2020版高考新创新一轮复习生物通用版学案：必修②第三单元第1讲基因突变和基因重组

第1讲 基因突变和基因重组

一、基因突变
1．基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症

2．基因突变的相关知识归纳

二、基因重组

[基础微点全练]
1. 判断正误
(1)遗传病是指基因结构改变而引发的疾病(×)
(2017·江苏卷，T6A)
(2)(同源染色体中)非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异(2017·天津卷，T4D)(×)
(3)依据中心法则，若原核生物中的DNA编码序列发生变化后，相应蛋白质的氨基酸序列不变，则该DNA序列的变化是DNA发生碱基替换(2016·海南卷，T25C)(√)
(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间自由组合，导致基因重组(×)
(5)纯合子自交因基因重组导致子代性状分离(×)
(6)减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组(×)
(7)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组(√)
(8)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生的生命活动是基因突变和基因重组(√)
2．下列与同源染色体联会无直接关系的是(　　)
A．三倍体西瓜植株一般不能形成正常种子
B．基因型为Aa的植株自交，后代出现3∶1的性状分离比
C．马和驴杂交的后代骡一般不可育
D．一对正常夫妇生了一个患猫叫综合征的孩子
解析：选D　猫叫综合征与染色体缺失有关，与同源染色体联会无关。
3．豌豆的圆粒和皱粒是一对R、r基因控制的相对性状，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。下列分析正确的是(　　)

A．R基因插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因重组
B．豌豆淀粉含量高、吸水多涨大、呈圆粒是表现型
C．在a、b过程中能发生A—T、C—G碱基互补配对
D．参与b过程的tRNA有20种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
解析：选B　根据题意“当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因”可知产生了新基因，属于基因突变，A错误；表现型是指生物表现出的性状，B正确；a表示转录，b表示翻译，过程中发生A—U、C—G碱基互补配对，C错误；tRNA的种类有61种，D错误。
4．化学诱变剂EMS能使基因中的G烷基化后与T配对，CLH2基因控制合成叶绿素水解酶。研究人员利用EMS处理野生型大白菜(叶片浅绿色)种子，获得CLH2基因突变的植株甲(叶片深绿色)和乙(叶片黄色)。下列叙述正确的是(　　)
A．植株乙叶片呈黄色，说明其叶绿素水解酶失去活性
B．获得植株甲和乙，说明EMS可决定CLH2基因突变的方向
C．若植株甲自交获得叶片浅绿色的植株，说明浅绿色为隐性性状
D．EMS处理后，CLH2基因复制一次可出现G—C替换为A—T的现象
解析：选C　植株乙叶片呈黄色，说明其叶绿素水解酶活性更高；EMS只可提高基因突变率，不能决定基因突变方向；EMS处理后，复制一次时，只能出现基因中烷基化后的G与T配对，只有在第二次复制时，才可能出现G—C替换为A—T的现象。
5．下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是(　　)
A．获得能产生人胰岛素的大肠杆菌原理是基因突变
B．非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组
C．同源染色体上的基因也可能发生基因重组
D．发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代
解析：选C　获得能产生人胰岛素的大肠杆菌属于基因工程，原理是基因重组，A错误；非同源染色体片段之间局部交换属于染色体结构变异中的易位，不是基因重组，B错误；同源染色体上的基因在减Ⅰ四分体时期可以在非姐妹染色单体之间发生交叉互换即发生基因重组，C正确；发生在花药中的变异比发生在水稻根尖内的更容易遗传给后代，而且基因重组只发生在减数分裂中，所以水稻根尖内不能发生基因重组，D错误。
6．(2019·洛阳模拟)图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的一个卵细胞中的一条染色体，两图中的字母均表示对应位置上的基因。下列相关叙述中正确的是(　　)
A．图甲中的同源染色体上最多只有三对等位基因
B．图乙中的卵细胞在形成过程中肯定发生了基因突变
C．图中的非等位基因在减数分裂过程中发生了自由组合
D．基因D、d的本质区别是碱基对的排列顺序不同
解析：选D　图甲中的同源染色体显示了有三对等位基因，实质上等位基因可以有很多对，A错误。图乙中的卵细胞在形成过程中也可能是发生了交叉互换，B错误。图中的非等位基因在减数分裂过程中不会发生自由组合，因为它们是同源染色体上的非等位基因，C错误。基因D和d的本质区别是碱基对的排列顺序不同，D正确。

