高中生物第3单元遗传与变异的分子基础微专题突破中图版必修2.docx

高中生物第3单元遗传与变异的分子基础微专题突破中图版必修2.docx

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高中生物第3单元遗传与变异的分子基础微专题突破中图版必修2

微专题突破

界定生物的变异类型

1．区分可遗传变异与不可遗传变异

确认是否为可遗传的变异的唯一依据是看“遗传物质”是否发生变化。

2．基因突变、基因重组和染色体变异的比较

类型项目　　

基因突变

基因重组

染色体变异

实质

基因结构的改变（碱基对的增添、缺失或改变）

基因的重新组合，产生多种多样的基因型

染色体结构或数目变化引起基因数量或排序改变

类型

自发突变、人工诱变

基因自由组合、交叉互换、转基因

染色体结构、数目变异

时间

细胞分裂间期

减数第一次分裂前期或后期

细胞分裂过程中

适用范围

任何生物均可发生

真核生物进行有性生殖产生配子时

真核生物均可发生

产生结果

产生新的基因（等位基因），但基因数目未变

只改变基因型，未发生基因的改变

可引起基因“数量”或“排列顺序”上的变化

意义

生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料

形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义

对生物进化有一定意义

育种应用

诱变育种

杂交育种

单倍体育种、多倍体育种

实例

青霉菌高产菌株的培育

豌豆、小麦的杂交

三倍体无子西瓜及八倍体小黑麦的培育

（1）“缺失”问题

DNA分子上→

（2）变异水平问题

→分子水平变异—显微镜下不可见

染色体变异→细胞水平变异—显微镜下可见

1．下列有关可遗传变异的叙述，不正确的是（　　）

A．精子和卵细胞随机结合，导致基因重组

B．DNA复制时碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变

C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异

D．着丝粒分裂后，子染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目变异

【解析】　基因重组是由减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合导致的非同源染色体上的非等位基因自由组合引起的，或者是由减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的交叉互换引起的；基因突变是由DNA碱基对的增添、缺失或改变引起的；非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异中的易位；着丝粒分裂后，子染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目变异。

【答案】　A

2．（2016·扬州模拟）下图甲表示某野生型果蝇一条正常染色体上部分基因的序列，图乙和图丙分别表示两只变异类型果蝇相应染色体上的基因序列。

下列相关叙述正确的是（　　）

【导学号：

73730077】

A．白眼基因和朱红眼基因是等位基因

B．图乙表示果蝇发生了染色体结构变异

C．图乙和图丙表示的果蝇发生的变异均可用显微镜检测

D．图乙和图丙表示的果蝇发生的变异均不可遗传

【解析】　图乙表示的果蝇发生的变异是染色体结构变异，图丙表示的果蝇发生的变异是基因突变，二者均为可遗传的变异；白眼基因和朱红眼基因位于同一条染色体上，它们不是等位基因；用显微镜检测不到基因突变。

【答案】　B

3．果蝇的眼色由两对基因（A/a和R/r）控制，已知A和R同时存在时，果蝇表现为红眼，其余情况为白眼，且其中R/r仅位于X染色体上。

实验：

一只纯合白眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，其F1代全为红眼（偶见一只雌果蝇为XXY，记为“M”；还有一只白眼雄果蝇，记为“N”）。

（1）由题可知A/a位于常染色体上，且亲本白眼雄果蝇基因型为________；其不可能与R/r一样位于X染色体上的理由是：

_______________________。

请用遗传图解表示出以上实验过程（产生正常F1代果蝇）。

（2）M果蝇能正常产生配子，其最多能产生X、Y、XY和________四种类型的配子，其对应比例为________。

（3）N果蝇出现的可能原因是：

①是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；②是亲本雄果蝇发生某个基因突变；③是亲本雌果蝇发生某个基因突变；④是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离而产生XO型果蝇（XO为缺一条性染色体的不育雄性），请利用现有材料设计简便的杂交实验，确定N果蝇的出现是由哪一种原因引起的。

实验步骤：

______________，然后观察子代雌果蝇的性状及比例。

结果预测：

Ⅰ.若____________，则是环境改变；

Ⅱ.若____________，则是亲本雄果蝇基因突变；

Ⅲ.若____________，则是亲本雌果蝇基因突变；

Ⅳ.若____________，则是减数分裂时X染色体不分离。

【解析】　

（1）由题意知，A和R同时存在时果蝇表现为红眼，则F1全为红眼时，亲代纯合白眼雌果蝇与白眼雄果蝇的表现型应分别为aaXRXR、AAXrY。

（2）XXY产生的配子类型为X、XY、Y及XX四种类型，其比例为X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。

