第20講基因突變與基因重組

［新高考素養(yǎng)目標(biāo)］

i.基于基因突變、基因重組改變生物的性狀，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。（生命觀念）

2.通過(guò)比較與分類(lèi)、歸納與演繹，明確可遺傳變異的類(lèi)型及其判定方法。（科學(xué)思維）

3.通過(guò)分析細(xì)胞的癌變，關(guān)注人體健康。（社會(huì)責(zé)任）

，點(diǎn)一基因?yàn)?zāi)支

1.基因突變的實(shí)例和概念

（1）鐐狀細(xì)胞貧血

①致病機(jī)理

③能最）功能正常易破裂，使人患逛嵋貧血

工1［

e細(xì)胞形?圓餅狀.僚刀狀

11

異常

1

谷:酸綿i怎酸

I

?1

IW

胤曲

1______111

替換為

直接原因：血紅蛋白分子中谷氨酸一^綴氨酸。

T替換為A

根本原因：基因中堿基對(duì)。

AT

②病理診斷：鍍狀細(xì)胞貧血是由于基因的一個(gè)堿基對(duì)一改變引起的一種遺傳病，是基因通過(guò)

控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),二^_控制生物性狀的典例。

⑵基因突變的概念：DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的

改變。

⑶基因突變的遺傳性：基因突變?nèi)舭l(fā)生在中，則可以遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)

生在體細(xì)胞中,一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生了基因突變，可以通過(guò)生

殖遺傳。

（4）細(xì)胞的癌變

①根本原因

原癌基因或抑癌一基因發(fā)生突變,導(dǎo)致正常細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖失控而變成癌細(xì)胞。

②相關(guān)基因的作用

原癌基因：主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的進(jìn)程。

抑癌基因：主要抑制細(xì)胞一不正常的增殖.

③癌細(xì)胞的特征

能夠無(wú)限增殖,形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,細(xì)胞膜上的等物質(zhì)減少，細(xì)胞之

間的黏著性顯著降低,容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移，等等。

2.基因突變的原因、特點(diǎn)及意義

⑴原因

（物理因素：如紫外線、X射線等

⑴外因《化學(xué)因素：如亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等

【生物因素：如某些病毒的遺傳物質(zhì)等

②內(nèi)因：DNA4M偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等。

⑵特點(diǎn)

①普遍性：在生物界中普遍存在。

②隨機(jī)性：可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上和同一個(gè)DNA

分子的不同部位。

③不定向性；一個(gè)基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因，突變方向和環(huán)境

遜—明確的因果關(guān)系。

④低頻性：在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率

（3）意義

①對(duì)生物體來(lái)說(shuō)，基因突變有的是的，有的是有利的,還有的是中性的,

②基因突變是產(chǎn)生新基因的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，為生物的進(jìn)化提供了豐富的―原

材料。

［深度挖掘］

1.教材必修2P82“思考?討論”（節(jié)選）：⑴從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？

提示：從基因角度分析，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是相關(guān)基因（包括抑癌基因I、原癌基因、抑癌基因

II、抑癌基因HI）發(fā)生了突變。

⑵根據(jù)圖示推測(cè)，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？

提示：根據(jù)圖示可以推測(cè)，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，所具有的特點(diǎn)是呈球形、增殖快、容易發(fā)

生轉(zhuǎn)移等。

2.教材必修2P85“拓展應(yīng)用”：鐮狀細(xì)胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個(gè)鐮狀

細(xì)胞貧血突變基因的個(gè)體（即雜合子）在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮狀細(xì)胞貧血的癥狀，

因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，并對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力。

⑴這些地區(qū)具有鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤^其他地區(qū)的高，為什么？

提示：雜合子能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合

子對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，在瘧疾高發(fā)地區(qū)，他們生存的機(jī)會(huì)更多，從而能將自己的基因傳

遞下去。因此，這些地區(qū)具有鐐狀細(xì)胞貧血突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤摺?/p>

⑵為什么某些看起來(lái)對(duì)生物生存不利的基因，歷經(jīng)漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程依然“頑固”地存在？請(qǐng)結(jié)

合這個(gè)例子闡明原因，并分析如何辯證地認(rèn)識(shí)基因突變與生物的利害關(guān)系。

提示：基因?qū)ι锏纳媸欠裼欣Q于生物的生存環(huán)境。某些看起來(lái)對(duì)生物生存不利

的基因，當(dāng)環(huán)境改變后，這些不利的基因產(chǎn)生的性狀，可能會(huì)幫助生物更好地適應(yīng)改變后的環(huán)