一、基因突变及其与性状的关系

[试考题·查欠缺]
1．(2018·江苏高考)下列过程不涉及基因突变的是(　　)
A．经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母
B．运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C．黄瓜开花阶段用2,4­D诱导产生更多雌花，提高产量
D．香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，增加患癌风险
解析：选C　基因突变是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA，从而引起基因突变；运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基能引起基因结构的改变，属于基因突变；2,4­D属于生长素类似物，其促进黄瓜产生更多雌花不涉及基因突变；香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换，导致抑癌基因的结构发生改变，属于基因突变。
2．(2016·天津高考)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
枯草杆菌
核糖体S12蛋白第55—58位的氨基酸序列
链霉素与核糖体的结合
在含链霉素培养基中的存活率(%)
野生型
…­P­­K­P­…
能
0
突变型
…­P­­K­P­…
不能
100
注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。
下列叙述正确的是(　　)
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析：选A　根据表中信息可知，链霉素通过与野生型枯草杆菌的核糖体的结合，抑制翻译过程，进而起到杀菌作用，突变型枯草杆菌中核糖体S12蛋白氨基酸序列改变，使链霉素不能与核糖体结合，从而对链霉素产生抗性；突变型与野生型相比只是一个氨基酸的不同，因此是碱基对的替换造成的，而非缺失；基因突变具有不定向性，链霉素只是对突变体起筛选作用。
[强知能·补欠缺]
1．辨析基因突变的一个“一定”和四个“不一定”
项目
内容
解读
一个“一定”
基因突变一定会引起基因结构的改变
基因突变使基因中碱基排列顺序发生改变
四个“不一定”
DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变
基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变，但不属于基因突变
基因突变不一定会引起生物性状的改变
①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段中。②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变
基因突变不一定都产生等位基因
病毒和原核细胞不存在等位基因，因此，原核生物和病毒基因突变产生的是新基因
基因突变不一定都能遗传给后代
①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传给后代，但有些植物可能通过无性生殖遗传给后代。②如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子遗传给后代
2.明确基因突变对蛋白质影响的三种情况
碱基对
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列
增添
大
不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列
缺失
大
不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列
[练题点·全过关]
1．(2019·长春调研)下列关于基因突变的说法，错误的是(　　)
A．没有外界因素诱导也可能发生基因突变
B．有丝分裂间期最易发生基因突变
C．基因突变不一定会引起性状改变
D．体细胞中的突变基因都不能遗传给后代
解析：选D　基因突变可以自然发生，也可以在外界因素如紫外线、X射线、γ射线的诱导下发生；间期进行DNA复制，最容易发生基因突变；由于密码子的简并性，一种氨基酸对应多种密码子或基因型AA突变成Aa等情况下，基因突变不一定会引起性状改变；体细胞中的突变基因可以通过无性生殖遗传给子代。
2．(2015·海南高考)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变
D．在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析：选B　基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因；X射线的照射会影响基因B和基因b的突变率；基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变；在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变。
3．如图为皱粒豌豆形成的原因和囊性纤维病的病因图解。下列叙述正确的是(　　)
―→―→―→
―→―→―→
A．淀粉分支酶基因与外来DNA序列发生了基因重组
B．图中CFTR基因和淀粉分支酶基因都发生了基因突变
C．淀粉分支酶基因发生的结构变化可以用显微镜观察
D．CFTR基因结构异常后无法进行转录和翻译
解析：选B　由题图可知，插入外来DNA序列后，淀粉分支酶基因结构异常，从这一结果来看，基因结构改变是发生了基因突变，而不是基因重组，A错误；CFTR基因发生了碱基缺失，使基因结构改变，同样属于基因突变，B正确；基因突变不能在显微镜下观察到，C错误；由图中信息CFTR基因结构异常，合成的CFTR蛋白功能异常可知，CFTR基因结构异常后进行了转录和翻译，D错误。
二、基因重组
[试考题·查欠缺]
1．(2018·海南高考)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了(　　)
A．基因重组　　　　　　 B．染色体重复
C．染色体易位 D．染色体倒位
解析：选A　根据题干信息“同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换”可知，在配子形成过程中发生了交叉互换型基因重组，进而导致配子具有多样性。
2．(2019·大庆模拟)下列有关基因重组的说法，正确的是(　　)
A．基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因
B．同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，形态大小一定相同的两条染色体
C．基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中
D．基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换过程中
解析：选D　基因突变可产生新的基因；同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，在减数分裂过程中配对的两条染色体，它们形态大小不一定相同，如X、Y染色体；自然条件下的基因重组发生在真核生物细胞减数分裂过程中，转基因技术也属于基因重组。
[强知能·补欠缺]
1．基因重组是指在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。基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。
2．基因重组来源于减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因的自由组合及同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换。
3．多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。
4．含一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
5．肺炎双球菌的转化实验、转基因技术等属于广义的基因重组。
[练题点·全过关]
1．下列有关基因突变、基因重组和染色体变异的叙述，错误的是(　　)
A．三倍体无子西瓜的培育过程利用了染色体变异的原理
B．基因突变、基因重组和染色体变异决定了生物进化的方向
C．基因重组可以产生新的基因型
D．基因突变不一定都会引起生物性状的改变
解析：选B　基因突变、基因重组、染色体变异是可遗传的变异，变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。
2．某雄性动物的基因型为AaBb。如图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图甲细胞处于减数第一次分裂，称为初级精母细胞
B．由图甲可知，该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变
C．由图乙可知，另三个精细胞的基因型分别为ab、AB、AB
D．在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b
解析：选D　图甲细胞中没有同源染色体，处于减数第二次分裂前期，为次级精母细胞；由图甲可知，四分体时期染色体发生交叉互换，由此引起的变异属于基因重组；该细胞经减数分裂形成的四个精子，可能发生过交叉互换，如果发生交叉互换，则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab；根据图中细胞中的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞一极的基因可能是A、a、b、b。

