版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
PAGE第79页共79页第七单元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(生物的变异与进化))第一讲基因突变和基因重组知识点一基因突变[系统主干知识]1.基因突变的实例(1)镰状细胞贫血①患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了基因突变,碱基对由eq\o(=,\s\up7(A),\s\do5(T))替换成eq\o(=,\s\up7(T),\s\do5(A))。②用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化?能(填“能”或“不能”)。(2)细胞癌变①细胞癌变的机理:与癌变相关的原癌基因和抑癌基因发生了突变。a.原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这种基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。b.抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。②癌细胞的特征a.能够无限增殖。b.形态结构发生显著变化。c.细胞膜上的糖蛋白等物质减少。d.细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。2.基因突变的概念、发生时间和原因(1)概念:由DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失而引起基因碱基序列的改变。(2)时间:主要发生于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。(3)诱发基因突变的因素(连线)3.基因突变的特点4.基因突变的意义[聚焦关键微点]一、澄清概念——教材关键语句理解透1.基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起基因碱基序列的改变。(1)基因突变会引起基因结构的改变。(√)(2)基因突变不一定都产生等位基因。(√)(3)基因突变不一定都能遗传给后代。(√)(4)高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中。(×)(5)基因突变必然引起个体表型发生改变。(×)2.基因突变在生物界是普遍存在的,随机发生的、不定向的,在自然状态下,基因突变的频率是很低的。(1)基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因。(×)(2)在没有外界不良因素的影响下,生物不会发生基因突变。(×)(3)新型冠状病毒也会发生基因突变。(√)(4)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向。(×)二、科学思维——教材活动、基本原理发掘好1.(教材必修2P85“拓展应用”)具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰状细胞贫血的症状,因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白,并对疟疾具有较强的抵抗力,镰状细胞贫血主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。提示:镰状细胞贫血致病基因携带者对疟疾具有较强的抵抗力,这说明在易患疟疾的地区,镰状细胞的突变具有有利于当地人生存的一面。虽然这个突变体的纯合子对生存不利,但其杂合子却有利于当地人的生存。2.据图分析基因突变的有关问题:(1)①②③分别表示引起基因突变的什么因素?提示:物理、生物、化学。(2)④⑤⑥分别表示什么类型的基因突变?提示:增添、替换、缺失。(3)为什么在细胞分裂的间期易发生基因突变?提示:细胞分裂的间期进行DNA复制,DNA复制时需要解旋成单链,单链DNA容易受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。(4)基因突变一定产生等位基因吗?为什么?提示:不一定。真核生物基因突变一般可产生它的等位基因,而病毒和原核细胞中不存在等位基因,其基因突变产生的是一个新基因。[深化拓展提能]1.概括基因突变对蛋白质与性状的影响(1)基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小类型影响范围对氨基酸序列的影响替换小可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止增添大插入位置前不影响,影响插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列增添或缺失3个碱基小增添或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因①突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。②密码子简并性:若基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。③隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A→a,此时性状也不改变。2.细胞癌变的原理(1)癌变机理(2)原癌基因与抑癌基因的关系①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。②抑癌基因与原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。③癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞异常分裂,机体对这种异常分裂又无法阻止而造成的。[题点全训过关]题点(一)基因突变的原理和特点[典例1](2021·济南历下区模拟)人类β地中海贫血症是一种由β珠蛋白基因突变引起的单基因遗传病,该基因存在多种突变类型。甲患者珠蛋白β链第17、18位氨基酸缺失;乙患者β珠蛋白基因中发生了一个碱基对的替换,导致β链缩短。下列叙述错误的是()A.甲、乙患者的致病基因位于染色体的相同位置B.甲患者珠蛋白β链氨基酸的缺失是基因中碱基对连续的缺失所致C.乙患者基因突变位点之后的碱基序列都发生了改变D.通过染色体检查不能诊断该病携带者和患者[解析]在真核细胞中,由于基因突变形成的都是等位基因,控制甲、乙患者贫血症的基因均为β珠蛋白基因,位于同源染色体的相同位置上,A正确;甲患者的珠蛋白β链第17、18位氨基酸缺失,说明甲患者珠蛋白β链氨基酸的缺失是基因中碱基对连续的缺失所致,B正确;乙患者β珠蛋白基因中发生了一个碱基对的替换,导致β链缩短,说明其发生基因突变后导致翻译过程中提前出现终止密码,而发生突变位点之后的碱基序列未发生改变,C错误;人类β地中海贫血症是一种单基因遗传病,因此不能通过染色体检查来确诊该病的携带者和患者,D正确。[答案]C[易错提醒]辨析基因突变的一个“一定”和三个“不一定”项目内容解读一个“一定”基因突变一定会引起基因结构的改变基因突变使基因中碱基排列顺序发生改变三个“不一定”DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变基因是有遗传效应的DNA片段,不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变,但不属于基因突变基因突变不一定都产生等位基因病毒和原核细胞不存在等位基因,因此,原核生物和病毒基因突变产生的是新基因基因突变不一定都能遗传给后代①基因突变如果发生在有丝分裂过程中,一般不遗传给后代,但有些植物可能通过无性生殖遗传给后代。②如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子遗传给后代[对点训练]1.(2021年1月新高考8省联考·辽宁卷)吖啶橙是一种诱变剂,能够使DNA分子的某一位置上增加或减少一对或几对碱基。若使用吖啶橙诱变基因,不可能产生的结果是()A.突变基因表达的肽链延长B.突变基因表达的肽链缩短C.突变基因转录产生的mRNA碱基序列发生改变D.突变基因所在染色体上增加或减少了一个染色体片段解析:选D基因突变时,碱基对的增添、缺失和替换都有可能导致终止密码提前或者滞后出现,从而导致肽链缩短或延长;转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,突变基因碱基序列的改变会导致mRNA碱基序列发生改变;基因突变会产生新基因,但不会改变染色体上基因的位置和数量,染色体上不会增加或减少染色体片段。2.下列关于基因突变的说法,错误的是()A.基因突变一定会导致基因结构的改变,但却不一定引起生物性状的改变B.基因突变会产生新的基因,基因种类增加,但基因的数目和位置并未改变C.