2021高考生物一轮复习第7单元变异育种与进化第19讲基因突变与基因重组教案

2021高考生物一轮复习第7单元变异育种与进化第19讲基因突变与基因重组教案

第19讲　基因突变与基因重组 单科命题 备考导航 核心素养解读 命题趋势 ‎(1)阐明基因重组及其意义 ‎(2)阐明基因突变的特征和原因 ‎(1)从结构与功能观的视角阐明细胞在某些诱变因子的作用下,使基因中的碱基替换、插入或缺失导致基因结构发生改变,进而导致蛋白质和细胞的功能发生改变 ‎(2)从结构与功能观的视角阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中,染色体所发生的自由组合和交叉互换,会导致控制不同性状的基因重组,从而使子代出现变异 ‎◆题型内容:基因突变的类型、特点与应用;基因重组 ‎◆考查形式:常结合细胞分裂图、太空育种等知识进行综合考查 考点一　基因突变 ‎　　1.变异类型概述 ‎①不可遗传的变异环境变化,遗传物质未变 ‎②可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异 基因突变和染色体变异均属于　突变　。其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为　 染色体变异 　,分子水平发生的变异为基因突变和　 基因重组 　,只在减数分裂过程中发生的变异为　 基因重组 　,真、原核生物和病毒共有的变异类型为　基因突变　。 ‎ ‎2.基因突变 ‎(1)基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症 23‎ ‎①图示中a、b、c过程分别代表　DNA复制　、　转录　和　翻译　。基因突变发生在　a 　(填字母)过程中。 ‎ ‎②患者贫血的直接原因是　血红蛋白　异常,根本原因是发生了　基因突变　,碱基对由突变成。 ‎ ‎(2)基因突变的概念 DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失→　基因结构　的改变。 ‎ ‎(3)发生时间 主要发生于　有丝分裂间期　或　减Ⅰ分裂前的间期　。 ‎ ‎(4)诱发基因突变的因素(连线)‎ ‎(5)基因突变的特点 ‎①　普遍性　:一切生物都可以发生。 ‎ ‎②随机性:生物个体发育的　任何时期和部位　。 ‎ ‎③　低频性　:自然状态下,突变频率很低。 ‎ ‎④　不定向性　:一个基因可以向不同的方向发生突变。 ‎ ‎⑤　多害少利性　:大部分基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系,对生物有害;小部分基因突变可使生物获得新性状,适应改变的环境。 ‎ ‎(6)基因突变的结果:产生新基因或一个以上的　等位基因　。 ‎ ‎(7)意义 ‎①　新基因　产生的途径; ‎ ‎②　生物变异　的根本来源; ‎ 23‎ ‎③提供生物进化的　原始材料　。 ‎ ‎1.基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(✕)‎ ‎2.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。　(✕)‎ ‎3.有丝分裂前期不会发生基因突变。(✕)‎ ‎4.基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因。(✕)‎ ‎5.在没有外界不良因素的影响下,生物不会发生基因突变。(✕)‎ ‎6.A基因可突变为a基因,a基因也可再突变为A基因。(√)‎ ‎7.基因突变产生的新基因不一定传递给后代。(√)‎ ‎8.诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向。(✕)‎ ‎　　据图分析基因突变机理。‎ ‎(1)①②③分别表示引起基因突变的什么因素?‎ ‎(2)④⑤⑥分别表示什么类型的基因突变?‎ ‎(3)为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变?‎ ‎(4)基因突变都能遗传给有性生殖的后代吗?为什么?‎ ‎(5)基因突变一定产生等位基因吗?为什么?‎ 23‎ 答案　(1)物理、生物、化学。　(2)增添、替换、缺失。　(3)细胞分裂的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。　(4)不一定。基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中时,可通过无性生殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代;基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中时,可通过有性生殖传给后代。　(5)不一定。真核生物基因突变一般可产生它的等位基因,而病毒和原核细胞中不存在等位基因,其基因突变产生的是一个新基因。‎ ‎　　1.基因突变的机理 ‎2.基因突变对生物性状的影响 ‎(1)引起生物性状的改变 如某些碱基对的增添、缺失和替换后引起遗传信息改变,引起部分氨基酸改变,改变蛋白质的结构和功能,从而引起生物性状的改变。