生物高考一轮复习-第七单元-第20讲-基因突变和基因重组

第20讲基因突变和基因重组1.举例说出基因重组及其意义。2.举例说明基因突变的特征和原因。目标要求内容索引考点一基因突变考点二基因重组知识网络核心要语重温高考演练模拟课时精练01基因突变1.变异类型的概述基因突变和染色体变异均属于_____，其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为___________，分子水平上发生的变异为___________________，只在减数分裂过程中发生的变异为_________，真、原核生物和病毒共有的变异类型为__________。突变染色体变异基因突变和基因重组基因重组基因突变2.基因突变(1)实例分析：镰刀型细胞贫血症圆饼镰刀谷氨酸缬氨酸谷氨酸替换(2)概念：DNA分子中发生_________________________，而引起的_________的改变，叫做基因突变。碱基对的替换、增添和缺失基因结构2.基因突变增添替换缺失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除非终止密码提前出现，否则只改变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.基因突变问：碱基对的替换、增添和缺失，哪种情况对蛋白质的影响最小？②DNA发生碱基对的增添、替换、缺失，一定导致蛋白质结构发生改变吗？原因？a.基因突变可能发生在非编码区、编码区的内含子区。b.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(密码子的简并性)。c.基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。a.碱基对的增添、替换、缺失可能发生在非基因片段，不一定发生基因突变。b.基因突变可能发生在非编码区、编码区的内含子区。b.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(密码子的简并性)。2.基因突变③基因突变一定导致生物性状改变吗？原因？(2)概念：DNA分子中发生_________________________，而引起的_________的改变，叫做基因突变。(3)时间：主要发生在_____________________________________。①物理因素②化学因素③生物因素a.亚硝酸、碱基类似物等b.某些病毒的遗传物质c.紫外线、X射线及其他辐射碱基对的替换、增添和缺失基因结构有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期2.基因突变(4)诱发基因突变的外来因素(连线)注意：诱变因素可提高基因突变的频率，但不能决定基因突变的方向。基因突变也可以自发产生，只是频率会更低。(5)突变特点①_______：一切生物都可以发生。②随机性：时间上——可以发生在生物个体发育的_________；部位上——可以发生在细胞内_____________上和同一DNA分子的__________。③低频性：自然状态下，突变频率很____。④不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的________，还可能发生回复突变。⑤多害少利性：多数基因突变破坏________与现有环境的协调关系，而对生物有害。普遍性任何时期不同DNA分子不同部位低等位基因生物体2.基因突变1.1935年，美国科学家在非洲大陆对11270种植物进行了检查，结果发现在过去的7年间，98.7%的植物都曾发生过突变；2.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞;3.据估计，在高等生物中，大约105--108个生殖细胞中才会有一个生殖细胞发生突变。4.对大肠杆菌进行诱变，可产生很多种变异，大多数都会影响大肠杆菌的生存，但也有极少数可能会增强大肠杆菌的生存能力，如获得对某种抗生毒的抗性。随机性普遍性低频性多害少利性5.对一只灰色小鼠进行诱变，发现其可突变成各种颜色的小鼠。不定向性辨析基因突变的特点(1)实例:.(2)概念：DNA分子中发生_________________________，而引起的_________的改变，叫做基因突变。(3)时间：主要发生在_____________________________________。①物理因素②化学因素③生物因素碱基对的替换、增添和缺失基因结构有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期2.基因突变(4)诱发基因突变的外来因素：(5)特点：镰刀型细胞贫血症普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性(6)意义：①_______产生的途径；②生物变异的_________；③生物进化的__________。新基因根本来源始材料原正误辨析(1)病毒、大肠杆菌及动物和植物都可发生基因突变()(2)基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因()(3)基因突变产生的新基因不一定传递给后代()(4)人工诱变可以提高突变频率并决定基因突变的方向()(5)基因突变发生在生物个体发育的任何时期说明具有普遍性()(6)DNA中碱基对的增添、缺失和替换属于基因突变（）(7)基因突变不会改变DNA分子上基因的数目和位置（）(8)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。（）(9)基因突变一定产生等位基因（）√×√×××√√×①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传给后代，但有些植物可能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。真核生物基因突变一般可产生它的等位基因，而病毒和原核细胞中不存在等位基因，其基因突变产生的是一个新基因。命题示例1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生了一种突变，导致1169位的赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是A.①处插入碱基对G—CB.②处碱基对A—T替换为G—CC.③处缺失碱基对A—TD.④处碱基对G—C替换为A—T√解析根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG可知，WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG。由此可推知，该基因发生的突变是②处碱基对A—T替换为G—C。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12.