2024届高考生物一轮复习20基因突变和基因重组课时质量评价+参考答案

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二十　基因突变和基因重组
1．A　解析：选育青霉素高产菌株时，可用一定剂量的X射线处理青霉素菌株，使其发生基因突变，从而获得高产菌株，A正确；非同源染色体间的部分片段移接属于染色体结构变异，B错误；同源染色体上可以发生可遗传变异中的染色体变异、基因突变和基因重组，C错误；根尖中的细胞只能进行有丝分裂，不能发生基因重组，而且发生在生殖细胞中的变异更容易遗传给后代，花药中的细胞能进行减数分裂，发生基因重组形成精子，精子中的遗传物质能遗传给后代，D错误。
2．A　解析：美臀公羊(Aa)×野生型母羊(aa)，父本产生两种精子，A∶a＝1∶1，母本产生一种卵细胞a，子代中Aa∶aa＝1∶1，Aa占1/2，A基因来自父本，Aa均为美臀羊，故其子代中美臀羊占1/2；野生型公羊(aa)×美臀母羊(Aa)，父本产生1种精子a，母本产生2种卵细胞，A∶a＝1∶1，子代中Aa占50%，但A基因来自母本，不是美臀羊，故其子代中无美臀羊；野生型公羊(aa)×野生型母羊(aa)，子代全为aa，没有美臀羊；美臀公羊(Aa)×美臀母羊(Aa)，父本产生两种精子，A∶a＝1∶1，母本产生2种卵细胞，A∶a＝1∶1，子代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，但由父本提供A基因的杂合子Aa只占1/4，故其子代中美臀羊占1/4。综上分析可知，子代美臀羊概率最高的是A选项，A符合题意。
3．D　解析：由于密码子的简并、基因突变可能发生在非编码区等原因，突变后的XRCC1基因编码的蛋白质，可能没有改变，即可能也可以修复受损的DNA，A正确。XRCC1基因编码的蛋白质在DNA发生损伤时常与之结合，并联合DNA聚合酶、DNA连接酶等酶修复组件对受损的DNA进行修复。若XRCC1基因发生突变，则可能编码的蛋白质无法对突变的DNA进行修复，机体内的肿瘤细胞可能增多，B正确。癌细胞中，突变的基因增加，故需要及时修复，因此XRCC1基因往往会过量表达，C正确。不管XRCC1基因突变与否，嘌呤和嘧啶碱基所占比例均为1/2，D错误。
4．B　解析：钠­钾泵中单个氨基酸的置换会影响其生理功能，如第122位氨基酸的替换，A错误；由题中蝶类和果蝇两例可见，钠­钾泵在生物进化中具有高度的保守性，不同种类动物的钠­钾泵在结构上是基本相同的，B正确；钠­钾泵只发生第122位氨基酸改变，果蝇虽具有强心甾抗性，但因“瘫痪”生存能力减弱，C错误；乳草中强心甾的作用可能会诱发基因突变，但缺乏外因的情况下，基因也可自发突变，D错误。
5．C　解析：与正常人的血红蛋白酶解产物相比，患者血红蛋白酶解产物中某个多肽首个氨基酸改变，血红蛋白空间结构异常，A错误；胰蛋白酶能将血红蛋白水解成多肽，说明其不能水解血红蛋白任意两个氨基酸间的肽键，B错误；血红蛋白经胰蛋白酶作用后的水解产物有多肽，多肽中仍含有肽键，加入双缩脲试剂仍能呈现紫色，C正确；两种血红蛋白之间只存在某个多肽首个氨基酸为缬氨酸或谷氨酸的差异，说明患者血红蛋白基因发生碱基替换并未导致mRNA提前出现终止密码子，而是改变了特定位置上氨基酸的种类，D错误。
6．B　解析：据题干中信息可知，该基因突变后，只是229位的丙氨酸被替换为苏氨酸，故该突变是由于基因D中相应位点上的碱基对发生替换而导致的，A正确；与突变前相比，突变后的mRNA翻译时，需要的tRNA种类不一定改变，因为突变后形成的密码子原来可能就存在，B错误；若突变杂合子赤霉素3­氧化酶活性仍很高，则突变为隐性突变，没有影响到性状，C正确；据题干信息可知，具有D基因的豌豆表现为高茎，若发生隐性突变，即D基因突变为d基因，则豌豆突变纯合子植株应表现为矮茎，D正确。
7．B　解析：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；F1个体在减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，C正确；F1个体产生配子时在减数分裂Ⅰ的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体可以发生互换，D正确。
8．C　解析：癌细胞表面糖蛋白减少使其易扩散转移，而不是易于增殖，A错误；白花蛇舌草中的有效成分HMA能抑制人肝癌细胞的增殖，还能下调抗凋亡基因BCL­2的表达，促使细胞凋亡，说明癌细胞内BCL­2基因的表达产物含量较高，该研究可为白花蛇舌草临床抗肝癌提供理论依据，B错误，C正确；正在增殖的细胞DNA分子发生了复制，相关的基因选择性表达，正在凋亡的细胞中相关的基因选择性表达，二者DNA的数目不同，RNA的种类不完全相同，D错误。
