【生物】2019届一轮复习人教版第22讲基因突变和基因重组学案

【生物】2019届一轮复习人教版第22讲基因突变和基因重组学案

第22讲　基因突变和基因重组 ‎[考纲明细]　1.基因突变的特征和原因(Ⅱ)　2.基因重组及其意义(Ⅱ)‎ 板块一　知识·自主梳理 一、可遗传变异和不可遗传变异 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、基因重组，只在减数分裂过程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。‎ 二、基因突变 ‎1．实例：镰刀型细胞贫血症 ‎(1)病因图解如下 ‎(2)实例要点归纳 ‎①图示中b、c过程分别代表转录和翻译。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．概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。‎ ‎3．时间：主要发生于有丝分裂间期或减Ⅰ分裂前的间期。‎ ‎4．结果：产生等位基因。‎ ‎5．基因突变的原因、特点和意义 三、基因重组 ‎1．概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。‎ ‎2．类型 ‎3．结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。‎ ‎4．意义 ‎(1)是生物变异的来源之一。‎ ‎(2)为生物进化提供材料。‎ ‎(3)是形成生物多样性的重要原因之一。‎ ‎◆　深入思考 DNA分子复制时为什么易发生基因突变？‎ 提示　DNA分子复制过程中，DNA双链解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序的改变，从而使遗传信息改变。‎ ‎◆　自查诊断 ‎1．由基因B1突变得到的等位基因B2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的。(　　)‎ 答案　√‎ ‎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。(　　)‎ 答案　×‎ ‎3．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。(　　)‎ 答案　×‎ ‎4．在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，基因突变和基因重组不会同时发生。(　　)‎ 答案　√‎ ‎5．基因突变的方向是由环境决定的。(　　)‎ 答案　×‎ 板块二　考点·题型突破 考点1‎ 基因突变 ‎[2015·海南高考]关于等位基因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]　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射线的照射会影响基因B和基因b的突变率，B错误；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，C正确；在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变，D正确。‎ ‎[答案]　B 题型一　基因突变特点及结果分析 ‎1．在含有某一种药物的培养基中培养细菌时，往往可以得到对于这一药物具有抗性的极少数细菌。据此不能得出的结论是(　　)‎ A．基因突变具有普遍性 B．基因突变发生的频率很低 C．基因突变是定向的 D．对于这一药物具有抗性说明细菌发生了对本身有利的基因突变 答案　C 解析　基因突变具有不定向性，C错误。‎ ‎2．下列关于基因突变的叙述，错误的是(　　)‎ A．基因突变可以发生在个体发育的任何时期 B．等位基因的产生是基因突变的结果 C．基因突变一定产生等位基因 D．DNA中碱基对替换不一定发生基因突变 答案　C 解析　基因突变指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变。基因突变是随机的，可以发生在个体发育的任何时期，A正确；等位基因的产生是基因突变的结果，B正确；等位基因位于同源染色体上，原核生物没有染色体，即使发生基因突变 也不会产生等位基因，C错误；DNA中非基因片段的碱基对替换不会引起基因突变，D正确。‎ 知识拓展 ‎　关于基因突变的“一定”和“不一定”问题 ‎(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。因此原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。‎ ‎(4)基因突变不一定都能遗传给后代。‎ ‎①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。‎ ‎②如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。‎ 题型二　判断基因突变类型 ‎3．[2017·山东烟台市模拟]下图为人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1169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 答案　B 解析　根据图中1168位的甘氨酸的密码子GGG可知，WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1169位的赖氨酸的密码子是AAG，根据题意，只是1169位的氨基酸发生了改变，所以该基因发生的突变是②处碱基对A－T替换为G－C。‎ ‎4．编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是(　　)‎ 比较指标 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ 酶Y活性/酶X活性 ‎100%‎ ‎50%‎ ‎10%‎ ‎150%‎ 酶Y氨基酸数目/‎ 酶X氨基酸数目 ‎1‎ ‎1‎ 小于1‎ 大于1‎ A．状况①一定是因为氨基酸序列没有变化 B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%‎ C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化 D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加 答案　C 解析　基因突变引起氨基酸种类替换后，蛋白质的功能不一定发生变化，A错误；蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构，状况②中酶Y与酶X的氨基酸数目相同，所以肽键数不变，B错误；状况③氨基酸数目减少，最可能的原因是突变导致了终止密码位置提前，C正确；基因突变不会导致tRNA种类改变，D错误。