备考2022高考生物高效学习方案考点专项-4-9基因突变和基因重组-新人教版

备考2022高效学习方案生物考点专项1．说明基因突变的概念及其意义。2．掌握基因突变的特点。3．举例说明人工诱变在育种上的应用。4．说明基因重组的概念及类型。5．分析基因重组的意义。一、生物的变异二、基因突变三、基因重组1.变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。2．生物变异的的概念图3.可遗传变异与不可遗传变异的比拟

可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现应用价值是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现获得高产优质产品联系提醒水、肥、阳光特别充足时，温度改变，激素处理等引起的变异一般是不可遗传变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传变异。实验控究控究某一性状是否是可遗传变异的方法思路(1)假设染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。(2)与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，假设不消失那么为可遗传变异，反之那么为不可遗传变异。(3)设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的基因型是否改变。【例1】(2022·石家庄质检)祖国宝岛台湾蝴蝶资源丰富，种类繁多。变异是岛上蝶类新种形成和进化的重要因素之一。但是以下变异不能成为蝶类进化内因的是 ()A．基因结构改变引起的变异B．染色体数目改变引起的变异C．环境改变引起的变异D．生物间杂交引起的变异[解析]进化的内因是可遗传变异，包括基因突变、染色体变异、基因重组。单纯由环境改变引起的变异是不遗传的。[答案]C以下表达中，其变异现象可遗传的是 ()A．割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移殖，因而局部改变了第二性征B．果树修剪后所形成的树冠具有特定形状C．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到无子果实D．开红花的一株豌豆自交，后代局部植株开白花答案：D1.基因突变与人工诱变概念由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变时期DNA复制时(发生于有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期)类型(1)根据对性状类型的影响，可将基因突变分为：(2)根据诱变时的状态，可将基因突变分为：原因外因：某些环境条件(如物理、化学、生物因素)内因：DNA复制过程中，基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变，从而改变了遗传信息结果产生了该基因的等位基因，即新基因特点①普遍性：所有生物均可能发生基因突变②随机性：生物个体发育的任何时期和任何细胞均可发生基因突变③低频性：在高等生物中，突变率是10－5～10－8④多害少利性：大多数突变对生物是有害的，也有少数是有利的，也有既无利也无害的⑤不定向性：可产生复等位基因，如下图：人工诱变原因利用物理、化学、生物因素处理生物，使它发生基因突变方法物理方法：辐射诱变、激光诱变化学方法：用硫酸二乙酯、亚硝酸等处理过程

意义提高变异频率，创造动物、植物和微生物新品种2.基因突变的分子机制由图解知：(1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。(2)基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的形式，即由A→a或a→A，而A、a的本质区别是其基因内部内子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列序列发生了改变。3．基因突变对性状的影响(1)基因突变影响后代性状原因：突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。例如镰刀型细胞贫血症。(2)基因突变不影响后代性状原因：①假设基因突变发生后，引起了信使RNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可能对应多个密码子，假设该改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。②假设基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。③某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。4．基因突变对后代的影响(是否传向子代)(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，可以通过无性生殖传递给子代。