生物第三單元 生物的變異、育種和進化 第1講 基因突變和基因重組 新人教版必修2

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1、第三單元生物的變異、育種和進化第三單元生物的變異、育種和進化必 修 二第一講基因突變和基因重組第一講基因突變和基因重組考綱要求考綱要求全國卷五年考題全國卷五年考題考點命題考點命題1基因重組及基因重組及其意義其意義2基因突變的基因突變的特征和原因特征和原因2014卷卷T322013卷卷T31高考對本專題的考查還將集中高考對本專題的考查還將集中在基因突變上。另外隨著在基因突變上。另外隨著DNA重組重組技術的發(fā)展，高考對于考查基因重技術的發(fā)展，高考對于考查基因重組來源的題目有增加的趨勢組來源的題目有增加的趨勢1 1考點一考點一2 2考點二考點二3 3課 末 總 結課 末 總 結1實例：鐮刀型細胞貧血

2、癥實例：鐮刀型細胞貧血癥( (1)癥狀：紅細胞呈癥狀：紅細胞呈_，運輸氧氣的能力，運輸氧氣的能力_，易破裂造成溶，易破裂造成溶血性貧血，嚴重時會導致死亡。血性貧血，嚴重時會導致死亡。( (2)直接原因：紅細胞的血紅蛋白分子上一個直接原因：紅細胞的血紅蛋白分子上一個_發(fā)生改變，由正常發(fā)生改變，由正常的的_變成了纈氨酸。變成了纈氨酸。( (3)根本原因：根本原因：_，即基因中的一個，即基因中的一個_發(fā)生改變。發(fā)生改變?？键c一基因突變考點一基因突變鐮刀狀鐮刀狀降低降低氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸基因突變基因突變堿基對堿基對2概念概念由于由于DNA分子中發(fā)生堿基對的分子中發(fā)生堿基對的_而引起的而引起的_

3、的改變。的改變。3時間時間主要發(fā)生在有絲分裂間期或主要發(fā)生在有絲分裂間期或_。4誘發(fā)因素誘發(fā)因素( (連線連線)替換、增添和缺失替換、增添和缺失基因結構基因結構減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期5突變特點突變特點( (1)_：一切生物都可以發(fā)生。：一切生物都可以發(fā)生。( (2)隨機性：生物個體發(fā)育的隨機性：生物個體發(fā)育的_。( (3)_：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。( (4)不定向性：一個基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的不定向性：一個基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的_。( (5)多害少利性：可能破壞多害少利性：可能破壞_與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調關

4、系。與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調關系。6意義意義( (1)_產(chǎn)生的途徑。產(chǎn)生的途徑。( (2)生物變異的生物變異的_。( (3)生物進化的生物進化的_。普遍性普遍性任何時期和部位任何時期和部位低頻性低頻性等位基因等位基因生物體生物體新基因新基因根本來源根本來源原始材料原始材料判斷下列說法的正誤。判斷下列說法的正誤。( (1)人類鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的根本原因是基因突變。人類鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的根本原因是基因突變。( ()( (2)一般來說，只有發(fā)生在生殖細胞中的突變才能通過配子遺傳給下一代。一般來說，只有發(fā)生在生殖細胞中的突變才能通過配子遺傳給下一代。( ()( (3)基因突變不僅是可逆的，而且大多數(shù)突

5、變都是有害的?；蛲蛔儾粌H是可逆的，而且大多數(shù)突變都是有害的。( () ( (4)基因突變一般發(fā)生在細胞分裂間期的基因突變一般發(fā)生在細胞分裂間期的DNA復制過程中。復制過程中。( ()( (5)由于基因突變是不定向的，所以控制直毛的基因可以突變?yōu)榭刂崎L毛的由于基因突變是不定向的，所以控制直毛的基因可以突變?yōu)榭刂崎L毛的基因?；颉? ()( (6)基因突變一定引起基因結構的改變，但不一定引起生物性狀的改變?；蛲蛔円欢ㄒ鸹蚪Y構的改變，但不一定引起生物性狀的改變。( ()( (7)基因突變是由于基因突變是由于DNA片段的增添、缺失和替換引起的基因結構的改變。片段的增添、缺失和替換引起的基因結構

