【高考突破方案】专题7 第1讲 基因突变 基因重组和染色体变异 -专题训练（含答案）高考生物一轮复习

专题7 生物的变异与进化
第1讲　基因突变、基因重组和染色体变异
一、单项选择题
1．下列有关基因突变的叙述，正确的是（　　）
A．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系
B．如果没有外界因素的诱导，基因突变不会发生
C．基因突变的随机性表现在可发生于所有生物中
D．DNA分子中碱基序列发生改变即可引起基因突变
【解析】A　如果没有外界因素的诱导，基因突变也会自发产生，B错误；基因突变的普遍性表现在可发生于所有生物中，C错误；DNA分子中碱基序列发生改变，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变，D错误。
2．经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了一株开白花的植株。下列叙述正确的是（　　）
A．X射线可以引起生物体的遗传物质发生改变，如基因突变、基因重组和染色体变异
B．观察白花植株自交后代的性状，可确定该变异是否是可遗传的变异
C．若白花是由基因突变引起的，则通过杂交实验，无法确定是显性突变还是隐性突变
D．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
【解析】B　基因重组一般发生于减数分裂过程中，X射线可引起基因突变和染色体变异，A错误；白花植株自交，若后代中还出现白花性状，可以判断为可遗传变异，B正确；白花植株与紫花植株杂交，若后代全为白花或既有紫花又有白花，该突变为显性突变，若后代全为紫花，则该突变为隐性突变，C错误；白花植株的出现是基因突变的结果，不是对环境主动适应的结果，D错误。
3．下图为某哺乳动物细胞中控制毛色的 a、b、c 基因在 DNA 分子上的分布状况，其中Ⅰ、Ⅱ 为非基因序列。有关叙述正确的是（　　）
A．该 DNA 分子中某些碱基对发生增添，一定导致性状发生改变
B．在减数分裂的四分体时期，基因 a、b 之间可发生互换
C．由图可知性状与基因是一一对应的关系
D．生物的性状是由基因与基因、基因与基因产物、基因与环境间相互作用来调控的
【解析】D　如果碱基对的增添发生在Ⅰ、Ⅱ非基因序列中，一定不会导致性状发生改变，A错误；基因 a、b是位于同一条染色体上的非等位基因，在减数分裂的四分体时期，不会发生互换，B错误； 控制毛色的基因有a、b、c 三个，说明性状与基因不是一一对应的关系，C错误；生物的性状是由基因与基因、基因与基因产物、基因与环境间相互作用来调控的，D正确。
4．某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中A～E表示染色体片段，染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂。后续的分裂过程正常进行。下列说法正确的是（　　）
A．该精原细胞形成的配子中存在染色体结构变异和数目变异
B．该精原细胞形成的染色体正常的配子占1/4
C．图中所示过程发生在次级精母细胞中
D．形成该精原细胞的分裂过程中发生了互换
【解析】B　该精原细胞形成的配子中不存在染色体数目变异，A错误；图中所示过程发生在初级精母细胞中，C 错误；形成该精原细胞的分裂过程中发生了倒位，D错误。
5．果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如性染色体组成为XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死（O表示缺失染色体）。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是（　　）
A．XRXr；含基因R的X染色体丢失
B．XrXr；含基因r的X染色体丢失
C．XRXr；含基因r的X染色体结构变异
D．XRXR；含基因R的X染色体结构变异
【解析】A　由题意可知，该果蝇一半为白眼雄性，可能的基因型为XrY或XrO；另一半为红眼雌性，基因型可能为XRXR或XRXr。而该果蝇受精卵正常，第一次分裂产生的一个细胞异常。若受精卵基因型为XrY或XrO，则不会出现一半的红眼雌性；若受精卵基因型为XRXR，则不会出现一半的白眼雄性；受精卵基因型只有为XRXr且XR丢失后，才可能出现一半白眼雄性（XrO），一半红眼雌性（XRXr）。故选A。
二、不定项选择题
6.二甲双胍（Met）是广泛应用于临床的降血糖药物，近年来发现它可降低肿瘤发生的风险，为癌症患者带来福音。为探究Met对肝癌细胞增殖的影响，用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞，结果如图1所示。用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量，结果如图2所示。研究人员用含1 mmol·L－1 Met的培养液培养肝癌细胞12 h后，结果发现呼吸链复合物Ⅰ的活性下降，呼吸链复合物Ⅰ位于线粒体内膜上。下列说法正确的是（　　）
A．图1实验的自变量是二甲双胍（Met）的浓度
B．细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变
C．由图2结果可推测二甲双胍（Met）可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期
D．由实验结果推测Met可通过减少ATP供应，抑制肝癌细胞的有丝分裂
【解析】BCD　由图1分析可知，图1实验的自变量是不同Met处理浓度和不同处理时间，A错误；细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，B正确；由图2分析可知，两组Met浓度处理的细胞相对数量与对照组比较，在G1期时都高于对照组，而在S期和G2期都低于对照组，这说明Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期，C正确；研究人员用含1 mmol·L－1 Met的培养液培养肝癌细胞12 h后，结果发现呼吸链复合物Ⅰ的活性下降，这说明Met可通过减少ATP供应，抑制肝癌细胞的有丝分裂，D正确。
7.虽然遗传物质能够稳定地遗传给后代，但亲代与子代、子代与子代间仍具有一定的差异。下列有关基因突变与基因重组的叙述，错误的是（　　）
A．基因突变具有随机性，所以细胞分裂期也可能会发生基因突变
B．基因突变的随机性表现在基因突变的方向和环境没有明确的因果关系
C．杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎豌豆的原因是亲本产生配子时发生了基因重组
D．多倍体植株往往茎秆粗壮，果实和种子较大
【解析】BCD　因基因突变具有随机性，可以发生在生物个体发育的任何时期，但主要发生在分裂前的间期DNA复制时，所以细胞分裂期也可能会发生基因突变，A正确；基因突变的不定向性表现在基因突变的方向和环境没有明确的因果关系，B错误；杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎豌豆的原因是亲本产生配子时发生了等位基因的分离，C错误；多倍体植株的茎秆粗壮，果实较大，营养物质含量多，但含有奇数个染色体组的多倍体，由于联会紊乱，不能产生正常配子，故没有种子，D错误。
