第5章 第1节 第2课时 细胞的癌变和基因重组（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一生物必修2教师用书（人教版 苏冀）

第2课时　细胞的癌变和基因重组 [学习目标]　1.概述细胞癌变的原因和特点。2.概述基因重组的类型和意义。 一、细胞的癌变 1．原癌基因和抑癌基因 2．癌细胞的特征 能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。 判断正误 (1)正常人细胞中不存在原癌基因和抑癌基因(　　) (2)只要一个原癌基因或抑癌基因发生了基因突变，就一定产生了癌细胞(　　) 答案　(1)×　(2)× 提示　(1)正常人细胞中本来就存在原癌基因和抑癌基因。(2)细胞的癌变往往是多个基因突变累积的结果。 任务一：细胞癌变的原因及癌细胞的特征 请结合教材“思考·讨论：结肠癌发生的原因”，回答下列问题： 1．从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 提示　从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。 2．健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 提示　存在。 3．与正常细胞相比，癌细胞具有哪些明显的特点？ 提示　与正常细胞相比，癌细胞具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。 4．在日常生活中，我们应当怎样预防癌症？ 提示　远离致癌因子，选择健康的生活方式。 1．原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。 2．癌症多发生在老年人中，这是因为癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。 3．细胞癌变是细胞异常分化的结果。 1．下列关于细胞癌变的叙述，不正确的是(　　) A．癌变后的细胞在适宜条件下可无限增殖 B．同一个体的癌细胞与非癌细胞遗传物质相同 C．癌细胞具有细胞增殖失控的特点 D．若用化学药物抑制癌细胞的DNA复制，则会使细胞停留在分裂间期 答案　B 解析　癌细胞遗传物质发生了改变，癌细胞与非癌细胞遗传物质不完全相同，B错误。 2．结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，如图是解释结肠癌发生的示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A．原癌基因是结肠癌发病的致病基因 B．抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖 C．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 D．癌细胞具有无限增殖、容易分散和转移等特点 答案　A 解析　原癌基因是正常基因，存在于所有的细胞中，原癌基因发生基因突变才是结肠癌发病的致病基因，A错误；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，B正确；结合图示可以看出，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，C正确；癌细胞细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，因而容易在体内分散和转移，D正确。 二、基因重组 1．概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 2．类型 (1)互换型 在减数分裂过程中的四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。 (2)自由组合型 生物体通过减数分裂形成配子时(减数分裂Ⅰ后期)，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。 3．意义 有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。 判断正误 (1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关(　　) (2)一对同源染色体可能存在基因重组(　　) (3)基因重组一定会产生新的性状(　　) (4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 提示　(1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与等位基因的分离有关。(3)基因重组可以产生新的性状组合，但不能产生新的性状。(4)非同源染色体之间的自由组合发生在减数分裂过程中，不发生在有丝分裂过程中。 任务二：辨析基因重组和基因突变 如图是基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答问题： 1．图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？ 提示　图1细胞处于有丝分裂后期；图中形成B、b现象的原因是基因突变。 2．图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？ 提示　图2细胞的名称是次级精母细胞或极体；图中形成B、b现象的原因是基因突变或基因重组。 3．若该动物的基因型为AaBB，则产生图2现象的原因又是什么？ 提示　基因突变。 　基因突变和基因重组的比较 项目 基因突变 基因重组 变异实质 基因碱基序列发生改变 控制不同性状的基因的重新组合 时间 主要发生在细胞分裂前的间期 减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期 原因 DNA分子复制时，外界因素或自身因素引起基因中的碱基的改变(替换、增添或缺失) 同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生互换，以及非同源染色体的自由组合 适用范围 所有生物都可发生(包括病毒)，具有普遍性 通常发生在真核生物的有性生殖过程中 结果 产生新的基因和基因型 产生新的基因型 意义 是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料 是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义 联系 ①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型 3．