2025年新高考生物一轮复习第7单元生物的变异和进化第22讲生物的变异(第一课时基因突变和基因重组)(讲义)(学生版+解析)

第22讲生物的变异（第一课时，生态突变和生态重组）目录TOC\o"1-3"\h\u01考情透视·目标导航 202知识导图·思维领航 303考点突破·考法探究 3考点一生态突变 3知识点1生物变异的类型 3知识点2生态突变 4知识点3显性突变和隐性突变的判断方法 7知识点4生态突变与生物性状的关系 7考向1结合生态突变的特点及原因，考查科学思维 9考向2结合细包癌变，考查社会责任 9考点二生态重组 10知识点1生态重组 10知识点2生态突变和生态重组的比较 12知识点3判断生态重组和生态突变的方法（常考点） 13考向1围绕生态重组的实质、特点和意义，考查生命观念、科学思维 14考向2围绕辨析生态突变与生态重组，考查科学思维 1404真题练习·命题洞见（含2024年高考真题） 1505长句分析·规范作答 15一、教材知识链接 17二、教材深挖拓展 17三、长句规范作答 18考点由高考知核心知识点预测生态突变和生态重组考点一：生态突变（3年44考，全国卷3年4考）（2024·河北、2024·吉林）生态突变（2024·湖北、2024·广东）生态突变（2024·湖北）生态重组（2023·广东、2023·湖南）生态突变（2023·湖北、2023·海南）生态突变（2023·浙江、2023·天津）生态突变（2023·北京）生态突变（2022·广东、2022·湖南）生态突变（2022·湖南、2022·江苏）生态突变（2022·福建、2022·山东）生态突变（2022·福建）生态重组题型：选择题、解答题内容：本专题知识难度较低、较高的两级分化，要求基础要扎实。考查学生对相关变异的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。考点二：生态重组（3年10考，全国卷3年0考）课标要求1.概述碱基的替换、增添或缺失会引起生态中碱基序列的改变。2.阐明生态中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细包功能发生变化，甚至带来致命的后果。3.阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交换，会导致控制不同性状的生态重组，从而使子代出现变异。新旧教材对比增：①思维训练“分析相关性”；②金鱼的养殖和培育。改：①镰状细包贫血名称修改；②生态突变的概念；③生态突变的特点改为小字。淡化：生态突变的特点改为小字。考点一生态突变知识点1生物变异的类型【问题1】可遗传变异与不可遗传变异的如何判断？（1）实验方案：变异个体自交或与其他个体杂交。（2）结果分析：①若此变异不再出现，为不可遗传变异。②若此变异再次出现，为可遗传变异。知识点2生态突变资料1：镰状细包贫血（又称镰刀型细包贫血症）是一种遗传病。1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛，经过检查发现,他的红细包不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。后来人们把这种病称为镰状细包贫血。对患者红细包的血红蛋白分子的分析研究发现，患者血红蛋白的肽链上，发生了氨基酸的替换。实例一：镰状细包贫血直接原因：多肽链中一个谷氨酸被缬氨酸替换→易破裂，使人患溶血性贫血。根本原因：生态中发生了一个碱基对的替换→易破裂，使人患溶血性贫血。【注意：特别容易错！】光学显微镜下看不到生态突变，但能用光镜观察红细包形态判断是否患病！【教材隐性知识】源于必修2P85“拓展应用”：具有一个镰状细包贫血突变生态的个体(即杂合子)并不表现镰状细包贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力，镰状细包贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。请根据这一事实探讨突变生态对当地人生存的影响。提示：镰状细包贫血患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明在易患疟疾的地区，镰状细包贫血突变生态具有有利于当地人生存的一面。虽然该突变体的纯合子对生存不利，但其杂合子却有利于当地人的生存。1.生态突变的定义DNA分子中发生碱基的__替换_、__增添__或__缺失_，而引起的生态__碱基序列_的改变，叫作生态突变。【特别提示】①如碱基对的替换、增添、缺失发生在非生态区，不算生态突变。②只改变生态的内部结构，不改变生态的数目和位置（“质”变“量”和位置不变）。【教材隐性知识】下图表示双链DNA分子上的若干片段，请据图判断：(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作生态突变()(2)生态突变改变了生态的数量和位置()(3)生态突变的结果一定是产生等位生态()(4)生态突变在光学显微镜下不可见()2.结果：产生新生态和新的性状（一般是原来生态的等位生态）。3.时间：真核生物主要发生在有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期。（1）发生在配子中：将遵循遗传规律传递给后代。（2）发生在体细包中：一般不能遗传如：皮肤癌不可遗传给后代。注意：1.有些植物(无性繁殖的生物)的体细包发生了生态突变，可以通过无性生殖遗传。2.原核生物、病毒增殖都可能发生生态突变。4.生态突变的原因（1）内因：DNA分子复制偶尔发生错误。（2）外因：①物理因素：紫外线、X射线及其他辐射。（损伤细包内的DNA）②化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等。（改变核酸的碱基）③生物因素：某些病毒的遗传物质。（影响宿主细包的DNA）5.生态突变的特点①普遍性：生态突变既有自发突变又有诱发突变且在生物界中普遍存在（所有生物均可发生）。生态突变的例子：色盲、白化病、白虎、白化苗……②随机性：时间上——可以发生在生物个体发育的任何时期；部位上——可以发生在细包内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。③不定向性：生态可以发生不同的突变，产生一个以上等位生态。【特别注意】做练习时要注意题干中生态的数目：若两种突变品系是由不同对等位生态突变导致的，则体现了生态突变的随机性性。若两种突变品系是由一对等位生态突变导致的，则体现了生态突变的不定向性。④低频性：在自然状态下，生态突变的频率是很低的。如高等生物中105~108个生殖细包中有1个发生生态突变。生态突变率大肠杆菌的组氨酸缺陷型生态2×10-6果蝇的白眼生态4×10-5果蝇的褐眼生态3×10-5玉米的皱缩生态1×10-6小鼠的白化生态1×10-5的色盲生态3×10-56.生态突变的意义①产生新生态的途径；②生物变异的根本来源；③为生物的进化提供了丰富的原材料。注意：生态突变产生的新生态是原核生物、真核生物的等位生态。