内容正文:
基因突变和基因重组
课时微练(二十)
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一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.(2021·天津卷,T3)动物正常组织干细胞突变获得异常增殖能力,并与外界因素相互作用,可恶变为癌细胞。干细胞转变为癌细胞后,下列说法正确的是( )
A.DNA序列不变 B.DNA复制方式不变
C.细胞内mRNA不变 D.细胞表面蛋白质不变
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干细胞发生癌变,其原癌基因或抑癌基因发生突变,因此DNA序列会变,A项错误;基因突变会导致DNA碱基序列发生改变,但DNA半保留复制的方式不变,B项正确;基因突变后,DNA碱基序列改变,以其为模板转录出的mRNA会变,翻译出的蛋白质同样会发生改变,C、D两项错误。
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2.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2,4-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
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经紫外线照射可诱导基因发生突变,从而获得红色素产量更高的红酵母,A项不符合题意;运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基,属于基因突变,B项不符合题意;黄瓜开花阶段用2,
4-D诱导产生更多雌花,与植物生长调节剂的调节有关,不涉及基因突变,C项符合题意;香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,属于基因突变,D项不符合题意。
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3.下列关于基因重组的叙述,错误的是( )
A.基因组成为 的个体产生Ab和aB配子的过程中发生了基因重组
B.有丝分裂和减数分裂过程中都可发生基因重组
C.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属于基因重组
D.精子和卵细胞的随机结合可导致后代性状多种多样,但不属于基因重组
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正常情况下,题图所示基因型的个体可产生基因型为AB和ab两种配子,产生Ab和aB配子的过程中发生了基因重组,即在减数分裂Ⅰ前期发生互换(基因重组),A项正确;自然状态下,基因重组发生在生物体进行有性生殖产生配子的过程中,有丝分裂过程中不发生基因重组,B项错误、C项正确;精子和卵细胞的随机结合是受精作用,该过程可导致后代性状多种多样,但不属于基因重组,
D项正确。
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4.(2025·广州模拟)吖啶橙是一种诱变剂,能够使DNA分子的某一位置上增加或减少一对或几对碱基。若使用吖啶橙诱变基因,不可能产生的结果是( )
A.突变基因表达的肽链延长
B.突变基因表达的肽链缩短
C.突变基因转录产生的mRNA碱基序列发生改变
D.突变基因所在染色体上增加或减少了一个染色体片段
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基因突变时,碱基的增添、缺失和替换都有可能导致终止密码子提前或者滞后出现,从而导致肽链缩短或延长,A、B两项不符合题意;转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,突变基因碱基序列的改变会导致mRNA碱基序列发生改变,C项不符合题意;基因突变会产生新基因,但不会改变染色体上基因的位置和数量,染色体上不会增加或减少染色体片段,D项符合题意。
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5.(2021·湖南卷,T9)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
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由题图可知,长期吸烟的男性人群中,年龄越大,肺癌死亡累积风险越高,A项正确;烟草中的尼古丁、焦油等化学物质可以导致细胞癌变,不吸烟或越早戒烟,肺癌死亡累积风险越低,B项正确;原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,其指导合成细胞正常生长和增殖所必需的蛋白质,因此,原癌基因执行生理功能时,细胞生长和分裂正常,C项错误;细胞癌变后,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性降低,易在体内分散和转移,D项正确。
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6.(2022·福建卷,T15)无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子,肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA
(sup-tRNA),能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该sup-tRNA对其他蛋白的表达影响不大。过程如图。
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下列叙述正确的是( )
A.A基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAG
B.该sup-tRNA修复了突变的基因A,从而逆转因无义突变造成的影响
