第7講 基因突變與基因重組【 知識構(gòu)建+典例特訓(xùn)】 高考生物一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精講突破

第7講基因突變與基因重組

內(nèi)容考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能內(nèi)容要求1.闡明基因重組和基因突變及其意義2.闡明基因突變的特征和原因3.描述某些基因突變能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控，甚至發(fā)生癌變生命觀念基因突變、基因重組改變生物的性狀，建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)近幾年考情2019·江蘇卷，4、2019·江蘇卷，182018·江蘇卷，15科學(xué)思維比較與分類可遺傳的變異，提高歸納與概括能力基因突變基因重組課后·分層訓(xùn)練目錄CONTENTS重溫真題

經(jīng)典再現(xiàn)///////1234/////////////////////基因突變1命題·規(guī)律探究考點(diǎn)·自主梳理重點(diǎn)·疑難突破基因突變和染色體變異均屬于突變，基因重組未引起新基因產(chǎn)生。其中在光學(xué)顯微鏡下可見的可遺傳變異為___________，分子水平發(fā)生的變異為基因突變和___________，只在減數(shù)分裂過程中發(fā)生的變異為___________，真、原核生物和病毒共有的變異類型為___________。染色體變異基因重組基因重組基因突變2.基因突變(1)基因突變的實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因突變一定會引起基因結(jié)構(gòu)的改變，即基因中堿基排列順序(遺傳信息)的改變。血紅蛋白基因突變能(3)時(shí)間：主要發(fā)生于______________或________________________(4)誘發(fā)基因突變的因素(連線)并非只發(fā)生在間期有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂前的間期(5)基因突變的特點(diǎn)一切生物

任何時(shí)期、細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上和同一DNA分子的不同部位低不同3.基因突變的意義根本來源提醒(1)基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因，如病毒和原核細(xì)胞不存在等位基因，其基因突變產(chǎn)生的是新基因。(2)基因突變不一定都能遺傳給后代。①基因突變?nèi)绻l(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中，一般不遺傳給后代，但有些植物可能通過無性生殖遺傳給后代。②如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子遺傳給后代。(1)有絲分裂前期不會發(fā)生基因突變(

)(2)基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因(

)(3)在沒有外界不良因素的影響下，生物不會發(fā)生基因突變(

)(4)一個(gè)人是否患鐮刀型細(xì)胞貧血癥能通過光學(xué)顯微鏡觀察到(

)(5)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代(

)×××√√1.(健康生活)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是分子水平基因突變造成的，能否借助顯微鏡進(jìn)行診斷？并說明理由：______________________________________________

___________。2.(生產(chǎn)實(shí)踐)某植株發(fā)生基因突變后，該植株及其有性生殖后代均不能表現(xiàn)突變性狀的原因是______________________________________________________

___________________________。能?？山柚@微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)是圓餅狀還是鐮刀狀該突變?yōu)殡[性突變，且基因突變發(fā)生在該植株的體細(xì)胞中，不能通過有性生殖傳遞給子代3.(生命觀念)基因突變頻率很低，而且大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，但為何它仍可為生物進(jìn)化提供原材料？

提示

對于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的，就整個(gè)物種來看，在漫長的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進(jìn)化有重要意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。1.基因突變與生物性狀的關(guān)系(1)基因突變引起生物性狀的改變堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個(gè)氨基酸或不改變氨基酸序列增添大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列(2)基因突變可改變生物性狀的4大原因①基因突變可能引發(fā)肽鏈不能合成；②肽鏈延長(終止密碼子推后出現(xiàn))；③肽鏈縮短(終止密碼子提前出現(xiàn))；④肽鏈中氨基酸種類改變；以上改變會引發(fā)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改變，進(jìn)而引發(fā)生物性狀的改變。(3)基因突變未引起生物性狀改變的4大原因①突變部位：基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。②密碼子簡并性：若新產(chǎn)生的密碼子與原密碼子對應(yīng)的是同一種氨基酸，此時(shí)突變基因控制的性狀不改變。③隱性突變：若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個(gè)A→a，此時(shí)性狀也不改變。④有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸的位置，但該蛋白質(zhì)的功能不變。2.(發(fā)散思維)常和基因突變聯(lián)系的“熱點(diǎn)”考向1巧借基因突變的特點(diǎn)及原因，考查生命觀念1.(2020·江蘇南通、泰州一模)科學(xué)家用甲基磺酸乙酯(EMS)對青檀萌發(fā)的種子進(jìn)行誘變處理，培育青檀彩葉植株，得到葉片表現(xiàn)為黃葉、金邊、斑葉等多種變異類型。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

