高中生物2020届高考生物一轮复习7.1基因突变和基因重组课件

这是一份高中生物2020届高考生物一轮复习7.1基因突变和基因重组课件，共60页。PPT课件主要包含了DNA复制，血红蛋白，基因突变，基因结构，裂前的间期，缺失或者替换，普遍性，任何时期，不同DNA分子，不同部位等内容，欢迎下载使用。
考点一　基因突变 【核心知识·突破】1.实例分析：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 突变成 。(3)用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化？___(填“能”或“不能”)。用显微镜能否观察到碱基对的变化？_____(填“能”或“不能”)。
2.概念：DNA分子中发生__________________________，而引起的_________的改变，叫做基因突变。3.时间：主要发生在______________________________________。
碱基对的替换、增添和缺
有丝分裂间期或减数第一次分
4.诱发基因突变的因素：(1)内因：体内异常的代谢物质等导致基因中碱基对___________________。(2)外因(连线)：
5.突变特点：(1)_______：一切生物都可以发生。(2)随机性：可以发生在生物个体发育的_________，可以发生在细胞内____________上和同一DNA分子的_________。(3)低频性：在自然状态下，突变频率很___。
(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_________，还可能发生回复突变。(5)多害少利性：多数基因突变破坏_______与现有环境的协调关系，而对生物有害。
6.结果：可产生_________。(1)发生在配子中：可遗传给后代。(2)发生在体细胞中：一般不能通过_________遗传。7.意义：(1)_______产生的途径。(2)生物变异的_________。(3)生物进化的_________。
8.【教材易漏知识】必修2P82“批判性思维”：对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
【微点警示】基因突变的五点警示(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。
(3)基因突变不一定都产生等位基因：真核生物染色体上的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。(4)DNA中碱基对的增添、缺失或替换不一定是基因突变，只有引起基因结构改变的才是基因突变。(5)基因突变不一定遗传给后代。
【秒判正误】1.基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。( )分析：基因突变通常发生在DNA复制过程中，即DNA→DNA的过程。2.基因突变一定产生等位基因。( )分析：原核生物和病毒的基因突变产生新的基因，不是等位基因。
3.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。( )分析：随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。
4.镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变。 ( )分析：镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是发生了碱基对的替换，即基因突变。
5.DNA中碱基对的增添、缺失、替换一定引起基因突变。( )分析：基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。
6.诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向。( )分析：自然选择决定生物进化的方向，诱变因素不能决定生物进化的方向。
【命题案例·研析】【典例】(2016·天津高考)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸下列叙述正确的是(　　)A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
【审答技巧】(1)找出关键词：题干中“核糖体”是翻译的场所，则链霉素影响翻译过程。(2)分析原因：从蛋白质中氨基酸序列分析，发生变化的根本原因是控制蛋白质的基因发生突变。
【解析】选A。本题主要考查基因突变、遗传信息的表达、自然选择。A项，表格中突变型在含链霉素培养基中的存活率为100%，则说明突变型具有链霉素抗性，故正确；B项，翻译是在核糖体上进行的，链霉素通过与核糖体结合只能抑制翻译功能，故错误。C项，野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(第56位氨基酸)有差异，这是由基因结构中碱基对的替换所致，而
碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，故错误。D项，枯草杆菌对链霉素的抗性突变早已存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起到选择作用，故错误。
【高考长句应答特训】(1)上述两种蛋白质差异产生的根本原因是发生了__________，具体原因是___________________________。(2)根据以上链霉素抑制枯草杆菌生长的机理，抗生素抑制细菌生长还可能有其他哪些方式？提示：影响细菌的DNA复制、转录过程或者抑制细菌必需物质和结构的合成。
