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2019-2020年高三生物第一輪復習 第5章 第1節(jié) 基因突變和基因重組練習 新人教版必修2 一、基礎全面練(共8小題，每小題5分，共40分) 1.(xx臨川模擬)下圖表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG。據(jù)圖分析正確的是(　　) A.轉運纈氨酸的tRNA一端的裸露的三個堿基是CAU B.②過程是α鏈作模板，以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在有關酶的催化下完成的 C.控制血紅蛋白的基因中任意一個堿基發(fā)生替換都會引起鐮刀型細胞貧血癥 D.人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于血紅蛋白中的一個谷氨酸被纈氨酸取代 【解析】選A。變異后DNA的模板鏈堿基序列是CAT，轉錄出的mRNA堿基序列是GUA，翻譯時對應的tRNA是CAU，A項正確；②過程是轉錄，其原料為核糖核苷酸，而不是脫氧核苷酸，B項錯誤；由于密碼子的簡并性，控制血紅蛋白的基因中任意一個堿基發(fā)生替換不一定引起生物性狀的改變，不一定導致鐮刀型細胞貧血癥，C項錯誤；鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的根本原因是基因中堿基對的替換，直接原因是血紅蛋白中一個谷氨酸被纈氨酸取代，D項錯誤。 【加固訓練】某鐮刀型細胞貧血癥患者因血紅蛋白基因發(fā)生突變，導致血紅蛋白的第六位氨基酸由谷氨酸變成纈氨酸。下列有關敘述不正確的是(　　) A.患者細胞中攜帶谷氨酸的tRNA與正常人不同 B.患者紅細胞中血紅蛋白的空間結構與正常人不同 C.患者血紅蛋白mRNA的堿基序列與正常人不同 D.此病癥可通過顯微觀察或DNA分子雜交檢測 【解析】選A。患者細胞中攜帶谷氨酸的tRNA與正常人相同，A項錯誤；患者由于基因突變引起氨基酸種類發(fā)生替換導致蛋白質的空間結構發(fā)生變化，B項正確；由于患者基因發(fā)生了突變，導致轉錄而來的mRNA的堿基序列發(fā)生改變，C項正確；此病癥可通過顯微觀察紅細胞的形態(tài)或DNA分子雜交檢測基因結構的改變，D項正確。 2.下圖表示基因突變的一種情況，其中a、b是核酸鏈，c是肽鏈。下列說法正確的是(　　) A.a→b→c表示基因的復制和轉錄 B.圖中由于氨基酸沒有改變，所以沒有發(fā)生基因突變 C.圖中氨基酸沒有改變的原因是密碼子具有簡并性 D.除圖示情況外，基因突變還包括染色體片段的缺失和增添 【解題指南】解答本題時，需要注意以下兩點： (1)基因突變不一定引起性狀的改變。 (2)明確簡并性是指多種密碼子決定一種氨基酸的現(xiàn)象。 【解析】選C。由圖可知，a→b→c表示基因的轉錄和翻譯，A項錯誤；只要DNA中堿基對發(fā)生改變，該基因就發(fā)生了基因突變，B項錯誤；圖中氨基酸沒有發(fā)生改變，是由于密碼子具有簡并性，C項正確；染色體片段的缺失和增添屬于染色體結構的變異，D項錯誤。 【延伸探究】 (1)上題b鏈的組成單位是什么？ 提示：b鏈是mRNA，其組成單位是核糖核苷酸。 (2)除了上題中出現(xiàn)的基因突變方式外，基因突變還有哪些方式？ 提示：上題中基因突變的方式是堿基對的替換，除此之外還有堿基對的增添和缺失。 3.(xx南通模擬)下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是(不考慮終止密碼子)(　　) A.第6位的C被替換為T B.第9位與第10位之間插入1個T C.第100、101、102位被替換為TTT D.第103至105位被替換為1個T 【解析】選B。第6位的C被替換為T，可能影響一個氨基酸；第9位與第10位之間插入1個T，從第9位以后的氨基酸可能都發(fā)生變化；第100、101、102位被替換為TTT，氨基酸序列中可能改變一個氨基酸；第103至105位被替換為1個T，第103位以后的氨基酸可能都發(fā)生變化。 4.已知小麥無芒(A)與有芒(a)為一對相對性狀，用適宜的誘變方式處理花藥可導致基因突變。