届《步步高》高考生物大一轮总复习 第七单元 生物的变异语种和进化 第24讲 基因突变和基因重组Word文档格式.docx

届《步步高》高考生物大一轮总复习 第七单元 生物的变异语种和进化 第24讲 基因突变和基因重组Word文档格式.docx

《届《步步高》高考生物大一轮总复习 第七单元 生物的变异语种和进化 第24讲 基因突变和基因重组Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届《步步高》高考生物大一轮总复习 第七单元 生物的变异语种和进化 第24讲 基因突变和基因重组Word文档格式.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

　）

（3）DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变（2011·

江苏，22A）（　√　）

（4）观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置（2010·

江苏，6C）（　×

题组一　基因突变的实质分析

1．一种α链异常的血红蛋白叫作Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白（HbA）的差异如下：

血红

蛋白

部分α链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序

137

138

139

140

141

142

143

144

145

HbA

ACC

苏氨酸

UCC

丝氨酸

AAA

赖氨酸

UAC

酪氨酸

CGU

精氨酸

UAA

终止

Hbwa

AAU

天冬酰胺

GUU

缬氨酸

AAG

CCU

脯氨酸

UAG

下列相关叙述中正确的是（　　）

A．异常血红蛋白异常的根本原因是血红蛋白发生了突变

B．控制α链异常的血红蛋白（Hbwa）的基因中一个碱基对发生了替换

C．控制α链异常的血红蛋白（Hbwa）的基因增添了一个碱基对

D．控制α链异常的血红蛋白（Hbwa）的基因缺失了一个碱基对

答案　D

2．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是（　　）

A．没有蛋白质产物

B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止

C．控制合成的蛋白质减少多个氨基酸

D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化

答案　A

解析　对于基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列，若在其中部缺失一个核苷酸对，经转录后，在信使RNA上可能提前形成终止密码子，使翻译过程在基因缺失位置终止，使相应控制合成的蛋白质减少多个氨基酸。

或者因基因的中部缺失1个核苷酸对，使相应信使RNA上从缺失部分开始向后的密码子都发生改变，从而使合成的蛋白质中，在缺失部位以后的氨基酸序列都发生变化。

思维辨析

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

碱基对

影响范围

对氨基酸序列的影响

替换

小

只改变1个氨基酸或不改变

增添

大

不影响插入位置前，但影响插入位置后的序列

缺失

不影响缺失位置前，但影响缺失位置后的序列

（2）基因突变未引起生物性状改变的原因

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：

若基因突变发生后，引起了mRNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多个密码子，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。

题组二　基因突变的特点分析

3．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。

下列表述正确的是（　　）

A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因

B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果

C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的

D．上述基因突变一定可以传给子代个体

答案　B

解析　等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；

由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；

基因突变具有随机性和不定向性；

图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体。

4．DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶，DNA聚合酶保证了复制的准确性，某些突变的DNA聚合酶（突变酶）比正常的DNA聚合酶精确度更高，从而减少了基因突变的产生。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．这些突变酶大大提高了DNA复制的速度

B．翻译这些突变酶的mRNA序列不一定发生改变

C．这些突变酶作用的底物是四种核糖核苷酸

D．这些突变酶的产生不利于生物的进化

解析　这些突变酶只是使DNA复制的精确度更高，并不能提高DNA复制的速度，故A项错误。

既然发生了基因突变，故翻译突变酶的mRNA序列必然会发生改变，故B项错误；

突变酶催化的是DNA的复制，其作用的底物为4种脱氧核苷酸，故C项错误；

突变酶减少了基因突变的发生，因此不利于生物的进化，故D项正确。

归纳提升

由基因突变可联系的知识

（1）联系细胞分裂：

在细胞分裂间期，DNA复制时，DNA分子双链打开，脱氧核苷酸链极其不稳定，容易发生碱基对的变化。

（2）联系细胞癌变：

癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。

（3）联系生物育种：

诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。

（4）联系生物进化：

基因突变为生物进化提供原始材料。

题组三　显性突变与隐性突变的判断

5．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型（一般均为纯合子）变为突变型。

让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。

由此可以推断，该雌鼠的突变为（　　）

A．显性突变

B．隐性突变

C．Y染色体上的基因突变

D．X染色体上的基因突变

解析　由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。

6．（2010·

江苏，6）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。

下列叙述正确的是（　　）

A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的

B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体

C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置

D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系

解析　这种变异既可能是显性突变，也可能是隐性突变，A项错误；

若是显性突变，则该个体是杂合子；

若是隐性突变，则该个体是隐性纯合子，这两种情况下自交后代中均会产生这种变异性状的纯合个体，B项正确；

观察细胞有丝分裂过程中染色体形态用光学显微镜，在光学显微镜下不可能观察到基因突变发生的位置，C项错误；

假设突变是显性突变，则该杂合子的花粉离体培养后将形成显性单倍体和隐性单倍体两种单倍体，需经染色体加倍和筛选后才能得到稳定遗传的高产品系，D项错误。

技法提炼

显性突变和隐性突变的判断

（1）类型

（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。

题组四　突变基因具体位置的判断

7．已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，右图中W表示野生型，①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。

