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課時(shí)規(guī)范練20 基因突變、基因重組、染色體變異 一、選擇題 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述,錯(cuò)誤的是(　　) A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因 B.X射線(xiàn)的照射不會(huì)影響基因B和基因b的突變率 C.基因B中的堿基對(duì)G—C被堿基對(duì)A—T替換可導(dǎo)致基因突變 D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變 答案B 解析基因突變具有不定向性,等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因,A項(xiàng)正確。X射線(xiàn)屬于物理誘變因子,可以使基因B和基因b的突變率增加,B項(xiàng)錯(cuò)誤。堿基對(duì)的替換、增添和缺失都可導(dǎo)致基因突變,C項(xiàng)、D項(xiàng)都正確。 2.Tay-Sachs病是一種基因病,可能是由基因突變從而產(chǎn)生異常酶引起的。下表為正常酶和異常酶的部分氨基酸序列。根據(jù)題干信息,推斷異常酶的mRNA不同于正常酶的mRNA的原因是(　　) 4 5 6 7 正常酶 蘇氨酸 (ACU) 絲氨酸 (UCU) 纈氨酸 (CUU) 谷氨酸 (CAG) 異常酶 蘇氨酸 (ACU) 酪氨酸 (UAC) 絲氨酸 (UCU) 纈氨酸 (CUU) A.第5個(gè)密碼子前插入U(xiǎn)AC B.第5個(gè)密碼子中插入堿基A C.第6個(gè)密碼子前UCU被刪除 D.第7個(gè)密碼子中的C被G替代 答案A 解析若第5個(gè)密碼子前插入U(xiǎn)AC,則第4個(gè)密碼子編碼的氨基酸不變,第5個(gè)密碼子編碼的氨基酸為酪氨酸,第6、7個(gè)密碼子編碼的氨基酸依次是原先第5、6個(gè)密碼子編碼的氨基酸,與表中內(nèi)容相符,A項(xiàng)正確。第5個(gè)密碼子中插入堿基A,則第5、6、7個(gè)密碼子依次是UAC、UCU、UCA,與表中內(nèi)容不符,B項(xiàng)錯(cuò)誤。第6個(gè)密碼子前UCU被刪除,則第5、6個(gè)密碼子應(yīng)該為CUU、CAG,與表中內(nèi)容不符,C項(xiàng)錯(cuò)誤。第7個(gè)密碼子中的C被G替代,則第5、6個(gè)密碼子應(yīng)該不變,且第7個(gè)密碼子應(yīng)該為GAG,與表中內(nèi)容不符,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.二倍體野生香蕉果實(shí)中有大量的硬子,無(wú)法食用,人們食用的香蕉是三倍體。下列敘述正確的是(　　) A.二倍體香蕉體細(xì)胞在有絲分裂中期含有四個(gè)染色體組 B.三倍體香蕉體細(xì)胞在有絲分裂前期同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂 C.確認(rèn)香蕉細(xì)胞中染色體數(shù)目時(shí)應(yīng)該觀察有絲分裂中期的細(xì)胞 D.將二倍體香蕉細(xì)胞低溫誘導(dǎo)后置于顯微鏡下可看到三倍體細(xì)胞 答案C 解析二倍體香蕉體細(xì)胞在有絲分裂中期含有兩個(gè)染色體組,A項(xiàng)錯(cuò)誤。三倍體香蕉體細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂前期同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂,B項(xiàng)錯(cuò)誤。有絲分裂中期染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰,是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期,C項(xiàng)正確。將二倍體香蕉細(xì)胞低溫誘導(dǎo)后置于顯微鏡下可看到二倍體、四倍體細(xì)胞,但不會(huì)觀察到三倍體細(xì)胞,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.下列有關(guān)基因突變、基因重組和染色體變異的表述,正確的是(　　) A.基因突變會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因突變可能破壞生物體與環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系而對(duì)生物有害 C.