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2019-2020年高考生物限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)：第21講 基因突變和基因重組 [組題說明] 1.下列有關(guān)基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變 B．誘發(fā)突變的突變頻率比自然突變的突變頻率高 C．基因突變是生物進(jìn)化的重要因素之一 D．基因堿基序列改變不一定導(dǎo)致性狀改變 解析：基因突變是指DNA分子的堿基對的替換、增添和缺失，進(jìn)行有性生殖和無性生殖的生物都有可能發(fā)生基因突變；誘發(fā)突變是指在人工條件下提高突變頻率；基因突變產(chǎn)生新基因，為生物進(jìn)化提供原材料；基因堿基序列改變導(dǎo)致mRNA的序列改變，但由于存在多個(gè)密碼子決定同一氨基酸等多種因素，不一定導(dǎo)致生物性狀改變。 答案：A 2．下列細(xì)胞中最不容易發(fā)生基因突變的是(　　) A．正在分裂的蛙紅細(xì)胞 B．人神經(jīng)細(xì)胞 C．正在分裂的精原細(xì)胞 D．蛙原腸胚細(xì)胞 解析：人神經(jīng)細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，不再進(jìn)行細(xì)胞分裂，DNA不進(jìn)行復(fù)制，不容易發(fā)生基因突變。 答案：B 3．果蠅某染色體上的DNA分子中一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了缺失會(huì)導(dǎo)致(　　) A．染色體上基因的數(shù)量減少 B．堿基配對方式發(fā)生改變 C．染色體上所有基因結(jié)構(gòu)都發(fā)生改變 D．所控制合成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不一定發(fā)生改變 解析：DNA分子上一個(gè)脫氧核苷酸缺失會(huì)導(dǎo)致該核苷酸所在的基因發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變，而對其他基因沒有影響，不會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)量的減少；堿基配對方式是不會(huì)隨堿基數(shù)量的變化而變化的；DNA分子中一個(gè)脫氧核苷酸缺失導(dǎo)致該核苷酸所在的基因發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變，不會(huì)引起染色體上所有基因結(jié)構(gòu)都發(fā)生改變；若缺失的脫氧核苷酸位于不具遺傳效應(yīng)的片段中，或者位于不表達(dá)部位，其控制合成的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。 答案：D 4．由于基因突變細(xì)胞中有一種蛋白質(zhì)在賴氨酸殘基(位置)上發(fā)生了變化。已知賴氨酸的密碼子為AAA或AAG；天冬氨酸的密碼子為GAU或GAC；甲硫氨酸的密碼子為AUG。根據(jù)已知條件，你認(rèn)為基因模板鏈上突變后的脫氧核苷酸和替代賴氨酸的氨基酸分別是(　　) 解析：基因發(fā)生突變時(shí)，一般是一個(gè)堿基對的增添、缺失或者替換，根據(jù)題意，只有賴氨酸密碼子AAG和甲硫氨酸密碼子AUG能符合此規(guī)律。 答案：D 5．同一番茄地里有兩株異常番茄，甲株所結(jié)果實(shí)均為果形異常，乙株只結(jié)了一個(gè)果形異常的果實(shí)，其余的果實(shí)正常。甲、乙兩株異常果實(shí)單獨(dú)連續(xù)種植，其自交后代中果形仍保持異常。下列分析不正確的是(　　) A．二者均可能是基因突變的結(jié)果 B．甲發(fā)生變異的時(shí)間比乙早 C．甲株變異一定發(fā)生在減數(shù)分裂時(shí)期 D．乙株變異一定發(fā)生在有絲分裂時(shí)期 解析：甲株所結(jié)果實(shí)均為果形異常，說明突變發(fā)生在細(xì)胞未增殖分化之前，乙株只結(jié)了一個(gè)果形異常的果實(shí)，說明突變一定發(fā)生在有絲分裂時(shí)期。甲株變異如果發(fā)生在減數(shù)分裂時(shí)期，則后代為果形異常，甲株所結(jié)果實(shí)的果形正常。 答案：C 6．基因型為AaBb(兩對基因自由組合)的某種動(dòng)物，可以產(chǎn)生如圖中各種基因型的子細(xì)胞，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．在動(dòng)物的卵巢和睪丸中能同時(shí)找到AaBb、AB、Ab、aB和ab五種基因型的細(xì)胞 B．