2022屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元變異育種和進(jìn)化第1講基因突變和基因重組學(xué)案新人教版必修220210605299

第1講基因突變和基因重組考情研讀·備考定位考點(diǎn)展示核心素養(yǎng)1．闡明基因重組和基因突變及其意義。2．闡明基因突變的特征和原因。1．生命觀念——通過基因突變和基因重組的基本原理，建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。2．理性思維——通過基因突變與生物性狀的關(guān)系、基因突變和基因重組的比較，提高歸納與概括能力。考點(diǎn)一基因突變自主回顧·素養(yǎng)儲備基礎(chǔ)梳理1．變異類型的概述(1)“環(huán)境條件改變引起的變異”一定就是不可遺傳的變異嗎？__不一定__(填“一定”或“不一定”)。(2)基因突變和染色體變異均屬于突變，基因重組未引起新基因產(chǎn)生。其中在光學(xué)顯微鏡下可見的可遺傳變異為__染色體變異__，分子水平發(fā)生的變異為__基因突變和基因重組__，只在減數(shù)分裂過程中發(fā)生的變異為__基因重組__，真、原核生物和病毒共有的變異類型為__基因突變__。2．基因突變(1)實(shí)例分析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥(2)概念：DNA分子中發(fā)生__堿基對的替換、增添和缺失__，而引起的__基因結(jié)構(gòu)__的改變，叫做基因突變。3．時間主要發(fā)生在有絲分裂間期或__減數(shù)第一次分裂前的間期__。4．誘發(fā)因素(連線)5．突變特點(diǎn)(1)__普遍性__：一切生物都可以發(fā)生。(2)隨機(jī)性：生物個體發(fā)育的__任何時期和部位__。(3)__低頻性__：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。(4)不定向性：一個基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的__等位基因__。(5)多害少利性：可能破壞__生物體____與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。6．意義(1)__新基因__產(chǎn)生的途徑。(2)生物變異的__根本來源__。(3)生物進(jìn)化的__原始材料__。思維辨析易錯整合，判斷正誤。(1)基因突變通常發(fā)生在DNA→RNA的過程中(×)(2)病毒、大腸桿菌及動、植物都可發(fā)生基因突變(√)(3)有絲分裂前期不會發(fā)生基因突變(×)(4)基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在一個基因可突變成多個等位基因(×)(5)在沒有外界不良因素的影響下，生物不會發(fā)生基因突變(×)(6)一個人是否患鐮刀型細(xì)胞貧血癥能通過光學(xué)顯微鏡觀察到(√)(7)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代(√)(8)誘變因素可以提高突變頻率并決定基因突變的方向(×)延伸探究熱圖導(dǎo)析：據(jù)圖分析基因突變機(jī)理(1)①②③分別表示引起基因突變的什么因素？(2)④⑤⑥分別表示什么類型的基因突變？(3)為什么在細(xì)胞分裂的間期易發(fā)生基因突變？(4)基因突變一定產(chǎn)生等位基因嗎？為什么？[提示](1)物理、生物、化學(xué)。(2)增添、替換、缺失。(3)細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA復(fù)制時需要解旋成單鏈，單鏈DNA容易受到內(nèi)、外因素的影響而發(fā)生堿基的改變。(4)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)生的是一個新基因。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講1．基因突變概念圖解2．類型(1)顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。(2)隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。3．基因突變與性狀的關(guān)系(1)基因突變引起生物性狀的改變類型影響程度對氨基酸的影響(不考慮終止密碼子)替換小只改變1個(或不改變)氨基酸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(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因①突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。②根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。③由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。4．基因突變對子代的影響(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代?！鲇苫蛲蛔兛陕?lián)系的知識(1)聯(lián)系細(xì)胞分裂：在細(xì)胞分裂間期，DNA復(fù)制時，DNA分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對的變化。(2)聯(lián)系細(xì)胞癌變：癌細(xì)胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。