高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 基礎(chǔ)課時(shí)案21 基因突變與基因重組課件 新人教版必修2.ppt

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基礎(chǔ)課時(shí)案21 基因突變與基因重組,2016備考最新考綱 1．基因重組及其意義(Ⅱ)。2.基因突變的特征和原因(Ⅱ)。,一、基因突變 1．基因突變的實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥,2．基因突變要點(diǎn)歸納,3．誘發(fā)基因突變的因素(連一連),4．判斷正誤 (1)在誘導(dǎo)菊花莖段形成幼苗的過程中不會(huì)同時(shí)發(fā)生基因突變與基因重組(2013四川高考) ( ) (2)基因突變的頻率很低，種群每代突變的基因數(shù)不一定很少 ( ) (3)基因突變的方向與環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系 ( ) (4)無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA復(fù)制時(shí)均可發(fā)生基因突變 ( ),(5)基因突變一定會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變 ( ) (6)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變 ( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√,深度思考 基因突變對生物除了有害，就是有利，對嗎？ 提示 不對。事實(shí)上，基因突變的結(jié)果有三種情況：有的突變對生物是有利的，有的突變對生物是有害的，有的突變對生物既無害也無利，是中性的。(基因突變后，由于密碼子簡并性等原因生物性狀不發(fā)生改變，則突變對生物既無害，也無利。),二、基因重組 1．實(shí)質(zhì) 控制不同性狀的基因 。,重新組合,位于非同源染色體上的非等位基因,四分體的非姐妹染色單體,交叉,互換,轉(zhuǎn)基因,3．結(jié)果 產(chǎn)生新的 ，導(dǎo)致 出現(xiàn)。 4．意義 基因重組的結(jié)果是導(dǎo)致生物性狀的 ，為 和 提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。,基因型,重組性狀,多樣性,動(dòng)植物育種,生物進(jìn)化,5．判斷正誤 (1)受精過程中可進(jìn)行基因重組。 ( ) (2)親子代之間差異主要是由基因重組造成的。 ( ) (3)基因重組只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀 ( ) (4)減數(shù)分裂四分體時(shí)期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組 ( ) (5)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離 ( ) 答案 (1) (2)√ (3)√ (4) (5),深度思考 如圖a、b為二倍體生物細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像，請思考： (1)圖a處于何種時(shí)期？圖中的1、2號(hào)染色體發(fā)生了何種變異？ (2)圖b處于何時(shí)期？該細(xì)胞名稱是什么？在該時(shí)期細(xì)胞中可發(fā)生何類變異？你能否畫出與此圖對應(yīng)的另一組染色體組合圖？,提示 (1)圖a處于四分體時(shí)期，圖中1、2號(hào)染色 體曾因交叉互換發(fā)生了基因重組。 (2)圖b處于減數(shù)第一次分裂后期，該細(xì)胞名稱為 初級精母細(xì)胞，該時(shí)期細(xì)胞可能會(huì)發(fā)生非同源染 色體上的非等位基因間的自由組合，與圖b對應(yīng) 的另一組染色體組合圖如圖所示。,A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異 C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程 D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會(huì)明顯提高 解析 X射線既可改變基因的堿基序列引起基因突變，又能造成染色體片段損傷導(dǎo)致染色體變異。圖中是高產(chǎn)糖化酶菌株的人工定向選擇過程。通過此篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株的其他性狀未必符合生產(chǎn)要求，故不一定能直接用于生產(chǎn)。誘變可提高基因的突變率，但每輪誘變相關(guān)基因的突變率不一定都會(huì)明顯提高。 答案 D,【典例2】 (2013上海卷)編碼酶X的基因中某個(gè)堿基被替換時(shí)，表達(dá)產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。