新高考生物第七单元生物的变异、育种和进化复习教案

、育种和进化

第20讲基因突变和基因重组

［考试内容及活动要求］1.举例说出基因重组及其意义。2.举例说明基因突变的特征和原因。

考点一基因突变

r知识梳理夯实基础强化要点

--------------------N-------------------

1.变异类型的概述

不可遗传的变异

表现型=基因型+环境条件（改变）

（改变）（改变）

基因突变诱因

可遗传的变异基因重组-1

染色体变异

（1）“环境条件改变引起的变异”一定就是不可遗传的变异吗？不一定（填“一定”或“不一

定”）。

（2）基因突变和染色体变异均属于突变，基因重组未引起新基因产生。其中在光学显微镜下可

见的可遗传变异为染色体变异,分子水平发生的变异为基因突变和基因重组,只在减数分裂

过程中发生的变异为基因重组,真、原核生物和病毒共有的变异类型为基因突变。

2.基因突变

（1）实例分析：镰刀型细胞贫血症

红细胞圆饼状镰刀状一易破裂，使人患溶血性贫血

t

蛋白质正常异常直接原因

(血红蛋白)I

氨基酸谷氨酸缀氨酸_.多肽链上一个谷氨酸

ttf被一个缎氨酸替换

mRNA94AGUA

根本原因

ft

血红蛋白峭T突£因T

—►基因中碱基对发生了替换

基因G0A变G[j]A

(2)概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因

突变。

(3)时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。

(4)诱发基因突变的外来因素(连线)

①物理因素、__-a.亚硝酸、碱基类似物等

②化学因素一b.某些病毒的遗传物质

③生物因素.紫外线、X射线及其他辐射

(5)突变特点

①普遍性:一切生物都可以发生。

②随机性：时间上一可以发生在生物个体发育的任何时期;部位上一可以发生在细胞内

不同DNA分子上和同一DNA分子的不同部位。

③低频性：自然状态下，突变频率很低。

④不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因,还可能发生

回复突变。

⑤多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物有害。

(6)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

碱基对影响范围对氨基酸序列的影响

除非终止密码提前出现，否则只改变1个氨基酸或

替换小

不改变氨基酸序列

增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列

缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列

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甘酸序列中。

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。

(7)意义：①新基因产生的途径:②生物变异的根本来源;③生物进化的原始材料。

r常考基础诊断」

(1)基因突变通常发生在DNA-RNA的过程中(X)

(2)病毒、大肠杆菌及动、植物都可发生基因突变(V)

(3)有丝分裂前期不会发生基因突变(X)

(4)基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因(X)

(5)在没有外界不良因素的影响下，生物不会发生基因突变(X)

(6)一个人是否患镰刀型细胞贫血症能通过光学显微镜观察到(V)

(7)基因突变产生的新基因不一定传递给后代(V)

(8)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向(X)

「教材热点拓展」

据图分析基因突变机理

体内因素:异

常的代谢物

质等

①____因素:

射线、激光等

②____因素:

病毒等

③因素:

亚硝酸、碱基

类似物等

遗传信TTAAGG

息改变V-----

')A,*a(ai、

可逆性、

不定向性

(1)①②③分别表示引起基因突变的什么因素?

提示物理、生物、化学。

(2)④⑤⑥分别表示什么类型的基因突变？

提示增添、替换、缺失。

(3)为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变？

提示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的改变。

(4)基因突变一定产生等位基因吗？为什么？

提示不一定。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。

I!命题探究预测考向总结方法

命题点一基因突变的原理和特点的分析

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()

①②③④甘氨酸:GGG

砥酸:AAA、AAG

…GGGAAGCAG…谷SSt胺:CAG、CAA

WNK4基因…cCCTTCGTC--

谷氨酸:GAA、GAG

丝氨酸:AGC

正常蛋白质…廿氨酸-赖氨酸-谷氨酰胺…丙氨酸:GCA

116811691170天冬酰胺:AAU

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

答案B

解析根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG可知，WNK4基因是以其DNA分子下方的

一条脱氧核甘酸链为模板转录形成mRNA的，那么1169位的赖氨酸的密码子是AAG,因

此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG。由此可推知，该基因发生的突变是②处碱基

对A-T替换为G-Co

2.(2018・三明市第二中学高三阶段性考试)Tay—Sachs病是一种基因病，可能是由于基因突变

从而产生异常酶引起的。下表为正常酶和异常酶的部分氨基酸序列。根据题干信息，推断异

常酶的mRNA不同于正常酶的mRNA的原因是()

