基因突变和基因重组学案带习题

生物的变异
1.变异的概念
生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。

变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异，而遗传强调亲子代之间的相似性。

提醒
2.可遗传变异与不可遗传变异的比较
①水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗传变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传变异。

②病毒和细菌等原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。

基因突变和基因重组
必备知识梳理回扣基础要点
一、基因突变的实例和概念
1.实例
（1）镰刀型细胞贫血症的病因图解如下：
（2）考点归纳
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。

2.概念：DNA分子中发生碱基对的、和而引起的的改变。

该变化若发生在中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中，一般；。

答案：基因突变转录翻译 a 蛋白质基因突变替换增添缺失基因结构配子
不能遗传
3.结果：产生新基因
二、基因突变的原因、特点、时间和意义
三、基因突变对性状的影响
1、基因突变改变生物性状
突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。

2、基因突变不改变生物性状
①根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。

②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。

提醒
对人工诱变（实例：青霉素高产菌株的培育）的特点产生误解
（1）人工诱变仍然具有不定向性，并不是诱变的性状一定有利。

（2）人工诱变仍然具有多害少利性，即突变个体增多的同时，有利有害的都增多但仍然是有害的多。

对位训练
1、基因突变是生物变异的根本来源。

下列关于基因突变特点的说法中，正确的是( )
A.无论是低等还是高等生物都可能发生突变
B.生物在个体发育的特定时期才可发生突变
C.突变只能定向形成新的等位基因
D.突变对生物的生存往往是有利的
解析：无论是低等生物还是高等生物，无论是体细胞还是生殖细胞，无论是个体发育的哪个时期，都可能发生突变；突变是不定向的，一个位点上的基因可以突变成多个等位基因；生物与环境的适应是长期自然选择的结果，当发生基因突变后，出现新的生物体性状往往与环
境是不相适应的，突变对生物的生存往往是有害的，但是有的基因突变对生物的生存是有利的。

答案：A
2.（2008·广东理基，47）有关基因突变的叙述，正确的是( )
A.不同基因突变的频率是相同的
B.基因突变的方向是由环境决定的
C.一个基因可以向多个方向突变
D.细胞分裂的中期发生基因突变
解析：基因突变是遗传物质的内在变化，具有不确定性和多方向性，一般发生在DNA复制时。

答案：C
3.下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，右图是一个家族中该病的遗传系谱图（控制基因为B与b），请据图回答（已知谷氨酸的密码子是GAA，GAG）：
（1）图中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①；②。

（2）α链碱基组成为，β链碱基组成为。

（3）镰刀型细胞贫血症的致病基因位于染色体上，属于
性遗传病。

（4）Ⅱ6基因型是，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病男孩的概率是，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为。

（5）镰刀型细胞贫血症是由产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于。

该病十分罕见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是和。

解析：发生此病的根本原因在于遗传物质DNA复制时发生了基因突变，由原来的CTT突变为CAT，从而使转录成的信使RNA上的碱基也相应地由GAA变成GUA。

因为在翻译过程中，GAA、GUA分别是谷氨酸、缬氨酸的密码子，所以合成的血红蛋白中的谷氨酸就被缬氨酸所代替，异常的血红蛋白使红细胞变形，由正常的双面凹的圆饼状变为镰刀型，使红细胞运输氧的能力大大降低。

该病十分少见，说明基因突变在自然界突变率很低，也说明基因突变往往对生物是有害的。

答案（1）复制转录（2）CATGUA（3）常隐（4）Bb1/8BB (5)基因突变低频性多害少利性
三、基因重组
1.概念：基因重组是指在生物体进行的有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合
的。

所以，进行有性生殖的生物会发生基因重组。

2.类型：基因重组有自由组合和交叉互换两类。

（1）自由组合：:发生在减数第一次分裂的后期（非同源染色体的自由组合），
（2）交叉互换：发生在减数第一次分裂的四分体时期（同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换）。

（3）外源基因的导入也会引起基因重组（转基因）。

3.意义：基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物的多样性重要原因，对生物的进化也具有重要意义。

提醒
①基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源；基因重组能产生新基因型，是生物变异的重要来源，两者都为进化提供原材料。