(如表)‎ 碱基对 影响范围 对氨基酸的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列 增添 大 不影响插入位置前的序列,只影响插入位置后的氨基酸序列 缺失 大 不影响缺失位置前的序列,只影响缺失位置后的氨基酸序列 ‎　　(2)基因突变不一定导致生物性状的改变 ‎①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状改变。‎ ‎②由于多种密码子决定同一种氨基酸,所以某些基因突变也可能不引起性状的改变。‎ ‎③某些基因突变虽然改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类,但并不影响蛋白质的功能。‎ ‎④隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。‎ ‎3.与基因突变有关的三个知识点 23‎ ‎(1)联系细胞分裂:在细胞分裂间期,DNA复制时,DNA分子双链打开,脱氧核苷酸链极其不稳定,容易发生碱基对的变化。‎ ‎(2)联系细胞癌变:癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。‎ ‎(3)联系生物育种:诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。‎ 考向一　考查基因突变的特点和原因 ‎1.血红蛋白α珠蛋白基因的碱基序列由ATT变成了GTT,导致α珠蛋白链很容易被破坏,引发慢性溶血,严重时导致机体死亡。下列叙述正确的是　(　　)‎ A.上述材料说明基因突变具有普遍性 B.依据对表现型的影响,该基因突变不属于致死突变 C.引起溶血现象的直接原因是细胞中α珠蛋白链增多 D.这种基因突变属于碱基对替换引发的序列变化 ‎1.答案　D　题述材料说明基因突变具有有害性,A错误;依据对表现型的影响,可知该基因突变属于致死突变 ,B错误;引起溶血现象的直接原因是细胞中α珠蛋白链很容易被破坏,C错误;这种基因突变属于碱基对替换引发的序列变化,D正确。‎ ‎2.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变,导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是　(　　)‎ A.①处插入碱基对G-C B.②处碱基对A-T替换为G-C C.③处缺失碱基对A-T D.④处碱基对G-C替换为A-T 23‎ ‎2.答案　B　由赖氨酸的密码子分析,转录模板碱基序列为TTC,确定赖氨酸的密码子为AAG,①处插入、③处缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变,④处碱基对替换后密码子为AAA,还是赖氨酸,②处碱基对替换后密码子为GAG,对应谷氨酸。‎ 题后悟道·归纳 ‎　　基因突变的“一定”与“不一定”‎ ‎(1)基因突变一定会引起基因结构的改变,即基因中碱基排列顺序的改变。‎ ‎(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。‎ ‎(3)基因突变不一定都产生等位基因。‎ 病毒和原核细胞的基因组结构简单,基因数目少,而且一般是单个存在的,不存在等位基因。因此,真核生物基因突变可产生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。‎ 考向二　考查基因突变与生物性状的关系 ‎3.如果细菌控制产生某种“毒蛋白”的基因发生了突变,突变造成的结果使其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下:‎ 基因突变前:甘氨酸　谷氨酸　丙氨酸　苯丙氨酸　谷氨酸 基因突变后:甘氨酸　谷氨酸　天冬氨酸　亮氨酸　赖氨酸 根据上述氨基酸序列确定突变基因的改变最可能是(　　)‎ A.突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤 B.突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶 C.突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤 D.突变基因为一个碱基的增减 ‎3.答案　D　由题意知基因突变前后,前两个氨基酸不变,后三个氨基酸序列发生改变,说明第二个密码子之后的密码子发生了改变,由于碱基的替换只能改变被替换的密码子,不会影响后面的密码子,故该突变基因最可能是因一个碱基的增减造成的。‎ ‎4.(2019山东济南师大附中第五次模拟)科学研究发现突变型棒眼果蝇的出现与常染色体上的两个基因发生突变有关,突变情况如表所示。将突变型棒眼果蝇与野生型圆眼果蝇杂交,F1均为圆眼果蝇;F1雌雄交配,所得F2中圆眼果蝇有450只、棒眼果蝇有30只。下列说法正确的是(　　)‎ 23‎ 突变基因 Ⅰ Ⅱ 碱基变化 C→T CTT→C 蛋白质变化 有一个氨基酸与野生型果蝇的不同 多肽链长度比野生型果蝇的长 A.棒眼果蝇的出现是由于控制眼形的基因发生了碱基对的替换和增添 B.野生型果蝇控制眼形的基因中只有一个发生突变对性状无影响 C.棒眼果蝇的出现说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 D.F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/16‎ ‎4.