新高考生物一轮复习课时练习20　基因突变和基因重组(含解析）

课时练习(二十)　

基因突变和基因重组

1．(2021·锦州高三一模)如图为豌豆根细胞中某条染色体部分基因的排布示意图，①②③④分别代表四个基因序列，最短的序列包括2 000 个碱基对。下列相关叙述正确的是(　　)

A．如果③基因序列整体缺失，则发生了基因突变

B．如果②与③发生了位置互换，则属于基因重组

C．①中发生基因突变时不能通过有性生殖传给后代

D．如果②中缺失了20个碱基，则属于染色体变异

C　[整个基因缺失属于染色体结构变异中的缺失，A错误；②③发生位置互换属于染色体结构变异中的倒位，不是基因重组，B错误；该细胞为豌豆根细胞，不能进行减数分裂，因此①中发生基因突变时不能通过有性生殖传给后代，C正确；基因中碱基的缺失属于基因突变，D错误。]

2．(2021·三湘名校联考)我国科学家以豫麦57号小麦为材料，通过辐射诱变和太空搭载培育出了具有抗逆性和广适性的小麦新品种，该品种的黑胚率显著降低。下列有关叙述错误的是(　　)

A．小麦新品种出现的根本原因是辐射诱导下基因发生了定向突变

B．一般来说，需处理大量材料才可能获得黑胚率显著降低的突变体

C．辐射诱变和太空栽培可能诱导小麦发生基因突变或染色体变异

D．后续通过逐代自交的方法筛选出能稳定遗传的黑胚率低的新品种

A　[基因突变是不定向的，A项错误。]

3．2020年10月5日，两位科学家因发现丙肝病毒而荣获诺贝尔奖。已知丙肝病毒为单链RNA病毒，其繁殖过程如图所示，据此推测错误的是(　　)

A．丙肝病毒的单链RNA可以起到mRNA的作用

B．丙肝病毒复制过程可以发生基因突变

C．丙肝病毒的体内可以有5种含氮碱基

D．丙肝病毒的繁殖过程不发生基因重组

C　[由题图可知，丙型肝炎病毒的单链RNA可以直接作为模板翻译出蛋白质，因此可以起到mRNA 的作用，A 正确；基因突变具有普遍性，各种生物包括病毒都可发生基因突变，故丙肝病毒复制过程可以发生基因突变，B正确；丙型肝炎病毒主要由RNA和蛋白质组成，其彻底水解的产物为核糖、磷酸、4种碱基和氨基酸等，C错误；自然状态下，基因重组多发生在进行有性生殖的生物体内，丙型肝炎病毒的繁殖过程不发生基因重组，D正确。]

4．(2021·唐山高三三模)土黄牛的养殖在我国有着悠久的历史，多数是役用。随着机械化时代的到来，土黄牛的养殖就越来越少了。西门塔尔杂交牛是西门塔尔公牛与本地土黄牛杂交后代的总称，杂交后代向乳肉兼用型方向发展。下列关于F1(西门塔尔杂交牛)选育过程中有关叙述错误的是(　　)

A．F1个体在有性生殖过程中可发生基因重组

B．F1个体将继承西门塔尔牛与本地土黄牛全部优良性状

C．F1个体在减数分裂过程中非同源染色体上的基因可发生基因重组

D．F1个体产生配子时可能发生同源染色体非姐妹染色单体的互换

B　[F1个体有性生殖过程中，在减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上非等位基因自由组合和减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间互换均可发生基因重组，A、C、D正确；F1个体不一定继承西门塔尔牛与本地土黄牛全部优良性状，基因的遗传是随机的，B错误。]

5．肉瘤病毒属于RNA病毒，在体内引起非上皮性实体肿瘤，肉瘤病毒能够将自身携带的癌基因整合到人的基因组中，进而诱发细胞癌变。下列关于细胞癌变的叙述不正确的是(　　)

A．肉瘤病毒将自身携带的癌基因整合到人的基因组的过程中，需要逆转录酶

B．肉瘤病毒将自身携带的癌基因整合到人的基因组中，诱发细胞癌变，该变异属于基因重组

C．癌细胞是指连续分裂增殖的细胞

D．细胞发生癌变后可以被免疫系统识别，细胞的凋亡基因被激活，导致细胞凋亡

C　[一般具有细胞周期的细胞都可以连续分裂增殖，而癌细胞是指原癌基因和抑癌基因突变后不受控制的，在特定条件下可以无限增殖的细胞，C错误。]

