2018届高考生物一轮复习 第七单元 生物的变异、育种与进化 第20讲 基因突变与基因重组学案

第20讲基因突变与基因重组最新考纲1.基因重组及其意义()。2.基因突变的特征和原因()。考点一基因突变(5年14考)1.基因突变的实例镰刀型细胞贫血症(1)图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和翻译。突变主要发生在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，碱基对由替换成。2.基因突变要点归纳1.真题重组判断正误(1)用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株与用甲基绿和吡罗红对细胞染色观察核酸分布所用核心技术相同。(2016全国卷，2C)()(2)基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要。(2012海南卷，23A)()(3)大肠杆菌经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株。(2012海南卷，5B)()(4)某二倍体植物染色体上的等位基因B1突变为B2可能是由于碱基对替换或碱基对插入造成的。(2013海南，22A改编)()以上内容主要源自教材必修2 P8082基因突变和基因重组相关知识。全面把握基因突变、基因重组内涵、特点、发生范围及其在育种上的应用是解题关键。2.(教材P82“批判性思维”改编)基因突变频率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，但为何它仍可为生物进化提供原材料？提示对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。基因突变的特点及意义(2015海南卷，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GC被碱基对AT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的突变解析根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C选项属于替换，D选项属于增添，C、D正确。答案B基因突变与生物性状的关系(1)基因突变引起生物性状的改变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)基因突变未引起生物性状改变的4大原因突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。密码子简并性：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。隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个Aa，此时性状也不改变。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。【即学即练】(2017天津五区期末，23)利用X射线处理长翅果蝇，成功地使生殖细胞内的翅长基因(M)中的碱基对AT变为GC，经多次繁殖后子代中果蝇的翅长未见异常。下列分析正确的是()A.此次突变为隐性突变B.突变后的基因转录产物发生了改变C.突变后的基因控制合成的蛋白质一定发生了改变D.突变后的基因控制合成的蛋白质一定未发生改变解析基因中碱基对发生了改变，则基因的转录产物也会发生改变，B正确；密码子具有简并性，基因突变后，密码子发生改变，但对应的氨基酸种类可能不变，所以控制合成的蛋白质不一定发生了改变，即使对应的氨基酸种类发生改变，该蛋白质功能也可能未受影响，所以不影响生物的性状，C、D错误；若该突变为隐性突变，则经过多次繁殖后子代中果蝇的翅长会出现异常，A错误。答案B基因突变的机制(2010全国卷)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A.花色基因的碱基组成 B.花色基因的DNA序列C.细胞的DNA含量 D.细胞的RNA含量解析如果要检测是否是基因突变，那么就应该检测DNA的碱基序列是否发生了增添、缺失或者替换，从而导致基因结构的改变。答案B1.分析基因突变的发生机制2.不同诱因诱发基因突变的原理类型举例引发突变原理外因物理因素紫外线、X射线损伤细胞内DNA化学因素亚硝酸、碱基类似物改变核酸碱基生物因素某些病毒影响宿主细胞DNA内因DNA分子复制偶尔发生错误【即学即练】科研人员研究小鼠癌变与基因突变的关系。如图为小鼠结肠癌发生过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化关系，以下叙述正确的是()A.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果B.