1、基因突变和基因重组(20分钟70分)一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)1.下列关于基因突变的说法,不正确的是()A.没有外界因素诱导也可能发生基因突变B.基因突变易发生在细胞分裂间期C.基因突变不一定会引起性状改变D.体细胞中的突变基因都不能遗传给后代【解析】选D。DNA的复制过程中发生差错可能导致基因突变,A正确;细胞分裂间期,DNA复制时结构不稳定,容易发生基因突变,B正确;密码子具有简并性,且若突变发生在非编码区,或发生了隐性突变,则基因突变后生物性状并未改变,C正确;发生在体细胞中的突变基因一般不能遗传,但植物体细胞中的突变基因可以通过植物组织培养技术遗传,D错误。2.(2
2、019北京合格考)某动物的基因型为AaBb,这两对基因的遗传符合自由组合定律。若它的一个精原细胞经减数分裂后产生的4个精细胞中,有1个精细胞的基因型为AB,那么另外3个精细胞的基因型分别是()A.Ab、aB、abB.AB、ab、abC.ab、AB、ABD.AB、AB、AB【解析】选B。由于一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成了一个基因型为AB的精细胞,说明含A与B的染色体自由组合,含a与b的染色体自由组合。因此一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成了一个基因型为AB的精细胞的同时,随之产生的另外3个精细胞的基因型为AB、ab、ab。3.基因突变具有随机性,下列不能体现这一特点
3、的是()A.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期B.基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上C.基因突变可以发生在同一DNA分子的不同部位D.一个基因可以向不同方向发生变异,从而产生一个以上的等位基因【解析】选D。基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上;基因突变可以发生在同一DNA分子的不同部位;“一个基因可以向不同方向发生变异,从而产生一个以上的等位基因”,体现的是基因突变的不定向性,D符合题意。4.小白鼠体细胞内的6号染色体上有P基因和Q基因,它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如下图,起始密码子均为AUG。下列叙述正确的是()A
4、.基因P和基因Q转录时都以b链为模板合成mRNAB.若箭头处的碱基突变为T,则对应的反密码子变为UAGC.若基因P缺失,则该小白鼠发生了基因突变D.基因P在该动物一个神经细胞中数目最多时可有4个【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)根据起始密码子AUG结合图示判断模板链。(2)区别基因突变与染色体结构变异。【解析】选B。起始密码子均为AUG,对应DNA模板链碱基为TAC,故基因P以b链为模板链,基因Q以a链为模板链,选项A错误;基因Q对应密码子为AUG、GUC、UCC,若箭头处的碱基C突变为T,对应密码子突变为AUC,则反密码子变为UAG,选项B正确;若基因P缺失,则该小白鼠发生了染色体结构
5、变异(缺失),选项C错误;动物神经细胞不再分裂,基因不再复制,故最多有2个基因P在1对同源染色体上,选项D错误。【补偿训练】如图表示的是控制正常酶1的基因突变后引起的氨基酸序列的改变。、两种基因突变分别是()A.碱基对的替换碱基对的缺失B.碱基对的缺失碱基对的增添C.碱基对的替换碱基对的增添或缺失D.碱基对的增添或缺失碱基对的替换【解析】选C。从题图中可以看出,突变只引起一个氨基酸的改变,所以属于碱基对的替换;突变引起突变位点以后的多种氨基酸发生改变,因此属于碱基对的增添或缺失。综上分析,C正确,A、B、D均错误。5.人和动物细胞的染色体上普遍存在着原癌基因和抑癌基因,但是大多数人不患癌症,只
6、有少数人患癌症,其原因主要是()A.原癌基因不能被激活B.在正常情况下,原癌基因和抑癌基因发生突变的概率很低C.癌细胞是细胞畸形分化造成的D.大多数人体内有抵抗癌细胞的免疫功能【解析】选B。原癌基因在正常细胞内表达,作用是控制细胞分裂和生长的进程,A错误;在正常情况下,原癌基因和抑癌基因发生突变的概率很低,且癌症的发生至少在一个细胞中发生56个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征,这是一种累积效应,B正确;癌细胞与细胞的基因突变累积有关,还有些癌细胞与表观遗传改变导致基因表达模式改变有关,C错误;大多数人不患癌症,只有少数人患癌症的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变的概率很低,D错误。6.关于等位
7、基因B和b发生突变的叙述,错误的是()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】选B。基因突变具有不定向性,等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因,A正确;X射线属于物理诱变因素,其照射会提高基因B和基因b的突变率,B错误;基因突变的实质是碱基对的增添、缺失或替换,使基因的碱基序列发生改变,C、D正确。【误区警示】基因突变并非只有一个碱基对的变化 基因突变的实质是基因内部碱基对的变化,可能是一个碱基对的变化,也可能是多
8、个碱基对的变化,即凡是改变基因内部结构而不改变基因数量及基因在染色体上位置的碱基对变化都属于基因突变。7.研究发现,正常干细胞中两种关键蛋白质“失控”发生越位碰撞后,正常干细胞会变成肿瘤干细胞。下列有关说法错误的是()A.干细胞的分化方向与细胞中基因的表达情况有关B.干细胞具有发育成完整个体的全套遗传物质C.干细胞分化后逐渐衰老是由基因决定的D.干细胞在癌变过程中细胞膜上的糖蛋白会增多【解析】选D。干细胞的分化是基因选择性表达的结果,A正确;每个细胞最初都是由受精卵分裂、分化而来的,因此含有个体发育的全套遗传物质,B 正确;干细胞分化后逐渐衰老是由基因决定的,C 正确;干细胞在癌变过程中细胞膜