某哺乳动物的一个初级精母细胞的染色体示意图如图所示，图中A/a、B/b表示染色体上的两对等位基因。下列叙述错误的是(　　) 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分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ D．该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab四种基因型的精细胞 答案　B 解析　图中同源染色体中的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。 4．(多选)如图是某动物(基因型为AABb)的几个细胞分裂示意图。据图判断，下列叙述不正确的是(　　) A．图甲表明该动物发生了基因突变 B．图乙表明该动物发生了基因突变或互换 C．图丙表明该动物在减数分裂Ⅰ时发生染色体互换 D．图甲、乙、丙所产生的变异都能传给后代 答案　BD 解析　图甲表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果，A正确；图乙表示减数分裂Ⅱ后期，其染色体上基因A与a不同，该个体的基因中没有a，a的存在只能是基因突变的结果，B错误；图丙表示减数分裂Ⅱ后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b的不同是染色体互换造成的，C正确；图甲进行的是有丝分裂，可能产生体细胞，体细胞产生的变异一般不遗传给后代，D错误。 课时对点练　[分值：100分] 第1～12题，每题6分，共72分。 题组一　细胞的癌变 1．与正常细胞相比，癌细胞不具有的特征是(　　) A．能够无限增殖 B．形态结构显著改变 C．细胞膜上糖蛋白减少 D．细胞之间的黏着性显著提高 答案　D 解析　细胞发生癌变后，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，D符合题意。 2．(2024·石家庄高一月考)基因A和基因B的作用效果如图。下列叙述错误的是(　　) A．基因A最可能是一种抑癌基因 B．基因A突变一定会引起细胞癌变 C．基因B的高表达可能会促进癌细胞增殖 D．基因A和B均可用于研究癌症治疗 答案　B 解析　基因A突变不一定会引起细胞癌变，细胞癌变是基因突变累积的结果，B错误。 3．结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，c－myc、p16等基因的异常改变会导致结肠癌的发生。其中，c－myc基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞癌变；p16基因阻止细胞不正常的增殖。下列分析错误的是(　　) A．c－myc基因、p16基因的碱基序列改变会导致基因突变 B．推测c－myc基因是原癌基因，p16基因是抑癌基因 C．c－myc基因和p16基因在健康人的基因组中也存在 D．推测结肠癌患者体内的p16基因一定呈高表达状态 答案　D 解析　由题意可知，c－myc基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞癌变，据此可推测结肠癌患者体内的c－myc基因呈过度表达状态，p16基因阻止细胞不正常的增殖，可推测结肠癌患者体内的p16基因表达较低，D错误。 4．(2022·广东，11)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表达)，发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是(　　) A．原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖 B．三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力 C．两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质 D．两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应 答案　D 解析　抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，A错误；肿瘤细胞可无限增殖，B错误；原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和增殖是必需的，原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质，C错误；据图分析，同时转入Myc和Ras的小鼠中，肿瘤小鼠的比例大于只转入Myc或Ras的小鼠，说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，D正确。 题组二　基因重组 5．(2024·江门高一期末)下列有性生殖过程中的现象，属于基因重组的是(　　) A．姐妹染色单体之间片段的互换 B．基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab的配子 C．基因型为Aa的个体自交出现不同性状的子代 D．AB、Ab、aB、ab的雌雄配子随机结合 答案　B 解析　同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换属于基因重组，A不符合题意；基因型为Aa的个体自交出现不同性状的子代是等位基因分离导致的结果，C不符合题意；AB、Ab、aB、ab的雌雄配子随机结合为受精作用，不属于基因重组的范畴，D不符合题意。 6．