C.该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常
D.若A基因无义突变导致出现UGA,则此sup-tRNA无法帮助恢复读取
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A基因转录出的mRNA上色氨酸对应的位点由UGG变为UAG,说明A基因模板链上色氨酸对应的位点由ACC突变为ATC,A项错误;该sup-tRNA并没有修复突变的基因A,而是通过在翻译过程中恢复读取以逆转因无义突变造成的影响,B项错误;依题意可知,该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换(不是插入)而引起的蛋白合成异常,C项错误;若A基因无义突变导致出现UGA,而此sup-tRNA上的反密码子AUC仅能识别密码子UAG,故无法帮助UGA突变恢复读取,D项正确。
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二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求
7.我国是最早养殖和培育金鱼的国家,金鱼的祖先是野生鲫鱼。将朝天眼透明鳞和水泡眼正常鳞的金鱼杂交,得到了朝天泡眼五花鱼。已知金鱼的这两对性状受两对独立遗传的基因控制。下列说法正确的是( )
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A.朝天眼和水泡眼金鱼的出现可体现基因突变的不定向性
B.金鱼在产生配子的过程中,可能在减数分裂Ⅰ前期、后期发生基因重组
C.不同品种的金鱼在杂交过程中精、卵细胞随机结合,完成基因重组
D.基因突变和基因重组是生物变异的根本来源,为生物进化提供了原材料
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基因突变的不定向性表现为一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因,基因控制生物的性状,朝天眼和水泡眼金鱼的出现可体现基因突变的不定向性,A项正确;减数分裂Ⅰ前期,同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换可导致基因重组,减数分裂Ⅰ后期,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合,从而完成基因重组,B项正确;基因重组可发生在减数分裂过程中,而精、卵细胞随机结合为受精作用,不能体现基因重组,C项错误;基因突变是产生新基因的途径,能为生物进化提供原材料,基因突变才是生物变异的根本来源,D项错误。
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8.基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像,下列说法正确的是( )
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A.甲中基因a最可能来源于基因突变
B.乙中基因a不可能来源于基因突变
C.丙细胞产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异
D.丁中基因a的出现最可能与基因重组有关
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甲是有丝分裂后期图像,题图中基因a出现的原因是基因突变,A项正确;乙中基因a出现的原因可能是同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,也可能是基因突变,B项错误;丙细胞产生的2个
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子细胞中,一个多一条染色体、一个少一条染色体,属于染色体数目变异,且基因a出现的原因可能是同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,也可能是基因突变,C项错误;丁是减数分裂Ⅱ后期图像,题图中基因a出现的原因可能是染色体互换,也可能是基因突变,基因突变的频率很低,最可能的原因是四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换,因此基因a的出现最可能与基因重组有关,D项正确。
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方法技巧 判断基因重组和基因突变的方法
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9.(2025·石家庄模拟)人的体细胞中抑癌基因A1突变为A2,细胞仍可正常分裂,但若两个A1基因都因突变失活,将引起细胞癌变。研究发现,杂合体A1A2易患癌症,可能的机制如图所示,只考虑A1、A2基因,下列有关叙述正确的是( )
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A.抑癌基因突变导致相应蛋白质活性减弱,可能引起细胞癌变
B.抑癌基因A1在致癌因子的作用下突变成基因A2属于显性突变
C.机制1形成的原因可能是纺锤体异常,子细胞1可能的基因型及其比例为A1A2∶A2A2=2∶1
D.机制2形成的原因是非姐妹染色单体上的基因重组,子细胞2和3可能均为纯合子细胞
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抑癌基因能够控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因突变导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,可能引起细胞癌变,A项正确;抑癌基因A1突变成基因A2,细胞仍可正常分裂,为隐性突变,B项错误;机制1可能是由于有丝分裂过程中,纺锤体异常,含基因A2的染色体异常分离进入子细胞,导致染色体数目变异形成体细胞1,体细胞1形成子细胞1的过程中多余染色体随机丢失,故子细