境，從而得到更多的生存機(jī)會(huì)。這個(gè)實(shí)例說(shuō)明，基因突變并不都是有害的，也可能是有利的，

或是中性的，有害、有利還是中性與環(huán)境有關(guān)。

［易錯(cuò)診斷］

1.病毒、大腸桿菌及動(dòng)物和植物都可發(fā)生基因突變。（J）

2.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）

3.基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代。（J）

4.人工誘變可以提高突變頻率并決定基因突變的方向。（X）

5.基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期說(shuō)明具有普遍性。（X）

i.（科學(xué)思維）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UNA的硬基

DNA-DNA

某些病毒的核酸能

影響宿主的DNADNA的堿基組成

堿基對(duì)增添、缺失、替換

脫氧核甘酸種類(lèi)、數(shù)玨、排列順序的改變

新的等位基因生?基因結(jié)構(gòu)改變

7Al

ZJV

A2遺傳信息改變

不定向性mRNA改變一密碼子簡(jiǎn)并性、

生物

化

進(jìn)1

原

的_有利變異蛋白質(zhì)改變蛋白質(zhì)不變中性

材突變

始有害變異

料

新性狀性狀不變

2.（科學(xué)思維）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(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

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

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)人一a,此時(shí)性狀也不改變。

［案例探究］

@以基因突變圖示信息為栽體考查生命觀念與科學(xué)思維

1.如圖表示基因突變的一種情況，其中a、b是核酸鏈，c是肽鏈。請(qǐng)分析：

GCGC替代G”GCC

b…一CGC-CGG-

c……精氨酸精氨酸

⑴由于氨基酸沒(méi)有改變，故實(shí)際上述基因并沒(méi)有發(fā)生突變，對(duì)嗎？

提示：不對(duì)，只要DNA中基因堿基序列改變就發(fā)生了基因突變。

⑵圖中氨基酸沒(méi)有改變，說(shuō)明了密碼子具有怎樣的特點(diǎn)？

提示：具有簡(jiǎn)并性。

⑶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。

@以貼近生活的情境材料為載體考查社會(huì)責(zé)任，體現(xiàn)應(yīng)用性

2.既然基因突變的頻率很低，為什么在強(qiáng)烈的日光下還要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫(yī)務(wù)人

員還要穿防護(hù)衣？

提示：因?yàn)樽贤饩€和X射殘易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高突變頻率，使人患癌癥風(fēng)險(xiǎn)增大，

因此在強(qiáng)烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護(hù)衣。

命題點(diǎn)1圍繞基因突變的概念、本質(zhì)及特點(diǎn)考查生命觀念及科學(xué)思維

1.（2020?江蘇卷，T9）某膜蛋白基因在其編碼區(qū)的5'端含有重復(fù)序列CTCTTCTCTT

CTCTT,下列敘述正確的是（）

A.CTCTT重復(fù)次數(shù)改變不會(huì)引起基因突變

B.CTCTT重復(fù)次數(shù)增加提高了該基因中嗜咤堿基的比例

C.若CTCTT重復(fù)6次，則重復(fù)序列之后編碼的氨基酸序列不變

D.CTCTT重復(fù)次數(shù)越多，該基因編碼的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量越大

解析：選C。重復(fù)序列位于膜蛋白基因編碼區(qū)，CTCTT重復(fù)次數(shù)的改變即基因中堿基數(shù)目的改

變，會(huì)引起基因突變，A錯(cuò)誤；基因中唏唳堿基的比例=嚅吟堿基的比例=50%,CTCTT重復(fù)

次數(shù)的改變不會(huì)影響該比例，B錯(cuò)誤；CTCTT重復(fù)6次，即增加30個(gè)堿基對(duì)，由于基因中堿

基對(duì)數(shù)目與所編碼氨基酸數(shù)目的比例關(guān)系為3：1,則正好增加了10個(gè)氨基酸，重復(fù)序列后編碼

的氨基酸序列不變，C正確；重復(fù)序列過(guò)多可能影響該基因的表達(dá)，編碼的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)

