高考生物一轮复习第23课时基因突变和基因重组精品学案

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1、第23课时 基因突变和基因重组 杂交育种和诱变育种基础梳理 一、基因突变1、基因突变的概念：DNA分子中_的替换、增添和缺失，而引起的_的改变，叫基因突变。2、诱发基因突变的因素有_、_和_。在没有这些因素影响时，基因突变也可能由于_、_而偶然发生。3、基因突变的特点有_、_、_等。4、基因突变是_产生的途径，是_的根本来源，是_的原始材料。二、基因重组1、基因重组是指在生物体进行_的过程中，控制不同性状的基因重新组合。包括非同源染色体上的非等位基因_，和同源染色体上的等位基因_，导致_上的基因重组。2、基因重组是生物变异的_，对生物的进化_。三、杂交育种和诱变育种1、杂交育种是将两个或多个品

2、种的优良性状通过_集中组合在一起，再经过_和_获得新品种的方法。2、诱变育种是利用_或_来处理生物，使生物发生_。 考点突破 考点一、基因突变的原因和结果1、基因突变的原因：物理、化学和生物因素导致基因突变与DNA分子的复制没有关系。不论DNA分子是否复制，物理、化学和生物（病毒）因素都可能改变基因的结构。有这些因素存在时，DNA分子复制可能出现差错，在没有这些因素存在时，DNA分子复制也可能出现错误。2、基因突变的结果（1）碱基对的替换：仅突变部位一个氨基酸发生改变（也可能不改变），对蛋白质分子的结构影响最小。（2）碱基对增添或缺失三个（或3的整数倍）：恰好增加或减少一个氨基酸，突变点后氨基

3、酸的排列顺序不变。（3）增添或缺失其它数目：突变点后，氨基酸的种类和排列顺序全部发生改变。（4）起始密码突变：可能导致找不到起始密码，无法合成蛋白质（5）某密码子突变成终止密码：翻译提前结束，蛋白质分子变小。例1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【解析】审题时要注意“基因的中部”缺失了1个碱基对，翻译是可以开始的，会有蛋白质产物，若缺失1个核苷酸对，造成终止密码提前出现，则所控制的蛋白质可能在缺失位置翻译终止，也会在后面的其它位置终止，也可能终止密

4、码出现较晚，但后面的氨基酸的序列会发生变化。【答案】A变式1、5BrU（5溴尿嘧啶）既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从TA到CC的替换？A2次 B3次 C4次 D5次【解析】第一次复制，相应位点上的TA中的T被5BrU取代，形成5BrUA，第二次复制，5BrU和C配对，形成5BrUC，第三次复制，C和G配对，形成CG。【答案】B考点二、基因突变的种类1、体细胞突变和生殖细胞突变若基因突变发生在体细胞中，一般不能通过有性生殖遗传给后代，可以经

5、过无性生殖遗传下去，如某植株的一个芽发生突变，可以将这个芽进行营养生殖获得突变植株，但突变的体细胞最终若能发育成精原（卵原）细胞而形成生殖细胞，则可能会遗传给下一代。若基因突变发生在生殖细胞中，则可通过有性生殖传递给下一代。2、显性突变和隐性突变显性突变和隐性突变是根据突变后的基因来说的。一般来说，在没有发生突变前，自然界中的生物体都是纯合体，发生基因突变时，是一对基因中的一个发生了突变。因此，当发生显性突变时，可直接导致表现型改变，但此时的突变体是杂合体。而发生隐性突变时，则突变体不会表现出突变性状，需要自交或相互交配一次后才可出现突变性状，不过一但出现，具有突变性状的个体就是纯合体。3、基

6、因突变后，突变体没有出现突变性状（1）基因中碱基对发生了替换，前替换前后对应的氨基酸相同。（2）显性基因突变成隐性基因。（3）基因的选择性表达突变基因在突变部位恰好不表达。若已知条件是DNA分子结构发生改变，出现这种现象的原因还有一个，就是突变发生在非基因片段。4、亲代发生突变，子代没有出现突变性状（1）亲代发生的是体细胞突变（2）亲代产生的有突变基因的配子未参与受精作用。（3）亲代突变性状是隐性性状，产生含隐性基因的配子和正常显性基因的配子结合，子代表现出正常的显性性状。例2、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

7、啶（T）配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT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

8、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】（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，但是不影响而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）一旦种子细胞发生基因突变

9、，发育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变式2、为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。（1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成_幼苗。（2）用射线照射上述幼苗，目的是_；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_。（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体_，获得纯

