资源简介

(共42张PPT)
第七单元
生物的变异和进化
考查内容
1.通过分析遗传物质改变对生物性状的影响，形成结构与功能相适应的观念，并据此识别身边关于变异、育种等的虚假宣传和谣言(生命观念、社会责任)
2.能够对生物变异现象进行调查与分析，学会调查与归纳的基本方法，基于事实和证据，通过归纳、建模等方法揭示变异的物质基础，并阐明基因突变、基因重组、染色体畸变的内涵(科学思维、科学探究)
3.基于对变异、遗传病等相关资料的查阅，运用科学术语展开交流并提出降低变异可能性的措施。依据生物变异的类型及农业生产需求，提出可行的育种方案(科学探究)
4.针对生物变异在育种上的应用，基于遗传与进化的基本观点，学会运用生物学原理解释生物学社会议题，关注研究内容在生活和生产实践中的应用。依据引起生物变异的因素，制定并践行健康生活计划(社会责任)
考点一　基因突变与诱变育种
1.基因突变的相关知识归纳
2.基因序列改变可能影响其编码的蛋白质(以镰刀形细胞贫血症为例)
3.基因结构中碱基对的替换、插入和缺失对氨基酸序列的影响大小
类型 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 小 可改变______________________，也可能使翻译提前终止
插入(非3倍数) 大 插入位置前不受影响，影响插入__________的编码序列
缺失(非3倍数) 大 缺失位置前不受影响，影响缺失__________的编码序列
插入或缺失(3的倍数) 小 插入或缺失若干氨基酸对应的编码序列
1个氨基酸或不改变
位置后
位置后
4.基因突变对生物性状的影响
若碱基的改变发生在DNA的非基因片段，则不属于基因突变。
5.诱变育种
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.病毒、大肠杆菌及动物和植物都可发生基因突变。(　 　)
2.人工诱变可以提高突变频率并决定基因突变的方向。(　 　)
3.基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，这说明其具有普遍性。(　 　)
4.A基因可突变为a基因，a基因也能再突变为A基因。(　 　)
5.(真题节选)基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(　 　)
6.基因是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因突变。
(　 　)
7.基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变。(　 　)
√


√
√

√
例 1
(2025·安徽卷)大肠杆菌的两个基因Y和Z彼此相邻，转录时共用一个启动子(P)。科研小组分离到一株不能合成Y和Z蛋白的缺失突变体，但该突变体能合成另一种蛋白质，此蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，而羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。据此，科研小组绘制了野生型菌株中Y和Z基因的排列顺序图，并推测突变体缺失的DNA碱基数目。下列图示和推测中，正确的是(　 　)
A. 缺失碱基数目是3的整倍数
B. 缺失碱基数目是3的整倍数
C. 缺失碱基数目是3的整倍数＋1
D. 缺失碱基数目是3的整倍数＋2
B
【解析】已知突变体合成的蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。这说明转录是以Z基因起始，然后连接到Y基因进行转录的，所以野生型菌株中基因的排列顺序应该是Z基因在前，Y基因在后，且共用一个启动子P，转录时，模板链的方向是3'→5'，因此图示的方向应为3'－P－Z－Y－5'，A、D错误；由于该蛋白质氨基端有Z蛋白的部分序列，羧基端有Y蛋白的部分序列，说明缺失突变后，转录形成的mRNA依然可以编码氨基酸，没有造成移码突变(移码突变会导致突变位点后的氨基酸序列全部改变)。因为一个氨基酸由mRNA上的一个密码子(3个相邻碱基)决定，所以缺失的碱基数目应该是3的整倍数，这样才不会改变后续的阅读框，保证氨基端和羧基端的氨基酸序列分别与Z、Y蛋白部分序列一致，B正确。
例 2
(2025·舟山月考)我国科学家用辐射诱变培育成的新品种小麦，比原品种更耐寒、耐旱和抗病。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.培育新品种小麦的育种过程中一定发生了基因突变
B.辐射诱变可以提高突变率并使小麦定向发生优良性状的突变
C.新品种小麦发生了适应性进化，比原品种更能适应当前的自然环境
D.科学家培育的新品种小麦与原品种小麦之间可能不存在生殖隔离
【解析】辐射诱变可以引起基因突变，也可以引起染色体畸变，从而使小麦的性状发生改变，A错误；辐射诱变可以提高突变率，加快育种进程，但是基因突变具有多方向性，B错误；通过辐射诱变和人工选择培育出的新品种小麦对人类来讲是有利变异，但是不一定比原品种更能适应当前的自然环境，C错误；新品种小麦和原品种小麦仍可能属于同一个物种，因而二者之间可能不存在生殖隔离，D正确。
