2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因突变与基因重组

该高中生物学高考复习学案系统梳理了基因突变与基因重组专题，涵盖基因突变的概念、原因、特点及意义，基因重组的类型与意义，以及细胞癌变的特征、机理和防治，构建起变异与进化的内在知识网络。通过活动方案中的问题链和资料分析任务，引导学生自主推导知识点联系，形成层次分明的认知框架。 亮点在于以探究实践和科学思维为导向的自主学习设计，如活动二通过多组资料分析基因突变的原因与特点，活动四结合减数分裂示意图探究基因重组类型。课堂训练融入近年真题，亮考帮环节支持个性化反思总结，帮助学生自主诊断薄弱点，教师可据此实施精准教学，有效提升备考实效。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因突变与基因重组 学习目标 1.说出基因突变的特点和原因。2.举例说出基因重组的概念、类型和意义。3.说出基因突变和基因重组的意义。4.说出癌细胞的主要特征及恶性肿瘤的防治方法。 核心体系 活动方案 活动一 说出基因突变的概念并分析基因突变与生物性状变化的关系 下图是基因D发生碱基对变化及通过转录和翻译决定的氨基酸种类的示意图，思考后回答下列相关问题。 （1）基因D中的碱基对发生了哪几种类型的变化，从而导致基因结构的改变？尝试说出基因突变的概念。 （2）基因突变后一定会导致生物的性状发生改变吗？为什么？ （3）基因突变可以发生在体细胞中，也可发生在生殖细胞中，产生的变异是否都能遗传给后代？ （4）观察镰状细胞贫血的病因图解，分析其直接原因和根本原因分别是什么？ 活动二 分析材料，说出基因突变的原因、特点及意义 请阅读下列资料，回答相关问题。 资料1： （1）紫外线的照射使 DNA分子上邻接的碱基形成二聚体，主要是胸腺嘧啶二聚体T-T。二聚体的形成使DNA双链呈现不正常的构型，从而带来致死效应或者导致基因突变，其中包括多种类型的碱基置换。 （2）亚硝酸能够作用于腺嘌呤（A）的氨基而使它变为次黄嘌呤（HX）；也可以作用于胞嘧啶（C）而使它变为尿嘧啶（U）。这两种变化带来碱基配对关系的改变，从而通过 DNA复制而造成A—T→G—C或者 G—C→A—T置换。 （3）一些逆转录病毒，如乙肝病毒，将自身的DNA导入到人细胞DNA 中，引起基因突变。 资料2： （1）自然界中，流感病毒可分为甲、乙、丙三型；肺炎链球菌的种类有有荚膜和无荚膜两种类型；小麦的高秆和矮秆；兔的白毛和黑毛等。 （2）基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；也可以发生在同一DNA分子的不同部位。 （3）果蝇眼色遗传的不确定性示意图。 （4）不同生物的不同基因的自发突变频率。 生物 表型 突变频率 肺炎链球菌 青霉素抗性 1.0×10-7 玉米 皱缩种子 紫色种子 无色种子 1.0×10-6 1.0×10-5 1.0×10-5 人 血友病 视网膜色素瘤 软骨发育不全 2.0×10-5 2.0×10-5 5.0×10-5 资料3： 英国某地区有一种桦尺蛾，常常生活在树干上。基因突变形成两种体色：浅色和黑色。19世纪中叶以前，该地区没有被污染，树皮颜色较浅，浅色的桦尺蛾不容易被敌害发现，浅色的桦尺蛾数量较多。随着英国工业的发展，树干被熏成黑褐色，黑色的桦尺蛾成了常见类型。 （1）资料1中涉及引起基因突变的外界因素有哪些？上述因素对DNA结构的影响最容易发生在DNA复制和转录过程中，从细胞周期看，最容易发生的时期是哪个时期？分裂期是否能够发生基因突变？ （2）在没有外界因素的影响下，也有可能会发生基因突变，原因是什么？ （3）材料2分别说明了基因突变具有什么特点？ （4）材料3说明，基因突变对生物体是有害还是有利取决于什么？ （5）基因突变的意义是什么？ 活动三 说出癌细胞的主要特征及恶性肿瘤的防治 （1）癌细胞的主要特征是什么？ （2）原癌基因和抑癌基因表达的蛋白质分别具有什么功能？正常人的原癌基因和抑癌基因能表达吗？ （3）细胞癌变的机理是什么？原癌基因和抑癌基因的甲基化程度和细胞癌变有什么关系？细胞癌变属于可遗传的变异吗？发生在体细胞中的基因突变，能通过有性生殖传递给后代吗？ （4）病毒能使细胞发生癌变的原理是什么？ 活动四 举例说出基因重组的概念、类型和意义 基因在染色体上，减数分裂过程中染色体的行为可导致产生配子类型的不同，这种变异属于基因重组。下图是减数分裂部分过程示意图，请分析并回答下列问题。 图1 图2 （1）图1中的减数分裂Ⅰ前期，同源染色体发生了什么变化？导致染色单体上的非等位基因发生了什么变化？ （2）图2中减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体发生了什么变化？导致非同源染色体上的非等位基因发生了什么变化？ （3）什么是基因重组？基因重组有哪些类型？其结果是什么？ （4）概述基因重组的意义。 课堂训练 1. [2026南通月考]金鱼的祖先是野生鲫鱼，我国是最早养殖和培育金鱼的国家。下列叙述错误的是（　　） A.金鱼细胞发生的基因突变光镜下可见 B.金鱼的基因重组可发生在非同源染色体之间或同源染色体内部 C.金鱼不同品种的获得离不开基因突变、基因重组和人工选择与杂交 D.金鱼细胞在低氧时能将无氧呼吸产生的乳酸转变为酒精和CO2，防止酸中毒 2. 如图是某二倍体动物细胞的分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断，下列说法正确的是（　　） A.此细胞含有4条染色单体，8个DNA分子 B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd C.此细胞发生的一定是显性突变 D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组 3. 互换是基因重组的基础，A、B两基因互换的3种模式如下图所示。下列相关叙述正确的是（　　） 甲 乙 丙 A.甲和乙的互换都会产生新的重组类型配子Ab B.乙和丙的互换都会产生新的重组类型配子aB C.甲、乙和丙的互换都发生在减数分裂Ⅰ前期 D.甲、乙和丙的互换都能导致新物种的产生 4. [2024南京、盐城期末]下列关于生物变异的叙述，正确的是（　　） A.密码子第三个碱基变化最可能导致其决定的氨基酸种类变化 B.利用基因突变原理不能让酵母菌生产人的生长激素 C.杂合紫花豌豆（Dd）自交出现性状分离是基因重组的结果 D.大多数染色体结构变异对生物是不利的，不能为进化提供原材料 5. [2025海南卷]花盆蛇（钩盲蛇）为孤雌生殖物种。某团队通过基因组测序结果，推测出花盆蛇原始生殖细胞产生子细胞的两种模型，如图。下列有关叙述正确的是（　　） A.图中出现的基因重组是花盆蛇变异来源之一，该过程仅发生在第1次分裂 B.图中原始生殖细胞产生4个子细胞的过程中，染色体复制两次，细胞分裂两次 C.模型①产生的4个子细胞与体细胞含有不同的染色体数目 D.模型②产生的4个子细胞具有相同的遗传组成 6. （多选）[2024无锡期中]在野生型大肠杆菌中含有由169个氨基酸构成的多肽P，而某突变体内的多肽P仅含有165个氨基酸。部分氨基酸序列和密码子表如下图所示。下列叙述正确的有（　　） 氨基酸 密码子 色氨酸 UGG 组氨酸 CAU 甲硫氨酸 AUG 谷氨酸 GAG 酪氨酸 UAU 苏氨酸 ACA 甘氨酸 GGA A.野生型多肽P基因的编码区含有1 014对碱基 B.大肠杆菌中多肽P基因的编码序列是连续不间断的 C.该突变体可能发生了碱基对的缺失，导致终止密码子提前出现 D.在该大肠杆菌突变体细胞合成多肽P过程中，编码缬氨酸的密码子是GUA 7. （多选）[2026盐城期中]科学家检测了213例结肠癌病人样品的部分基因，结果如表。下列相关叙述正确的有（　　） 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.原癌基因和抑癌基因在正常细胞中均可表达 B.癌变细胞中的原癌基因和抑癌基因一定发生基因突变 C.据表推测被检基因B可能为抑癌基因 D.抑癌基因表达的蛋白质均是通过抑制细胞的增殖来发挥作用 8. [2026浙江月考]已知某二倍体一年生雌雄同株（正常株）植物（2n＝12），基因t纯合导致雄性不育而成为雌株，宽叶与窄叶由等位基因（A/a）控制。在该植物中已发现超过50种以上a基因的突变类型，其中A基因是由一段500碱基对长度的DNA片段插入a基因造成的。将宽叶雌株与窄叶正常株进行杂交实验，其F1全为宽叶正常株。F1自交产生F2，F2的表型及数量：宽叶雌株749株、窄叶雌株251株、宽叶正常株2 250株、窄叶正常株753株。请回答下列问题。 （1）a基因有50种以上的变异类型，说明基因突变具有________的特点。a基因与其50种以上的变异类型基因的遗传遵循________定律，其中A基因的产生属于________（填“基因突变”“基因重组”或“染色体畸变”）。A基因和a基因的基因座位________（填“相同”或“不同”）。 （2）与正常株相比，选用雄性不育株为母本进行杂交实验时操作更简便，不需进行________处理。F1植株形成花粉时，在处于减数分裂Ⅱ时期的一个细胞中有________个T基因（不考虑基因突变和互换）。 （3）在F2所产生的雄配子中，含T基因的配子所占比例为________。若要验证F2中宽叶雌株个体的基因型，可让该植株与__________________杂交，并观察统计子代的宽叶和窄叶比例。若子代____________，说明其为纯合子。 （4）若取F2中杂合宽叶雌株与杂合窄叶正常株随机授粉，则其子代（F3）的表现型有________种，窄叶植株中雌株所占的比例为________。 亮考帮 一、亮闪闪 本节课我掌握了 核心知识点，理清了 的解题逻辑；通过课堂小组讨论，学会了用 思路分析题型，纠正了之前混淆的概念，整体搭建起本节知识框架，这是我本节课最大的收获。 二、考考你 我出一道思考题： 解答： 出题后自测发现，这类题型的 步骤容易粗心出错，后续做题要重点留意。 三、帮帮我 我存在的疑惑： 1. 知识点的原理没有完全理解； 2.遇到 类题目不知道怎么切入解题； 3. 概念容易和之前学的内容弄混，希望课堂互助环节可以和同学探讨。 参考答案 活动方案 活动一 （1） 碱基对的替换、增添、缺失。基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起基因碱基序列的改变。 （2） 不一定。密码子的简并性、非编码序列的突变、隐性突变等。 （3） 发生在体细胞中的基因突变，一般不能通过有性生殖传递给后代，如果无性繁殖则有可能遗传给后代；发生在生殖细胞中的基因突变可通过有性生殖传递给后代。 （4） 直接原因是血红蛋白的氨基酸发生了改变，根本原因是控制血红蛋白的基因碱基对序列发生改变。 活动二 （1） 物理因素、化学因素、生物因素。间期。分裂期能够发生基因突变。 （2） 外界因素的诱导可以提高突变的频率，但没有外界因素，也具有自发突变（突变频率相对较低）。 （3） 普遍性、随机性、不定向性、低频率性。 （4） 取决于能否适应环境的改变。 （5） 基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料。 活动三 （1）①无限增殖；②形态结构发生显著变化；③细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间黏着性显著降低，容易在体内扩散和转移；④细胞的接触抑制丧失。 （2） 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，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。能表达。 （3） 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果，以及表观遗传改变导致基因表达模式的改变。细胞癌变可能与原癌基因的低甲基化以及抑癌基因的高甲基化有关。发生在生殖细胞中的基因突变是可遗传的变异。人类体细胞的基因突变一般不会遗传给下一代，所以不属于人类遗传病。 （4） 病毒感染人的细胞后，将其含有的病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变。 活动四 （1） 交换。基因重组。 （2） 自由组合。非等位基因的自由组合。 （3） 基因重组是指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。减数分裂形成四分体时，同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换（发生在前期）；减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合导致非等位基因的自由组合。其结果是产生新基因型，导致重组性状出现。 （4） 基因重组为生物的变异提供了极其丰富的来源，是生物变异的主要来源，为生物进化提供原材料。 提示： 基因突变与细胞癌变 1 部分基因突变能引起细胞癌变，这部分基因突变是细胞癌变的内因。物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子（改变细胞遗传物质或干扰细胞正常功能）是细胞癌变的外因。 2 一般多种原癌基因和抑癌基因需突变积累到一定程度才能引起细胞癌变。 3 细胞癌变不一定是发生了基因突变，也可能是表观遗传现象，基因虽然没有突变，但原癌基因表达增强或抑癌基因表达降低导致癌变。 