高三一轮复习必修二第五章基因突变和基因重组经典习题

课时考点训练题组一、基因突变1(2013年高考天津卷)家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。家蝇种群来源敏感性纯合子(%)抗性杂合子(%)抗性纯合子(%)甲地区78202乙地区64324丙地区84151下列叙述正确的是()A上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高D丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果解析：本题考查基因突变与现代生物进化理论等相关知识。家蝇神经细胞膜上通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对替换的结果；甲地区家蝇种群中抗性基因的频率2%1/220%12%；比较三地区抗性基因频率不能推断出抗性基因突变率的大小关系；自然选择可以使基因频率发生定向改变，因此丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果。答案：D2(2013年高考海南卷)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是()A该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的B基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同C基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中解析：基因突变是由碱基对的增添、缺失或改变引起的，A正确；突变后的密码子可能与原密码子决定同一种氨基酸，故基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同，B正确；自然界所有生物共用一套遗传密码，C正确；正常情况下，减数分裂产生配子时，同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离，B1和B2基因不可能同时存在于同一个配子中，D错误。答案：D3(2012年高考安徽卷)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()A插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变 B替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代解析：碘是人体甲状腺激素的构成元素，为组成人体的微量元素。由于131I有放射性，能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但这属于体细胞的基因突变，不会遗传给下一代，D项错误。131I不是碱基类似物，故不能直接插入到DNA分子中，也不能替换DNA分子中的某一碱基，A、B项错误。大剂量的放射性元素会引起染色体结构变异，C项正确。答案：C4(2012年高考北京卷)在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内的繁殖结果如下。注：纯合脱毛，纯合脱毛，纯合有毛，纯合有毛，杂合，杂合(1)已知、组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于_染色体上。(2)组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由_基因控制的，相关基因的遗传符合_定律。(3)组的繁殖结果说明，小鼠表现出的脱毛性状不是_影响的结果。(4)在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于_。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是_。(5)测序结果表明，突变基因序列模板链中的1个G突变为A，推测密码子发生的变化是_(填选项前的符号)。a由GGA变为AGAB由CGA变为GGAc由AGA变为UGA D由CGA变为UGA(6)研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成_。进一步研究发现，该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，据此推测脱毛小鼠细胞的_下降，这就可以解释表中数据显示的雌性脱毛小鼠_的原因。解析：本题综合考查了基因的遗传、表达和变异的相关知识。(1)由于脱毛和有毛性状的遗传与性别无关联，说明相关基因位于常染色体上。(2)组实验中杂合子与杂合子的杂交后代中性状分离比约为31，说明该相对性状的遗传遵循基因的分离定律，该相对性状是由一对等位基因控制的。(3)组实验中脱毛的后代均为脱毛，说明实验小鼠的脱毛性状的出现是由于遗传物质改变引起的，不是环境因素影响的结果。(4)在自然状态下，偶然出现的基因突变属于自发突变；由于脱毛为隐性性状，脱毛小鼠的亲代均应携带该突变基因，所以种群中若同时出现几只脱毛小鼠，说明突变基因的频率足够高。(5)由于突变基因序列模板链中的1个G突变为A，所以该基因转录成的mRNA密码子中相对应碱基由C变为U，分析各选项可确定d选项符合题意。(6)突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，说明基因突变后相应密码子变为终止密码子，使翻译过程提前终止。由甲状腺激素的生理作用可推测，突变后基因表达的蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，会引起细胞代谢速率下降。分析实验数据中、等组合可以看出，脱毛雌鼠作亲本时后代数量明显减少，说明细胞代谢速率下降影响了雌鼠的产仔率。