2016届高考生物一轮复习学案22基因突变和基因重组.

高考总复习生物必修2遗传与进化第七单元生物变异、育种和进化考纲解读1．基因重组及其意义Ⅱ2．基因突变的特征和原因Ⅱ3．染色体结构变异和数目变异Ⅰ4．生物变异在育种上的应用Ⅱ5．人类遗传病的类型、监测和预防Ⅰ6．人类基因组计划及意义Ⅰ7．转基因食品的安全问题Ⅰ8．现代生物进化理论的主要内容Ⅱ9．生物进化与生物多样性的形成Ⅱ实验：1．低温诱导染色体加倍的探究实验2．调查常见的人类遗传病1．基因突变的原因、特点、意义2．基因重组在杂交育种和基因治疗上的应用3．染色体组的概念，二倍体、多倍体的特征及判定4．单倍体的概念、特征及在育种上的价值5．三种可遗传变异在育种方面的应用及流程设计6．转基因生物和转基因食品的安全性7．人类遗传病的类型判断及遗传图谱分析8．自然选择学说的内容、贡献和局限性9．种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算10．生物进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究11．低温诱导染色体加倍(或用秋水仙素处理)的实验探究12．常见人类遗传病的调查方法及监测、预防措施学案22基因突变和基因重组基础回顾基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接一、基因突变基础回顾1．实例：镰刀型细胞贫血症。(1)病因图解如下：基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接基础回顾(2)实例要点归纳。①图示中a、b、c过程分别代表______________、________和________。突变发生在________(填字母)过程中。②患者贫血的直接原因是________异常，根本原因是发生了________，碱基对由=====TA突变成=====AT。2．概念：DNA分子中发生碱基对的________________，而引起的________的改变。3．时间：主要发生在____________或______________________。DNA复制转录翻译a血红蛋白基因突变替换、增添和缺失基因结构有丝分裂间期减数第一次分裂前的间期基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接4．诱发因素：____________、____________和生物因素，其中亚硝酸、碱基类似物属于____________。5．突变特点。(1)________：一切生物都可以发生。(2)随机性：生物个体发育的_________________________________________________。(3)________：自然状态下，突变频率很低。(4)____________：一个基因可以向不同的方向发生突变。(5)__________________：有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。基础回顾物理因素化学因素化学因素普遍性任何时期和部位低频性不定向性多害少利性基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接6．意义：(1)________产生的途径。(2)生物变异的____________。(3)生物进化的________材料。解惑：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，脱氧核苷酸链极其不稳定，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。基础回顾新基因根本来源原始基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接(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。基础回顾基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接二、基因重组基础回顾1．概念。在生物体进行____________过程中，控制不同性状的基因__________。2．类型。(1)自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，________________________________________________也自由组合。有性生殖重新组合非同源染色体上的非等位基因基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接(2)交叉互换型：减数分裂四分体时期，基因随着__________________的交叉互换而发生重组。3．意义。(1)形成生物多样性的重要原因之一。(2)是________的普遍来源之一，对生物的进化也具有重要意义。解惑：(1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。(3)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。基础回顾非姐妹染色单体生物变异基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接考点1基因突变及对性状和后代的影响要点探究1．图解引起基因突变的因素及其作用机理。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接2．基因突变与基因表达的联系：要点探究碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列3.基因突变的结果：基因突变引起基因“质”的改变，产生了原基因的等位基因，改变了基因的表现形式，如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变)，但并未改变染色体上基因的数量和位置。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接4．基因突变对性状的影响：(1)基因突变影响后代性状。原因：突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质结构和功能改变，影响生物性状。例如镰刀型细胞贫血症。(2)基因突变不影响后代性状。原因：①若基因突变发生后，引起了信使RNA上的密码子改变，但由于有的氨基酸可对应多个密码子，若该改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。②若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接5．基因突变对后代的影响：(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，可以通过无性生殖传递给子代。由于多数生物进行有性生殖，一般不传递给下一代，所以体细胞突变，对后代影响小。(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代，对于有性生殖的生物来说对后代影响大。