高中生物人教版遗传与进化第6章从杂交育种到基因工程 市赛获奖

阶段质量检测(四)基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程(A卷学业水平达标)一、选择题(每小题3分，共42分)1．果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核苷酸发生了改变，其结果是()A．所属基因变成其等位基因B．DNA内部的碱基配对原则发生改变C．此染色体的结构发生改变D．此染色体上基因的数目和排列顺序发生改变解析：选ADNA分子中一个脱氧核苷酸发生了改变是基因突变，结果是把所属基因变成其等位基因。2．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：选B推测该红花表现型的出现是否为花色基因突变的结果，应检测和比较红花植株与白花植株细胞中花色基因的不同，即基因的DNA序列。3．下列关于生物变异的叙述中不正确的是()A．基因突变是随机的，可以发生在细胞分裂的任何时期B．二倍体植株加倍为四倍体，营养成分必然增加C．有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体变异D．单倍体植株长得弱小，高度不育，但有的单倍体生物是可育的解析：选B二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分不一定增加，营养物质的含量增加。4．下列有关育种说法，正确的是()A．用杂交的方法进行育种，F1自交后代有可能筛选出符合人类需要的优良品种B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的具备更多的优良性状C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的种自交后代约有1/4为纯合子D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的种和原品种杂交一定能产生可育后代解析：选A用辐射的方法进行诱变育种，由于基因突变的不定向性和有害性，诱变后的植株不一定比诱变前具有更多的优良性状。用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，得到纯合子，自交后代全为纯合子。用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的种是四倍体，和原二倍体品种杂交产生的后代是三倍体，高度不育。5．人类的血红蛋白(HbA)的β链第63位氨基酸为组氨酸(CAU)，异常血红蛋白(HbM)的β链第63位为酪氨酸(UAU)，这种变异的原因在于基因中()A．某碱基对发生改变 B．CAU变成UAUC．缺失一个碱基对 D．增添一个碱基对解析：选A据题意知，密码子由CAU变为UAU，根据碱基互补配对原则，其对应的基因转录链GTA变为ATA，即一个碱基对的替换。6．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：选C131I不能插入DNA分子中，也不能替换DNA分子中的碱基。大剂量的放射性同位素131I会导致基因突变或染色体结构的变异。上皮细胞属于体细胞，发生基因突变后不会遗传给下一代。7．下图表示染色体结构变异的四种情况，有关叙述正确的是()A．图①表示缺失，该变异在显微镜下观察不到B．图②表示倒位，该变异一定不会影响生物体性状的改变C．图③表示重复，该变异发生于两条同源染色体之间，属于交叉互换类型的基因重组D．图④表示易位，该变异发生于两条非同源染色体之间，导致染色体上基因的数目、排列顺序发生改变解析：选D图①表示的缺失可在显微镜下观察到；图②表示倒位，该变异可能会影响生物体性状的改变；图③不属于交叉互换类型的基因重组。8．如果细菌控制产生某种“毒蛋白”的基因发生了突变，突变造成的结果使其决定的蛋白质的部分氨基酸变化如下：基因突变前：甘氨酸谷氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸基因突变后：甘氨酸谷氨酸天冬氨酸亮氨酸赖氨酸根据上述氨基酸序列确定突变基因DNA分子的改变是()A．突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤B．突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶C．突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤D．突变基因为一个碱基的增减解析：选D基因突变前与基因突变后的氨基酸序列从第三个开始，其后的氨基酸序列都发生变化。若发生一个碱基的替换，最多只可能使一个氨基酸改变，不可能使后面的多个氨基酸序列都发生变化。9．依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是()解析：选D普通青霉菌诱变成高产青霉菌的原理是基因突变。10．用C、c和D、d表示两对同源染色体，如果在减数分裂过程中，一个染色体组成为CcDd的精原细胞形成了一个染色体组成为CCD的精子，导致该精子染色体异常的原因是()A．同源染色体C、c没有分离B．姐妹染色单体C、C没有分离C．非同源染色体C、D没有分离D．基因发生突变解析：选B题干中字母代表染色体，因此不是基因突变的结果；CCD精子中多了一条C染色体，是减数第二次分裂时，姐妹染色单体没有分离而形成的。11．下图为培育新品种小麦的几种方法，有关叙述不正确的是()A．①过程中运用的遗传学原理是基因重组B．a过程育种可以明显缩短育种年限C．b过程可通过不断地自交来提高纯合率D．a、c过程都可使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析：选D图中①过程表示杂交育种，原理是基因重组；a过程表示单倍体育种中秋水仙素(或低温)处理的过程，原理是染色体变异，可明显缩短育种年限；b过程表示进行不断的自交来提高纯合率；a过程中所得到的yR个体是单倍体，没有种子，所以只能用秋水仙素(或低温)处理其幼苗。12．玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是()A．发生了染色体易位B．染色体组数目整倍增加C．基因中碱基对发生了替换D．基因中碱基对发生了增减解析：选A具有两对(或多对)相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。