8．某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中的英文字母表示染色体上的不同基因。下列有关叙述正确的是（　　）
A．图中所示的生物变异都是染色体变异
B．若图乙为精原细胞，则该细胞可能会产生正常的配子
C．图丙所示的变异类型不能产生新的基因，图丁所示的变异类型可以产生新的基因
D．图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
【解析】BD　分析题图可知，图甲中出现了两个基因c，发生的是染色体结构变异中的重复；图乙中染色体增加了1条，属于染色体数目的变异；图丙表示同源染色体上非姐妹染色单体之间的交换，属于基因重组；图丁表示非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异。图中丙表示基因重组，甲、乙、丁属于染色体变异，A错误；若图乙为精原细胞，则该细胞可能通过减数分裂产生正常的配子，B正确；只有基因突变能产生新基因，图丙、图丁所示的变异类型均不能产生新的基因，C错误；染色体片段重复、染色体数目变异、基因重组和染色体易位，在减数分裂过程中均可能发生，D正确。
非选择题
9.已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。回答下列问题：
(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是________________________________________________________________________。
②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是____________或____________。
(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验：
实验方案：用该性母细胞产生的配子与基因型为____________的雌性个体产生的卵细胞进行体外受精，胚胎移植，观察子代的表型。
结果预测：①如果子代__________________________________，则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
②如果子代_____________________________________________，则为基因发生了隐性突变。
【答案】　(1)①AB、Ab、aB、ab　②AB、aB、ab　Ab、ab、aB　(2)aabb　①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型　②出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型
【解析】　题图中1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换，若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型；若是基因发生隐性突变，即A→a，则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。
10．水稻的育性由一对等位基因M、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入一条不含基因m的染色体上，如图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。
（1）基因型为mm的个体在育种过程中作为　　　　　（填“父本”或“母本”），该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的基因型为________________________________________________________________________。
（2）图示的转基因个体自交，F1的基因型及比例为　　　　　　　　　　　　，其中雄性可育（能产生可育的雌、雄配子）的种子颜色为　　　　　。F1个体之间随机传粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为　　　　　，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株和雄性不育植株间行种植，使其随机传粉也能挑选出雄性不育种子，挑选方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________。
因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。
【答案】（1）母本　Mm、mm　（2）ADMmm∶mm＝1∶1　蓝色　3/4　根据种子颜色辨别（或雄性不育种子为白色、转基因雄性可育种子为蓝色）　（3）挑选雄性不育植株所结的种子　转基因植株上所结种子中既有雄性可育的也有雄性不育的，且均为白色，无法区分
【解析】（1）根据题意，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，故mm的个体在育种过程中作为母本，该个体与育性正常的非转基因个体即MM和Mm杂交，子代可能出现的基因型为Mm、mm。
（2）若转基因个体ADMmm作为父本，产生的可育配子为m，作为母本，产生的可育配子为m、ADMm，故该转基因个体自交，F1的基因型为mm、ADMmm，比例为1∶1，其中mm为雄性不育，ADMmm为雄性可育，由于基因D的表达可使种子呈现蓝色，故雄性可育种子颜色为蓝色。F1的基因型为mm、ADMmm，mm为雄性不育，ADMmm为雄性可育，F1个体之间随机受粉，则杂交组合有mm（♀）×ADMmm（♂）、ADMmm（♀）×ADMmm（♂），前者产生的子代都是mm（雄性不育），后者产生的子代有mm（雄性不育）∶ADMmm（雄性可育）＝1∶1，故得到的种子中雄性不育种子所占比例为1/2＋1/2×1/2＝3/4，且雄性可育个体都含D，表现为蓝色，故若所结种子为蓝色则为转基因雄性可育，若为白色则为雄性不育，该方法可用于快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子。
（3）若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株ADMmm和雄性不育植株mm间行种植，随机传粉，则根据（2）题分析可知，mm上产生的种子都是mm（雄性不育），ADMmm上产生的种子有mm（雄性不育）∶ADMmm（雄性可育）＝1∶1，故在雄性不育植株上结的都是雄性不育种子，但该方法只能将部分雄性不育种子选出，因为转基因植株上也能结出雄性不育的种子，因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。