6、的改變。( () 1基因突變對生物除了有害，就是有利，對嗎？基因突變對生物除了有害，就是有利，對嗎？提示提示不對。事實上，基因突變的結果有三種情況：有的突變對生物是有不對。事實上，基因突變的結果有三種情況：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。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。無害，也無利。)2為什么為什么DNA復制時容易發(fā)生基因突變？復制時容易發(fā)生基因突變？

7、提示提示DNA復制時雙螺旋結構打開，結構不穩(wěn)定，容易發(fā)生差錯。復制時雙螺旋結構打開，結構不穩(wěn)定，容易發(fā)生差錯。3若若DNA分子中某基因缺失，屬于基因突變嗎？分子中某基因缺失，屬于基因突變嗎？提示提示不屬于。屬于染色體結構變異。不屬于。屬于染色體結構變異。1基因突變的原因及特征基因突變的原因及特征2基因突變概念圖解基因突變概念圖解3類型類型( (1)顯性突變：如顯性突變：如aA，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應性狀。，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應性狀。( (2)隱性突變：如隱性突變：如Aa，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。穩(wěn)定遺傳。

8、4基因突變與性狀的關系基因突變與性狀的關系( (1)基因突變引起生物性狀的改變基因突變引起生物性狀的改變( (2)基因突變未引起生物性狀改變的原因基因突變未引起生物性狀改變的原因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。類型類型影響程度影響程度對氨基酸的影響對氨基酸的影響( (不考慮終止密碼子不考慮終止密碼子)替換替換小小只改變只改變1個個( (或不改變或不改變)氨基酸氨基酸增添增添大大插入位置前不影響，影

9、響插入位置后的序列插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失缺失大大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列5基因突變對子代的影響基因突變對子代的影響( (1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。性生殖傳遞給后代。( (2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。高考警示高考警示由基因突變可聯(lián)系的知識由基因突變可聯(lián)系的知識( (1)聯(lián)系細胞分裂：在細胞分裂間期，聯(lián)系細胞分裂：在細胞分裂間期，DN

10、A復制時，復制時，DNA分子雙鏈打開，脫分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對的變化。氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對的變化。( (2)聯(lián)系細胞癌變：癌細胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。聯(lián)系細胞癌變：癌細胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。( (3)聯(lián)系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進行的。聯(lián)系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進行的。( (4)聯(lián)系生物進化：基因突變?yōu)樯镞M化提供原始材料。聯(lián)系生物進化：基因突變?yōu)樯镞M化提供原始材料。 關于基因突變是否可以遺傳，有下列說法，其中不正確的是關于基因突變是否可以遺傳，有下列說法，其中不正確的是(

11、()A若發(fā)生在配子形成過程中，可以通過有性生殖遺傳給后代若發(fā)生在配子形成過程中，可以通過有性生殖遺傳給后代B若發(fā)生在體細胞中，一定不能遺傳若發(fā)生在體細胞中，一定不能遺傳C若發(fā)生在人的體細胞中有可能發(fā)展為癌細胞若發(fā)生在人的體細胞中有可能發(fā)展為癌細胞D人類人類Y染色體上的基因突變，只能傳給男性染色體上的基因突變，只能傳給男性解析解析基因突變如果發(fā)生在配子中可以通過有性生殖遺傳給后代，故基因突變如果發(fā)生在配子中可以通過有性生殖遺傳給后代，故A正正確。如果發(fā)生在體細胞中一般是不能遺傳的，植物可以通過植物組織培養(yǎng)遺確。如果發(fā)生在體細胞中一般是不能遺傳的，植物可以通過植物組織培養(yǎng)遺傳，故傳，故B錯誤。如果

