必修二 第七單元 生物的變異、育種與進(jìn)化

第七單元生物的變異、育種與進(jìn)化

［知考綱?明考情］

考試

知識(shí)內(nèi)容考試要求知識(shí)內(nèi)容考試要求知識(shí)內(nèi)容

要求

基因重組a基因突變b染色體畸變a

雜交育種、誘變育種、雜交育種和誘

單倍體育種和多倍體a變育種在農(nóng)業(yè)b轉(zhuǎn)基因技術(shù)a

育種生產(chǎn)中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)基因生物和

生物變異在生產(chǎn)上的生物多樣性和

c轉(zhuǎn)基因食品的ba

應(yīng)用統(tǒng)一性的實(shí)例

安全性

種群的基因庫(kù)、

進(jìn)化論對(duì)多樣性和統(tǒng)選擇是進(jìn)化的

bb基因頻率、基因b

一性的解釋動(dòng)力

型頻率的概念

自然選擇與生

基因頻率、基因型頻率影響基因頻率

ba物適應(yīng)的關(guān)系b

的計(jì)算變化的因素

及實(shí)例

異地的和同地的物種

a

形成的過(guò)程及實(shí)例

第一講基因突變和基因重組

素能目標(biāo)★備考明確

素

實(shí)

科

I?I驗(yàn)

養(yǎng)

學(xué)

|猛力通過(guò)顯性突變與隱性突變類(lèi)型的探

10與

探

究

能判斷，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和邏輯

究

能

|理解力

I—思維能力力

............O理考點(diǎn)?提素能O.............

廨屈考點(diǎn)一基因突變

必備知識(shí)自.學(xué).區(qū)

1.生物變異的類(lèi)型

比較項(xiàng)目可遺傳的變異不遺傳的變異

遺傳物質(zhì)發(fā)生改變不發(fā)生改變

遺傳情況能在后代中再次出現(xiàn)僅限于當(dāng)代表現(xiàn)

無(wú)育種價(jià)值，但在生產(chǎn)上可利用改良

是育種的原始材料，能從中選育出符

應(yīng)用價(jià)值環(huán)境條件來(lái)影響性狀的表現(xiàn)，以獲取

合人類(lèi)需要的新類(lèi)型或新品種

高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品

不遺傳的變異

n

基因理

表現(xiàn)型+環(huán)境條件

(改變)(改變(改變)

1八誘

聯(lián)系t因

可遺傳的變異

基因突變卜

染色體畸變

一基因重組

2.基因突變的實(shí)例一鐮刀型細(xì)胞貧血癥

a

^DNA^CTT突變CAT

—-------

|bGAAGTA

\I1I

zmRNAGAAGUA

丁丁

氨基酸谷氨酸綴氨酸

、蛋白質(zhì)正常異常

紅細(xì)胞卜*二

形狀Es

(1)圖示中a、b、c過(guò)程分別代表DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。突變主要發(fā)生在虱填字母)

過(guò)程中。

(2)患者貧血的直接原因是血紅蛋白異常，根本原因是發(fā)生了基因突變，堿基對(duì)由=4=

替換成十。

(3)用光學(xué)顯微鏡能否觀察到紅細(xì)胞形狀的變化？能(填“能”或“不能”)o

3.基因突變

(1)概念：是指由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定核苴酸莊列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過(guò)程。

⑵相關(guān)描述

比較內(nèi)容分析

①形態(tài)突變:主要影響生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，可以從表現(xiàn)型的明顯差異來(lái)識(shí)別