图示中与结肠癌有关的多个基因互为等位基因C.癌细胞的形态结构发生了变化但其遗传物质未改变D.小鼠细胞中与癌变有关的基因是突变才产生的新基因解析细胞癌变是多个基因突变积累的结果，A正确；据题图可知，发生突变的基因没有位于同源染色体的同一位置上，因此不是等位基因，B错误；细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，C错误；小鼠细胞中与癌变有关的基因在癌变前已经存在，D错误。答案A基因突变类型的判断(2016全国卷，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。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体；最早在子_代中能分离得到隐性突变纯合体。解析(1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基对替换、增添或缺失，而染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序，所以与基因突变相比，后者所涉及的碱基对数目会更多。(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)AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa，该种植物自花受粉，所以不论是显性突变还是隐性突变，子一代为Aa时在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三种，故最早可在子一代观察到该显性突变的性状(A_)；最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa)；显性纯合子和隐性纯合子均出现于子二代，且隐性纯合子一旦出现，即可确认为纯合，从而可直接分离出来，而显性纯合子的分离，却需再令其自交一代至子三代，若不发生性状分离方可认定为纯合子，进而分离出来。答案(1)少(2)染色体(3)一二三二1.显性突变和隐性突变的判断(1)类型(2)判定方法选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。2.突变的具体形式的判断(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的mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。考点二基因重组(5年8考)1.概念2.类型(1)交叉互换：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换(发生在减前期的四分体时期)(2)自由组合：位于非同源染色体上非等位基因自由组合(发生在减后期)(3)人工重组：转基因技术(人为条件下进行的)，即基因工程。(4)肺炎双球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌。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。如图为某种生物中的部分染色体发生的两种变异的示意图，图中和、和、和分别互为同源染色体。请思考：(1)图a和图b所示的变异类型有何不同？它们的变异可发生于何时期？(2)图a、b哪一种变异是“正常发生”的？哪类变异属“遗传病”？图c(3)如图c为某种变异的结果，这应由a、b中哪类变异引起？提示(1)图a中和为一对同源染色体，其上的非姐妹染色单体互换片段，该变异属于基因重组，此过程发生在减数第一次分裂的四分体时期；图b中和为非同源染色体，上的片段移接到上引起的变异属于染色体结构变异，该过程可发生在有丝分裂和减数分裂等过程中。(2)图a基因重组为正常变异，可增加配子多样性，而图b为异常变异，属染色体结构变异的“遗传病”。(3)图c的产生原因是图a(四分体时期交叉互换所致)。基因重组特点、意义1.(2017山西省高平市高三百校大联考)下列关于精子的形成过程和卵细胞的形成过程，分析正确的是()A.若一个精原细胞经减数分裂产生4种配子，则该过程中可能发生了交叉互换B.若一个卵原细胞经减数分裂产生1种配子，则该过程中不应发生了交叉互换C.在减数第一次分裂的前期和后期，细胞内所有非等位基因都会进行自由组合D.在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂或减数第二次分裂解析若一个精原细胞经减数分裂产生4种配子，则该过程中很可能发生了交叉互换，A正确；无论有没有交叉互换和基因突变，一个卵原细胞经减数分裂也只能产生1种配子，B错误；在减数第一次分裂的前期，细胞内的非等位基因可以进行重组，但不能称为自由组合，另外在减数第一次分裂的后期，同源染色体上的非等位基因也不能自由组合，C错误；在减数分裂过程中，染色体数目减半只发生在减数第一次分裂，D错误。