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胞1可能的基因型及其比例为A1A2∶A2A2=2∶1,C项正确;机制2是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换导致基因重组,产生的子细胞2和子细胞3是次级性母细胞,细胞中含有A1和A2基因,不是纯合子细胞,D项错误。
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10.单基因隐性遗传性多囊肾病是P
基因突变所致。如图所示为某患者
及其父母同源染色体上P基因的相关
序列检测结果(每个基因序列仅列出
一条链,其他未显示序列均正常)。
患者的父亲、母亲分别具有①、②
突变位点,但均未患病。患者弟弟
具有①和②突变位点。下列分析正确的是( )
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A.未突变P基因的位点①碱基对为A—T
B.①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C.患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可使其产生正常配子
D.不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上
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母亲的位点①未突变,所以P基因未突变时的碱基为C,碱基对为C—G,A项错误;父亲、母亲分别具有①②突变位点,但均未患病,说明①和②位点的突变均不会导致P基因功能的改变,B项错误;患者同源染色体中的一条染色体含位点①突变,另一条染色体含位点②突变,因此减数分裂Ⅰ前期患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可使其产生正常配子,C项正确;患者弟弟的同源染色体分别来自父亲和母亲,不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点位于同源染色体上,不位于同一条染色体上,D项正确。
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三、非选择题
11.我国繁育大白菜(2N=20)有7 000多年历史,为研究大白菜抽薹开花的调控机制,某科研单位将野生型的大白菜经过诱变育种得到了抽薹早突变体甲和抽薹晚突变体乙。进行下列实验,回答下列问题:
突变体甲×野生型→F1(表型与突变体甲相同)
突变体乙×野生型→F1(表型与突变体乙相同)
F1(表型与突变体甲相同)×F1(表型与突变体乙相同)→F2 (新性状∶表型与突变体甲相同∶表型与突变体乙相同∶野生型=1∶1∶1∶1)
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(1)若突变体甲与突变体乙是染色体上两个不同位点基因突变的结果,突变体甲与突变体乙性状分别对野生型性状是________、_________
(填“显性”或“隐性”)。要确定两个不同突变位点基因是否在一对同源染色体上,将F2 中的新性状个体进行自交,统计其所有后代。若新性状∶表型与突变体甲相同∶表型与突变体乙相同∶野生型=_____________,说明两个不同突变位点分别位于两对同源染色体上;若新性状∶表型与突变体甲相同∶表型与突变体乙相同∶野生型=_____________,说明两个不同突变位点位于一对同源染色体上。
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显性
显性
9∶3∶3∶1
2∶1∶1∶0
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(2)为探究上述大白菜早抽薹的原因,对野生型基因与突变体甲基因进行相关检测和比较,结果如图1:
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①由图1可知,大白菜的抽薹时间提前是因为野生型基因__________
(填碱基对)突变为_____________(填碱基对),导致mRNA上的___________________提前出现,_____________(填过程)提前终止,最终导致蛋白质的空间结构改变,功能异常。
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G—C
A—T
终止密码子
翻译
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②研究发现上述野生型基因的表达产物是一种甲基转移酶,通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响抽薹抑制F基因的表达,野生型与突变体甲的F基因表达的相对水平如图2(野生型与突变体甲的F基因均正常)。请根据以上信息推测突变体甲抽薹提前的原因:__________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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因为基因突变导致合成的甲基转移酶结构和功能异常,使染色体组蛋白甲基化水平降低,进而使F基因表达水平下降,解除对抽薹的抑制,大白菜提前抽薹(或基因突变→甲基转移酶结构和功能异常→染色体组蛋白甲基化水平降低→F基因表达水平下降→解除对抽薹开花的抑制→大白菜抽薹开花提前)
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(1)由于突变体甲与野生型杂交,F1表型与突变体甲相同,突变体乙与野生型杂交,F1表型与突变体乙相同,说明突变体甲与突变体乙性状分别对野生型性状是显性。假设突变体甲与突变体乙是染色体上两个不同位点基因突变的结果,相关基因用A、a和B、b表示,野生型基因型为aabb,突变体甲基因型是AAbb,突变体乙基因型是aaBB,则突变体甲×野生型→F1基因型为Aabb,突变体乙×野生型→F1基因型为aaBb,F1(基因型为Aabb)×F1(基因型为
