1、1第 21 讲 基因突变和基因重组考纲要求 1.基因重组及其意义(B)。2.基因突变的特征和原因(B)。3.转基因食品的安全性(A)。考点一 基因突变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 TA 替换为 AT。(3)概念：DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失或替换，而引起的基因结构的改变。2基因突变的原因、特点与意义(1)发生时期：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂间期。(2)诱发因素(连线)(3)突变特点普遍性：所有生物均可
2、发生基因突变。随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和 DNA 分子的任何部位。低频性：自然条件下，突变频率很低。不定向性：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。(4)基因突变对蛋白质与性状的影响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2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
3、种氨基酸(密码子的简并性)。c基因突变若为隐性突变，如 AAAa，不会导致性状的改变。(5)基因突变的意义新基因产生的途径。生物变异的根本来源。生物进化的原始材料。(1)基因突变通常发生在 DNARNA 的过程中( )(2)病毒、大肠杆菌及动、植物都可发生基因突变( )(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)一个人是否患镰刀型细胞贫血症能通过光学显微镜观察到( )(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
4、图分析基因突变机理(1)分别表示引起基因突变的什么因素？提示 物理、生物、化学。3(2)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 基因突变的原理和特点分析1(2018南通、泰州一模)亚硝酸盐使某细胞 DNA 上的碱基对 突变为。当此 DNA 复制后，
5、形成的子代 DNA 中 U 被剔除并进行修复。则其子代 DNA 在此位置上出现的碱基对为(多选)( )A. B.C. D.答案 BC解析 由于 DNA 复制方式为半保留复制，突变后的碱基对 TUCAGG 发生一次 DNA 复制后产物为 TUCAAG 和 TCCAGG，剔除 U 并修复后得到 TTCAAG 和 TCCAGG。2(2018平顶山高三阶段性考试)TaySachs 病是一种基因病，可能是由于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( )密码子位置酶的种类4 5 6 7正常酶苏氨酸(ACU
6、)丝氨酸(UCU)缬氨酸(GUU)谷氨酰胺(CAG)异常酶苏氨酸(ACU)酪氨酸(UAC)丝氨酸(UCU)缬氨酸(GUU)4A.第 5 个密码子中插入碱基 AB第 6 个密码子前 UCU 被删除C第 7 个密码子中的 C 被 G 替代D第 5 个密码子前插入 UAC答案 D解析 分析表格，正常酶的第 47 个密码子依次为 ACU、UCU、GUU、CAG，而异常酶的第47 个密码子依次为 ACU、UAC、UCU、GUU，比较正常酶和异常酶的密码子可知，最可能是第 5 个密码子前插入了 UAC，致使该位点后的密码子都向后移了一个位点。科学思维 基因突变机理的“二确定”(1)确定突变的形式：若只是一
7、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，若只有一个碱基不同，则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。命题点二 基因突变与生物性状的关系辨析3用人工诱变方法使黄色短杆菌的某基因模板链的部分脱氧核苷酸序列发生如下变化：CCGCTAACGCCGCGAACG，那么黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能用到的密码子：天冬氨酸GAU、GAC；丙氨酸GCA、GCU、GCC、GCG)( )A基因突变，性状改变B基因突变，性状没有改变C染色体结构缺失，性状没有改变D染色体数目改变，性
8、状改变答案 A解析 对比题中该基因的部分序列可知，基因中 CTA 变为 CGA，mRNA 中相应的密码子由 GAU变为 GCU，多肽中相应的氨基酸由天冬氨酸变为丙氨酸。因此，黄色短杆菌发生了基因突变，性状也发生了改变。由于只是部分碱基的改变，而且细菌无染色体结构，所以不会导致染色体结构缺失和数目的变化，故 A 正确，B、C、D 错误。4(2018苏州模拟)编码酶 X 的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶 Y。下表显示了与酶 X 相比，酶 Y 可能出现的四种状况。下列对这四种状况出现原因的判断，正确的是( )比较指标 酶 Y 活性/酶 X 活性 100% 50% 10% 150%酶 Y 氨
9、基酸数目/酶 X氨基酸数目 1 1小于 1 大于 15A.状况一定是因为氨基酸序列没有变化B状况一定是因为氨基酸间的肽键数减少了 50%C状况可能是因为突变导致了终止密码位置变化D状况可能是因为突变导致 tRNA 的种类增加答案 C解析 基因突变引起氨基酸种类替换后，蛋白质的功能不一定发生变化，A 错误；蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构，状况中酶 Y 与酶 X 的氨基酸数目相同，所以肽键数不变，B 错误；状况氨基酸数目减少，最可能的原因是突变导致了终止密码位置提前，C 正确；tRNA 的种类共有 61 种，基因突变不会导致 tRNA 种类改变，氨基酸数目增加可能是
10、终止密码后移导致的，D 错误。命题点三 基因突变类型的判断5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 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
11、制的性状，A 项正确；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，B 项错误；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，C 项错误；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是否为终止密码来判断，D 项错误。6(2019无锡模拟)将果蝇进行诱变处理后，其染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测上述三种情况。检测 X 染色体上的突变情况：实验时，将经诱
