2025届高三生物一轮复习：第27讲 基因突变和基因重组

第27讲 基因突变和基因重组 2025 一轮 复习 1 1. 变异的概念： 是指亲、子代间或子代之间存在性状差异的现象 2. 变异的类型 可遗传变异 不可遗传变异 遗传情况 来源 环境条件改变 基因突变、基因重组、染色体变异 可以遗传给后代 变异性状仅限于当代表现 三者均会导致DNA碱基序列发生改变，由此产生的变异是可遗传的。但在某些情况下，遗传物质未发生改变，产生的变异也可遗传，如表观遗传。 知识点一：生物的变异 3. 变异类型的确定 实验方案 结果分析 （1）若此变异不再出现，为不可遗传变异 （2）若此变异再次出现，为可遗传变异 变异个体自交或与其他个体杂交 知识点一：生物的变异 （复习资料P199） 回归课本 强基固本 考点一 基因突变 概念 1 DNA分子中发生碱基的 ，而引起的 碱基序列的改变。 替换、增添或缺失 基因 是基因突变 A基因 B基因 C基因 非基因区域 碱基的替换、增添或缺失 不是基因突变 碱基的替换、增添或缺失 补充：病毒RNA上碱基序列的改变也称为基因突变 知识点二：基因突变 （所有生物共有的一种变异类型） 结果和发生的时期 2 (1)结果: 产生新基因和新的性状 一般是原来基因的等位基因 (2)时期: 真核生物中主要发生在_______________________________________。 有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期 基因突变 发生在 配子中 发生在体细胞中 将遵循遗传规律传递给后代 一般不能遗传 如:皮肤癌不可遗传给后代 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。 【易错提醒】 知识点二：基因突变 注意： ①真核生物无丝分裂过程及原核生物和病毒增殖过程DNA复制时均可发生基因突变 ②没有诱发因子的影响基因突变也会发生 ③基因突变不改变染色体上基因的数量和位置，只改变基因的形式 ④基因突变在光学显微镜下是不可见的 显性变隐性，隐性变显性 实例 3 镰状细胞贫血 替换 皱粒豌豆的形成 囊性纤维病 增添 缺失 知识点二：基因突变 诱发基因突变的因素 4 （1）内因(自发突变）：DNA分子复制时偶尔发生错误 （2）外因（诱发突变） 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、生物等诱发因素会提高基因突变的频率 知识点二：基因突变 特点 5 普遍性： 在生物界普遍存在 随机性： 可以发生在生物个体发育的任何时期，也可以发生在任何部位 低频性： 在自然状态下，基因突变的频率很低 不定向性： 一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因 多害少利性： 多数突变对生物体是有害的 注意：突变的有利或有害是相对的，取决于生物生存的环境。 知识点二：基因突变 意义： 6 VS 有些基因突变可能破坏生物与现有环境的协调关系，是有害突变；有些基因突变对生物体是有利的，是有利突变；还有些基因突变既无害也无益，是中性突变。总体来说，基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料。 知识点二：基因突变 知识点二：基因突变 对生物性状的影响 7 （1）对氨基酸序列的影响 碱基 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列 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 （2）引起生物性状(或蛋白质)改变的情况 ①导致肽链不能合成(没有了起始密码) ②终止密码子推后，肽链延长 ③终止密码子提前，肽链缩短 ④肽链中氨基酸种类改变 知识点二：基因突变 对生物性状的影响 7 （3）不引起生物性状(或蛋白质)改变的原因 ①密码子具有简并性 ②发生隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状不变 ④有些突变改变了蛋白质中个别位置的氨基酸，但该蛋白质的功能不变 ③突变发生在基因的非编码区或编码区的内含子序列 小结：基因突变一定改变遗传信息，但不一定改变蛋白质和生物性状 ①原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。②不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因。③原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和增殖起调节作用。④细胞癌变是多个基因突变累积的结果，并不是一个基因突变就会引起细胞癌变。 【关于细胞癌变】 (1）原因： 原癌基因和抑癌基因发生基因突变 其表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，一旦发生突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强 其表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，一旦发生突变会导致蛋白质活性减弱或失去活性 重要提醒： 1. (2023·辽宁抚顺六校协作体二模）如图表示人体内原癌基因转化为 癌基因的三种途径。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 2.(2023·河北保定一模)科研人员在玉米育种过程中发现了两种突变类型，这 两种基因突变前后的碱 基变化及对蛋白质的影 响如表所示。下列叙述 正确的是 ( ) A. 两种突变类型均可以用光学显微镜观察 B. 基因Ⅰ发生了碱基的增添，导致基因中的终止密码子提前出现 C. 基因Ⅰ和基因Ⅱ都由玉米的原基因突变而来，体现了基因突变的普遍性 D. 玉米原基因突变为基因Ⅱ后，突变基因中嘌呤的比例没有发生改变 D 突变基因 Ⅰ Ⅱ 碱基变化 蛋白质变化 多肽链长度比野生型玉米短 多肽链中的一个氨基酸与野生型玉米不同 3.某种动物（ZW型）Z染色体上的某个基因突变后的表达产物会导致胚胎发 育停滞而死亡，W染色体上无该基因或其等位基因。