12、發(fā)生在人體的體細胞中有可能會成為癌細胞，故錯誤。如果發(fā)生在人體的體細胞中有可能會成為癌細胞，故C正確。正確。Y染色體上的基因突變，只能傳給男性，因為只有男性有染色體上的基因突變，只能傳給男性，因為只有男性有Y染色體，故染色體，故D正確。正確。B 例例 1理解基因突變的四個易錯點理解基因突變的四個易錯點( (1)誘變因素可以提高突變頻率，但不能決定基因突變的方向。誘變因素可以提高突變頻率，但不能決定基因突變的方向。( (2)基因突變是基因突變是DNA分子水平上基因內部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的分子水平上基因內部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。數(shù)目和位置并未改變。( (3)基

13、因突變一定會導致基因結構的改變，但卻不一定引起生物性狀的改基因突變一定會導致基因結構的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。變。( (4)基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。例如，昆蟲突變產(chǎn)生的基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。例如，昆蟲突變產(chǎn)生的殘翅性狀，若在陸地上則為不利變異，而在多風的島嶼上則為有利變異。殘翅性狀，若在陸地上則為不利變異，而在多風的島嶼上則為有利變異。技巧點撥技巧點撥 變式訓練變式訓練 B 解析解析根據(jù)題干信息，堿基類似物根據(jù)題干信息，堿基類似物5溴尿嘧啶溴尿嘧啶( (5Bu)既能與堿基既能與堿基A配對，配對，又可以與堿基又可以與堿基G配，使得堿基對發(fā)生改變，

14、則該培養(yǎng)基中基因突變頻率明顯提配，使得堿基對發(fā)生改變，則該培養(yǎng)基中基因突變頻率明顯提高，高，A正確；發(fā)生突變的大腸桿菌正確；發(fā)生突變的大腸桿菌DNA分子中共有分子中共有8種堿基配對方式，即種堿基配對方式，即5BuA,5BuG、AT、GC，B錯誤；錯誤；5溴尿嘧啶可以與溴尿嘧啶可以與A配對，又配對，又可以與可以與G配對，復制一次配對，復制一次A5溴尿嘧啶，溴尿嘧啶，TA，GC，G5溴尿嘧啶，復制溴尿嘧啶，復制第二次時有第二次時有5溴尿嘧啶溴尿嘧啶G，復制第三次，復制第三次GC，所以需要經(jīng)過，所以需要經(jīng)過3次復制后，才能次復制后，才能實現(xiàn)細胞中實現(xiàn)細胞中DNA分子某位點上堿基對從分子某位點上堿基對

15、從TA到到GC的替換，的替換，C正確；正確；AT之間之間有有2個氫鍵，個氫鍵，CG之間有之間有3個氫鍵，則很多位點發(fā)生個氫鍵，則很多位點發(fā)生TA到到CG的替換后，的替換后，DNA分子結構的穩(wěn)定性增強，分子結構的穩(wěn)定性增強，D正確。正確。A 解析解析電離輻射既可以誘發(fā)基因突變，也可能引起染色體變異，電離輻射既可以誘發(fā)基因突變，也可能引起染色體變異，A錯誤。錯誤。1概念概念在生物體進行在生物體進行_的過程中，控制不同性狀的基因的的過程中，控制不同性狀的基因的_?？键c二基因重組考點二基因重組有性生殖有性生殖重新組合重新組合2類型及發(fā)生時間類型及發(fā)生時間下圖下圖a、b為減數(shù)第一次分裂不同時期的細胞圖像

16、，兩者都發(fā)生了基因重為減數(shù)第一次分裂不同時期的細胞圖像，兩者都發(fā)生了基因重組。組。( (1)發(fā)生時間：發(fā)生時間：寫出相應細胞所處的時期：寫出相應細胞所處的時期：a_；b_。( (2)類型：類型：a：同源染色體上：同源染色體上_之間交叉互換；之間交叉互換；b：非同源染色體上的：非同源染色體上的_之間自由組合。之間自由組合。3意義意義( (1)形成形成_的重要原因。的重要原因。( (2)生物變異的來源之一，有利于生物變異的來源之一，有利于_。四分體時期四分體時期減數(shù)第一次分裂后期減數(shù)第一次分裂后期非姐妹染色單體非姐妹染色單體非等位基因非等位基因生物多樣性生物多樣性生物進化生物進化( (1)減數(shù)第二

