届一轮复习人教版 71基因突变基因重组和染色体变异 学案.docx

1、届一轮复习人教版 71基因突变基因重组和染色体变异 学案第七单元生物的变异、育种与进化考纲参照1.基因重组及其意义()2.基因突变的特征和原因()3.染色体结构变异和数目变异()4.生物变异在育种上的应用()5.转基因食品的安全()6.人类遗传病的类型()7.人类遗传病的监测和预防()8.人类基因组计划及其意义()9.现代生物进化理论的主要内容()10.生物进化与生物多样性的形成()考情回顾本单元中生物的可遗传变异、人类遗传病、生物育种被考查的频率比较高,选择题常以章节内综合考查为主,非选择题则常对细胞分裂、遗传的基本规律、可遗传变异、人类遗传病、生物育种等进行综合考查。未来命题仍会以人类遗传

2、病、生物育种等具体案例,考查分离定律、自由组合定律、伴性遗传、减数分裂等。现代生物进化理论中的遗传平衡定律也是一个高频考点,选择题和非选择题都曾出现过,复习备考中仍要给予关注课时安排基因突变、基因重组和染色体变异(1课时);人类遗传病(1课时);生物育种(1课时);现代生物进化理论(1课时)课时1基因突变、基因重组和染色体变异见自学听讲P135基因突变和其他变异基因突变1.实例镰刀型细胞贫血症2.概念和类型:碱基对的、缺失和替换。3.原因、特点、发生时间和意义原因内因DNA分子复制发生差错,DNA的碱基组成发生改变外因a.物理因素:紫外线、X射线及其他辐射b.化学因素:亚硝酸、碱基类似物等c.

3、生物因素:某些病毒特点普遍性:一切生物都可以发生:可以发生在生物个体发育的任何时期和细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位低频性:自然状态下,突变频率很低:可以产生一个以上的等位基因多害少利性:多数基因突变会破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物有害发生时间主要发生在DNA复制时,如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期意义是新基因产生的途径;是生物变异的;是生物进化的原始材料基因重组1.概念基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。2.类型、机制类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因的重组人为导致基因重组(DNA重组技术)发生的时间

4、减数第一次分裂时期减数第一次分裂后期体外与运载体重组并导入细胞内与受体细胞内基因重组发生的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,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重组目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中的基因重组(续表)图像示意染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型(2)结果排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。(3)举例猫叫综合征,是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。2.染色体数目的变异(1)类型1)细胞内的增加或减少,如人类的21三体综合征,是由于21号染色体有3条。2)细胞内染色体数目

5、以的形式成倍地增加或减少,如单倍体、多倍体的形成等。(2)染色体组 1)概念:细胞中的一组,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。2)条件:a.一个染色体组中不含;b.一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同;c.一个染色体组中含有的一整套基因,但不能重复。增添随机性不定向性根本来源四分体目的基因交叉互换等位基因个别染色体染色体组非同源染色体同源染色体控制生物性状1.自然条件下,基因突变频率很低,同时大多数基因突变对生物体是有害的,能否就此认为基因突变不能为生物进化提供原材料?提示对于生物个体而言,发生自然突变的频率很低。但是一个物种往往是由许多

6、个体组成的,就整个物种来看,在进化历程中产生的突变很多,其中有不少突变是有利突变,对生物的进化具有重要意义。因此,基因突变能够为生物进化提供原材料。2.同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是什么?提示产生新的基因组合的机会多。无性生殖不经过生殖细胞的结合由母体直接产生子代,子代基本保留了母体的特性;有性生殖过程需要亲本经过减数分裂产生有性生殖细胞,在减数分裂过程中会发生基因重组,从而产生多种类型的生殖细胞,这样导致后代具有较大的变异性。3.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是目前诱导细胞染色体数目加倍的最常用方法,为什么教材“诱导植物细胞染色体数目变化”的实验中却采用低温诱

7、导的方法?提示与秋水仙素相比,低温条件更容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。复习备考中,关注主干知识的同时,注意辨析基因突变、基因重组、染色体变异的区别,深刻理解单倍体、染色体组、基因组等易混概念,及时总结基因突变对蛋白质及性状的影响等。常见的考题有结合细胞分裂图或育种案例考查可遗传变异类型,考查可遗传变异在育种中的应用;结合遗传病案例,分析其根本原因;判断基因突变的显隐性,以及判断突变基因是位于常染色体上还是位于性染色体上。例1某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误的是()。A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B.基因B