碱基对的替换(或碱基对改变)
【方法规律】基因突变对蛋白质的影响规律
【考点题组·诊断】角度一　基因突变的机理和类型1.(2019·衡水模拟)如图为某植物细胞一个DNA分子中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。下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】选B。对a、b、c等不同基因而言，基因突变均可能发生，这体现了基因突变的随机性；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；一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期进行DNA复制，DNA的双螺旋结构打开后很容易发生突变；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。
2.(金榜原创预测)苯丙酮尿症(PKU)是一种常见的氨基酸代谢病，是由于苯丙氨酸(PA)代谢途径中的酶缺陷而导致的。患者苯丙氨酸羟化酶基因的模板链局部碱基序列由GTC突变为GTG，使其编码的氨基酸由谷氨酰胺变成了组氨酸，导致患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶，使体内的苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸，而只能转变成苯丙酮酸，苯丙酮酸在体内积累过多就会损伤婴儿的中枢神经系统。以下叙述错误的是(　　)
A.患苯丙酮尿症的根本原因是发生了基因的碱基对替换B.编码谷氨酰胺的密码子为CAGC.苯丙氨酸是人体必需氨基酸之一，若某婴儿已确诊为苯丙酮尿症患者，饮食中可适当减少苯丙氨酸的供给D.苯丙酮尿症体现了基因对生物性状的直接控制
【解析】选D。模板链某片段由GTC突变为GTG，使其编码的氨基酸由谷氨酰胺变成了组氨酸，进而导致苯丙酮尿症，可见苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸羟化酶基因碱基对发生了替换而引起的一种遗传病。从上述分析可知，GTC转录形成的密码子CAG编码谷氨酰胺。对患有苯丙酮尿症的婴儿，最简便易行的治疗措施是控制患者饮食中苯丙氨酸的含量。苯丙酮尿症体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物性状。
3.(教材素材新命题·必修2 P84拓展题改编)医学上通常使用一定量的辐射或者化学药剂对癌症病人进行化疗和放疗，下列相关叙述错误的是(　　)
A.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰癌细胞，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力B.放疗或化疗主要作用于分裂间期的细胞C.放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用D.癌细胞是原癌基因或者抑癌基因突变引起的
【解析】选D。 放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂。分裂间期细胞进行DNA复制，所以放疗或化疗对间期的癌细胞效果更显著。放疗的射线或化疗的药剂没有特异性，对癌细胞和正常的体细胞都有作用。癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变引起的。
角度二　基因突变的特点及其对生物性状的影响4.(2019·泉州模拟)野生型豌豆子叶黄色(Y)对突变型豌豆子叶绿色(y)为显性。Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白。两种蛋白质都能进入叶绿体，它们的部分氨基酸序列如图。SGRY蛋白能促使叶绿素降解，使子叶由绿色变为黄色；SGRy蛋白能减弱叶绿素降解，使子叶维持“常绿”。下列叙述正确的是世纪金榜导学号(　　)
注：序列中的字母是氨基酸缩写，序列上方的数字表示该氨基酸在序列中的位置，①、②、③表示发生突变的位点。
A.位点①②突变导致了该蛋白的功能丧失B.位点③的突变导致了该蛋白的功能减弱C.黑暗条件下突变型豌豆子叶的叶绿素含量维持不变D.Y基因突变为y基因的根本原因是碱基对发生缺失
【解题指南】(1)观察比较图中两种蛋白质部分氨基酸序列的作用，判断蛋白质功能主要与哪部分有关。(2)根据两条肽链中关键氨基酸的数目和顺序变化判断突变类型。
【解析】选B。根据题图可以看出，SGRy蛋白有3处变异，①处氨基酸由T变成S，②处氨基酸由N变成K，可以确定是基因中碱基对发生了替换，③处多了一个氨基酸，可以确定是发生了碱基对的增添；SGRY蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，SGRy和SGRY都能进入叶绿体，
说明①、②处的变异没有改变其功能，所以突变型的SGRy蛋白功能的改变是由③处变异引起的，A项错误，B项正确。从题干信息无法得出黑暗与叶绿素含量的关系，C项错误。Y基因突变为y基因的根本原因是碱基对发生增添，D项错误。
5.一对毛色正常鼠交配，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。 
【解析】(1)根据题干中“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”，且产生了新性状(毛色异常)分析，只能是由aa突变为Aa。
