(全国版)2019版高考生物一轮复习第7单元生物的变异、育种和进化第1讲基因突变和基因重组学案
2019届高考生物一轮复习 第7单元 变异、育种与进化听课学案
学习资料专题第7单元变异、育种与进化第20讲基因突变和基因重组考试说明 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。
2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。
点一基因突变1.基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症图7-20-1(1)图示中a、b、c过程分别代表、和。
突变发生在(填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是异常,根本原因是发生了,碱基对由突变成了。
2.基因突变要点归纳图7-20-2理性思维1.[归纳与概括]基因突变为什么常发生于DNA复制时?一个人是否患镰刀型细胞贫血症能否通过光学显微镜观察到?2.[归纳与概括]就“插入”“缺失”“替换”而言,哪类碱基序列改变导致的变异幅度更大?有无例外?科学探究一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后,产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1,且雌、雄个体之比也为2∶1,请依据这个结果从遗传学角度作出合理解释: 。
1.基因突变机理图7-20-32.基因突变与性状的关系(1)基因突变对蛋白质结构的影响(2)基因突变不引起生物性状改变的原因①突变发生在基因的不具有遗传效应的DNA片段中。
②密码子具有简并性,不同密码子有可能翻译出相同的氨基酸。
③纯合子的显性基因突变为杂合子的隐性基因,如AA突变成Aa ,不会引起性状的改变。
④某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的位置,但并不影响该蛋白质的功能。
3.基因突变对子代的影响(1)基因突变发生在减数分裂过程中(配子形成时),将遵循遗传规律随配子传递给后代。
(2)若基因突变发生在体细胞的有丝分裂过程中,则一般不能遗传给后代,但有些植物体细胞中的突变可以通过无性繁殖传递给后代。
角度1 考查基因突变的实质、特点1.[2017·安徽江南十校二模]基因突变是生物变异的根本来源,在生物进化过程中有着极为重要的作用。
下列有关基因突变的叙述,正确的是( )A.体内DNA在复制时偶然出现碱基配对错误而导致基因突变B.亚硝酸、碱基类似物等物质能改变DNA的结构而导致基因突变C.基因突变产生的是等位基因,因此不会改变种群的基因频率D.基因突变的方向与环境无关,因此不同种群发生的基因突变相同2.某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的,且A1、A2基因均能合成特定的蛋白质来控制花色。
高考生物 一轮复习 生物变异、育种和进化 第1讲 基因突变和基因重组(必修2)
由基因突变可联系的知识 (1)联系细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA 复制时， DNA 分子双链打开，脱氧核苷酸链不稳定，容易发生碱基 对的变化。 (2)联系细胞癌变：癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发 生基因突变所导致的。 (3)联系生物育种：诱变育种就是利用基因突变的原理 进行的。 (4)联系生物进化：基因突变为生物进化提供原始材料。
(×)
(5)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因
重组
( ×)
(6)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基
因重组
( ×)
(7)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因
重组
( √)
(8)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生的
生命活动是基因突变和基因重组
(√ )
因的自由组合。
答案：A
2．下列有关基因重组的说法，正确的是
()
A．基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生
新的基因
B．同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，形
态大小一定相同的两条染色体
C．基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中
D．基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染
色单体之间的交叉互换过程中
[细微题点·练全练透]
一、基础散点全练清
1．判断下列叙述的正误
(1)减数第二次分裂时，非姐妹染色单体之间自由组合 (×)
(2)有丝分裂和减数分裂过程中均可产生非同源染色体之间发
生自由组合，导致基因重组
(×)
(3)同源染色体的非姐妹染色单体的交换可引起基因重组 (√)
(4)纯合子自交因基因重组导致子代性状分离
碱基对 替换 增添
近年届高考生物一轮复习第七单元生物的变异、育种与进化第1课基因突变和基因重组高效演练创新预测新人教
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第1课基因突变和基因重组高效演练·创新预测预测点1。
基因突变的发生机理1。
DNA复制过程中,有时会发生碱基对的错配，但在多种酶的作用下，受到损伤的DNA分子还可以恢复原来的碱基排列顺序。
2015年诺贝尔化学奖授予三位生物科学家，以表彰他们发现了细胞损伤DNA的修复机制。
下列有关描述正确的是( )A。
DNA修复时,不需要模板链的参与B。
若损伤的DNA不能及时修复，则一定会导致基因突变的发生C。
细胞中必然存在识别损伤DNA的物质D。
DNA修复系统是生物为了适应环境而产生的【解析】选C.DNA修复时,切除错配的部分，以母链为模板恢复原来的碱基排列顺序，A 错误；损伤的DNA未及时修复，不一定导致基因突变，错配可能发生在基因与基因之间的序列,B错误；细胞中必然存在识别损伤DNA的物质,这样才能够及时修复，C正确；DNA 修复系统的出现是进化的结果，D错误.预测点2.基因突变的特点2.空间诱变育种是利用空间环境中的高能粒子辐射、微重力、高真空等因素，使作物种子发生基因突变。