9、上的糖蛋白减少,D错误。8.下列过程中发生基因重组的是()A.杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎B.雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体C.杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒D.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1雌雄均为红眼【解析】选C。杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎属于性状分离,A错误;雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体是受精作用,B错误;杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒属于控制不同性状的基因自由组合,属于基因重组,C正确;红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1雌雄均为红眼,该过程只涉及一对基因,没有发生基因重组,D错误。9.如图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体
10、上带有的基因)。据图判断下列说法正确的是()A.甲、乙、丙细胞所处时期均容易发生基因突变B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C.1与2片段的交换和1与2的分离,均属于基因重组D.丙细胞不能进行基因重组【解析】选D。甲、乙、丙三个细胞所处时期,染色体高度螺旋化,不能进行DNA复制,一般不发生基因突变,A错误;乙图表示有丝分裂,不会发生基因重组,可能发生了基因突变,B错误;1与2片段的交换属于基因重组,1与2的分离会造成等位基因的分离,不属于基因重组,C错误;丙细胞处于减数第二次分裂时期,基因重组发生在减数第一次分裂的四分体时期或后期,D正确。【方法规律】“三看法”判断可遗传变异类型(1)
11、DNA分子内的变异:(2)DNA分子间的变异:10.利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比,下列关于其变异来源的叙述,正确的是()A.前者不会发生变异,后者有较大的变异性B.前者一定不会发生基因重组,后者可能发生基因重组C.后者一定不会发生基因重组,前者可能发生基 因重组D.前者一定不会因环境影响发生变异,后者可能因环境影响发生变异【解析】选B。扦插属于无性生殖,也会发生变异,变异来源不可能有基因重组。种子繁殖属于有性生殖,变异来源有基因重组;扦插和种子繁殖的变异来源都会受环境的影响。二、非选择题(共2小题,共20分)11.(10分)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌
12、呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤,这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对,从而使DNA序列中的碱基对GC转换成AT。育种专家为了获得更多的变异水稻亲本类型,先将水稻种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题:(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻,其自交后代中出现两种表现型,说明这种变异性状为_性状。(2)用EMS溶液浸泡种子是为了提高_。某一性状出现多种变异类型,说明变异具有_。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化,而染色体的_不变。(4)经EMS诱变处理后,表型优良的水稻植株也可能携带有害基因,为了
13、确定某表现型优良的水稻植株是否携带有害基因,除了自交法外,还可采用的方法有_。【解析】(1)经过诱变处理,获得一株某种性状变异的水稻,其自交后代中出现两种表现型,说明该个体为杂合子,变异性状为显性。(2)用化学诱变剂EMS溶液浸泡种子,可以提高基因的突变率,某一性状出现多种变异类型,说明基因突变具有不定向性。(3)EMS是引发基因突变的化学诱变剂,只诱导水稻细胞的DNA发生变化,而染色体的结构和数目不变。(4)为了确定诱变后某表型优良的水稻植株是否携带有害基因,可以利用该水稻植株的花药进行离体培养形成单倍体,再用秋水仙素诱导使其染色体加倍形成二倍体,根据表现型作出判断。答案:(1)显性(2)基
14、因突变的概率不定向性(3)结构和数目(4)利用该水稻植株的花药进行离体培养形成单倍体,再用秋水仙素诱导使其染色体加倍形成二倍体,根据表现型作出判断12.(10分)一种链异常的血红蛋白叫作Hbwa,其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下:血红蛋白部分链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序137138139140141142143144145HbAACC苏氨酸UCC丝氨酸AAA赖氨酸UAC酪氨酸CGU精氨酸UAA终止HbwaACC苏氨酸UCA丝氨酸AAU天冬酰胺ACC苏氨酸GUU缬氨酸AAG赖氨酸CCU脯氨酸CGU精氨酸UAG终止 (1)Hbwa异常的直接原因是链第