6．(2021·菏泽高三期末)我国科学家人工合成了4条酿酒酵母染色体，合成的染色体删除了研究者认为无用的DNA，加入了人工接头，总体长度比天然染色体缩减8%。这一成果为染色体疾病、癌症和衰老等提供研究与治疗模型，下列说法错误的是(　　)

A．合成人工染色体的基本原料是氨基酸和脱氧核糖核苷酸

B．染色体上的DNA某处发生了个别碱基增添属于基因突变

C．若某基因缺失了单个碱基，则该基因编码的肽链长度可能不变

D．在合成酿酒酵母的过程中，涉及的变异类型主要是基因突变和基因重组

B　[染色体上的DNA某处发生了个别碱基增添，如果发生的位置在基因与基因之间的区域，即非基因片段区域，不会引起基因结构的改变，则不属于基因突变，B错误。]

7．下列对变异的分析，错误的是(　　)

图一　　　　　　　 图二            图三

A．基因A1和A2编码合成的蛋白质可能相同

B．三图中所对应的变异均可发生于减数分裂过程中

C．同胞兄妹的遗传差异可能与图一、图三变异有关

D．图一和图三变异均引起基因所携带的遗传信息发生改变

D　[只有图一基因突变会导致基因所携带的遗传信息发生改变，图三的基因重组不会导致基因所携带的遗传信息改变，D错误。]

8．(2021·惠州模拟)某二倍体植物细胞基因型为AA，其体细胞中一个基因A突变为基因a，A基因编码138个氨基酸的多肽，a基因使相应mRNA增加一个相连的三碱基序列，编码含有139个氨基酸的多肽(不考虑互换和染色体变异)。相关说法正确的是(　　)

A．突变的a基因在该二倍体植物细胞中数目最多时可有4个

B．A基因与a基因在减数分裂Ⅱ后期随姐妹染色单体的分开而分离

C．突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同

D．如果得到了基因型为Aa的子一代，则最早在子三代中能分离得到基因型为aa的纯合子

C　[基因型为AA的二倍体植物突变为Aa后，细胞中数目最多时可有2个突变的a基因，A错误；A基因与a基因在减数分裂Ⅰ后期随同源染色体的分离而分离，B错误；由于a基因使相应mRNA增加一个相连的三碱基序列，编码含有139个氨基酸的多肽，所以在突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同，也可能只有1个氨基酸不同，C正确；如果得到了基因型为Aa的子一代，则最早在子二代中就能分离得到基因型为aa的纯合子，D错误。]

9．费城染色体指人类异常的22号染色体，首先在美国费城一例白血病患者中发现而被命名。如图为费城染色体形成过程，ABL1基因控制合成酪氨酸激酶，当发生如图变化后，ABL1基因和22号染色体上的BCR基因形成BCR­ABL1嵌合基因，细胞内酪氨酸激酶活性异常增高，活化了许多调控细胞周期的蛋白质和酶，细胞分裂加速，进而致癌。下列相关分析正确的是(　　)

A．费城染色体的形成是染色体结构变异和基因重组的结果

B．图示变异没有发生在性染色体上，所以不能遗传给子代

C．细胞内酪氨酸激酶活性增高是引起细胞癌变的直接原因

D．图示变异会同时导致9号和22号染色体上基因数目、排列顺序的改变

D　[从图示信息判断，费城染色体是染色体结构变异(易位)造成的，A错误；图示变异发生在常染色体上，但是生殖细胞中也含有常染色体，所以也可能遗传给子代，B错误；细胞内酪氨酸激酶并不直接控制细胞分裂，它通过影响调控细胞周期的蛋白质和酶而影响细胞分裂，导致细胞癌变，C错误；图中9号染色体和22号染色体发生了易位，与正常染色体相比，基因数目增加或减少会导致其上的基因排列顺序改变，D正确。]

10．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。若原敏感性大豆的基因型为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型及比例，确定其变异类型。对于子代的表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)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型及比例　若子代出现抗性和敏感两种表型，(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

11．(2021·运城高三模拟)玉米是世界上产量高，种植面积广的农作物之一。叶夹角是重要的玉米指标，直接影响光和CO2的分布和群体的光能利用，进而影响玉米的生长发育、生理特性和产量。甘肃农科院利用快中子诱变野生型LY8405(纯合子)获取了叶夹角明显减小的突变株FU1603。

