2020高考生物大一轮复习 第七单元 第1讲 基因突变和基因重组课件 新人教版

研考点•重点难点探究固考基•双基体系优化目录ONTENTSC悟高考•真题演练4课时作业第七单元生物的变异、育种与进化第1讲基因突变和基因重组[考纲要求]1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。一、基因突变1．基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症2．基因突变的相关知识归纳二、基因重组[比较助记]基因重组与基因突变的区别基因重组不同于基因突变，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生出新的遗传物质。1．可遗传变异为生物的遗传多样性提供了内在保障。请思考并回答下列问题：(1)对进行有性生殖的真核生物而言，可遗传变异的类型包括、和染色体变异。(2)基因突变涉及的碱基对数量较少且位于基因内部，变化类型包括、和替换。染色体变异，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以为单位的变异，涉及碱基数量较多，显微镜下(填“可见”或“不可见”)。(3)基因突变的结果是产生了新的，而有性生殖通过可使配子的基因型更加多样，再加上受精过程中精卵结合的性，必然导致同一双亲的后代呈现多样性。基因突变基因重组增添缺失染色体可见等位基因基因重组随机2．据图填写基因自由组合的两种类型类型自由组合型交叉互换型图像实质染色体上非等位基因间的重组染色体上非等位基因间的重组时期非同源同源减数第一次分裂后期减数第一次分裂四分体时期考点一基因突变及其判断方法[考点研析]一、基因突变1．基因突变的机理和特点2．基因突变的类型(1)显性突变：aa→Aa(当代可表现)(2)隐性突变①常染色体上的基因发生隐性突变(如AA→Aa)，当代不表现，一旦表现即为纯合子。②雄性个体X染色体上若发生隐性突变(如XAY→XaY)，当代可表现。3．基因突变与生物性状的关系(1)基因突变可能会影响生物性状原因：基因突变→mRNA上密码子改变→编码的氨基酸可能改变→蛋白质的结构和功能改变→生物性状改变。碱基对影响范围对肽链的影响备注替换小只改变1个氨基酸的种类或不改变替换的结果也可能使肽链合成终止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①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大；②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则仅影响个别氨基酸(2)基因突变不一定导致生物性状改变的3个原因①DNA分子上突变部分可能在非编码部位(如内含子和非编码区)。②由于密码子的简并性，多种密码子可决定同一种氨基酸，因此某碱基改变，不一定改变蛋白质中氨基酸的种类。③若基因突变为隐性突变，如AA中一个A→a，此时性状不改变。4．基因突变对后代的影响(1)如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，所以体细胞基因突变对后代影响较小。(2)如果基因突变发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。对于进行有性生殖的生物来说，对后代影响大。[特别提醒]有关基因突变的5个易混点(1)基因突变属于分子水平上的变异，在显微镜下是不可见的。(2)基因突变容易发生在具有DNA复制功能的细胞中(具有分裂能力的细胞)，细胞发生基因突变的频率为：生殖细胞体细胞；分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞。(3)基因突变常发生在分裂间期，也可发生在其他各期，只是突变率更低。(4)基因突变产生了该基因的等位基因，即新基因，改变了基因的“质”，如由A→a或a→A，但并未改变染色体上基因的位置和“量”。(5)RNA病毒中，基因突变指RNA中碱基的改变、增添和缺失，其突变率远大于DNA的突变率。二、基因突变的判断方法1．根据概念判断：基因中碱基对序列的改变即为基因突变，如基因中插入DNA片段等。2．根据基因型判断：如果个体基因型为纯合子如BB，若出现了等位基因b，则说明发生了基因突变。3．根据生物类型判断：若为原核生物和病毒，其发生的可遗传变异是基因突变。4．根据变异个体出现的数量判断5．显性突变和隐性突变的判断(1)若突变性状是由1个基因发生突变所引起的(2)实验法判断①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。②让突变体自交，通过观察子代有无性状分离而判断。[方法技巧]可遗传变异的类型和判断方法(1)变异类型变异类型不可遗传的变异――→原因环境变化引起遗传物质未变可遗传的变异――→来源基因突变生物变异的根本来源基因重组染色体变异(2)判断方法①依据“遗传物质是否发生改变”：一般情况下，只要遗传物质发生改变就判断为可遗传的变异。②依据“生物类型”生物类型病毒原核生物只有基因突变真核生物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③依据“子代表现”[命题探究]命题点1基因突变的原因和特点1．下列关于基因突变的说法，正确的是()A．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系B．体细胞产生的基因突变属于不可遗传的变异C．DNA分子不同部位发生突变，不属于基因突变的随机性D．基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换基因突变是不定向的，突变方向与环境没有因果关系，A正确；体细胞产生的基因突变一般不能遗传，但某些植物的体细胞发生基因突变可通过无性生殖遗传给后代，属于可遗传的变异，B错误；基因突变发生在任何时期、任何细胞的DNA以及DNA的任何部位，都属于基因突变的随机性，C错误；DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换，而引起基因结构的改变，叫基因突变，D错误。A2．如图表示基因突变的一种情况，其中a、b分别是脱氧核糖核苷酸链和核糖核苷酸链，c是肽链。下列说法正确的是()A．a→b→c表示基因的复制和转录B．C替代G后，图中密码子由GCG变为GCCC．图中氨基酸没有发生改变的原因是密码子具有简并性D．除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增添解析：由图可知，a→b→c表示基因的转录和翻译，A错误；C替代G后，图中密码子由CGC变为CGG，B错误；图中氨基酸没有发生改变，是由于密码子具有简并性，C正确；染色体片段的缺失和增添属于染色体结构的变异，D错误。