基因突变只发生在分裂过程中,高度分化的细胞不会发生基因突变D.RNA病毒中突变指RNA中碱基的改变、增添和缺失,其突变率远大于DNA的突变率解析:选C基因突变一定会导致基因结构的改变,由于密码子的简并性等原因,基因突变不一定引起生物性状的改变,A正确;基因突变是基因内部碱基序列的改变,基因数目和位置不变,B正确;基因突变普遍存在,可以发生在分裂的细胞中,也可以发生在高度分化的细胞中,C错误;RNA病毒的遗传物质是单链RNA,结构不稳定,其突变率远大于DNA的突变率,D正确。题点(二)基因突变与生物性状的关系[典例2]豌豆的高茎对矮茎为显性,受一对等位基因M/m控制。M基因控制合成的酶能促进赤霉素的合成,与此酶相比,m基因控制合成的酶只在第229位由丙氨酸(GCU、GCC、GCA、GCG)变为苏氨酸(ACU、ACC、ACA、ACG),失去了原有的酶活性。下列叙述正确的是()A.M基因突变为m基因是因为G—C替换为A—TB.M基因突变为m基因后导致三个密码子发生改变C.赤霉素是M基因的表达产物,能促进豌豆茎的生长D.在杂合体Mm中,M基因表达,m基因不表达[解析]根据第“229位由丙氨酸(GCU、GCC、GCA、GCG)变为苏氨酸(ACU、ACC、ACA、ACG)”,说明M基因突变为m基因是因为G—C替换为A—T,A正确;由A项分析可知,M基因突变为m基因后导致一个密码子发生改变,B错误;M基因控制合成的酶能促进赤霉素的合成,故赤霉素不是M基因的表达产物,C错误;在杂合体Mm中,M基因表达,m基因也表达,只是表达的酶失去了原有的酶活性,D错误。[答案]Aeq\a\vs4\al([规律方法])基因突变机理的“二确定”(1)确定突变的形式:若只是一个氨基酸发生改变,则一般为碱基对的替换;若氨基酸序列发生大的变化,则一般为碱基对的增添或缺失。(2)确定替换的碱基对:一般根据突变前后转录成的mRNA的碱基序列判断。若只有一个碱基不同,则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。[对点训练]3.(2021·青岛模拟)某二倍体的基因A可编码一条含63个氨基酸的肽链,在紫外线照射下,该基因内部插入了3个连续的碱基对,突变成基因a。下列相关叙述正确的是()A.基因A和a中的遗传信息一定不同B.基因A和a所表达出的蛋白质一定相差一个氨基酸C.基因A和a分别含有189个和192个碱基对D.该突变一定在基因A复制时发生解析:选A由于基因A和a中的碱基对有所不同,所以它们所含的遗传信息一定不同,A正确;由于加入了3个连续的碱基对,所以基因A和a所表达出的蛋白质可能就相差一个氨基酸,也有可能提前终止了,B错误;由于基因调控序列的存在(且mRNA上的终止密码子不决定氨基酸),基因A所含的碱基对数目应大于189个,基因a的碱基对数应大于192个,C错误;基因突变通常是在DNA复制时发生的,其他时期也可能发生,D错误。4.(2020·三明模拟)TaySachs病是一种基因病,可能是由于基因突变从而产生异常酶引起的。下表为正常酶和异常酶的部分氨基酸序列。根据相关信息,推断异常酶的mRNA不同于正常酶的mRNA的原因是()酶的种类密码子位置4567正常酶苏氨酸(ACU)丝氨酸(UCU)缬氨酸(GUU)谷氨酰胺(CAG)异常酶苏氨酸(ACU)酪氨酸(UAC)丝氨酸(UCU)缬氨酸(GUU)A.第5个密码子中插入碱基AB.第6个密码子前UCU被删除C.第7个密码子中的C被G替代D.第5个密码子前插入UAC解析:选D分析表格可知,正常酶的第4~7个密码子依次为ACU、UCU、GUU、CAG,而异常酶的第4~7个密码子依次为ACU、UAC、UCU、GUU,比较正常酶和异常酶的密码子可知,最可能是第5个密码子前插入了UAC,致使该位点后的密码子都向后移了一个位点。题点(三)细胞癌变的原理、特点及防治5.三阴乳腺癌(TNBC)是指没有雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体2(HER2)的一类乳腺癌亚型。下列相关叙述正确的是()A.与正常细胞相比,TNBC细胞的形态和结构会发生显著变化B.ER、PR、HER2都是由核糖体合成的糖蛋白C.TNBC细胞容易分散和转移是由于乳腺细胞之间的黏着性较低D.TNBC细胞内的原癌基因或抑癌基因突变都会导致其能无限增殖解析:选A与正常细胞相比,TNBC细胞(癌细胞)的形态和结构会发生显著变化,A正确;ER、PR、HER2的本质都是糖蛋白,糖蛋白中的蛋白质由核糖体合成,但糖类不是由核糖体合成的,B错误;癌细胞容易分散和转移是由于其细胞膜上糖蛋白等物质减少,使得癌细胞之间的黏着性降低,并非乳腺细胞之间的黏着性降低,C错误;细胞癌变是抑癌基因和原癌基因等多个基因突变累积的结果,D错误。6.图中的①②过程分别表示细胞癌变发生的两种机制,相关叙述正确的是()A.原癌基因的作用主要是阻止细胞不正常的增殖B.只要原癌基因表达产生了正常蛋白质,细胞就不会癌变C.原癌基因和癌基因的基因结构不同D.抑制癌细胞DNA的解旋不会影响癌细胞的增殖解析:选C原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A错误;由图可知,原癌基因如果过度表达,产生了过量的正常蛋白质,也会导致细胞癌变,B错误;癌基因是原癌基因突变产生的,故原癌基因和癌基因的基因结构不同,C正确;抑制癌细胞DNA的解旋会影响癌细胞的增殖,D错误。7.(2021·合肥月考)结肠癌的发生受多种基因的控制,这些基因所在染色体、基因的状态及其导致的结果如表所示。下列相关叙述正确的是()基因种类基因所在染色体基因状态结果原癌基因Kram12号染色体活化细胞快速增殖抑癌基因DCC18号染色体失活癌细胞变形抑癌基因P5317号染色体失活肿瘤扩大其他基因其他染色体异常癌细胞转移A.在正常人的肌细胞内含有原癌基因和抑癌基因B.原癌基因和抑癌基因的正常表达是细胞癌变的内因C.抑癌基因P53控制合成的蛋白质参与糖蛋白的形成D.老年人患癌症的概率大,原因是其体内的DNA呈单链解析:选A在正常人的肌细胞内含有原癌基因和抑癌基因,A正确;原癌基因的活化和抑癌基因的失活是细胞癌变的内因,B错误;糖蛋白减少导致癌细胞分散、转移,因此其他基因控制合成的蛋白质参与糖蛋白的形成,C错误;老年人体内的DNA呈双链,老年人患癌症的概率大,原因是生活中各种致癌因子刺激导致原癌基因和抑癌基因突变产生积累,D错误。知识点二基因重组[系统主干知识]1.概念2.类型(1)交叉互换:同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换(发生在减数分裂形成四分体时期)。(2)自由组合:位于非同源染色体上非等位基因自由组合(发生在减数第一次分裂后期)。3.结果:产生新的基因型,导致重组性状出现。4.意义及应用[聚焦关键微点]一、澄清概念——教材关键语句理解透基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。(1)基因重组只能产生新基因型和重组性状,不能产生新基因和新性状。(√)(2)原核生物不存在基因重组,而真核生物的受精过程中可进行基因重组。(×)(3)亲代Aa自交,因基因重组导致子代发生性状分离。(×)(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合,导致基因重组。(×)(5)一对等位基因不存在基因重组,一对同源染色体也不存在基因重组。(×)二、科学思维——教材活动、基本原理发掘好如图a、b为某二倍体生物细胞分裂不同时期的细胞图像,请分析:(1)图a细胞处于什么时期?细胞中的1、2号染色体发生了什么变异?提示:图a细胞处于四分体时期。细胞中的1、2号染色体因互换发生了基因重组。(2)图b细胞处于什么时期?该细胞的名称是什么?在该时期细胞中可发生哪种变异?提示:图b细胞处于减数第一次分裂后期。该细胞的名称为初级精母细胞。该时期细胞可发生非同源染色体上的非等位基因自由组合,即基因重组。(3)二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗?为什么?提示:不一定。二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时),在四分体时期,会有一定数量的同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换。[深化拓展提能]列表对比基因突变与基因重组项目基因突变基因重组发生时期主要发生在:①有丝分裂间期②MⅠ分裂前的间期①MⅠ分裂后期②MⅠ分裂前期产生原因应用诱变育种杂交育种联系①都使生物产生可遗传的变异②在长期进化过程中,通过基因突变产生新基因,为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础③二者均产生新的基因型,可能产生新的表型[题点全训过关]题点(一)基因重组的概念、特点和意义[典例1](2020·天津二模)如图表示三种类型的基因重组,下列相关叙述正确的是()A.甲、乙两种类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础B.控制一对相对性状的基因是不会发生基因重组的,但可能发生基因突变C.R型细菌转化为S型细菌中的基因重组与丙中的基因重组相似D.