（3）欲确认N果蝇（白眼雄性）出现的原因，可将N果蝇与F1代红眼雌果蝇杂交，观察子代雌果蝇的性状及比例。

若由环境改变引起，则AaXRXr与AaXRY杂交子代基因型为

A_XRX－、

aaXRX－，即红眼∶白眼＝3∶1，若是亲本雄果蝇基因突变则N果蝇基因型为aaXRY，N与F1红眼果蝇杂交子代雌果蝇表现型应为红眼∶白眼＝1∶1。

若亲本雌果蝇基因突变，则N果蝇基因型为AaXrY，它与F1红眼果蝇杂交子代雌果蝇中

红眼

白眼。

若减数分裂时X染色体不分离，则N果蝇为XO型不育雄性，它与F1红眼果蝇杂交将无子代产生。

【答案】　

（1）AAXrY　若A/a与R/r都在X上，则纯合白眼雌果蝇的雄性子代也只能是白眼

P　　白眼雌果蝇　　　白眼雄果蝇

aaXRXR　　×AAXrY

F1AaXRXrAaXRY

红眼雌果蝇红眼雄果蝇

比例：

　　1　　　∶　　　1

（2）XX　2∶1∶2∶1

（3）将果蝇N与F1代红眼雌果蝇交配

Ⅰ.红眼∶白眼＝3∶1

Ⅱ.红眼∶白眼＝1∶1

Ⅲ.红眼∶白眼＝3∶5

Ⅳ.无子代

单元综合测评（三）

（时间：

45分钟，分值：

100分）

一、选择题（共12小题，每小题6分，共72分）

1．如果科学家通过基因治疗，成功改造了某患血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。

那么她与正常男性结婚后所生子女中（　　）

A．儿子、女儿全部正常

B．儿子、女儿中各一半正常

C．儿子全部有病，女儿全部正常

D．儿子全部正常，女儿全部有病

【解析】　基因治疗没改变该女子生殖细胞中的基因型，因血友病是伴X隐性遗传病，故其儿子都从她那儿继承了血友病致病基因而患病，女儿从丈夫那儿获得了正常显性基因而全部正常。

【答案】　C

2．赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：

①培养噬菌体　②35S和32P标记噬菌体　③放射性检测　④离心分离

实验步骤的先后顺序为（　　）

A．①②④③　　　　　B．④②①③

C．②①④③D．②①③④

【解析】　T2噬菌体是由蛋白质外壳和DNA组成的，用放射性同位素35S和32P可以分别对其进行标记，然后让其感染细菌（培养噬菌体），再进行离心分离，最后进行放射性检测，发现进入细菌体内的只有DNA，从而得出DNA是遗传物质的结论。

【答案】　C

3．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是（　　）

A．胸腺嘧啶B．腺嘌呤

C．胸腺嘧啶或腺嘌呤D．胞嘧啶

【解析】　DNA的复制是半保留复制，根据碱基互补配对的原则由4个子代DNA分子开始，由后往前推测出原DNA中P点的碱基种类，见图。

【答案】　D

4．真核细胞内某基因由1000个脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%。

下列说法正确的是（　　）

A．该基因一定存在于染色体上

B．该基因的一条脱氧核苷酸链中（C＋G）/（A＋T）为3∶2

C．DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸

D．该基因复制3次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个

【解析】　真核细胞的细胞器线粒体或叶绿体也含有基因，但不存在于染色体上；根据已知条件可知：

在该基因中，A＝T＝200个，G＝C＝300个，在一条链上C＋G＝300，A＋T＝200，因此B是正确的。

【答案】　B

5．（2014·四川高考）将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。

下列叙述错误的是（　　）

【导学号：

73730078】

A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸

B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA

C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1

D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等

【解析】　A项，小鼠乳腺细胞属于真核细胞，其细胞中的核酸有两种：

DNA和RNA，DNA中含氮碱基有A、G、C、T4种，RNA中含氮碱基有A、G、C、U4种，故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U5种；根据含氮碱基与五碳糖的不同，细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种，RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种，故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸。