若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，则编码该酶的基因是（　　）

A．基因aB．基因b

C．基因cD基因d

解析　从图中可以看出：

突变体①缺失d基因；

突变体②缺失b、c、d基因；

突变体③缺失a、b基因。

由题意可知，分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，说明决定该酶的基因在野生型和突变体①中都有，而在其他突变体中没有，因此编码该酶的是基因b。

8．某炭疽杆菌的A基因含有A1～A66个小段，某生物学家分离出此细菌A基因的2个缺失突变株K（缺失A2、A3）、L（缺失A3、A4、A5、A6）。

将一未知的点突变株X与突变株L共同培养，可以得到转化出来的野生型细菌（即6个小段都不缺失）；

若将X与K共同培养，得到转化的细菌都为非野生型。

由此可判断X的点突变最可能位于A基因的（　　）

A．A2小段B．A3小段

C．A4小段D．A5小段

解析　从题干的信息可看出突变株L缺失A3、A4、A5、A6小段，但具有A1、A2小段，其与点突变株X共同培养后，可以得到转化出来的野生型细菌，那么点突变株X应具有A3、A4、A5、A6小段，所以未知的点突变可能位于A1、A2小段。

突变株K缺失A2、A3小段，其与点突变株X共同培养后，得到转化的细菌都是非野生型，而只有当该点突变位于突变株K的缺失小段上时才能得到上述结果，因此点突变株X的点突变最可能位于A基因的A2小段。

故选A。

突变基因具体位置的判断

（1）利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。

（2）将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。

题组五　基因突变过程图解规范审答案例

错因分析

正确答案

①

表述不准确

核糖体

③

不能理解题意，没有从碱基的差别上去考虑

④

要同时突变两个碱基

⑤

没有从DNA链上找碱基差别

A

⑥

专业术语记忆不牢

简并性

⑦

不能从氨基酸与密码子的对应关系上回答问题

增强了密码容错性，保证了翻译的速度

考点二　基因重组与基因突变的比较

1．概念：

基因重组是指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。

2．类型

（1）减数第一次分裂的后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（2）减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。

3．根据A、B图中的细胞分裂图来确定变异的类型

比较项目

A图

B图

分裂类型

有丝分裂

减数分裂

变异类型

基因突变

基因突变或基因重组

4.基因突变和基因重组在变异、进化及生物多样性上的不同点

基因重组

生物变异

生物变异的根本来源

生物变异的重要来源

生物进化

为生物进化提供原始材料

为生物进化提供丰富的材料

生物多

样性

形成生物多样性的根本原因

形成生物多样性的重要原因之一

[深度思考]

（1）雌雄配子随机结合属于基因重组吗？

提示　不属于，基因重组发生在减数分裂形成配子时。

（2）Aa

AA、Aa、aa属于基因重组吗？

提示　不属于，基因重组的实质是控制不同性状的基因重新组合。

题组一　基因重组的判断与分析

1．下列关于基因重组的说法，不正确的是（　　）

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．减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组

C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组

D．一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能

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局部交换可导致基因重组，姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组。

一般情况下，减数分裂过程中存在基因重组，而根尖细胞只能进行有丝分裂，所以不会发生基因重组。

2．下列育种或生理过程中，没有发生基因重组的是（　　）

普通棉花　离体花药　　R型活菌　　初级精母细胞

导入单倍＋S型形成

抗虫体育种死菌

基因　　　　

抗虫棉花　　纯合子植株　S型活菌　　次级精母细胞

　A　　　　　　B　　　　　C　　　　　　D

解析　B项中单倍体育种是将离体的花药通过植物组织培养形成单倍体幼苗，然后再用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，整个过程中没有发生基因重组。

题组二　根据图示判断基因重组和基因突变

3．如图是某二倍体（AABb）动物的几个细胞分裂示意图。

据图判断不正确的是（　　）

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基因突变

C．丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换

D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代

解析　据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图分析可知：

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；

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，基因a只能是基因突变的结果；

丙细胞也属于减数第二次分裂后期图，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的。

甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代。

4.