量不一定變大，D錯(cuò)誤。

2.（2020?濰坊一模）人類(lèi)P—地中海貧血癥是一種由p—珠蛋白基因突變引起的單基因遺傳病，

該基因存在多種突變類(lèi)型。甲患者珠蛋白D鏈第17、18位氨基酸缺失；乙患者。一珠蛋白基因

中發(fā)生了一個(gè)堿基對(duì)的替換，導(dǎo)致。鏈縮短。下列敘述正確的是（）

A.甲、乙患者的致病基因位于同源染色體的相同位置

B.甲患者》鏈氨基酸的缺失是基因中堿基對(duì)不連續(xù)的缺失所致

C.乙患者基因突變位點(diǎn)之后的堿基序列都發(fā)生了改變

D.通過(guò)染色體檢查能診斷該病攜帶者和患者

解析：選A。由于基因突變形成的都是等位基因，因此控制甲、乙患者貧血癥的基因在同源染

色體的相同位置上，A正確；甲患者的。鏈17?18位缺失了賴(lài)氨酸、綴氨酸，說(shuō)明甲患者（J鏈

氨基酸的缺失是基因中堿基對(duì)連續(xù)的缺失所致，B錯(cuò)誤；乙患者口一珠蛋白基因中發(fā)生了一個(gè)堿

基對(duì)的替換，導(dǎo)致P鏈縮短，說(shuō)明其發(fā)生基因突變后導(dǎo)致翻譯過(guò)程中提前出現(xiàn)終止密碼，而發(fā)

生突變位點(diǎn)之后的堿基序列未發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；人類(lèi)0型地中海貧血癥是一種基因突變引起

的單基因遺傳病，因此不能通過(guò)染色體檢查來(lái)確診該病的攜帶者或患者，D錯(cuò)誤。

----------------［長(zhǎng)句應(yīng)答】----------------

⑴基因突變都能遺傳給有性生殖的后代嗎？為什么？

提示：不一定；基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中時(shí)，可通過(guò)無(wú)性生殖傳給后代，但不會(huì)

通過(guò)有性生殖傳給后代；基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過(guò)程中時(shí)，可通過(guò)有性

生殖傳給后代。

⑵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。

命題點(diǎn)2圍繞基因突變考查科學(xué)探究

3.（不定項(xiàng)選擇）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），請(qǐng)分析下列說(shuō)法

正確的是（）

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ABD。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項(xiàng)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項(xiàng)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（X，'XA）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

項(xiàng)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（X'Y）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項(xiàng)正確。

4.（經(jīng)典高考題，節(jié)選）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：AA植株發(fā)生隱性突變后基因型變?yōu)锳a,而aa植株發(fā)生顯性突變后基因型也可變?yōu)锳a,