以水稻为例，它的自然突变频率在二十万分之一左右，经空间诱变后突变频率可达百分之几。
【新教材生物一轮复习】必修2 第7单元 第1讲 基因突变和基因重组
4．(2021·湖南选择性考试)血浆中胆固醇与载脂蛋白 apoB-100 结合形成低密度脂蛋白(LDL)，LDL 通过与细胞表面受体结合，将 胆固醇运输到细胞内，从而降低血浆中胆固醇含量。PCSK9 基因可 以发生多种类型的突变，当突变使 PCSK9 蛋白活性增强时，会增加 LDL 受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面 LDL 受体减少。下列叙 述错误的是( )
基因突变对生物性状的影响
3．SLC 基因编码锰转运蛋白。研究发现该基因作为转录模板的一条 DNA 链中的碱基序列由 CGT 变为 TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突 变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏，引发炎性肠病等多种疾病。下列 相关分析错误的是( )
A．推测患者 SLC 基因内部发生了碱基的替换 B．SLC 基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变 C．突变的 SLC 基因相应 mRNA 中的变化为 CGU→UGU D．识别并转运丙氨酸和苏氨酸的 tRNA 不同
1．用辐射方法处理大豆，可选育出含油量高的大豆品种。而由 玉米品种甲高秆抗病(AABB)和乙矮秆易感病(aabb)来培育 aaBB 品 种时，一般不采用诱变育种的方法，请表述其原因。(答出两点)(必 修 2 P83“相关信息”)
提示：诱变育种具有不定向性(诱变的方向不能控制)，多害少利 性(有利变异少)，需大量处理实验材料。
2．病毒致癌因子引起细胞癌变，其机理是__________________ __________________________________________________________。
提示：致癌病毒含有病毒基因以及与致癌有关的核酸序列，它 们通过感染人或动物的细胞后，将其基因组整合进人或动物的基因 组中，从而诱发细胞癌变
C [根据题干信息“基因作为转录模板的一条 DNA 链中的碱 基序列由 CGT 变为 TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨 酸”，说明该病是由于碱基对发生替换造成的，属于基因突变，A 正确；SLC 基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的氨基酸的种类发 生改变，所以相应的功能改变，B 正确；由于转录模板的基因序列由 CGT 变为 TGT，所以编码的 mRNA 序列由 GCA 变为 ACA，C 错 误；tRNA 上的反密码子和密码子配对，所以识别并转运丙氨酸和苏 氨酸的 tRNA 不同，D 正确。]
2019届高考生物一轮复习第七单元生物的变异育种与进化第1课基因突变和基因重组课件新人教版
第1课
生物的变异、育种与进化
基因突变和基因重组
考点一
基因突变
【必备知识回顾】 1.实例——镰刀型细胞贫血症：
DNA复制 、_____ 转录 和 (1)图示中a、b、c过程分别代表________
翻译 。突变发生在__( a 填字母)过程中。 _____ 谷氨酸 被 (2)患者贫血的直接原因是多肽链上的一个_______
【素养解读】本题主要考查两个核心素养： (1)科学思维：分析链霉素的作用，归纳突变产生的原 因。 (2)生命观念：S12蛋白结构与功能相适应。
【解析】选A。本题主要考查基因突变、遗传信息的表 达、自然选择。A项，表格中突变型在含链霉素培养基 中的存活率为100%，则说明突变型具有链霉素抗性， 故正确；B项，翻译是在核糖体上进行的，链霉素通过 与核糖体结合只能抑制翻译功能，故错误。C项，野生
型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(第56位氨基
酸)有差异，这是由于基因结构中碱基对的替换所致，
而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改 变，故错误。D项，枯草杆菌对链霉素的抗性突变早已 存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素 起到选择作用，故错误。
【母题变式】 变式1 判断基因突变的类型
增添
大
不影响插入位置前的序列，影响 插入位置后的序列
类型 缺失
增添或缺 失3个碱基
影响 范围
对氨基酸的影响
不影响缺失位置前的序列，影响 缺失位置后的序列 增添或缺失位置增加或缺失1个 氨基酸对应的序列
大
小
【高考角度全练】 角度一 基因突变的机理和类型
1.(2016·海南高考)依据中心法则，若原核生物中的 DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不 变，则该DNA序列的变化是 ( )
高考生物 一轮复习 生物的变异、育种和进化 第1讲 生物的变异(必修2)
解析：这些突变酶只是使 DNA 复制的精确度更高， 并不能提高 DNA 复制的速度，A 项错误；既然发生基因 突变，故翻译突变酶的 mRNA 序列必然会发生改变，B 项错误；突变酶催化的是 DNA 的复制，其作用底物为 4 种脱氧核苷酸，C 项错误；突变酶减少了基因突变的发 生，因此不利于生物的进化，D 项正确。
(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)
①从染色体来源看，一个染色体组 中 不含同源染色体 。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的 染色体 各不相同 。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物 种生物性状的 一整套基因 ，但不能重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
单倍体
二倍体
多倍体
概念
(2)可在显微镜下观察到的是 A、B、C (填字母)。 (3)基因数目和排列顺序均未变化的是 D 。 (4)实质：基因数目、种类或排列顺序的改变。
(5)染色体结构变异与基因突变的区别
