31变异 高三生物复习系列教案

第四部分  遗传与进化
第 31讲  基因突变、基因重组
一、考点内容全解
（一）本讲考点是什么
1.基因重组
（1）减数分裂过程中的基因重组有两种：
①四分体期的交换重组(非自由组合)，如下左图： 

②减数分裂第一次分裂过程中的非等位基因的自由组合，如上右图：
            （2）通过基因工程使基国转移而实现基因重组
2.基因突变
           (1)概念：基因分子结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和改变
(2)特点：普遍性、低频性、不定向性(多向性)、可逆性、多害少利性
(3)类型：自然突变、诱发突变
(4)原因和结果
突变
原因 外因 DNA损伤如宇宙射线、化学试剂、温度剧变
 内因 复制差错

结果 DNA 碱基对改变，可形成等位基因
 mRNA 局部密码子改变或移码突变
 蛋白质 异常蛋白(性状改变)
3.人工诱变在育种中的应用
          (1)原理：利用物理或化学因素处理生物，使它发生基因突变
(2)方法：物理方法：辐射诱变、激光诱变
化学方法：用秋水仙素、硫酸二乙酯、亚硝酸等处理
(3)意义：创造动物、植物和微生物新品种
(4)特点：提高变异频率，使后代性状较快稳定；大幅度改变某些性状；诱发产生的有利个体并不多，需处理大量的供试材料。
（二）考点例析
[例1](2002年上海高考题)下列高科技成果中，根据基因，重组原理进行的是  ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻；②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因转入棉花体内，培育出抗虫棉；我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒；③我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
   A．①    B．①②    C①②③  D．②③④
    [解析]本题主要考查基因重组的概念，测试学生对一些高科技成果所蕴舍的生IC学原理的分析。杂交育种所依据的是基于减数分裂的基因重组；转基因抗虫棉是通过基因工程转人抗虫基因到棉花细胞染色体上而形成重组DNA；太空育种是利用基因交变的原理；克隆牛的诞生是依据无性繁殖的原理。
    [答案lB
[例2]关于基因突变的下列叙述中，错误的是    (    )
    A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变
    B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的
    C．基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引起的
    D．基因突变的频率是很低的，并且都是有害的
    [解析]本题主要考查对基因突变的全面理解。A项说明了基因的本质，B项阐明了基因突变的原因，C项指出了引起基因突变的因素，所以都是正确的。D项错误，基因突变发生频率很低，而且一般是有害的，但有一些突变是中性的，还有少数是有利的，这正是诱变育种的依据。
    [答案]D
    [同类变式一]基因A与a1、a2、a3的关系如图，该图不能说明的是    (    )
A．基因突变是不定向的                   B．等位基因的出现是基因突变的结果
C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化D．这些基因的转化遵循自由组合定律
    [解析]本例主要考查基因突变的不定向性和可逆性，以及基因突变的结果。图示表明通过基因突变产生等位基因，而突变的不定向性导致产生复等位基，它们之间可相互转变。由于是等位之间的变化情况，所以本图与基因的自由组合定律无关。
    [答案]D
    [例3]将生物随飞船带人太空，可进行多项科学研究，如植物种子经太空返回地面后种植往往能得到新的变异性。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的     辐射后，其
     发生变异，现把这种育种方式称为     ，其优点有 
[解析]本题综合考查人工诱变育种的原理、方法和优点，问题立意新，考生必须要将所学学科知识与具体问题情景结合起来。太空育种主要利用空间辐射和微重力，诱发种子细胞DNA基因突变。
[答案]宇宙射线；遗传物质(或基因或DNA)；诱变育种；提高突变频率，加快育种进程
[同类变式]昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将控制酯酶合成的基因分离出采，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答：
(1)人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提    高          ，通过人工选择获得              
(2)酯酶的化学本质是               ，基因控制酶酯合成要经过          和          两个过程。
(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分沁酯酶，这是由于                          
(4)请你具体说出一项上述科研成果的实际应用。
[解析]本题是[例3]的拓展，不仅考查诱文育种的优点，更结合了诱变育种及转基因育种在实践上的应用，突出了考生创新能力的考查力度。
 [答案](1)基因突变的频率；人们所需要的突变性状  (2)蛋白质；转录；翻译  (3)控制酯酶合成的基因随细菌DNA分子复制，并在后代中表达  (4)将转入酯酶基因的细菌释放到农田中，用于降解污水中的有机磷农药，以保护环境
二、方法技巧规律
高考题以选择题为主，考查内容集中在：基因突变的概念、原理及诱文育种等。近年来，随着纳米技术、基因治疗研究的深入，高考题的时代气息也越来越浓。
1．从遗传信息的传递(中心法则)角度理解基因突变本质

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