由于多数生物进行有性生殖，所以体细胞突变对后代影响小。(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。对于有性生殖的生物来说对后代影响大。特别提示(1)基因突变的实质是基因内局部子结构发生改变，只要碱基对的改变限制了基因内部(而不是整个基因整体移动)，无论有多少个碱基对改变均应看作基因突变——这是惟一的一种在基因内部“做文章〞的变异，其他变异均未深入基因内部，引发其分子结构改变。(2)基因突变容易发生在具有DNA复制功能的细胞中(具有分裂能力的细胞)，已高度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生DNA复制，故不容易发生基因突变。【例2】(2022·海淀区期末)有关基因突变的表达，正确的选项是 ()A．所有生物的基因发生突变的概率无差异B．环境因素可诱导基因朝某一方向突变C一个基因可以向多个方向突变D．只有减数分裂过程中的基因突变才遗传给后代[解析]不同生物的基因突变频率不同；基因突变是不定向的；一个基因可以向多个方向突变；减数分裂过程中的基因突变可以通过有性生殖遗传给后代，而有丝分裂过程中的基因突变可以通过无性生殖由体细胞遗传给后代。[答案]C(2022·南京)用人工诱变方法使黄色短杆菌的质粒中脱氧核苷酸序列发生如下变化：CCGCTAACG→CCGCGAACG那么，黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能相关的密码子为：脯氨酸—CCG、CCA；甘氨酸—GGC、GGU；天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG；半胱氨酸—UGU、UGC) ()A．基因突变，性状改变B．基因突变，性状没有改变C．基因和性状均没有改变D．基因没变，性状改变解析：对照比拟CCGCTAACG→CCGCGAACG，发现CTA→CGA，即基因中T突变为G，密码子由GAU变为GCU，编码的氨基酸由天冬氨酸变为丙氨酸，所以答案为A。答案：A——三种类型基因重组比拟基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，依据来源可分为非同源染色体上非等位基因间的重组——基因自由组合、同源染色体非姐妹染色单体间的基因重组及人为因素导致的基因重组。重组类型比拟非同源染色体间的基因重组同源染色体间的基因重组人为因素导致的基因重组(以基因工程为例)发生时间减数第一次分裂后期减数第一次分裂四分体时期目的基因导入受体细胞时发生原因同源染色体分开，导致等位基因别离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换→等位基因互换→染色单体上非等位基因重组运载体将目的基因送入受体细胞重组类型比拟非同源染色体间的基因重组同源染色体间的基因重组人为因素导致的基因重组(以基因工程为例)细胞学原理

目的基因提取→目的基因与运载体结合→目的基因导入受体细胞(假设受体细胞为大肠杆菌，一般用氯化钙处理，以增大细胞壁通透性)→外源基因与受体细胞基因重组重组类型比拟非同源染色体间的基因重组同源染色体间的基因重组人为因素导致的基因重组(以基因工程为例)相同点均实现了基因间的重新组合，改变了生物的基因型，进而出现重组性状，而且均未产生新基因，也不产生新的蛋白质特别提示基因重组的实质是原有基因的“重新搭配〞——参与重组的基因其内局部子结构仍是“完好无损〞的，即仍为旧基因，只不过重组产生了“新基因型〞而已。总结归纳基因突变和基因重组的比拟

基因突变基因重组区别本质基因的分子结构发生了改变，产生了新基因基因的重新组合，产生了新的基因型发生时期及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，碱基种类、数目、排列次序发生改变减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换(四分体时期)及非同源染色体之间自由组合(减Ⅰ后期)条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中减数分裂和受精作用

基因突变基因重组区别适用范围所有生物均可发生(包括病毒)，具普遍性只适于真核生物有性生殖的核基因遗传意义是生物变异的根本来源，通过诱变育种可培育新品种，是基因重组的根底是生物变异的重要因素，通过杂交育种可培育出新的优良品种发生可能可能性很小非常普遍联系使生物产生可遗传的变异，在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的根底【例3】(2022·福建理综)细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程中的变异是 ()A．染色体不别离或不能移向两极，导致染色体数目变异B．非同源染色体自由组合，导致基因重组C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异[解析]此题考查了考生对可遗传变异来源的理解以及该知识点与有丝分裂和减数分裂的关系，同时还考查了有丝分裂和减数分裂的比拟。