高考一轮复习人教版基因重组教案

考点2基因重组

＞基础梳理

1.概念

发生过程

基——-有性生殖过程中

因发生生物

重一一＞进行有性生殖的真核生物

组实质

一一上控制不同性状的基因重新组合

2.类型

类型发生时期实质图像

自由减I非同源染色体上的韭

组合型后期等位基因自由组合

同源染色体上的等位

交叉减I

基因随非姐妹染色单

互换型前期0)

体交换而交换

产生新的基因型,导致重组性状出现。

4.应用

杂交育种。

5.意义

⑴是生物变异的来源之一;

⑵对生物的进化也具有重要的意义。

＞基础辨析

判断正误（正确的打“J，错误的打“X”）

1.受精过程中可进行基因重组。（X）

提示：多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性

状多种多样，但不属于基因重组。

2.亲子代之间的差异主要是由基因重组造成的。（J）

3.减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因

重组。（X）

4.Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离。（X）

提示：具有一对相对性状的杂合子自交，后代发生性状分离，根

本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。

5.有丝分裂和减数分裂过程中非同源染色体之间均可发生自由

组合，导致基因重组。（X）

6.纯合子自交因基因重组导致子代性状分离。（X）

7.一对等位基因存在基因重组，一对同源染色体不存在基因重

组。（X）

8.非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重

组。（V）

〉教材拾遗

（必修2P83思考与讨论改编）父母和子女之间、同一父母的兄弟

或姐妹之间性状表现上有较大差异，其主要原因是（B）

A.基因突变B.基因重组

C.环境影响D.包括A、B、C

三项

解析：进行有性生殖的生物，亲子代之间性状的差异主要源自基

因重组。

＞热图解读

如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，据

图分析下列问题：

b

（1）图a细胞处于减数分裂的四父体时期，细胞中的1、2号染色

体因交叉互换发生了基因重组。

（2）图b细胞处于减数第一次分裂后期,该细胞的名称为初级精

母细胞,该时期细胞可发生非同源染色体上的非等位基因自由组合,

即基因重组。

＞命题探究

・考向突破1基因重组的范围、类型和意义

1.（2021•湖南师大附中摸底）下面有关基因重组的说法，不正确

的是（B）

A.基因重组发生在减数分裂过程中，是生物变异的重要来源

B.基因重组产生原来没有的新基因，从而改变基因中的遗传信

息

C.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型

D.基因重组能产生原来没有的新性状组合

解析：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，是生物变异的重要来源；基因重组不能产生

新基因，但可产生新的基因型，基因突变改变基因中的遗传信息，进

而产生原来没有的新基因；由于性状的显隐性关系，基因重组所产生

的新基因型不一定会表达为新的表现型；由于控制不同性状的基因的

重新组合，进而可产生原来没有的新性状组合。

2.（2021•山东寿光现代中学开学考试）基因重组是生物变异的重

要来源之一，下列有关基因重组的叙述中，正确的是（A）

A.加热杀死后的S型菌和R型菌混合后注射到小鼠体内，可分

离出活S型菌的原因是R型菌发生了基因重组

B.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离

C.造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组

D.非同源染色体之间的片段互换可能导致基因重组

解析：加热杀死后的S型菌和R型菌混合后注射到小鼠体内，

分离出活S型菌是因为R型菌发生了基因重组；基因型为Aa的个体

自交，因等位基因分离而导致子代性状分离；造成同卵双生姐妹间性

状上差异的主要原因是突变、环境等因素；非同源染色体之间的片段

互换导致染色体变异(易位)。

易错提醒

(1)交叉互换#基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间

叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构

变异。

(2)精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为

同源染色体，每一对同源染色体上都有控制同一性状的基因。

(3)基因重组在人工操作下也可以实现，如基因工程、肺炎双球

菌转化中都发生了基因重组。

・考向突破2细胞分裂图中基因突变和基因重组的判断

3.(2021•河北正定中学模拟)如图是某生物细胞中的一条染色体,

其中G、g是染色体上的基因，下列有关叙述正确的是(C)