科学思维——姐妹染色单体上等位基因的来源
1．(2013·海南高考)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是(　　)
A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同
C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
解析：选D　基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换，A正确；由于密码子的简并性等原因，基因突变后不一定会引起氨基酸序列的改变，因此基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同，B正确；自然界中所有生物共用一套遗传密码，C正确；减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，因此基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中，但不会存在于同一个配子中，D错误。
2．某动物的初级卵母细胞中，由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因一定不是(　　)
A．发生基因突变　　　 B．发生过交叉互换
C．染色体结构变异 D．发生了自由组合
解析：选D　两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同的原因有三种可能：间期发生了基因突变、四分体时期发生过交叉互换或发生过染色体结构变异。自由组合只发生在非同源染色体间。
3．如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，根据图像判定每个细胞发生的变异类型，正确的是(　　)

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：选C　图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的，图中①②的变异只能来自基因突变；③处于减Ⅱ后期，A与a的不同可能来自基因突变或减Ⅰ前期的交叉互换(基因重组)。
4．下面甲、乙两图为某二倍体高等生物某细胞分裂过程中不同时期模式图。相关叙述正确的是(　　)

A．在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换
B．甲、乙两图说明该细胞分裂过程中发生了染色体变异
C．甲细胞中有两个染色体组，8条姐妹染色单体
D．若图乙表示卵细胞，则图甲表示次级卵母细胞
解析：选A　图甲细胞中没有同源染色体，可判定为处于减数第二次分裂中期。比较图甲和图乙中第3条(从左到右数)染色体颜色与形态，可知在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换，而非染色体变异；甲细胞中只有一个染色体组，8条姐妹染色单体；若图乙表示卵细胞，根据甲和乙中对应染色体的颜色，可知图甲表示第一极体而非次级卵母细胞。
[素养提升]
学会姐妹染色单体上等位基因的来源判断方法
1．据细胞分裂图判断
图示


