Transcript 2011高考生物一轮复习5-1 基因突变和基因重组课件新人教版必修2

最新考纲
1.基因重组及其意义Ⅱ
2.基因突变的特征和原因
Ⅱ
3.染色体结构变异和数目
变异Ⅰ
4.低温诱导染色体加倍
5.人类遗传病的类型Ⅰ
6.人类遗传病的监测和预
防Ⅰ
7.人类基因组计划及意义
Ⅰ
高频考点
1.基因重组在杂交育种和
基因治疗疾病方面的应用
2.基因突变类型的判断(碱
基的缺失、增添或替换)及
其对性状影响的分析
3.染色体组的概念及单倍
体、多倍体在育种上的应
用
4.低温诱导染色体加倍的
实验探究
5.遗传系谱图的分析和判
 第1节
基因突变和基因重组
一、基因突变
①碱基对 的增添、

1．概念：由于DNA分子中发生
缺失和替换，而引起的基因结构的改变

2．时期：
复制时，包括 ③有丝分裂 间
②DNA
期及减数第一次分裂间期。

3．原因：外因：某些环境条件(如物理、
④化学
、生物因素)；内因：DNA复制过程中，基因中脱
氧核苷酸的种类、数量和
发生改变，
从而改变了
。
⑤排列顺序

⑥遗传信息





⑦诱发
4．类型：自然突变和
突变。
5．特点：普遍性、 ⑧随机 性、多害少利性、
性、低频性。
⑨不定向
6．意义：是生物变异的 ⑩根本来源 ，为生物进化提
供了最初的选择材料。
7．实例：镰刀型红细胞贫血症。控制合成血红蛋白
的DNA分子的碱基序列发生改变，即DNA分子上的一
个碱基对发生改变，由
变成
，结果血
红蛋白多肽链中⑪A/T 被 ⑫T/A
代替，导致镰刀
型细胞贫血症。
⑬谷氨酸
⑭缬氨酸

1. 基因突变为什么常发生于DNA的复制
时期，即细胞分裂的间期？
二、基因重组
⑮有性
 1．概念：生物体在进行
生殖过
程中，控制不同性状的基因重新组合。
 2．类型：
⑯非同源染色体
 (1)随着
的自由组合，非等
位基因也自由组合；
 (2)随着同源染色体上的非姐妹染色单体
⑰等位基因
的交叉互换而使
发生交换，
⑱非等位基因
导致染色单体上的
重新组
合；
 (3)重组DNA技术。


3．意义：为生物变异提供了极其丰富的
⑲多样性
来源，是形成生物
的重要原因之一。

2. 基因突变和基因重组的研究水平相同吗？
思考探讨提示：
 1．在DNA复制时，稳定的双螺旋结构首
先解开形成单链DNA，这时DNA的稳定
性会大大下降，极易受到外界因素干扰使
原来的碱基序列发生变化，导致基因发生
突变。
 2．不同，前者是分子水平，后者是细胞
水平。

一、对基因突变的理解
 1．基因突变概念的整合

2．基因突变对性状的影响
 (1)改变性状
 ①原因：突变间接引起密码子改变，最终
表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。
 ②实例：镰刀型细胞贫血症。
 (2)不改变性状，主要有下列几种情况：
 ①一种氨基酸可以由多种密码子决定(密
码的简并性)，当突变后的DNA转录成的
密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变
不会引起生物性状的改变。

②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性
状的改变。
 ③某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸
的种类，但并不影响该蛋白质的功能。
 ④不具遗传效应的DNA片段中的“突变”
不引起性状变异。

基因突变对子代的影响：
 (1)基因突变发生在有丝分裂过程中，一
般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖
传递给后代。
 (2)如果发生在减数分裂过程中，可以通
过配子传递给后代。
 (3)基因突变的频率比较：生殖细胞＞体
细胞；分裂旺盛的细胞＞停止分裂的细胞。

1．基因突变是生物变异的根本来源。下
列关于基因突变特点的说法正确的是
(
)
 A．无论是低等还是高等生物都可能发生
突变
 B．生物在个体发育的特定时期才可发生
突变
 C．突变只能定向形成新的等位基因
 D．突变对生物的生存往往是有利的

【解析】 基因突变的特点是普遍性、低
频性、不定向性(多向性)、随机性、多害
少利性，所以B、C、D都不对。
 【答案】 A

2．(2009年长沙质检)现代生物进化理论
认为，突变和基因重组能产生生物进化的
原材料，下列哪种变异现象不属于此类突
变的范畴
(
)
 A．黄色豌豆自交，子代表现为黄色、绿
色
 B．红眼果蝇中出现了白眼
 C．猫叫综合征
 D．无子西瓜

【解析】 本题以生物进化的原材料为核
心命题点，考查了基因突变、染色体变异
等知识点，综合考查判断、分析能力。
“突变和基因重组为生物进化提供原材料”
中的突变是广义的突变，包括基因突变和
染色体变异，B属基因突变，C、D属染色
体变异。A中绿色的出现属隐性基因的纯
合，不属于突变。
 【答案】 A

