版高考生物一轮复习第七单元第一讲基因突变和基因重组课时作业新人教版课件_基因突变和基因重组
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第七单元 第一讲 基因突变和基因重组
一、选择题
1．下列有关基因突变和基因重组的描述，正确的是()A．基因突变对生物个体是利多于弊 B．基因突变所产生的基因都可以遗传给后代 C．基因重组能产生新的基因
D．在自然条件下，基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式 解析：基因突变具有多害少利的特点，A错误；发生在体细胞中的基因突变一般不能遗传给后代，B错误；只有基因突变才可以产生新的基因，基因重组可以产生新的基因型，C错误；在自然条件下，只有进行有性生殖的生物才会发生基因重组，D正确。答案：D 2．(2017·河南淮滨测试)下列关于基因的叙述正确的是()A．DNA的复制只发生在分裂间期，复制的场所只能是细胞核
B．控制豌豆红花和白花的基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 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．一个基因转录时其两条链可同时作为模板，提高转录效率
解析：DNA的复制只发生在分裂间期，复制的场所主要是细胞核，细胞质的叶绿体和线粒体也有DNA的复制；控制豌豆红花和白花的基因为等位基因，其根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同；观察细胞有丝分裂分裂中期染色体形态不能判断基因突变的位置，基因突变为分子结构变异，在光学显微镜下观察不到；基因转录时只能以其中一条链作为模板。答案：B 3．研究发现果蝇有一种储存及利用能量的基因(Indy基因)，该基因变异后，可以对果蝇细胞级别的能量吸收进行限制，即让果蝇的细胞节食，进而使果蝇的寿命明显延长。而人类有着和果蝇类似的DNA序列。关于上述研究成果的叙述，正确的是()A．Indy基因变异后，果蝇体内细胞将不再衰老
B．对Indy基因进行诱变，一定可以使果蝇寿命明显延长 C．Indy基因的正常表达能限制果蝇细胞级别的能量吸收 D．人类有可能研制出一种既能延长寿命又能控制体重的药物
解析：依据题干信息可知，该基因突变后，使细胞节食，进而延长果蝇寿命，但细胞仍会衰老，A项错误。因基因突变具有不定向性，故不一定诱导形成使果蝇寿命延长的基因，B项错误。该基因未变异前即正常表达时会使细胞正常储存和利用能量，基因变异后会导致细胞节食，C项错误。依据基因变异后延长寿命的原理，人类可研制出延长寿命和控制体重的药物，D项正确。答案：D 4．如图是三种因相应结构发生替换而产生变异的示意图，下列相关判断错误的是()
A．镰刀型细胞贫血症的变异类型类似于过程①
B．过程②的变异类型为基因重组，发生在减数第一次分裂前期 C．过程③能在光学显微镜下观察到 D．杂交育种的原理是过程③
解析：镰刀型细胞贫血症的患病原因是基因突变，与过程①类似，A正确；过程②表示的是同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换，变异类型属于基因重组，发生在减数第一次分裂前期，B正确；过程③表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上而引起的变异，即易位，这属于染色体结构变异，在光学显微镜下能够观察到，C正确；杂交育种的原理是基因重组(②)，D错误。答案：D 5．(2017·陕西安康调研)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤变成7乙基鸟嘌呤，后者不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。为获得更多的水稻变异类型，育种专家常用适宜浓度的EMS溶液浸泡种子后再进行大田种植。下列叙述不正确的是()A．使用EMS浸泡种子可以提高基因突变的频率 B．EMS的处理可使DNA序列中G—C转换成A—T C．获得的变异植株细胞核DNA中的嘌呤含量高于嘧啶 D．经EMS处理后，水稻体细胞中的染色体数目保持不变
解析：人工使用EMS浸泡种子能使鸟嘌呤变成7乙基鸟嘌呤，DNA序列中的G—C转换成A—T，能提高基因突变的频率，A、B正确；获得的变异植株细胞核的DNA分子是双螺旋结构，严格遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，二者含量相等，C错误；EMS只是使鸟嘌呤变成7乙基鸟嘌呤，即碱基对的替换，属于基因突变，没有改变染色体数目，D正确。答案：C 6．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：有的生物不含染色体；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，但不发生基因重组；细胞的不同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；基因重组不会导致染色体上基因的排列顺序发生改变。答案：C 7．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治疗某些甲状腺疾病。但大剂量的接()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：I不能插入DNA分子中，也不能替换DNA分子中的碱基，故A、B错误。大剂量的放射性同位素1311
31131
131
I
I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131