可遗传的变异有三个来源：基因重组、基因突变和染色体变异，其中基因重组通常只发生在减数分裂过程中，而基因突变和染色体变异在有丝分裂和减数分裂中均可发生。[答案]B(2022·湖南师大附中月考)以下关于基因重组的表达，不正确的选项是 ()A．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属于基因重组B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可以导致基因重组C．减数分裂过程中，非同源染色体上的基因的自由组合可导致基因重组D一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖不能解析：减数分裂四分体时期同源染色体的“非姐妹染色单体〞之间发生交叉互换，属于基因重组，而不是“姐妹染色单体〞之间的局部交换。答案：B1．(2022·山东省日照市模拟)关于生物变异的表达，正确的选项是 ()A．突变性状都会遗传给后代B．基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变C．基因突变个体产生的后代都是不育的D．基因重组只发生在生殖细胞形成过程中解析：突变的性状如果发生在体细胞，一般不会遗传给后代，如果发生在生殖细胞，相对容易遗传给后代。基因突变可能引起后代性状改变，导致不育。也可能对后代性状没有影响，仍然可育。基因重组还可发生在基因工程中。答案：B2．将纯种小麦播种于生产田，发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是 ()A．基因重组引起性状别离B．环境引起性状变异C．隐性基因突变成为显性基因D．染色体结构和数目发生了变化解析：纯种小麦，其后代不会发生性状别离；由于自然界中基因突变的频率极低，由基因突变造成上述现象也是不可能的；同理，染色体结构和数目发生变化的频率也比拟低。该种变异应为“边际〞和“灌水沟〞等环境因素所引起的不可遗传的变异。答案：B3．(2022·山东省济南市模拟)假设洋葱根尖分生区细胞中，由一个着丝点相连的两条染色体单所携带的基因不完全相同，其原因是 ()A．发生了自由组合B．发生过交叉互换C．联会发生了紊乱D．复制出现了过失解析：一个着丝点相连的两条染色单体是复制得到的，假设其上的基因不相同，可能的原因有基因突变和交叉互换，基因突变发生在细胞分裂的间期(包括有丝分裂、减数分裂)，而交叉互换只能发生在减数分裂过程中的四分体时期。因洋葱根尖分生区细胞只能进行有丝分裂，故只能是由于在有丝分裂的间期，DNA的复制发生过失引起的基因突变。答案：D4．以下有关基因重组的说法中，正确的选项是 ()A．基因重组是生物变异的根本来源B．基因重组能够产生多种基因型C．基因重组通常发生在细胞分裂的过程中D．非等位基因间都可以发生重组解析：生物变异的根本来源是基因突变；基因重组在有丝分裂的过程中不能发生；位于一对同源染色体的非等位基因间不一定能发生重组。答案：B5．(2022·江苏省高邮市模拟)以下细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象，又有可能发生基因突变现象的是 ()A．心肌细胞 B．成熟的红细胞C．根毛细胞 D．精原细胞解析：精原细胞能够进行减数分裂，在减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期能够进行基因重组。精原细胞进行减数分裂的间期DNA复制时可能发生基因突变。心肌细胞不能再分裂，成熟的红细胞没有细胞核，不能进行细胞的分裂。根毛细胞是成熟细胞，也不再进行分裂。答案：D6．假设某基因原有的150个碱基对，由于受到X射线的辐射，少了一对。此时由它控制合成的蛋白质与原来蛋白质相比拟，不可能出现的情况是 ()A．49个氨基酸，其他氨基酸顺序不变B．49个氨基酸，氨基酸的顺序改变C．少于49个氨基酸，且氨基酸顺序改变D．50个氨基酸，氨基酸的顺序不变[解析]转录是以基因的一条链为模板，因此突变后，转录形成的信使RNA只有149个碱基，由于信使RNA上3个连续碱基决定一个氨基酸，所以由此信使RNA翻译形成的蛋白质最多含有49个氨基酸；如果突变发生在末端；那么A正确；如果突变发生在中段，那么在突变点以后的碱基排列顺序发生改变，相应的氨基酸排列顺序也随之改变，那么B正确；如果突变发生在中段，但由于碱基前移而出现了终止密码子，那么C正确。[答案]D7．依据基因重组概念的开展，判断以下图示过程中没有发生基因重组的是 ()解析：基因重组有三种类型，分别是自由重组、交叉互换重组、通过基因工程实现的人工重组。A选项属于诱变育种，利用的是基因突变。答案：A8．甲图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，乙图是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b)，请据图答复：(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①____________；②____________。(2)α链碱基组成为____________，β链碱基组成为____________。