《2020届苏教版高考生物大一轮复习精品讲义：第七单元第19讲基因突变和基因重组》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届苏教版高考生物大一轮复习精品讲义：第七单元第19讲基因突变和基因重组（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1涵盖范围 本单元包括必修2 第三章第三节染色体变异及其应用，第四章第 四节基因突变和基因重组、第五节关注人类遗传病以及第五章生 物的进化。 2考情分析 (1)考试力度：占分比重相对较大，尤其是有关育种的题目。 (2)考查内容 三种可遗传变异的实质与区别。遗传病的类型、判断与概率 计算。变异与育种、基因工程的联系。基因频率的求解。 现代达尔文主义的内容。 3复习指导 (1)复习线索 以育种为线索， 复习基因突变、 基因重组和染色体变异的不同。 以现代达尔文主义的内容为线索，将达尔文进化学说和现代达 尔文主义有机联系在一起。 (2)复习方法 列表比较三种可遗传变异。 列表并结合图解掌握不同的育种
2、方法。 图示复习重组DNA 技术的操作工具及步骤。 列表比较达尔文进化学说和现代达尔文主义的区别与联系。 第 19 讲基因突变和基因重组 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 ()。 一、基因突变 1概念： DNA 分子中碱基对的增添、缺失和改变等。 2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。 3诱发因素：物理因素、化学因素和生物因素，其中亚硝酸、碱基 类似物属于化学因素。 4突变特点 (1)发生频率低：自然状态下，突变频率很低。 (2)方向不确定：一个基因可以向不同的方向发生突变。 (3)随机发生：生物个体发育的任何时期
3、和部位。 5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。 6实例 镰刀型细胞贫血症形成的原因 思考造成该病的直接原因和根本原因是什么？ 提示直接原因：血红蛋白结构异常； 根本原因：控制血红蛋白的 基因由 = T A 突变成 = A T ，发生了碱基对的替换。 二、基因重组 1实质：控制不同性状的基因重新组合。 2类型 (1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (2)交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。 (3)人工重组型：转基因技术，即基因工程。 3结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。 4意义：形成生物多样性的重要原因之一
4、。 解惑(1)受精过程中未进行基因重组。 (2)亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。 (3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新 性状。 判一判 1一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 () 2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 () 3纯合子自交因基因重组发生性状分离 () 三、重组 DNA 技术 1概念：将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另 一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的 技术。 2基因工具 切割工具：限制性内切酶 连接工具： DNA 连接酶 常用载体：质粒、噬菌体等 3重组 DNA 技术的
5、一般过程 4应用 (1)转基因微生物被用于生产各种药品等。 (2)定向地改造生物，特别是改造高等动植物，如我国培育出的转 基因抗虫作物 转基因抗虫棉。 考点一聚焦基因突变 1基因突变概念图解 2分析基因突变的原因 3分析基因结构中碱基对的增添、缺失、改变对生物的影响 碱基 对 影响范 围 对氨基酸的影响 改变小只改变 1 个氨基酸或不改变 增添大 不影响插入位置前的序列，而影响插入位 置后的序列 缺失大 不影响缺失位置前的序列，而影响缺失位 置后的序列 4. 讨论基因突变不一定导致生物性状改变的原因 (1)不具有遗传效应的DNA 片段中的“突变”不引起基因突变， 不引起性状变异。 (2)由于多
6、种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引 起性状的改变。 (3)某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并 不影响蛋白质的功能。 (4)隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。 易错警示与基因突变有关的6 个易错点 (1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA 复制时均可发生基因 突变。 (2)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性 状的改变。 (3)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，基因的数目和位置并未改变。 (4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细 胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。 (5)基因突变
7、的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产 生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有 利变异。 (6)基因突变 DNA 中碱基对的增添、缺失、改变。 1(2010 福建卷， 5)下图为人 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 基因发生一种突变， 导致 1 169 位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 () 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B 解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确 定赖氨酸的密码子为AAG ，处插入、缺失碱基对会使其后编