答案　B　本题主要考查科学思维素养中的演绎与推理。分析表中数据可知,基因Ⅰ发生的是一个碱基被另一个碱基替换,属于碱基对的替换;基因Ⅱ发生的是3个碱基变成1个碱基,属于碱基对的缺失,A错误。由F2果蝇中圆眼∶棒眼=450∶30=15∶1,可知基因Ⅰ、Ⅱ分别位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律,且只有为隐性纯合子时才能表现为棒眼,故只有一个基因发生突变对性状无影响,B正确。从表中分析可得,基因Ⅰ突变将导致蛋白质中一个氨基酸发生改变,基因Ⅱ突变导致蛋白质中肽链变长,但二者都无法判断这种蛋白质是酶还是与眼形相关的结构蛋白,C错误;F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/15=1/5,D错误。‎ 考点二　基因重组 ‎　　1.概念 ‎2.类型 类型 类型1‎ 类型2‎ 类型3‎ 23‎ 图像 示意 ‎　　类型1——　自由组合　:在减数第一次分裂后期,同源染色体分开,等位基因分离;同时,　　　非同源染色体自由组合　,导致非同源染色体上的　非等位基因　自由组合; ‎ 类型2——交叉互换:在减数第一次分裂　四分体　时期,同源染色体的　非姐妹染色单体　之间发生交叉互换; ‎ 类型3——　基因工程　:目的基因经运载体导入受体细胞,导致外源基因与受体细胞中的基因重新组合。可克服远缘杂交　不亲和　的障碍。 ‎ ‎3.结果:产生新的　基因型　,导致重组性状出现。 ‎ ‎4.意义 ‎(1)形成　　生物多样性　的重要原因。 ‎ ‎(2)生物变异的来源之一,有利于生物进化。‎ ‎1.原核生物不存在基因重组。(✕)‎ ‎2.基因型为Aa的个体自交,因基因重组导致子代发生性状分离。(✕)‎ ‎3.一对等位基因不存在基因重组,一对同源染色体存在基因重组。(√)‎ ‎4.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合,导致基因重组。(✕)‎ ‎5.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离。(✕)‎ ‎6.交叉互换和基因突变都能使染色体上原来的基因位置出现等位基因。(√)‎ ‎　　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:‎ 23‎ ‎(1)图a细胞处于减数分裂的　　　　时期。细胞中的1、2号染色体因　　　　　　　发生了　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)图b细胞处于　　　　　　　　　期,该细胞名称为　　　　　　　　,该时期细胞可发生非同源染色体上的　　　　　　　　　　　,即　　　　　。 ‎ 答案　(1)四分体　交叉互换　基因重组　(2)减数第一次分裂后　初级精母细胞　非等位基因自由组合　基因重组 ‎　　1.基因重组过程分析 ‎2.基因重组和基因突变的比较 比较项目 基因突变 基因重组 变异本质 基因分子结构的改变 原有基因的重新组合 发生时间 通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂前期和后期 发生范围 所有生物(普遍性)‎ 主要指能进行有性生殖的真核生物 产生结果 产生新基因或一个以上的等位基因 产生新基因型 意义 生物变异 根本来源 重要来源 生物进化 提供原材料 提供丰富的材料 生物多样性 根本原因 重要原因 应用 人工诱变育种 杂交育种 联系 基因突变产生新基因,为基因重组提供了自由组合的新基因 23‎ 考向一　考查基因重组 ‎1.以下有关基因重组的叙述,错误的是(　　)‎ A.基因型为Aa的个体自交,因基因重组后代出现基因型为AA、Aa、aa的个体 B.同源染色体上的基因也可能发生基因重组 C.一对表现型正常的夫妇生下了一个既白化又色盲的儿子最有可能是因为基因重组 D.同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关 ‎1.答案　A　基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合,基因型为Aa的个体自交,后代出现性状分离与等位基因分离和雌雄配子之间的随机结合有关,A错误。‎ ‎2.下列关于基因重组的叙述,正确的是(　　)‎ A.杂交后代出现3∶1的分离比,不可能是基因重组导致的 B.联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合 C.“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组 D.基因重组导致生物性状多样性,为生物进化提供了最基本的原材料 ‎2.答案　C　如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制的,则杂交后代出现3∶1的分离比,可能是由基因重组导致的,A错误;联会时的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合,B错误;基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原材料,D错误。