) A.萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛更易發(fā)生突變 B.EMS誘導(dǎo)葉色基因中堿基對替換導(dǎo)致染色體變異 C.獲得不同類型的彩葉植株說明變異是不定向的 D.大量處理青檀種子可加快育種進(jìn)程

解析

基因突變主要發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，故萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛更易發(fā)生突變，A正確；EMS誘導(dǎo)葉色基因中堿基對替換屬于基因突變，B錯(cuò)誤；獲得不同類型的彩葉植株說明變異是不定向的，C正確；基因突變具有不定向性和多害少利性，大量處理青檀種子可加快育種進(jìn)程，D正確。B2.(2021·1月八省聯(lián)考遼寧卷)吖啶橙是一種誘變劑，能夠使DNA分子的某一位置上增加或減少一對或幾對堿基。若使用吖啶橙誘變基因，不可能產(chǎn)生的結(jié)果是(

) A.突變基因表達(dá)的肽鏈延長 B.突變基因表達(dá)的肽鏈縮短 C.突變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA堿基序列發(fā)生改變 D.突變基因所在染色體上增加或減少了一個(gè)染色體片段

解析

基因突變時(shí)，堿基對的增添、缺失和替換都有可能導(dǎo)致終止密碼提前或者滯后出現(xiàn)，從而導(dǎo)致肽鏈縮短或延長，A、B正確；轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，突變基因堿基序列的改變會導(dǎo)致mRNA堿基序列發(fā)生改變，C正確；染色體上增加或減少一個(gè)染色體片段屬于染色體變異，不屬于基因突變，D錯(cuò)誤。D

對基因突變概念的理解誤區(qū)(1)“DNA分子結(jié)構(gòu)改變”不一定是基因突變(2)“基因改變”不一定是基因突變考向2結(jié)合基因突變類型的判斷，考查科學(xué)思維能力3.(2020·江蘇南京、鹽城二模)在一個(gè)蜂群中，少數(shù)幼蟲一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而大多數(shù)幼蟲以花粉和花蜜為食將發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)(如下圖所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)AA.被甲基化的DNA片段中遺傳信息發(fā)生改變，從而使生物的性狀發(fā)生改變B.蜂群中蜜蜂幼蟲發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)C.DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對DNA部分區(qū)域的識別和結(jié)合D.胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥嘌呤配對解析

從圖中可知，被甲基化的DNA片段中遺傳信息未發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；DNMT3蛋白是DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這說明蜂群中蜜蜂幼蟲發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)，B正確；DNA甲基化后能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)，可能干擾了RNA聚合酶等對DNA部分區(qū)域的識別和結(jié)合，C正確；

胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥嘌呤配對，D正確。4.(2021·山東青島質(zhì)檢)一只突變型的雌果蠅與一只野生型雄果蠅交配后，產(chǎn)生的F1中野生型與突變型之比為2∶1，且雌雄個(gè)體之比也為2∶1，這個(gè)結(jié)果從遺傳學(xué)角度可作出合理解釋的是(

) A.該突變基因?yàn)閄染色體顯性突變，且含該突變基因的雌配子致死 B.該突變基因?yàn)閄染色體顯性突變，且含該突變基因的雄性個(gè)體致死 C.該突變基因?yàn)閄染色體隱性突變，且含該突變基因的雄性個(gè)體致死 D.X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型，且缺失會導(dǎo)致雌配子致死B解析若為X染色體顯性突變，設(shè)相關(guān)基因?yàn)锳、a，則親本雜交組合為XAXa×XaY，若含突變基因的雌配子致死，則子代為1XaXa∶1XaY，全部都為野生型，A錯(cuò)誤；若為X染色體顯性突變，則親本雜交組合為XAXa×XaY，若含突變基因的雄性個(gè)體致死，則子代1XAXa(突變型)∶1XaXa(野生型)∶1XaY(野生型)，即野生型∶突變型＝2∶1，雌性個(gè)體∶雄性個(gè)體＝2∶1，B正確；若為X染色體隱性突變，則親本雜交組合為XaXa×XAY，若含突變基因的雄性個(gè)體致死，則子代全部為雌性，C錯(cuò)誤；若X染色體片段發(fā)生缺失可導(dǎo)致突變型，假設(shè)發(fā)生缺失的X染色體為X－，則雜交組合為XX－×XY，若缺失會導(dǎo)致雌配子致死，則子代為1XX(野生型)∶1XY(野生型)，D錯(cuò)誤?；蛑亟M2命題·規(guī)律探究考點(diǎn)·自主梳理1.概念真核控制不同性狀2.類型

