(普查练习)第24课 基因突变和基因重组-【提分宝典】2025年新高考生物一轮全考点普查随堂课后练

第24课　基因突变和基因重组 普查与练习 24Ⅰ　基因突变 1.基因突变的概念 （1）（多选）（2025改编，3分）下列关于基因突变的叙述，错误的是（　　） A.DNA分子中发生碱基对的改变就是基因突变 B.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 C.基因突变中的碱基缺失不会导致基因数目减少 D.基因突变时一定发生基因结构的改变 E.在DNA复制过程中，更容易发生基因突变 （1）答案：AB 解析：DNA包括有遗传效应的DNA片段（基因）和无遗传效应的DNA片段，发生于后者中的碱基对变化不属于基因突变，故A项错误，符合题意。基因突变是基因内部碱基排列顺序的改变，不能通过显微镜观察到，当然也无法在有丝分裂中期通过染色体的形态进行判断，故B项错误，符合题意。基因突变指的是DNA分子中碱基的增添、缺失或替换，而基因数目不会改变，故C项正确，不符合题意。由于基因突变时，DNA分子中的碱基会发生增添、缺失或替换，所以一定发生基因结构的改变，故D项正确，不符合题意。DNA分子在复制过程中双螺旋解开，此时其稳定性降低，因此更容易发生基因突变，故E项正确，不符合题意。 （2）（经典题，2分）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图所示： 根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因的改变是（　　） A.突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添 B.突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添 C.突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添 D.突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添 （2）答案：A 解析：基因突变是指基因结构的改变，包括基因中碱基的增添、缺失或替换。若正常基因发生一个碱基的替换，由于密码子的简并性，则编码的氨基酸序列可能不变，也可能发生一个氨基酸的替换。突变基因1与正常基因决定的氨基酸相同，说明突变基因1为一个碱基的替换，由于密码子的简并性，没有导致相应氨基酸发生改变。突变基因2与正常基因决定的氨基酸只有第二个氨基酸不同，说明也可能是发生了一个碱基的替换。若正常基因发生一个碱基的增添或缺失，会导致突变位点后面碱基序列发生整体位移，编码产生的氨基酸序列和正常氨基酸序列会有很大不同。突变基因3与正常基因决定的氨基酸序列比较，从第三个氨基酸开始，之后的序列均发生改变，这是由于一个碱基的增添或缺失导致密码子重新排序，使氨基酸的种类发生改变，故A项符合题意。 2.基因突变的原因 （3）（2025汇编，2分）下列关于基因突变的说法，不正确的是（　　） A.诱发基因突变的因素只有物理因素和化学因素 B.自然状态下，在细胞分裂的间期，最容易发生基因突变 C.长期摄入亚硝酸盐会导致某些原癌基因和抑癌基因发生突变 D.太空育种主要是利用太空中的射线诱导基因发生突变 （3）答案：A 解析：诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素，如某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等，故A项错误，符合题意。自然状态下，DNA分子复制时双链打开，结构不稳定，此时最容易发生基因突变，故B项正确，不符合题意。长期摄入亚硝酸盐会导致某些原癌基因和抑癌基因发生突变，进而引发癌症，故C项正确，不符合题意。太空育种主要是利用太空中的各种射线，提高基因突变的频率，故D项正确，不符合题意。 3.基因突变的特点 （4）（多选）（2025汇编，3分）下列关于基因突变特点的说法正确的是（　　） A.病毒、大肠杆菌、动物和植物都可能发生基因突变 B.基因突变的频率很低，突变的方向与环境并无明确的因果关系 C.基因突变对生物的生存往往是有利的 D.大豆的除草剂敏感型突变成抗性型，再经诱变不可能恢复为敏感型 E.基因突变的随机性体现在一个基因可突变产生多个等位基因 （4）答案：AB 解析：所有生物均可以发生基因突变，这体现了基因突变的普遍性，故A项正确。基因突变具有低频性和不定向性，基因突变可以由外界环境诱发产生，也会自然发生，因此突变的方向与环境并无明确的因果关系，故B项正确。基因突变是否有利主要取决于生物生存的环境，故C项错误。由于基因突变具有不定向性，所以再经诱变可能恢复为敏感型，故D项错误。一个基因可突变产生多个等位基因体现了基因突变的不定向性；基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的DNA分子上，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位，故E项错误。 4.基因突变的结果和意义 （5）（2025汇编，2分）下列过程不涉及基因突变结果和意义的是（　　） A.经紫外线照射后，获得红色素产量更高的红酵母 B.有些人工诱变和自发突变既无害也无益 C.黄瓜开花阶段用2，4-D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 （5）答案：C 解析：经紫外线照射后，红酵母细胞的基因突变率会增加，从中可筛选出红色素产量更高的菌种，故A项不符合题意。基因突变的结果可能有害，可能有利，也可能既无害也无益，是中性的，故B项不符合题意。2，4-D属于一种植物生长调节剂，其作用类似于生长素，诱导黄瓜产生更多雌花的过程中没有发生基因突变，故C项符合题意。香烟中的苯并芘等化学物质能诱导原癌基因和抑癌基因发生突变，增加患癌风险，故D项不符合题意。 （6）（天津一模，4分）将眼形突变型果蝇与野生型果蝇杂交，F1均为野生型，F1雌雄果蝇交配，测得F2中野生型有300只，突变型有20只。进一步测序研究，发现与野生型果蝇相比，突变型果蝇常染色体上三个基因中的碱基发生了变化，情况如表所示。下列相关叙述错误的是（　　） A.突变基因Ⅰ、Ⅱ任意存在一个就会出现眼形突变型果蝇 B.眼形突变型果蝇的产生与突变基因Ⅲ中碱基的变化关系不大 C.突变基因Ⅰ控制合成的肽链长度增加可能与起始密码子位置变化有关 D.突变基因Ⅲ中碱基发生变化但相应蛋白质无变化，可能与密码子的简并性有关 （6）答案：A 解析：分析题干信息，F1雌雄果蝇交配，F2中野生型∶突变型＝15∶1，说明控制眼形的基因至少为两对等位基因。只考虑这两对基因，眼形突变型果蝇是双隐性个体，突变基因Ⅰ、Ⅱ只存在一个不会出现眼形突变型果蝇，故A项错误，符合题意。突变基因Ⅲ中，碱基发生变化但相应蛋白质无变化，推测眼形突变型果蝇的产生与该基因中碱基发生的变化关系不大，故B项正确，不符合题意。突变基因Ⅰ中的碱基发生了变化，使多肽链变长，原因可能是转录形成的mRNA上的终止密码子的位置延后，故C项正确，不符合题意。突变基因Ⅲ的碱基发生了变化，但相应蛋白质无变化，说明转录形成的mRNA上的相应密码子与原来的密码子对应的是同一种氨基酸，即密码子的简并性，故D项正确，不符合题意。 5.基因突变在诱变育种中的应用 （7）（2025改编，9分）水稻中淀粉的含量、直链淀粉和支链淀粉的比例及支链淀粉的精细结构等决定着水稻的产量和稻米的品质，因此水稻淀粉合成代谢的遗传研究备受关注。