題目中已知在子一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，所以不論是顯性突變還是隱性突變，在子

一代中的基因型都有Aa,該基因型個(gè)體表現(xiàn)顯性性狀，故最早可在子一代觀察到該顯性突變的

性狀；該種植物自花受粉，且子一代基因型為Aa,則子二代的基因型有AA、Aa和aa三種，

故最早在于二代中觀察到該隱性突變的性狀（aa）；子一代雖然出現(xiàn)了顯性突變純合體（AA）,但與

基因型為Aa的雜合體區(qū)分不開(kāi)（都表現(xiàn)顯性性狀），需要再自交一代，若后代不發(fā)生性狀分離，

才可證明基因型為AA,故最早在子三代中分離得到顯性突變純合體（AA）；只有隱性突變純合體

（aa）才表現(xiàn)隱性性狀，所以該性狀一經(jīng)出現(xiàn)，即可確定是純合體，故最早在子二代中分離得到隱

性突變純合體（aa）。

答案：一二三二

［方法提煉］

⑴探究某一變異性狀是否是可遺傳變異的方法

L（棗環(huán)境變化，遺傳物質(zhì)未變

基因突變（生物變異的根本來(lái)源）

染色體變異

異再次畫(huà)一可遺傳變異

變異個(gè)體自

交或與其他

方法-不可遺傳變異

（2）顯性突變和隱性突變的判定

①類(lèi)型

②判定方法

fj…、曲交后代出現(xiàn)性狀分離f顯性突變

/I突變體自交H

_--廠一I自交后代未出現(xiàn)性狀分離一隱性突變

逅^腕豆自交，操作簡(jiǎn)單

［突變體與其他口雜交后代有兩種表現(xiàn)型■*顯性突變

良還返雜交后代沒(méi)有出現(xiàn)突變性狀-隱性突變

命題點(diǎn)3圍繞癌癥與育種考查生命觀念與社會(huì)責(zé)任

5.檢測(cè)癌細(xì)胞有多種方法，切取一塊組織鑒定其是否發(fā)生癌變，可用光學(xué)顯微鏡觀察（）

A.細(xì)胞中染色體數(shù)目是否改變

B.細(xì)胞原癌基因是否發(fā)生突變

C.細(xì)胞的形態(tài)是否改變

D.細(xì)胞膜上的糖蛋白是否減少

解析：選C。細(xì)胞癌變的根本原因不是染色體數(shù)目的改變，而是原癌基因或抑癌基因發(fā)生突變，

基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下觀察不到，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；癌細(xì)胞的主要特征之一是形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著

變化，例如，正常的成纖維細(xì)胞呈扁平梭形，其癌變后變成球形，可用光學(xué)顯微鏡觀察，C項(xiàng)

正確；癌細(xì)胞表面的糖蛋白減少，但糖蛋白在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.化學(xué)誘變劑羥胺能使胞瑞咤的氨基羥化，氨基羥化的胞嗑咤只能與腺噪吟配對(duì)。育種學(xué)家常

用適宜濃度的羥胺溶

液浸泡番茄種子以培育番茄新品種。羥胺處理過(guò)的番茄一定不會(huì)出現(xiàn)（）

A.番茄種子的基因突變頻率提高

B.體細(xì)胞中染色體數(shù)目不變

C.DNA分子的嚓吟數(shù)目大于嗜碇?jǐn)?shù)目

I）.誘導(dǎo)出了耐儲(chǔ)存的番茄新品種

解析：選Co誘導(dǎo)育種與自然突變相比能提高突變頻率，并能在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較多的優(yōu)良

變異類(lèi)型，從而加快育種進(jìn)程，A項(xiàng)不符合題意；注胺溶液處理過(guò)的番茄可能發(fā)生基因突變，

但其體細(xì)胞中染色體數(shù)目一般不發(fā)生改變，B項(xiàng)不符合題意；羥胺溶液處理過(guò)的番茄DNA分子,

只是腺嘿吟代替鳥(niǎo)曝吟與胞喀唳配對(duì)，嘿吟數(shù)目沒(méi)有改變，C項(xiàng)符合題意；羥胺溶液處理過(guò)的

番茄可能發(fā)生了基因突變，可能會(huì)誘導(dǎo)出耐儲(chǔ)存的番茄新品種，D項(xiàng)不符合題意。

牙點(diǎn)二基因重組及其町基因奧變的比較

檢理區(qū)

1.概念：基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中,控制不同性狀的基因的重新

組合。

2.類(lèi)型

⑴交換型

減數(shù)分裂四分體時(shí)期（減數(shù)分裂I前期），由于同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體

之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。

⑵自由組合型

減數(shù)分裂［后期，由于非同源染色體的自由組合,使非同源染色體上的非等位基因

自由組合。

3.意義

基因重組能夠產(chǎn)生基因組合多樣化的子代,是生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具

有重要意義。

4.應(yīng)用——人工雜交培育金魚(yú)新品種

［深化挖掘I

1.教材必修2P84“文字信息”（改編）：AaBB的個(gè)體自交后代出現(xiàn)性狀分離屬于基因重蛆嗎？

為什么？

提示：不屬于，基因型為AaBB的個(gè)體，由于存在相同基因BB,所以不存在非等位基因的重新

組合即基因重組。

2.教材必修2P84"與社會(huì)的聯(lián)系”（改編）：現(xiàn)在我們家庭養(yǎng)殖的色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚(yú)，

你知道是怎樣形成的嗎？

提示：基因突變、基因重組及人工選擇產(chǎn)生的。

［易錯(cuò)診斷］

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.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）

4.一對(duì)等位基因不存在基因重組，一對(duì)同源染色體也不存在基因重組。（X）

1.（科學(xué)思維）抓“關(guān)鍵詞”判斷基因突變和基因重組

比較項(xiàng)目基因突變基因重組

生物變異生物變異的“根本”來(lái)源生物變異的“重要”來(lái)源

生物進(jìn)化為生物進(jìn)化提供原始材料為生物進(jìn)化提供“豐富”的材料

生物多樣性形成生物多樣性的“根本”原因形成生物多樣性的“重要”原因之一

很?。ǔＳ小昂币?jiàn)”“稀有”“偶爾”

