高考生物一輪復(fù)習(xí)課件：基因突變和基因重組

目錄CONTENTS2025屆第一輪復(fù)習(xí)第7單元·生物的變異、育種與進(jìn)化第20講

基因突變和基因重組一、基因突變的實(shí)例（含細(xì)胞癌變）、原因、特征。二、舉例說明基因重組類型、意義及應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究基因突變類型與可遺傳變異的來源。課本：必修二P80-86，P97【新舊對(duì)比】增①思維訓(xùn)練“分析相關(guān)性”②金魚的養(yǎng)殖和培育。

改：①鐮狀細(xì)胞貧血名稱修改；②基因突變的概念；

③基因突變的特點(diǎn)改為小字。

移：細(xì)胞癌變由必修1移到本節(jié)。

什么是變異？手術(shù)后手術(shù)前【思考】通過整容，單眼皮成為雙眼皮，這種變異能遺傳嗎？探究：長翅果蠅幼蟲若25oC長翅果蠅若35oC—37oC長翅果蠅

+殘翅果蠅（少量）環(huán)境引起？基因突變？思路：讓這些殘翅果蠅相互交配產(chǎn)卵，在25℃下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察子代果蠅翅的類型。結(jié)果預(yù)測：若子代全為長翅果蠅，則是環(huán)境影響的結(jié)果；若子代有殘翅果蠅出現(xiàn)，則是基因突變的結(jié)果。表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境【問題探討】神奇的太空帶貨神舟五號(hào)帶了1公斤植物種子；神舟六號(hào)帶了秋海棠和燈盞花等植物種子；神舟七號(hào)帶了87個(gè)品種的蔬菜種子；神舟八號(hào)帶了如紅豆杉、橄欖種子；神舟九號(hào)帶了云南普洱茶種子；神舟十號(hào)帶了人參種子......神舟十二號(hào)，航天員們帶了29.9克的南靖蘭花種子和15克浙江江山黃精種子等一起遨游太空。之所以帶種子上太空是因?yàn)橐M(jìn)行航天育種討論：1.航天育種的生物學(xué)原理是什么?基因突變2.基因突變是怎樣產(chǎn)生的呢？

在太空特殊環(huán)境中，DNA復(fù)制時(shí)，因受到高輻射或微重力影響，堿基的互補(bǔ)配對(duì)易出現(xiàn)差錯(cuò)而發(fā)生基因突變。誘變育種一、基因突變“關(guān)鍵詞”基因A基因B非基因片段替換缺失增添基因突變改變的是什么？不變的是什么？可能改變的是什么？基因的結(jié)構(gòu)基因的數(shù)量和位置性狀（表型）發(fā)生在什么時(shí)期？A.有絲分裂間期體細(xì)胞（一般不能傳給后代）B.減數(shù)分裂前的間期生殖細(xì)胞（傳遞給后代）植物體細(xì)胞發(fā)生的基因突變，可通過無性生殖遺傳（如植物組織培養(yǎng)、塊莖塊根的繁殖，扦插、嫁接等。）DNA復(fù)制時(shí)此時(shí)，DNA雙螺旋打開，穩(wěn)定性大大降低，易受到外界因素的干擾而發(fā)生復(fù)制錯(cuò)誤。原因分析基因突變≠DNA中堿基對(duì)的增添、缺失、替換一、基因突變2.基因突變的原因：內(nèi)因：生物因素：提高突變頻率，用于誘變育種紫外線、X射線及其他輻射。亞硝酸、堿基類似物等某些病毒的遺傳物質(zhì)等。外因DNA復(fù)制出現(xiàn)“差錯(cuò)”（或損傷后的修復(fù)錯(cuò)誤）物理因素：（能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA）化學(xué)因素：（能改變核酸的堿基）（能影響宿主細(xì)胞的DNA）（誘發(fā)突變）（自發(fā)突變）一、基因突變3.實(shí)例：鐮狀細(xì)胞貧血(教材P80-81)

