1、1课时规范练 20 基因突变、基因重组、染色体变异一、选择题1.下列关于等位基因 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 的突变答案 B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 项正确。X 射线属于物理诱变因子,可以使基因 B 和基因 b 的突变率增加,B 项错误。碱基对的替换、增添和缺失都可导致基因突变,C 项
2、、D 项都正确。2.Tay-Sachs 病是一种基因病,可能是由基因突变从而产生异常酶引起的。下表为正常酶和异常酶的部分氨基酸序列。根据题干信息,推断异常酶的 mRNA 不同于正常酶的 mRNA 的原因是( )4 5 6 7正常酶苏氨酸(ACU)丝氨酸(UCU)缬氨酸(CUU)谷氨酸(CAG)异常酶苏氨酸(ACU)酪氨酸(UAC)丝氨酸(UCU)缬氨酸(CUU)A.第 5 个密码子前插入 UACB.第 5 个密码子中插入碱基 AC.第 6 个密码子前 UCU 被删除D.第 7 个密码子中的 C 被 G 替代答案 A2解析若第 5 个密码子前插入 UAC,则第 4 个密码子编码的氨基酸不变,第
3、5 个密码子编码的氨基酸为酪氨酸,第 6、7 个密码子编码的氨基酸依次是原先第 5、6 个密码子编码的氨基酸,与表中内容相符,A 项正确。第 5 个密码子中插入碱基 A,则第 5、6、7 个密码子依次是 UAC、UCU、UCA,与表中内容不符,B 项错误。第 6 个密码子前 UCU 被删除,则第 5、6 个密码子应该为 CUU、CAG,与表中内容不符,C 项错误。第 7 个密码子中的 C 被 G 替代,则第 5、6 个密码子应该不变,且第 7 个密码子应该为 GAG,与表中内容不符,D 项错误。3.二倍体野生香蕉果实中有大量的硬子,无法食用,人们食用的香蕉是三倍体。下列叙述正确的是( )A.二
4、倍体香蕉体细胞在有丝分裂中期含有四个染色体组B.三倍体香蕉体细胞在有丝分裂前期同源染色体联会紊乱C.确认香蕉细胞中染色体数目时应该观察有丝分裂中期的细胞D.将二倍体香蕉细胞低温诱导后置于显微镜下可看到三倍体细胞答案 C解析二倍体香蕉体细胞在有丝分裂中期含有两个染色体组,A 项错误。三倍体香蕉体细胞在减数第一次分裂前期同源染色体联会紊乱,B 项错误。有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,C 项正确。将二倍体香蕉细胞低温诱导后置于显微镜下可看到二倍体、四倍体细胞,但不会观察到三倍体细胞,D 项错误。4.下列有关基因突变、基因重组和染色体变异的表述,正确的是( )A
5、.基因突变会导致染色体结构变异B.基因突变可能破坏生物体与环境的协调关系而对生物有害C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D.同源染色体上非等位基因的重组在有丝分裂和减数分裂过程中均可发生答案 B解析基因突变仅仅会引起基因结构的改变,不会导致染色体结构变异,A 项错误。基因突变具有多害少利性,可能破坏生物体与环境的协调关系而对生物有害,B 项正确。染色体片段的缺失和重复会导致基因数量和排序的变化,不一定会导致种类改变,C 项错误。同源染色体上非等位基因的重组发生在减数分裂过程中,D 项错误。35.(2018 天津理综)果蝇的生物钟基因位于 X 染色体上,有节律(X B)对无节律(X
6、b)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为 AaXBY 的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXBXb类型的变异细胞,有关分析正确的是( )A.该细胞是初级精母细胞B.该细胞的核 DNA 数是体细胞的一半C.形成该细胞过程中,A 和 a 随姐妹染色单体分开发生了分离D.形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变答案 D解析本题考查细胞减数分裂及变异的有关内容。整个过程中,染色体只复制 1 次,而细胞连续分裂2 次。由题意知:基因型为 AaXBY 的雄果蝇进行减数分裂,首先 DNA 复制,DNA 数目增加一倍 ,初级精母细胞基因型可表示为 AAaaXBXBYY,伴随着
7、同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成的次级精母细胞基因型可表示为 AAXBXB和 aaYY(或 AAYY 和 aaXBXB),此时核 DNA 含量与正常体细胞的相等,故 A、B、C 三项错误。而题目中出现的 AAXBXb是基因突变的结果,故 D 项正确。知识归纳:减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,发生在减数第一次分裂过程中,着丝点分裂发生在减数第二次分裂过程中。6.(2018 全国理综)某大肠杆菌能在基本培养基上生长。其突变体 M 和 N 均不能在基本培养基上生长,但 M 可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N 可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将 M 和 N
8、在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是 ( )A.突变体 M 催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B.突变体 M 和 N 都是由于基因发生突变而得来的C.突变体 M 的 RNA 与突变体 N 混合培养能得到 XD.突变体 M 和 N 在混合培养期间发生了 DNA 转移答案 C解析本题的整体命题思路借鉴肺炎双球菌的转化实验。由题意知,大肠杆菌 M 和 N 是由大肠杆菌 X突变而来,大肠杆菌 X 既可以自身产生氨基酸甲,也可以产生氨基酸乙,而突变体 M 不能产生氨基酸4甲,突变体 N 不能产生
