高考生物一轮总复习学案：第7单元 生物的变异与进化 第1讲 基因突变和基因重组

第1讲　基因突变和基因重组

考纲考情

基因突变的特征和原因,B,

17年—非选—T30第4小题以文字叙述形式考查基因突变的知识

16年—单选—T12考查基因突变和生物进化方面的知识

15年—单选—T15考查基因突变的特征和原因

13年—非选—T32考查碱基对的替换引起的突变

知识整合

一、生物变异的类型

1．不可遗传的变异：仅仅是由于________的影响造成的，没有引起 ________的变化。

特点：只在当代显现，不能遗传给后代。

2．可遗传的变异：由于________________改变引起的，因而能够传给后代。

类型：____________、____________、____________。

二、基因突变

1．实例：镰刀型细胞贫血症

直接原因：________________________的改变。

根本原因：________________________。

2．概念：DNA分子中发生碱基对的________________而引起的基因结构的改变。该变化若发生在________中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中，一般________；但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过________传递。

3．基因突变的时间：________________________________________________________________________。

4．类型：________突变和________突变。

5．人工诱变的因素：

物理因素：如________________________________________________________________________等；

化学因素：________________________________________________________________________等；

生物因素：________________________________________________________________________等。

6．特点：①________________；②________________；③________；④________________；⑤________________。

7．意义：基因突变的结果使一个基因变成了它的________，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原材料。

三、基因重组

1．概念：指生物在进行________生殖过程中，控制________性状的基因的重新组合。

2．种类

(1)自由组合型：在________分裂的________期，位于________________________自由组合。

(2)交叉互换型：在________分裂的________期，位于同源染色体上的________________随着________________的交换而发生交换。

(3)基因工程：外源基因的导入。

3．意义

(1)为生物变异提供了丰富的来源。

(2)形成________________的重要原因。

(3)对于生物的________具有重要意义。

考点突破

考点1　基因突变

1．基因突变发生机理

2．基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对生物的影响

　　3.基因突变未引起生物性状改变的原因

(1)从基因突变在DNA分子上发生的部位分析：基因突变发生在不具有遗传效应的DNA片段中。

(2)从密码子与氨基酸的对应关系分析：密码子具有简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。

(3)从基因型与表现型的关系分析：由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。

例1　(2016·江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

  A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点

  B．基因pen的自然突变是定向的

  C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料

  D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离

1．如图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是(　　)

  A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株

  B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异

  C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程

  D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高

考点2　基因重组及其与基因突变的区别

1．概念：基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中，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

(1)形成生物多样性的重要原因之一。

(2)是生物进化的源泉。

5．列表比较基因突变与基因重组的区别

　　6.根据A、B图中的细胞分裂图来确定变异的类型

A图

　　　B图

　　7.变异类型与细胞分裂的关系

1．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成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。

2．两种变异类型的判断

(1)可遗传变异与不可遗传变异的判断方法

(2)显性突变和隐性突变的判定

①类型

②判定方法

a．选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。

b．让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。

3．突变基因具体位置的判断

(1)利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。

(2)将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。

例2　(2017·镇江三模)经诱变、筛选得到几种基因A与基因B突变的酵母菌突变体，它们的蛋白质分泌过程异常，如图所示下列叙述不正确的是(　　)

  A．出现不同突变体说明基因突变具有随机性

  B．可用同位素标记法研究蛋白质的分泌过程

  C．A、B基因双突变体蛋白质沉积在高尔基体

  D．A、B基因的突变会影响细胞膜蛋白的更新

2．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，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变异

请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系

基因突变的概念　基因突变的特点　基因突变的实例　基因重组的概念　基因重组类型

随堂演练

1．拟南芥细胞中某个基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对，下列分析正确的是(　　)

  A．根尖成熟区细胞一般均可发生此过程

  B．该细胞的子代细胞中遗传信息不会发生改变

  C．若该变异发生在基因中部，可能导致翻译过程提前终止

  D．若在插入位点再缺失3个碱基对，对其编码的蛋白质结构影响最小

2．某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(　　)

  A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B

  B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离

第2题图

  C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合

  D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换

3．下列图示过程存在基因重组的是(　　)

4．下列有关生物变异来源图解的叙述，正确的是(　　)

第4题图

  A．产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中④的改变

  B．图中⑤过程是交叉互换，发生在减数第二次分裂时期

  C．图中的①②可分别表示为突变和基因重组

  D．③一定会造成生物性状的改变

5．(多选)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是(　　)

  A．获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的原理是基因重组

  B．非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组

  C．同源染色体上的基因也可能发生基因重组

  D．发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代

6．(2017·盐城三模)科研人员利用化学诱变剂EMS诱发水稻D11基因突变，选育出一种纯合矮秆水稻突变植株(甲)。将该矮秆水稻与正常水稻杂交，F2表现型及比例为正常植株：矮秆植株＝3：1。D11基因的作用如图所示。请分析并回答问题：

第6题图

(1)BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长，这体现了细胞膜的________功能。

(2)EMS诱发D11基因发生________(选填“显性”或“隐性”)突变，从而________(选填“促进”或“抑制”)CYP724B1酶的合成，水稻植株内BR含量________，导致产生矮秆性状。

(3)研究发现，EMS也会诱发D61基因发生突变使BR受体合成受阻。由此说明基因突变具有________特点。

(4)科研人员利用EMS又选育出若干株纯合矮秆水稻突变植株(乙)。现将甲、乙水稻植株杂交，以判断乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同(仅由D11基因突变引起的)，还是仅由D61基因发生显性或隐性突变引起的(其它情况不考虑)。

①若杂交子代皆表现为正常植株，则表明乙水稻矮秆性状是由D61載因发生________(选填“显性”或“隐性”)突变引起的。

②若杂交子代出现矮秆植株，尚不能确定乙水稻矮秆性状的产生原因。请进一步设计操作较简便的实验方案，预期实验结果及结论。

实验方案：杂交子代矮秆植株苗期喷施BR，分析统计植株的表现型及比例。

预期实验结果及结论：若植株全为__________植株，则乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同；若植株全为________植株，则乙水稻矮秆性状的产生是仅由D61基因发生显性突变引起的。