資料：1910年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，癥狀是發(fā)燒和肌肉疼痛，經(jīng)查，他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種貧血癥，紅細(xì)胞是彎曲的鐮刀狀。后來，人們就把這種病稱為鐮刀型細(xì)胞貧血癥。1928年，人們了解到這是一種遺傳病。這種病的遺傳方式？閱讀P81“思考與討論”這種病是怎樣形成的呢？常.隱無中生有為隱性隱性遺傳看女病一、基因突變3.實(shí)例：鐮狀細(xì)胞貧血(教材P80-81)血紅蛋白基因正常血紅蛋白正常紅細(xì)胞正常(圓餅狀)ＧＡＡ正常mRNA血紅蛋白基因異常血紅蛋白異常紅細(xì)胞異常(鐮刀狀)異常mRNAＧＵＡ根本原因：基因突變直接原因：紅細(xì)胞β珠蛋白第六位谷氨酸被纈氨酸替代，形成異常的血紅蛋白

鐮刀狀紅細(xì)胞易破裂,使人患溶血性貧血一、基因突變4.基因突變的特點(diǎn)：材料1：生活中隨處可見突變性狀，如細(xì)菌出現(xiàn)耐藥性，棉花出現(xiàn)短

果枝，果蠅出現(xiàn)白眼，家鴿出現(xiàn)灰紅色羽毛，人類出現(xiàn)多指。特點(diǎn)1：普遍性材料2：人的受精卵可能會(huì)發(fā)生基因突變，幼兒到老人的不同階段都可能

會(huì)發(fā)生基因突變。特點(diǎn)2：隨機(jī)性材料3：常染色體上控制小鼠毛色的灰色基因（A+）可以突變成顯性黃色

基因（AY），也可以突變成隱性黑色基因（a）不定向性大腸桿菌組氨酸缺陷型基因突變率為2×10－６果蠅的白眼基因突變率為4×10－5玉米的皺縮基因突變率為1×10－６低頻性材料5：基因突變中，有利突變多，還是有害突變多？多害少利性材料4：（發(fā)生的范圍）（時(shí)間、位置）歸納：準(zhǔn)確理解基因突變的特點(diǎn)①普遍性②隨機(jī)性

a.時(shí)間上——可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；b.部位上——可以發(fā)生在不同細(xì)胞中；可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同DNA分子上；可以發(fā)生在同一DNA分子的不同部位。體細(xì)胞或生殖細(xì)胞一條染色體上的非等位基因④不定向性：可以發(fā)生不同方向的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因③突變頻率很低【注意】不一定都產(chǎn)生等位基因。如病毒和原核細(xì)胞不存在等位基因，產(chǎn)生的是新基因?；蛲蛔兎较蚺c環(huán)境無明顯因果關(guān)系⑤多害少利性中性突變、有利突變、有害突變基因突變的有利與有害取決于生物的生存環(huán)境。填

空若兩種突變品系是由一對(duì)等位基因突變導(dǎo)致的，則體現(xiàn)了基因突變的

性。若兩種突變品系是由不同對(duì)等位基因突變導(dǎo)致的，則體現(xiàn)了基因突變的

性。隨機(jī)不定向一、基因突變5.基因突變的意義：基因突變產(chǎn)生新基因的途徑生物變異的根本來源產(chǎn)生新性狀生物進(jìn)化的原始材料新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料。ＡＡ甲

乙丙

丁基因序列發(fā)生堿基的替換，不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變（密碼子的簡并性）。結(jié)論:探究1：編碼蛋白的基因中堿基的替換，是否一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變？模版鏈思考：

如果發(fā)生堿基的增添或缺失,是否也會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，從而引起性狀的改變呢?[探究2]若基因發(fā)生一個(gè)堿基的增添或缺失，多肽的氨基酸序列