染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類(lèi)的變化 D.同源染色體上非等位基因的重組在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中均可發(fā)生 答案B 解析基因突變僅僅會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變,不會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,A項(xiàng)錯(cuò)誤?；蛲蛔兙哂卸嗪ι倮?可能破壞生物體與環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系而對(duì)生物有害,B項(xiàng)正確。染色體片段的缺失和重復(fù)會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)量和排序的變化,不一定會(huì)導(dǎo)致種類(lèi)改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤。同源染色體上非等位基因的重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.(2018天津理綜)果蠅的生物鐘基因位于X染色體上,有節(jié)律(XB)對(duì)無(wú)節(jié)律(Xb)為顯性;體色基因位于常染色體上,灰身(A)對(duì)黑身(a)為顯性。在基因型為AaXBY的雄蠅減數(shù)分裂過(guò)程中,若出現(xiàn)一個(gè)AAXBXb類(lèi)型的變異細(xì)胞,有關(guān)分析正確的是(　　) A.該細(xì)胞是初級(jí)精母細(xì)胞 B.該細(xì)胞的核DNA數(shù)是體細(xì)胞的一半 C.形成該細(xì)胞過(guò)程中,A和a隨姐妹染色單體分開(kāi)發(fā)生了分離 D.形成該細(xì)胞過(guò)程中,有節(jié)律基因發(fā)生了突變 答案D 解析本題考查細(xì)胞減數(shù)分裂及變異的有關(guān)內(nèi)容。整個(gè)過(guò)程中,染色體只復(fù)制1次,而細(xì)胞連續(xù)分裂2次。由題意知:基因型為AaXBY的雄果蠅進(jìn)行減數(shù)分裂,首先DNA復(fù)制,DNA數(shù)目增加一倍 ,初級(jí)精母細(xì)胞基因型可表示為AAaaXBXBYY,伴隨著同源染色體分離,非同源染色體自由組合,形成的次級(jí)精母細(xì)胞基因型可表示為AAXBXB和aaYY(或AAYY和aaXBXB),此時(shí)核DNA含量與正常體細(xì)胞的相等,故A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤。而題目中出現(xiàn)的AAXBXb是基因突變的結(jié)果,故D項(xiàng)正確。 知識(shí)歸納:減數(shù)分裂過(guò)程中,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中,著絲點(diǎn)分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過(guò)程中。 6.(2018全國(guó)Ⅰ理綜)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng),但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng),N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間后,再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷,下列說(shuō)法不合理的是 (　　) A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失 B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來(lái)的 C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X D.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移 答案C 解析本題的整體命題思路借鑒肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。由題意知,大腸桿菌M和N是由大腸桿菌X突變而來(lái),大腸桿菌X既可以自身產(chǎn)生氨基酸甲,也可以產(chǎn)生氨基酸乙,而突變體M不能產(chǎn)生氨基酸甲,突變體N不能產(chǎn)生氨基酸乙。所以,將兩個(gè)突變體單獨(dú)在基本培養(yǎng)基中培養(yǎng)都不能生存。