有些生态突变可能破坏生物与现有环境的协调关系，是有害突变；有些生态突变对生物体是有利的，是有利突变；还有些生态突变既无害也无益，是中性的。7.生态突变的运用（1）方法：利用物理因素（如紫外线、X射线等）或化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生生态突变。（2）特点：可以提高突变率，创造需要的生物新品种。（3）举例：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。【问题2】试分析诱变育种的优缺点？优点：大幅改良品种的优良性状。缺点：盲目性高，需处理大量材料。知识点3显性突变和隐性突变的判断方法1.理论依据①显性突变：aa→Aa当代表现②隐性突变：AA→Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子2.判定突变性状显隐性的方法①选取若干突变体(如高茎)与其他已知未突变体(即野生型，如矮茎)杂交，根据子代性状表现判断。a.若后代全为野生型(如矮茎)，则突变性状为隐性(如高茎)。b.若后代全为突变型(如高茎)，则突变性状为显性(如高茎)。c.若后代既有突变型(如高茎)又有野生型(如矮茎)，则突变性状为显性(如高茎)②让若干突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。若后代无性状分离，则突变性状为隐性；反之突变性状为显性知识点4生态突变与生物性状的关系1.生态突变对氨基酸序列的影响（1）替换：一般只改变一个氨基酸或不改变——影响较小注意：替换也可能使肽链合成终止（2）增添或缺失：增添或缺失位置前不影响，影响增添或缺失位置后的序列——一般影响较大。注意：增添或缺失的碱基数是3的倍数，一般影响个别氨基酸。2.生态突变对性状的影响（1）生态突变改变生物性状①肽链无法合成（如：没有了起始密码）②肽链延长或缩短（终止密码提前或延后出现）③改变氨基酸的种类（2）生态突变不改变生物性状原因：①密码子的简并性；②发生隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状不变；③发生在生态的非编码区或编码区的内含子；④有些突变改变了蛋白质中个别位置的氨基酸，但该蛋白质的功能不变。小结：生态突变一定改变遗传信息，但不一定改变蛋白质，也不一定改变生物性状。【易错提醒】生态突变的“一定”和“不一定”（1）生态突变会引起生态中碱基排列顺序的改变，但并未改变生态的数量和位置。（2）生态突变不一定会引起生物性状的改变。（3）生态突变不一定都产生等位生态。如病毒和原核细包的生态组结构简单，生态数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位生态。真核生物的核生态突变可产生它的等位生态，而原核生物和病毒生态突变产生的是一个新生态。【易错辨析】1．生态突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(必修2P81正文)()2．生态突变若发生在配子中，就一定能传递给后代。(必修2P81正文)()3．诱变因素可以提高突变频率并决定生态突变的方向。(必修2P83正文)()4．紫外线、X射线均会诱发生态突变，从而诱发癌变。(必修2P83正文)()考向1结合生态突变的特点及原因，考查科学思维例1．α­珠蛋白与α­珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1～138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由生态上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明()A.该变异属于生态突变B.生态能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移【变式训练】下列关于生态突变的叙述，正确的是()A.个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能B.染色体上部分生态缺失引起性状的改变，属于生态突变C.有性生殖产生的后代之间的差异主要是由生态突变引起的D.生态突变一旦发生，改变的性状就会遗传给后代考向2结合细包癌变，考查社会责任例2．下图表示生态突变与结肠癌形成的关系。APC、SMAD4、CDC4和TP53属于抑癌生态，KRAS属于原癌生态。下列说法正确的是()A.结肠癌是原癌生态突变后的结果B.正常细包中也含有APC、SMAD4和KRAS生态C.结肠癌细包能够无限增殖，细包的结构并不发生明显的变化D.KRAS生态表达的蛋白质能抑制细包生长和增殖，或者促进细包凋亡【变式训练】乳腺癌病人通常要检查雌激素受体(ER)含量。雌激素与ER结合后被转移到细包核内，刺激DNA指导合成新的蛋白质，促进细包增殖，这类肿瘤称为雌激素依赖型乳腺癌。下列相关叙述正确的是()A.乳腺细包因细包内抑癌生态突变成原癌生态而形成癌细包B.乳腺癌细包和乳腺细包可通过显微镜观察其形态加以区分C.乳腺癌细包容易分散转移是由于细包膜上的糖蛋白含量较高D.通过促进细包膜上的雌激素受体的合成可降低乳腺癌的发生考点二生态重组知识点1生态重组1.概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的生态的重新组合。注意：发生范围→真核生物【问题1】如何实现控制不同性状生态的重新组合？2.类型：类型1：自由组合型①时期：减Ⅰ后②现象：非同源染色体自由组合③结果：非等位生态自由组合类型2：交叉互换型①时期：减Ⅰ前（或四分体时期）②现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换③结果：等位生态之间发生互换，导致染色单体上的非等位生态重组。回忆：非同源染色体上的片段交换属于什么变异？类型3：生态工程重组型目的生态经载体导入受体细包，导致受体细包中生态发生重组。类型4：肺炎链球菌转化型（R型细菌转化为S型细菌）3.结果：①只产生新的生态型，并未产生新的生态。②只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。4.意义：①是生物变异的主要来源。②是形成生物多样性的重要原因。③为生物进化提供了原材料。5.生态重组的运用：我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝水泡眼。正因为生态突变、生态重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大丰富了人们的生活。猫科动物的斑纹同样因为生态重组而各有差异。实例1：杂交水稻的培育（1）概念：课本P13人们有目的地将具有优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。过程：杂交→F1→自交→F2，筛选，连续自交，筛选例如既抗倒伏又抗锈病的纯种小麦的选育：知识点2生态突变和生态重组的比较重组类型生态突变生态重组实质

