第24讲 基因突变和基因重组-【备考无忧】备战2025年高考生物一轮复习优质课件

必修二 第24讲 基因突变和基因重组 第六单元 生物的变异和进化 1 生物的变异 1.概念 指亲、子代间或子代之间存在性状差异的现象。 可遗传的变异 不可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 思路：变异个体自交或与其他个体杂交 若此变异不再出现，为不可遗传变异； 若此变异再次出现，为可遗传变异。 方法技巧：可遗传变异与不可遗传变异的判断思路 2.类型 生物的变异 生物的变异 1 1.“环境条件改变引起的变异”一定就是“不可遗传的变异”吗？ (填“一定”或“不一定”)。 不一定 2._________和___________均属于突变。其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为 ，分子水平发生的变异为___________________，只在减数分裂过程发生的变异为 ， 真、原核生物和病毒共有的变异类型为__________。 基因突变 染色体变异 基因突变和基因重组 基因重组 基因突变 染色体变异 3.基因突变在DNA分子水平，无法用显微镜观察，可以用 检测。亦可以用 酶检测。 DNA分子杂交 限制 4.可遗传变异 （填“不一定”、“一定”）都能通过有性生殖遗传。 不一定 习题巩固 分析：如基因突变发生在动物的体细胞，一般不能通过有性生殖遗传给后代，而对于植物而言，可以通过植物组织培养技术（无性生殖）遗传给后代。 5 01 基因突变 02 基因重组 考点 6 目标要求 1.概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变。　 2.阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应 的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果。　 3.描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下， 基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控， 甚至发生癌变。　 4.阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中， 染色体所发生的自由组合和交叉互换， 会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异。 7 基因突变 01 8 基因突变 一、基因突变的实例 1.镰刀型细胞贫血病 1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。 镰状细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 这种病的病因是什么呢？ 9 1.镰刀型细胞贫血病 镰刀型细胞贫血症病因分析 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 异常 （1）直接原因 DNA mRNA 氨基酸 → 蛋白质 → 红细胞 → 临床表现 转录 翻译 发生了氨基酸的替换（血红蛋白空间结构改变） 根本原因是什么？ 10 血红蛋白 正常 异常 氨基酸 谷氨酸 缬氨酸 mRNA DNA G A G G U G G A G C T C G T G C A C 根本原因 直接原因 编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变（碱基对的替换），使翻译出来的氨基酸发生改变。 基因突变（碱基对替换） 镰刀型细胞贫血症病因分析 1.镰刀型细胞贫血病 11 红细胞呈 状，运输 的能力降低， 容易 ，使人患 。 镰刀 破裂 溶血性贫血 O2 ①直接原因 血红蛋白的多肽链上发生了 替换； （由谷氨酸替换成了 氨酸） ②根本原因 控制血红蛋白分子合成的基因上1个 发生替换。 （即： ） （A-T替换为 ） 氨基酸 缬 碱基对 T-A 基因突变 1.镰刀型细胞贫血病 （1）症状 （2）病因 12 2.细胞癌变 一、基因突变的实例 （1）结肠癌发生的原因 正常上皮细胞 早期腺瘤 中期腺瘤 晚期腺瘤 癌 抑癌基因Ⅰ突变 原癌基因突变 抑癌基因Ⅱ突变 抑癌基因Ⅲ突变 原癌基因和抑癌基因发生基因突变 习题巩固 1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 相关基因（包括抑癌基因Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和原癌基因）发生了突变。 癌症的发生并不是单一基因突变，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。 （原癌基因和抑癌基因都是一类基因，不是一个基因） 2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 正常细胞的DNA分子中都有原癌基因和抑癌基因。 2.细胞癌变 原癌基因：原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，该基因一旦发生突变或过量表达会导致相应蛋白活性过强，从而引起细胞癌变。 