‎ 技法提升 ‎　基因突变类型的“二确定”‎ ‎(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。‎ ‎(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基 序列判断，若只有一个碱基不同，则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。‎ 题型三　变异类型的判断 ‎5．[2015·江苏高考]经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)‎ A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存 B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异 C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变 D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异 答案　A 解析　白花植株的出现是基因突变的结果，是不定向的，环境起选择作用，不是对环境主动适应的结果，A错误；X射线可能引起基因突变，也可能引起染色体变异，B正确；通过杂交实验可知该突变是显性突变还是隐性突变，若子代表现为突变性状，则为显性突变，若子代表现为正常性状，则为隐性突变，C正确；若白花植株自交后代出现突变性状，则为可遗传变异，若后代无突变性状，则为不可遗传变异，D正确。‎ ‎6．一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1，且雌雄个体之比也为2∶1，这个结果从遗传学角度可作出合理解释的是(　　)‎ A．该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌雄配子致死 B．该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死 C．该突变为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死 D．X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死 答案　B 解析　如果该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雌雄配子致死，假设突变基因为D，则杂交组合为XDXd×XdY，由于XD配子致死，子代为1XdXd(野生)∶1XdY(野生)，A错误；如果该突变基因为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，假设突变基因为D，则杂交组合为XDXd×XdY，子代为1XDXd(突变)∶1XdXd(野生)∶1XDY(突变)∶1XdY(野生)，由于XDY致死，因此F1中野生型与突变型之比为2∶1，且雌雄个体之比也为2∶1，B正确；如果该突变基因为X染色体隐性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，假设突变基因为d，则杂交组合为XdXd×XDY，由于含该突变基因的雄性个体致死，则子代全为XDXd(野生)，C错误；如果X染色体片段发生缺失可导致突变型，且缺失会导致雌配子致死，假设发生缺失X染色体为X－，则杂交组合为XX－×XY，雌配子X－致死，故子代为1XX(野生)∶1XY(野生)，D错误。‎ 技法提升 ‎1.可遗传变异与不可遗传变异的判断 判定方法 ‎2．显性突变和隐性突变的判定 ‎(1)类型 ‎(2)判定方法 ‎①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。‎ ‎②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。‎ 题型四　基因突变与生物性状关系 ‎7．枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表。下列叙述正确的是(　　)‎ 注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。‎ A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变 答案　A 解析　根据表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉素的培养基中存活，说明突变型具有链霉素抗性，A正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(56位氨基酸)有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换所致，C错误；枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起选择作用，D错误。‎ ‎8．拟南芥细胞中某个基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对，下列分析正确的是(　　)‎ A．根尖成熟区细胞一般均可发生此过程 B．该细胞的子代细胞中遗传信息不会发生改变 C．若该变异发生在基因中部，可能导致翻译过程提前终止 D．若在插入位点再缺失3个碱基对，对其编码的蛋白质结构影响最小 答案　C 解析　根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞，已经失去分裂能力，细胞中不会发生DNA复制，一般不会发生题述过程，A错误；拟南芥细胞中某个基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对，说明发生了基因突变，导致遗传信息发生改变，如果该细胞进行增殖，突变的基因可能会随DNA分子进入子细胞，B错误；若该变异发生在基因中部，有可能使该基因转录的mRNA分子中提前出现终止密码子，导致翻译过程提前终止，C正确；若在插入位点再缺失3个碱基对，会使该基因转录的密码子从插入位点后全部改变，导致其编码的蛋白质结构与原来差异很大，D错误。