答案A2.(2017湖南省永州二模)下列说法正确的是()A.由于碱基对的改变而引起DNA分子结构的改变就是基因突变B.基因突变会改变基因的种类及基因在染色体上的位置C.任何真核生物的基因组测序都是测定其体细胞中一个染色体组的全部基因序列D.一对等位基因在有性生殖时不会发生基因重组，一对同源染色体上的基因在有性生殖时可能发生基因重组解析基因是有遗传效应的DNA片段，如果由于碱基对的改变而引起DNA分子结构的改变，但是基因结构没有发生改变则不属于基因突变，A错误；基因突变会改变基因的种类，但是基因在染色体上的位置并不发生改变，B错误；人类基因组计划的目的是测出人类基因组DNA的30亿个碱基对的序列，其中包括22条常染色体和XY两条性染色体，而不是对一个染色体组(23条染色体)进行测序，C错误；一对等位基因在有性生殖时不会发生基因重组，一对同源染色体上的基因在有性生殖时可能发生基因重组，即四分体中位于非姐妹染色单体上的非等位基因发生交叉互换，D正确。答案D1.基因重组只是“原有基因间的重新组合”。2.自然条件下基因重组发生在配子形成过程中，而不是受精作用发生时。3.基因重组一般发生于“有性生殖”产生配子的过程中，无性生殖的生物不发生，有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生。4.杂合子(Aa)自交产生的子代出现性状分离，不属于基因重组的原因是A、a控制的性状是同一性状中的不同表现型，而非“不同性状”。5.关注基因突变和基因重组的常考“关键词”比较项目基因突变基因重组生物变异生物变异的“根本”来源生物变异的“重要”来源生物进化为生物进化提供原始材料为生物进化提供“丰富”的材料生物多样性形成生物多样性的“根本”原因形成生物多样性的“重要”原因之一发生概率很小(常有“罕见”“稀有”“偶尔”等说法)非常大(正常发生或往往发生)判断基因重组与基因突变(经典高考)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(如图)。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BB.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根据题意可知，染色体缺失花粉不育，则正常情况下，该植物作父本只产生含b的配子，测交后代不可能出现红色性状。既然测交后代中有部分个体表现为红色性状，说明父本产生的配子中有部分含有B。若发生基因突变，则后代个体只有个别表现为红色；若是减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间发生交叉互换，因为交叉互换有一定的交换率，故父本产生的配子中可能有一部分含有B，测交后代可能会出现部分(不是个别)红色性状，D项正确。答案D“三看法”判断基因突变与基因重组【方法体验】(2017湖南省长沙市高三模考)在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生交换。实验表明，交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中，这种现象称为有丝分裂交换。下图为一突变基因杂合的细胞在分裂时出现了交叉互换，下列相关叙述错误的是()A.若发生在减数分裂过程中，产生含正常基因和突变基因的精子比例为11B.若发生在有丝分裂过程中，可能产生同时含有正常基因和突变基因的子细胞C.若发生在有丝分裂过程中，可能产生正常基因纯合和突变基因纯合的子细胞D.交叉互换发生在有丝分裂中为染色体结构变异，在减数分裂中为基因重组解析交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间为基因重组，发生在非同源染色体之间为染色体变异(易位)，D错误。答案D易错防范清零易错清零易错点1误认为“DNA中碱基对的增添、缺失、改变”就是“基因突变”点拨DNA中碱基对的增添、缺失、改变基因突变基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。易错点2误认为基因突变只发生在分裂“间期”点拨引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期细胞不分裂时也可发生基因突变。易错点3误认为基因突变都产生等位基因点拨不同生物的基因组组成不同，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。易错点4误认为基因突变都能遗传给后代点拨基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不能遗传给后代，但有些植物该突变可通过无性繁殖或“组织培养”遗传给后代。易错点5误认为基因突变会使得基因“位置”或“数目”发生改变点拨基因突变仅改变了基因内部结构，产生了新基因，并未改变基因位置，也未改变基因数量基因中碱基对缺失，只是成为了新基因，即基因犹在，只是“以旧换新”，并非“基因缺失”。