高考生物一轮复习专题作业18：基因突变与基因重组（含解析）

高中生物专题分层作业
第18讲　基因突变与基因重组
A组　基础题组
题组一　基因突变
1.下列有关基因突变的叙述,错误的是(　　)
A.基因突变不一定由物理或化学因素诱发
B.亲代的突变基因不一定能传递给子代
C.突变的基因不一定有基因结构上的改变
D.子代获得突变基因不一定能改变性状
答案　C　基因突变分为自发突变和诱发突变,A正确;体细胞中发生的突变一般不遗传给子代,生殖细胞中发生的突变一般可以遗传给子代,B正确;突变的基因一定有基因结构上的改变,C错误;子代获得突变基因不一定能改变性状,如AA突变为Aa,性状不改变,或者由于密码子的简并性,突变后形成的密码子与原密码子决定同一种氨基酸,D正确。
2.经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是(　　)
A.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
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异
答案　A　白花植株的出现是X射线诱变的结果,而不是豌豆植株对环境主动适应的结果,A错误;X射线诱变引起的突变可能是基因突变,也可能是染色体变异,B正确;通过杂交实验,根据后代是否出现白花及白花的比例可以确定是显性突变还是隐性突变,C正确;白花植株自交,若后代中出现白花则为可遗传变异,若无白花出现则为不可遗传变异,D正确。
3.(2020北京丰台期末)某二倍体植物基因a1中插入了一个碱基对后形成基因a2,下列分析正确的是(　　)
A.该变异可能导致翻译过程提前终止
B.正常情况下a1和a2可存在于同一配子中
C.利用光学显微镜可观测到a1的长度较a2短
D.该个体的子代中遗传信息不会发生改变
答案　A　若基因中插入一个碱基对,可能导致转录产生的mRNA序列从插入碱基对的位置向后全部错位,即之后的密码子全部改变,若提前出现终止密码子,则翻译过程提前终止,A正确;基因突变形成的是原基因的等位基因,正常情况下,减数分裂时,等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同配子中,B错误;基因突变不能用光学显微镜观察到,C错误;若通过配子将a2基因遗传给子代,则子代的遗传信息会改变,D错误。
4.缪勒在实验中发现,用X射线处理果蝇后,短时间内即得到了几百个突变体。同样条件下,受高剂量X射线处理的果蝇的突变率比未处理的高150倍左右。下列叙述正确的是(　　)
A.必须选择处于繁殖期的果蝇
B.果蝇的突变性状一定能够遗传
C.高剂量X射线未明显提高突变率
D.未经X射线处理的果蝇也发生了突变
答案　D　基因突变具有普遍性,任何生物在任何时期都会发生基因突变,A错误;发生在体细胞内的基因突变不能够遗传给后代,B错误;由题干信息可知,高剂量X射线明显提高了突变率,称为诱发突变,未经X射线处理的果蝇也发生了突变,称为自发突变,C错误,D正确。
5.(2019北京西城十三中月考)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。下列表述正确的是(　　)
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结果
C.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.上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体
答案　B　由图分析发现各突变体的突变基因不在一对同源染色体同一位点上,所以与结肠癌有关的基因不互为等位基因,A错误;从图中可以发现突变体的突变基因个数越来越多,最终导致细胞癌变,B正确;图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和不定向的,C错误;题述基因突变可传递给子代细胞,但是不一定传给子代个体,D错误。
6.(2020北京通州期末)一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,由野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断,该雌鼠的突变为(　　)
A.显性突变 B.隐性突变
C.Y染色体显性突变 D.X染色体隐性突变
答案　A　一条染色体上一个基因突变导致性状改变,可判断突变型为显性性状。野生型雌鼠与突变型雄鼠杂交,若突变基因在X染色体上,则后代表现为雄鼠都是野生型,雌鼠都是突变型,若后代性状与性别无关联,则在常染色体上,故选A。
题组二　基因重组
7.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(　　)
A.基因突变频率高
B.产生新的基因组合机会多
C.产生许多新的基因
D.更易受环境影响而发生变异
答案　B　基因突变具有低频性,A错误;有性生殖过程需要亲本经过减数分裂产生生殖细胞,在减数分裂过程中会发生基因重组,从而产生多种类型的生殖细胞,这样导致后代具有较大的变异性,B正确;有性生殖和无性生殖过程中均会进行DNA分子的复制,均能发生基因突变,因此它们均能产生新基因,C错误;环境因素对两种生殖方式变异的影响没有明显差别,D错误。
8.下列过程中能发生基因重组的是(　　)
A.杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎
B.雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体
C.杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒
D.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1雌雄均为红眼
答案　C　杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎属于性状分离,A错误;雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体是受精作用,B错误;杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒属于控制不同性状的基因的自由组合,属于基因重组,C正确;红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1雌雄均为红眼,属于伴X染色体遗传,D错误。