I可能直I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，故C正确、D错误。答案：C 8．甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是()
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常 B．甲发生染色体交叉互换形成了乙 C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同 D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析：因甲、乙是两种果蝇，故甲、乙杂交产生的F1虽然含2个染色体组，但不能正常进行减数分裂；甲的1号染色体发生倒位形成了乙；染色体中某一片段发生倒位会改变基因的排列顺序；可遗传的变异如基因突变、基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料。答案：D 9．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是()
A．染色体上含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了基因突变 B．观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列 C．图示各基因间不会发生自由组合D．基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起生物性状的改变
解析：染色体上含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了染色体结构变异，A项错误；图示显示，基因在染色体上呈线性排列，B项正确；位于非同源染色体上的非等位基因在减数第一次分裂的后期才能发生自由组合，而图示各基因位于同一条染色体上，所以它们之间不会发生自由组合，C项正确；基因中有一个碱基对的替换，说明发生了基因突变，由于密码子的简并性(几个密码子决定相同的氨基酸)等原因，与突变前相比，突变后的基因所控制的性状不一定发生改变，D项正确。答案：A 10．下列过程可能存在基因重组的是()
A．④⑤ C．①④
B．③⑤ D．②④
解析：基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合，发生在产生配子的过程中，①中发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，存在基因重组；②是发生在非同源染色体间的易位，没有基因重组；③过程有等位基因的分离，没有基因重组；④发生非同源染色体上非等位基因的自由组合；⑤是雌雄配子结合，没有基因重组。答案：C
二、非选择题
11．粗糙脉孢菌是一种真菌，约10天完成一个生活周期(如图)，合子分裂产生的孢子是按分裂形成的顺序排列的。请分析回答：
(1)从合子到8个孢子的过程中，细胞核内的DNA发生了________次复制。图中8个子代菌丝体都是________(填“单倍体”或“二倍体”)。
(2)顺序排列的8个孢子中，如果第一个与第二个性状不同，原因可能是有丝分裂过程中发生了________(填选项前的字母)；如果第二个与第三个性状不同，原因可能是合子减数分裂过程中发生了________(填选项前的字母)。a．基因突变 b．基因重组
c．染色体变异
(3)野生型脉胞菌能在只含水、无机盐、蔗糖和维生素的基本培养基中生长。研究人员用X射线照射野生型脉孢菌孢子，经选择培养，获得了三种营养缺陷型突变菌株(如图)。
①如果培养C突变型脉胞菌，需要在基本培养基中加入________。
②欲证明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，应让该突变型菌株与________杂交，根据________定律，预期其后代的8个孢子的表现型是________，若实验结果与预期一致，则说明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的。
解析：(1)从合子到8个孢子的过程中，经过一次减数分裂和一次有丝分裂，细胞核内的DNA发生了两次复制。经过一次减数分裂和有丝分裂得到8个孢子，由8个孢子直接发育成的8个子代菌丝体均为单倍体。(2)顺序排列的8个孢子中，第一个和第二个是通过有丝分裂形成的，性状不同的原因可能是有丝分裂过程中发生了基因突变或染色体变异；第二个与第三个来自同一个次级性母细胞，性状不同的原因可能是基因突变或染色体变异，也可能是减数第一次分裂联会四分体时期发生了交叉互换，即基因重组。(3)C突变型脉胞菌由于基因突变导致不能合成酶3，不能将瓜氨酸转变为精氨酸，如果培养C突变型脉胞菌，则需要在培养基中加入精氨酸。若A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，让该突变型菌株与野生型杂交，获得杂合子，杂合子进行减数分裂，形成两种孢子，再经有丝分裂形成的后代中8个孢子有两种表现型：4个野生型、4个突变型。答案：(1)两 单倍体(2)a、c a、b、c(3)①精氨酸 ②野生型菌株 基因分离 4个野生型、4个突变型
12．人类有一种肥厚性心肌病(HMC)，主要症状有劳力性呼吸困难，严重者呈端坐呼吸或阵发性夜间呼吸困难。一般在30岁以上发病，常有家族史。在某个连续传递三代的该心脏病家族中(遗传系谱图如图1所示)，第1代发病情况不详，第2～4代共有7人发病，男女发病机会均等。请分析回答：
(1)依据遗传系谱图推断，肥厚性心肌病最可能的遗传方式为________。
