2018年高考生物大一轮复习第七单元生物的变异、育种和进化第21讲基因突变和基因重组

(2)判断关于基因重组叙述的正误。
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抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗
虫矮秆小麦。(
)
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④纯合体自交因基因重组导致子代性状分离。(
)
答案：(1)①√ ②√ ③√ ④√ ⑤×
11
实验：调查常见 的人类遗传病
Ⅰ卷T32
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第 21 讲 基因突变和基因 重组
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一、基因突变 1．基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症。
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2．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．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。
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6．意义。 (1)新基因产生的途径。 (2)生物变异的根本来源。 (3)为生物进化的提供原始材料。
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思考：镰刀型细胞贫血症属于基因突变的哪种类型？ 该症状能遗传给子代吗？
答案：属于碱基对的替换。能够遗传，突变后的 DNA 分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞， 并将突变基因传给下一代。
答案：B
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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。
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3．基因突变不一定都产生等位基因。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。
)
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③用紫外线照射青霉菌，使其 DNA 发生改变，通过
筛选获得青霉素高产菌株。(
)
④某二倍体植物染色体上的等位基因 B1 突变为 B2，
可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的。(
)
⑤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。(
)
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因间的重新组合
基因工程 重组型
目的基因导入 受体细胞后
目的基因经运载体导 入受体细胞，导致受体 细胞中基因重组
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2.基因突变和基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
变异 基因分子结构发 原有基因的重新
本质 生改变
组合
通常在有丝分裂 发生
间期和减数第一 时间
次分裂前的间期
减数第一次分裂 前期和后期
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4．诱发基因突变的外来因素(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—b
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5．突变特点。 (1)普遍性：一切生物都可以发生。 (2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。 (3)低频性：自然状态下，突变频率很低。 (4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变， 产生一个以上的等位基因。 (5)多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环 境的协调关系，而对生物有害。
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解析：若题图甲为雌性生殖细胞，进行减数分裂形成 的卵细胞只有 1 种，A 错误；图乙所示的一个细胞经减数 分裂能够产生 1 种或 2 种子细胞，B 错误；图甲所示个体 自交，所得 F1 的基因型有 bbCC、BbCc、BBcc 共 3 种， C 错误；图乙个体经减数分裂形成 bC、bc、BC、Bc 4 种配子，
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缺失位置前不影响，影响的是
缺失
大
缺失位置后的氨基酸序列增添
或缺
失3个
增添或缺失位置增加或缺失一
小
碱基
个氢基酸对应的序列
(2)从两个关系分析基因突变未引起生物性状改变的 原因。
①从密码子与氨基酸的对应关系分析：密码子具有 简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。
第24页，共Leabharlann 8页。②从基因型与表现型的关系分析：由纯合子的显性 基因突变成杂合子中的隐性基因。
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2．精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方 的染色体为同源染色体，每一对同源染色体上都有控制相 同性状的基因。
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考向 1 基因重组与减数分裂的综合考查
1．观察甲、乙图示，下列相关说法正确的是(
)
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A．图甲所示细胞减数分裂时只能形成 2 种子细胞 B．图乙所示的一个细胞经减数分裂能够产生 4 种子 细胞 C．若图甲所示个体自交，不考虑基因突变和交叉互 换，所得 F1 的基因型有 4 种 D．若图乙所示个体测交，后代基因型的比例是 1∶1∶1∶1
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考点一 基因突变及其与性状的关系 1．基因突变的原因及与进化的关系
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2．基因突变与性状的关系 (1)基因突变对生物性状的影响大小。
类型 影响范围
对氨基酸序到的影响
替换 增添
可改变 1 个氨基酸或不改变， 小
也可使翻译提前终止 插入位置前不影响，影响的是 大 插入位置后的氨基酸序列
都使生物产生可遗传的变异；在长期进
化过程中，通过基因突变产生新基因， 联系
为基因重组提供大量可供自由组合的
新基因；基因突变是基因重组的基础
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与基因重组有关的两个易混易错点 1．染色体片段交换不一定是基因重组。如果染色体 片段交换发生在同源染色体之间叫基因重组；如果发生在 非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构变异。
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巧记 (1)受精过程中不存在基因重组。 (2)一对等位基因 A、a 之间不会发生基因重组。
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自我检测
1．思维诊断
(1)判断关于基因突变叙述的正误。
①X 射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变
异。(
)
②用射线照射大豆使其基因结构发生改变，可能会
获得性状发生变异的大豆种子。(