甲、乙两种类型的基因重组在减数分裂的同一个时期发生,并且甲和乙中的基因重组都发生于同源染色体之间[解析]图甲表示交叉互换,图乙表示基因的自由组合,所以只有乙类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础,A错误。若分别位于两对同源染色体上的两对等位基因共同控制一对相对性状,则减数分裂过程中,控制该对相对性状的基因能发生基因重组,B错误。S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型细菌,类似于基因工程,原理是基因重组,C正确。图甲表示交叉互换,形成时间是减数第一次分裂的前期发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间;图乙表示基因的自由组合,形成时间是减数第一次分裂的后期,发生在非同源染色体之间,D错误。[答案]Ceq\a\vs4\al([易错提醒])对基因重组认识的几个易错点分析(1)基因重组只是原有基因间的重新组合。(2)自然条件下基因重组发生在配子形成过程中,而不是受精作用发生时。(3)基因重组一般发生于有性生殖产生配子的过程中,无性生殖的生物不发生,有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生。(4)杂合子(Aa)自交产生的子代出现性状分离,不属于基因重组的原因是A、a控制的性状是同一性状中的不同表型,而非不同性状。[对点训练]1.(2021·儋州期末)下列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.两条非同源染色体之间互换片段也属于基因重组C.肺炎链球菌的转化实验可以证明细菌之间也可以发生基因重组D.同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可引起基因重组解析:选B非同源染色体的自由组合能导致其上的非等位基因自由组合,即导致基因重组,A正确;两条非同源染色体之间互换片段属于染色体结构变异(易位),B错误;肺炎链球菌的转化实验可以证明细菌之间也可以发生基因重组,C正确;同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可引起基因重组,D正确。2.下列各项与基因重组无关的是()A.基因型为Aa的个体自交,后代发生性状分离B.YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型C.“肺炎链球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌D.生物变异的主要来源,有利于产生多样化的基因组合的子代解析:选A基因型为Aa的个体自交,后代发生性状分离,这是基因分离的结果,与基因重组无关;YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型,这是基因重组的结果;“肺炎链球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的实质是基因重组;基因重组是生物变异的主要来源,有利于产生多样化的基因组合的子代。题点(二)基因重组与基因突变的比较[典例2](2021·烟台模拟)下列有关基因突变与基因重组的叙述,正确的是()A.基因突变的不定向性是指基因突变可发生在个体发育的任何时期B.基因重组是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料C.基因突变是广泛存在的,且对生物自身大多是有害的D.同源染色体上的非等位基因自由组合可实现基因重组[解析]基因突变的不定向性表现为一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,A错误;基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,B错误;基因突变是广泛存在的,且对生物自身大多是有害的,C正确;非同源染色体上的非等位基因自由组合可实现基因重组,D错误。[答案]C[对点训练]3.(2021·郴州一模)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.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B.由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变就是基因突变C.减数分裂过程中,控制一对性状的基因不能发生基因重组D.淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA碱基序列不属于基因突变解析:选A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,A正确;由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变不一定是基因突变,如DNA中不具有遗传效应的片段中发生碱基对的改变,不会导致基因突变,B错误;一对性状可能由非同源染色体上多对等位基因控制,因此减数分裂过程中,控制一对性状的基因可能会发生基因重组,C错误;淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA碱基序列属于基因突变,D错误。4.下列关于遗传变异的说法正确的是()A.任何生物在遗传过程中都可以发生基因突变、基因重组和染色体变异B.花药离体培养过程中发生的变异有基因重组和染色体变异C.基因突变可发生在细胞内不同DNA分子上体现了其随机性D.基因重组和染色体变异都可导致基因在染色体上的排列顺序发生改变解析:选C原核生物和病毒不含染色体,不会发生染色体变异,基因重组一般发生在真核生物的有性生殖过程中;花药离体培养成单倍体幼苗过程中发生的是有丝分裂,该过程可以发生基因突变和染色体变异,但不会发生基因重组;细胞中不同DNA分子上的基因都可能发生突变,体现了基因突变的随机性;基因重组和染色体数目变异不会导致染色体上基因的排列顺序发生改变。一、科学思维——姐妹染色单体上等位基因来源的判断方法[典例](2021·海口调研)如图为某雄性动物个体(基因型为AaBb,两对等位基因位于不同对常染色体上)细胞分裂某一时期示意图,下列说法错误的是()A.与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素B.3和4上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变C.若该细胞以后正常进行减数分裂,可产生3种或4种不同基因型的配子(3与4未发生交换)D.1上a的出现可能是发生了交叉互换,也可能是发生了基因突变[解析]由于该动物个体为雄性,且性激素能促进生殖细胞的形成,所以与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素,A正确;由于该雄性动物的基因型为AaBb,据图可知B、b可位于3和4这对同源染色体上,因此这两条染色体的相同位置上的基因为等位基因,B错误;如果是发生基因突变,则该细胞就会产生3种不同基因型的配子,如果是发生交叉互换,则会产生4种不同基因型的配子,C正确;1上a的出现可能是同源染色体上发生了交叉互换,也可能是间期时发生了基因突变,D正确。[答案]B[内化于心]“三看法”判断基因突变与基因重组[外化于用]1.某动物的初级卵母细胞中,由一个着丝粒相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同,其原因一定不是()A.发生基因突变 B.发生过交叉互换C.染色体结构变异 D.发生了自由组合解析:选D两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同的原因有三种可能:间期发生了基因突变、四分体时期发生过交叉互换或染色体结构变异。自由组合只发生在非同源染色体间。2.下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判定每个细胞发生的变异类型,正确的是()A.①基因突变②基因突变③基因突变B.①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组C.①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组D.①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组解析:选C图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期,A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的,图中①②的变异只能来自基因突变;③处于MⅡ后期,A与a的不同可能来自基因突变或MⅠ前期的交叉互换(基因重组)。3.