2019版高考生物一輪總復習 第5章 基因突變及其他變異 第1節(jié) 基因突變和基因重組課件 必修2.ppt

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第5章基因突變及其他變異 考綱導讀 第1節(jié) 基因突變和基因重組 一 基因突變 鐮刀 谷氨酸 纈氨酸 一對堿基 1 實例2 概念 DNA分子中發(fā)生堿基對的 而引起的基因結構的改變 增添 缺失和替換 3 時間 主要在DNA復制時 有絲分裂和減數第一次分裂 前的 期 間 5 特點 物理因素 如 化學因素 如 生物因素 如某些病毒 普遍性 一切生物都可以發(fā)生隨機性 個體發(fā)育的 低頻性 自然情況下 突變頻率很低 性 產生一個以上的等位基因6 意義 產生 是生物變異的 來源 是 生物進化的原始材料 不定向 新基因 根本 4 原因 任何時期 紫外線 X射線及其他輻射 亞硝酸 堿基類似物 二 基因重組 有性 非同源染色體 等位基因 1 概念 生物體在進行 生殖的過程中 控制不同性狀的基因的重新組合 2 類型 同源 交叉互換 1 減數第一次分裂后期 隨著 的自由組合 其上的非等位基因也自由組合 2 減數第一次分裂前期 非同源染色體上的 隨著 染色體上的非姐妹染色單體的 而發(fā)生交換 導致染色單體上的基因重新組合 變異 3 意義 基因重組是生物 的來源之一 是形成生物多樣性的重要原因 對生物的進化具有重要意義 判斷正誤 1 A基因突變?yōu)閍基因 a基因還可能再突變?yōu)锳基因 2 人類鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的根本原因是基因突變 3 基因突變通常發(fā)生在DNA RNA的過程中 4 基因是具有遺傳效應的DNA片段 HIV的遺傳物質是 RNA 不能發(fā)生基因突變 5 病毒 大腸桿菌及動植物都可能發(fā)生基因突變 答案 1 2 3 4 5 考點一 基因突變 考點梳理 1 基因突變機制 1 基因突變是DNA分子水平上某一個基因內 部堿基對的種類或數目的變化 基因的數目和位置未改變 2 RNA病毒中 基因突變指RNA中堿基的增添 缺失或 替換 其突變率遠大于DNA的突變率 2 基因突變對生物性狀的影響 1 基因突變對蛋白質的影響 2 突變不一定導致生物性狀改變的原因 突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應的DNA片段中 基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨 基酸 基因突變若為隱性突變 如AA Aa 不會導致性狀的 改變 3 基因突變對子代的影響 1 基因突變若發(fā)生在體細胞有絲分裂過程中 這種突變一般不遺傳 但有些植物可以通過無性繁殖傳給后代 2 基因突變若發(fā)生在精細胞或卵細胞的形成過程中 這種 突變可以通過有性生殖傳給后代 4 顯性突變和隱性突變的判定 1 類型 顯性突變 aa Aa當代表現(xiàn) 隱性突變 AA Aa當代不表現(xiàn) 子代一旦表現(xiàn) 即為純合子 2 判定方法 選取突變體與其他已知的未突變體雜交 根據子代性狀表現(xiàn)判斷 若后代全為未突變體 則為隱性突變 若后代為突變體 或既有突變體又有未突變體 則為顯性突變 與基因突變有關的四個知識點 1 細胞分裂 在細胞分裂間期 DNA復制時 DNA分子雙鏈打開 脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定 容易發(fā)生堿基對的變化 2 細胞癌變 癌細胞是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變 所致 3 生物育種 誘變育種是利用基因突變的原理進行的 4 生物進化 基因突變?yōu)樯镞M化提供原始材料 高考探究 考向1 基因突變的類型及范圍 典例1 2016年天津卷 枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表 注 P 脯氨酸 K 賴氨酸 R 精氨酸 下列敘述正確的是 A S12蛋白結構改變使突變型具有鏈霉素抗性B 鏈霉素通過與核糖體結合抑制其轉錄功能C 突變型的產生是由于堿基對的缺失所致D 鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產生相應的抗性突變 解析 根據表格信息可知 枯草桿菌野生型與某一突變型的差異是S12蛋白結構改變導致的 突變型能在含鏈霉素的培養(yǎng)基中存活 說明突變型具有鏈霉素抗性 故A項正確 翻譯是在核糖體上進行的 所以鏈霉素通過與核糖體結合抑制其翻譯功能 B項錯誤 野生型和突變型的S12蛋白中只有一個氨基酸 56位氨基酸 有差異 而堿基對的缺失會導致缺失位置后的氨基酸序列均改變 所以突變型的產生是由于堿基對的替換所致 C項錯誤 枯草桿菌對鏈霉素的抗性不是鏈霉素誘發(fā)的 鏈霉素只能作為環(huán)境因素對枯草桿菌起到選擇作用 D項錯誤 答案 A 考向2 基因突變對性狀的影響 典例2 2016年山東臨沂檢測 化學誘變劑EMS能使基因中的G烷基化后與T配對 CLH2基因控制合成葉綠素水解酶 研究人員利用EMS處理野生型大白菜 葉片淺綠色 種子 獲得CLH2基因突變的植株甲 葉片深綠色 和乙 葉片黃色 下列敘 述正確的是 A 植株乙葉片呈黃色 說明其葉綠素水解酶失去活性B 獲得植株甲和乙 說明EMS可決定CLH2基因突變的方向 C 若植株甲自交獲得葉片淺綠色的植株 說明淺綠色為 隱性性狀 D EMS處理后 CLH2基因復制一次可出現(xiàn)G C替換為 A T的現(xiàn)象 解析 植株乙葉片呈黃色 說明其葉綠素水解酶活性更高 EMS只可提高基因突變率 不能決定基因突變方向 EMS處理后 DNA復制一次時 只能出現(xiàn)基因中烷基化后的G與T配對 在第二次復制時 才可能出現(xiàn)G C替換為A T的現(xiàn)象 答案 C 考向3 基因突變的應用 典例3 2014年江蘇卷 下圖是高產糖化酶菌株的育種過 程 有關敘述錯誤的是 A 通過上圖篩選過程獲得的高產菌株未必能作為生產菌株B X射線處理既可以引起基因突變也可能導致染色體變異C 上圖篩選高產菌株的過程是定向選擇過程D 每輪誘變相關基因的突變率都會明顯提高 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致染色體變異 圖中是高產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菌株的其他性狀未必符合生產要求 故不一定能直接用于生產 誘變可提高基因的突變率 但每輪誘變相關基因的突變率不一定都會明顯提高 答案 D 考向預測 1 2017年江西南昌一模 下列關于基因突變的敘述 正確 的是 A DNA分子中發(fā)生堿基對的替換都會引起基因突變B 在沒有外界不良因素的影響下 生物不會發(fā)生基因突變C 基因突變的隨機性表現(xiàn)在一個基因可突變成多個等位基因D 基因突變能產生自然界中原本不存在的基因 是變異的根本來源 解析 基因突變是堿基對的替換 增添和缺失而引起的基因結構的改變 但只有DNA分子上具有遺傳效應的片段才是基因 基因突變可自發(fā)產生 隨機性表現(xiàn)為基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期 可以發(fā)生在細胞內的不同DNA分子上 可以發(fā)生在同一DNA分子的不同部位等 而一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變 產生一個以上的等位基因 這稱之為不定向性 答案 D 2 下列關于基因突變的敘述 不正確的是 A 基因突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期B 等位基因的產生是基因突變的結果C 基因突變一定產生等位基因D DNA中堿基對替換不一定發(fā)生基因突變解析 基因突變指DNA分子中發(fā)生堿基對的增添 缺失或替換引起基因結構的改變 基因突變是隨機的 可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期 原核生物沒有同源染色體 所以沒有等位基因 等位基因的產生是基因突變的結果 DNA中非基因片段的堿基對替換不會引起基因突變 答案 C 3 2017年福建寧德質檢 豌豆種子的圓?