人教生物必修2 遗传与进化-章末质量检测(五)　基因突变及其他变异(含答案）

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人教生物必修2 遗传与进化-章末质量检测
(五)　基因突变及其他变异
一、单项选择题
1．下列有关变异的说法，正确的是(　　)
A．染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异
B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察
C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换属于基因重组
D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制着丝点的分裂
C　[染色体由DNA和蛋白质组成，染色体中DNA的一个碱基对缺失不属于染色体结构变异，可能是基因突变，A错误；基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换，不能用光学显微镜直接观察，B错误；基因重组包含非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换，C正确；秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制纺锤体的形成，从而使染色体加倍，D错误。]
2．(2021·全国高一课时练习)下列为生物常见变异类型，请结合所学知识，选出类型、特点、实例都正确的选项(　　)
选项 变异类型 特点 实例
A 不可遗传的变异 体细胞遗传物质改变 囊性纤维病
B 基因突变 染色体上基因顺序的变化 镰状细胞贫血
C 基因重组 非等位基因重新组合 孟德尔F1黄圆豌豆自交后代发生9∶3∶3∶1的性状分离比
D 染色体变异 用光学显微镜不可以观察到 猫叫综合征
C　[囊性纤维病是遗传物质改变引起的可遗传变异，A错误；镰状细胞贫血的根本原因是DNA中碱基的替换导致的基因突变，而不是染色体上基因顺序的变化引起，B错误；基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，如孟德尔F1黄圆豌豆自交后代发生9∶3∶3∶1的性状分离比，C正确；染色体变异在光学显微镜可以观察到，D错误。]
3．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发生交叉互换
D　[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；减数分裂Ⅱ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；减数分裂Ⅱ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。]
4．下列育种或生理过程中，没有发生基因重组的是(　　)
B　[B项中单倍体育种是将离体的细胞通过组织培养形成单倍体幼苗，然后再用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，整个过程中没有发生基因重组。]
5．(2021·重庆期末)如图表示人体细胞中发生的不同变异类型(图中仅显示部分染色体)，下列叙述错误的是(　　)
A．图a所示细胞可以在21三体综合征患者体内出现
B．图b所示细胞发生了染色体结构变异中的缺失或重复
C．图c所示细胞的出现是基因突变或交叉互换导致的
D．图d所示细胞分裂所形成的成熟生殖细胞的基因型可能为ABXa
D　[21三体综合征是指人第21号染色体多了一条，图a所示细胞中出现了3条同源染色体的情况，符合21三体综合征的特点，A正确；图b所示细胞联会时有一个片段无法配对，发生了染色体结构变异中的缺失或重复，B正确；图c所示细胞中，着丝粒分裂后，新形成的两个子细胞染色体上带有等位基因A、a，是基因突变或交叉互换的结果，C正确；图d所示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，发生了染色体易位，含有基因A的一小段染色体移到了X染色体上，减数分裂Ⅰ后形成的两个细胞的基因型是 aaBBXAX、AbbYY，经减数分裂Ⅱ形成的成熟生殖细胞的基因型可能是aBXA、aBX、AbY、bY，不可能为ABXa，D错误。]
6．下列现象中，与减数分裂过程中同源染色体联会行为均有关的是(　　)