10、合_ _，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与 杂交，如果_，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测_。【解析】本题涉及单倍体育种、诱变育种和杂交育种等方法，可根据原材料和所用的具体措施等条件进行判断。第（4）小题，判断显隐性关系，应采用抗性植株与敏感型植株杂交，观察后代的表现型，若后代全是敏感型，则敏感型是显性，抗性是隐性，反之，若后代全是抗性，则抗性是显性，每感型是隐性；看到15：1，应想到是两对基因控制的性状，A_B_、A_bb、aaB_都是显性，只有aabb是隐性。【答案】(1)单

11、倍体（2）诱发基因突变抗该除草剂的能力（3）加倍二倍体（4）（纯合）敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变考点三、基因突变的特点和诱变育种1、基因突变的特点基因突变的特点是普遍存在，突变率低，不定向。2、诱变育种和基因突变的特点相对应，基因突变具有普遍性，诱变育种可针对所有生物；基因突变的突变率低，诱变育种时需要处理大量的个体才会获得突变体；基因突变是不定向的，诱变育种中获得的突变性状并非都是有利的。注意两点：（1）人工诱变仅是提高突变率，并不能改变突变的方向；（2）有利和有害是相对的，某一种性状在一定的环境中是有利的，但环境改变后，这种变异可能是有害的。另外，突变性状对人有

12、利时，对生物本身并非有利。例3下表是苋菜抗“莠去净”（一种除草剂）突变品系和敏感品系的部分DNA模板链碱基和氨基酸所在的位置。下列有关叙述中，错误的是氨基酸位置227228229230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A抗性品系有可能再突变为敏感品系BCGU、CGA是编码丙氨酸的密码子C抗性的产生是由于DNA上的遗传信息发生了改变D与敏感基因比较，在抗性基因中有两个碱基对发生了替换【解析】基因突变是不定向的，也是可逆的，敏感品系可以突变成抗性品系，抗性品系也可突变成敏感品系。从表中看，对应于丙氨酸的模板链碱基

13、为CGT、CGA，因此mRNA上的碱基，即密码子为GCA、GCU，B项是错误的。从突变碱基看，对应碱基序列227位第三个碱基T变成A，228位第一个碱基G变成A。【答案】B变式3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】基因突变发生在个体发育的任何时期，而不是特定时期；基因突变是不定向的；突变对生物体大多是有害的。因此，B、C、D三项都是错误的。【答案】A考点四、基因重组1、基因重组主要是指减数分裂中随着非同源染色体的自由组合，非

14、等位基因进行自由组合，以及随着同源染色体非姐妹染色单体上的等位基因发生交叉互换，非等位基因进行组合。但最终实现变异，还需要有性生殖过程中精子和卵细胞的结合，形成了不同于亲代的基因型，因此，基因重组离不开受精作用。2、和基因突变不同，基因重组仅发生在有性生殖的生物个体中，因此，病毒、原核生物是不会发生基因重组的。3、基因突变产生是新的基因、新的性状，但基因重组不能产生新基因，只能产生新的基因型，不能产生新性状，只能产生新的表现型。例4、以下有关基因重组的叙述，正确的是A 非同源染色体的自由组合能导致基因重组B 姐妹染色单体间相同片段的交换能导致基因重组C 基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离D

15、 同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的【解析】基因重组的基本形式是非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，姐妹染色单体是由同一个DNA分子复制来的，即使发生交换，上面的基因也是相同的，因此，B项不正确，纯合体自交的后代还是纯合体，不会发生性状分离。同卵双胞胎是由同一个受精卵发育而成，两兄弟之间的性状差异是由于基因突变引起的，而不是基因重组。【答案】A变式4、图为高等动物的细胞分裂示意图，图中不可能反映的是A 该细胞一定发生了基因突变B 该细胞一定发生了基因重组C 该细胞可能发生了基因突变D 该细胞可能发生了基因重组A B C D 【解析】从图中看，原位于一个染色

16、体上的基因B与b不同，可能是发生了基因突变，也可能是发生了基因重组，具体是哪一种情况，无法确定。【答案】A考点五、杂交育种杂交育种的原理是基因重组，育种过程中的每一个亲本具备一种优良性状，需要通过杂交把控制优良性状的基因组合到一种个体中，最初得到的这些个体是杂合体，然后通过一定的方式进行选择，培育出能稳定遗传的纯合体。从杂合体到能稳定遗传的纯合体，一般有三种方法：（1）自交法：若是要选育隐性纯合体，杂合体自交一代就可以获得，若是要获得显性纯合体，需要用杂合体连续自交，每次自交后，除出不符合需要的个体，直至不发生性状分离为止。这种方法的优点是方法简单，缺点是选育显性纯合体时工作量大，且耗费时间长

