2022年高考生物總復(fù)習(xí) 第20講 基因突變和基因重組學(xué)案

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1、2022年高考生物總復(fù)習(xí) 第20講 基因突變和基因重組學(xué)案 【使用說明與學(xué)法指導(dǎo)】 1．掌握基因突變的概念、原因、特點和意義。 2．能夠說出基因重組的概念、種類和意義，并明確與減數(shù)分裂的關(guān)系。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 　1.基因重組及其意義(Ⅱ)。2.基因突變的特征和原因(Ⅱ)。 預(yù)習(xí)案 【知識梳理】 一、生物的變異的類型 1.不可遺傳的變異：僅僅是由于 的影響造成的，沒有引起 的變化。 特點：只在當(dāng)代顯現(xiàn)，不能遺傳給后代。 2.可遺傳的變異：由于 改變引起的，因而能夠傳給后代。

2、 、 、 。 [練習(xí)1]下列哪種是不可遺傳的變異（ ） A．正常夫婦生了一個白化病兒子 B．純種紅眼果蠅的后代出現(xiàn)白眼果蠅 C．對青霉菌進(jìn)行X射線照射后，培育成高產(chǎn)菌株 D．用生長素處理得到無子番茄 二、基因突變 1、實例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥 直接原因：___________________的改變。 根本原因：_______________________________。 2、概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的 而引起的基因結(jié)構(gòu)的

3、改變。該變化若發(fā)生在 中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般 ；但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過 傳遞。 3、基因突變的時間： ________________________。 4、類型：________突變和_________突變。 5、人工誘變的因素：物理因素：如________________________________等； 化學(xué)因素：______________________等； 生物因素：_________________________________等。 6、特點：

4、①________________ ②_________________ ③__________________ ④___________________ ⑤_______________________。 7、意義：基因突變的結(jié)果使一個基因變成了它的 ，是生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了原材料。 [練習(xí)2]下列關(guān)于基因突變的描述，不正確的是（ ） A．表現(xiàn)出親代所沒有的表現(xiàn)型叫基因突變 B．基因突變有顯性突變和隱性突變之分 C．基因突變能人為地誘發(fā)產(chǎn)生 D．在光鏡下看不到基因突變 三、基因重組 1.概念：指生物在進(jìn)行

5、 生殖過程中，控制 性狀的基因的重新組合。 2.種類： （1）自由組合型：在 分裂的 期，位于 自由組合。 （2）交叉互換型：在 分裂的 期，位于同源染色體上的 隨著 的交換而發(fā)生交換。 （3）基因工程：外源基因的導(dǎo)入。 3.意義： （1）為生物變異提供了豐富的來源。 （2）形成 的重要原因。 （3）對于生物的 具有重要意義。 [思考] （1）生物變

6、異的根本來源和主要來源分別是 。 （2）病毒可遺傳的變異類型是 。 原核生物可遺傳的變異類型是 。 真核生物可遺傳變異類型是 。 【預(yù)習(xí)自測】 下列關(guān)于基因突變的敘述，正確的是（ ） 不同基因突變的頻率是相同的 B、基因突變的方向是由環(huán)境決定的 C、一個基因可以向多個方向突變 D、

7、細(xì)胞分裂的中期基因突變頻率高 2、關(guān)于基因重組的敘述，下列哪一項是正確的（ ） A、有絲分裂可導(dǎo)致基因重組 B、等位基因分離可導(dǎo)致基因重組 C、無性生殖可導(dǎo)致基因重組 D、非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組 3 進(jìn)行有性生殖的生物，下代和上代間總是存在一定的差異的主要原因是（ ） 基因重組 B、基因突變 C、環(huán)境因素 D、染色體變異 4、基因突變導(dǎo)致的變化是（　　） Ａ．遺傳信息的改變　　　　　　　?。拢行姆▌t改變　 Ｃ．堿基互補(bǔ)配對原則的改變　　　?。模瓺NA空間結(jié)構(gòu)的改變 5、亮氨酸的密碼子有如下幾種：UUA、U