D
例 3
(2024·浙江1月选考节选)小鼠毛囊中表达F蛋白。为研究F蛋白在毛发生长中的作用，利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50%，表现出毛绒绒的样子，其他表型正常。(注：野生型基因型用＋＋表示；f杂合子基因型用＋f表示。)
请回答下列问题：
F基因敲除方案如图所示。在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生__________________________，导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质因为缺失了______________而丧失活性。要达到此目的，还可以对该基因的特定碱基进行________和________。
编码序列错位/基因突变
氨基酸序列
替换
缺失
【解析】基因编码区中碱基对发生插入(如图所示过程)、缺失和替换，均可能引起编码序列错位，进而影响蛋白质的结构和功能，该变异属于基因突变；若突变后mRNA中终止密码子提前出现，可使翻译过程提前终止，使得合成的蛋白质中氨基酸序列变短，蛋白质结构发生改变，结构决定功能，导致合成的蛋白质丧失活性。该基因突变是插入一个DNA片段引起的，除此之外，还可以缺失或者替换基因中的碱基，从而导致基因突变。
考点二　基因重组与杂交育种
1.基因重组的相关知识归纳
2.重组类型解释
(1)
(2)
注：交换位点和次数有诸多变化。
(3)人工重组：__________技术(人为条件下进行的)，即基因工程。
(4)细菌的转化：基因重组，如肺炎链球菌由R型向S型转化。
转基因
3.交叉互换与易位的区别
类型 交叉互换 染色体易位
图解

区别 位置 发生于______________的非姐妹染色单体之间 发生于________________之间
原理 基因重组 染色体结构变异
观察 在光学显微镜下观察不到 在光学显微镜下________________
同源染色体
非同源染色体
可以观察到
4.杂交育种
5.转基因技术
(1)概念：将某种生物的基因(外源基因)转移到________________中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
(2)原理：____________。
(3)过程
(4)优缺点
①优点：人为地增加了____________的范围，实现________遗传物质的交换；针对性更强，________更高，经济效益更明显。
②缺点：可能会有破坏________环境、威胁人类健康等潜在危害。
其他生物物种
基因重组
生物变异
种间
效率
生态
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.受精过程中可进行基因重组。(　 　)
2.(真题节选)亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。(　 　)
3.杂合子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叉互换，这种变异属于基因重组。(　 　)
4.同源染色体中非姐妹染色单体发生交叉互换导致了染色体结构变异。(　 　)
5.人的神经细胞中一对同源染色体上的多对基因之间可以发生基因重组。(　 　)
6.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦。(　 　)
7.染色单体间部分片段互换和基因突变都能使染色体上原来的基因位置出现等位基因。
(　 　)
8.一对等位基因不存在基因重组，但一对同源染色体存在基因重组。(　 　)

√
√


√
√
√
例 4
如图为某哺乳动物的一个初级精母细胞的染色体示意图，图中A/a、
B/b表示染色体上的两对等位基因。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.该细胞发生的染色体行为是精子多样性形成的原因之一
B.图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因B发生了重组
C.等位基因的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
D.该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab4种基因型的精细胞
【解析】该细胞正在发生交叉互换，原来该细胞减数分裂只能产生AB和ab两种精细胞，经过交叉互换，减数分裂完成后可以产生AB、aB、Ab、ab共4种精细胞，所以交叉互换是精子多样性形成的原因之一，A、D正确；图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因b、基因a和基因B发生了重组，B错误；由于发生交叉互换，等位基因的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂，C正确。
B
例 5
