2019届高三一轮复习备考生物苏教专版一体资料课件:第七单元 生物的变异、育种和进化 第21讲 .pdf
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1、第21讲 基因突变和基因重组 第七单元 生物的变异、育种和进化 考纲要求考纲要求 1.基因重组及其意义()。 2.基因突变的特征和原因()。 3.转基因食品的安全()。 考点一 基因突变 考点二 基因重组和基因工程 矫正易错 强记长句 重温高考 演练模拟 内容索引 课时作业 基因突变 考点一 知识梳理 1.基因突变的实例基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 (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 替换为 。 (3)概念:DNA分子中发生 ,而引起的_ 的改变。 DNA复制 转录翻译
2、a 血红蛋白 基因突变 TAAT 碱基对的替换、增添或缺失基因 结构 GAAGUA 2.基因突变的原因、特点与意义基因突变的原因、特点与意义 (1)发生时期:主要发生在 。 (2)诱发因素(连线) 有丝分裂间期或减数第一次分裂间期 (3)突变特点 性:所有生物均可发生基因突变。 性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和DNA分子 的任何部位。 性:自然条件下,突变频率很低。 性:一个基因可以向不同方向发生变异,从而产生一个以上的 等位基因。 (4)突变的意义 产生的途径。 生物变异的 。 生物进化的 。 普遍 随机 低频 不定向 新基因 根本来源 原始材料 (1)基因突变通常发生在DNA
3、RNA的过程中( ) (2)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( ) (3)有丝分裂前期不会发生基因突变( ) (4)基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因( ) (5)在没有外界不良因素的影响下,生物不会发生基因突变( ) (6)A基因可突变为a基因,a基因也可再突变为A基因( ) (7)基因突变产生的新基因不一定传递给后代( ) (8)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向( ) 常考基础诊断常考基础诊断 据图分析基因突变机理 (1)分别表示引起 基因突变的什么因素? 教材热点拓展教材热点拓展 提示 提示 提示 物理、 生物、 化学。 (2)分别表示什
4、么 类型的基因突变? 提示 提示 增添、 替换、 缺失。 提示 提示 不一定;真核生物基因突变一般可产生它的等位基因,而病毒和 原核细胞中不存在等位基因,其基因突变产生的是一个新基因。 (3)为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变? 提示 提示 提示 细胞分裂的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单 链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。 (4)基因突变都能遗传给有性生殖的后代吗?为什么? 提示 提示 不一定;基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中时,可通过无性 生殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代;基因突变发生在精子或 卵细胞形成的减数分裂过程中时,可通过有性生殖传给后
5、代。 (5)基因突变一定产生等位基因吗?为什么? 命题点一 透过图像考查基因突变的原理和特点命题点一 透过图像考查基因突变的原理和特点 1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列 示意图。已知WNK4基因发生了一种突变,导致1 169位的赖氨酸变为谷 氨酸。该基因发生的突变是 命题探究 A.处插入碱基对GC B.处碱基对AT替换为GC C.处缺失碱基对AT D.处碱基对GC替换为AT 答案解析 解析 解析 根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG可知,WNK4基因是以 其DNA分子下方的一条脱氧核糖核苷酸链为模板转录形成mRNA,那么 1 169位的赖氨酸的密码子是A
6、AG,因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子 最可能是GAG,由此可推知,该基因发生的突变是处碱基对AT替 换为GC。 A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因 B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的 D.上述基因突变可传递给子代细胞,从而一定传给子代个体 2.(经典易错题)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上 基因的变化。下列表述正确的是 答案解析 解析 解析 等位基因是指位于同源染色体的同一位置上,控制相对性状的基 因,故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因,A项错误; 由图可知,结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果,B项正确
7、; 基因突变具有随机性和不定向性,C项错误; 图示中的基因突变发生在体细胞中,不可能传给下一代个体,D项错误。 命题点二 变异类型的判断命题点二 变异类型的判断 3.经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花的植株, 下列叙述错误的是 A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存 B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异 C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变 D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传的变异 答案解析 解析 解析 白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变,不一定有利 于生存,A项错误; X射线可引起基因突变和染色体变异
