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    专题20 基因突变和基因重组(串讲)-备战2024年高考生物一轮复习精讲精练(新高考专用)

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    这是一份专题20 基因突变和基因重组(串讲)-备战2024年高考生物一轮复习精讲精练(新高考专用),文件包含专题20基因突变和基因重组串讲原卷版docx、专题20基因突变和基因重组串讲解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。

    考点一 基因突变
    1. 均属于突变,其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为 ,分子水平上发生的变异为 ,只在减数分裂过程中发生的变异为 ,真、原核生物和病毒共有的变异类型为 。
    2.基因突变
    (1)概念:DNA分子中发生 ,而引起的 的改变,叫做基因突变。
    (2)时间:主要发生在 。
    (3)突变特点
    ① :一切生物都可以发生。
    ②随机性:可以发生在生物个体发育的 ;在细胞内 上和同一DNA分子的 上。
    ③低频性:自然状态下,突变频率很 。
    ④不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的 ,还可能发生回复突变。
    (4)意义:① 产生的途径;②生物变异的 ;③生物进化的 。
    1.变异类型的概述
    2.基因突变对蛋白质与性状的影响
    ①基因突变对蛋白质的影响
    ②基因突变不一定导致生物性状改变的原因
    a.突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中。
    b.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(密码子的简并性)。
    c.基因突变若为隐性突变,如AA→Aa,不会导致性状的改变。
    3.基因突变的机理、原因及特点
    (1)在细胞分裂间期易发生基因突变的原因是细胞分裂的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基对的改变。
    (2)基因突变不一定能遗传给有性生殖的后代,因为基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中时,可通过无性生殖遗传给后代,但不会通过有性生殖遗传给后代;基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中时,可通过有性生殖遗传给后代。
    (3)基因突变不一定能产生等位基因,因为真核生物基因突变一般可产生它的等位基因,而病毒和原核细胞中不存在等位基因,其基因突变产生的是一个新基因。
    4.显性突变和隐性突变的判断方法
    (1)理论依据
    eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(显性突变:aa→Aa 当代表现,隐性突变:AA→Aa 当代不表现,一旦表现即为纯合子))
    (2)判定方法
    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。
    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,则突变性状为显性性状。
    ②让突变体自交,观察后代有无性状分离从而进行判断。
    基因突变机理的“二确定”
    1.确定突变的形式:若只是一个氨基酸发生改变,则一般为碱基对的替换;若氨基酸序列发生大的变化,则一般为碱基对的增添或缺失。
    2.确定替换的碱基对:一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断,若只有一个碱基不同,则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。
    典例1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生了一种突变,导致1169位的赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
    A.①处插入碱基对G-C B.②处碱基对A-T替换为G-C
    C.③处缺失碱基对A-T D.④处碱基对G-C替换为A-T
    典例2.(2020·山东寿光现代中学开学考试)如果细菌控制产生某种“毒蛋白”的基因发生了突变,突变造成其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下:
    基因突变前:……—甘氨酸—谷氨酸—丙氨酸—苯丙氨酸—谷氨酸—……
    基因突变后:……—甘氨酸—谷氨酸—天冬氨酸—亮氨酸—赖氨酸—……
    根据上述氨基酸序列确定突变基因的改变最可能是( )
    A.突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤
    B.突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶
    C.突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤
    D.突变基因为一个碱基对的增减
    考点二 基因重组
    1.基因重组的范围:主要是 生物的 生殖过程中。
    2.基因重组的实质: 的重新组合。
    3.基因重组的类型
    (1)自由组合型:减数第一次分裂的后期,随着同源染色体的分离,位于 随非同源染色体的 而发生重组。
    (2)交叉互换型:减数第一次分裂的 时期, 的非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重组。
    (3)基因工程重组型:目的基因经 导入受体细胞,导致受体细胞中基因发生重组。
    4.基因重组的结果:产生 ,导致 出现。
    5.基因重组的意义
    (1)基因重组是形成 的重要原因。
    (2)基因重组是生物变异的来源之一,对生物的进化具有重要意义。