生态结构

发生改变，产生新的

生态

。控制不同性状的生态

重新组合

。时间主要发生在细包的分裂

间

期（

DNA分子复制

时）主要在减数第一次分裂

前

期（

四分体

时期）和

后

期可能性可能性

小

，突变频率

低

。普遍发生在

有性生殖

过程中，产生变异

多

，是生物多样性的重要原因适用范围

所有

生物都可发生，包括

病毒

，具有

普遍

性自然条件下，发生在

有性生殖

的过程中结果产生新的

生态

。产生新的

生态型

。意义是变异的

根本

来源，为

生物进化

。提供最初的原始材料是形成生物多样性的

重要

原因之一，加快了

进化

的速度应用

诱变

育种，培育

新品种

。

杂交

育种，集中优良性状联系①都使生物产生

可遗传

的变异；②在长期进化过程中，通过生态

突变

产生新生态，为生态

重组

提供了大量可供自由组合的新生态，生态突变是生态重组的

基础

；③二者均可能产生新的

表现

型。知识点3判断生态重组和生态突变的方法（常考点）【生态重组的易错提醒】①生态重组一般发生于有性生殖过程中，无性生殖的生物不发生，有性生殖的个体的体细包增殖时也不发生。②多种精子和多种卵细包之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于生态重组。③杂合子(Aa)自交后代发生性状分离，根本原因是等位生态的分离，而不是生态重组。④生态重组只是“原有生态间的重新组合”，它既未改变生态的“质”(未产生“新生态”)，也未改变生态的“量”，只是产生了“新生态型”。【易错辨析】1．原核生物不存在生态重组，而真核生物的受精过程中可进行生态重组。(必修2P84正文)()2．生态型为Aa的个体自交，生态重组导致子代发生性状分离。(必修2P84正文)()3．一对等位生态不存在生态重组，一对同源染色体存在生态重组。(必修2P84正文)()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，导致生态重组。(必修2P84正文)()5．生态突变能使染色体上原来生态的位置出现其等位生态。(必修2P84正文)()考向1围绕生态重组的实质、特点和意义，考查生命观念、科学思维例1．生态重组是生物体在进行有性生殖过程中，控制不同性状的生态重新组合。下列有关生态重组的叙述正确的是()A.生态重组一定不会使DNA结构发生改变B.减数分裂前的间期DNA复制时可能发生生态重组C.异卵双生的两个子代遗传物质差异主要是由生态重组导致的D.生态型为Aa的生物自交产生的子代中出现三种生态型是生态重组的结果【变式训练】减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体可发生片段的互换，三种交换模式如图所示。下列说法错误的是()A.图中三种交换模式经减数分裂都可产生AB、Ab、aB、ab四种配子B.图中的互换不能产生新生态，但能让性状重新组合C.含有图甲和图丙所示染色体的细包能在减数分裂Ⅱ后期发生等位生态的分离D.并不是所有生殖细包产生过程中都会发生上述互换现象考向2围绕辨析生态突变与生态重组，考查科学思维例2．如图为果蝇X染色体上一些生态的排布示意图，A、B、C、D分别代表白眼、红宝石眼、朱红眼、深红色眼生态片段，白色部分为不具有遗传效应的DNA片段。下列相关叙述正确的是()A.A、C、D对应的控制果蝇眼色的生态可互为等位生态B.A、B之间白色部分片段中碱基发生替换会导致生态突变C.若B、D对应的生态发生了位置互换，则一定发生了生态重组D.若B生态中某碱基被替换，则D生态片段的表达可能受到影响【变式训练】如图是某种高等动物的部分细包分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的生态)，下列说法中正确的是()A.图甲细包表明该动物细包发生了生态重组B.图乙细包处于分裂间期，容易发生生态重组C.图丙细包中1与4的片段部分互换属于生态重组D.图丙细包表示发生了非同源染色体之间的自由组合，属于生态重组一、单选题1．（2024·河北·高考真题）核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶生态H的表达。下列分析错误的是（