答案：(1)常(2)一对等位孟德尔分离(3)环境因素(4)自发/自然突变突变基因的频率足够高(5)d(6)提前终止代谢速率产仔率低5(2012年高考广东卷)子叶黄色(Y，野生型)和绿色(y，突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。(1)在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图1。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是_。(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列见图2。据图2推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_和_。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点_的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。图2(注：序列中的字母是氨基酸缩写，序列上方的数字表示该氨基酸在序列中的位置，、表示发生突变的位点)(3)水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验，请完善。解析：本题主要考查基因的功能以及基因突变对生物性状的影响。(1)由于突变型子叶成熟后子叶仍保持绿色，所以成熟后总叶绿素含量比野生型豌豆下降少，由此可判断曲线中A、B分别反映突变型和野生型豌豆叶片总叶绿素含量变化。(2)比较SGRY蛋白和SGRy蛋白的结构可知，和两个位点发生了氨基酸的替换，这是基因中碱基对发生替换的结果，位点增加了两个氨基酸，而两侧氨基酸种类没有改变，这是基因中碱基对发生增添的结果。由于SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体，说明和两个位点引起转运肽的氨基酸序列改变并没有影响该蛋白进入叶绿体的功能，由此可推断位点的突变可能导致了该蛋白的功能异常。(3)根据题意可知Y基因可通过控制SGRY蛋白的合成，从而调控叶绿素的降解。由实验目的并结合题意可判断，该实验的自变量是突变植株y2中是否导入Y基因，因变量是检测两组实验突变植株y2还能否维持“常绿”特征，根据Y基因的功能可预测导入Y基因的突变植株y2将不能维持“常绿”，对照组则仍能维持“常绿”。答案：(1)A(2)替换增添(3)突变植株y2获取Y基因，构建Y基因的表达载体，用含有该表达载体的农杆菌感染y2的细胞叶片衰老后叶片衰老后不能维持“常绿”水稻Y基因的功能是使叶片中叶绿素降解能力增强题组二、基因重组6.(2012年高考江苏卷)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(见图)。如以该植株为父本，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BB减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离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交叉互换解析：本题主要考查减数分裂、遗传定律的基本知识。从题中信息可知，突变植株为父本，减数分裂产生的雄配子为和，后者花粉不育。正常情况下，测交后代表现型应都为白色性状，而题中已知测交后代中部分为红色性状，推知父本减数分裂过程中产生了含B基因的正常染色体的可育花粉，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；而产生这种花粉最可能的原因是减同源染色体联会时非姐妹染色单体之间发生交叉互换，故D最符合题意。减时姐妹染色单体分开与此题出现的现象无关，减时没有非姐妹染色单体的自由组合，故B、C均不符合题意。答案：D7(2011年高考江苏卷)(多选)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是()ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异解析：DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变，因有丝分裂和减数分裂间期均存在DNA的复制，故均可发生基因突变，A项正确。非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因重新组合，即基因重组，只发生在减数第一次分裂后期，B项错误。染色体结构变异和数目变异在两种分裂方式中均可发生，C项、D项正确。答案：ACD课时高效训练一、选择题1下列关于可遗传变异的叙述正确的是()AA基因可自发突变为a1或a2基因，但a1基因不可回复突变为A基因B有性生殖的生物，非同源染色体上的非等位基因间可以发生基因重组CTi质粒的TDNA片段整合到土壤农杆菌的DNA上，属于染色体变异D杀虫剂作为化学因素诱导害虫产生抗药性突变，导致害虫抗药性增强解析：基因突变具有可逆性，存在回复突变的现象；转基因属于广义上的基因重组；害虫抗药性的增强不是因为杀虫剂的诱变作用，杀虫剂起到选择作用，把抗药性差的个体杀死，而抗药性强的个体则存活下来。答案：B2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态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解析：这种变异既可能是显性突变，也可能是隐性突变，A项错误；若是显性突变，则该个体是杂合子，若是隐性突变，则该个体是隐性纯合子，这两种情况下自交后代中均会产生这种变异性状的纯合个体，B项正确；观察细胞有丝分裂过程中染色体形态是用光学显微镜，在光学显微镜下不可能观察到基因突变发生的位置，C项错误；假设突变是显性突变，则该杂合子的花粉离体培养后将形成显性单倍体和隐性单倍体两种单倍体，需经加倍和筛选后才能得到稳定遗传的高产品系，D项错误。