②生化突變:影響生物的代謝過(guò)程，導(dǎo)致某個(gè)特定生化功能的改變或喪失

類(lèi)型

③致死突變:導(dǎo)致個(gè)體活力下降，甚至死亡

所有的突變都是生化突變

①物理因素,如各種射線的照射，溫度劇變等

②化學(xué)因素,各種能改變DNA分子中堿基排列順序的化合物，如亞硝酸、堿基

誘發(fā)因素

類(lèi)似物等

③生物因素,如麻疹病毒等

(所有生物〕3_心位

均可發(fā)生

①普遍性V生物個(gè)體發(fā)育的不同階段卜甘H行人

1不同個(gè)體的任何細(xì)胞J

特點(diǎn)②多方向性：基因A可突變?yōu)榛蛴?、a2>a3……

③稀有性:基因突變頻率一般是很低的

④可逆性:顯性基因可以突變?yōu)殡[性基因，隱性基因也可突變?yōu)轱@性基因

⑤有害性:大多數(shù)的基因突變會(huì)給生物帶來(lái)不利的影響

由于某些因素的作用，引起堿基對(duì)的缺失、增加或替換,使DNA分子中的核昔

機(jī)理酸順序發(fā)生改變，其對(duì)應(yīng)的mRNA的堿基順序也隨之改變，導(dǎo)致由mRNA翻

譯的蛋白質(zhì)出現(xiàn)異常,最終表現(xiàn)為遺傳性狀的改變

意義是生物變異的根本來(lái)源,對(duì)生物進(jìn)化和選育新品種具有非常重要的意義

【基礎(chǔ)小題】

1.判斷正誤

⑴基因突變通常發(fā)生在DNA-RNA的過(guò)程中(X)

⑵病毒、大腸桿菌及動(dòng)、植物都可發(fā)生基因突變(J)

(3)有絲分裂前期不會(huì)發(fā)生基因突變(義)

(4)基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因(X)

(5)在沒(méi)有外界不良因素的影響下，生物不會(huì)發(fā)生基因突變(X)

(6)一個(gè)人是否患鐮刀型細(xì)胞貧血癥能通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察到(V)

⑺基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代(V)

(8)誘變因素可以提高突變頻率并決定基因突變的方向(義)

2.熱圖導(dǎo)析：據(jù)圖分析基因突變機(jī)理

體內(nèi)因素:異

常的代謝物

質(zhì)等

①一因素:

射線、激光等

②—因素:基因

構(gòu)

病毒等結(jié)

變

改

③—因素:

亞硝酸、堿基

類(lèi)似物等

(1)①②③分別表示引起基因突變的什么因素?

提示：物理、生物、化學(xué)。

(2)④⑤⑥分別表示什么類(lèi)型的基因突變？

提示：增添、替換、缺失。

(3)為什么在細(xì)胞分裂的間期易發(fā)生基因突變？

提示：細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA復(fù)制時(shí)需要解旋成單鏈，單鏈DNA容易

受到內(nèi)、外因素的影響而發(fā)生堿基的改變。

(4)基因突變一定產(chǎn)生等位基因嗎？為什么？

提示：不一定。真核生物基因突變一般可產(chǎn)生它的等位基因，而病毒和原核細(xì)胞中不

存在等位基因，其基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。

核心素養(yǎng)

理解拓展——融會(huì)貫通?探規(guī)尋律

1.辨析基因突變的一個(gè)“一定”和四個(gè)“不一定”

項(xiàng)目?jī)?nèi)容解讀

基因突變一定會(huì)引起

一個(gè)“一定”基因突變使基因中堿基排列順序發(fā)生改變

基因結(jié)構(gòu)的改變

DNA中堿基對(duì)的增基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,不具有遺傳效應(yīng)的

添、缺失和替換不一DNA片段也可發(fā)生堿基對(duì)的改變，但不屬于基因突

定是基因突變變

四個(gè)“不一①突變可能發(fā)生在沒(méi)有遺傳效應(yīng)的DNA片段中。②

定”基因突變不一定會(huì)引基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一

起生物性狀的改變種氨基酸。③基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA-Aa,

當(dāng)代不會(huì)導(dǎo)致性狀的改變

基因突變不一定都產(chǎn)病毒和原核細(xì)胞不存在等位基因，因此，原核生物

生等位基因和病毒基因突變產(chǎn)生的是新基因

①基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，一般不遺

基因突變不一定都能傳給后代，但有些植物可能通過(guò)無(wú)性生殖遺傳給后

遺傳給后代代。②如果發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，可以通過(guò)配子

遺傳給后代

2.明確基因突變對(duì)蛋白質(zhì)影響的四種情況

類(lèi)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

增添大對(duì)插入位置前不影響，影響插入位置后的序列

缺失大對(duì)缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列

增添或缺失3

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

個(gè)堿基

【對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

1.用射線處理純種小麥種子，使其體內(nèi)一條染色體上的TD8基因突變成S基因，導(dǎo)