‎ 题后悟道·归纳 ‎　　基因重组的三点提醒 ‎(1)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)具有一对等位基因的杂合子自交,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。‎ ‎(3)肺炎双球菌的转化实验、转基因技术等属于广义的基因重组。‎ 考向二　考查基因重组与基因突变相关辨析 ‎3.(2019河南洛阳一模)如图是某二倍体动物细胞分裂示意图,其中字母表示基因。据图判断(　　)‎ 23‎ A.此细胞含有4个染色体组,8个DNA分子 B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd C.此细胞发生的一定是显性突变 D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组 ‎3.答案　D　图示细胞有2个染色体组,8个DNA分子;细胞中正在发生同源染色体的分离,非同源染色体上非等位基因的自由组合,即基因重组;图中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因出现了D和d,其对应的同源染色体上含有dd,表明D或d基因是由基因突变产生的,但不能确定是D突变成d,还是d突变成D,故可能发生的是隐性突变,也可能发生的是显性突变,因此该生物体细胞基因型是AaBbCcDd或AaBbCcdd。‎ ‎4.下图是基因型为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 ‎4.答案　C　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的变异只能来自基因突变;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。‎ 题后悟道·方法 ‎　　“三看法”判断基因突变与基因重组 23‎ ‎(1)一看亲子代基因型:‎ ‎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如果亲代基因型为Bb,而次级精母(卵母)细胞中出现Bb的原因是基因突变或交叉互换。‎ ‎(2)二看细胞分裂方式:‎ ‎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)三看染色体:‎ ‎①如果在有丝分裂中期图中,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)‎ ‎②如果在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如果在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)‎ ‎1.(2019海南单科)下列有关基因突变的叙述,正确的是(　　)‎ A.高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中 B.基因突变必然引起个体表现型发生改变 C.环境中的某些物理因素可引起基因突变 D.根细胞的基因突变是通过有性生殖传递的 ‎1.答案　C　高等生物中基因突变可以发生在体细胞或生殖细胞中,A错误;由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变,显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,B错误;环境中的某些物理因素如射线可引起基因突变,C正确;根细胞不是生殖细胞,其基因突变只能通过无性生殖传递,D错误。‎ ‎2.(2019江苏,18,2分)人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的,血红蛋白β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缬氨酸。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A.该突变改变了DNA碱基对内的氢键数 23‎ B.该突变引起了血红蛋白β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 ‎2.答案　A　本题借助基因突变的相关知识,考查考生运用所学知识对生物学问题进行分析、解释得出正确结论的能力;试题通过对镰刀型细胞贫血症的原因、症状设问,体现了科学思维素养中的分析与判断要素。由题干信息可推知,该基因突变为基因中的T—A对变为A—T对,故该突变不改变DNA碱基对内的氢键数,A错误;该突变导致β链第6个氨基酸发生改变,即引起了血红蛋白β链结构的改变,B正确;镰刀型细胞贫血症患者的红细胞在缺氧情况下易破裂,C正确;该病由基因突变引起,不属于染色体异常遗传病,D正确。‎ ‎3.(2018课标全国Ⅰ,6,6分)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(　　)‎ 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 ‎3.