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2015届高三生物第一轮细致复习典型题(基础回顾+网络构建+走进高考题组)基因突变和基因重组试题(含解析)


生物变异、育种和进化
考纲解读 1.基因重组及其意义Ⅱ 2.基因突变的特征和原因Ⅱ 3.染色体结构变异和数目变异Ⅰ 4.生物变异在育种上的应用Ⅱ 5.人类遗传病的类型、监测和预防Ⅰ 6.人类基因组计划及意义Ⅰ 7.转基因食品的安全问题Ⅰ 8.现代生物进化理论的主要内容Ⅱ 9.生物进化与生物多样性的形成Ⅱ 实验: 1.低温诱导染色体加倍的探究实验 2.调查常见的人类遗传病 1.基因突变的原因、特点、意义 2.基因重组在杂交育种和基因治疗上的应用 3.染色体组的概念,二倍体、多倍体的特征及判定 4.单倍体的概念、特征及在育种上的价值 5.三种可遗传变异在育种方面的应用及流程设计[ 6.转基因生物和转基因食品的安全性 7.人类遗传病的类型判断及遗传图谱分析 8.自然选择学说的内容、贡献和局限性 9.种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算 10.生物进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究 11.低温诱导染色体加倍(或用秋水仙素处理)的实验探究 12.常见人类遗传病的调查方法及监测、预防措施学案 22 基因突变和基因重组

一、基因突变(判断正误) 1.基因突变是由于 DNA 片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变。( 2.基因突变一定会引起基因结构的改变,但不一定会引起生物性状的改变。( 3.易诱发基因突变的外界因素有物理因素、化学因素和生物因素。( ) 4.若没有外界的影响,基因就不会发生突变。( ) 5.基因突变具有普遍性、随机性发生和不定向性以及低频性等特点。( ) 6.基因突变能产生新基因,是生物变异的根本来源。( ) 答案: 2.√ 3.√ 5.√ 6.√ ◎想一想:基因中碱基对的改变是否一定会引起性状的改变? 提示:由于密码子具有简并性,基因中碱基对改变不一定会引起性状的改变。 二、基因重组(填空) 1.概念。 在生物体进行____________过程中,控制不同性状的基因__________。 答案:有性生殖 重新组合

) )

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◎想一想:“一母生九子,九子九个样”。兄弟姐妹间差异的主要原因是什么? 提示:兄弟姐妹间差异的主要原因是基因重组。 2.类型。 (1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合, __________也自由 组合。 (2)交叉互换型:减数分裂四分体时期,基因随着________的交叉互换而发生重组。 答案:(1)非等位基因 (2)非姐妹染色体 3.意义。 (1)形成生物多样性的重要原因之一。 (2)是________的普遍来源之一,对生物的进化也具有重要意义。 答案:(2)生物变异 解惑:?1?受精过程中未进行基因重组。 ?2?亲子代之间差异主要是由基因重组造成的。 ?3?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。

基因重组的考查 1.下图为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生( )

A.染色体易位
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B.基因重组 C.染色体倒位 D.姐妹染色单体之间的交换 解析:据图可看出,此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,即交叉互换,属 于基因重组。 答案:B

2.某植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染 色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因 B,正常 染色体上具有白色隐性基因 b(见右上图)。如以该植株为父 本, 测交后代中部分表现为红色性状。 下列解释最合理的是 ( ) A.减数分裂时染色单体 1 或 2 上的基因 b 突变为 B B.减数第二次分裂时姐妹染色单体 3 与 4 自由分离 C.减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 D.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 解析:根据题干所知,染色体缺失花粉不育,则正常情况下,该植物做父本只产生含 b 的配子,测交后代不可能出现红色性状。既然测交后代中有部分个体表现为红色性状,说明 父本产生的配子中有部分含有 B。若发生基因突变,则后代个体只有个别个体表现为红色;若 是减数第一次分裂时非姐妹染色单体发生交叉互换,因为交叉互换有一定的交换率,故父本 产生的配子中可能有一部分含有 B,测交后代可能会出现部分(不是个别)红色性状,D 正确。 基因突变主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期,具有不定向性,且突变率低, 减数分裂时染色单体一旦形成,则一般不发生基因突变,A 错误;减数第二次分裂时 3 与 4 随着丝点的分裂而分离,形成的两个花粉由于含有缺失染色体而不育,B 错误;自由组合发生 在减数第一次分裂后期,C 错误。 答案:D 基因突变 3.(2012· 广东卷,28)子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y,突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性 状之一。野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。

(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图 1。其中,反映突 变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是________。