(1)交叉互換：___________的非姐妹染色單體的交叉互換(發(fā)生在減Ⅰ前期的四分體時(shí)期)交叉互換≠基因重組四分體(2)自由組合：位于非同源染色體上___________自由組合(發(fā)生在減Ⅰ后期)非等位基因(3)人工重組：轉(zhuǎn)基因技術(shù)(人為條件下進(jìn)行的)，即基因工程。(4)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。3.結(jié)果

產(chǎn)生新的___________，導(dǎo)致___________出現(xiàn)?；蛐椭亟M性狀4.意義及應(yīng)用生物變異生物進(jìn)化生物多樣性提醒①基因重組一般發(fā)生于有性生殖過程中，無性生殖的生物不發(fā)生，有性生殖的個(gè)體的體細(xì)胞增殖時(shí)也不發(fā)生。②多種精子和多種卵細(xì)胞之間隨機(jī)結(jié)合，導(dǎo)致后代性狀多種多樣，但不屬于基因重組。③雜合子(Aa)自交后代發(fā)生性狀分離，根本原因是等位基因的分離，而不是基因重組。(1)原核生物不存在基因重組(

)(2)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離(

)(3)一對等位基因不存在基因重組，一對同源染色體存在基因重組(

)(4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導(dǎo)致基因重組(

)(5)一對表現(xiàn)型正常的夫婦生下了一個(gè)既患白化又患色盲的兒子的原因最可能是基因重組(

)××√×√考向1結(jié)合基因重組特點(diǎn)，考查生命觀念1.(2021·1月八省聯(lián)考江蘇卷)交換是基因重組的基礎(chǔ)，A、B兩基因交換的3種模式圖如下。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.甲和乙的交換都會產(chǎn)生新的重組類型配子AbB.乙和丙的交換都會產(chǎn)生新的重組類型配子aBC.甲、乙和丙的交換都發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期D.甲、乙和丙的交換都能導(dǎo)致新物種的產(chǎn)生C解析分析甲、乙、丙，可知甲與丙都會產(chǎn)生新的重組類型Ab、aB，但乙不會，A、B錯(cuò)誤；圖中顯示的是聯(lián)會時(shí)的交叉互換，應(yīng)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，C正確；甲、丙的交換不一定能導(dǎo)致新物種的形成，他們屬于基因重組，而新物種形成的標(biāo)志是生殖隔離，乙的交換更沒有改變基因組合，D錯(cuò)誤。2.(2021·廣東六校模擬)下列有關(guān)生物體內(nèi)基因重組和基因突變的敘述，正確的是(

) A.由堿基對改變引起的DNA分子結(jié)構(gòu)的改變就是基因突變 B.減數(shù)分裂過程中，控制一對性狀的基因不能發(fā)生基因重組 C.淀粉分支酶基因中插入了一段外來DNA序列不屬于基因突變 D.小麥植株在有性生殖時(shí)，一對等位基因一定不會發(fā)生基因重組

解析

堿基對的改變引起基因結(jié)構(gòu)的改變就稱為基因突變，A錯(cuò)誤；若一對相對性狀由兩(多)對等位基因控制，則減數(shù)分裂過程中，可能發(fā)生基因重組，B錯(cuò)誤；淀粉分支酶基因中插入了一段外來DNA序列，屬于基因突變，C錯(cuò)誤；基因重組發(fā)生在兩(多)對等位基因之間，D正確。D考向2圍繞基因重組與基因突變的判斷，考查科學(xué)思維能力3.(2020·江蘇如皋、徐州、宿遷三校聯(lián)考)基因突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

) A.基因重組可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，會產(chǎn)生多種基因型 B.豌豆植株進(jìn)行有性生殖時(shí)，一對等位基因之間不會發(fā)生基因重組 C.控制一對相對性狀的基因能發(fā)生基因突變，但不能發(fā)生基因重組 D.通?；蛑亟M只發(fā)生在真核生物中，而基因突變在生物界中普遍存在C解析基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，其來源有二：一是在減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期，同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體的交換而交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組，二是在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而組合，其結(jié)果會產(chǎn)生多種基因型，A正確；基因重組是指控制不同性狀的基因的重新組合，所以豌豆植株進(jìn)行有性生殖時(shí)，一對等位基因之間不會發(fā)生基因重組，B正確；控制一對相對性狀的基因能發(fā)生基因突變，但與其他非等位基因之間能發(fā)生基因重組，C錯(cuò)誤；通常基因重組只發(fā)生在真核生物中，而基因突變在生物界中普遍存在，D正確。4.(2021·哈工大附中調(diào)研)基因型為AaBb(兩對基因獨(dú)立遺傳)的某二倍體生物有以下幾種細(xì)胞分裂圖像，下列說法正確的是(