编码酶X的基因中某个碱基对被替换时，表达产物将变为酶Y。下表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况。下列对这四种状况出现原因的判断，正确的是A.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了终止密码位置变化D.状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加√解析基因突变引起氨基酸种类替换后，蛋白质的功能不一定发生变化，A错误；蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构，状况②中酶Y与酶X的氨基酸数目相同，所以肽键数不变，B错误；状况③氨基酸数目减少，最可能的原因是突变导致了终止密码位置提前，C正确；tRNA的种类共有61种，基因突变不会导致tRNA种类改变，状况④氨基酸数目增加可能是终止密码后移导致的，D错误。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1显性突变和隐性突变的判断方法(1)理论依据重点剖析考向二基因变异类型及位置的判断显性突变：aa→Aa当代表现隐性突变：AA→Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子)如何判断一个突变性状是显性突变还是隐性突变？(2)判定方法①选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，根据子代性状表现判断。a.若后代全为野生型，则突变性状为隐性。b.若后代全为突变型，则突变性状为显性。c.若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性。②让突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。例题：基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子___代中能观察到该显性突变的性状；最早在子____代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子___代中能分离得到显性突变纯合子；最早在子___代中能分离得到隐性突变纯合子。12345一二三二命题示例3.某种动物(ZW型)Z染色体上的某个基因突变后的表达产物会导致胚胎发育停滞而死亡，W染色体上无该基因或其等位基因。下列关于该种突变的叙述错误的是(不定项)A.若该突变为显性突变，则雌性个体产生的卵细胞不携带突变基因B.若该突变为显性突变，则该动物种群中雄性个体均为隐性纯合子C.若该突变为隐性突变，则该动物种群中雌、雄个体的数量相等D.若该突变为隐性突变，则雌、雄个体杂交，子代致死的均为雄性个体√√解析若该突变为显性突变，则雌性个体(ZaW)产生的卵细胞不携带突变基因，A正确；若该突变为显性突变，则出现突变基因的个体会死亡，所以该动物种群中雄性个体均为隐性纯合子，B正确；若该突变为隐性突变，则该种动物种群中雄性个体(ZAZA和ZAZa)与雌性个体(ZAW)的数量不相等，C错误；若该突变为隐性突变，则雌(ZAW)、雄(ZAZA和ZAZa)个体杂交，子代致死的均为雌性(ZaW)个体，D错误。4.(2019·黄冈模拟)一对灰色鼠交配所产一窝鼠中出现了1只栗色雄鼠。让该只栗色雄鼠与同窝(多只)灰色雌鼠交配，子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等。不考虑环境因素的影响，下列对该栗色雄鼠的分析正确的是A.该栗色雄鼠来自隐性基因携带者亲本的隐性基因组合，基因位于常染色体上B.该栗色雄鼠的形成与母本的一个基因发生显性突变有关，基因位于X染色体上C.该栗色雄鼠的形成与两个亲本都有一个基因发生隐性突变有关，基因位于常染色体上D.该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关，基因位于常染色体上√02基因重组1.范围：主要是_____生物的_____生殖过程中。2.实质：_____________________的重新组合。3.类型(1)自由组合型：减数第一次分裂的后期，随着同源染色体的分离，位于______________上的___________随非同源染色体的_________而发生重组(如图)。真核有性控制不同性状的基因非同源染色体非等位基因自由组合(2)交叉互换型：减数第一次分裂的_______时期，____________的非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重组(如图)。四分体同源染色体(3)基因工程重组型：目的基因经________导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如图)。4.基因重组的结果：产生___________，导致_________出现。5.基因重组的意义(1)基因重组是形成____________的重要原因。(2)基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。运载体新的基因型重组性状生物多样性正误辨析(1)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()(2)原核生物不存在基因重组，而真核生物的受精过程中可进行基因重组()(3)亲代Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离()(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组()(5)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体也不存在基因重组()√××××基因突变与基因重组的比较考向一辨析基因突变和基因重组重点剖析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发生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四分体时期和减数第一次分裂后期适用范围所有生物(包括病毒)进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物等结果产生新基因(等位基因)，控制新性状产生新基因型，不产生新基因意义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，有利于生物进化应用人工诱变育种杂交育种、基因工程育种联系基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础命题示例5.图1、图2表示某基