届高考生物一轮复习第7单元变异育种与进化听课学案.docx
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届高考生物一轮复习第7单元变异育种与进化听课学案
第7单元变异、育种与进化
第20讲 基因突变和基因重组
考试说明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
1.基因突变的实例:
镰刀型细胞贫血症
图7-20-1
（1）图示中a、b、c过程分别代表 、 和 。
突变发生在 （填字母）过程中。
（2）患者贫血的直接原因是 异常,根本原因是发生了 ,碱基对由
突变成了
。
2.基因突变要点归纳
图7-20-2
理性思维
1.[归纳与概括]基因突变为什么常发生于DNA复制时?
一个人是否患镰刀型细胞贫血症能否通过光学显微镜观察到?
2.[归纳与概括]就“插入”“缺失”“替换”而言,哪类碱基序列改变导致的变异幅度更大?
有无例外?
科学探究
一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后,产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1,且雌、雄个体之比也为2∶1,请依据这个结果从遗传学角度作出合理解释:
。
1.基因突变机理
图7-20-3
2.基因突变与性状的关系
（1）基因突变对蛋白质结构的影响
碱基对
影响范围
对氨基酸的影响
替换
小
通常只改变1个氨基酸或不改变
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）基因突变不引起生物性状改变的原因
①突变发生在基因的不具有遗传效应的DNA片段中。
②密码子具有简并性,不同密码子有可能翻译出相同的氨基酸。
③纯合子的显性基因突变为杂合子的隐性基因,如AA突变成Aa,不会引起性状的改变。
④某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的位置,但并不影响该蛋白质的功能。
3.基因突变对子代的影响
（1）基因突变发生在减数分裂过程中（配子形成时）,将遵循遗传规律随配子传递给后代。
（2）若基因突变发生在体细胞的有丝分裂过程中,则一般不能遗传给后代,但有些植物体细胞中的突变可以通过无性繁殖传递给后代。
角度1 考查基因突变的实质、特点
1.[2017·安徽江南十校二模]基因突变是生物变异的根本来源,在生物进化过程中有着极为重要的作用。
下列有关基因突变的叙述,正确的是（ ）
A.体内DNA在复制时偶然出现碱基配对错误而导致基因突变
B.亚硝酸、碱基类似物等物质能改变DNA的结构而导致基因突变
C.基因突变产生的是等位基因,因此不会改变种群的基因频率
D.基因突变的方向与环境无关,因此不同种群发生的基因突变相同
2.某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的,且A1、A2基因均能合成特定的蛋白质来控制花色。
下列叙述正确的是（ ）
A.基因A2是基因A1中碱基对的增添或缺失造成的
B.基因A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码
C.基因A1、A2同时存在于同一个配子中
D.基因A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中
易错提醒 有关基因突变的七个易错点
（1）无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。
（2）基因突变一定会导致基因结构的改变,但却不一定引起生物性状的改变。
（3）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,基因的数目和位置并未改变。
（4）生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高,这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。
（5）基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。
如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异,而在多风的岛屿上则为有利变异。
（6）基因突变是DNA中碱基对的增添、缺失和替换导致的。
（7）基因突变不只发生在分裂间期。
角度2 考查基因突变对生物性状的影响
3.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
4.如图7-20-4为人体某基因的部分碱基序列及其编码蛋白质的氨基酸序列示意图。
已知该基因发生一种突变,导致正常蛋白质中的第100位赖氨酸变为谷氨酸。
该基因发生的变化是（ ）
图7-20-4
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
技法提炼 基因突变类问题的解题方法
（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形成的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。
角度3 考查基因突变的判断及实验设计
5.[2015·江苏卷]经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是（ ）
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异
6.某生物小组种植的纯种高茎豌豆,自然状态下却出现了矮茎后代。
小组成员有的认为是基因突变的结果,有的认为是由环境引起的。
为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现,该小组成员设计了如下几种实验方案,其中最简便的方案是（ ）
A.分析种子中的基因序列
B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植（让其自交）,再观察后代的性状表现
C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交,观察后代的性状表现
D.以上方案都不合理
技法提炼
1.探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法
（1）两类变异的本质区别是遗传物质是否改变,改变则能遗传给后代,环境引起性状改变但遗传物质未变则不能遗传。