(2)根据题干中“只涉及亲本常染色体上一对等位基因”可知，亲代交配后，同窝中的雌鼠基因型是AA或者Aa，题中隐含的条件是这些雌鼠都毛色正常。雄鼠基因型为aa，与Aa交配，后代出现性状分离比为1∶1；与AA交配，后代都为Aa，即毛色正常鼠。
答案：(1)1∶1　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1∶1的结果(2)1∶1　毛色正常
【方法技巧】基因突变的类型及判定方法
(2)判定方法。①选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
【加固训练】(2016·海南高考)依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是(　　)
A.DNA分子发生断裂B.DNA分子发生多个碱基增添C.DNA分子发生碱基替换D.DNA分子发生多个碱基缺失
【解析】选C。本题主要考查基因突变的本质与基因表达的结果。A项，DNA分子发生断裂会造成合成的蛋白质氨基酸数目变少，故错误。B项，DNA分子发生多个碱基增添，一般会造成合成的蛋白质氨基酸数目增多，也有可能提前出现终止密码子，合成的蛋白质氨基酸数目减少，两种情况下氨基酸序列均会改变，故错误。C项，DNA分子发生碱基替换，因密码子具有简
并性，相应的蛋白质氨基酸序列可能不变，故正确。D项，DNA分子发生多个碱基缺失，相应的蛋白质氨基酸数目一般会减少，故错误。
考点二　基因重组及其与基因突变的关系 【核心知识·突破】1.基因重组的概念：
2.基因重组的类型：(1)自由组合型：位于非同源染色体上的___________随非同源染色体的_________而发生重组(如图)。
(2)交叉互换型：位于_______________________在四分体时期随非姐妹染色单体的交叉互换而发生重组(如图)。
同源染色体上的等位基因
3.基因重组的结果：产生新的基因型，导致_____性状出现。4.基因重组的应用：_____育种。5.基因重组的意义：(1)_________的来源之一。(2)为_________提供材料。(3)形成___________的重要原因之一。
6.基因突变与基因重组的比较：
【微点警示】(1)受精过程中精卵随机结合，导致后代性状多样，不属于基因重组。(2)杂合子自交，后代发生性状分离，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。
【秒判正误】1.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。( )分析：基因重组一般发生于有性生殖产生配子的过程中，即在减数分裂过程可发生基因重组，有丝分裂过程不会发生。
2.Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离。( )分析：A、a控制的是同一性状的不同表现类型，而基因重组是控制不同性状基因间的自由组合。3.R型菌 S型菌过程中发生了基因重组 ( )分析：R型菌转化成S型菌的根本原因是灭活的S型菌的部分DNA进入R型菌，并实现了基因的表达，此过程的实质是基因重组。
4.在植物组织培养形成幼苗的过程中可同时发生基因突变和基因重组。( )分析：在植物组织培养形成幼苗的过程中没有减数分裂产生配子，所以不会发生基因重组。5.基因重组为生物进化提供了最根本的原材料。( )分析：基因突变为生物进化提供最根本的原材料。
6.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。( )分析：由基因重组定义可知。
【命题案例·研析】【典例】 (2017·天津高考)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。叙述正确的是(　　)
A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
【审答技巧】(1)审题关键：图示给出的三对基因位于同一对同源染色体上，即不能自由组合。(2)答题技巧：根据具体情况分析题目，不能被固有思维影响，因为有交叉互换，所以减数第一次分裂和减数第二次分裂均可以发生等位基因分离。
【解析】选B。等位基因(A、a，D、d)的分离发生在减数第一次分裂后期，此时细胞称为初级精母细胞；等位基因(B、b)的分离发生在减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，细胞分别为初级精母细胞、次级精母细胞，A项错误。该细胞发生了交叉互换，可以产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B项正确。由于B(b)
与D(d)位于同一对染色体上，不能自由组合，不遵循基因自由组合定律，C项错误。同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换属于基因重组，不属于染色体结构变异，D项错误。
【核心素养新命题】(1)科学思维——分析与综合本题中由于交叉互换产生四种精子，这和两对非同源染色体自由组合产生的精子种类数一样，两者有何区别？
提示：同源染色体之间不一定发生交叉互换，所以产生的各种精子比例不相等，两对同源染色体自由组合产生的精子比例相等。
(2)科学探究——设计实验方案如果已知A(a)/B(b)两对基因控制两对相对性状，欲验证两对基因是否遵循自由组合定律，请设计杂交实验并写出预期结果。
提示：基因型为AaBb的个体相互交配，如果结果出现双显性状∶单显性状∶单显性状∶双隐性状=9∶3∶3∶1，则证明两对基因独立遗传，遵循自由组合定律。
【考点题组·诊断】角度一　基因重组1.(2018·海南高考)杂合体(子)雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了(　　)
