第七單元生物的變異、育種與進(jìn)化

第一講基因突變和基因重組

知識(shí)體系——定內(nèi)容核心素養(yǎng)——定能力

實(shí)例—H原因；生命通過基因突變和基因重組的基本原理，建立起進(jìn)

，幽」

概念基因突變觀念化與適應(yīng)的觀點(diǎn)

特點(diǎn)

「一羹型」科學(xué)通過基因突變與生物性狀的關(guān)系、基因突變和基

概念基因重組思維因重組的比較，提高歸納與概括能力

考點(diǎn)一基因突變及其與性狀的關(guān)系［重難深化類］

重溫教材?自學(xué)區(qū)-

1.基因突變的實(shí)例一鐮刀型細(xì)胞貧血癥

紅細(xì)胞圓餅狀鐮刀狀一易破裂，使人患溶血性貧血

正'常

蛋臼質(zhì)-T

（血紅蜃白）異常直接原因

t

t

I_多肽鏈上一個(gè)谷氨酸

氨基酸谷氨酸繳氨酸

t~r~t被一個(gè)繳敏酸替換

GAAGUA

mRNA根本原因

血f讓蛋白t皿入膽f

—＞基因中堿基對(duì)發(fā)生了曾逸

基因G0AG|T］A

2.基因突變的相關(guān)知識(shí)歸納

DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)

的改變

內(nèi)因：分子復(fù)制時(shí)

①有絲分裂的圓理DNA

偶爾發(fā)生錯(cuò)誤

②減數(shù)第一次分裂前時(shí)間原因

*—基一*外因：物理因素、化學(xué)因

的間期素、生物因素等誘

因發(fā)產(chǎn)生

①可產(chǎn)生新的等位基因突

①新基因產(chǎn)生的途徑

②在配子中，傳遞給后代*果變意*

③在體細(xì)胞中，一般不②生物變異的根本來源

能通過有性生殖遺傳旗③生物進(jìn)化的原始材料

①在自然界中是普遍存在的②隨機(jī)發(fā)生③不定向

④自然狀態(tài)下，突變頻率很低⑤天方對(duì)生物體是有害的

［基礎(chǔ)自測(cè)］

1.判斷下列敘述的正誤

（1）A基因可突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因（J）

⑵人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)生的根本原因是基因突變（J）

⑶基因突變通常發(fā)生在DNA-RNA的過程中（X）

（4）基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，HIV的遺傳物質(zhì)是RNA,不能發(fā)生基因突變（X）

⑸病毒、大腸桿菌及動(dòng)植物都可以發(fā)生基因突變（，）

（6）基因突變產(chǎn)生的新基因不一定能傳遞給后代（J）

2.連線基因突變的特點(diǎn)

特點(diǎn)表現(xiàn)

①普遍性、/a.可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因

/b.發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期（時(shí)間隨機(jī)）

②隨機(jī)性為;

-c.發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同DNA分子上（位置隨機(jī)）

③不定向性/\

發(fā)生在同一DNA分子的不同部位（位置隨機(jī)）

Ve.l05-108個(gè)生殖細(xì)胞中才有一個(gè)突變

④低頻性一一\f.生物界普遍存在

⑤多害少利性——g.突變性狀大多有害

3.學(xué)透教材'理清原因、規(guī)范答題用語專練

下圖為具有兩對(duì)相對(duì)性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株（純種）的一個(gè)A基因和乙植

株（純種）的一個(gè)B基因發(fā)生突變的過程（已知A基因和B基因是獨(dú)立遺傳的），請(qǐng)分析該過程,

回答下列問題：

AGG—?卓二a基因（圓莖）

甲ACG突變------TCC

TGCAcn

TGC—?==A基因（扁莖）

A基因1CTC

突變CAA----?GTTb基因（圓葉）

CCA

----?

GGTGGT―?工-B基因（缺刻葉）

B基因

⑴上述兩個(gè)基因發(fā)生突變的原因是o

⑵乙植株發(fā)生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現(xiàn)突變性狀，其原因是

可用什么方法讓其后代表現(xiàn)出突變性狀？

答案：（1）一個(gè)堿基的替換（或堿基對(duì)改變或基因結(jié)構(gòu)的改變）

（2）該突變?yōu)殡[性突變，且基因突變發(fā)生在乙植株的體細(xì)胞中，不能通過有性生殖傳遞給

子代取發(fā)生基因突變部位的組織細(xì)胞，通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得試管苗，讓其自交，其子代

即可表現(xiàn)出突變性狀

核心素養(yǎng)?提能區(qū)

