【生物】2019届一轮复习人教版第20讲基因突变和基因重组学案 22页

第20讲　基因突变和基因重组 ‎[考纲要求]　1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。‎ 考点一　基因突变 ‎1．变异类型概述 ‎(1)“环境条件改变引起的变异”一定就是“不可遗传的变异”吗？不一定(填“一定”或“不一定”)。‎ ‎(2)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)实例分析：镰刀型细胞贫血症 ‎①图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、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。‎ ‎③用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化呢？能(填“能”或“不能”)。‎ ‎(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，叫做基因突变。‎ ‎(3)时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。‎ ‎(4)诱发基因突变的外来因素(连线)‎ ‎(5)突变特点 ‎①普遍性：一切生物都可以发生。‎ ‎②随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期、可以发生在细胞内不同DNA分子上和同一DNA分子的不同部位。‎ ‎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，产生一个以上的等位基因，还可能发生回复突变。‎ ‎⑤多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。‎ ‎(6)基因突变对蛋白质与性状的影响 ‎①基因突变对蛋白质的影响 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 小 除非终止密码提前出现，否则只改变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基因突变不一定导致生物性状改变的原因 a．突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中。‎ b．基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。‎ c．基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。‎ ‎(7)意义：①新基因产生的途径；②生物变异的根本来源；③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？‎ 提示　物理、生物、化学。‎ ‎(2)④⑤⑥分别表示什么类型的基因突变？‎ 提示　增添、替换、缺失。‎ ‎(3)为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变？‎ 提示　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)基因突变都能遗传给有性生殖的后代吗？为什么？‎ 提示　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)基因突变一定产生等位基因吗？为什么？‎ 提示　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。‎ 命题点一　透过图像考查基因突变的原理和特点 ‎1．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基因发生了一种突变，导致1 169位的赖氨酸变为谷氨酸。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1 168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，那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知，该基因发生的突变是②处碱基对A－T替换为G－C。‎ ‎2．(经典易错题)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是(　　)‎ A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因 B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的 D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体 答案　B 解析　等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因，A项错误；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，B项正确；基因突变具有随机性和不定向性，C项错误；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体，D项错误。‎ 命题点二　变异类型的判断 ‎3．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的植株，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的变异 答案　A 解析　白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A项错误；X射线可引起基因突变和染色体变异，B项正确；应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C项正确；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传变异，否则为不可遗传变异，D项正确。‎ ‎4．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是(　　)‎ A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因 B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型 C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型 D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链 答案　A 解析　A项，突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状。