纠错小练1.(2017安徽六安检测)如图所示为人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG。据图分析正确的是()A.过程发生了基因结构的改变，增加了基因的种类B.过程为转录，是以脱氧核苷酸为原料，在有关酶的催化下完成的C.转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基是CATD.控制血红蛋白的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症解析过程表示DNA的复制，该过程中发生了基因突变，导致基因结构改变，产生了新基因，增加了基因的种类，A正确；过程为转录，是以核糖核苷酸为原料，在有关酶的催化下完成的，B错误；转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基是CAU，C错误；由于密码子具有简并性等原因，基因突变不一定会改变生物体的性状，D错误。答案A2.下列关于基因突变的说法，正确的是()A.基因突变一定能产生等位基因B.没有外界因素的诱导也可能发生基因突变C.体细胞中的突变基因都不能遗传给后代D.随机性是指任何生物体都可能发生基因突变解析原核生物没有同源染色体，这些生物的基因突变不产生等位基因，A错误；基因突变可以自然发生(内因)，也可以在物理、化学或生物等外界因素诱导下发生，B正确；体细胞中的突变基因不能通过有性生殖的方式遗传给后代，但可以通过无性生殖的方式遗传给后代，C错误；任何生物都可能发生基因突变属于基因突变的普遍性，随机性是指生物个体发育的任何时期、任何部位的基因都有可能发生基因突变，D错误。答案B3.如图表示雄果蝇(2N8)进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段细胞()中遗传物质或其载体()的数量。下列表述中，正确的是()A.在期间最易发生基因突变B.在阶段的细胞内，有2对同源染色体C.在阶段的细胞内，能发生基因重组D.在、阶段的细胞内，都可能含有两个Y染色体解析为减数第二次分裂，而基因突变最易发生在分裂间期，A错误；中染色体数目减半，且存在染色体单体，细胞处于减数第二次分裂，没有同源染色体，B错误；由图分析可知所处阶段可以代表减数第一次分裂的前期、中期和后期，而基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，C正确；能含有两个Y染色体的时期是减数第二次分裂后期，所以只能在阶段的细胞内，D错误。答案C课堂小结思维导图晨读必背1.基因突变是新基因产生的途径，生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。2.基因突变的准确描述是：由DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。3.基因突变的随机性的表述是：基因突变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的DNA分子上，也可以发生在同一DNA分子的不同部位。4.基因重组：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。5.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：产生新的基因组合机会多。随堂真题&预测1.(2017天津卷，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下。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正确；基因B(b)与D(d)位于一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体发生交换只是导致基因重组，染色体结构并没有发生改变，D错误。答案B2.(2015四川卷，6)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C3.(2019高考预测)研究发现双链DNA具有自我修复机制，双链DNA的一条链发生损伤(碱基错配或碱基丢失)后，另一条链可以当作模板并对损伤链进行修复。下列叙述错误的是()A.DNA分子的修复过程需要DNA聚合酶的作用B.DNA的损伤和修复过程发生在分裂间期的细胞核中C.DNA在自我修复前后，分子中的碱基比例可能会改变D.若损伤的DNA不能被正常修复，则可能引起基因突变解析本题考查新情景材料的分析，主要考查获取信息的能力和理解能力。在修复的过程中需要DNA聚合酶把正确碱基结合在对应的位置，A正确；DNA主要分布在细胞核，细胞质中也有。