(3)聯(lián)系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進(jìn)行的。(4)聯(lián)系生物進(jìn)化：基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原始材料。精準(zhǔn)命題突破點(diǎn)基因突變的原理及特點(diǎn)〔典例剖析〕例1(2020·邢臺期末)用射線處理純種小麥種子，使其體內(nèi)一條染色體上的TD8基因突變成S基因，導(dǎo)致編碼的多肽鏈的第18位的亮氨酸替換為賴氨酸，從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥。下列敘述正確的是(A)A．突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性B．TD8基因和S基因的脫氧核苷酸的排列順序相同C．TD8基因突變成S基因時基因結(jié)構(gòu)沒發(fā)生改變D．TD8基因與S基因在同源染色體上的位置不同[解析]根據(jù)題干信息“從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥”可知，突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性，A正確；基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換，TD8基因突變成S基因，則TD8基因和S基因的脫氧核苷酸的排列順序不相同，B錯誤；基因突變會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此TD8基因突變成S基因時基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C錯誤；TD8基因與S基因是一對等位基因，它們在同源染色體上的位置相同，D錯誤。┃┃易錯警示?(1)基因突變≠DNA中堿基對的增添、缺失和替換[點(diǎn)撥]①基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。②有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA中堿基的增添、缺失和替換引起病毒性狀改變，廣義上也稱為基因突變。(2)誤認(rèn)為基因突變會使得基因“位置”或“數(shù)目”發(fā)生改變或錯將基因中“堿基對”缺失視作“基因”缺失[點(diǎn)撥]基因突變僅改變了基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了新基因，并未改變基因位置，也未改變基因數(shù)量——基因中堿基對缺失，只是成了新基因，即基因仍在，只是“以舊換新”，并非“基因缺失”。(3)將基因突變的結(jié)果“產(chǎn)生新基因”與“產(chǎn)生等位基因”混淆[點(diǎn)撥]病毒和原核細(xì)胞的基因一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因?！矊?yīng)訓(xùn)練〕1．(2021·安徽宣城期末)如圖為人體某DNA片段上的若干基因，Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的片段，下列有關(guān)敘述正確的是(A)A．基因a、b、c最本質(zhì)的區(qū)別在于脫氧核苷酸的序列不同B．片段Ⅰ、Ⅱ中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失屬于基因突變C．基因a、b、c轉(zhuǎn)錄時的模板鏈同為α鏈或β鏈D．由基因突變引發(fā)的人類遺傳病都不能直接通過顯微鏡檢測[解析]Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的片段，若其中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，不屬于基因突變；不同的基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈不一定相同；由基因突變引發(fā)的人類遺傳病如鐮刀型細(xì)胞貧血癥能直接通過顯微鏡檢測。突破點(diǎn)基因突變對生物性狀的影響〔典例剖析〕例2(2021·福建漳州質(zhì)檢)下列與基因突變相關(guān)的敘述，正確的是(C)A．基因突變可能導(dǎo)致DNA上的終止密碼子提前或退后B．若某雌雄異株植物的突變基因位于雄株X染色體上，子代雌株就會出現(xiàn)突變性狀C．如果一個基因的中部缺失1個堿基對，則其所控制合成的蛋白質(zhì)可能減少多個氨基酸D．基因發(fā)生突變，種群基因頻率一定改變，就形成新物種[解析]基因中堿基對的增添、缺失和替換，可能導(dǎo)致mRNA上的終止密碼子提前或退后；若突變基因?yàn)轱@性(設(shè)為A)，且突變雄株的基因型為XAY，則子代中雌株全部表現(xiàn)為突變基因控制的性狀，若突變基因?yàn)殡[性(設(shè)為a)，且突變雄株的基因型為XaY，雌株的基因型為XAXA，則子代不出現(xiàn)突變基因控制的性狀；基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生新的等位基因，種群基因頻率一定改變，但不一定形成新物種。〔對應(yīng)訓(xùn)練〕2．(2020·山東棗莊模擬)野生型豌豆子葉黃色(Y)對突變型豌豆子葉綠色(y)為顯性。Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白。兩種蛋白質(zhì)都能進(jìn)入葉綠體，它們的部分氨基酸序列如圖。SGRY蛋白能促使葉綠素降解使子葉由綠色變?yōu)辄S色；SGRy蛋白能減弱葉綠素降解，使子葉維持“常綠”。下列敘述正確的是(B)A．位點(diǎn)①②突變導(dǎo)致了該蛋白的功能喪失B．