答案：B3在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量解析：基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。所以为了确定题干中的推测，最好应检测和比较红花植株与白花植株中的花色基因的DNA序列。答案：B4基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是()AA基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因BA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解析：A基因突变为a基因，a基因还可以回复突变为A基因；基因突变具有不定向性，可以产生一组复等位基因；基因突变大多是有害的，但有害突变不能作为生物进化的原材料；基因突变能够改变种群的基因频率。答案：C5(2014年郑州模拟)下列都属于基因重组的选项是()同源染色体的非姐妹染色单体交换片段染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上DNA碱基对的增添、缺失非同源染色体上非等位基因自由组合大肠杆菌细胞中导入了外源基因ABC D解析：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构的变异，DNA碱基对的增添、缺失属于基因突变。答案：C6下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是()我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛ABC D解析：题目给出的选项中：袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻，其原理是基因重组。将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉，属于通过基因工程进行的基因重组，该方法将目的基因移植到某种生物体内，整合到该生物的DNA分子中，并使目的基因得以表达，其最大优点就是克服了远缘杂交带来的不育。是利用宇宙射线，诱发种子发生基因突变，从而培育出太空椒。克隆牛属于动物体细胞无性生殖，不产生基因间的重新组合。答案：B7(2014年台州模拟)5溴尿嘧啶(Bu)是胸腺嘧啶(T)的结构类似物，在含有Bu的培养基上培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌。突变型大肠杆菌中的碱基数目不变，但(AT)/(GC)的碱基比例略小于原大肠杆菌，这说明Bu诱发突变的机制最可能是()A诱发DNA链发生碱基种类替换B裂解DNA的脱氧核苷酸链中磷酸二酯键C阻止碱基正常配对，缺失部分碱基D诱发DNA链发生碱基序列变化解析：5溴尿嘧啶(Bu)与T结构类似，在含有Bu的培养基上培养大肠杆菌，DNA中的碱基T被5溴尿嘧啶替换，导致T碱基减少，所以(AT)/(GC)的比值变小，即比例略小于原大肠杆菌，5溴尿嘧啶诱导了碱基种类的替换。答案：A8下表中各项都正确的一组是()生物种类细胞结构遗传物质的核苷酸种类代谢类型变异来源AHIV无4染色体变异B根瘤菌原核细胞8异养需氧型基因突变C酵母菌真核细胞4自养需氧型基因突变基因重组染色体变异D桦尺蠖真核细胞4异养需氧型基因突变基因重组染色体变异解析：A项错误，病毒无染色体，因此无染色体变异；B项错误，因为根瘤菌的遗传物质为DNA，DNA的核苷酸只有4种；C项错误，因为酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型。答案：D9(2014年崇文模拟)已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是()A甲群体甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素B乙群体乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素C甲群体乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素D甲群体乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素解析：在孵化早期，向有尾鸡群体卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，无尾性状的产生可能有两个原因，一是胰岛素诱导基因突变(aA)，二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体(aa)杂交，在孵化早期不向卵内注射胰岛素，观察孵化出的小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异，如果还有无尾性状产生，则为基因突变。答案：D10下图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断错误的是()A该动物的性别为雄性B乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C1与2或1与4的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异D丙细胞不能进行基因重组解析：根据题干可知，甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图。