答案：C命题点2基因突变位置的判定3．(2019·天津五区联考)利用X射线处理长翅果蝇，成功地使生殖细胞内的翅长基因(M)中的碱基对A—T变为G—C，经多次繁殖后子代中果蝇的翅长未见异常。下列分析正确的是()A．此次突变为隐性突变B．突变后的基因转录产物发生了改变C．突变后的基因控制合成的蛋白质一定发生了改变D．突变后的基因控制合成的蛋白质一定未发生改变基因中碱基对发生了改变，所以转录产物也会发生改变，B正确；由于密码子具有简并性，突变部位对应的氨基酸种类可能不变，所以控制合成的蛋白质不一定发生了改变，C错误；即使对应的氨基酸种类发生改变，该蛋白质功能也可能未受影响，所以不影响生物的性状，D错误；突变后的基因若不能控制生物新的表现型，也不能称为隐性突变，A错误。B4．一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1。且雌雄个性之比也为2∶1，这个结果从遗传学角度可作出合理解释的是()A．该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌配子致死B．该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死C．该突变基因为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死D．X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死假设该突变基因为X染色体显性突变，杂交组合应为XDXd×XdY，若突变基因的雌配子XD致死，则子代为1XdXd(野生)∶1XdY(野生)，A错误；若该突变基因为X染色体显性突变，含该突变基因的雄性个性XDY致死，则子代为1XDXd(突变)∶1XdXd(野生)∶1XDY(致死)∶1XdY(野生)，B正确；假设该突变基因为X染色体隐性突变，杂交组合应为XdXd×XDY，若含该突变基因的雄性个性XdY致死，则子代全为XDXd(野生)，C错误；假设X染色体片段发生缺失可导致突变型，杂交组合可表示为XX－×XY，若缺失会导致雌配子X－致死，则子代为1XX(野生)∶1XY(野生)，D错误。B5．(2019·山东青岛月考)研究发现某野生型二倍体植株3号染色体上有一个基因发生突变，且突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传。(1)据此判断该突变为________(填“显性”或“隐性”)突变。(2)若正常基因与突变基因编码的蛋白质分别表示为Ⅰ、Ⅱ，其氨基酸序列如下图所示：据图推测，产生Ⅱ的原因是基因中发生了__________，进一步研究发现，Ⅱ的相对分子质量明显大于Ⅰ，出现此现象的原因可能是________________________。解析：(1)突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传，由此判断该突变体为隐性纯合子，该突变为隐性突变。(2)分析突变基因编码的蛋白质Ⅱ可知，从突变位点之后氨基酸的种类全部出现错误，这说明基因中碱基对发生了增添或缺失，mRNA上突变位点后的密码子也全部出现差错，若终止密码子位置后移，则会导致翻译终止延后，使合成的蛋白质相对分子质量增大。答案：(1)隐性(2)碱基对的增添或缺失终止密码子位置后移，导致翻译(或蛋白质合成)终止延后考点二基因重组及其与基因突变的比较[考点研析]1．基因重组的三种类型重组类型同源染色体上非等位基因间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分子重组技术)图像示意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重组目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中的基因重组特点难以突破远缘杂交不亲和的障碍，可产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因可克服远缘杂交不亲和的障碍2.基因突变与基因重组的区别和联系项目基因突变基因重组发生时间有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂产生原因在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变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，或非同源染色体上非等位基因的自由组合项目基因突变基因重组适用范围所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传应用通过诱变育种培育新品种通过杂交育种使性状重组，可培育优良品种种类①自然突变、②人工诱变①基因自由组合、②基因交叉互换、③基因工程项目基因突变基因重组结果产生新基因，控制新性状产生新的基因型，出现重组性状意义是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物变异的重要来源，有利于生物进化联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础[易错易混]基因重组概念理解的3个误区(1)基因重组发生在减数分裂形成配子时，而受精过程发生的是雌雄配子随机结合，没有发生基因重组。(2)基因重组的实质是非等位基因的重组，所以一对等位基因不能发生基因重组。(3)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构变异。(1)根据细胞分裂方式①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换，如图乙。(2)根据变异前体细胞的基因型①如果亲代基因型为AA或aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Aa，则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因突变或交叉互换。[方法技巧]“对比法”判断姐妹染色单体上等位基因来源[命题探究]命题点1基因重组与基因突变的辨析6．(2019·河北邯郸模拟)下列关于基因重组的说法，不正确的是()A．生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组D．