基因突变和基因重组(徐鹏程)

第一节基因突变和基因重组高考导航1.通过生活实例说明基因突变的概念。2.概述基因突变的特征和原因。3.概述基因重组及其意义。真题感悟1.（2013海南卷）某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是()A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B.基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中D真题感悟2.（2013上海卷）若不考虑基因突变，遗传信息一定相同的是()A．来自同一只红眼雄果蝇的精子B．来自同一株紫花豌豆的花粉C．来自同一株落地生根的不定芽D．来自同一个玉米果穗的籽粒C3.（2011海南11）野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株，该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。对这一实验结果的解释，不合理的是A.野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲B.野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲C.该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶D.该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。B除上述题外，2013福建卷T5A项，2013四川卷T5D选项，2013上海卷T17C选项,2012年江苏卷T14，2012年海南卷T24，2012年浙江卷T32，2012年广东卷T28,等。近三年的高考中对基因突变和基因重组的考察在选择题、简答题中都有所体现。考向分析一、基因突变1．概念：由于DNA分子中发生的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变2．时期：复制时，包括间期及减数第一次分裂间期。3．原因：外因：某些环境条件(如物理、、生物因素)；内因：DNA复制过程中，基因中脱氧核苷酸的种类、数量和发生改变，从而改变了。碱基对DNA有丝分裂化学排列顺序遗传信息学情反馈4．类型：自然突变和突变。5．特点：普遍性、性、多害少利性、性、低频性。6．意义：是生物变异的，为生物进化提供了最初的选择材料。7．实例：镰刀型红细胞贫血症。控制合成血红蛋白的DNA分子的碱基序列发生改变，即DNA分子上的一个碱基对发生改变，由变成，结果血红蛋白多肽链中被代替，导致镰刀型细胞贫血症。诱发随机不定向根本来源A/TT/A谷氨酸缬氨酸1.基因突变为什么常发生于DNA的复制时期，即细胞分裂的间期？提示：在DNA复制时，稳定的双螺旋结构首先解开形成单链DNA，这时DNA的稳定性会大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。思考探讨：二、基因重组1．概念：生物体在进行生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。2．类型：(1)随着的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；(2)随着同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换而使发生交换，导致染色单体上的重新组合；(3)重组DNA技术。有性非同源染色体等位基因非等位基因3．意义：为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物的重要原因之一。多样性2.基因突变和基因重组的研究水平相同吗？提示：不同，前者是分子水平，后者是细胞水平。思考探讨：考点一基因突变考情解读高考中多考查基因突变的特征、基因突变对肽链的影响等。另外也可与DNA的结构和复制、基因表达、诱变育种等知识相联系进行综合考查。考点精细答案：A【例2】(2011·安徽高考)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病。但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()A．插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代C[解析]本题以放射性同位素131I为素材考查生物的变异，意在渗透辐射污染对人类的影响，引导关注社会热点和人类健康。131I不能插入DNA分子中，也不能替换DNA分子中的碱基，故A、B项错误；大剂量的放射性同位素131I会导致基因突变或染色体结构的变异。上皮细胞属于体细胞，发生基因突变后不会遗传给下一代，故C项正确，D项错误。归纳拓展1.基因突变与基因表达的联系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2.基因突变对性状的影响(1)改变性状①原因：突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。②实例：镰刀型细胞贫血症。归纳拓展主要有下列几种情况：①一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。③某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不影响该蛋白质的功能。④不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。（2）不改变生物的性状归纳拓展归纳拓展3.基因突变对子代的影响：(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。(3)基因突变的频率比较：生殖细胞＞体细胞；分裂旺盛的细胞＞停止分裂的细胞。考点二基因重组考情解读高考中多与减数分裂密切联系，也常与生物育种相结合进行综合命题。新高考中会延续这种命题方式，主要考查对基因重组概念的理解与分析。【例3】市学案P106例2答案：B【例4】2007年诺贝尔生理学或医学奖授予美国的卡佩奇和史密斯以及英国的埃文斯等3位科学家，以表彰他们在“基因靶向”技术上的贡献。“基因靶向”又称“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替换生物某一基因的技术。它依据的遗传学原理是()A．基因突变B．基因重组C．染色体变异D．DNA复制【解析】定向替换生物某一基因，相当于基因工程，基因工程的原理是基因重组。【答案】B1.基因重组的广义理解：(1)基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。(2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。(3)基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。归纳拓展2．基因突变和基因重组的比较基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新基因型，使之性状重新组合发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基互补配对差错或碱基对的丢失减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非同源染色体上基因自由组合条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体的杂交，有性生殖过程中减数分裂基因突变基因重组意义生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一。通过诱变育种可培育新品种是生物变异的重要因素，通过杂交育种，性状的重组，可培育出新的优良品种发生可能可能性很小非常普遍构建知识网络当堂检测市学案P106~107“基础演练”市学案P107“课后拓展提高”