DNA发生损伤和修复可发生在细胞核，也可发生在细胞质，可以发生在细胞一生的任何一个时期，B错误；修复前后，DNA分子中的碱基比例可能会改变，C正确；若损伤的DNA不能被正常修复，则DNA的结构改变，改变的部位若位于基因区段，会引起基因突变，D正确。答案B4.(2019高考预测)下列有关可遗传变异的说法，错误的是()A.肺炎双球菌由R型转化为S型属于基因重组B.杂交育种的主要遗传学原理是基因自由组合C.XYY个体的产生，一般与父方减数第二次分裂异常有关D.染色体变异与基因突变都属于突变，都可以产生新的基因解析肺炎双球菌由R型转化为S型属于基因重组，A正确；杂交育种的遗传学原理是基因重组，主要是基因的自由组合，B正确；XYY个体的产生，一般与父方减数第二次分裂异常有关，C正确；只有基因突变能产生新的基因，D错误。答案D教师独具1.(2017山东重点中学联考)下列有关生物变异的说法，正确的是()A.染色体上DNA中碱基对的替换、缺失、增添一定引起基因突变B.基因突变、基因重组和染色体变异均可以用光学显微镜直接观察C.基因重组和染色体数目变异均不会引起基因中碱基序列的改变D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体数目加倍解析染色体上DNA中碱基对的替换、缺失、增添若不发生在基因内部，就不会引起基因结构的改变，也就不会引起基因突变，A错误；无法用光学显微镜直接观察到基因是否发生基因突变和基因重组，染色体变异可用光学显微镜观察，B错误；基因重组是原有的基因重新组合，染色体数目变异只会改变基因数目，二者均不会引起基因中碱基序列的改变，C正确；秋水仙素诱导多倍体形成的机理是通过抑制纺锤体形成从而使染色体数目加倍，D错误。答案C2.(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.基因突变基因突变基因突变B.基因突变或基因重组基因突变基因重组C.基因突变基因突变基因突变或基因重组D.基因突变或基因重组基因突变或基因重组基因重组解析图中分别处于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子是在细胞分裂间期由一个DNA分子经过复制而得到的，图中的变异只能来自基因突变；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前期的交叉互换(基因重组)，所以本题答案为C。答案C3.(2017河南焦作期中，5)如图是基因组成为AaBb的动物在形成精子过程中某一时期的示意图。下列相关叙述中，正确的是()A.2号染色单体上与A相同位置的基因最可能是aB.若姐妹染色单体没有分离，则可能出现性染色体组成为XXY的后代C.1个该细胞经过两次连续分裂，最终可能形成4种类型的精细胞D.同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换将导致染色体结构变异解析1、2号染色单体由同一条染色体复制而来，故2号染色单体上与A相同位置的基因最可能是A，A错误；若姐妹染色单体没有分离，则可能出现性染色体组成为XX或YY的精子，再与卵细胞结合，形成XXX或XYY的后代，B错误；1个该细胞经过两次连续分裂，一般形成2种精子，但发生了交叉互换，最终可能形成4种类型的精细胞，C正确；同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换将导致基因重组，而非同源染色体间交换片段属于染色体结构变异，D错误。答案C4.(2017河北邯郸一中开学测试，14)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、为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是()A.在每个植物细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质B. a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合C. b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不一定改变D.基因在染色体上呈线性排列，基因的首、尾端存在起始密码子和终止密码子解析植物细胞会进行基因选择性表达，并不是所有的基因在同一细胞中都表达，A错误；a、b位于同一条染色体上，不符合基因自由组合定律，自由组合的条件是非同源染色体上的非等位基因，B错误；b中碱基对发生改变后，mRNA中可能改变，但密码子具有简并性，性状不一定改变，C正确；起始密码子和终止密码子位于mRNA上，基因的首、尾段是启动子和终止子，D错误。答案C(时间：30分钟满分：100分)1.(2017山东滕州期中)某雄性动物的基因型为AaBb。下图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像。相关叙述正确的是()A.图甲细胞处于减数第一次分裂，称为初级精母细胞B.