但如果两对(或多对)非等位基因位于一对同源染色体上就不会表现出自由组合。从题目可知，发生突变的植株不能进行基因的自由组合，原因最可能是发生染色体易位，使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上。13．菊花种类很多，与其变异类型有关。下列关于菊花细胞中染色体变异和基因重组的叙述正确的是()A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类增加B．一般情况下，菊花花蕊细胞内均可发生基因重组，而根尖细胞内则不能C．同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因突变D．非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异解析：选D若染色体组整倍性地发生变化，其基因数量增加，但基因种类是不变的；同源染色体的非姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组，非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异；在花蕊内，只有部分细胞可进行减数分裂，发生基因重组。14．如图为利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列有关分析不正确的是()A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组，植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%解析：选D在自然条件下，基因重组发生在有性生殖形成配子的过程中，即发生在图中②过程，过程③是植物的有丝分裂过程，因此在显微镜下能观察到染色单体的时期是前期和中期；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，在多倍体育种和单倍体育种中都有所应用；植株A为二倍体，其在有丝分裂后期的细胞中含有4个染色体组，植株C是通过花药离体培养获得的，为单倍体；植物B是幼苗2经秋水仙素处理后获得的，纯合的概率为100%。二、非选择题(共58分)15．(10分)用紫外线处理大肠杆菌，得到色氨酸合成酶等223位的氨基酸更换的几种突变型(如下图)，已知野生型大肠杆菌此位的氨基酸是甘氨酸，请分析回答：甘氨酸GGU、GGC、GGA、GGG天冬氨酸GAU、GAC丙氨酸GCU、GCC、GCA、GCG半胱氨酸UGU、UGC(1)造成上述变化的原因是紫外线诱导大肠杆菌发生__________，该变异最可能是DNA分子上发生了__________，如果突变型1、突变型3都只是一个核苷酸的改变引起的，请你利用密码子表推导出野生型大肠杆菌甘氨酸的密码子是________________________。(2)从图解中你能看出基因突变的特点有哪些？________________________________________________________________________(写出两点即可)。(3)诱变育种具有明显的优点，但是由于具有频率低等特点，所以并不是所有材料均适合采用诱变育种，下列不适合用诱变育种的材料有()A．萌发的植物种子 B．酵母菌菌落C．植物的愈伤组织 D．哺乳动物的胚胎解析：(1)紫外线会诱导大肠杆菌发生基因突变，该变异是DNA分子中碱基对发生替换，最终导致个别氨基酸发生改变。根据信息判断，该处甘氨酸密码子可能是GGU，一个碱基替换后变成天冬氨酸GAU或变成半胱氨酸UGU；也可能是GGC，一个碱基替换后变成天冬氨酸CAC或半胱氨酸UGC。(2)由该图解可看出基因突变具有不定向性和普遍性等特点。(3)诱变育种适用于细胞分裂比较旺盛的材料，如萌发的植物种子、酵母菌菌落、植物的愈伤组织等。哺乳动物的胚胎虽然细胞分裂旺盛，但一般不适合诱变育种。答案：(1)基因突变碱基对的替换GGU或GGC(2)基因突变具有不定向性；基因突变产生新基因；基因突变在生物界普遍存在(合理即可)(3)D16．(8分)根据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因，并回答下列问题：(1)写出图中①②③代表的含义：①________；②________；③________。(2)患镰刀型细胞贫血症的根本原因是，控制________合成的________________，从而改变了遗传信息。(3)镰刀型细胞贫血症是常染色体上的隐性遗传病，该隐性致病基因在图中对应的碱基组成为______________；正常基因在图中对应的组成为________。(4)根据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征，说明基因突变具有________和________的特点。解析：镰刀型细胞贫血症的病因是由于病人血红蛋白分子的一条多肽链上，有一个氨基酸的种类发生了改变，即由正常的谷氨酸变成了异常的缬氨酸，根本原因是合成血红蛋白分子的遗传物质DNA的碱基序列发生了改变，也就是发生了基因突变，由eq\o(=,\s\up7(CTT),\s\do5(GAA))突变成eq\o(=,\s\up7(CAT),\s\do5(GTA))。答案：(1)基因突变CATGUA(2)血红蛋白DNA碱基序列发生了改变(3)eq\o(=,\s\up7(CAT),\s\do5(GTA))eq\o(=,\s\up7(CTT),\s\do5(GAA))(4)低频性有害性17．(10分)刺毛鼠是XY型性别决定的二倍体生物，当其体细胞中存在两条或两条以上的X染色体时，在早期胚胎的细胞分裂过程中，一般只有一条X染色体上的基因能表达，其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如图所示。请据图回答下列问题：(1)巴氏小体的组成成分可分别用__________和__________染色来鉴定。巴氏小体通常能用来区分正常刺毛鼠的性别，理由是_______________________________________。(2)性染色体组成为XXX的雌性刺毛鼠体细胞的细胞核中应有________个巴氏小体。高度螺旋化的染色体上的基因由于________过程受阻通常不能表达。(3)控制刺毛鼠毛色的基因B(黑色)、b(白色)位于X染色体上，基因型为XBY的鼠的表现型是________。