經(jīng)過程④產(chǎn)生的性狀一定能傳遞給子代 C．導(dǎo)致過程③的根本原因是堿基對的替換、增添和缺失 D．與過程①、②、④相比，過程③特有的現(xiàn)象是可以產(chǎn)生新基因 解析：動(dòng)物的睪丸和卵巢中既能通過有絲分裂產(chǎn)生精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞，也能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精細(xì)胞和卵細(xì)胞，故可同時(shí)找到AaBb、AB、Ab、aB和ab五種基因型的細(xì)胞；分析圖示，過程③屬于基因突變，其實(shí)質(zhì)是堿基對的替換、增添和缺失；過程④屬于染色體缺失，若發(fā)生在體細(xì)胞則不會(huì)傳遞給子代；各種變異類型中只有基因突變可以產(chǎn)生新基因。 答案：B 7．[xx銀川一中一模]下列可遺傳變異的來源屬于基因突變的是(　　) A．將四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交，產(chǎn)生三倍體無子西瓜 B．某人由于血紅蛋白中的某個(gè)氨基酸發(fā)生改變，導(dǎo)致的鐮刀型細(xì)胞貧血癥 C．艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中S型DNA和R型菌混合培養(yǎng)出現(xiàn)S型菌 D．黃色圓粒豌豆自交后代不但有黃色圓粒，還出現(xiàn)了黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒 解析：將四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交產(chǎn)生三倍體無子西瓜屬于染色體變異；鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因突變的結(jié)果；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中S型DNA和R型菌混合培養(yǎng)出現(xiàn)S型菌是基因重組的結(jié)果；黃色圓粒豌豆自交后代不但有黃色圓粒，還出現(xiàn)了黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒是基因重組的結(jié)果。 答案：B 8．下列關(guān)于基因重組的說法中不正確的是(　　) A．生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組 B．減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導(dǎo)致基因重組 C．減數(shù)分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組 D．一般情況下花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能 解析：生物體進(jìn)行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合，稱為基因重組；減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的姐妹染色單體上含有相同基因，它們之間交換不會(huì)導(dǎo)致基因重組；非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組；減數(shù)分裂過程中存在基因重組，而根尖細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，所以不會(huì)發(fā)生基因重組。 答案：B 9．下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，不正確的是(　　) A．基因突變對于生物個(gè)體是弊多于利 B．基因突變屬于可遺傳的變異 C．基因重組屬于可遺傳的變異 D．基因重組普遍發(fā)生在體細(xì)胞增殖過程中 解析：基因突變對生物個(gè)體來說是弊多于利，但對于物種來說是有積極意義的；可遺傳的變異有基因突變、基因重組和染色體變異；體細(xì)胞增殖進(jìn)行的是有絲分裂，而基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。 答案：D 10．下列變異的原理一般認(rèn)為屬于基因重組的是(　　) A．將四倍體植株與正常二倍體植株雜交，產(chǎn)生三倍體植株 B．血紅蛋白氨基酸排列順序發(fā)生改變，導(dǎo)致某些血紅蛋白病 C．兩條非姐妹染色單體的A和a基因的交換 D．