高三生物二轮知能达标练习第22讲基因突变和基因重组.docx
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高三生物二轮知能达标练习第22讲基因突变和基因重组
2019高三生物二轮知能达标练习-第22讲基因突变和基因重组
知能达标训练
真题演练
1、(2017·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C
2、(2017·上海单科)基因突变在生物进化中起重要作用,以下表述错误的选项是
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,故C错误。
答案C
3、(2017·全国新课标)在白花豌豆品种栽培园中,偶然发现了一株开红花的豌豆植株,推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。
为了确定该推测是否正确,应检测和比较红花植株与白花植株中
A、花色基因的碱基组成B、花色基因的DNA序列
C、细胞的DNA含量D、细胞的RNA含量
解析基因是DNA分子上有遗传效应的片段,基因突变是指基因结构的改变,包括DNA上碱基对的增添、缺失和替换,不是碱基的组成发生改变,也不是细胞中的DNA含量变化和RNA含量变化,故A、C、D项都是错误的。
答案B
4、(2017·江苏生物)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。
以下表达正确的选项是
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
解析因突变性状在当代显现,假设该突变为隐性基因变为显性基因引起的,突变株为杂合子,故该变异植株自交可产生有“一秆双穗”这种变异性状的纯合子;因显微镜下不能观察到基因,故观察有丝分裂中期细胞染色体,无法判断发生基因突变的位置;将该株水稻的花粉离体培养后还需诱导染色体加倍,再筛选获得稳定遗传的高产品系。
答案B
5、(2017·宁夏理综)以下有关基因重组的表达,错误的选项是
A、非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B、非姊妹染色单体的交换可引起基因重组
C、纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D、同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
解析基因重组发生在非等位基因之间,纯合体不存在等位基因,其自交后代不发生性状分离;非同源染色体的自由组合、非姐妹染色单体的交换都可实现基因重组;男女婚配,后代个体间的差异主要是基因重组的结果。
答案C
6、(2017·高考福建卷)机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。
人白细胞介素18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化,提高机体免疫功能。
某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:
选取假设干实验小鼠,随机分成三组:
①组无辐射损伤;②组辐射损伤(60Co照射,下同);③组先辐射损伤,1天后注射IL-18。
14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了0h、12h、24h、48h后,进行细胞凋亡检测,得到的细胞凋亡相对值如下表:
组别
处理方法
0h
12h
24h
48h
①
无辐射损伤
0.046
0.056
0.048
0.038
②
辐射损伤
0.460
0.420
0.530
0.520
③
辐射损伤+IL-18
0.239
0.265
0.279
0.269
(1)选择脾细胞作为本实验材料,是因为脾脏是机体重要的________器官。
IL-18是一种淋巴因子,淋巴因子与________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传机制决定的________死亡。
从表中数据可知,细胞凋亡相对值越小,说明发生凋亡的脾细胞数目越________;从________(组别)两组数据可知,IL-18能够抑制脾细胞凋亡。
(3)科研小组还设置了第④组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组。
与第③组相比,设置第④组的目的是_____________________________。
(4)在作物育种中,可用60Co放出的γ射线使作物发生基因突变,从中筛选出优良的变异类型,这种育种方法叫做________育种,其特点是________(至少答出两点)。
解析
(1)脾脏是机体重要的免疫器官,含有免疫细胞,免疫活性物质除淋巴因子外,还有抗体和溶菌酶等。
(2)细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡。
表中细胞凋亡的相对值越小,表示发生凋亡的脾细胞数目越少,①②比较说明核辐射损伤加速小鼠脾细胞的凋亡,②③比较那么说明IL-l8能抑制核辐射损伤对小鼠脾细胞凋亡的影响。
(3)第④组实验与第③组实验的不同是先注射IL-18再进行核辐射损伤处理,其目的是比较核辐射前注射IL-18与核辐射后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响。
(4)用γ射线照射诱发基因突变,人工筛选后获得所需要的优良品种,这属于诱变育种,依据的原理是基因突变,其优点是能提高变异的频率,大幅度改良某些性状,从而加速育种的进程,缺点为变异的方向是不定向的,且有利的个体不多,需大量处理实验材料。
答案
(1)免疫抗体(溶菌酶)
(2)编程性(程序性)少②③(3)比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响(4)诱变(辐射)提高变异频率,加速育种进程;变异不定向,盲目性大;优良变异类型少(答出两点即可)
限时检测
(限时45分钟总分值80分)
【一】选择题(每题3分,共36分)
1、(2018·北京西城高三抽样)以下有关基因突变的表达,错误的选项是
A、只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变
B、诱发突变的突变率比自然突变的突变率高