A.若该细胞是二倍体植物的根细胞，则可能会发生同源染色体

联会

B.龙胆紫染液进入该细胞使染色体着色，体现了细胞膜的选择

透过性

C.推测该细胞在形成的过程中可能发生过基因突变或基因重组

D.若该细胞分化为T细胞，HIV的核酸可直接整合到其染色体

上

解析：若题图中细胞是二倍体植物的根细胞，则其只能发生有丝

分裂，不会发生同源染色体联会，A错误；龙胆紫染液进入细胞使染

色体着色时，细胞已经死亡，死亡的细胞的膜结构不具有选择透过性，

B错误；图中的染色体上含有G与g基因，可能发生过基因突变或

同源染色体的交叉互换（基因重组），C正确；HIV的核酸是RNA,

在逆转录酶的作用下，首先合成DNA,然后DNA才能插入T细胞

中的染色体上，D错误。

4.（2021・辽宁抚顺模拟）如图是某动物细胞分裂过程中部分染色

体（非性染色体）示意图，下列叙述错误的是（A）

A.此动物的基因型不可能是AA

B.图中的变异可由染色体结构变异造成

C.该细胞有可能为体细胞

D.此时核DNA数与染色体数相同

解析：图中发生的是着丝点分裂，姐妹染色单体分开后移向两极,

本来应存在同源染色体相同位置上的等位基因A/a却存在于非同源

染色体上，有可能是该动物细胞的基因型是Aa,但由于发生了易位,

而使A/a存在于非同源染色体上，B正确；a基因的出现有可能是该

动物细胞发生了基因突变，即此动物的基因型可能为AA,A错误；

该图可以表示单倍体（如雄蜂）的有丝分裂，C正确；图中细胞着丝点

已分裂，每条染色体上含有一个DNA分子，D正确。

技巧点拨

基因重组和基因突变判断方法

（1）根据亲代基因型判断：

①如果亲代基因型为BB或bb,而后代中出现b或B的原因是

基因突变。

②如果亲代细胞的基因型为Bb,而子代细胞中出现BB或bb的

原因是基因突变或交叉互换。

（2）根据细胞分裂方式判断：

①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突

变。

②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因

突变或交叉互换。

（3）根据染色体图示判断：

①如果是有丝分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因不

同，则为基因突变的结果。（如图甲）

图甲图乙

②如果是减数第一次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基

因（同白或同黑）不同，则为基因突变的结果。（如图甲）

③如果是减数第二次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基

因（颜色不一致）不同，则为交叉互换（基因重组）的结果。（如图乙）

,必备知识语句

1.基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源，

原因是三者细胞内遗传物质都发生了变化，

2.基因突变是由于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。

3.基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是

生物进化的原始材料。

4.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。基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的