位點(diǎn)③的突變導(dǎo)致了該蛋白的功能減弱C．黑暗條件下突變型豌豆子葉的葉綠素含量維持不變D．Y基因突變?yōu)閥基因的根本原因是堿基對發(fā)生缺失[解析]①②處是堿基對的替換，SGRy和SGRY都能進(jìn)入葉綠體，說明①②處的突變沒影響蛋白的功能；由③處變異引起的突變型的SGRy蛋白的功能改變，該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱，最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”；葉綠素的合成需要光照；Y基因突變?yōu)閥基因的根本原因是堿基對發(fā)生增添。突破點(diǎn)顯隱性突變的分析與判斷〔典例剖析〕例3(2016·全國Ⅲ卷)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源。回答下列問題︰(1)基因突變和染色體變異所涉及的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)_少__。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以__染色體__為單位的變異。(3)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)。若某種自花授粉植物的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的個體，則最早在子__一__代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子__二__代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子__三__代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子__二__代中能分離得到隱性突變純合體。[解析](1)基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失和替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，所涉及的堿基對的數(shù)目較少，而染色體變異會涉及染色體上基因數(shù)量或排列順序的改變，較基因突變所涉及的堿基對的數(shù)量多。(2)染色體數(shù)目變異有兩類，一類是由細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少而引起的，另一類是由細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少而引起的。(3)對于顯性突變而言，由aa(親代)eq\o(→,\s\up7(突變))Aa(子代)，則在子一代中即能觀察到突變性狀，子二代會發(fā)生性狀分離，且會出現(xiàn)AA的顯性純合子，但要分離得到AA的顯性純合子，需在子三代中觀察確定(即不發(fā)生性狀分離的為純合子)；對于隱性突變而言，由AA(親代)eq\o(→,\s\up7(突變))Aa(子一代)，最早在子二代中能觀察到該隱性性狀的個體，隱性性狀一旦出現(xiàn)即能分離得到隱性突變純合體，因此最早在子二代中能分離得到隱性突變純合體?！矊?yīng)訓(xùn)練〕3．(2020·黃岡模擬)某種動物(ZW型)Z染色體上的某個基因突變后的表達(dá)產(chǎn)物會導(dǎo)致胚胎發(fā)育停滯而死亡，W染色體上無該基因或其等位基因。下列關(guān)于該種突變的敘述錯誤的是(C)A．若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個體產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因B．若該突變?yōu)轱@性突變，則該動物種群中雄性個體均為隱性純合子C．若該突變?yōu)殡[性突變，則該動物種群中雌、雄個體的數(shù)量相等D．若該突變?yōu)殡[性突變，則雌、雄個體雜交，子代致死的均為雌性個體[解析]若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個體(ZaW)產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因，A正確；若該突變?yōu)轱@性突變，則出現(xiàn)突變基因的個體會死亡，所以該動物種群中雄性個體均為隱性純合子，B正確；若該突變?yōu)殡[性突變，則該種動物種群中雄性個體(ZAZA和ZAZa)與雌性個體(ZAW)的數(shù)量不相等，C錯誤；若該突變?yōu)殡[性突變，則雌(ZAW)、雄(ZAZA和ZAZa)個體雜交，子代致死的均為雌性(ZaW)個體，D正確?？键c(diǎn)二基因重組自主回顧·素養(yǎng)儲備基礎(chǔ)梳理1．概念2．類型(1)自由組合型：位于__非同源染色體__上的__非等位基因__隨非同源染色體的__自由組合__而發(fā)生重組(如下圖)。(2)交叉互換型：位于__同源染色體上的非等位基因__隨四分體的非姐妹染色單體間的交叉互換導(dǎo)致位于__同源染色體上的非等位基因__發(fā)生重組(如下圖)。(3)基因工程重組型：目的基因經(jīng)__運(yùn)載體______導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因發(fā)生重組(如下圖)。3．基因重組的結(jié)果產(chǎn)生__新的基因型__，導(dǎo)致__重組性狀__出現(xiàn)。4．意義(1)是__生物變異__的來源之一；(2)為__生物進(jìn)化__提供材料；(3)是形成__生物多樣性__的重要原因之一。