9、氨基酸乙。所以,将两个突变体单独在基本培养基中培养都不能生存。将它们在既含氨基酸甲又含氨基酸乙的培养基中培养,两种突变体都可以生存。然后本题的思路转移到了证明 DNA 是遗传物质的经典实验之一肺炎双球菌的转化实验中,突变体 M 和突变体 N 可以通过基因转移获得正常的基因,从而恢复到了突变前的菌株 X,细胞中的遗传物质是 DNA 而不是 RNA,即促使两种突变体转化成菌种 X 的不是 RNA,而是遗传物质 DNA。7.图 1 表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体,图 2 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。下列相关叙述正确的是( )A.图 1 中的同
10、源染色体上最多有三对等位基因B.图 2 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 1 中的同源染色体上表示出了三对等位基因,还存在其他的等位基因,只是未表示出来,A 项错误。图 2 中的卵细胞在形成过程中可能发生了基因突变或交叉互换,所以 B、C 两项错误。D、d属于等位基因,所以其本质区别是碱基对的排列顺序不同,D 项正确。8.下图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。下列叙述正确的是( )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
11、结果5C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的D.突变基因必将传递给子代个体答案 B解析等位基因是位于同源染色体的同一位置上,控制着相对性状的基因,图示中与结肠癌有关的基因位于一组非同源染色体上,A 项错误。由图可知,当 4 处基因突变累积后,正常细胞成为癌细胞,B项正确。基因突变有随机性和不定向性,C 项错误。基因突变若发生在配子中,则可能传给后代,若发生在体细胞中,一般不能遗传给后代,D 项错误。9.豌豆的株高与赤霉素合成有关,其性状是由一对等位基因(T、t)控制的,等位基因(T、t)的遗传信息的结构只相差 1 个核苷酸。隐性基因 t 产生的酶的活性相当于正常酶的 1/20。下
12、列叙述正确的是( )A.基因通过控制酶的合成控制细胞代谢来间接控制豌豆的株高B.在杂合子体内,只有 T 基因表达,可产生大量赤霉素C.用赤霉素处理基因型为 tt 的植株,可使它生长为高植株,该植株的自交后代仍为高植株D.基因突变不一定会导致遗传信息的改变答案 A解析基因可通过控制相关蛋白质的合成进而直接控制生物性状,基因还可通过控制酶的合成控制细胞代谢间接控制豌豆的株高;据题意可知,t 基因也能表达;赤霉素是一种植物激素,在植物体内的含量很少,用赤霉素处理植株,可使 tt 个体发育为高植株,但不改变其基因型,因此它的自交后代仍为矮植株;遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序,基因突变一定导致遗
13、传信息改变。10.下图为果蝇体内某个细胞的示意图,下列相关叙述正确的是( )A.图中的染色体 1、2、5、7 可组成一个染色体组B.在细胞分裂过程中等位基因 D、d 不一定发生分离6C.图中 7 和 8 表示性染色体,其上的基因都可以控制性别D.该细胞一个染色体组含有 5 条染色体答案 B解析 1 和 2 为同源染色体,染色体组中的染色体为非同源染色体。 图中 7 和 8 为性染色体,其上的部分基因可控制性别。该细胞中含有 2 个染色体组,每个染色体组含有 4 条染色体。二、非选择题11.假设果蝇的灰翅和白翅为一对相对性状,受一对等位基因控制。某自然种群的果蝇全为灰翅,现用该自然种群中一对灰翅
14、果蝇交配,后代中出现了一只白翅雄果蝇。研究发现白翅雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的一个基因发生了基因突变。请回答下列问题。(1)白翅基因产生是由于灰翅基因发生了碱基对的 ,而导致基因结构发生了改变。 (2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则显性性状为 ,发生基因突变的亲本是 (填“父本”“母本”或“父本或母本”)。 (3)若控制该对相对性状的基因位于 X 染色体上,则发生基因突变的亲本是 ,判断理由是 。 答案(1)增添、缺失或替换(2)白翅 父本或母本(3)母本 雄果蝇 X 染色体上的基因只能来自母本解析(1)基因突变指基因中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构改变。(2)若
15、控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则野生型果蝇的后代出现的突变型是显性性状,可能是父本或母本的基因型由 aa 突变为 Aa 的结果。(3)若控制该对相对性状的基因位于 X 染色体上,亲本的基因型应该为 XaXa、X aY,后代雄果蝇为 XAY,说明母本的基因发生了突变,因为雄果蝇 X 染色体上的基因只能来自母本。12.(2017 北京理综)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。7(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为 ,因此在 分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的 。 (2)研究者发现一种玉米突变体(S),用 S 的花粉给普
