2022届高考生物一轮复习课后限时集训21基因突变和基因重组含解析新人教版

基因突变和基因重组

(建议用时：40分钟)

1．(2020·福建高三期末)下列过程不涉及基因突变的是(　　)

A．紫外线照射后获得青霉素产量更高的青霉菌

B．利用基因工程技术替换基因中的特定碱基

C．黄瓜开花阶段用2,4­D诱导产生更多雌花

D．CFTR基因缺失3个碱基导致囊性纤维病的发生

C　[黄瓜开花阶段用2,4­D诱导产生更多雌花，该过程未发生基因突变，C符合题意。]

2．科学家研究发现野生型大肠杆菌种群中出现了两种X酶失活的突变体甲、乙。正常X酶的第38号位置为甘氨酸，突变体甲、乙的X酶该位置的氨基酸分别是精氨酸和色氨酸，且前后位置的氨基酸均不变，但研究发现，在乙的后代中又出现了野生型大肠杆菌。下列关于大肠杆菌的分析，错误的是(　　)

A．甲、乙大肠杆菌突变体的出现是基因突变的结果，应该是基因中发生了碱基对的替换

B．大肠杆菌的这种变异可以遗传给后代

C．细胞中任一基因发生突变，产生的等位基因不一定使大肠杆菌的性状发生改变

D．野生型大肠杆菌中X酶基因的改变说明该种群发生了进化

C　[大肠杆菌为原核生物，不具有等位基因，C错误。]

3．(2020·福建高三期末)某地中海贫血症的致病原因是基因中编码血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了碱基的替换(C→T)，导致mRNA中第39位密码子变为终止密码子。下列关于该病的叙述，错误的是(　　)

A．患者红细胞中血红蛋白的空间结构与正常人的不同

B．地中海贫血与囊性纤维病发生基因突变的方式不同

C．在光学显微镜下可观察到胞嘧啶(C)替换为胸腺嘧啶(T)

D．该病例说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状

C　[已知发生了碱基替换导致mRNA中第39位密码子变为终止密码子，所以患者红细胞中血红蛋白的空间结构与正常人的不同，A正确；地中海贫血是由于碱基对的替换造成的，囊性纤维病是由于碱基对的缺失造成的，基因突变的方式不同，B正确；在光学显微镜下观察不到基因突变，C错误；该病例说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，D正确。]

4．(2020·贵阳市一中高三月考)研究发现，粳稻的bZIP73基因通过与其他基因相互作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有一个脱氧核苷酸不同，导致两种水稻相应蛋白质存在一个氨基酸差异。下列叙述正确的是(　　)

A．bZIP73基因的一个核苷酸差异是由基因突变导致

B．bZIP73蛋白质的氨基酸差异是基因重组导致

C．基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质活性改变

D．此实例可说明基因与性状是简单的线性关系

A　[bZIP73蛋白质的氨基酸差异是基因突变导致，B错误；由于密码子的简并性，基因的碱基序列改变，不一定会导致表达的蛋白质活性改变，C错误；此实例不能说明基因与性状是简单的线性关系，D错误。]

5．下列有关基因重组的叙述，正确的是(　　)

A．基因重组是随机的不定向的

B．基因重组发生在受精作用过程中

C．基因重组可以产生新的性状

D．基因重组是生物变异的根本来源

A　[基因重组发生在减数分裂过程中，B错误；基因重组不能产生新的性状，只能将原有性状进行重组组合，C错误；基因突变是生物变异的根本来源，D错误。]

6．(2020·山西省大同市高三联考)如图为某二倍体生物卵原细胞分裂过程中，细胞内的同源染色体对数的变化。下列有关说法正确的是(　　)