B项，突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有。C项，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有不定向性，所以经诱变仍可能恢复为敏感型。D项，抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。‎ 命题点三　突变基因位置的判断 ‎5．(2018·福州一中质检)一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为(　　)‎ A．显性突变 B．隐性突变 C．Y染色体上的基因突变 D．X染色体上的基因突变 答案　A 解析　由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。‎ ‎6．果蝇的某个基因若发生突变，会出现纯合致死效应(胚胎致死)，请分析下列说法错误的是(　　)‎ A．如果是常染色体上的隐性突变，与多对野生型果蝇杂交，后代不会出现突变型个体 B．如果是常染色体上的显性突变，一对突变型果蝇杂交后代性状分离比为2∶1‎ C．如果是X染色体上的隐性突变，为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雌果蝇与之杂交，通过后代雌雄比来推测 D．如果是X染色体上的隐性突变，为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雄果蝇与之杂交，通过后代雌雄比来推测 答案　C 解析　如果是常染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示)，与多对野生型果蝇(AA)杂交，后代不会出现突变型个体(aa)，A项正确；如果是常染色体上的显性突变(相应的基因用A表示)，一对突变型果蝇杂交(Aa×Aa)，后代基因型及比例为AA(胚胎致死)∶Aa∶aa＝1∶2∶1，因此后代性状分离比为2∶1，B项正确；如果是X染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示)，为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，若选野生型雌果蝇(XAXA)与之杂交，无论该雄果蝇是否发生基因突变，后代雌雄比均为1∶1，因此不能通过后代雌雄比来推测，C项错误；如果是X染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示)，为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雄果蝇(XAY)与之杂交，若该雌果蝇未发生基因突变，即XAXA×XAY，则后代雌雄比为1∶1，若该雌果蝇发生基因突变，即XAXa×XAY，则后代雌雄比为2∶1，因此可通过后代雌雄比来推测，D项正确。‎ 考点二　基因重组 ‎1．范围：主要是真核生物的有性生殖过程中。‎ ‎2．实质：控制不同性状的基因的重新组合。‎ ‎3．类型 ‎(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组(如下图)。‎ ‎(2)交叉互换型：位于同源染色体上的等位基因随四分体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生重组。‎ ‎4．基因重组的结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。‎ ‎5．基因重组的意义：形成生物多样性的重要原因；是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。‎ 归纳总结　基因突变与基因重组的比较 项目 基因突变 基因重组 变异 本质 基因分子结构发生改变 原有基因的重新组合 发生 时间 可发生在发育的任何时期，通常发生在细胞分裂间期 减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期 适用 范围 所有生物(包括病毒)‎ 进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物 结果 产生新基因(等位基因)，控制新性状 产生新基因型，不产生新基因 意义 是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料 生物变异的重要来源，有利于生物进化 应用 人工诱变育种 杂交育种、基因工程 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，基因突变是基因重组的基础 ‎(1)受精过程中可进行基因重组(　×　)‎ ‎(2)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离(　×　)‎ ‎(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 ‎(　×　)‎ ‎(4)下述生理过程中发生了基因重组(　√　)‎ R型菌S型菌 ‎(5)下面两图均表示发生了基因重组(　×　)‎ ‎(6)一对表现型正常的夫妇生下了一个既患白化又患色盲的儿子的原因最可能是基因重组 ‎(　√　)‎ ‎(7)基因重组为生物进化提供了最根本的原材料(　×　)‎ 如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像，请分析：‎ ‎(1)图a细胞处于什么时期？细胞中的1、2号染色体发生了什么变异？‎ 提示　图a细胞处于四分体时期。细胞中1、2号染色体因交叉互换发生了基因重组。‎ ‎(2)图b细胞处于什么时期？该细胞名称是什么？在该时期细胞中可发生哪种变异？‎ 提示　图b细胞处于减数第一次分裂后期。该细胞名称为初级精母细胞。该时期细胞可发生非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。‎ 命题点一　透过细胞图像辨析基因突变和基因重组 ‎1．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的变异只能是基因突变；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)，所以本题答案为C。‎ ‎2.下图是某二倍体动物细胞的分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断下列正确的是(　　)‎ 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 答案　D 解析　图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；该细胞正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组；题图中有一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因分别是D和d，其对应的同源染色体上的基因是d、d，可推知发生了基因突变，但不能确定是显性突变，还是隐性突变；此动物体细胞的基因型可能是AaBbCcDd或AaBbCcdd。