染色体结构变异
基因突变
变异 染色体水平上的变异，多 分子水平上的变异，基因 范围 个基因随染色体片段改变 结构中碱基对改变
4．基因突变与基因重组的比较
基因突变
基因重组
变异 基因分子结构发生改变
本质
原有基因的重新组合
发生 通常在有丝分裂间期和 减数第一次分裂四分体时 时间 减数第一次分裂前的间期 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
基因突变
基因重组
结果
产生新基因(等位基因)， 产生新基因型，不产生
[注意] 单倍体育种与多倍体育种都出现了染 色体加倍情况：单倍体育种操作对象是单倍体幼苗， 通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体 育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
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第1讲 基因突变和基因重组(对应学生用书第130页)[识记—基础梳理]1．基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症(1)图示中a 、b 、c 过程分别代表DNA 复制、转录和翻译。
突变发生在a(填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基因突变，碱基对由=====T A突变成=====A T。
(3)用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化呢？能(填“能”或“不能”)。
2．基因突变的概念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。
3．发生时间主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
4．类型：碱基对的增添、缺失和替换。
5．诱发基因突变的因素如下，请尝试连线。
①物理因素a ．亚硝酸、碱基类似物等 ②化学因素b ．某些病毒的遗传物质 ③生物因素c ．紫外线、X 射线及其他辐射[答案] ①－c ②－a ③－b6．结果：可产生新的基因：(1)若发生在配子中：可遗传给后代。
(2)若发生在体细胞中：一般不能通过有性生殖遗传。
7．特点(1)下图体现了基因突变的一个特点：不定向性。
(2)紫外线能改变核酸的碱基，即可使不同基因突变，这体现了基因突变具有随机性的特点。
(3)基因突变的其他特点还有：普遍性、低频性和多害少利性。
8．意义(1)新基因产生的途径。
(2)生物变异的根本来源。
(3)生物进化的原始材料。
[教材边角知识] 必修2 P81“学科交叉”具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体即杂合体并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力，镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。
,请根据这一事实表述突变基因对当地人生存的影响。
__________________________________________________________________________________________________________________________________【提示】镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一面。
虽然这个突变体的纯合子对生存不利，但其杂合子却有利于当地人的生存。
[辨析与识图]1．判断正误(1)某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2可能是由于碱基对的替换或碱基对的插入造成的。
(√)(2)积聚在甲状腺细胞内的131I可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代。
(×)【提示】甲状腺滤泡上皮细胞属于体细胞，体细胞基因突变一般不遗传给子代。
(3)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。
(×)【提示】在光学显微镜下观察不到基因突变。
(4)用射线照射大豆使其基因结构发生改变，可获得种子性状发生变异的大豆。
(√)(5)在诱导菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生基因突变与基因重组。
(√)(6)用激光、γ射线处理青霉菌可提高突变率。
(√)(7)病毒、大肠杆菌及动植物都可发生基因突变。
(√)(8)基因突变可决定生物进化的方向。
(×)【提示】基因突变是不定向的，能为生物的进化提供原材料，不能决定生物进化的方向。
2．据图思考已知A和a控制一对相对性状，如图为某个体细胞分裂图像，请根据图像分析：(1)请判断各细胞的变异类型：①________，②________，③________。
(2)上述3个突变细胞中，对子代性状影响最大的可能是________(填标号)，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。
[答案](1)基因突变基因突变基因突变或基因重组(2)③③通过减数分裂产生异常配子，突变可通过有性生殖遗传给后代[理解—深化探究]1．基因突变对蛋白质的影响规律(1)突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。
(2)_____________________________________________________________。
(3)_____________________________________________________________。
【提示】(2)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[运用—考向对练]考向1 基因突变的实质、特点及意义1．(2016·海南高考)依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是( )A．DNA分子发生断裂B．DNA分子发生多个碱基增添C．DNA分子发生碱基替换D．DNA分子发生多个碱基缺失C[原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，可能的原因是DNA分子发生碱基替换。