為了確定基因A是否突變?yōu)榛騛，有人設計了以下4個雜交組合，雜交前對每個組合中父本的花藥進行誘變處理，然后與未經(jīng)處理的母本進行雜交。若要通過對雜交子一代表現(xiàn)型的分析來確定該基因是否發(fā)生突變，則最佳的雜交組合是(　　) A.♂無芒♀有芒(♂AA♀aa) B.♂無芒♀有芒(♂Aa♀aa) C.♂無芒♀無芒(♂Aa♀Aa) D.♂無芒♀無芒(♂AA♀Aa) 【解析】選A。由于顯性基因對隱性基因有顯性作用，如果基因A發(fā)生突變而變?yōu)榛騛，這時無芒的純合子父本AA產(chǎn)生含a的雄配子，當遇到含a的雌配子時，形成受精卵aa，將來發(fā)育成的植株表現(xiàn)出隱性性狀。所以，最佳的雜交組合為：父本為顯性純合子，母本為隱性純合子。 【方法技巧】顯性突變與隱性突變的判定方法 (1)類型 (2)判定方法：選取突變體與已知的純合未突變體雜交，根據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。 ①如果子代出現(xiàn)突變性狀，則為顯性突變。 ②如果子代未出現(xiàn)突變性狀，則為隱性突變。 5.(xx菏澤模擬)下列有關基因突變的敘述，錯誤的是(　　) A.只有進行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變 B.基因突變可發(fā)生于生物體發(fā)育的任何時期 C.基因突變是生物進化的重要因素之一 D.基因堿基序列改變不一定導致性狀改變 【解析】選A?；蛲蛔兪侵窪NA分子中堿基對的增添、缺失和替換。進行有性生殖和無性生殖的生物都有可能發(fā)生基因突變，A錯誤；在生物體發(fā)育的任何時期都可發(fā)生基因突變，B正確；基因突變產(chǎn)生新基因，是生物進化的重要因素，C正確；基因堿基序列改變導致mRNA的序列改變，但由于密碼子具有簡并性等多種原因導致生物性狀不一定改變，D正確。 6.圖中①和②表示某精原細胞中的一段DNA分子，分別位于一對同源染色體的兩條非姐妹染色單體的相同位置上。下列相關敘述中，正確的是(　　) A.①和③所在的染色體都來自父方 B.③和④的形成是由于染色體易位 C.③和④上的非等位基因發(fā)生了重新組合 D.③和④形成后，立即被平均分配到兩個精細胞中 【解析】選C。圖中①和②表示一對同源染色體，一條來自父方，一條來自母方；圖中③和④表示發(fā)生交叉互換后的染色體，其上的非等位基因發(fā)生了重新組合，是基因重組的一種，不是非同源染色體之間的易位；③和④形成后，發(fā)生的是減數(shù)第一次分裂過程，會被平均分配到兩個次級精母細胞中。 7.下列過程存在基因重組的是(　　) 【解析】選A?；蛑亟M發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，A項存在兩對等位基因，且是減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程，存在基因重組；B項是精子和卵細胞隨機結合的過程，不存在基因重組；C項是減數(shù)第二次分裂，沒有基因重組；基因重組至少涉及兩對等位基因，D項中是只含一對等位基因的雜合子自交的過程，不存在基因重組。 【易錯提醒】(1)自然條件下，基因重組只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，其他時期，如精子和卵細胞隨機結合以及減數(shù)第二次分裂都不存在基因重組。 (2)基因重組至少存在兩對等位基因才能發(fā)生，一對等位基因不能發(fā)生基因重組。 8.(xx海淀模擬)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列相關敘述中，正確的是(　　) A.這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B.該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體 C.觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D.