甲图中同源染色体正在分开，是减数第一次分裂的特征；乙图中着丝点分开，而且有同源染色体，是有丝分裂的特征；丙图中着丝点正在分开，而且没有同源染色体，是减数第二次分裂的特征。甲和丙都是分裂成等大的两个子细胞，故该动物性别应为雄性，A项正确。由于基因重组发生在减数分裂过程中，所以乙细胞不可能进行基因重组，B项错误。1与2的片段交换，是同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；1与4的片段交换，属于非同源染色体间的交换，会改变染色体上基因的数目和排列顺序，属于染色体结构变异，C项正确。丙细胞属于减数第二次分裂后期，不能进行基因重组，D项正确。答案：B11(2014年漳州模拟)如图曲线a表示使用诱变剂前青霉菌菌株数和青霉素产量之间的关系，曲线b、c、d表示使用诱变剂后菌株数和产量之间的关系。下列说法正确的是()由a变为b、c、d体现了基因突变的不定向性诱变剂决定了青霉菌的变异方向，加快了变异频率d是符合人们生产要求的变异类型青霉菌在诱变剂作用下发生的变异可能有基因突变、基因重组和染色体变异ABC D解析：基因重组发生在减数分裂过程中，且不需要诱变剂的作用；基因突变的方向是不定向的，诱变剂不能决定变异方向；d代表的高产类型是最符合人们生产要求的变异类型。答案：B12某科学兴趣小组发现某植物雄株出现一突变体，为确定该突变基因的显隐性及其位置，设计了杂交实验方案：利用该突变雄株与多株野生纯合雌株杂交，观察记录子代中表现突变性状的雄株在全部子代雄株中所占的比率(用Q表示)，以及子代中表现突变性状的雌株在全部子代雌株中所占的比率(用P表示)。下列有关叙述错误的是()A若突变基因仅位于Y染色体上，则Q和P分别为1、0B若突变基因仅位于X染色体上且为显性，则Q和P分别为0、1C若突变基因仅位于X染色体上且为隐性，则Q和P分别为1、1D若突变基因仅位于常染色体上且为显性，则Q和P分别可能为1/2、1/2解析：根据题意可知，若突变基因仅位于Y染色体上，子代雄株都表现突变性状；若突变基因仅位于X染色体上且为显性，则XBYXbXbXbY(正常)、XBXb(突变性状)；若突变基因仅位于X染色体上且为隐性，则XbYXBXBXBY(正常)、XBXb(正常)；若突变基因仅位于常染色体上且为显性，则BBbbBb(突变性状)或BbbbBb(突变性状)bb(正常)。答案：C二、非选择题13由于基因突变，导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据下表和图回答问题：(1)图中过程发生的场所是_，过程叫_。(2)除赖氨酸以外，图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小_。原因是_。(3)若图中X是甲硫氨酸，且链与链只有一个碱基不同，那么链不同于链上的那个碱基是_。(4)从表中可看出密码子具有_的特点，它对生物体生存和发展的意义是_。解析：(1)过程为翻译，在细胞质的核糖体上进行。过程为转录，在细胞核中进行。(2)由赖氨酸与表格中其他氨基酸的密码子的对比可知：赖氨酸与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子相比，只有一个碱基的差别，而赖氨酸与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X是丝氨酸的可能性最小。(3)由表格中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可知：链与链的碱基序列分别为TTC与TAC，差别的碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。答案：(1)核糖体转录(2)丝氨酸要同时突变两个碱基(3)A(4)简并性增强了密码容错性；保证了翻译的速度14已知人类多种先天性贫血是由于红细胞本身的遗传缺陷引起的。请回答：(1)某人常出现紫绀，经医生检查其血红蛋白的链上第67位氨基酸为谷氨酸(密码子为GAA或GAG)，而正常人是缬氨酸(密码子为GUU或GUC、GUA、GUG)，该病在医学上称为先天性高铁血红蛋白血症型。该病的根本原因是患者有关的基因在转录中起模板作用的一条链上的一个脱氧核苷酸发生改变，即_。基因中控制血红蛋白链上第67位氨基酸的碱基若发生改变，是否一定会引发该遗传病？请举例说明。_，_。(2)人类有一种非球形红细胞性贫血(型)，经查为糖代谢过程某个环节发生障碍所致。本病有红细胞自溶现象，如加入三磷酸腺苷后，自溶现象可明显降低。以下为成熟红细胞糖代谢途径中与ATP变化有关的过程简图：研究人员根据代谢过程，在红细胞的细胞质基质中加入各种代谢中间产物(除丙酮酸外)，均无法得到丙酮酸，则该病最可能是由于缺乏_，从而不能生成ATP所引起的。在无该病史的家族中出现了一个患病的孩子，引起孩子致病的可能原因是_。一个患病的女孩的父母及叔叔均正常，但其祖父和婶婶是患者。那么她的婶婶生出一个正常男孩的概率为_。为避免生出有病的孩子，该家族应采取的措施有(写出两条你认为可行的措施)_。(3)上述类型的遗传病都能导致贫血，影响氧气的运输，将直接影响人体细胞中什么细胞器的正常工作？_。解析：(1)根据密码子可知mRNA中碱基由U变为A，推测其DNA模板链中腺嘌呤脱氧核苷酸变为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。由于密码子的简并性，基因突变不一定引起性状改变。(2)在红细胞的细胞质基质中加入各种代谢中间产物(除丙酮酸外)，均无法得到丙酮酸，则该病最可能是由于缺乏丙酮酸激酶。无该病史的家族中出现了一个患病的孩子，最可能的原因是基因突变。患病女孩的父母均正常，说明该病是常染色体隐性遗传，由于其祖父是患者，所以其叔叔是携带者，其婶婶是患者，所以她的婶婶生出一个正常男孩的概率为1/21/21/4。为避免生出有病的孩子，该家族应采取的措施有避免近亲结婚，进行遗