(2025·浙江名校协作体联考)某高等动物的基因型为AaBb，如图所示为其一个卵原细胞减数分裂过程中两个不同时期的细胞。下列叙述中，正确的是(　 　)
甲　　 乙
A.甲细胞处于后期Ⅰ且含有2个四分体
B.乙细胞无同源染色体，为次级卵母细胞
C.该卵原细胞形成甲细胞过程中发生了交叉互换
D.该卵原细胞分裂产生4种不同基因型的卵细胞
【解析】联会时的一对同源染色体才能称为四分体，A错误；乙细胞细胞质均等分裂，为第一极体，B错误；一个卵原细胞只能产生一种卵细胞，D错误。
C
例 6
袁隆平曾研发两个水稻新品种：一是把吸镉的基因敲除的“低镉稻”，二是耐盐碱的“海水稻”，有关遗传分析具体见下表。下列叙述中，错误的是(　 　)
注：A＋表示转入的耐盐基因，B－表示吸镉基因被敲除，普通水稻不含耐盐基因且含有吸镉基因，基因型用A－A－B＋B＋表示。A＋对A－为显性，B＋B－为中镉稻。
A.B＋对B－为不完全显性
B.A＋基因与B＋基因遗传时遵循基因的自由组合定律
C.欲检验海水稻是否为纯合子，最简便的方法是测交
D.可采用杂交育种的方法获得能稳定遗传的低镉耐盐水稻
水稻品种 相关基因 基因所在位置 表型
普通水稻 － － 高镉不耐盐
海水稻 A＋ 2号染色体 高镉耐盐
低镉稻 B－ 6号染色体 低镉不耐盐
C
【解析】B＋B－为中镉稻，由此可见，B＋对B－为不完全显性，A正确；由表格可知，A＋基因与B＋基因分别位于2号和6号染色体上，即两对基因位于非同源染色体上，因此A＋基因与B＋基因遗传时遵循基因的自由组合定律，B正确；欲检验海水稻是否为纯合子，最简便的方法是让该水稻进行自交，若后代出现性状分离，则为杂合子，反之为纯合子，C错误；通过杂交育种可将低镉和耐盐的优良性状集中在一起，获得能稳定遗传的低镉耐盐水稻，D正确。
课时作业
答案速对
第七单元 　作业28　 基因突变和基因重组
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 B C A B B D B
题号 8 9 10
答案 D B 见答案
1.(2025·宁波模拟)下列关于基因突变的叙述，错误的是(　 　)
A.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期
B.体细胞突变产生的突变基因不能传递给后代
C.某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变
D.利用物理、化学因素可诱导获得丰富的突变类型
【解析】发生在体细胞中的基因突变不能通过有性生殖传递给后代，但可以通过无性繁殖传递给后代，B错误。
B
2. (2021·浙江6月选考)α－珠蛋白与α－珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1~138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明(　 　)
A.该变异属于基因突变
B.基因能指导蛋白质的合成
C.DNA片段的缺失导致变异
D.该变异导致终止密码子后移
【解析】α－珠蛋白突变体是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的，该变异属于基因突变，A不符合题意；该实例能说明基因指导蛋白质的合成，B不符合题意；基因突变是DNA上碱基对的突变，并非DNA片段缺失，C符合题意；发生该基因突变后，蛋白质的氨基酸数目增加，说明该变异导致终止密码子后移，D不符合题意。
C
3.某种噬菌体外壳蛋白基因突变使mRNA中部出现一个终止密码子，导致外壳蛋白无法合成，噬菌体不能增殖，但这种噬菌体能在大肠杆菌C品系中顺利增殖，释放子代噬菌体。下列假设中，最合理的是(　 　)
A.大肠杆菌C品系中某种突变型RNA能识别并结合该终止密码子
B.大肠杆菌C品系中的某物质能定向诱发噬菌体DNA回复突变
C.大肠杆菌C品系中的核糖体能够跳过终止密码子继续向前移动
D.大肠杆菌C品系中存在该突变mRNA的互补RNA，辅助其翻译
【解析】某种噬菌体外壳蛋白基因突变使mRNA中部出现一个终止密码子，这种噬菌体能在大肠杆菌C品系中顺利增殖，释放子代噬菌体，原因可能是大肠杆菌C品系中某种突变型tRNA能识别并结合该终止密码子，使翻译正常进行，A正确；突变是多方向的，B错误；核糖体遇到终止密码子，翻译就会停止，C错误；大肠杆菌C品系和噬菌体的遗传物质不一样，大肠杆菌C品系中不可能存在该突变mRNA的互补RNA，D错误。
A
4.如图所示为基因型为AaBb的某哺乳动物减数分裂过程中形成的一个
细胞。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.该细胞发生了基因突变或交叉互换，导致了A和a基因重组
B.图示细胞的分裂过程中，A和a的分离既发生在MⅠ，也发生在MⅡ
C.若该细胞发生的是隐性突变，则该细胞产生的配子基因型为AB、
aB、Ab和Ab
D.图示细胞中含4套遗传信息，此细胞分裂结束后能产生4个精细胞或一个卵细胞