8、UG、CUU、CUA、CUG。當(dāng)某基因片段中的GAC突變?yōu)锳AC時，這種突變的結(jié)果對該生物的影響是（ ） Ａ、一定有害　 Ｂ．一定有利　 Ｃ．有害的概率大于有利的概率　 Ｄ．對該生物無影響 6、喜馬拉雅兔是白身黑爪，如果在兔背上剃去一片白毛，在該處放上一塊冰，就會張出一片黑毛。這個事例可以說明（　　） Ａ．基因?qū)π誀畹谋磉_(dá)起決定作用　　 Ｂ．基因?qū)Νh(huán)境的作用　 Ｃ．環(huán)境對基因的表達(dá)有影響　　　　 Ｄ．基因的傳遞受環(huán)境的影響　 7．某基因的一個片段中的一條DNA鏈在復(fù)制時一個堿基由Ｇ→Ｃ，該基因復(fù)制三次后發(fā)生突變的基因占該基因總

9、數(shù)的（　　） Ａ．100% Ｂ.50% Ｃ.25% Ｄ.12.5% 探究案 【探究點一】基因突變與生物性狀的關(guān)系 【例題1】如圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是（ ） 甘氨酸：GGG 賴氨酸：AAA AAG 谷氨酰胺：CAG CAA 谷氨酸：GAA GAG 絲氨酸：AGC 丙氨酸：GCA 天冬氨酸：AAU A．①處插入堿基對G—C B．②

10、處堿基對A—T替換為G—C C．③處缺失堿基對A—T D．④處堿基對G—C替換為A—T [思維拓展] (1)如果圖①處插入堿基對G—C，會引起生物性狀改變嗎？ (2)如果圖④處堿基對G—C替換為A—T，會引起生物性狀改變嗎？ (3)上述哪種情況對氨基酸的序列影響更大？ 【歸納提升】基因突變對性狀的影響 (1)基因突變影響后代性狀：突變引起密碼子改變，進(jìn)而決定的 發(fā)生改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)功能改變，影響生物性狀。例如鐮刀型細(xì)胞貧血癥。 (2)基因突變不一定引起生物性狀改變的原因： ①突變部分可能發(fā)生在非編碼序列。 ②基因突變后

11、形成的密碼子與原密碼子決定的是 氨基酸（密碼子的兼并性） ③基因突變?yōu)? 突變，如AA→Aa，也不會引起性狀的改變。 (3)基因突變對氨基酸序列的影響: ①若某堿基對發(fā)生 ，則只改變 個氨基酸或不改變，影響范圍較小。 ②若 某堿基對，則不影響插入 （填“前”或“后”）的位置，卻影響插入 （填“前”或“后”）相應(yīng)氨基酸的序列，影響范圍較大。 ③若 某堿基對，則不影響缺失 （填“前”或“后”）的位置，但影響缺失 （填“前”或“后”）相應(yīng)氨基酸的序列，影響范圍較大。

12、 【對應(yīng)訓(xùn)練1】（多選題）在一段能編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列中，如果其中部缺失1個核苷酸對，可能的后果是（ ) A.沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物 B.翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止 C.所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個氨基酸 D.翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化 【探究點二】對基因重組的理解 【例題2】下列關(guān)于基因重組的說法不正確的是(　　) A．生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組 B．減數(shù)分裂四分體時期，位于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導(dǎo)致基因重組 C．減數(shù)分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合

13、可導(dǎo)致基因重組 D．一般情況下，花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能 [思維拓展] (1)病毒的可遺傳變異的來源—— 。 (2)原核生物可遺傳變異的來源—— 。 (3)真核生物可遺傳變異的 ①進(jìn)行無性生殖時—— 。 ②進(jìn)行有性生殖時—— 。 特例：基因工程中外源基因的導(dǎo)入屬于 。

14、 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗屬于 。 【例題3】如圖為高等動物的細(xì)胞分裂示意圖,圖中不可能發(fā)生的是（ ） A.發(fā)生了基因突變 B.發(fā)生了染色單體的互換 C.該細(xì)胞為次級卵母細(xì)胞 D.該細(xì)胞為次級精母細(xì)胞 [思維拓展] （1）圖中細(xì)胞為 。 （2）造成B、b不同的原因是 。 ①若該生物的基因型為AABBDD,則造成這種現(xiàn)象的原因是 , ②若該生物的基因型是AABbD