抑癌基因：抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，该基因一旦发生突变会导致蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 15 2.细胞癌变 （2）细胞癌变的原因 原癌基因 抑癌基因 细胞正常生长、增殖 正常表达产物 过量表达 突变 表观遗传修饰 不表达 正常表达产物 抑制细胞生长、增殖/促进细胞凋亡 表达产物活性过高 表达产物的量过高 表达产物的量过低 表达产物活性过低 可能 致癌因子 突变 表观遗传修饰 细胞癌变 可能 原癌基因和抑癌基因发生基因突变 16 2.细胞癌变 （3）细胞癌变的特点 正常的成纤维细胞 癌变后的成纤维细胞 ①能够无限增殖； ②形态结构发生显著变化； ③细胞膜上的糖蛋白等物质 减少，细胞之间的黏着性 显著降低，易在体内分散和 转移。（教材P82） 17 2.细胞癌变 （4）致癌因子 ③病毒致癌因子： 主要指辐射，如紫外线，X射线等。 如石棉、砷化物、亚硝胺、黄曲霉素等。 指的是能使细胞发生癌变的病毒。 ①物理致癌因子： ②化学致癌因子： （5）癌症的预防与治疗 ①预防：远离致癌因子，保持良好的心理状态， 养成健康的生活方式。 ②诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。 ③治疗：手术切除、化疗和放疗等。 18 基因突变 二、基因突变 1.概念 DNA分子中发生碱基的 、 或 ， 而引起的 的改变。 替换 增添 缺失 基因碱基序列 增添 缺失 替换 A A T T C G G C G A T C C G G C A A T T C G G C T A T A C G G C A T A A T T C G G C A T C G G C 基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换 19 基因突变的“一定”与“不一定” 1.“DNA分子结构改变”不一定是基因突变 ①基因片段中发生碱基序列的改变，属于基因突变， 如图中基因1、2、3。 ②非基因片段中发生碱基序列的改变，不属于基因突变， 如图中片段a、b。 2.基因突变一定会使基因中碱基改变，一定引起基因碱基序列的改变。 2.发生时间 减数分裂Ⅰ前的间期和有丝分裂前的间期 生命过程的任何阶段都可能发生。 主要发生时期： 3.基因突变对后代的影响 （2）若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞 发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。 （1）若发生在配子中，将传递给后代。 在细胞分裂间期， DNA分子复制时，DNA分子双链打开， 脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。 二、基因突变 21 4.特点 （1）普遍性： 在生物界普遍存在。 无论是病毒，原核生物和真核生物都会发生基因突变。 （2）随机性： ① 时间上：生物个体发育的__________。 （研究的是个体生长发育）（发生的 ，对生物的影响越大） 任何时期 越早 ② 部位上：可以发生在任何部位。（ 细胞或 细胞） 体 生殖 （3）低频性： 二、基因突变 可以发生在生物个体发育的任何时期； 也可以发生在DNA分子的任何部位。 在自然状态下，基因突变的频率很低（105~108→1）。 22 （4）不定向性 ①基因突变不改变染色体上基因的 、 。无论增添、缺失几个碱基对都属于基因突变，不是染色体变异（因为只改变基因的种类，没有改变染色体上基因的数目和位置，没有改变染色体的结构）（并具有可逆性） 数目 位置 基因突变不一定都产生等位基因：真核生物染色体上的核基因突变可产生它的等位基因，而细胞质基因，原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。 基因突变的结果是产生新基因，并不全是产生等位基因。 4.特点 一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。 23 ②做练习时要注意题干中基因的数目： 若两种突变品系是由不同对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的 性。若两种突变品系是由一对等位基因突变导致的，则体现了基因突变的 性。 随机 不定向 （5）多害少利性 突变的有利或有害是相对的，取决于生物生存的环境。 （4）不定向性 多数突变对生物体有害。 24 5.原因 （1）内因 （2）外因 ②化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物（改变碱基） ①物理因素：X射线、紫外线以及其他辐射（损伤DNA） ③生物因素：某些病毒的遗传物质（影响宿主细胞的DNA） 物理、化学、生物诱发因素会提高基因突变的频率 二、基因突变 由于DNA分子复制时偶尔发生错误。 25 6.应用 X光、胸透、CT等检查利用的射线属于诱发基因突变的物理因素，门外多放警示性标志。 （1）医疗方面（避免） （2）农业方面（诱变育种） 利用物理因素或化学因素，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 二、基因突变 26 （2）农业方面（诱变育种） ①原理：基因突变 ②常用方法： 运用物理的或者化学的手段处理萌发的种子和幼苗，诱发基因突变，从中选出需要的突变个体，然后进行培育推广。 【萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，基因突变主要发生在DNA复制】  ③优缺点  优点：A.提高突变率，加速育种进程。 B.大幅度改良某些性状，创造人们所需要的优良变异类型。 缺点：A.有利变异少，需大量处理实验材料； B.诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性 ④举例：太空椒、青霉素高产菌株 27 7.基因突变的意义 形成新性状 基因突变 生物变异的根本来源 是新基因产生的途径， 是生物变异的根本来源， 生物进化的原始材料。 产生新基因 生物进化的原始材料 二、基因突变 28 7.基因突变的意义 29 1 1.下图表示双链DNA分子上的若干片段，请据图判断：   基因1 非基因片段 基因2   ①DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失， 而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变(　　) ②基因突变改变了基因的数量和位置(　　) ③基因突变的结果一定是产生等位基因(　　) ④基因突变在光学显微镜下不可见(　　) × × × √ 习题巩固 30 1 2.具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力，镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。 这说明在易患疟疾的地区，镰状细胞贫血突变基因具有有利于当地人生存的一面。虽然该突变体的纯合子对生存不利，但其杂合子却有利于当地人的生存。 变异的有害还是有利，与生存的环境有关。 习题巩固 31 1 3.如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 B 习题巩固 32 4.(2024·长沙模拟)科研人员对水稻细胞核中一个DNA片段进行研究，发现其上有三个片段：基因A、基因b和基因间的片段M，现将某外来DNA片段(m)插入该DNA片段。下列有关叙述错误的是(　 ) A.若m为有效片段(有遗传效应)且插入M片段中，则发生基因重组 B.若碱基替换发生在基因b中，则属于基因突变 C.基因A和基因b所携带的遗传信息不可能同时得到执行 D.若m为无效片段(无遗传效应)且插入基因A中，则发生基因突变 习题巩固 C 若m为有效片段且插入M片段中，则控制不同性状的基因进行了重新组合，即发生基因重组，A正确； 基因突变是指基因中碱基的增添、缺失或替换，而引起基因碱基序列的改变，若碱基替换发生在基因b中，则属于基因突变，B正确； 基因的选择性表达有可能使基因A和基因b所携带的遗传信息同时得到执行，C错误； m虽然为无效片段但插入基因A中，改变了基因A的碱基序列，则发生基因突变，D正确。 33 异亮氨酸 精氨酸 ···A U C C G C··· mRNA ··· A T C C G C ··· ··· T A G G C G ··· 正常 DNA 异亮氨酸 精氨酸 ···A U U C G C··· ··· A T T C G C ··· ··· T A A G C G ··· 替换 蛋白质结构 未改变 异亮氨酸 丝氨酸 ···A U C U C G C··· ··· A T C T C G C ··· ··· T A G A G C G ··· 增添 蛋白质结构 改变 异亮氨酸 ···A U C G C··· ··· A T C G C ··· ··· T A G C G ··· 缺失 蛋白质结构 不一定改变 基因突变对性状的影响 34 基因突变对性状的影响 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变 增添 大 不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列 缺失 大 不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列 基因突变一定会导致基因结构改变， 但蛋白质结构、性状不一定改变。 35 基因突变对性状的影响 ☞基因突变不一定导致蛋白质结构、生物性状的改变 主要原因 ①突变发生在非编码区或内含子（真核生物）中。 ②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 ③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。 亮氨酸 原密码子 U U A 突变密码子 U U G 密码子的简并性 ④体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因。 1.类型 2.判定方法 显性突变和隐性突变的判断方法 37 1 1.同义突变：DNA 片段中有时某个碱基对的突变并不改变所编码的氨基酸。