【优化探究】高考生物总复习 251基因突变及其他变异配套训练 新人教版必修2.doc

【优化探究】2014届高考生物总复习 2-5-1基因突变及其他变异配套训练 新人教版必修21.（2012年高考江苏卷）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bb.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：本题主要考查减数分裂、遗传定律的基本知识。从题中信息可知，突变植株为父本，减数分裂产生的雄配子为和，后者花粉不育。正常情况下，测交后代表现型应都为白色性状，而题中已知测交后代中部分为红色性状，推知父本减数分裂过程中产生了含b基因的正常染色体的可育花粉，而产生这种花粉最可能的原因是减同源染色体联会时非姐妹染色单体之间发生交叉互换，故d最符合题意。题中缺乏判断最可能发生了基因突变的相关信息，减时姐妹染色单体分开与此题出现的现象无关，减时没有非姐妹染色单体的自由组合，故a、b、c均不符合题意。答案：d2.（2012年高考安徽卷）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131i治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131i对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131i可能直接（）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：碘是人体甲状腺激素的构成元素，为组成人体的微量元素。由于131i有放射性，能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但这属于体细胞的基因突变，不会遗传给下一代，d项错误。131i不是碱基类似物，故不能直接插入到dna分子中，也不能替换dna分子中的某一碱基，a、b项错误。大剂量的放射性元素会引起染色体结构变异，c项正确。答案：c3.（2011年高考江苏卷）（多选）在有丝分裂和减数分裂的过程中都能产生的变异是（）a.dna复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变b.非同源染色体之间都能发生自由组合，导致基因重组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.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异解析：非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组仅发生在减过程中；有丝分裂间期和减前的间期dna复制过程中均可发生基因突变；c、d中导致的染色体结构、数目变异在有丝分裂和减数分裂过程中均可发生。答案：acd4.（2012年高考北京卷）在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内的繁殖结果如下。组合编号交配组合产仔次数6617466子代小鼠总数（只）脱毛920291100有毛122711001340注：纯合脱毛，纯合脱毛，纯合有毛，纯合有毛，杂合，杂合（1）已知、组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于染色体上。（2）组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由基因控制的，相关基因的遗传符合定律。（3）组的繁殖结果说明，小鼠表现出的脱毛性状不是影响的结果。（4）在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是。（5）测序结果表明，突变基因序列模板链中的1个g突变为a，推测密码子发生的变化是（填选项前的符号）。a.由gga变为agab.由cga变为ggac.由aga变为uga d.由cga变为uga（6）研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成。进一步研究发现，该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，据此推测脱毛小鼠细胞的下降，这就可以解释表中数据显示的雌性脱毛小鼠的原因。解析：本题综合考查了基因的遗传、表达和变异的相关知识。（1）由于脱毛和有毛性状的遗传与性别无关联，说明相关基因位于常染色体上。（2）组实验中杂合子与杂合子的杂交后代中性状分离比约为31，说明该相对性状的遗传遵循基因的分离定律，该相对性状是由一对等位基因控制的。（3）组实验中脱毛的后代均为脱毛，说明实验小鼠的脱毛性状的出现是由于遗传物质改变引起的，不是环境因素影响的结果。（4）在自然状态下，偶然出现的基因突变属于自发突变；由于脱毛为隐性性状，脱毛小鼠的亲代均应携带该突变基因，所以种群中若同时出现几只脱毛小鼠，说明突变基因的频率足够高。（5）由于突变基因序列模板链中的1个g突变为a，所以该基因转录成的mrna密码子中相对应碱基由c变为u，分析各选项可确定d选项符合题意。（6）突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，说明基因突变后相应密码子变为终止密码子，使翻译过程提前终止。由甲状腺激素的生理作用可推测，突变后基因表达的蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，会引起细胞代谢速率下降。