發(fā)生概率非常大（正常發(fā)生或往往發(fā)生）

等說(shuō)法）

2.（科學(xué)思維）姐妹染色單體上等位基因來(lái)源的判斷

⑴一看親子代基因型

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

（2）二看細(xì)胞分裂方式

①如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變。

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。

⑶三看細(xì)胞分裂圖

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，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。

（4）根據(jù)變異個(gè)體數(shù)量判定

偶爾出現(xiàn)一株（個(gè)）甘

---------------^基因突變

|體數(shù)同出現(xiàn)一定比例”.g工.〃口

-------------＞基因重組

I案例探究］

@以基因重組的圖示信息為載體考查生命觀念和科學(xué)思維

圖甲表示某動(dòng)物的初級(jí)精母細(xì)胞一對(duì)同源染色體上基因分布情況，圖乙是其產(chǎn)生的一個(gè)精細(xì)胞。

甲乙

⑴分析在減數(shù)分裂產(chǎn)生該精細(xì)胞的過(guò)程。

提示：圖甲中的兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，且A和B在一條染色體上，a和b在另

一條染色體上，而圖乙中一條染色體上的基因?yàn)锳和b,說(shuō)明甲在形成乙的過(guò)程中，同源染色

體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換。

⑵如果該動(dòng)物減數(shù)分裂過(guò)程有2/5的初級(jí)精母細(xì)胞發(fā)生該變異，則其產(chǎn)生圖乙精細(xì)胞的概率為

多少？

提示：1/10。

褰破區(qū)

命題點(diǎn)1圍繞基因重組考查生命觀念及科學(xué)思維

1.（2018?海南卷）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(lèi)型出現(xiàn)，其原因是在配子形成過(guò)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Ao在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上的非姐妹染色單體之間對(duì)應(yīng)片段的交換導(dǎo)致基

因重組；在減數(shù)第一次分裂的后期，非同源染色體的自由雙合也能導(dǎo)致基因重組。染色體重復(fù)、

染色體易位、染色體倒位屬于染色體變異。

2.下列關(guān)于基因重組的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）

A.生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組

B.減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換可導(dǎo)致基因重組

C.減數(shù)分裂過(guò)程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組

I）.一般情況下，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能

解析：選Bo基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的非同源染色體上

的非等位基因重新組合；減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換

可導(dǎo)致基因重組；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重

組；一般情況下，基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，水稻花藥內(nèi)精原細(xì)胞減數(shù)分

裂形成配子的過(guò)程中可發(fā)生基因重組，但根尖細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不會(huì)發(fā)生基因重組，

----------------［長(zhǎng)句應(yīng)答］----------------

⑴為什么說(shuō)有性生殖的出現(xiàn)加速了生物進(jìn)化？

提示：同無(wú)性生殖相比，有性生殖中基因組合的廣泛變異能增加子代適應(yīng)自然選擇的能力。有

性生殖產(chǎn)生的后代中隨機(jī)組合的基因型，增加少數(shù)個(gè)體在難以預(yù)料和不斷變化的環(huán)境中存活的

機(jī)會(huì)，從而對(duì)物種有利，加速了生物進(jìn)化。

⑵同卵雙胞胎性狀產(chǎn)生差異的原因是什么呢？

提示：同卵雙胞胎是指由同一個(gè)受精卵形成的兩個(gè)胚胎。卵裂時(shí)同一個(gè)受精卵一分為二，形成

兩個(gè)胚胎。由于他們來(lái)自同一個(gè)受精卵，染色體和遺傳物質(zhì)相同。但在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞

分裂增殖時(shí)可能發(fā)生基因突變、染色體變異，另外生物的性狀還受環(huán)境因素的影響，也與表觀

遺傳有關(guān)，導(dǎo)致同卵雙胞胎性狀產(chǎn)生微小差異。

命題點(diǎn)2圍繞基因突變與基因重組考查科學(xué)思維與科學(xué)探究

3.小香豬背部皮毛顏色是由位于兩對(duì)常染色體上的兩對(duì)等位基因（A、a和B、b）共同控制的,

共有4種表型：黑色（A.B.）、褐色（aaBj、棕色（A.bb）和白色（aabb）。

⑴如圖為一只黑色小香豬(AaBb)產(chǎn)生的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，1位點(diǎn)為A基因，2位點(diǎn)為a基因，