15、D，則造成這種現(xiàn)象的原因是 ， ③若題目中有××分裂××?xí)r期提示，如減Ⅰ前期造成的則考慮 ，間期造成的則考慮 。 【歸納提升】 ①基因重組的范圍—— 生物。但不能說“一定”是有性生殖生物，因為還包括“外源基因?qū)搿边@種情況。 ②基因突變能產(chǎn)生新基因，是生物變異的 來源；基因重組能產(chǎn)生新基因型，是生物變異的 來源，兩者都為進(jìn)化提供原材料。 【對應(yīng)訓(xùn)練2】某生物基因型為AaBb，經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生四種

16、數(shù)量相等的配子，如圖為其體內(nèi)的某個細(xì)胞，則(　　) A.若圖中基因位點1的基因為A，而位點2和4為B與b，則該細(xì)胞 有可能發(fā)生了交叉互換 B.該圖表示時期有4個染色體組 C.該狀態(tài)下的細(xì)胞發(fā)生了基因重組 D.該細(xì)胞中位點2與4所在染色體為同源染色體，位點2與4上的基 因遵循分離定律 【當(dāng)堂檢測】 1.細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是(　　) A．染色體不分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異 B．非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組 C．染色體復(fù)制時受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變 D．非同源染色體

17、某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 2.育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是（ ） A.這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B.該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體 C.觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D.將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 3.下列針對基因突變的描述中正確的是(　　) A．基因突變豐富了種群的基因庫 B．基因突變的方向是由環(huán)境決定的 C．親代的突變基因一定能傳遞給子代 D．基因突變只發(fā)生在生物個體發(fā)育的特定時期 4.某個嬰兒不能消化乳

18、類，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)他的乳糖酶分子有一個氨基酸改變而導(dǎo)致乳糖酶失活，發(fā)生這種現(xiàn)象的根本原因是(　　) A．缺乏吸收某種氨基酸的能力 B．不能攝取足夠的乳糖酶 C．乳糖酶基因有一個堿基對改變了 D．乳糖酶基因有一個堿基對缺失了 5.子代不同于親代的性狀主要來自基因重組，如圖中哪些過程可以發(fā)生基因重組(　　) A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．④⑤ D．③⑥ 6.下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，正確的是(　　) A．基因突變對于生物個體是利多于弊 B．基因突變屬于可遺傳的變異 C．基因重組能產(chǎn)生新的基因 D．基因重組普遍發(fā)生在體細(xì)胞增殖過程中 課前探究案

19、 一 1.環(huán)境 遺傳物質(zhì) 2.遺傳物質(zhì) 基因突變 基因重組 染色體變異 [練習(xí)1]D 二、基因突變 1、血紅蛋白結(jié)構(gòu) 基因結(jié)構(gòu)的改變（堿基對的替換） 2、替換、增添或缺失 配子 不能遺傳 無性繁殖 3、 有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 4、顯性 隱性 5、紫外線 、X射線及其他輻射 亞硝酸、堿基類似物 某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA 6、普遍性 隨機(jī)性 不定向性 低頻性 多害少利性 7、等位基

20、因 [練習(xí)2]A 三、 1.有性 不同 2. （1）減數(shù)第一次非姐妹染色單體 后 非同源染色體上的非等位基因 （2）減數(shù)第一次 前 等位基因 3. （2）生物多樣性 （3）進(jìn)化 [思考]（1）基因突變 基因重組 （2）基因突變 基因突變 基因突變 基因重組 染色體變異 【預(yù)習(xí)檢測】 1.C 2.D 3.A 4.A 5.D 解析：由于密碼子的兼并性（即可能有幾種密碼子決定同一種氨基酸），雖然發(fā)生了基因突變，但可能不會影響氨基酸的種類，

