2019届《创新设计》高考生物一轮复习必修二 第七单元 第20讲

第20讲 基因突变与基因重组

[最新考纲] 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。

考点一 基因突变(5年14考)

1.基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症

(1)图示中a 、b 、c 过程分别代表DNA 复制、转录和翻译。突变主要发生在a(填字母)过程中。

(2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基因突变，碱基对

由=====T A 替换成=====A T 。

2.基因突变要点归纳

1.真题重组判断正误

(1)用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株与用甲基绿和吡罗红对细胞染色观察核酸分布所用核心技术相同。(2016·全国卷Ⅲ，2C)(×)

(2)基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要。(2012·海南卷，23A)(√)

(3)大肠杆菌经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株。(2012·海南卷，5B)(×)

(4)某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的。(2013·海南，22A改编)(√)

以上内容主要源自教材必修2 P80～82基因突变和基因重组相关知识。全面把握基因突变、基因重组内涵、特点、发生范围及其在育种上的应用是解题关键。

2.(教材P82“批判性思维”改编)基因突变频率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，但为何它仍可为生物进化提供原材料？

提示对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。

基因突变的特点及意义

(2015·海南卷，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

解析根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C选项属于替换，D选项属于增添，C、D正确。

答案 B

基因突变与生物性状的关系

(1)基因突变引起生物性状的改变

(2)基因突变未引起生物性状改变的4大原因

①突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。

②密码子简并性：若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。

③隐性突变：若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。

④有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变。

【即学即练】

(2017·天津五区期末，23)利用X射线处理长翅果蝇，成功地使生殖细胞内的翅长基因(M)中的碱基对A—T变为G—C，经多次繁殖后子代中果蝇的翅长未见异常。下列分析正确的是()

A.此次突变为隐性突变

B.突变后的基因转录产物发生了改变

C.突变后的基因控制合成的蛋白质一定发生了改变

D.突变后的基因控制合成的蛋白质一定未发生改变

解析基因中碱基对发生了改变，则基因的转录产物也会发生改变，B正确；密码子具有简并性，基因突变后，密码子发生改变，但对应的氨基酸种类可能不变，所以控制合成的蛋白质不一定发生了改变，即使对应的氨基酸种类发生改变，该蛋白质功能也可能未受影响，所以不影响生物的性状，C、D错误；若该突变为隐性突变，则经过多次繁殖后子代中果蝇的翅长会出现异常，A错误。

答案 B

基因突变的机制

(2010·全国卷)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()

A.花色基因的碱基组成

B.花色基因的DNA序列

C.细胞的DNA含量

D.细胞的RNA含量

解析如果要检测是否是基因突变，那么就应该检测DNA的碱基序列是否发生了增添、缺失或者替换，从而导致基因结构的改变。

B

答案

1.分析基因突变的发生机制

2.不同诱因诱发基因突变的原理

【即学即练】

科研人员研究小鼠癌变与基因突变的关系。如图为小鼠结肠癌发生过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化关系，以下叙述正确的是()

A.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果

B.图示中与结肠癌有关的多个基因互为等位基因

C.癌细胞的形态结构发生了变化但其遗传物质未改变

D.小鼠细胞中与癌变有关的基因是突变才产生的新基因

解析细胞癌变是多个基因突变积累的结果，A正确；据题图可知，发生突变的基因没有位于同源染色体的同一位臵上，因此不是等位基因，B错误；细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，C错误；小鼠细胞中与癌变有关的基因在癌变前已经存在，D错误。

答案 A

基因突变类型的判断

(2016·全国卷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。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体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。

解析(1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基对替换、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，后者所涉及的碱基对数目会更多。(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可变为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。

答案 (1)少 (2)染色体 (3)一 二 三 二

1.显性突变和隐性突变的判断

(1)类型???显性突变：aa →Aa （当代表现）

隐性突变：AA →Aa （当代不表现，一旦表现 即为纯合子）

(2)判定方法

①选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。

②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。

2.突变的具体形式的判断

(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，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。

考点二 基因重组(5年8考)

1.概念

2.类型

(1)交叉互换：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换(发生在减Ⅰ前期的四分体时期)

(2)自由组合：位于非同源染色体上非等位基因自由组合(发生在减Ⅰ后期)

(3)人工重组：转基因技术(人为条件下进行的)，即基因工程。

(4)肺炎双球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌。

3.结果

产生新的基因型，导致重组性状出现。

4.意义

(1)是生物变异的来源之一；

(2)为生物进化提供材料；

(3)是形成生物多样性的重要原因之一。

如图为某种生物中的部分染色体发生的两种变异的示意图，图中①和②、③和④、⑤和⑥分别互为同源染色体。请思考：

(1)图a和图b所示的变异类型有何不同？它们的变异可发生于何时期？

(2)图a、b哪一种变异是“正常发生”的？哪类变异属“遗传病”？

图c

(3)如图c为某种变异的结果，这应由a、b中哪类变异引起？

提示(1)图a中①和②为一对同源染色体，其上的非姐妹染色单体互换片段，该变异属于基因重组，此过程发生在减数第一次分裂的四分体时期；图b中④和⑤为非同源染色体，⑤上的片段移接到④上引起的变异属于染色体结构变异，该过程可发生在有丝分裂和减数分裂等过程中。

(2)图a基因重组为正常变异，可增加配子多样性，而图b为异常变异，属染色体结构变异的“遗传病”。

(3)图c的产生原因是图a(四分体时期交叉互换所致)。

基因重组特点、意义

1.(2017·山西省高平市高三百校大联考)下列关于精子的形成过程和卵细胞的形成过程，分析正确的是()

A.若一个精原细胞经减数分裂产生4种配子，则该过程中可能发生了交叉互换

B.若一个卵原细胞经减数分裂产生1种配子，则该过程中不应发生了交叉互换

C.在减数第一次分裂的前期和后期，细胞内所有非等位基因都会进行自由组合

D.在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂或减数第二次分裂解析若一个精原细胞经减数分裂产生4种配子，则该过程中很可能发生了交叉互换，A正确；无论有没有交叉互换和基因突变，一个卵原细胞经减数分裂也只能产生1种配子，B错误；在减数第一次分裂的前期，细胞内的非等位基因可以进行重组，但不能称为自由组合，另外在减数第一次分裂的后期，同源染色体上的非等位基因也不能自由组合，C错误；在减数分裂过程中，染色体数目减半只发生在减数第一次分裂，D错误。

答案 A

2.(2017·湖南省永州二模)下列说法正确的是()

A.由于碱基对的改变而引起DNA分子结构的改变就是基因突变

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