8、1和B2编码的蛋白质可以相同,也可以不同C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中解析基因突变是由碱基对的增添、替换和缺失引起的;基因B1和B2转录形成的密码子排列顺序不同,因为密码子具有简并性,所以翻译形成的蛋白质可能相同,也可能不同;生物具有亲缘关系,共用一套密码子;B1和B2可同时存在于同一个体细胞中,二倍体的配子中B1和B2不能同时存在。答案D例2(2017年锦州调研)家蚕是二倍体生物,含56条染色体,ZZ为雄性,ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多,丝的质量好,更

9、受蚕农青睐,但在幼蚕阶段,雌雄个体不易区分。于是,科学家采用下图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。相关说法正确的是()。A.要研究家蚕的基因组,只需要测定家蚕一个染色体组上的基因B.图示变异家蚕的变异类型属于基因重组C.在生产中,可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别幼蚕性别的后代D.由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是诱变育种解析要研究家蚕的基因组,需测定27条常染色体+Z染色体+W染色体,并不只是一个染色体组上的基因;图示常染色体上携带A基因的片段转移到W染色体上的现象,属于染色体结构变异;利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育后代,可以在幼虫阶段根据体色淘汰

10、雌蚕保留雄蚕,从而满足生产需求;由变异家蚕培育限性斑纹雌蚕采用的育种方法为杂交育种。 答案C1.基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变,是生物变异的根本来源。基因突变产生等位基因,可能产生新的表现型,为生物进化提供了原始材料。2.基因自发突变的原因:DNA复制发生错误。诱发基因突变的原因:X射线等损伤DNA,碱基类似物等改变DNA碱基,某些病毒的DNA影响宿主细胞的DNA。3.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的过程。基因重组既是生物进化的原材料,也是形成生物多样性的重要原因之一。从广义上看,基因重组的来源包括:非同源染色体上非等位基因的自由组合;基

11、因的交叉互换(注意与易位区分开);基因工程(又称为转基因技术,肺炎双球菌的转化的遗传实质是基因重组,此为基因工程的先驱研究)。4.二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。由配子(生殖细胞)直接发育形成的个体,不管有几个染色体组都叫单倍体。单倍体体细胞中所含有的染色体数目是本物种体细胞染色体数目的一半。由受精卵发育成的个体再按体细胞中的染色体组数可分为二倍体、三倍体等。5.低温、适宜浓度的秋水仙素都是通过抑制纺锤体的形成诱导染色体数目加倍的;卡诺氏液用于固定细胞形态,改良苯酚品红染液与醋酸洋红染液、龙胆紫染液一样都用于染色体染色。1.(2016年天津高考)枯草杆菌野生型与某一突变型的

12、差异见下表:枯草杆菌核糖体S12蛋白第5558位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率(%)野生型-P-K-K-P-能0突变型-P-R-K-P-不能100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解析本题以表格为信息载体,以基因突变为切入点,考查基因中碱基对的缺失、替换对性状的影响,综合考查获取信息能力。根据表格信息可知,枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是S12蛋白结构改变导致的,突变型能在含

13、链霉素的培养基中存活,说明突变型具有链霉素抗性;翻译是在核糖体上进行的,所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能;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,而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变,所以突变型的产生是碱基对的替换所致;根据题意可知,突变型枯草杆菌已存在对链霉素的抗性突变,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。答案A2.(2014年浙江高考)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。下列叙述正确的是()。A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因B.突变体若为1对同源染色体

14、相同位置的片段缺失所致,则再经诱变可恢复为敏感型C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定不能编码肽链解析本题主要考查基因突变及染色体变异的相关知识。由于敏感基因与抗性基因是1对等位基因,所以经诱变后,显性的敏感基因随染色体片段的缺失而消失,剩下的是隐性的抗性基因,A项正确。1对同源染色体的片段都缺失属于染色体变异,其概率极低,已经缺失的片段不可能再恢复,B项错误。突变体若为基因突变所致,因突变具有不定向性,再经诱变具有恢复的可能,C项错误。敏感基因中的单个碱基对发生替换,导致该基因发生突变,可能使控制的肽链提前终止或者延长,不一定不能编码蛋白质,D项错误。答案A3.(2014年江苏高考节选)有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段(用X+表示)。下图是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图,请回答下列问题:(1)为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F1中果蝇杂交。(2)X染色体的诱变类型能在其杂交后代果蝇中直接