下列关于该种突变的叙 述错误的是( ) A. 若该突变为显性突变，则雌性个体产生的卵细胞不携带突变基因 B. 若该突变为显性突变，则该动物种群中雄性个体均为隐性纯合子 C. 若该突变为隐性突变，则该动物种群中雌、雄个体的数量相等 D. 若该突变为隐性突变，则雌、雄个体杂交，子代致死的均为雌性个体 C 【总结归纳】 ①显性突变： ②隐性突变： (1)理论依据 显性突变和隐性突变的判断方法 aa→Aa当代表现 AA→Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子 ①选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，根据子代性状表现判断 (2)判定方法： a.若后代全为野生型，则突变性状为隐性。 b.若后代全为突变型，则突变性状为显性。 c.若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性。 ②让突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。 若后代无性状分离，则突变性状为隐性；反之突变性状为显性 回归课本 强基固本 考点二 基因重组 知识点三：基因重组 概念 1 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。 发生范围：真核生物 非等位基因 B b A D a d 非同源染色体上的 非等位基因 同源染色体上的 非等位基因 【问题】如何实现控制不同性状的基因的重新组合？ 知识点三：基因重组 类型 2 类型1：染色体互换型 ①发生时期： ②现象： ③结果： 减数第一次分裂前期（四分体时期） 同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换 等位基因之间发生互换(可实现同源染色体上的非等位基因重组) 知识点三：基因重组 类型 2 类型2：自由组合型 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 非同源染色体上的非等位基因自由组合 注意：纯合子杂交不存在基因重组，只有一对等位基因时不存在基因重组 知识点三：基因重组 类型 2 类型3：转基因型(DNA重组技术) 目的基因经载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如下图) 类型4：肺炎链球菌的转化 原核细胞在一定状态下(感受态)可吸收外源DNA而发生基因重组 注意：这两种类型的基因重组属于广义上的 知识点三：基因重组 结果 3 没有新基因和新性状产生，只是产生了新的基因型，导致重组性状出现。 意义 4 ①是生物变异的来源之一 ②为生物进化提供材料 ③是形成生物多样性的重要原因之一 猫毛色变 龙种金鱼 ①自然状态下，基因重组只发生在减数分裂过程中，其他时候需要人为参与。无性生殖的生物不发生基因重组，有性生殖个体的体细胞增殖时也不发生。 ②精子和卵细胞结合的随机性，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。 ③杂合子(Aa)自交后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。 ④基因重组只是“原有基因间的重新组合”，它既未改变基因的“质”(未产生“新基因”)，也未改变基因的“量”，只是产生了“新基因型”。 ⑤基因重组在光学显微镜下也是不可见的。 【关于基因重组的易错提醒】 1. 基因重组是生物体在进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。 下列有关基因重组的叙述正确的是( ) A. 基因重组一定不会使DNA结构发生改变 B. 减数分裂前的间期DNA复制时可能发生基因重组 C. 异卵双生的两个子代遗传物质差异主要是由基因重组导致的 D. 基因型为Aa的生物自交产生的子代中出现三种基因型是基因重组的 结果 C 2. (2022·福建卷·6，2分)某哺乳动物的一个初级精母 细胞的染色体示意图如下，图中A/a、B/b 表示染色体 上的两对等位基因。下列叙述错误的是( ) A. 该细胞发生的染色体行为是精子多样性形成的原因之一 B. 图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因B发生了重组 C. 等位基因的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂 D. 该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab 四种基因型的精细胞 B 3. 如图是某种高等动物的部分细胞分裂示意图（数字代表染色体，字母代表 染色体上带有的基因）。下列说法中正确的是( ) A. 图甲细胞表明该动物细胞发生了 基因重组 B. 图乙细胞处于分裂间期，容易发生基因重组 C. 图丙细胞中1与4的片段部分交换属于基因重组 D. 图丙细胞表示发生了非同源染色体之间的自由组合，属于基因重组 D 【总结归纳】 基因突变与基因重组的判断方法 (1)看变异个体的数量 (2)看细胞分裂方式 ①如果是有丝分裂过程，姐妹染色单体上基因不同则为基因突变。 ②如果是减数分裂过程，姐妹染色单体上的基因不同则可能是基因突变或基因重组。 (3)看个体基因型 ①如果个体基因型为AA(aa)，细胞中出现a(A)的原因是基因突变。 ②如果个体基因型为Aa，姐妹染色单体上基因不同的原因是基因突变或基因重组。 ①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。 ②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。 ③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一样)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。 【总结归纳】 基因突变与基因重组的判断方法 (4)看细胞分裂图 $$