‎ 技法提升 ‎　基因突变与生物性状的关系 ‎(1)基因突变对生物性状改变的影响 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 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而影响插入位置后的序列 缺失 大 不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列 ‎(2)基因突变可改变生物性状的4大成因 ‎①基因突变可能引发肽链不能合成；‎ ‎②肽链延长(终止密码子推后出现)；‎ ‎③肽链缩短(终止密码子提前出现)；‎ ‎④肽链中氨基酸种类改变；‎ 以上改变会引发蛋白质的结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。‎ ‎(3)基因突变未引起生物性状改变的4大原因 ‎①突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。‎ ‎②密码子简并性：若基因突变发生后，引起了mRNA 上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多个密码子，若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。‎ ‎③隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。‎ ‎④有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变。 ‎ 题型五　突变基因位置判断 ‎9．某生物兴趣小组偶然发现一突变植株，其突变性状是由其一条染色体上的某个基因突变产生的[假设突变性状和野生性状由一对等位基因(A、a)控制]，为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体中的位置，设计了如下杂交实验方案：该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交；观察记录子代中雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，如表所示。‎ 性别 野生 性状 突变 性状 突变性状/‎ ‎(野生性状＋突变性状)‎ 雄株 M1‎ M2‎ Q＝M2/(M1＋M2)‎ 雌株 N1‎ N2‎ P＝N2/(N1＋N2)‎ 下列有关实验结果和结论的说法不正确的是(　　)‎ A．如果突变基因位于Y染色体上且为显性，则Q和P值分别为1、0‎ B．如果突变基因位于X染色体上且为显性，则Q和P值分别为0、1‎ C．如果突变基因位于X和Y的同源区段，且为显性，则该株突变个体的基因型为XAYa、XaYA或XAYA D．如果突变基因位于常染色体上且为显性，则Q和P值分别为、 答案　C 解析　若突变基因位于Y染色体上，由于雌株不含Y染色体，所有的雄株均含有Y染色体，故Q和P值分别为1、0，A正确；若突变基因位于X染色体上且为显性，子代雄株的X染色体来自野生纯合雌株，表现为非突变性状，而子代的雌株均为突变株，故Q和P值分别为0、1，B正确；若突变基因位于X、Y染色体的同源区段，且为显性，则该突变雄株的基因型为XaYA或XAYa，C错误；如果突变基因位于常染色体上，则后代的表现无性别之分，若突变基因为显性，则Q和P值相等，均为，D正确。‎ ‎10．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．若箭头处的碱基突变为T，则对应反密码子变为UAG B．基因P和基因Q转录时都以b链为模板合成mRNA C．若基因P缺失，则该小白鼠发生了基因突变 D．基因P在该动物神经细胞中数目最多时可有4个 答案　A 解析　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，B错误；基因Q对应密码子为AUG、GUC、UCC，箭头处的碱基突变为T，对应密码子突变为AUC，则反密码子变为UAG，A正确；若基因P缺失，则该小白鼠发生了染色体结构变异(缺失)，C错误；动物神经细胞不能再分裂，基因不再复制，故最多有2个基因P位于1对同源染色体上，D错误。‎ 考点2‎ 基因重组 ‎[江苏高考]某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(见右图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(　　)‎ A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离 C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 ‎[解析]　从题中信息可知，获得缺失染色体的花粉不育，则正常情况下，突变植株为父本，通过减数分裂只产生含b的可育花粉，测交后代表现型应都为白色性状，而题中已知测交后代中部分为红色性状，推知父本减数分裂过程中产生了含B基因的正常染色体的可育花粉，而产生这种花粉最可能的原因是减数第一次分裂同源染色体联会时非姐妹染色单体之间发生交叉互换，D符合题意。基因突变频率很低，与题中出现部分红色性状不符，减数第二次分裂时姐妹染色单体分开与此题出现的现象无关，减Ⅱ时没有非姐妹染色单体的自由组合，故A、B、C三项均不符合题意。‎ ‎[答案]　D 题型一　基因重组范围、类型及意义 ‎1．下列关于基因重组的叙述错误的是(　　)‎ A．基因重组通常发生在有性生殖过程中 B．基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料 C．同源染色体上的非等位基因可以发生重组 D．非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组 答案　D 解析　同源染色体上的非等位基因可以通过交叉互换发生重组，非同源染色体上的非等位基因可以通过非同源染色体自由组合发生重组。‎ ‎2．下列关于基因重组的说法，不正确的是(　　)‎ A．生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组 B．减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组 C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D．一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能 答案　B 解析　减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组，姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组。一般情况下，减数分裂过程中存在基因重组，而根尖细胞只能进行有丝分裂，所以不会发生基因重组。