9.(2020广东六校三模)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
答案　Ｄ　碱基对的改变引起基因结构的改变就称为基因突变，Ａ 错误；若一对相对性状由两(多)对等位基因控制，则减数分裂过程中，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，属于基因突变，Ｃ 错误；基因重组发生在两(多)对等位基因之间，Ｄ 正确。
１０.图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙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， 下列相关叙述中正确的是 (　　)
Ａ.图甲中的同源染色体上最多只有三对等位基因
Ｂ.图乙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　图甲中的同源染色体上标出了三对等位基因,但也有可能存在其他的等位基因,A错误;图乙中的卵细胞在形成过程中发生了交叉互换,所以B、C错误;D、d属于等位基因,其本质区别是碱基对的排列顺序不同,D正确。
B组　提升题组
一、选择题
1.利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比,关于其变异来源的叙述正确的是(　　)
A.前者不会发生变异,后者有很大的变异性
B.前者一定不会发生基因重组,后者可能发生基因重组
C.前者一定不会发生染色体变异,后者可能发生染色体变异
D.前者一定不会因环境影响发生变异,后者可能因环境影响发生变异
答案　B　扦插为无性繁殖,细胞进行有丝分裂,可能发生染色体变异,A错误;无性生殖和有性生殖过程中都可能发生染色体变异和因环境影响产生的不可遗传的变异,C、D错误。
2.枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:
注P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸。
下列叙述正确的是(　　)
A.S12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　据表可知,核糖体S12蛋白结构改变后,突变型枯草杆菌的核糖体不能与链霉素结合,其在含链霉素培养基中的存活率为100%,说明突变型枯草杆菌对链霉素具有抗性,A项正确;链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能,B项错误;突变型是S12蛋白第56位的赖氨酸被替换为精氨酸所致,该基因突变属于碱基对的替换,C项错误;链霉素不能诱发基因突变,只是对枯草杆菌起选择作用,D项错误。
3.已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因,如图中W表示野生型,①②③分别表示三种缺失不同基因的突变体,虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性,发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性,则编码该酶的基因是(　　)
A.基因a B.基因b C.基因c D.基因d
答案　B　从图中可以看出:突变体①缺失d基因;突变体②缺失b、c、d基因;突变体③缺失a、b基因。由题意可知,分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性,发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性,说明决定该酶的基因在野生型和突变体①中都有,而在其他突变体中没有,因此编码该酶的是基因b。
4.下图表示的是控制正常酶1的基因突变后所引起的氨基酸序列的改变。①②两种基因突变分别是(　　)
A.碱基对的替换、碱基对的缺失
B.碱基对的缺失、碱基对的增添
C.碱基对的替换、碱基对的增添或缺失
D.碱基对的增添或缺失、碱基对的替换
答案　C　从图中可以看出,突变①只引起一个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的替换。突变②引起突变点以后的多个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的增添或缺失。
5.乙烯能与R蛋白上乙烯结合位点结合,与乙烯结合后的R蛋白使酶T失活。有活性的酶T可使E蛋白磷酸化,从而使E蛋白无法调控相应基因转录,无乙烯生理反应出现。R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合子与野生型杂交,在有乙烯条件下,F1个体的表现型及该突变基因的显隐性分别是(　　)
A.有乙烯生理反应、显性 B.有乙烯生理反应、隐性
C.无乙烯生理反应、显性 D.无乙烯生理反应、隐性
答案　C　据题意知野生型个体,乙烯+R蛋白上乙烯结合位点→酶T失活→不能使E蛋白磷酸化→E蛋白调控相关基因转录→有乙烯生理反应;突变体个体,乙烯不能结合R蛋白上乙烯结合位点→酶T有活性→使E蛋白磷酸化→E蛋白不能调控相关基因转录→无乙烯生理反应;突变纯合个体与野生型个体杂交后代一定是杂合子,那么一定会存在酶T有活性的状态,表现出无乙烯生理反应;又因为纯合个体杂交,F1表现的性状为显性性状,所以无乙烯生理反应为显性性状,C正确。
6.(2020北京丰台期末)某精原细胞的部分基因在染色体上的位置如图甲所示,在减数分裂过程中发生了图乙或图丙所示的变化,下列分析正确的是(　　)
A.乙为隐性突变,产生3种配子
B.乙为显性突变,产生2种配子
C.丙为基因重组,产生1种配子
D.丙为染色体变异,产生4种配子
答案　A　乙中姐妹染色单体中出现的a是由A突变而来的,为隐性突变,产生AB、aB、ab三种配子,故A正确、B错误;丙图发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换,属于基因重组,结果产生4种配子:AB、aB、Ab、ab,故C、D错误。
二、非选择题
7.现有Muller-5品系纯合雌果蝇,该雌果蝇X染色体上有B(棒眼)W(杏色眼)基因。欲检测某接受大剂量射线照射的雄果蝇X染色体上是否发生了基因突变(B、W基因位点之外),让两者杂交,得到F1,F1雌雄个体相互交配。
(1)使用　　　　　　观察亲本雌果蝇卵巢内处于减数第一次分裂前期的细胞,由于该雌果蝇X染色体发生倒位,导致减数分裂的　　　　　　过程异常,无法与其他品系果蝇X染色体的基因发生重组。?