【解析】图示细胞中一条染色体的姐妹染色单体分别含有A和a基因，说明该细胞发生了基因突变或交叉互换，导致A或a与染色体上其他的非等位基因重组，A错误；该哺乳动物基因型是AaBb，在MⅠ后期随同源染色体分开发生A和a的分离，且图示细胞的分裂过程中，一条染色体的姐妹染色单体分别含有A和a基因，在MⅡ也会发生二者的分离，即A和a的分离既发生在MⅠ，也发生在MⅡ，B正确；若该细胞发生的是隐性突变，即A→a，则该细胞上半部分基因型是AaBB，下半部分为aabb，则产生的配子基因型为AB、aB、ab，C错误；图示细胞同源染色体分离，细胞处于MⅠ后期，此时细胞质均等分裂，说明是雄性动物，则其分裂结束后不可能产生卵细胞，D错误。
B
5.(2025·金华十校预测)当M基因的启动子序列发生碱基的插入、缺失或替换时，个体的性状会发生一些变化。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.这种变异可发生在个体发育的任何时期，体现了多方向性
B.基因编码区的碱基序列不变，M蛋白的数量可能减少或增加
C.细胞中M基因的启动子序列发生碱基替换时，M蛋白的空间结构一定也会发生变化
D.这种改变为生物进化提供了原材料，是新物种形成的必要条件
【解析】M基因的启动子序列发生碱基的插入、缺失或替换属于基因突变，可发生在个体发育的任何时期，体现了普遍性，A错误；当M基因的启动子序列(非编码区)发生碱基的插入、缺失或替换时，可能会影响基因的表达次数以及是否表达，即影响M蛋白的数量，B正确；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因的转录，但启动子部位不进行转录，故启动子序列发生碱基替换时，不影响相应蛋白质的空间结构，C错误；基因突变可为生物进化提供原材料，但新物种形成的必要条件是隔离，D错误。
B
6.无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子，肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA(sup－tRNA)，能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该sup－tRNA对其他蛋白的表达影响不大，过程如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAG
B.该sup－tRNA修复了突变的基因A，从而逆转因无义突变造成的影响
C.该sup－tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常
D.若A基因无义突变导致出现UGA，则此sup－tRNA无法帮助恢复读取
D
【解析】成纤维细胞中基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中不含碱基U，A错误；由图可知，该sup－tRNA并没有修复突变A基因，但是在sup－tRNA作用下，能在翻译过程中恢复读取，进而抵消因无义突变造成的影响，B错误；由图可知，该sup－tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白合成异常，C错误；若A基因无义突变导致出现UGA，由于碱基互补配对原则，此sup－tRNA只能帮助恢复读取UAG，无法帮助恢复读取UGA，D正确。
7.(2025·衢州模拟)研究人员利用60Co－γ射线处理某品种花生，获得了高油酸花生突变体。研究发现，该突变与花生细胞中的M基因有关，含有MA基因的花生油酸含量与原花生品种无显著差异，含有MB基因的花生油酸含量较高，如图所示。下列说法中，错误的是(　 　)
A.利用60Co－γ射线处理花生可提高突变率，创造新品种
B.MA基因和MB基因中的嘧啶碱基所占比例不同
C.M基因可以突变为MA、MB说明基因突变具有多方向性
D.M基因中碱基的替换、插入都可以导致基因碱基序列的改变
B
【解析】60Co－γ射线处理花生的方法属于人工诱变，其原理是基因突变，人工诱变可在短时间内提高突变率，并可产生新基因，创造新品种，A正确；根据题意可知，MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的，双链DNA分子中，嘧啶碱基和嘌呤碱基互补配对，都是各占一半，故两基因中的嘧啶碱基所占比例相同，B错误；一个基因可以朝多个方向突变，产生一个以上的等位基因，说明基因突变具有多方向性，C正确；基因突变是指基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程，M基因中碱基的替换、插入都可以导致基因碱基序列的改变，D正确。
8.油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种(GGRR)，育种过程如图所示。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.过程①发生基因突变，基因g的碱基排列序列发生改变
B.过程②需要用限制酶、DNA连接酶等基因工程的工具
C.过程③的原理是基因重组，需要较长时间的选择和培育
D.过程③还可用单倍体育种，需用秋水仙素处理萌发的种子