是否发生了遗传物质的改变是实验假设的切入点,新性状能否遗传是实验设计的出发点。
（2）实验设计的方法:
与原来类型在特定的相同环境下种植,观察变异性状是否消失,若不消失则为可遗传变异,反之则为不可遗传变异。
某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生性状分离。
2.基因突变的类型与判断方法
（1）类型
①显性突变:
如a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状。
②隐性突变:
如A→a,突变性状一旦在生物个体中表现出来,即可稳定遗传。
（2）判定方法
方法一:
选取突变体与其他已知未突变体（即野生型）杂交,据子代性状表现进行判断。
方法二:
让突变体自交,观察子代有无性状分离而判断。
考点二 基因重组
1.概念:
图7-20-5
2.发生时间及类型
图7-20-6
（1）a细胞的基因重组发生在减数分裂形成 的时期,位于 上的等位基因有时会随着 的交换而发生交换,导致同源染色体上 的重组。
（2）b细胞的基因重组发生在减数第一次分裂的 期, 上的非等位基因自由组合。
3.结果:
产生新的 ,导致 出现。
4.意义:
有性生殖的基因重组能够产生 的子代,是 的来源之一,为 提供丰富的原材料,对生物的进化具有重要的意义。
正误辨析
1.受精过程中可进行基因重组。
（ ）
2.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。
（ ）
3.减数分裂四分体时期,姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组。
（ ）
4.基因型为Aa的个体自交,因基因重组导致子代发生性状分离。
（ ）
5.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦。
（ ）
理性思维
[模型与建模]如图7-20-7中甲、乙为细胞内染色体状态示意图。
这种染色体状态分别表示甲、乙已发生了什么变异?
图7-20-7
1.三种基因重组方式的比较
重组
类型
交叉互换型
自由组合型
基因工程重组型
发生
时间
减数第一次分裂四分体时期
减数第一次分裂后期
目的基因导入受体细胞后
发生
机制
同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合
同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合
目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中发生基因重组
图像
示意
或
2.比较基因突变和基因重组
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
发生
时期
一般发生于细胞分裂间期
减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期
适用
范围
所有生物（包括病毒）
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果
产生新基因（等位基因）,控制新性状
产生新基因型,不产生新基因
意义
是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料
生物变异的重要来源,有利于生物进化
应用
人工诱变育种
杂交育种
联系
通过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
角度1 考查基因重组的类型及意义
1.[2017·长春模拟]下列关于基因重组的叙述中,正确的是（ ）
A.基因型为XAXa的个体自交,因基因重组导致其子代发生性状分离
B.葛莱弗德氏综合征（47,XXY）患者发生的变异是因三条性染色体上基因重组所致
C.非姐妹染色单体间的基因互换势必导致基因重组
D.控制一对相对性状的基因在遗传时也可能发生基因重组
2.[2017·重庆一中模拟]下列关于基因重组的叙述,正确的是（ ）
A.杂交后代出现3∶1的性状分离比,不可能是基因重组导致的
B.联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合
C.“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组
D.基因重组导致生物性状多样性,为生物进化提供了最基本的原材料
易错提醒 基因重组的三点提醒
（1）多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式,导致后代性状多种多样,但不属于基因重组。
（2）一对等位基因的杂合子自交,后代发生性状分离,其根本原因是等位基因的分离,而不是基因重组。
（3）“肺炎双球菌的转化实验”、转基因技术等属于广义的基因重组。
角度2 考查细胞分裂图中基因突变和基因重组的判断
3.[2017·福州八县联考]如图7-20-8是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判断每个细胞发生的变异类型,下列选项中正确的是（ ）
图7-20-8
A.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变
B.①基因突变或基因重组 ②基因突变 ③基因重组
C.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组 ②基因突变或基因重组 ③基因重组
4.如图7-20-9为某雄性动物个体（基因型为AaBb,两对等位基因位于不同对常染色体上）细胞分裂某一时期示意图,下列说法错误的是（ ）
图7-20-9
A.与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素
B.3和4上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变
C.若该细胞以后正常进行减数分裂可产生3种或4种不同基因组成的配子（3与4未发生交换）
D.1上a的出现可能属于交叉互换,也可能是发生了基因突变
技法提炼 “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,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同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染色单体上的基因不同,则可能发生了基因突变或交叉互换。
