高中生物（必修2）5.1基因突变和基因重组知识点

高中生物（必修2）5.1基因突变和基因重组知识点整理一、核心知识点梳理（一）基因突变1.概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。基因突变特指基因内部碱基对的改变，不涉及基因数量和位置的变化，是分子水平上的变异。2.发生原因分为内因和外因，具体如下：内因：DNA复制时偶尔发生错误，碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构改变（如DNA聚合酶纠错能力有限）。外因：①物理因素（紫外线、X射线、γ射线等辐射）；②化学因素（亚硝酸盐、碱基类似物、苯并芘等）；③生物因素（某些病毒，如乙肝病毒、HPV病毒的感染）。3.特点普遍性：基因突变在生物界中普遍存在，无论是原核生物、真核生物，还是病毒都可能发生。随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，也可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一DNA分子的不同部位。低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低，不同生物、不同基因的突变频率存在差异。不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因（如基因A可突变为a₁、a₂、a₃等）。多害少利性：基因突变多数是有害的，可能导致生物性状异常甚至死亡；少数是有利的，可能为生物进化提供原材料。4.意义①基因突变是新基因产生的途径；②是生物变异的根本来源；③为生物进化提供了原始材料。5.实例镰刀型细胞贫血症：由于基因中一对碱基对的替换（T-A替换为A-T），导致血红蛋白分子中一个氨基酸发生改变，使红细胞呈镰刀状，影响氧气运输，患者易出现贫血症状。练习题及答案解析练习题1：下列关于基因突变的叙述，正确的是（）A.基因突变一定会引起生物性状的改变

B.基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换

C.基因突变只能发生在细胞分裂的间期（DNA复制时）

D.自然状态下，基因突变的频率很高答案：B解析：A项错误，由于密码子的简并性（一种氨基酸可能对应多种密码子），碱基对替换可能不改变氨基酸序列，从而不引起性状改变；B项正确，符合基因突变的概念；C项错误，基因突变具有随机性，可发生在个体发育任何时期，并非只在DNA复制时；D项错误，自然状态下基因突变频率很低。练习题2：镰刀型细胞贫血症的根本原因是（）A.红细胞形态异常

B.血红蛋白结构异常

C.基因中碱基对发生替换

D.氧气运输能力下降答案：C解析：该病症的直接原因是血红蛋白结构异常（氨基酸序列改变），根本原因是控制血红蛋白合成的基因中发生碱基对替换，属于基因突变。A、D项是病症的表现，B项是直接原因，均不符合题意。练习题3：下列属于基因突变外因的是（）（多选）A.DNA复制时碱基错配

B.紫外线照射

C.亚硝酸盐污染食物

D.流感病毒感染答案：BCD解析：基因突变的外因包括物理、化学、生物因素。A项属于DNA复制过程中的自然错误，是内因；B项属于物理因素，C项属于化学因素，D项属于生物因素，均为外因。（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。基因重组不产生新基因，只产生新的基因型，是生物变异的重要来源。2.发生类型及时期自由组合型：发生在减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。交叉互换型：发生在减数第一次分裂前期（四分体时期），同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段交换，导致同源染色体上的非等位基因重新组合。基因工程型（人工重组）：通过基因工程技术，将一种生物的基因导入另一种生物体内，实现基因的重新组合（选修内容，必修2中简要提及）。3.适用范围仅发生在有性生殖的真核生物中，原核生物和无性生殖的生物不发生基因重组。4.意义①为生物变异提供了丰富的来源；②使后代具有更大的变异性和适应性；③为生物进化提供了重要的原材料。练习题及答案解析练习题1：下列关于基因重组的叙述，错误的是（）A.基因重组只发生在有性生殖过程中

B.减数第一次分裂后期可发生基因重组

C.基因重组会产生新的基因

D.交叉互换属于基因重组的一种类型答案：C解析：A项正确，基因重组的核心是有性生殖中基因的重新组合，无性生殖不发生；B项正确，减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因自由组合，属于基因重组；C项错误，基因重组不产生新基因，只产生新基因型，新基因由基因突变产生；D项正确，减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体交叉互换，属于基因重组。练习题2：下列过程中，不属于基因重组的是（）A.减数分裂过程中，非同源染色体自由组合

B.减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体交叉互换

C.肺炎链球菌转化实验中，R型菌转化为S型菌

D.基因突变后，基因结构发生改变答案：D解析：A项属于自由组合型基因重组，B项属于交叉互换型基因重组，C项中S型菌的DNA进入R型菌，使R型菌获得S型菌的基因，属于基因重组；D项是基因突变，不属于基因重组。练习题3：基因重组发生在（）A.有丝分裂过程中

B.减数分裂过程中

C.受精作用过程中

D.细胞分化过程中答案：B解析：基因重组的两种核心类型（自由组合、交叉互换）均发生在减数分裂过程中，A项有丝分裂、C项受精作用、D项细胞分化均不发生基因重组。练习题4：下列关于基因重组的意义，说法错误的是（）A.增加了后代的变异性

B.为生物进化提供原材料

C.是生物变异的根本来源

D.提高了生物对环境的适应性答案：C解析：生物变异的根本来源是基因突变，基因重组是生物变异的重要来源，而非根本来源。A、B、D项均为基因重组的正确意义。（三）基因突变与基因重组的区别与联系1.核心区别比较项目基因突变基因重组本质基因内部碱基对的增添、缺失或替换，基因结构改变控制不同性状的基因重新组合，基因结构不变产生新基因是否产生新基因型是（产生等位基因）是（原有基因重新组合）发生时期主要在DNA复制时（有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期）减数第一次分裂后期、减数第一次分裂前期适用范围所有生物（原核、真核、病毒）真核生物有性生殖过程变异频率低高2.联系①两者都是生物变异的来源，都为生物进化提供原材料；②基因突变产生的新基因，可通过基因重组形成更多的基因型，丰富变异类型。练习题及答案解析练习题1：下列关于基因突变和基因重组的说法，正确的是（）A.两者都能产生新基因

B.基因突变频率高，基因重组频率低

C.基因突变可发生在原核生物中，基因重组不可

D.两者都能为生物进化提供原材料答案：D解析：A项错误，基因重组不产生新基因；B项错误，基因突变频率低，基因重组频率高；C项正确，原核生物可发生基因突变，但因无有性生殖，不发生基因重组；D项正确，两者都是生物变异的来源，都为生物进化提供原材料。练习题2：下列关于基因突变和基因重组的区别，说法错误的是（）A.基因突变改变基因结构，基因重组不改变基因结构

B.基因突变发生在DNA复制时，基因重组发生在减数分裂时

C.基因突变可产生等位基因，基因重组可产生新的基因型

D.两者都只发生在真核生物中答案：D解析：D项错误，基因突变可发生在所有生物（原核、真核、病毒）中，基因重组主要发生在真核生物有性生殖过程中；A、B、C项均为两者的正确区别