）A．细包在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高B．ATM在细包质合成和加工后，经核孔进入细包核发挥作用C．H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细包衰老D．ATM生态表达增强的个体受辐射后更易患癌2．（2024·湖北·高考真题）不同品种烟草在受到烟草花叶病毒（TMV）侵染后症状不同。研究者发现品种甲受TMV侵染后表现为无症状（非敏感型），而品种乙则表现为感病（敏感型）。甲与乙杂交，F1均为敏感型；F1与甲回交所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3：1。对决定该性状的N生态测序发现，甲的N生态相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是（

）A．该相对性状由一对等位生态控制B．F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为13：3C．发生在N生态上的2个碱基对的缺失不影响该生态表达产物的功能D．用DNA酶处理该病毒的遗传物质，然后导入到正常乙植株中，该植株表现为感病3．（2024·广东·高考真题）研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌生态zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（）A．生态突变B．染色体变异(3)A1和A2生态位于非同源染色体上，ml的生态型为，m2的生态型为。若将ml与m2杂交得到F1，F1自交得到F2，F2中自交后代不发生性状分离个体的比例为。一、教材知识链接1.镰状细包贫血形成的直接原因：血红蛋白分子结构的改变；根本原因：控制血红蛋白分子合成的生态结构的改变。2.生态突变的特点（1）普遍性：发生于一切生物中（原核生物、真核生物、病毒）；（2）随机性：可以发生于生物个体发育的任何时期；可以发生在细包内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位；（3）不定向性：可以产生一个或多个等位生态；（4）低频性；（5）多害少利性。（P83）3.生态突变的时间：通常发生在有丝分裂或减数第一次分裂前的间期。4.生态突变的结果：产生原生态的等位生态。5.生态突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细包中，一般不能遗传给后代，但有些植物的体细包发生生态突变，可通过无性繁殖传递给后代。6.人和动物细包中的DNA上本来就存在与癌变相关的生态：原癌生态和抑癌生态。（P82）7.癌细包与正常细包相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细包膜上的糖蛋白等物质减少，细包之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。（P82）8.生态突变一定会导致遗传信息、mRNA（含密码子）的改变；但生物性状不一定改变，原因是密码子有简并性，当密码子改变，对应氨基酸不一定改变。（P81思考·讨论）9.生态重组包括①发生在减数第一次分裂前期的互换；②发生在减数第一次分裂后期的自由组合。另外，生态工程、肺炎链球菌的转化也属于生态重组。（P84）二、教材深挖拓展1．(必修2P84)造成“一母生九子，九子各不同”的主要原因是父母在产生后代的过程中发生了生态重组。2．(必修2P84)在金鱼的培育过程中，利用了哪些育种方法？其依据的原理是什么？三、长句规范作答1.(科学思维)某植株发生生态突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的原因是什么？2.(科学思维)有人认为自然条件下生态突变率很低,且大多有害,故不会为生物进化提供原材料,这是否正确？3.(科学思维)请你从生态重组的角度解释人群中个体性状多种多样的原因。第22讲生物的变异（第一课时，生态突变和生态重组）目录TOC\o"1-3"\h\u01考情透视·目标导航 202知识导图·思维领航 303考点突破·考法探究 3考点一生态突变 3知识点1生物变异的类型 3知识点2生态突变 4知识点3显性突变和隐性突变的判断方法 7知识点4生态突变与生物性状的关系 7考向1结合生态突变的特点及原因，考查科学思维 9考向2结合细包癌变，考查社会责任 10考点二生态重组 11知识点1生态重组 11知识点2生态突变和生态重组的比较 13知识点3判断生态重组和生态突变的方法（常考点） 14考向1围绕生态重组的实质、特点和意义，考查生命观念、科学思维 15考向2围绕辨析生态突变与生态重组，考查科学思维 1604真题练习·命题洞见（含2024年高考真题） 1705长句分析·规范作答 17一、教材知识链接 21二、教材深挖拓展 21三、长句规范作答 22考点由高考知核心知识点预测生态突变和生态重组考点一：生态突变（3年44考，全国卷3年4考）（2024·河北、2024·吉林）生态突变（2024·湖北、2024·广东）生态突变（2024·湖北）生态重组（2023·广东、2023·湖南）生态突变（2023·湖北、2023·海南）生态突变（2023·浙江、2023·天津）生态突变（2023·北京）生态突变（2022·广东、2022·湖南）生态突变（2022·湖南、2022·江苏）生态突变（2022·福建、2022·山东）生态突变（2022·福建）生态重组题型：选择题、解答题内容：本专题知识难度较低、较高的两级分化，要求基础要扎实。考查学生对相关变异的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。考点二：生态重组（3年10考，全国卷3年0考）课标要求1.概述碱基的替换、增添或缺失会引起生态中碱基序列的改变。2.阐明生态中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细包功能发生变化，甚至带来致命的后果。3.阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交换，会导致控制不同性状的生态重组，从而使子代出现变异。新旧教材对比增：①思维训练“分析相关性”；②金鱼的养殖和培育。改：①镰状细包贫血名称修改；②生态突变的概念；③生态突变的特点改为小字。淡化：生态突变的特点改为小字。考点一生态突变知识点1生物变异的类型【问题1】可遗传变异与不可遗传变异的如何判断？（1）实验方案：变异个体自交或与其他个体杂交。（2）结果分析：①若此变异不再出现，为不可遗传变异。②若此变异再次出现，为可遗传变异。知识点2生态突变资料1：镰状细包贫血（又称镰刀型细包贫血症）是一种遗传病。