2007-2011生物高考题分类汇编（课件）：必修2专题17基因突变和基因重组

(共66张PPT)
此套资料，依据天利38套2012高考真题单元专题训练整理而成
专题17
基因突变和基因重组
1．（2008上海7）人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是（ ）
A．基因突变 B．染色体结构变异
C．基因重组 D．染色体数目改变
A
一、选择题
２.(2011上海8) 基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是
A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因
B．A基因可突变为A1、A2、A3……，它们为一组复等位基因
C．基因突变大部分是有害的
D．基因突变可以改变种群的基因频率
C
3.(2009福建3）细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（ ）
A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
B.非同源染色体自由组合，导致基因重组
C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
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Ｂ
【解析】考查有丝分裂和减数分裂的特点。非同源染色体自由组合，是减数分裂的特点，只能发生在减数第一次分裂后期。A．在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期可能发生。C．有丝分裂间期或减数第一次分裂间期可能发生。D．在有丝分裂和减数分裂多个时期都会发生。
4.（2010江苏6）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是（ ）
A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置
D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
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B
【解析】本题以突变实例为载体考查基因突变的特点、鉴别应用等。因不知该突变体的基因型，故不能判断其变异为隐性还是显性突变引起，A项错误。若一杆双穗为隐性突变，则该植株为隐性纯合体，则自交后权威一杆双穗；若为显性突变，则该个体为杂合体，其自交后代一杆双穗纯合体比例为1/4，B项正确。基因突变为分子水平变异，在显微镜下观察不到，C项错误，花药离体培养后形成的植株中无同源染色体，不可育，D项错误。
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5.（2008宁夏5）以下有关基因重组的叙述，错误的是
A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B.非姊妹染色体的交换可引起基因重组
C.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
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c
【解析】：在减I后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合能导致基因重组；在减I前期，同源染色体上的非姊妹染色单体的交换也可引起基因重组。而纯合体自交通常不会使子代性状分离，若子代出现性状分离，最可能的原因上基因突变，故选C。
6.（2008广东8）改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是
A．诱变育种 B．单倍体育种
C．基因工程育种 D．杂交育种
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B
【解析】单倍体育种没有产生或增加新的基因，如果亲本缺少抗病基因，那么得到的后代也没有抗病基因，所以B不对。
7.（2011海南11）野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株，该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。对这一实验结果的解释，不合理的是
A.野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲
B.野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲
C.该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶
D.该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失
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B
【解析】大肠杆菌突变后，需要添加氨基酸甲才能生长，可能是野生型菌株能合成氨基酸甲，或者是突变株无法产生氨基酸甲合成的酶，或者相应的酶功能散失，排除A、C、D三个选项的正确性，选B。
8.（2010海南14）下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是( )
A．基因发生突变而染色体没有发生变化
B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D．Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状
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A
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9.（2010福建5） 下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是
A．①处插入碱基对G-C
B．②处碱基对A-T替换为G-C
C．③处缺失碱基对A-T
D．④处碱基对G-C替换为A-T
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B
【解析】第一步先根据基因结构和氨基酸种类先确定密码子的排列顺序，即mRNA上建基排列顺序（…GGG AAG CAG…）。由于1169位赖氨敬（AAG）交为谷氨酸（GAA GAG），结合题干意思即①②③④四处只有一处发生突变可确定谷氨酸密码子是（GAG）从而推出是②处碱基对A—T替换为G—C。所以选B项
10.（2008山东8）拟南芥P基因的突变体表现为花发育异常。用生长素极性运输抑制剂处理正常拟南芥．也会造成相似的花异常。下列推测错误的是（ ）
A．生长素与花的发育有关
B. 生长素极性与花的发育有关
C．P基因可能与生长素极性运输有关
D．生长素极性运输抑制剂诱发了P基因突变
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【解析】此题综合性较强，综合考查必修二中基因与性状的关系及基因突变的特点和必修三中植物激素部分，中难题。用生长素极性运输抑制剂处理拟南芥，出现类Ｐ基因突变体的性状，可推测出要么是生长素与花的发育有关（Ａ），要么是生长素的极性运输与之有关（Ｂ），Ｐ基因可能与生长素极性运输有关（Ｃ）。而由于基因突变的不定向性，故特定的因素不可能诱发特定的基因突变，故Ｄ选项错误。
D
11.（2008江苏23）下列关于育种的叙述中，错误的是( )
A．用物理因素诱变处理可提高突变率
B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C．三倍体植物不能由受精卵发育而来
D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状
BCD
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二、多项选择题
12.（天利38套收录的是2006年广东的题，直接越过
三.非选择题
13.（2009江苏26）甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。