相关研究的部分信息如图所示，请据图回答下列问题： ①图中反映了基因与性状的关系是____________________________________ ______________________________________________________。 ②由图中所示变化可判断，水稻AGPaes基因1变为AGPaes基因2可能是发生了 　　　　　　（填变异类型）。若是在自然界中，引起图中所示变异的“某种因素”主要有　　　　　　　　　等；该变异结果在自然界中较难找到，由此可说明该种变异的特征之一是　　　　　　　。 ③若人为用γ射线照射普通野生稻（低产）后，对其进行培育，最终在种植的水稻植株中发现了几株高产水稻，此育种方法称为　　　　　　　，相对于②中的自然变异而言，主要优点是　　　　　　　　　　；γ射线的作用是　　　　　　　　　　　　，用它照射的“普通野生稻”应处于 　　　　　　　　　　的生长发育时期。 ④通过实验已知，图中高产的优良性状为显性，若用杂交育种方法，需要连续自交选择，历时较长，可通过　　　　　　　　　的方法在短时间内培育出符合生产要求的水稻品系。 （7）答案：①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状（1分）　②基因突变（1分）　紫外线、电离辐射（1分）　低频性（1分）　③诱变育种（1分）　提高了突变频率（1分）　诱发基因突变（1分）　种子萌发或幼苗（1分）　④单倍体育种（1分）　 解析：①由图中可以看出，不论是AGPaes基因1还是AGPaes基因2都是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状的。 ②图中正常酶的氨基酸数目是n，突变以后的酶含有氨基酸的数目是n＋2，说明碱基发生了改变，所以图示发生的变异类型是基因突变。引起基因突变的自然因素中物理因素较多，如紫外线、电离辐射等。该变异类型在自然界中较难找到，说明基因突变具有低频性。 ③通过人工方法诱导基因突变而获得优良品种的育种方法叫诱变育种，其优点主要是提高了基因的突变频率，因此所用的γ射线的作用是诱发基因突变，用于诱变的植物通常处于种子萌发期或幼苗期。 ④本小题重点在于审题——“较短时间”所用方法，通常是指单倍体育种。关键词有别于“简单方法”，简单方法通常是指杂交育种或自交。本题的另一关键词是“符合生产要求”，意为纯合子，即自交后代是不发生性状分离、稳定遗传的品系。 6.细胞的癌变 a.癌细胞的特征 （8）（经典题，2分）在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述，错误的是（　　） A.细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加 B.细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化 C.细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制 D.细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少 （8）答案：A 解析：细胞癌变是细胞中的基因突变累加的效应，癌细胞间的黏着性下降，容易在体内分散和转移，故A项错误，符合题意。癌变的细胞中可能发生多个基因突变，癌细胞的形态发生变化，如成纤维细胞正常呈梭形，癌变后呈球形，故B项正确，不符合题意。在致癌因子的作用下，细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制，变为癌细胞，故C项正确，不符合题意。在致癌因子的作用下，细胞中遗传物质可能受到损伤，变为癌细胞，癌变后的细胞表面的糖蛋白减少，故D项正确，不符合题意。 b.细胞癌变的原因和机理 （9）（多选）（2025汇编，3分）有资料表明：在因病死亡的总死亡率中，癌症已位居第二，成为严重威胁人类健康的疾病之一。下列与细胞癌变有关的叙述正确的是（　　） A.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一（河北经典真题） B.癌症是体内癌基因突变造成的，生活中的“病从口入”这句话并不适用于癌症的发生 C.细胞癌变是抑癌基因失活或者正常基因突变为原癌基因的结果 D.癌变细胞内发生变异的基因都不再表达（江苏经典真题） E.细胞癌变由与癌有关基因的显性突变引起（江苏经典真题） F.诱导癌细胞凋亡基因的活化可作为治疗癌症的一种思路 （9）答案：AF 解析：紫外线是一种物理致癌因子，紫外线照射可能会使DNA损伤，引起基因突变，导致皮肤癌，故A项正确。癌症是体内原癌基因突变或过量表达，或抑癌基因突变造成的，生活中的不当饮食和吸烟等会引入化学致癌因子，如亚硝酸盐、尼古丁等，因此“病从口入”这句话对癌症的发生也适用，故B项错误。人和动物的细胞内本来就有原癌基因和抑癌基因，而且这两类基因都具有重要的作用，细胞癌变是抑癌基因突变，或者原癌基因发生突变或过量表达的结果，故C项错误。细胞中的原癌基因或抑癌基因突变后仍可以表达，只是表达的蛋白质的活性改变，从而使正常细胞变为癌细胞，故D项错误。细胞癌变是原癌基因或抑癌基因发生一系列突变导致的，是基因突变的累加效果，可能发生显性突变，也可能发生隐性突变，故E项错误。癌细胞具有无限增殖的能力，诱导其凋亡基因的活化可以诱导癌细胞发生凋亡，进而可以达到治疗癌症的效果，故F项正确。 （10）（多选）（2025改编，3分）人体细胞内的原癌基因可以控制细胞的生长和分裂进程，如图是导致正常细胞成为癌细胞的三种途径。下列说法错误的是（　　） A.癌细胞被称为“不死细胞”，一般不会发生细胞凋亡，但细胞分裂周期会变长 B.原癌基因在人的正常细胞内一般不表达，在X射线等致癌因子的作用下才能表达 C.由图可知，癌细胞的出现一定是由基因突变引起的，且变异的基因不再表达 D.癌细胞表面会出现异常的抗原，且在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位 （10）答案：ABC 解析：由于癌细胞在适宜条件下能够无限增殖，所以其一般不会发生细胞凋亡且细胞周期会缩短，故A项错误，符合题意。由于原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，其在人体正常细胞内能正常表达，而致癌因子只是易诱发原癌基因发生突变或异常表达，故B项错误，符合题意。分析题图可知，癌细胞的出现可能是由基因突变引起的，且变异的基因表达出高活性蛋白，也可能是由基因多拷贝或基因移位导致产生正常蛋白质量特别多引起的，故C项错误，符合题意。细胞癌变后，细胞内特定基因表达产生异常抗原，且癌细胞的细胞膜表面糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性降低，容易在体内分散和转移，即某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位，故D项正确，不符合题意。 随堂普查练24Ⅰ 1.（北京西城区一模，2分）为获得热稳定性高的毛霉蛋白酶（SPI），提高水解豆类蛋白的能力，更好地应用于工业生产，可在PCR扩增SPI基因的过程中直接加入化学诱变剂。与用诱变剂直接处理毛霉相比，该方法效率更高。关于这种育种方法的叙述，错误的是（　　） A.仅针对SPI基因进行诱变 B.SPI基因产生了定向突变 C.SPI基因可快速累积突变 D.目标突变酶的空间结构改变 1．答案：B 解析：由于在PCR扩增SPI基因的过程中直接加入化学诱变剂，所以该化学诱变剂只针对目的基因（SPI基因）进行诱变，故A项正确，不符合题意。该化学诱变剂可以诱导该基因发生突变，但是基因突变是不定向的，故B项错误，符合题意。