(2)如果F2中被检测基因所控制的性状在雌雄果蝇中　　　　,且此性状在雌性果蝇中所占的比例为　　　　,说明发生了　　　　性突变。?
(3)如果F2中被检测基因所控制的性状只有　　　性果蝇表现,说明发生了　　　性突变。?
(4)为检测该突变是否为隐性致死突变(胚胎致死),实验过程同上。如果F2中性别比例为　　　　　　,说明其发生了隐性完全致死突变。如果F2中雄蝇所占比例位于　　　　　　区间范围,说明其发生了隐性不完全致死突变。?
答案　(1)显微镜　染色体联会
(2)相同　1/2　显
(3)雄　隐
(4)雌蝇∶雄蝇=2∶1　1/3~1/2
解析　(1)由于染色体在分裂前期缩短变粗,所以可使用显微镜观察亲本雌果蝇卵巢内处于减数第一次分裂前期的细胞。由于该雌果蝇X染色体发生倒位,则会导致减数分裂的染色体联会过程异常,无法与其他品系果蝇X染色体的基因发生重组。(2)如果F2中被检测基因所控制的性状在雌雄果蝇中相同,且此性状在雌性果蝇中所占的比例为50%,则说明发生了显性突变。(3)如果F2中被检测基因所控制的性状只有雄性果蝇表现,则说明发生了隐性突变。(4)为检测该果蝇的致死突变情况,可让两者杂交,得到F1,F1雌雄个体相互交配,统计F2中雌雄蝇所占比例。如果F2中雌雄比例为1∶1,说明没有发生隐性致死突变;如果F2中雌∶雄=2∶1,说明发生了隐性完全致死突变;如果F2中雌∶雄在1∶1~2∶1之间,即雄蝇所占比例位于1/3~1/2区间范围,说明其发生了隐性不完全致死突变。
8.水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响,为探究水稻窄叶突变体的遗传机理,科研人员进行了实验。
(1)科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻,可诱发野生型水稻的DNA分子中发生碱基对的　　　　　　,导致基因突变,获得水稻窄叶突变体。?
(2)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度,结果如图所示。该结果说明窄叶是由　　　　　　　　　　　　　　　　　　所致。?
(3)将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的　　　　　,统计得到野生型122株,窄叶突变体39株。据此推测窄叶性状是由　　　　　　　控制的。?
(4)研究发现,窄叶突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
碱基变化
C→CG
C→T
CTT→C
蛋白质
与野生型分子
结构无差异
与野生型有一
个氨基酸不同
长度比野生
型明显变短
由上表推测,基因Ⅰ的突变没有发生在　　　　序列,该基因突变　　　　(填“会”或“不会”)导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致　　　　　　　。?
(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失。综合上述实验结果判断,窄叶突变体是由于基因　　　　发生了突变。?
(6)F2群体中野生型122株,窄叶突变体39株,仍符合3∶1的性状分离比,其原因可能是　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)增添、缺失、替换
(2)细胞数目减少而不是单个细胞宽度变窄
(3)(单株)叶片宽窄　一对隐性基因
(4)密码子对应(或“编码”)　不会　翻译提前终止
(5)Ⅱ、Ⅲ(同时)
(6)基因Ⅱ、Ⅲ之间未发生交叉互换(或“基因Ⅱ、Ⅲ中的一个突变对性状无影响”)
解析　(1)基因突变指的是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换,导致基因结构的改变。(2)根据图形分析,野生型和突变型的单个细胞宽度相同,细胞数目不同,说明窄叶是由细胞数目减少而不是单个细胞宽度变窄所致。(3)根据杂交实验的过程,将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的表现型,即(单株)叶片宽窄,结果为野生型∶突变体=122∶39≈3∶1,说明窄叶性状受一对隐性基因控制。(4)根据表格分析,基因Ⅰ的突变没有引起蛋白质分子结构的改变,说明该突变没有发生在密码子对应的序列,不会导致性状发生改变。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致翻译提前终止导致的。(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失,说明基因Ⅱ、Ⅲ都发生了突变,即窄叶突变体是由于基因Ⅱ、Ⅲ同时发生了突变。(6)F2群体中野生型122株,窄叶突变体39株,仍符合3∶1的性状分离比,其原因可能是基因Ⅱ、Ⅲ之间未发生交叉互换。