A.基因重组　　　B.染色体重复C.染色体易位D.染色体倒位
【解析】选A。本题考查生物变异种类的判断。分析题干信息，“同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换”即发生交叉互换，属于基因重组。
角度二　基因重组与基因突变的比较2.(2018·全国卷Ⅰ)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆
菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是(　　)世纪金榜导学号A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
【解析】选C。本题考查基因突变、DNA是遗传物质的实验探究。突变体M不能在基本培养基上生长，但可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，因此突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失，A项合理；大肠杆菌没有染色体，可遗传的变异只有基因突变，B项合理；M和N的混合培养，致使两者间发生了细菌转化现象，而细菌转化现象则是由于细菌间DNA的转移(本质是基因重组)实现的，故C项不合理、D项合理。
3.(金榜原创预测)酵母菌是基因克隆实验中常用的受体细胞，生殖方式分无性繁殖和有性繁殖两大类，下列关于酵母菌的相关叙述，正确的是(　　)A.酵母菌无氧呼吸可以产生酒精，可使酸性重铬酸钾由橙黄色变成蓝绿色B.酵母菌的细胞壁可用纤维素酶和果胶酶降解
C.酵母菌可能会发生基因突变、基因重组和染色体变异D.可遗传的变异一定会导致基因的数目或基因中碱基序列的变化
【解析】选C。酵母菌无氧呼吸可以产生酒精，可使酸性重铬酸钾由橙黄色变成灰绿色，A项错误；酵母菌的细胞壁不是由纤维素和果胶构成，纤维素酶和果胶酶不能降解，B项错误；酵母菌是真核生物，含染色体，存在基因突变、染色体变异，在有性生殖时进行减数分裂，存在基因重组，C项正确；基因重组属于可遗传的变异，但不会导致基因的数目或基因中碱基序列的变化，D项错误。
4.如图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图，据图判断不正确的是(　　)
A.甲图表明该动物发生了基因突变B.乙图表明该动物细胞在减数第一次分裂前的间期发生基因突变C.丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
【解析】选D。据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图分析可知：甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果；乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，没有同源染色体交叉互换的特征，只能是基因突变的结果；丙图也表示减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同
是交叉互换造成的。甲图细胞分裂产生体细胞，所产生的变异一般不遗传给后代。
【方法技巧】基因突变和基因重组的判断方法(1)一看亲子代基因型：①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体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：①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变。②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
(3)三看细胞分裂图：
①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。(4)根据变异个体数量判定：
【加固训练】1.(2018·海南高考)蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是(　　)
A.AADd和ad　　　　　B.AaDd和aDC.AaDd和ADD.Aadd和AD
【解析】选C。本题考查减数分裂和遗传规律。依据题意，子代雄蜂是未受精的卵直接发育而来的，有4种基因型，即这对蜜蜂中母本产生的卵细胞为AD、Ad、aD、ad，则母本的基因型为AaDd。子代雌蜂是由受精卵发育而来的，将子代雌蜂的4种基因型和母本产生的卵细胞的4种基因型比较可得出雄蜂的基因型为AD。
2.如图是基因型为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.①基因突变　②基因突变　③基因突变B.①基因突变或基因重组　　②基因突变③基因重组C.①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组D.①基因突变或基因重组　②基因突变或基因重组　③基因重组
【解析】选C。图中①②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①②的变异只能来自基因突变；③处于减数第二次分裂的后期，A与a的不同可能来自基因突变或减数第一次分裂前期的交叉互换(基因重组)。
答案速填:[1]替换、增添和缺失　[2]有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期　[3]新基因[4]控制不同性状　[5]交叉互换　[6]基因型