17、。适合选育隐性纯合体。（2）逐株选育：杂合体自交后出现性状分离，选出符合需要的种子逐株种植，观察是否发生性状分离。若某植株没有发生性状分离，则它所结的种子就为符合需要的纯合体。若发生性状分离，则不符合需要。优点：方法简单，用时较短。缺点：工作量大，且只适合自然情况下自花传粉的植物。（3）单倍体育种法：杂合体开花时，用它的花粉进行花药离体培养得到幼苗，用秋水仙素处理幼苗，让符合需要的个体自交，即可获得符合需要的种子。例5、填空回答下列问题：（1）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的_通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。（2）若这两个

18、杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其它原因是F1在_形成配子过程中，位于_基因通过自由组合，或者位于_基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。（3）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有_种，其中纯合基因型共有_种，杂合基因共有_种。（4）从F2代起，一般还要进行多代自交和选择。自交的目的是_；选择的作用是_。【答案】（1）优良性状（或优良基因）（2）减数分裂 非同源染色体上的非等位 同源染色体上的非等位（3） （4）获得基因型纯合的个体 保留所需的类型课时作业1基因突变是

19、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基因突变频率很低，种群每代突变的基因数很少C基因突变发生后，生物的表现型可能不改变D基因突变的方向与环境没有明确的因果关系【解析】基因突变产生了新的基因，改变了遗传物质，所以属于可遗传的变异。虽然基因突变的频率比较低，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞中都有成千上万个基因，这样每一代都会出现大量的突变，由于一个氨基酸可能对应多个密码子，所以基因突变并不一定改变蛋白质中的氨基酸，因此，生物性状并不一定改变。基因突变是不定向的，环境可以改变基因突变的频率，但是不能决定基因突变的方向。【答案】B2.下面关

20、于基因突变的叙述中，正确的是（ ）A.亲代的突变基因一定能传递给子代B.子代获得突变基因一定能改变性状C.突变基因一定由物理、化学或生物因素诱发D.突变基因一定有基因结构上的改变【解析】基因突变若发生在体细胞中则一般不传递给子代。由于不同密码子可能决定相同氨基酸，所以子代获得突变基因不一定能改变性状。基因突变可以自发产生，也可以诱发产生。基因突变由于DNA分子中碱基对发生替换、增添或缺失，所以一定有基因结构上的改变。【答案】D3基因突变按其发生的细胞类型，可分为体细胞突变(a)和生殖细胞突变(b)两种。下列叙述中正确的是（ ）a发生在有丝分裂间期，不会传递给后代b发生在减数分裂间期，容易传递给

21、后代a发生在有丝分裂间期，植物体内的该变异比动物体容易传递给后代a发生在有丝分裂间期，b发生在减数第二次分裂间期，都容易传递给后代（ ）ABCD【答案】C4.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的重新组合属于基因重组B.减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组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，花药内可发生基因重组，而根尖则不能【解析】解答本题时首先要明确基因重组的两种类型及适用的范围，然后再逐项分析。【答案】B5.如右图是从一种二倍体生物体内获得的某个细胞

22、的示意图，下列描述中正确的是（ ）A在显微镜下可观察到该细胞的染色体、纺锤体及赤道板B该图所示的细胞分裂过程中可能出现基因重组C该图所示的细胞分裂过程中可能出现基因突变D此时该细胞中含有2个四分体，8个DNA分子【解析】图中有两个染色体组，并且着丝点排列在赤道板上，说明是进行有丝分裂，因此不可能出现基因重组，但是在间期DNA复制过程中可能出现基因突变；四分体只在减数分裂过程中出现；赤道板是细胞中根本不存在的结构，为了便于观察染色体的位置，人们把细胞中央的一个平面叫赤道板，类似于地球的赤道。【答案】C6.生物体内的基因重组（ ）A.能够产生新的基因B.在生殖过程中都能发生C.是生物变异的根本来源

23、D.在同源染色体之间可发生【解析】基因重组的结果是产生新的基因型，并不能产生新的基因。真核生物进行有性生殖的过程中才发生基因重组。在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组。生物变异的根本来源是基因突变。【答案】D7下列各项中可能产生新基因的是（ ）A用花药离体培养玉米植株B用低温处理诱导染色体加倍C通过杂交培育抗病小麦品种D用X射线处理链孢霉【答案】D8用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是（ ）