深理解/以聯(lián)系為橋梁一融會(huì)貫通?探規(guī)尋律

1.基因突變的原因及與進(jìn)化的關(guān)系

物理因素?fù)p傷細(xì)胞化學(xué)因素改變核酸

內(nèi)的DNA的堿基

某些病毒的核酸能復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤改變

影響宿主的DNADNA的堿基組成

堿基對(duì)替換、增添、缺失

I

脫氧核昔酸種類、數(shù)量、排列順序的改變

一新而至行龕的'產(chǎn)珪基因結(jié)構(gòu)改變

zA\:j

遺傳信息改變

a2a2d2;

不定'向性IURN!改變一密碼子簡(jiǎn)并性、

生物

化

進(jìn)III

原

的有利變異I蛋白質(zhì)改變蛋白質(zhì)不變中性

材

始突變

有.菱異I［\

料1——------新性狀性狀不變,

2.基因突變對(duì)蛋白質(zhì)與性狀的影響

⑴基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的替換、增添、缺失對(duì)氨基酸序列的影響大小

類型影響范圍對(duì)氨基酸序列的影響

替換小可改變1個(gè)氨基酸或不改變，也可能使翻譯提前終止

增添大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列

缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列

增添或缺失3個(gè)堿基小增添或缺失位置增加或缺失一個(gè)氨基酸對(duì)應(yīng)的序列

⑵基因突變未引起生物性狀改變的三大原因

①突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。

②密碼子簡(jiǎn)并性：若基因突變發(fā)生后，引起了mRNA上的密碼子改變，但由于一種氨

基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子，若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對(duì)應(yīng)的是同一種氨基酸，此時(shí)突變基

因控制的性狀不改變。

③隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個(gè)A-a,此時(shí)性狀也不改變。

［對(duì)點(diǎn)落實(shí)］

題點(diǎn)（一）直接考查基因突變及其結(jié)果

1.鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的發(fā)現(xiàn)，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)史上重要的事件。假設(shè)正常血紅蛋白由

H基因控制，突變后的異常血紅蛋白由h基因控制。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.鐮刀型細(xì)胞貧血癥屬于單基因遺傳病，該病的癥狀可利用顯微鏡觀察到

B.造成鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是一個(gè)氨基酸發(fā)生了替換

C.h基因與H基因中的噤吟堿基和喀陡堿基的比值不同

D.利用光學(xué)顯微鏡可觀測(cè)到基因H的長(zhǎng)度較基因h長(zhǎng)

解析：選A鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞由中央微凹的圓餅狀變成了彎曲的鐮刀

狀，而紅細(xì)胞呈紅色，因此可通過顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)，從而確定某人是否是鐮刀型細(xì)

胞貧血癥患者；造成鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是控制血紅蛋白分子中的基因的堿基序列

發(fā)生了替換，從而引起所編碼的蛋白質(zhì)的改變；在雙鏈DNA分子中，A=T,C=G,因此

A+G=C+T,即嚓吟堿基與喀噫堿基的比值等于1,因此h基因與H基因中的喋吟堿基和

喀呢堿基的比值相同，其比值均等于1;基因在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的。

2.輻射易使人體細(xì)胞發(fā)生基因突變,從而對(duì)人體造成傷害。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

A.輻射引發(fā)的基因突變不一定會(huì)引起基因所攜帶遺傳信息的改變

B.基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，不一定會(huì)引起生物性狀的改變

C.輻射所引發(fā)的變異可能為可遺傳變異

D.基因突變不會(huì)造成某個(gè)基因的缺失

解析：選A基因所攜帶的遺傳信息是指堿基對(duì)的排列順序，基因突變一定會(huì)引起堿基

對(duì)排列順序的改變；基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對(duì)的替換、增添和缺失，基因的

缺失屬于染色體變異。

［易錯(cuò)提醒］

基因突變的“一定”和“不一定”

(1)基因突變一定會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，即基因中堿基對(duì)排列順序一定發(fā)生改變。

(2)基因突變不一定會(huì)引起生物性狀的改變。

(3)基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因。

病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基因數(shù)目少，而且一般是單個(gè)存在的，不存在等位

基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是

一個(gè)新基因。

(4)基因突變不一定都能遺傳給后代。

①基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可能通過無性生殖傳

遞給后代。

②如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。

題點(diǎn)(二)考查基因突變與生物性狀的關(guān)系

3.下圖表示基因突變的一種情況，其中a、b是核酸鏈,c是肽鏈。下列說法正確的是()

aiGfG…奇/…GCC…

b……CGC…………CGG……

ii

C……精氨酸…………精氨酸……

A.a-b—c表示基因的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄

B.圖中由于氨基酸沒有改變，所以沒有發(fā)生基因突變

C.圖中氨基酸沒有改變的原因是密碼子具有簡(jiǎn)并性

D.除圖示情況外，基因突變還包括染色體片段的缺失和增添

解析：選C由圖可知，a-b-c表示基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯；只要基因中堿基對(duì)發(fā)生改變,