‎ 命题点二　基因重组与减数分裂的综合辨析 ‎3．观察甲、乙图示，下列相关说法正确的是(　　)‎ A．图甲所示细胞减数分裂时只能形成2种子细胞 B．正常情况下，图乙所示的一个细胞经减数分裂能够产生4种子细胞 C．若图甲所示个体自交，不考虑基因突变和交叉互换，所得F1的基因型有4种 D．若图乙所示个体测交，后代基因型的比例是1∶1∶1∶1‎ 答案　D 解析　若图甲所示细胞发生交叉互换，可形成4种子细胞，A项错误；图乙所示的一个细胞经减数分裂可产生1种或2种子细胞，B项错误；图甲所示个体自交，所得F1的基因型有bbCC、BbCc、BBcc，C项错误；图乙个体经减数分裂形成bC、bc、BC、Bc 4种配子，与配子bc结合后，后代基因型的比例是1∶1∶1∶1，D项正确。‎ ‎4．下图是一个基因型为AaBb的动物细胞在完成一次细胞分裂后产生的子细胞图像。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．甲、乙两细胞均有2对同源染色体，2个染色体组 B．甲、乙两细胞均处于减数第一次分裂后期 C．甲细胞变异来自基因突变，乙细胞将出现染色体变异 D．甲、乙细胞通过基因重组产生4种不同基因型的精细胞 答案　C 解析　甲、乙两细胞处于减数第二次分裂后期，细胞中无同源染色体，A、B项错误；由乙细胞的基因组成可知，甲细胞的基因组成应为AABB，由此可判定甲细胞变异来自基因突变，乙细胞继续分裂形成的子细胞中染色体数目分别为3条、1条，会发生染色体数目变异，C项正确；基因重组发生在减数第一次分裂过程中，而甲、乙细胞处于减数第二次分裂，因此不可能发生基因重组，D项错误。‎ 矫正易错　强记长句 ‎1．基因突变不只是发生在间期：基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期，也能发生在其他各时期，只是突变率更低。‎ ‎2．诱变因素不能决定基因突变的方向：诱变因素可提高基因突变的频率，但不会决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性的特点。‎ ‎3．基因突变时碱基对的改变可多可少：基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，多个碱基对的改变也叫基因突变。‎ ‎4．基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置：基因突变发生在基因内部，只是产生了新的等位基因，并没有改变DNA上基因的数目和位置。‎ ‎5．基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆对小麦本身有利，但对增产不利。‎ ‎6．如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。‎ ‎7．如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则是基因突变或交叉互换的结果。‎ ‎8．自然条件下，原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以，如肺炎双球菌的转化。‎ ‎9．基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。‎ ‎1.下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题：‎ ‎(1)上述两个基因发生突变是由于一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变)引起的。‎ ‎(2)乙植株发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，其原因是该突变为隐性突变，且基因突变发生在乙植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。可用什么方法让其后代表现出突变性状？取发生基因突变部位的组织细胞，通过组织培养技术获得试管苗，让其自交，其子代即可表现出突变性状。‎ ‎(3)该种植物野生型都为矮茎，现在野生种群中发现生长着少数高茎植株。若已证明高茎为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变，请设计一个简单的实验方案加以判定。选用多株突变型植株自花传粉，若后代出现野生型，则为显性突变所致；若后代全为突变型，则为隐性突变所致。‎ ‎2．基因重组的准确描述是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。3．同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是产生新基因组合的机会多。‎ 重温高考　演练模拟 ‎1．(2015·海南，19)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 答案　B 解析　根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A项正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B项错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C项属于替换，D项属于增添，C、D项正确。‎ ‎2．(2016·天津，5)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：‎ 枯草杆菌 核糖体S12蛋白第 ‎55－58位的氨基酸序列 链霉素与核 糖体的结合 在含链霉素培养基中 的存活率(%)‎ 野生型 能 ‎0‎ 突变型 不能 ‎100‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ 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　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100%存活，说明突变型具有链霉素抗性， A项正确；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项错误；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项错误；根据题意可知，枯草杆菌对链霉素的抗性突变早已存在，不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起到选择作用，D项错误。‎ ‎3.(2017·天津，4)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如右。