①人类的XYY综合征个体的形成　②线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落　③三倍体西瓜植株的高度不育　④一对等位基因杂合子的自交后代出现3∶1的性状分离比　⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体
A．①②　　　　　 B．①⑤
C．③④ D．④⑤
C　[③三倍体西瓜植株的高度不育是因为奇数的同源染色体减数分裂联会时出现紊乱，不能形成正常配子而造成高度不育；④中出现3∶1的性状分离比的实质是位于同源染色体上的等位基因在减数分裂过程中伴随同源染色体联会、分离造成的。①为染色体个别数目变异造成的人类遗传病，与减数分裂Ⅱ异常有关；⑤卵裂过程中只能进行有丝分裂，不会发生同源染色体的联会。②是细胞质基因突变的结果。]
7．蜜蜂种群中雌蜂是二倍体，雄蜂是单倍体。如图是蜜蜂某些细胞分裂示意图(只表示部分染色体)，下列判断正确的是(　　)
图1　　　图2
①两图所示细胞中都有2个染色体组　②两图所示细胞中的染色单体数分别是8条和4条　③如果图2所示细胞分裂是有丝分裂，则该细胞应来自雄蜂　④基因型为AD的雄蜂可能是由图1细胞分裂后形成的卵细胞发育来的
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
C　[两图所示细胞中，每一形态的染色体各有2条，表明都有2个染色体组，①正确；图1和图2所示细胞中的染色单体数分别是8条和0条，②错误；雄蜂是单倍体，体细胞中不含同源染色体，而图2所示细胞也不含同源染色体，因此，如果图2所示细胞分裂是有丝分裂，则该细胞应来自雄蜂，③正确；雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，图1所示细胞呈现的特点是同源染色体分离，且细胞质进行不均等分裂，为处于减数分裂Ⅰ后期的初级卵母细胞，该初级卵母细胞分裂后最终形成的卵细胞的基因型为ad，因此基因型为AD的雄蜂不可能是由图1细胞分裂后形成的卵细胞发育来的，④错误。]
8．下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述，正确的是(　　)
A．由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变就是基因突变
B．减数分裂过程中，控制一对性状的基因不能发生基因重组
C．淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列不属于基因突变
D．小麦植株在有性生殖时，一对等位基因一定不会发生基因重组
D　[由碱基对改变引起的DNA分子中基因结构的改变是基因突变，基因突变强调的是基因结构的改变，A错误；若一对相对性状由两对等位基因控制，则可能发生基因重组，B错误；淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列，属于基因结构的改变，为基因突变，C错误；有性生殖中，一对等位基因只能发生分离，不能发生基因重组，D正确。]
9．(2021·全国高一课时练习)下列有关基因对性状控制的说法，不正确的是(　　)
A．基因能通过控制酶的合成来控制生物体的性状
B．性状受基因的控制，基因发生突变，其所控制的性状也必定改变
C．噬菌体的蛋白质是由噬菌体的DNA控制，利用细菌的原料和核糖体合成的
D．基因控制蛋白质的合成，符合中心法则，但与孟德尔的遗传规律无关
B　[基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，是基因控制性状的途径之一，A正确；由于密码子的简并性等原因，基因发生突变，其所控制的性状不一定改变，B错误；噬菌体属于病毒，无细胞结构，其合成自身的蛋白质是由自身的DNA控制，利用细菌的原料和核糖体合成的，C正确；孟德尔的遗传定律发生在减数分裂产生配子的过程中，基因控制蛋白质的合成与其无关，但符合中心法则，D正确。]
二、不定项选择题
10．下列关于可遗传变异的相关叙述，正确的是(　　)
A．染色体结构变异可导致果蝇棒状眼的形成
B．基因重组可发生在细胞减数分裂的四分体时期
C．基因突变改变了基因结构但并未改变基因的数目
D．染色体结构的变异可改变基因数目或基因排列顺序
ABCD　[果蝇棒状眼的形成是染色体增加引起的，即发生的变异类型是染色体结构变异，A正确；减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合均可导致基因重组，B正确；基因突变是由基因内部碱基的增添、缺失或者替换引起的，改变了基因结构但并未改变基因的数目，C正确；染色体结构的变异可不改变基因排列顺序，D正确。]
11．通过单倍体育种将宽叶不抗病(AAbb)和窄叶抗病(aaBB)两个烟草品种培育成宽叶抗病(AABB)新品种。下列关于育种过程的叙述，正确的是(　　)
