高中生物必修二第五章-基因突变及其他变异(知识点+习题)

第五章基因突变及其他变异第一节基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状⑵病因基因中的碱基替换直接原因：血红蛋白分子结构的改变根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、基因突变概念：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二、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因有内因和外因物理因素：如紫外线、X射线⑴诱发突变（外因）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物生物因素：如某些病毒⑵自然突变（内因）2、基因突变的特点⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性3、基因突变的时间有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料三、基因重组1、基因重组的概念随机重组（减数第一次分裂后期）2、基因重组的类型交换重组（四分体时期）3.时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期）４．基因重组的意义四、基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。第二节染色体变异一、染色体结构的变异（猫叫综合征）1、概念缺失2、变异类型重复 倒位 易位二、染色体数目的变异1.染色体组的概念及特点2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题⑴一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。）⑵二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？（答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染程的理解，难度适中。（2013海南卷）22.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【答案】D【解析】据基因突变的含义可知，基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变，故A正确。由于密码子具有兼并性，不同基因编码的蛋白质有可能相同或不同，故B正确。生物起源于共同的原始祖先，生物体蛋白质的合成中都共用同一套遗传密码，故C正确。由题可知B1与B2正常情况下应为一对同源染色体上的一对等位基因，当其在减数分裂形成配子时，通常应随同源染色体的彼此分开，而相应的等位基因的也随之彼此分离。故B1与B2不可能同时存在于同一个配子中，D错误。【试题点评】本题将基因突变，蛋白质合成及减数分裂相关知识综合一起对学生进行考试考查。难度较小。（2013上海卷）14．若不考虑基因突变，遗传信息一定相同的是A．来自同一只红眼雄果蝇的精子B．来自同一株紫花豌豆的花粉C．来自同一株落地生根的不定芽D．来自同一个玉米果穗的籽粒【答案】C（2013上海卷）17．编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。表l显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是A．状况①一定是因为氨基酸序列没有变化B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50％C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加【答案】C（2013山东卷）27.（14分）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如上图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子由变为。正常情况下，基因R在细胞中最多有个,其转录时的模板位于（填“a”或“b”）链中。（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为，用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为。（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是。（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）实验步骤：①②观察、统计后代表现性及比例结果预测：Ⅰ若，则为图甲所示的基因组成；Ⅱ若，则为图乙所示的基因组成；Ⅲ若，则为图丙所示的基因组成。【答案】（1）GUCUUC4a（2）1/44:1（3）（减数第一次分裂时）交叉互换减数第二次分裂时染色体未分离（4）答案一①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交I.宽叶红花与宽叶白花植株的比为1:1II.宽叶红花与宽叶白花植株的比为=2:1III.宽叶红花与窄叶白花植株的比为1:0【解析】（1）由起始密码子（mRNA上）为AUG可知，基因M和基因R转录的模板分别为b链和a链。对M基因来说，箭头处C突变为A，对应的mRNA上的即是G变成U，所以密码子由GUC变成UUC；正常情况下，基因成对出现，若此植株的基因为RR，则DNA复制后，R基因最多可以有4个。（2）F1为双杂合子，这两对基因又在非同源染色体上，所以符合孟德尔自由组合定律，F2中自交后性状不分离的指的是纯合子，F2中的四种表现各有一种纯合子，且比例各占F2中的1/16，故四种纯合子所占F2的比例为(1/16)*4=1/4；F2中宽叶高茎植株有四种基因型MMHH：MmHH：MMHh：MmHh=1：2：2：4，他们分别与mmhh测交，后代宽叶高茎：窄叶矮茎=4:1。