下列叙述正确的是(　　)‎ A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子 C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律 D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 答案　B 解析　由图可知，基因b所在的片段发生了交叉互换，因此等位基因B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中，而等位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中，A项错误；若不发生交叉互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基因b所在的片段发生了交叉互换，因此该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B项正确；基因B(b)与D(d)位于同一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C项错误；同源染色体的非姐妹染色单体发生交换导致了基因重组，D项错误。‎ ‎4.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(如图)。若以该植株为父本，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 答案　D 解析　由于“缺失染色体的花粉不育”，若以该植株为父本，测交后代理论上应该全部表现为白色。若出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；减数第二次分裂时，即使姐妹染色单体3与4分离，由于 其缺失突变，产生的花粉也不育，因而B项不合理；减数第二次分裂时姐妹染色单体分开成为染色体，分别移向细胞两极，不发生自由组合，因而C项也不合理；最可能的原因是减数第一次分裂的四分体时期，由于四分体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，基因B转移到染色单体1或2上，D项最合理。‎ ‎5．(2015·北京，30)野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛。研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见下图：‎ 实验1：P：　　　果蝇S　　　 ×　　　野生型个体 ‎　　　　 腹部有长刚毛　 ↓　　 腹部有短刚毛 ‎　　　　 　(①____)　　　　　　 (②____)‎ ‎ F1： 1/2腹部有长刚毛 ∶ 1/2腹部有短刚毛 实验2：F1中腹部有长刚毛的个体 × F1中腹部有长刚毛的个体 ‎ 　 ↓‎ ‎ 后代：　 1/4腹部有短刚毛∶3/4腹部有长刚毛[其中1/3胸部无刚毛(③　　)]‎ ‎(1)根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对________性状。其中长刚毛是________性性状。图中①、②基因型(相关基因用A和a表示)依次为________________。‎ ‎(2)实验2结果显示：与野生型不同的表现型有____________种。③基因型为________，在实验2后代中该基因型的比例是________。‎ ‎(3)根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为____________________。‎ ‎(5)实验2中出现胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。‎ 答案　(1)相对　显　Aa、aa　(2)两　AA　　(3)两个A基因抑制胸部长出刚毛，具有一个A基因时无此效应　(4)核苷酸数量减少/缺失　(5)新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中，不可能出现比例高达25%的该基因纯合子 解析　(1)一种生物同一种性状的不同表现类型叫做相对性状。由实验2中腹部有长刚毛个体交配得到后代的性状分离比为腹部有长刚毛∶腹部有短刚毛＝3∶1，可知该性状由一对基因控制，且控制长刚毛的基因为显性基因。由上述分析可推知，F1中腹部有长刚毛的基因型应为Aa，腹部有短刚毛的基因型为aa。‎ ‎(2)野生型果蝇的表现型是腹部和胸部都有短刚毛，实验2后代中表现出的腹部有长刚毛和胸部无刚毛的性状都是与野生型不同的表现型。由实验2可知，腹部有长刚毛为显性且占，又因为腹部有长刚毛中胸部无刚毛，所以胸部无刚毛的基因型为AA，且在后代中的比例为。‎ ‎(3)由决定胸部无刚毛的基因型为AA，而果蝇S基因型为Aa，可以推测两个A基因同时存在时抑制胸部长刚毛，只有一个A基因时无此效应。‎ ‎(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为核苷酸数量减少或缺失。‎ ‎(5)实验2后代中胸部无刚毛的果蝇占1/4，明显符合基因的分离定律的比例，可见并非F1发生基因突变的结果。‎ ‎1．下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是(　　)‎ A．基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越多 B．基因突变和基因重组都能发生在受精过程中 C．基因突变和基因重组发生的变异都能遗传给下一代 D．基因突变能改变基因中的碱基序列，而基因重组只能改变基因型 答案　D 解析　基因突变发生的时期越迟，则生物体表现突变的部分越少，对生物的影响就越小，A项错误；受精作用是指精卵细胞的结合，基因重组发生在减数分裂过程中，所以受精过程不发生基因重组，B项错误；发生在生殖细胞的基因突变可以遗传给后代，而发生在体细胞的基因突变只表现在当代，C项错误；基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换，导致基因中的碱基序列改变，基因重组是基因的重新组合，只能改变基因型，D项正确。‎ ‎2．(2017·海南七校联考)下列图示过程可存在基因重组的是(　　)‎ 答案　A 解析　A项中若两对等位基因位于非同源染色体上，则会发生基因重组；B项中表示受精作用，不发生基因重组；C项中细胞处于减数第二次分裂后期，不发生基因重组；D项中只有一对等位基因A、a，只能发生基因分离，不能发生基因重组。‎ ‎3．(2018·辽宁实验中学模拟)豌豆的圆粒和皱粒是由R、r基因控制的一对相对性状，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如下图所示。下列分析正确的是(　　)‎ A．R基因插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因重组 B．豌豆淀粉含量高、吸水涨大、呈圆粒是表现型 C．