由图甲可知，该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变C.由图乙可知，另三个精细胞的基因型分别为ab、AB、ABD.在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b解析图甲细胞中没有同源染色体，处于减数第二次分裂前期，为次级精母细胞；由图甲可知，四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，由此引起的变异属于基因重组；该细胞经减数分裂形成的四个精子，可能发生过交叉互换，如果发生交叉互换，则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab；根据图中细胞中的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b。答案D2.(2018中原名校第一次质量考评，15)基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变的说法正确的是()A.基因突变是生物变异的主要来源，基因突变对生物而言非利即害B.只要DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，就会引起基因突变C.如果显性基因A发生突变，可能产生其等位隐性基因a等D.通过人工诱变的方法，人们能培育出生产人胰岛素的大肠杆菌解析基因突变对生物而言多数情况下是有害的，少数是有利的，但有些基因突变既无害也无益(即中性突变)，A错误；基因突变是指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，如果上述变化发生在基因间区，则不属于基因突变，B错误；基因突变具有不定向性，显性基因A发生突变，可能产生多种等位基因，C正确；人工培育生产人胰岛素的大肠杆菌利用的是转基因技术，运用的可遗传变异原理是基因重组，D错误。答案C3.(2017湖南师大附中)H2O2能将鸟嘌呤氧化损伤为8氧7氢脱氧鸟嘌呤(8oxodG)，8oxodG与腺嘌呤互补配对。若下图所示DNA片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后，正常复制多次形成大量的子代DNA，下列相关叙述错误的是()A.子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变B.部分子代DNA中嘧啶碱基的比例可能会增加C.子代DNA控制合成的蛋白质可能不发生改变D.氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变解析DNA复制是以碱基互补配对的方式进行的，嘧啶数嘌呤数，子代DNA中嘧啶碱基的比例不会增加，B错误。答案B4.（2017山东潍坊三检，15）玉米抗锈病基因R和不抗锈病基因r是一对等位基因，下列有关叙述正确的是（）A.基因R和基因r不可能出现在处于减数第二次分裂细胞的两极B.基因R可以突变成基因r，基因r也可以突变成基因RC.基因突变属于可遗传变异，故细胞中突变形成的基因r都能通过有性生殖遗传给后代D.一株处于开花期的杂合玉米个体中：含基因R的精子数含基因r的精子数含基因R的卵细胞数含基因r的卵细胞数解析若发生基因突变或在四分体时期发生交叉互换，在减数第二次分裂时基因R和基因r可出现在细胞两极，A错误；基因突变具有不定向性，二者可能相互突变，B正确；体细胞中的基因突变，不能通过有性生殖遗传给后代，C错误；开花期卵细胞的数量远远小于精子的数量，D错误。答案B5.（2017河南安阳调研）某二倍体植物染色体上的基因E2发生了基因突变，形成了它的等位基因E1，导致所编码的蛋白质中一个氨基酸被替换，下列叙述正确的是（）A.基因E2形成E1时，该基因在染色体上的位置和其上的遗传信息会发生改变B.基因E2突变形成E1，该变化是由基因中碱基对的替换、增添和缺失导致的C.基因E2形成E1时，定会使代谢加快，细胞中含糖量增加，采摘的果实更加香甜D.在自然选择作用下，该种群基因库中基因E2的基因频率会发生改变解析基因E2突变形成E1时，其上的遗传信息会发生改变，在染色体上的位置不变，A错误；蛋白质中只有一个氨基酸被替换，说明该突变是由基因中碱基对的替换造成的，碱基对的增添和缺失会造成氨基酸数目和种类的改变，B错误；基因突变具有不定向性，基因E2突变形成E1后，植株代谢不一定加快，含糖量不一定增加，C错误。答案D6.（2017湖北沙市三检，2）减数分裂与生物变异具有密切的联系。