资源描述
考点一 基因突变
[典例引领]
【典例1】 (2022·江苏单科，13)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是( )
动身菌株选出50株选出5株多轮重复筛选
A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株
B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异
C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程
D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高
解析 X射线既可转变基因的碱基序列引起基因突变，又能造成染色体片段损伤导致染色体变异。图中是高产糖化酶菌株的人工定向选择过程。通过此筛选过程获得的高产菌株的其他性状未必符合生产要求，故不肯定能直接用于生产。诱变可提高基因的突变率，但每轮诱变相关基因的突变率不肯定都会明显提高。
答案 D
【典例2】 (2021·上海卷)编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶X相比，酶Y可能消灭的四种状况，对这四种状况消灭的缘由推断正确的是( )
A．状况①肯定是由于氨基酸序列没有变化
B．状况②肯定是由于氨基酸间的肽键数削减了50%
C．状况③可能是由于突变导致了终止密码位置变化
D．状况④可能是由于突变导致tRNA的种类增加
解析 某个碱基被替换，状况①氨基酸的序列可能发生了变化。状况②X与Y氨基酸的数目相等，肽键数可能不变。状况③Y与X的氨基酸数目比小于1，编码的氨基酸的数量削减，可能是由于突变导致了终止密码位置变化。突变不会导致tRNA的种类增加。
答案 C
思维发散 就“插入”、“缺失”、“替换”而言，哪类碱基序列转变导致的变异幅度更大？有无例外？
提示 基因结构中碱基对的替换往往仅涉及一个氨基酸转变(也可能不变)，影响相对较小，但碱基对增加、缺失将引发转变部位之后的“连锁反应”，故其影响较大，但若增加、缺失正好处于转录相邻密码子的序列之间，且为3或3的倍数个碱基，则影响也可能较小。
1．图解基因突变机制
2．显性突变和隐性突变的判定
(1)类型
(2)判定方法：
①选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，据子代性状表现推断。
②让突变体自交，观看子代有无性状分别而推断。
3．基因突变对性状的影响
(1)基因突变可转变生物性状的4大成因
①基因突变可能引发肽链不能合成；
②肽链延长(终止密码子推后消灭)；
③肽链缩短(终止密码子提前消灭)；
④肽链中氨基酸种类转变；以上转变会引发蛋白质的结构和功能转变，进而引发生物性状的转变。
(2)有些基因突变并不能转变生物性状，其缘由如下：
①基因不表达；②密码子转变但其打算的氨基酸不变；③有些突变转变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变；④基因突变发生在体细胞中其有性生殖的子代不发生性状转变；⑤基因突变发生在精子的细胞质基因中；⑥基因突变发生在显性纯合子中。另外，基因突变发生在基因的非编码区及编码区的内含子等状况下也不肯定引起生物性状的转变。
易错警示！ 与基因突变有关的7个易错点
(1)原核生物及病毒DNA复制时均可发生基因突变。
(2)基因突变肯定会导致基因结构的转变，但却不肯定引
起生物性状的转变。
(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转变，基因的数目和位置并未转变。
(4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是由于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)基因突变不只发生在分裂过程中(已分化的细胞也可能被诱发基因突变)。
(7)RNA病毒中，基因突变指RNA中碱基的转变、增加和缺失，其突变率远大于DNA的突变率。
[跟进题组]
1．(2022·山东济宁一模，3)小白鼠体细胞内的6号染色体上有P基因和Q基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如下图，起始密码子均为AUG。下列叙述正确的是( )
A．若箭头处的碱基突变为T，则对应反密码子变为UAG
B．基因P和基因Q转录时都以b链为模板合成mRNA
C．若基因P缺失，则该小白鼠发生了基因突变
D．基因P在该动物神经细胞中数目最多时可有4个
解析 起始密码子均为AUG，对应DNA模板链碱基为TAC，故基因P以b链为模板链，基因Q以a链为模板链，故B错。基因Q对应密码子为AUG、GUC、UCC。箭头处的碱基突变为T，对应密码子突变为AUC，则反密码子变为UAG，故A正确。若基因P缺失，则该小白鼠发生了染色体结构变异(缺失)，故C错。动物神经细胞不再分裂，基因不再复制，故最多有2个基因P，在1对同源染色体上，故D错。
答案 A