A．基因重组最可能发生在CD段

B．只有AB段和EG段细胞内可能含有2个染色体组

C．染色体数目最多的时期在EF段

D．此图中既有卵原细胞的有丝分裂也有减数分裂

D　[基因重组发生在减数第一次分裂过程中，所以最可能发生在FG段，A错误；除AB段和EG段细胞内可能含有2个染色体组外，HI段中处于减数第二次分裂后期时，着丝点分裂后，染色体加倍，也含有2个染色体组，B错误；染色体数目最多的时期在CD段，此时着丝点分裂后，染色体加倍，染色体数目是体细胞的两倍，C错误；此图中既有卵原细胞的有丝分裂(AF段)，也有减数分裂(FI段)，D正确。]

7．(2020·北京市大兴区高三期末)下列关于生物变异的说法，错误的是(　　)

A．二倍体西瓜培育出的单倍体幼苗经秋水仙素处理，可得到二倍体纯合子

B．将一段外来DNA序列插入豌豆的淀粉分支酶基因中，会使该基因突变

C．果蝇的核基因A突变为a，正常情况下A与a会出现在同一个配子中

D．若发生染色体结构变异，则染色体上基因的数目或排列顺序发生改变

C　[果蝇的核基因A突变为a，正常情况下A与a会在减数第一次分裂后期随同源染色体分离而分离，所以不会出现在同一个配子中，C错误。]

8．二倍体生物(2n＝6)的某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如下，字母表示基因。据图分析，下列叙述正确的是 (　　)

A．该细胞中非同源染色体的组合类型有4种

B．①中发生了染色体的互换，一定导致基因重组

C．产生Aa基因型配子是发生了基因重组的结果

D．该细胞可形成4个精细胞，共4种基因型

D　[该细胞中非同源染色体的组合类型有2×2×2＝8种，A错误；①中发生了同源染色体的姐妹染色单体之间的互换，若交换部位含有的基因相同，则没有发生基因重组，B错误；图中A移接到了a所在的染色体上，即发生了易位，C错误；由于A所在的片段发生了易位，所以该细胞将产生4个4种精细胞，D正确。]

9．菠菜是一种营养丰富而又常见的蔬菜，性别决定方式为XY型。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶菠菜幼苗。雌雄株都有。请回答下列问题：

(1)野生型窄叶雌菠菜在有性生殖过程中，细胞中一定发生基因重组的时期是____________________，该时期细胞分裂结束后，细胞最明显的变化有______________________、______________________。

(2)有人对阔叶菠菜幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二可能是染色体数目加倍成为多倍体。请利用显微镜设计一个简单的实验鉴定阔叶菠菜出现的原因。____________________________________________

________________________________________________________________。

(3)已经证实阔叶是显性突变所致，由于雄株菠菜幼苗产量高于雌株，为了区分雌雄植株。需要先通过杂交实验判断控制阔叶的基因是否位于X染色体上，可选表现型为_______________________________的菠菜进行杂交。

[解析]　(1)在有性生殖过程中，减数第一次分裂后期同源染色体一定分离，非同源染色体自由组合，实现基因重组，减数第一次分裂前期可能发生同源染色体中非姐妹染色体单体交叉互换实现基因重组。初级卵母细胞MI结束产生一大一小两个细胞，细胞中染色体数目减半。(2)由于染色体变异可在显微镜下观察到，而基因突变在显微镜下观察不到，故最简单的实验设计是取野生型窄叶植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，显微观察有丝分裂中期细胞内染色体数目。若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多对野生型窄叶雌性植株与突变型阔叶雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型窄叶全为雄株，突变型阔叶全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型窄叶和突变型阔叶雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。

[答案]　(1)减数第一次分裂后期　产生一大一小两个细胞　细胞中染色体数目减半　(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片。用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体数目加倍，则说明是染色体数目加倍的结果，否则为基因突变的结果　(3)野生型窄叶雌株与阔叶雄株

10．(2020·河南省高三期末)某种苹果成熟果实果皮红色(A)对绿色(a)为显性，独立遗传的基因B只对基因型为Aa的个体有一定抑制作用使其果皮呈粉色。请回答下列问题：

(1)基因型为AaBb的植株自交，子一代果皮的表现型及比例为________________________，子代中自交不发生性状分离的个体占________。

(2)现有自交不发生性状分离的红果皮植株和绿果皮植株若干，请完成下列鉴别其基因型的实验分析： 任选一株红果皮植株与绿果皮植株杂交，检测子代成熟果实颜色类型及比例。

①若子一代植株所结果实成熟时全部为红果皮，则亲代中红果皮植株与绿果皮植株的基因型分别为________；

②若____________________________，则亲代中红果皮植株与绿果皮植株的基因型分别为AABb、aaBb；

③若子一代植株所结果实成熟时全部为粉果皮，让子一代植株再自交，子二代植株所结果实成熟时，红果皮∶粉果皮∶绿果皮＝1∶2∶1，则________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(3)一株基因型为AaBb的植株出现结绿皮果实的枝条，绿果皮果实出现的原因可能是________(填“基因突变”“基因重组”或“染色体变异”)。

[解析]　(1)基因型为AaBb的植株自交，子一代，红果皮(4AA__、2Aabb)∶粉果皮(6AaB_)∶绿果皮(3aaB_、1aabb)＝6∶6∶4，其中4AA__(4/16)、3aaB_(3/16)、1aabb(1/16)的自交子代都不发生性状分离，约占1/2。(2)欲鉴别自交不发生性状分离的红果皮植株和绿果皮植株的基因型，任选一株红果皮植株与绿果皮植株杂交时，①子代全表现为红果皮，可选择AAbb与aabb杂交。②选择AABb与aaBb杂交，子代果实成熟时红果皮∶粉果皮＝1∶3。③选择AABB与aaBB杂交，子一代全部表现为粉果皮，子一代植株再自交，子二代植株中红果皮∶粉果皮∶绿果皮＝1∶2∶1。(3)一株基因型为AaBb的植株出现结绿皮果实的枝条，原因可能是发生了基因突变，导致该枝条的基因型变为aaBb，也可能是染色体结构或数目变异，导致该枝条的相关基因型变为aBb。

[答案]　(1)红果皮∶粉果皮∶绿果皮＝6∶6∶4　1/2　(2)①AAbb、aabb　②子一代植株所结果实成熟时，红果皮∶粉果皮＝1∶3　③亲代中红果皮植株与绿果皮植株的基因型分别为AABB、aaBB　(3)基因突变、染色体变异

11．(2020·山东等级考)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是(　　)

A．操作过程中出现杂菌污染

B．M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸

C．混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质

D．混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变

B　[若操作过程中出现杂菌污染，则基本培养基上会有杂菌生长，从而出现菌落，A正确；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸，则M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后会出现许多由单个细菌形成的菌落，但由于M、N菌株的遗传物质没有改变，将这些菌落分别接种到基本培养基上时，培养后不会再有菌落出现，B错误；若混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质或菌株中已突变的基因再次发生突变，都会造成遗传物质改变，则混合培养一段时间，充分稀释涂布到基本培养基上培养后会有菌落出现，将这些菌落再分别接种到基本培养基上培养后，也会有菌落出现，C、D正确。]

12．(2020·湖南高三期末)苯丙酮尿症(PKU)是人体内缺少苯丙氨酸羟化酶(酶①)导致的苯丙酮酸积累，进而对婴儿神经系统发育造成影响而出现智力低下。某人群中致病基因频率为1/100，A/a基因位于常染色体上。如图是PKU的发病示意图，下列说法正确的是(　　)