PCR可以快速扩增基因，在这个过程中可以快速累积突变，故C项正确，不符合题意。若基因发生突变，则其控制的酶的氨基酸种类、数目和排列顺序可能发生改变，从而可能导致酶的空间结构改变，进而有可能获得热稳定性高的毛霉蛋白酶（SPI），故D项正确，不符合题意。 2.（2023广东真题，2分）中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是（　　） A.p53基因突变可能引起细胞癌变 B.p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C.circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D.circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 2．答案：C 解析：p53是抑癌基因，p53基因突变可能引发细胞癌变，故A项正确，不符合题意。抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，故B项正确，不符合题意。circDNMT1高表达会促进其与抑癌基因p53表达的蛋白质结合，从而诱发乳腺癌，使乳腺癌细胞增殖加快，故C项错误，符合题意。据题意可知，乳腺癌的基础研究可以从circDNMT1的作用机理出发，如利用基因编辑技术减少circDNMT1的合成，使p53表达的蛋白质正常发挥作用，降低乳腺癌发生的风险，故D项正确，不符合题意。 3.（2023天津真题，4分）癌细胞来源的某种酶，比正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是（　　） A.酶基因发生突变 B.酶基因启动子发生甲基化 C.酶的某个氨基酸发生了改变 D.酶在翻译后的加工发生了改变 3．答案：B 解析：分析题干可知，癌细胞来源的某种酶活性降低，可能是该酶基因突变引起其表达的酶活性降低，故A项不符合题意。启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板，进而翻译出蛋白质。若该酶基因启动子发生甲基化，则可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成该酶，故B项符合题意。蛋白质的结构决定其功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠的方式等有关，若该酶的某个氨基酸发生变化或该酶在翻译后的加工发生了改变，则都可能使该酶的空间结构改变，从而导致其功能改变，酶活性降低，故C、D项不符合题意。 4.（2022广东真题，2分）为研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科学家构建了三组转基因小鼠（Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表达），发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤（如图）。下列叙述正确的是（　　） A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖 B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力 C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质 D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应 4．答案：D 解析：原癌基因的作用为促进细胞的正常增殖，故A项错误。肿瘤细胞在适宜的条件下具有无限增殖的能力，故B项错误。原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，题中Myc和Ras两种原癌基因在人体细胞内可以编码功能正常的蛋白质，故C项错误。据图分析，同一时间，同时转入Myc和Ras两种基因的小鼠中，肿瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras基因的小鼠，说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，故D项正确。 突破积累练　基因突变对性状的影响 1.（广东模拟，2分）某小孩因维生素B2代谢紊乱导致造血功能障碍和神经系统异常，被确诊为全世界仅有的两例纯红细胞再生障碍性贫血。经检测，该患者的基因SLC52A2发生了突变，导致维生素B2代谢紊乱，患者在坚持服用维生素B2四个月后造血功能和神经系统逐渐恢复正常。下列叙述正确的是（　　） A.该患者需要终身服用维生素B2以防止该贫血病症复发 B.该病的治愈说明维生素B2可以修复SLC52A2突变基因 C.该病的出现可说明人体细胞发生的基因突变具有普遍性 D.检测基因SLC52A2利用了DNA分子具有多样性的特点 1．答案：A 解析：题干信息显示纯红细胞再生障碍性贫血发病的根本原因是基因SLC52A2发生突变，因此患者需要终身服用维生素B2以防止该病的复发，故A项正确。服用维生素B2为患者补充了维生素来源，并未修复SLC52A2突变基因，故B项错误。该病在全世界仅出现两例，这说明人体细胞发生的基因突变具有低频性，故C项错误。对基因SLC52A2进行检测利用了DNA分子的特异性，故D项错误。 2.（湖北华中师大附中模拟，2分）水稻（2N＝24，雌雄同花）是我国重要的粮食作物，利用辐射诱发水稻D11基因突变，选育出一种纯合矮秆植株甲。将甲与正常水稻杂交，F2为3/4正常植株、1/4矮秆植株。D11基因的作用机理如图所示，BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长。研究发现，辐射也会诱发D61基因发生突变使BR受体合成受阻，即可获得另一种矮秆植株乙。下列相关叙述错误的是（　　） A.辐射诱发植株甲D11基因发生了隐性突变 B.D11隐性突变基因会导致水稻植株内BR含量减少 C.若植株乙D11基因未突变，则其D61基因最可能发生的是显性突变 D.对甲、乙植株杂交子代中的矮秆植株幼苗喷施BR可以改变其矮秆性状 2．答案：D 解析：根据题意可知，将纯合矮秆植株甲与正常水稻杂交，F2为3/4正常植株、1/4矮秆植株，后代中出现了正常∶矮秆＝3∶1的性状分离，可判断矮秆为隐性性状，因此辐射诱发D11基因发生了隐性突变，故A项正确，不符合题意。根据“BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长”，再结合D11基因的作用机理图分析可知，D11基因发生隐性突变能够抑制CYP724B1酶的合成，使水稻植株内 BR 含量减少，进而导致出现矮秆性状，故B项正确，不符合题意。水稻是二倍体植株，植株乙的D61基因发生了基因突变就能表现矮秆性状，可推测此种基因突变最可能为显性突变，故C项正确，不符合题意。根据显隐性关系，假定D11正常基因为A，D11突变基因为a，D61正常基因为b，D61突变基因为B。根据题意，甲植株的基因型为aabb，乙植株的基因型为AABb，杂交子代基因型为1/2AaBb、1/2Aabb。其中前者能合成BR，不能合成 BR受体，表现为矮秆，因此喷施BR不会改变其矮秆性状，故D 项错误，符合题意。 3.（2023.6浙江真题，2分）紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症（XP）患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（　　） A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B.