是否也會(huì)發(fā)生改變？肽鏈長度呢？性狀呢？若插入C思考1：增添（缺失）3個(gè)連續(xù)堿對(duì)對(duì)氨基酸序列的影響是大還是??？丟失T還可使肽鏈變“長”或變“短”思考2：基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是否可見？怎么知道基因發(fā)生突變了呢？還可參考書P62DNA雜交技術(shù)[探究3]基因突變對(duì)與性狀的影響1.基因突變可改變生物性狀的4大成因：①基因突變可能引發(fā)肽鏈不能合成；②肽鏈延長（終止密碼子推后出現(xiàn)）；③肽鏈縮短（終止密碼子提前出現(xiàn)）；④肽鏈中氨基酸種類改變；以上改變會(huì)引發(fā)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變，進(jìn)而引發(fā)生物性狀的改變。2.基因突變沒有引起生物性狀改變的4大成因：①突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)或編碼區(qū)的內(nèi)含子中②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(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子，若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對(duì)應(yīng)的是同一種氨基酸，此時(shí)突變基因控制的性狀不改變。③隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個(gè)A→a，此時(shí)性狀也不改變。④有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變。與基因突變聯(lián)系的“熱點(diǎn)”細(xì)胞癌變生物進(jìn)化原癌基因或抑癌基因發(fā)生基因突變可能引起細(xì)胞癌變細(xì)胞分裂遺傳育種誘變育種就是利用基因突變的原理進(jìn)行的在細(xì)胞分裂前的間期，DNA復(fù)制時(shí)，DNA分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對(duì)的變化基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供豐富的原材料P82思考.討論結(jié)腸癌發(fā)生的原因：正常上皮細(xì)胞早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤癌抑癌基因Ⅰ突變?cè)┗蛲蛔円职┗颌蛲蛔円职┗颌笸蛔儚幕蚪嵌瓤矗Y(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？相關(guān)基因（包括抑癌基因Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和原癌基因）發(fā)生了突變，導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控二、細(xì)胞的癌變◆癌癥的發(fā)生是多個(gè)基因突變的累計(jì)效應(yīng)細(xì)胞癌變?cè)蚍治觫倩蛲蛔儮诒碛^遺傳修飾原癌基因抑癌基因調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞正常生長增殖正常表達(dá)產(chǎn)物過量表達(dá)突變表觀遺傳修飾不表達(dá)正常表達(dá)產(chǎn)物阻止細(xì)胞不正常的增殖/促進(jìn)細(xì)胞凋亡表達(dá)產(chǎn)物的量過高表達(dá)產(chǎn)物的量過低表達(dá)產(chǎn)物活性過低致癌因子突變表觀遺傳修飾可能細(xì)胞癌變可能癌基因油門剎車提示：①原癌基因和抑癌基因都是一類基因，而不是一個(gè)基因；②不是只有癌細(xì)胞中才存在原癌和抑癌基因，正常細(xì)胞的DNA上也存在。二、細(xì)胞的癌變（P82）機(jī)理（從基因的角度解釋細(xì)胞癌變的原因）：⑴細(xì)胞分裂失控，從而能無限增殖

⑵形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生改變⑶細(xì)胞膜上糖蛋白減少，細(xì)胞間黏著性降低，易轉(zhuǎn)移擴(kuò)散說一說：癌細(xì)胞的定義與特征？（教材P82）

定義：有的細(xì)胞受致癌因子的影響，細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，變成不受機(jī)體控制、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。特征：常見的致癌因子物理致癌因子：化學(xué)致癌因子：病毒致癌因子：主要指輻射，如紫外線，X射線等。種類眾多，無機(jī)化合物如石棉、砷化物等；有機(jī)化合物如亞硝胺（亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化而來）、黃曲霉素等。指的是能使細(xì)胞發(fā)生癌變的病毒。如Rous肉瘤病毒，可以將自身的致癌核酸序列整合進(jìn)入人的基因組，從而誘發(fā)人的細(xì)胞癌變。分析以下情況是減少哪種因素誘發(fā)基因突變的可能，從而防止細(xì)胞癌變?⑴夏季涂抹防曬霜

⑵青少年少上網(wǎng)，少用手機(jī)⑶少吃燒烤和油炸食品

⑷不喝反復(fù)燒開的水(含亞硝酸鹽)物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素堅(jiān)持健康的生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子。合理的膳食和作息，愉快的情緒，不吸煙、不酗酒。癌癥的預(yù)防致癌食物：發(fā)霉的、熏制的、燒烤食品中含較高致癌物質(zhì)食物中的防癌物質(zhì)：大豆、動(dòng)物肝臟——含有的大量維生素A；蔬菜水果——富含的維生素C，維生素E，胡蘿卜素；綠茶——富含多元酚多吃蔬果，多運(yùn)動(dòng)，規(guī)律作息甲胎蛋白和癌胚抗原癌癥的檢測指標(biāo)從1964年起，袁隆平就開始研究雜交水稻，到1975年，他研究出來的新品種就已經(jīng)在全國推廣，并取得了非同凡響的成果。此后十年內(nèi)中國雜交水稻累計(jì)增產(chǎn)超億噸，每年增產(chǎn)的大米可以多養(yǎng)活6000萬人。雜交水稻之父·袁隆平你知道培育雜交水稻的原理嗎？三、基因重組（P84）1.概念：生物體進(jìn)行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因重新組合。減數(shù)分裂√

