基因突變和基因重組(徐鵬程)

1、高考導(dǎo)航高考導(dǎo)航1.通過(guò)生活實(shí)例說(shuō)明基因突變通過(guò)生活實(shí)例說(shuō)明基因突變的概念。的概念。2.概述基因突變的特征和原因。概述基因突變的特征和原因。3.概述基因重組及其意義。概述基因重組及其意義。真題感悟真題感悟1. （2013海南卷）某二倍體植物染色體上的基因海南卷）某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位是由其等位基因基因B1突變而來(lái)的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是突變而來(lái)的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的B.基因基因B1和和B2編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同C

2、.基因基因B1和和B2指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳密碼指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳密碼D.基因基因B1和和B2可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配子中可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配子中D真題感悟真題感悟2.（2013上海卷）若不考慮基因突變，遺傳信息一上海卷）若不考慮基因突變，遺傳信息一定相同的是定相同的是( )A來(lái)自同一只紅眼雄果蠅的精子來(lái)自同一只紅眼雄果蠅的精子 B來(lái)自同一來(lái)自同一株紫花豌豆的花粉株紫花豌豆的花粉C來(lái)自同一株落地生根的不定芽來(lái)自同一株落地生根的不定芽 D來(lái)自同一來(lái)自同一個(gè)玉米果穗的籽粒個(gè)玉米果穗的籽粒C3 3. .（20112011海南海南1111）野生型大腸桿菌

3、能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，用射線(xiàn)）野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，用射線(xiàn)照射野生型大腸桿菌得到一突變株，該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)照射野生型大腸桿菌得到一突變株，該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)必須添加氨基酸甲后才能生長(zhǎng)。對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋?zhuān)缓侠頃r(shí)必須添加氨基酸甲后才能生長(zhǎng)。對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋?zhuān)缓侠淼氖堑氖茿.A.野生型大腸桿菌可以合成氨基酸甲野生型大腸桿菌可以合成氨基酸甲B.B.野生型大腸桿菌代謝可能不需要氨基酸甲野生型大腸桿菌代謝可能不需要氨基酸甲C.C.該突變株可能無(wú)法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶該突變株可能無(wú)法產(chǎn)生氨基酸甲合成所需的酶D.D.該突變株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失該

4、突變株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能喪失“漢水丑生的生物同行漢水丑生的生物同行”超級(jí)群大型公益活動(dòng)：歷年高考超級(jí)群大型公益活動(dòng)：歷年高考題題PPT版制作。本課件為公益作品，版權(quán)所有，不得以任版制作。本課件為公益作品，版權(quán)所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。何形式用于商業(yè)目的。2012年年1月月15日，漢水丑生標(biāo)記。日，漢水丑生標(biāo)記。B除上述題外，除上述題外， 2013福建福建卷卷T 5 A項(xiàng)，項(xiàng)，2013四川四川卷卷T 5D選項(xiàng)選項(xiàng) ，2013上海上海卷卷T17C選項(xiàng)選項(xiàng),2012年江蘇卷年江蘇卷T14，2012年海南卷年海南卷T24，2012年浙江卷年浙江卷T32，2012年廣東卷年廣東卷T2

5、8,等。等。近三年的高考中對(duì)基因突變和基因重組的考察在選擇題、簡(jiǎn)近三年的高考中對(duì)基因突變和基因重組的考察在選擇題、簡(jiǎn)答題中都有所體現(xiàn)。答題中都有所體現(xiàn)。考向分析考向分析一、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(guò)程中，基因中脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和發(fā)生改變，從而改變了。堿基對(duì)堿基對(duì)DNA有絲分裂有絲分裂化學(xué)化學(xué)排列順序排列順序遺傳信息遺傳信息學(xué)情反饋學(xué)情反饋4類(lèi)型：自然突變和突變。5特點(diǎn)：普遍性、性、多害少利性、 性、低頻性。6意義：是生物變異的

6、，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(duì)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。誘發(fā)誘發(fā)隨機(jī)隨機(jī)不定向不定向根本來(lái)源根本來(lái)源A/TT/A谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸1. 1. 基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生于基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生于DNADNA的復(fù)制時(shí)期，即細(xì)胞分裂的間期？的復(fù)制時(shí)期，即細(xì)胞分裂的間期？提示：提示： 在在DNA復(fù)制時(shí)，穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)首先解開(kāi)形成單鏈復(fù)制時(shí)，穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)首先解開(kāi)形成單鏈DNA，這，這時(shí)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(lái)的堿基

7、的穩(wěn)定性會(huì)大大下降，極易受到外界因素干擾使原來(lái)的堿基序列發(fā)生變化，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。序列發(fā)生變化，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。思考探討：思考探討：二、基因重組1概念：生物體在進(jìn)行生殖過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合。2類(lèi)型：(1)隨著 的自由組合，非同源染色體上的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)。有性有性非同源染色體非同源染色體等位基因等位基因非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(lái)源，是形成生物 的重要原因之一。多樣性多樣性2. 2. 基因突變和基因重組的研究水平相同嗎？基因突變和基因

8、重組的研究水平相同嗎？提示：提示： 不同，前者是分子水平，后者是細(xì)胞水平。不同，前者是分子水平，后者是細(xì)胞水平。思考探討：思考探討：考點(diǎn)一考點(diǎn)一基因突變基因突變考情考情解讀解讀 高考中多考查基因突變的特征、基因突變對(duì)肽鏈的影響等。另外高考中多考查基因突變的特征、基因突變對(duì)肽鏈的影響等。另外也可與也可與DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因表達(dá)、誘變育種等知識(shí)相聯(lián)系進(jìn)行綜的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因表達(dá)、誘變育種等知識(shí)相聯(lián)系進(jìn)行綜合考查。合考查?？键c(diǎn)精細(xì)考點(diǎn)精細(xì)答案：A【例例2】(2011安徽高考安徽高考)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素能力。