(1)获取FU1603的方法原理是_______________________，为确定突变类型，将LY8405与FU1603杂交产生F1，F1自交所得的F2中，野生型159株，突变株54株，说明该突变受单个__________(填“隐性”或“显性”)核基因控制，遵循______定律。

(2)若在后续对FU1603进行选育的过程中，发现个别短茎个体。若控制叶夹角的基因为(A/a)，控制茎高度的基因为(B/b)，在下图染色体上画出短茎个体可能的情况。

甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁

(3)将该突变株与野生型LY8405杂交，若F1全为高茎。请设计杂交实验确定矮茎基因的具体位置，写出实验思路与结论。____________________________

___________________________________________________________________。

[解析]　(1)据题干信息“甘肃农科院利用快中子诱变野生型LY8405获取了叶夹角明显减小的突变株FU1603”可知，该方法为诱变育种，原理是基因突变；F1自交所得的F2中，野生型159株，突变株54株，野生型∶突变型≈3∶1，子代出现3∶1的性状分离比，说明该性状受一对等位基因控制，遵循基因的分离定律；设相关基因为A、a，则F1基因型为Aa，子代野生型∶突变型＝3∶1，则突变型为aa，该突变受单个隐性基因控制。

(2)在后续对FU1603进行选育的过程中，茎高度的显隐性未知，且两对基因是否独立遗传也未知，只能结合(1)推知夹角变小为隐性性状，故短茎个体的基因型及其与染色体位置关系可表示如下：

甲　　　　 乙　 　　　丙　　　　　丁

(3)该突变株与野生型杂交，F1全为高茎(野生型)，则该突变为隐性突变，即BB→bb。为确定矮茎基因的具体位置，可令F1自交得F2，统计F2中表型及比例：若控制叶夹角的基因与控制茎高度的基因在非同源染色体上，两对基因独立遗传，F1产生四种配子，F2出现9∶3∶3∶1的分离比；若控制叶夹角的基因与控制茎高度的基因在同源染色体，即AB连锁，ab连锁，则F2中野生型∶窄夹角矮株＝3∶1。

[答案]　(1)基因突变　隐性　分离

(2)

甲　　　　 乙　 　　　丙　　 　丁

(3)F1自交得F2，统计F2中表型及比例。若F2出现9∶3∶3∶1的分离比，则控制叶夹角的基因与控制茎高度的基因在非同源染色体上；若F2中野生型∶窄夹角矮株＝3∶1，则控制叶夹角的基因与控制茎高度的基因在同源染色体上

12．(2021·南京高三二模)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下图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．基因中发生上述变化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

A　[基因中发生上述增加GC碱基对的移码突变和缺失AT碱基对的移码突变，若移码突变使原来编码氨基酸的密码子变成了终止密码子，则造成基因表达提前终止，若终止密码子发生移码突变，成为编码氨基酸的密码子，则造成基因表达的延迟终止，A项正确；上述增加或缺失突变属于基因突变，B项错误；上述增加或缺失突变会导致氨基酸序列因此发生改变，不是一个氨基酸的改变，C项错误；上述增加或缺失突变只是造成基因碱基序列的改变，不会导致该细胞中基因数目增加或减少，D项错误。]

13．(2021·肇庆高三二模)有最新研究报告称：在人类肿瘤细胞中存在大量环状染色体外DNA(即ecDNA)，ecDNA上有大量癌基因。肿瘤细胞分裂时，ecDNA被随机分配到子细胞中；ecDNA还能够改变相关癌基因的表达模式，促进癌细胞的恶性行为，并且在肿瘤快速进化和抵御威胁(比如化疗、放疗和其他疗法)中扮演着非常关键的角色。下列叙述正确的是(　　)

A．染色体DNA和ecDNA上游离磷酸基团的数目都是2个

B．肿瘤细胞可以发生基因突变、基因重组和染色体变异

C．不同癌细胞中ecDNA的数目不同，但癌基因的数目相同

D．研发能在细胞核内降解ecDNA的药物，是治疗癌症的新思路

D　[ecDNA为环状DNA，游离磷酸基团的数目为0，染色体DNA为双链结构，游离磷酸基团的数目为2，A错误；肿瘤细胞不能进行减数分裂，故不能发生基因重组，B错误；癌细胞分裂时，这些ecDNA被随机分配到子细胞中，不同癌细胞中ecDNA的数目不同，癌基因的数目也可能不同，C错误；ecDNA改变了与癌症相关基因的表达方式，并在肿瘤快速变异和抵御威胁(如化疗、放疗和其他治疗)的能力中发挥了关键作用，研发能在细胞核内降解ecDNA的药物，是治疗癌症的新思路，D正确。]

