資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第25講　基因突變和基因重組
課標要求 1.概述堿基的替換、插入或缺失會引發基因中堿基序列的改變。 2.闡明基因中堿基序列的改變有可能導致它所編碼的蛋白質及相應的細胞功能發散變化，甚至帶來致命的后果。 3.描述細胞在某些化學物質、射線和病毒的作用下，某些基因可能突變導致細胞分裂失控，甚至發生癌變。 4.闡明進行有性生殖的生物在減數分裂過程中，染色體所發生的自由組合和互換，會導致控制不同性狀的基因重組，從而使子代出現變異。
考點1　基因突變
概 念 落 實
1.變異的類型
2.基因突變的實例1——鐮狀細胞貧血
（1）圖示中a、b、c過程分別代表　　　　　、　　　　　和　　　　　。突變發生在　　　　　（填字母）過程中。
（2）患者貧血的直接原因是　　　　　異常，根本原因是發生了　　　　　，堿基對由T∥A 突變成A∥T。
3.基因突變的概念
（1）概念：DNA分子中發生堿基的　　　　　　　　，而引起的基因　　　　　　的改變，叫作基因突變。
（2）發生時期：DNA復制時，主要是細胞分裂　　　　期。
（3）可遺傳的變異，可通過　　　　或無性生殖傳遞給后代。
4.基因突變的實例2——細胞癌變
細胞在某些　　　　　、射線以及　　　　　的作用下，基因突變概率可能提高，而某些基因突變能導致　　　　　　　　　　，甚至發生癌變。
（1）癌細胞的概念：正常機體細胞在　　　　　的作用下，細胞中　　　　　發生變化，變成不受機體控制的、連續進行分裂的　　　　　細胞，這種細胞就是癌細胞。
（2）癌細胞的特征：①無限增殖。②形態結構發生顯著變化，如癌變的成纖維細胞由扁平梭形變成　　　　　　。③細胞膜表面發生變化：　　　　　減少→黏著性降低→易于　　　　　。
（3）癌變的機理
①原癌基因：主要負責調節　　　　，控制細胞生長和分裂的進程。抑癌基因：主要是阻止細胞不正常的增殖。
②環境中的致癌因子會損傷細胞中的　　　　分子，使原癌基因和抑癌基因發生　　　　，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。
③癌癥的發生不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發生5～6個基因突變，才能導致細胞癌變，細胞癌變具有　　　　效應。
5.基因突變的原因
（1）基因突變自發產生的原因：DNA復制時偶爾發生錯誤。
（2）誘發基因突變的外因（連線）
　　類型 舉例 誘發機理
①物理因素 A. 亞硝酸、堿基類似物 Ⅰ. 影響宿主細胞DNA
②化學因素 B. 某些病毒 Ⅱ. 損傷細胞內DNA
③生物因素 C. 紫外線、X射線 Ⅲ. 改變核酸堿基
6.基因突變的特點
（1）普遍性：在生物界中普遍存在。
（2）　　　　：生物個體發育的任何時期和部位均有可能發生。
（3）　　　　：自然狀態下，突變頻率很低。
（4）　　　　　　：可以向不同方向發生突變，產生一個以上的　　　　　　。
（5）多害少利性：一般是有害的，少數有利。
方 法 規 律
基因突變與性狀的關系
（1）基因突變對蛋白質的影響
堿基 影響范圍 對氨基酸序列的影響
替換 小 只改變1個氨基酸或不改變氨基酸序列
增添 大 不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列
缺失 大 不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列
　　（2）基因突變不一定會引起生物性狀的改變。原因：①突變可能發生在沒有遺傳效應的DNA片段。②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸，即密碼子的簡并性，則突變并未改變蛋白質的氨基酸序列。③基因突變若為隱性突變，如AA→Aa，不會導致性狀的改變。
