高三一轮复习突变和基因重组.docx
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高三一轮复习突变和基因重组
学案基因突变和基因重组NO.17
命制：
任广伟时间：
2013-11-6班级姓名
考纲要求:
1.基因重组及其意义Ⅱ2.基因突变的特征和原因Ⅱ
复习要求：
1.基因突变的原因、特点、意义2.因重组在杂交育种和基因治疗上的应用
基础知识自主复习
一、基因突变
二、基因重组
1．概念：
在生物体进行________过程中，控制不同性状的基因________。
2．类型：
（1）自由组合型：
减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的____________也自由组合。
（2）交叉互换型：
减数分裂四分体时期，基因随着________________的交叉互换而发生重组。
3．意义：
（1）形成__________________的重要原因之一。
（2）是________的来源之一，对____________也具有重要意义。
想一想 “一母生九子，九子各不同”，兄弟姐妹间变异的主要原因是什么？
名师点拨 ①基因重组的范围——有性生殖生物。
但不能说“一定”是有性生殖生物，因为还包括“外源基因导入”这种情况。
②基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源；基因重组能产生新基因型，是生物变异的重要来源，两者都为进化提供原材料。
预习效果自我检测：
在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关基因突变和基因重组叙述的正误。
（1）A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因（2011·海南卷T8A）（）
（2）人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变（2008·上海卷T7A）（）
（3）非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组（2009·福建卷T3B改编）（）
（4）非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组（2008·宁夏卷T5B）（）
课中探究案
探究点一 基因突变的概念及发生机制
思维拓展
1．基因突变可发生在生物个体发育的任何时间，但对于细胞分裂过程来说，一般发生在细胞分裂（无丝分裂、有丝分裂、减数分裂、原核生物的二分裂）的DNA分子复制的过程中。
同样，病毒DNA复制时均可突变。
2．基因突变引起基因“质”的改变，产生原基因的等位基因，改变了基因的表现形式，但并未改变染色体上基因的数量和位置。
基因突变是生物变异的根本来源。
3．以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核苷酸序列发生变化，也称为基因突变，且RNA为单链结构，在传递过程中更易发生突变。
探究示例1
（2010·福建理综，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1169位赖氨酸变为谷氨酸。
该基因发生的突变是（ ）
A．①处插入碱基对G－CB．②处碱基对A－T替换为G－C
C．③处缺失碱基对A－TD．④处碱基对G－C替换为A－T
探究示例2
（2010·厦门模拟）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中，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
变式训练2
（2010·江苏卷，6）育种专家在稻田中发现了一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。
下列叙述正确的是（ ）
A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置
D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
探究点二 基因重组：
全面深刻理解基因重组，完成下表填空：
重
组
类
型
自然状态下的基因重组
人工参与导致的基因重组
同源染色体上________________间的重组
非同源染色体上__________间的重组
基因工程
肺炎双球菌的转化
发生时间
减数第一次分裂________时期
减数第一次分裂____
体外目的基因与运载体重组和导入细胞内与细胞内基因重组
体内、体外转化实验
发生机制
同源染色体非姐妹染色单体之间________导致染色单体上的基因重新组合
同源染色体分开，等位基因分离，____________________，导致非同源染色体上__________间重组
目的基因经______导入受体细胞，导致受体细胞中基因____
____细菌的DNA与______细菌的DNA重组
图像示意
思维拓展
1．原核细胞只能进行二分裂不能进行减数分裂，原核生物不进行有性生殖，不能发生基因重组。
2．自然状态下的基因重组只发生在减数第一次分裂，受精作用不导致基因重组。
探究示例3
下列关于基因重组的说法不正确的是（ ）
A．生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，导致基因重组
C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
变式训练3
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．非姐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．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
构建知识网络
课后探究案
题组一 基因突变
1．（2011·淮安质检）如果细菌控制产生某种“毒蛋白”的基因发生了突变，突变造成的结果使其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下：
基因突变前：
甘氨酸谷氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸
基因突变后：
甘氨酸谷氨酸天冬氨酸亮氨酸赖氨酸
根据上述氨基酸序列确定突变基因DNA分子的改变是（ ）
A．突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤
B．突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶
C．突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤
D．突变基因为一个碱基的增减
2．某婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变，导致乳糖酶失活，其根本原因是（ ）
A．缺乏吸收某种氨基酸的能力
B．不能摄取足够的乳糖酶
C．乳糖酶基因至少有一个碱基对改变了
D．乳糖酶基因有一个碱基对缺失了
3．如图为高等动物的细胞分裂示意图。
图中可能反映的是（多选）（ ）
A．可能发生了基因突变
B．发生了非姐妹染色单体间的片段互换
C．该细胞为次级卵母细胞
D．该细胞可能为次级精母细胞
4．（原创题）如图为某种遗传病调查的一个家庭成员的情况，为了进一步确认5号个体致病基因的来源，对其父母进行了DNA分子检测，发现1、2号个体都不携带此致病基因。
那么，5号致病基因的来源及其基因型（用B、b表示）最可能是（ ）