(2021·淮北六校联考)基因型为AaBB的某二倍体动物细胞分裂示意图如下,下列分析错误的是()A.甲、乙细胞表明该动物发生了基因突变B.丙细胞表明该动物可能在减数第一次分裂时发生过交叉互换C.丙细胞的名称是次级精母细胞或第一极体D.甲、乙、丙产生的变异均属于可遗传的变异解析:选C甲细胞中刚分离的一对子染色体和乙细胞中一对姐妹染色单体上都出现了B和b这对等位基因,根据个体的基因型(AaBB)可知,b基因的出现是基因突变的结果,A正确;观察丙细胞可知,带有A基因的子染色体上有其同源染色体的部分片段,再根据个体的基因型(AaBB)可知,产生丙的细胞发生过交叉互换,B正确;乙细胞处于减数第一次分裂后期,由其细胞质均等分裂可判断该动物为雄性,因此丙细胞不可能为第一极体,只能是次级精母细胞,C错误;甲、乙、丙三个细胞依次发生基因突变、基因突变、基因重组,均为可遗传变异,D正确。4.图甲为基因型为AABb的二倍体动物某细胞进行分裂的示意图(染色体1、2为常染色体),图乙为该动物体内正在分裂的某细胞中染色体、核DNA和染色单体的数量关系图。不考虑交叉互换,下列叙述错误的是()A.图甲细胞中a基因的出现一定是基因突变的结果B.图甲细胞内染色体、核DNA和染色单体的数量关系可用图乙表示C.该动物只产生基因型为AB和aB两种比例相等的配子D.图乙表示的不同时期的细胞中染色体数目可能不同解析:选C该动物的基因型为AABb,图甲细胞中a基因的出现一定是基因突变的结果,A正确;图甲细胞内染色体、核DNA和染色单体的数量关系可用图乙表示,即染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2,B正确;该动物能产生基因型为AB、aB、Ab的三种配子,C错误;图乙表示的不同时期的细胞中染色体数目可能不同,如同一细胞减数第一次分裂和减数第二次分裂前期、中期细胞中染色体数∶核DNA数∶染色单体数均为1∶2∶2,但染色体数目不同,D正确。二、科学探究——显性突变与隐性突变的实验探究[内化于心]1.两种突变的比较2.判定方法设计[典例]豌豆的花色有红色和白色两种。某野生型豌豆品种的植株均只开红花,野生型红花品系中出现了两株开白花的植株A和B,欲探究白花是如何产生的,某科研小组进行了一系列实验。请回答下列问题:(1)白花的出现是只受环境的影响还是基因突变的结果,可通过__________________的方法,观察后代中____________________进行判断。(2)若白花的出现是基因突变造成的,将植株A和B分别与野生型豌豆植株杂交,F1植株均开红花,F1自交得到的F2中红花植株和白花植株的数量比均为3∶1,据此推测白花性状的出现是__________(填“显性”或“隐性”)突变。(3)为探究两植株的白花突变是由同一对等位基因突变造成的,还是由非同源染色体上的两对非等位基因突变造成的,研究人员在上述实验基础上继续进行以下实验。实验步骤:将植株A、B进行杂交,观察、记录并统计F1及F2的表型及比例。实验结果及结论(不考虑交叉互换):①若F1、F2均开白花,则可确定植株A、B的白花突变是由________________突变造成的。②若F1均开__________,F2中__________________,则可确定植株A、B的白花突变是由________________________________________________突变造成的。[解析](1)白花的出现是只受环境的影响还是基因突变的结果,可通过A和B分别自交的方法,观察后代中是否再次出现白花进行判断。(2)若白花的出现是基因突变造成的,将植株A和B分别与野生型豌豆植株杂交,F1植株均开红花,F1自交得到的F2中红花植株和白花植株的数量比均为3∶1,据此推测白花性状的出现是隐性突变。(3)①若F1、F2均开白花,则可确定植株A、B的白花突变是由同一对等位基因突变造成的。②若F1均开红花,F2中红花∶白花=9∶7,则可确定植株A、B的白花突变是由位于非同源染色体上的两对非等位基因突变造成的。[答案](1)A和B分别自交是否再次出现白花(2)隐性(3)①同一对等位基因②红花红花∶白花=9∶7位于非同源染色体上的两对非等位基因[外化于用]1.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让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染色体上的基因突变 D.X染色体上的基因突变解析:选A由于这只野生型雄鼠为纯合子,而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变,F1的雌、雄鼠中出现两种性状,所以该突变基因为显性基因,即该突变为显性突变,突变基因可能在常染色体上,也可能在X染色体上。2.果蝇的某个基因若发生突变,会出现纯合致死效应(胚胎致死)。下列说法错误的是()A.如果是常染色体上的隐性突变,与多对野生型果蝇杂交,后代不会出现突变型个体B.如果是常染色体上的显性突变,一对突变型果蝇杂交得到的后代性状分离比为2∶1C.如果是X染色体上的隐性突变,为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变,可选野生型雌果蝇与之杂交,通过后代雌雄比来推测D.如果是X染色体上的隐性突变,为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变,可选野生型雄果蝇与之杂交,通过后代雌雄比来推测解析:选C如果是常染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示),与多对野生型果蝇杂交(Aa×AA),后代不会出现突变型个体(aa),A正确。如果是常染色体上的显性突变(相应的基因用A表示),一对突变型果蝇杂交(Aa×Aa),后代基因型及比例为AA(胚胎致死)∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此后代性状分离比为2∶1,B正确。如果是X染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示),为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变,若选野生型雌果蝇(XAXA)与之杂交,无论该雄果蝇是否发生基因突变,后代雌雄比均为1∶1,因此不能通过后代雌雄比来推测,C错误。如果是X染色体上的隐性突变(相应的基因用a表示),为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变,可选野生型雄果蝇(XAY)与之杂交,若该雌果蝇未发生基因突变,即XAXA×XAY,则后代雌雄比为1∶1;若该雌果蝇发生基因突变,即XAXa×XAY,则后代雌雄比为2∶1,因此可通过后代雌雄比来推测,D正确。3.一对毛色正常鼠交配,产下多只鼠,其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为,鼠毛色出现异常的原因有两种:一是基因突变的直接结果(控制毛色基因的显隐性未知,突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因);二是隐性基因携带者之间交配的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育,并具有生殖能力,后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因,用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配,得到多窝子代。请预测结果并作出分析。(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为________,则可推测毛色异常是____性基因突变为____性基因的直接结果,因为______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如果不同窝子代出现两种情况,一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为________,另一种是同一窝子代全部表现为________,则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。解析:(1)如果毛色异常雄鼠是基因突变的结果(由于基因突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因),则毛色正常鼠是隐性纯合子,毛色异常雄鼠是杂合子。将毛色异常雄鼠与其同窝的多只雌鼠交配(相当于测交),每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1。(2)如果毛色异常雄鼠是隐性基因携带者之间交配的结果,则毛色异常鼠是隐性纯合子,与其同窝的毛色正常雌鼠有一部分是杂合子,有一部分是显性纯合子,将毛色异常雄鼠与其同窝的多只雌鼠交配有两种情况:一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为1∶1,另一种是同一窝子代全部表现为毛色正常。