7.基因突變的意義
（1）　　　　產生的途徑。
（2）　　　　的根本來源。
（3）　　　　的原始材料。
8.基因突變的應用——誘變育種
（1）原理：　　　　。
（2）過程
（3）優點：可以提高　　　　　，創造人類需要的生物新品種。
診斷·加強
1.判斷下列說法的正誤：
（1）基因突變一定會引起基因中堿基排列順序的改變。 （　　）
（2）染色體DNA分子中堿基序列發生改變一定會引起基因突變。 （　　）
（3）突變基因一定能遺傳給后代。 （　　）
（4）基因突變一定會產生等位基因。 （　　）
（5）在細胞生物中，基因突變只發生在細胞分裂的間期。 （　　）
（6）癌細胞表面糖蛋白減少，使得細胞容易擴散并無限增殖。 （　　）
（7）與癌變有關的原癌基因和抑癌基因只存在于癌細胞中。 （　　）
（8）病毒、大腸桿菌及動物和植物都可發生基因突變。 （　　）
（9）基因突變的隨機性表現在一個基因可突變成多個等位基因。 （　　）
（10）基因突變的利害性取決于生物生存的環境條件。 （　　）
（11）基因突變的方向是由生物生存的環境決定的。 （　　）
2.某植株發生基因突變后，該植株及其有性生殖后代均不能表現突變性狀的原因是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
典 題 固 法
（2022廣東卷T11）為研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科學家構建了三組轉基因小鼠（Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表達），發現這些小鼠隨時間進程體內會出現腫瘤（如圖）。下列敘述正確的是（　　）
A.原癌基因的作用是阻止細胞正常增殖
B.三組小鼠的腫瘤細胞均沒有無限增殖的能力
C.兩種基因在人體細胞內編碼功能異常的蛋白質
D.兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應
（2022·湖南卷）下列關于癌癥的敘述，錯誤的是（　　）
A.成纖維細胞癌變后變成球形，其結構和功能會發生相應改變
B.癌癥發生的頻率不是很高，大多數癌癥的發生是多個基因突變的累積效應
C.正常細胞生長和分裂失控變成癌細胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因
D.樂觀向上的心態和良好的生活習慣可降低癌癥發生的可能性
考向1　基因突變
1.（2021·廣州測試）下圖表示基因突變的一種情況，其中a、b是核酸鏈，c是肽鏈。下列說法正確的是（　　）
A.a→b→c表示基因的復制和轉錄
B.圖中由于氨基酸沒有改變，所以沒有發生基因突變
C.圖中氨基酸沒有改變的原因是密碼子具有簡并性
D.除圖示情況外，基因突變還包括染色體片段的缺失和增添
考向2　顯性突變與隱性突變的分析、判斷
2.一只突變型的雌果蠅與一只野生型雄果蠅交配后，產生的F1中野生型與突變型之比為2∶1，且雌雄個體之比也為2∶1，這個結果從遺傳學角度可做出合理解釋的是（　　）
A.該突變為X染色體顯性突變，且含該突變基因的雌配子致死
B.該突變為X染色體顯性突變，且含該突變基因的雄性個體致死
C.該突變為X染色體隱性突變，且含該突變基因的雄性個體致死
D.X染色體片段發生缺失可導致突變型，且缺失會導致雌配子致死
方 法 規 律
顯性突變和隱性突變的判斷方法
（1）類型
（2）判定方法
考向3　基因突變的應用——誘變育種
3.（2022·佛山一模） 2021年10月，我國在“神舟十三號”載人飛船上搭載了3 000多粒水稻種子進入太空，進行航天育種的研究。下列敘述正確的是（　　）
A.水稻種子會在太空特有環境的誘導下發生基因重組
B.進入太空的3 000多粒水稻種子都會發生基因變異