12、变处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇筛选交配(B 表示红眼基因)，得 F1，使 F1单对筛选交配，分别饲养，观察 F2的分离情况。预期结果和结论：6(1)若 F2中表现型为 31，且雄性中有隐性突变体，则说明_。(2)若 F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体，则说明_。(3)若 F2中21，则说明_。答案 (1)发生了隐性突变 (2)没有发生突变(3)发生了隐性致死突变解析 图解中给出了 F2的四种基因型，若 X 染色体上发生隐性突变，则 F2中表现型为31，且雄性中有隐性突变体；若 X 染色体上没有发生突变，则 F2中表现型均为红眼，且雄性中无隐性突变体；若 X 染色体上发生隐性致
13、死突变，则 F2中21。科学思维 显性突变和隐性突变的判断方法(1)理论依据Error!(2)判定方法选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交，根据子代性状表现判断。a若后代全为野生型，则突变性状为隐性。b若后代全为突变型，则突变性状为显性。c若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性性状。让突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。命题点四 突变基因的位置判断7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
14、 21C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(AaAa)，后代基因型及比例为 AA(胚胎致死)Aaaa121，因此后代性状分离比为 21，B 项正确；如果是 X 染色
15、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(X AXA)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 11，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(X AY)与之杂交，7若该雌果蝇未发生基因突变，即 XAXAXAY，则后代雌雄比为 11，若该雌果蝇发生基因突变，即 XAXaXAY，则后代雌雄比为 21，因此可通过后代雌雄比来推测，D 项正确。8(2018徐州模拟)一对灰色鼠交配所产一窝鼠中出现
16、 1 只栗色雄鼠。让该只栗色雄鼠与同窝(多只)灰色雌鼠交配，子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等。不考虑环境因素的影响，下列对该栗色雄鼠的分析正确的是( )A该栗色雄鼠来自隐性基因携带者亲本的隐性基因组合，基因位于常染色体上B该栗色雄鼠的形成与母本的一个基因发生显性突变有关，基因位于 X 染色体上C该栗色雄鼠的形成与两个亲本都有一个基因发生隐性突变有关，基因位于常染色体上D该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关，基因位于常染色体上答案 D解析 假设相关的基因用 A、a 表示。若该栗色雄鼠的形成是亲本携带隐性基因所致，则双亲灰色鼠的基因型均为 Aa，该栗色雄鼠的基因型为 aa，同窝(
17、多只)灰色雌鼠的基因型为 AA或 Aa，所以该栗色雄鼠与同窝(多只)灰色雌鼠交配，子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量不一定相等，与题意不符。若是基因突变的结果，则只有 aa 突变为 Aa 时才会出现性状的改变，即该栗色雄鼠的形成与一个亲本的一个基因发生显性突变有关，但不能确定发生突变的是母本还是父本；此种情况下，双亲灰色鼠和同窝中的灰色雌鼠的基因型均为 aa，该栗色雄鼠的基因型为 Aa，所以杂交子代雌雄鼠中灰色鼠和栗色鼠数量相等，与题意相符。综上分析，A、B、C 均错误，D 正确。8考点二 基因重组和基因工程1基因重组(1)概念：基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合
18、。(2)类型自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。人工重组型：转基因技术，即基因工程。(3)结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。(4)意义形成生物多样性的重要原因之一。是生物进化的源泉。2基因工程及其应用(1)原理：基因重组。(2)一般过程(3)应用用于生产某些特殊蛋白质。按照人们的意愿定向地改造生物。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通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期9适用范围 所有生物(包括病毒)
19、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、基因工程育种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)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状( )(2)原核生物不存在基因重组，而真核生物的受精过程中可进行基因重组( )(3)Aa 自交，因基因重组导致子代发生性状分离( )(4)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( )(5)基因
20、重组为生物进化提供了最根本的原材料( )(6)交叉互换和基因突变都能使染色体上原来的基因位置出现等位基因( )(7)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体也不存在基因重组( )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。细胞中的 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