受精作用Ⅹ非等位基因2.類型：(1)通過交叉互換，實(shí)現(xiàn)了同源染色體上的非等位基因的組合（交叉互換型）(2)通過自由組合，實(shí)現(xiàn)了非同源染色體上的非等位基因的自由組合

（自由組合型）(3)基因工程重組型（DNA重組技術(shù)）(4)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化型：R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌注意：雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合不是基因重組。一對(duì)等位基因不存在基因重組例：一對(duì)膚色正常的夫婦，生了一個(gè)膚色正常的孩子和一個(gè)白化病的孩子，不是基因重組的結(jié)果，是基因分離的結(jié)果。純合子雜交不存在基因重組。

例：

AABB×aabb三、基因重組（P84）3.類型：減數(shù)分裂Ⅰ四分體時(shí)期：同源染色體的_________________之間發(fā)生相應(yīng)片段的交換。導(dǎo)致同源染色體上的非等位基因重新組合非姐妹染色單體AABaabBbAABaabbB可產(chǎn)生的配子類型：AB和ab(2種)重組后的配子類型：

AB、ab、

Ab和aB(4種)重組型

類型1：交叉互換型三、基因重組（P84）3.類型：類型2：自由組合型減數(shù)分裂Ⅰ后期，________________________________導(dǎo)致基因重組非同源染色體上非等位基因自由組合YYyyrrYYRRYRyyrryryrYRRRrrYYRRyyYrrRrRYr漢水丑生侯偉作品產(chǎn)生的配子種類及比例：YR:yr:Yr:yR=1：1：1：1重組型

三.基因重組3.結(jié)果：不產(chǎn)生

，產(chǎn)生

，導(dǎo)致

出現(xiàn)。新基因新基因型重組性狀4.意義：①形成

的重要原因；②生物變異的

；③為

提供材料。生物多樣性主要來源生物進(jìn)化思考：甲、乙、丙圖中變異的類型

甲圖A、a乙圖A、a丙圖B、b丁圖B、b分裂類型

變異類型

基因突變基因重組基因突變有絲分裂后期MⅡ后期MⅡ后期丁MⅡ后期基因重組、基因突變5.應(yīng)用：指導(dǎo)雜交育種，將雙親多個(gè)優(yōu)良性狀集中在一起素養(yǎng)培優(yōu)抓“關(guān)鍵詞”判斷基因突變和基因重組三.基因重組（廣義包括：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和基因工程中的生物)

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：S型菌DNA整合到R型菌的DNA上,實(shí)現(xiàn)基因重組S—DNA使R菌發(fā)生轉(zhuǎn)過的過程：S—DNAR—DNAS、R—DNA控制莢膜合成的基因酶控制莢膜合成，轉(zhuǎn)化為S型菌延伸：原核細(xì)胞在一定狀態(tài)下（感受態(tài)）可吸收外源DNA，而發(fā)生基因重組三.基因重組（廣義包括：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和基因工程中的生物)

基因工程：指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。問題：你能根據(jù)基因工程概念說出它所依據(jù)的原理？基因重組(北極海魚的抗凍基因)質(zhì)粒上的一個(gè)片段，可將目的基因轉(zhuǎn)移至植物的染色體受體細(xì)胞基因工程育種目的基因的表達(dá)與檢測提取抗旱基因示例：對(duì)全球播種面積超30億畝的小麥來說，2022年是不尋常的，連續(xù)高溫干旱，全球小麥急劇減產(chǎn)；而荒漠齒肋赤蘚具有超強(qiáng)耐旱能力的原因是其含有抗旱基因D。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)培育出能抗旱的小麥，應(yīng)對(duì)劇烈的氣候變化。從齒肋赤蘚細(xì)胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制酶限制酶抗旱基因與質(zhì)粒結(jié)合DNA連接酶目的基因?qū)胄←溂?xì)胞同一種限制酶基因工程育種

又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的性狀。定向改造生物的遺傳性狀；克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。⑵原理：⑴概念：⑶優(yōu)點(diǎn)：基因重組生物科技進(jìn)展：

基因組編輯（教材P85）一種來自細(xì)菌的核酸酶Cas9與短鏈RNA結(jié)合，然后切割與“向?qū)А盧NA結(jié)合的DNA,使DNA雙鏈斷裂。1.CRISPR/Cas9系統(tǒng)向?qū)NA它的部分序列通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，與目的基因中希望被編輯的DNA序列相結(jié)合