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有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，细胞核中的基因的遗传不再遵循遗传规律解析减数分裂间期DNA复制时可能发生基因突变，分裂期发生基因重组和可能发生染色体变异，A正确；减数第一次分裂同源染色体分离导致B、b分离到2个次级精母细胞，形成BB和bb两个次级精母细胞，减数第二次分裂bb次级精母细胞的单体分离到同一个精细胞，形成bb精子，B错误；四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，以及减数第一次分裂后期非同源染色体的非等位基因自由组合，二者都是基因重组，C错误；遗传定律适用于真核生物有性生殖，发生生物变异后，细胞核中的基因的遗传仍然遵循遗传规律，D错误。答案A7.若某植物的白花基因发生了碱基对缺失的变异，则（）A.该植物一定不出现变异性状B.该基因的结构一定发生改变C.该变异可用光学显微镜观察D.该基因中嘌呤数与嘧啶数的比值改变解析基因突变是基因中碱基对增添、缺失、替换而引起的基因结构的改变，某植物的白花基因发生碱基对缺失的变异，属于基因突变，B正确；由于密码子的简并性，基因突变后植物性状不一定发生改变，A错误；基因突变在光学显微镜下是观察不到的，C错误；根据碱基互补配对原则，基因突变后嘌呤数与嘧啶数的比值不变，D错误。答案B8.（2017广东揭阳一模，4）具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体（即杂合子）并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。对此现象的解释，正确的是（）A.基因突变是有利的B.基因突变是有害的C.基因突变的有害性是相对的D.镰刀型细胞贫血症突变基因编码的异常蛋白质是无活性的解析具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体对疟疾具有较强的抵抗力，这说明在疟疾猖獗的地区，正常血红蛋白基因的突变具有有利于当地人生存的一方面。这说明了基因突变的有利与有害是相对的，C正确。答案C9.（2017江西赣州联考，6）某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的，且基因A1、A2均能通过控制合成特定的蛋白质来控制花色。下列叙述正确的是（）A.基因A2是基因A1中碱基对的增添或缺失造成的B.基因A1、A2是同时存在于同一个配子中的C.基因A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中D.基因A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码解析基因突变包括碱基对的增添、缺失或替换，A错误；基因A1、A2是一对等位基因，可以同时存在于同一个体细胞中，C错误；正常情况下，在减数分裂形成配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离，A1、A2不可能同时存在于同一个配子中，B错误；生物界共用一套遗传密码，D正确。答案D10.（2016黑龙江大庆一模，3）下列有关生物学知识的叙述，正确的是（）A.原癌基因或抑癌基因发生基因突变不一定会引起癌变B.哺乳动物成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达C.非同源染色体之间染色体片段的交叉互换属于基因重组D.生物的共同进化都是通过无机环境对生物的不断选择完成的解析哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，也不存在基因，非同源染色体之间染色体片段的交叉互换属于染色体结构变异中的易位，C错误；生物的共同进化是指不同生物之间及生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，D错误。答案A11.（2017河北保定调研）某二倍体植物细胞基因型为AA，某细胞中一个基因A突变为基因a，A基因编码138个氨基酸的多肽，a基因使相应mRNA增加一个相连的三碱基序列，编码含有139个氨基酸的多肽。相关说法正确的是（）A.突变的a基因在该二倍体植物细胞中数目最多时可有4个B.A基因与a基因在减数第二次分裂后期随姐妹染色单体的分开而分离C.突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同D.如果得到了基因型为Aa的子一代，则最早在子三代中能分离得到基因型为aa的纯合子解析若该二倍体植物细胞中基因A突变为基因a，则该细胞中DNA复制后最多有2个a基因，A错误；等位基因A和a分别位于同源染色体的两条染色体上，若不发生交叉互换，在减数第一次分裂后期，会随同源染色体分开而分离，B错误；突变后的a基因使相应的mRNA增加一个相连的三碱基序列，表明基因中插入了三个相连的碱基对，突变后编码的肽链会有1个或2个氨基酸与原来不同，C正确；子一代Aa自交后，在子二代中就能够分离得到基因型为aa的纯合子，D错误。答案C12.