(2023·常州高一期末)如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中，错误的是(　　) A．属于基因重组，可能会使子代出现变异 B．发生在形成配子的过程中 C．发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间 D．导致染色单体上的等位基因重组 答案　D 解析　图中染色体为同源染色体，发生了互换，属于基因重组，可能会使子代出现变异，A正确；互换发生在形成配子的过程中，即减数分裂Ⅰ前期，B正确；互换导致染色单体上的非等位基因重组，D错误。 7．(2023·南京高一调研)下列有关基因重组的说法，不正确的是(　　) A．水稻根尖细胞也会发生基因重组 B．基因重组能够产生多种基因型 C．有性生殖过程中可以发生基因重组 D．基因重组的实质是控制不同性状的基因的重新组合 答案　A 解析　水稻根尖细胞进行有丝分裂，有丝分裂过程中不会发生基因重组，A错误。 8．(2023·绵阳高一月考)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是(　　) A．基因突变和基因重组都能产生新的基因 B．有丝分裂和减数分裂过程中都可以发生基因突变、基因重组 C．S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，出现S型细菌是基因突变的结果 D．基因突变和基因重组都能为生物的进化提供原材料 答案　D 解析　基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源。基因突变能产生新基因和新的基因型，基因重组能产生新的基因型，不能产生新基因，A错误；有丝分裂可以发生基因突变，但不能发生基因重组，B错误；肺炎链球菌的转化是基因重组的结果，C错误。 9．(2024·武汉高一期中)减数分裂中同源染色体之间会交换DNA片段，以确保每个子代都具有独特的基因构成。科学家发现一种特殊的蛋白(HEI10蛋白)会在染色体上移动并聚集，形成许多小群体，随着时间的推移，聚集的HEI10蛋白的数量会增加，一旦达到一个临界值，就会触发同源染色体的非姐妹染色单体之间交换相应片段。下列分析不正确的是(　　) A．HEI10蛋白在减数分裂Ⅰ四分体时期起作用 B．缺乏HEI10蛋白，减数分裂能顺利进行，但不会出现基因的自由组合 C．基于HEI10蛋白扩散和聚集规则，细胞实现了对同源染色体片段互换位置的精确调控 D．HEI10蛋白增多，同源染色体的非姐妹染色单体相应片段互换的频率可能会增加 答案　B 解析　缺乏HEI10蛋白，减数分裂能顺利进行，不会出现同源染色体的非姐妹染色单体之间交换相应片段，但非同源染色体上非等位基因的自由组合是可以发生的，B错误。 10．(多选)细胞癌变与基因突变有关，为鉴定造成结肠癌的突变基因，科学家检测了213例结肠癌病人样品的基因突变，发现每个样品都涉及了多种突变基因，其中抑癌基因和原癌基因发生突变的频率最大，结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 被检基因 检出突变的样品数量 突变基因形式 突变基因活性 A 93 AV 活性增强 B 28 BW 失去活性 A.某一个抑癌基因发生突变则会导致细胞癌变 B．原癌基因和抑癌基因在正常细胞内不表达 C．根据表中突变基因活性变化情况推测被检基因A为原癌基因 D．引发原癌基因突变的因素可能是X射线、亚硝酸盐或者某些病毒 答案　AB 解析　癌症的发生并不是单一基因突变的结果，往往是多个基因突变累积的结果，A错误；原癌基因和抑癌基因在正常细胞内也表达，当原癌基因突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，可能引起细胞癌变，抑癌基因突变导致相应蛋白质活性减弱或失去活性时，也可能引起细胞癌变，B错误；据表分析，A→AV突变后，突变基因活性增强，判断A基因是原癌基因；B→BW突变后，突变基因失去活性，判断B基因是抑癌基因，C正确。 11．(多选)如图a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列相关说法正确的是(　　) A．过程a、b能发生基因突变 B．基因重组主要是通过过程c和过程d来实现的 C．过程b和过程a的主要差异之一是同源染色体的联会 D．过程d和过程b的主要差异之一是两条姐妹染色单体的分离 答案　AC 解析　过程a表示有丝分裂，过程b表示减数分裂，过程c表示受精作用，过程d表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可以发生在个体发育的任何时期，但主要集中在细胞分裂前的间期，A正确；基因重组发生在减数分裂过程中，B错误；减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程发生同源染色体的联会、分离及其非姐妹染色单体之间的互换，C正确，D错误。 12．(多选)图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体，图中字母表示基因。下列叙述错误的是(　　) A．基因突变具有不定向性，图甲中A/a基因可能突变成D/d或E/e基因 B．图乙染色体上的d基因可来自基因突变或基因重组 C．图甲中的非等位基因在减数分裂过程中可能发生自由组合 D．基因D、d的本质区别是碱基的排列顺序不同 答案　AC 解析　基因突变具有不定向性，但结果是产生新的等位基因，故A/a基因不可能突变成D/d或E/e基因，A错误；图甲中的非等位基因为同源染色体上的非等位基因，不能发生自由组合，C错误。 13．(16分)(2024·南充高一质检)研究发现，癌细胞表面的PD-L1蛋白可与T细胞表面的PD-1蛋白结合，导致T细胞不能全面启动对癌细胞的免疫攻击，而使用抗PD-1抗体可使癌症患者的肿瘤快速萎缩，这种治疗方法叫作癌症免疫疗法。回答下列问题： (1)在致癌因子的作用下，细胞中的 ____________发生突变，就可能变成癌细胞，癌细胞表面的____________减少，容易扩散和转移。 (2)癌细胞表面的PD-L1蛋白可与T细胞表面的PD-1蛋白结合，体现了细胞膜具有______________________功能。 (3)“化疗”是目前治疗肿瘤的主要手段之一，某种抗代谢药可以干扰DNA的合成，使肿瘤细胞停留在分裂______期，从而抑制肿瘤细胞增殖。 (4)为了探究不同浓度的某物质(X)对肺癌细胞体外生长的影响，研究人员进行了以下实验，请完善实验思路。 材料与用具：小鼠肺癌细胞悬浮液、物质X、癌细胞培养液、生理盐水、蒸馏水、活细胞检测仪、细胞培养瓶等。 实验思路： ①取五个大小相同的细胞培养瓶，编号A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和________________，并测定初始细胞数。 ②在B～E组中依次加入适量不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入__________________作为对照；每组设置三个重复样品。 ③以上各组均置于_______________________________________________________。 ④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取平均值，求细胞存活率(细胞存活率＝实验组存活细胞数/对照组存活细胞数×100%)，实验结果如图，实验结论：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________(至少答出一条)。 答案　(1)原癌基因和抑癌基因　糖蛋白　　(2)进行细胞间信息交流　(3)间　(4)①癌细胞培养液　②等量的生理盐水　③相同且适宜的条件下培养 ④物质X有促进癌细胞凋亡的作用；其作用随物质X的浓度的增大和时间的延长而加强 14.(12分)已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。请回答下列问题： (1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 ①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是____________________________________。 ②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是_____________或______________。 (2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验： 实验方案：用该初级精母细胞产生的精子与基因型为________的雌性个体产生的卵细胞进行体外受精，经胚胎移植获得子代，观察子代的表型。 结果预测：①如果子代______________________________________________，则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 ②如果子代__________________________________________________________________，则为基因发生了隐性突变。 答案　(1)①AB、Ab、aB、ab　②AB、aB、ab　Ab、ab、aB　(2)aabb　①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型　②出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型 解析　题图中1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换，若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型；若是基因发生隐性突变，即A→a，则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时 细胞的癌变和基因重组 第5章 基因突变及其他变异 <<< 学习目标 1.概述细胞癌变的原因和特点。 2.概述基因重组的类型和意义。 内容索引 一、细胞的癌变 二、基因重组 课时对点练 细胞的癌变 一 4 1.原癌基因和抑癌基因 梳理　教材新知 正常的生长和增殖 过强 抑制细胞的生长和增殖 细胞凋亡 减弱或失去活性 2.癌细胞的特征 能够 增殖， 发生显著变化，细胞膜上的 等物质减少，细胞之间的 显著降低，容易在体内分散和转移，等等。 形态结构 无限 糖蛋白 黏着性 提示　正常人细胞中本来就存在原癌基因和抑癌基因。 (1)正常人细胞中不存在原癌基因和抑癌基因(　　) 提示　细胞的癌变往往是多个基因突变累积的结果。 (2)只要一个原癌基因或抑癌基因发生了基因突变，就一定产生了癌细胞(　　) × × 判断正误 7 任务一：细胞癌变的原因及癌细胞的特征 请结合教材“思考·讨论：结肠癌发生的原因”，回答下列问题： 1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 探究　核心知识 提示　从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。 2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 提示　存在。 3.与正常细胞相比，癌细胞具有哪些明显的特点？ 提示　与正常细胞相比，癌细胞具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。 4.在日常生活中，我们应当怎样预防癌症？ 提示　远离致癌因子，选择健康的生活方式。 核心归纳 1.原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。 2.癌症多发生在老年人中，这是因为癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。 3.细胞癌变是细胞异常分化的结果。 1.下列关于细胞癌变的叙述，不正确的是 A.癌变后的细胞在适宜条件下可无限增殖 B.同一个体的癌细胞与非癌细胞遗传物质相同 C.癌细胞具有细胞增殖失控的特点 D.若用化学药物抑制癌细胞的DNA复制，则会使细胞停留在分裂间期 √ 落实　思维方法 癌细胞遗传物质发生了改变，癌细胞与非癌细胞遗传物质不完全相同，B错误。 2.