該基因就發(fā)生了基因突變；圖中氨基酸沒有發(fā)生改變，是由于密碼子具有簡(jiǎn)并性；染色體片

段缺失和增添屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異。

4.（2018?煙臺(tái)模擬）如圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序

列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼帷Ｔ摶虬l(fā)生的

突變是（）

①②③④甘氨酸:GGG

HII賴氨酸:AAA、AAG

???GGGAAGCAG-谷氨酰胺:CAG、CAA

WNK4基因...c

CCTTCGTC-谷氨酸:GAA.GAG

絲氨酸:AGC

正常蛋白質(zhì)…甘氨酸-賴氨酸-谷氨酰胺…丙氨酸:GCA

116811691170天冬酰胺:AAU

A.①處插入堿基對(duì)G—C

B.②處堿基對(duì)A—T替換為G—C

C.③處缺失堿基對(duì)A—T

D.④處堿基對(duì)G—C替換為A—T

解析：選B首先由賴氨酸的密碼子分析轉(zhuǎn)錄模板基因堿基為TTC,確定賴氨酸的密碼

子為AAG,①③處插入、缺失堿基對(duì)會(huì)使其后編碼的氨基酸序列發(fā)生改變，④處堿基對(duì)替

換后密碼子為AAA,還是賴氨酸，②處堿基對(duì)替換后密碼子變?yōu)镚AG,對(duì)應(yīng)谷氨酸。

5.（2016?天津高考）枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表：

核糖體S12蛋白第55—58在含鏈霉素培養(yǎng)基中的

枯草桿菌鏈霉素與核糖體的結(jié)合

位的氨基酸序列存活率（％）

野生型…-P區(qū)-K-P-…能0

突變型--P-[R]-K-P--不能100

注：P:脯氨酸；K:賴氨酸；R:精氨酸。

下列敘述正確的是（）

A.S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性

B.鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能

C.突變型的產(chǎn)生是由于堿基對(duì)的缺失所致

D.鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變

解析：選A根據(jù)表中信息可知，鏈霉素通過與野生型枯草桿菌的核糖體結(jié)合，抑制翻

譯過程，進(jìn)而起到殺菌作用；突變型枯草桿菌中核糖體82蛋白氨基酸序列改變，使鏈霉素

不能與核糖體結(jié)合，從而對(duì)鏈霉素產(chǎn)生抗性；該突變型與野生型相比只是一個(gè)氨基酸的不同，

因此是堿基對(duì)的替換造成的，而非缺失；基因突變具有不定向性，鏈霉素只是對(duì)突變體起篩

選作用。

［類題通法］

基因突變類型的“二確定”

(1)確定突變的形式：若只是一個(gè)氨基酸發(fā)生改變，則一般為堿基對(duì)的替換；若氨基酸序

列發(fā)生大的變化，則一般為堿基對(duì)的增添或缺失。

(2)確定替換的堿基對(duì)：一般根據(jù)突變前后轉(zhuǎn)錄成mRNA的堿基序列判斷，若只相差一

個(gè)堿基，則該堿基所對(duì)應(yīng)的基因中的堿基即為替換堿基。

精探究，以實(shí)驗(yàn)為途徑一追根溯源?理解更深

顯性突變與隱性突變的判斷

'顯性突變：aa-Aa當(dāng)代表現(xiàn)

⑴基因突變類型，隱性突變：AA-Aa當(dāng)代不表現(xiàn),

,一旦表現(xiàn)即為純合子

(2)判斷方法：

①選取突變體與其他已知未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。

②讓突變體自交，觀察子代有無性狀分離而判斷。

［對(duì)點(diǎn)落實(shí)］

6.一對(duì)毛色正常鼠交配，產(chǎn)下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色異常。分析認(rèn)為，鼠毛色

出現(xiàn)異常的原因有兩種：一是基因突變的直接結(jié)果(控制毛色基因的顯隱性未知，突變只涉及

一個(gè)親本常染色體上一對(duì)等位基因中的一個(gè)基因)；二是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果(只

涉及親本常染色體上一對(duì)等位基因)。假定這只雄鼠能正常生長(zhǎng)發(fā)育，并具有生殖能力，后代

可成活。為探究該鼠毛色異常的原因，用上述毛色異常的雄鼠分別與其同一窩的多只雌鼠交

配，得到多窩子代。請(qǐng)預(yù)測(cè)結(jié)果并作出分析。

(1)如果每窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為,則可推測(cè)毛色異常是

__性基因突變?yōu)開_性基因的直接結(jié)果，因?yàn)?/p>

(2)如果不同窩子代出現(xiàn)兩種情況，一種是同一窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例