C.眾多水稻種子中一定有部分會產生預期的優良變異
D.水稻種子睛揉育和篩選，會淘汰掉絕大部分變異類型
考向4　細胞癌變
4.（2022·深圳一調）結腸癌是發生于結腸的惡性腫瘤。奧沙利鉑是目前針對結腸癌的常用臨床藥物。依據《古今名醫方論》，某科研團隊研究發現香砂六君子湯對結腸癌細胞具有良好的抑制效果。現將香砂六君子湯按高、中和低劑量探究其對腫瘤細胞的影響，結果如下表。下列敘述錯誤的是（　　）
組別 腫瘤質量/g 腫瘤細胞凋亡率/% Bcl－2轉錄的mRNA Bax轉錄的mRNA
模型組 1.58 3.53 1.15 0.42
低劑量組 1.02 18.97 0.93 0.59
中劑量組 0.74 28.56 0.75 0.74
高劑量組 0.50 45.37 0.50 0.96
注：模型組為將小鼠結腸癌細胞株接種于實驗鼠上復制腫瘤模型的部分小鼠組，各劑量組為將建模成功的實驗鼠隨機均等為模型組小鼠數量后施加高、中、低劑量香砂六君子湯的實驗組。
A.Bcl－2基因可能是導致正常結腸細胞發生癌變的基因
B.Bax基因表達的增強可能促進腫瘤細胞的凋亡
C.在沒有外界因素作用時，腫瘤細胞不會發生凋亡
D.為評價該中藥的效果，可以對模型組用奧沙利鉑處理做對照
考點2　基因重組
概 念 落 實
1.基因重組的概念
2.類型
重組類型 互換型 　　　　　型
發生時間 減數分裂Ⅰ　　　時期 減數分裂Ⅰ　　　期
發生機制 同源染色體上的　　　隨非姐妹染色單體之間的互換而互換 非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上　　　　　　　　間的自由組合
重組類型 互換型 　　　　　型
圖像示意
概念拓展：符合基因重組本質（基因的重新組合），還有以下現象
（1）肺炎鏈球菌轉化實驗：R型細菌轉化為S型細菌。
（2）人工重組：轉基因技術（人為條件下進行的），即基因工程。
3.意義：使產生的　　　　　多樣化，而產生基因組合多樣化的子代。是生物變異的來源之一，對生物的　　　　具有重要意義。
診斷·加強
判斷下列說法的正誤：
（1）減數分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組。 （　　）
（2）抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組可獲得抗蟲矮稈小麥。 （　　）
（3）基因重組只能產生新基因型和重組性狀，不能產生新基因和新性狀。 （　　）
（4）在誘導菊花莖段形成幼苗的過程中不會同時發生基因突變與基因重組。 （　　）
（5）原核生物不存在基因重組，而真核生物的受精過程中可進行基因重組。 （　　）
（6）一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組。 （　　）
（7）AaBB個體自交后代發生性狀分離，根本原因是基因重組。 （　　）
（8）減數分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組。 （　　）
典 題 固 法
考向1　基因重組
1.（2022·佛山二模）減數分裂過程中每對同源染色體配對形成四分體，四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生交換。實驗表明，交換也可以發生在某些生物體的有絲分裂中，這種現象稱為有絲分裂交換。下圖是某雄性高等動物在細胞分裂中發生交換的示意圖，其中A和a、B和b表示一對同源染色體上的兩對等位基因。不考慮其他變異情況，下列說法錯誤的是（　　）
A.若一個體細胞分裂時發生圖示交換，則產生2個基因型為AaBB、Aabb的子細胞
B.若一個精原細胞減數分裂時發生圖示交換，則產生4個基因型不同的子細胞
C.發生在兩種分裂中的交換均可導致染色單體上的基因重組
D.與有絲分裂的交換相比，減數分裂交換對遺傳多樣性的貢獻更大
