第七单元第1讲 基因突变和基因重组.docx
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第七单元第1讲基因突变和基因重组
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一、选择题
1．关于基因突变的说法，错误的是（ ）
A．基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变
B．基因突变会产生新的基因，基因种类增加，但基因的数目和位置并未改变
C．基因突变只发生在分裂过程中，高度分化的细胞不会发生基因突变
D．RNA病毒中突变指RNA中碱基的替换、增添和缺失，其突变率远大于DNA的突变率
解析：
基因突变一定会导致基因结构的改变，由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定引起生物性状的改变，A正确；基因突变会产生新的基因，基因种类增加，但基因的数目和位置并未改变，B正确；基因突变是随机的，可以发生在分裂的细胞中，也可以发生在高度分化的细胞中，C错误；RNA病毒中突变指RNA中碱基的替换、增添和缺失，RNA病毒的遗传物质是RNA单链，结构不稳定，其突变率远大于DNA的突变率，D正确。
答案：
C
2．（2020·山东日照联考）霍尔等人因发现了控制昼夜节律的分子机制而荣获2017年诺贝尔生理学或医学奖。
他们发现，若改变果蝇体内一组特定基因，其昼夜节律会发生变化，这组基因被命名为周期基因。
下列叙述正确的是（ ）
A．可用光学显微镜观察到果蝇细胞内周期基因的碱基序列
B．周期基因突变是由基因的替换、插入、缺失引起的
C．若果蝇体内周期基因中的碱基序列改变，其昼夜节律不一定发生变化
D．基因突变具有不定向性，因此周期基因能突变为白眼基因或长翅基因
解析：
基因突变在光学显微镜下是观察不到的，A错误；基因突变是由基因中碱基对的替换、插入、缺失引起的，B错误；由于密码子具有简并性，所以基因中的碱基序列改变，其控制的性状不一定改变，C正确；基因发生突变时一般只能突变成其等位基因，D错误。
答案：
C
3．（2020·山东烟台诊断）瑞特综合征是由于X染色体上的MECP2基因突变导致的遗传病患者神经系统异常，运动控制能力丧失。
研究表明，MECP2基因突变的小鼠神经元中与运动有关的基因信息是正常的，但无法正常表达，突变小鼠表现为活动能力极弱。
当研究者开启了突变小鼠体内MECP2基因的表达后，小鼠的活动能力迅速恢复正常。
下列与之相关的叙述中，不正确的是（ ）
A．瑞特综合征患者的肝脏细胞中也存在MECP2突变基因
B．瑞特综合征患者的基因改变属于可遗传变异
C．MECP2基因的表达产物能够调节其他基因的表达
D．MECP2基因突变小鼠的神经发育不良导致其运动能力减弱
解析：
同一个体的不同细胞都是由受精卵有丝分裂而来，细胞核中的基因都相同，A正确；遗传物质改变引起的变异（如基因突变）属于可遗传变异，B正确；由题干信息可知，MECP2基因的表达产物能够调节与运动有关基因的表达，C正确；由题干可知，MECP2基因突变小鼠的神经系统异常，对运动控制能力丧失，而小鼠的运动能力并没有减弱，D错误。
答案：
D
4．某联盟开展了大规模的猪ENU（N－乙基－N－亚硝基脲）化学诱变和突变体筛选研究，建立了多个能准确模拟人类疾病的大动物模型。
其中一个内耳畸形的突变体与人Mondini内耳畸形患者表现型高度相似，其致病位点被精确定位为SOX10基因编码的多肽的第109位氨基酸的改变（R109W）。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．正常饲养的猪在发育的任何时期都可能发生基因突变，体现了基因突变的普遍性
B．ENU很可能通过导致个别碱基对的缺失而改变SOX10基因编码的多肽的第109位氨基酸
C．ENU诱变能明显提高基因突变频率，一次诱变处理即可精确获得所需的变异类型
D．该研究提示SOX10基因可能是人Mondini内耳畸形的致病基因
解析：
基因突变的普遍性体现在任何生物都会由于基因突变而引起性状的改变；个体发育的任何时期都可能发生基因突变，体现的是基因突变的随机性，A错误。
基因中碱基对的缺失会导致此后多个氨基酸发生改变；多肽中某一氨基酸发生改变最可能是由碱基对替换导致的，B错误。
虽然诱变能明显提高基因突变频率，但基因突变具有不定向性，所以一次诱变处理很难获得所需的变异类型，C错误。
一个内耳畸形的突变体与人Mondini内耳畸形患者表现型高度相似，故该研究提示SOX10基因可能是人Mondini内耳畸形的致病基因，D正确。
答案：
D
5．（2020·江西九江月考）下列关于基因重组的说法，不正确的是（ ）
A．减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组