為,另一種是同一窩子代全部表現(xiàn)為鼠，則可推測(cè)毛色異常是隱性基因攜

帶者之間交配的結(jié)果。

解析:如果毛色異常雄鼠是基因突變的結(jié)果(由于基因突變只涉及一個(gè)親本常染色體上一

對(duì)等位基因中的一個(gè)基因)，則毛色正常鼠是隱性純合子，毛色異常雄鼠是雜合子。將毛色異

常雄鼠與其同窩的多只雌鼠交配(相當(dāng)于測(cè)交)，每窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例

均為1：1。如果毛色異常雄鼠是隱性基因攜帶者之間交配的結(jié)果，則毛色異常鼠是隱性純合

子，同窩的毛色正常雌鼠有一部分是雜合子，有一部分是顯性純合子，將毛色異常雄鼠與其

同窩的多只雌鼠交配有兩種情況：一種是同一窩子代中毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例為

1:1,另一種是同一窩子代全部表現(xiàn)為毛色正常。

答案隱顯只有兩個(gè)隱性純合親本中一個(gè)親本的一個(gè)隱性基因突變?yōu)轱@性

基因時(shí)，才能得到每窩毛色異常鼠與毛色正常鼠的比例均為1:1的結(jié)果(2)1：1毛色正

常

7.蘆筍是一種名貴蔬菜，是石刁柏的幼苗，為XY型性別決定。在某野生型窄葉種群

中偶見幾株闊葉蘆筍幼苗，雌雄株都有。請(qǐng)回答下列問題：

(1)僅從性染色體分析，雄性石刁柏產(chǎn)生的精子類型將有種，比例為0

(2)現(xiàn)已證實(shí)闊葉為基因突變的結(jié)果，為確定是顯性突變還是隱性突變，選用多株闊葉雌

雄株進(jìn)行交配，并統(tǒng)計(jì)后代表現(xiàn)型。

若，則為o

若，貝11為o

(3)已經(jīng)知道闊葉是顯性突變所致，由于雄株蘆筍幼苗產(chǎn)量高于雌株，種植戶希望在幼苗

期就能區(qū)分雌雄，為了探求可行性，求助于科研工作者。技術(shù)人員先用多株野生型雌石刁柏

與闊葉雄株雜交，你能否推斷該技術(shù)人員做此實(shí)驗(yàn)的意圖。

____________________________________________。若雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)

_______________________________,種植戶的心愿可以實(shí)現(xiàn)。

解析：(1)由于石刁柏為XY型性別決定，雄性植株的性染色體組成為XY。減數(shù)分裂產(chǎn)

生的精子類型為2種，即X：Y=1：1。(2)選用多株闊葉突變型石刁柏雌雄株雜交，若雜交

后代出現(xiàn)了野生型，則闊葉植株的出現(xiàn)為顯性突變所致；若雜交后代僅出現(xiàn)突變型，則闊葉

植株的出現(xiàn)為隱性突變所致。(3)選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交。

若雜交后代野生型全為雄株，突變型全為雌株，則這對(duì)基因位于X染色體上，種植戶的心愿

可以實(shí)現(xiàn)；若雜交后代，雌、雄株均有野生型和突變型，則這對(duì)基因位于常染色體上，種植

戶的心愿不能實(shí)現(xiàn)。故該技術(shù)人員做此實(shí)驗(yàn)的意圖是通過該雜交實(shí)驗(yàn)判斷控制闊葉的基因是

否在X染色體上。

答案：(1)21：1(2)后代出現(xiàn)窄葉顯性突變后代都為闊葉隱性突變(3)通過該

雜交實(shí)驗(yàn)判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上后代雌株都為闊葉，雄株都為窄葉

考點(diǎn)二基因重組［重難深化類］

重溫教材?自學(xué)區(qū)-

1-概念

2.類型

類型發(fā)生時(shí)期實(shí)質(zhì)

自由組合型Ml后期非同源染色體上的非等位基因自由組合

交叉互換型Ml前期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體交換而交換

3.結(jié)果

產(chǎn)生新的基因型,導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。

4.意義

⑴是生物變異的來源之一;

⑵為生物進(jìn)化提供材料;

(3)是形成生物多樣性的重要原因之一。

［基礎(chǔ)自測(cè)］

1.判斷下列敘述的正誤

(1)非同源染色體自由組合，導(dǎo)致在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組(J)

(2)同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組(J)

(3)減數(shù)分裂四分體時(shí)期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組(X)

(4)減數(shù)分裂過程中，非同源染色體的染色單體間發(fā)生片段交換不屬于基因重組(V)

2.下列關(guān)于基因重組的敘述錯(cuò)誤的是()