(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于____________染色体上，属于____________性遗传病。(4)Ⅱ6基因型是____________，Ⅱ6和Ⅱ7婚后所生子女为患病男孩的概率是____________，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为____________。(5)Ⅱ6与正常女性结婚，该女性是镰刀型细胞贫血症的基因携带者，其弟患有色盲，姐弟二人的父母色觉正常，那么此对夫妇生育正常子女的概率是____________。解析：图示中①为复制，②为转录，由乙图中Ⅰ3、Ⅰ4均正常但Ⅱ9为患者可推知该病为常染色体隐性遗传病，Ⅱ6的基因型应为Bb(因Ⅲ10为bb)，与Ⅱ7婚后所生子女为患病男孩的概率为：答案：(1)复制转录(2)CATGUA(3)常隐(4)Bb1/8BB(5)35/48●教学建议高考中本局部考查的内容主要在：基因突变的概念、原理以及诱变育种等。本局部知识可以命制选择题和非选择题，特别需要注意的是利用生物变异进行育种是考查的重点，常以非选择题的形式命题，近年来，随着太空航行和基因工程的开展，高考对本局部内容的考查有增加趋势。●备用选题1．(2022·广东生物，8)改进缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是 ()A．诱变育种 B．单倍体育种C．基因工程育种 D．杂交育种解析：该物种缺乏某种抗病性基因，单倍体育种不能产生新的基因，所以不宜采用。答案：B2．(2022·广东理基卷)有关基因突变的表达，正确的选项是 ()A．不同基因突变的频率是相同的B．基因突变的方向是由环境决定的C．一个基因可以向多个方向突变D．细胞分裂的中期不发生基因突变解析：此题主要考查基因突变的特点：具有低频性、不定向性(多方向性)和有害性。基因突变发生在DNA分子复制的过程中，在细胞分裂中期，着丝点复制时也可以发生基因突变。答案：C3．(2022·上海卷)以下大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子) ()—ATGGGCCTGCTGA……GACTTCTAA—1471013100103106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T解析：此题考查基因突变和遗传信息表达的知识。基因突变是指基因中个别碱基对的增添、缺失或改变，基因突变后生物的性状可能改变，是因为其控制合成的蛋白质结构改变。如图中，假设第6位的C被替换为T，那么转录形成的mRNA中只有第二个密码子变化，故翻译形成的蛋白质中最多只有一个氨基酸改变(也可能不改变)；同理第100、101、102位被替换为TTT也最多只有一个氨基酸的变化。而第9位与第10倍之间插入一个T，那么导致从第4个密码子开始全部改变，即蛋白质中只有前3个氨基酸不变，后面几乎全部改变；而第103至105位被替换为1个T，即DNA中减少了两个碱基对，那么只是导致该蛋白质中第35个及其后的氨基酸改变，故改变最大的是B项。此题假设不能将转录与翻译过程联系起来，尤其是密码子知识，那么易错。答案：B4．(2022·广东，15)太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。以下说法正确的选项是 ()A．太空育种产生的突变总是有益的B．太空育种产生的性状是定向的C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的解析：太空育种与诱变育种本质上都是基因突变，符合基因突变的特点。答案：D5．(2022·上海，20)有一种绣球花的花色因土壤pH不同而异，pH大于7时开蓝色花，pH小于7时开桃色花，这是因为土壤pH ()A．是一种诱变基因 B．引起染色体畸变C．影响基因表达 D．改变了色素基因解析：A、B、D三项分别表示基因突变、染色体变异、基因突变，它们都是稳定的遗传；而pH不同时花色的变化非常迅速，故是基因转录表达水平的调节。答案：C6．(2022·江苏卷)基因突变是生物变异的根本来源。以下关于基因突变特点的说法正确的选项是 ()A．无论是低等还是高等生物都可以发生突变B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变C．突变只能定向形成新的等位基因D．突变对生物的生存往往是有利的解析：所有生物的遗传物质在复制时都可能发生错误而导致基因突变；基因突变可发生在生物个体发育中的任何时期；基因突变是不定向的；基因突变往往对生物的生存不利，只有少数变异是有利的。答案：A●资料卡片镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症是20世纪初被人们发现的一种遗传病。1910年，一个黑人青年到医院看病，他的病症是发烧和肌肉酸痛。经过检查发现，他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。后来，人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色人种