A．基因突变，BbB．基因重组，BB
C．染色体变异，bbD．基因突变或基因重组，Bb或bb
5．下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG。
据图分析正确的是（ ）
A．转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基是CAU
B．②过程以α链作模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的催化下完成的
C．控制血红蛋白的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症
D．人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸取代
6．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是（ ）
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
7．（2013·太原模考）基因突变是生物变异的根本来源，下列有关叙述错误的是（ ）
A．生物体内的基因突变属于可遗传的变异
B．基因突变的频率很低，个体每代突变的基因数很少
C．基因只要发生突变，生物的表现型就一定改变
D．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系
8．（2013·大连双基测试）野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用X射线照射后的链孢霉不能在基本培养基上生长。
向基本培养基中添加某种维生素后，经过X射线照射的链孢霉又能生长了。
由此说明（ ）
A．这种维生素是基本培养基的一种成分
B．自然状态下野生型链孢霉不会发生基因突变
C．野生型链孢霉发生了定向的基因突变
D．可能是基因突变导致链孢霉不能合成该维生素
9．（2013·西城区期末）下图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。
下列表述正确的是（ ）
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
10．（2013·济南模拟）DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶，DNA聚合酶保证了复制的准确性，某些突变的DNA聚合酶（突变酶）比正常的DNA聚合酶精确度更高，从而减少了基因突变的发生。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．这些突变酶大大提高了DNA复制的速度
B．翻译这些突变酶的mRNA序列不一定发生改变
C．这些突变酶作用的底物是四种核糖核苷酸
D．这些突变酶的产生不利于生物的进化
11．（2013·沈阳质检）下表表示苋菜叶绿体基因pbsA抗“莠去津”（一种除草剂，“莠”：
狗尾草）品系和敏感品系的部分DNA碱基序列和氨基酸所在位置。
下列有关苋菜能抗“莠去津”的正确说法是（ ）
抗性品系
CGT
丙氨酸
GGT
脯氨酸
AAG
苯丙氨酸
TTA
天冬酰胺
敏感品系
CGA
丙氨酸
AGT
丝氨酸
AAG
苯丙氨酸
TTA
天冬酰胺
氨基酸位置
227
228
229
230
A.由于基因突变，导致228号位的脯氨酸被丝氨酸取代
B．其抗性性状的遗传遵循基因的分离定律
C．其根本原因是密码子由AGT变成GGT
D．其抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定228号位氨基酸的有关碱基中的A被G取代
题组二 基因重组
12．（2013·洛阳统考）下列情况可引起基因重组的是（ ）
①非同源染色体上的非等位基因自由组合 ②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 ③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 ④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换 ⑤正常夫妇生出白化病儿子
A．①②③ B．③④C．①③D．①③⑤
13．（2013·保定调研）下列过程中没有发生基因重组的是（ ）
14．下列变异的原理一般认为属于基因重组的是（ ）
A．将转基因的四倍体与正常的二倍体杂交，生产出不育的转基因三倍体鱼苗
B．血红蛋白氨基酸排列顺序发生改变，导致某些血红蛋白病
C．一对表现型正常的夫妇，生下了一个既白化又色盲的儿子
D．高产青霉素的菌株、太空椒等的培育
15．（2010·盐城统考）控制不同性状的基因之间进行重新组合，称为基因重组。
下列各选项中能够体现基因重组的是（ ）
A．利用人工诱导的方法获得青霉素高产菌株
B．利用基因工程手段培育能生产干扰素的大肠杆菌
C．在海棠枝条上嫁接苹果的芽，海棠与苹果之间实现基因重组
D．用一定浓度的生长素溶液涂抹未受粉的雌蕊柱头，以获得无子番茄
16．（2011·宿迁调研）生物体内的基因重组（多选）（ ）
A．能够产生新的基因型B．在生殖过程中都能发生
C．是生物变异的根本来源D．在同源染色体之间可发生
17．（2011·黄冈模拟）依据基因重组概念的发展判断下列图示过程中没有发生基因重组的是（ ）
18．（2013·青岛模拟）下图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。
下列说法正确的是（ ）
A．a→b→c表示基因的复制和转录
B．图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变
C．图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性
D．除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增添
19．如图甲是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图乙表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，图丙为部分氨基酸的密码子表。
据图回答：
第一个
字母
第二个字母
第三个
字母
U
C
A
G
A
异亮氨酸
异亮氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸
丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸
U
C
A
G
丙
（1）据图甲推测，此种细胞分裂过程中，出现的变异方式可能是________________________________________________________________________。
（2）在真核生物细胞中图甲中Ⅱ过程发生的场所是________________________________________________________________________。
（3）图丙提供了几种氨基酸的密码子。
如果图乙的碱基改变为碱基对替换，则X是图丙氨基酸中________的可能性最小，原因是_______________________________________。
图乙所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对________________导致。
（4）A与a基因的根本区别在于基因中________不同。
题组三 应用提升
1．（2011·安徽高考）人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。