结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，如图是解释结肠癌发生的示意图。下列相关叙述错误的是 A.原癌基因是结肠癌发病的致病基因 B.抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖 C.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 D.癌细胞具有无限增殖、容易分散和转移等特点 √ 原癌基因是正常基因，存在于所有的细胞中，原癌基因发生基因突变才是结肠癌发病的致病基因，A错误； 抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，B正确； 结合图示可以看出，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，C正确； 癌细胞细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，因而容易在体内分散和转移，D正确。 基因重组 二 14 1.概念：在生物体进行 的过程中， 的基因的重新组合。 梳理　教材新知 有性生殖 控制不同性状 2.类型 (1)互换型 在减数分裂过程中的四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着 之间的互换而发生交换，导致 上的基因重组。 (2)自由组合型 生物体通过减数分裂形成配子时(减数分裂Ⅰ后期)，随着_____________ 的自由组合， 上的 也自由组合。 染色单体 非姐妹染色单体 非同源染色体 非同源染色体 非等位基因 3.意义 有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生__________多样化的子代，也是生物变异的来源之一，对生物的 具有重要意义。 基因组合 进化 (1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关(　　) × 提示　基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与等位基因的分离有关。 √ (2)一对同源染色体可能存在基因重组(　　) (3)基因重组一定会产生新的性状(　　) 提示　基因重组可以产生新的性状组合，但不能产生新的性状。 × 判断正误 18 × (4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合 (　　) 提示　非同源染色体之间的自由组合发生在减数分裂过程中，不发生在有丝分裂过程中。 判断正误 19 任务二：辨析基因重组和基因突变 如图是基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答问题： 1.图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？ 探究　核心知识 提示　图1细胞处于有丝分裂后期；图中形成B、b现象的原因是基因突变。 2.图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？ 提示　图2细胞的名称是次级精母细胞或极体；图中形成B、b现象的原因是基因突变或基因重组。 3.若该动物的基因型为AaBB，则产生图2现象的原因又是什么？ 提示　基因突变。 核心归纳 基因突变和基因重组的比较 项目 基因突变 基因重组 变异实质 基因碱基序列发生改变 控制不同性状的基因的重新组合 时间 主要发生在细胞分裂前的间期 减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期 原因 DNA分子复制时，外界因素或自身因素引起基因中的碱基的改变(替换、增添或缺失) 同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生互换，以及非同源染色体的自由组合 核心归纳 基因突变和基因重组的比较 项目 基因突变 基因重组 适用范围 所有生物都可发生(包括病毒)，具有普遍性 通常发生在真核生物的有性生殖过程中 结果 产生新的基因和基因型 产生新的基因型 意义 是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料 是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义 联系 ①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型 3.某哺乳动物的一个初级精母细胞的染色体示意图如图所示，图中A/a、B/b表示染色体上的两对等位基因。下列叙述错误的是 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分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ D.该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab四种基因型的精细胞 √ 落实　思维方法 图中同源染色体中的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。 4.(多选)如图是某动物(基因型为AABb)的几个细胞分裂示意图。据图判断，下列叙述不正确的是 A.图甲表明该动物发生了基因突变 B.图乙表明该动物发生了基因突变或互换 C.图丙表明该动物在减数分裂Ⅰ时发生染 色体互换 D.图甲、乙、丙所产生的变异都能传给后代 √ √ 图甲表示有丝分裂后期，染色体上 基因A与a不同，是基因突变的结果， A正确； 图乙表示减数分裂Ⅱ后期，其染色体上基因A与a不同，该个体的基因中没有a，a的存在只能是基因突变的结果，B错误； 图丙表示减数分裂Ⅱ后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b的不同是染色体互换造成的，C正确； 图甲进行的是有丝分裂，可能产生体细胞，体细胞产生的变异一般不遗传给后代，D错误。 