1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛，经过检查发现,他的红细包不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。后来人们把这种病称为镰状细包贫血。对患者红细包的血红蛋白分子的分析研究发现，患者血红蛋白的肽链上，发生了氨基酸的替换。实例一：镰状细包贫血直接原因：多肽链中一个谷氨酸被缬氨酸替换→易破裂，使人患溶血性贫血。根本原因：生态中发生了一个碱基对的替换→易破裂，使人患溶血性贫血。【注意：特别容易错！】光学显微镜下看不到生态突变，但能用光镜观察红细包形态判断是否患病！【教材隐性知识】源于必修2P85“拓展应用”：具有一个镰状细包贫血突变生态的个体(即杂合子)并不表现镰状细包贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力，镰状细包贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。请根据这一事实探讨突变生态对当地人生存的影响。提示：镰状细包贫血患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明在易患疟疾的地区，镰状细包贫血突变生态具有有利于当地人生存的一面。虽然该突变体的纯合子对生存不利，但其杂合子却有利于当地人的生存。1.生态突变的定义DNA分子中发生碱基的__替换_、__增添__或__缺失_，而引起的生态__碱基序列_的改变，叫作生态突变。【特别提示】①如碱基对的替换、增添、缺失发生在非生态区，不算生态突变。②只改变生态的内部结构，不改变生态的数目和位置（“质”变“量”和位置不变）。【教材隐性知识】下图表示双链DNA分子上的若干片段，请据图判断：(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作生态突变(×)(2)生态突变改变了生态的数量和位置(×)(3)生态突变的结果一定是产生等位生态(×)(4)生态突变在光学显微镜下不可见(×)2.结果：产生新生态和新的性状（一般是原来生态的等位生态）。3.时间：真核生物主要发生在有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期。（1）发生在配子中：将遵循遗传规律传递给后代。（2）发生在体细包中：一般不能遗传如：皮肤癌不可遗传给后代。注意：1.有些植物(无性繁殖的生物)的体细包发生了生态突变，可以通过无性生殖遗传。2.原核生物、病毒增殖都可能发生生态突变。4.生态突变的原因（1）内因：DNA分子复制偶尔发生错误。（2）外因：①物理因素：紫外线、X射线及其他辐射。（损伤细包内的DNA）②化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等。（改变核酸的碱基）③生物因素：某些病毒的遗传物质。（影响宿主细包的DNA）5.生态突变的特点①普遍性：生态突变既有自发突变又有诱发突变且在生物界中普遍存在（所有生物均可发生）。生态突变的例子：色盲、白化病、白虎、白化苗……②随机性：时间上——可以发生在生物个体发育的任何时期；部位上——可以发生在细包内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。③不定向性：生态可以发生不同的突变，产生一个以上等位生态。【特别注意】做练习时要注意题干中生态的数目：若两种突变品系是由不同对等位生态突变导致的，则体现了生态突变的随机性性。若两种突变品系是由一对等位生态突变导致的，则体现了生态突变的不定向性。④低频性：在自然状态下，生态突变的频率是很低的。如高等生物中105~108个生殖细包中有1个发生生态突变。生态突变率大肠杆菌的组氨酸缺陷型生态2×10-6果蝇的白眼生态4×10-5果蝇的褐眼生态3×10-5玉米的皱缩生态1×10-6小鼠的白化生态1×10-5的色盲生态3×10-56.生态突变的意义①产生新生态的途径；②生物变异的根本来源；③为生物的进化提供了丰富的原材料。注意：生态突变产生的新生态是原核生物、真核生物的等位生态。有些生态突变可能破坏生物与现有环境的协调关系，是有害突变；有些生态突变对生物体是有利的，是有利突变；还有些生态突变既无害也无益，是中性的。7.生态突变的运用（1）方法：利用物理因素（如紫外线、X射线等）或化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生生态突变。（2）特点：可以提高突变率，创造需要的生物新品种。（3）举例：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。【问题2】试分析诱变育种的优缺点？优点：大幅改良品种的优良性状。缺点：盲目性高，需处理大量材料。知识点3显性突变和隐性突变的判断方法1.理论依据①显性突变：aa→Aa当代表现②隐性突变：AA→Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子2.判定突变性状显隐性的方法①选取若干突变体(如高茎)与其他已知未突变体(即野生型，如矮茎)杂交，根据子代性状表现判断。a.若后代全为野生型(如矮茎)，则突变性状为隐性(如高茎)。b.若后代全为突变型(如高茎)，则突变性状为显性(如高茎)。c.若后代既有突变型(如高茎)又有野生型(如矮茎)，则突变性状为显性(如高茎)②让若干突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。若后代无性状分离，则突变性状为隐性；反之突变性状为显性知识点4生态突变与生物性状的关系1.生态突变对氨基酸序列的影响（1）替换：一般只改变一个氨基酸或不改变——影响较小注意：替换也可能使肽链合成终止（2）增添或缺失：增添或缺失位置前不影响，影响增添或缺失位置后的序列——一般影响较大。注意：增添或缺失的碱基数是3的倍数，一般影响个别氨基酸。2.生态突变对性状的影响（1）生态突变改变生物性状①肽链无法合成（如：没有了起始密码）②肽链延长或缩短（终止密码提前或延后出现）③改变氨基酸的种类（2）生态突变不改变生物性状原因：①密码子的简并性；②发生隐性突变，如AA中的一个A→a，此时性状不变；③发生在生态的非编码区或编码区的内含子；④有些突变改变了蛋白质中个别位置的氨基酸，但该蛋白质的功能不变。小结：生态突变一定改变遗传信息，但不一定改变蛋白质，也不一定改变生物性状。【易错提醒】生态突变的“一定”和“不一定”（1）生态突变会引起生态中碱基排列顺序的改变，但并未改变生态的数量和位置。（2）生态突变不一定会引起生物性状的改变。（3）生态突变不一定都产生等位生态。如病毒和原核细包的生态组结构简单，生态数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位生态。真核生物的核生态突变可产生它的等位生态，而原核生物和病毒生态突变产生的是一个新生态。