)A.甲圖中基因a最可能來源于染色體的交叉互換B.乙圖中基因a不可能來源于基因突變C.丙產(chǎn)生的子細(xì)胞發(fā)生的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異D.丁圖中基因a的出現(xiàn)最可能與基因重組有關(guān)D解析甲圖是有絲分裂后期圖像，圖像中基因a出現(xiàn)的原因是基因突變，A錯(cuò)誤；乙圖是減數(shù)第二次分裂圖像，圖像中基因a出現(xiàn)的原因可能是染色體交叉互換，也可能是基因突變，B錯(cuò)誤；丙細(xì)胞產(chǎn)生的2個(gè)子細(xì)胞中，一個(gè)多一條染色體，一個(gè)少一條染色體，屬于染色體數(shù)目變異，但是a出現(xiàn)的原因可能是染色體交叉互換，也可能是基因突變，C錯(cuò)誤；丁圖是減數(shù)第二次分裂后期圖像，圖像中基因a出現(xiàn)的原因可能是染色體交叉互換，也可能是基因突變，基因突變的頻率是很低的，最可能的原因是減數(shù)第一次分裂前期的四分體時(shí)期發(fā)生了染色體交叉互換，染色體交叉互換會導(dǎo)致基因重組，因此基因a的出現(xiàn)最可能與基因重組有關(guān)，D正確。重溫真題

經(jīng)典再現(xiàn)31.經(jīng)典重組判斷正誤 (1)癌細(xì)胞中可能發(fā)生單一基因突變，細(xì)胞間黏著性增加(2018·全國卷Ⅱ，6A)(

) (2)基因的自發(fā)突變率雖然很低，但對進(jìn)化非常重要。(2012·海南卷，23A)(

) (3)大腸桿菌經(jīng)誘變育種可獲得人胰島素高產(chǎn)菌株。(2012·海南卷，5B)(

) (4)某二倍體植物染色體上的等位基因B1突變?yōu)锽2可能是由于堿基對替換或堿基對插入造成的。(2013·海南，22A改編)(

)

提示

(1)×癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，至少在一個(gè)細(xì)胞中發(fā)生5～6個(gè)基因突變，才能賦予癌細(xì)胞所有的特征，癌細(xì)胞表面糖蛋白等物質(zhì)減少使細(xì)胞間黏著性降低。 (2)√

(3)×

(4)√2.(2019·江蘇卷，4)下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是(

) A.基因重組只是基因間的重新組合，不會導(dǎo)致生物性狀變異 B.基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異 C.弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種 D.多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種

解析

基因重組是生物變異的來源之一，可能會導(dǎo)致生物性狀變異，A錯(cuò)

誤；因?yàn)槊艽a子具有簡并性以及基因的顯隱性等，所以基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；弱小且高度不育的單倍體植株經(jīng)加倍處理后，其染色體數(shù)目加倍而成為可育的植株，可用于育種，C正確；多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)不變，D錯(cuò)誤。C3.(2019·江蘇卷，18)人鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因突變造成的，血紅蛋白β鏈第6個(gè)氨基酸的密碼子由GAG變?yōu)镚UG，導(dǎo)致編碼的谷氨酸被置換為纈氨酸。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

) A.該突變改變了DNA堿基對內(nèi)的氫鍵數(shù) B.該突變引起了血紅蛋白β鏈結(jié)構(gòu)的改變 C.在缺氧情況下患者的紅細(xì)胞易破裂 D.該病不屬于染色體異常遺傳病

解析

密碼子由GAG變?yōu)镚UG，則模板鏈對應(yīng)的堿基由CTC變?yōu)镃AC，并不影響DNA中A與T和C與G的對數(shù)，故DNA堿基對內(nèi)的氫鍵數(shù)不會發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；由于血紅蛋白β鏈中一個(gè)氨基酸發(fā)生了改變，故血紅蛋白β鏈的結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，B正確；鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞在缺氧狀態(tài)下呈鐮刀狀，容易破裂，C正確；鐮刀型細(xì)胞貧血癥屬于單基因遺傳病，D正確。A4.(2018·江蘇卷，10)下列過程不涉及基因突變的是(

) A.經(jīng)紫外線照射后，獲得紅色素產(chǎn)量更高的紅酵母 B.運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個(gè)基因中的特定堿基 C.黃瓜開花階段用2，4－D誘導(dǎo)產(chǎn)生更多雌花，提高產(chǎn)量 D.香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，增加患癌風(fēng)險(xiǎn)

