛，體淺灰色或沙色，張教授在一封閉飼養(yǎng)的刺毛鼠繁殖中，偶然發(fā)現(xiàn)一只無刺雄鼠(淺灰色)，全身無棘毛，并終身保留無刺狀態(tài)。張教授為了研究無刺小鼠的遺傳特性，讓這只無刺

19、雄鼠與雌性刺毛鼠交配，結(jié)果F1全是刺毛鼠；再讓F1刺毛鼠雌雄交配，生產(chǎn)出8只無刺小鼠和25只刺毛鼠，其中無刺小鼠全為雄性。,(1) 張教授初步判斷：①該雄鼠無刺的原因是種群中基因突變造成的，而不是營養(yǎng)不良或其他環(huán)境因素造成的②控制無刺性狀的基因位于性染色體上。寫出張教授作出上述兩項(xiàng)判斷的理由：判斷①的理由_______________________；判斷②的理由_____________________。,(2) 若該淺灰色

20、無刺雄鼠基因型為BbXaY(基因獨(dú)立遺傳)，為驗(yàn)證基因的自由組合定律，則可用來與該鼠進(jìn)行交配的個(gè)體基因型分別為______________。(3)若該淺灰色無刺雄鼠的某精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生了一個(gè)BbbXa的精子，則同時(shí)產(chǎn)生的另外三個(gè)精子的基因型分別為________、Y、Y，這四個(gè)精子中染色體數(shù)目依次為____________ ，這些精子與卵細(xì)胞結(jié)合后，會(huì)引起后代發(fā)生變異，這種變異屬于________________ 。,【答案】　

21、( 1 ) ① 因?yàn)闊o刺的性狀可遺傳給后代，是可遺傳的變異，種群中常見種為刺毛鼠，出現(xiàn)無刺性狀最可能是基因突變的結(jié)果② 因?yàn)镕1刺毛鼠雌雄交配后代無刺性狀和性別相關(guān)連，故該基因位于性染色體上(2)bbXaXa　BbXAXa　bbXAXa　BbXaXa(3) BXa　10、8、7、7　染色體變異,1．(2009年高考福建卷)細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是(　　)A．染

22、色體不分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異B．非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組C．染色體復(fù)制時(shí)受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變D．非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,【解析】　有絲分裂和減數(shù)分裂都可以發(fā)生染色體不分離或不能移向兩極，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目變異；非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中；有絲分裂和減數(shù)分裂的間期都發(fā)生染色體復(fù)制，受誘變因素影響，可導(dǎo)致基因突變；非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)

23、構(gòu)變異可發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中，因此選B?！敬鸢浮俊,2．(2008年高考上海卷)人類鐮刀形細(xì)胞貧血癥發(fā)生的根本原因是(　　)A．基因突變　　　　　　　　B．染色體結(jié)構(gòu)變異C．基因重組 D．染色體數(shù)目變異,【解析】　人類鐮刀型貧血癥發(fā)生的根本原因是由于控制合成血紅蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生了改變，其中的一個(gè)堿基由T變成了A，這種變化稱為基因突變。其染色體的數(shù)目沒有發(fā)生變化，染色體的結(jié)構(gòu)也沒有改變，自

24、然條件下基因重組主要發(fā)生在有性生殖的過程中。所以本題選A?！敬鸢浮俊,3．( 2008年高考廣東理基卷)有關(guān)基因突變的敘述，正確的是(　　)A．不同基因突變的頻率是相同的B．基因突變的方向是由環(huán)境決定的C．一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變D．細(xì)胞分裂的中期不發(fā)生基因突變【解析】　基因突變的特點(diǎn)是不定向性、隨機(jī)性、少利多害性、低頻性、普遍性。【答案】　C,4．( 2008年高考廣東卷)如果一個(gè)基因的中部缺失了1個(gè)核苷

25、酸對，可能的后果是(多選)(　　)A．沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物B．翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止C．所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸 D．翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化,【解析】　題干中的“基因的中部缺失”這一信息非常關(guān)鍵，根據(jù)這一信息可判斷出基因會(huì)有蛋白質(zhì)產(chǎn)物，但可能造成翻譯在缺失位置終止或在缺失部位后的氨基酸序列、種類等發(fā)生變化?！敬鸢浮俊CD,5．( 2008年高考寧夏理綜卷)以下有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的