分析实验数据中、等组合可以看出，脱毛雌鼠作亲本时后代数量明显减少，说明细胞代谢速率下降影响了雌鼠的产仔率。答案：（1）常（2）一对等位孟德尔分离（3）环境因素（4）自发/自然突变突变基因的频率足够高（5）d（6）提前终止代谢速率产仔率低（教师备用）（2012年高考广东卷）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。（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2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”。图2（注：序列中的字母是氨基酸缩写，序列上方的数字表示该氨基酸在序列中的位置，、表示发生突变的位点）（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。解析：本题主要考查基因的功能以及基因突变对生物性状的影响。（1）由于突变型子叶成熟后子叶仍保持绿色，所以成熟后总叶绿素含量比野生型豌豆下降少，由此可判断曲线中a、b分别反映突变型和野生型豌豆叶片总叶绿素含量变化。（2）比较sgry蛋白和sgry蛋白的结构可知，和两个位点发生了氨基酸的替换，这是基因中碱基对发生替换的结果，位点增加了两个氨基酸，而两侧氨基酸种类没有改变，这是基因中碱基对发生增添的结果。由于sgry蛋白和sgry蛋白都能进入叶绿体，说明和两个位点引起转运肽的氨基酸序列改变并没有影响该蛋白进入叶绿体的功能，由此可推断位点的突变可能导致了该蛋白的功能异常。（3）根据题意可知y基因可通过控制sgry蛋白的合成，从而调控叶绿素的降解。由实验目的并结合题意可判断，该实验的自变量是突变植株y2中是否导入y基因，因变量是检测两组实验突变植株y2还能否维持“常绿”特征，根据y基因的功能可预测导入y基因的突变植株y2将不能维持“常绿”，对照组则仍能维持“常绿”。答案：（1）a（2）替换增添（3）突变植株y2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的细胞叶片衰老后叶片衰老后不能维持“常绿”水稻y基因的功能是使叶片中叶绿素降解能力增强一、选择题1.（2013年惠州调研）超级病菌是一种耐药性细菌，它最可能由普通细菌通过哪种变异形成（）a.基因重组 b.染色体结构变异c.基因突变 d.染色体数目变异解析：细菌是原核生物，没有染色体，那么没有染色体结构变异和数目变异，b、d是不对的；细菌也不进行减数分裂，一般情况下又没有外源基因的导入，所以没有基因重组。答案：c2.（2013年皖北模拟）央视一则报道称，孕妇防辐射服不仅不能防辐射，反而会聚集辐射。辐射对人体危害很大，可能导致基因突变。下列相关叙述正确的是（）a.碱基对的替换、增添和缺失都是由辐射引起的b.环境所引发的变异可能为可遗传变异c.辐射能导致人体遗传物质发生定向改变d.基因突变可能造成某个基因的缺失解析：引起碱基对的替换、增添和缺失的因素有物理因素、化学因素和生物因素；如果环境引发了细胞中遗传物质的改变，就成了可遗传的变异；辐射能导致人体遗传物质发生不定向改变；基因突变会导致基因内部分子结构的改变，不会导致某个基因的缺失。答案：b3.（2013年临沂模拟）下列情况引起的变异属于基因重组的是（）非同源染色体上非等位基因的自由组合一条染色体的某一片段移接到另一条染色体上同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换dna分子中发生碱基对的增添、缺失或替换a.b.c. d.解析：属于染色体结构变异，属于基因突变。答案：c4.（2011年高考上海卷）基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是（）a.a基因突变为a基因，a基因还可能再突变为a基因b.a基因可突变为a1、a2、a3，它们为一组复等位基因c.基因突变大部分是有害的d.基因突变可以改变种群的基因频率解析：a基因突变为a基因，a基因还可以回复突变为a基因；基因突变具有不定向性，可以产生一组复等位基因；基因突变大多是有害的，但有害突变不能作为生物进化的原材料；基因突变能够改变种群的基因频率。答案：c5.（2010年高考江苏卷）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是（）a.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的b.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体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.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系解析：这种变异既可能是显性突变，也可能是隐性突变，a项错误；若是显性突变，则该个体是杂合子，若是隐性突变，则该个体是隐性纯合子，这两种情况下自交后代中均会产生这种变异性状的纯合个体，b项正确；观察细胞有丝分裂过程中染色体形态是用光学显微镜，在光学显微镜下不可能观察到基因突变发生的位置，c项错误；假设突变是显性突变，则该杂合子的花粉离体培养后将形成显性单倍体和隐性单倍体两种单倍体，需经加倍和筛选后才能得到稳定遗传的高产品系，d项错误。答案：b6.（2013年崇文模拟）已知家鸡的无尾（a）对有尾（a）是显性。