解析

紫外線、X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA，A項(xiàng)涉及基因突

變；運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個(gè)基因中的特定堿基能引起基因結(jié)構(gòu)的改變，B項(xiàng)涉及基因突變；2，4－D屬于生長素類似物，其作用機(jī)理不涉及基因結(jié)構(gòu)的改變，C項(xiàng)不涉及基因突變；香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，導(dǎo)致抑癌基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，D項(xiàng)涉及基因突變。C5.(2019·海南卷，11)下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是(

) A.高等生物中基因突變只發(fā)生在生殖細(xì)胞中 B.基因突變必然引起個(gè)體表現(xiàn)型發(fā)生改變 C.環(huán)境中的某些物理因素可引起基因突變 D.根細(xì)胞的基因突變是通過有性生殖傳遞的

解析

高等生物中基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞或生殖細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；由于密碼子的簡并性，基因突變不一定引起個(gè)體表現(xiàn)型發(fā)生改變；顯性純合子中只有一個(gè)基因發(fā)生隱性突變，表現(xiàn)型也不發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；環(huán)境中的某些物理因素如射線可引起基因突變，C正確；根細(xì)胞不是生殖細(xì)胞，其基因突變只能通過無性生殖傳遞，D錯(cuò)誤。C6.(2017·天津卷，4)基因型為AaBbDd的二倍體生物，其體內(nèi)某精原細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)同源染色體變化示意圖如圖。敘述正確的是(

)A.三對等位基因的分離均發(fā)生在次級精母細(xì)胞中B.該細(xì)胞能產(chǎn)生AbD、ABD、abd、aBd四種精子C.B(b)與D(d)間發(fā)生重組，遵循基因自由組合定律D.非姐妹染色單體發(fā)生交換導(dǎo)致了染色體結(jié)構(gòu)變異B解析由圖可知，基因b所在的片段發(fā)生了交叉互換，因此等位基因B和b的分離發(fā)生在初級精母細(xì)胞和次級精母細(xì)胞中，而等位基因A、a和D、d的分離只發(fā)生在初級精母細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；若不發(fā)生交叉互換，該細(xì)胞將產(chǎn)生AbD和aBd兩種精子，但由于基因b所在的片段發(fā)生了交叉互換，因此該細(xì)胞能產(chǎn)生AbD、ABD、abd、aBd四種精子，B正確；基因B(b)與D(d)位于同一對同源染色體上，它們之間的遺傳不遵循基因自由組合定律，C錯(cuò)誤；同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交換只是導(dǎo)致基因重組，染色體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。7.(2020·全國卷Ⅰ，32)遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐?；卮鹣铝袉栴}： (1)生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，分別是_____________________。 (2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳，原因是____________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是_____________________________________________。

答案

(1)在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組(2)控制新性狀的基因型是雜合的通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代解析

(1)交叉互換型基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期同源染色體聯(lián)會過程中，在該過程中非姐妹染色單體之間進(jìn)行交叉互換；自由組合型基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，伴隨著非同源染色體的自由組合，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。(2)誘變育種過程中，突變體一般為雜合子，即控制新性狀的基因型是雜合的，不能穩(wěn)定遺傳；對于雜合子，可以采用連續(xù)自交和不斷選擇的方法，獲得純合子，即通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代。課后·分層訓(xùn)練41.(2015·海南卷，19)關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述，錯(cuò)誤的是(

) A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因 B.X射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率 C.基因B中的堿基對G－C被堿基對A－T替換可導(dǎo)致基因突變 D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導(dǎo)致基因b的突變

解析

根據(jù)基因突變的不定向性，突變可以產(chǎn)生多種等位基因，A正確；X射線屬于物理誘變因子，可以提高基因突變率，B錯(cuò)誤；基因突變包括堿基對的替換、增添、缺失三種情況，C選項(xiàng)屬于替換，D選項(xiàng)屬于增添，C、D正確。B2.(2021·安徽安慶期中)基因D因堿基對A/T替換為G/C而突變成基因d，則下列各項(xiàng)中一定發(fā)生改變的是(

) A.d基因在染色體上的位置

B.d基因中的氫鍵數(shù)目 C.d基因編碼的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

D.d基因中嘌呤堿基所占比例

解析

D和d屬于等位基因，位于同源染色體的同一位置上，A錯(cuò)誤；堿基對A/T之間有兩個(gè)氫鍵，G/C之間有三個(gè)氫鍵，堿基對A/T替換為G/C會使基因中的氫鍵數(shù)目改變，B正確；由于密碼子具有簡并性，基因突變后編碼的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能不變，C錯(cuò)誤；基因中嘌呤堿基與嘧啶堿基比例相等，各占1/2，D錯(cuò)誤。B3.(2021·遼寧撫順聯(lián)考)下圖為某細(xì)胞一個(gè)DNA片段中a、b、c三個(gè)基因的分布狀況，圖中Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的序列。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.該DNA片段中含有3個(gè)起始密碼子B.若片段中a基因整體缺失，該變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異C.若c中堿基對發(fā)生改變，則性狀一定會發(fā)生改變D.在四分體時(shí)期，b、c之間可能會發(fā)生交叉互換解析