【解析】过程①诱发基因突变，使基因g碱基对发生序列的插入、缺失或替换，导致基因g的碱基序列发生改变，进而性状发生改变，A正确；过程②是将基因R导入到油菜细胞中的过程，采用的是基因工程技术，需要限制酶、DNA连接酶和载体等基因工程的工具，B正确；过程③的原理是基因重组，经过多代自交筛选出新品种，需要较长时间的选择和培育，C正确；过程③还可用单倍体育种，需用秋水仙素处理幼苗获得纯种，D错误。
D
9.(2025·温州模拟)科研人员将野生型个体(YSn/YSn)与焦刚毛黄体(ysn/ysn)杂交，其子代基因型为YSn/ysn，正常情况下，应只表现出野生型的正常刚毛灰体，但在实验结果中发现有的子代个体身上出现了部分黄体组织，并且这部分黄体组织的刚毛为焦刚毛，更为巧合的是二者出现的范围大小相当一致。这种情况的出现可能是有丝分裂过程中染色体交叉互换造成的，如图所示。下列分析中，错误的是(　 　)
注：基因型为ysn/ysn的细胞再进行有丝分裂，就形成可见的黄体焦刚毛组织块。
A.杂合子(YSn/ysn)有丝分裂产生的两个子细胞的基因型可能不同
B.图中染色体发生“体细胞联会交换”时，其他染色体也同时在联会
C.这种现象属于基因重组，会偶然发生在杂合子有丝分裂过程中
D.这种身体部分出现黄体焦刚毛的个体后代不一定会出现这种性状
B
【解析】有丝分裂过程中如果出现染色体交叉互换，则产生的两个子细胞的基因型可能不同，A正确；有丝分裂过程中不存在同源染色体的普遍联会，B错误；由题图分析可知，有丝分裂过程中染色体交叉互换会导致基因重组，C正确；有丝分裂过程中染色体交叉互换是随机发生的，这种身体部分出现黄体焦刚毛的个体后代不一定会出现这种性状，D正确。
10.现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和易感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对易感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。请回答下列问题：
(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种的目的是获得具有____________优良性状的新品种。
(2)杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与易感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是________________________________ __________________________________________________________________________。
(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程：____________________________________________ ________________________________。
抗病矮秆
高秆与矮秆这对相对性状受另一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上
将纯合抗病高秆与易感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与易感病矮秆植株杂交
【解析】(1)杂交育种的原理是基因重组，即控制不同性状的基因重新组合，目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，从题意知，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状，故育种目的是获得具有抗病矮秆优良性状的新品种。
(2)杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确的预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：一是抗病与易感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；二是高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；三是控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上，符合基因自由组合定律。
(3)验证自由组合定律有多种方法，常见的方法是双杂合子自交或测交，本题适合用测交法。先由纯合的抗病高秆和易感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子，再与易感病矮秆(隐性纯合子)杂交，如果后代出现抗病高秆∶易感病高秆∶抗病矮秆∶易感病矮秆=1∶1∶1∶1的性状分离比，则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。

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