染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上而引起變異 解析：A項(xiàng)，B項(xiàng)描述的分別屬于染色體變異和基因突變；同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換屬于基因重組；染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。 答案：C 11．已知A與a、B與b、C與c 3對等位基因自由組合，基因型分別為AaBbCc、AabbCc的兩個(gè)體進(jìn)行雜交。下列關(guān)于雜交后代的推測正確的是(　　) A．表現(xiàn)型有8種，AaBbCc個(gè)體的比例為1/16 B．表現(xiàn)型有4種，AABbcc個(gè)體的比例為1/16 C．表現(xiàn)型有8種，aabbCc個(gè)體的比例為1/16 D．表現(xiàn)型有4種，AabbCc個(gè)體的比例為1/8 解析：基因型分別為AaBbCc、AabbCc的兩個(gè)體進(jìn)行雜交，雜交后代表現(xiàn)型有222＝8(種)，AaBbCc個(gè)體的比例為1/21/21/2＝1/8，aabbCc個(gè)體的比例為1/41/21/2＝1/16。 答案：C 12．下列應(yīng)用生物技術(shù)獲得的成果中，依據(jù)基因重組進(jìn)行的是(包含基因工程基因?qū)? ①1993年，以我國科學(xué)家侯云德院士為首的科研人員，成功地研制出我國第一個(gè)基因工程藥品干擾素　②1996年7月，世界上第一只克隆羊“多利”在英國誕生 　 ③把抗癌細(xì)胞的單克隆抗體跟放射性同位素相結(jié)合，制成“生物導(dǎo)彈”注入患者體內(nèi)能殺死癌細(xì)胞 　 ④以雜交水稻之父——袁隆平院土為首的科研人員培育出超級(jí)雜交水稻 A．①② 　　　　　　　　 B．③④ C．①④ D．②④ 解析：基因重組除在有性生殖細(xì)胞形成過程中發(fā)生外，人類基因工程的轉(zhuǎn)基因過程也使基因重新組合。克隆屬于無性生殖過程，③中沒有涉及基因的重新組合，故C項(xiàng)正確。 答案：C 13．[xx濰坊一模]某地區(qū)生長的野生植物類群中出現(xiàn)了許多變異植株。請分析回答有關(guān)問題： (1)植株的可遺傳變異類型中，只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的是________。 (2)部分變異植株與正常植株相比，莖稈粗壯，營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯增加，原因是環(huán)境因素影響了這些植株有絲分裂中________的形成，導(dǎo)致了________成倍地增加而引起的。 (3)某種植物有甲、乙兩株突變體，對它們同一基因形成的信使RNA進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)甲的第二個(gè)密碼子中第二個(gè)堿基C變?yōu)閁，乙的第二個(gè)密碼子中第二個(gè)堿基前多了一個(gè)U，則與正常植株相比________的性狀變化大。 (4)某植株產(chǎn)生了一種新的抗病基因，要將該基因提取出來，應(yīng)用________酶處理它的DNA分子，這種酶的作用部位是________。 (5)將上述抗病基因轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物體內(nèi)的核心步驟是____________________，將抗病基因?qū)胧荏w細(xì)胞最常用的方法是________。 解析：(1)植物在通過減數(shù)分裂形成配子的過程中，會(huì)發(fā)生基因重組。(2)環(huán)境因素(如低溫)可影響有絲分裂過程中紡錘體的形成，形成多倍體。(3)基因中堿基的替換屬于點(diǎn)突變，只影響一個(gè)密碼子的表達(dá)；而乙的突變屬于移碼突變，從突變點(diǎn)以后，基因中的脫氧核苷酸的序列都發(fā)生了變化，因此乙與正常植株相比，性狀變化較大。(4)限制性核酸內(nèi)切酶可用于切割目的基因，切割的部位是磷酸二酯鍵。(5)基因工程包括四個(gè)步驟，其中最核心的步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，抗病基因?qū)胫参锛?xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。 答案：(1)基因重組 　 (2)紡錘體　染色體組(染色體數(shù)目) 　 (3)乙 　 (4)限制性核酸內(nèi)切(或限制) 　 磷酸二酯鍵 　(5)基因表達(dá)載體的構(gòu)建 　 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 14．