圖示為DNA片段，而起始密碼子位于mRNA上，A錯(cuò)誤；若片段中a基因整體缺失，是染色體水平的變異，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，B正確；c中堿基對發(fā)生變化，由于密碼子的簡并性，生物體性狀不一定會發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；在減數(shù)分裂中交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，D錯(cuò)誤。B4.(2021·湖南長郡中學(xué)聯(lián)考)下圖是某個(gè)二倍體(AABb)動物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷錯(cuò)誤的是(

)A.甲、乙均為基因突變所致B.乙中有2個(gè)染色體組C.丙為MⅠ交叉互換所致D.甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代D解析分析題圖：甲細(xì)胞含有同源染色體，且著絲點(diǎn)分裂，處于有絲分裂后期；乙細(xì)胞不含有同源染色體，且著絲點(diǎn)分裂，處于減數(shù)第二次分裂后期；丙細(xì)胞不含同源染色體，且著絲點(diǎn)分裂，處于減數(shù)第二次分裂后期。由于該生物的基因型為AABb，因此甲、乙中等位基因a的出現(xiàn)都是基因突變所致，A正確；乙細(xì)胞含有2個(gè)染色體組，B正確；根據(jù)丙中染色體顏色可知，等位基因B和b出現(xiàn)的原因是MⅠ交叉互換所致，C正確；甲和乙發(fā)生的是基因突變，丙因交叉互換而導(dǎo)致基因重組，它們都屬于可遺傳的變異，但甲為體細(xì)胞的有絲分裂，體細(xì)胞突變一般不遺傳給后代，D錯(cuò)誤。5.(2021·河南百校聯(lián)盟)下列關(guān)于生物變異的敘述，正確的是(

) A.誘變因素可誘發(fā)基因突變，但不影響突變頻率及突變的方向 B.非同源染色體上的非等位基因的自由組合和同源染色體上的非姐妹染色單體間的交叉互換均屬于基因重組 C.AaBB個(gè)體自交后代發(fā)生性狀分離，根本原因是基因重組 D.染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致細(xì)胞中基因種類的變化

解析

誘變因素不能決定基因突變的方向，但可提高突變頻率，A錯(cuò)誤；非同源染色體上的非等位基因的自由組合和同源染色體上的非姐妹染色單體間的交叉互換均屬于基因重組，B正確；AaBB個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離，根本原因是等位基因的分離，而不是基因重組，C錯(cuò)誤；染色體片段的缺失可能導(dǎo)致細(xì)胞中基因數(shù)目、種類的減少，重復(fù)可導(dǎo)致細(xì)胞中基因數(shù)目的變化，但不引起細(xì)胞中基因種類的變化，D錯(cuò)誤。B6.(多選)(2020·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)二模)下列有關(guān)生物變異的敘述，正確的是(

) A.基因中堿基對的缺失或替換不一定導(dǎo)致性狀的改變 B.DNA分子中少數(shù)堿基對缺失引起多個(gè)基因不表達(dá)的現(xiàn)象屬于染色體變異 C.雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合使后代具有多樣性的現(xiàn)象屬于基因重組 D.肺炎雙球菌中的R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的現(xiàn)象屬于基因重組

解析

基因中堿基對的缺失或替換屬于基因突變，如果是隱性突變、密碼子的簡并性等，則生物的性狀不會發(fā)生改變，A正確；DNA分子中少數(shù)堿基對缺失引起多個(gè)基因不表達(dá)的現(xiàn)象屬于基因突變，B錯(cuò)誤；雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合屬于受精作用，不屬于基因重組，C錯(cuò)誤；肺炎雙球菌中的R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的現(xiàn)象屬于基因重組，D正確。AD7.(2020·江蘇南京、鹽城二)酵母菌細(xì)胞中一個(gè)基因發(fā)生突變后，使mRNA中段增加了連續(xù)的三個(gè)堿基AAG(終止密碼子有UGA、UAG、UAA)。據(jù)此推測，下列敘述錯(cuò)誤的是(