致編碼的多肽鏈的第18位的亮氨酸替換為賴(lài)氨酸，從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的

突變體小麥。下列敘述正確的是（）

A.突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性

B.TD8基因和S基因的脫氧核昔酸的排列順序相同

C.TD8基因突變成S基因時(shí)基因結(jié)構(gòu)沒(méi)發(fā)生改變

D.TD8基因與S基因在同源染色體上的位置不同

解析：選A根據(jù)題干信息“從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥”可

知，突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性，A正確；基因突變是指DNA分子中堿基對(duì)的

增添、缺失或替換，TD8基因突變成S基因，則TD8基因和S基因的脫氧核甘酸的排列順

序不相同，B錯(cuò)誤；基因突變會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此TD8基因突變成S基因時(shí)基

因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；TD8基因與S基因是一對(duì)等位基因，它們?cè)谕慈旧w上的位

置相同，D錯(cuò)誤。

2.下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是（）

A.基因突變一定會(huì)遺傳給后代

B.基因突變一定會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變

C.基因突變一定會(huì)引起生物性狀的改變

D.基因突變一定會(huì)使其指導(dǎo)合成的肽鏈長(zhǎng)度發(fā)生變化

解析：選B基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細(xì)胞，一般不會(huì)遺傳給后代，A錯(cuò)誤；基因突變一定

會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，B正確；由于密碼子具有簡(jiǎn)并性等原因，基因突變不一定會(huì)引起

生物性狀的改變，C錯(cuò)誤；基因突變不一定會(huì)使其指導(dǎo)合成的肽鏈長(zhǎng)度發(fā)生變化，如發(fā)生

堿基對(duì)替換時(shí)，由于密碼子具有簡(jiǎn)并性的特點(diǎn)，其指導(dǎo)合成的肽鏈長(zhǎng)度不一定發(fā)生變化，D

錯(cuò)誤。

3.基因D因堿基對(duì)A/T替換為G/C而突變成基因d,則下列各項(xiàng)中一定發(fā)生改變的

是（）

A.基因在染色體上的位置

B.基因中堿基的排列順序

C.基因編碼的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

D.基因中噤吟堿基所占比例

解析：選B基因突變不會(huì)改變基因在染色體上的位置，A錯(cuò)誤；堿基對(duì)替換后，基因

中堿基排列順序發(fā)生改變，B正確；由于密碼子具有簡(jiǎn)并性等原因，基因突變不一定會(huì)改

變其編碼的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；基因突變不會(huì)改變喋吟堿基所占的比例，始終是50%,

D錯(cuò)誤。

4.豌豆的高莖對(duì)矮莖為顯性，受一對(duì)等位基因M/m控制。M基因控制合成的酶能促

進(jìn)赤霉素的合成，與此酶相比，m基因控制合成的酶只在第229位由丙氨酸（GCU、GCC,

GCA、GCG）變?yōu)樘K氨酸（ACU、ACC,ACA、ACG）,失去了原有的酶活性。下列敘述正

確的是（）

A.M基因突變?yōu)閙基因是因?yàn)镚-C替換為A-T

B.M基因突變?yōu)閙基因后導(dǎo)致三個(gè)密碼子發(fā)生改變

C.赤霉素是M基因的表達(dá)產(chǎn)物，能促進(jìn)豌豆莖的生長(zhǎng)