在b过程中能发生A－T、C－G的碱基互补配对 D．参与b过程的tRNA有20种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 答案　B 解析　由“当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因”可知，此过程产生了新基因，属于基因突变，A项错误；表现型是指生物表现出的性状，B项正确；b过程表示翻译，该过程中能发生A—U、C—G的碱基互补配对，C项错误；tRNA的种类有61种，D项错误。‎ ‎4．减数分裂与生物变异具有密切的关系。下列相关叙述中正确的是(　　)‎ A．减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生 B．如果不考虑基因突变，一个基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因可能是相关细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开 C．基因重组只能发生于同源染色体之间 D．发生生物变异后，细胞核中的基因不再遵循遗传规律 答案　A 解析　减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生，A项正确；若不考虑基因突变，基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因只能是相关细胞在减数第二次分裂后期两条染色体没有分开，B项错误；狭义上的基因重组有两种类型，一种是同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，另一种是非同源染色体的自由组合，C项错误；无论 是否发生生物变异，细胞核中的基因都遵循遗传规律，D项错误。‎ ‎5．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　基因突变前后，基因中的嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸互补，数量相等，各占1/2，A项错误；基因转录时，核糖核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的，B项错误；若mRNA上插入的一个三碱基序列是插入到原有的一个密码子中，会导致编码的肽链上有2个氨基酸不同，否则只有1个氨基酸不同，C项正确；细胞中tRNA理论上共有61种，D项错误。‎ ‎6．一只雌果蝇染色体上的某基因发生基因突变，使得野生型性状突变为突变型性状。若该雌果蝇为杂合子，让其与野生型果蝇杂交，子一代(F1)表现型如表1：‎ F1表现型 突变型♀‎ 野生型♀‎ 突变型♂‎ 野生型♂‎ 比例 ‎1‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎1‎ 表1‎ 再从F1中取出野生型♀、突变型♂的个体进行杂交，其后代(F2)表现型如表2：‎ F2表现型 突变型♀‎ 野生型♀‎ 突变型♂‎ 野生型♂‎ 比例 ‎1‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎1‎ 表2‎ 由此可推知该基因突变为(　　)‎ A．显性突变、位于常染色体上 B．隐性突变、位于常染色体上 C．显性突变、位于X染色体上 D．隐性突变、位于X染色体上 答案　C 解析　根据“一只雌果蝇染色体上的某基因发生基因突变，使得野生型性状突变为突变型性状”，可以得知应该是显性突变，隐性性状是野生型。从F1中取出野生型♀、突变型♂的个体进行杂交，其后代(F2)中突变型全为♀，野生型全为♂，子代雌雄有别，则突变基因在X染色体上。‎ ‎7．(2017·衡水模拟)如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。下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　对a、b、c等不同基因而言，基因突变均可能发生，这体现了基因突变的随机性，A项错误；Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但没有改变基因的结构，因而不属于基因突变，B项正确；一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期进行DNA复制，此时DNA的双螺旋结构已经打开，很容易发生突变，C项错误；在减数分裂的四分体时期，只有同源染色体的非姐妹染色单体间才可发生交叉互换，D项错误。‎ ‎8.如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是(　　)‎ ‎①该细胞一定发生了基因突变　②该细胞一定发生了基因重组　③该细胞可能发生了基因突变　④该细胞可能发生了基因重组 A．①② B．③④ C．①③ D．②④‎ 答案　A 解析　 由于图中没有同源染色体，同时着丝点分开，可以确定该细胞为减数第二次分裂后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，分别是B、b，其原因可能是减数第一次分裂前的间期染色体复制出现错误，发生了基因突变，也可能是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，使得两姐妹染色单体上的基因不完全相同。‎ ‎9．图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图乙是一个家族该病的遗传系谱图(控制基因为B与b)，请据图回答：(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)‎ ‎(1)图甲中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①____________；②________。‎ ‎(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为________。‎ ‎(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于________染色体上，属于________性遗传病。‎ ‎(4)Ⅱ6的基因型是________，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病女孩的概率是______，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为________。‎ ‎(5)镰刀型细胞贫血症是由____________产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于____________。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是________和________________。