（新课标）2020高考生物一轮总复习 第7单元 第1讲 基因突变和基因重组教案

1第1讲基因突变和基因重组考纲要求核心素养1.基因突变的特征和原因Ⅱ2．基因重组及其意义Ⅱ生命观念通过理解基因突变和基因重组的基本原理，建立进化与适应的生命观念。科学思维分析基因突变和基因重组与生物性状的关系，培养归纳与概括的能力。基因突变授课提示：对应学生用书第112页[基础突破——抓基础，自主学习]1．基因突变的实例与概念(1)实例——镰刀型细胞贫血症①直接原因：血红蛋白分子的多肽链上发生了氨基酸的替换。②根本原因：控制血红蛋白合成的DNA分子中的碱基序列由正常的=====CTTGAA突变为=====CATGTA，所以转录后相应mRNA中的密码子由GAA(谷氨酸)变成了GUA(缬氨酸)。(2)概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。2．基因突变的原因、特点、结果与意义(1)发生时期：主要发生在DNA复制时(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)。(2)原因类型举例引发突变的原因外因物理因素紫外线、X射线损伤细胞内的DNA化学因素亚硝酸、碱基类似物改变核酸的碱基生物因素某些病毒影响宿主细胞的DNA内因DNA分子复制偶尔发生错误2(3)基因突变的特点：①普遍性；②随机性；③低频性；④不定向性；⑤多害少利性。(4)基因突变的结果：产生一个以上的等位基因。[重难突破——攻重难，名师点拨]1．基因突变的原因及与进化的关系2．基因突变对蛋白质与性状的影响(1)基因突变对蛋白质的影响碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列(2)基因突变不一定导致生物性状改变的原因①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。②密码子的简并性：基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变(如AA→Aa)，不会导致性状的改变。④构成蛋白质的活性部位或必需基因没变，即使某些氨基酸改变，性状也不会改变。[特别提醒](1)基因突变的时间：主要发生在DNA复制时期，但在其他时期也可能因为外界环境因素而发生基因突变。(2)基因突变的利与害：取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆对小麦本身有利，但对增产不利。(3)基因突变不一定都产生等位基因3病毒和原核细胞的基因结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新的基因。(4)基因突变不一定都能遗传给后代①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不能遗传给后代，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。②基因突变如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。[题型突破——练题型，夯基提能]题型1基因突变的实质、特点等相关问题分析1．下列有关基因突变的叙述，错误的是()A．只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B．基因突变可发生在生物体发育的任何时期C．基因突变是生物进化的重要因素之一D．诱变获得的突变体多数表现出不良性状解析：基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变，进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变。答案：A2．(2018·河南安阳模拟)如图表示在某蛋白质的基因指导下的多肽合成过程，除图中密码子外，已知GAC(天冬氨酸)、GGU(甘氨酸)、GGG(甘氨酸)、AUG(甲硫氨酸)、UAG(终止密码子)。A～D位点发生的突变将导致肽链延长停止的是()A．D点：丢失TAB．B点：TA→GCC．C点：TA→GCD．A点：GC→AT解析：若D点丢失TA，则对应的密码子分别变成GAC、UAU、GGU、AUG，无终止密码子，不会导致肽链停止延长，A错误；若B点TA变成GC，则对应的密码子由UGG变成GGG，不是终止密码子，不会导致肽链停止延长，B错误；若C点TA变成GC，则对应的密码子由GAU变成GAG，不是终止密码子，不会导致肽链停止延长，C错误；若A点GC变成AT，则对应的密码子由UGG4变成UAG，UAG为终止密码子，会导致肽链停止延长，D正确。答案：D3．(2018·遂宁模拟)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、缺失或替换解析：基因突变是不定向的，基因突变的方向与环境没有明确的因果关系，A正确；体细胞产生的基因突变属于可遗传的变异，B错误；DNA分子不同部位发生突变，属于基因突变的随机性，C错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因突变是指基因中发生碱基对的增添、缺失或替换，D错误。答案：A4．编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是()比较指标①②③④酶Y活性/酶X活性100%50%10%150%酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目11小于1大于1A.状况①一定是因为氨基酸序列没有变化B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%C．状况③可能是因为突变导致终止密码子位置发生了变化D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加解析：某个碱基被替换，状况①氨基酸的序列可能发生了变化。状况②酶X与酶Y氨基酸的数目相等，肽键数可能不变。状况③酶Y与酶X的氨基酸数目比小于1，编码的氨基酸的数量减少，可能是因为突变导致终止密码子位置发生了变化。突变不会导致tRNA的种类增加。答案：C题型2基因突变类型的判断及突变基因位置的确定[方法技巧](1)探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法①两类变异的本质区别是遗传物质是否改变，改变则能遗传给后代，环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传给后代；是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点，新性状能否遗传是实验设计的出发点。