) A.突變后的基因在復(fù)制時(shí)參與復(fù)制的嘧啶脫氧核苷酸的比例不改變 B.突變后的基因編碼的多肽鏈最多只有兩個(gè)氨基酸與原多肽鏈不同 C.突變后的基因表達(dá)時(shí)可能會提前停止翻譯 D.突變前后的基因在編碼多肽鏈過程中需要的tRNA種類可能相同B解析酵母菌細(xì)胞中的基因?yàn)镈NA片段，為雙鏈，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，雙鏈DNA中嘌呤堿基數(shù)和嘧啶堿基數(shù)各占1/2，基因突變前后該比例不發(fā)生改變，突變后的基因在復(fù)制時(shí)參與復(fù)制的嘧啶脫氧核苷酸的比例不改變，A正確；若AAG恰好插入某密碼子的第一個(gè)堿基的后面，且該密碼子第一個(gè)堿基為U，則剛好出現(xiàn)終止密碼子UAA，導(dǎo)致翻譯進(jìn)行到該位置停止，突變后的基因編碼的多肽鏈縮短，可能與原多肽鏈有很多個(gè)氨基酸不同，B錯(cuò)誤，C正確；基因突變前后編碼的多肽鏈中的氨基酸的種類可能不變，運(yùn)輸氨基酸的tRNA種類可能沒發(fā)生改變，D正確。8.(2021·湖南郴州質(zhì)檢)某白花品系中出現(xiàn)一紫花變異植株，將該紫花植株自交所結(jié)的種子種植后，長出的126株新植株中有46株開白花，下列敘述正確的是(

) A.該變異為環(huán)境引起的不可遺傳變異 B.該變異不可能是染色體變異 C.紫花自交子代中出現(xiàn)白花是基因重組的結(jié)果 D.可以通過連續(xù)自交提高紫花植株的純合度

解析

由題意可知紫花植株自交后代中紫花∶白花約為2∶1，后代還有紫

花，說明該變異可以遺傳，A錯(cuò)誤；該變異可能是染色體變異也可能是基因突變的結(jié)果，B錯(cuò)誤；如果該性狀是一對等位基因控制的，白花的出現(xiàn)是雌雄配子隨機(jī)結(jié)合的結(jié)果，不屬于基因重組，C錯(cuò)誤；該變異的紫花肯定是雜合子，要提高紫花植株的純合度可以通過連續(xù)自交，D正確。D9.(2021·江西九江聯(lián)考)圖甲表示果蠅某正?；蚱慰刂坪铣啥嚯牡倪^程，a～d表示4種基因突變，a為丟失T/A，b為T/A變?yōu)镃/G，c為T/A變?yōu)镚/C，d為G/C變?yōu)锳/T，假設(shè)4種突變都單獨(dú)發(fā)生；圖乙表示基因組成為AaBb的個(gè)體細(xì)胞分裂某時(shí)期圖像；圖丙表示細(xì)胞分裂過程中mRNA的含量(虛線)和每條染色體所含DNA分子數(shù)的變化(實(shí)線)。請回答下列問題。甲注：可能用到的密碼子有天冬氨酸(GAU、GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，終止密碼(UAG)(1)圖甲中過程①所需的酶主要有________。(2)圖甲中a突變后合成的多肽鏈中氨基酸的順序是________________________，在a突變點(diǎn)附近再丟失________個(gè)堿基對對氨基酸序列的影響最小。(3)圖甲中________突變對性狀無影響，其意義是________________________________________________________________。(4)導(dǎo)致圖乙中染色體上B、b不同的原因?qū)儆赺_______________(變異種類)。(5)誘發(fā)基因突變一般處于圖丙中的________階段，而基因重組發(fā)生于________階段。(填圖中字母)答案(1)RNA聚合酶(2)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸2(3)b有利于維持生物遺傳性狀的相對穩(wěn)定(4)基因突變或基因重組(5)b