【易错辨析】1．生态突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(必修2P81正文)(×)提示：主要发生在DNA→DNA的过程中2．生态突变若发生在配子中，就一定能传递给后代。(必修2P81正文)(×)提示：若发生在体细包中一般不能遗传3．诱变因素可以提高突变频率并决定生态突变的方向。(必修2P83正文)(×)提示：生态突变不定向4．紫外线、X射线均会诱发生态突变，从而诱发癌变。(必修2P83正文)(√)考向1结合生态突变的特点及原因，考查科学思维例1．α­珠蛋白与α­珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1～138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由生态上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明()A.该变异属于生态突变B.生态能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移【答案】C【解析】α­珠蛋白突变体是由生态上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的，该变异属于生态突变，A不符合题意；该实例能说明生态能指导蛋白质的合成，B不符合题意；生态突变是DNA上点突变，并非DNA片段缺失，C符合题意；发生该生态突变后，蛋白质的氨基酸数目增加，说明该变异导致终止密码子后移，D不符合题意。【变式训练】下列关于生态突变的叙述，正确的是()A.个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能B.染色体上部分生态缺失引起性状的改变，属于生态突变C.有性生殖产生的后代之间的差异主要是由生态突变引起的D.生态突变一旦发生，改变的性状就会遗传给后代【答案】A【解析】由于密码子的简并，生态中个别碱基对的替换，若翻译形成相同的氨基酸，则可能不影响蛋白质的结构和功能，A正确；染色体上部分生态的缺失引起生物性状的改变，属于染色体结构变异中的缺失，B错误；有性生殖产生的后代出现的差异主要是由生态重组引起的，C错误；生态突变若发生在生殖细包中有可能遗传给后代，若发生在体细包中，一般不能遗传给后代，D错误。【思维建模】生态突变对氨基酸序列的影响碱基影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸的种类或不改变替换的结果也可能使肽链合成终止增添大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列①增添或缺失的位置越靠前，对肽链的影响越大；②增添或缺失的碱基数是3的倍数，则一般仅影响个别氨基酸缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列考向2结合细包癌变，考查社会责任例2．下图表示生态突变与结肠癌形成的关系。APC、SMAD4、CDC4和TP53属于抑癌生态，KRAS属于原癌生态。下列说法正确的是()A.结肠癌是原癌生态突变后的结果B.正常细包中也含有APC、SMAD4和KRAS生态C.结肠癌细包能够无限增殖，细包的结构并不发生明显的变化D.KRAS生态表达的蛋白质能抑制细包生长和增殖，或者促进细包凋亡【答案】B【解析】根据题意可知，APC、SMAD4、CDC4和TP53属于抑癌生态，KRAS属于原癌生态，据图分析可知，结肠癌是原癌生态和抑癌生态多个生态共同突变后的结果，A正确；结肠癌细包与正常细包相比，能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细包膜上的糖蛋白等物质减少，细包之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移等，C错误；KRAS生态是原癌生态，其表达的蛋白质是细包正常的生长和增殖所必需的，抑癌生态表达的蛋白质能抑制细包的生长和增殖，或者促进细包凋亡，D错误。【变式训练】乳腺癌病人通常要检查雌激素受体(ER)含量。雌激素与ER结合后被转移到细包核内，刺激DNA指导合成新的蛋白质，促进细包增殖，这类肿瘤称为雌激素依赖型乳腺癌。下列相关叙述正确的是()A.乳腺细包因细包内抑癌生态突变成原癌生态而形成癌细包B.乳腺癌细包和乳腺细包可通过显微镜观察其形态加以区分C.乳腺癌细包容易分散转移是由于细包膜上的糖蛋白含量较高D.通过促进细包膜上的雌激素受体的合成可降低乳腺癌的发生【答案】B【解析】细包癌变是原癌生态和抑癌生态发生生态突变形成的，A正确；细包癌变后，形态会发生改变，故乳腺癌细包和乳腺细包可通过显微镜观察其形态加以区分，B正确；乳腺癌细包容易分散转移是由于细包膜上的糖蛋白含量降低，黏着性降低所致，C错误；雌激素为脂类物质，可通过自由扩散进入细包，因此细包膜上没有雌激素受体，其受体在细包内，D错误。【思维建模】常和生态突变联系的“热点”考点二生态重组知识点1生态重组1.概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的生态的重新组合。注意：发生范围→真核生物【问题1】如何实现控制不同性状生态的重新组合？2.类型：类型1：自由组合型①时期：减Ⅰ后②现象：非同源染色体自由组合③结果：非等位生态自由组合类型2：交叉互换型①时期：减Ⅰ前（或四分体时期）②现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换③结果：等位生态之间发生互换，导致染色单体上的非等位生态重组。回忆：非同源染色体上的片段交换属于什么变异？类型3：生态工程重组型目的生态经载体导入受体细包，导致受体细包中生态发生重组。类型4：肺炎链球菌转化型（R型细菌转化为S型细菌）3.结果：①只产生新的生态型，并未产生新的生态。②只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。4.意义：①是生物变异的主要来源。②是形成生物多样性的重要原因。③为生物进化提供了原材料。5.生态重组的运用：我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝水泡眼。正因为生态突变、生态重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大丰富了人们的生活。猫科动物的斑纹同样因为生态重组而各有差异。实例1：杂交水稻的培育（1）概念：课本P13人们有目的地将具有优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。过程：杂交→F1→自交→F2，筛选，连续自交，筛选例如既抗倒伏又抗锈病的纯种小麦的选育：知识点2生态突变和生态重组的比较重组类型生态突变生态重组实质

