课时跟踪检测（二十二） 基因突变和基因重组

PAGE第9页共10页课时跟踪检测（二十二）基因突变和基因重组一、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EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3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EGL-1、CED-3的含量增加C．若CED-9基因发生突变而不能表达，会引起细胞癌变D．若CED-4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；EGL-1能解除抑制，CED-3起促进作用，所以正常情况下发生凋亡的细胞内EGL-1、CED-3的含量增加，B正确；CED-9起抑制作用，故CED-9基因发生突变而不能表达时，会引起细胞凋亡，C错误；CED-4起促进作用，故CED-4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．(2021·长治一模)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TFII-D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，TFII-D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；TA-TA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．(2021·襄攀模拟)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．(2021·南充模拟)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(5-Bu)既能与碱基A配对，又可以与碱基G配对。在含有5-Bu、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(5-Bu)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，5-Bu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；5-Bu可以与A配对，又可以和C配对，T—A复制一次时有A—5-Bu，复制第二次时有5-Bu—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·牡丹江一模)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．(2021·乐山一模)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．在一个鼠(2N)的种群中，鼠的毛色有野生型黄色(A)、突变型灰色(a1)和突变型黑色(a2)三种表现型，基因A对a1和a2为显性，a1对a2为显性，三种基因的形成关系如图所示。请回答下列问题：(1)由图可以看出DNA分子中碱基对的____________能导致基因突变。(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短，这是由于基因突变导致__________________，在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸有_______________________。(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞含有2个a2基因，原因最可能是______________，此时该细胞可能含有________个染色体组。(4)有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点，请从可遗传变异的角度对这一现象作出合理解释。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析图示可知，a1基因的产生是由于A基因中的碱基对C∥G被T∥A替换，a2基因的产生是由于A基因中的碱基对T∥A的缺失，因此DNA分子中碱基对的缺失、替换能导致基因突变。(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短，这是由于基因突变导致翻译提前终止；在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类有tRNA、mRNA、rRNA。(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞含有2个a2基因，其原因最可能是DNA发生了复制(染色体复制)。若该细胞为处于减数第二次分裂前期或中期的次级精母细胞，则含有1个染色体组；若该细胞为处于有丝分裂前期或中期的精原细胞，或者是处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞，则含有2个染色体组；若该细胞为处于有丝分裂后期的精原细胞，则含有4个染色体组。综合以上分析，该细胞可能含有1或2或4个染色体组。(4)基因A控制黄色，基因a1控制灰色，且A对a1为显性。有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点，说明这些杂合黄色小鼠的基因型为Aa1，灰色斑点的出现是由于部分细胞中基因A突变成了a1，表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失，使a1基因表达的性状表现了出来)。答案：(1)缺失、替换(2)翻译提前终止tRNA、mRNA、rRNA(3)DNA发生了复制(染色体复制)1或2或4(4)部分细胞A基因突变成了a1，表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失，使a1基因表达的性状表现了出来)11．科研人员利用化学诱变剂EMS诱发水稻D11基因突变，选育出一种纯合矮秆水稻突变植株(甲)。将该矮秆水稻与正常水稻杂交，F2表现型及比例为正常植株∶矮秆植株＝3∶1。D11基因的作用如下图所示。请分析并回答问题：(1)BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长，这体现了细胞膜的____________功能。(2)EMS诱发D11基因发生______(填“显性”或“隐性”)突变，从而________(填“促进”或“抑制”)CYP724B1酶的合成，水稻植株内BR含量________，导致产生矮秆性状。(3)研究发现，EMS也会诱发D61基因发生突变使BR受体合成受阻。由此说明基因突变具有________特点。(4)科研人员利用EMS又选育出若干株纯合矮秆水稻突变植株(乙)。现将甲、乙水稻植株杂交，以判断乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同(仅由D11基因突变引起的)，还是仅由D61基因发生显性或隐性突变引起的(其他情况不考虑)。①若杂交子代皆表现为正常植株，则表明乙水稻矮秆性状是由D61基因发生________(填“显性”或“隐性”)突变引起的。②若杂交子代出现矮秆植株，尚不能确定乙水稻矮秆性状的产生原因。请进一步设计操作较简便的实验方案，预期实验结果及结论。实验方案：杂交子代矮秆植株苗期喷施BR，分析统计植株的表现型及比例。预期实验结果及结论：若植株全为________植株，则乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同；若植株全为________植株，则乙水稻矮秆性状的产生是仅由D61基因发生显性突变引起的。解析：(1)BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长，这体现了细胞膜的信息交流功能。(2)F2表现型及比例为正常植株∶矮秆植株＝3∶1，说明正常相对于矮秆为显性，由此可见EMS诱发D11基因发生了隐性突变；D11基因能控制合成CYP724B1酶，EMS诱发D11基因发生基因突变后会抑制CYP724B1酶的合成，使水稻植株内BR含量减少，进而产生矮秆性状。(3)EMS既会诱发D11基因发生基因突变，也会诱发D61基因发生突变，可见基因突变具有随机性特点。(4)纯合矮秆水稻突变植株(甲)是D11基因发生隐性突变形成的，现将甲、乙水稻植株杂交，以判断乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同(仅由D11基因突变引起的)，还是仅由D61基因发生显性或隐性突变引起的。①若杂交子代皆表现为正常植株，说明D11基因能控制合成CYP724B1酶，进而形成BR，且BR的受体正常，这表明乙水稻矮秆性状是由D61基因发生隐性突变引起的。②若杂交子代皆表现为矮秆，乙水稻矮秆性状的产生原因可能是与甲水稻相同(仅由D11基因突变引起的)，也可能是仅由D61基因发生显性突变引起的，需要进行进一步实验来探究。若乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同(仅由D11基因突变引起的)，则其矮秆性状形成的原因是不能合成CYP724B1酶，导致BR不能形成所致，这可通过给杂交子代矮秆植株苗期喷施BR，分析统计植株的表现型及比例来判断，若植株全为正常植株，则乙水稻矮秆性状的产生原因与甲水稻相同。答案：(1)信息交流(或信息传递)(2)隐性抑制减少(3)随机性(4)①隐性②正常矮秆二、强化迁移能力，突出创新性和应用性12．(2021·柳州质检)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．(2021·衡水一中模拟)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。14．(2021·广安月考)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)，有关叙述正确的是()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导致基因数目减少C．突变型A和突变型B的突变发生在相同基因内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AT4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错误；突变型A和突变型B的突变最可能发生在不同的基因内，C错误；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。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________________________________________