；騌1插入一 段DNA序列形成基因R2 下列敘述正確的是 A 顯微鏡下可觀察到R2的長度較R1長B 這種變異可能導致翻譯過程提前終止C 一定會導致豌豆的種子形狀發(fā)生改變D 正常情況下配子中同時含有R1和R2基因 解析 基因R1插入一段DNA序列形成基因R2 屬于基因突變 在顯微鏡下是觀察不到的 A錯誤 基因突變可能導致轉錄形成的mRNA中提前出現(xiàn)終止密碼 從而導致翻譯過程提前終止 B正確 由于密碼子的簡并性 突變后控制合成的蛋白質不一定發(fā)生改變 即性狀不一定發(fā)生改變 C錯誤 R1和R2基因為等位基因 而配子中正常情況下不會出現(xiàn)等位基因 D錯誤 答案 B 4 2017年河北邯鄲二模 某二倍體植株染色體上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突變產生的 且基因均能合成特 定的蛋白質來控制花色 下列敘述正確的是 A 基因A2是基因A1中堿基對的增添或缺失造成的B 基因A1 A2合成蛋白質時共用一套遺傳密碼C 基因A1 A2同時存在于同一個配子中D 基因A1 A2不能同時存在于同一個體細胞中 解析 突變基因A2的產生還可能是原基因A1中堿基對替換造成的 A錯誤 生物體內的蛋白質合成都共用一套密碼子 B正確 等位基因 A1與A2 在減數第一次分裂中隨同源染色體分開而分離 正常情況下 不會出現(xiàn)在同一配子中 C錯誤 當不同雌雄配子含有的是一對等位基因 A1與A2 時 它們結合發(fā)育成的后代體細胞中則含有A1A2 D錯誤 答案 B 5 下圖表示細胞中出現(xiàn)的異常mRNA被SURF復合物識別而發(fā)生降解的過程 該過程被稱為NMD作用 能阻止有害異常蛋白的表達 NMD作用常見于人類遺傳病中 如我國南方地區(qū)高發(fā)的地中海貧血癥 AUG UAG分別為起始和終止密碼子 1 圖中異常mRNA與正常mRNA長度相同 推測終止密碼子提前出現(xiàn)的原因是基因中發(fā)生了 3 常染色體上的正常 珠蛋白基因 A 既有顯性突變 A 2 異常mRNA來自突變基因的 其降解產物為 如果異常mRNA不發(fā)生降解 細胞內就會產生肽鏈較 的異常蛋白 又有隱性突變 a 兩者均可導致地中海貧血癥 據下表分析 表中 和 處分別為 除表中所列外 貧血患者的基因型還有 解析 1 圖中異常mRNA與正常mRNA長度相同 推測終止密碼子提前出現(xiàn)的原因是基因中發(fā)生了堿基對的替換 2 突變后的異?；蛲ㄟ^轉錄過程形成異常mRNA mRNA的基本組成單位是核糖核苷酸 因此mRNA降解產物是核糖核苷酸 由題圖可知 異常mRNA中終止密碼子比正常mRNA中的終止密碼子提前出現(xiàn) 如果異常mRNA不發(fā)生降解 細胞內翻譯過程會產生肽鏈較短的異常蛋白質 3 分析表格中的信息可知 基因型A A和A a分別表現(xiàn)為中度貧血和輕度貧血 合成的 珠蛋白少 基因型為aa的個體重度貧血 不能合成 珠蛋白 根據題干可知 基因的顯隱性關系為 A A a A a的 答案 1 堿基替換 2 轉錄核糖核苷酸 短 3 無合成 不能 AA Aa 個體能發(fā)生NMD作用 體內只有正?；虻谋磉_產物 所以表現(xiàn)為輕度貧血 基因型為aa的個體能發(fā)生NMD作用 無 珠蛋白合成 表現(xiàn)為重度貧血 基因型為A A的個體表現(xiàn)為中度貧血 說明其異常珠蛋白基因的表達未能被抑制 因此不能發(fā)生NMD作用 導致異常蛋白合成 由題意可知 顯性突變 A 和隱性突變 a 均可導致地中海貧血癥 因此除表中所列外 貧血患者的基因型還有AA Aa 考點二 基因重組 考點梳理 1 基因重組的相關概念 2 基因重組和基因突變的比較 3 不同生物的可遺傳變異來源 1 病毒 基因突變 2 原核生物 基因突變 3 真核生物 無性生殖時 基因突變 染色體變異 有性生殖時 基因突變 基因重組 染色體變異 高考探究 考向1 基因重組的本質 典例4 下列有關基因重組的說法 正確的是 A 基因重組可以產生多對等位基因B 發(fā)生在生物體內的基因重組都能遺傳給后代C 基因重組所產生的新基因型不一定會表現(xiàn)為新的表現(xiàn)型D 基因重組會改變基因中的遺傳信息 解析 基因重組屬于基因的重新組合 不會改變基因內部的堿基序列 不可能產生新的基因 基因中的遺傳信息也不會改變 生物體內經過基因重組所產生的配子不一定能夠形成合子 