如表顯示了與酶X相比，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況，對這四種狀況出現(xiàn)的原因判斷正確的是 ( ),A．狀況①一定是因?yàn)榘被嵝蛄袥]有變化 B．狀況②一定是因?yàn)榘被衢g的肽鍵數(shù)減少了50% C．狀況③可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼位置變化 D．狀況④可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致tRNA的種類增加 解析 某個(gè)堿基被替換，狀況①氨基酸的序列可能發(fā)生了變化。狀況②X與Y氨基酸的數(shù)目相等，肽鍵數(shù)可能不變。狀況③Y與X的氨基酸數(shù)目比小于1，編碼的氨基酸的數(shù)量減少，可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼位置變化。突變不會(huì)導(dǎo)致tRNA的種類增加。 答案 C,思維發(fā)散 就“插入”、“缺失”、“替換”而言，哪類堿基序列改變導(dǎo)致的變異幅度更大？有無例外？ 提示 基因結(jié)構(gòu)中堿基對的替換往往僅涉及一個(gè)氨基酸改變(也可能不變)，影響相對較小，但堿基對增添、缺失將引發(fā)改變部位之后的“連鎖反應(yīng)”，故其影響較大，但若增添、缺失正好處于轉(zhuǎn)錄相鄰密碼子的序列之間，且為3或3的倍數(shù)個(gè)堿基，則影響也可能較小。,1．圖解基因突變機(jī)制,3．基因突變對性狀的影響 (1)基因突變可改變生物性狀的4大成因 ①基因突變可能引發(fā)肽鏈不能合成； ②肽鏈延長(終止密碼子推后出現(xiàn))； ③肽鏈縮短(終止密碼子提前出現(xiàn))； ④肽鏈中氨基酸種類改變；以上改變會(huì)引發(fā)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改變，進(jìn)而引發(fā)生物性狀的改變。,(2)有些基因突變并不能改變生物性狀，其原因如下： ①基因不表達(dá)；②密碼子改變但其決定的氨基酸不變；③有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變；④基因突變發(fā)生在體細(xì)胞中其有性生殖的子代不發(fā)生性狀改變；⑤基因突變發(fā)生在精子的細(xì)胞質(zhì)基因中；⑥基因突變發(fā)生在顯性純合子中。另外，基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)及編碼區(qū)的內(nèi)含子等情況下也不一定引起生物性狀的改變。,易錯(cuò)警示！ 與基因突變有關(guān)的7個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)原核生物及病毒DNA復(fù)制時(shí)均可發(fā)生基因突變。 (2)基因突變一定會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引 起生物性狀的改變。 (3)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。 (4)生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)對外界環(huán)境變化更加敏感。,(5)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。如昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀若在陸地上則為不利變異，而在多風(fēng)的島嶼上則為有利變異。 (6)基因突變不只發(fā)生在分裂過程中(已分化的細(xì)胞也可能被誘發(fā)基因突變)。 (7)RNA病毒中，基因突變指RNA中堿基的改變、增添和缺失，其突變率遠(yuǎn)大于DNA的突變率。,[跟進(jìn)題組] 1．(2014山東濟(jì)寧一模，3)小白鼠體細(xì)胞內(nèi)的6號(hào)染色體上有P基因和Q基因，它們編碼各自蛋白質(zhì)的前3個(gè)氨基酸的DNA序列如下圖，起始密碼子均為AUG。下列敘述正確的是 ( ),A．若箭頭處的堿基突變?yōu)門，則對應(yīng)反密碼子變?yōu)閁AG B．基因P和基因Q轉(zhuǎn)錄時(shí)都以b鏈為模板合成mRNA C．若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了基因突變 D．基因P在該動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞中數(shù)目最多時(shí)可有4個(gè),解析 起始密碼子均為AUG，對應(yīng)DNA模板鏈堿基為TAC，故基因P以b鏈為模板鏈，基因Q以a鏈為模板鏈，故B錯(cuò)。基因Q對應(yīng)密碼子為AUG、GUC、UCC。箭頭處的堿基突變?yōu)門，對應(yīng)密碼子突變?yōu)锳UC，則反密碼子變?yōu)閁AG，故A正確。若基因P缺失，則該小白鼠發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(缺失)，故C錯(cuò)。