17、次分裂時，非姐妹染色單體之間自由組合減數(shù)第二次分裂時，非姐妹染色單體之間自由組合( ()( (2)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可產(chǎn)生非同源染色體之間發(fā)生自由組合，有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可產(chǎn)生非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導致基因重組導致基因重組( ()( (3)同源染色體的非姐妹染色單體的交換可引起基因重組同源染色體的非姐妹染色單體的交換可引起基因重組( ()( (4)純合子自交因基因重組導致子代性狀分離純合子自交因基因重組導致子代性狀分離( ()( (5)一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組( ()( (6)減數(shù)分裂四

18、分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組減數(shù)分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組( ()( (7)非同源染色體自由組合，導致在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組非同源染色體自由組合，導致在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組( ()( (8)在誘導離體菊花莖段形幼苗的過程中，不會同時發(fā)生的生命活動是基因在誘導離體菊花莖段形幼苗的過程中，不會同時發(fā)生的生命活動是基因突變和基因重組突變和基因重組( () 根據(jù)細胞分裂圖示確定變異的類型根據(jù)細胞分裂圖示確定變異的類型提示提示有絲分裂減數(shù)分裂基因突變基因突變或基因重組有絲分裂減數(shù)分裂基因突變基因突變或基因重組1三種基因重組機制比較三種基因重組機制比

19、較重組重組類型類型同源染色體上非等位同源染色體上非等位基因的重組基因的重組非同源染色體上非等非同源染色體上非等位基因間的重組位基因間的重組人為導致基因重組人為導致基因重組( (DNA重組重組)發(fā)生發(fā)生時間時間減數(shù)第一次分裂四分減數(shù)第一次分裂四分體時期體時期減數(shù)第一次分裂后期減數(shù)第一次分裂后期體外與運載體重組，體外與運載體重組，導入細胞內與細胞內導入細胞內與細胞內基因重組基因重組2基因突變與基因重組的比較基因突變與基因重組的比較項目項目基因突變基因突變基因重組基因重組發(fā)生發(fā)生時間時間有絲分裂間期、減數(shù)第一次分有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期裂前的間期減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂發(fā)生發(fā)生原因原

20、因在一定外界或內部因素作用在一定外界或內部因素作用下，下，DNA分子中發(fā)生堿基對的分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起基因替換、增添和缺失，引起基因結構的改變結構的改變減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上非等位基因的自由非同源染色體上非等位基因的自由組合組合適用適用范圍范圍所有生物都可以發(fā)生所有生物都可以發(fā)生只適用于真核生物、有性生殖、細只適用于真核生物、有性生殖、細胞核遺傳胞核遺傳項目項目基因突變基因突變基因重組基因重組應用應用通過誘變育種培育新品種通過誘變育種培育新品種通過雜交育種使性狀重

21、組，可培育通過雜交育種使性狀重組，可培育優(yōu)良品種優(yōu)良品種結果結果產(chǎn)生新基因，控制新性狀產(chǎn)生新基因，控制新性狀產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因意義意義是生物變異的根本來源，生物是生物變異的根本來源，生物進化的原始材料進化的原始材料生物變異的重要來源，有利于生物生物變異的重要來源，有利于生物進化進化聯(lián)系聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供自由組合的新基因，基通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎因突變是基因重組的基礎A 例例 2解析解析一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生下了一個既白化又色盲的兒子，原理一對表現(xiàn)型正常的夫婦，生下了一個

22、既白化又色盲的兒子，原理是基因重組，是基因重組，A正確；將轉基因的四倍體與正常的二倍體雜交，生產(chǎn)出不育的正確；將轉基因的四倍體與正常的二倍體雜交，生產(chǎn)出不育的轉基因三倍體魚苗，原理是染色體變異，轉基因三倍體魚苗，原理是染色體變異，B錯誤；血紅蛋白氨基酸排列順序發(fā)生錯誤；血紅蛋白氨基酸排列順序發(fā)生改變，導致某些貧血病，原理是基因突變，改變，導致某些貧血病，原理是基因突變，C錯誤；目的基因被誤插入受體基錯誤；目的基因被誤插入受體基因的非編碼區(qū)，使受體基因不能表達，即未成功進行基因表達載體構建，不屬因的非編碼區(qū)，使受體基因不能表達，即未成功進行基因表達載體構建，不屬于基因重組，于基因重組，D錯誤。錯