某同學(xué)認(rèn)為該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是基因突變或非姐妹染色單體之間的交換。

①若是發(fā)生非姐妹染色單體之間的交換，則該初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的配子的基因型

是。

②若是發(fā)生基因突變，且為隱性突變，該初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的配子的基因型是

或O

⑵某同學(xué)欲對(duì)上面的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)方案：用該黑色小香豬(AaBb)與基因型為的雌性個(gè)體進(jìn)行交配，觀察子代的表

型。

結(jié)果預(yù)測(cè)：

①如果子代出現(xiàn)，則為發(fā)生了非姐妹染色單體的交換。

②如果子代出現(xiàn),則為基因發(fā)生了隱性突變。

解析：(1)1與2為姐妹染芻單體，在正常情況下，姐妹染色單體上對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的基因是相同的，

若不相同，則可能是發(fā)生了基因突變或交叉互換。

①若是發(fā)生了交叉互換，則該初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的基因組成是AaBB.

Aabb,即產(chǎn)生的配子的基因型為AB、Ab、aB、abo

②若是發(fā)生了基因突變，且為隱性突變，則該初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的基因組

成是AaBB、aabb或Aabb、aaBB)即產(chǎn)生的配子的基因型是AB、aB、ab或Ab、ab、aBo

⑵探究某待測(cè)個(gè)體產(chǎn)生的配子類(lèi)型一般采用測(cè)交的實(shí)驗(yàn)方法。由于黑色小香豬(AaBb)發(fā)生交叉

互換與基因突變產(chǎn)生的配子種類(lèi)不同，導(dǎo)致測(cè)交產(chǎn)生的后代表型不同，所以可用該黑色小香豬

(AaBb)與隱性純合個(gè)體白色小香豬(aabb)的雌性個(gè)體進(jìn)行交配，觀察子代的表型。

結(jié)果預(yù)測(cè)：

①若黑色小香豬(AaBb)發(fā)生過(guò)交叉互換，則產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab4種配子，進(jìn)而與ab的配子

結(jié)合產(chǎn)生的后代會(huì)出現(xiàn)黑色、褐色、棕色和白色4種表型。

②若黑色小香豬(AaBb)發(fā)生過(guò)隱性突變，則產(chǎn)生的配子為AB、aB、ab或Ab、ab、aB,與ab

的配子結(jié)合產(chǎn)生的后代會(huì)出現(xiàn)黑色、褐色和白色或褐色、棕色和白色3種表型。

答案：⑴①AB、Ab、aB、ab②AB、aB、abAb、ab、aB(2)aabb①出現(xiàn)黑色、褐色、

棕色和白色4種表型②出現(xiàn)黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色3種表型

---------------------------經(jīng)典考題~演練模擬1----------------

1.(2020?山東卷，T20)野生型大腸桿菌可以在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸

依賴(lài)型菌株需要在基本培養(yǎng)基上補(bǔ)充相應(yīng)氨基酸才能生長(zhǎng)。將甲硫氨酸依賴(lài)型菌株M和蘇氨酸

依賴(lài)型菌株N單獨(dú)接種在基本培養(yǎng)基上時(shí)，均不會(huì)產(chǎn)生菌落。某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，將M、

N菌株混合培養(yǎng)一段時(shí)間，充分稀釋后再涂布到基本培養(yǎng)基上，培養(yǎng)后出現(xiàn)許多由單個(gè)細(xì)菌形

成的菌落，將這些菌落分別接種到基本培養(yǎng)基上，培養(yǎng)后均有菌落出現(xiàn)。該同學(xué)對(duì)這些窟落出

現(xiàn)原因的分析，不合理的是（）

A.操作過(guò)程中出現(xiàn)雜菌污染

B.M、N菌株互為對(duì)方提供所缺失的氨基酸

C.混合培養(yǎng)過(guò)程中，菌株獲得了對(duì)方的遺傳物質(zhì)

D.混合培養(yǎng)過(guò)程中，菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變

解析：選Bo操作過(guò)程當(dāng)口出現(xiàn)雜菌污染，基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的為雜菌，A合理；大腸桿菌在

培養(yǎng)過(guò)程中一般不