若巴氏小体上的B、b基因可以表达，现观察到一只白色的雄性刺毛鼠体细胞核中有一个巴氏小体，则该鼠的基因型应为________。(4)控制有刺、无刺的基因依次为A、a，则无刺黑毛雄鼠的基因型是____________，如果它与图示的雌鼠交配，子代雄性个体的表现型及其比例为________________________________。解析：(1)巴氏小体是X染色体高度螺旋化形成的，组成成分主要是蛋白质和DNA，检测两种物质的试剂分别是双缩脲试剂和甲基绿(或二苯胺)。雄性个体细胞内只含有一条X染色体，没有巴氏小体，但雌性个体细胞内含有两条X染色体，其中一条X染色体螺旋化形成巴氏小体。(2)性染色体组成为XXX的雌性个体细胞内只有一条X染色体上的基因表达，另两条X染色体形成巴氏小体。高度螺旋化的染色体中的基因不能表达，因为基因的转录过程不能进行。(3)基因型为XBY的雄性个体在B基因控制下表现为黑色；有一个巴氏小体的白色雄性个体的性染色体组成为XXY，白色性状为隐性性状，如果巴氏小体中基因也表达，则两条X染色体上的基因都应为b，该雄鼠的基因型为XbXbY。(4)由题目信息可知，黑毛雄鼠的性染色体组成为XBY，无刺为a控制的隐性性状，因此无刺黑毛雄鼠的基因型为aaXBY，图示雌鼠的基因型为AaXBXb，它们交配后的子代个体中Aa∶aa＝1∶1，XBY∶XbY＝1∶1，所以子代雄性个体表现型及比例为有刺黑毛∶有刺白毛∶无刺黑毛∶无刺白毛＝1∶1∶1∶1。答案：(1)双缩脲试剂甲基绿染液正常雄性刺毛鼠体细胞中没有巴氏小体，正常雌性刺毛鼠体细胞中有1个巴氏小体(2)2转录(3)黑色XbXbY(4)aaXBY无刺白毛∶有刺白毛∶无刺黑毛∶有刺黑毛＝1∶1∶1∶118．(10分)科研人员围绕培育四倍体草莓进行了探究，实验中，每个实验组选取50株草莓幼苗，并以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到下图所示结果。请分析回答相关问题：(1)秋水仙素诱导多倍体的作用机理是_________________________________________________________________________________________________________________。(2)从实验结果看，影响多倍体诱导率的因素有____________________________，诱导形成四倍体草莓适宜的处理方法是________________________________________________________________________________________________________________。(3)鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数，鉴定时一般不宜选用当代草莓的根尖作材料，原因是________________________________________。观察时，最好选择处于分裂________期的细胞。(4)最新研究发现多倍体植株叶片上的气孔有明显变化。科研人员取生长在同一位置、大小相近的二倍体和四倍体草莓叶片，观察并统计两种植株叶片气孔长度、宽度和密度，得到如表所示结果：倍性气孔长度(μm)气孔宽度(μm)气孔密度(个·μm－2)二倍体草莓四倍体草莓实验结果表明四倍体植株单位叶面积上气孔总面积比二倍体植株________。联系多倍体植株糖类和蛋白质等营养物质含量高的特点，从光合作用角度分析，四倍体植株气孔呈现上述特点的意义在于________________________________________________________________________。解析：(1)秋水仙素能抑制纺锤体形成，从而诱导形成多倍体。(2)从图中可看出，影响多倍体形成的因素有秋水仙素浓度和处理时间，用%的秋水仙素处理1天诱导形成四倍体的效果最显著。(3)秋水仙素处理的是幼芽，只有地上部分加倍形成四倍体，地下部分并未加倍。(4)从表中数据可知，四倍体单位叶面积上气孔总面积比二倍体大。气孔的作用除蒸腾作用散失水分外，还可吸收CO2用于光合作用。答案：(1)抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成(2)秋水仙素浓度和处理时间用%的秋水仙素溶液处理1d(3)当代草莓植株的根细胞并没有经过诱导，染色体数目没有发生加倍中(4)大有利于植株从外界吸收CO2进行光合作用19．(10分)豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如图所示：根据以上材料，回答下列问题：(1)CpTI基因是该基因工程中的____________基因。“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是四种脱氧核苷酸，在①过程中，首先要用____________切开，暴露出____________，再用____________连接。(2)在该基因工程中，供体是______，受体是______。(3)检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是______________________________________________________________________________________________________。(4)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是__________________和________________。(5)当前，转基因大豆、转基因棉花等转基因农作物已经进入了我们的生活。请你谈谈转基因农作物可能带来的利与弊(各举一条)。①利：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。②弊：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)目的限制酶黏性末端DNA连接酶(2)豇豆水稻(3)让多种害虫食用水稻叶片(4)目的明确培育周期短可以克服远缘杂交的不亲和性(答出两点即可)(5)①可以让人类获得具有优良品质的作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强；打破传统育种界限，如植物表达微生物的抗虫性状等(其他合理答案也可)②转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种