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

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1、1第第 7 7 单元单元 变异、育种与进化变异、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()。2.基因突变的特征和原因()。考点一 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2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

2、列改变导致的变异幅度更 大?有无例外?科学探究3一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 21,且 雌、雄个体之比也为 21,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碱基 对影响范 围对氨基酸的影响替换小 通常只改变 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(2)基因突变不引起生物性状改变的原因突变发生在基因的不具有遗传效应的 DNA 片段中。密码子具有简并性,不同密码子有可能

3、翻译出相同的氨基酸。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。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。4(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

4、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。下列叙述正确的是( )A.基因 A2是基因 A1中碱基对的增添或缺失造成的B.基因 A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码C.基因 A1、A2同时存在于同一个配子中D.基因 A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中易错提醒 有关基因突变的七个易错点(1)无

5、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)基因突变是 DNA 中碱基对的增添、缺失和替换导致的。(7)基因突变不只发生在分裂间期。角度 2 考查基因突变对生物性状的影响53.用人

6、工诱变的方法使黄色短杆菌的某基因模板链的部分脱氧核苷酸序列发生如下变化: CCGCTAACGCCGCGAACG,那么黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能用到的密码子:天冬氨 酸GAU、GAC;丙氨酸GCA、GCU、GCC、GCG)( )A.基因突变,性状改变B.基因突变,性状没有改变C.染色体结构改变,性状没有改变D.染色体数目改变,性状改变4.如图 7-20-4 为人体某基因的部分碱基序列及其编码蛋白质的氨基酸序列示意图。已知该 基因发生一种突变,导致正常蛋白质中的第 100 位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的变化是 ( )图 7-20-4A.处插入碱基对 GCB.处碱基对 AT 替换为 GC

7、C.处缺失碱基对 ATD.处碱基对 GC 替换为 AT技法提炼 基因突变类问题的解题方法(1)确定突变的形式:若只是一个氨基酸发生改变,则一般为碱基对的替换;若氨基酸序列发 生大的变化,则一般为碱基对的增添或缺失。(2)确定替换的碱基对:一般根据突变前后转录形成的 mRNA 的碱基序列判断,若只有一个碱 基存在差异,则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。角度 3 考查基因突变的判断及实验设计5. 2015江苏卷 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

8、,也会引起染色体变异6C.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变异6.某生物小组种植的纯种高茎豌豆,自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基 因突变的结果,有的认为是由环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现,该小组成 员设计了如下几种实验方案,其中最简便的方案是 ( )A.分析种子中的基因序列B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让其自交),再观察后代的性状表现C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交,观察后代的性状表现D.以上方案都不合理技法提炼1.探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法(1)两类变异的本质区别是遗传物质是

9、否改变,改变则能遗传给后代,环境引起性状改变但遗 传物质未变则不能遗传。是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点,新性状能否遗传 是实验设计的出发点。(2)实验设计的方法:与原来类型在特定的相同环境下种植,观察变异性状是否消失,若不消 失则为可遗传变异,反之则为不可遗传变异。某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生 性状分离。2.基因突变的类型与判断方法(1)类型显性突变:如 aA,该突变一旦发生即可表现出相应性状。隐性突变:如 Aa,突变性状一旦在生物个体中表现出来,即可稳定遗传。(2)判定方法方法一:选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交,据子代性状表现进行判断。方法二:让突变体自

10、交,观察子代有无性状分离而判断。考点二 基因重组1.概念:7图 7-20-52.发生时间及类型图 7-20-6(1)a 细胞的基因重组发生在减数分裂形成 的时期,位于 上的等位 基因有时会随着 的交换而发生交换,导致同源染色体上 的重 组。 (2)b 细胞的基因重组发生在减数第一次分裂的 期, 上的非等位 基因自由组合。 3.结果:产生新的 ,导致 出现。 4.意义:有性生殖的基因重组能够产生 的子代,是 的 来源之一,为 提供丰富的原材料,对生物的进化具有重要的意义。 正误辨析1.受精过程中可进行基因重组。( )2.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。( )3.减数分

11、裂四分体时期,姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。 ( ) 4.基因型为 Aa 的个体自交,因基因重组导致子代发生性状分离。( )5.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。 ( )理性思维 模型与建模 如图 7-20-7 中甲、乙为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态分别表 示甲、乙已发生了什么变异?8图 7-20-71.三种基因重组方式的比较重 组类 型交叉互换型自由组合型基因工程重组型发 生时 间减数第一 次分裂四分 体时期减数第一次分 裂后期目的基因导入 受体细胞后发 生机 制同源染色 体的非姐妹 染色单体之 间交叉互换 导致染色单 体上的基因 重新组合同源染色体分

12、开,等位基因分 离,非同源染色 体自由组合,导 致非同源染色体 上非等位基因间 的重新组合目的基因经运 载体导入受体细 胞,导致受体细胞 中发生基因重组图 像示 意或2.比较基因突变和基因重组项 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9发 生时 期一般发生于细 胞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,是生 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

13、诱变育种杂交育种联 系通过基因突变产生新基因,为基因重组提供了 自由组合的新基因角度 1 考查基因重组的类型及意义 1. 2017长春模拟 下列关于基因重组的叙述中,正确的是( )A.基因型为 XAXa的个体自交,因基因重组导致其子代发生性状分离B.葛莱弗德氏综合征(47,XXY)患者发生的变异是因三条性染色体上基因重组所致C.非姐妹染色单体间的基因互换势必导致基因重组D.控制一对相对性状的基因在遗传时也可能发生基因重组2. 2017重庆一中模拟 下列关于基因重组的叙述,正确的是( )A.杂交后代出现 31 的性状分离比,不可能是基因重组导致的B.联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重

14、新组合C.“肺炎双球菌转化实验”中 R 型菌转变为 S 型菌的原理是基因重组D.基因重组导致生物性状多样性,为生物进化提供了最基本的原材料易错提醒 基因重组的三点提醒10(1)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式,导致后代性状多种多样,但不属于基因重组。(2)一对等位基因的杂合子自交,后代发生性状分离,其根本原因是等位基因的分离,而不是 基因重组。(3)“肺炎双球菌的转化实验”、转基因技术等属于广义的基因重组。角度 2 考查细胞分裂图中基因突变和基因重组的判断3. 2017福州八县联考 如图 7-20-8 是基因型为 Aa 的个体不同分裂时期的图像,根据图 像判断每个细胞发生的变异类型,下列

15、选项中正确的是 ( )图 7-20-8A.基因突变 基因突变 基因突变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4.如图 7-20-9 为某雄性动物个体(基因型为 AaBb,两对等位基因位于不同对常染色体上)细 胞分裂某一时期示意图,下列说法错误的是( )图 7-20-9A.与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素B.3 和 4 上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变C.若该细胞以后正常进行减数分裂可产生 3 种或 4 种不同基因组成的配子(3 与 4 未发生交 换)D.1 上 a 的出现可能属于交叉互换,也可能是发生了基因突变11技法提炼 “三看法”判断基因突变与基因重组(1)一看亲子代基因型如果亲代基因型为 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。如果亲代基因型为 Bb,则引起姐妹染色单体上 B 与 b 不同的原因是基因突变或交叉互换。(2)二看细胞分裂方式如果是有丝分裂过程中染色单体上的基因不同,则为基因突变的结果。如果是减数分裂过程中染色单体上的基因不同,则可能发生了基因突变或交叉互换。(3)三看细胞分裂图图 7-20-10如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。如果是减数第二次