(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为 突变。
(2)用EMS浸泡种子是为了提高 ，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有 。
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显性
基因突变频率
不定向性
结构和数目
自交、 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体
该水稻植株体细胞基因型相同
(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的 ___________不变。
(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有
(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为_______________________________。
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【解析】本题考查基因突变相关知识。（1）自交后代出现性状分离的亲本性状为显性；（2）水稻种子用EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明变异具有不定向性；（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响而染色体的结构和数目；（4）表现优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来。即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体；（5）用EMS溶液浸泡水稻种子所以长成的突变植株的所有体细胞中都含相同的基因。
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14.(2009海南21)填空回答下列问题：
(1)水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的_____________ _通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。
(2)若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其原因是F1在____________形成配子过程中，位于____________________________基因通过自由组合，或者位于__________________________ 基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。
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优良性状
减数分裂
非同源染色体上的非等位
同源染色体上的非等位
2n
2n
3n—2n
获得基因型纯合的个体
保留所需的类型
(3)假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有____种，其中纯合基因型共有____种，杂合基因型共有______种。
(4)从F2代起，一般还要进行多代自交和选择。自交的目的是_______________________；选择的作用是________________。
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【解析】（１）杂交育种的原理是通过基因重组把两个或多个优良基因（优良性状）集合在一个个体身上，从而达到育种目的。
（２）F1自交能产生多种非亲本类型，其原因是F1在减数分裂形成配子过程中，位于非同源染色体上的非等位基因通过自由组合，或者四分体时期位于同源染色体上的非等位基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。
（３）每对等位基因有两种表现型，共有ｎ对相对性状，在完全显性的情况下，２ｘ２ｘ２……＝ 2n 。杂合子每一对基因自交之后会有三种基因型，纯合的有两种，显性纯合、隐性纯合，纯合基因型共有２ｘ２ｘ２……＝ 2n ，杂合基因型有3n-2n（总基因型数—纯合基因型数）（4）进行多代自交的目的是获得基因型纯合的个体，还要经过选择才能选择保留出所需的类型。
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15.(2011福建26）(28分)回答下列Ⅰ、Ⅱ题
Ⅰ。机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18（IL-18）能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤（60Co照射，下同）；③组先辐射损伤，1天后注射IL-18.14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了Oh、12h、24h、48h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：
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(2)选择脾细胞作为本实验材料，是因为脾脏是集体重要的_______器官。已知IL-18是一种淋巴因子，淋巴因子与______都属于免疫活性物质。
(3)自爆凋亡是由遗传机制决定的______死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越_____;从_______（组别）两组数据可知，IL-18能够抑制脾细胞凋亡。
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免疫
抗体
程序性
少
②③
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碳源和能源
比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响
诱变
提高突变频率，加速育种进程；变异不定向，盲目性大
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(4)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是________________________________
____________________。
(5)在作物育种中，可用60Co放出的γ涉嫌使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做______育种，其特点是______（至少答出两点）。
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16.（2011北京31）T-DNA可能随即插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植
物形成花蕾时，将
地上部分浸入农杆
菌（其中的T-DNA上
带有抗除草剂基因）
悬浮液中以实现转化
。在适宜条件下培养，
收获种子（称为Tt代）。
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（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除___________，因为后者产生的_____________会抑制侧芽的生长。
（2）为筛选出已转化的个体，需将T2代播种在含__________________的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T2代）。
（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T1代播种在含________________的培养基上，获得所需个体。
生长素
(一定浓度的)除草剂
顶芽
(一定浓度的)盐
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1
野生型
降低