將它們?cè)诩群被峒子趾被嵋业呐囵B(yǎng)基中培養(yǎng),兩種突變體都可以生存。然后本題的思路轉(zhuǎn)移到了證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一——肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,突變體M和突變體N可以通過(guò)基因轉(zhuǎn)移獲得正常的基因,從而恢復(fù)到了突變前的菌株X,細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是DNA而不是RNA,即促使兩種突變體轉(zhuǎn)化成菌種X的不是RNA,而是遺傳物質(zhì)DNA。 7.圖1表示果蠅卵原細(xì)胞中的一對(duì)同源染色體,圖2表示該卵原細(xì)胞形成的一個(gè)卵細(xì)胞中的一條染色體,兩圖中的字母均表示對(duì)應(yīng)位置上的基因。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.圖1中的同源染色體上最多有三對(duì)等位基因 B.圖2中的卵細(xì)胞在形成過(guò)程中肯定發(fā)生了基因突變 C.圖中的非等位基因在減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生了自由組合 D.基因D、d的本質(zhì)區(qū)別是堿基對(duì)的排列順序不同 答案D 解析圖1中的同源染色體上表示出了三對(duì)等位基因,還存在其他的等位基因,只是未表示出來(lái),A項(xiàng)錯(cuò)誤。圖2中的卵細(xì)胞在形成過(guò)程中可能發(fā)生了基因突變或交叉互換,所以B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤。D、d屬于等位基因,所以其本質(zhì)區(qū)別是堿基對(duì)的排列順序不同,D項(xiàng)正確。 8.下圖為結(jié)腸癌發(fā)病過(guò)程中細(xì)胞形態(tài)和部分染色體上基因的變化。下列敘述正確的是(　　) A.圖示中與結(jié)腸癌有關(guān)的基因互為等位基因 B.結(jié)腸癌的發(fā)生是多個(gè)基因突變累積的結(jié)果 C.圖中染色體上的基因變化說(shuō)明基因突變是隨機(jī)和定向的 D.突變基因必將傳遞給子代個(gè)體 答案B 解析等位基因是位于同源染色體的同一位置上,控制著相對(duì)性狀的基因,圖示中與結(jié)腸癌有關(guān)的基因位于一組非同源染色體上,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖可知,當(dāng)4處基因突變累積后,正常細(xì)胞成為癌細(xì)胞,B項(xiàng)正確。基因突變有隨機(jī)性和不定向性,C項(xiàng)錯(cuò)誤?；蛲蛔?nèi)舭l(fā)生在配子中,則可能傳給后代,若發(fā)生在體細(xì)胞中,一般不能遺傳給后代,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.豌豆的株高與赤霉素合成有關(guān),其性狀是由一對(duì)等位基因(T、t)控制的,等位基因(T、t)的遺傳信息的結(jié)構(gòu)只相差1個(gè)核苷酸。隱性基因t產(chǎn)生的酶的活性相當(dāng)于正常酶的1/20。下列敘述正確的是(　　) A.基因通過(guò)控制酶的合成控制細(xì)胞代謝來(lái)間接控制豌豆的株高 B.在雜合子體內(nèi),只有T基因表達(dá),可產(chǎn)生大量赤霉素 C.用赤霉素處理基因型為tt的植株,可使它生長(zhǎng)為高植株,該植株的自交后代仍為高植株 D.基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致遺傳信息的改變 答案A 解析基因可通過(guò)控制相關(guān)蛋白質(zhì)的合成進(jìn)而直接控制生物性狀,基因還可通過(guò)控制酶的合成控制細(xì)胞代謝間接控制豌豆的株高;據(jù)題意可知,t基因也能表達(dá);赤霉素是一種植物激素,在植物體內(nèi)的含量很少,用赤霉素處理植株,可使tt個(gè)體發(fā)育為高植株,但不改變其基因型,因此它的自交后代仍為矮植株;遺傳信息是指基因中脫氧核苷酸的排列順序,基因突變一定導(dǎo)致遺傳信息改變。 10.下圖為果蠅體內(nèi)某個(gè)細(xì)胞的示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.圖中的染色體1、2、5、7可組成一個(gè)染色體組 B.在細(xì)胞分裂過(guò)程中等位基因D、d不一定發(fā)生分離 C.圖中7和8表示性染色體,其上的基因都可以控制性別 D.