其原因是密码子具有简并性，突变前后对应的密码子编码同一个氨基酸。 2.错义突变：是指编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后,变成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的序列发生改变。这种突变多数带来有害的或致死的效应。 3.无义突变：指由于某个碱基的替换使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，从而使肽链合成提前终止。 4.终止密码突变：又称延长突变。基因中一个终止密码突变为编码某个氨基酸的密码子的突变。 碱基发生“替换”后的4种情况 38 T C A A G T DNA DNA mRNA 蛋白质 终止子 正常 无义突变 错义突变 同义突变 碱基发生“替换”后的4种情况 39 习题巩固 1.(2024·抚顺二模)如图 表示人体内原癌基因转化 为癌变基因的三种途径。 下列有关说法错误的是(　 ) A.人的卵细胞和精子中存在原癌基因和抑癌基因 B.途径一中可能发生了碱基的增添、缺失或替换 C.途径二中基因种类未变化，没改变人的遗传物质 D.途径三说明基因位置的改变会影响基因的表达 C 人的卵细胞和精子中存在原癌基因和抑癌基因，原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，A正确； 途径一发生的变异为基因突变，可能发生了碱基的增添、缺失或替换，B正确； 途径二中，基因多拷贝后，基因数量增多，改变了人的遗传物质，C错误； 途径三基因移到新的位置，导致正常蛋白过量表达，从而导致癌变，说明基因位置的改变会影响基因的表达，D正确。 40 习题巩固 2.(2024·滨州期末)研究人员利用60Co-γ射线处理某品种花生，获得了高油酸花生突变体。研究发现，该突变与花生细胞中的M基因有关，含有MA基因的花生油酸含量与原花生品种无显著差异，含有MB基因的花生油酸含量较高，如图所示。下列说法错误的是(　 ) A.利用60Co-γ射线处理花生可提高突变率，创造新品种 B.MA基因和MB基因中的嘧啶碱基所占比例不同 C.M基因可以突变为MA、MB说明基因突变具有不定向性 D.M基因中碱基的替换、插入都可以导致基因碱基序列的改变 B 60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变，其原理是基因突变，人工诱变可在短时间内提高突变率，并可产生新基因，创造新品种，A正确。 根据题意可知，MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的，双链DNA分子中，嘧啶碱基和嘌呤碱基互补配对，都是各占一半，故两基因中的嘧啶碱基所占比例相同，B错误。 一个基因可以朝多个方向突变，产生一个以上的等位基因，说明基因突变具有不定向性，C正确。 基因突变是DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换而引起的基因碱基序列的改变，M基因中碱基对的替换、插入都可以导致基因碱基序列的改变，D正确。 41 1 习题巩固 3.DNA分子中碱基上连接-一个“-CH3”，称为DNA甲基化。甲基化不改变基因的遗传信息，但会抑制基因的表达，进而对表型产生影响。下列叙述正确的是（　　） A.基因甲基化引起的变异属于基因突变 B.DNA甲基化对生物一定有害 C.DNA甲基化一定会使生物的性状发生改变 D.癌症发生的机制可能是抑癌基因甲基化的结果 D 42 1 4.血浆中胆固醇与载脂蛋白apoB-100结合形成低密度脂蛋白（LDL），LDL通过与细胞表面受体结合，将胆固醇运输到细胞内，从而降低 血浆中胆固醇含量。PCSK9基因可以发生多种类型的突变，当突变 使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解， 导致细胞表面LDL受体减少。下列叙述错误的是（ ） A.引起LDL受体缺失的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高 B.PCSK9基因的有些突变可能不影响血浆中LDL的正常水平 C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突变会导致血浆中胆固醇含量升高 D.编码apoB-100的基因失活会导致血浆中胆固醇含量升高 C 习题巩固 43 习题巩固 C 5.(2023·广东高考)中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1 (一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌， 为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。 下列叙述错误的是(　 ) A.p53基因突变可能引起细胞癌变 B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，可能引起细胞癌变，A、B正确； 由题干信息可知，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白质结合诱发乳腺癌，推测circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖加快，C错误； 通过编辑circDNMT1的基因可抑制其表达，进而降低乳腺癌的发生概率，D正确。 