D.在雜合體Mm個(gè)體中，M基因表達(dá)，m基因不表達(dá)

解析：選A根據(jù)第229位由丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG）變?yōu)樘K氨酸（ACU、

ACC、ACA、ACG）,說(shuō)明M基因突變?yōu)閙基因是因?yàn)镚-C替換為A-T,A正確；由

A分析可知：M基因突變?yōu)閙基因后導(dǎo)致一個(gè)密碼子的改變，B錯(cuò)誤；M基因控制合成的

酶能促進(jìn)赤霉素的合成，故赤霉素不是M基因的表達(dá)產(chǎn)物，C錯(cuò)誤；在雜合體Mm個(gè)體中，

M基因表達(dá)，m基因也表達(dá)，只是表達(dá)的酶失去了原有的活性，D錯(cuò)誤。

5.Tay-Sachs病是一種基因病，可能是由于基因突變從而產(chǎn)生異常酶引起的。下表為

正常酶和異常酶的部分氨基酸序列。根據(jù)題干信息，推斷異常酶的mRNA不同于正常酶的

mRNA的原因是（）

密碼子位置

酶的種類(lèi)

4567

蘇氨酸絲氨酸繳氨酸谷氨酰胺

正常酶

（ACU）（UCU）（GUU）（CAG）

蘇氨酸酪氨酸絲氨酸繳氨酸

異常酶

(ACU)(UAC)(UCU)(GUU)

A.第5個(gè)密碼子中插入堿基A

B.第6個(gè)密碼子前UCU被刪除

C.第7個(gè)密碼子中的C被G替代

D.第5個(gè)密碼子前插入U(xiǎn)AC

解析：選D分析表格，正常酶的第4?7個(gè)密碼子依次為ACU、UCU、GUU、CAG,

而異常酶的第4?7個(gè)密碼子依次為ACU、UAC、UCU、GUU,比較正常酶和異常酶的密

碼子可知，最可能是第5個(gè)密碼子前插入了UAC,致使該位點(diǎn)后的密碼子都向后移了一個(gè)

位點(diǎn)。

［規(guī)律方法］

基因突變機(jī)理的“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)錄成的mRNA的堿基序列判斷，若只有一

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

實(shí)驗(yàn)探究一領(lǐng)悟方法?提升技能

顯性突變與隱性突變的判斷

⑴突變類(lèi)型

(2)判定方法

?自交后代出現(xiàn)性狀分離一顯性突變

?自交后代未出現(xiàn)性狀分離一隱性突變

j雜交后代有兩種表現(xiàn)型-顯性突變

-雜交后代沒(méi)有出現(xiàn)突變性狀+隱性突變

【對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

6.果蠅的某個(gè)基因若發(fā)生突變，會(huì)出現(xiàn)純合致死效應(yīng)(胚胎致死)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

)

A.如果是常染色體上的隱性突變，與多對(duì)野生型果蠅雜交，后代不會(huì)出現(xiàn)突變型個(gè)體

B.如果是常染色體上的顯性突變，一對(duì)突變型果蠅雜交后代性狀分離比為2：1

C.如果是X染色體上的隱性突變，為了探究一只雄果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生

該突變，可選野生型雌果蠅與之雜交，通過(guò)后代雌雄比來(lái)推測(cè)

D.如果是X染色體上的隱性突變，為了探究一只雌果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生

該突變，可選野生型雄果蠅與之雜交，通過(guò)后代雌雄比來(lái)推測(cè)

解析：選C如果是常染色體上的隱性突變（相應(yīng)的基因用a表示），與多對(duì)野生型果蠅

（AA）雜交，后代不會(huì)出現(xiàn)突變型個(gè)體（aa）,A正確；如果是常染色體上的顯性突變（相應(yīng)的

基因用A表示），一對(duì)突變型果蠅雜交（AaXAa）,后代基因型及比例為AA（胚胎致死）：Aa：

aa=l：2：1,因此后代性狀分離比為2：1,B正確；如果是X染色體上的隱性突變（相應(yīng)