现用有尾鸡（甲群体）自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状（乙群体）。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是（）a.甲群体甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素b.乙群体乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素c.甲群体乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素d.甲群体乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素解析：在孵化早期，向有尾鸡群体卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，无尾性状的产生可能有两个原因，一是胰岛素诱导基因突变（aa），二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体（aa）杂交，在孵化早期不向卵内注射胰岛素，观察孵化出的小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异，如果还有无尾性状产生，则为基因突变。答案：d7.（2013年淄博模拟）依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是（）解析：基因重组的类型包括有性生殖过程中四分体时期的交叉互换，减数第一次分裂后期的自由组合（图c），及转基因工程中的dna重组（图b）。 图d人工诱变的原理属于基因突变。图a中新型s菌的出现，是r菌的dna与s菌的dna重组的结果，所以也属于基因重组。答案：d8.（2013年漳州模拟）如图曲线a表示使用诱变剂前青霉菌菌株数和青霉素产量之间的关系，曲线b、c、d表示使用诱变剂后菌株数和产量之间的关系。下列说法正确的是（）由a变为b、c、d体现了基因突变的不定向性诱变剂决定了青霉菌的变异方向，加快了变异频率d是符合人们生产要求的变异类型青霉菌在诱变剂作用下发生的变异可能有基因突变、基因重组和染色体变异a.b.c. d.解析：基因重组发生在减数分裂过程中，而不需要诱变剂的作用；基因突变的方向是不定向的，诱变剂不能决定变异方向；d代表的高产类型是最符合人们生产要求的变异类型。答案：b9.野生型大肠杆菌能利用基本培养基中的简单的营养物质合成自身生长所必需的氨基酸，如色氨酸。但如果发生基因突变，导致生化反应的某一步骤不能进行，而致使某些必需物质不能合成，它就无法在基本培养基上生长。某科学家利用紫外线处理野生型大肠杆菌后，得到4种不能在基本培养基上生长的突变体。已知a、b、c、d、e是合成色氨酸的中间体，突变菌株甲丁在无色氨酸的培养基中，仅添加ae中一种物质其生长情况如下表（“”表示能生长，“”表示不能生长）：abcde甲突变菌乙突变菌丙突变菌丁突变菌分析实验，判断下列说法不正确的是（）a.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状b.基因突变是不定向的c.可以用野生型大肠杆菌获得突变体，也可以利用突变体获得野生型大肠杆菌d.大肠杆菌正常菌株合成色氨酸的途径是：bdace解析：由题干信息，“但如果发生基因突变，导致生化反应的某一步骤不能进行，而致使某些必需物质不能合成，它就无法在基本培养基上生长”，说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；紫外线处理的结果是出现了不同的突变体，说明基因突变是不定向的，故可以用野生型大肠杆菌获得突变体，也可以利用突变体获得野生型大肠杆菌；代谢途径中最靠后的物质将使最多数目的突变体生长，最靠前的物质使最少数目的突变体生长，大肠杆菌正常菌株合成色氨酸的途径是：bdaec。答案：d10.（2013年淮安模拟）下图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图（数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因）。据图判断错误的是（）a.该动物的性别为雄性b.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组c.1与2或1与4的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异d.丙细胞不能进行基因重组解析：根据题干可知，甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图。甲图中同源染色体正在分开，是减数第一次分裂的特征；乙图中着丝点分开，而且有同源染色体，是有丝分裂的特征；丙图中着丝点正在分开，而且没有同源染色体，是减数第二次分裂的特征。甲和丙都是分裂成等大的两个子细胞，故该动物性别应为雄性，a项正确。由于基因重组发生在减数分裂过程中，所以乙细胞不可能进行基因重组，b项错误。1与2的片段交换，是同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；1与4的片段交换，属于非同源染色体间的交换，会改变染色体上基因的数目和排列顺序，属于染色体结构变异，c项正确。丙细胞属于减数第二次分裂后期，不能进行基因重组，d项正确。答案：b11.