8、 码的氨基酸序列发生改变，处碱基对替换后密码子为AAA还 是赖氨酸， 处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。 2(2012 新课标全国卷， 31)一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其 中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两 种：一是基因突变的直接结果(控制毛色基因的显隐性未知，突变 只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)；二是隐 性基因携带者之间交配的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位 基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可 成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别 与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出 分
9、析。 (1) 如 果 每 窝 子 代 中 毛 色 异 常 鼠 与 毛 色 正 常 鼠 的 比 例 均 为 _，则可推测毛色异常是 _性基因突变为 _ 性基因的直接结果，因为 _ _ _ _ _ 。 (2)如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常 鼠与毛色正常鼠的比例为_， 另一种是同一窝子代全部表现 为_鼠， 则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结 果。 答案(1)11隐显只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一 个隐性基因突变为显性基因时， 才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正 常鼠的比例均为11 的结果(其他合理答案也可 )(2)11毛色 正常 解析(1)若毛色异常鼠为基因突变所致
10、，则毛色正常鼠应为纯合 子，被发现的毛色异常鼠应为杂合子。则题干中的交配实验， 其子 代中表现型比例为毛色正常鼠毛色异常鼠 11。(2)设控制毛 色的基因为 A、a，若毛色异常鼠的出现是隐性基因携带者之间交 配的结果，则一对毛色 正常鼠交配有： AaAa1AA 2Aa1aa， 用毛色异常的雄鼠 (aa)分别与其同 一 窝 的 多 只 毛 色 正 常 雌 鼠 交 配 ， 可 能 出 现 两 种 情 况 ： Aaaa 1Aa1aa；AAaaAa。 1. 基因突变的类型及性状表现特点 (1)显性突变：如 aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。 (2)隐性突变：如 Aa，突变性状一旦在生物个体中表现
11、出来， 该性状即可稳定 遗传。 2验证基因突变实验设计的思路 (1)验证生物变异是基因突变还是环境影响：可以把矮秆植株与 原始亲本种植在 相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同 则说明变异是由环 境引起的。 (2)验证基因突变的显隐性：可让矮秆植株和原始亲本杂交， 若出现性状分离， 则说明为显性突变，若没有出现性状分离， 则说明为隐性突变。 考点二三种基因重组类型的比较 重 组 类 型 同源染色体上非 等位基因间的重 组 非同源染色体上非 等位基因间的重组 人为导致基因 重组(DNA 重 组) 图 像 示 意 发 生 时 间 减数第一次分裂 四分体时期 减数第一次分裂后 期 发
12、 生 机 同源染色体非姐 妹染色单体之间 交叉互换，导致 同源染色体分开， 等位基因分离，非 同源染色体自由组 目的基因经运 载体导入受体 细胞， 导致受体 制染色单体上的基 因重新组合 合，导致非同源染 色体上非等位基因 重组 细胞中的基因 重组 易错警示与基因重组有关的4 点提示 (1)通过对 DNA 的剪切、拼接而实施的基因工程属于分子水平的 基因重组；减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互 换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重 组，属于染色体水平的基因重组；动物细胞融合技术，以及植物 体细胞杂交技术下的基因重组，属于细胞水平的基因重组。 (2)自然状况下，原
13、核生物中不会发生基因重组。 (3)基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重 要来源，是形成生物多样性的重要原因。 (4)基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合，产生了新 的表现型 (或新品种 )。 3. 如图为高等动物的细胞分裂示意图。 图中不可能反映 的是() 该细胞一定发生了基因突变 该细胞一定发生了基因重组 该细胞可能发生了基因突变 该细胞可能发生了基因重组 ABCD 答案A 解析由于图中没有同源染色体， 同时着丝粒分开， 可以确定该细 胞为减数第二次分裂后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条 姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因 不完全相同，分别是B、b，其原因可能
14、是减数第一次分裂前的间 期染色体复制出现错误， 发生了基因突变， 也可能是减数第一次分裂的四分体时期，同源染 色体上的非姐妹染色 单体之间发生了交叉互换， 使得两姐妹染色单体上的基因不完全相 同。 4下列有关基因重组的说法中，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，两条形态大 小一定相同的染色体 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上的非姐妹染色单 体之间的交叉互换 答案D 解析基因突变可产生新的基因；同源染色体指的是一条来自父 方，一条来自母方， 在减数分裂过程中
15、能联会的两条染色体，它们 形态大小不一定相同，如性染色体X、Y；自然条件下的基因重组 发生在减数分裂过程中， 人工实验条件下的DNA 重组也属于基因 重组。 根据题意来确定图中变异的类型 1若为有丝分裂 (如根尖分生区细胞、受精卵等)，则 只能是基因突变 造成的。 2若为减数分裂， 则原因是基因突变 (间期)或基因重组 (减数第 一次 分裂)。 3若题目中问造成B、b 不同的根本原因，应考虑可遗传变异 中的最根本 来源基因突变。 4若题目中有分裂时期提示，如减前期造成的则考 虑交叉互换，间 期造成的则考虑基因突变。 考点三重组 DNA 技术 根据重组 DNA 技术操作步骤，完成下面图解中的内容 易错警示(1)限制性内切酶和DNA 连接酶的作用部位都是脱氧 核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键 )，只是一个切开，一个连 接。 (2)质粒是最常用的载体，不要把质粒等同于载体，除此之外，噬 菌体的衍生物和动植物病毒也可作为载体。载体的化学本质为 DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 (3)要想从 DNA 上切下某个基因， 应切 2 个切口，产生 4 个黏性末 端。 (4)DNA 酶即 DNA 水解酶，是将 DNA 水解的酶； DNA 聚合酶是 在 DNA 复制过程中，催