A．PKU是基因突变的结果，这种不利突变不能为进化提供原材料

B．父母正常而子代患PKU是两亲代致病基因发生基因重组的结果

C．PKU婴儿时期禁食含苯丙氨酸的食物可保证身体和智力正常发育

D．基因型Aa的个体与人群中某正常人结婚的子代正常概率为201/202

D　[PKU是基因突变的结果，基因突变是生物变异的根本来源，能为生物进化提供原材料，A错误；PKU是由一对等位基因控制的单基因遗传病，因此其形成的原因是基因分离，而不是基因重组，B错误；苯丙氨酸是一种必需氨基酸，是身体和智力正常发育必需的，且人体不能合成，必需从食物中获取，C错误；a的基因频率为1/100，则A的基因频率为99/100，在正常人中杂合子Aa的概率＝2Aa÷(AA＋2Aa)＝2/101，因此基因型Aa的个体与人群中某正常人结婚的子代正常概率＝1－2/101×1/4＝201/202，D正确。]

13．有一玉米植株(二倍体)，它的一条9号染色体有缺失，另一条9号染色体正常。该植株9号染色体上决定糊粉层颜色的基因是杂合的，缺失的染色体带有产色素的显性基因A，而正常的染色体带有无色隐性基因a。已知含有缺失染色体的花粉不能成活。如果以这样一个杂合玉米植株为父本，在测交后代中，有10%的有色子粒出现。下列解释合理的是(　　)

A．减数分裂时正常染色体上的基因a突变为A

B．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换

C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合

D．染色体组数目整倍增加

B　[题中“有10%的有色子粒出现”，说明不是个别现象，即可排除减数分裂时正常染色体上的基因a突变为A的可能，A错误。以该植株为父本，测交后代中部分表现为有色子粒，最可能的原因是减数第一次分裂的前期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，缺失染色体上的A基因交换到正常染色体上，从而产生了带有A基因的正常雄配子，所以用该植株测交，后代有部分出现有色子粒性状，B正确。自由组合指的是同源染色体的分离和非同源染色体间的自由组合，发生在减数第一次分裂后期，在减数第二次分裂过程中不会发生自由组合，C错误。染色体组数目整倍增加一般不会导致部分后代出现有色子粒，D错误。]

14．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。出现该突变体的原因可能是亲本在产生配子时发生了基因突变或染色体片段缺失(突变只涉及一个亲本的一条染色体，若一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死，且各配子的活力相同)。

(1)大豆对除草剂的抗性和敏感这对性状在遗传时遵循________定律。

(2)若抗性突变体是由于纯合亲本在产生配子时发生了基因突变，则该突变是________(填“隐性”或“显性”)突变，该突变体的基因型为________(用A、a表示)。若抗性突变体是亲本在产生配子时发生染色体片段缺失，则原敏感型大豆的基因型为__________，突变体基因型为________(缺失的基因用“0”表示)。

(3)请利用上述材料设计一个遗传实验(只做一代遗传实验)来探究该抗性突变体大豆出现的原因为(2)问中的哪一种情况(要求：写出实验方案并预期实验结果和结论)。

实验方案：______________________________________________________。

预期结果和结论：________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　(1)敏感基因与抗性基因是一对等位基因，因此大豆对除草剂的抗性和敏感这对性状在遗传时遵循分离定律。(2)由于纯合亲本在产生配子时发生了基因突变，产生了抗性突变体，则该突变是显性突变。若用A、a表示，则该突变体的基因型为Aa。若原敏感型大豆的基因型为AA(或aa)，则发生染色体片段缺失后，突变体的性状没有改变，由此推得原敏感型大豆为杂合子(Aa)，且含A的染色体片段缺失。突变体基因型为a0。(3)通过一代杂交实验来探究该抗性突变体大豆出现的原因，最简单的实验方案是让该突变体自交，观察并统计子一代的表现型及比例，确定其变异类型。对于子代的表现型及比例的推导可采取“倒推”的思路去分析，即若发生了基因突变，则该突变体自交后子代出现抗性和敏感两种表现型，且比例为3∶1；若发生了染色体片段缺失，则子代全是抗性型。

[答案]　(1)基因的分离　(2)显性　Aa　Aa　a0

(3)让该突变体自交，观察并统计子一代的表现型及比例　若子代出现抗性和敏感两种表现型(且比例为3∶1)，则是发生了基因突变；若子代全是抗性型，则是发生了染色体片段缺失