44 习题巩固 D 6.(2024·潍坊模拟)结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，c-myc、h-ras、p53、ing1等基因的改变能导致结肠癌的发生。研究发现，c-myc基因与细胞的生长分裂密切相关，患者的c-myc基因较健康人表达过量；ing1基因能够抑制细胞生长，促进细胞凋亡，患者ing1基因的mRNA较健康人呈低表达量状态。下列说法错误的是(　 ) A.结肠癌发生的根本原因是基因突变 B.细胞癌变是多个基因改变后产生累积效应的结果 C.患者c-myc基因过量表达，致相应蛋白质作用过强 D.患者ing1基因表达量低是由于该基因的甲基化程度低 结肠癌发生的根本原因是多个与癌变相关的基因发生突变，A正确； 细胞癌变的发生并不是单一基因突变的结果，是多个基因突变的累积效应，B正确； c-myc基因与细胞的生长分裂密切相关，c-myc基因过量表达，会使相应的蛋白质活性过强，C正确； ing1基因能够抑制细胞生长，促进细胞凋亡，患者ing1基因表达量低一般是由于该基因的甲基化程度高，抑制了表达，D错误。 45 基因重组 02 46 基因重组 一、基因重组 3.类型 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。 1.概念 2.发生时期 减数分裂时期（ 减数分裂Ⅰ的前期和后期） （3）转基因（DNA重组技术） （1）自由组合 （2）片段互换 非等位基因 （4）肺炎链球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌 47 （1）自由组合 ①发生时期： ②现象： ③结果： 减数第一次分裂后期 非同源染色体自由组合 非等位基因自由组合 3.类型 48 （2）片段互换 ①发生时期： ②现象： ③结果： 减数第一次分裂前期 同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换 等位基因之间发生互换 3.类型 49 1.通过互换，实现了同源染色体上的非等位基因的组合。 2.通过自由组合，实现了非同源染色体上的非等位基因的自由组合。 3.雌雄配子的随机结合不是基因重组。 4.一对等位基因不存在基因重组。 如：一对肤色正常的夫妇，生了一个肤色正常的孩子和一个白化病的孩子，不是基因重组的结果，是基因分离的结果。 5.纯合子杂交不存在基因重组。 如：AABB × aabb 注意事项 50 （3）转基因（DNA重组技术） 3.类型 （4）肺炎链球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌 S型细菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型细菌 X基因吸附在R型细菌表面 X基因进入R型细菌 重组 R型细菌转化成S型细菌 51 4.结果 不产生新的基因，只产生新的 ，导致 性状出现。 基因型 重组 5.意义 ①是生物 的来源之一； ②为 提供材料， ③是形成 的重要原因之一。 变异 生物进化 生物多样性 6.适用范围 主要是进行 生殖的真核生物 广义还包括：细菌 实验和 工程中的生物。 有性 转化 基因 7.应用 常用于 育种和 工程育种。 杂交 基因 一、基因重组 52 重组类型 基因突变 基因重组 实质 发生改变， 产生新的 。 控制不同性状的基因 。 时间 主要发生在细胞的分裂 期 主要在减数第一次分裂 期和 期 可能性 可能性 ， 突变频率 。 普遍发生在 过程中，产生变异 ，是生物多样性的重要原因 适用范围 生物都可发生，包括 ，具有 性。 自然条件下，发生在 的过程中。 基因结构 基因 重新组合 间 前 后 小 低 有性生殖 多 所有 病毒 普遍 有性生殖 基因突变和基因重组 53 重组类型 基因突变 基因重组 结果 产生新的 。 产生新的 。 意义 是变异的 来源，为 提供最初的原始材料 是形成生物多样性的 原因之一，加快了 的速度 应用 育种，培育 。 育种，集中优良性状 联系 ①都使生物产生 的变异； ②在长期进化过程中，通过基因 产生新基因，为基因 提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的 ； ③二者均可能产生新的 型。 基因 基因型 根本 生物进化 重要 进化 诱变 新品种 杂交 可遗传 突变 重组 基础 表现 54 1 1.判断题： (1)基因重组只能产生新基因型和重组性状， 不能产生新基因和新性状(　　) (2)原核生物不存在基因重组， 而真核生物的受精过程中可进行基因重组(　　) (3)亲代Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离(　　) (4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的 自由组合，导致基因重组(　　) (5)一对等位基因不存在基因重组， 一对同源染色体也不存在基因重组(　　) √ × × × × 习题巩固 55 1 (6)A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因。