高考生物提分秘籍：专题21《基因突变和基因重组》教学案（含答案）教案

1.基因重组及其意义(Ⅱ)。

2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。

热点题型一   基因突变

例1、（天津卷，4）果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律（XB）对无节律（Xb）为显性；体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身（a）为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异组胞，有关分析正确的是（　　）

A．该细胞是初级精母细胞

B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半

C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离

D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变

【答案】D

【变式探究】下图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．图中染色体上的基因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

【提分秘籍】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。

【方法技巧】理解基因突变的四个易错点

(1)诱变因素可以提高突变频率，但不能决定基因突变的方向。

(2)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。

(3)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。

(4)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。例如，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。

【举一反三】

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。

热点题型二    基因重组

例2、（海南卷，14）杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了（　　）

A．基因重组　　 B．染色体重复  C．染色体易位  D．染色体倒位

【答案】A

【变式探究】列育种或生理过程中，没有发生基因重组的是   (　　)

【答案】B

【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。

【提分秘籍】

(1)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构变异。

(2)精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为同源染色体，每一对同源染色体上都有控制同一性状的基因。

(3)基因重组在人工操作下也可以实现，如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。

【方法技巧】基因突变判断方法

(1)判断变异是否属于基因突变的方法

①基因内部结构发生变化——是基因突变。

②基因数目发生变化——不是基因突变。

③基因位置发生改变——不是基因突变。

④光学显微镜可观察到——不是基因突变。

⑤产生新基因——是基因突变。

【举一反三】

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)。如以该植株为父本，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

【答案】D

1．（浙江卷，19）下列关于基因和染色体的叙述，错误的是（　　）

A．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性

B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方

C．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子

D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合

【答案】D

2．（江苏卷，25）下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因

B．在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上

C．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极

D．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极

【答案】BCD

【解析】据图分析，朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上，辰砂眼基因v和白眼基因w都位于X染色体上。根据以上分析已知，朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上，而等位基因应该位于同源染色体上，A错误；在有丝分裂中期，所有染色体的着丝点都排列在赤道板上，B正确；在有丝分裂后期，着丝点分裂、姐妹染色单体分离，分别移向细胞的两极，两极都含有与亲本相同的遗传物质，因此两极都含有基因cn、cl、v、w，C正确；在减数第二次分裂后期， X染色体与常染色体可以同时出现在细胞的同一极，因此基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，D正确。

3．（天津卷，4）果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律（XB）对无节律（Xb）为显性；体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身（a）为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异组胞，有关分析正确的是（　　）

A．该细胞是初级精母细胞

B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半

C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离

D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变

【答案】D

4．（海南卷，14）杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了（　　）

A．基因重组　　 B．染色体重复  C．染色体易位  D．染色体倒位

【答案】A

【解析】生物体在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致位于非姐妹染色单体上的非等位基因进行了重组，其变异属于基因重组，A正确。

5．（全国Ⅰ卷，6）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。据此判断，下列说法不合理的是（　　）

A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失

B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的

C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X

D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移

【答案】C

【解析】突变体M需添加了氨基酸甲的基本培养基上才能生长，可以说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性可能丧失，从而不能自身合成氨基酸甲，而导致必须添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长，A正确；大肠杆菌属于原核生物，突变体M和N都是由于基因发生突变而得来，B正确；M和N的混合培养，致使两者间发生了DNA的转移，即发生了基因重组，因此突变体M与突变体N混合培养能得到X是由于细菌间DNA的转移实现的，而不是突变体M的RNA，C错误，D正确。

1．（年江苏卷，27）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。 请回答下列问题:

（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。

（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐_______________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_______________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_______________育种。

（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_______________，产生染色体数目不等、生活力很低的______________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备_______________，成本较高。

（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_______________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。

【答案】（1）遗传

（2）纯合　　花药　　单倍体

（3）染色体分离　　配子　　组培苗

（4）重组

【解析】（1）具有育种价值的变异属于可遗传变异，需先确定遗传物质是否发生了变化。（2）变异株是个别基因的突变体，则利用杂交育种，通过连续自交、选育，使早熟基因逐渐纯合，培育成新品种。加快育种进程，缩短育种年限，则采用单倍体育种，即采集变异株的花药进行处理，获得单倍体，然后用秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导染色体数目加倍，获得纯合子。（3）染色体组变异株中染色体组发生了变化，则减数分裂中染色体有多种联会方式，染色体分离时不规则，就会形成染色体数目不等、生活力很低的配子，结果不能完成受精作用，得不到足量的种子。育种③是植物组织培养，需不断制备组培苗，成本较高。（4）新品种1的形成是通过杂交育种培育形成，属于有性生殖，是基因重组的结果，新品种3是植物组织培养的结果，属于无性繁殖，基因没有重组，所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来，后者全部保留下来。

1.（江苏卷.1）下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是

A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果

B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的 

D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质

【答案】D

2.（天津卷.5）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：

注P:脯氨酸；K赖氨酸；R精氨酸

下列叙述正确的是

A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性   B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能

C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致      D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变

【答案】A

【解析】根据表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是由S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉素的培养基中存活，说明突变型具有链霉素抗性，故A项正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸（56位氨基酸）有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换导致的，C项错误；枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起选择作用，D项错误。

1.（·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

【答案】B

（2014·上海卷）10．图2为果蝇X染色体的部分基因图，下列对此X染色体的叙述错误的是

A．若来自雄性，则经减数分裂不能产生重组型配子

  B．若来自雌性，则经减数分裂能产生重组型配子

  C．若发生交换，则发生在X和Y的非姐妹染色单体之间

  D．若发生交换，图所示四个基因中，f与w基因间交换频率最高

【答案】C

【解析】若此X染色体来自雄性，由于XY染色体大小形态不相同，减数分裂时不能产生重组型配子，故A正确；若来自雌性，由于雌性有两条X染色体，同源染色体的非姐妹染色单体之间可以产生重组型配子，故B正确；若发生交换，应发生在两条X染色体之间，X与Y虽是同源染色体，但其中有同源区与非同源区之分，非源区的片段不能交叉互换。不能发生在X和Y的非姐妹染色单体之间，故C错误；若发生交换，距离越远的基因交换的频率越高，f与w两基因间的距离最远，发生交换频率所以最高。故D正确。C项是说法不准确。

（2014·上海卷）13．将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是

A．能稳定遗传               B．单倍体

C．有杂种优势               D．含四个染色体组

【答案】A

（2014·上海卷）16．图4显示了染色体及其部分基因，对①和②过程最恰当的表述分别是

A．交换、缺失            B．倒位、缺失

C．倒位、易位            D．交换、易位

【答案】C

【解析】①过程中F与m位置相反，表示是染色体的倒位，②过程只有F,没有m，但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示是染色体的易位，故C正确。

（2014·浙江卷）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一对等位基因。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

【答案】A

【解析】 若除草剂敏感型大豆为Aa，1条染色体上A所在片段缺失，即表现出a的性状，即抗性基因为隐性基因，故A项正确。染色体片段缺失不能在恢复为敏感型，而基因突变由于不定向性，可以回复突变为敏感型，故B项和C项错误；抗性基因由于敏感基因中的单个碱基对替换所致的，则该基因表达的可能性较大，故D项错误。

（2014·四川卷）5. 油菜物种甲（2n=20）与乙（2n=16）通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是

A．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍

B．幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体

C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向

D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种

【答案】B