巧學(xué)妙記：巧判基因突變與基因重組變異個體數(shù)量→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(偶爾出現(xiàn)一個→基因突變,出現(xiàn)一定比例→基因重組))思維辨析易錯整合，判斷正誤。(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(√)(2)原核生物不存在基因重組，而真核生物的受精過程中可進(jìn)行基因重組(×)(3)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離(×)(4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導(dǎo)致基因重組(×)(5)基因重組為生物進(jìn)化提供了最根本的原材料(×)(6)交叉互換和基因突變都能使染色體上原來的基因位置出現(xiàn)等位基因(√)延伸探究如圖a、b為某二倍體生物細(xì)胞分裂不同時期的細(xì)胞圖像，請分析：(1)圖a細(xì)胞處于什么時期？細(xì)胞中的1、2號染色體發(fā)生了什么變異？(2)圖b細(xì)胞處于什么時期？該細(xì)胞名稱是什么？在該時期細(xì)胞中可發(fā)生哪種變異？(3)二倍體生物同源染色體的非姐妹染色單體間一定能發(fā)生交叉互換嗎？為什么？[提示](1)圖a細(xì)胞處于四分體時期。細(xì)胞中的1、2號染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。(2)圖b細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期。該細(xì)胞名稱為初級精母細(xì)胞。該時期細(xì)胞可發(fā)生非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組。(3)不一定。二倍體生物進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中(減數(shù)分裂時)，在四分體時期，會有一定數(shù)量的同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講基因突變與基因重組的比較項(xiàng)目基因突變基因重組發(fā)生時間有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂發(fā)生原因在一定外界或內(nèi)部因素作用下，DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起基因結(jié)構(gòu)的改變減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上非等位基因的自由組合適用范圍所有生物都可以發(fā)生只適用于真核生物、有性生殖、細(xì)胞核遺傳應(yīng)用通過誘變育種培育新品種通過雜交育種使性狀重組，可培育優(yōu)良品種結(jié)果產(chǎn)生新基因，控制新性狀產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因意義是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料生物變異的重要來源，有利于生物進(jìn)化聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)■(1)交叉互換≠基因重組。如果交叉互換發(fā)生在同源染色體之間叫基因重組；如果發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對同源染色體上都有控制同一性狀的基因。(3)基因重組在人工操作下也可以實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。精準(zhǔn)命題突破點(diǎn)基因重組的概念〔典例剖析〕例4(2020·鄂州期末)下列有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是(B)A．非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B．兩條非同源染色體之間互換片段也屬于基因重組C．肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組D．同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組[解析]非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致其上的非等位基因自由組合，即導(dǎo)致基因重組，A正確；兩條非同源染色體之間互換片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，B錯誤；肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組，C正確；同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組，D正確。┃┃易錯提醒?1．基因重組只是原有基因間的重新組合。2．自然條件下基因重組發(fā)生在配子形成過程中，而不是受精作用發(fā)生時。3．基因重組一般發(fā)生于有性生殖產(chǎn)生配子的過程中，無性生殖的生物不發(fā)生，有性生殖的個體體細(xì)胞增殖時也不會發(fā)生。4．雜合子(Aa)自交產(chǎn)生的子代出現(xiàn)性狀分離，不屬于基因重組的原因是A、a控制的性狀是同一性狀中的不同表現(xiàn)型，而非不同性狀?！矊?yīng)訓(xùn)練〕4．(2021·東勝區(qū)期末)以下各項(xiàng)與基因重組無關(guān)的是(A)A．基因型為Aa的個體自交，后代發(fā)生性狀分離B．YyRr個體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型C．