2.下圖表示三種基因重組，下列相關敘述正確的是（　　）
或
圖1 圖2 圖3
A.圖1所示細胞產生的次級精母細胞內不含有等位基因
B.圖1和圖2兩種類型的基因重組都發生在同源染色體之間
C.R型細菌轉化為S型細菌中的基因重組與圖3中的基因重組相似
D.孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗中，F2出現新的表型的原因和圖1相似
考向2　基因重組的應用——雜交育種
3.（2022·惠州一模）大豆為嚴格的自花傳粉、閉花受粉植物。我國是世界主要的大豆進口國家之一，大豆的產量低是一個重要的瓶頸。下列說法錯誤的是（　　）
A.我國豐富的大豆種質資源為大豆雜交育種提供了豐富的基因庫
B.通過培育大豆多倍體來育種是提高其產量的最合適途徑
C.大豆雜交育種與基因工程育種的原理都屬于基因重組
D.自然界中的大豆往往都是純種，大豆間難以自然實現雜交
考向3　基因重組與基因突變的辨析
4.如圖是某種高等動物的幾個細胞分裂示意圖（數字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因）。下圖中不可能反映的是（　　）
A.圖甲細胞表明該動物發生了基因重組
B.圖乙細胞由于進行DNA復制解開雙螺旋，容易發生基因突變
C.圖丙細胞中1與2的片段部分交換屬于基因重組
D.圖丙細胞表示發生了自由組合
方 法 規 律
“三看法”判斷基因突變與基因重組
構核心概念
練教材長句
鏈接必修2教材 P80。
（1）鐮狀細胞貧血是分子水平基因突變造成的，能否借助顯微鏡進行診斷？　　　　。理由是：　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修2教材 P82“思考·討論”。
（2）原癌基因表達的蛋白質是　　　　　　　　　　　　　所必需的；若原癌基因突變或過量表達，相應蛋白質　　　　　，可能引起細胞癌變。抑癌基因表達的蛋白質能　　　　　　　　　　　　　　　；若抑癌基因突變而導致相應蛋白質　　　　　　　　　，也可能引起細胞癌變。
拎教材“冷”點
鏈接必修2 P83正文及楷體字內容。
（1）對于生物個體而言，自然狀態下發生基因突變的頻率是　　　　的。但是，就整個種群來看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的，其中有不少突變是　　　　突變，對　　　　　　有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。
鏈接必修2 P80“問題探討”、P83“相關信息”。
（2）航天育種利用了　　　　　　的原理，屬于　　　　育種。除了利用太空中的　　　　等物理誘導因素，還可利用亞硝酸鹽等　　　　因素誘導。
鏈接必修2 P84“與社會的聯系”。
（3）金魚種類繁多，從野生鯽魚到五花魚、朝天泡眼等產生的過程中，發生了　　　　　　　　　　　　等（填變異類型）。
鏈接必修2 P84“與社會的聯系”。
（4）具有相關性的兩個事物之間　　　　　　（選填“一定”“不一定”或“一定不”）具有因果關系。
鏈接必修2 P85“生物科技進展”。
基因組編輯是對基因進行定點“修改”，以改變目的基因的　　　　　　　　。目前應用最廣泛的是CRISPR/Cas9，該技術中，添加的短鏈RNA部分序列通過　　　　　　　　原則與目的基因中的目標DNA序列結合，然后DNA在結合位點被核酸酶Cas9切割，細胞內原　　　　　　　　　　　　再修復斷裂的DNA。
第25講　基因突變和基因重組
考點1　基因突變
【概念落實】
1.基因突變　改變　表觀遺傳
2.（1）DNA復制　轉錄　翻譯　a　（2）血紅蛋白　基因突變
3.（1）替換、增添或缺失　堿基序列　（2）間　（3）配子