8、,B项正确; 应用杂交实验,通过观察其后代的表现型及比例,可以确定是显性突变 还是隐性突变,C项正确; 白花植株自交后代若有白花后代,可确定为可遗传变异,否则为不可遗 传变异,D项正确。 4.除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因 是1对等位基因。下列叙述正确的是 A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因 B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则再经诱变可 恢复为敏感型 C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型 D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定 不能编码肽链 答案解析 解析 解析 A项
9、,突变体若为1条染色体的片段缺失所致,缺失后表现为抗性 突变体,则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子,缺失片段中含有显 性基因,缺失后即表现了隐性基因控制的性状。 B项,突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则会导致控 制该性状的一对基因都丢失,经诱变后不可能使基因从无到有。 C项,突变体若为基因突变所致,由于基因突变具有不定向性,所以经 诱变仍可能恢复为敏感型。 D项,抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,若该碱基对不 在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链,肽链的长短变化需要根据 突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。 解析 解析 由于这只野生型雄鼠为纯合子,而突变型
10、雌鼠有一条染色体上的 基因发生突变,F1的雌、雄鼠中出现性状分离,所以该突变基因为显性 基因,即该突变为显性突变,突变基因可能在常染色体上,也可能在X 染色体上。 命题点三 突变基因位置的判断命题点三 突变基因位置的判断 5.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型(一般均为纯合 子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄鼠中均有野 生型和突变型。由此可以推断,该雌鼠的突变为 A.显性突变B.隐性突变 C.Y染色体上的基因突变D.X染色体上的基因突变 答案解析 6.果蝇的某个基因若发生突变,会出现纯合致死效应(胚胎致死),请分析 下列说法错误的是 A.如果是常染色体上的隐性
11、突变,与多对野生型果蝇杂交,后代不会出现 突变型个体 B.如果是常染色体上的显性突变,一对突变型果蝇杂交后代性状分离比 为21 C.如果是X染色体上的隐性突变,为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后 是否发生该突变,可选野生型雌果蝇与之杂交,通过后代雌雄比来推测 D.如果是X染色体上的隐性突变,为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后 是否发生该突变,可选野生型雄果蝇与之杂交,通过后代雌雄比来推测 答案解析 解析 解析 如果是常染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示),与多对野生 型果蝇(AA)杂交,后代不会出现突变型个体(aa),A项正确; 如果是常染色体上的显性突变(相应的基因用A表示),一对突变型
12、果蝇 杂交(AaAa),后代基因型及比例为AA(胚胎致死)Aaaa121, 因此后代性状分离比为21,B项正确; 如果是X染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示),为了探究一只雄果 蝇在受到致变因素后是否发生该突变,若选野生型雌果蝇(XAXA)与之杂 交,无论该雄果蝇是否发生基因突变,后代雌雄比均为11,因此不能 通过后代雌雄比来推测,C项错误; 如果是X染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示),为了探究一只雌果 蝇在受到致变因素后是否发生该突变,可选野生型雄果蝇(XAY)与之杂 交,若该雌果蝇未发生基因突变,即XAXAXAY,则后代雌雄比为11, 若该雌果蝇发生基因突变,即XAXaXAY,则
13、后代雌雄比为21,因此 可通过后代雌雄比来推测,D项正确。 基因重组和基因工程 考点二 1.基因重组基因重组 (1)概念:基因重组是指生物体在进行 的过程中,控制_ 的基因重新组合。 (2)类型 自由组合型:位于非同源染色体上的 自由组合。 交叉互换型:四分体的非姐妹染色单体的 。 人工重组型: 技术,即基因工程。 (3)结果:产生 ,导致 出现。 知识梳理 有性生殖不同性状 非等位基因 交叉互换 转基因 新的基因型重组性状 (4)意义 形成生物 的重要原因之一。 是 的源泉。 多样性 生物进化 2.基因工程及应用基因工程及应用 (1)一般过程 限制性核酸 内切酶 DNA 目的基因 (2)应用
14、 用于生产某些 。 按照人们的意愿 改造生物。 特殊蛋白质 定向地 基因突变与基因重组的比较基因突变与基因重组的比较 知识知识 归纳归纳 项目基因突变基因重组 变异 本质 基因分子结构发生改变原有基因的重新组合 发生 时间 通常在有丝分裂间期和减数第 一次分裂间期 减数第一次分裂四分体时期和 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 结果 产生新基因(等位基因),控制 新性状 产生新基因型,不产生新基因 意义 是生物变异的根本来源,生物 进化的原始材料 生物变异的重要来源,有利于 生物进化 应用人工诱变育种杂交育种、基因工程育种 联系
15、 基因突变产生新基因,为基因重组提供了自由组合的新基因, 基因突变是基因重组的基础 (1)受精过程中可进行基因重组( ) (2)Aa自交,因基因重组导致子代发生性状分离( ) (3)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合, 导致基因重组( ) (4)下述生理过程中发生了基因重组( ) 常考基础诊断常考基础诊断 (6)一对表现型正常的夫妇生下了一个既患白化又患色盲的儿子的原因最 可能是基因重组( ) (7)基因重组为生物进化提供了最根本的原材料( ) (5)下面两图均表示发生了基因重组( ) 提示 提示 图a细胞处于四分体时期。细胞中1、2号染色体因交叉互换发生了 基因重组。