21、該類突變又稱為中性突變。該題中，由于CUG和UUG決定同一種氨基酸，所以該突變既無利也無害。 6.C 7.B 解析：當(dāng)某基因一個片段中的一條DNA單鏈在復(fù)制時一個堿基由G→C，而與這一條DNA單鏈互補(bǔ)的另一條單鏈并沒有發(fā)生變化。第一次復(fù)制后，產(chǎn)生了兩個DNA分子，其中一個發(fā)生了基因突變，而另一個沒有發(fā)生基因突變，發(fā)生了基因突變的DNA占DNA總數(shù)的50％，該基因復(fù)制三次后，發(fā)生了基因突變的DNA仍舊占DNA總數(shù)的50％，與復(fù)制次數(shù)無關(guān)。 課內(nèi)探究案 【探究點一】 基因突變與生物性狀的關(guān)系 【例題1】B 解析：由甘氨酸密碼子為GGG，

22、可推得模板為WNK4基因第二條鏈，mRNA上堿基序列為GGG AAG CAG,A選項插入堿基后，mRNA上堿基序列為GGG GAA GCA G,氨基酸序列為甘氨酸—谷氨酸—丙氨酸，雖然賴氨酸替換為谷氨酸但谷氨酰胺替換為丙氨酸，與題目不符；B選項替換堿基后，mRNA上堿基序列為GGG GAG CAG, 氨基酸序列為甘氨酸—谷氨酸—谷氨酰胺，與題目相符；C選項缺失堿基后，mRNA上堿基序列為GGG AGC AG, 氨基酸序列為甘氨酸—絲氨酸—，與題目不符；D選項替換堿基后，mRNA上堿基序列為GGG AAA CAG, 氨基酸序列為甘氨酸—賴氨酸—谷氨酰胺，與題目不符。 思維拓展： (1)

23、會 (2) 不會 (3) 插入堿基對 【歸納提升】 (1） 氨基酸 (2) ②同一種 ③隱性 (3) ① 替換 1 ② 插入 前 后 ③ 缺失 前 后 【對應(yīng)訓(xùn)練1】BCD 【探究點二】對基因重組的理解 【例題2】 B [思維拓展] (1) 基因突變 (2) 基因突變 (3)① 基因突變 染色體變異 ② 基因突變 基因重組 染色體變異 特例： 基因重組 基因重組 【例題3】C 解析：該細(xì)胞中沒有同源染色體

24、且著絲點斷裂染色單體分開成為染色體，由此推斷出為減數(shù)第二次分裂后期，正常情況下圖中上下對應(yīng)的兩條染色體所含有的基因應(yīng)該相同，而圖中一個含B，一個含b，可以判斷該細(xì)胞發(fā)生了基因突變；再根據(jù)細(xì)胞質(zhì)為均等分裂，判斷出不可能是次級卵母細(xì)胞，只能是極體或次級精母細(xì)胞。 [思維拓展] （1） 次級精母細(xì)胞 或第一極體 （2） 交叉互換 或 基因突變 ① 基因突變 ② 基因突變或交叉互換 ③ 交叉互換 基因突變 【歸納提升】 ①真核 ② 根本 主要 【對應(yīng)訓(xùn)練2】 B 【當(dāng)堂檢測】 1 B 解析：有絲分裂和減數(shù)分裂都可以

25、發(fā)生染色體不分離或不能移向兩極，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目變異；非同源染色體自由組合導(dǎo)致基因重組，只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中；有絲分裂和減數(shù)分裂的間期都發(fā)生染色體復(fù)制，受誘變因素影響，可導(dǎo)致基因突變；非同源染色體某片段移接導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異，可發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中。因此選B。 2 B 3 A 4 C 解析：乳糖酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，由乳糖酶基因控制合成，故導(dǎo)致乳糖酶失活的根本原因是乳糖酶基因發(fā)生突變，排除A、B兩選項。又因乳糖酶分子中只是一個氨基酸發(fā)生了改變，其他氨基酸的數(shù)目和順序都未變，故不可能是乳糖酶基因有一個堿基對缺失，因為若缺失一個堿基對，則可能導(dǎo)致從此部分往后的氨基酸都發(fā)生改變，排除D選項。 5 C 6 B