答案:(1)1∶1隐显只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时,才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1的结果(2)1∶1毛色正常一、立足主干知识,注重基础性和综合性1.(2020·江苏高考)某膜蛋白基因在其编码区的5′端含有重复序列CTCTTCTCTTCTCTT,下列叙述正确的是()A.CTCTT重复次数改变不会引起基因突变B.CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例C.若CTCTT重复6次,则重复序列之后编码的氨基酸序列不变D.CTCTT重复次数越多,该基因编码的蛋白质相对分子质量越大解析:选C由题意可知,该膜蛋白基因含有重复序列,若CTCTT重复次数改变,由于碱基对的增添或缺失,使基因结构发生改变,即会发生基因突变,A错误;CTCTT重复次数增加,该基因中嘌呤碱基数目始终等于嘧啶碱基数目,所以嘧啶碱基的比例不变,B错误;CTCTT重复6次,碱基对增加数量是3的整数倍,重复序列之后的密码子没有变化,所以编码的氨基酸序列不变,C正确;CTCTT重复次数增多,可能会影响该基因的功能,该基因编码的蛋白质相对分子质量可能变大,也可能变小,D错误。2.科学研究发现,四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动,四种基因的表达产物EGL1、CED9、CED4、CED3之间的关系如图。以下相关说法错误的是()A.调控秀丽隐杆线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种B.正常情况下,发生凋亡的细胞内EGL1、CED3的含量增加C.若CED9基因发生突变而不能表达,会引起细胞癌变D.若CED4基因发生突变而不能表达,细胞凋亡过程会受很大影响解析:选C图示四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动,所以调控秀丽隐杆线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种,A正确;EGL1能解除抑制,CED3起促进作用,所以正常情况下发生凋亡的细胞内EGL1、CED3的含量增加,B正确;CED9起抑制作用,故CED9基因发生突变而不能表达时,会引起细胞凋亡,C错误;CED4起促进作用,故CED4基因发生突变而不能表达,细胞凋亡过程会受很大影响,D正确。3.TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列,位于基因转录起始点上游,其碱基序列为TATAATAAT。在转录mRNA前,先由转录因子TFIID蛋白和TATA框结合,形成稳定的复合物,然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。相关叙述正确的是()A.TATA框中共含有2种核糖核苷酸和8个氢键B.若在TATA框中发生某碱基对的替换时,就会引起基因突变C.TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片段中含有起始密码子D.转录开始时,TFIID蛋白首先与TATA框结合打开碱基对之间的氢键解析:选B碱基对A—T之间形成2个氢键,故TATA框的DNA片段中共含有18个氢键,A错误;TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列,因此TATA框中发生某碱基对的替换时,就会引起基因突变,B正确;TATA框片段本身不进行转录形成RNA,C错误;RNA聚合酶与TATA框结合后催化氢键解开,形成单链开始转录,D错误。4.如图为果蝇眼部细胞中某条染色体上的基因的分布,有基因A时果蝇表现为正常翅,某群体中存在其突变类型缺刻翅,这一变异有某些致死效应,在果蝇的群体中没有发现过缺刻翅的雄性果蝇,b、C为控制其他性状的基因。下面有关其分析正确的是()A.染色体上的b、C基因都可以发生突变,体现了基因突变的普遍性B.该细胞可以通过基因突变或基因重组使b基因变化为B基因C.该条染色体最可能是果蝇的X染色体D.缺刻翅性状的出现是A基因发生基因突变的结果解析:选C染色体上的b、C基因都可以发生突变,体现了基因突变的随机性,A错误;该细胞可以通过基因突变使b基因变化为B基因,而基因重组发生在生殖细胞的形成过程中,B错误;由于突变类型缺刻翅有某些致死效应,且在果蝇的群体中没有发现过缺刻翅的雄性果蝇,说明该条染色体最可能是果蝇的X染色体,C正确;有基因A时果蝇表现为正常翅,缺刻翅性状的出现是A基因是染色体变异的结果,D错误。5.在培养某野生型细菌过程中发现一突变型菌株,它能够在含链霉素的培养基上正常生长。比较突变型菌株与野生型菌株的结构成分,发现两者只在核糖体S12蛋白的第56位氨基酸存在差异,致使链霉素不能与突变型细菌的核糖体结合。据此判断,下列分析合理的是()A.突变型菌株的产生是由于DNA碱基对的增添导致的B.链霉素与野生型细菌的核糖体结合抑制了翻译功能C.培养基中的链霉素诱发细菌产生抗链霉素突变D.突变型菌株的RNA与野生型菌株混合培养可得到突变型菌株解析:选B根据题干“发现两者只在核糖体S12蛋白的第56位氨基酸存在差异”可知,突变型菌株的产生是由于DNA碱基对的替换导致的,A错误;链霉素与野生型细菌的核糖体结合抑制了翻译功能,B正确;先有细菌产生抗链霉素突变,后有培养基中链霉素的选择,C错误;突变型菌株的DNA与野生型菌株混合培养可得到突变型菌株,D错误。6.碱基类似物5溴尿嘧啶(5Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配对。在含有5Bu、A、G、C、T五种物质的培养基中培养大肠杆菌,得到突变体大肠杆菌。下列叙述错误的是()A.突变体大肠杆菌体内可能发生了多个基因的突变B.很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子中氢键数目增多C.该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高D.在此培养基上繁殖2代,可实现DNA分子某位点碱基对从T—A到G—C的替换解析:选D根据题干信息“碱基类似物5溴尿嘧啶(5Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配”可知,突变体大肠杆菌体内可能发生了多个基因的突变,A正确;A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,则很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子中氢键数目增加,B正确;根据以上分析可知,DNA复制时,5Bu可与碱基A互补配对,也可与碱基G互补配对,则该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高,C正确;5Bu可以与A配对,又可以和C配对,T—A复制一次时有A—5Bu,复制第二次时有5Bu—G,复制第三次时出现G—C,所以需要经过3次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换,D错误。7.(2021·海口质检)某男性X染色体长臂末端有一脆性部位(该部位染色体直径明显细小),其产生的根本原因是FMR1基因突变,突变FMR1基因中存在异常多的CGG重复序列。下列叙述不合理的是()A.可通过光学显微镜检测脆性部位B.患者X染色体基因数量未改变C.男患者的子女都遗传这种变异D.该突变是由碱基对增添引起的解析:选CX染色体长臂末端有一脆性部位,该部位染色体直径明显细小,可用显微镜观察;基因突变的结果是形成等位基因,而患者X染色体基因数量不变;女儿获得父亲的X染色体,儿子获得父亲的Y染色体,则男患者的女儿都遗传这种变异;根据题干分析“存在异常多的CGG重复序列”可知,该突变是由碱基对增添引起的。8.眼皮肤白化病(OCA)是一种与黑色素(合成时需要酪氨酸酶)合成有关的疾病,虹膜、毛发及皮肤呈现白色症状。该病的两种类型OCA1(Ⅰ型)与OCA2(Ⅱ型)均是隐性突变造成的,有关该病的介绍如表。有一对患病的夫妇生下了两个正常的孩子。下列说法错误的是()类型染色体原因结果性状Ⅰ型11号酪氨酸酶基因突变酪氨酸酶含量较低毛发均呈白色Ⅱ型15号P基因突变黑色素细胞中pH异常,酪氨酸酶含量正常患者症状较轻A.OCA两种突变类型体现基因突变具有可逆性和不定向性的特点B.Ⅱ型患病原因可能是黑色素细胞中pH异常导致酪氨酸酶活性低C.这对夫妇的基因型可能是纯合的,但他们的两个孩子都是杂合子D.题中涉及的两对基因在遗传过程中遵循基因的自由组合定律解析:选AOCA两种突变类型体现基因突变具有随机性和不定向性的特点,A错误;Ⅱ型患病原因是P基因突变,使得黑色素细胞中pH异常,虽然酪氨酸酶含量正常,但酪氨酸酶活性低,B正确;由题干信息“一对患病的夫妇生下了两个正常的孩子”可知,这一对夫妇应该分别患OCA1与OCA2,根据题意分析,其基因型是aaP_、A_pp,但他们的两个孩子都是杂合子,C正确;OCA1是由位于11号染色体的酪氨酸酶基因突变所致,OCA2是由位于15号染色体的基因突变所致,故这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,D正确。