‎ 技法提升 基因重组只是“原有基因间的重新组合”，它既未改变基因的“质”(未产生“新基因”)也未改变基因的“量”，只是产生了“新基因型”，其所产生的性状应称作“重组性状”而不是“新性状”。‎ 题型二　细胞分裂图中基因突变和基因重组的判断 ‎3．[2017·福建福州八县联考]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 答案　C 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的不同可能来自于基因突变或减I前期的交叉互换(基因重组)，C正确。‎ ‎4．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 答案　C 解析　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；该分裂过程中有可能发生过基因突变，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。‎ 技法提升 ‎　判断基因重组和基因突变的方法 ‎(1)根据细胞分裂方式判断 ‎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。‎ ‎(2)根据染色体图示判断 板块三　方向·真题体验 ‎1．[2016·海南高考]依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是(　　)‎ A．DNA分子发生断裂 B．DNA分子发生多个碱基增添 C．DNA分子发生碱基替换 D．DNA分子发生多个碱基缺失 答案　C 解析　DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，可能是由于DNA编码序列中发生了碱基对的替换，替换后的DNA编码序列转录成的mRNA上的密码子与原密码子编码的是同种氨基酸，C正确。‎ ‎2．[2015·四川高考]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增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是(　　)‎ A．M基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加 B．在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接 C．突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同 D．在突变基因的表达过程中，最多需要64种tRNA参与 答案　C 解析　由DNA分子的结构特点可知，DNA分子中嘌呤核苷酸的数目与嘧啶核苷酸的数目始终相等，故嘌呤核苷酸比例始终不变，A错误；M基因转录时，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，B错误；增加的三碱基序列AAG，如果插入点在某两个密码子之间则一个氨基酸不同，如果插入点在某个密码子内部，则最多有两个氨基酸不同，C正确；在基因表达过程中，最多需要61种tRNA参与，D错误。‎ ‎3．[2016·全国卷Ⅲ]基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：‎ ‎(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者________。‎ ‎(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以________为单位的变异。‎ ‎(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。‎ 答案　(1)少　(2)染色体　(3)一　二　三　二 解析　(1)基因突变涉及某一基因中碱基对的增添、缺失和替换，而染色体变异往往涉及许多基因中碱基对的缺失、重复或排列顺序的改变，故基因突变所涉及的碱基对的数目比染色体变异少。‎ ‎(2)染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内染色体数目以 染色体组的形式成倍地增加或减少，另一类是细胞内个别染色体的增加或减少。‎ ‎(3)根据题干信息“AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体”可知，AA和aa植株突变后的基因型都为Aa。若AA植株发生隐性突变，F1(Aa)自交，子二代的基因型为AA、Aa、aa，则最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状，且最早在子二代中能分离得到隐性突变的纯合体。若aa植株发生显性突变，则最早在子一代中可观察到该显性突变的性状，F1(Aa)自交，子二代(F2)的基因型为AA、Aa、aa，由于基因型为AA和Aa的个体都表现为显性性状，故欲分离出显性突变纯合体，需让F2自交，基因型为AA的个体的后代(F3)不发生性状分离，则最早在子三代中能分离得到显性突变的纯合体。‎ 限时规范特训 一、选择题 ‎1．[2017·大庆模拟]经检测某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因是(　　)‎ A．遗传信息没有改变 B．遗传基因没有改变 C．遗传密码没有改变 D．控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变 答案　D 解析　基因突变会导致遗传信息改变，A不符合题意；基因突变后遗传基因发生改变，相应的遗传密码也会发生改变，B、C不符合题意；由于密码子的简并性，基因突变后，其控制合成的蛋白质的氨基酸序列没有改变，因此其性状不会发生改变，D符合题意。‎ ‎2．[2017·河北武邑中学检测]下列关于基因突变的叙述，不正确的是(　　)‎ A．基因中个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能 B．基因突变是普遍存在的，随机发生的，也是不定向的 C ‎．基因突变是新基因产生的途径，但自然条件下基因突变的频率很低 D．有性生殖产生的后代之间的差异主要是由基因突变引起的 答案　D 解析　由于一个氨基酸可以由多个密码子决定，基因中发生个别碱基对的替换后，可能翻译形成相同的氨基酸，则可能不影响蛋白质的结构和功能，A正确；基因突变是普遍存在的，随机发生的，也是不定向的，B正确；基因突变是新基因产生的途径，但自然条件下基因突变的频率很低，C正确；有性生殖产生的后代之间的差异主要是由基因重组引起的，D错误。‎ ‎3．