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(2)Y 基因和 y 基因的翻译产物分别是 SGRY 蛋白和 SGRy 蛋白, 其部分氨基酸序列见图 2。 据图 1 推测, Y 基因突变为 y 基因的原因是发生了碱基对的________和________。 进一步研究 发现,SGRY 蛋白和 SGRy 蛋白都能进入叶绿体。可推测,位点______的突变导致了该蛋白的 功能异常, 从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱, 最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常 绿”。 (3)水稻 Y 基因发生突变, 也出现了类似的“常绿”突变植株 y2, 其叶片衰老后仍为绿色。 为验证水稻 Y 基因的功能,设计了以下实验,请完善。 ①培育转基因植株: Ⅰ.植株甲:用含有空载体的农杆菌感染________的细胞,培育并获得纯合植株。 Ⅱ. 植 株 乙 : ________________________________________ _____________________________________________________, 培育并获得含有目的基因的纯合植株。 ②预测转基因植株的表现型: 植 株 甲 : __________________________ 维 持 “ 常 绿 ” ; 植 株 乙 : __________________________。 ③ 推 测 结 论 : _______________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________。 解析:(1)根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色”,可推测出野 生型豌豆成熟后,子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析图 1,B 从第六天开始总叶绿素 含量明显下降,因此 B 代表野生型豌豆,则 A 为突变型豌豆。(2)根据图 2 可以看出,突变型 的 SGRy 蛋白和野生型的 SGRY 有 3 处变异, ①处氨基酸由 T 变成 S, ②处氨基酸由 N 变成 K, 可以确定是基因相应的碱基发生了替换, ③处多了一个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基 的增添; 从图 2 中可以看出 SGRY 蛋白的第 12 和 38 个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白 进入叶绿体,根据题意,SGRy 和 SGRY 都能进入叶绿体,说明①②处的变异没有改变其功能; 所以突变型的 SGRy 蛋白功能的改变就是由③处变异引起的。 (3)本实验通过具体情境考查对 照实验设计能力。欲通过转基因实验验证 Y 基因“能使子叶由绿色变为黄色”的功能,首先 应培育纯合的常绿突变植株 y2,然后用含有 Y 基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株 y2,培 育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响,应 用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株 y2 作为对照。 答案: (1)A (2)替换 增添 ③ (3)①y2 获取 Y 基因,构建 Y 基因的表达载体, 用含有该表达载体的农杆菌感染 y2 的细胞 ②叶片衰老后 叶片衰老后由绿变黄 ③水稻 Y 基因通过调控叶绿素降解,使叶片衰老后由绿色变为黄色 4.(2013· 重庆卷,8)某一单基因遗传病家庭,女儿患病,其父母和弟弟的表现型均正常。 (1)根据家族病史,该病的遗传方式是__________;母亲的基因型是__________(用 A、a 表示);若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚,其子女患该病的概率为____________(假设人 群中致病基因频率为 1/10,结果用分数表示),在人群中男女患该病的概率相等,原因是男性
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在形成生殖细胞时________________自由组合。 (2)检测发现,正常人体中的一种多肽链(由 146 个氨基酸组成)在患者体内为仅含 45 个氨 基酸的异常多肽链。 异常多肽链产生的根本原因是________, 由此导致正常 mRNA 第________ 位密码子变为终止密码子。 (3)分子杂交技术可用于基因诊断, 其基本过程是用标记的 DNA 单链探针与________进行 杂交。若一种他安贞能直接检测一种基因,对上述疾病进行产前基因诊断时,则需要 __________种探针。若改致病基因转录的 mRNA 分子为“?ACUUAG?”,则基因探针序列 为______________;为制备大量探针,可利用____________技术。 解析:(1)因双亲正常,子代患病,无中生有推出该病为隐性遗传病且双亲为杂合子,又 因女儿患病,父母正常,确定该病为常染色体隐性遗传病,父母的基因型均为 Aa;正常双亲 结合,其弟基因为 1/3AA、2/3Aa 与人群中致病基因为 1/10 的概率的女子结合,由人群中致病 基因概率推女子基因为 2×1/10×9/10Aa=18%,基因型为 aa 的概率为 1%,由于女性表现型 正常,其基因型为 AA 或者 Aa,其基因型为 Aa 的概率为 18%÷ (1-1%)=2/11,故弟与人群中 女婚配, 考虑患病情况; 弟(2/3Aa)与女子(为 2/11Aa), 可算出其子女患病概率为 2/3×2/11×1/4 =1/33; 在减数分裂产生配子的过程中, 携带致病基因的常染色体和性染色体结合的概率相等, 故人群中男女患该病的概率相等。(2)根据题意,患者体内氨基酸数目比正常人少,导致该现 象出现的根本原因是指导该多肽合成的基因发生突变,导致翻译提前终止,患者体内多肽合 成到 45 号氨基酸停止,说明基因突变导致第 46 位密码子变为终止密码子。(3)DNA 分子杂交 的原理是利用碱基互补配对原理,用带标记的 DNA 单链探针与目的基因进行碱基互补配对, 由 mRNA 中-----ACUUAG---推出相应的模板链为----TGAATC—进而推出相 应互补链-----ACTTAG 即为致病基因序列, 致病基因 DNA 双链中任意一条均可以用来 作为基因探针。制备大量探针,即扩增目的基因片段,可用 PCR 技术实现。 答案:(1)常染色体隐性遗传 Aa 1/33 常染色体和性染色体 (2)基因突变 46 (3)目 的基因(待测基因) 2 ACTTAG(TGAATC) PCR

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