14．(2021·江苏苏锡常镇四市高三调研)水平基因转移是相对于垂直基因转移(亲代传递给子代)而提出的，它打破了亲缘关系的界线，使基因的流动变得更为复杂，该过程能使进化过程中的优良基因在不同个体之间得以扩散。下列叙述不正确的是(　　)

A．水平基因转移对受体生物种群的基因频率和基因库没有影响

B．肺炎链球菌的R型细菌转化为S型细菌是水平基因转移的结果

C．不同种生物共用一套遗传密码是水平基因转移实现表达的基础

D．水平基因转移可能导致新功能和新性状的产生，从而促进新类群的起源和分化

A　[水平基因转移可能增加了受体生物种群的基因种类，所以对受体生物种群的基因频率和基因库有影响，A错误；肺炎链球菌的R型细菌转化为S型细菌是水平基因转移的结果，B正确；将基因转移到不同种生物中能够正常表达，这是因为几乎所有生物共用一套密码子，C正确；水平基因转移增加了受体生物种群的基因数量和种类，可能导致新功能和新性状的产生，从而促进新类群的起源和分化，D正确。]

15．(2021·广东选择性考试)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M­5品系并创立了基于该品系的突变检测技术，可通过观察F1和F2的性状及比例，检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等)，确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题：

(1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性，控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上，其遗传总是和性别相关联，这种现象称为________。

(2)图1是基于M­5品系的突变检测技术路线，在F1中挑出1只雌蝇，与1只M­5雄蝇交配，若得到的F2没有野生型雄蝇。雌蝇数目是雄蝇的两倍，F2中雌蝇的两种表型分别是棒眼杏红眼和________，此结果说明诱变产生了伴X染色体________基因突变。该突变的基因保存在表型为__________果蝇的细胞内。

图1

(3)上述突变基因可能对应图2中的突变________(从突变①、②、③中选一项)，分析其原因可能是_________________，使胚胎死亡。

图2

(4)图1所示的突变检测技术，具有的①优点是除能检测上述基因突变外，还能检测出果蝇______________基因突变；②缺点是不能检测出果蝇________基因突变。(①、②选答1项，且仅答1点即可)

[解析]　(1)位于性染色体上的基因，在遗传过程中总是与性别相关联的现象，叫伴性遗传。

(2)由M­5品系的突变检测技术路线可知P：XBrXBr(棒眼杏红眼)×XbRY→F1：XBrXbR、XBrY，XBrXbR×XBrY→F2：XBrXBr(棒眼杏红眼雌蝇)、XBrXbR(棒眼红眼雌蝇)、XBrY(棒眼杏红眼雄蝇)、XbRY(死亡)。则F2雌蝇基因型为：XBrXBr、XBrXbR，因此F2中雌蝇的两种表型分别是棒眼杏红眼和棒眼红眼，由于F2没有野生型雄蝇，雌蝇数目是雄蝇的两倍，此结果说明诱变产生了伴X染色体隐性纯合致死基因突变，该突变的基因保存在表型为雌果蝇的细胞内。

(3)突变①19号密码子ACU→ACC，突变前后翻译的氨基酸都是苏氨酸；突变②4号密码子AAC→AAA，由天冬酰胺变为赖氨酸；突变③20号密码子UUA→UGA，则突变为终止密码。因此上述突变基因可能对应图中的突变③，突变后终止翻译，使胚胎死亡。

(4)图1所示的突变检测技术优点是除能检测上述伴X染色体隐性完全致死基因突变外，还能检测出果蝇X染色体上的可见基因突变，即X染色体上的显性基因突变和隐性基因突变；该技术检测的结果需要通过性别进行区分，不能检测出果蝇常染色体上的基因突变，包括常染色体上隐性基因突变和显性基因突变。

[答案]　(1)伴性遗传　(2)棒眼红眼　隐性纯合致死　雌　(3)③　突变为终止密码子，蛋白质停止表达　(4)X染色体上的可见(或X染色体上的显性)　常染色体(或常染色体显性或常染色体隐性)