课堂训练 1 A　基因突变是基因中碱基对的替换、增添或缺失，属于分子水平的变化，无法在光学显微镜下观察到，A错误；基因重组包括两种类型：减数分裂Ⅰ四分体时期的互换（发生在同源染色体内部）和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间的自由组合，B正确；金鱼不同品种的形成以基因突变和基因重组为变异来源，通过人工选择保留有利性状，杂交可促进基因重组，C正确；金鱼细胞在低氧时，可进行特殊的无氧呼吸，将产生的乳酸转变为酒精和CO2，酒精能排出体外，从而防止乳酸积累导致的酸中毒，D正确。 2 D 3 C　据图可知，图乙中A、B、a、b未被互换，互换后不会产生Ab和aB配子，A、B错误；甲、乙和丙的互换是同源染色体非姐妹染色单体间的互换，都发生在减数分裂Ⅰ前期，C正确；交换可以产生新的基因型，但不会导致新物种的产生，D错误。 4 B　由大多数决定氨基酸的密码子可知，第一和第二个碱基变化最可能导致其决定的氨基酸种类变化，A错误；酵母菌生产人的生长激素利用的是基因工程技术，原理为基因重组，B正确；杂合子Dd只有一对等位基因，其自交出现性状分离是基因分离的结果，C错误；染色体变异属于突变，突变和基因重组能为生物进化提供原材料，D错误。 5 B　图示为花盆蛇细胞减数分裂过程，结合图示可知，由于发生了互换，第1次分裂和第2次分裂均发生了基因重组，A错误；结合图示，从原始生殖细胞到复制之后的细胞可知，染色体复制了两次，随后进行了第1次分裂和第2次分裂，因此原始生殖细胞产生4个子细胞的过程中，染色体复制两次，细胞分裂两次，B正确；如图所示，模型①通过两次分裂，最终产生的子细胞中染色体数目和原始生殖细胞中染色体数目相同，都是2条，C错误；模型②产生的4个子细胞，其中两个子细胞染色体为黑色，另外两个子细胞染色体为灰色，灰色和黑色的染色体上的基因有差异，因此模型②产生的4个子细胞的遗传组成不相同，D错误。 6 BD　在野生型大肠杆菌中含有由169个氨基酸构成的多肽P，由于氨基酸是由mRNA上的密码子决定的，一个密码子有3个碱基，据此推测mRNA上相关碱基至少有169×3＝507个，则对应的P基因的编码区至少含有507对（1 014个）碱基，A错误；结合图示161～165氨基酸可知，大肠杆菌中多肽P基因的编码序列是连续不间断的，B正确；分析题意，多肽P中从162到165四个氨基酸发生改变，即改变了四个氨基酸的密码子，故不可能发生替换突变，而只可能发生了增、减突变，而且增、减突变应该发生在第162号密码子，将野生型和突变型大肠杆菌161、162号密码子列出对比可知突变型是在野生型161号和162号密码子之间插入了1个腺嘌呤核苷酸（A），则野生型162到165号密码子序列CAU（组）AUG（甲硫）GAG（谷）UAU（酪）将突变成ACA（苏）UAU（酪）GGA（甘）GUA（缬），野生型中165号酪氨酸（UAU）突变成缬氨酸（GUA）后，在突变型mRNA上紧接165号密码子之后的字母应是U，它刚好是166号密码子的第一个核苷酸，这样就使得166号可能成为一个终止密码子（UAA、UAG或UGA），在该大肠杆菌突变体细胞合成多肽P过程中，编码缬氨酸的密码子是GUA，C错误，D正确。 7 AC　原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，在正常细胞中均可表达，A正确；癌变细胞中的原癌基因和抑癌基因不一定都发生基因突变，可能是其中一种基因发生了基因突变导致，B错误；据表分析，B→BW突变后，突变基因失去活性，导致癌变，据此判断B基因是抑癌基因，C正确；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，D错误。 8 （1） 不定向性　分离　基因突变　相同 （2） 人工去雄　0或2 （3） 2/3　F2中的窄叶正常株　全为宽叶　 （4） 4　1/3 解析：（1） A基因和a基因为等位基因，位于同源染色体相同位置，基因座位相同。（2） 雄性不育株作为母本杂交时无需进行去雄处理。F2的表型及比例为宽叶雌株∶窄叶雌株∶宽叶正常株∶窄叶正常株＝3∶1∶9∶3，可知F1基因型为TtAa，F1减数分裂时，Tt复制为TTtt，减数分裂Ⅰ后期T与t分离，形成次级精母细胞（含TT或tt）。减数分裂Ⅱ时，一个细胞中有0或2个T基因。（3） F1（Tt）自交，F2基因型及比例为TT∶Tt∶tt＝1∶2∶1。仅正常株（TT、Tt）可产生雄配子，占比为TT占1/3，Tt占2/3。TT产生的雄配子全为T，Tt产生的雄配子中T占1/2，因此总T比例为1/3＋（2/3×1/2）＝2/3。宽叶雌株基因型为ttAA或ttAa，需通过测交验证与窄叶正常株杂交。若子代全为宽叶，则为ttAA；若宽叶∶窄叶＝1∶1，则为ttAa。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $