2020版高考生物總復(fù)習(xí)第七單元第19講基因突變與基因重組課件北師大版必修2.pptx

第19講 基因突變與基因重組,1.基因突變的實例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥,考點一 基因突變,GAA,GUA,DNA復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,翻譯,a,血紅蛋白,基因突變,2.基因突變的概念 DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失_的改變。 3.基因突變發(fā)生時間 主要發(fā)生在_(有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期)，也可因外來因素影響而隨機(jī)發(fā)生。,基因結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制時,4.誘發(fā)基因突變的因素(連線),答案 (1)C (2)A (3)B,5.基因突變的特點,普遍性,任何時期和部位,低頻性,不定向性,多害少利性,6.基因突變的結(jié)果和意義,等位基因,新基因,生物變異,原始材料,1.高考重組 判斷正誤 (1)有害突變不能成為生物進(jìn)化的原材料(2018江蘇卷，4B)( ) (2)用紫外線等處理青霉菌選育高產(chǎn)青霉素菌株與用甲基綠和吡羅紅對細(xì)胞染色觀察核酸分布所用核心技術(shù)相同(2016全國卷，2C)( ) (3)某二倍體植物染色體上的等位基因B1突變?yōu)锽2可能是由于堿基對替換或堿基對插入造成的(2013海南，22A改編)( ) (4)在誘導(dǎo)菊花莖段形成幼苗的過程中，不會同時發(fā)生基因突變與基因重組(2013四川高考，1C)( ),提示 (1) 無論基因突變是有利還是有害，均會改變基因頻率，為生物進(jìn)化提供原始材料。 (2) 前者應(yīng)用誘變育種技術(shù)，后者應(yīng)用染色劑著色技術(shù)。 (3) (4),2.教材拓展拾遺 據(jù)圖分析基因突變機(jī)理,(1)分別表示引起基因突變的什么因素？ 提示 物理、生物、化學(xué)。 (2)分別表示什么類型的基因突變？ 提示 增添、替換、缺失。 (3)為什么在細(xì)胞分裂的間期易發(fā)生基因突變？ 提示 細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA復(fù)制時需要解旋成單鏈，單鏈DNA容易受到內(nèi)、外因素的影響而發(fā)生堿基的改變。,(4)基因突變都能遺傳給有性生殖的后代嗎？為什么？ 提示 不一定；基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中時，可通過無性生殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代；基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過程中時，可通過有性生殖傳給后代。 (5)基因突變一定產(chǎn)生等位基因嗎？為什么？ 提示 不一定；真核生物基因突變一般可產(chǎn)生它的等位基因，而病毒和原核細(xì)胞中不存在等位基因，其基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。,重點串講整合 1.分析基因突變的發(fā)生機(jī)制,2.基因突變對蛋白質(zhì)或性狀改變的影響 (1)突變對肽鏈(或蛋白質(zhì))的影響 肽鏈不再合成(如基因突變致RNA聚合酶無法結(jié)合，從而無法轉(zhuǎn)錄) 肽鏈延長(如突變致終止密碼延后出現(xiàn)) 肽鏈縮短(如突變致終止密碼提前出現(xiàn)),(2)基因突變對蛋白質(zhì)的影響大小比較,(3)基因突變未引起生物性狀改變的4大原因 突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。 密碼子簡并性：若基因突變發(fā)生后，引起了mRNA上的密碼子改變，但由于一種氨基酸可對應(yīng)多種密碼子，若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對應(yīng)的是同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀不改變。 隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個Aa，此時性狀也不改變。 有些突變改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變。,3.顯性突變和隱性突變的判斷方法 (1)類型,(2)判定方法,圍繞基因突變的特點和原理考查科學(xué)思維的能力,1.(2018全國卷，6)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長。將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是( ),A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失 B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的 C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X D.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移,解析 突變體M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，說明其不能在基本培養(yǎng)基上生長是因為體內(nèi)不能合成氨基酸甲，原因可能是突變體M催化合成氨基酸甲所需要的酶活性喪失，A不符合題意；一般來說，大腸桿菌突變體的形成是基因突變的結(jié)果，B不符合題意；正常情況下，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能改變突變體N的遺傳物質(zhì)，也就不能使N轉(zhuǎn)化為X，C符合題意；細(xì)菌間可以發(fā)生DNA的轉(zhuǎn)移，使受體的遺傳特性發(fā)生改變，并且改變是可以遺傳的，因此，將兩個突變體在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，可能會長出大腸桿菌(X)的菌落，D不符合題意。 