動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞不再分裂，基因不再復(fù)制，故最多有2個(gè)基因P，在1對同源染色體上，故D錯(cuò)。 答案 A,2．(2014四川成都外國語學(xué)校二模，3)某生物小組種植的純種高莖豌豆，自然狀態(tài)下卻出現(xiàn)了矮莖后代。小組成員有的認(rèn)為是基因突變的結(jié)果，有的認(rèn)為是環(huán)境引起的。為檢驗(yàn)是何種原因?qū)е掳o豌豆出現(xiàn)，該小組成員設(shè)計(jì)了如下幾種實(shí)驗(yàn)方案，其中最簡便的方案是 ( ) A．分析種子中基因序列 B．將矮莖種子在良好的環(huán)境條件下種植(讓它們自交)，再觀察后代的性狀表現(xiàn) C．將得到的矮莖豌豆與純合高莖豌豆雜交，觀察后代的性狀表現(xiàn) D．以上方案都不合理,解析 植物鑒定的方法最簡單的是自交，對該矮莖后代而言如果在正常環(huán)境條件下，自交后代中有矮莖的出現(xiàn)說明其矮莖性狀是基因突變引起的，如果后代全是高莖說明是環(huán)境引起的不可遺傳的變異，故選B。 答案 B,考點(diǎn)二 基因重組 [典例引領(lǐng)] 【典例1】 (福建高考)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(shí)受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變 D．非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,解析 基因突變、染色體變異既可發(fā)生于有絲分裂過程中也可發(fā)生于減數(shù)分裂過程中，但非同源染色體自由組合導(dǎo)致的基因重組僅發(fā)生于減數(shù)分裂過程中。 答案 B 互動(dòng)探究 除本題B選項(xiàng)所述外，還有一種類型的變異也可導(dǎo)致基因重組，該變異是如何發(fā)生的？ 提示 另一種類型的基因重組是減數(shù)分裂四分體時(shí)期，因同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換而導(dǎo)致的基因重組。,【典例2】 (2012江蘇單科，14)某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(見圖)。如以該植株為父本，測交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀。下列解釋最合理的是 ( ),A．減數(shù)分裂時(shí)染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽 B．減數(shù)第二次分裂時(shí)姐妹染色單體3與4自由分離 C．減數(shù)第二次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間自由組合 D．減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間交叉互換 解析 從題中信息可知，突變植株為父本，減數(shù)分裂產(chǎn)生的雄配子為?b和?B，后者不育。正常情況下，測交后代表現(xiàn)型應(yīng)都為白色性狀，而題中已知測交后代中部分為紅色性狀，推知父本減數(shù)分裂過程中產(chǎn)生了含B基因的可育花粉，而產(chǎn)生這種花粉最可能的原因是減Ⅰ同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，故D最符合題意。 答案 D,1．比較基因突變與基因重組,2.關(guān)注基因突變和基因重組的意義,[跟進(jìn)題組] 1．下列甲、乙分裂過程中產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生的變異分別屬于 ( ) A．基因重組，不可遺傳變異 B．基因重組，基因突變 C．基因突變，不可遺傳變異 D．基因突變，基因重組,解析 甲過程中的“a”基因是從“無”到“有”，屬于基因突變，而乙過程中的A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進(jìn)行了重新組合。 答案 D,2．(2014海淀二模)突變基因雜合細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，出現(xiàn)了如圖所示的染色體片段交換，這種染色體片段交換的細(xì)胞繼續(xù)完成有絲分裂后，可能產(chǎn)生的子細(xì)胞是( ) ①正?；蚣兒霞?xì)胞 ②突變基因雜合細(xì)胞 ③突變基因純合細(xì)胞 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③,解析 著絲點(diǎn)斷裂后，兩條染色體中的姐妹染色單體成為染色體向細(xì)胞兩極移動(dòng)時(shí)是隨機(jī)組合的，移向細(xì)胞同一側(cè)的可能為相同基因，也可能是正?；蚺c突變基因，因此可能產(chǎn)生正?；虻募兒霞?xì)胞、突變基因的純合細(xì)胞、突變基因的雜合細(xì)胞三種。 答案 D,