“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌D．是生物變異的主要來源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代[解析]基因型為Aa的個體自交，后代發(fā)生性狀分離，這是基因分離的結(jié)果，與基因重組無關(guān)；YyRr個體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型，這是基因重組的結(jié)果；“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌的實(shí)質(zhì)是基因重組；基因重組是生物變異的主要來源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代。突破點(diǎn)辨析基因突變和基因重組〔典例剖析〕例5(2020·張家港模擬)如圖是某二倍體(AABb)動物的幾個細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷錯誤的是(D)A．甲圖表明該動物發(fā)生了基因突變B．乙圖表明該動物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變C．丙圖表明該動物在減數(shù)第一次分裂時發(fā)生了交叉互換D．甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代[解析]甲、乙、丙是同一個二倍體動物的幾個細(xì)胞分裂圖，其基因型為AABb，由圖分析可知，甲圖表示有絲分裂后期，染色體上基因A與a不同，是基因突變的結(jié)果，A正確；乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期，其染色體上基因A與a不同，表明該動物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變，B正確；丙圖也表示減數(shù)第二次分裂后期，基因B與b所在的染色體顏色不一致，是減數(shù)第一次分裂時發(fā)生了交叉互換造成的，C正確；甲細(xì)胞分裂后產(chǎn)生體細(xì)胞，其產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代，D錯誤。┃┃技巧點(diǎn)撥?基因重組和基因突變判斷方法(1)根據(jù)親代基因型判斷：①如果親代基因型為BB或bb，而后代中出現(xiàn)b或B的原因是基因突變。②如果親代細(xì)胞的基因型為Bb，而子代細(xì)胞中出現(xiàn)BB或bb的原因是基因突變或交叉互換。(2)根據(jù)細(xì)胞分裂方式判斷：①如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變。②如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換。(3)根據(jù)染色體圖示判斷：①如果是有絲分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。(如圖甲)②如果是減數(shù)第一次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(同白或同黑)不同，則為基因突變的結(jié)果。(如圖甲)③如果是減數(shù)第二次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(顏色不一致)不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果。(如圖乙)〔對應(yīng)訓(xùn)練〕5．(2021·龍巖期末)下列有關(guān)基因突變與基因重組的敘述，正確的是(C)A．基因突變的不定向性是指基因突變可發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期B．基因重組是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料C．基因突變是廣泛存在的，且對生物自身大多是有害的D．同源染色體上的非等位基因自由組合可實(shí)現(xiàn)基因重組[解析]基因突變的隨機(jī)性是指基因突變可發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，基因突變的不定向性表現(xiàn)為一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因，A錯誤；基因突變是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料，B錯誤；基因突變是廣泛存在的，且對生物自身大多是有害的，C正確；非同源染色體上的非等位基因自由組合可實(shí)現(xiàn)基因重組，D錯誤。課末總結(jié)知識導(dǎo)圖·思維縷析學(xué)科素養(yǎng)·核心釋疑1．下圖為具有2對相對性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個A基因和乙植株(純種)的一個B基因發(fā)生突變的過程(已知A基因和B基因是獨(dú)立遺傳的)，請分析該過程，回答下列問題：(1)上述兩個基因發(fā)生突變是由于一個堿基的替換(或堿基對改變或基因結(jié)構(gòu)的改變)引起的。(2)乙植株發(fā)生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現(xiàn)突變性狀，其原因是該突變?yōu)殡[性突變，且基因突變發(fā)生在乙植株的體細(xì)胞中，不能通過有性生殖傳遞給子代?？捎檬裁捶椒ㄗ屍浜蟠憩F(xiàn)出突變性狀？