C．肺炎双球菌转化实验中，R型菌转化为S型菌，其原理是基因重组
D．育种工作者培育无子西瓜，利用的原理不是基因重组
解析：
减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，A正确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，导致基因重组，B错误；R型细菌转化成S型细菌属于基因重组，C正确；育种工作者培育无子西瓜，利用的原理是染色体数目的变异而不是基因重组，D正确。
答案：
B
6．一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂产生的4个精子出现了以下情况，则正确的是（ ）
A．若精子的种类及比例为AB∶ab＝2∶2，则两对等位基因一定位于同一对同源染色体上
B．若精子的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，则一定发生了同源染色体分离，非同源染色体的自由组合
C．若精子的种类及比例为AaB∶b＝2∶2，则一定发生了染色体结构变异
D．若精子的种类及比例为AB∶aB∶ab＝1∶1∶2，则一定有一个A基因突变成了a基因
解析：
一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成的精子为AB∶ab＝1∶1或aB∶Ab＝1∶1，A、B错误；一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成的精子为AaB∶b＝2∶2，其原因是减数第一次分裂后期，含有基因A和a的同源染色体没有分离所致，属于染色体数目变异，C错误；有一个A基因突变成了a，则一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成的精子可能为AB∶aB∶ab＝1∶1∶2，D正确。
答案：
D
7．下列关于基因的叙述，错误的是（ ）
A．在基因表达的过程中，tRNA、mRNA、rRNA三者缺一不可
B．镰刀型细胞贫血症说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C．浆细胞中有编码抗体的基因，但没有编码血红蛋白的基因
D．基因中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基因的基本骨架
解析：
基因的表达过程包括转录和翻译，其中翻译需要mRNA作为模板，tRNA作为运输氨基酸的工具．rRNA构成的核糖体是翻译的场所，A正确；人类镰刀型细胞贫血症是由于编码血红蛋白的基因异常引起的，说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，B正确；浆细胞中含有编码抗体、血红蛋白等基因，但是血红蛋白基因没有表达，C错误；基因中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基因的基本骨架，D正确。
答案：
C
8．如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，根据图像判定每个细胞发生的变异类型，正确的是（ ）
A．①基因突变 ②基因突变 ③基因突变
B．①基因突变或基因重组 ②基因突变 ③基因重组
C．①基因突变 ②基因突变 ③基因突变或基因重组
D．①基因突变或基因重组 ②基因突变或基因重组 ③基因重组
解析：
图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的，图中①②的变异来自基因突变；③处于减数第二次分裂的后期，A与a的不同可能来自基因突变或减Ⅰ前期的交叉互换（基因重组），所以本题答案为C。
答案：
C
9．（2020·湖南衡阳质检）如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。
有关叙述正确的是（ ）
A．a中碱基对缺失，属于染色体结构变异
B．在减数分裂的四分体时期，b、c之间可发生交叉互换
C．c中碱基对若发生变化，生物体性状不一定会发生改变
D．基因在染色体上呈线性排列，基因的首端存在起始密码子
解析：
a是一个基因，其碱基对的缺失，属于基因突变，A错误；在减数分裂的四分体时期，交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，而不是同一条染色体内部，B错误；c中碱基对若发生变化，属于基因突变，由于密码子的简并性等原因，控制合成的蛋白质不一定发生改变，所以生物的性状不一定发生改变，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，而起始密码子在mRNA上，D错误。
答案：
C
10．某白色兰花经X射线照射，获得一株紫色兰花。