的基因用a表示），為了探究一只雄果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變，若選野生型雌

果蠅（XAXA）與之雜交，無(wú)論該雄果蠅是否發(fā)生基因突變，后代雌雄比均為1：1,因此不能

通過(guò)后代雌雄比來(lái)推測(cè)，C錯(cuò)誤；如果是X染色體上的隱性突變（相應(yīng)的基因用a表示），為

了探究一只雌果蠅在受到致變因素后是否發(fā)生該突變，可選野生型雄果蠅（XAY）與之雜交，

若該雌果蠅未發(fā)生基因突變，即XAXAXXAY,則后代雌雄比為1：1,若該雌果蠅發(fā)生基因

突變，即XAxaXXAY,則后代雌雄比為2：1,因此可通過(guò)后代雌雄比來(lái)推測(cè)，D正確。

7.一對(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)椤曰虻闹苯咏Y(jié)果，因?yàn)?/p>

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（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除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：（1）1：1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

國(guó)靠考點(diǎn)二基因重組

必備知識(shí)

1"概念

具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖時(shí),控制不同性狀的基因重新組合,導(dǎo)

致后代不同于親本類(lèi)型的現(xiàn)象或過(guò)程。

2.發(fā)生時(shí)期和原因

時(shí)期原因

減數(shù)第一次分裂后期隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合

同源染色體上的笠位基因隨非姐妹染色單體之間的交換而發(fā)

減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期

生交換

3.意義

基因重組的結(jié)果是導(dǎo)致生物性狀的多樣性,為動(dòng)植物直種和生物進(jìn)化提供豐富的物質(zhì)

基礎(chǔ)。

4.類(lèi)型

(1)自由組合型：位于非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而發(fā)生

重組(如下圖)。

(2)交叉互換型：位于同源染色體上的非等位基因隨四分體的非姐妹染色單體間的交叉

互換導(dǎo)致位于同源染色體上的非等位基因發(fā)生重組(如下圖)。

⑶基因工程重組型：目的基因經(jīng)運(yùn)載便導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因發(fā)生重組

(如下圖)。

外源基因

重組質(zhì)粒受體細(xì)胞

【基礎(chǔ)小題】

1.判斷正誤

(1)基因重組只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀(J)

(2)原核生物不存在基因重組，而真核生物的受精過(guò)程中可進(jìn)行基因重組(X)

(3)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離(X)

⑷有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導(dǎo)致基因重組

(X)

(5)基因重組為生物進(jìn)化提供了最根本的原材料(X)

(6)交叉互換和基因突變都能使染色體上原來(lái)的基因位置出現(xiàn)等位基因(V)

2.熱圖導(dǎo)析：如圖a、b為某二倍體生物細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像，請(qǐng)分析：

(1)圖a細(xì)胞處于什么時(shí)期？細(xì)胞中的1、2號(hào)染色體發(fā)生了什么變異？

提示：圖a細(xì)胞處于四分體時(shí)期。細(xì)胞中的1、2號(hào)染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。

(2)圖b細(xì)胞處于什么時(shí)期？該細(xì)胞名稱(chēng)是什么？在該時(shí)期細(xì)胞中可發(fā)生哪種變異？

提示：圖b細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期。該細(xì)胞名稱(chēng)為初級(jí)精母細(xì)胞。該時(shí)期細(xì)胞

可發(fā)生非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組。

(3)二倍體生物同源染色體的非姐妹染色單體間一定能發(fā)生交叉互換嗎？為什么？

提示：不一定。二倍體生物進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過(guò)程中(減數(shù)分裂時(shí))，在四分

體時(shí)期，會(huì)有一定數(shù)量的同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換。