‎ 答案　(1)DNA复制　转录　(2)CAT　GUA　(3)常　隐　(4)Bb　　BB　(5)基因突变　可遗传的变异　低频性　多害少利性 解析　(1)图甲中①②分别表示DNA复制和转录。(2)根据碱基互补配对原则，DNA的一条链为GTA，因此α链碱基组成为CAT，β链为α链转录形成的mRNA，因此其碱基组成为GUA。(3)图乙中，表现正常的3和4生出患病的9号，因此该病为隐性遗传病，由于“隐性看女病，女病男正非伴性”，由此确定镰刀型细胞贫血症的致病基因位于常染色体上，属于隐性遗传病。(4)由于Ⅱ6和Ⅱ7已经生了一个患病孩子，因此他们的基因型均为Bb，因此婚配再生一个患病女孩的概率为×＝。要保证Ⅱ9(bb)婚配后子代不患此病，其配偶的基因型必须为BB。(5)镰刀型细胞贫血症产生的根本原因是基因中的碱基对的种类发生了改变，即发生了基因突变，基因突变属于可遗传的变异。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是低频性和多害少利性。‎ ‎10．一只突变型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　突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡，说明该雌性果蝇为杂合子，该突变可能为X染色体显性突变，若含突变基因的雌配子致死，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异；如果该突变为X染色体显性突变，且含该突变基因的雄性个体致死，相关基因用D、d表示，则子代为1XDXd(突变型♀)、1XdXd(野生型♀)、1XDY(死亡)、1XdY(野生型♂)，B项符合题意。若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，则子代中会出现一种表现型，且不会引起雌雄个体数量的差异。‎ ‎11.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有多对等位基因，图中标出的有三对等位基因，A项错误；图乙中的卵细胞在形成过程中可能发生了基因突变或基因重组，B项错误；图中的非等位基因为同源染色体上的非等位基因，不能发生自由组合，C项错误；基因D、d的本质区别是碱基对的排列顺序不同，D项正确。‎ ‎12．由于基因突变，蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据题中所示的图、表，请回答下列问题：‎ 第一 个字母 第二个字母 第三个 字母 U C A G A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G ‎(1)图中Ⅰ过程发生的场所是____________，Ⅱ过程叫做____________。‎ ‎(2)除赖氨酸外，对照表中的密码子，X表示表中哪种氨基酸的可能性最小？______________，原因是__________________________。‎ ‎(3)若图中X是甲硫氨酸，且②链与⑤链只有一个碱基不同，那么⑤链上不同于②链上的碱基是______。‎ ‎(4)从表中可以看出密码子具有__________，它对生物体生存和发展的意义是____________。‎ 答案　(1)核糖体　转录　(2)丝氨酸　要同时突变两个碱基　(3)A　(4)简并性　增强了密码容错性，保证了翻译的速度 解析　(1)根据题图中物质之间的相互联系可推知，Ⅰ过程为翻译，该过程是在核糖体上进行的。Ⅱ过程是转录，其发生的场所主要是细胞核。(2)比较赖氨酸和表中其他氨基酸的密码子可知：赖氨酸的密码子与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子只有一个碱基的差别，而与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X表示丝氨酸的可能性最小。(3)根据表中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可推知，②链与⑤链的碱基序列分别为TTC与TAC，故⑤链上不同于②链上的碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来考虑，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子具有简并性，可能不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。‎ ‎13．(2016·全国Ⅲ，32)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。请回答下列问题：‎ ‎(1)基因突变和染色体变异所涉及到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子；最早在子____代中能分离得到隐性突变纯合子。‎ 答案　(1)少　(2)个别染色体　(3)一　　二　　三　二 解析　(1)基因突变是基因中个别碱基对的变化不会引起基因数目和排列顺序的变化，染色体变异涉及的碱基对数目变化多，会引起基因数目和排列顺序的变化。‎ ‎(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，也可发生以个别染色体为单位的变异。‎ ‎(3)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，在子一代中都出现Aa，最早在子一代中能观察到显性突变，最早在子二代中能观察到隐性突变；最早在子二代 能分离得到隐性突变的纯合子，最早在子三代能分离得到显性突变的纯合子。‎ ‎14．(2017·银川模拟)1993年，生物学家利用太空搭载的常规水稻种子做“太空条件下植物突变类型”的课题研究。当年，科学家将这些遨游太空后的种子播种后长出2 000多株禾苗，其中只有1株出现了与众不同的特性。在此后15年的种植培养过程中，这株水稻的后代发生了变异，有糯化早熟型、长粒型、高粗秆大穗型、小粒型、大粒型等十多个品种，有的植株高达1.8米左右。请回答下列问题：‎ ‎(1)实验结果表明该变异最有可能是________________，属于__________________。‎ ‎(2)通过太空搭载获得新的水稻品种，这种育种方法是______________。与之相比，传统杂交育种的时间较长，其依据的原理是__________________。‎ ‎(3)2 000多株禾苗中，只有1株出现与众不同的特性，而其后代发生变异形成了十多个品种，这说明突变具有__________、____________的特点。‎ 答案　(1)基因突变　可遗传变异　(2)诱变育种　基因重组　(3)低频性(发生频率低)　不定向性 解析　(1)太空育种的原理是基因突变，基因突变属于可遗传变异。(2)通过太空搭载获得新的水稻品种，这种育种方法是诱变育种，与之相比，传统杂交育种的时间较长，其依据的原理是基因重组。(3)基因突变具有低频性和不定向性。‎