該細(xì)胞一個(gè)染色體組含有5條染色體 答案B 解析1和2為同源染色體,染色體組中的染色體為非同源染色體。 圖中7和8為性染色體,其上的部分基因可控制性別。該細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組含有4條染色體。 二、非選擇題 11.假設(shè)果蠅的灰翅和白翅為一對(duì)相對(duì)性狀,受一對(duì)等位基因控制。某自然種群的果蠅全為灰翅,現(xiàn)用該自然種群中一對(duì)灰翅果蠅交配,后代中出現(xiàn)了一只白翅雄果蠅。研究發(fā)現(xiàn)白翅雄果蠅出現(xiàn)的原因是其中一個(gè)親本的一個(gè)基因發(fā)生了基因突變。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)白翅基因產(chǎn)生是由于灰翅基因發(fā)生了堿基對(duì)的　　　　　　　　　　　　　,而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。 (2)若控制該對(duì)相對(duì)性狀的基因位于常染色體上,則顯性性狀為　　　　,發(fā)生基因突變的親本是　　　　　　　　　　(填“父本”“母本”或“父本或母本”)。 (3)若控制該對(duì)相對(duì)性狀的基因位于X染色體上,則發(fā)生基因突變的親本是　　　　,判斷理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)增添、缺失或替換 (2)白翅　父本或母本 (3)母本　雄果蠅X染色體上的基因只能來(lái)自母本 解析(1)基因突變指基因中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)改變。(2)若控制該對(duì)相對(duì)性狀的基因位于常染色體上,則野生型果蠅的后代出現(xiàn)的突變型是顯性性狀,可能是父本或母本的基因型由aa突變?yōu)锳a的結(jié)果。(3)若控制該對(duì)相對(duì)性狀的基因位于X染色體上,親本的基因型應(yīng)該為XaXa、XaY,后代雄果蠅為XAY,說(shuō)明母本的基因發(fā)生了突變,因?yàn)樾酃塜染色體上的基因只能來(lái)自母本。 12.(2017北京理綜)玉米(2n=20)是我國(guó)栽培面積最大的作物,近年來(lái)常用的一種單倍體育種技術(shù)使玉米新品種選育更加高效。 (1)單倍體玉米體細(xì)胞的染色體數(shù)為　　　　　,因此在　　　分裂過(guò)程中染色體無(wú)法聯(lián)會(huì),導(dǎo)致配子中無(wú)完整的　　　　　。 (2)研究者發(fā)現(xiàn)一種玉米突變體(S),用S的花粉給普通玉米授粉,會(huì)結(jié)出一定比例的單倍體籽粒(胚是單倍體;胚乳與二倍體籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色體的三倍體。見(jiàn)圖1)。 ①根據(jù)親本中某基因的差異,通過(guò)PCR擴(kuò)增以確定單倍體胚的來(lái)源,結(jié)果見(jiàn)圖2。 從圖2結(jié)果可以推測(cè)單倍體的胚是由　　　　　發(fā)育而來(lái)。 ②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制,A、R同時(shí)存在時(shí)籽粒為紫色,缺少A或R時(shí)籽粒為白色。紫粒玉米與白粒玉米雜交,結(jié)出的籽粒中紫∶白=3∶5,出現(xiàn)性狀分離的原因是 　　,推測(cè)白粒親本的基因型是　　　　　。 ③將玉米籽粒顏色作為標(biāo)記性狀,用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體,過(guò)程如下: 請(qǐng)根據(jù)F1籽粒顏色區(qū)分單倍體和二倍體籽粒并寫(xiě)出與表型相應(yīng)的基因型 　。 (3)現(xiàn)有高產(chǎn)抗病白粒玉米純合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子(H),欲培育出高產(chǎn)抗病抗旱抗倒伏的品種。結(jié)合(2)③中的育種材料與方法,育種流程應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;將得到的單倍體進(jìn)行染色體加倍以獲得純合子;選出具有優(yōu)良性狀的個(gè)體。 答案(1)10　減數(shù)　染色體組 (2)①卵細(xì)胞　②紫粒親本是雜合子　aaRr/Aarr?、蹎伪扼w籽粒胚的表型為白色,基因型為ar;二倍體籽粒胚的表型為紫色,基因型為AaRr;二者胚乳的表型均為紫色,基因型為AaaRrr (3)G與H雜交;將所得F1為母本與S雜交;根據(jù)籽粒顏色挑出單倍體 解析(1)單倍體是指含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體,故單倍體玉米體細(xì)胞染色體數(shù)目為10。