9.科研小组用某种昆虫的野生型雌性(XAXa)和雄性(XAY)个体杂交,子代中偶然出现一只雌性的突变型个体,若该突变个体的出现有三种可能性(基因突变、染色体结构变异或染色体数目变异),不同变异类型相关基因在染色体上的分布情况如图。下列说法正确的是()A.若是情况乙,则是母本的减数第二次分裂异常导致的B.若甲情况的出现是由基因突变引起的,则基因突变发生于母本的减数分裂过程C.甲、乙、丙三种可能性中,属于染色体结构变异的是丙,是由于染色体片段重复引起的D.突变具有低频性、不定向性、随机性、多害少利性等特点解析:选A若是情况乙(XaXaY),是由含XaXa的卵细胞与含Y的精子结合形成受精卵发育而来,则变异是母本的减数第二次分裂异常导致的,A正确;若甲情况的出现是由基因突变引起的,是由含Xa的卵细胞与含Xa的精子结合形成受精卵发育而来,则基因突变发生于父本的减数分裂过程,B错误;甲、乙、丙三种可能性中,属于染色体结构变异的是丙,是由于染色体片段缺失引起的,C错误;突变包括基因突变和染色体变异,其中基因突变具有低频性、不定向性、随机性、多害少利性等特点,D错误。10.酒文化一直在我国的传统文化中占据着重要的地位。对于饮酒一直存在一个争议性的问题:饮酒后脸变红的人和脸变白的人哪一种酒量更好?科学家通过研究揭示了乙醇进入人体后的代谢途径如图所示。(1)饮酒后脸红的人机体内只有乙醇脱氢酶,由此可推测这些人的基因型可以有________种,这些人饮酒后会产生一种有毒物质________,刺激毛细血管扩张而引起脸红;而饮酒后脸白的人实际上没有乙醇脱氢酶,酒精不能被分解,通过呼吸等排出体外,对身体的伤害会更具“欺骗性”。上述情况体现了基因对性状的________(填“直接”或“间接”)控制。(2)有一种人号称“千杯不醉”,酒后脸色无明显变化。结合上述材料分析,这种人的基因型为____________。有人认为男人天生比女人能饮酒,依据题干信息来看你觉得有道理吗?________,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)一对饮酒后都脸白的夫妇,其后代出现了“千杯不醉”型,从遗传学的角度来看,该变异类型最有可能是__________,发生的时期最可能是____________________,该变异类型的生物学意义是__________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)饮酒后脸红的人机体内只有乙醇脱氢酶,根据图解可推测这些人含有基因A和B,对应基因型有4种,这些人饮酒后会在乙醇脱氢酶的作用下产生乙醛,刺激毛细血管扩张而引起脸红。基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物的性状,体现了基因对性状的间接控制。(2)号称“千杯不醉”的人,体内应同时含有乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶,其基因型应为AAbb或Aabb;图中两对基因位于常染色体上,其遗传与性别无关,因此男人天生比女人能饮酒的说法没有科学依据。(3)饮酒后脸白的人没有乙醇脱氢酶,即不存在A基因,一对饮酒后都脸白的夫妇,其后代出现了“千杯不醉”型,即出现了A基因,从遗传学的角度来看,该变异类型最有可能是基因突变,该变异可以遗传给后代,发生的时期最可能是减数第一次分裂前的间期。基因突变可以产生新基因,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。答案:(1)4乙醛间接(2)AAbb或Aabb没有道理因为两对等位基因都位于常染色体上,与性别无关(3)基因突变减数第一次分裂前的间期基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料11.科学家发现水稻的B基因在胚的发育启动过程中有重要作用,B基因中插入一个其他基因会使其功能丧失(记为b),bb突变体的胚发育不能启动,从而使种子不能萌发。请回答下列问题:(1)科研人员利用TDNA将一个高产基因(A)导入野生型水稻(BB)基因组中获得转基因水稻,利用该转基因水稻进行自交获得种子,理论上,若种子的萌发率为________,则基因A插入到基因B中;若种子的萌发率为________,则基因A没有插入到基因B中。(2)科研人员用获得的转基因水稻(Bb)和野生型水稻(BB)进行正反交,结果如下表所示:亲本组合萌发种子(BB)萌发种子(Bb)未萌发种子(Bb)1♀BB×♂Bb590572♀Bb×♂BB61580推测亲本组合1子代中部分种子不萌发的原因是______________________________,若上述推测正确,将亲本组合2得到的种子种植并随机交配,后代种子的萌发率为________。解析:(1)利用TDNA将一个高产基因(A)导入野生型水稻(BB)基因组中获得转基因水稻,若A基因插入B基因中,将使基因型为BB的野生型水稻突变为Bb,若利用该转基因水稻进行自交获得种子,出现bb的概率为25%,即有25%的种子不能萌发,因此种子的萌发率为75%;若种子的萌发率为100%,则基因A没有插入到基因B中。(2)由表格可知,♀BB×♂Bb→后代Bb的种子中没有萌发的,原因为父本(Bb)产生的含b基因的精子受精后没有启动胚胎发育,导致种子不萌发。由表格数据可知,亲本组合2得到的种子BB∶Bb=1∶1,若这些种子种植并随机交配,其中雌雄配子类型及比例为B∶b=3∶1,由于含b基因的精子受精后不能启动胚胎发育,导致种子不萌发,计算可得出不能萌发的种子的概率为25%,即后代种子的萌发率为75%。答案:(1)75%100%(2)含b的精子受精后没有启动胚胎发育,导致种子不萌发75%二、强化迁移能力,突出创新性和应用性12.T4噬菌体有野生型和甲、乙、丙三种突变型,甲、乙、丙独立感染大肠杆菌时,均无法增殖。不同的突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌时,两种噬菌体在大肠杆菌细胞内产生的蛋白质可以共用;两个噬菌体的DNA会有类似真核生物有性生殖中遗传物质交叉互换的过程(如图)。实验发现,甲与乙同时感染大肠杆菌产生了子代噬菌体,甲与丙同时感染大肠杆菌大多数情况下不能产生子代噬菌体,但偶尔也会产生子代噬菌体。基于上述事实作出的推断不合理的是()A.甲、乙突变体是由不同基因突变形成的B.甲、丙突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷C.甲、丙的相应突变基因是由不同基因突变而来D.甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换解析:选C甲与乙同时感染大肠杆菌,产生了子代噬菌体,表明甲、乙中的相应突变基因之间的关系为不同基因,因为它们表达的蛋白质可以相互弥补缺陷,从而实现产生子代的能力;甲与丙同时感染大肠杆菌,大多数情况下不能产生子代噬菌体,表明两突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷;甲与丙同时感染大肠杆菌,大多数情况下不能产生子代噬菌体,表明甲、丙的相应突变基因是由同一基因突变来的;甲与丙同时感染大肠杆菌偶尔会产生子代噬菌体,并且甲、丙的相应突变基因是由同一基因突变而来的,表明甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换。13.目前已发现T4噬菌体有数千种突变型,这些突变来自同一个基因的突变或者不同基因的突变。科学家利用T4噬菌体的两种突变型A和B进行了如下实验(突变型A和B分别与野生型相比,基因组成上只有一处差异),有关叙述错误的是()实验1:用突变型A侵染大肠杆菌,噬菌体不增殖实验2:用突变型B侵染大肠杆菌,噬菌体不增殖实验3:突变型A、突变型B同时侵染同一个大肠杆菌,噬菌体增殖(A、B型组成)(注:噬菌体不发生新的突变和基因重组)A.T4噬菌体DNA复制所需原料和酶来自宿主细胞B.基因突变中的碱基对缺失不会导致基因数目减少C.突变型A和突变型B的突变可能发生在不同的基因内D.噬菌体的增殖一定由突变型A与突变型B的突变基因共同决定解析:选DT4噬菌体DNA复制所需原料和酶均来自宿主细胞,A正确;基因突变中的碱基对缺失会导致基因结构改变,不会导致基因数目减少,B正确;突变型A和突变型B的突变应发生在不同的基因内,C正确;由实验可知,突变型A与突变型B的突变基因功能丧失,二者未突变基因共同决定了其增殖过程,D错误。14.枯草杆菌野生型与某一突变型的差异如表,下列叙述错误的是()枯草杆菌核糖体S12蛋白第55~58位的氨基酸序列链霉素与核糖体的结合在含链霉素培养基中的存活率/%野生型…—P—eq\x(K)—K—P—…能0突变型…—P—eq\x(R)—K—P—…不能100(注:P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸)A.