A．将AAbb和aaBB杂交得到AaBb的过程实现了基因重组
B．对F1的花药进行离体培养，利用了细胞的全能性
C．需要用秋水仙素处理萌发的F1种子，使染色体加倍
D．育种过程中淘汰了杂合个体，明显缩短了育种年限
B　[AAbb和aaBB杂交实现了优良基因的集中；需要用秋水仙素处理F1中花药离体培养得到的单倍体植株，使染色体加倍；单倍体育种得到的是纯合植株。]
12．(2019·河南鹤壁高一期末)某遗传病为常染色体隐性遗传病，该遗传病是由于编码某种跨膜蛋白的基因缺失了三个碱基对，该遗传病不影响患者的生存及生育能力。对该遗传病进行调查，发病率为1/2 500。下列说法正确的是(　　)
A．该常染色体隐性遗传病是基因突变的结果
B．发病率的调查要选择足够多的患者进行调查
C．若随机婚配该地区有99/2 500的人其体内细胞有致病基因
D．通过遗传咨询和产前诊断能降低该遗传病的发病率
ACD　[根据题干信息“该遗传病是由于编码某种跨膜蛋白的基因缺失了三个碱基对”可知，该常染色体隐性遗传病是基因突变的结果，A正确；发病率的调查要选择在人群中随机调查，B错误；若相关基因用A、a表示，则含aa的个体为患者，该病的发病率为1/2 500，则a的基因频率为1/50，A的基因频率为49/50，该地区基因型为Aa和aa的个体的细胞中都含有致病基因，因此含有致病基因的人占1/50×1/50＋2×1/50×49/50＝99/2 500，C正确；通过遗传咨询和产前诊断能降低该遗传病的发病率，D正确。]
三、非选择题
13．(2021·浙江高一开学考试)水稻(2n＝24，自然状态下为纯合子)是一种重要的粮食作物，下图是与之有关的一些遗传育种途径。请回答下列问题：
(1)A→B过程中，用射线来处理_________________________________________________ _______________，更易得到突变体。
(2)为培育矮秆抗病(ddRR)的新品种，应以基因型为________________的植株作亲本，F2矮秆抗病类型中能稳定遗传的个体的比例是________，为提高该类型的纯合度可进行__________________和筛选，直至不再发生性状分离。
(3)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可利用图中______________(用字母和箭头表示)途径所示的方法，其中的G途径是指_____________________________________________。
(4)科学工作者若要通过C、D途径获取抗虫水稻，则转移基因后可通过____________技术检测目的基因是否插入了转基因生物染色体的DNA上。经鉴定发现，2个相同的抗虫基因分别插入了一对同源染色体中两条染色体的不同位置上，则其与非转基因水稻杂交后代中抗虫植株所占比例为________。
解析　(1)基因突变最容易发生在细胞分裂间期(DNA复制时)，因此应该选择分裂旺盛的材料来进行诱变处理。(2)选择亲本时要注意：一要包含所需优良基因，二要避免把“目标品系”选作亲本。ddrr×DDRR→DdRrD_R_∶D_rr∶ddR_∶ddrr＝9∶3∶3∶1，注意“矮秆抗病类型”有ddRR(1/16)、ddRr(2/16)两种类型，其中纯合子占该类型的1/3；连续自交是生产实践中提高纯合度的一种有效方法。(3)单倍体育种如图中E→F→G途径所示，其最大的优点是能明显缩短育种年限，具体过程包含两个主要环节：一是花药离体培养获得单倍体，二是人工诱导染色体数目加倍获得纯合个体。(4)若一对同源染色体的两条染色体上都有转移的目的基因，则可将其视为“AA”类纯合子，而非转基因水稻可理解为“aa”类个体，两者杂交产生的后代均为“Aa”，一定抗虫。
答案　(1)萌发的种子或幼苗　(2)ddrr和DDRR　1/3　连续自交　(3)E→F→G　人工诱导染色体加倍　(4)DNA分子杂交　100%
14．人类的苯丙酮尿症是一种单基因遗传病，患病的原因之一是患者体内苯丙氨酸羟化酶基因发生了变化，模板链某片段由GTC突变为GTG，使其编码的氨基酸由谷氨酰胺变成了组氨酸，导致患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶，使体内的苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸，而只能转变成苯丙酮酸，苯丙酮酸在体内积累过多就会损伤婴儿的中枢神经系统。请分析回答下列问题：
(1)苯丙酮尿症是由苯丙氨酸羟化酶基因中的碱基对发生了________而引起的一种遗传病。
(2)从上述材料分析可知，编码谷氨酰胺的密码子为________。