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

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

①都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異

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

聯(lián)系

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.“三看法”判斷基因突變與基因重組

r（i）如果親代基因型為BB或bb,則引起姐妹染色

Q建工代J單體B與b不同的原因是基因突變。

肝基因型］（2）如果親代基因型為Bb,則引起姐妹染色單體

與b不同的原因是基因突變或交叉互換。

'［（1）如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則

細(xì)胞分為基因突變的結(jié)果。

電1裂方式（2）如果是減數(shù)分裂過(guò)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。

rd）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

細(xì)胞分［體（同白或同灰）上的兩基因不同，則為基因突變

回裂圖的結(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（其B處顏色為“灰色”）。

【對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

1.下列有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組

B.兩條非同源染色體之間互換片段也屬于基因重組

C.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組

D.同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組

解析：選B非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致其上的非等位基因自由組合，即導(dǎo)致基

因重組，A正確；兩條非同源染色體之間互換片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異（易位），B錯(cuò)誤；肺

炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組，C正確；同源染色體的非姐

妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組，D正確。

2.以下各項(xiàng)與基因重組無(wú)關(guān)的是（）

A.基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離

B.YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類(lèi)型

C.“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌

D.是生物變異的主要來(lái)源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代

解析：選A基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離，這是基因分離的結(jié)果，與

基因重組無(wú)關(guān)；YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類(lèi)型，這是基因重組的結(jié)果；“肺

炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌的實(shí)質(zhì)是基因重組；基因重組是生物變異的主

要來(lái)源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代。

［易錯(cuò)提醒］

1.基因重組只是原有基因間的重新組合。

2.自然條件下基因重組發(fā)生在配子形成過(guò)程中，而不是受精作用發(fā)生時(shí)。

3.基因重組一般發(fā)生于有性生殖產(chǎn)生配子的過(guò)程中，無(wú)性生殖的生物不發(fā)生，有性生

殖的個(gè)體體細(xì)胞增殖時(shí)也不會(huì)發(fā)生。

4.雜合子（Aa）自交產(chǎn)生的子代出現(xiàn)性狀分離，不屬于基因重組的原因是A、a控制的

性狀是同一性狀中的不同表現(xiàn)型，而非不同性狀。

3.下列有關(guān)基因突變與基因重組的敘述，正確的是（）

A.基因突變的不定向性是指基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期

B.基因重組是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原始材料

C.基因突變是廣泛存在的，且對(duì)生物自身大多是有害的

D.同源染色體上的非等位基因自由組合可實(shí)現(xiàn)基因重組

解析：選C基因突變的隨機(jī)性是指基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，基因突

變的不定向性表現(xiàn)為一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因，A

錯(cuò)誤；基因突變是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原始材料，B錯(cuò)誤；基因突變是廣

泛存在的，且對(duì)生物自身大多是有害的，C正確；非同源染色體上的非等位基因自由組合

可實(shí)現(xiàn)基因重組，D錯(cuò)誤。

4.某動(dòng)物的初級(jí)卵母細(xì)胞中，由一個(gè)著絲粒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(guò)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(guò)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。

5.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(lèi)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(guò)復(fù)制而得到的，圖中①②的變異只能來(lái)自基因突變；③處于Mil后期,

A與a的不同可能來(lái)自基因突變或MI前期的交叉互換（基因重組）。

.......。研真題?扣選考O.............

一、形成生命觀念

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(shuō)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(lái)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(shuō)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(lèi)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.（2019?海南高考）下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是（）

A.高等生物中基因突變只發(fā)生在生殖細(xì)胞中

B.基因突變必然引起個(gè)體表現(xiàn)型發(fā)生改變

C.環(huán)境中的某些物理因素可引起基因突變

D.根細(xì)胞的基因突變是通過(guò)有性生殖傳遞的

解析：選C高等生物中基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞或生殖細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；由于密

碼子的簡(jiǎn)并性，基因突變不一定引起個(gè)體表現(xiàn)型發(fā)生改變；如果是顯性純合子中的一個(gè)基

因發(fā)生隱性突變，表現(xiàn)型不發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；環(huán)境中的某些物理因素如射線可引起基因