研究发现，该紫色兰花突变体为白色兰花的一条染色体片段缺失所致。
已知紫色和白色这对相对性状由一对等位基因（A、a）控制。
下列分析正确的是（ ）
A．控制紫色的基因一定是隐性基因
B．a基因一定不能编码多肽链
C．A基因编码的蛋白质可能催化紫色色素合成
D．紫色突变体自交无法获得稳定遗传的后代
解析：
由“紫色兰花突变体为白色兰花的一条染色体片段缺失所致”，说明缺失的染色体带有显性基因，因此控制紫色的基因一定为隐性基因，A正确；若a基因不能编码多肽链，则突变体就不会表现紫色性状，B错误；a基因控制紫色性状，所以A基因编码的蛋白质不能催化紫色色素的合成，C错误；染色体片段缺失记为“O”，则紫色突变体的基因型为aO，其自交后代的基因型为aa、aO、OO，因此紫色突变体自交可以获得稳定遗传的后代（aa），D错误。
答案：
A
11．在某种干细胞分裂过程中，有的染色体上会出现等位基因（如图甲所示），而有的同源染色体相同位置会出现非等位基因（如图乙所示）。
图甲和图乙所出现的变异类型最可能分别是（ ）
A．基因突变或基因重组、染色体变异
B．基因突变、基因突变
C．基因突变或基因重组、基因重组
D．基因突变、染色体变异
解析：
干细胞的增殖方式为有丝分裂，而有丝分裂过程中可发生的变异类型为基因突变和染色体变异，A、C不符合题意；图甲中姐妹染色单体相同位置本应为相同的基因，出现等位基因应为基因突变所致，而图乙中同源染色体相同位置应为相同基因或等位基因，出现非等位基因应为染色体结构变异所致，B不符合题意、D符合题意。
答案：
D
12．玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。
如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。
下列叙述错误的是（ ）
A．a～b过程中细胞内不会发生基因重组
B．c～d过程中细胞内发生了染色体数加倍
C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同
D．f～g过程中同源染色体分离，染色体数减半
解析：
a～b过程中，细胞进行有丝分裂，不会发生基因重组，A正确；c～d过程中，在秋水仙素的作用下细胞内发生了染色体数加倍，B正确；玉米花药培养的单倍体中不含等位基因，e点后在秋水仙素的作用下染色体数目加倍，即基因复制后加倍，故细胞内各染色体组的基因组成相同，C正确；f～g过程中细胞分裂，核DNA减半，并未发生同源染色体分离的现象，D错误。
答案：
D
二、非选择题
13．回答下列关于生物变异的问题：
（1）如图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理。
图中①②表示的遗传信息流动过程分别是①________；②________；α链碱基组成为________，缬氨酸的密码子（之一）为________。
（2）图乙为基因型AaBB的某动物进行细胞分裂的示意图。
则图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是______________________________________。
（3）图丙表示两种类型的变异。
其中属于基因重组的是________（填序号），属于染色体结构变异的是________（填序号），从发生的染色体种类说，两种变异的主要区别是______________________________________。
解析：
（1）根据DNA一条链上的碱基序列是GTA可知α链碱基组成为CAT，所以以α链为模板转录出来的β链碱基组成为GUA，即缬氨酸的密码子（之一）为GUA。
（2）由于该动物的基因型是AaBB，图示细胞处于减数第二次分裂过程中，图中两条姐妹染色单体上出现A和a的原因可能是发生了基因突变，也可能是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换。
（3）从图中可以看出，①属于同源染色体间的交叉互换，所以属于基因重组。
②属于非同源染色体间的互换，所以属于染色体结构变异。
答案：
（1）DNA复制 转录 CAT GUA
（2）发生了交叉互换或基因突变 （3）① ② ①发生在同源染色体之间，②发生在非同源染色体之间
14．果蝇是遗传学实验的良好材料，据统计一个果蝇细胞核内共有4对同源染色体，104对基因。
现有一红眼果蝇的野生种群，约有108个个体，请回答下列问题：
（1）假设种群中每个基因的突变率都是10－5，那么该种群中每一代出现的突变基因有________个。
（2）摩尔根等在暗室中饲养红眼果蝇，有一天突然发现了一只白眼果蝇，白眼果蝇出现的原因是____________。
若在暗室中继续培养果蝇，发现白眼果蝇的数量逐渐增多，控制白眼的基因频率也随之升高，经过许多代后，白眼果蝇成为常见类型，该过程能否说明果蝇发生了进化？