C、基因突变是生物进化的重要因素之一
D、基因碱基序列改变不一定导致性状改变
解析基因突变是指DNA分子的碱基对的增添、缺失和改变。
进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变。
诱发突变是指在人工条件下提高突变频率。
基因突变产生新基因,是生物进化的重要因素。
基因碱基序列改变导致mRNA的序列改变,但由于存在多个密码子决定同一氨基酸,所以基因碱基序列改变不一定导致性状改变。
答案A
2、(2017·浙江温州十校联考)下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,谷氨酸的密码子是GAA,由此分析正确的选项是
A、控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症
B、②过程是以a链作模板,以脱氧核苷酸为原料。
由ATP供能,在酶的作用下完成的
C、运转缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU
D、人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代
解析控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换一般情况下不会引起贫血症;②过程是以α链作模板,但合成的是mRNA,所以原料用的是核糖核苷酸;根据缬氨酸的密码子GUA,可知对应的tRNA上的反密码子上碱基为CAU;人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。
答案C
3、有关基因突变的表达,正确的选项是
A、不同基因突变的频率是相同的B、基因突变的方向是由环境决定的
C、一个基因可以向多个方向突变D、细胞分裂的中期不发生基因突变
解析基因突变是遗传物质的内在变化,具有不确定性和多方向性,一般发生在DNA复制时。
答案C
4、(2018·济南一模)相同条件下,小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因
A、叶肉B、根分生区
C、茎尖D、花药
解析新基因是通过基因突变产生的,而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中,只有分裂的细胞才进行DNA分子复制,故细胞分裂频率高的组织易产生新基因。
不分裂的细胞产生新基因的难度最大。
答案A
5、(2017·杭州学军中学)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
B、翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C、所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
解析基因的中部假设编码区缺少1个核苷酸对,该基因仍然能表达,但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化,有可能出现以下三种情况:
翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
答案A
6、(2018·山东淄博一模)依据基因重组的概念,以下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D
7、(2017·上海奉贤调研)下图为一二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化曲线。
基因重组最可能发生在
A、AB段B、CD段
C、FG段D、HI段
解析由题图可知,CD段细胞内同源染色体的对数加倍,为有丝分裂后期,A~F为有丝分裂过程;GH段细胞内没有了同源染色体,因此FG段为减数第一次分裂过程,HI段为减数第二次分裂过程;基因重组主要发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。
答案C
8、(2017·银川一中)变异是生物的基本特征之一,以下不属于细菌产生的可遗传变异有
①基因突变②基因重组③染色体变异④环境条件的变化⑤染色单体互换⑥非同源染色体上非等位基因自由组合
A、①②③B、④⑤⑥
C、②③④⑤⑥D、①②③④
解析细菌属于原核生物,没有染色体,进行无性生殖,因此细菌产生可遗传变异只有基因突变,没有其他类型。
答案C
9、以下细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是
A、心肌细胞B、成熟的红细胞
C、根毛细胞D、精原细胞
解析基因突变主要发生在细胞分裂间期,基因重组发生在减数分裂过程中。
精原细胞在进行减数分裂产生精子的过程中可能会发生基因重组,也可能会发生基因突变。
答案D
10、(2017·淄博模拟)如图是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型
A、①基因突变②基因突变③基因突变
B、①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组
C、①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组
D、①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组
解析因为该个体基因型为AA,没有a基因存在,a为新基因,只能由基因A经过基因突变产生,所以A选项正确。
答案A
11、一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型变为突变型。
该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。
由此可以推断,该雌鼠的突变为
A、显性突变B、隐性突变
C、Y染色体基因突变D、X染色体基因突变
解析由于这只野生型鼠为纯合子,有一条染色体上的基因发生突变,F1的雌、雄鼠中出现性状分离,所以该突变基因为显性基因,即引起显性突变,其突变基因可能在常染色体上,也可能在X染色体上。
答案A
12、(2018·北京崇文一模)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(a→A),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,那么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,那么为基因突变。