16、 如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像,请分析: 教材热点拓展教材热点拓展 提示 (1)图a细胞处于什么时期?细胞中的1、2号染色体发生了什么变异? 提示 提示 图b细胞处于减数第一次分裂后期。该细胞名称为初级精母细胞。 该时期细胞可发生非同源染色体上的非等位基因自由组合,即基因重组。 (2)图b细胞处于什么时期?该细胞名称是什么?在该时期细胞中可发生 哪种变异? 提示 命题点一 透过细胞图像辨析基因突变和基因重组命题点一 透过细胞图像辨析基因突变和基因重组 1.下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判定每个细胞 发生的变异类型,正确的是 A.基因突变 基因突变 基
17、因突变 B.基因突变或基因重组 基因突变 基因重组 C.基因突变 基因突变 基因突变 或基因重组 D.基因突变或基因重组 基因突变或基因重组 基因重组 命题探究 答案解析 解析 解析 图中分别处于有丝分裂的中期和后期,A与a所在的DNA分子 是由一个DNA分子经过复制而得到的,图中的变异只能是基因突变; 处于减数第二次分裂的后期,A与a的不同可能来自于基因突变或减 数第一次分裂前期的交叉互换(基因重组),所以本题答案为C。 2.右图是某二倍体动物细胞的分裂示意图,其中 字母表示基因。据图判断下列正确的是 A.此细胞含有4个染色体组,8个DNA分子 B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd
18、C.此细胞发生的一定是显性突变 D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组 答案解析 解析 解析 图示细胞有2个染色体组,8个DNA分子;该细胞正在发生同源染 色体的分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,即基因重组;题 图中有一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因分别是D和d,其对应 的同源染色体上的基因是d、d,可推知发生了基因突变,但不能确定是 显性突变,还是隐性突变;此动物体细胞的基因型可能是AaBbCcDd或 AaBbCcdd。 A.图甲所示细胞减数分裂时只能形成2种子细胞 B.正常情况下,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
19、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1111 命题点二 基因重组与减数分裂的综合辨析命题点二 基因重组与减数分裂的综合辨析 3.(2018济南一中月考)观察甲、乙图示,下列相关说法正确的是 答案解析 解析 解析 若图甲所示细胞发生交叉互换,可形成4种子细胞,A项错误; 图乙所示的一个细胞经减数分裂可产生1种或2种子细胞,B项错误; 图甲所示个体自交,所得F1的基因型有bbCC、BbCc、BBcc,C项错误; 图乙个体经减数分裂形成bC、bc、BC、Bc 4种配子,与配子bc结合后, 后代基因型的比例是1111,D项正确。 A.甲、乙两细胞均有2对同源染色
20、体,2个染色体组 B.甲、乙两细胞均处于减数第一次分裂后期 C.甲细胞变异来自基因突变,乙细胞将出现染色体变异 D.甲、乙细胞通过基因重组产生4种不同基因型的精细胞 4.下图是一个基因型为AaBb的动物细胞在完成一次细胞分裂后产生的 子细胞图像。下列相关叙述正确的是 答案解析 解析 解析 甲、乙两细胞处于减数第二次分裂后期,细胞中无同源染色体, A、B项错误; 由乙细胞的基因组成可知,甲细胞的基因组成应为AABB,由此可判定 甲细胞变异来自基因突变,乙细胞继续分裂形成的子细胞中染色体数目 分别为3条、1条,会发生染色体数目变异,C项正确; 基因重组发生在减数第一次分裂过程中,而甲、乙细胞处于减
21、数第二次 分裂,因此不可能发生基因重组,D项错误。 矫正易错 强记长句 1.基因突变不只是发生在间期:基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减 数第一次分裂间期,也能发生在其他各时期,只是突变率更低。 2.诱变因素不能决定基因突变的方向:诱变因素可提高基因突变的频率, 但不会决定基因突变的方向,基因突变具有不定向性的特点。 3.基因突变时碱基对的改变可多可少:基因突变是DNA分子水平上基因内 部碱基对种类和数目的改变,只要是基因分子结构内的变化,1个碱基对 的改变叫基因突变,多个碱基对的改变也叫基因突变。 4.基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置:基因突变发生在基因内部, 只是产生了新的等位基
22、因,并没有改变DNA上基因的数目和位置。 易错警示突破选择题 5.基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同,如小麦的高秆对小麦 本身有利,但对增产不利。 6.如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果。 7.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则是基因突变或交叉 互换的结果。 8.自然条件下,原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以, 如肺炎双球菌的转化。 9.基因重组只产生新的性状组合,不产生新性状。 长句应答突破简答题 1.下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个 A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和
23、B基因 是独立遗传的),请分析该过程,回答下列问题: (1)上述两个基因发生突变是由于一个碱基的替换一个碱基的替换(或碱基对改变或基因或碱基对改变或基因 结构的改变结构的改变)引起的。 (2)乙植株发生基因突变后,该植株及其子一代均不能表现突变性状,其 原因是该突变为隐性突变该突变为隐性突变,且基因突变发生在乙植株的体细胞中且基因突变发生在乙植株的体细胞中,不能不能 通过有性生殖传递给子代通过有性生殖传递给子代。可用什么方法让其后代表现出突变性状?取取 发生基因突变部位的组织细胞,通过组织培养技术获得试管苗,让其自发生基因突变部位的组织细胞,通过组织培养技术获得试管苗,让其自 交,其子代即可表
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