网络构建 课时对点练 三 29 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对一对 答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B D D B D A D 题号 9 10 11 12 答案 B AB AC AC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对一对 答案 题号 13 答案 (1)原癌基因和抑癌基因　糖蛋白　　(2)进行细胞间信息交流　(3)间　 (4)①癌细胞培养液　②等量的生理盐水　③相同且适宜的条件下培养　④物质X有促进癌细胞凋亡的作用；其作用随物质X的浓度的增大和时间的延长而加强 题号 14 答案 (1)①AB、Ab、aB、ab　②AB、aB、ab　Ab、ab、aB　(2)aabb ①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型　②出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型 题组一　细胞的癌变 1.与正常细胞相比，癌细胞不具有的特征是 A.能够无限增殖 B.形态结构显著改变 C.细胞膜上糖蛋白减少 D.细胞之间的黏着性显著提高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 细胞发生癌变后，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，D符合题意。 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 2.(2024·石家庄高一月考)基因A和基因B的作用效果如图。下列叙述错误的是 A.基因A最可能是一种抑癌 基因 B.基因A突变一定会引起细 胞癌变 C.基因B的高表达可能会促进癌细胞增殖 D.基因A和B均可用于研究癌症治疗 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 基因A突变不一定会引起细胞癌变，细胞癌变是基因突变累积的结果，B错误。 对点训练 3.结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，c－myc、p16等基因的异常改变会导致结肠癌的发生。其中，c－myc基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞癌变；p16基因阻止细胞不正常的增殖。下列分析错误的是 A.c－myc基因、p16基因的碱基序列改变会导致基因突变 B.推测c－myc基因是原癌基因，p16基因是抑癌基因 C.c－myc基因和p16基因在健康人的基因组中也存在 D.推测结肠癌患者体内的p16基因一定呈高表达状态 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 由题意可知，c－myc基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞癌变，据此可推测结肠癌患者体内的c－myc基因呈过度表达状态，p16基因阻止细胞不正常的增殖，可推测结肠癌患者体内的p16基因表达较低，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 4.(2022·广东，11)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表达)，发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是 A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖 B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力 C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质 D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，A错误； 肿瘤细胞可无限增殖，B错误； 原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长 和增殖是必需的，原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质，C错误； 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 据图分析，同时转入Myc和Ras的小鼠中，肿瘤小鼠的比例大于只转入Myc或Ras的小鼠，说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，D正确。 对点训练 题组二　基因重组 5.(2024·江门高一期末)下列有性生殖过程中的现象，属于基因重组的是 A.姐妹染色单体之间片段的互换 B.基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab的配子 C.基因型为Aa的个体自交出现不同性状的子代 D.AB、Ab、aB、ab的雌雄配子随机结合 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ 对点训练 同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换属于基因重组，A不符合题意； 基因型为Aa的个体自交出现不同性状的子代是等位基因分离导致的结果，C不符合题意； AB、Ab、aB、ab的雌雄配子随机结合为受精作用，不属于基因重组的范畴，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 6.(2023·常州高一期末)如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中，错误的是 A.属于基因重组，可能会使子代 出现变异 B.发生在形成配子的过程中 C.发生在同源染色体上的非姐妹 染色单体之间 D.