（2012·

江苏，14）某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b（见右图）。

若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。

下列解释最合理的是（　　）

A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B

B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离

C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合

D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换

解析　由于“缺失染色体的花粉不育”，若以该植株为父本，测交后代理论上应该全部表现为白色。

若出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；

减数第二次分裂时，即使姐妹染色单体3与4分离，由于其缺失突变，产生的花粉也不育，因而B项不合理；

减数第二次分裂时姐妹染色单体分开成为染色体，分别移向细胞两极，不发生自由组合，因而C项也不合理；

最可能的原因是减数第一次分裂的四分体时期，由于四分体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，基因B转移到染色单体1或2上，D项最合理。

思维建模

基因突变和基因重组的判断

（1）根据概念判断：

①如果是基因内部结构发生了变化（即基因内部发生了碱基对的增添、缺失或改变），产生了新基因，则为基因突变；

②如果是原有基因的重新组合（包括同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换而引起的基因重组，非同源染色体上非等位基因的自由组合而引起的基因重组，基因工程中的基因重组，R型细菌转化为S型细菌中的基因重组等），则为基因重组。

（2）根据细胞分裂方式判断：

①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，则为基因突变的结果；

②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同，可能是基因突变或交叉互换（基因重组）的结果。

（3）根据染色体图示判断：

①如果是有丝分裂后期，图中两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果；

②如果是减数第二次分裂后期，图中两条子染色体（颜色一致）上的两基因不同，则为基因突变的结果；

③如果是减数第二次分裂后期，图中两条子染色体（颜色不一致）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果。

网络构建

要语强记

1．基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源，原因是三者细胞内遗传物质都发生了变化。

2．基因突变是由于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。

3．基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。

4．基因重组是指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。

基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。

5．基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因的自由组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。

探究高考　明确考向

1．（2014·

浙江，6）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。

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

解析　A项，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；

B项，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；

C项，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；

D项，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子是否为终止密码子来判断。

2．（2013·

海南，22）某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是（　　）

A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的

B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同

C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码

D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中

解析　新基因的产生依靠基因突变，基因突变包括碱基对的缺失、增添或替换，A正确；

B1、B2基因的碱基排列顺序不同，其转录的mRNA碱基序列也不同，但是mRNA可能出现不同的密码子决定同一种氨基酸的情况，所以能出现合成相同蛋白质的情况，而碱基排列顺序不同，也可能导致合成蛋白质不同的情况，B正确；

生物指导蛋白质合成的过程中，都是使用同一套密码子，这也是证明生物共同起源的有力证据，C正确；

B1与B2为等位基因，在同一个体细胞中时，存在于同源染色体上，故而可以存在于同一个体细胞中，但是二倍体生物的配子遗传物质减半，不考虑染色体变异的情况下，配子中只含有一个染色体组，不可能含有两个等位基因，故而不可以存在于同一个配子中，D错误。

3．（2010·

福建，5）下图为人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（　　）

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

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苷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－C。

4．（2010·

新课标，6）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　基因突变是指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。

所以为了确定题干中的推测，应检测和比较红花植株与白花植株中的花色基因的DNA序列。

5．（2011·

江苏，22）在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是（多选）（　　）

A．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变

B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组

C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异

D．着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异

答案　ACD

解析　DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变，因有丝分裂和减数分裂间期均存在DNA的复制，故均可发生基因突变，A项正确。

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重新组合，即基因重组，只发生在减数第一次分裂后期，B项错误。

染色体结构变异和数目变异在两种分裂方式中均可发生，C项、D项正确。

练出高分

1．用人工诱变的方法使黄色短杆菌的某基因模板链的部分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（可能用到的密码子：

天冬氨酸—GAU、GAC；

丙氨酸—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．染色体结构改变，性状没有改变

D．染色体数目改变，性状改变

解析　由题意可知，基因模板链中CTA转变成CGA，mRNA中相应的密码子由GAU转变成GCU，多肽中相应的氨基酸由天冬氨酸转变成丙氨酸。

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，所以不会导致染色体结构和数目的变化。

2．下图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中，细胞内的同源染色体对数的变化曲线，则基因重组最可能发生在（　　）

A．AB段B．CD段

C．FG段D．HI段

答案　C

解析　由图可知，AE段精原细胞进行有丝分裂，不存在基因重组；

EI段为减数分裂，FG为减数第一次分裂，减数第一次分裂的四分体时期和后期可发生基因重组。

3．据报道，加拿大科学家研究发现选择特定的外源DNA（脱氧核糖核酸）片段并将其嵌入到细菌基因组的特定区域，这些片段便可作为一种免疫因子，抵抗DNA裂解酶入侵，此项技术有望解决某些细菌对抗生素产生抗药性的难题。

这种技术所依据的原理是（　　）

A．基因突变B．基因重组

C．染色体变异D．DNA分子杂交

解析　读题干信息“外源DNA（脱氧核糖核酸）片段并将其嵌入到细菌基因组”，可知此项技术为基因工程，其原理为基因重组。

4．下列选项中都属于基因重组的是（　　）

①同源染色体的非姐妹染色单体交换片段　②染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上　③DNA碱基对的增添、缺失　④非同源染色体上的非等位基因自由组合　⑤大肠杆菌细胞中导入了外源基因

A．①③⑤B．①②④

C．①④⑤D．②④⑤

解析　染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构的变异，DNA碱基对的增添、缺失属于基因突变。

5．某些个体在棕发中有一块白色或淡黄色头发，这可能是（　　）

A．体细胞突变B．生殖细胞突变

C．基因重组D．染色体变异

答案