密码子位置

酶的种类

4567

苏氨酸丝氨酸缴氨酸谷氨酰胺

正常酶

(ACU)(UCU)(GUU)(CAG)

苏氨酸酪氨酸丝氨酸缴氨酸

异常酶

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

A.第5个密码子中插入碱基A

B.第6个密码子前UCU被删除

C.第7个密码子中的C被G替代

D.第5个密码子前插入UAC

答案D

解析分析表格，正常酶的第4〜7个密码子依次为ACU、UCU、GUU、CAG,而异常酶的

第4〜7个密码子依次为ACU、UAC、UCU、GUU,比较正常酶和异常酶的密码子可知，最

可能是第5个密码子前插入了UAC,致使该位点后的密码子都向后移了一个位点。

【科学思维】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的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。

命题点二基因突变与生物性状的关系

3.用人工诱变方法使黄色短杆菌的某基因模板链的部分脱氧核昔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(可能用到的密码子:

天冬氨酸一GAU、GAC；丙氨酸一GCA、GCU、GCC、GCG)()

A.基因突变，性状改变

B.基因突变，性状没有改变

C.染色体结构缺失，性状没有改变

D.染色体数目改变，性状改变

答案A

解析对比题中该基因的部分序列可知，基因中CTA变为CGA,mRNA中相应的密码子由

GAU变为GCU,多肽中相应的氨基酸由天冬氨酸变为丙氨酸。因此，黄色短杆菌发生了基

因突变，性状也发生了改变。由于只是部分碱基的改变，而且细菌无染色体结构，所以不会

导致染色体结构缺失和数目的变化，故A正确，B、C、D错误。

4.(2018・武汉模拟)编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。下表显示

了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况。下列对这四种状况出现原因的判断，正确的

是()

比较指标©②③④

酶Y活性/酶X活

100%50%10%150%

性

酶Y氨基酸数目/

11小于1大于1

酶X氨基酸数目

A.状况①一定是因为氨基酸序列没有变化

B.状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%

C.状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化

D.状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加

答案C

解析基因突变引起氨基酸种类替换后，蛋白质的功能不一定发生变化，A错误；蛋白质功

能取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构，状况②中酶Y与酶X的氨基

酸数目相同，所以肽键数不变，B错误；状况③氨基酸数目减少，最可能的原因是突变导致

了终止密码位置提前，C正确；tRNA的种类共有61种，基因突变不会导致tRNA种类改变，

氨基酸数目增加可能是终止密码后移导致的，D错误。

命题点三生物变异类型的判断

5.除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下

列叙述正确的是（）

A,突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因

B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型

C.突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型

D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链

答案A

解析突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草

剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状，

A项正确；突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一

对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有，B项错误；突变体若为基因突变所致，由

于基因突变具有不定向性，所以经诱变仍可能恢复为敏感型，C项错误；抗性基因若为敏感

基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端（对应起始密码）就能编码肽链，

肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码是否为终止密码来判断，D项错误。

6.（2018•桂林模拟）将果蝇进行诱变处理后，其染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变或不