A.基因重組通常發(fā)生在有性生殖過程中

B.基因重組產(chǎn)生的變異能為生物進(jìn)化提供原材料

C.同源染色體上的基因可以發(fā)生重組

D.非同源染色體上的非等位基因不可以發(fā)生重組

解析：選D同源染色體上的基因可以通過非姐妹染色單體的交叉互換發(fā)生重組，非同

源染色體上的非等位基因可通過非同源染色體的自由組合發(fā)生重組。

3.下列圖示過程存在基因重組的是()

親代AaBbabABAbaB

abaabbAaBbAabbaaBb

ABAaBbAABBAABbAaBB

AbAabbAABbAAbbAaBb

配子abABAbaBaBaaBbAaBBAaBbaaBB

AB

親代Aa

I0

子代AAAaaa

CD

解析：選AA圖所示的AaBb個(gè)體在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，會(huì)發(fā)生非同源

染色體上非等位基因的自由組合，因此符合要求。B中表示的是雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合，不存

在基因重組。C圖表示減數(shù)第二次分裂的后期，該時(shí)期不存在基因重組。D圖中只有一對(duì)等

位基因，不會(huì)發(fā)生基因重組。

核心素養(yǎng)?提能區(qū)

會(huì)遷移，以圖表為載體——信息蘊(yùn)含?圖文轉(zhuǎn)換

圖示解讀基因重組的類型

［典型圖示］

類型1類型2類型3

外源基因

a（曲◎）

蟲或避

重組質(zhì)粒受體細(xì)胞

［問題設(shè)計(jì)］

（1）上述類型1?3依次代表哪類基因重組？

提示：類型1為交叉互換型，類型2為自由組合型，類型3為基因工程。

⑵請(qǐng)指出三類基因重組發(fā)生的時(shí)期。

提示：類型1發(fā)生于MI前期，類型2發(fā)生于MI后期，類型3發(fā)生于基因工程操作

過程中。

［對(duì)點(diǎn)落實(shí)］

1.（2018?海南高考）雜合體雌果蠅在形成配子時(shí)，同源染色體的非姐妹染色單體間的相

應(yīng)片段發(fā)生對(duì)等交換，導(dǎo)致新的配子類型出現(xiàn)，其原因是在配子形成過程中發(fā)生了（）

A.基因重組B.染色體重復(fù)

C.染色體易位D.染色體倒位

解析：選A生物體在形成配子時(shí)，同源染色體的非姐妹染色單體間的相應(yīng)片段發(fā)生對(duì)

等交換，導(dǎo)致位于非姐妹染色單體上的等位基因進(jìn)行了重組，其變異屬于基因重組。

2.以下各項(xiàng)屬于基因重組的是（）

A.基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離

B.雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合，產(chǎn)生不同類型的子代個(gè)體

C.YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型

D.同卵雙生姐妹間性狀出現(xiàn)差異

解析：選C基因重組的來源有減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因的自由

組合、減數(shù)分裂四分體時(shí)期同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換和基因工程中的DNA

重組，YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型是基因自由組合的結(jié)果，屬于基因重組。

3.下列育種或生理過程中，沒有發(fā)生基因重組的是()

普通棉花花藥離體培養(yǎng)R型活菌初級(jí)精母細(xì)胞

導(dǎo)入+S型

抗蟲死菌形成

基因

抗贏花單倍森植株R型活菌

和S型活菌次級(jí)精母細(xì)胞

ABCD

解析：選B將抗蟲基因?qū)朊藁ǐ@得抗蟲棉是通過基因工程實(shí)現(xiàn)的，基因工程所利用

的原理是基因重組；花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株過程中發(fā)生的是染色體數(shù)目變異；肺炎雙

球菌的轉(zhuǎn)化屬于基因重組；初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成次級(jí)精母細(xì)胞，在減數(shù)第

一次分裂的四分體時(shí)期可能發(fā)生同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，在減數(shù)第一次

分裂的后期會(huì)出現(xiàn)非同源染色體上的非等位基因的自由組合，都屬于基因重組。

［易錯(cuò)提醒］

謹(jǐn)記基因重組的三點(diǎn)提醒

(1)多種精子和多種卵細(xì)胞之間有多種結(jié)合方式，導(dǎo)致后代性狀多種多樣，但不屬于基因

重組。

(2)具有一對(duì)等位基因的雜合子自交，后代發(fā)生性狀分離，根本原因是等位基因的分離，

而不是基因重組。

(3)“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”、DNA重組技術(shù)等屬于廣義的基因重組。