所以不一定能夠傳遞給后代 基因重組能產生新基因型的配子 不同的配子形成合子的表現(xiàn)型可能與原有個體的表現(xiàn)型相同 答案 C 考向2 基因重組及其與基因突變的比較 典例5 2017年陜西寶雞九校聯(lián)考 下列關于生物變異的敘 述 正確的是 A 基因突變指DNA分子中發(fā)生的堿基對的替換 增添和缺失 而引起的DNA結構改變B 基因型為Aa的植物連續(xù)自交 F2基因型比例為3 2 3 這是由基因重組造成的C 不能通過有性生殖遺傳給后代的變異 也可能屬于可遺傳變異 如三倍體無子西瓜就屬于可遺傳變異D 基因重組包含非同源染色體上的非等位基因自由組合和非同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換 解析 具有遺傳效應的DNA片段中發(fā)生的堿基對的替換 增添和缺失 而引起的基因結構的改變才是基因突變 A錯誤 基因型為Aa的植物連續(xù)自交 得到的F2基因型比例為3 2 3 這是基因分離導致的結果 不是基因重組 B錯誤 遺傳物質發(fā)生了改變而引起的變異都屬于可遺傳的變異 不一定能通過有性生殖遺傳給后代 C正確 交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體間 不是發(fā)生在非同源染色體的非姐妹染色單體間 D錯誤 答案 C 判斷變異是否屬于基因突變的方法 1 基因內部結構發(fā)生變化 是基因突變 2 基因數目發(fā)生變化 不是基因突變 3 基因位置發(fā)生改變 不是基因突變 4 光學顯微鏡可觀察到 不是基因突變 5 產生新基因 是基因突變 考向預測 6 2017年黑龍江哈爾濱六中調研 以下各項屬于基因重組 的是 A 基因型為Aa的個體自交 后代發(fā)生性狀分離B 雌 雄配子隨機結合 產生不同類型的子代個體C YyRr個體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型D 同卵雙生姐妹間性狀出現(xiàn)差異 解析 一對等位基因無法發(fā)生基因重組 A錯誤 基因重組發(fā)生在減數第一次分裂而非受精作用過程中 B錯誤 基因重組指在生物體進行有性生殖過程中 控制不同性狀的基因重新組合 C正確 同卵雙生姐妹遺傳物質相同 其性狀出現(xiàn)差異由環(huán)境引起 D錯誤 答案 C 7 某植物株色紫色對綠色是顯性 分別由基因PL和pl控制 不含pl PL基因的植物株色表現(xiàn)為白色 該植物株色在 遺傳時出現(xiàn)了變異 如下圖所示 下列相關敘述錯誤的是 A 該變異是由某條染色體結構缺失引起的B 該變異是由顯性基因突變引起的 C 該變異在子二代中能夠表現(xiàn)出新的株色的表現(xiàn)型D 該變異可以使用顯微鏡觀察鑒定 解析 題圖中變異是由染色體中某一片段缺失所致 該變異可以傳遞到子二代 且會出現(xiàn)不含pl PL基因的個體 表現(xiàn)出不同于紫色和綠色的第三種表現(xiàn)型 白色 染色體結構變異可用顯微鏡觀察鑒定 答案 B 8 下面是某個二倍體 AABb 動物的幾個細胞分裂示意圖 據圖判斷不正確的是 A 甲細胞表明該動物發(fā)生了基因突變B 乙細胞表明該動物在減數第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變C 丙細胞表明該動物在減數第一次分裂時發(fā)生了交叉互換D 甲 乙 丙所產生的變異都一定能遺傳給后代 解析 甲圖表示有絲分裂后期 染色體上基因A與a不同 是基因突變的結果 乙圖表示減數第二次分裂后期 其染色體上基因A與a不同 沒有同源染色體交叉互換的特征 只能是基因突變的結果 丙細胞也屬于減數第二次分裂后期圖 基因B與b所在的染色體片段顏色不同 是交叉互換造成的 由于該生物為二倍體動物 則甲細胞分裂產生的是體細胞 這種變異一般不遺傳給后代 答案 D 9 下列圖示過程存在基因重組的是 BD A C 解析 A圖所示的AaBb在進行減數分裂產生配子的過程中 會發(fā)生非同源染色體上非等位基因的自由組合 因此符合要求 B圖表示的是雌雄配子的隨機結合 不存在基因重組 C圖表示減數第二次分裂的后期 該時期不存在基因重組 D圖中只有一對等位基因 不會發(fā)生基因重組 答案 A