二、对基因重组的理解
 1．基因重组概念的整合
 基因重组的广义理解：
 (1)基因工程也属于控制不同性状的基因
重新组合，属于非自然的基因重组，可以
发生在不同种生物之间，能够定向改变生
物性状。
 (2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。
 (3)基因重组产生了新的基因型，但未改
变基因的“质”和“量”。


2．基因突变和基因重组的比较
基因重组的广义理解：
 (1)基因工程也属于控制不同性状的基因
重新组合，属于非自然的基因重组，可以
发生在不同种生物之间，能够定向改变生
物性状。
 (2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。
 (3)基因重组产生了新的基因型，但未改
变基因的“质”和“量”。

基因突变

基因重组
不同基因的重新组合
2．基因突变和基因重组的比较
基因的分子结构发生
，不产生新基因，而
改变，产生了新基因
是产生新基因型，使
，出现了新性状
之性状重新组合
细胞分裂间期DNA
减数第一次分裂过程
分子复制时，由于外
发生时
中，同源染色体的非
界理化因素或自身生
间及原
姐妹染色单体间交叉
理因素引起的碱基互
因
互换，以及非同源染
补配对差错或碱基对
色体上基因自由组合
的丢失
本质
条件
不同个体的杂交，有
外界条件的剧变和内
性生殖过程中减数分
部因素的相互作用
基因突变
意义
生物变异的主要来源
，也是生物进化的重
要因素之一。通过诱
变育种可培育新品种
发生可
可能性很小
能
基因重组
是生物变异的重要因
素，通过杂交育种，
性状的重组，可培育
出新的优良品种
非常普遍
3．(2009年汕尾调研)2007年诺贝尔生理
学或医学奖授予美国的卡佩奇和史密斯以
及英国的埃文斯等3位科学家，以表彰他
们在“基因靶向”技术上的贡献。“基因
靶向”又称“基因敲除”或“基因打靶”，
是指定向替换生物某一基因的技术。它依
据的遗传学原理是 (
)
 A．基因突变
B．基因重
组
 C．染色体变异
D．DNA复制

4．(2010年南通第一次诊断)生物体内的
基因重组

(
)
 A．能够产生新的基因
 B．发生在受精作用过程中
 C．是生物变异的根本来源
 D．在同源染色体之间可发生

【解析】 生物体内的基因重组发生在减
数分裂过程中，由于同源染色体分离非同
源染色体自由组合，导致非同源染色体上
非等位基因自由重组，也可发生在四分体
时期同源染色体之间的交叉互换；生物变
异的根本来源是基因突变。
 【答案】 D

(2009年高考江苏卷)甲磺酸乙酯
(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基
而成为7－乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与
胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从
而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育
种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，
常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大
田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等

(1)经过处理后发现一株某种性状变异的
水稻，其自交后代中出现两种表现型，说
明这种变异为________突变。
 (2)用EMS浸泡种子是为了提高
____________，某一性状出现多种变异
类型，说明变异具有________。
 (3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，
而染色体的_____不变。
 (4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻
植株也可能携带有害基因，为了确定是否
携带有害基因，除基因工程方法外，可采

(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过
PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和
叶都可作为检测材料，这是因为
________________________________
________________________________
________
 ________________________________
________________________________
________。


【解析】 本题考查基因突变相关知识。(1)自交后代
出现性状分离的亲本性状为显性；(2)水稻种子用
EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、
穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种
子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明变
异具有不定向性；(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生
变化，但是不影响染色体的结构和数目。(4)表现优良
的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有
害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以
用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来，即花药
离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体；
(5)用EMS溶液浸泡水稻种子所以长成的
突变植株的所有体细胞中都含相同的基因。
 【答案】 (1)显性 (2)基因突变频率 不
定向性 (3)结构和数目 (4)自交 花药
离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍
形成二倍体 (5)该水稻植株体细胞基因
型相同

基因突变对蛋白质中氨基酸序列的影响
 (1)替换：影响范围较小，只改变1个氨基
酸或不改变；
 (2)增添和缺失：影响范围较大，插入或
缺失位置前的序列不受影响，插入或缺失
位置后的序列受影响。

(2009年高考北京理综卷)真核生物进
行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精
使后代
(
)
 A．增加发生基因突变的概率
 B．继承双亲全部的遗传性状
 C．从双亲各获得一半的DNA
 D．产生不同于双亲的基因组合

【解析】 本题考查了遗传变异的相关知
识。进行有性生殖的生物，其变异的主要
来源是基因重组，即在减数分裂过程中，
由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色
单体的交叉互换或减数第一次分裂后期非
同源染色体上的非等位基因自由组合而发
生基因重组，使后代产生不同于双亲的基
因组合。
 【答案】 D