深理解/以聯(lián)系為橋梁一融會(huì)貫通?探規(guī)尋律

1.列表對(duì)比基因突變與基因重組

項(xiàng)目基因突變基因重組

主要發(fā)生在：①有絲分裂間期①M(fèi)I分裂后期

發(fā)生時(shí)期

②MI分裂前的間期②MI分裂前期

物理、化學(xué)、生物因素引起

1交叉互換、自由組合

產(chǎn)生原因堿基對(duì)的增添、缺失、替換

1基因重新組合

導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變

應(yīng)用誘變育種雜交育種

聯(lián)系①都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異

②在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中，通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供了大量可

供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)

③二者均產(chǎn)生新的基因型，可能產(chǎn)生新的表現(xiàn)型

2.姐妹染色單體上等位基因來源的判斷

⑴據(jù)細(xì)胞分裂圖判斷

(O百(A)

圖示@(kJ(y)

甲乙丙

①如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，

如圖甲

②如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體（同白或同黑）上的兩基因不同，

解讀

則為基因突變的結(jié)果，如圖乙

③如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體（顏色不一致）上的兩基因不同，

則為交叉互換（基因重組）的結(jié)果，如圖丙

（2）據(jù)細(xì)胞分裂方式判斷

①如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變的結(jié)果。

②如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換。

（3）據(jù)親子代基因型判斷

①如果親代基因型為BB或bb,則引起姐妹染色單體上B與b不同的原因是基因突變。

②如果親代基因型為Bb,則引起姐妹染色單體上B與b不同的原因是基因突變或交叉

互換。

［對(duì)點(diǎn)落實(shí)］

4.（2019?襄陽四校聯(lián)考）下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，正確的是（）

A.獲得能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌的原理是基因突變

B.非同源染色體片段之間局部交換可導(dǎo)致基因重組

C.同源染色體上的基因也可能發(fā)生基因重組

D.發(fā)生在水稻根尖內(nèi)的基因重組比發(fā)生在花藥中的更容易遺傳給后代

解析：選C獲得能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌的過程是基因工程，依據(jù)的原理是基因重

組；非同源染色體片段之間局部交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，不是基因重組；在減數(shù)

第一次分裂的四分體時(shí)期，同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生的交叉互換屬于基因重

組；發(fā)生在水稻花藥中的變異比發(fā)生在根尖內(nèi)的變異更容易遺傳給后代，基因重組只發(fā)生在

減數(shù)分裂過程中，水稻根尖內(nèi)不能發(fā)生基因重組。

5.某動(dòng)物的初級(jí)卵母細(xì)胞中，由一個(gè)著絲點(diǎn)相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全

相同，其原因一定不是（）

A.發(fā)生基因突變B.發(fā)生過交叉互換

C.染色體結(jié)構(gòu)變異D.發(fā)生了自由組合

解析：選D兩條姐妹染色單體所攜帶的基因不完全相同的原因有三種可能：間期發(fā)生

了基因突變、四分體時(shí)期發(fā)生過交叉互換或染色體結(jié)構(gòu)變異。自由組合只發(fā)生在非同源染色

體間。

6.下圖是基因型為Aa的個(gè)體不同分裂時(shí)期的圖像，根據(jù)圖像判定每個(gè)細(xì)胞發(fā)生的變異

類型，正確的是（）

①②③

A.①基因突變②基因突變③基因突變

B.①基因突變或基因重組②基因突變③基因重組

C.①基因突變②基因突變③基因突變或基因重組

D.①基因突變或基因重組②基因突變或基因重組

③基因重組

解析：選C圖中①②分別處于有絲分裂的中期和后期，A與a所在的DNA分子是由

一個(gè)DNA分子經(jīng)過復(fù)制而得到的，圖中①②的變異只能來自基因突變；③處于Mil后期，

A與a的不同可能來自基因突變或MI前期的交叉互換（基因重組）。

課堂一刻鐘研真題—知命題點(diǎn)?查薄弱點(diǎn)?清迷盲點(diǎn)

1.（2018?全國(guó)卷I）某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，其突變體M和N均不能在基本

培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，N可在添加了氨基酸乙的

基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間

后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)出了大腸桿菌（X）的菌落。據(jù)此判斷，下列

說法不合理的是（）

A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失

B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的

C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X

D.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移

解題關(guān)鍵——靈活遷移

此選項(xiàng)考查角度要遷移交匯到肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)。由題干信息可確定突變

體M與突變體N混合培養(yǎng)能得到X是由細(xì)菌間DNA的轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)的。

解析：選C突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上

生長(zhǎng)，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失；大腸

桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變

產(chǎn)生的；大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA,突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X;

突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因發(fā)生重組,產(chǎn)生了新的大腸桿菌Xo