將該株水稻的花藥離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 【解析】選B。據(jù)題意可知：該植株基因突變之后引起當代性狀改變，由此推出該基因突變屬于顯性突變，該植株為雜合子，A項錯誤；該植株為雜合子，自交后產(chǎn)生的后代中有1/4的變異性狀純合子，B項正確；基因突變是染色體上某一位點的變化，不可以通過觀察染色體的形態(tài)來判斷基因突變的位置，C項錯誤；僅進行花藥離體培養(yǎng)而沒有誘導染色體加倍，得到的僅僅是高度不育的單倍體植株，D項錯誤。 二、能力培優(yōu)練(共2小題，每小題6分，共12分) 9.下圖是某二倍體動物的幾個細胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。據(jù)圖判斷，正確的是(　　) A.甲、乙、丙細胞所處時期均易發(fā)生基因突變 B.乙細胞表明該動物發(fā)生了基因突變或基因重組 C.1與2或1與4的片段交換，均屬于基因重組 D.丙細胞不能進行基因重組 【解析】選D。甲、乙、丙三細胞染色體高度螺旋化，不能進行DNA復制，一般不發(fā)生基因突變；乙圖為有絲分裂圖像，不會發(fā)生基因重組，不能判斷乙細胞發(fā)生了基因突變；丙細胞正在進行減數(shù)第二次分裂，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時期或后期。 【延伸探究】 (1)據(jù)圖判斷，該動物為雌性還是雄性？ 提示：雄性。根據(jù)甲圖細胞質均等分裂可判斷甲為初級精母細胞。 (2)甲細胞完成分裂后，可產(chǎn)生幾種子細胞？ 提示：2種。 10.(xx濟南模擬)研究人員將抗蟲基因(SCK基因)導入水稻，挑選出SCK基因成功整合到染色體上的抗蟲植株(假定SCK基因都能正常表達)。某些抗蟲植株體細胞含兩個SCK基因，假設這兩個基因在染色體上隨機整合，出現(xiàn)如圖所示三種情況。下列相關說法正確的是(　　) A.甲圖個體自交，F(xiàn)1中抗蟲植株和非抗蟲植株的比例為3∶1 B.乙圖個體與正常水稻進行雜交，子代中抗蟲植株和非抗蟲植株的比例為1∶1 C.丙圖個體減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子有1/2含SCK基因 D.丙圖個體自交，F(xiàn)1中抗蟲植株和非抗蟲植株的比例為9∶1 【解題指南】解答本題的切入點是： (1)從個體產(chǎn)生配子的角度來分析含有抗蟲基因的概率。 (2)兩個基因在同一條染色體上，作為一個整體來進行分析。 【解析】選B。甲圖個體兩個SCK基因位于一對同源染色體上，產(chǎn)生的配子100%含有SCK基因，個體自交F1中全部含有抗蟲基因，全部表現(xiàn)為抗蟲；乙圖個體兩個SCK基因都位于一條染色體上，產(chǎn)生的配子50%含有SCK基因，與正常水稻進行雜交，子代中抗蟲植株占50%；丙圖個體減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子有3/4含SCK基因；丙圖個體自交，F(xiàn)1中抗蟲植株和非抗蟲植株的比例為15∶1。 三、大題規(guī)范練(共2小題，共48分) 11.(24分)子葉黃色(Y，野生型)和綠色(y，突變型)是孟德爾研究的豌豆相對性狀之一。野生型豌豆成熟后，子葉由綠色變?yōu)辄S色。 (1)在黑暗條件下，野生型和突變型豌豆的葉片總葉綠素含量的變化見圖1。其中，反映突變型豌豆葉片總葉綠素含量變化的曲線是　　　　。 (2)Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列見圖2。據(jù)圖2推測，Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對的　　　　　 和　　　　。進一步研究發(fā)現(xiàn)，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進入葉綠體，據(jù)此可推測，位點　　　　　　的突變導致了該蛋白的功能異常，從而使該蛋白調控葉綠素降解的能力減弱，最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”。 (3)水稻Y基因發(fā)生突變，也出現(xiàn)了類似的“常綠”突變植株y2，其葉片衰老后仍為綠色。為驗證水稻Y基因的功能，設計了以下實驗，請完善。 一、培育轉基因植株： Ⅰ.植株甲：用含有空載體的農(nóng)桿菌感染　　　　　　　　　　的細胞，培育并獲得純合植株。 Ⅱ.植株乙：　　　　　　　　　　　　　　　　，培育并獲得含有目的基因的純合植株。 二、預測轉基因植株的表現(xiàn)型： 植株甲：　　　　維持“常綠”；植株乙：　　　　　　　　　　　　　　　。 三、推測結論：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)根據(jù)題干所給信息“野生型豌豆成熟后，子葉由綠色變?yōu)辄S色”，可推測出野生型豌豆子葉中葉綠素降解能力較強。分析圖1，B從第6天開始總葉綠素含量明顯下降，因此B代表野生型豌豆，則A代表突變型豌豆。(2)據(jù)圖2可以看出，突變型的SGRy蛋白和野生型的SGRY蛋白相比有3處變異，①處氨基酸由T變成S，②處氨基酸由N變成K，可以確定是基因中相應的堿基對發(fā)生了替換；③處多了兩個氨基酸，可以確定是發(fā)生了堿基對的增添。從圖2中可以看出SGRY蛋白的第12個和第38個氨基酸所在的區(qū)域的功能是引導該蛋白進入葉綠體，根據(jù)題意SGRy蛋白和SGRY蛋白都能進入葉綠體，說明①②處的變異沒有改變其功能，所以突變型的SGRy蛋白功能的改變是由③處變異引起的。 (3)欲通過轉基因實驗驗證Y基因能使葉綠素的降解能力增強，實驗組為含有目的基因Y的突變植株y2，即植株乙；對照組是不含目的基因Y的突變植株y2，即植株甲。用含有空載體的農(nóng)桿菌感染突變植株y2的細胞，是為了排除基因工程中載體本身及其他操作程序對實驗結果的影響。本實驗為驗證性實驗，故預期的結果是植株甲的葉片始終維持“常綠”，而植株乙的葉片不能維持“常綠”，從而證明Y基因的功能是使葉片中葉綠素的降解能力增強。 答案：(1)A (2)替換　增添?、? (3)一、突變植株y2　用含Y基因的農(nóng)桿菌感染突變植株y2的細胞　二、葉片能　葉片不能維持“常綠”　三、Y基因的功能是使葉片中葉綠素的降解能力增強 12.(24分)(xx長治模擬)100年來，果蠅作為經(jīng)典模式生物在遺傳學研究中備受重視。請根據(jù)以下信息回答問題： 假設某隱性致死突變基因有純合致死效應(胚胎致死)，無其他性狀效應。根據(jù)隱性純合子的死亡率，隱性致死突變分為完全致死突變和不完全致死突變。有一只雄果蠅偶然受到了X射線輻射，為了探究這只果蠅X染色體上是否發(fā)生了上述隱性致死突變，請設計雜交實驗并預測最終實驗結果。 實驗步驟：①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。? ③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 結果預測： Ⅰ.如果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 則X染色體上發(fā)生了完全致死突變； Ⅱ.如果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 則X染色體上發(fā)生了不完全致死突變； Ⅲ.如果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 則X染色體上沒有發(fā)生隱性致死突變。 【解析】為了探究該果蠅的致死突變情況，可以選擇該果蠅與多只正常雌果蠅交配，產(chǎn)生數(shù)目較多的F1，再用F1中多只雌果蠅與正常雄果蠅雜交，根據(jù)后代雌雄果蠅比例，作出推斷。 答案：實驗步驟：①讓這只雄果蠅與多只正常雌果蠅雜交?、贔1互交(或：F1雌果蠅與正常雄果蠅雜交) ③統(tǒng)計F2中雄果蠅所占比例(或：統(tǒng)計F2中雌雄果蠅比例) 結果預測：Ⅰ.F2中雄果蠅占1/3(或F2中雌∶雄=2∶1) Ⅱ.F2中雄果蠅占的比例介于1/3至1/2(或F2中雌∶雄介于1∶1～2∶1) Ⅲ.F2中雄果蠅占1/2(或F2中雌∶雄=1∶1)