答案D
【二】综合题(共3小题,总分值44分)
13、(14分)由于基因突变,导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。
根据图和下表回答以下问题:
第一个
字母
第二个字母
第三个
字母
U
C
A
G
A
异亮氨酸
异亮氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸
丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸
U
C
A
G
(1)图中Ⅰ过程发生的场所是________,Ⅱ过程叫________。
(2)除赖氨酸以外,图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小________。
原因是________。
(3)假设图中X是甲硫氨酸,且②链与⑤链只有一个碱基不同,那么⑤链不同于②链上的那个碱基是________。
(4)从表中可看出密码子具有________的特点,它对生物体生存和发展的意义是________。
解析
(1)I过程为翻译,在细胞质的核糖体上进行。
Ⅱ过程为转录,在细胞核中进行。
(2)由赖氨酸与表格中其他氨基酸的密码子的对比可知:
赖氨酸与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子相比,只有一个碱基的差别,而赖氨酸与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别,故图解中x是丝氨酸的可能性最小。
(3)由表格中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可知:
②链与⑤链的碱基序列分别为TTC与TAC,差别的碱基是A。
(4)从增强密码容错性的角度来解释,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸;从密码子使用频率来考虑,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸,可以保证翻译的速度。
答案
(1)核糖体转录
(2)丝氨酸要同时突变两个碱基(3)A(4)简并性增强了密码容错性;保证了翻译的速度
14、(15分)(2018·山东潍坊二模)由于日本福岛核电站发生核物质泄露,我国政府从3月24日起,禁止从日本12个都县进口食品、食用农产品及饲料。
请回答以下有关问题:
(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,放射性物质在生物体之间传递的途径主要是________,由于生态系统的________,所以,在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。
(3)某研究小组对生活在核电站周边的小鼠进行了遗传研究。
小鼠尾长的长尾与短尾(由基因A、a控制),尾形的弯曲与正常(由基因B、b控制)各为一对相对性状。
从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本,多只基因型相同的雄鼠作父本,杂交所得F1的表现型及其比例如图一所示,请分析回答:
①小鼠的尾长和尾形这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律?
请简述判断的理由。
②母本通过减数分裂产生卵细胞的基因型为________。
③让F1中全部长尾弯曲尾雌鼠与短尾正常尾雄鼠杂交,F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为________。
④小鼠毛色的黄与灰是一对相对性状,由位于常染色体上的基因D、d控制,且基因D纯合使胚胎致死。
假设亲本基因型为DdXBXb和DdXBY,请参照图一格式在图二中表示出子代的表现型及比例。
解析
(1)放射性物质能够诱导基因突变和染色体变异,并通过有性生殖(减数分裂和受精作用)传递给后代。
(2)物质循环在生物群落中,途径主要是食物链和食物网,由于生态系统的物质循环是全球性的(生物地化循环),所以,在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。
(3)①分析图示可知:
杂交后代的四种表现型比例为9∶3∶3∶1,符合基因自由组合定律的分离比,也可把两对性状分别统计,然后综合考虑。
②根据图示表现型及比例可以推断亲代基因型为AaXBXb×AaXBY,母本(AaXBXb)通过减数分裂产生卵细胞的基因型为:
AXB、AXb、aXB、aXb。
③F1中长尾弯曲尾雌鼠的基因型有四种(1/6AAXBXB、1/3AaXBXB、1/6AAXBXb、1/3AaXBXb),短尾正常尾雄鼠基因型为aaXbY,分别杂交,F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为1/24。
此题也可把两对基因分别计算,然后综合考虑。
④先根据亲本基因型写出子代的表现型及比例,然后参照图一格式在图二中画图,注意考虑DD胚胎致死和致死后的基因型频率转换。
答案
(1)基因突变、染色体变异减数分裂和受精作用
(2)食物链和食物网物质循环是全球性的
(3)①符合。
控制尾长和尾形的基因分别位于常染色体和X染色体上,两对基因独立遗传(或:
杂交后代的四种表现型比例为9∶3∶3∶1,符合基因自由组合定律的分离比)
②AXB、AXb、aXB、aXb
③1/24
④见图
15、(15分)(2017·广东六校二次联考)下图为具有2对相对性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(A基因和B基因是独立遗传的),请分析该过程,回答以下问题:
甲
乙
(1)上述两个基因发生突变是由于________引起的。
(2)右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(写Aa不得分)扁茎缺刻叶(写扁茎不得分)表示出两对基因分别位于两对同源染色体上即可(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。
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