填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行 C.DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利 D.随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释 3．答案：C 解析：修复过程需要切割含有损伤部分的DNA单链并延伸新链，因此需要限制酶和DNA聚合酶，故A项正确，不符合题意。填补缺口时，DNA聚合酶发挥作用，新链合成从5′到3′的方向进行，故B项正确，不符合题意。细胞增殖过程中发生DNA的复制，因此DNA有害损伤发生后，在细胞增殖前进行修复，对细胞最有利，故C项错误，符合题意。随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因可能是多次突变累积，故D项正确，不符合题意。 普查与练习24Ⅱ　基因重组 7.基因重组 （11）（多选）（2025汇编，3分）下列与基因重组有关的叙述正确的是（　　） A.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生基因重组 B.受精过程中不同基因型的雌雄配子随机结合属于基因重组 C.雌果蝇X染色体上的基因经减数分裂能产生重组型配子 D.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果 E.联会时的染色体互换实现了染色体上等位基因的重新组合 F.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离 G.基因重组可能会使DNA的结构发生改变 H.有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化 I.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型 J.基因重组可能产生原来没有的新性状组合 （11）答案：CGHIJ 解析：基因重组只发生在减数分裂过程中，故A项错误。基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合，发生在减数分裂过程中，而不是发生在受精过程中，故B项错误。由于雌果蝇有两条X染色体，同源染色体中非姐妹染色单体之间可以产生重组型配子，故C项正确。肺炎链球菌R型转化为S型是广义的基因重组，和基因突变无关，故D项错误。基因重组有三种类型：①减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合；②减数分裂四分体时期，同源染色体上的非等位基因随着非姐妹染色单体的互换而发生互换；③广义的基因重组还包括肺炎链球菌的转化、基因工程等，因此联会时同源染色体中非姐妹染色单体间的互换实现了非等位基因的重新组合，故E项错误。基因型为Aa的个体自交，因等位基因分离而导致子代性状分离，属于基因分离，不属于基因重组，故F项错误。同源染色体非姐妹染色单体之间互换形成的基因重组，会使DNA分子碱基排列顺序发生改变，因此基因重组可能会使DNA的结构发生改变，故G项正确。减数分裂过程中的非姐妹染色单体互换和非等位基因的自由组合使产生的配子种类多样化，故H项正确。基因重组能产生新的基因型，但基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型，故I项正确。基因重组能产生新基因型，进而可能产生原来没有的新性状组合，故J项正确。 （12）（天津经典真题，4分）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是（　　） A.基因突变 B.同源染色体非姐妹染色单体的互换 C.染色体变异 D.非同源染色体自由组合 （12）答案：B 解析：减数分裂Ⅰ时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生两种基因型不同的次级精母细胞；减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞能产生两个基因型相同的精细胞。由此可见，不发生突变或染色体互换的情况下，一个精原细胞减数分裂形成四个精细胞，但只有两种基因型。题图中精原细胞共产生了四种精细胞，由于基因突变具有低频性，所以该结果最可能的原因是在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，故B项符合题意。 8.基因重组在杂交育种中的应用 a.杂交育种技术的应用 （13）（经典题，9分）现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题： ①在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有　　　　　优良性状的新品种。 ②杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （13）答案：①抗病矮秆（2分）　②高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上（4分）　③将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交（3分） 解析：①杂交育种的目的是获得具有双亲优良性状的子代，就本题而言，育种的目的是获得具有抗病矮秆优良性状的新品种。 ②基因分离定律适用于一对等位基因控制的相对性状，基因自由组合定律适用于两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。要按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合基因分离定律；条件之二是高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合基因分离定律；条件之三是控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。 ③用纯合抗病高秆植株和感病矮秆植株杂交获得F1，F1均为抗病高秆双杂合个体，让F1与感病矮秆植株杂交，若子代出现抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，则说明控制这两对性状的基因满足上述3个条件。 b.回交育种技术的应用 （14）（北京经典真题，12分）遗传组成不同的两个亲本杂交所产生的杂种一代，产量等多个性状常优于双亲，这种现象称为杂种优势。获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。 ①中国是最早种植水稻的国家，已有七千年以上历史。我国南方主要种植籼稻，北方主要种植粳稻。籼稻和粳稻是由共同的祖先在不同生态环境中，经过长期的　　　　　　，进化形成的。 ②将多个不同的籼稻、粳稻品种间进行两两杂交，获得三种类型F1（分别表示为籼—籼，籼—粳，粳—粳）。统计F1的小花数、干重等性状的平均优势（数值越大，杂种优势越明显），结果如图1。可知籼—粳具有更强的杂种优势，说明两个杂交亲本的　　　　　差异越大，以上性状的杂种优势越明显。 ③尽管籼—粳具有更强的杂种优势，但由于部分配子不育，导致结实率低，从而制约籼—粳杂种优势的应用。