2.（2015?海南高考）關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因

B.X射線的照射不會(huì)影響基因B和基因b的突變率

C.基因B中的堿基對(duì)G-C被堿基對(duì)A-T替換可導(dǎo)致基因突變

D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變

命題探源——以“本”為本

此選項(xiàng)是對(duì)教材內(nèi)容的變式考查，人教版必修②教材中明確說明X射線會(huì)誘發(fā)基因突

變，因此只有對(duì)教材知識(shí)熟記才是解答此類題的根本。

解析：選B基因突變具有不定向性，等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因；

X射線的照射會(huì)影響基因B和基因b的突變率；基因B中的堿基對(duì)G—C被堿基對(duì)A-T替

換可導(dǎo)致基因突變；在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變。

3.（2015?江蘇高考）經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株,

下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.白花植株的出現(xiàn)是對(duì)環(huán)境主動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存

B.X射線不僅可引起基因突變，也會(huì)引起染色體變異

C.通過雜交實(shí)驗(yàn)，可以確定是顯性突變還是隱性突變

D.觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳變異

~~易錯(cuò)探因概念不清

變異是不定向的，不會(huì)發(fā)生主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變異。考生常混淆變異、進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系，

認(rèn)為生物的適應(yīng)性是生物為適應(yīng)環(huán)境而發(fā)生的定向變異，在解答此類問題時(shí)應(yīng)建立適應(yīng)是自

然選擇結(jié)果的觀念。

解析：選A變異具有不定向性，不存在主動(dòng)適應(yīng)；X射線可導(dǎo)致生物體發(fā)生基因突變

或染色體變異；白花植株與原紫花品種雜交，若后代都是紫花植株，則白花植株是隱性突變

的結(jié)果，若后代都是白花或既有白花又有紫花，則是顯性突變的結(jié)果；白花植株的自交后代

中若出現(xiàn)白花植株，則是可遺傳變異，若全是紫花植株，則是不遺傳變異。

4.（2014?浙江高考）除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基

因是1對(duì)等位基因。下列敘述正確的是（）

A.突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因

B.突變體若為1對(duì)同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復(fù)為敏感型

C.突變體若為基因突變所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復(fù)為敏感型

D.抗性基因若為敏感基因中的單個(gè)堿基對(duì)替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈

破題障礙——不明題意

造成部分學(xué)生答題障礙的原因是沒有正確理解選項(xiàng)A所表述的生物學(xué)現(xiàn)象，即染色體片

段缺失和基因突變一樣都會(huì)改變生物性狀，這種缺失往往是雜合子中的顯性基因所在染色體

片段缺失,即A儼一歸

解析：選A假設(shè)敏感和抗性由基因A、a控制，若突變體為1條染色體的片段缺失所

致，則原敏感型大豆基因型為Aa,缺失了A基因所在染色體片段導(dǎo)致抗性突變體出現(xiàn)，則

抗性基因一定是隱性基因；突變體若為1對(duì)同源染色體相同位置的片段缺失所致，則該個(gè)體

沒有控制這對(duì)性狀的基因，再經(jīng)誘變也不可能恢復(fù)為敏感型；基因突變是可逆的，再經(jīng)誘變

可能恢復(fù)為敏感型；抗性基因若為敏感基因中的單個(gè)堿基對(duì)替換所致，則此情況屬于基因突

變，抗性基因可能編碼肽鏈，也可能不編碼肽鏈。

5.（2016?全國(guó)卷III）基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源。回答下

列問題：

（1）基因突變和染色體變異所涉及到的堿基對(duì)的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者

（2）在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以

為單位的變異。

（3）基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因（隱性突變），也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基

因（顯性突變）。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子

一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子代中能觀察到該顯性突變的性

狀；最早在子代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子代中能分離得到

顯性突變純合體；最早在子代中能分離得到隱性突變純合體。

易錯(cuò)探因——原理不明

顯性突變是aa突變?yōu)锳a；隱性突變是AA突變?yōu)锳a。對(duì)顯性突變，只要個(gè)體具有顯

性基因，就會(huì)表現(xiàn)出顯性性狀，而對(duì)隱性性狀，個(gè)體只有隱性純合才會(huì)表現(xiàn)。明確這個(gè)原理

⑶小題答案就呼之欲出了。

解析：（1）基因突變是指基因中堿基對(duì)的替換、增添和缺失；染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)

變異和染色體數(shù)目變異，通常染色體變異涉及許多基因的變化，故基因突變涉及的堿基對(duì)數(shù)