B项，基因的表达包括转录和翻译两个过程。

转录时，以基因（有遗传效应的DNA片段）的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mRNA，将遗传信息由模板链传递到mRNA。

C项，将小鼠乳腺细胞进行体外培养（原料中不含32P），连续分裂n次后，产生的子细胞有2n个，根据DNA的半保留复制特点可知，其中只有2个细胞含32P，因此，子细胞中含32P标记的细胞占2/2n，即1/2n－1。

D项，基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子，决定氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。

【答案】　C

6．下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码）（　　）

—ATGGGCCTGCTGA……GAGTTCTAA—

　14　　7　　10　13　100　103106

A．第6位的C被替换为T

B．第9位与第10位之间插入1个T

C．第100、101、102位被替换为TTT

D．第103至105位被替换为1个T

【解析】　基因突变是指DNA分子中发生碱基对的改变、增添和缺失，而引起基因结构的改变。

因密码子具有简并性，发生碱基对改变后的基因控制的性状可能不发生改变；碱基对的增添和缺失，改变了原有碱基的排列，一般会引起基因控制的性状发生改变。

A、C、D为碱基对的改变，B为碱基对的增添。

【答案】　B

7．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。

下列叙述正确的是（　　）

A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因

B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型

C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型

D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链

【解析】　若除草剂敏感型大豆为Aa,1条染色体上A所在片段缺失，即表现出a的性状，即抗性基因为隐性基因，A项正确；染色体片段缺失不能再恢复为敏感型，而基因突变由于不定向性，可以恢复突变为敏感型，B、C项错误；抗性基因是由于敏感基因中的单个碱基对替换所致的，则该基因表达的可能性较大，D项错误。

【答案】　A

8．关于植物染色体变异的叙述，正确的是（　　）

A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加

B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生

C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化

D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化

【解析】　染色体组整倍性变化可导致基因“数量”（而不是种类）变化；染色体非整倍性变化也导致基因数量改变，基因种类不改变；染色体结构变异可导致基因数量或排列顺序发生改变，不会改变基因种类。

【答案】　D

9．下图表示在人体细胞核中进行的某一生命活动过程。

据图分析，下列说法正确的是（　　）

A．该过程共涉及5种核苷酸

B．在不同组织细胞中该过程的产物无差异

C．该过程需要解旋酶和RNA聚合酶

D．该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗

【解析】　本题涉及的生理过程为转录，因为DNA单链上的碱基A与U发生配对。

因此图中DNA链上有4种脱氧核苷酸，而游离的核苷酸为核糖核苷酸，共4种。

在转录过程中不需要解旋酶。

不同组织细胞由于基因的选择性表达，转录的基因不同，产物也不同。

【答案】　D

10．某婴儿不能消化牛奶，经检查发现其乳糖酶分子中有一个氨基酸改变而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是（　　）

【导学号：

73730079】

A．缺乏吸收某种氨基酸的能力

B．不能摄取足够的乳糖酶

C．乳糖酶基因有一个碱基对被替换

D．乳糖酶基因缺失一个碱基对

【解析】　本题考查基因突变的知识。

基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，从而引起所编码的蛋白质的改变，引起的基因结构的改变。

乳糖酶分子中有一个氨基酸改变而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是乳糖酶基因有一个碱基对被替换，导致基因的改变。

【答案】　C

11．下列关于人类遗传病的叙述，错误的是（　　）

①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病

②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病

③携带遗传病基因的个体会患遗传病　④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病⑤先天性的疾病未必是遗传病

A．①②⑤B．③④⑤

C．①②③D．①②③④

【解析】　①一个家族仅一代人中出现过的疾病有可能是隐性遗传病，发病率低，也有可能不是遗传病；②一个家族几代人中都出现过的疾病可能不是遗传病，如地方性特有的地质、气候条件引发的营养缺乏症及传染病等；③携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病，如白化病基因携带者Aa不是白化病患者；④不携带遗传病基因的个体也可能会患遗传病，如染色体异常遗传病；⑤先天性疾病仅由环境因素引起的不是遗传病。