研究发现，这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因（A1、A2和B1、B2）有关。通常情况下，籼稻的基因型为A1A1B1B1，粳稻为A2A2B2B2。A1A2杂合子所产生的含A2的雌配子不育；B1B2杂合子所产生的含B2的雄配子不育。 a.根据上述机制，补充籼稻×粳稻产生F1及F1自交获得F2的示意图，用以解释F1结实率低的原因。 b.为克服籼—粳杂种部分不育，研究者通过杂交、连续多代回交和筛选，培育出育性正常的籼—粳杂交种，过程如图2。通过图中虚线框内的连续多代回交，得到基因型A1A1B1B1的粳稻。若籼稻作为连续回交的亲本，则不能得到基因型A2A2B2B2的籼稻，原因是F1（A1A2B1B2）产生基因型为　　　　的配子不育。 c.在产量低的甲品系水稻中发现了A、B基因的等位基因A3、B3（广亲和基因），含有广亲和基因的杂合子，雌雄配子均可育。请写出利用甲品系培育出育性正常的籼—粳杂交稻的流程。（用文字或图示作答均可） （14）答案：①（自然）选择（2分）　②遗传组成（或遗传背景）（1分）　③ a. （4分）　b．A2B2（1分）　c．用甲品系（A3A3B3B3）与粳稻（籼稻）杂交获得F1，F1与粳稻（籼稻）连续多代回交，筛选基因型为A2A3B2B3（A1A3B1B3）的植株，最终获得A2A3B2B3（A1A3B1B3）粳稻（籼稻）。通过自交，筛选获得A3A3B3B3的粳稻（籼稻），再与籼稻A1A1B1B1（粳稻A2A2B2B2）杂交，得到育性正常的籼—粳杂交种（A1A3B1B3/A2A3B2B3）。具体遗传图解如下： （4分） 解析：①籼稻和粳稻是由共同的祖先在不同生态环境中，经过长期的自然选择，进化形成的。 ②根据图1中的结果可知，籼—粳不同品种杂交比籼—籼和粳—粳同一个品种内的不同个体间杂交产生的子代表现出来更优良的性状，故说明亲缘关系越远，遗传组成差异越大，杂种优势越明显。 ③a.用棋盘法画出遗传图解，根据题意可知，A2B1和A2B2的雌配子不育，A1B2和A2B2的雄配子不育，由于雌雄配子中的不育配子都占了1/2，而只要雌雄配子中一方不育，便无法产生后代，故F1产生后代的机会只有1/4，因此结实率很低。具体遗传图解见答案。 b．根据题意可知，F1（A1A2B1B2）产生的A2B2的雌雄配子均不育，若以籼稻（A1A1B1B1）作为回交亲本，由于其只能提供A1B1的配子，所以不能得到A1A2B1B2的籼稻，故不能通过连续回交筛选出基因型A2A2B2B2的籼稻。 c．由于甲品系具有广亲和基因，所以可以先将甲品系与籼稻品系杂交，得到的杂交后代再与籼稻连续多代回交，让后代尽可能获得籼稻品系的各种优良性状，而只保留甲品系的广亲和基因。经过多代回交的后代（A1A3B1B3）再与粳稻品种杂交，筛选A2A3B2B3的品系，即可获得继承了籼稻和粳稻两个品系优良性状且育性正常的籼—粳杂交种。也可以先让甲品系与粳稻杂交，经过多代回交后再与籼稻杂交，同样可以达到目的。具体过程及遗传图解见答案。 9.基因突变与基因重组的比较 （15）（经典题，2分）如图为某雄性动物个体（基因型为AaBb，两对等位基因位于不同对常染色体上）细胞分裂某一时期示意图，下列说法错误的是（　　） A.与该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素 B.3和4上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变 C.若该细胞以后正常进行减数分裂，可产生3种或4种不同基因型的配子（3与4未发生交换） D.1上a的出现可能是发生了染色体互换，也可能是发生了基因突变 （15）答案：B 解析：由图可以看出，细胞中同源染色体分离，为减数分裂Ⅰ后期的分裂图，结合题干给出的“某雄性动物个体”，可以判断该细胞为初级精母细胞，和该细胞活动关系最密切的激素是雄性激素，故A项正确，不符合题意。该细胞的基因型为AaBb，3和4染色体上对应位置的基因不同，不是因为基因突变，而是因为本身等位基因的不同（一个是B，一个是b），故B项错误，符合题意。若该细胞以后进行正常的减数分裂，暂时假设3号染色体的两条姐妹染色单体上的基因均为B，而4号均为b，将有以下几种可能性：①如果1号染色体的两条姐妹染色单体上A和a的不同是因为基因突变导致的（假设是由A突变成a，这样可以推知2号染色体的两条姐妹染色单体上的基因均为aa），最终随着减数分裂的进行，该细胞将产生以下4个配子：AB、aB、ab、ab，共3种基因型；同理，如果1号染色体是由a突变成A，也将产生3种基因型的配子；②如果1号染色体的两条姐妹染色单体上A和a的不同是因为之前发生过互换，那么可以推知，2号染色体的两条姐妹染色单体上的基因也必然为一个是A，一个是a，这样该细胞随着减数分裂的进行，最终会产生以下4个配子：AB、aB、Ab、ab，共4种基因型。同理，如果假设3号染色体的两条姐妹染色单体上的基因均为b，而4号均为B，也将产生3种或者4种不同基因型的配子，故C项正确，不符合题意。染色体互换和基因突变均会导致1号染色体的两条姐妹染色单体上对应位置的基因不同，故D项正确，不符合题意。 随堂普查练24Ⅱ 1.（江西赣州联考，6分）人类在生产和生活中大量使用抗生素是引起细菌抗药性增强的重要原因。如图是细菌抗药性形成示意图，下列有关叙述不正确的是（　　） A.易感菌群中出现具有一定抗药性的细菌可能是基因突变的结果 B.抗药性基因传递给其他细菌产生的变异属于基因重组 C.长期使用某种抗生素，就会通过人工选择产生耐该抗生素的菌群 D.抗生素的不合理使用，会导致耐药菌群的出现或造成体内菌群失调 1．答案：C 解析：易感菌群中出现具有一定抗药性的细菌可能是基因突变的结果，故A项正确，不符合题意。抗药性基因传递给其他细菌实现了细菌基因的重新组合，属于基因重组，故B项正确，不符合题意。长期使用抗生素，可以筛选出耐该抗生素的菌群，但是该抗药性菌群的产生是基因突变的结果，不是人工选择的结果，故C项错误，符合题意。抗生素的不合理使用，会导致耐药菌群的出现或造成体内菌群失调，故D项正确，不符合题意。 2.（江苏连云港模拟，2分）如图表示三种基因重组，下列相关叙述正确的是（　　） A.图1所示细胞产生的次级精（卵）母细胞内不含有等位基因 B.图1和图2两种类型的基因重组都发生在同源染色体之间 C.R型细菌转化为S型细菌的基因重组与图3中的基因重组相似 D.孟德尔两对相对性状杂交实验中F2出现新表型的原因与图1相符 2．答案：C 解析：图1细胞发生的基因重组类型是染色体互换，根据图中的基因可知，该细胞减数分裂Ⅰ完成后产生的次级精（卵）母细胞中含有等位基因（B、b），故A项错误。图2发生的基因重组类型是非同源染色体上的非等位基因自由组合，而图1发生的基因重组类型是同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，故B项错误。肺炎链球菌转化实验中，转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，实现了基因重组；图3表示外源基因整合到质粒上形成重组质粒，然后导入受体细胞，实现了基因重组，因此两种基因重组相似，都为广义的基因重组，故C项正确。孟德尔两对相对性状的杂交实验中F2出现四种表型是同源染色体分离、非同源染色体自由组合的结果，与图2相符，故D项错误。 课后提分练24　基因突变和基因重组 A组（巩固提升） 1.（2025汇编，2分）下列关于生物变异的叙述中，正确的是（　　） A.镰状细胞贫血是由基因突变导致的遗传病，可用显微镜观察是否患病 B.基因重组导致生物性状多样性，也是生物变异的根本来源，一般发生在有性生殖的过程中 C.病毒基因整合到宿主细胞DNA上属于基因突变 D.基因重组会导致配子种类和数目增多 1．