发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测上述三种情况。检测X染色体上的突变情况：

实验时，将经诱变处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇筛选交配（B表示红眼基因），

得Fi,使Fi单对筛选交配，分别饲养，观察F2的分离情况。

P?XBXBXJX-Y（待测果蝇）

1

1

X-XBXXBY（单对筛选交配）

1

XBXBX-XBXBYXY

F2

辛

预期结果和结论：

⑴若F?中表现型为3：1,且雄性中有隐性突变体，则说明o

⑵若F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体，则说明o

⑶若F?中率：3=2：1,则说明«

答案（1）发生了隐性突变（2）没有发生突变（3）发生了隐性致死突变

解析图解中给出了F2的四种基因型，若X染色体上发生隐性突变，则F2中表现型为3：1,

且雄性中有隐性突变体；若X染色体上没有发生突变，则F2中表现型均为红眼，且雄性中无

隐性突变体；若X染色体上发生隐性致死突变，则F2中早：『=2：1。

【科学思维】显性突变和隐性突变的判断方法

（1）理论依据

［显性突变：aa-Aa当代表现

i隐性突变：AA-Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子

⑵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。

命题点四突变基因的位置判断

7.果蝇的某个基因若发生突变，会出现纯合致死效应（胚胎致死）。请分析下列说法错误的是（）

A.如果是常染色体上的隐性突变，与多对野生型果蝇杂交，后代不会出现突变型个体

B.如果是常染色体上的显性突变，一对突变型果蝇杂交后代性状分离比为2：1

C.如果是X染色体上的隐性突变,为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，

可选野生型雌果蝇与之杂交，通过后代雌雄比来推测

D.如果是X染色体上的隐性突变，为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，

可选野生型雄果蝇与之杂交，通过后代雌雄比来推测

答案C

解析如果是常染色体上的隐性突变（相应的基因用a表示），与多对野生型果蝇（AA）杂交，

后代不会出现突变型个体（aa）,A项正确；如果是常染色体上的显性突变（相应的基因用A表

示），一对突变型果蝇杂交（AaXAa）,后代基因型及比例为AA（胚胎致死）：Aa：aa=1：2：1,

因此后代性状分离比为2：1,B项正确；如果是X染色体上的隐性突变（相应的基因用a表

示），为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，若选野生型雌果蝇（XAXA）与之

杂交，无论该雄果蝇是否发生基因突变，后代雌雄比均为1：1,因此不能通过后代雌雄比来

推测，C项错误；如果是X染色体上的隐性突变（相应的基因用a表示），为了探究一只雌果

蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雄果蝇（XAY）与之杂交，若该雌果蝇未发生

基因突变，即XAXAXXAY,则后代雌雄比为1：1,若该雌果蝇发生基因突变，即XAxaXXAY,

则后代雌雄比为2：1,因此可通过后代雌雄比来推测，D项正确。

8.（2019・黄冈模拟）一对灰色鼠交配所产一窝鼠中出现1只栗色雄鼠。让该只栗色雄鼠与同窝

（多只）灰色雌鼠交配，子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等。不考虑环境因素的影响，下列

对该栗色雄鼠的分析正确的是（）

A.该栗色雄鼠来自隐性基因携带者亲本的隐性基因组合，基因位于常染色体上

B.该栗色雄鼠的形成与母本的一个基因发生显性突变有关，基因位于X染色体上

C.该栗色雄鼠的形成与两个亲本都有一个基因发生隐性突变有关，基因位于常染色体上

D.该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关，基因位于常染色体上

答案D

解析假设相关的基因用A、a表示。若该栗色雄鼠的形成是亲本携带隐性基因所致，则双

亲灰色鼠的基因型均为Aa,该栗色雄鼠的基因型为aa,同窝（多只）灰色雌鼠的基因型为AA

或Aa,所以该栗色雄鼠与同窝（多只）灰色雌鼠交配，子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量不一