23、誤?；蛑亟M和基因突變判斷方法基因重組和基因突變判斷方法( (1)根據(jù)親代基因型判斷：根據(jù)親代基因型判斷：如果親代基因型為如果親代基因型為BB或或bb，而后代中出現(xiàn)，而后代中出現(xiàn)b或或B的原因是基因突變。的原因是基因突變。如果親代細胞的基因型為如果親代細胞的基因型為Bb，而子代細胞中出現(xiàn)，而子代細胞中出現(xiàn)BB或或bb的原因是基因突的原因是基因突變或交叉互換。變或交叉互換。( (2)根據(jù)細胞分裂方式判斷：根據(jù)細胞分裂方式判斷：如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變。如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變。如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能是基因突

24、變或交如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換。叉互換。技巧點撥技巧點撥 變式訓練變式訓練 B 解析解析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，稱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，稱為基因重組；減數(shù)分裂四分體時期，同源染色體的姐妹染色單體上含有相同基為基因重組；減數(shù)分裂四分體時期，同源染色體的姐妹染色單體上含有相同基因，它們之間交換不會導致基因重組；非同源染色體上的非等位基因自由組合因，它們之間交換不會導致基因重組；非同源染色體上的非等位基因自由組合可導致基因重組；減數(shù)分裂過程中存在基因重組，而根尖細胞只能進行有絲分可導致基因重組；

25、減數(shù)分裂過程中存在基因重組，而根尖細胞只能進行有絲分裂，所以不會發(fā)生基因重組。裂，所以不會發(fā)生基因重組。A 解析解析A圖所示的圖所示的AaBb在進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，會發(fā)生非同在進行減數(shù)分裂產(chǎn)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。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圖表示的是雌雄配子的隨機結合，不存在基因重組。機結合，不存在基因重組。C圖表示減數(shù)第二次分裂的后期，該時期不存在基圖表示減數(shù)第二次分裂的后期，該時期不存在基因重組。因重組。D圖中只有一對等位基因，不會發(fā)生基因重組。圖中只有一對等位基因，不會發(fā)生基因重組。課末

26、總結課末總結 B 解析解析基因突變具有不定向性，基因突變具有不定向性，A項正確；物理因素如項正確；物理因素如X射線等可提高突射線等可提高突變率，變率，B項錯誤；基因中堿基對的替換、增添或缺失均可引起基因突變，項錯誤；基因中堿基對的替換、增添或缺失均可引起基因突變，C項、項、D項正確。項正確。A 解析解析生物的變異是隨機的，不定向的，自然選擇是定向的，生物的變異是隨機的，不定向的，自然選擇是定向的，A錯誤；錯誤；X射線除能引發(fā)基因突變外，也能誘發(fā)染色體結構變異，射線除能引發(fā)基因突變外，也能誘發(fā)染色體結構變異，B正確；生物的變異分為正確；生物的變異分為可遺傳的變異和不可遺傳的變異，單純由環(huán)境條件引起而遺傳物質沒有改變的可遺傳的變異和不可遺傳的變異，單純由環(huán)境條件引起而遺傳物質沒有改變的變異是不可遺傳的變異，這種變異不可能通過有性生殖遺傳給后代，因此可以變異是不可遺傳的變異，這種變異不可能通過有性生殖遺傳給后代，因此可以通過觀察白花植株自交后代的性狀，確定是否是可遺傳變異，還可以進一步確通過觀察白花植株自交后代的性狀，確定是否是可遺傳變異，還可以進一步確定白花這種突變是顯性突變還是隱性突變。故定白花這種突變是顯性突變還是隱性突變。故C、D正確。正確。