（3）三看细胞分裂图
图7-20-10
①如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。
②如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体（同白或同黑）上的基因不同,则为基因突变或基因重组的结果,如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体（颜色不一致如图丙中标有b、B的两条子染色体）上的基因不同,则为交叉互换（基因重组）的结果,如图丙。
历年真题明考向
1.[2015·四川卷]M基因编码含63个氨基酸的肽链。
该基因发生插入突变,使mRNA增加了一个三碱基序列AAG,表达的肽链含64个氨基酸。
以下说法正确的是（ ）
A.M基因突变后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加
B.在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过碱基配对连接
C.突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同
D.在突变基因的表达过程中,最多需要64种tRNA参与
2.[2015·海南卷]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
3.[2014·浙江卷]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
完成课时作业（二十）
第21讲 染色体变异与生物育种
考试说明1.染色体结构变异和数目变异（Ⅱ）。
2.生物变异在育种上的应用（Ⅱ）。
3.转基因食品的安全（Ⅰ）。
4.低温诱导染色体加倍（实验）。
考点一 染色体结构变异
1.染色体结构变异
（1）类型（连线）
①缺失 （Ⅰ）
A.基因数目没有变化,基因排列顺序发生改变
②重复（Ⅱ）
B.发生在非同源染色体之间
③易位（Ⅲ）
C.同一条染色体上存在了等位基因或相同基因
④倒位（Ⅳ）
D.染色体上的基因数目减少
（2）结果:
使排列在染色体上的基因 或 发生改变,从而导致性状的变异。
举例:
猫叫综合征,是由于人的第5号染色体部分 引起的遗传病。
2.染色体结构变异与基因突变的判断
图7-21-1
（1）上图中可在光学显微镜下观察到的是 。
（2）基因结构发生改变的是 。
（3）染色体中基因数目和排列顺序均未发生变化的是 。
3.易位与交叉互换
项目
染色体易位
交叉互换
图解
区别
位置
发生于非同源染色体之间
发生于
原理
属于
属于
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
角度1 考查染色体结构变异的原因及类型
1.如图7-21-2是蝗虫细胞中同源染色体（A1和A2）的配对情况。
下列判断错误的是（ ）
图7-21-2
A.若A1正常,则A2可能发生了染色体片段的缺失
B.若A2正常,则A1可能发生了染色体片段的增加
C.图中的变异可以通过光学显微镜观察到
D.该变异不能通过有性生殖遗传给下一代
2.[2017·河南周口一模]如图7-21-3表示果蝇体细胞内一条染色体发生了变异,①②代表染色体,下列说法中正确的是（ ）
图7-21-3
A.果蝇的缺刻翅是基因b丢失造成的
B.①和②构成一对同源染色体
C.该变异能导致新基因的形成
D.①和②都能被龙胆紫溶液染色
角度2 考查染色体结构变异与基因突变、基因重组的比较
3.[2017·华中师范大学附属中学质检]下列关于基因突变和染色体变异比较的描述,正确的是（ ）
A.两种变异都发生在基因的内部
B.两种变异的结果都导致基因数目的改变
C.两种变异都是可遗传的变异且可能传给后代
D.两种变异都可以发生在除病毒以外的所有生物中
4.[2017·岳阳一模]在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型,图甲中的英文字母表示染色体片段。
下列有关叙述正确的是（ ）
图7-21-4
A.图示中的生物变异都是染色体变异
B.图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生
C.如果图乙为一个精原细胞,则它一定不能产生正常的配子
D.图示中的变异类型都能用光学显微镜观察检验
技法提炼 基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题
（1）关于“互换”问题。
同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。
（2）关于“缺失”问题。
DNA分子上若干“基因”的缺失属于染色体变异,DNA分子上若干“碱基对”的缺失属于基因突变。
（3）关于变异的水平问题。
基因突变、基因重组属于“分子”水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于亚细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。
考点二 染色体数目变异
1.染色体数目变异
（1）类型:
一类是细胞内 的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以 的形式成倍地增加或减少。
（2）染色体组
图7-21-5
①概念:
细胞中的一组 染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的 。
②组成:
如图7-21-5所示为一雄果蝇的染色体组成,其染色体组可表示为 或 。
2.单倍体、二倍体和多倍体的比较
（1）区别
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
由 发育而来,体细胞中含有本物种 染色体数目的个体
由 发育而来,体细胞中含有两个 的个体
由 发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
体细胞
染色体
组数目
本物种中配子的染色体组数
两个
发育
起点
配子
受精卵
受精卵
特点
单倍体植株弱小,且一般
正常发育
多倍体植株常常表现为茎秆 ,叶片、果实和种子都比较大, 等营养物质含量丰富
（2）人工诱导方法
图7-21-6
a.图中①和③操作分别是 ,其作用原理是 。
b.图中②过程是 。
理性思维
1.[归纳与概括]二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗?