16、通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图 1)。根据亲本中某基因的差异,通过 PCR 扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图 2。从图 2 结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。 玉米籽粒颜色由 A、a 与 R、r 两对独立遗传的基因控制,A、R 同时存在时籽粒为紫色,缺少 A 或R 时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫白=35,出现性状分离的原因是 ,推测白粒亲本的基因型是 。 将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选 S 与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:请根据 F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出
17、与表型相应的基因型 。 (3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)中的育种材料与方法,育种流程应为 ;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。 答案(1)10 减数 染色体组(2)卵细胞 紫粒亲本是杂合子 aaRr/Aarr 单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为 ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为 AaRr;二者胚乳的表型均为紫色,基因型为 AaaRrr(3)G 与 H 杂交;将所得 F1为母本与 S 杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体8解析(1)单倍体是指含有本物种配子染色体数目的个体,故单倍体
18、玉米体细胞染色体数目为 10。由二倍体的配子发育形成的单倍体细胞中无同源染色体,故在减数分裂过程中不能进行正常的联会,染色体随机分配,导致配子中无完整的染色体组。(2)根据 PCR 扩增后电泳结果可知,单倍体胚的电泳结果与母本的相同,推测单倍体的胚是由卵细胞发育而来。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫白=35,出现了性状分离,出现该分离比的条件为紫粒玉米是双杂合体,其基因型是 AaRr,白粒玉米的基因型是 Aarr 或 aaRr。由题意知单倍体的胚是由卵细胞发育而来的,故单倍体籽粒的基因型为 ar,表现型为白色;二倍体的胚由受精卵发育而来,故二倍体籽粒的基因型为 AaRr,表现型为紫色,二
19、者的胚乳相同,都是由 2 个极核与 1 个精子结合形成的受精极核发育而来,基因型都是 AaaRrr,表现型都为紫色。(3)结合(2)中的育种材料与方法,将高产抗病白粒玉米纯合子(G)与抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H)杂交得 F1,表现为白粒,让 F1作母本,S 做父本,杂交所得单倍体胚为白色,二倍体胚为紫色,因此选出胚为白色的种子,萌发后,用秋水仙素处理,再从得到的纯合体中选出符合生产要求的类型即可。13.(2018 广东深圳六校联盟模拟)某 XY 型性别决定的野生型植物不抗除草剂(4-Bu),甲组研究者对多株该植物进行辐射处理,然后让其随机传粉,在后代中筛选出甲品系抗 4-Bu 的雌、雄植株各
20、一株(F1),将 F1杂交后,发现 F2中约有 1/4 的个体不具有抗 4-Bu 的特性,抗 4-Bu 的个体中雌株、雄株约各占一半的数量。请回答下列问题。(1)研究者判定:抗 4-Bu 属于显性基因突变,理由是 ;相关基因 A、a 位于常染色体上,其理由是:如果抗 4-Bu 的相关基因仅位于 X 染色体上,则 。 (2)乙组研究者通过用化学药剂处理该野生型植物,得到了乙品系抗 4-Bu 的植株,同时确定了相关基因为位于常染色体上的 B、b,与 A、a 基因是独立遗传关系。甲、乙组研究者合作进行如下杂交实验:抗 4-Bu 亲本来源实验组别 雄株 雌株子代表现型及比例丙 乙品系 乙品系 抗 4-
21、Bu不抗 4-Bu=219丁 甲品系 乙品系 抗 4-Bu不抗 4-Bu=31对丙组实验结果最合理的解释是 。 丁组的子代中含有两种抗 4-Bu 基因的个体比例为 (请用分数表示)。 答案(1)均抗 4-Bu 的雌、雄植株(F 1)杂交后代(F 2)中约有 1/4 的个体不抗 4-Bu(说明抗 4-Bu 属于显性基因突变) F 2中抗 4-Bu 植株中雌株应该占 2/3,而不是 1/2(或答“F 2中抗 4-Bu 的个体中雌株雄株21,而不是 11”)(2)B 基因纯合致死 1/4解析(1)由题干信息知甲品系的抗 4-Bu 雌、雄植株杂交,子代中产生了不抗 4-Bu 个体且占 1/4,则抗 4-Bu 属于显性基因突变。若抗 4-Bu 的相关基因位于 X 染色体上,则子代中抗 4-Bu 的雌株与雄株分别占 1/2、1/4,与题意不符,因此相关基因 A、a 位于常染色体上。(2)丙组中乙品系的基因型为 aaBb,由表中乙品系杂交结果及比例:抗 4-Bu不抗 4-Bu=21,可知 BB 个体死亡,即 B 基因纯合致死。甲品系(Aabb)与乙品系(aaBb)杂交产生的子代的基因型及比例为 AaBbAabbaaBbaabb=1111,则丙组的子代中含有两种抗 4-Bu 基因的个体比例为1/4。