[2017·重庆一中月考]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 答案　C 解析　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，则杂交后代出现3∶1的分离比，可能是基因重组导致的，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；基因重组导致生物性状多样性，是生物变异的重要来源，生物变异的根本来源是基因突变，基因突变为生物变异提供了最原始的材料，D错误。‎ ‎4．[2017·河北石家庄二中期末]基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变，关于这种改变的说法正确的是(　　)‎ ‎①若发生在配子形成过程中，可以通过有性生殖遗传给后代　②若发生在体细胞中，一定不能遗传　③若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞　④都是外来因素影响引起的 A．①②③④ B．①③④‎ C．①③ D．①②③‎ 答案　C 解析　基因突变若发生在配子形成过程中，可以通过有性生殖遗传给后代，①正确；基因突变若发生在体细胞中，一般不能遗传给后代，但植物可通过无性繁殖将突变基因传递给后代，②错误；正常细胞中原癌基因和抑癌基因发生基因突变，可能导致正常细胞发生癌变，③正确；引起基因突变的因素既有外界因素，也有生物个体的内部因素，④错误。‎ ‎5．下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．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有普遍性 B．Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但不属于基因突变 C．一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期时间相对较长 D．在减数分裂的四分体时期，b、c之间可发生交叉互换 答案　B 解析　基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变的随机性，而不是普遍性，A错误；Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但是Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的DNA片段，故不属于基因突变，B正确；一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要原因是基因突变主要发生在DNA复制过程中，C错误；在减数分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体间会发生交叉互换，b、c 是同一条染色体上的基因，不能发生交叉互换，D错误。‎ ‎6．[2017·江西丰城中学检测]由于基因突变，细胞中有一种蛋白质在赖氨酸残基(位置)上发生了变化。已知赖氨酸的密码子为AAA或AAG；天冬氨酸的密码子为GAU或GAC；甲硫氨酸的密码子为AUG。根据已知条件，你认为基因模板链上突变后的脱氧核苷酸和替代赖氨酸的氨基酸分别是(　　)‎ 答案　D 解析　基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变，根据题意，只有赖氨酸(密码子为AAG)变成甲硫氨酸(密码子为AUG)能符合此规律。即在模板链上，赖氨酸对应的TTC中的T突变为A，成为TAC，指导生成甲硫氨酸(密码子为AUG)。‎ ‎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 答案　D 解析　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，所以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．[2016·山西大学附中测试]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与亲本基因型相同的子代个体 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，子一代雌雄均为红眼 答案　C 解析　杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎属于一对基因分离导致的性状分离，A错误；基因重组通常发生在减数分裂过程中，即形成配子的过程中，雌雄配子结合过程中不会发生基因重组，B错误；杂合黄色圆粒豌豆自交出现绿色皱粒，是基因重组引起的性状重组，C 正确；果蝇的红眼与白眼由一对基因控制，不发生基因重组，D错误。‎ ‎9．[2016·合肥二检]如图是某DNA片段的碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸—亮氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—酪氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG，亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，终止密码子是UAA、UAG、UGA)。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．该片段编码蛋白质时以a链为模板合成信使RNA B．若1处的碱基对C∥G替换成T∥A，编码的氨基酸序列不变 C．若2处的碱基对C∥G替换成A∥T，编码的氨基酸数目不变 D．发生一个碱基对的缺失对氨基酸序列的影响总是大于发生三个碱基对的缺失 答案　B 解析　根据起始密码子为AUG，b链左侧的TAC能与AUG配对，这说明转录的模板链是b链，A错误；若1处的碱基对C∥G替换成T∥A，则相应的密码子由原来的CUA变化为UUA，CUA和UUA都决定亮氨酸，故编码的氨基酸序列不变，B正确；若2处的碱基对C∥G替换成A∥T，则相应的密码子由原来的UAC变化为UAA，UAA是终止密码子，则编码的氨基酸数目减少，C错误；如果一个碱基对的缺失发生在基因的末端，则对氨基酸序列的影响可能小于发生三个碱基对的缺失，D错误。‎ ‎10．[2017·河北衡水中学模拟]某动物的初级卵母细胞中，由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因一定不是(　　)‎ A．发生基因突变 B．发生过交叉互换 C．染色体结构变异 D．发生了自由组合 答案　D 解析　两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同的原因有三种可能：间期发生了基因突变、四分体时期发生过交叉互换或发生过染色体结构变异，A、B、C不符合题意；自由组合只发生在非同源染色体间，D符合题意。