9．D　解析：A和a基因互为等位基因，据图可知，a基因模板链的碱基序列为AATCAATGCTGC，而A基因模板链的碱基序列为AATCCATGCTGC，故A基因的形成是a基因的碱基替换造成的，A错误；中心法则包括DNA的复制、转录、翻译以及RNA的复制和逆转录等过程，故基因的复制、转录和翻译不能完整体现中心法则的信息传递过程，B错误；DNA复制、转录过程遵循碱基互补配对原则，翻译过程中mRNA和tRNA也遵循碱基互补配对原则，C错误；若将A基因通过质粒导入细菌并表达，可以实现A基因与细菌DNA的重组，这种变异属于基因重组，D正确。
10．C　解析：S蛋白基因插入人5型腺病毒载体(Ad5)基因组获得人复制缺陷型毒种，原理是基因重组，A错误；S蛋白基因在人体细胞中表达出的S蛋白属于抗原，B错误；接种疫苗刺激机体产生抗体和记忆细胞，通过这种方式获得免疫力属于主动免疫，C正确；抗体具有特异性，接种新冠灭活疫苗后也会受到各种冠状病毒的感染，D错误。
11．解析：(1)由题意具有相对性状的两个亲本杂交，F1再自交，F2中紫花∶红花＝3∶5，可推知，亲本为Aa×aa类型，F1为1/2Aa、1/2aa，进而可知紫花为显性性状。(2)①诱变可以使同一基因往不同的方向突变，这体现了基因突变的不定向性，也可使不同的基因突变，这体现了基因突变的随机性。②将突变体甲与野生型大豆杂交获得F1，再将F1与突变体乙杂交得F2，观察并统计F2雄性可育与雄性不育的比例，即可得出结论。(或将突变体甲、突变体乙分别与野生型大豆杂交获得F甲1、F乙1，再将F甲1与F乙1杂交得F2，观察并统计F2雄性可育与不育的比例，即可得出结论。)
答案：(1)紫花　(2)①不定向性和随机性　②杂交方案：将突变体甲与野生型大豆杂交获得F1，再将F1与突变体乙杂交得F2，观察并统计F2雄性可育与雄性不育的比例。结果预期与结论：若F2中均为雄性可育，说明这两种突变体是由不同基因突变所致；若F2中雄性可育∶雄性不育＝1∶1，说明这两种突变体是由同一基因突变所致。(或杂交方案：将突变体甲、突变体乙分别与野生型大豆杂交获得F甲1、F乙1，再将F甲1与F乙1杂交得F2，观察并统计F2雄性可育与雄性不育的比例。结果预期与结论：若F2中均为雄性可育，说明这两种突变体是由不同基因突变所致；若F2中雄性可育∶雄性不育＝3∶1，说明这两种突变体是由同一基因突变所致。)
12．解析：(1)根据题意，早抽薹突变体和野生型是一对相对性状，一对相对性状的个体杂交，子代只出现野生型一种表型，说明野生型是显性性状，则突变性状是隐性性状，由隐性基因控制。(2)甲、乙的突变基因都为隐性基因，在染色体上的位置关系有以下三种可能性：①甲、乙的突变基因为等位基因；②甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因；③甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因；设计实验方案为：将突变体甲和乙杂交得到F1，再让F1自交得到F2，观察并统计F2的表型及比例。①若甲、乙的突变基因为等位基因，F2全表现为早抽薹；②若甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因，用a、b分别表示甲、乙的突变基因，则F1基因型为AaBb，F2中A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，除了A_B_为野生型，其余都为早抽薹，故早抽薹个体所占比例为7/16，即野生型∶早抽薹＝9∶7；③若甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因，F1基因型为AaBb，但只能产生两种配子Ab和aB，F2中AAbb∶aaBB∶AaBb＝1∶1∶2，故F2中早抽薹个体所占比例为1/2，即野生型∶早抽薹＝1∶1。(3)①基因突变导致甲基转移酶的分子量变小的原因是：由于甲基因突变后指导合成的mRNA上的终止密码子提前出现，最终导致其表达出的甲基转移酶中氨基酸数目减少，分子量变小。②染色体中组蛋白甲基化影响F基因表达的现象称为表观遗传。分析题图，突变体F基因表达相对水平较低，但是突变体表现出早抽薹，由题知：基因B表达一种甲基转移酶，可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达，F基因是开花的主要抑制基因，推测B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→解除对开花的抑制→白菜提前抽薹开花。
答案：(1)隐性　(2)将突变体甲和乙杂交得到F1，再让F1自交得到F2，观察并统计F2的表型及比例　若F2全表现为早抽薹，则甲、乙的突变基因为等位基因；若F2中早抽薹个体所占比例为7/16，即野生型∶早抽薹＝9∶7，则甲、乙的突变基因为非同源染色体上的非等位基因；若F2中早抽薹个体所占比例为1/2，即野生型∶早抽薹＝1∶1，则甲、乙的突变基因为同源染色体上的非等位基因　(3)①由于甲基因突变后指导合成的mRNA上的终止密码子提前出现，最终导致其表达出的甲基转移酶中氨基酸数目减少，分子量变小　②表观遗传　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→解除对开花的抑制→大白菜提前抽薹开花