[xx廣州檢測]下圖為具有2對相對性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個(gè)A基因和乙植株(純種)的一個(gè)B基因發(fā)生突變的過程(已知A基因和B基因是獨(dú)立遺傳的)，請分析該過程，回答下列問題： (1)上述兩個(gè)基因發(fā)生突變是由于________________引起的。 (2)右圖為甲植株發(fā)生了基因突變的細(xì)胞，它的基因型為________，表現(xiàn)型是____________________，請?jiān)谟覉D中標(biāo)明基因與染色體的關(guān)系。 (3)甲、乙發(fā)生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現(xiàn)突變性狀，為什么？可用什么方法讓其后代表現(xiàn)出突變性狀。 (4)a基因和b基因分別控制兩種優(yōu)良性狀。請利用已表現(xiàn)出突變性狀的植株為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培育出同時(shí)具有兩種優(yōu)良性狀的植株(用遺傳圖解表示) 解析：(1)由圖可知甲植株和乙植株都發(fā)生了堿基的替換。(2)因?yàn)锳基因和B基因是獨(dú)立遺傳的，所以這兩對基因應(yīng)該分別位于圖中兩對同源染色體上。又由于甲植株(純種)的一個(gè)A基因發(fā)生突變，所以該細(xì)胞的基因型應(yīng)該是AaBB，性狀是扁莖缺刻葉。(3)植株雖已突變但由于A對a的顯性作用，B對b的顯性作用，在植株上并不能表現(xiàn)出突變性狀；當(dāng)突變發(fā)生于體細(xì)胞時(shí)，突變基因不能通過有性生殖傳給子代。要想讓子代表現(xiàn)出突變性狀，可對突變部位的組織細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，然后讓其自交，后代中即可出現(xiàn)突變性狀。(4)雜交育種和單倍體育種兩種方法都能取得不錯(cuò)的效果。 答案：(1)一個(gè)堿基的替換(或堿基對改變或基因結(jié)構(gòu)的改變)　(2)AaBB 　 扁莖缺刻葉 　 提示：表示出兩對基因分別位于兩對同源染色體上即可，圖略 　 (3)該突變均為隱性突變，且基因突變均發(fā)生在甲和乙的體細(xì)胞中，不能通過有性生殖傳遞給子代。取發(fā)生基因突變部位的組織細(xì)胞，通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得試管苗，讓其自交，其子代即可表現(xiàn)突變性狀。 (4)方法一：雜交育種 　 方法二：單倍體育種 15．[xx福州模擬]某科研小組對野生純合小鼠進(jìn)行X射線處理，得到一只雄性突變型小鼠。對該鼠研究發(fā)現(xiàn)，突變性狀是由位于一條染色體上的某基因突變產(chǎn)生的。該小組想知道突變基因的顯隱性和在染色體中的位置，設(shè)計(jì)了如下雜交實(shí)驗(yàn)方案，如果你是其中一員，將下列方案補(bǔ)充完整。(注：除要求外，不考慮性染色體的同源區(qū)段。相應(yīng)基因用D、d表示。) (1)雜交方法：________________________________________。 (2)觀察統(tǒng)計(jì)：觀察并將子代雌雄小鼠中野生型和突變型的數(shù)量填入下表。 野生型 突變型 突變型/(野生型＋突變型) 雄性小鼠 A 雌性小鼠 B (3)結(jié)果分析與結(jié)論： ①如果A＝1，B＝0，說明突變基因位于________； ②如果A＝0，B＝1，說明突變基因?yàn)開_______，且位于________； ③如果A＝0，B＝________，說明突變基因?yàn)殡[性，且位于X染色體上； ④如果A＝B＝1/2，說明突變基因?yàn)開_______，且位于________。 (4)拓展分析： 如果基因位于X、Y的同源區(qū)段，突變性狀為________，該個(gè)體的基因型為________。 解析：讓該突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配，如果突變基因位于Y染色體上，子代中雄性全為突變型小鼠，雌性全為野生型小鼠；如果突變基因位于X染色體上，且為顯性，子代中雄性全為野生型小鼠，雌性全為突變型小鼠；如果突變基因位于X染色體上，且為隱性，子代中雄性全為野生型小鼠，雌性也全為野生型小鼠；如果突變基因位于常染色體上，且為顯性，子代雌雄性都有突變型小鼠和野生型小鼠。如果基因位于X、Y的同源區(qū)段，突變后性狀發(fā)生改變，說明突變性狀為顯性性狀，該個(gè)體的基因型為XDYd或XdYD。 答案：(1)讓突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配 (3)①Y染色體上 　 ②顯性 　 X染色體上　 ③0　 ④顯性　 常染色體上　 (4)顯性性狀 　 XDYd或XdYD