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（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与_________植株进行杂交，再自交_____代后统计性状分离比。
（5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性_______。
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DNA连接酶
突变体
B、C
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（6）根据T-DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是：提取 植株的DNA，用限制酶处理后，再用_________ 将获得的DNA片段连接成环（如右图）以此为模板，从图中A、B、C、D四种单链DNA片断中选取______作为引物进行扩增，得到的片断将用于获取该基因的全序列信息。
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17.(2010安徽31 I）(15分)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变I代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。
(1)两个新性状中，棕色是_____性状，低酚是____性状。
(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。
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显性
隐性
AaBB
aaBb
(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从__________________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变I代中选择另一个亲本，涉及一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表示）。
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不发生性状分离
F1 棕色、高酚
基因型 AaBb
基因型 AABB aabb
AB Ab aB ab (花药收集)
离体培养
秋水仙素处理
AABB AAbb aaBB aabb 自交
表现为棕色、低酚(AAbb)即为所要选育品种
P 棕色、高酚 × 白色、低酚
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18.（2008重庆31）2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制，将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上，请回答以下有关家蚕遗传变异的问题：
（1）在家蚕的基因工程实验中，分离基因的做法包括用_______对DNA进行切割，然后将DNA片段与_______结合成重组DNA，再将重组DNA转入大肠杆菌进行扩增等。
(2)家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕基因组进行分析(参照人类基因组计划要求)，应测定家蚕___条双链DNA分子的核苷酸序列。
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限制酶
运载体
29
内含子
5000
外显子
基因突变、基因重组、染色体变异
(3)决定家蚕丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对．其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质，该序列叫_______；剩下的序列最多能编码_____个氨基酸(不考虑终止密码子)，该序列叫_______。
(4)为了提高蚕丝的产量和吕质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选育来完成。这些变异的来源有_____________________________。
(5)在家蚕遗传中，黑色(B)与淡赤色（b）是有关蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的相对性，黄茧(D)与白茧(d)是有关茧色的相对性状，假设这两对性状自由组合，杂交后得到的子代数量比如下表：
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子代
亲本
O
l
O
3
组合三
l
0
1
O
组合二
l
3
3
9
组合一
淡赤蚁
白 茧
淡赤蚁
黄 茧
黑 蚁
白 茧
黑 蚁
黄 茧
BbDd（或BbDd×BbDd）
Bbdd、bbdd（或Bbdd×bbdd）
BbDD、BbDd（或BbDD×BbDD、
BbDd×BbDD、BbDd×BbDD）
8/9
①请写出各组合中亲本可能的基因型：
组合一：______________________________；
组合二：______________________________；
组合三：_______________________________
__________________________。
②让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配，其后代中黑蚁白茧的概率是______。
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【解析】本大题主要考察高中生物必修教材中的核遗传基本定律、性状遗传概率预测与选修教材中基因结构和基因工程等相关知识。知识跨度大、综合性强、逻辑推理能力要求高，是本卷的压轴级试题。
（1）基因工程中，分离目的基因的常用方法是酶切法。由于酶具有专一性，只要成功找到相应目的基因的限制性内切酶，便可从供体DNA中切取相应的完整基因。然后与运载体（或质粒）结合形成重组DNA，再导入受体细胞进行繁殖扩增。
（2）由于家蚕细胞的56条染色体中，有ZW两条异型性染色体，它们之间同源区段较少，所含基因种类差异性较大。但是，在27对常染色体中，每对同源染色体贮存的遗传信息基本相同，所以，进行家蚕基因组分析时，可只分析27对常染色体的每对同源染色体中的一条染色体和ZW两条性染色体，共29条染色体。
（3）家蚕属真核生物，基因编码区由外显子和内含子组成。内含子不编码蛋白质，属于非编码序列。外显子可编码蛋白质，属于编码序列。按照遗传中心法则，可确定外显子所编码的氨基酸极限数目为（16000-1000）/3，即5000个。遗传物质改变引起的变异均属可遗传变异。有基因突变、染色体变异和基因重组三个方面的来源。
（4）两对相对性状自由组合，其遗传必然遵循基因自由组合定律。根据双亲杂交后代性状分离比例，可推测双亲可能的基因型或表现型。
(5)由于本小题涉及两对相对性状自由组合遗传，因此，可采用分解组合法进行分析解答。①组合一后代，黑蚁：淡赤蚁=（9+3）：（3+1）=3：1。根据基因分离定律，双亲体色基因型为Bb×Bb。同理，黄茧：白茧=3：1，双亲茧色性状基因型为Dd×Dd。因此，组合一亲本的基因型可确定为：BbDd×BbDd。
②组合二后代，黑蚁：淡赤蚁=3：1；黄茧：白茧=0：1。由此不难看出，本组合体色相对性状应属于测交，基因型组合为：Bb×bb。由于杂交后代中没有黄茧个体出现，可推知亲代茧色性状应为隐性个体自交组合，即基因型组合为dd×dd。双亲基因型组合为Bbdd×bbdd。
③组合三后代，黑蚁：淡赤蚁=3：1，黄茧：白茧=4：0，即全为黄茧。按上述方法推测，双亲体色为Bb×Bb。茧色基因组合则可能是：DD×DD或Dd×DD或DD×Dd。则双亲的基因型组合可确定为：BbDD×BbDD或BbDd×BbDD或BbDD×BbDd。
④根据基因自由组合定律，组合一子代中的黑蚁白茧类型应有1/3BBdd和2/3Bbdd两种基因型。让它们自由交配组合类型有：[1]1/3BBdd×1/3BBdd；[2]2（1/3BBdd×2/3Bbdd）；[3]2/3Bbdd×2/3Bbdd。上述三种交配组合，只有第3种后代可出现淡赤色白茧个体，为1/9（2/3×2/3×1/4），其余组合后代均为黑蚁白茧个体，为（1-1/9）=8/9.