自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因dna分子的改变是（）a.突变基因1和2为一个碱基对的替换，突变基因3为一个碱基对的增添b.突变基因2和3为一个碱基对的替换，突变基因1为一个碱基对的增添c.突变基因1为一个碱基对的替换，突变基因2和3为一个碱基对的增添d.突变基因2为一个碱基对的替换，突变基因1和3为一个碱基对的增添解析：突变基因1是基因中某个碱基对改变，但没有引起信使rna上密码子编码的氨基酸种类发生变化，这是由于一种氨基酸有多个密码子与之对应。突变基因2是基因中某个碱基对改变，使信使rna上苯丙氨酸的密码子变成了亮氨酸的密码子。突变基因3是基因中增添了某个碱基对，使信使rna上从苯丙氨酸以后的密码子对应的氨基酸种类都发生了变化。答案：a12.（2013年西城模拟）现代生物技术利用突变和基因重组的原理，来改变生物的遗传性状，以达到人们所期望的目的。下列有关叙述错误的是（）a.转基因技术导致基因重组，可产生定向的变异b.体细胞杂交技术克服了远缘杂交的不亲和性，可培育新品种c.人工诱变没有改变突变的本质，但可使生物发生定向变异d.现代生物技术和人工选择的综合利用，使生物性状更符合人类需求解析：基因重组包括重组类型、交换类型和人工dna重组技术，人工dna重组技术可产生定向的变异；植物体细胞杂交克服了远缘杂交的不亲和性，扩大了亲本的组合范围；人工诱变的原理是基因突变，基因突变具有不定向性。答案：c二、非选择题13.（2013年合肥模拟）安哥拉兔的毛色由常染色体上的基因控制，该基因存在多种形式：g、gch、gh、g，这种现象被称为复等位基因。g对gch为显性、gch对gh为显性、gh对g为显性。基因型与表现型的对应关系如下表。表现型黑棕灰白基因型g_gch_gh_gg（1）复等位基因的出现，体现了基因突变的特点。一只杂种棕色兔与白色兔交配，理论上子代50%为棕色，50%为。两只安哥拉兔杂交，后代出现了黑色、棕色、灰色三种性状，则亲本性状为。一只黑兔与一只灰兔交配，子代中有棕色兔。亲代黑兔与灰兔的基因型分别为_。（2）为杀灭体表寄生菌，采用紫外灯照射笼舍。个别黑色兔的背部区域长出白毛，经检测发现相关皮肤细胞染色体出现片段缺失。该毛色变异属于（可遗传变异、不可遗传变异），（可能、不可能）遗传给后代。解析：（1）复等位基因的出现体现了基因突变的不定向性。杂种棕色兔的基因型为gchgh或gchg，与白色兔（gg）交配，其子代为1/2gchg（棕色）和1/2ghg（灰色），或1/2gchg（棕色）和1/2gg（白色），因此另外50%为灰色或白色。两只安哥拉兔杂交，子代为黑色（g_）、棕色（gch_）和灰色（gh_）三种性状，说明双亲的基因型中分别含有g和gch基因，且均表现为显性，表现型为黑色和棕色。一只黑兔（g_）与一只灰兔（gh_）的后代有棕色兔，说明黑兔的基因型为ggch，灰兔的基因型可能是ghgh或ghg。（2）涉及遗传物质改变引起的变异为可遗传变异，但因变异发生在体细胞中，对于有性生殖的兔来说，该变异不能遗传给后代。答案：（1）不定向（多方向性）灰色或白色（答不全不给分）黑色和棕色黑兔为ggch，灰兔为ghgh或ghg（答不全不给分）（2）可遗传变异不可能14.（2013年广东六校联考）下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株（纯种）的一个a基因和乙植株（纯种）的一个b基因发生突变的过程（已知a基因和b基因是独立遗传的），请分析该过程，回答下列问题：（1）上述两个基因发生突变是由于引起的。（2）上图为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为，表现型是，请在图中标明基因与染色体的关系。（3）甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，为什么？可用什么方法让其后代表现出突变性状。（4）a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料，设计实验，培育出同时具有两种优良性状的植株（用遗传图解表示）。解析：（1）由图可知甲植株和乙植株都发生了碱基的替换。（2）因为a基因和b基因是独立遗传的，所以这两对基因应该分别位于图中的两对同源染色体上。又由于甲植株（纯种）的一个a基因发生突变，所以该细胞的基因型应该是aabb，性状是扁茎缺刻叶。（3）植株虽已突变但由于a对a的显性作用，b对b的显性作用，在植株上并不能表现出突变性状。当突变发生于体细胞时，突变基因不能通过有性生殖传给子代；要想让子代表现出突变性状，可对突变部位的组织细胞进行组织培养，而后让其自交，后代中即可出现突变性状。（4）杂交育种和单倍体育种两种方法都能取得不错的效果。答案：（1）一个碱基的替换（或碱基对改变或基因结构的改变）（2）aabb扁茎缺刻叶（3）该突变均为隐性突变，且基因突变均发生在甲和乙的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。取发生基因突变部位的组织细胞，通过组织培养技术获得试管苗，让其自交，其子代即可表现突变性状。（4）方法一：杂交育种方法二：单倍体育种15.（2013年潍坊模拟）由于日本福岛核电站发生核物质泄漏，我国政府从2011年3月24日起，禁止从日本12个郡县进口食品、食用农产品及饲料。请回答下列有关问题：（1）核电站泄露的高浓度放射性物质可能导致高等生物产生的变异类型是，这些变异会通过遗传给后代。（2）核泄漏发生后，放射性物质在生