突變，C正確；根細(xì)胞不是生殖細(xì)胞，其基因突變不能通過(guò)有性生殖傳遞，D錯(cuò)誤。

3.（2017?浙江11月選考）人類(lèi)的鐮刀形細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中一個(gè)堿基對(duì)

A-T替換成了T-A,引起血紅蛋白結(jié)構(gòu)改變所致。該實(shí)例不能說(shuō)明的是（）

A.該變異屬于致死突變

B.基因突變是可逆的

C.堿基對(duì)替換會(huì)導(dǎo)致遺傳信息改變

D.基因控制生物性狀

解析：選B基因中一個(gè)堿基對(duì)的替換，不能說(shuō)明基因突變是可逆的。

二'培養(yǎng)科學(xué)思維

4.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(kāi)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)引起染色體畸變

C.通過(guò)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

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

變或染色體畸變。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。

5.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

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(méi)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。

6.基因突變和染色體畸變是真核生物可遺傳變異的兩種來(lái)源?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）基因突變和染色體畸變所涉及到的堿基對(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。

解析：（1）基因突變是指基因中堿基對(duì)的替換、增添和缺失；染色體畸變包括染色體結(jié)

構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，通常染色體畸變涉及許多基因的變化。故基因突變涉及的堿基

對(duì)數(shù)目比染色體畸變涉及的少。（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⑶一二三二

［課下達(dá)標(biāo)檢測(cè)］含）

A級(jí)基礎(chǔ)題

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.血紅蛋白a珠蛋白基因的堿基序列由ATT變成了GTT,導(dǎo)致a珠蛋白鏈很容易被

破壞，引發(fā)慢性溶血，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致機(jī)體死亡。下列敘述正確的是（）

A.上述材料說(shuō)明基因突變具有普遍性

B.依據(jù)對(duì)表現(xiàn)型的影響，該基因突變不屬于致死突變

C.引起溶血現(xiàn)象的直接原因是細(xì)胞中a珠蛋白鏈增多

D.這種基因突變屬于堿基對(duì)替換引發(fā)的序列變化

解析：選D上述材料說(shuō)明基因突變具有的危害性，沒(méi)有說(shuō)明其普遍性；由于該突變

可以導(dǎo)致機(jī)體死亡，所以該突變屬于致死突變；由題干信息“突變導(dǎo)致a珠蛋白鏈很容易

被破壞“可知，不是引發(fā)細(xì)胞內(nèi)a珠蛋白鏈增多；由題干信息“血紅蛋白a珠蛋白基因的

堿基序列由ATT變成了GTT”可知，這種基因突變是屬于堿基對(duì)替換引發(fā)的序列變化。

3.下列有關(guān)生物變異來(lái)源圖解的敘述，正確的是（）

|可遺傳的變異|

①|(zhì)|染色體畸變||②

I堿山時(shí)的③H①的改變性狀的改變I

A.產(chǎn)生鐮刀型細(xì)胞貧血癥的直接原因是圖中④的改變

B.圖中⑤過(guò)程是交叉互換，發(fā)生在減數(shù)第二次分裂時(shí)期

C.圖中的①、②可分別表示為突變和基因重組

D.③一定會(huì)造成生物性狀的改變

解析：選A⑤交叉互換發(fā)生于四分體時(shí)期，B錯(cuò)誤。①表示基因突變，不能直接用“突

變”表示，C錯(cuò)誤。堿基對(duì)的③增添、缺失和替換未必會(huì)造成生物性狀的改變，D錯(cuò)誤。

4.（2018?江蘇高考）下列過(guò)程不涉及基因突變的是（）

A.經(jīng)紫外線照射后，獲得紅色素產(chǎn)量更高的紅酵母

B.運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個(gè)基因中的特定堿基

C.黃瓜開(kāi)花階段用2,4-D誘導(dǎo)產(chǎn)生更多雌花，提高產(chǎn)量

D.香煙中的苯并花使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，增加患癌風(fēng)險(xiǎn)

解析：選C基因突變是指由DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或