答案　C　大肠杆菌属于原核生物,其突变一般指基因突变,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。‎ ‎4.研究发现果蝇有一种储存及利用能量的基因(Indy基因),该基因变异后,可以对果蝇细胞级别的能量吸收进行限制,即让果蝇的细胞节食,进而使果蝇的寿命明显延长。而人类有着和果蝇类似的DNA序列。关于上述研究成果的叙述,正确的是(　　)‎ A.Indy基因变异后,果蝇体内细胞将不再衰老 B.对Indy基因进行诱变,一定可以使果蝇寿命明显延长 23‎ C.Indy基因的正常表达能限制果蝇细胞级别的能量吸收 D.人类有可能研制出一种既能延长寿命又能控制体重的药物 ‎4.答案　D　依据题干信息可知,该基因突变后,使果蝇的细胞节食,进而延长果蝇寿命,但细胞仍会衰老;基因突变具有不定向性,对Indy基因进行诱变不一定使果蝇寿命明显延长;该基因未变异前即正常表达时会使细胞正常储存和利用能量,基因变异后才会导致细胞节食;依据该基因变异后延长寿命的原理,人类有可能研制出延长寿命和控制体重的药物。‎ ‎5.【不定项选择题】最新研究发现白癜风致病根源与人体血清中的酪氨酸酶活性减小或丧失有关,当编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变时,表达产物将变为酶A,下表显示酶A与酪氨酸酶相比,可能出现的四种情况。相关叙述错误的是(　　)‎ 比较指标 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ 患者白癜风面积 ‎30%‎ ‎20%‎ ‎10%‎ ‎5%‎ 酶A氨基酸数目/酪氨酸酶氨基酸数目 ‎1.1‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0.9‎ A.①④中碱基的改变是染色体结构变异导致的 B.②③中氨基酸数目没有改变,对应的mRNA中碱基排列顺序也不会改变 C.①使tRNA种类增多,④使tRNA数量减少,②③中tRNA的数量没有变化 D.①④可能导致控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子位置改变 ‎5.答案　ABC　编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变,说明只是该基因内部结构改变,整个DNA分子上基因的数量和位置都没有改变,所以其属于基因突变,不属于染色体结构变异;编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变,则转录产生的mRNA中碱基排列顺序必然改变;同一tRNA可多次使用,其数量不会随基因中碱基的改变而改变;根据表中①④数据分析,突变后合成的蛋白质中氨基酸数目改变,说明控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子位置可能发生了改变。‎ 一、单项选择题 ‎1.(2019辽宁辽河油田二高高三期末)基因突变既可由隐性基因突变为显性基因,也可由显性基因突变为隐性基因。两种突变都(　　)‎ 23‎ A.不利于生物体生存和进化 B.是由基因发生改变引起的 C.只能在个体发育的特定时期产生 D.能在突变当代观察到突变性状 ‎1.答案　B　基因突变对生物个体来说往往是不利的,但可为生物进化提供原材料,A错误;基因突变能产生新基因,且为原基因的等位基因,B正确;基因突变是随机的,基因突变的随机性可表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,C错误;若基因突变为显性突变,则能在突变当代观察到突变性状,若为隐性突变,则在当代可能观察不到突变性状,D错误。‎ ‎2.(2019江西奉新高级中学高三月考)下图表示发生在细胞内DNA上的一种碱基改变方式,下列叙述正确的是(　　)‎ A.这种改变一定会引起生物性状发生改变 B.该DNA的结构一定没发生改变 C.该DNA的热稳定性一定不变 D.该细胞内一定发生了基因突变 ‎2.答案　C　依题意和分析图示可知:该DNA结构的这种改变属于碱基对的替换,若发生在DNA分子中没有遗传效应的片段上(基因之间的区域),则没有发生基因突变,不会引起生物性状发生改变,若发生在DNA分子中的基因上,则发生了基因突变,由于多个密码子可编码同一种氨基酸,则不一定会引起生物性状发生改变,A、B、D错误;DNA的热稳定性的高低与氢键数目的多少有关,该DNA结构的这种改变,没有改变氢键的数目,所以该DNA的热稳定性不变,C正确。‎ ‎3.(2019福建龙岩高三期末质检)M基因编码含63个氨基酸的肽链。该基因发生插入突变,使mRNA在一个位点增加了AAG三个碱基序列,表达的肽链含64个氨基酸。以下说法不正确的是(　　)‎ A.M基因突变后形成了它的等位基因 23‎ B.M基因突变后,参与基因复制的嘌呤碱基比例不变 C.在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过碱基配对连接 D.突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同 ‎3.