15、_位的氨基酸对应的密码子_(如何变化),从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。(2)异常血红蛋白链发生变化的根本原因是_。(3)这种变异类型属于_,一般发生在_时。这种变异与其他可遗传变异相比,最突出的特点是_。(4)如果要降低该变异的影响,在突变基因的突变点的附近,再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小?_。A.置换单个碱基B.增加3个碱基对C.缺失3个碱基D.缺失2个碱基对【解析】(1)分析表格,比较Hbwa和HbA 137位以后的氨基酸序列及对应的密码子可知,Hbwa异常的直接原因是链第138位的丝氨酸对应的密码子缺失了一个碱基C,从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。
16、(2)根据表格可知,编码异常血红蛋白的mRNA上缺失一个碱基C,则该变化形成的根本原因是控制血红蛋白链合成的基因中一个碱基对(CG)缺失。(3)碱基对缺失属于基因突变,发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,与其他变异相比,其突出的特点是能产生新基因。(4)在突变基因的突变点的附近,再增加1个碱基对或缺失2个碱基对,这样只会导致其控制合成的蛋白质中一个氨基酸发生改变或缺失,使该变异影响最小,故选D。答案:(1)138缺失一个碱基C(2)控制血红蛋白链合成的基因中一个碱基对CG缺失(3)基因突变细胞分裂的间期(DNA复制)产生新基因(4)D (10分钟30分)1.(8分)与正常细胞相比,肿瘤细胞
17、需要吸收更多的葡萄糖才能维持其生长。最新研究发现,若限制体内谷氨酰胺的含量,就可以使肿瘤细胞无法正常吸收葡萄糖,从而抑制它的生长。以下不能从题意中得出的是()A.增加葡萄糖的摄入可使肿瘤细胞膜上的糖蛋白含量高于正常体细胞B.切断肿瘤细胞的“糖路”,可达到“饿死”肿瘤细胞的目的C.糖类是包括肿瘤细胞在内的所有人体细胞的主要能源物质D.谷氨酰胺可能用于合成肿瘤细胞吸收葡萄糖的转运蛋白【解析】选A。肿瘤细胞膜上的糖蛋白含量少于正常体细胞,A错误;根据题干“肿瘤细胞需要吸收更多的葡萄糖”,可知切断“糖路”,会导致肿瘤细胞因供能不足而死亡,B正确;糖类是为细胞供能的主要能源物质,C正确;限制谷氨酰胺的含
18、量会导致肿瘤细胞不能正常吸收葡萄糖,肿瘤细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,由此推测谷氨酰胺可能是合成葡萄糖转运蛋白的原料,D正确。2.(8分)研究发现,外界因子会导致HER基因过量表达,合成细胞膜上某种受体蛋白HER蛋白,从而持续激活细胞内的信号传导启动DNA复制,导致细胞异常增殖而形成癌细胞。下列叙述错误的是()A.辐射、病毒等可能是激活HER基因过量表达的外界因子B.HER基因过量表达后能影响细胞周期、控制细胞生长分裂C.若细胞HER基因过量表达,会导致其细胞周期变短D.HER蛋白是细胞膜上的一种糖蛋白,细胞癌变后其含量减少【解析】选D。HER基因过量表达会导致细胞癌变,而辐射、病毒等属于致
19、癌因子,因此辐射、病毒等可能是激活HER基因过量表达的外界因子,A正确;HER基因过量表达后可导致细胞异常增殖形成癌细胞,故能影响细胞周期、控制细胞生长分裂,B正确;若细胞HER基因过量表达,会引起细胞癌变,导致细胞周期变短,C正确;根据题意,HER蛋白过量表达导致细胞癌变,故细胞癌变后该蛋白含量增加,D错误。【实验探究】3.(14分)已知小麦的抗旱性和多颗粒均属于显性遗传,且两对控制基因独立遗传。现有纯合的旱敏多颗粒、纯合的抗旱少颗粒、杂合抗旱少颗粒(Rrdd)和杂合旱敏多颗粒(rrDd)小麦品种。请回答下列问题:(1)现有一抗旱植物,其体细胞内有一个抗旱基因R,其等位基因为r(旱敏基因)。
20、r、R的部分核苷酸序列如下:r:ATAAGCATGACATTA;R:ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是_。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类,该抗旱基因控制抗旱性状是通过_实现的。(2)纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交,F1自交:F2中抗旱多颗粒植株中,双杂合子所占比例是_。若拔掉F2中所有的旱敏植株后,剩余植株自交,从理论上讲F3中旱敏植株所占比例是_。(3)请设计一个快速育种方案,利用抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)两植物品种作亲本,通过一次杂交,使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种(RrDd),简述育种过程: _。【解析】(1
21、)比较R和r的核苷酸序列可看出R突变为r的原因是一个碱基对的替换。与抗旱有关的代谢产物主要是糖类,糖类的合成需要酶的催化。(2)纯合旱敏多颗粒(rrDD)与纯合抗旱少颗粒(RRdd)杂交,F1为RrDd(抗旱多颗粒),F1自交,F2中抗旱多颗粒(R_D_)占9/16,双杂合子(RrDd)占F2的4/16,双杂合子(RrDd)占F2中抗旱多颗粒的4/9。拔掉F2中所有的旱敏植株后,剩余植株为1/3RR,2/3Rr,继续自交F3中rr占2/31/4=1/6。(3)采用单倍体育种的方法可完成育种方案的设计。答案:(1)碱基对替换控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状(2)4/91/6(3)收集两杂合子小麦的花粉,进行花药离体培养,得到单倍体幼苗;给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子,选出抗旱少颗粒(RRdd)和旱敏多颗粒(rrDD)的植株,使之杂交得到抗旱多颗粒杂交种(RrDd)