定相等，与题意不符。若是基因突变的结果，则只有aa突变为Aa时才会出现性状的改变，

即该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关，但不能确定发生突变的是母

本还是父本；此种情况下，双亲灰色鼠和同窝中的灰色雌鼠的基因型均为aa,该栗色雄鼠的

基因型为Aa,所以杂交子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等，与题意相符。综上分析，A、

B、C均错误，D正确。

考点二基因重组

r知识梳理夯实基础强化要点

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1.范围：主要是真核生物的直性生殖过程中。

2.实质：控制不同性状的基因的重新组合。

3.类型

(1)自由组合型:位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组(如

下图)。

复制

(2)交叉互换型：位于同源染色体上的非等位基因随四分体的非姐妹染色单体间的交叉互换导

致位于同源染色体上的非等位基因发生重组(如下图)。

(3)基因工程重组型：目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因发生重组(如下图)。

重组质粒受体细胞

4.基因重组的结果：产生新的基因型,导致重组性状出现。

5.基因重组的意义：（1）基因重组是形成生物多样性的重要原因；（2）基因重组是生物变异的

来源之一，对生物进化具有重要意义。

【归纳总结】基因突变与基因重组的比较

项目基因突变基因重组

变异本质基因分子结构发生改变原有基因的重新组合

可发生在发育的任何时期，通常发减数第一次分裂四分体时期和减数

发生时间

生在细胞分裂间期第一次分裂后期

进行有性生殖的真核生物和基因工

适用范围所有生物（包括病毒）

程中的原核生物

产生新基因（等位基因），控制新性

结果产生新基因型，不产生新基因

状

是生物变异的根本来源，是生物进是生物变异的重要来源，有利于生

意义

化的原始材料物进化

应用人工诱变育种杂交育种、基因工程

基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变

联系

是基因重组的基础

「常考基础诊断」

（1）基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状（V）

（2）原核生物不存在基因重组，而真核生物的受精过程中可进行基因重组（X）

（3）Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离（X）

（4）有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组（X）

（5）基因重组为生物进化提供了最根本的原材料（X）

（6）交叉互换和基因突变都能使染色体上原来的基因位置出现等位基因（V）

（7）一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体也不存在基因重组（X）

『教材热点拓展」

如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请分析:

(1)图a细胞处于什么时期？细胞中的1、2号染色体发生了什么变异？

提示图a细胞处于四分体时期。细胞中的1、2号染色体因交叉互换发生了基因重组。

(2)图b细胞处于什么时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生哪种变异？

提示图b细胞处于减数第一次分裂后期。该细胞名称为初级精母细胞。该时期细胞可发生

非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。

(3)二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生交叉互换吗？为什么？

提示不一定。二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时)，在四分体时

期，会有一定数量的同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换。

I!命题探究预测考向总结方法

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命题点一辨析基因突变和基因重组

1.如图是某二倍体动物细胞的分裂示意图,其中字母表示基因。据图判断下列说法正确的是()

A.此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子

B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd

C.此细胞发生的一定是显性突变

D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组

答案D

解析图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；该细胞正在发生同源染色体的分离，非同

源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组；题图中有一条染色体的姐妹染色单体相同

位置的基因分别是D和d,其对应的同源染色体上的基因是d、d,可推知发生了基因突变，

但不能确定是显性突变，还是隐性突变，所以此动物体细胞的基因型可能是AaBbCcDd或

AaBbCcddo

2.(2018•内蒙古模拟)如图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断错误的

是()

A.甲图表明该动物发生了基因突变

B.乙图表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变

C.丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换

D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代

答案D

解析甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图，其基因型为AABb,由图分析可

知，甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果，A正确；乙图

表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，表明该动物在减数第一次分裂前的

间期发生了基因突变，B正确；丙图也表示减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体

颜色不一致，是减数第一次分裂时发生了交叉互换造成的，C正确；甲细胞分裂后产生体细

胞，其产生的变异一般不遗传给后代，D错误。

【科学思维】“三看法”判断基因突变与基因重组

(1)一看亲子代基因型

①如果亲代基因型为BB或bb,而后代中出现b或B的原因是基因突变。

②如果亲代细胞的基因型为Bb,而次级精母(卵母)细胞中出现Bb的原因是基因突变或交叉

互换。

(2)二看细胞分裂方式

①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变。

②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换。

(3)三看染色体

①如果在有丝分裂中期图中，两条姐妹染色单体

上的两基因不同，则为基因突变的结果(如图甲)