解读
(1)如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
(2)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
(3)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。
2.据细胞分裂方式判断
(1)如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
(2)如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
3．据亲子代基因型判断
(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。
(2)如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。


一、选择题
1．(2019·哈尔滨三中一模)下列关于生物变异的叙述中，错误的是(　　)
A．DNA分子中碱基对的替换一定会引起生物性状的改变
B．非姐妹染色单体上的A和a基因互换一般属于基因重组
C．突变和基因重组能为进化提供原材料，但不决定生物进化的方向
D．采用低温处理萌发的种子可获得茎秆粗壮的植株
解析：选A　DNA分子中碱基对的替换不一定会引起生物性状的改变，如替换的是不决定氨基酸的碱基对，或替换前后决定的是同一种氨基酸；A和a基因位于一对同源染色体的非姐妹染色单体上，互换一般属于基因重组；突变和基因重组是可遗传的变异，能为进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向；低温处理萌发的种子可诱导染色体数目加倍获得茎秆粗壮的多倍体植株。
2．(2019·德阳模拟)下列有关变异和进化的叙述，正确的是(　　)
A．可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体数目变异
B．自然界中的有利变异往往可以决定生物进化的方向
C．若种群中的个体随机交配，则后代的基因频率与亲代相同
D．基因突变的频率很低，但它仍可为生物进化提供原材料
解析：选D　可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异；染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，A错误；变异是不定向的，不能决定生物进化的方向，B错误；哈迪­温伯格平衡定律需要满足以下条件：种群足够大、种群个体间随机交配、没有突变、没有选择、没有迁移，这样才能使种群的基因频率保持不变，C错误；单个基因的基因突变频率很低，但在种群中突变的量是很大的，故它可为生物进化提供原材料，D正确。
3．下列有关生物变异的叙述中，正确的是(　　)
A．基因突变一定会导致基因结构发生改变
B．染色体结构变异一定会导致基因结构发生改变
C．基因突变一定会导致种群的基因频率发生改变
D．基因重组可能会导致种群的基因频率发生改变
解析：选A　基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变，A正确；染色体结构变异，使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，但基因结构未发生改变，B错误；基因突变具有不定向性，如在基因H突变成基因h的同时，基因h也可能突变成基因H，所以基因突变不一定会导致种群基因频率的改变，C错误；基因重组是非等位基因的重新组合，基因频率是等位基因间所占的百分比，在概率上二者互为独立事件，D错误。
4．下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述，正确的是(　　)
A．由碱基对改变引起的DNA分子结构的改变就是基因突变
B．减数分裂过程中，控制一对性状的基因不能发生基因重组
C．淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列不属于基因突变
D．小麦植株在有性生殖时，一对等位基因一定不会发生基因重组
解析：选D　基因是有遗传效应的DNA片段，如果由于碱基对的改变而引起DNA分子结构的改变，但是基因结构没有发生改变则不属于基因突变，A错误；同一性状可能由一对或多对等位基因控制，控制同一性状的非同源染色体上的非等位基因可以重新组合，B错误；淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列属于基因突变，C错误；一对等位基因在有性生殖时不会发生基因重组，D正确。
5．图中 a、b、c、d 分别表示不同的变异类型，下列有关说法正确的是(　　)