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aaBb)→F2[新性状(AaBb)∶表型与突变体甲相同(Aabb)∶表型与突变体乙相同(aaBb)∶野生型(aabb)=1∶1∶1∶1],将F2中的新性状个体(AaBb)进行自交,故新性状∶表型与突变体甲相同∶表型与突变体乙相同∶野生型=9∶3∶3∶1。假设突变体甲与突变体乙两个不同突变位点位于一对同源染色体上,则A、b基因位于一条染色体上,a、B基因位于另一条染色体上,故将F2中的新性状个体(AaBb)进行自交,新性状∶表型与突变体甲相同∶表型与突变体
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乙相同∶野生型=2∶1∶1∶0。(2)①由题图1可知,野生型W位置的其中一个G—C碱基对被A—T替换,W位置非模板链DNA变成了TAG,mRNA上相应的密码子变成UAG(终止密码子),终止密码子提前出现导致翻译提前终止,最终导致蛋白质的空间结构改变,功能异常。②根据题图2信息推测突变体甲抽薹提前的原因是:基因突变导致合成的甲基转移酶结构和功能异常,使染色体组蛋白甲基化水平降低,进而使F基因表达水平下降,解除对抽薹的抑制,
使大白菜提前抽薹。
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12.(科学探究)(2024·江西卷,T19)植物体表蜡质对耐干旱有重要作用。研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体),其颖壳蜡质合成有缺陷(本题假设完全无蜡质)。初步研究表明,突变表型是因为C基因突变为c,使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻所致(本题假设完全阻断),符合孟德尔遗传规律。回答下列问题:
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(1)在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT,纯合体)。据图判断,突变体Cer1中c基因的突变类型是_____________。
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缺失突变
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(2)将突变体Cer1与纯合野生型杂交,F1全为野生型,F1与突变体Cer1杂交,获得若干个后代。利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,可以分别得到与如图泳道_______和泳道________(从1~5中选择)中相同的带型,两种类型的电泳带型比例为___________。
(3)进一步研究意外发现,16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因(位于另一条染色体上)也发生了突变,产生了基因d1,其编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸序列没有发生变化,原因是_____________________。
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密码子的简并性
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(4)假设诱变过程中突变体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变,产生基因d2。CCDD与ccd2d2个体杂交,F1的表型为野生型,F1自交,F2野生型与突变型的比例为_________;完善以下表格:
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4
F2部分个
体基因型 棕榈酸 16-羟基棕榈酸(填“有”或“无”) 颖壳蜡质(填“有”或“无”)
Ccd2d2 有 ①_______ 无
CCDd2 有 有 ②_______
9∶7
有
有
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(1)根据电泳图结果可知,野生型(WT)基因C的条带大小为1 960 bp,突变体Cer1基因c的条带大小为1 100 bp,说明c基因是C基因发生碱基的缺失所产生的。(2)突变体Cer1(cc)与野生型(CC)杂交,F1基因型为Cc,F1与突变体Cer1(cc)杂交,后代基因型及比例为Cc∶cc=
1∶1,因此电泳检测杂交后代PCR产物,可得到与题图中泳道1和泳道3相同的带型,且比例为1∶1。(3)由于密码子的简并性,使突变前后转录产生的mRNA上该位点的密码子编码同一个氨基酸。
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(4)CCDD与ccd2d2个体杂交,F1的基因型为CcDd2,F1自交后得到F2的基因型及比例为C_D_∶C_d2d2∶ccD_∶ccd2d2=9∶3∶3∶1。当C和D都存在时(C_D_),棕榈酸能转化成16-羟基棕榈酸,16-羟基棕榈酸再转化为颖壳蜡质,故个体表现为野生型,②处填“有”;当C存在、D不存在时(C_d2d2),棕榈酸能转化成16-羟基棕榈酸,但16-羟基棕榈酸不能转化为颖壳蜡质,故①处填“有”;当C不存在时(ccD_和ccd2d2),棕榈酸不能转化成16-羟基棕榈酸,后两种情况下个体都表现为突变型,所以F2野生型与突变型的比例为9∶7。
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