②如果在减数第一次分裂中期图中，两条姐妹染

色单体上的两基因（同白或同黑）不同，则为基因

突变的结果（如图甲）

X甲

③如果在减数第二次分裂中期图中，两条姐妹染

色单体上的两基因（颜色不一致）不同，则为交叉

互换（基因重组）的结果（如图乙）X乙

命题点二基因重组与减数分裂的综合辨析

3.下图是一个基因型为AaBb的动物细胞在完成一次细胞分裂后产生的子细胞图像。下列相

关叙述正确的是（）

A.甲、乙两细胞均有2对同源染色体，2个染色体组

B.甲、乙两细胞均处于减数第一次分裂后期

C.甲细胞变异来自基因突变，乙细胞将出现染色体变异

D.甲、乙两细胞通过基因重组产生4种不同基因型的精细胞

答案C

解析甲、乙两细胞均处于减数第二次分裂后期，细胞中无同源染色体，A、B项错误；由乙

细胞的基因组成可知，甲细胞的基因组成应为AABB,由此可判定甲细胞变异来自基因突变，

乙细胞继续分裂形成的子细胞中染色体数目分别为3条、1条，会发生染色体数目变异，C项

正确；基因重组发生在减数第一次分裂过程中，而甲、乙细胞处于减数第二次分裂，因此不

可能发生基因重组，D项错误。

4.（2018•天津二模）观察甲、乙图示，下列相关说法正确的是（）

A.图甲所示细胞减数分裂时只能形成2种配子

B.正常情况下，图乙所示的一个细胞经减数分裂能够产生4种配子

C.若图甲所示个体自交，不考虑基因突变和交叉互换，所得Fi的基因型有4种

D.若图乙所示个体测交，后代基因型的比例是1：1：1：1

答案D

解析若图甲所示细胞发生交叉互换，可形成4种配子，A项错误；正常情况下，图乙所示

的一个细胞在正常情况下经减数分裂可产生1种或2种配子，B项错误；图甲所示个体自交，

不考虑基因突变和交叉互换，所得Fi的基因型有bbCC、BbCc、BBcc,C项错误；图乙所示

个体经减数分裂形成bC、be、BC、Be4种配子，与配子be结合后，后代基因型的比例是

1：1：1：1,D项正确。

矫正易错强记长句

易错警示突破选择题

1.基因突变的7点提醒

(l)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。

2.有关基因重组的几点提醒

(1)自然条件下，原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以，如肺炎双球菌的转

化。

(2)基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。

(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。

(4)受精过程中精卵随机结合，导致后代性状多样，不属于基因重组。

长句应答突破简答题

1.若某种蛋白的氨基酸数目增加不能判断一定是基因中碱基对的增添所致。理由是若碱基对

的缺失导致终止密码子改变，也会导致氨基酸数目的增加。

2.某植株发生基因突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的原因是该突变为

隐性突变，且基因突变发生在该植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。

3.基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者少的原因是

基因突变是基因结构中碱基对的替换、增添和缺失，而染色体变异能改变排列在染色体上的

基因的数目和排列顺序。

4.若某种自花受粉植物的AA植株发生了隐性突变，则隐性性状出现的过程是该AA植株基

因突变产生Aa植株，Aa植株自交产生隐性性状的个体。

5.基因重组的准确描述是在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。

6.同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是产生新基因组合

的机会多。

重温高考演练模拟

1.(2018•全国I,6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养

基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培

养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再

将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合

理的是()

A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失

B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的

C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X

D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移

答案C

解析突变体M不能在基本培养基上生长，但可在添加了氨基酸甲的培养基上生长，说明该

突变体不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失，A项正确；大肠杆

菌属于原核生物，自然条件下其变异类型只有基因突变，故其突变体是由于基因发生突变而

得来的，B项正确；大肠杆菌的遗传物质是DNA,突变体M的RNA与突变体N混合培养

不能得到X,C项错误；突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移，使基因重组，产

生了新的大肠杆菌X,D项正确。

2.（2015•海南，19）关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是（）

A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因

B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率

C.基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变

D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变

答案B

解析根据基因突变的不定向性，基因突变可以产生一种或多种等位基因，A项正确；X射

线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B项错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、