目比染色體變異涉及的少。（2）在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也

可發(fā)生以染色體為單位的變異。(3)顯性突變是aa突變?yōu)锳a,在子一代中能觀察到該顯性突

變的性狀，子一代自交，子二代的基因型為AA、Aa和aa,子二代再自交，子三代不發(fā)生

性狀分離才算得到顯性突變純合體；隱性突變是AA突變?yōu)锳a,在子一代還是表現(xiàn)為顯性

性狀，子一代自交，子二代的基因型為AA、Aa和aa,即能觀察到該隱性突變的性狀，也

就是隱性突變純合體。

答案：⑴少(2)染色體(3)一二三二

［學(xué)情考情?了然于胸］

一、明考情?知能力——找準(zhǔn)努力方向

考查1.基因突變的類型、特點(diǎn)和意義，重點(diǎn)考查基因突變的原理和特點(diǎn)。

知識(shí)2.基因重組的概念、類型和意義，多考查基因突變與基因重組的關(guān)系。

考查1.識(shí)記能力：主要考查對(duì)基因突變和基因重組類型和特點(diǎn)的識(shí)記能力。

能力2.推理能力：主要考查基因突變與生物性狀的關(guān)系，根據(jù)性狀確定變異類型。

二、記要點(diǎn)?背術(shù)語——匯總本節(jié)重點(diǎn)

1.可遺傳的變異：基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳變異的來源，原因是

三者細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)都發(fā)生了變化。

2.基因突變

(1)基因突變是由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的

改變。

(2)基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料。

3.基因重組

(1)基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。基

因重組也是生物變異的來源之一，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要的意義。

(2)基因重組主要來源于減數(shù)分裂形成配子時(shí)，非同源染色體上的非等位基因的自由組合

及同源染色體上的非姐妹染色單體間的交叉互換。基因工程中的轉(zhuǎn)基因操作也屬于基因重

組。

［課下達(dá)標(biāo)檢測(cè)1_________________________________________________________________

一、選擇題

1.下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，正確的是()

A.基因突變對(duì)生物個(gè)體是利多于弊

B.基因突變所產(chǎn)生的基因都可以遺傳給后代

C.基因重組能產(chǎn)生新的基因

D.在自然條件下，基因重組是進(jìn)行有性生殖的生物才具有的一種可遺傳變異方式

解析：選D基因突變具有多害少利的特點(diǎn)；發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變一般不能遺傳

給后代；只有基因突變才可以產(chǎn)生新的基因，基因重組可以產(chǎn)生新的基因型；在自然條件下，

只有進(jìn)行有性生殖的生物才會(huì)發(fā)生基因重組。

2.下列關(guān)于遺傳變異的說法正確的是（）

A.任何生物在遺傳過程中都可以發(fā)生基因突變、基因重組和染色體變異

B.花藥離體培養(yǎng)過程中發(fā)生的變異有基因重組和染色體變異

C.基因突變可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同DNA分子上體現(xiàn)了其隨機(jī)性

D.基因重組和染色體變異都可導(dǎo)致基因在染色體上的排列順序發(fā)生改變

解析：選C原核生物和病毒不含染色體，不會(huì)發(fā)生染色體變異，基因重組一般發(fā)生在

真核生物的有性生殖過程中；花藥離體培養(yǎng)成單倍體幼苗過程中發(fā)生的是有絲分裂，該過程

可以發(fā)生基因突變和染色體變異，但不會(huì)發(fā)生基因重組；細(xì)胞的不同DNA分子上的基因都

可能發(fā)生突變，體現(xiàn)了基因突變的隨機(jī)性；基因重組和染色體數(shù)目變異不會(huì)導(dǎo)致染色體上基

因的排列順序發(fā)生改變。

3.（2019?巢湖質(zhì)檢）如圖是某二倍體動(dòng)物細(xì)胞分裂示意圖，其中字母表示

基因。據(jù)圖判斷正確的是（）（用殿）

A.此細(xì)胞含有4個(gè)染色體組，8個(gè)DNA分子/：：\

B.此動(dòng)物體細(xì)胞基因型一定是AaBbCcDd

C.此細(xì)胞發(fā)生的一定是顯性突變

D.此細(xì)胞既發(fā)生了基因突變又發(fā)生了基因重組

解析：選D圖示細(xì)胞有2個(gè)染色體組，8個(gè)DNA分子；細(xì)胞中正在發(fā)生同源染色體

的分離，非同源染色體上非等位基因的自由組合，即基因重組；圖中一條染色體的姐妹染色

單體相同位置的基因?yàn)镈和d,其對(duì)應(yīng)的同源染色體上含有d、d,但不能確定是D突變成

d,還是d突變成D,故可能發(fā)生的是隱性突變，也可能發(fā)生的是顯性突變。

4.（2018?齊齊哈爾三桃）諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者克隆了果蠅的period基因，并發(fā)

現(xiàn)該基因編碼的mRNA和蛋白質(zhì)含量隨晝夜節(jié)律而變化。下列相關(guān)敘述