①a表示易位，b表示基因重组
②c属于基因突变
③d属于染色体结构变异的缺失或重复
④a～d中能够遗传的是c
A．①③　　　　　　　　　 B．②④
C．①④ D．②③
解析：选D　a表示同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，不是易位，①错误；c是基因中碱基对的缺失或增添，属于基因突变，②正确；d属于染色体结构变异的缺失或重复，③正确；a、b、c、d都是可遗传变异，④错误。
6．(2019·长春模拟)下列有关生物变异的叙述，正确的是(　　)
A．某DNA分子中发生了碱基对的增添，但却未发生基因突变
B．在高倍镜下认真观察染色体，可判断基因突变的具体部位
C．基因重组就是指非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合
D．染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异
解析：选A　如果DNA分子中发生的碱基对的增添在非基因片段，则未发生基因突变，A正确；在高倍镜下观察不到基因突变的具体部位，B错误；基因重组包括非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合及同源染色体之间的非姐妹染色单体之间的交叉互换，C错误；染色体之间交换部分片段，如果是发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异，如果是发生在同源染色体之间，则属于基因重组，D错误。
7．如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)

A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
解析：选B　首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确定赖氨酸的密码子为AAG，①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，④处碱基对替换后密码子为AAA后仍是赖氨酸，②处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。
8．下列变异的原理一般认为属于基因重组的是(　　)
A．将转基因的四倍体与正常的二倍体杂交，生产出不育的转基因三倍体鱼苗
B．血红蛋白氨基酸排列顺序发生改变，导致某些血红蛋白病
C．一对表现型正常的夫妇，生下了一个既白化又色盲的儿子
D．高产青霉素的菌株、太空椒等的培育
解析：选C　将转基因的四倍体与正常的二倍体杂交，生产出不育的转基因三倍体鱼苗属于染色体变异；血红蛋白氨基酸排列顺序发生改变，导致某些血红蛋白病属于基因突变；一对表现型正常的夫妇，生下了一个既白化又色盲的儿子属于基因重组；高产青霉素的菌株、太空椒等的培育属于基因突变。
9．突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是(　　)

①正常基因纯合细胞　②突变基因杂合细胞　③突变基因纯合细胞
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：选D　着丝点断裂后，两条染色体中的姐妹染色单体成为染色体向细胞两极移动时是随机组合的，移向细胞同一侧的可能为相同基因，也可能是正常基因与突变基因，因此可能产生正常基因的纯合细胞、突变基因的纯合细胞、突变基因的杂合细胞三种。
10．Tay­Sachs病是一种基因病，可能是由基因突变从而产生异常酶引起的。下表为正常酶和异常酶的部分氨基酸序列。根据题干信息，推断异常酶的mRNA不同于正常酶的mRNA的原因是(　　)
酶的种类
密码子位置
4
5
6
7
正常酶
苏氨酸(ACU)
丝氨酸(UCU)
缬氨酸(GUU)
谷氨酰胺(CAG)
异常酶
苏氨酸(ACU)
酪氨酸(UAC)
丝氨酸(UCU)
缬氨酸(GUU)
A.第5个密码子中插入碱基A
B．第6个密码子前UCU被删除
C．第7个密码子中的C被G替代
D．第5个密码子前插入UAC
解析：选D　由表格分析可知，正常酶的第4、5、6和7号密码子依次为ACU、UCU、GUU、CAG，而异常酶的第4、5、6和7号密码子依次为ACU、UAC、UCU、GUU，比较正常酶和异常酶的密码子可知，最可能是第5个密码子前插入了UAC。
11．1962年英国格拉斯医院在非近交的小鼠中偶然发现有个别无毛且先天性胸腺发育不良的小鼠，称为裸小鼠，用“nu”表示裸基因符号。纯合型雌裸小鼠nu/nu受孕率低，乳腺发育不良且有食仔的习惯。将淋巴细胞脑膜炎性脉络病毒(LCMV)经脑内接种于裸小鼠，未导致其死亡，仅出现持续的病毒血症。以下说法错误的是(　　)
A．裸小鼠是由于基因突变造成的
B．将淋巴细胞脑膜炎性脉络病毒(LCMV)经脑内接种于裸小鼠，未导致其死亡，仅出现持续的病毒血症，这说明裸小鼠淋巴细胞正常，细胞免疫也正常
C．生产上一般采用纯合型雄鼠与杂合型雌鼠交配(♂nu/nu×♀nu/＋)可获1/2纯合型子代
D．将分泌生长激素的正常鼠垂体细胞培养后接种至裸小鼠体内，会引起被接种的裸小鼠出现持续体重增加
解析：选B　将淋巴细胞脑膜炎性脉络病毒(LCMV)经脑内接种于裸小鼠，未导致其死亡，仅出现持续的病毒血症，这说明裸小鼠淋巴细胞功能减弱，细胞免疫不正常，B错误。
12.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(如图)。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B
B．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：选D　由于“缺失染色体的花粉不育”，所以以该植株为父本，理论上测交后代应该全部表现为白色性状。后代中出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；也有可能是减数第一次分裂的四分体时期非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，B基因转移到染色单体1或2上，这种情况最为常见，D项解释最合理。
二、非选择题
13．由于基因突变，蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据题中所示的图、表回答问题：
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
精氨酸丝氨酸精氨酸
U
C
A
G