受到物理、化学因素的影响，AA个体如果突变成Aa
个体，则在当代不会表现出来，只有Aa个体自交后代
才会有aa变异个体出现，因此这种变异个体一旦出现
即是纯合体。相反，如果aa个体突变成Aa个体，则
当代就会表现出性状。因此我们可以选择突变体与其
他已知未突变体杂交，通过观察后代变异性状的比例
来判断基因突变的类型。对于植物还可以利用突变体
自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐形突
变的判定。

刺毛鼠(2n＝16)背上有硬棘毛，体浅灰色
或沙色，张教授在一封闭饲养的刺毛鼠繁
殖中，偶然发现一只无刺雄鼠(浅灰色)，
全身无棘毛，并终身保留无刺状态。张教
授为了研究无刺小鼠的遗传特性，让这只
无刺雄鼠与雌性刺毛鼠交配，结果F1全是
刺毛鼠；再让F1刺毛鼠雌雄交配，生产出
8只无刺小鼠和25只刺毛鼠，其中无刺小
鼠全为雄性。
(1) 张教授初步判断：
 ①该雄鼠无刺的原因是种群中基因突变造
成的，而不是营养不良或其他环境因素造
成的
 ②控制无刺性状的基因位于性染色体上。
 写出张教授作出上述两项判断的理由：
 判断①的理由
_______________________；
 判断②的理由_____________________。

(2) 若该浅灰色无刺雄鼠基因型为
BbXaY(基因独立遗传)，为验证基因的自
由组合定律，则可用来与该鼠进行交配的
个体基因型分别为______________。
 (3)若该浅灰色无刺雄鼠的某精原细胞经
减数分裂产生了一个BbbXa的精子，则同
时产生的另外三个精子的基因型分别为
________、Y、Y，这四个精子中染色体
数目依次为____________ ，这些精子与
卵细胞结合后，会引起后代发生变异，这
种变异属于________________ 。

【答案】 ( 1 ) ① 因为无刺的性状可遗
传给后代，是可遗传的变异，种群中常见
种为刺毛鼠，出现无刺性状最可能是基因
突变的结果
 ② 因为F1刺毛鼠雌雄交配后代无刺性状
和性别相关连，故该基因位于性染色体上
 (2)bbXaXa BbXAXa bbXAXa BbXaXa
 (3) BXa 10、8、7、7 染色体变异

1．(2009年高考福建卷)细胞的有丝分裂
和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中
仅发生在减数分裂过程的变异是
(
)
 A．染色体不分离或不能移向两极，导致
染色体数目变异
 B．非同源染色体自由组合，导致基因重
组

【解析】 有丝分裂和减数分裂都可以发
生染色体不分离或不能移向两极，从而导
致染色体数目变异；非同源染色体自由组
合，导致基因重组只能发生在减数分裂过
程中；有丝分裂和减数分裂的间期都发生
染色体复制，受诱变因素影响，可导致基
因突变；非同源染色体某片段移接，导致
染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数
分裂过程中，因此选B。
 【答案】 B

2．(2008年高考上海卷)人类镰刀形细胞
贫血症发生的根本原因是
(
)
 A．基因突变
 B．染色体结构变异
 C．基因重组
 D．染色体数目变异

【解析】 人类镰刀型贫血症发生的根本
原因是由于控制合成血红蛋白的DNA分子
的碱基序列发生了改变，其中的一个碱基
由T变成了A，这种变化称为基因突变。
其染色体的数目没有发生变化，染色体的
结构也没有改变，自然条件下基因重组主
要发生在有性生殖的过程中。所以本题选
A。
 【答案】 A

3．( 2008年高考广东理基卷)有关基因突
变的叙述，正确的是
(
)
 A．不同基因突变的频率是相同的
 B．基因突变的方向是由环境决定的
 C．一个基因可以向多个方向突变
 D．细胞分裂的中期不发生基因突变
 【解析】 基因突变的特点是不定向性、
随机性、少利多害性、低频性、普遍性。
 【答案】 C

4．( 2008年高考广东卷)如果一个基因的
中部缺失了1个核苷酸对，可能的后果是
(多选)
(
)
 A．没有蛋白质产物
 B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
 C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
 D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨
基酸序列发生变化

【解析】 题干中的“基因的中部缺失”
这一信息非常关键，根据这一信息可判断
出基因会有蛋白质产物，但可能造成翻译
在缺失位置终止或在缺失部位后的氨基酸
序列、种类等发生变化。
 【答案】 BCD

5．( 2008年高考宁夏理综卷)以下有关基
因重组的叙述，错误的是
(
)
 A．非同源染色体的自由组合能导致基因
重组
 B．非姊妹染色单体的交换可引起基因重
组
 C．纯合体自交因基因重组导致子代性状
分离
 D．同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组
有关

【解析】 在减Ⅰ后期，非同源染色体上
的非等位基因的自由组合能导致基因重组；
在减Ⅰ前期，同源染色体上的非姊妹染色
单体的交换也可引起基因重组。而纯合体
自交通常不会使子代性状分离，若子代出
现性状分离，最可能的原因是基因突变，
故选C。
 【答案】 C