缺失三种情况，C项属于替换，D项属于增添，C、D项正确。

3.（2016•天津，5）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：

核糖体S12蛋白第55〜58位链霉素与核在含链霉素培养

枯草杆菌

的氨基酸序列糖体的结合基中的存活率（%）

野生型•••—P-[K]—K—P—•••能0

突变型…一P一回—K—P—•••不能100

注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。

下列叙述正确的是（）

A.S"蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性

B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能

C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致

D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变

答案A

解析枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉

素的培养基中100%存活，说明突变型具有链霉素抗性，A项正确；翻译是在核糖体上进行

的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；野生型和突变型的Sn蛋白中

只有一个氨基酸(56位氨基酸)有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改

变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换所致，C项错误；根据题意可知，枯草杆菌对链

霉素的抗性突变早已存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起到选择作用，D

项错误。

4.(2017•天津，4)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色

体变化示意图如下。下列叙述正确的是()

A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中

B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子

C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律

D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异

答案B

解析由图可知，基因b所在的片段发生了交叉互换，因此等位基因B和b的分离发生在初

级精母细胞和次级精母细胞中，而等位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中，

A项错误；若不发生交叉互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基因b所在的

片段发生了交叉互换，因此该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B项正确；基因

B(b)与D(d)位于同一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C项错误；

同源染色体的非姐妹染色单体发生交换导致了基因重组，D项错误。

5.(201&全国III,32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。请回答下列

问题：

(1)基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者。

(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以为单位的

变异。

(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显

性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代

中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子代中能观察到该显性突变的性状；最

早在子代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子代中能分离得到显性突

变纯合子；最早在子代中能分离得到隐性突变纯合子。

答案⑴少（2）染色体（3）一二三二

解析（1）基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失，而染色体变异往往

会改变基因的数目和排列顺序，所以与基因突变相比，染色体变异所涉及的碱基对数目更多。

（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以个别染色体为单位

的变异。（3）AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa,而aa植株发生显性突变后基因型也变

为Aa,该种植物自花受粉，所以不论是显性突变还是隐性突变，子一代为Aa时在子二代中

的基因型都有AA、Aa和aa三■种，故最早可在子一代观察到该显性突变的性状（A_）,最早在

子二代中观察到该隐性突变的性状（aa）;显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代，且隐性纯

合子一旦出现，即可确认为纯合，从而可直接分离出来，而显性纯合子的分离，却需再令其

自交一代至子三代，若不发生性状分离方可认定为纯合子，进而分离出来。

课时作业

一、选择题

1.下列有关生物变异来源图解的叙述，正确的是（）

|可遗传，的变异|

,厂，,

|?||染色体变异||?|

I诱I因素I1————，！——i~,

|⑤||自由组合||基因工程|

|碱基］的③|“④的改变|T性状的改变|

A,产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中④的改变

B.图中⑤过程是交叉互换，发生在减数第二次分裂时期

C.图中的①、②可分别表示为突变和基因重组

D.③一定会造成生物性状的改变

答案A

解析交叉互换发生于四分体时期，碱基对的增添、缺失和替换未必会造成生物性状的改变，

图中①表示基因突变，不能直接用“突变”表示。

2.（2018•江苏，15）下列过程不涉及基因突变的是（）

A.经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母

B.运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基

C.黄瓜开花阶段用2,4—D诱导产生更多雌花，提高产量

D.香烟中的苯并花使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险

答案C

解析基因突变是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。

紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA,从而引起基因突变，A不符合；运用

CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基能引起基因结构的改变，属于基因突变，B不

符合；2,4—D属于生长素类似物，其促进黄瓜产生更多雌花不涉及基因突变，C符合；香烟

中的苯并花,使抑癌基因中的碱基发生替换，导致抑癌基因的结构发生改变，属于基因突变，

D不符合。

3.（2018・辽宁实验中学模拟）豌豆的圆粒和皱粒是由R、r基因控制的一对相对性状，当R基

因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如下

图所示。下列分析正确的是（）

淀粉分支Xa，b淀粉分蔗糖

酶基因（R）［一（一支酶一|明水**

“淀粉吸水涨大“圆粒

A.R基因插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因重组

B.豌豆淀粉含量高、吸水涨大、呈圆粒是表现型

C.在b过程中能发生A—T、C—G的碱基互补配对

D.参与b过程的tRNA种类有20种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸

答案B

解析由“当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因”可知，此过程产

生了新基因，属于基因突变，A项错误；表现型是指生物表现出的性状，B项正确；b过程表

示翻译，该过程中能发生A—U、C—G的碱基互补配对，C项错误；tRNA的种类有61种，

D项错误。

4.（2018•昌江区校级期中）在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体，四分体中的非姐妹

染色单体之间经常发生交换。实验表明，交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中，这种

现象称为有丝分裂交换。下图为某雄性个体的一突变基因杂合的细胞在分裂时出现了交叉互

换。下列相关叙述错误的是（）

正常基因突变基因

DNA复制

突变基因杂合细胞染色体片段互换的细胞

A.若发生在减数分裂过程中，产生含正常基因和突变基因的配子比例为1：1

B.若发生在有丝分裂过程中，可能产生同时含有正常基因和突变基因的子细胞

C.若发生在有丝分裂过程中，可能产生正常基因纯合和突变基因纯合的子细胞

D.交叉互换发生在有丝分裂中为染色体结构变异，在减数分裂中为基因重组

答案D

解析若图示交叉互换发生在减数分裂过程中，则减数分裂形成的4个子细胞中有2个含有

正常基因，还有2个含有突变基因，即产生含正常基因和突变基因的配子比例为1：1,A正

确；若图示交叉互换发生在有丝分裂过程中，由于姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极，

因此可能产生同时含有正常基因和突变基因的子细胞，也可能产生正常基因纯合和突变基因

纯合的子细胞，B、C正确；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间为基因重组，

交叉互换发生在非同源染色体之间为染色体结构变异（易位），D错误。

5.如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中1、II为无遗传

效应的序列。下列有关叙述正确的是（）

In

II1111

abc

A.基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有普遍性

B.I、II也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但不属于基因突变

C.一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期时间相对较长

D.在减数分裂的四分体时期，b、c之间可发生交叉互换

答案B

解析对a、b、c等不同基因而言，基因突变均可能发生，这体现了基因突变的随机性，A项

错误；I、II也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但没有改变基因的结构，因而不属于

基因突变，B项正确；一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期进行DNA

复制，此时DNA的双螺旋结构已经打开，很容易发生基因突变，C项错误；在减数分裂的四

分体时期，只有同源染色体的非姐妹染色单体间才可发生交叉互换，D项错误。

6.二倍体水毛葭黄花基因卬中丢失3个相邻碱基对后形成基因q2,导致其编码的蛋白质中

氨基酸序列发生了改变。下列叙述错误的是（）

A.正常情况下，qi和q2可存在于同一个配子中

B.光学显微镜下无法观测到q2的长度较qi短

C.突变后翻译时碱基互补配对原则未发生改变

D.突变后水毛注的花色性状不一定发生改变

答案A

解析水毛葭黄花基因突变后产生的是它的等位基因，等位基因在减数第一次分裂后期分离，

故正常情况下，qi和q2不能存在于同一个配子中；基因突变在光学显微镜下看不到；基因突

变不影响碱基互补配对的原则；如果发生的是隐性突变或基因突变发生在叶片或根细胞中，

花色性状是不会发生改变的。

7.一只突变型雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的Fi中野生型与突变型之比为2：1,

且雌雄个体之比也为2：1,这个结果从遗传学角度可作出合理解释的是（）

A.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌雄配子致死

B.该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死

C.该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死

D.X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死

答案B

解析突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡，说明该雌性果蝇为杂合子，该突变可能为X

染色体显性突变，若含突变基因的雌配子致死，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌

雄个体数量的差异；如果该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，相

关基因用D、d表示，则子代为IXDXd（突变型率）、IXdXd（野生型早）、1XDY（死亡）、IXdY（野

生型3），B项符合题意。若X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，

则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异。

8.（2018•邯郸高三一模）如图表示某动物一个精原细胞分裂时染色体配对时的一种情况，A〜D

为染色体上的基因。下列分析不正确的是（）

ABCD_ABCD

D-l---------

ABC