4.化學物質　病毒　細胞分裂失控　（1）致癌因子　遺傳物質 惡性增殖　（2）②球形　③糖蛋白　擴散和轉移　（3）①細胞周期　②DNA　突變　③累積
5.（2）①—C—Ⅱ　②—A—Ⅲ　③—B—Ⅰ
6.（2）隨機性　（3）低頻性　（4）不定向性　等位基因
7.（1）新基因　（2）生物變異　（3）生物進化
8.（1）基因突變　（2）萌發的種子或幼苗　（3）突變率
【診斷·加強】
1.（1）√　（2）×　提示：不具有遺傳效應的DNA片段也可發生堿基的改變。 另外，有些病毒的遺傳物質是RNA，RNA相當于這些病毒的基因，RNA中堿基的增添、缺失或替換引起病毒性狀變異，廣義上也稱為基因突變。　（3）×　提示：基因突變如果發生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可能通過無性生殖傳遞給后代；如果發生在減數分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。　（4）×　提示：真核生物的核基因發生基因突變可產生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產生的是一個新基因。　（5）×　提示：基因突變通常發生在有絲分裂前的間期或減數分裂Ⅰ前的間期，也能發生在其他各時期，只是突變率低一些。　（6）×　（7）×　（8）√　（9）×　（10）√　（11）×
2.該突變為隱性突變，且基因突變發生在該植株的體細胞中，不能通過有性生殖傳遞給子代
【典題固法】
【高考典例】
例1　D　解析：原癌基因主要負責調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程，抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖，A錯誤；腫瘤細胞可無限增殖，B錯誤；原癌基因的正常表達對于細胞正常的生長和分裂是必需的，原癌基因Myc和Ras在人體細胞內編碼功能正常的蛋白質，C錯誤；據圖分析，同時轉入Myc和Ras的小鼠中，腫瘤小鼠比例大于只轉入Myc或Ras的小鼠，說明兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應，D正確。
例2　C　解析：細胞癌變后結構和功能會發生相應改變，如成纖維細胞癌變后變成球形，A正確；癌變發生的原因是基因突變，基因突變在自然條件下具有低頻性，故癌癥發生的頻率不是很高，且癌癥的發生并不是單一基因突變的結果，而是多個相關基因突變的累積效應，B正確；人和動物細胞中的DNA中本來就存在與癌變相關的基因，其中原癌基因表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必需的，抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，細胞癌變的原因是原癌基因和抑癌基因發生突變，C錯誤；開朗樂觀的心理狀態會影響神經系統和內分泌系統的調節功能，良好的生活習慣能降低癌癥發生的可能性，如遠離輻射，D正確。
【對點演練】
1.C　解析：由圖可知，a→b→c表示基因的轉錄和翻譯，A錯誤；只要DNA中堿基對發生改變，就發生了基因突變，B錯誤；染色體片段的缺失和增添屬于染色體結構的變異，D錯誤。
2.B　解析：若含突變基因的雌配子致死，則子代中全部為野生型，且不會引起雌雄個體數量的差異，A錯誤。若含該突變基因的雄性個體致死，相關基因用D、d表示，則子代為1XDXd（突變型♀）∶1XdXd（野生型♀）∶1XDY（死亡）∶1XdY（野生型），B正確。突變型雌果蠅的后代中雄性有1/2死亡，說明該雌性果蠅為雜合子，該突變為X染色體顯性突變，C錯誤。若X染色體片段發生缺失可導致突變型，且缺失會導致雌配子致死，則子代都表現為野生型，且雌雄個體數量相等，和題意不符，D錯誤。