答案 C,2.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)突變型棒眼果蠅的出現(xiàn)與常染色體上的兩個基因發(fā)生突變有關(guān)，突變情況如下表所示。將突變型棒眼果蠅與野生型圓眼果蠅雜交，F(xiàn)1均為圓眼果蠅，F(xiàn)1雌雄交配，測得F2中圓眼果蠅有450只，棒眼果蠅有30只。下列說法正確的是( ),A.棒眼果蠅的出現(xiàn)是由于控制眼形的基因發(fā)生了堿基對的替換和增添 B.控制眼形的基因、中的一個基因發(fā)生突變對性狀無影響 C.棒眼果蠅的出現(xiàn)說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀 D.F2圓眼果蠅中純合子所占的比例為3/16 解析 分析表中數(shù)據(jù)可知，基因發(fā)生的是堿基對的替換，基因發(fā)生的是堿基對的缺失，A錯誤；由F2果蠅中圓眼棒眼151，可知基因、分別位于兩對同源染色體上，遵循自由組合定律，且只有隱性純合子才能表現(xiàn)為棒眼，故只有一個基因發(fā)生突變對性狀無影響，B正確；從表中分析可得，基因、突變都將導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但是無法判斷這種改變是酶的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致的，還是控制眼形的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)直接改變導(dǎo)致的，C錯誤；F2圓眼果蠅中純合子所占的比例為3/15，D錯誤。 答案 B,基因突變形式的快速確認(rèn),圍繞顯性突變與隱性突變的確認(rèn)考查批判思維的能力,3.(2016全國卷，32)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源?；卮鹣铝袉栴}： (1)基因突變和染色體變異所涉及到的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)。 (2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以_為單位的變異。,(3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變)，也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個體，則最早在子_代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子_代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子_代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子_代中能分離得到隱性突變純合體。 解析 (1)基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)改變，而染色體變異往往會改變基因的數(shù)目和排列順序，所以與基因突變相比，后者所涉及的堿基對數(shù)目會更多。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以個別染色體為單位的變異。(3)AA植株發(fā)生隱性突變后基因型變?yōu)锳a，而aa植株發(fā)生顯性突變后基因型也可變?yōu)锳a，該種植物自花受粉，所以不論,是顯性突變還是隱性突變，子一代為Aa時，在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三種，故最早可在子一代觀察到該顯性突變的性狀(A_)；最早在子二代中觀察到該隱性突變的性狀(aa)；顯性純合子和隱性純合子均出現(xiàn)于子二代，且隱性純合子一旦出現(xiàn)，即可確認(rèn)為純合，從而可直接分離出來，而顯性純合子的分離，卻需再令其自交一代至子三代，若不發(fā)生性狀分離方可認(rèn)定為純合子，進(jìn)而分離出來。 答案 (1)少 (2)染色體 (3)一 二 三 二,1.基因重組的概念及類型 (1)概念,考點二 基因重組,有性生殖,真核,控制不同性狀,(2)類型,減后,非等位基因,減前,2.基因重組的結(jié)果、意義及應(yīng)用,基因型,重組性狀,生物變異,生物進(jìn)化,生物多樣性,雜交,1.基因重組的類型解讀,(1)上述13依次代表哪類基因重組類型？ (2)請指出三類基因重組類型發(fā)生于何時期。類型3中導(dǎo)入了外源基因后，該基因在受體細(xì)胞中指導(dǎo)合成的產(chǎn)物為何未變？ 提示 (1)類型1交叉互換型，類型2自由組合型，類型3基因工程。 (2)類型1減前期，類型2減后期，類型3基因工程操作成功即可實現(xiàn)外源基因與受體細(xì)胞基因的重組。由于密碼子在不同生物中具有通用性，故導(dǎo)入外源基因后，該基因在受體細(xì)胞中仍表達(dá)相同產(chǎn)物。,2.某植株的一條常染色體發(fā)生圖示變異，含有該變異染色體的花粉不育，變異染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。以該植株為父本可以進(jìn)行測交實驗。請思考：,(1)圖示變異類型是什么？ (2)如果沒有其他變異，則測交后代應(yīng)表現(xiàn)什么性狀？推測依據(jù)是？ (3)如果測交后代中部分表現(xiàn)為另類性狀，你如何解釋？ 提示 (1)染色體變異 (2)由題意知，染色體缺失花粉不育，則正常情況下，該植物作父本只產(chǎn)生含b的配子，因此，測交后代均表現(xiàn)為白色。 (3)若測交后代中有部分個體表現(xiàn)為紅色性狀，說明父本產(chǎn)生部分配子含有B，這表明同源染色體非姐妹染色單體間可能發(fā)生了交叉互換，導(dǎo)致產(chǎn)生了含B的配子，從而導(dǎo)致部分子代出現(xiàn)紅色性狀。,直接考查基因重組類型、特點及判定,1.(2018海南卷，14)雜合體雌果蠅在形成配子時，同源染色體的非姐妹染色單體間的相應(yīng)片段發(fā)生對等交換，導(dǎo)致新的配子類型出現(xiàn)，其原因是在配子形成過程中發(fā)生了( ) A.基因重組 B.染色體重復(fù) C.染色體易位 D.染色體倒位,解析 在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的非姐妹染色單體之間對應(yīng)片段的交換導(dǎo)致基因重組；在減數(shù)第一次分裂的后期，非同源染色體的自由組合也能導(dǎo)致基因重組。染色體重復(fù)、染色體易位、染色體倒位屬于染色體變異。 答案 A,2.(2018河南八市第二次測評)基因重組是自然界中生物變異的主要來源。下列關(guān)于基因重組的敘述，正確的是( ) A.在R基因中插入了幾個核苷酸序列，該變異屬于基因重組 B.減數(shù)分裂過程中染色單體間部分片段的互換可導(dǎo)致基因重組 C.有性生殖過程中的基因重組會引起種群基因頻率的定向改變 D.含A基因的精子與含a基因的卵細(xì)胞的結(jié)合會導(dǎo)致基因重組 解析 在R基因中插入了幾個核苷酸序列，該變異屬于基因突變，A錯誤；自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變，C錯誤；受精作用的過程沒有發(fā)生基因重組，D錯誤。 答案 B,圍繞基因重組、基因突變考查科學(xué)思維能力,3.(2019山東齊魯名校調(diào)研)研究發(fā)現(xiàn)果蠅有一種儲存及利用能量的基因(Indy基因)，該基因變異后，可以對果蠅細(xì)胞級別的能量吸收進(jìn)行限制，即讓果蠅的細(xì)胞節(jié)食，進(jìn)而使果蠅的壽命明顯延長。而人類有著和果蠅類似的DNA序列。關(guān)于上述研究成果的敘述，正確的是( ) A.Indy基因變異后，果蠅體內(nèi)細(xì)胞將不再衰老 B.對Indy基因進(jìn)行誘變，一定可以使果蠅壽命明顯延長 C.Indy基因的正常表達(dá)能限制果蠅細(xì)胞級別的能量吸收 D.人類有可能研制出一種既能延長壽命又能控制體重的藥物,解析 依據(jù)題干信息可知，該基因突變后，使細(xì)胞節(jié)食，進(jìn)而延長果蠅壽命，但細(xì)胞仍會衰老，A錯誤；因基因突變具有不定向性，故對Indy基因進(jìn)行誘變后，不一定會使果蠅壽命延長，B錯誤；由題干信息可知該基因正常表達(dá)時會使細(xì)胞正常儲存和利用能量，基因變異后會導(dǎo)致細(xì)胞節(jié)食，C錯誤；依據(jù)基因變異后延長壽命的原理，人類可能研制出延長壽命和控制體重的藥物，D正確。 答案 D,4.如圖為二倍體生物處于不同分裂時期的兩種細(xì)胞，下列相關(guān)敘述錯誤的是( ),A.圖甲可能發(fā)生了基因突變或基因重組 B.圖乙可能發(fā)生了基因突變或基因重組 C.如果親代基因型為AA或aa，則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變 D.如果親代基因型為Aa，則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變或交叉互換 解析 圖甲細(xì)胞處于有絲分裂后期，有絲分裂過程不發(fā)生基因重組，A錯誤。 答案 A,“三看法”判斷基因突變與基因重組,澄清易錯易混強(qiáng)化科學(xué)思維,易錯易混,易錯點1 “DNA中堿基對的增添、缺失、改變”就是“基因突變”？ 點撥 DNA中堿基對的增添、缺失、改變基因突變 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。 有些病毒(如SARS病毒)的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA中堿基的增添、缺失、改變引起病毒性狀變異，廣義上也稱基因突變。,易錯點2 誤認(rèn)為基因突變只能在“誘發(fā)因素”下發(fā)生，且只能在“分裂細(xì)胞中于間期發(fā)生” 點撥 基因突變可在物理、化學(xué)或病毒等誘發(fā)因素下因DNA被損傷、堿基被改變等發(fā)生，但是，在沒有外來因素影響時，基因突變也會由于DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤、DNA的堿基組成發(fā)生改變等原因自發(fā)產(chǎn)生。基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期。,易錯點3 混淆基因突變“產(chǎn)生新基因”與“產(chǎn)生等位基因”，并認(rèn)為體細(xì)胞產(chǎn)生的突變一定“不遺傳給后代” 點撥 不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。進(jìn)行有性生殖時體細(xì)胞產(chǎn)生的突變不能遺傳給后代，但該突變可通過無性繁殖或“組織培養(yǎng)”遺傳給后代。,易錯點4 混淆基因重組與基因突變的常考“說詞” 點撥 歸納如下,深度糾錯 1.(2019安徽蕪湖模擬)如圖為某哺乳動物某個DNA分子中控制毛色的a、b、c三個基因的分布狀況，其中、為非基因序列。下列敘述正確的是( ),A.基因重組可導(dǎo)致a、b位置互換 B.若b、c基因位置互換，發(fā)生染色體易位 C.b中發(fā)生堿基對改變，可能不會影響該生物性狀 D.該DNA分子中發(fā)生堿基對替換屬于基因突變,解析 a、b基因位于同一條染色體上，a、b基因位置互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，不是基因重組，A錯誤；b、c基因位于同一條染色體上，二者位置互換，為染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位，不屬于易位，B錯誤