答案：A 解析：引起镰状细胞贫血的根本原因是基因突变，由于红细胞从圆饼状变成了镰刀状，所以可以用显微镜观察是否患病，故A项正确。基因突变才是生物变异的根本来源，故B项错误。病毒基因整合到宿主细胞DNA上属于基因重组，故C项错误。基因重组会导致配子种类增多，但是数目不会增多，故D项错误。 2.（浙江经典真题，2分）α－珠蛋白与α－珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1～138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基缺失引起的。该实例不能说明（　　） A.该变异属于基因突变 B.基因能指导蛋白质的合成 C.DNA片段的缺失导致变异 D.该变异导致终止密码子后移 2．答案：C 解析：由题意可知，该变异是由基因中碱基的缺失引起的，说明该变异属于基因突变，故A项不符合题意；C项符合题意。分析题意可知，基因结构的改变导致了相应蛋白质的改变，说明基因能指导蛋白质的合成，故B项不符合题意。基因突变后蛋白质的氨基酸数目由141个变为146个，并且第1～138个氨基酸完全相同，说明该变异导致终止密码子后移，故D项不符合题意。 3.（2022湖南真题，2分）关于癌症，下列叙述错误的是（　　） A.成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变 B.癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应 C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因 D.乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性 3．答案：C 解析：与正常细胞相比，癌细胞的形态结构和功能会发生相应改变，故A项正确，不符合题意。癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是多个基因突变的累积效应，故B项正确，不符合题意。正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是原癌基因或抑癌基因发生了突变，故C项错误，符合题意。乐观向上的心态、良好的生活习惯可增强神经系统和内分泌系统的调节功能，降低癌症发生的可能性，故D项正确，不符合题意。 4.（天津南开中学三模，4分）吖啶类染料是一类重要的诱变剂。若这类物质插在模板链上，新链合成时必须要有一个碱基与之配对；若在合成的DNA新链中诱变剂取代一个碱基，在下一轮复制前该诱变剂丢失，则复制形成的DNA分子中将会减少一个碱基对，该类诱变剂引起移码突变的过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.基因中发生上述变化可能会使基因在表达时提前或延迟终止 B.上述增加或缺失突变属于染色体结构变异 C.上述增加或缺失突变会导致某一个氨基酸发生改变 D.上述增加或缺失突变可能会导致该细胞中基因数目增加或减少 4．答案：A 解析：基因中发生基因突变可能会导致终止密码子提前或延后，从而会使基因在表达时提前或延迟终止，故A项正确。上述增加或缺失突变只涉及一个碱基对的变化，属于基因结构的改变，即基因突变，故B项错误。若上述增加或缺失突变发生在非编码区，转录出的mRNA仍正常，那么形成的氨基酸的种类、数目和排列顺序一般来说没有改变；若发生在编码区，一般会导致增加或缺失突变位点后所对应的氨基酸序列发生改变，故C项错误。上述增加或缺失突变会改变基因的种类，但不会导致基因的数目和位置发生改变，故D项错误。 5.（湖南娄底模拟，2分）波尔黑山羊（F1）是利用波尔山羊和我国的黑山羊通过杂交选育得到的优良品种。该品种既具有波尔山羊生长快、体形大的特征，又有我国当地黑山羊肉质好、瘦肉率高、适于在当地环境生长的特性。下列叙述正确的是（　　） A.F1个体在形成配子时，同源染色体上等位基因的分离导致基因重组 B.F1个体在形成配子时，基因重组可发生在减数分裂的四分体时期 C.基因重组是山羊产生新基因的重要途径，为生物进化提供原材料 D.波尔山羊的配子与黑山羊的配子随机结合过程中会发生基因重组 5．答案：B 解析：减数分裂Ⅰ后期，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因发生重组，故A项错误。减数分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换可导致基因重组，故B项正确。基因重组不能产生新基因，故C项错误。基因重组不发生在受精作用过程中，而是发生在配子的形成过程中，即发生在减数分裂Ⅰ的前期或后期，故D项错误。 6.（山东潍坊模拟，2分）在有丝分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体间的片段互换被称为体细胞重组。下列说法错误的是（　　） A.与减数分裂的互换相比，体细胞重组发生的概率明显偏低 B.体细胞重组可能会导致杂合子个体只产生一种基因型的配子 C.体细胞重组引发的变异类型属于染色体结构变异 D.体细胞重组可能导致杂合子个体显隐性性状镶嵌出现 6．答案：C 解析：减数分裂的互换是基因重组的一种，而体细胞重组发生在有丝分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体间的片段互换，由于有丝分裂无同源染色体的联会，所以体细胞重组发生的概率明显偏低，故A项正确，不符合题意。假设相关基因为A/a，正常情况下杂合子Aa可产生基因型为Aa的两个子细胞，但由于体细胞重组，经有丝分裂产生的两个子细胞基因型可能分别是AA和aa，再经减数分裂产生配子，可能只产生一种基因型的配子，故B项正确，不符合题意。体细胞重组是同源染色体非姐妹染色单体间的片段互换，该变异类型是基因重组，故C项错误，符合题意。杂合子个体中有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极，体细胞重组可能导致杂合子个体中的有些细胞基因型为AA，有些细胞基因型为aa，即可能导致杂合子个体显隐性性状镶嵌出现，故D项正确，不符合题意。 7.（河北石家庄一模，2分）研究发现，癌细胞产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白（M）运出细胞，以防止乳酸对细胞造成毒害。细胞色素c氧化酶（CcO）参与氧气生成水的过程，细胞中CcO单个蛋白质亚基被破坏，可导致能量代谢异常，引发细胞器产生应激信号，并运到细胞核，使核中促进癌变发展基因的表达量上升。以下说法错误的是（　　） A.运用抗M抗体抑制M蛋白的功能，可能达到抑制肿瘤生长的目的 B.线粒体中CcO结构异常导致有氧呼吸产生的ATP量明显减少 C.CcO被破坏后可能引起细胞表面的糖蛋白增加，导致细胞癌变 D.通过研究推知，细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一 7．答案：C 解析：分析题干信息可知，运用抗M抗体抑制M蛋白的功能，癌细胞产生的乳酸无法运出细胞，导致癌细胞受到乳酸的毒害，从而可能抑制肿瘤的生长，故A项正确，不符合题意。有氧呼吸第三阶段为消耗氧气生成水的过程，该过程会释放大量能量，合成ATP，若线粒体中CcO结构异常，则消耗氧气生成水的过程受到抑制，产生的ATP量明显减少，故B项正确，不符合题意。由题意可知，CcO被破坏后，可导致能量代谢异常，进而引发细胞器产生应激信号，并运到细胞核，使核中促进癌变发展基因的表达量上升，进而诱发细胞癌变，使癌细胞的细胞膜表面糖蛋白等物质减少，易在体内分散和转移，故C项错误，符合题意；D项正确，不符合题意。 