答案　C　该基因增添了三个碱基对,可遗传变异方式是基因突变,基因突变会形成原有基因的等位基因,A正确;M基因突变后,新的DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数仍相等,参与基因复制的嘌呤碱基比例不变,B正确;在M基因转录时,形成的mRNA中的核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,C错误;若这三个碱基序列插入的位点是一个密码子中,会有2个氨基酸不同,若插入的位点是两个密码子中间,只有一个氨基酸不同,D正确。‎ ‎4.(2019山西河津二中高三月考)下列对于基因重组的叙述错误的是(　　)‎ A.基因重组是有性生殖生物变异的主要来源 B.抗虫棉的培育是利用基因重组的原理 C.基因重组是生物进化的原材料 D.一对正常夫妻生了一个血友病孩子,是基因重组的结果 ‎4.答案　D　有性生殖的生物变异的主要来源是基因重组,A正确;抗虫棉的培育是利用基因工程技术,其原理是基因重组,B正确;突变和基因重组是生物进化的原材料,C正确;一对正常夫妻生了一个血友病孩子,有可能是基因突变的结果,D错误。‎ ‎5.(2019河北冀州中学9月月考)如图表示雄果蝇(2N=8)进行某种细胞分裂时,处于不同阶段细胞(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体(①~③)的数量。下列叙述正确的是(　　)‎ A.能发生Ⅰ→Ⅱ或Ⅲ→Ⅳ的变化,期间易发生基因突变 B.在Ⅱ阶段的细胞内,有2对同源染色体 C.在Ⅳ阶段的细胞内,可能发生基因重组 D.在Ⅱ、Ⅳ阶段的细胞内,都可能含有两条Y染色体 23‎ ‎5.答案　C　Ⅲ→Ⅳ可以表示减数第一次分裂前的间期,易发生基因突变,正常情况下没有Ⅰ→Ⅱ的变化,A错误;在Ⅱ阶段的细胞内,没有同源染色体,B错误;在Ⅳ阶段的细胞内,可发生同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,或者非同源染色体上的非等位基因的自由组合,C正确;在Ⅱ阶段的细胞内,可能含有一条Y染色体,也可能没有,Ⅳ没有两条Y染色体,D错误。‎ ‎6.已知与人体血红蛋白合成有关的一对等位基因是HbA和HbS,只有纯合子(HbSHbS)患镰刀型细胞贫血症,患者大多于幼年死亡,只含一个致病基因的个体不表现为镰刀型细胞贫血症,并对疟疾具有较强的抵抗力。以下说法错误的是(　　)‎ A.基因HbS是基因突变的结果,可以用显微镜检测镰刀型细胞贫血症 B.纯合子(HbAHbA)具有较强的抗疟疾能力 C.基因HbA和HbS不可能存在于一个染色体组中 D.该现象说明基因突变改变了生物的表现型 ‎6.答案　B　基因HbS是正常基因HbA发生基因突变的结果,突变后形成的镰刀型红细胞可以用显微镜观察到;由题干信息不能得出纯合子(HbAHbA)具有较强的抗疟疾能力;HbA和HbS是一对等位基因,位于一对同源染色体的相同位置上,而同源染色体不会存在于一个染色体组中,因此基因HbA和HbS不可能存在于一个染色体组中;纯合子(HbSHbS)患病,杂合子(HbAHbS)不患病且抗疟疾能力较强,以上现象说明基因突变改变了生物的表现型。‎ ‎7.图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体,图乙表示该卵原细胞形成的一个卵细胞中的一条染色体,两图中的字母均表示对应位置上的基因。下列相关叙述中正确的是(　　)‎ A.图甲中的同源染色体上最多只有三对等位基因 B.图乙中的卵细胞在形成过程中肯定发生了基因突变 C.图中的非等位基因在减数分裂过程中发生了自由组合 D.基因D、d的本质区别是碱基对的排列顺序不同 23‎ ‎7.答案　D　图甲中的同源染色体上标出了三对等位基因,但也有可能存在其他的等位基因,A错误;图乙中的卵细胞在形成过程中发生了交叉互换,B、C错误;D、d属于等位基因,其本质区别是碱基对的排列顺序不同,D正确。‎ ‎8.(2019山东济南师大附中模拟)下列关于生物变异的叙述,正确的是(　　)‎ A.肺炎双球菌R型转化为S型的实质是基因突变 B.基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料 C.基因突变一般不会改变基因的数量,而染色体结构变异都会有基因数量的变化 D.基因重组包括非同源染色体上的非等位基因自由组合和非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换 ‎8.答案　B　肺炎双球菌R型转化为S型的实质是基因重组,A错误;基因突变、基因重组和染色体变异为可遗传变异,可为生物进化提供原材料,B正确;基因突变一般不会改变基因的数量,染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,缺失和重复能导致染色体上基因的数目变化,易位和倒位会导致基因在染色体上的排列顺序发生改变,C错误;基因重组包括非同源染色体上的非等位基因自由组合、同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换等,D错误。‎ ‎9.图为基因型为AaBb的某雄性动物细胞进行分裂的某一时期图。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A.该时期发生在体细胞增殖过程中 B.该分裂过程中一定发生过基因突变 C.该分裂过程中一个精原细胞可能产生三种或四种精子 D.该分裂过程中没有基因重组 ‎9.答案　C　由图可知,该图为减数第二次分裂前期图。