基因突变和基因重组
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．如果基因中4种脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，那么一定会导致( )
A．遗传性状的改变 B．遗传密码子的改变
C．遗传信息的改变 D．遗传规律的改变
解析：基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，因此该顺序改变时，遗传信息一定改变。由于基因中存在非编码序列，如果顺序改变影响非编码区，则mRNA上的遗传密码子就不会改变，即使密码子改变，因为一个氨基酸可以有多个密码子，也不一定导致氨基酸种类变化，即性状不一定改变。
答案：C
2．某一基因的起始端插入了两个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其指导合成的蛋白质结构影响最小( )
A．置换单个碱基对 B．增加3个碱基对
C．缺失3个碱基对 D．缺失5个碱基对
解析：某基因的起始端插入两个碱基对后，在插入位点后的所有密码子均改变，导致合成的蛋白质在插入位点后序列全发生改变。若此时在附近缺两个碱基对或增加1个碱基对，即总碱基对的增减数为3n，则可能对将来控制合成的蛋白质影响较小。
答案：D
3．下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是( )
A．基因突变对于生物个体是利多于弊
B．基因突变属于可遗传的变异
C．基因重组能产生新的基因
D．基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中
解析：本题考查基因突变和基因重组的区别。基因突变对生物个体来说是弊多于利，但对于物种来说是有积极意义的，A项错误；能产生新的基因的只有基因突变，C项错误；体细胞增殖进行的是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中，D项错误；可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异，B项正确。
答案：B
4．(2015·浙江模拟考试一)下列有关基因重组的说法，错误的是( )
A．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属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组
C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
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D．一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖则不能
解析：减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组。基因重组发生在减数分裂过程中，而根尖进行的是有丝分裂。
答案：B
5．棉花某基因上的一个脱氧核苷酸对发生了改变，不会出现的情况是( )
A．该基因转录出的mRNA上的部分密码子的排列顺序发生了改变
B．该基因控制合成的蛋白质的结构发生了改变
C．该细胞中tRNA的种类发生了改变
D．该基因控制合成的蛋白质的结构没有发生改变
解析：基因无论怎样突变，都不会引起细胞中氨基酸的转运工具——tRNA的种类发生改变。
答案：C
6．(2015·临沂质检)下列有关基因突变的叙述中，正确的是( )
A．基因突变就是DNA分子中碱基对的替换、增添、缺失和重组
B．基因突变一定会导致生物变异
C．基因突变的结果是产生等位基因
D．基因突变的结果有三种：有利、有害、中性
解析：基因突变不包括DNA分子中碱基对的重组；由于密码子的简并性，基因突变不一定导致生物变异；基因突变一般是产生原有基因的等位基因，但也可能是产生了致死的基因等。
答案：D
7．(2015·合肥模拟)果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核苷酸发生了缺失，会导致( )
A．染色体上基因的数量减少
B．碱基配对方式发生改变
C．染色体上所有基因结构都发生改变
D．所控制合成的蛋白质分子结构不一定会发生改变
解析：DNA分子中一个脱氧核苷酸缺失会导致该核苷酸所在的基因发生结构的改变，而对其他基因没有影响，故不会导致基因数量的减少；碱基配对方式是不变的，不会随碱基数量的变化而变化；由于缺失的脱氧核苷酸可能位于不具遗传效应的部位，或者不表达部位，其控制合成的蛋白质分子结构不一定发生改变。
答案：D
8．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是( )
A．没有蛋白质产物
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B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
解析：本题考查基因突变对翻译的影响，基因的中部缺失1个核苷酸不会没有蛋白质产物。对于基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列，若在其中部缺失一个核苷酸对，经转录后，在信使RNA上可能提前形成终止密码子，使翻译过程在基因缺失位置终止，使相应控制合成的蛋白质减少多个氨基酸。或者因基因的中部缺失1个核苷酸对，使相应信使RNA上从缺失部分开始向后的密码子都发生改变，从而使合成的蛋白质中，在缺失部位以后的氨基酸序列都发生变化。
答案：A
9．下列关于基因重组的理解不准确的是( )
A．同一双亲子女中的遗传差异与基因重组有关
B．纯合子自交因基因重组会导致子代性状分离
C．非同源染色体上的非等位基因的重新组合属于基因重组
D．有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合叫做基因重组
解析：本题考查学生对基因重组概念的整体理解，难度不大。纯合子只能产生一种配子，不会出现非同源染色体的自由组合现象。基因重组包括四分体时的交叉互换、减数第一次分裂后期的非同源染色体上的非等位基因的自由组合，有时还包括不同个体之间的基因转移。
答案：B
10．德国科学家利用高度纯合的植物界中基因组最少的拟南芥为研究材料对基因突变的速率进行研究，结果表明，致使生物进化的基因突变速率比科学家此前认为的速率快得多。对此科研的相关叙述不正确的是( )
A．快速的基因突变速率可使一些植物迅速适应外界环境的变化
B．生物进化的原材料是通过基因突变提供的
C．该项研究结果显示的基因突变速率或许同样适用于人类的脱氧核糖核酸
D．快速发生基因突变可能是一些植物仅在几代后便能抵御特定除草剂的原因之一
解析：生物进化的原材料来自基因突变、染色体变异和基因重组，而不仅仅是基因突变。
答案：B
11．下列有关可遗传变异的叙述，不正确的是( )
A．精子和卵细胞随机结合，导致基因重组
B．DNA复制时碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变
C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
D．着丝点分裂后，子染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目变异
解析：
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基因重组是由减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合导致的非同源染色体上的非等位基因自由组合引起的，或者是由减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的交叉互换引起的；基因突变是由DNA碱基对的增添、缺失或改变引起的；非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异中的易位；着丝点分裂后，子染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目变异。
答案：A
12．某植物株色紫色对绿色是显性，分别由基因PL和pl控制，不含pl、PL基因的植物株色表现为白色。该植物株色在遗传时出现了变异(如下图所示)，下列相关叙述错误的是( )
A．该变异是由某条染色体结构缺失引起的
B．该变异是由显性基因突变引起的
C．该变异在子二代中能够表现出新的株色的表现型
D．该变异可以使用显微镜观察鉴定
解析：题图中变异是由染色体中某一片段缺失所致，该变异可以传递到子二代，且会出现不含pl、PL基因的个体，这种个体的表现型是不同于紫色和绿色的第三种表现型(白色)；染色体结构变异可用显微镜观察鉴定。
答案：B
二、非选择题(共40分)