导致染色单体上的等位基因重组 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 图中染色体为同源染色体，发生了互换，属于基因重组，可能会使子代出现变异，A正确； 互换发生在形成配子的过程中，即减数分裂Ⅰ前期，B正确； 互换导致染色单体上的非等位基因重组，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 7.(2023·南京高一调研)下列有关基因重组的说法，不正确的是 A.水稻根尖细胞也会发生基因重组 B.基因重组能够产生多种基因型 C.有性生殖过程中可以发生基因重组 D.基因重组的实质是控制不同性状的基因的重新组合 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 水稻根尖细胞进行有丝分裂，有丝分裂过程中不会发生基因重组，A错误。 对点训练 8.(2023·绵阳高一月考)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是 A.基因突变和基因重组都能产生新的基因 B.有丝分裂和减数分裂过程中都可以发生基因突变、基因重组 C.S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，出现S型细菌是基因突变的结果 D.基因突变和基因重组都能为生物的进化提供原材料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 对点训练 基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源。基因突变能产生新基因和新的基因型，基因重组能产生新的基因型，不能产生新基因，A错误； 有丝分裂可以发生基因突变，但不能发生基因重组，B错误； 肺炎链球菌的转化是基因重组的结果，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 9.(2024·武汉高一期中)减数分裂中同源染色体之间会交换DNA片段，以确保每个子代都具有独特的基因构成。科学家发现一种特殊的蛋白(HEI10蛋白)会在染色体上移动并聚集，形成许多小群体，随着时间的推移，聚集的HEI10蛋白的数量会增加，一旦达到一个临界值，就会触发同源染色体的非姐妹染色单体之间交换相应片段。下列分析不正确的是 A.HEI10蛋白在减数分裂Ⅰ四分体时期起作用 B.缺乏HEI10蛋白，减数分裂能顺利进行，但不会出现基因的自由组合 C.基于HEI10蛋白扩散和聚集规则，细胞实现了对同源染色体片段互换位置的精确调控 D.HEI10蛋白增多，同源染色体的非姐妹染色单体相应片段互换的频率可能会增加 √ 综合强化 缺乏HEI10蛋白，减数分裂能顺利进行，不会出现同源染色体的非姐妹染色单体之间交换相应片段，但非同源染色体上非等位基因的自由组合是可以发生的，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 10.(多选)细胞癌变与基因突变有关，为鉴定造成结肠癌的突变基因，科学家检测了213例结肠癌病人样品的基因突变，发现每个样品都涉及了多种突变基因，其中抑癌基因和原癌基因发生突变的频率最大，结果如表所示。下列叙述错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 被检基因 检出突变的样品数量 突变基因形式 突变基因活性 A 93 AV 活性增强 B 28 BW 失去活性 综合强化 A.某一个抑癌基因发生突变则会导致细胞癌变 B.原癌基因和抑癌基因在正常细胞内不表达 C.根据表中突变基因活性变化情况推测被检基因A为原癌基因 D.引发原癌基因突变的因素可能是X射线、亚硝酸盐或者某些病毒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 被检基因 检出突变的样品数量 突变基因形式 突变基因活性 A 93 AV 活性增强 B 28 BW 失去活性 √ √ 综合强化 癌症的发生并不是单一基因突变的结果，往往是多个基因突变累积的结果，A错误； 原癌基因和抑癌基因在正常细胞内也表达，当原癌基因突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，可能引起细胞癌变，抑癌基因突变导致相应蛋白质活性减弱或失去活性时，也可能引起细胞癌变，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 被检基因 检出突变的样品数量 突变基因形式 突变基因活性 A 93 AV 活性增强 B 28 BW 失去活性 综合强化 据表分析，A→AV突变后，突变基因活性增强，判断A基因是原癌基因；B→BW突变后，突变基因失去活性，判断B基因是抑癌基因，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 被检基因 检出突变的样品数量 突变基因形式 突变基因活性 A 93 AV 活性增强 B 28 BW 失去活性 综合强化 11.(多选)如图a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列相关说法正确的是 A.过程a、b能发生基因突变 B.基因重组主要是通过过程c和过程d来实现的 C.过程b和过程a的主要差异之一是同源染色体 的联会 D.过程d和过程b的主要差异之一是两条姐妹染色单体的分离 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ √ 综合强化 过程a表示有丝分裂，过程b表示减数分裂，过程c表示受精作用，过程d表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可以发生在个体发育的任何时期，但主要集中在细胞分裂前的间期，A正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 基因重组发生在减数分裂过程中，B错误； 减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程发生同源染色体的联会、分离及其非姐妹染色单体之间的互换，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 12.(多选)图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体，图中字母表示基因。