取發(fā)生基因突變部位的組織細(xì)胞，通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得試管苗，讓其自交，其子代即可表現(xiàn)出突變性狀。(3)該種植物野生型都為矮莖，現(xiàn)在野生種群中發(fā)現(xiàn)生長著少數(shù)高莖植株。若已證明高莖為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變，二是隱性突變，請設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案加以判定。選用多株突變型植株自花傳粉，若后代出現(xiàn)野生型，則為顯性突變所致；若后代全為突變型，則為隱性突變所致。2．基因重組的準(zhǔn)確描述是在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。3．同無性生殖相比，有性生殖產(chǎn)生的后代具有更大的變異性，其根本原因是產(chǎn)生新基因組合的機(jī)會多。探究高考·明確考向1．(2018·江蘇卷，15)下列過程不涉及基因突變的是(C)A．經(jīng)紫外線照射后，獲得紅色素產(chǎn)量更高的紅酵母B．運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個基因中的特定堿基C．黃瓜開花階段用2,4－D誘導(dǎo)產(chǎn)生更多雌花，提高產(chǎn)量D．香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，增加患癌風(fēng)險[解析]A錯：基因突變是指由DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。紫外線、X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA，從而引起基因突變。B錯：運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個基因中的特定堿基能引起基因結(jié)構(gòu)的改變，屬于基因突變。C對：2,4－D屬于生長素類似物，其促進(jìn)黃瓜產(chǎn)生更多雌花不涉及基因突變。D錯：香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，導(dǎo)致抑癌基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，屬于基因突變。2．(2018·全國卷Ⅰ，6)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長。將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是(C)A．突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失B．突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的C．突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到XD．突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移[解析]A對：突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失。B對：大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變而得來的。C錯：大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X。D對：突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因重組，產(chǎn)生了新的大腸桿菌X。3．(2020·山東卷，23)玉米是雌雄同株異花植物，利用玉米純合雌雄同株品系M培育出雌株突變品系，該突變品系的產(chǎn)生原因是2號染色體上的基因Ts突變?yōu)閠s，Ts對ts為完全顯性。將抗玉米螟的基因A轉(zhuǎn)入該雌株品系中獲得甲、乙兩株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表現(xiàn)正常，乙植株矮小。為研究A基因的插入位置及其產(chǎn)生的影響，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟︰非抗螟約為1︰1實(shí)驗(yàn)二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株︰非抗螟正常株高約為1︰1(1)實(shí)驗(yàn)一中作為母本的是__甲__，實(shí)驗(yàn)二的F1中非抗螟植株的性別表現(xiàn)為__雌雄同株__(填：“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株”和“雌株”)。(2)選取實(shí)驗(yàn)一的F1抗螟植株自交，F(xiàn)2中抗螟雌雄同株︰抗螟雌株︰非抗螟雌雄同株約為2︰1︰1。由此可知，甲中轉(zhuǎn)入的A基因與ts基因__是__(填：“是”或“不是”)位于同一條染色體上，F(xiàn)2中抗螟雌株的基因型是__AAtsts__。若將F2中抗螟雌雄同株與抗螟雌株雜交，子代的表現(xiàn)型及比例為__抗螟雌雄同株︰抗螟雌株＝1︰1__。(3)選取實(shí)驗(yàn)二的F1抗螟矮株自交，F(xiàn)2中抗螟矮株雌雄同株︰抗螟矮株雌株︰非抗螟正常株高雌雄同株︰非抗螟正常株高雌株約為3︰1︰3︰1，由此可知，乙中轉(zhuǎn)入的A基因__不位于__(填：“位于”或“不位于”)2號染色體上，理由是__抗螟性狀與性別性狀間是自由組合的，因此A基因不位于Ts、ts基因