识图析图
由图获得的信息：
（1）图中无同源染色体、着丝点断裂、均等分裂，应为次级精母细胞或第
一极体，不可能为次级卵母细胞。

（2）造成B、b不同的原因有基因突变（间期）或交叉互换（前期）。

①若
为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受精卵等）则只能是基因突变造成
的；②若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根
本来源——基因突变；③若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造
成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。

对位训练
1.下列有关基因重组的说法，不正确的是( )
A.基因重组是生物变异的根本来源
B.基因重组能够产生多种基因型
C.基因重组发生在有性生殖的过程中
D.非同源染色体上的非等位基因可以发生重组
答案：A
2.右图为高等动物的细胞分裂示意图。

图中不可能反映的是( )
A.发生了基因突变
B.发生了染色单体互换
C.该细胞为次级卵母细胞
D.该细胞为次级精母细胞
解析：题中所给图因无同源染色体，为减数第二次分裂的后期图，又
因为细胞质均等分裂，故此细胞为次级精母细胞或第一极体。

姐妹染
色单体形成的两条染色体上的基因若不相同，只有两条途径，一是基
因突变，二是染色体的交叉互换。

答案：C
基础训练
1．培育青霉素高产菌株的方法是（）
（A）杂交育种（B）单倍体育种
（C）诱变育种（D）多倍体育种
2．产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是（）
（A）红细胞易变形破裂
（B）血红蛋白中的一个氨基酸不正常
（C）信使RNA中的一个密码发生了变化
（D）基因中的一个碱基发生了变化
3．人工诱变区别于自然突变的突出特点是（）
（A）产生的有利变异多（B）使变异的频率提高
（C）可人工控制变异方向（D）产生的不利变异多
4．下列属于基因突变的是（）
（A）外祖母正常，母亲正常，儿子色盲
（B）杂种高茎豌豆自交，后代中出现矮茎豌豆
（C）纯种红眼果蝇后代中出现白眼果蝇
（D）肥水充足时农作物出现穗大粒多
5．一对夫妇所生子女中，性状差别甚多，这种变异主要来自于（）
（A）基因重组（B）基因突变
（C）染色体变异（D）环境的影响
6．长期接触X射线的人群产生的后代中遗传病发病率明显提高，主要原因是该人群生殖细胞发生（）
（A）基因重组（B）基因分离
（C）基因互换（D）基因突变
7．基因突变发生在什么过程中（）
（A）DNA－DNA （B）DNA－RNA
（C）RNA－蛋白质（D）RNA－DNA
8．某基因的一个片段中的 DNA链在复制时一个碱基由G→C，该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的（）
（A）100％（B）50％
（C）25％（D）12.5％
参考答案
1．C 2．D 3．B 4．C 5．A 6．D 7．A 8．B
构建知识网络
基因突变与基因重组（模拟题）
[第1题](2012辽宁大连双基测试, 5) 下列能产生新基因的是()
A.基因突变
B. 基因的重新组合
C. 基因分离
D. 染色体数目变异
[第2题](2013河南郑州一模, 24) 下列都属于基因重组的选项是()
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.①③⑤
B. ①②④
C. ①④⑤
D. ②④⑤
[第3题](2012山东滨州一模, 15) 原核生物某基因原有213对碱基, 现经过突变, 成为210对碱基(未涉及终止密码子改变), 它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比, 差异可能为
()
A. 少一个氨基酸, 氨基酸顺序不变
B. 少一个氨基酸, 氨基酸顺序改变
C. 氨基酸数目不变, 但顺序改变
D. A、B都有可能
[第4题](2013北京丰台期末, 31) 下列关于可遗传变异的叙述正确的是()
A. A基因可自发突变为a1或a2基因, 但a1基因不可回复突变为A基因
B. 有性生殖的生物, 非同源染色体上的非等位基因间可以发生基因重组
C. Ti质粒的T-DNA片段整合到土壤农杆菌的DNA上, 属于染色体变异
D. 杀虫剂作为化学因素诱导害虫产生抗药性突变, 导致害虫抗药性增强
[第5题](2013山东滨州一模, 22) 下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是()
A. 获得能产生人胰岛素的大肠杆菌原理是基因突变
B. 非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组
C. 同源染色体上的基因也可能发生基因重组
D. 发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代
[第6题](2012安徽合肥二模, 30Ⅰ) 安哥拉兔的毛色由常染色体上的基因控制, 该基因存在多种形式: G、g ch、g h、g, 这种基因被称为复等位基因。