d解析(1)圖甲中過程①屬于轉(zhuǎn)錄，是以DNA的一條鏈為模板形成mRNA的過程，該過程需要RNA聚合酶的參與。(2)在題干“注”中沒有與“a”突變后UAU對應(yīng)的氨基酸，但從已知的正常情況下圖甲的翻譯中得知它與酪氨酸對應(yīng)。為了不破壞其他密碼子的完整性。所以再減少2個(gè)堿基對對氨基酸序列的影響最小。(3)由多種密碼子可決定同一種氨基酸(密碼子的簡并性)可知，b突變后對應(yīng)的mRNA上的密碼子為GAC，仍與天冬氨酸相對應(yīng)。密碼子的簡并性有利于維持生物遺傳性狀的相對穩(wěn)定。(4)圖乙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，分開前姐妹染色單體上的相同位置基因不同，可能是復(fù)制時(shí)發(fā)生了基因突變，也可能是減Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生了交叉互換，即基因重組。(5)基因突變發(fā)生于DNA復(fù)制時(shí)，即分裂間期中的“S”期，而基因重組發(fā)生于堿數(shù)第一次分裂過程中。10.(2020·江蘇連云港贛中3月考)2015年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了研究DNA修復(fù)細(xì)胞機(jī)制的兩位科學(xué)家，細(xì)胞通過DNA損傷修復(fù)可使DNA(基因)在復(fù)制過程中受到損傷的結(jié)構(gòu)大部分得以恢復(fù)，如圖為其中的一種方式——切除修復(fù)過程示意圖。下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A.圖示過程的完成，可能需要多種酶的共同作用B.圖中二聚體的形成可能是物理、化學(xué)等因素的作用C.該修復(fù)過程遵循堿基互補(bǔ)配對原則D.對DNA(基因)的損傷修復(fù)，從生物變異角度看屬于基因重組D解析圖示過程的完成需要限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等的共同作用，A正確；二聚體的形成可能是受環(huán)境因素的影響，如物理、化學(xué)等因素，B正確；在兩個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸封閉缺口的過程中利用了堿基互補(bǔ)配對原則，C正確；修復(fù)過程的變化不屬于生物變異，D錯(cuò)誤。11.(多選)(2020·江蘇揚(yáng)州一模)某種霉菌的菌絲顏色由一對等位基因(A、a)控制，紅色對白色顯性。下圖表示其生活史，圖中每個(gè)子代菌絲體均由單個(gè)孢子發(fā)育而來，合子分裂產(chǎn)生的孢子是按分裂形成的順序排列的。下列相關(guān)分析正確的是(

)A.子代菌絲體出現(xiàn)1∶1的性狀分離比能直觀驗(yàn)證分離定律B.若囊中A、a孢子比例不為1∶1,說明是減數(shù)分裂過程發(fā)生交叉互換C.若囊中第一個(gè)孢子基因型為A、第二個(gè)為a，說明有絲分裂發(fā)生基因突變D.若囊中第一、二個(gè)孢子基因型為A、第三、四個(gè)為a，最可能是減數(shù)分裂中發(fā)生交叉互換ACD解析由于子代菌絲體是由子囊孢子發(fā)育形成，子囊孢子是由減數(shù)分裂形成的小孢子母細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂形成，因此子代菌絲體出現(xiàn)1∶1的性狀分離比能直觀驗(yàn)證分離定律，A正確；如果發(fā)生交叉互換，A、a的數(shù)量比是不變的，因此囊中A、a孢子比例不為1∶1，不是減數(shù)分裂過程發(fā)生交叉互換，而是發(fā)生基因突變，B錯(cuò)誤；囊中第一個(gè)孢子、第二個(gè)孢子由同一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生，如果第一個(gè)孢子基因型為A、第二個(gè)為a，說明有絲分裂發(fā)生基因突變，C正確；囊中產(chǎn)生第一個(gè)、第二個(gè)孢子的細(xì)胞與產(chǎn)生第三個(gè)、第四個(gè)孢子的細(xì)胞是由一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂形成，正常情況下，四個(gè)孢子的基因型相同，如果第一、二個(gè)孢子基因型為A，第三、四個(gè)為a，最可能是減數(shù)分裂中發(fā)生交叉互換，D正確。12.(2021·江西新余調(diào)研)黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)，而甲基化不影響DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(

)A.F1個(gè)體體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)B.堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合C.堿基甲基化不影響遺傳信息的傳遞D.A基因中的堿基甲基化引起了基因突變D解析F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色，A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化現(xiàn)象出現(xiàn)，F(xiàn)1個(gè)體體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)，A正確；RNA聚合酶與該基因的啟動子結(jié)合，但是啟動子部位甲基化可能會導(dǎo)致RNA聚合酶不能與該基因結(jié)合，B正確；堿基甲基化不影響DNA復(fù)制過程，故堿基甲基化不影響遺傳信息的傳遞，C正確；根據(jù)題干，A基因中的堿基甲基化并沒有導(dǎo)致基因中堿基對的替換、增添或缺失，不屬于基因突變，D錯(cuò)誤。13.(2020·江蘇淮安六校聯(lián)考)甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤(G)的N位置上帶有乙基而成為7－乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對，從而使DNA序列中G—C對轉(zhuǎn)換成A—T對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通?？色@得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題。 (1)由顯性基因突變成隱性基因叫隱性突變，由隱性基因突變成顯性基因叫顯性突變。經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻，其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明這種變異為________(選“顯性”或“隱性”)突變。(2)用EMS浸泡種子是為了提高_(dá)_______，某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說明變異具有________。(3)EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變化，而染色體的________不變。(4)某水稻品種經(jīng)處理后光反應(yīng)酶的活性顯著提高，這可能與相關(guān)基因突變有關(guān)。在葉肉細(xì)胞