生态结构

发生改变，产生新的

生态

。控制不同性状的生态

重新组合

。时间主要发生在细包的分裂

间

期（

DNA分子复制

时）主要在减数第一次分裂

前

期（

四分体

时期）和

后

期可能性可能性

小

，突变频率

低

。普遍发生在

有性生殖

过程中，产生变异

多

，是生物多样性的重要原因适用范围

所有

生物都可发生，包括

病毒

，具有

普遍

性自然条件下，发生在

有性生殖

的过程中结果产生新的

生态

。产生新的

生态型

。意义是变异的

根本

来源，为

生物进化

。提供最初的原始材料是形成生物多样性的

重要

原因之一，加快了

进化

的速度应用

诱变

育种，培育

新品种

。

杂交

育种，集中优良性状联系①都使生物产生

可遗传

的变异；②在长期进化过程中，通过生态

突变

产生新生态，为生态

重组

提供了大量可供自由组合的新生态，生态突变是生态重组的

基础

；③二者均可能产生新的

表现

型。知识点3判断生态重组和生态突变的方法（常考点）【生态重组的易错提醒】①生态重组一般发生于有性生殖过程中，无性生殖的生物不发生，有性生殖的个体的体细包增殖时也不发生。②多种精子和多种卵细包之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于生态重组。③杂合子(Aa)自交后代发生性状分离，根本原因是等位生态的分离，而不是生态重组。④生态重组只是“原有生态间的重新组合”，它既未改变生态的“质”(未产生“新生态”)，也未改变生态的“量”，只是产生了“新生态型”。【易错辨析】1．原核生物不存在生态重组，而真核生物的受精过程中可进行生态重组。(必修2P84正文)(×)提示：减数第一次分裂前期和后期2．生态型为Aa的个体自交，生态重组导致子代发生性状分离。(必修2P84正文)(×)提示：生态重组至少含有两对等位生态3．一对等位生态不存在生态重组，一对同源染色体存在生态重组。(必修2P84正文)(√)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，导致生态重组。(必修2P84正文)(×)提示：有丝分裂不能发生生态重组5．生态突变能使染色体上原来生态的位置出现其等位生态。(必修2P84正文)(√)考向1围绕生态重组的实质、特点和意义，考查生命观念、科学思维例1．生态重组是生物体在进行有性生殖过程中，控制不同性状的生态重新组合。下列有关生态重组的叙述正确的是()A.生态重组一定不会使DNA结构发生改变B.减数分裂前的间期DNA复制时可能发生生态重组C.异卵双生的两个子代遗传物质差异主要是由生态重组导致的D.生态型为Aa的生物自交产生的子代中出现三种生态型是生态重组的结果【答案】C【解析】生态重组中染色体互换可以使DNA的结构发生改变，A正确；生态重组可发生在减数第一次分裂前期(染色体互换)和减数第一次分裂后期(自由组合)，间期不发生生态重组，B错误；异卵双生指的是不同的精子和不同的卵细包结合，产生两个受精卵导致的，而精子或卵细包的差异是由生态重组导致的，C正确；生态重组的实质是非等位生态的重新组合，Aa中不存在非等位生态，因此不发生生态重组，D错误。【变式训练】减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体可发生片段的互换，三种交换模式如图所示。下列说法错误的是()A.图中三种交换模式经减数分裂都可产生AB、Ab、aB、ab四种配子B.图中的互换不能产生新生态，但能让性状重新组合C.含有图甲和图丙所示染色体的细包能在减数分裂Ⅱ后期发生等位生态的分离D.并不是所有生殖细包产生过程中都会发生上述互换现象【答案】A【解析】图乙中同源染色体中的非姐妹染色单体互换的片段在A和B、a和b之间，没有涉及A与a生态、B与b生态，故该细包减数分裂产生的配子只有AB和ab两种，A正确；图中的互换本质是生态重组，生态重组不能产生新生态，但能让性状重新组合，B正确；由于发生了互换，含有图甲和图丙所示染色体的细包能在减数分裂Ⅱ后期发生等位生态的分离，C正确；题述互换现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，并非所有的生殖细包产生过程中都会发生上述互换现象，D错误。考向2围绕辨析生态突变与生态重组，考查科学思维例2．如图为果蝇X染色体上一些生态的排布示意图，A、B、C、D分别代表白眼、红宝石眼、朱红眼、深红色眼生态片段，白色部分为不具有遗传效应的DNA片段。下列相关叙述正确的是()A.A、C、D对应的控制果蝇眼色的生态可互为等位生态B.A、B之间白色部分片段中碱基发生替换会导致生态突变C.若B、D对应的生态发生了位置互换，则一定发生了生态重组D.若B生态中某碱基被替换，则D生态片段的表达可能受到影响【答案】D【解析】控制果蝇白眼、朱红眼、深红色眼的生态A、C、D位于同一条染色体的不同位置，属于同源染色体上的非等位生态，A正确；A、B之间白色部分序列为非生态序列，碱基发生替换不会导致生态突变，B错误；若B、D对应的生态发生了位置互换，则发生了染色体结构变异，C错误；生态之间的作用可能会相互影响，因此生态B的碱基序列改变可能影响生态D的表达，D错误。【变式训练】如图是某种高等动物的部分细包分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的生态)，下列说法中正确的是()A.图甲细包表明该动物细包发生了生态重组B.图乙细包处于分裂间期，容易发生生态重组C.图丙细包中1与4的片段部分互换属于生态重组D.图丙细包表示发生了非同源染色体之间的自由组合，属于生态重组【答案】D【解析】图甲细包进行有丝分裂，不可能发生生态重组，故该动物细包发生了生态突变，A正确；生态重组可发生于减数第一次分裂的前期和后期，间期不会发生生态重组，B错误；图丙细包中1与4属于非同源染色体，非同源染色体之间发生片段部分互换属于染色体结构变异中的易位，C错误。一、单选题1．（2024·河北·高考真题）核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶生态H的表达。下列分析错误的是（