下列叙述错误的是 A.基因突变具有不定向性，图甲中A/a基因可能突变 成D/d或E/e基因 B.图乙染色体上的d基因可来自基因突变或基因重组 C.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中可能发生自 由组合 D.基因D、d的本质区别是碱基的排列顺序不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 基因突变具有不定向性，但结果是产生新的等位基因，故A/a基因不可能突变成D/d或E/e基因，A错误； 图甲中的非等位基因为同源染色体上的非等位基因，不能发生自由组合，C错误。 答案 综合强化 13.(2024·南充高一质检)研究发现，癌细胞表面的PD-L1蛋白可与T细胞表面的PD-1蛋白结合，导致T细胞不能全面启动对癌细胞的免疫攻击，而使用抗PD-1抗体可使癌症患者的肿瘤快速萎缩，这种治疗方法叫作癌症免疫疗法。回答下列问题： (1)在致癌因子的作用下，细胞中的 ____________________发生突变，就可能变成癌细胞，癌细胞表面的_________减少，容易扩散和转移。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 原癌基因和抑癌基因 糖蛋白 综合强化 (2)癌细胞表面的PD-L1蛋白可与T细胞表面的PD-1蛋白结合，体现了细胞膜具有_____________________功能。 (3)“化疗”是目前治疗肿瘤的主要手段之一，某种抗代谢药可以干扰DNA的合成，使肿瘤细胞停留在分裂______期，从而抑制肿瘤细胞增殖。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 进行细胞间信息交流 间 综合强化 (4)为了探究不同浓度的某物质(X)对肺癌细胞体外生长的影响，研究人员进行了以下实验，请完善实验思路。 材料与用具：小鼠肺癌细胞悬浮液、物质X、癌细胞培养液、生理盐水、蒸馏水、活细胞检测仪、细胞培养瓶等。 实验思路： ①取五个大小相同的细胞培养瓶，编号A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和________________，并测定初始细胞数。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 癌细胞培养液 综合强化 ②在B～E组中依次加入适量不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入__________________作为对照；每组设置三个重复样品。 ③以上各组均置于________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 等量的生理盐水 相同且适宜的条件下培养 综合强化 ④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取平均值，求细胞存活率(细胞存活率＝实验组存活细胞数/对照组存活细胞数×100%)，实验结果如图，实验结论：___________________ __________________________________________________________(至少答出一条)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 物质X有促进癌细胞 凋亡的作用；其作用随物质X的浓度的增大和时间的延长而加强 综合强化 14.已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。请回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 ①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是_____________________。 AB、Ab、aB、ab 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 ②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是____________或____________。 AB、aB、ab　 Ab、ab、aB 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验： 实验方案：用该初级精母细胞产生的精子与基因型为_______的雌性个体产生的卵细胞进行体外受精，经胚胎移植获得子代，观察子代的表型。 结果预测：①如果子代___________________________ __________，则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间 的互换。 ②如果子代_______________________________________ __________，则为基因发生了隐性突变。 出现黑色、褐色、棕色和白色 aabb 四种表型 出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色 三种表型 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 题图中1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，姐妹染 色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可 能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间 的互换，若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互 换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型；若是基因发生隐性突变，即A→a，则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。 综合强化 $