________，原因是__________________________________________。
（3）在正常环境条件下，残翅果蝇难以生存，而在刮风的岛屿上，残翅果蝇较长翅果蝇生存能力强，这说明_________________________________。
（4）果蝇的长翅对残翅为显性，控制翅形的基因位于常染色体上，残翅果蝇不能适应30℃的温度而在幼虫阶段死亡，长翅果蝇能适应该温度而表现正常。
假设在30℃条件下，一个隔离的群体中长翅纯合子和杂合子果蝇各占一半，如果没有基因突变，则子代成体中隐性基因频率的变化趋势是________，杂合子基因型频率的变化趋势是__________（填“上升”“不变”或“下降”）。
解析：
（1）由题意可知，突变基因有108×104×2×10－5＝2×107个。
（2）红眼果蝇中偶然出现白眼果蝇是基因突变的结果。
生物进化的标志是种群基因频率的改变，由题干可知，控制白眼的基因频率增大，故该果蝇种群发生了进化。
（3）题干现象说明了相同的变异在不同的环境中表现不同，即变异的有利与有害是相对的，取决于生存环境。
（4）由于残翅果蝇在幼虫阶段死亡，所以隐性基因频率逐渐下降，显性基因频率逐渐增大，则显性纯合子基因型频率增大，杂合子基因型频率下降。
答案：
（1）2×107
（2）基因突变 能 种群的基因频率发生了变化
（3）变异的有利与有害是相对的，取决于生存环境
（4）下降 下降
15．（2020·河南新乡检测）果蝇的翅型（长翅、残翅和小翅）由位于Ⅰ、Ⅱ号染色体上的等位基因（W－w、H－h）控制，眼色红色对白色为显性，由位于X染色体上的等位基因B、b控制。
科学家用果蝇做杂交实验，过程及结果如下表所示，请回答下列问题：
杂交组合
亲代
F1
组合一
纯合长翅果蝇×纯合残翅果蝇（WWhh）
残翅果蝇或小翅果蝇
组合二
纯合小翅果蝇×纯合长翅果蝇
小翅果蝇
（1）在上述杂交组合中，纯合长翅果蝇的基因型是________。
让杂交组合一中F1的小翅果蝇自由交配，子代的表现型及比例为________，其中小翅果蝇的基因型共有________种。
（2）染色体片段丢失的现象叫缺失。
若一对同源染色体中的两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子；若仅有一条染色体发生缺失，而另一条正常，叫缺失杂合子。
缺失杂合子个体生活力降低但能存活。
缺失纯合子会导致个体死亡。
现有一只红眼雄果蝇与一只白眼雌果蝇杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。
请设计杂交实验来判断这只白眼雌果蝇的出现是由染色体缺失造成的，还是由基因突变引起的。
实验方案：
__________________________________________。
预测结果：
①若________，则子代中出现的这只白眼雌果蝇是由基因突变引起的；
②若________，则子代中出现的这只白眼雌果蝇是由染色体缺失造成的。
解析：
（1）在杂交组合一中，亲本纯合长翅果蝇与纯合残翅果蝇（WWhh）杂交，F1为残翅果蝇（W_hh）或小翅果蝇（W_H_），由此推知，亲本纯合长翅果蝇的基因型是wwHH或wwhh，F1的小翅果蝇的基因型是WwHh。
让F1的小翅果蝇自由交配，子代的表现型及比例为小翅∶残翅∶长翅＝9W_H_∶3W_hh∶（3wwH_＋1wwhh）＝9∶3∶4，其中小翅果蝇的基因型共有4种，分别为WWHH、WWHh、WwHH、WwHh。
（2）现有一只红眼雄果蝇（XBY）与一只白眼雌果蝇（XbXb）杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。
欲通过杂交实验来判断这只白眼雌果蝇的出现是由染色体缺失造成的，还是由基因突变引起的，可让子代中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交。
①若是由基因突变引起，则该白眼雌果蝇的基因型为XbXb，让其与红眼雄果蝇（XBY）杂交，子代中XBXb∶XbY＝1∶1，即红眼∶白眼＝1∶1（或雌果蝇∶雄果蝇＝1∶1）。
②若是由染色体缺失造成的，则该白眼雌果蝇的基因型为XbX（X表示缺失染色体），让其与红眼雄果蝇（XBY）杂交，子代中XBXb∶XBX∶XbY∶XY（致死）＝1∶1∶1∶1，即红眼∶白眼＝2∶1（或雌果蝇∶雄果蝇＝2∶1）。
答案：
（1）wwHH或wwhh 小翅∶残翅∶长翅＝9∶3∶4 4
（2）实验方案：
让子代中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交
预测结果：
①杂交子代中红眼∶白眼＝1∶1（或雌果蝇∶雄果蝇＝1∶1）
②杂交子代中红眼∶白眼＝2∶1（或雌果蝇∶雄果蝇＝2∶1）
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