3.D　解析：基因重組發生在減數分裂的過程中，而水稻種子中細胞進行的是有絲分裂，故在太空中不會發生基因重組，A錯誤；由于基因突變具有低頻性，故進入太空的3 000多粒水稻種子不一定都會發生基因變異，B錯誤；由于基因突變具有不定向性以及多害少利的特點，故眾多水稻種子不一定會產生預期的優良變異，C錯誤；基因突變具有不定向性，進入太空的水稻種子經過培育和篩選，會淘汰掉大部分不符合要求的變異，D正確。
4.C　解析：從表格中可以看出，隨著香砂六君子湯含量的增加，腫瘤細胞凋亡率升高，Bcl－2轉錄的mRNA降低，Bax轉錄的mRNA升高，所以Bcl－2基因可能是導致正常結腸細胞發生癌變的基因，A正確；從表格中可以看出，Bax基因表達增強，細胞凋亡率升高，所以Bax基因表達的增強可能促進腫瘤細胞的凋亡，B正確；由模型組腫瘤細胞有凋亡可知，在沒有外界因素作用時，腫瘤細胞也可能會發生凋亡，C錯誤。
考點2　基因重組
【概念落實】
1.有性生殖　真核　控制不同性狀
2.自由組合　四分體　后　等位基因　非等位基因
3.配子種類　進化
【診斷·加強】
1.（1）×　提示：互換發生在同源染色體上非姐妹染色單體之間。　（2）√　（3）√　（4）√　（5）×　（6）√　（7）×　（8）×
【典題固法】
1.A　解析：體細胞分裂為有絲分裂，有絲分裂后期著絲粒分裂，染色單體分離形成染色體，移向細胞兩極，因此產生的子細胞為AaBB、Aabb或AaBb、AaBb，A錯誤；若一個精原細胞減數分裂時發生圖示交換，則產生4個基因型不同的子細胞，基因型分別為AB、Ab、aB、ab，B正確；發生在兩種分裂中的交換均可導致染色單體上的非等位基因發生重新組合，C正確；有絲分裂產生體細胞，減數分裂產生生殖細胞，生殖細胞對后代的影響更大，D正確。
2.C　解析：圖1屬于互換型的基因重組，發生于減數分裂Ⅰ前期（四分體時期）同源染色體之間，次級精母細胞含有等位基因，圖2屬于自由組合型的基因重組，發生于減數分裂Ⅰ后期非同源染色體之間，圖3屬于人工控制條件下的基因重組，發生于不同生物之間，A、B錯誤；R型細菌轉化為S型細菌中的基因重組，發生在不同生物之間，與圖3中的基因重組相似，C正確；孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗中，F2出現新的表型的原因是非同源染色體的非等位基因間的基因重組，D錯誤。
3.B　解析：基因庫是指一個種群的全部個體所含的全部基因，因此我國豐富的大豆種質資源為大豆雜交育種提供了豐富的基因庫，A正確；雜交育種是提高大豆產量的最合適途徑，B錯誤；雜交育種與基因工程育種的原理都屬于基因重組，且后者能使生物產生定向變異，C正確；因為大豆為嚴格的自花傳粉、閉花受粉植物，因此自然界中的大豆往往都是純種，大豆間難以自然實現雜交，D正確。
4.A　解析：圖甲細胞中著絲粒已分開，而且有同源染色體，是有絲分裂，造成兩條相同染色體上基因不同的原因是基因突變，基因重組通常發生在減數分裂過程中，所以圖甲不能進行基因重組；圖乙細胞處于分裂間期，完成DNA復制解開雙螺旋時容易發生堿基對的增添、缺失或替換而導致基因突變；圖丙細胞中同源染色體正在分開，處于減數分裂Ⅰ，1與2的片段部分交換，即同源染色體的非姐妹染色單體間發生的互換，屬于基因重組。
課堂小結與延伸
【構核心概念】
堿基序列　普遍性　隨機性　不定向性　新基因　重新組合　生物的進化
【練教材長句】
（1）能　可借助顯微鏡觀察紅細胞的形態是圓餅狀還是鐮刀狀
（2）細胞正常的生長和增殖　活性過強　抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡　活性減弱或失去活性
【拎教材“冷”點】
（1）很低　有利　生物的進化　（2）基因突變　誘變　射線　化學　（3）基因突變和基因重組　（4）不一定　（5）序列和功能　堿基互補配對　負責修復DNA切口的酶

展開更多......

收起↑