( ) (7)基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。( ) (8)基因是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA， 不能发生基因突变。( ) (9)病毒、大肠杆菌及动植物都可能发生基因突变。( ) (10)基因突变产生的新基因不一定传递给后代。( ) (11)基因突变具有随机性，分裂旺盛的细胞和停止分裂的细胞， 基因突变频率相同。( ) (12)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致 基因重组。( ) (13)花药离体培养过程中可能发生基因重组。( ) √ × × √ √ × × × 习题巩固 56 1 2.下列关于基因突变和基因重组的叙述，正确的是（　　） A.分裂间期较分裂期更易发生基因突变， 主要是因为间期持续的时间更长 B.血友病、色盲、多指、白化病等致病基因的出现 说明基因突变具有不定向性 C.基因重组不能产生新基因，但可以为生物进化提供原材料 D.水稻根尖细胞内的减数分裂四分体时期可以发生基因重组 C 习题巩固 57 1 3.下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述，正确的是(　　) A.由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变就是基因突变 B.减数分裂过程中，控制一对性状的基因不能发生基因重组 C.淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列不属于基因突变 D.小麦植株在有性生殖时，一对等位基因一定不会发生基因重组 D 习题巩固 　碱基对的改变引起基因结构的改变就称为基因突变，A错误；若一对相对性状由两(多)对等位基因控制，则减数分裂过程中，可能发生基因重组，B错误；淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列，属于基因突变，C错误；基因重组发生在两(多)对等位基因之间，D正确。 58 1 4.基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像，下列说法正确的是(　　) A.甲图中基因a最可能 来源于染色体的交叉互换 B.乙图中基因a不可能来 源于基因突变 C.丙产生的子细胞发生的 变异属于染色体结构变异 D.丁图中基因a的出现 最可能与基因重组有关 D 习题巩固 59 习题巩固 B 5.(2024·娄底模拟)波尔黑山羊(F1)是利用波尔山羊和我国的黑山羊通过杂交选育得到的优良品种。该品种既具有波尔山羊生长快、体形大的特征，又有我国当地黑山羊肉质好、瘦肉率高、适于在当地环境生长的特性。下列叙述正确的是( 　 ) A.F1个体在形成配子时， 同源染色体上等位基因的分离导致基因重组 B.F1个体在形成配子时，基因重组可发生在减数分裂的四分体时期 C.基因重组是山羊产生新基因的重要途径，为生物进化提供原材料 D.波尔山羊的配子与黑山羊的配子随机结合过程中会发生基因重组 减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分开，等位基因分离，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组合，形成基因重组，A错误； 减数分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的互换可导致基因重组，B正确； 基因重组不能产生新基因，C错误； 基因重组不发生在受精作用过程中，而是配子的形成过程中，发生在减数分裂Ⅰ后期和四分体时期，D错误。 60 基因重组 二、基因组编辑 一种来自细菌的核酸酶Cas9与短链RNA结合，然后切割与“向导”RNA结合的DNA，使DNA双链断裂。 1.CRISPR/Cas9系统 向导RNA 它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合。 核酸酶Cas9 61 2.基因组编辑的原理 CRISPR/Cas9系统使DNA双链断裂 细胞内修复 DNA切口的酶 向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA(大部分序列与被切割位点附近的序列相同，个别位点被人工改变） 希望改变的碱基序列被引入基因组中， 实现基因组的准确编辑或使某个基因失活 二、基因组编辑 62 3.基因组编辑的应用 我国科学家在基因组编辑这个新兴领域创造了多项世界第一。例如，2014年首次对猴进行了基因组编辑并获得成功; 2016年首次将基因组编辑用于治疗癌症，等等。 特别注意防范风险: 一是基因组编辑技术本身存在着识别准确性等方面的问题; 二是对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法规，不能违反人类的伦理道德。 二、基因组编辑 63 网络构建 THANKS 作业 完成小本，明天收 65 $$