突变型的产生是由于碱基对的替换所致B.链霉素诱发枯草杆菌产生相应的基因突变C.链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译D.S12蛋白结构改变使其突变型具有链霉素抗性解析:选B根据表格可知,核糖体S12蛋白的氨基酸序列改变,氨基酸的个数没有变,只是赖氨酸变为精氨酸,所以突变型的产生是由于碱基对的替换所致,A正确;基因突变是不定向的,链霉素不能诱发枯草杆菌产生相应的定向抗性突变,链霉素仅仅起到选择作用,B错误;分析表格,链霉素能够和野生型的枯草杆菌的核糖体结合,不能和突变型的枯草杆菌结合,说明链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能,C正确;分析表格可知,突变型在含链霉素培养基中的存活率为100%,说明S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性,D正确。15.水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势,即F1的性状优于双亲的现象。请回答下列相关问题:(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是___________________,进而影响产量。为了获得杂交种,需要对__________去雄,操作极为繁琐。(2)雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育。在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序。①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由__________等位基因控制,不育性状为__________性状。②研究人员发现了控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质。为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。表不同光温条件下突变体S的花粉可染率/%短日低温短日高温长日低温长日高温41.930.25.10该基因的表达量指的是__________的合成量。根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是______________________________________________。突变体S的育性是可以转换的,在__________条件下不育,在______________条件下育性最高,这说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是F1自交后代会发生性状分离现象,进而影响产量。为了获得杂交种,需要对母本去雄,避免自交。(2)①突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由1对等位基因控制,不育性状为隐性性状。②由题干可知,pms3基因并不偏码蛋白质,因此pms3基因的表达量指的是RNA的合成量。观察表格数据得出:花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关;由表格数据也可看出,突变体S的育性是可以转换的,在长日高温条件下不育,在短日低温条件下又变得可育,这种现象充分说明表型是基因与环境共同作用的结果。(3)结合题目给出的材料,设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程:在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用。答案:(1)F1自交后代会发生性状分离现象母本(2)①1对隐性②RNA花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高)长日高温短日低温表型是基因与环境共同作用的结果(3)在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用第二讲染色体变异与生物育种知识点一染色体结构变异和数目变异[系统主干知识]1.染色体数目变异(1)类型及实例(2)染色体组分析(根据果蝇染色体组成图归纳)①从染色体来源看,一个染色体组中不含同源染色体。②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体各不相同。③从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因,但不能重复。2.单倍体、二倍体和多倍体3.染色体结构的变异(1)类型及实例(2)结果和影响①结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。②影响:大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致死亡。[聚焦关键微点]一、澄清概念——教材关键语句理解透1.染色体数目的变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。(1)三倍体植物不能由受精卵发育而来。(×)(2)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体,含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。(×)(3)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组。(√)(4)由受精卵发育而成,体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体。(√)2.染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。(1)人类猫叫综合征是由特定的染色体片段缺失造成的。(√)(2)染色体易位或倒位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响。(×)(3)染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力。(×)(4)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。(×)二、科学思维——教材活动、基本原理发掘好1.教材必修2P91拓展应用题延伸思考:(1)单倍体一定不育吗?提示:不一定,若单倍体体细胞中含有奇数个染色体组一般不可育,有偶数个染色体组一般可育。(2)二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗?说明理由。提示:不是。二者杂交的后代不可育。2.下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图,戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图。据图回答:(1)若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离,最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组?提示:该细胞产生的精子中缺少或增加一条染色体,因此其含有的不是一个染色体组。(2)上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何?提示:b∶B∶ab∶aB=1∶1∶1∶1。(3)“三体”是“三倍体”吗?提示:三体是二倍体(含两个染色体组),只是其中某形态的染色体“多出了一条”,其余染色体均为两两相同(如上图己);三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体,其每种形态的染色体为“三三相同”(如上图庚)。[深化拓展提能]1.染色体结构变异、基因突变和基因重组的比较(1)染色体结构变异与基因突变的区别(2)易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组观察可在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到2.“三法”判定染色体组(1)根据染色体形态判定细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。(2)根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。(3)根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。