9、臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病。治療某些甲狀腺疾病。但大劑量的但大劑量的131I對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能可能直接直接 ( )A插入插入DNA分子引起插入點(diǎn)后的堿基序列改變分子引起插入點(diǎn)后的堿基序列改變B替換替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變分子中的某一堿基引起基因突變C造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異D誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代C解析解析本題以放射性同位素本題以放射性同位素131I為素材考查生

10、物的變異，意在為素材考查生物的變異，意在滲透輻射污染對(duì)人類(lèi)的影響，引導(dǎo)關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)和人類(lèi)健康。滲透輻射污染對(duì)人類(lèi)的影響，引導(dǎo)關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)和人類(lèi)健康。131I不能插入不能插入DNA分子中，也不能替換分子中，也不能替換DNA分子中的堿基，故分子中的堿基，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；大劑量的放射性同位素項(xiàng)錯(cuò)誤；大劑量的放射性同位素131I會(huì)導(dǎo)致基因突變或染色體會(huì)導(dǎo)致基因突變或染色體結(jié)構(gòu)的變異。上皮細(xì)胞屬于體細(xì)胞，發(fā)生基因突變后不會(huì)遺傳結(jié)構(gòu)的變異。上皮細(xì)胞屬于體細(xì)胞，發(fā)生基因突變后不會(huì)遺傳給下一代，故給下一代，故C項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納拓展歸納拓展1.基因突變與基因表達(dá)的聯(lián)系基因突變與基因表達(dá)的聯(lián)

11、系堿基對(duì)堿基對(duì)影響影響范圍范圍對(duì)氨基酸的影響對(duì)氨基酸的影響替換替換小小只改變只改變1個(gè)氨基酸或不改變個(gè)氨基酸或不改變?cè)鎏碓鎏泶蟠蟛迦胛恢们安挥绊懀绊懖迦胛恢煤蟮男蛄胁迦胛恢们安挥绊?，影響插入位置后的序列缺失缺失大大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序?.基因突變對(duì)性狀的影響(1)改變性狀原因：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。實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥。歸納拓展歸納拓展主要有下列幾種情況：一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡(jiǎn)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。突變成的

12、隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的種類(lèi)，但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。不具遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不引起性狀變異。（2）不改變生物的性狀）不改變生物的性狀歸納拓展歸納拓展歸納拓展歸納拓展3.3.基因突變對(duì)子代的影響：基因突變對(duì)子代的影響：(1)(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，一般不遺傳，但有些植物基因突變發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過(guò)無(wú)性生殖傳遞給后代?？梢酝ㄟ^(guò)無(wú)性生殖傳遞給后代。(2)(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，可以通過(guò)配子傳遞給后代。如果發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，可以通過(guò)配子傳遞給后代。(3)(3)基因突變的頻率比較：生殖

13、細(xì)胞體細(xì)胞；分裂旺盛的細(xì)胞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。停止分裂的細(xì)胞?？键c(diǎn)二考點(diǎn)二基因重組基因重組考情考情解讀解讀 高考中多與減數(shù)分裂密切聯(lián)系，也常與生物育種相結(jié)合進(jìn)高考中多與減數(shù)分裂密切聯(lián)系，也常與生物育種相結(jié)合進(jìn)行綜合命題。新高考中會(huì)延續(xù)這種命題方式，主要考查對(duì)基因行綜合命題。新高考中會(huì)延續(xù)這種命題方式，主要考查對(duì)基因重組概念的理解與分析。重組概念的理解與分析。【例例3】市學(xué)案市學(xué)案P106例例2答案：答案：B【例例4 4】2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)的卡佩奇和史密斯以及英國(guó)的埃文斯等3位科學(xué)家，以表彰他們?cè)凇盎虬邢颉奔夹g(shù)上的貢獻(xiàn)?！盎虬?/p>

14、向”又稱(chēng)“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 DDNA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。原理是基因重組?！敬鸢浮緽1.1.基因重組的廣義理解：基因重組的廣義理解：(1)(1)基因工程也屬于控制不同性狀的基因重新組合，屬于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。夠定向改變生物性狀。(2)(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬

15、于基因重組。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬于基因重組。(3)(3)基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的“質(zhì)質(zhì)”和和“量量”。歸納拓展歸納拓展2基因突變和基因重組的比較基因突變基因突變基因重組基因重組本質(zhì)本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀新性狀不同基因的重新組合，不產(chǎn)不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新基因生新基因，而是產(chǎn)生新基因型，使之性狀重新組合型，使之性狀重新組合發(fā)生時(shí)間發(fā)生時(shí)間及原因及原因細(xì)胞分裂間期細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿或自身生理因素引起的堿基互補(bǔ)配對(duì)差錯(cuò)或堿基對(duì)基互補(bǔ)配對(duì)差錯(cuò)或堿基對(duì)的丟失的丟失減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，同減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，同源染色體的非姐妹染色單體源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換，以及非同源染間交叉互換，以及非同源染色體上基因自由組合色體上基因自由組合條件條件外界條件的劇變和內(nèi)部因外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用素的相互作用不同個(gè)體的雜交，有性生殖不同個(gè)體的雜交，有性生殖過(guò)程中減數(shù)分裂過(guò)