13．(10分)下图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程，a～d表示4种基因突变。a丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，请回答：
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注：可能用到的密码子：天冬氨酸(GAU、GAC)，酪氨酸(UAU、UAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码(UAG)。
(1)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序为________________________，在a突变点附近再丢失________个碱基对对性状影响最小。
(2)图中________突变对性状无影响。
(3)①过程需要的酶主要有解旋酶和________。
(4)在②过程中，少量mRNA就可以合成大量的蛋白质，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)a突变后的DNA转录形成的密码子是GACUAUGGUAUG，对应的氨基酸顺序为天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸。在a突变点附近再丢失两个碱基对对性状的影响最小。(2)由于GAU与GAC均对应于天冬氨酸，所以b突变对性状无影响。(3)转录需要解旋酶和RNA聚合酶。(4)由于一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成，所以少量mRNA就可以合成大量的蛋白质。
答案：(1)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸 2
(2)b (3)RNA聚合酶
(4)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成
14．(15分)(2015·潍坊质检)某地区生长的野生植物类群中出现了许多变异植株。请分析回答有关问题：
(1)植株的可遗传变异类型中，只能发生在减数分裂过程中的是________。
(2)部分变异植株与正常植株相比，茎秆粗壮，营养物质含量明显增加，原因是环境因素影响了这些植物有丝分裂中________的形成，导致了________成倍地增加而引起的。
(3)某种植物有甲、乙两株突变体，对它们同一基因形成的信使RNA进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱在C变为U，乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，则与正常植株相比________的性状变化大。
(4)某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用________酶处理它的DNA分子，这种酶的作用部位是________。
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(5)将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤是________________________，将抗病基因导入受体细胞最常用的方法是________。
解析：(1)植物在通过减数分裂形成配子的过程中，会发生基因重组。(2)环境因素(如低温)可影响有丝分裂过程中纺锤体的形成，形成多倍体。(3)基因中碱基的替换属于点突变，只影响一个密码子的表达；而乙的突变属于移码突变，从突变点以后，基因中的脱氧核苷酸的序列都发生了变化，因此乙与正常植株相比，性状变化较大。(4)限制酶可用于切取目的基因，切割的部位是磷酸二酯键。(5)基因工程包括四个步骤，其中最核心的步骤是基因表达载体的构建，抗病基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法。
答案：(1)基因重组 (2)纺锤体 染色体组(染色体数目) (3)乙 (4)限制 磷酸二酯键 (5)基因表达载体的构建 农杆菌转化法
15．(15分)100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：
(1)黑体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇杂交，F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线(－)表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点(·)表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为__________和________。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为____________。
(2)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于______和________染色体上(如果在性染色体上，请确定出X或Y)。判断前者的理由是________________________________________。控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的基因型分别为________和________。F1雌雄果蝇互交，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是________。
(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤：①____________________________________________ ________________________________________________________________________________________________；
②____________________________________________________ __________________________________________________________；
②____________________________________________________ __________________________________________________________。
结果预测：Ⅰ.如果________________，则X染色体上发生了完全致死突变；
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Ⅱ.如果________________，则X染色体上发生了不完全致死突变；
Ⅲ.如果________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。
解析：本题以果蝇为背景考查遗传学方面的知识，意在考查考生的理解能力、实验探究能力。(1)根据亲本杂交的结果，可以判断控制体色和翅型的基因位于同一对常染色体上。根据F1的表现型可以判断灰体和长翅为显性。所以两个亲本的相关基因型是、。F1雄果蝇产生的配子基因型是、。(2)根据F1中刚毛形状可以判断出，控制该性状的基因位于性染色体上，又因为子代中雌果蝇的刚毛形状与亲代中的雄果蝇相同，雄果蝇的刚毛形状与亲代中的雌果蝇相同，所以可判断该基因位于X染色体上。控制翅型的基因位于常染色体上，由此可以判断F1雌雄果蝇的基因型分别是EeXDXd、EeXdY，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例为1/2×1/4＝1/8。(3)为了探究该果蝇的致死突变情况，可以选择该果蝇与多只正常雌果蝇交配，产生数目较多的F1，再用F1中多只雌果蝇与正常雄果蝇杂交，根据后代雌雄比例，做出推断。
答案：(1)
(2)X 常 刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有(或：交叉遗传) EeXDXd EeXdY 1/8
(3)①这只雄蝇与正常雌蝇杂交 ②F1互交(或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交) ③统计F2中雄蝇所占比例(或：统计F2中雌雄蝇比例) 结果预测：Ⅰ.F2中雄蝇占1/3(或：F2中雌雄＝21) Ⅱ.F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或F2中雌雄在11～21之间) Ⅲ.F2中雄蝇占1/2(或：F2中雌雄＝11)
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