21、合，即基因重组。(3)二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生交叉互换吗？为什么？提示 不一定。二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时)，在四分体时期，会有一定数量的同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换。10命题点一 基因突变和基因重组的图像辨析1.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。据图判断下列说法正确的是( )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 AaBbCcDdC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
22、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，所以此动物体细胞的基因型可能是 AaBbCcDd 或AaBbCcdd。2(2019张家港模拟)如图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断正确的是(多选)( )A甲图表明该动物发生了基因突变B乙图表明该动物最可能在减数第一次分裂的间期发生了基因突变C丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换D甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代答案 ABC解析 甲
23、、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图，其基因型为 AABb，由图分析可知，甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因 A 与 a 不同，是基因突变的结果，A 正确；乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因 A 与 a 不同，表明该动物最可能在减数第一次分裂的间期发生了基因突变，B 正确；丙图也表示减数第二次分裂后期，基因 B 与 b 所在的染色体颜色不一致，是减数第一次分裂时发生了交叉互换造成的，C 正确；若甲细胞分裂后产11生体细胞，其产生的变异一般不遗传给后代，D 错误。科学思维 “三看法”判断基因突变与基因重组(1)一看亲子代基因型如果亲代基因型为 BB 或 bb，而后代中出现 b 或
24、B 的原因是基因突变。如果亲代细胞的基因型为 Bb，而次级精母(卵母)细胞中出现 Bb 的原因是基因突变或交叉互换。(2)二看细胞分裂方式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。如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换。(3)三看染色体如果在有丝分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因不同，则为基因突变的结果(如图甲)如果在减数第一次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(同白或同黑)不同，则为基因突变的结果(如图甲)如果在减数第二次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(颜色不一致)不同，则为交叉互换(基因重组)的结果(如图乙)命题点二 基因
25、重组与减数分裂的综合辨析3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、乙两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、乙两细胞均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
26、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12此不可能发生基因重组，D 项错误。4(2018沛县二模)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 种配子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 种配子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 1111答案 D解析 若图甲所示细胞发生交叉互换，可形成 4 种配子，A 项错误；正常情况下，图乙所示的一个细胞在正常情况下，经减数分裂可产生 1 种或 2 种配子，B 项错误；图甲所示个体自交，不考虑基因
27、突变和交叉互换，所得 F1的基因型有 bbCC、BbCc、BBcc，C 项错误；图乙所示个体经减数分裂形成 bC、bc、BC、Bc4 种配子，与配子 bc 结合后，后代基因型的比例是 1111，D 项正确。命题点三 基因工程及其应用5如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是( )ADNA 连接酶和解旋酶BDNA 聚合酶和限制性核酸内切酶C限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶DDNA 聚合酶和 RNA 聚合酶答案 C解析 题图所示为目的基因与运载体结合的过程，需要基因的“剪刀”限制性核酸内切酶和基因的“针线”DNA 连接酶。此过程不涉及 DNA 复制，不需要 DNA 聚合酶
28、和解旋酶。6如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( )13AX 是能合成胰岛素的细菌细胞B质粒具有标记基因和多个限制酶切点C外源基因与运载体的重组只需要 DNA 连接酶D该细菌的性状被定向改造答案 C解析 根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以 X 是能合成胰岛素的细菌细胞，A 正确；质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内，B 正确；基因与运载体的重组需要限制酶和 DNA 连接酶，C错误；基因工程的特点是能够定向改造生物的性状，D 正确。矫正易错 强记长句1基因突变