（2017安徽省江淮十校联考）某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是该动物体某个细胞在减数分裂的某个环节的示意图，据此可以判断）（）A.三对基因的遗传遵循自由组合定律B.图示细胞中，a基因来自于基因突变或基因重组C.图示细胞若为第一极体，则该卵原细胞产生的卵细胞基因型为AbED.图示细胞若为次级精母细胞，则该精原细胞产生的精子基因型有4种解析三对基因只位于两对同源染色体上，所以三对基因中AAEe和BbEe的遗传遵循自由组合定律，而AABb的遗传遵循连锁与互换定律，A错误；由于该哺乳动物的基因型为AABbEe，所以图示细胞中，a基因只来自于基因突变，B错误；图示细胞若为第一极体，则次级卵母细胞的基因组成为AAbbEE，所以该卵原细胞产生的卵细胞基因型为AbE，C正确；一个精原细胞正常情况下只能产生2种4个精子细胞。但由于细胞在间期发生了基因突变，所以该精原细胞产生的精子细胞基因型有ABe、aBe、AbE 3种，D错误。答案C13.（2018湖南长沙模拟）葫芦科一种被称为喷瓜的性别不是由异形的性染色体决定，而是由3个复等位基因aD、a、ad决定的，每株植物中只存在其中的两个基因。它们的性别表现与基因型如下表所示：性别类型基因型雄性植株aDa、aDad两性植株（雌雄同株）aa、aad雌性植株adad请根据上述信息，回答下列问题：（1）3个复等位基因aD、a、ad的存在说明基因突变具有。 （2）决定雄性、两性、雌性植株的基因依次是。 （3）aD、a、ad这三个基因的显隐性关系是。 （4）在雄性植株中为什么不可能存在纯合体？ _。 （5）雄株与雌株杂交，后代中有雄株也有雌株，且比例为11，则雄株的基因型为。解析（1）3个复等位基因aD、a、ad的存在说明基因突变具有不定向性。（2）表中信息显示：只要有aD基因存在就表现为雄株，在没有aD的前提下，只要有a基因存在就表现为两性植株，在没有aD、a的前提下，只要有ad基因存在就表现为雌株，所以决定雄性、两性、雌性植株的基因依次是aD、a、ad。（3）结合对（2）的分析可知，aD对a、ad为显性，a对ad为显性。（4）由于雌株基因型只有adad一种，两性植株的基因型为aa、aad，不能产生含aD的卵细胞，因此自然界中没有喷瓜的雄性纯合植株。（5）雄株（aD_）与雌株（adad）杂交，后代中的雄株（aD_）雌株（adad）11，说明雄株的基因型为aDad。答案（1）不定向性（2）aD、a、ad（3）aD对a、ad为显性，a对ad为显性（4）因为它的两个亲本不能同时提供aD基因，否则两个亲本都是雄性（5）aDad14.（2017江西百校联盟）某野生型的果蝇经射线处理后突变出若干只亮红眼果蝇，经检测发现亮红眼果蝇出现的原因是常染色体上或X染色体上的某个基因发生了隐性突变（假设相关基因A和a位于常染色体上，B和b位于X染色体上），让野生型雄性果蝇和亮红眼雌性果蝇杂交产生F1，F1雌性均为野生型，雄性均为亮红眼，F1自由交配产生F2，F2代雌性野生型雄性野生型雌性亮红眼雄性亮红眼3355。请回答下列问题：（1）根据题意分析，A、a和B、b这两对等位基因的遗传遵循定律，亲本的基因型组合为，F2代的雌性果蝇中纯合子所占的比例为。（2）现有某杂合的野生型雄性果蝇经X射线处理突变为亮红眼果蝇，已知其突变的原因可能是A基因突变为a，也可能是B基因突变为b基因，现有纯合的雌性亮红眼果蝇若干，欲通过一次杂交检测其突变的原因，应让该突变的雄蝇和基因型为的雌果蝇杂交，若后代，则是A基因突变为a基因所致；若后代，则是B基因突变为b基因。答案（1）分离定律和自由组合AAXBY和aaXbXb1/4（2）答案一：AAXbXb出现野生型全为亮红眼答案二：aaXBXB全为亮红眼出现野生型15.（2017广东省惠州市高三调研）通过60Co诱变水稻种子，得到一黄绿叶突变体。经测序发现，编码叶绿素a氧化酶的基因（OsCAO1）中从箭头所指的碱基开始连续5个碱基发生缺失（如图所示），导致该基因编码的多肽链异常。（已知终止密码子为：UAA，UAG，UGA）（1）该OsCAO1基因转录时，在的催化下，以为原料合成mRNA分子；翻译时，当核糖体移动到mRNA的处时，多肽合成结束。（2）从基因表达水平分析，该突变体的产生是由于_。（3）同一水稻植株的叶肉细胞与根尖细胞的遗传信息基本相同但其胞内蛋白质、细胞结构与功能却差异较大，根本原因是_。解析（1）该OsCAO1基因转录时，在RNA聚合酶的催化下，以四种游离的核糖核苷酸为原料合成mRNA分子；翻译时，当核糖体移动到mRNA的终止密码子处时，多肽合成结束。（2）从基因表达水平分析，该突变体的产生是由于碱基缺失后，终止密码提前出现，使翻译提前终止，形成异常蛋白。（3）同一水稻植株的叶肉细胞与根尖细胞的遗传信息基本相同但其胞内蛋白质、细胞结构与功能却差异较大，根本原因是不同组织细胞的基因进行选择性表达。答案（1）RNA聚合酶四种游离的核糖核苷酸终止密码子（2）碱基缺失后，终止密码提前出现，使翻译提前终止，形成异常蛋白（3）不同组织细胞的基因进行选择（差异）性表达（或答不同组织细胞在分化之初遗传信息表达的不同）24