由二倍體的配子發(fā)育形成的單倍體細(xì)胞中無(wú)同源染色體,故在減數(shù)分裂過(guò)程中不能進(jìn)行正常的聯(lián)會(huì),染色體隨機(jī)分配,導(dǎo)致配子中無(wú)完整的染色體組。 (2)①根據(jù)PCR擴(kuò)增后電泳結(jié)果可知,單倍體胚的電泳結(jié)果與母本的相同,推測(cè)單倍體的胚是由卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。②紫粒玉米與白粒玉米雜交,結(jié)出的籽粒中紫∶白=3∶5,出現(xiàn)了性狀分離,出現(xiàn)該分離比的條件為紫粒玉米是雙雜合體,其基因型是AaRr,白粒玉米的基因型是Aarr或aaRr。③由題意知單倍體的胚是由卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的,故單倍體籽粒的基因型為ar,表現(xiàn)型為白色;二倍體的胚由受精卵發(fā)育而來(lái),故二倍體籽粒的基因型為AaRr,表現(xiàn)型為紫色,二者的胚乳相同,都是由2個(gè)極核與1個(gè)精子結(jié)合形成的受精極核發(fā)育而來(lái),基因型都是AaaRrr,表現(xiàn)型都為紫色。 (3)結(jié)合(2)③中的育種材料與方法,將高產(chǎn)抗病白粒玉米純合子(G)與抗旱抗倒伏白粒玉米純合子(H)雜交得F1,表現(xiàn)為白粒,讓F1作母本,S做父本,雜交所得單倍體胚為白色,二倍體胚為紫色,因此選出胚為白色的種子,萌發(fā)后,用秋水仙素處理,再?gòu)牡玫降募兒象w中選出符合生產(chǎn)要求的類(lèi)型即可。 13.(2018廣東深圳六校聯(lián)盟模擬)某XY型性別決定的野生型植物不抗除草劑(4-Bu),甲組研究者對(duì)多株該植物進(jìn)行輻射處理,然后讓其隨機(jī)傳粉,在后代中篩選出甲品系抗4-Bu的雌、雄植株各一株(F1),將F1雜交后,發(fā)現(xiàn)F2中約有1/4的個(gè)體不具有抗4-Bu的特性,抗4-Bu的個(gè)體中雌株、雄株約各占一半的數(shù)量。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)研究者判定:抗4-Bu屬于顯性基因突變,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;相關(guān)基因A、a位于常染色體上,其理由是:如果抗4-Bu的相關(guān)基因僅位于X染色體上,則　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)乙組研究者通過(guò)用化學(xué)藥劑處理該野生型植物,得到了乙品系抗4-Bu的植株,同時(shí)確定了相關(guān)基因?yàn)槲挥诔Ｈ旧w上的B、b,與A、a基因是獨(dú)立遺傳關(guān)系。甲、乙組研究者合作進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn) 組別 抗4-Bu親本來(lái)源 子代表現(xiàn)型及比例 雄株 雌株 丙 乙品系 乙品系 抗4-Bu∶不抗4-Bu=2∶1 丁 甲品系 乙品系 抗4-Bu∶不抗4-Bu=3∶1 對(duì)丙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果最合理的解釋是　　　　　　　　　　　。 丁組的子代中含有兩種抗4-Bu基因的個(gè)體比例為　　　　(請(qǐng)用分?jǐn)?shù)表示)。 答案(1)均抗4-Bu的雌、雄植株(F1)雜交后代(F2)中約有1/4的個(gè)體不抗4-Bu(說(shuō)明抗4-Bu屬于顯性基因突變)　F2中抗4-Bu植株中雌株應(yīng)該占2/3,而不是1/2(或答“F2中抗4-Bu的個(gè)體中雌株∶雄株≈2∶1,而不是1∶1”) (2)B基因純合致死　1/4 解析(1)由題干信息知甲品系的抗4-Bu雌、雄植株雜交,子代中產(chǎn)生了不抗4-Bu個(gè)體且占1/4,則抗4-Bu屬于顯性基因突變。若抗4-Bu的相關(guān)基因位于X染色體上,則子代中抗4-Bu的雌株與雄株分別占1/2、1/4,與題意不符,因此相關(guān)基因A、a位于常染色體上。 (2)丙組中乙品系的基因型為aaBb,由表中乙品系雜交結(jié)果及比例:抗4-Bu∶不抗4-Bu=2∶1,可知BB個(gè)體死亡,即B基因純合致死。甲品系(Aabb)與乙品系(aaBb)雜交產(chǎn)生的子代的基因型及比例為AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,則丙組的子代中含有兩種抗4-Bu基因的個(gè)體比例為1/4。