该时期发生在生殖细胞形成过程中,A错误;该分裂过程中可能发生了基因突变,也可能在四分体时期发生了交叉互换,B错误;该分裂过程中一个精原细胞经减数分裂可能产生三种或四种精子,C正确;该分裂过程中有基因重组,D错误。‎ 二、不定项选择题 23‎ ‎10.(2018辽宁六校协作体期初)下图表示基因突变的一种情况,其中a、b是核酸链,c是肽链。下列说法错误的是(　　)‎ A.a→b→c表示基因的复制和转录 B.图中由于氨基酸没有改变,所以没有发生基因突变 C.图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性 D.除图示情况外,基因突变还包括染色体片段的缺失和增添 ‎10.答案　ABD　由题图可知,a→b→c表示基因的转录和翻译,A项错误;图中氨基酸没有改变的原因是不同的密码子可能编码同一种氨基酸,B项错误;图中氨基酸没有发生改变,是由于密码子具有简并性,C项正确;染色体片段缺失和增添属于染色体结构的变异,D项错误。‎ ‎11.(2019河南南阳测试)突变基因杂合细胞进行有丝分裂时,出现了如图所示的染色体片段交换,这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后,可能产生的子细胞是(　　)‎ ‎①正常基因纯合细胞　②突变基因杂合细胞　③突变基因纯合细胞 A.①② B.①③‎ C.②③ D.①②③‎ ‎11.答案　D　假设正常基因为A,突变基因为a。染色体片段发生互换后,每条染色体上的染色单体分别含A和a。在有丝分裂后期,着丝点分裂,染色单体分离,这样细胞中出现4条染色体,分别含有基因A、a、A、a,到有丝分裂末期,这些染色体平均分配到不同的子细胞中,可以是两个A同时进入某一细胞中,两个a同时进入某一细胞中,也可以是A和a进入某一细胞中。‎ ‎12.在减数分裂过程中,若同源染色体上具有重复的同源序列,则可能出现错配(图1)。图1细胞中染色体发生错配后,形成的四个子细胞中的两个如图2所示。以下有关叙述正确的是(　　)‎ 23‎ A.减数分裂过程中同源染色体两两配对出现联会现象 B.图1中同源染色体的部分区段未能准确对位 C.图示过程中非姐妹染色单体之间发生片段移接 D.其余两个子细胞染色体含有的片段分别是FBBBd、FBBD ‎12.答案　ABC　联会是指同源染色体两两配对的现象,联会的结果是形成四分体,A正确;图1中同源染色体的部分区段未能准确对位,B正确;图示过程中非姐妹染色单体之间发生移接,一条片段的基因B移接到另一条非姐妹染色单体上,同时基因D和d互换,C正确;正常情况下,子细胞的染色体片段为FBBD、fBBd,因发生错配,现在两个子细胞的基因片段为FBBD、fBD,其余两个子细胞染色体含有的片段分别是FBBBd、fBBd,D错误。‎ 三、非选择题 ‎13.(2019河北承德模拟)在一个鼠(2N)的种群中,鼠的毛色有野生型黄色(A)、突变型灰色(a1)和突变型黑色(a2)三种表现型,基因A对a1和a2为显性,a1对a2为显性,三种基因的形成关系如图所示。请回答:‎ ‎(1)由图可以看出DNA分子中碱基对的　　　　能导致基因突变。 ‎ ‎(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短,这是由于基因突变导致　　　　　　,在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸有　　　　　　　。 ‎ 23‎ ‎(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因,原因最可能是　　　　　　　　　,此时该细胞可能含有　　　　　个染色体组。 ‎ ‎(4)有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点,请从可遗传变异的角度对这一现象作出合理解释。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎13.答案　(1)缺失、替换　(2)翻译提前终止　tRNA、mRNA、rRNA　(3)DNA发生了复制(染色体复制)　1或2或4　(4)部分细胞A基因突变成了a1,表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失,使a1基因表现了出来)‎ 解析　(1)析图可知,A→a1是因为碱基对C—G被T—A替换,A→a2是由于基因A中碱基对T—A(两个)的缺失。(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短,这是由于基因突变导致翻译提前终止,在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类有tRNA、mRNA、rRNA。(3)精巢中的细胞既可进行有丝分裂,也可进行减数分裂,由于间期DNA复制,进行有丝分裂和减数分裂的杂合灰色鼠细胞会含有2个a2基因。若该细胞是处于减Ⅱ前期或中期的次级精母细胞,则含有1个染色体组;若该细胞是处于有丝分裂前、中期细胞或减Ⅱ后期、末期细胞,则含有2个染色体组;若该细胞是处于有丝分裂后期或末期细胞,则含有4个染色体组。综上分析,该细胞可能含有1或2或4个染色体组。(4)A基因控制黄色、a1基因控制灰色,且A对a1为显性。