‎ ‎11．下表是苋菜抗“莠去净”(一种除草剂)突变品系和敏感品系的部分DNA碱基和氨基酸所在的位置。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．基因中碱基的改变，一定能引起蛋白质中氨基酸的改变 B．其抗性的产生是由于基因上的密码子发生了改变 C．其抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第228位氨基酸的有关碱基中的A被G代替 D．抗性品系不能再突变为敏感品系 答案　C 解析　基因中碱基的改变，不一定能引起蛋白质中氨基酸的改变，因一种氨基酸可能有多种密码子，A错误；苋菜的抗性是由基因上的碱基对改变最终引起蛋白质结构的改变而产生的，密码子位于mRNA上，B错误；基因突变是不定向的，抗性品系也可能突变为敏感品系，D错误。‎ ‎12．[2017·合肥模拟]如图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图，据图判断不正确的是(　　)‎ A．甲细胞表明该动物发生了基因突变 B．乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变 C．丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换 D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代 答案　D 解析　据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图分析可知，该动物没有a基因。甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果，A正确；乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果，B正确；丙图也表示减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的，C正确；甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代，D错误。‎ 二、非选择题 ‎13．[2017·江苏镇江模拟]图甲为动物免疫细胞亚显微结构模式图，图乙表示其细胞中某正常基因片段控制合成多肽的过程。请据图回答：[可能用到的密码子：天冬氨酸(GAU、GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，酪氨酸(UAU、UAC)]。‎ ‎(1)若图乙表示抗体形成过程，则Ⅰ、Ⅱ分别发生在图甲的________(用图中标号表示)，肽链形成后需经________(用图中标号表示)加工分泌到细胞外。‎ ‎(2)图乙中第三对碱基由T/A变为C/G，该突变对性状________(填“有”或“无”)影响，其意义是________________。‎ ‎(3)若图乙合成的肽链中氨基酸序列变为：天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸，则该基因片段发生的突变是_________________________。‎ 答案　(1)③⑥　④⑤　(2)无　有利于维持生物遗传性状的相对稳定　(3)第三对碱基T/A或第四对碱基C/G丢失 解析　(1)抗体是分泌蛋白，其合成过程包含转录和翻译两个过程，Ⅰ转录在③细胞核，Ⅱ翻译在⑥核糖体。肽链合成后，需要经过④内质网和⑤高尔基体加工才能分泌到细胞外。‎ ‎(2)图乙中第三对碱基由T/A变为C/G，对应的密码子由GAU变为GAC，对应的氨基酸都是天冬氨酸，所以对性状没有影响，其意义是有利于维持生物遗传性状的相对稳定。‎ ‎(3)第三对碱基T/A或第四对碱基C/G丢失都会造成氨基酸序列变为：天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸。‎ ‎14．将果蝇进行诱变处理后，其染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测上述三种情况。‎ 检测X染色体上的突变情况：实验时，将经诱变处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇筛选交配(B表示红眼基因)得F1，使F1单对筛选交配，分别饲养，观察F2的分离情况。‎ 预期结果和结论：‎ ‎(1)若F2中表现型为3∶1，且雄性中有隐性突变体，则说明__________________________________________________。‎ ‎(2)若F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体，则说明__________________________________________________。‎ ‎(3)若F2中♀∶♂＝2∶1，则说明________________________。‎ 答案　(1)发生了隐性突变　(2)没有发生突变 ‎(3)发生了隐性致死突变 解析　图解中给出了F2的四种基因型，若X染色体上发生隐性突变，则F2中表现型为3∶1，且雄性中有隐性突变体；若X染色体上没发生突变，则F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体；若X染色体上发生隐性致死突变，则F2中♀∶♂＝2∶1。‎ ‎15．[2016·山东德州期中]研究发现某野生型二倍体植株3号染色体上有一个基因发生突变，且突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传。‎ ‎(1)据此判断该突变为________(填“显性”或“隐性”)突变。‎ ‎(2)若正常基因与突变基因编码的蛋白质分别表示为Ⅰ、Ⅱ，其氨基酸序列如下图所示：‎ 据图推测，产生Ⅱ的原因是基因中发生了________，进一步研究发现，Ⅱ的相对分子质量明显大于Ⅰ，出现此现象的原因可能是_________________________________________________________。‎ 答案　(1)隐性　(2)碱基对的增添或缺失　终止密码子位置后移，导致翻译(或蛋白质合成)终止延后 解析　(1)题干中指出突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传，由此判断该突变为隐性突变，突变个体为隐性纯合子。‎ ‎(2)分析突变基因编码的蛋白质Ⅱ可知，从突变位点之后氨基酸的种类全部改变，这说明基因中发生了碱基对的增添或缺失，若mRNA上终止密码子位置后移，则会导致翻译终止延后，使合成的蛋白质相对分子质量增大。‎