(2)经研究发现，此病患者的α原肌凝蛋白(αTm)结构异常，提取Ⅲ1和Ⅲ2的DNA，测序结果发现，Ⅲ2的αTm基因序列仅有T1(图2)一种，而Ⅲ1的αTm基因序列有T1和T2(图3)两种。
①根据T1基因和T2基因碱基序列推断，Ⅲ1的α原肌凝蛋白结构变异的根本原因是________，T1基因与T2基因的关系为________。
②依据遗传系谱图和基因测序结果________(填“可以”或“不可以”)确定HMC的遗传方式，Ⅲ5和Ⅲ6生育一个终生正常孩子的概率为________。
(3)研究发现，αTm基因序列有多种变异，体现了基因突变是________(填“定向”或“不定向”)的，αTm基因的突变________(填“一定”或“不一定”)会导致α原肌凝蛋白结构变异，原因是____________________________，该机制的意义是降低突变的多害性。
(4)Ⅰ1和Ⅰ2在30岁前的心脏状况最可能为________。该实例说明表现型是由__________________________________________________________________ 决定的。
解析：(1)根据遗传系谱图，该家族第2～4代中每代都有患者，男女发病机会均等，该病最可能为常染色体显性遗传病。(2)①对照T1基因和T2基因碱基序列，可发现T2基因的一对碱基(C—G)与T1基因不同，发生了碱基对替换，属于基因突变。基因突变产生新基因，为原基因的等位基因。②根据基因测序结果，Ⅲ1的αTm基因序列有T1和T2(图3)两种，可知Ⅲ1为杂合子，表现为肥厚性心肌病，说明该病为显性病，Ⅳ1为男患者，其母为正常，该病为常染色体显性病。Ⅲ5为隐性纯合子，Ⅲ6为杂合子，所生子代正常的概率为1/2。(3)αTm基因序列有多种变异，证明基因突变是不定向的，具有多方向性；基因突变不一定导致其控制合成的蛋白质变异，因为一种氨基酸可以有多个密码子。(4)据题意知，人肥厚性心肌病一般在30岁以上发病，故Ⅰ1和Ⅰ2在30岁前的心脏状况应表现为正常，说明表现型是基因型与环境共同作用的结果。
答案：(1)常染色体显性遗传(2)①基因突变(碱基对的替换/改变)等位基因 ②可以 1/2(3)不定向 不一定 一种氨基酸对应多种密码子(密码子的简并性)(4)正常 基因型与环境共同
13．(2017·广东六校联考)AS综合征是一种由于患儿脑细胞中UBE3A蛋白含量缺乏导致的神经系统发育性疾病。UBE3A蛋白由位于15号染色体上的UBE3A基因控制合成，该基因在人脑细胞中的表达与其来源有关：来自母方的UBE3A基因可正常表达，来自父方的UBE3A基因由于邻近的SNRPN基因产生的反义RNA干扰而无法表达(如图所示)。请分析回答以下问题：
(1)UBE3A蛋白是泛素－蛋白酶体的核心组分之一，后者可特异性“标记”P53蛋白并使其降解。由此可知AS综合征患儿脑细胞中P53蛋白积累量较________。检测P53蛋白的方法是____________________。细胞内蛋白质降解的另一途径是通过________(细胞器)来完成的。(2)对绝大多数AS综合征患儿和正常人的UBE3A基因进行测序，相应部分碱基序列如图所示。
患 者：„TCAAGCAACGGAAA„ 正常人：„TCAAGCAGCGGAAA„
由此判断绝大多数AS综合征的致病机理是：来自________方的UBE3A基因发生__________________________________________________________________，从而导致基因突变发生。
(3)研究表明，人体非神经组织中的来自母方或父方的UBE3A基因都可以正常表达，只有在神经组织中才会发生UBE3A基因被抑制的现象，说明该基因的表达具有________性。(4)动物体细胞中某对同源染色体多出一条的个体称为“三体”。现产前诊断出一个15号染色体为“三体”的受精卵是由正常卵细胞与异常精子受精形成的，其UBE3A基因全部正常。该受精卵可随机丢失一条15号染色体而完成胚胎发育，则发育成AS综合征患者的概率是________(不考虑基因突变，请用分数表示)。
(5)丙种球蛋白缺乏症(XLA)是一种伴X染色体隐性遗传病，某家族中的XLA男性患者在未接受有效治疗的前提下，一部分幼年夭折，一部分能活到四五十岁。请分析出现这种情况可能的两点原因：____________________________。
解析：(1)UBE3A蛋白是泛素—蛋白酶体的核心组分之一，泛素—蛋白酶体可特异性标记P53蛋白并使其降解，AS综合征患儿脑细胞中UBE3A蛋白含量缺乏，则泛素—蛋白酶体含量少，导致P53蛋白降解少，患儿脑细胞中P53蛋白积累量较多。可以使用抗原—抗体杂交方法检测某种蛋白质。溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，故细胞内蛋白质降解的另一途径与溶酶体有关。(2)根据题干和图示信息可以看出，AS综合征的致病机理是来自母方的UBE3A基因发生碱基对的替换，从而导致基因突变，造成体内无法正常合成UBE3A蛋白。(3)由于只有在神经组织中才会发生UBE3A基因被抑制的现象，因此可说明该基因的表达具有组织特异性。(4)三体的染色体组成为1条15号染色体来自母方，2条15号染色体来自父方。只有丢失掉母方15号染色体的受精卵可发育成AS综合征患者，因此发育成AS综合征患者的概率是1/3。(5)根据题干中的信息可知，XLA男性患者的基因型相同，但存活时间有区别，说明该致病基因的表达可能受到环境因素的影响，或者其他基因的表达与该致病基因的表达相关。
答案：(1)多(高)抗原—抗体杂交(或答“分子检测”)溶酶体(2)母 碱基(对)的替换(3)组织特异(或答“组织选择”，“细胞特异”，“细胞选择”)(4)1/3(5)该致病基因的表达受到环境因素的影响；其他基因的表达与该致病基因的表达相关(或其他合理答案)
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