[题点全训过关]题点(一)染色体结构变异类型的判断[典例1]生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别,甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因,丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是()A.甲、乙、丙三种变异类型均属于染色体结构变异B.甲图是由于个别碱基对的增添或缺失,导致染色体上基因数目改变的结果C.乙图是由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D.甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中[解析]甲是染色体结构变异中的缺失或重复,乙是染色体结构变异中的易位,都是染色体结构变异,丙为基因重组,A错误;个别碱基对的增添或缺失属于基因突变,甲图中部分基因发生了增添或缺失,导致染色体上基因数目改变,B错误;四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,属于基因重组,而乙图的易位现象,发生在非同源染色体之间,C错误;甲和乙都发生联会现象,发生在减数第一次分裂前期,丙图表示的是同源染色体的非姐妹染色单体之间进行了交叉互换,也发生于减数第一次分裂前期,D正确。[答案]Deq\a\vs4\al([归纳拓展])利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基对的缺失、增添(增加),属于基因突变。(3)关于变异的水平:基因突变、基因重组属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的“质”,不改变基因的“量”;基因重组不改变基因的“质”,一般也不改变基因的“量”,但转基因技术会改变基因的“量”;染色体变异不改变基因的“质”,但会改变基因的“量”或改变基因的排列顺序。[对点训练]1.杂合体雌果蝇在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致新的配子类型出现,其原因是在配子形成过程中发生了()A.基因重组 B.染色体重复C.染色体易位 D.染色体倒位解析:选A生物体在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致位于非姐妹染色单体上的等位基因进行了重组,该变异属于基因重组。2.家蚕是二倍体生物,ZZ为雄性,ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。科学家采用如图所示的方法培育出了吐丝多、丝的质量好的家蚕。据图判断,家蚕发生了染色体()A.交换 B.重复C.易位 D.倒位解析:选C分析题图可知,Ⅱ号染色体上的一个A基因片段转移到W染色体上,发生了染色体的易位。题点(二)染色体数目变异与染色体组[典例2]下列是对a~h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是()A.细胞中含有一个染色体组的是h图,该个体是单倍体B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图,该个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图,但该个体未必是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图,该个体一定是四倍体[解析]形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由此可知:a、b图含有三个染色体组,c、h图含有两个染色体组,d、g图含有一个染色体组,e、f图含四个染色体组。确认单倍体、二倍体、多倍体必须先看发育起点,若由配子发育而来,无论含几个染色体组均属单倍体;若由受精卵发育而来,有几个染色体组即为几倍体。[答案]C[规律方法]“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体[对点训练]3.(2021·三亚模拟)下列图示为细胞中所含染色体分布情况,有关叙述正确的是()A.图a所示细胞含有2个染色体组,图b所示细胞含有3个染色体组B.如果图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞,则该生物一定是二倍体D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的,是单倍体解析:选C图a为处于有丝分裂后期的细胞,含有4个染色体组,图b所示细胞有同源染色体,含有3个染色体组。如果图b代表的生物是由配子发育而成的,则该生物是单倍体;如果图b代表的生物是由受精卵发育而成的,则该生物是三倍体。图c所示细胞中有同源染色体,含有2个染色体组,若是由受精卵发育而成的,则该细胞所代表的生物一定是二倍体。图d所示细胞中只含1个染色体组,该细胞所代表的生物一定是单倍体,可能是由雄配子或雌配子发育而成的。4.我国科学家以兴国红鲤(2N=100)为母本、草鱼(2N=48)为父本进行杂交,杂种子一代染色体自动加倍发育为异源四倍体鱼。该异源四倍体与草鱼进行正反交,子代均为三倍体。据此分析细胞内的染色体数目及组成,下列说法错误的是()A.兴国红鲤的初级卵母细胞可有200条姐妹染色单体B.三倍体鱼产生的精子或卵细胞均含有49条染色体C.三倍体鱼的三个染色体组中两个来自草鱼、一个来自红鲤D.异源四倍体产生的卵细胞、精子均含有74条染色体解析:选B兴国红鲤的染色体数目为100条,因此其初级卵母细胞可有200条姐妹染色单体,A正确;三倍体鱼由于联会紊乱,不能产生正常的精子和卵细胞,B错误;异源四倍体鱼的染色体组可以表示为AABB,草鱼的染色体组可以表示为BB,因此杂交产生的三倍体鱼(ABB)的三个染色体组中两个来自草鱼、一个来自红鲤,C正确;异源四倍体的染色体数=(50+24)×2=148(条),因此产生的卵细胞、精子均含有74条染色体,D正确。知识点二变异在育种中的应用[系统主干知识]1.单倍体育种(1)原理:染色体(数目)变异。(2)过程eq\x(\a\al(花,药))eq\o(→,\s\up7(离体),\s\do5(培养))eq\x(\a\al(单倍体,幼苗))eq\o(→,\s\up7(人工诱导),\s\do5(用秋水仙素处理))eq\x(\a\al(染色体数目加倍,,得到正常纯合子))(3)优点:明显缩短育种年限,所得个体均为纯合子。(4)缺点:技术复杂。2.多倍体育种(1)原理:染色体数目变异。(2)方法:用秋水仙素或低温处理。(3)处理材料:萌发的种子或幼苗。(4)过程(5)实例:三倍体无子西瓜①两次传粉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次传粉:杂交获得三倍体种子,第二次传粉:刺激子房发育成果实))②用秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂、分化产生的茎、叶、花染色体数目加倍,而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。③三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。3.杂交育种(1)原理:基因重组。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1eq\o(③培育显性纯合子品种a.植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型,自交至不发生性状分离为止。b.动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体。(3)优点:操作简便,可以把多个品种的
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024暑假工合同范本:暑期兼职员工服务条款3篇
- 2024版室内水电布线与装修承包合同书版B版
- 2024版高性能计算服务合同
- 2025年沪科版四年级语文下册月考试卷
- 思维课堂建设的策略与路径探索与实践
- 2025年鲁教新版一年级数学下册阶段测试试卷
- 二零二五年度工业用地厂房买卖合同(含员工宿舍)3篇
- 2024年精装会所装修协议模板版
- 2024年北师大版八年级科学下册阶段测试试卷
- 2025年新科版七年级地理上册月考试卷含答案
- 《中外美术鉴赏》课件西方美术鉴赏导论
- 让思维活跃起来《侦探思维观察力训练营》 心理健康七年级全一册
- 高压氧工作总结
- 中小学教师违反职业道德行为处理办法
- 梁平法制图规则及钢筋翻样讲解
- 译林版八年级上册初二英语全册课时练(一练一练)
- 中国公民健康素养-基本知识与技能
- 智慧物流第5套理论题复制
- 2024届湖北省武汉实验外国语学校数学七上期末统考模拟试题含解析
- 辽宁省大连市甘井子区2023-2024学年四年级上学期期末检测数学试题
- 基于深度学习的网络钓鱼邮件识别技术研究
评论
0/150
提交评论