G对g ch为显性、g ch对g h为显性、g h 对g为显性。

基因型与表现型的对应关系如下表。

(1) 复等位基因的出现, 体现了基因突变的特点。

一只杂种棕色兔与白色兔交配, 理论上子代50%为棕色, 50%为。

两只安哥拉兔杂交, 后代出现了黑色、棕色、灰色三种性状, 则亲本性状为。

一只黑兔与一只灰兔交配, 子代中有棕色兔。

亲代黑兔与灰兔的基因型分别为。

基因突变与基因重组（高考真题）
[第7题](2013海南单科, 22,2分) 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
[第8题](2010福建理综, 5,6分) 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基因发生一种突变, 导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。

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
答案和解析
[第1题]
[答案] A
[解析]基因突变是基因结构的改变, 能够产生新的基因; 基因的重新组合属于基因重组, 基因的重组可以产生新的基因型, 但不能产生新的基因; 基因分离是减数第一次分裂后期时发生的; 染色体数目变异可以是染色体数目的增加或减少, 但不能产生新的基因。

[第2题]
[答案] C
[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
[第3题]
[答案] D
[解析]突变后少了三个碱基对, 氨基酸数比原来少1个, C错误; 若少的三个碱基对正好控制着原蛋白质的一个氨基酸, 则少一个氨基酸, 其余氨基酸顺序不变; 若减少的三个碱基对正好对应着两个密码子中的碱基, 则在减少一个氨基酸的基础上, 缺失部位后氨基酸顺序也会改变; 若减少的不是三个连续的碱基对, 则对氨基酸的种类和顺序影响将更大。

[第4题]
[答案] B
[解析]基因突变具有可逆性, 存在回复突变的现象; 转基因属于广义上的基因重组; 害虫抗药性的增强不是因为杀虫剂的诱变作用, 杀虫剂起到选择作用, 把抗药性差的个体杀死, 而抗药性强的个体则存活下来。

[第5题]
[答案] C
[解析]获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的过程是基因工程, 依据的原理是基因重组, A错误; 非同源染色体片段之间局部交换属于染色体结构变异中的易位, 不是基因重组, B错误; 在减
Ⅰ四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换属于基因重组, C正确; 发生在水稻花药中的变异比发生在根尖内的变异更容易遗传给后代, 基因重组只发生在减数分裂中, 水稻根尖内不能发生基因重组, D错误。

[第6题]
[答案](除标注外, 其余每空2分, 共14分)
(1) 不定向(多方向性)灰色或白色(答不全不给分)黑色和棕色黑兔为Gg ch, 灰兔为g h g h或
g h g(4分)
(2) 可遗传变异不可能
[解析](1) 复等位基因的出现体现了基因突变的不定向性。

杂种棕色兔的基因型为g ch g h或
g ch g, 与白色兔(gg) 交配, 其子代为1/2g ch g(棕色) 和1/2g h g(灰色), 或1/2g ch g(棕色) 和1/2gg(白色), 因此另外50%为灰色或白色。

两只安哥拉兔杂交, 子代为黑色(G_) 、棕色(g ch_) 和灰色(g h_) 三种性状, 说明双亲的基因型中分别含有G和g ch基因, 且均为显性基因, 表现型为黑色和棕色。

一只黑兔(G_) 与一只灰兔(g h_) 的后代有棕色兔, 说明黑兔的基因型为Gg ch, 灰兔的基因型可能是g h g h或g h g。

(2) 遗传物质改变引起的变异为可遗传变异, 该变异发生在体细胞中, 对于有性生殖的兔来说, 该变异不能遗传给后代
[第7题]
[答案] D
[解析]基因突变是由碱基对的增添、缺失或改变引起的, A正确; 突变后的密码子可能与原密码子决定同一种氨基酸, 故基因B1和B2编码的蛋白质可以相同, 也可以不同, B正确; 自然界所有生物共用一套遗传密码, C正确; 正常情况下, 减数分裂产生配子时, 同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离, B1和B2基因不可能同时存在于同一个配子中, D错误。

[第8题]
[答案] B
[解析]首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC, 确定赖氨酸的密码子为AAG,
①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变, ④处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸, ②处碱基对替换后密码子为GAG, 对应谷氨酸。