有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点,说明这些杂合黄色小鼠的基因型为Aa1,灰色斑点的出现是由于部分细胞A基因突变成了a1,表现为灰色,也有可能是A基因的染色体片段缺失,使a1基因表现了出来。‎ ‎14.(2019江西南昌模拟)如图表示细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程,该过程被称为NMD作用,能阻止有害异常蛋白的表达。NMD作用常见于人类遗传病中,如我国南方地区高发的地中海贫血症(AUG、UAG分别为起始和终止密码子)。‎ ‎(1)图中异常mRNA与正常mRNA长度相同,推测终止密码子提前出现的原因是基因中发生了　　　　　。 ‎ ‎(2)异常mRNA来自突变基因的　　　　,其降解产物为　　　　　　。如果异常mRNA不发生降解,细胞内就会产生肽链较　　　　的异常蛋白。 ‎ ‎(3)常染色体上的正常β-珠蛋白基因(A+)既有显性突变(A),又有隐性突变(a),两者均可导致地中海贫血症。据表分析:‎ 23‎ 基因型 aa A+A A+a 表现型 重度贫血 中度贫血 轻度贫血 原因 分析 能否发生NMD作用 能 ‎②‎ 能 β-珠蛋白合成情况 ‎①‎ 合成少量 合成少量 表格中①②处分别为:①　　　　;②　　　　;除表中所列外,贫血患者的基因型还有　　　　。 ‎ ‎14.答案　(1)碱基替换　(2)转录　核糖核苷酸　短　(3)无合成　不能　AA、Aa 解析　(1)图中异常mRNA与正常mRNA长度相同,推测终止密码子提前出现的原因是基因中发生了碱基对的替换。(2)突变后的异常基因通过转录过程形成异常mRNA,mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,因此mRNA降解产物是核糖核苷酸;分析题图可知,异常mRNA中终止密码子比正常mRNA中的终止密码子提前出现,因此如果异常mRNA不发生降解,细胞内翻译过程会产生肽链较短的异常蛋白质。(3)分析表格中的信息可知,基因型为A+A和A+a的个体分别表现为中度贫血和轻度贫血,合成的β-珠蛋白少,基因型为aa的个体表现为重度贫血,不能合成β-珠蛋白;根据题干信息可知,基因的显隐性关系为:A>A+>a;A+a的个体能发生NMD作用,体内有正常基因的表达产物,所以表现为轻度贫血;基因型为aa的个体能发生NMD作用,无β-珠蛋白合成,表现为重度贫血;基因型为A+A的个体表现为中度贫血,说明其异常β-珠蛋白基因的表达未能被抑制,因此不能发生NMD作用,导致异常蛋白合成。由题意可知,显性突变(A)和隐性突变(a)均可导致地中海贫血症,因此除表中所列外,贫血患者的基因型还有AA、Aa。‎ ‎15.(2019山东济宁实验中学三模)蕹菜(二倍体)披针叶(Ce)基因与心形叶(C)基因是一对等位基因;自交亲和(Es)基因与自交不亲和(E)基因是一对等位基因。Ce基因比C基因多了T5转座子,T5转座子是可以从染色体所在位置转移到染色体其他位置的DNA片段。相关基因与染色体的位置关系及Ce基因部分结构如图所示。‎ ‎(1)将纯合披针叶、自交亲和植株与纯合心形叶、自交不亲和植株杂交得F1。‎ ‎①F1叶型为心形叶,表明　　　　基因为隐性基因。在基因不发生改变的情况下,F1植株叶型的基因型为　　　　。 ‎ 23‎ ‎②采用DNA分子杂交技术对F1中的Ce基因进行分子水平的检测,结果发现F1中有一半左右的植株中Ce基因发生改变,此变异较一般情况下发生的自然突变频率　　　　,推测可能是　 　　　　　　　的结果。 ‎ ‎(2)从F1中选出基因型为EsE且Ce基因未发生改变的植株进行异花传粉得F2。‎ ‎①若不考虑基因发生改变的情况,则F2中披针叶植株所占比例应为　　　　。 ‎ ‎②从F2的150株披针叶植株中检测出5个植株含E基因,推测F1植株在减数分裂时发生了 ‎　　　　　。 ‎ ‎15.答案　(1)①Ce　CCe　②高　T5发生转位(转移)　(2)①1/4　②基因重组(交叉互换)‎ 解析　(1)①纯合披针叶植株与纯合心形叶植株杂交,F1叶型为心形叶,说明心形叶为显性性状,披针叶为隐性性状,控制该隐性性状的基因即Ce为隐性基因,进而推知双亲的基因型分别为CeCe和CC,F1植株叶型的基因型为CCe。②已知Ce基因比C基因多了T5转座子,T5转座子是可以从染色体所在位置转移到染色体其他位置的DNA片段,据此由题意“F1中有一半左右的植株中Ce基因发生改变”可知:此变异较一般情况下发生的自然突变频率高,可能是T5发生转位(转移)的结果。(2)依题意并结合图示分析可知:F1中基因型为EsE且Ce基因未发生改变的植株的基因型为EsECCe,而且Es和Ce位于同一条染色体上,E和C位于与Es和Ce所在同源染色体的另一条染色体上。①若不考虑基因发生改变的情况,则该F1植物产生的雌配子和雄配子各有2种:EsCe和EC,它们之间的数量比为1∶1,让其进行异花传粉,则所得F2的基因型及其比例为EsEsCeCe∶EEsCCe∶EECC=1∶2∶1,其中EsEsCeCe表现为披针叶,因此F2中披针叶植株所占比例应为1/4。②从F2的150株披针叶植株中检测出5个植株含E基因,说明F1植株在减数第一次分裂的四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换,导致染色单体上的基因重组,即F1植株在减数分裂时发生了基因重组(交叉互换)。‎ 23‎