2．(2022·四川成都外国语学校二模，3)某生物小组种植的纯种高茎豌豆，自然状态下却消灭了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。为检验是何种缘由导致矮茎豌豆消灭，该小组成员设计了如下几种试验方案，其中最简便的方案是( )
A．分析种子中基因序列
B．将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让它们自交)，再观看后代的性状表现
C．将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观看后代的性状表现
D．以上方案都不合理
解析 植物鉴定的方法最简洁的是自交，对该矮茎后代而言假如在正常环境条件下，自交后代中有矮茎的消灭说明其矮茎性状是基因突变引起的，假如后代全是高茎说明是环境引起的不行遗传的变异，故选B。
答案 B
考点二 基因重组
[典例引领]
【典例1】 (福建高考)细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是( )
A．染色体不分别或不能移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
解析 基因突变、染色体变异既可发生于有丝分裂过程中也可发生于减数分裂过程中，但非同源染色体自由组合导致的基因重组仅发生于减数分裂过程中。
答案 B
互动探究 除本题B选项所述外，还有一种类型的变异也可导致基因重组，该变异是如何发生的？
提示 另一种类型的基因重组是减数分裂四分体时期，因同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换而导致的基因重组。
【典例2】 (2022·江苏单科，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．减数其次次分裂时姐妹染色单体3与4自由分别
C．减数其次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 从题中信息可知，突变植株为父本，减数分裂产生的雄配子为†b和†B，后者不育。正常状况下，测交后代表现型应都为白色性状，而题中已知测交后代中部分为红色性状，推知父本减数分裂过程中产生了含B基因的可育花粉，而产生这种花粉最可能的缘由是减Ⅰ同源染色体联会时非姐妹染色单体之间发生交叉互换，故D最符合题意。
答案 D
1．比较基因突变与基因重组
比较
基因突变
基因重组
本质
基因的分子结构发生转变，产生了新基因，转变了基因的“质”，但未转变基因的量，可能消灭新性状
原有基因的重新组合，产生了新的基因型，但没有产生新基因，也不会产生新性状，只是原有性状重新组合
时期、缘由
有丝分裂间期、减数第一次分裂间期，DNA分子中碱基对的增加、缺失和替换
减数第一次分裂四分体时期的交叉互换、减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合
条件
外界条件的剧变和内部因素的相互作用
有性生殖过程中的减数分裂
适用范围
全部生物均可发生(包括病毒)，具有普遍性
真核生物有性生殖的核基因遗传(通常也适用于基因工程)
发生概率
很小
格外大
应用
通过诱变育种可培育新品种
通过杂交育种可培育出新的优良品种
2.关注基因突变和基因重组的意义
比较项目
基因突变
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
为生物进化供应原始材料
为生物进化供应“丰富”的材料
生物多样性
形成生物多样性的“根本”缘由
形成生物多样性的“重要”缘由之一
[跟进题组]
1．下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于( )
A．基因重组，不行遗传变异
B．基因重组，基因突变
C．基因突变，不行遗传变异
D．基因突变，基因重组
解析 甲过程中的“a”基因是从“无”到“有”，属于基因突变，而乙过程中的A、a、B、b基因是已经存在的，只是进行了重新组合。
答案 D
2．(2022·海淀二模)突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，消灭了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞连续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是( )
①正常基因纯合细胞 ②突变基因杂合细胞 ③突变基因纯合细胞
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
解析 着丝点断裂后，两条染色体中的姐妹染色单体成为染色体向细胞两极移动时是随机组合的，移向细胞同一侧的可能为相同基因，也可能是正常基因与突变基因，因此可能产生正常基因的纯合细胞、突变基因的纯合细胞、突变基因的杂合细胞三种。
答案 D
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