（3）减数分裂第二次分裂应是姐妹染色单体的分离，而现在出现了Hh，说明最可能的原因是基因型为Hh的个体减数分裂过程联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，形成了基因型为Hh的次级性母细胞；配子为中应只能含一个基因H，且在4号只有一条染色体的情况下，说明错误是发生在减数第二次分裂时着丝点没有分开造成的。第5章基因突变及其他变异一、选择题1．人类发生镰刀型贫血症情况的根本原因在于基因突变，突变的方式是基因内（）A．碱基发生替换B．增添或缺失某个碱基对C．增添一小段DNAD．缺少一小段DNA2．若一对夫妇所生的子女中，性状上差异甚多，这种差异主要来自于（）A．基因突变B．基因重组C．环境影响D．染色体变异3．现有三种玉米籽粒，第一种是红的，第二种是白的，第三种也是白的，但如果在成熟时期暴露于阳光下籽粒变成红的。第三种玉米的颜色是由哪种因素决定的（）A．基因B．环境C．基因和环境D．既不是基因也不是环境4．下列不属于多倍体特点的是（）A．茎秆、叶、果实、种子都较大B．发育迟缓C．营养物质含量增多D．高度不育5．人工诱导多倍体最常用的有效方法是（）A．杂交实验B．射线或激光照射萌发的种子或幼苗C．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D．花药离体培养6．遗传病是指（）A．具有家族史的疾病 B．生下来就呈现的疾病C．由于遗传物质发生了变化而引起的疾病D．由于环境因素影响而引起的疾病7．21三体综合征属于（）A．基因病中的显性遗传病B．单基因病中的隐性遗传病C．常染色体遗传病D．性染色体遗传病8．无子西瓜之所以无子，是因为三倍体植株在减数分裂过程中染色体的（）A．数目增加，因而不能形成正常的卵细胞B．数目减少，因而不能形成正常的卵细胞C．联会紊乱，因而不能形成正常的卵细胞D．结构改变，因而不能形成正常的卵细胞9．人类基因组是指人类DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因的遗传图、物理图、序列图和转录图。科学家应对多少条染色体进行分析（）A．46条B．23条C．24条D．22条10．下列关于基因突变的叙述中，正确的是（）①基因突变包括自发突变和诱发突变②基因突变发生在DNA复制时，碱基排列发生差错，从而改变了遗传信息，产生基因突变③生物所发生的基因突变，一般都是有害的，但也有有利的A．①②B．②③C．①③D．①②③11．下列变异属于基因突变的是（）A．外祖父色盲，母亲正常，儿子色盲 B．杂种红果番茄的后代出现黄果番茄C．纯种红眼果蝇的后代出现白眼性状 D．用花粉直接培育的玉米植株变得弱小12．减数分裂和受精作用会导致生物发生遗传物质的重组，在下列叙述中与遗传物质重组无关的是（）A．联会的同源染色体发生局部的互换B．卵原细胞形成初级卵母细胞时DNA复制C．形成配子时，非同源染色体在配子中自由组合D．受精作用时，雌雄配子的遗传物质相互融合13．如果将一个镰刀型细胞贫血病的患者血液，输给一个血型相同的正常人，将使正常人（）A．基因产生突变，使此人患病 B．无基因突变，性状不遗传给此人C．基因重组，将病遗传给此人 D．无基因重组，此人无病，其后代患病14．下列属于染色体结构变异的是（）A．染色体中DNA的一个碱基发生了改变 B．染色体增加了某一段C．染色体中DNA增加了碱基对 D．染色体中DNA缺少了一个碱基15．用基因型DdTt的个体产生的花粉粒，分别进行离体培育成幼苗，再用一定浓度的秋水仙素处理，使其成为二倍体。这些幼苗成熟后的自交后代是（）A．全部是纯种 B．全部是杂种 C．1/4的纯种 D．1/6的纯种二、非选择题1．放射性同位素60Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生_________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能_________、____________。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体_________（选填“可以”或“不可以”）直接触摸射线处理过的材料。2．基因突变按其发生的部位，可分为体细胞突变和生殖细胞突变两种，如果是前者，应发生在细胞_________分裂的_________期，如果是后者，应发生在____________分裂前的_____________期，例如，人的癌症是在致癌因子的影响下发生的突变，它应属于上述两种突变中的___________。如果突变导致突变型后代，则属于______________。3．在四倍体西瓜的植株花朵上，授以普通二倍体西瓜的花粉，得到的西瓜果肉细胞和种子的胚细胞的染色体组数分别是_________、___________。参考答案一、选择题1.A解析：该病症的病因是控制合成血红蛋白的DNA上的一个碱基对发生了改变。2.B解析：基因突变的频率是很低的，而基因重组能产生相当丰富的差异。染色体变异的发生率也很低，且一旦发生个体很难存活。环境影响的不可遗传变异居次要地位。3.C解析：基因决定这种玉米在成熟时暴露于阳光下能变红，而平时是白色的；而它究竟是红色还是白色还需有无阳光决定，因此是基因与环境的共同作用。4.D解析：自然状态下许多植物，如小麦，就是多倍体，并没有高度不育的特性。5.C解析：基本知识。6.C解析：基本概念。7.C解析：三体综合征的病因是患者比常