进化也具有重要的意义。

5.基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非

等位基因的自由组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。

＞易错警示

q易错点1

诱变因素不能决定基因突变的方向：诱变因素可提高基因突变的

频率，但不会决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性的特点。

「■易错点2

基因突变时碱基对的改变可多可少：基因突变是DNA分子水平

上基因内部碱基对种类和数目的改变，只要是基因分子结构内的变

化，1个碱基对的改变叫基因突变，多个碱基对的改变也叫基因突变。

「■易错点3

基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置：基因突变发生在

基因内部，只是产生了新的等位基因，并没有改变DNA上基因的数

目和位置。

「■易错点4

基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆

对小麦本身有利，但对增产不利。

rj易错点5

如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变

的结果。

「*易错点6

如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则是基因突变

或交叉互换的结果C

G易错点7

自然条件下，原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下

可以，如肺炎双球菌的转化。

「■易错点8

基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。

＞真题体验

1.（2020•山东卷）野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发

生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应

氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N

单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发

现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培

养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接

种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原

因的分析，不合理的是（B）

A.操作过程中出现杂菌污染

B.M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸

C.混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质

D.混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变

解析：若操作过程中出现杂菌污染，则可在基本培养基中出现题

述菌落，A合理；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸，则

两者单独培养时在基本培养基上不会产生菌落，B不合理；若混合培

养过程中M、N菌株获得了对方的遗传物质（即转化）或菌株中已突变

的基因再次发生突变，均可能使缺陷菌株具有合成原来所不能合成的

氨基酸的能力，因而单独培养时可在基本培养基上生长，C、D合理。

2.（2020•天津卷）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精

细胞，其基因与染色体的位置关系见图。导致该结果最可能的原因是

（B）

A.基因突变

B.同源染色体非姐妹染色单体交叉互换

C.染色体变异

D.非同源染色体自由组合

解析：题图表示4种不同的精细胞。一个精原细胞经过减数分裂

形成的4个精细胞通常有两种基因型，题图一个精原细胞经过减数分

裂产生4种精细胞，说明在初级精母细胞时期，姐妹染色单体上携带

的基因种类有差别，这只能源于Ml前期同源染色体的非姐妹染色

单体间发生了交叉互换，B正确；若发生基因突变，则可能形成3种

精细胞，减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合也不能增加一个

精原细胞经减数分裂产生的精细胞种类数，A、D错误；题图中的精

细胞未显示发生染色体变异，C错误。

3.（2019•江苏卷）人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的，血红

蛋白P链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG,导致编码的谷

氨酸被置换为缀氨酸。下列相关叙述错误的是（A）

A.该突变改变了DNA碱基对内的氢键数

B.该突变引起了血红蛋白0链结构的改变

C.在缺氧情况下患者的红细胞易破裂

D.该病不属于染色体异常遗传病

解析：人的镰刀型细胞贫血症的发病的根本原因是基因突变，由

于血红蛋白基因中碱基对替换造成的蛋白质结构异常，患者的红细胞

呈镰刀型，容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。镣刀

型细胞贫血症是由于血红蛋白基因中T—A碱基对被替换成A—T,

A—T碱基对和C—G碱基对的数目均不变，故氢键数目不变，A错

误；血红蛋白基因中碱基对的替换造成基因结构改变，进而导致血红

蛋白结构异常，B正确；患者的红细胞呈镶刀型，容易破裂，使人患

溶血性贫血，C正确；镰:刀型贫血症属于单基因遗传病，不属于染色

体异常遗传病，D正确。故选A。

4.（2018•全国卷I）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变

体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲

的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。

将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时

间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）

的菌落。据此判断，下列说法不合理的是（C）

A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失

B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的

C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X

D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移

解析：大肠杆菌属于原核生物，其突变只有基因突变一种类型，

突变体M在基本培养基上不能生长，但可在添加氨基酸甲的培养基

上生长，说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失，A、B

正确；将M与N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中培养一段

时间后，形成了另一种大肠杆菌X,说明突变体M与N共同培养时,

二者之间发生了DNA转移（基因重组），形成了大肠杆菌X,突变体

M与N之间的基因重组发生在DNA水平，RNA不能与DNA发生

重组，C错误，D正确。

5.（2018・江苏卷）下列过程不涉及基因突变的是（C）

A.经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母

B.运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基

C.黄瓜开花阶段用2,4—D诱导产生更多雌花，提高产量

D.香烟中的苯并花使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风

险

解析：本题考查基因突变的相关知识。经紫外线照射可诱导基因

发生突变，从而获得红色素产量高的红酵母，A不符合题意；运用

CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基属于基因突变，B不

符合题意；黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花的机理是影响

细胞的分化，不涉及基因突变，C符合题意；香烟中的苯并花使抑癌

基因中的碱基发生替换，属于基因突变，D不符合题意。

6.（2017•天津卷）基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精

原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。下列叙述正确的是

B)

A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中

B.该细胞能产生AbD、ABD、abd>aBd四种精子

C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律

D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异

解析：由图可知，基因b所在的片段发生了交叉互换，因此等

位基因B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中，而等

位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中，A项错误；

若不发生交叉互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基

因b所在的片段发生了交叉互换，因此该细胞能产生AbD、ABD、

abd、aBd四种精子，B项正确；基因B(b)与D(d)位于同一对同源染

色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C项错误；同源

染色体的非姐妹染色单体发生交换导致了基因重组，D项错误。

7.(2015•海南卷)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的

是(B)

A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因

B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率

C.基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突

变

D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突

变

解析：根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，

A项正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B项错

误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C项属于替

换，D项属于增添，C、D项正确。

8.(2020•全国卷I)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答

下列问题：

(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结

构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是在减数分

裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同

源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致

染色单体上的基因重组。

(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗

传，原因是控制新性状的基因是杂合的,若要使诱变获得的性状能够

稳定遗传，需要采取的措施是通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。

解析：(1)有性生殖过程中基因的重新组合发生在减数分裂过程

中。在减数第一次分裂后期，同源染色体彼此分离，非同源染色体自

由组合的同时，非等位基因也自由组合；在减数第一次分裂前期，同

源染色体上的等位感因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致

染色体上的基因重组。(2)诱变育种的原理为基因突变，突变可分为

显性突变和隐性突变，若为隐性突变，一般不会导致性状的改变。题