(1)图中Ⅰ过程发生的场所是______________，Ⅱ过程叫________。
(2)除赖氨酸外，对照表中的密码子，X表示哪一种氨基酸的可能性最小？________。原因是________________________________________________________________________。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且②链与⑤链只有一个碱基不同，那么⑤链上不同于②链上的那个碱基是________。
(4)从表中可看出密码子具有________，它对生物体生存和发展的意义是________________________________________________________________________。
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．已知玉米的黄粒(D)对紫粒(d)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现选择纯种紫粒抗病与黄粒不抗病为亲本杂交得到F1，F1自交得到F2，从而获取黄粒抗病植株进行深入研究。请根据材料分析回答：
(1)上述育种过程所依据的原理是_____________________________________________。
(2)正常情况下，在F2的黄粒抗病类型中，能稳定遗传的个体所占的比例为________。
(3)我国科学家应用X射线对玉米进行处理，从经处理的后代中选育并成功获得抗病性强的优良个体。该过程中，要进行“选育”的根本原因是_____________________________。
(4)某研究小组利用F1获得的一组自交及测交结果如下表：
表现型
相交方式　　　　
黄粒抗病
紫粒抗病
黄粒不抗病
紫粒不抗病
自交(后代)
898
305
138
65
测交(后代)
210
207
139
131
对以上结果甲、乙两同学作出了自己的判断。甲同学认为是基因重组的结果，乙同学认为玉米在种植过程中发生了染色体变异，从而使数据偏离正常值。
①你认为________同学的判断正确，理由是F1的自交和测交后代中均出现了____________数量偏离正常值的现象，这种偏离可能是由________引起的。
②为探究该同学的判断是否正确，你的思路是____________________________________
____________________________________________________，并在实验过程中严格控制
________________________________________________________________________。
解析：(1)经分析可知，该育种方式为杂交育种，依据的原理是基因重组。(2)F2中黄粒抗病类型的基因型为D_R_，其中能稳定遗传的是纯合子，基因型为DDRR，在黄粒抗病类型中所占的比例为1/9。(3)用X射线处理能诱发基因突变，基因突变是不定向的，且大多是有害变异，故要经过筛选获得抗病性强的优良个体。(4)①理论上F1自交后代的性状分离比应约为9∶3∶3∶1，F1测交后代的性状分离比应约为1∶1∶1∶1，但实际是黄粒不抗病和紫粒不抗病个体都偏少，可能是不抗病类型部分死亡导致的。②为探究甲同学的判断是否正确，可在控制病虫害的情况下重复自交和测交实验，观察后代的类型和比例。
答案：(1)基因重组　(2)1/9　(3)基因突变是多方向性的(不定向的)，并且有利变异不多　(4)①甲　不抗病类型　病虫害　②F1重复自交及测交(或重复实验)　影响因素(或病虫害)
15．(2019·武汉模拟)果蝇是常用的遗传实验材料。请回答：
(1)某果蝇红眼(A)对白眼(a)为显性，位于X染色体上；长翅(B)对残翅(b)为显性，位于常染色体上。一只基因型为BbXaY的雄果蝇，它的白眼基因来自亲本的____________果蝇；若此果蝇的一个精原细胞减数分裂时产生了一个基因型为BbbXa的精子，则另外三个精子的基因型分别为________。
(2)现有五个果蝇品系都是纯种，其表现型及相应基因所在的染色体如表所示。其中，2～5号果蝇品系均只有一个性状为隐性，且都由野生型(长翅、红眼、正常身、灰身)突变而来，其他性状均为显性纯合。请据表回答问题：
亲本序号
1
2
3
4
5
染色体