碱基增添或缺失均会导致多个氨基酸序列的改变。
] 2．用亚硝酸化合物处理萌发的种子，发现某基因上一个腺嘌呤(A)经脱氨基作用变成了次黄嘌呤(I)，I不能再与T配对，但能与C配对。
下列相关叙述错误的是( )A．这种基因突变属于人工诱变，碱基对发生替换B．该突变DNA分子连续复制两次后，含有原基因的DNA分子占1/4C．突变产生的新基因与原基因互为等位基因D．突变性状对该生物的生存是否有害，取决于能否适应环境B[这种基因突变属于人工诱变，人工诱变的因素有物理因素、化学因素和生物因素等。
因A变为I后，I不能与T配对，故突变后的DNA分子中一个A—T碱基对被替换。
因为只有一条链上的一个碱基发生改变，故突变后的DNA分子连续复制两次后，有1/2的DNA 分子仍含有原基因。
基因突变产生等位基因，突变产生的性状对该生物生存有害还是有利，取决于能否适应环境。
][误区警示]基因突变的“一定”与“不一定”1．基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。
2．基因突变不一定会引起生物性状的改变。
3．基因突变不一定都产生等位基因。
病毒和原核细胞的基因组结构简单，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基因。
[备选习题](2018·银川市高三二模)如图中，a、b、c表示一条染色体上相邻的3个基因，m、n为基因间的间隔序列，下列相关叙述，正确的是( )A．该染色体上的三个基因一定控制生物的三种性状B．m、n片段中碱基对发生变化会导致基因突变C．若a中有一个碱基对被替换，其控制合成的肽链可能不变D．a、b、c均可在细胞核中复制及表达C[该染色体上的三个基因不一定控制生物的三种性状，可能是三个基因控制同一性状，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，m、n片段中碱基对发生变化不会导致基因突变，B错误；若a中有一个碱基对被替换，由于密码子的简并性，其控制合成的肽链可能不变，C正确；基因的表达包括转录和翻译，a、b、c均可在细胞核中复制及转录，而翻译发生在细胞质中，D错误。
]考向2 基因突变对生物性状的影响3．昆虫附肢可分为基节、中节和梢节，各节中有数量不等的刚毛。
研究发现，a、b、c三个基因与不同节段的发育有关，a＋、b＋、c＋为野生型基因，a－、b－、c－为突变型基因。
如图为不同基因型个体发育到同一阶段的表现型。
据图分析，下列推论不合理的是( )A．a＋仅影响梢节的发育B．b＋仅影响基节的发育C．基节的发育受到b＋与c＋的影响D．中节的发育受到a＋与c＋的影响A[分析题图，可知a＋影响梢节和中节的发育，A错误；b＋仅影响基节的发育，B正确；无a＋基因不影响基节的发育，基节的发育受到b＋与c＋的影响，C正确；无b＋基因不影响中节的发育，中节的发育受到a＋与c＋的影响，D正确。
]4．(2018·衡水中学高三调考)周期性共济失调是一种编码细胞膜上的钙离子通道蛋白的基因发生突变导致的遗传病，该突变基因相应的mRNA的长度不变，但合成的肽链缩短使通道蛋白结构异常而导致的遗传病。
下列有关该病的叙述正确的是( ) 【导学号：67110057】A．翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基对的缺失B．突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变C．该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物的性状D．该病可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现D[翻译的肽链缩短也可能是编码的基因发生了碱基对的替换或增添，导致mRNA中提前出现终止密码，A错误，D正确；突变不会导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则改变，B错误；细胞膜上钙离子通道蛋白是一种结构蛋白，该病例说明了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，C错误。
]考点二| 基因重组及与基因突变的比较(对应学生用书第132页)[识记—基础梳理]1．概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
2．发生时间及类型如图①、②为减数第一次分裂不同时期的细胞图像，两者都发生了基因重组。
①②(1)发生时间写出相应细胞所处的时期：[①]减数第一次分裂前期形成四分体时。
[②]减数第一次分裂后期。
(2)类型[①]：同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换。
[②]：非同源染色体上的非等位基因之间自由组合。
3．结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。
4．意义(1)形成生物多样性的重要原因。
(2)生物变异的来源之一，有利于生物进化。
5．基因重组和基因突变的比较1．原核生物不存在基因重组。
(×)【提示】原核生物不会发生有性生殖意义上的基因重组，但将外源基因通过载体导入原核生物，会发生基因重组。
2．一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组。
(√) 3．减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。
(×)【提示】同源染色体的非姐妹染色单体间的局部交换可导致基因重组。
4．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦。
(√) 5．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离。
(×)【提示】纯合体自交子代不发生性状分离。
6．受精过程中可发生基因重组。
(×)【提示】生物个体产生配子过程可发生基因重组，受精过程不发生基因重组。
7．交叉互换和基因突变都能使染色体上原来的基因位置出现等位基因。
(√)[理解—深化探究]三种方法判断基因改变的原因1．据亲子代基因型判断：(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。