8.（海南经典真题，9分）CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在单链向导RNA（sgRNA）引导下，切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示。 回答下列问题： （1）过程①中，为构建CRISPR/Cas9重组质粒，需对含有特定sgRNA编码序列的DNA进行酶切处理，然后将其插入经相同酶切处理过的质粒上，插入时所需要的酶是______________________________________________________________ ____________。 （2）过程②中，将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是　　　　　　　　。 （3）过程③～⑤中，sgRNA与Cas9蛋白形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合，二者结合所遵循的原则是　　　　　　　　　　。随后，Cas9蛋白可切割　　　　　　　　　　　　　 　　　　　序列。 （4）某种蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人员将该蛋白酶基因插入CRISPR/Cas9质粒中获得重组质粒，随后将其导入大肠杆菌细胞，通过基因编辑把该蛋白酶基因插入基因组DNA中，构建得到能大量分泌该蛋白酶的工程菌。据图简述CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内，将该蛋白酶基因插入基因组DNA的编辑过程：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。 8．答案：（1）DNA连接酶（1分）　（2）感受态细胞法（2分）　（3）碱基互补配对原则（1分）　目标DNA特定的核苷酸序列（2分）　（4）CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行转录和表达，转录的产物是sgRNA，表达的产物是Cas9蛋白，二者形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合，从而将该蛋白酶基因插入基因组DNA中（3分） 解析：（1）基因工程所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶，限制酶负责切割，DNA连接酶负责连接，因此构建CRISPR/Cas9重组质粒时，插入目的基因所需要的酶是DNA连接酶。 （2）大肠杆菌是原核生物，属于微生物，将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 （3）根据题图可知，在CRISPR/Cas9基因编辑技术中，sgRNA是根据靶基因设计的引导RNA，准确引导Cas9蛋白切割与sgRNA配对的靶基因DNA序列。Cas9蛋白能借助sgRNA分子与目标DNA进行特异性结合的原因在于sgRNA分子上的碱基序列与目标DNA分子上的碱基序列可以通过碱基互补配对原则实现特异性结合，进而定位；由此可见，Cas9蛋白在功能上属于限制酶，可切割目标DNA特定的核苷酸序列。 （4）根据题图可知，CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行转录和表达，转录的产物是sgRNA，表达的产物是Cas9蛋白，二者形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合，从而将该蛋白酶基因插入基因组DNA中。 B组（冲刺满分） 9.（辽宁联考，2分）花斑玉米中籽粒的颜色有紫色、白色及花斑色。研究发现花斑性状的出现与基因组中“跳跃基因”有关。玉米胚乳中C基因控制紫色色素合成，转座子是一段可移动的DNA序列，在转座酶的作用下从一个位置转移到另一位置，也可以转出，呈现不稳定状态。转座子插入C基因后色素合成阻断使胚乳呈现白色；紫色斑点为白色胚乳不同发育阶段不同细胞中转座子转出，色素合成基因功能恢复而形成。下列相关判断错误的是（　　） A.玉米籽粒颜色的遗传中“跳跃基因”转座导致C基因发生突变 B.转座酶作用于DNA分子的磷酸二酯键使转座子可“跳跃” C.花斑玉米中花斑籽粒所得植株自交后代会出现特定的性状分离比 D.胚乳发育过程中转座子转出时间越早，花斑籽粒中紫色斑点越大 9．答案：C 解析：由题意可知，“跳跃基因”转座过程是转座子（一段可移动的DNA序列）插入基因C中，导致C基因发生基因突变，故A项正确，不符合题意。由题意可知，转座酶的作用是使转座子从一个位置转移到另一位置，也可以转出，说明转座酶作用于DNA分子的磷酸二酯键使转座子可“跳跃”，故B项正确，不符合题意。由题干信息“转座子插入C基因后色素合成阻断使胚乳呈现白色”可知，花斑籽粒所得植株自交后代籽粒的颜色受转座子的影响，不会出现特定的性状分离比，故C项错误，符合题意。由于色素合成基因功能的恢复取决于转座子的转出时间，所以紫色斑点的大小由转座子从C基因上移走的早晚决定，转出时间越早，C基因表达越早，花斑籽粒中紫色斑点越大，故D项正确，不符合题意。 10.（山东三模，2分）某优良栽培稻纯合品系H和野生稻纯合品系D中与花粉育性相关的基因分别是SH、SD，与某抗性相关的基因分别是TH、TD。科学家构建基因SD纯合品系甲和基因TD纯合品系乙的流程如图所示，品系甲、乙只有一对基因与品系H不同。品系甲、乙杂交后的F1自交得到的F2中SDSD、SDSH、SHSH数量分别为12、72和60，TDTD、TDTH、THTH数量分别为50、97和52。下列叙述正确的是（　　） A.培育品系甲、乙的原理是染色体变异 B.TD/TH基因和SD/SH基因位于一对同源染色体上 C.分子检测筛选的目的是选出具有基因TH或SH的子代 D.品系甲、乙杂交后的F1产生的SD可育花粉∶SH可育花粉为1∶5 10．答案：D 解析：培育品系甲、乙运用了杂交育种的方法，其原理是基因重组，故A项错误。根据题干信息可知，与花粉育性相关的子代基因型数量之比为1∶6∶5，与抗性相关的子代基因型数量之比约为1∶2∶1，若两对基因位于同一对同源染色体上，则二者的比例应该相同，因此两对基因不位于一对同源染色体上，故B项错误。最终构建的是基因SD或TD纯合的品系，因此分子检测筛选的目的应该是选出具有基因SD或TD的子代，故C项错误。与花粉育性相关的子代基因型（SDSD∶SDSH∶SHSH）数量之比为1∶6∶5，雌配子中SD∶SH为1∶1，假设雄配子中SD∶SH＝x∶y，雌雄配子随机结合后，SDSD∶SDSH∶SHSH＝x∶（x＋y）∶y＝1∶6∶5，得雄配子中SD∶SH＝1∶5，即品系甲、乙杂交后的F1产生的SD可育花粉∶SH可育花粉为1∶5，故D项正确。 11.（湖南经典真题，2分）某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错误的是（　　） A.长期吸烟的男性人群中，年龄越大，肺癌死亡累积风险越高 B.烟草中含有多种化学致癌因子，不吸烟或越早戒烟，肺癌死亡累积风险越低 C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时，细胞生长和分裂失控 D.肺部细胞癌变后，癌细胞彼此之间黏着性降低，易在体内分散和转移 11．答案：C 解析：据图分析可知，长期吸烟的男性随年龄的增大，肺癌死亡累积风险升高，故A项正确，不符合题意。