(3)如图为某家族苯丙酮尿症(设基因为B、b)和进行性肌营养不良病(设基因为D、d)的遗传家系图，其中Ⅱ4家族中没有出现过进行性肌营养不良病。
①由图可知，苯丙酮尿症是________染色体________性遗传病；进行性肌营养不良病是______染色体______性遗传病。
②Ⅲ4的基因型是________；Ⅱ1和Ⅱ3基因型相同的概率为________。
③若Ⅲ1与一正常男人婚配，他们所生的孩子最好是______(填“男孩”或“女孩”)；在父亲基因型为Bb的情况下，该性别的孩子患苯丙酮尿症的概率为________。
解析　(1)模板链某片段由GTC突变为GTG，使其编码的氨基酸由谷氨酰胺变成了组氨酸，进而导致苯丙酮尿症，可见苯丙酮尿症是由苯丙氨酸羟化酶基因碱基对发生了替换而引起的一种遗传病。(2)从题中材料分析可知，GTC转录形成的密码子为CAG，编码谷氨酰胺。(3)①根据图谱可知，Ⅱ1和Ⅱ2生出患苯丙酮尿症的女儿，则该病为常染色体隐性遗传病；Ⅱ3和Ⅱ4生出一个患进行性肌营养不良病的儿子，而Ⅱ4家族中没有出现过进行性肌营养不良病，说明该病属于伴X染色体隐性遗传病。②Ⅱ3表型正常，则基因型为B_XDX－，Ⅱ4患苯丙酮尿症，则基因型为bbXDY，而他们的女儿Ⅲ3患苯丙酮尿症，儿子患进行性肌营养不良病，则Ⅱ3的基因型为BbXDXd，采用逐对分析法：Bb×bb→Bb、bb，XDXd×XDY→XDXD、XDXd、XDY、XdY，Ⅲ4是表型正常的女儿，基因型为BbXDXd或BbXDXD；Ⅱ1表型正常，基因型为B_XDX－，其女儿一个患苯丙酮尿症，一个患进行性肌营养不良病，故Ⅱ1的基因型为BbXDXd，和Ⅱ3基因型相同的概率为100%。③Ⅲ1的基因型及比例为BBXdXd∶BbXdXd＝1∶2，若其与一正常男人婚配，即XdXd×XDY→XDXd、XdY，则他们所生的男孩都患进行性肌营养不良病，女孩都不患该病；在父亲基因型为Bb的情况下，则Bb×Bb→BB、Bb、bb，患苯丙酮尿症的概率为(1/4)×(2/3)＝1/6。
答案　(1)替换　(2)CAG　(3)①常　隐　X　隐　
②BbXDXd或BbXDXD　100%　③女孩　1/6
15．(2020·全国卷Ⅲ)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是_______________________ ___________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是___________ _____________________________________________________(答出2点即可)。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有_______________________ _________________________________________(答出1点即可)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。
一粒小麦×斯氏麦草
(AA)　　　(BB)
↓
　杂种一
↓
　拟二粒小麦×滔氏麦草
　(AABB)　　　(DD)
↓
杂种二
↓
普通小麦
(AABBDD)
解析　(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一由于无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，是高度不育的，由于A、B、D不同物种的一个染色体组均含7条染色体，而普通小麦属于六倍体，故普通小麦体细胞中有6×7＝42条，一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是营养物质含量高，茎干粗壮，叶片和果实都比较大。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用低温诱导或用秋水仙素处理幼苗，通过抑制有丝分裂中纺锤体的形成，导致染色体加倍。(3)要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可让甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏，且自交后代不发生性状分离的植株。
答案　(1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂　42　营养物质含量高、茎秆粗壮　(2)秋水仙素处理　
(3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。