24、A前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4B后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3C前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合D后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变引起的【解析】杂交育种F2中重组类型有DDtt(1/16)、ddTT(1/16)、Ddtt(2/16)、ddTt(2/16)占3/8；单倍体育种的原理是染色体加倍，由于F1产生的四种配子的比例为1111，故用此法所得植株中纯合类型占1/4；杂交育种的原理是基因重组，原因是非同源染色体的自由组合。【答案】C9下图表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述正确的是（ ）A图中涉及的育

25、种方法有杂交育种、单倍体育种和诱变育种Ba过程能提高突变频率，从而明显缩短育种年限Ca、c过程都需要用秋水仙素处理萌发的种子D要获得yyRR，b过程需要进行不断自交来提高纯合率【解析】a属于单倍体育种，此过程因无种子，所以只能用秋水仙素处理单倍体幼苗，因该过程未利用诱变因素，所以这种育种方法不能提高突变频率，但能明显缩短育种年限；b过程为杂交育种，需要进行不断自交提高纯合率；c为多倍体育种，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株。【答案】D10.我国研究人员发现“DEP1”基因的突变能促进超级稻增产，这一发现将有助于研究和培育出更高产的水稻新品种。以下说法错误的是（ ）A水稻产生的突

26、变基因不一定能遗传给它的子代B该突变基因可能在其他农作物增产中发挥作用C水稻基因突变产生的性状对于生物来说大多有利D该突变基因所表达出的蛋白质与水稻产量密切相关【解析】基因突变产生的性状对于生物来说大多是有害的。【答案】C11某玉米品种高产，但由于茎秆较高易倒伏，而造成减产。在某玉米田中偶然发现一株矮秆高产的玉米，请设计实验来探究这株玉米矮秆性状是受环境影响还是基因突变的结果。(1)实验步骤：第一步：分别从矮秆玉米和高秆玉米上取茎尖分别记作A、B进行_，获得试管苗。第二步：_，观察并记录结果。(2)预测结果及结论：_。_。(3)若此株玉米来自基因突变，说明了基因突变有何意义？_(4)若此株玉米

27、来自基因突变，则可通过_技术获得快速大量繁殖。(5)田中收获的玉米种子，来年能否直接种植，为什么？_。【答案】(1)植物组织培养在相同适宜条件下培养(2)若矮秆A后代与高秆B后代相同，则为不可遗传变异(由环境影响产生的)若矮秆A后代比高秆B后代矮，则矮秆玉米的出现为基因突变(3)基因突变为新品种的培育提供原材料(4)植物组织培养(5)不能，因为玉米为杂交种，后代会发生性状分离12.下图为科学家用诱变技术处理某种雌雄同花的纯种植物后，甲株的一个A基因和乙植株的一个B基因发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题。(1)上述两个基因发生突变的共同点是：DNA分子都发

28、生了碱基对的_，引起基因结构的改变。(2)突变产生的a基因与A基因，a基因与B基因分别是什么关系?_。(3)若a基因、b基因分别控制甜粒和矮秆两种优良性状，科学家发现，发生突变的甲株和乙株自交后，后代分别出现了甜粒和矮秆性状，则发生基因突变后，甲植株基因型为_，乙植株基因型为_。请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验，培育出同时具有两种优良性状的植株(只需用文字简要叙述育种过程_。【答案】(1)替换(2)a基因和A基因为等位基因，a基因和B基因为非等位基因(3)AaBBAABb育种过程：将这两株植株分别自交产生F1；从F1中选择具有甜粒和矮秆的植株杂交，得到F2；种植F2，让其

29、自交，得到F3；种植F3，从中选择同时具有两种优良性状的植株（或者：将这两植株杂交产生F1；种植F1，让F1自交得到F2；种植F2，从中选择同时具有两种优良性状的植株）13.经研究发现一只雌鼠的染色体上的某基因发生突变，使得野生型变为突变型。假定上述突变后的雌鼠为杂合子，让其与野生型雄鼠杂交，F1代的表现型有4种，分别为突变型、野生型、突变型、野生型，比例为1111。从F1代选用野生型、突变型的个体进行杂交，其下一代的表现型中所有的都为野生型，所有的都为突变型。该突变基因是位于X染色体上还是位于常染色体上呢？现有一同学根据上述情况，对于这一问题作出了以下的分析判断，请你填写该同学还没完成的内容。假设1：突变基因位于X染色体上。遗传图解：假设2：突变基因位于常染色体上。遗传图解：分析判断：_。【答案】遗传图解分析判断：假设1的遗传图解所表示的推理结果与杂交实验结果一致；假设2的遗传图解所表示的推理结果与杂交实验结果不一致。所以突变基因位于X染色体上13用心 爱心 专心