    1.明晰基因重组的范围和实质
    (1)基因重组一般发生于有性生殖过程中,无性生殖的生物不发生,有性生殖的个体的体细胞增殖时也不发生。
    (2)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式,导致后代性状多种多样,但不属于基因重组。
    (3)杂合子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。
    2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因
    典例1.(2020·湖南师大附中摸底)下面有关基因重组的说法,不正确的是( )
    A.基因重组发生在减数分裂过程中,是生物变异的重要来源
    B.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型
    C.基因重组产生原来没有的新基因,从而改变基因中的遗传信息
    D.基因重组能产生原来没有的新性状组合
    典例2.(2020·济南调研)如图为某雄性动物个体(基因型为AaBb,两对等位基因位于不同对常染色体上)细胞分裂某一时期示意图,下列说法错误的是( )
    A.与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素
    B.3和4上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变
    C.若该细胞以后正常进行减数分裂,可产生3种或4种不同基因型的配子(3与4未发生交换)
    D.1上a的出现可能是发生了交叉互换,也可能是发生了基因突变
    基因突变的7点注意事项
    (1)DNA中碱基对的增添、缺失、替换不一定是基因突变,只有引起了基因结构变化,才是基因突变。
    (2)基因突变不一定都产生等位基因,如原核生物和病毒的基因突变产生的是新基因。
    (3)基因突变不只是发生在分裂间期:基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期,也能发生在其他各时期,只是突变率更低。
    (4)诱变因素不能决定基因突变的方向:诱变因素可提高基因突变的频率,但不会决定基因突变的方向,基因突变具有不定向性的特点。
    (5)基因突变时碱基对的改变可多可少:基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变,只要是基因分子结构内的变化,1个碱基对的改变叫基因突变,多个碱基对的改变也叫基因突变。
    (6)基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置:基因突变发生在基因内部,并没有改变DNA上基因的数目和位置。
    (7)基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同,如小麦的高秆对小麦本身有利,但对增产不利。
    1.(2023·广东·统考高考真题)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
    2.(2023·湖南·统考高考真题)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是( )
    A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高
    B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
    C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状
    D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒
    3.(2023·天津·统考高考真题)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低,原因不可能是( )
    A.该酶基因突变B.该酶基因启动子甲基化
    C.该酶中一个氨基酸发生变化D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化
    4.(2022·福建·统考高考真题)无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子,肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA(sup—tRNA),能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该 sup—tRNA对其他蛋白的表达影响不大。过程如下图。

    下列叙述正确的是( )
    A.基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAG
    B.该sup—tRNA修复了突变的基因A,从而逆转因无义突变造成的影响
    C.该sup—tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常
    D.若A基因无义突变导致出现UGA,则此sup—tRNA无法帮助恢复读取
    5.(2022·福建·统考高考真题)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
    6.(2022·山东·高考真题)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘,研究影响其叶片形状的基因时,发现了6个不同的隐性突变,每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①~⑥,每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变,根据表中的杂交实验结果,下列推断错误的是( )
    A.②和③杂交,子代叶片边缘为光滑形B.③和④杂交,子代叶片边缘为锯齿状
    C.②和⑤杂交,子代叶片边缘为光滑形D.④和⑥杂交,子代叶片边缘为光滑形
    7.(2022·山东·高考真题)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是( )
    A.TOM2A的合成需要游离核糖体
    B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
    C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
    D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
    8.(2022·湖南·高考真题)关于癌症,下列叙述错误的是( )
    A.成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变
    B.癌症发生的频率不是很高,大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应
    C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因
    D.乐观向上的心态、良好的生活习惯,可降低癌症发生的可能性
    9.(2021·广东·统考高考真题)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术,可通过观察F1和F2代的性状及比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等),确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题:
    (1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联,这种现象称为 。
    (2)图示基于M-5品系的突变检测技术路线,在F1代中挑出1只雌蝇,与1只M-5雄蝇交配,若得到的F2代没有野生型雄蝇。雌蝇数目是雄蝇的两倍,F2代中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和 ,此结果说明诱变产生了伴X染色体 基因突变。该突变的基因保存在表现型为 果蝇的细胞内。
    (3)上述突变基因可能对应图中的突变 (从突变①、②、③中选一项),分析其原因可能是 ,使胚胎死亡。
    (4)图所示的突变检测技术,具有的①优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇 基因突变;②缺点是不能检测出果蝇 基因突变。(①、②选答1项,且仅答1点即可)
    考点分布
    重点难点
    备考指南
    1.基因突变及其与性状的关系
    2.基因重组及其与基因突变的比较
    3.基因突变的实例
    4.基因重组发生的时期
    1.基因突变的特征和原因
    2.基因重组及其意义
    理解并掌握基因突变的概念。
    理解镰刀型细胞贫血症的病因。
    理解并掌握基因重组的概念。
    理解掌握基因重组的时期。
    碱基对
    影响范围
    对氨基酸序列的影响
    替换

    除非终止密码提前出现,否则只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列
    增添

    不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列
    缺失

    不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列
    杂交组合
    子代叶片边缘
    ①×②
    光滑形
    ①×③
    锯齿状
    ①×④
    锯齿状
    ①×⑤
    光滑形
    ②×⑥
    锯齿状
    密码子序号
    1 … 4 … 19 20 … 540
    密码子表(部分):
    正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG
    突变①↓
    突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACC UUA…UAG
    AUG:甲硫氨酸,起始密码子
    AAC:天冬酰胺
    正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG
    突变②↓
    突变后核苷酸序列 AUG…AAA…ACU UUA…UAG
    ACU、ACC:苏氨酸
    UUA:亮氨酸
    正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG
    突变③ ↓
    突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UGA…UAG
    AAA:赖氨酸
    UAG、UGA:终止密码子
    …表示省略的、没有变化的碱基
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