临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。
积聚在细胞内的131I可能直接（ ）
A．插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变
B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变
C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异
D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代
2．（2011·上海高考改编）基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是（ ）
A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因
B．A基因可突变为A1、A2、A3……，它们为一组复等位基因
C．基因突变大部分是有利的
D．基因突变可以改变种群的基因频率
3．（2011·江苏高考）在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是（多选）（ ）
A．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变
B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组
C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
D．着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异
4．（2010·新课标全国卷）在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。
为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中（ ）
A．花色基因的碱基组成 B．花色基因的DNA序列
C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量
5．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、叶色等性状变异的多种植株。
请回答下列问题。
（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，可采用的方法有________、______________________________。
（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________________________。
6.遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。
缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。
请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的，还是由基因突变引起的。
方法一：
_________________________________________________________________。
方法二：
__________________________________________________________________。
7．（2010·山东高考）100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。
请根据以下信息回答问题：
（1）黑体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇杂交，F1全为灰体长翅。
用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。
如果用横线（—）表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点（·）表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为________和________。
F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为________________________。
（2）卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。
控制刚毛和翅型的基因分别位于________和________染色体上（如果在性染色体上，请确定出X或Y）。
判断前者的理由是________________________。
控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的基因型分别为________和________。
F1雌雄果蝇互交，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是________。
（3）假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。
根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。
有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤：
①___________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.如果________________，则X染色体上发生了完全致死突变；
Ⅱ.如果______________________________，则X染色体上发生了不完全致死突变；
Ⅲ.如果______________________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。
8．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群中，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，产出8只无刺小鼠和25只有刺小鼠，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________。
9.（新题快递）某正常人无致病基因，甲、乙、丙三人均表现正常。
该四人7号和12号染色体上相关基因对应部分的碱基排列顺序如表所示。
请分析回答下面的问题。
正常人
甲
乙
丙
7号染色体
CTT
CAT
CTT
CAT
12号染色体
ATT
ATT
GTT
ATT
（1）表中所示甲的7号染色体上，该部位碱基排列顺序变为CAT的根本原因是________的结果。
（2）甲、乙、丙三人表现正常的原因可能有（至少写出两点）：
________________________________________________________________________
（3）若表中标明碱基的那条链为非模板链，请写出乙个体第12号染色体上该基因片段转录成的密码子为________。
（4）如果某人7号染色体上的部分基因转移到了12号染色体上，则这种变异类型最可能是________。
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