29、的 7 点提醒(1)DNA 中碱基对的增添、缺失或替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构变化，才是基因突变。(2)基因突变不一定都产生等位基因，如原核生物和病毒的基因突变产生的是新基因。(3)基因突变不只是发生在分裂间期：基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期，也能发生在其他各时期，只是突变率更低。(4)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。(5)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或数目的改变，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
30、个碱基对的改变也叫基因突变。(6)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，并没有改变DNA 上基因的数目和位置。(7)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。2有关基因重组的几点提醒(1)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。14(2)基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。(3)杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。(4)受精过程中精卵随机结合，导致后代性状多样
31、，不属于基因重组。1.若某种蛋白的氨基酸数目增加不能判断一定是基因中碱基对的增添所致。理由是若碱基对的缺失导致终止密码改变，也会导致氨基酸数目的增加。2某植株发生基因突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的原因是该突变为隐性突变，且基因突变发生在该植株的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。3基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者少的原因是基因突变是基因结构中碱基对的替换、增添或缺失，而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序。4若某种自花受粉植物的 AA 植株发生了隐性突变，则隐性性状出现的过程是该 AA 植株基因突变产生 Aa 植株，Aa
32、 植株自交产生隐性性状的个体。5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。6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(2016江苏，22)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子 CGG 改变为酵母偏爱的密码子 AGA，由此发生的变化有(多选)( )A植酸酶氨基酸序列改变B植酸酶 mRNA 序列改变C编码植酸酶的 DNA 热稳定性降低D配对的反密码子为 UCU答案 BCD解析 改变后的密码子仍然对应精氨酸，氨基酸的种类和序列没有改变，A 错误；由于密码子改
33、变，植酸酶 mRNA 序列改变，B 正确；由于密码子改变后 C(G)比例下降，DNA 热稳定性降低，C 正确；反密码子与密码子互补配对，为 UCU，D 正确。2(2018江苏，15)下列过程不涉及基因突变的是( )A经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母B运用 CRISPR/Cas9 技术替换某个基因中的特定碱基15C黄瓜开花阶段用 2,4D 诱导产生更多雌花，提高产量D香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险答案 C解析 基因突变是指由 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。紫外线、X 射线及其他辐射能损伤细胞内的 DNA，从而引起基因突变，A 不符
34、合；运用CRISPR/Cas9 技术替换某个基因中的特定碱基能引起基因结构的改变，属于基因突变，B 不符合；2,4D 属于生长素类似物，其促进黄瓜产生更多雌花不涉及基因突变，C 符合；香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，导致抑癌基因的结构发生改变，属于基因突变，D 不符合。3(2018全国，6)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 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
35、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 突变体 M 不能在基本培养基上生长，但可在添加了氨基酸甲的培养基上生长，说明该突变体不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失，A 项正确；大肠杆菌属于原核生物，自然条件下其变异类型只有基因突变，故其突变体是由于基因发生突变而得来的，B 项正确；大肠杆菌的遗传物质是 DNA，突变体 M 的 RNA 与突变体 N 混合培养
36、不能得到 X，C 项错误；突变体 M 和 N 在混合培养期间发生了 DNA 转移，使基因重组，产生了新的大肠杆菌 X，D 项正确。4(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下。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CB(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16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
37、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。5(2016江苏，30)镰刀型细胞贫血症(SCD)是一种单基因遗传疾病，下图为 20 世纪中叶非洲地区 HbS基因与疟疾的分布图，基因型为 HbSHbS的患者几乎都死于儿童期。请回答下列问题：(1)