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编码酶 X 的基因中某个碱基被替换可能会更换一个 氨基酸，导致氨基酸序列改变但没有影响酶的活性部位， 使酶活性没有改变，B 错误；状况③的氨基酸数量没有改 变，肽键数量不会减少，C 错误；状况④可能是因为突变 导致了终止密码子提前，而使酶 Y 的氨基酸数量减少酶 Y 的活性降低，D 正确。
4．生物进化：基因突变为生物进化提供了原始材料。
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考向 1 考查基因突变的实质、特征及原因
1．(2017·菏泽统考)拟南芥细胞中某个基因编码蛋白
质的区段插入了 1 个碱基对。下列分析正确的是(
)
A．根尖成熟区细胞一般均可发生此过程
B．该细胞的子代细胞中遗传信息不会发生改变
C．若该变异发生在基因中部，可以导致翻译过程提
第七单元 生物的变异、育 种和进化
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序号 1 2
考纲要求·考情展示
考纲展示
基因重组及其意 义(Ⅱ)
2016
全国卷五年考频
2015 2014
2013
2012
基因突变的特征 及原因(Ⅱ)
Ⅲ卷T32
Ⅰ卷T31 Ⅰ卷T31
3
染色体结构变异 和数目变异(Ⅱ)
Ⅲ卷T32
Ⅱ卷T6
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考向 2 考查基因突变对生物性状的影响
3．(2017·咸阳模拟)编码酶 X 的基因中某个碱基被替
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，对这四种状况出现的原因判
断正确的是(
)
比较指标
酶Y活性/酶X活性 酶Y氨基酸数目/酶X氨
基酸数目
① 150% 大于1
子中 a、b、c 三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传
效应的序列，有关叙述正确的是(
)
A．基因 a、b、c 均可能发生基因突变，体现了基因 突变具有普遍性
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B．Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换， 但不属于基因突变
C．一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要 是由于间期时间相对较长
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适用 所有生物(包括病毒)
范围
有性生殖的真核生物和 基因工程的原核生物
产生 产生新基因(等位基因) 产生新基因型
结果
不能用显微镜检测出， 不能用显微镜检测出，
鉴定
可通过分子杂交检测 根据是否产生重组类型
方法
或后代性状推测
的性状来确定
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应用 人工诱变育种
杂交育种
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二、基因重组 1．概念：指在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．实质：控制不同性状的基因重新组合。 3．类型及发生时间。 下图甲、乙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。
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(1)发生时间。 写出相应细胞所处的时期：图甲：四分体时期；图 乙：减数第一次分裂后期。 (2)类型。 图甲：同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换； 图乙：非同源染色体上的非等位基因之间自由组合。 4．结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。 5．意义：形成生物多样性的重要原因之一。
生物变异在育
4
种上的应用(Ⅱ)
人类遗传病的
5
类型(Ⅰ)
6
人类遗传病的 监测和预防(Ⅰ)
7
人类基因组计 划的意义(Ⅰ)
Ⅱ卷T29
Ⅰ卷T6 Ⅱ卷T6
Ⅰ卷T32 Ⅰ卷T5
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8
现代生物进化理 论的主要内容(Ⅱ)
Ⅰ卷T6
生物进化与生物 9 多样性的形成(Ⅱ)
实验：低温诱导 10 染色体加倍
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若转录出的 mRNA 对应的三个碱基为一个终止密 码，可导致翻译过程提前终止，C 正确；若在插入位点再 缺失 3 个碱基对，会导致插入位点后全部的碱基序列改 变，对蛋白质结构的影响较大，D 错误。
答案：C
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2．(2016·衡水模拟)如图为某植物细胞一个 DNA 分
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与基因突变有关的四个知识点 1．细胞分裂：在细胞分裂间期，DNA 复制时，DNA 分子双链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基 对的变化。 2．细胞癌变：癌细胞是原癌基因和抑癌基因发生基 因突变所致。
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3．生物育种：诱变育种是利用基因突变的原理进行 的。
D．在减数分裂的四分体时期，b、c 之间可发生交叉 互换
解析：对于基因 a、b、c 而言，基因突变均可能发生，
这体现了基因突变的随机性，A 错误；
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Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但没有 改变基因的结构，因而不属于基因突变，B 正确；一个细胞 周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期在进行 DNA 复制，此时 DNA 的双螺旋结构已经打开，很容易发生 突变，C 错误；在减数分裂的四分体时期，只有同源染色体 的非姐妹染色单体间才可发生交叉互换，D 错误。
(2)①× ②× ③√ ④×
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2．图示识读 下图为高等动物的细胞分裂示意图，据图回答以下 问题：
(1)图中细胞的名称为次级精母细胞或第一极体。
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(2)造成 B、b 不同的原因是交叉互换或基因突变。 ①若该生物的基因型为 AABBDD，则造成这种现象 的原因是基因突变。 ②若该生物的基因型为 AABbDD，则造成这种现象 的原因是交叉互换或基因突变。 ③若该示意图是在减数第一次分裂前期造成的，则 考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。
② 100%
1
③ 50%
1
④ 10% 小于1
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A.状况①可能是因为突变导致了 tRNA 的种类增加 B．状况②一定是因为氨基酸序列没有变化 C．状况③一定是因为氨基酸间的肽键数减少了 50% D．状况④可能是因为突变导致终止密码位置变化 解析：tRNA 的种类共有 61 种，不会发生变化，氨 基酸数量增加可能是终止密码子后移导致的，A 错误；
答案：D
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考点二 基因重组及其与基因突变的比较
1．基因重组的类型
重组类型
发生时间
发生机制
减数第一次 交叉互换型 分裂四分体
时期
同源染色体非姐妹染色 单体之间交叉互换导致 基因重新组合
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同源染色体分开，等位
自由组合 型
减数第一次分 裂后期
基因分离，非同源染色 体自由组合，导致非同 源染色体上非等位基
前终止
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D．若在插入位点再缺失 3 个碱基对，对其编码的蛋 白质结构影响最小
解析：由题干信息可知此变异属于基因突变。拟南芥 根尖成熟区细胞不进行分裂，一般不发生基因突变，A 错 误；基因突变一定会引起遗传信息的改变，发生突变的该 细胞的子细胞中遗传信息会发生改变，B 错误；该突变发 生在基因中部时，