）A．细包在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高B．ATM在细包质合成和加工后，经核孔进入细包核发挥作用C．H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细包衰老D．ATM生态表达增强的个体受辐射后更易患癌【答案】A【分析】细包衰老的学说：自由基学说、端粒学说。自由基：通常把异常活跃的带电分子或基团称为自由基。【详解】A、依据题干信息，当核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，可诱导抗氧化酶生态生态H的表达，即提高了其抗氧化能力，A正确；B、ATM属于胞内蛋白，所以在细包质合成、加工后，经核孔进入细包核发挥作用，B正确；C、H蛋白是抗氧化酶生态H表达的产物，可以减缓氧化过程中所产生的自由基导致的细包衰老，C正确；D、核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，ATM生态表达增强的个体受辐射后不易患癌，D错误。故选A。2．（2024·湖北·高考真题）不同品种烟草在受到烟草花叶病毒（TMV）侵染后症状不同。研究者发现品种甲受TMV侵染后表现为无症状（非敏感型），而品种乙则表现为感病（敏感型）。甲与乙杂交，F1均为敏感型；F1与甲回交所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3：1。对决定该性状的N生态测序发现，甲的N生态相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是（

）A．该相对性状由一对等位生态控制B．F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为13：3C．发生在N生态上的2个碱基对的缺失不影响该生态表达产物的功能D．用DNA酶处理该病毒的遗传物质，然后导入到正常乙植株中，该植株表现为感病【答案】A【分析】双杂合子测交后代分离比为3：1，则可推测双杂合子自交后代的分离比为15：1。【详解】A、已知品种甲受TMV侵染后表现为无症状（非敏感型），而品种乙则表现为感病（敏感型）。甲与乙杂交，F1均为敏感型，说明敏感型为显性性状，F1与甲回交相当于测交，所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3：1，说明控制该性状的生态至少为两对独立遗传的等位生态，假设为A/a、B/b，A正确；B、根据F1与甲回交所得的子代中，敏感型与非敏感型植株之比为3：1，可知子一代生态型为AaBb，甲的生态型为aabb，且只要含有显性生态即表现敏感型，因此子一代AaBb自交所得子二代中非敏感型aabb占1/4×1/4=1/16，其余均为敏感型，即F2中敏感型和非敏感型的植株之比为15：1，B错误；C、发生在N生态上的2个碱基对的缺失会导致生态的碱基序列改变，使表现敏感型的个体变为了非敏感型的个体，说明发生在N生态上的2个碱基对的缺失会影响该生态表达产物的功能，C错误；D、烟草花叶病毒遗传物质为RNA，由于酶具有专一性，用DNA酶处理该病毒的遗传物质，其RNA仍保持完整性，因此将处理后的病毒导入到正常乙植株中，该植株表现为感病，D错误。故选A。3．（2024·广东·高考真题）研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌生态zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（）A．生态突变B．染色体变异C．生态重组D．表观遗传【答案】A【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但生态的表达却发生了可遗传的改变，即生态型未发生变化而表现型却发生了改变。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。【详解】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌生态zfhl的表达，导致肿瘤形成，即生态型未发生变化而表现型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D错误。故选A。4．（2024·广东·高考真题）雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用生态型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎（A）与绿茎（a）、缺刻叶（C）与马铃薯叶（c）的两对生态独立遗传，雄性可育（F）与雄性不育（f）为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是（）A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记B