38、SCD 患者血红蛋白的 2 条 肽链上第 6 位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，而 2 条 肽链正常。 HbS基因携带者( HbAHbS)一对等位基因都能表达，那么其体内一个血红蛋白分子中最多有_条异常肽链，最少有_条异常肽链。(2)由图可知，非洲中部 HbS基因和疟疾的分布基本吻合。与基因型为 HbAHbA的个体相比，HbAHbS个体对疟疾病原体抵抗力较强，因此疟疾疫区比非疫区的_基因频率高。在疫区使用青蒿素治疗疟疾患者后，人群中基因型为_的个体比例上升。(3)在疟疾疫区，基因型为 HbAHbS个体比 HbAHbA和 HbSHbS个体死亡率都低，体现了遗传学上的_现象。(4)为了调查 SCD 发病
39、率及其遗传方式，调查方法可分别选择为_(填序号)。在人群中随机抽样调查在患者家系中调查在疟疾疫区人群中随机抽样调查对同卵和异卵双胞胎进行分析对比(5)若一对夫妇中男性来自 HbS基因频率为 1%5%的地区，其父母都是携带者；女性来自HbS基因频率为 10%20%的地区，她的妹妹是患者。请预测这对夫妇生下患病男孩的概率为_。答案 (1)2 0 (2) HbS HbAHbA (3)杂种(合)优势 (4) (5)1/18解析 (1)一个血红蛋白分子中含有 2 个 链，2 个 链， HbS基因携带者( HbAHbS)一对等17位基因都能表达，其体内一个血红蛋白分子中最多有 2 条异常肽链，最少有 0
40、条异常肽链。(2)与基因型为 HbAHbA的个体相比， HbAHbS个体对疟疾病原体抵抗力较强，因此疟疾疫区比非疫区的杂合子比例高， HbS基因频率高。在疫区使用青蒿素治疗疟疾患者后，人群中原本不抗疟疾的基因型为 HbAHbA的个体比例上升。(3)杂合子比纯合子具有更强的生活力，体现了杂种优势。(4)调查 SCD 发病率，应在人群中随机抽样调查，调查 SCD 遗传方式，应在患者家系中调查。(5)一对夫妇中男性父母都是携带者，则其基因型为1/3HbAHbA、2/3 HbAHbS，女性的妹妹是患者，则其父母亦均为携带者，该女性基因型为1/3HbAHbA、2/3 HbAHbS，这对夫妇生下患病男孩的
41、概率为 。23 23 14 12 118一、单项选择题1下列有关生物变异来源图解的叙述，正确的是( )A产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中的改变B图中过程是交叉互换，发生在减数第二次分裂时期C图中的、可分别表示为突变和基因重组D一定会造成生物性状的改变答案 A解析 交叉互换发生于四分体时期，碱基对的增添、缺失或替换未必会造成生物性状的改变，图中表示基因突变，不能直接用“突变”表示。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 P KPK 能 0突变型 P KPR
42、不能 100注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。下列叙述正确的是( )18AS 12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
43、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(2019淮安实验中学模拟)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( )AR 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 AT、CG 的碱基互补配对D参与 b 过程的 tRNA 种类有 20 种，每种 tRNA 只能
44、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 AU、CG 的碱基互补配对，C 项错误；tRNA 的种类有 61 种，D项错误。4(2018昌江区校级期中)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。下图为某雄性个体的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( )19A
45、若发生在减数分裂过程中，产生含正常基因和突变基因的配子比例为 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答案 D解析 若图示交叉互换发生在减数分裂过程中，则减数分裂形成的 4 个子细胞中有 2 个含有正常基因，还有 2 个含有突变基因，即产生含正常基因和突变基因的配子比例为 11，A 正确；若图示交叉互换发生在有丝分裂过程中，由于姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极，因此可能产生同时含有正常基因和突变基因的子细胞，也可能产生正常基因纯
46、合和突变基因纯合的子细胞，B、C 正确；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，交叉互换发生在非同源染色体之间为染色体结构变异(易位)，D 错误。5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、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、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
47、因突变的随机性，A项错误；、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，很容易发生基因突变，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。6二倍体水毛茛黄花基因 q1中丢失 3 个相邻碱基对后形成基因 q2，导致其编码的蛋白质中氨基酸序列发生了改变。下列叙述错误的是( )A正常情况下，q 1和 q2可存在于同一个配子中B光学显微镜下无法观测到 q2的长度较 q1短C突变后翻译时碱基互补配对原则
48、未发生改变D突变后水毛茛的花色性状不一定发生改变答案 A解析 水毛茛黄花基因突变后产生的是它的等位基因，等位基因在减数第一次分裂后期分离，故正常情况下，q 1和 q2不能存在于同一个配子中；基因突变在光学显微镜下看不到；基因20突变不影响碱基互补配对的原则；如果发生的是隐性突变或基因突变发生在叶片或根细胞中，花色性状是不会发生改变的。7一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21，且雌雄个体之比也为 21，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DX 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