说明理由。
2.[归纳与概括]单倍体一定不育吗?
科学探究
在某野生型窄叶芦笋种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗,雌、雄株都有。
有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析,认为可能有两种原因:
一是因为基因突变,二是染色体加倍成为多倍体。
请设计一个简单的实验鉴定阔叶芦笋出现的原因。
1.染色体组
（1）构成一个染色体组,应具备以下条件:
①从染色体来源看,一个染色体组中不含同源染色体,没有等位基因。
②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因,但不能重复,也不能缺少。
（2）染色体组数量的判断方法
①根据染色体形态判定
细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条,则有几个染色体组。
如图7-21-7的图A中形态、大小完全相同的染色体为1条,所以有1个染色体组,图B中彼此相同的（比如点状的）有3条,故有3个染色体组。
同理,图C中有1个染色体组,图D中有两个染色体组。
图7-21-7
②根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因（包括同一字母的大、小写）出现几次,则含有几个染色体组。
如图甲所示基因型为ABC,所以有1个染色体组。
图乙所示基因型为AAa,A、a基因有3个,即含有三个染色体组。
同理,图丙中有两个染色体组,图丁中有三个染色体组。
图7-21-8
注意:
判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。
③根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数=染色体数/染色体形态数。
如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。
2.判断单倍体、二倍体和多倍体
图7-21-9
角度1 考查染色体组与生物体倍性的判断
1.[2017·苏北四市一模]如图7-21-10表示体细胞中所含的染色体,下列叙述不正确的是（ ）
图7-21-10
A.①代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含4条染色体
B.②代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含3条染色体
C.③代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含2条染色体
D.④代表的生物是单倍体,其每个染色体组含4条染色体
2.如图7-21-11分别表示四个生物的体细胞,下列有关描述正确的是（ ）
① ② ③ ④
图7-21-11
A.图中是单倍体的细胞有三个
B.图中的④一定是单倍体的体细胞
C.每个染色体组中含有三条染色体的是①②④
D.与②相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等
角度2 考查单倍体、二倍体和多倍体的成因及特点
3.[2017·湖南永州一模]下列有关单倍体、二倍体及染色体组的叙述,错误的是（ ）
A.有的单倍体生物的体细胞内存在同源染色体
B.蜜蜂的蜂王是二倍体,由其卵细胞直接发育成的雄蜂是单倍体
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
4.[2017·辽宁锦州质检]以白菜（2N=20）为母本,甘蓝（2N=18）为父本,经人工杂交后得到二倍体“白菜—甘蓝”,再通过人工诱导产生四倍体“白菜—甘蓝”。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A.四倍体“白菜—甘蓝”与白菜存在生殖隔离
B.二倍体“白菜—甘蓝”植株可育
C.可用秋水仙素或低温诱导二倍体“白菜—甘蓝”产生四倍体“白菜—甘蓝”
D.观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的茎尖制作临时装片
易错提醒
（1）由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体。
（2）由配子直接发育来的个体,不管含有几个染色体组,都只能叫单倍体。
角度3 结合染色体变异考查遗传规律
5.一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后,产生的F1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的合理解释是（ ）
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的
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