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接♨归纳提炼与基因突变有关的7个易错点1．无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。2．基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。3．基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。4．生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接5．基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。6．基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换。7．基因突变不只发生在分裂间期。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接高考命题角度（1）已知基因突变的类型，推断生物性状改变的状况。（2）已知氨基酸的密码子和蛋白质中氨基酸的排列顺序，确定基因突变的类型。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接【例❶】某镰刀型细胞贫血症患者因血红蛋白基因发生突变，导致血红蛋白的第六位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸。下列有关叙述错误的是()A．患者细胞中携带谷氨酸的tRNA与正常人不同B．患者红细胞中血红蛋白的空间结构与正常人不同C．患者血红蛋白mRNA的碱基序列与正常人不同D．此病症可通过显微观察或DNA分子杂交检测要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接解析：患者细胞中携带谷氨酸的tRNA与正常人相同，镰刀型细胞贫血症患者因血红蛋白基因发生突变，基因转录产物mRNA的碱基序列与正常人不同，翻译产物也发生了变化，血红蛋白的空间结构与正常人不同，镰刀型细胞贫血症可通过显微观察或DNA分子杂交检测。答案：A要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接1．镰刀型红细胞贫血症是一种由常染色体上隐性基因控制的遗传病。杂合子也会出现患病症状，但症状会轻于此病的纯合子。下图示该病的遗传图谱，有关叙述正确的是()要点探究跟踪训练C基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接A．Ⅱ4和Ⅱ5的遗传信息传递规律有差异B．此病产生的根本原因是血红蛋白结构异常C．Ⅱ5和Ⅱ6生正常男孩的概率为1/4D．若Ⅱ5同时为红绿色盲携带者，Ⅱ6色觉正常，则他们生一个同时患两种病孩子的概率为1/4要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接解析：分析题干文字与系谱图，可知Ⅱ4和Ⅱ5基因型分别是aa和Aa，它们的遗传信息的传递符合基因的分离定律。镰刀型红细胞贫血症的根本原因是基因突变，在正常血细胞中血红蛋白的多肽链上，发生了氨基酸的替换。Ⅱ6的基因型为AA与Ⅱ5Aa婚配→AA、Aa，患病概率为1/2，生男生女概率各占1/2，故生出正常男孩的概率为1/4。红绿色盲是伴X的隐性遗传病，则Ⅱ5基因组成为AaXBXb，Ⅱ6色觉正常的基因组成是AAXBY，则他们生一个同时患两种病孩子的概率为1/8(AaXBXb×AAXBY→AaXbY，即1/2×1/4＝1/8)。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接名师点睛生物界中各生物类群的可遗传的变异要点探究病毒原核生物―→只有基因突变（为什么？）真核生物――→有性生殖基因突变基因重组染色体变异――→无性生殖基因突变染色体变异所有生物都可通过基因突变产生新基因，使本物种基因库增加“原始材料”，促进生物进化发展；基因重组和染色体变异是真核生物特有的。基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接考点2基因重组要点探究1．基因重组的类型。重组的类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组人为导致的基因重组(DNA重组)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的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图像示意基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接特别提醒与基因重组有关的4点提示。(1)通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程属于分子水平的基因重组；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组，属于染色体水平的基因重组；动物细胞融合技术，以及植物体细胞杂交技术下的基因重组，属于细胞水平的基因重组。(2)自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接(3)基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。(4)基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合，产生了新的表现型(或新品种)。要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接2．基因突变与基因重组的比较：要点探究比较项目基因突变基因重组变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合发生时间通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期适用范围所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程中的生物产生结果产生新基因(等位基因)产生新基因型应用人工诱变育种杂交育种联系(1)都使生物产生可遗传的变异；(2)在长期进化过程中，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基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接【例❷】以下有关基因重组的叙述中正确的是()A．非等位基因都可以自由重组B．染色体中的基因交换都属于基因重组C．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因突变有关D．转基因技术也属于可遗传变异中的基因重组要点探究基础回顾要点探究实验导航提能演练栏目链接解析：非同源染色体上的非等位基因才可以自由组合，如果两对基因在同一对同源染色体上是不会自由组合的。A错误；同源染色体中的非姐妹染色单体交换等位基因才属于基因重组，如果非同