Ⅱ号染色体
X染色体
Ⅲ号染色体
Ⅱ号染色体
性状
野生型(显性纯合子)
残翅(v)
白眼(a)
毛身(h)
黑身(b)
其余性状均为纯合显性性状
若要进行基因自由组合定律的实验，选择1和4作亲本是否可行？________，为什么？________________________________________________________________________；
若选择2和5作亲本是否可行？________，为什么？_____________________________。
(3)研究人员构建了一个棒状眼雌果蝇CIB品系XBXb，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因e，且该基因与棒状眼基因B始终连锁在一起，如图所示。e在纯合(XBXB、XBY)时能使胚胎致死，无其他性状效应，控制正常眼的基因用b表示。为检测经X射线辐射后的正常眼雄果蝇A的精子中X染色体上是否发生了其他隐性致死突变，实验步骤：将雄果蝇A与CIB品系果蝇交配，得F1，在F1中选取大量棒状眼雌果蝇，与多个正常眼且细胞未发生致死突变的雄果蝇进行杂交，统计得到F2的雌雄数量比。预期结果和结论：如果F2中雌雄比例为________，则诱变雄果蝇A的精子中X染色体上未发生其他隐性致死突变；如果F2________，则诱变雄果蝇A的精子中X染色体上发生了其他隐性致死突变。
解析：(1)该果蝇的Y染色体来自亲本雄果蝇，则其位于X染色体上的白眼基因来自亲本雌果蝇。根据该精子的基因型推测，精原细胞在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期都异常。减数第一次分裂后期含B和b的同源染色体未分离，产生的两个次级精母细胞的基因型分别为BBbbXaXa、YY，而含BBbb的次级精母细胞在减数第二次分裂后期含b的姐妹染色单体分开后移向细胞同一极，则其产生的精细胞的基因型为BbbXa、BXa，因此其他三个精细胞的基因型为BXa、Y、Y。(2)1和4只存在一对相对性状的差异，只能验证分离定律。2和5虽然存在两对性状的差异，但是控制两对性状的基因都位于Ⅱ号染色体上，不能验证自由组合定律。要进行基因自由组合定律的实验，应选择两对性状有差异的亲本，且控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。(3)分析本小题采用结论推导结果的逆推法。假设诱变雄果蝇A的精子中X染色体上未发生其他隐性致死突变，则该果蝇的基因型为XbY。F1棒状眼雌果蝇的基因型为XeBXb，与正常眼且细胞未发生致死突变的雄果蝇(XbY)杂交，F2中XeBXb∶XbXb∶XeBY(死亡)∶XbY＝1∶1∶1∶1，则雌∶雄＝2∶1。假设诱变雄果蝇A的精子中X染色体上发生了其他隐性致死突变，设该隐性致死突变基因为m，则该雄果蝇精子的基因型为XmbY。F1棒状眼雌果蝇的基因型为XeBXmb，与正常眼且细胞未发生致死突变的雄果蝇(XbY)杂交，F2中XeBXb∶XmbXb∶XeBY(死亡)∶XmbY(死亡)＝1∶1∶0∶0，则后代全为雌性。
答案：(1)雌　BXa、Y、Y　(2)不可行　1和4只存在一对相对性状的差异　不可行　2和5控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体(Ⅱ)上　(3)2∶1　全为雌性