据图分析可知，不吸烟或越早戒烟，肺癌死亡累积风险越低，故B项正确，不符合题意。原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，原癌基因突变后可能导致细胞生长和分裂失控，故C项错误，符合题意。肺部细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，故D项正确，不符合题意。 12.（山东烟台二模，2分）脆性X染色体综合征是一种X连锁智力低下疾病，在X染色体长臂末端有一脆性部位（细丝部位），是由X染色体上F基因CGG过度重复扩增突变成f基因导致。CGG过度重复扩增会阻止DNA聚合酶和RNA聚合酶与DNA的结合。不带致病基因的人群中大约有1/230的女性和1/360的男性携带一个所谓的前突变基因F′，含有F′基因的个体本身并无症状，但当女性将其传递给子女时，该基因会进一步扩增CGG变成f基因。下列说法错误的是（　　） A.脆性X染色体综合征变异类型属于基因突变，能通过显微镜检测 B.CGG过度重复会导致相应基因编码的蛋白质中氨基酸数量增多 C.某健康女性（无致病基因）与一健康但带有前突变基因的男性结婚，其子女患该病的概率为1/920 D.根据脆性部位DNA序列，可用DNA杂交分析等方法来检出致病基因 12．答案：B 解析：脆性X染色体综合征是由X染色体上F（显性）基因CGG过度重复扩增突变成f基因导致，虽然变异类型属于基因突变，但会在X染色体长臂末端形成一脆性部位（细丝部位），因此可通过显微镜观察X染色体长臂末端有无细丝部位来判断是否带有致病基因，故A项正确，不符合题意。基因中碱基对的增添可能会导致转录形成的mRNA中遗传信息发生改变，但不能确定是否一定会导致编码的蛋白质中氨基酸数量增加，因为CGG过度重复扩增会阻止DNA聚合酶和RNA聚合酶与DNA的结合，也就是阻止DNA复制和转录过程，故B项错误，符合题意。根据题意可知，不带致病基因的人群中大约有1/230的女性携带F′基因，传递给子女后进一步扩增CGG变成f基因，而男性X染色体上的前突变基因F′传给女儿时不会再进一步扩增CGG变成f基因，所以某健康女性（无致病基因）与一健康但带有前突变基因的男性结婚，后代中只有儿子会患病，因此其子女患该病的概率为（1/230）×（1/2）×（1/2）＝1/920，故C项正确，不符合题意。脆性部位DNA序列为CGG过度重复，可用DNA杂交分析等方法根据碱基互补配对原理来检出致病基因，故D项正确，不符合题意。 13.（北京开学考试，12分）番茄是世界主要蔬菜之一，为严格的自花受粉作物，杂种优势能极大提高番茄的产量、抗病及抗逆表现，因此番茄生产基本上都是应用杂交种。 （1）科学家获得了位于4号染色体的ps－2基因隐性突变体，表现为雄性不育，在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是_______________________________ _______________________________________________________。 （2）在雄性不育系大田中发现一株苗期绿茎突变体。 ①将突变体与野生型紫茎杂交，F1均为紫茎。实验证明苗期紫茎和绿茎由一对等位基因控制，请写出验证实验的方法及预期结果：__________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②利用SSR技术可以进行基因在染色体上的定位，SSR是DNA中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR、不同品种的同源染色体上的SSR不同，因此常用于染色体特异性标记。研究者将①中的F1自交后提取F2中苗期绿茎突变体50株单株的叶肉细胞DNA，利用4号染色体上特异的SSR（与ps－2基因紧密连锁的SSR标记）进行PCR扩增，实验证明苗期绿茎基因位于4号染色体上，请在图1中画出PCR扩增、电泳后的结果。 如果苗期绿茎基因不位于4号染色体上，SSR扩增结果的类型有　　　种且比例是　　　　　。 ③雄性不育系在环境温度或光照时间的影响下可能恢复育性。与普通雄性不育系相比，苗期绿茎突变体不育系在实际生产中应用的优势是________________ ________________________________________________________。 （3）我国科学家在番茄基因组中鉴定到154个在雄蕊中特异表达的基因，选取其中的一个基因SlSTR1作为靶标基因（用T表示）。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对番茄的SlSTR1基因进行定向敲除获得雄性不育系（tt，绿色）。将正常功能的SlSTR1基因（T）和控制花青素合成的SlANT1基因（用A表示）连锁在一起，共同转回到雄性不育系中，从而获得了紫色的转基因保持系（图2）。 ①请阐述雄性不育系的制备和鉴别过程：__________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②关于图2所示转基因保持系制备过程及在农业生产上的优点，下列说法正确的是　　　　（多选）。 A.转基因保持系通过杂交可产生雄性不育系，又可产生转基因品系 B.可通过幼苗颜色准确鉴定不育株用于杂交种子生产 C.该技术用于杂交制种的不育系并不含任何转基因成分 D.该研究策略易推广到其他蔬菜、花卉等园艺作物，具有广阔的应用前景 13．答案：（1）无需进行去雄（1分）　（2）①将突变体与野生型紫茎杂交，F1均为紫茎，将F1进行自交，F2出现性状分离，紫茎∶绿茎≈3∶1，即可证明紫茎和绿茎由一对等位基因控制。（2分） ②（2分） 3（1分）　1∶2∶1（1分）　③可自交留种，用于每年制备杂交种（1分）　（3）①以不育系为母本，杂合保持系为父本进行杂交，其子代将按1∶1比例分离出转基因的保持系（紫色）和非转基因的不育系（绿色）。非转基因的不育单株很容易通过幼苗颜色挑选出来并用于杂交种子生产（2分）　②ABCD（2分） 解析：（1）在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是无需去雄，大大减轻了杂交育种的工作量。 （2）①将突变体与野生型紫茎杂交，F1均为紫茎，将F1进行自交，F2出现性状分离，紫茎∶绿茎≈3∶1，即可证明紫茎和绿茎由一对等位基因控制。 ②若苗期绿茎基因位于4号染色体上，则PCR扩增、电泳后的结果应该与绿茎亲本的一致，具体图示见答案。若苗期绿茎基因不位于4号染色体上，则SSR扩增结果的类型可能有都为紫色亲本、既有紫色亲本又有绿色亲本、都为绿色亲本3种，可能出现的比例是1∶2∶1。 ③光温敏雄性不育系相比于不受环境因素影响的雄性不育系，其在杂交育种上的优点是可通过改变环境条件能够实现自交留种，用于每年制备杂交种。 （3）①雄性不育系的制备和鉴别过程为：以不育系为母本，杂合保持系为父本进行杂交，其子代将按1∶1比例分离出转基因的保持系（紫色）和非转基因的不育系（绿色）。非转基因的不育单株很容易通过幼苗颜色挑选出来并用于杂交种子生产。 ②由图可知，紫色的转基因保持系同时含有雄性不育基因和转入的紫色基因，因此其和雄性不育系杂交可以大量繁殖不育系，同时又可以产生转基因品系，故A项正确。转基因品系表现为紫色，不育株表现为绿色，因此可通过幼苗颜色准确鉴定不育株用于杂交种子生产，故B项正确。虽然紫色保持系是通过转基因手段获得的，但用于杂交制种的不育系并不含任何转基因成分，故C项正确。该研究策略很容易复制推广到其他蔬菜、花卉等园艺作物，具有广阔的应用前景，故D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$