②实验设计的方法：与原来类型在特定的相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生5性状分离。(2)显性突变和隐性突变的判定①显性突变如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。隐性突变如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。②实验判断方法a．选取突变体与其他已知未突变体杂交，根据子代性状表现判断。若后代全为未突变体，则为隐性突变；若后代全为突变体，则为显性突变。b．让突变体自交，观察子代有无性状分离。若后代出现性状分离，则为显性突变；若后代没有性状分离，则为隐性突变。5．(2018·江西南昌二模)一个位于常染色体上的基因，发生突变导致胚胎畸形且无法存活。下列叙述正确的是()A．若此突变为隐性，则突变基因携带者均为雌性果蝇B．若此突变为显性，则在存活的个体中存在突变的纯合果蝇C．若此突变为显性，则突变雄果蝇和野生型雌果蝇杂交子代只有雄果蝇D．若此突变为隐性，两个突变基因携带者产生的子代中雌性个体占一半解析：根据题中信息可知，常染色体的基因传递时与性别无关，即突变基因携带者中雌雄都有，A错误；若突变基因为显性，根据题中信息可知，含有突变基因的胚胎死亡，因此存活下来的都是隐性纯合子，B错误；若突变基因为显性，则突变雄果蝇与野生型雌果蝇(隐性纯合子)杂交，子代存活的个体都是隐性纯合子，其中雌雄都有，C错误；若突变为隐性，常染色体上基因的遗传与性别无关，因此两个突变基因携带者(即杂合子)杂交的后代中，雌雄都有且各占一半，D正确。答案：D6．某生物兴趣小组偶然发现一突变植株，其突变性状是由其一条染色体上的某个基因突变产生的[假设突变性状和野生性状由一对等位基因(A、a)控制]，为了进一步了解突变基因的显隐性及其在染色体中的位置，设计了如下杂交实验方案：该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交；观察记录子代中雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，如表所示。性别野生性状/株突变性状/株突变性状/(野生性状＋突变性状)雄株M1M2Q＝M2/(M1＋M2)雌株N1N2P＝N2/(N1＋N2)下列有关实验结果和结论的说法，不正确的是()A．如果突变基因位于Y染色体上且为显性，则Q和P的值分别为1、0B．如果突变基因位于X染色体上且为显性，则Q和P的值分别为0、1C．如果突变基因位于X和Y的同源区段，且为显性，则该株突变个体的基因型为XAYa、XaYA6或XAYAD．如果突变基因位于常染色体上且为显性，则Q和P的值分别为12、12解析：若突变基因位于Y染色体上，由于雌株不含Y染色体、所有的雄株均含Y染色体，故Q和P的值分别为1、0，A正确。若突变基因位于X染色体上且为显性，则子代雄株的X染色体来自野生纯合雌株，表现为非突变性状，子代雌株均为突变株，故Q和P的值分别为0、1，B正确。若突变基因位于X、Y染色体的同源区段，且为显性，则该突变雄株的基因型为XaYA或XAYa(该突变性状是由其一条染色体上的某个基因突变产生的)。如果突变基因位于常染色体上，则后代的表现无性别之分，若突变基因为显性，则Q和P的值相等，均为12，D正确。答案：C基因重组授课提示：对应学生用书第114页[基础突破——抓基础，自主学习]1．基因重组的概念2．基因重组的类型(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组(如图)。7(2)交叉互换型：位于同源染色体上的非等位基因随四分体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生重组。3．基因重组的结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。4．基因重组的意义(1)是生物变异的来源之一。(2)对生物的进化具有重要的意义。(3)是形成生物多样性的重要原因之一。[重难突破——攻重难，名师点拨]基因突变与基因重组的比较项目基因突变基因重组变异本质基因内部结构发生改变原有基因的重新组合适用范围所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物发生时期①有丝分裂间期②减数第一次分裂前的间期①减数第一次分裂后期②减数第一次分裂前期的四分体时期产生原因物理、化学、生物因素↓碱基对的增添、缺失、替换↓基因结构的改变交叉互换、自由组合↓基因重新组合8结果产生新的等位基因产生新的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，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础③两者均产生新的基因型，可能产生新的表现型[特别提醒](1)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。(2)具有一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。(3)“肺炎双球菌的转化实验”、转基因技术等属于广义的基因重组。[题型突破——练题型，夯基提能]题型1对基因重组的相关内容的判断与分析1．下列各项中属于基因重组的是()A．基因型为Dd的个体自交后代发生性状分离B．雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体C．YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型D．杂合高茎与矮茎豌豆测交的后代有高茎和矮茎解析：杂合子Dd个体自交后代发生性状分离的过程只涉及一对等位基因的分离，基因重组涉及两对及两对以上等位基因；基因重组发生在减数分裂产生配子时，不是受精过程中；YyRr产生四种配子的过程中存在基因重组；杂合高茎与矮茎豌豆测交的过程只涉及一对等位基因的分离。答案：C2．我国古代有谚语“一树之果有苦有甜，一母之子有愚有贤”，根据生物学原理分析，错误的是()A．同树果实的果肉味道不同是因为基因不同B．同母孩子长相不同，主要原因是基因重组C．同卵双生的孩子基因相同，性格可能不同D．果实中种子发育状况影响果实形状解析：果树是由受精卵发育而来的，所以基因相同，而同树果实的果肉味道不同是因为发育程度存在差异，A错误；同母孩子长相不同，主要原因是基因重组，不同的配子结合形成的受精卵不同，B正确；表现型是基因型和环境共同作用的结果，所以同卵双生的孩子基因相9同，性格可能不同，C正确；发