【答案】　D

12．某班同学对一种单基因遗传病进行调查，绘制并分析了其中一个家系的系谱图（如下图）。

下列说法正确的是（　　）

A．该病为常染色体显性遗传病

B．Ⅱ5是该病致病基因的携带者

C．Ⅱ5与Ⅱ6再生患病男孩的概率为1/2

D．Ⅲ9与正常女性结婚，建议生女孩

【解析】　据图分析，该遗传病为隐性遗传病。

如果为常染色体隐性遗传，则Ⅱ5和Ⅱ6均为携带者，他们再生患病男孩的概率为1/8；Ⅲ9与正常女性结婚，子女患病概率与性别无关。

如果为伴X染色体隐性遗传，Ⅱ5为携带者，Ⅱ5和Ⅱ6再生患病男孩子的概率为1/4；Ⅲ9与正常女性结婚时，若女性为携带者，他们的子女患病概率一样，都为1/2，若女性不为携带者，则他们所生女孩都为携带者，男孩都正常，应建议生男孩。

【答案】　B

二、非选择题（共2题，28分）

13．（16分）图甲曲线表示三类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险；表乙是某一小组同学对一个乳光牙女性患者家庭成员的情况进行调查后的记录（空格中“√”代表乳光牙患者，“”代表牙齿正常）。

祖父

祖母

外祖父

外祖母

父亲

母亲

姐姐

弟弟

女性患者

√

√

√

√

√

乙

分析回答下列问题。

（1）图甲中多基因遗传病的显著特点是_______________________。

（2）克莱费尔特征患者的性染色体组成为XXY，父亲色觉正常（XBY），母亲患红绿色盲（XbXb），生了一个色觉正常的克莱费尔特征患者，原因是

___________________________________________________________

___________________________________________________________。

（3）请根据表乙统计的情况绘制遗传性乳光牙遗传系谱图（利用右边提供的图例绘制）。

从遗传方式上看，该病属于________遗传病，致病基因位于________染色体上。

（4）同学们进一步查阅相关资料得知，遗传性乳光牙是由于正常基因中第45位决定谷氨酰胺的一对碱基发生了改变，引起该基因编码的蛋白质合成终止而导致的，已知谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG，终止密码为UAA、UAG、UGA。

那么，该基因突变发生的碱基对变化是________，与正常基因控制合成的蛋白质相比，乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量________（填“增加”“减少”或“不变”），进而使该蛋白质的功能丧失。

【解析】　

（1）由图甲中信息可知，多基因遗传病的特点是成年人中发病个体数量明显增多。

（2）XXY型的个体从染色体角度分析，多出的一条染色体可能来自父方，也可能来自母方，但本题中XB和Y只能来自父方。

（3）父母均患病，生有正常的女儿，可以判断出此病为常染色体显性遗传病。

（4）通过密码子比较可以看出，谷氨酰胺密码子CAA（CAG）与终止密码UAA（UAG）只相差一个碱基，因此该基因突变原因可能是

→

，即碱基对发生了改变，一旦出现终止密码，翻译就结束了，从而使合成的蛋白质相对分子质量减少。

【答案】　

（1）成年人发病风险显著增加　

（2）母亲减数分裂形成Xb型卵细胞；父亲减数第一次分裂时，X、Y染色体未正常分离，形成XBY型精子，二者结合形成XBXbY型的受精卵

（3）如图

显性　常

（4）G—C突变成A—T　减少

14．（12分）观察细胞内某生理过程示意图（图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸），回答下列问题。

（1）该图所示的生理过程称________，所用的原料是________。

（2）图中②是________，甲硫氨酸的密码子是________。

在DNA分子中不转录此密码的链上相应的碱基顺序是________。

（3）若图中④最终形成后含174个组成单位，则③中至少含________个碱基，则控制合成该肽链的基因至少应有________个碱基。

（4）③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占52%，则可得出与③合成有关的DNA分子胞嘧啶占________。

（5）如果该生理过程的产物是胰岛素，则在①上合成的“甲硫氨酸—丙氨酸……”物质首先进入________中进行加工。

【解析】　由图可知该细胞正在进行翻译的过程，所用原料是氨基酸。

mRNA中A＋U＝52%，可推知DNA一条链中A1＋T1＝52%，整个DNA分子中A＋T＝52%，则A＝T＝26%，C＝G＝24%。

胰岛素属于分泌蛋白，在核糖体上合成后，首先进入内质网进行初步加工，再进入高尔基体进一步加工，最后经细胞膜分泌到细胞外。

【答案】　

（1）翻译　氨基酸　

（2）tRNA　AUG　ATG　（3）522　1044　（4）24%　（5）内质网