备考2024届高考生物一轮复习强化训练第七章生物的变异和进化课时1基因突变和基因重组

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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
解析 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；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，A错误。细胞癌变后具有无限增殖的能力，B错误。原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和增殖是必需的，原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质，C错误。据图分析，同时转入Myc和Ras的小鼠中肿瘤小鼠的比例大于只转入Myc或Ras的小鼠中肿瘤小鼠的比例，说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，D正确。
2.[2021浙江1月]现建立“动物精原细胞（2n＝4）有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞（假定DNA中的P都为32P，其他分子不含32P）在不含32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示，H（h）、R（r）是其中的两对基因，细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是（D ）
A.细胞①形成过程中没有发生基因重组
B.细胞②中最多有两条染色体含有32P
C.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等
D.细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
解析 细胞①中同源染色体发生联会，细胞处于减数分裂Ⅰ前期，由图可知，细胞①中同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，可推断细胞①发生了基因重组，A错误；根据DNA分子的半保留复制，1个精原细胞（DNA中的P都为32P），在不含32P的培养液中正常培养，经过一次有丝分裂，其产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子中的一条链含有32P、另一条链不含32P。该子细胞在减数分裂Ⅰ的间期发生DNA和染色体的复制，形成的细胞①中每条染色体上只有一条染色单体的DNA分子中的一条链含有32P（细胞①中共4条染色单体含有32P），细胞①形成细胞②时会发生同源染色体分离，正常情况下，细胞②中有两条染色体含有32P（分布在非同源染色体上），但根据细胞①可知，H和h所在的染色体发生过互换，若含有32P的染色体片段被换到不含32P的片段上，则很有可能H和h所在染色体都含有32P，因此细胞②中最多有3条染色体含有32P，B错误；细胞②和细胞③中含有32P的染色体数目不一定相等，若细胞②中含有32P的染色体数是3条，则细胞③中含有32P的染色体数是2条，C错误；若细胞②中含32P的染色体有3条，则细胞④和⑤中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1，细胞③中2条含32P的染色体若分别进入细胞⑥和⑦中，则细胞⑥和⑦中含32P的核DNA分子数分别是1、1，因此细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1，D正确。
3.[2021广东，12分]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M－5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 伴性遗传 。
（2）如图1是基于M－5品系的突变检测技术路线，在F1中挑出1只雌蝇，与1只M－5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 棒眼红眼 ，此结果说明诱变产生了伴X染色体 隐性致死 基因突变。该突变的基因保存在表型为 棒眼红眼（雌） 果蝇的细胞内。
注：不考虑图中染色体间的互换和已知性状相关基因的突变
图1
（3）上述突变基因可能对应图2中的突变 ③ （从突变①、②、③中选一项），分析其原因可能是 密码子突变后变为终止密码子，蛋白质合成提前终止，蛋白质失去原来的功能 ，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 伴X染色体显性 基因突变；②缺点是不能检测出果蝇 常染色体和X、Y染色体同源区段 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的遗传总是与性别相关联，这种现象叫伴性遗传。（2）据题意，在F1中挑出1只雌蝇与1只M－5雄蝇交配，F2没有野生型雄蝇，雌蝇数目是雄蝇的两倍，假设野生型X染色体上未知突变基因用“？”表示，图解如下：
据图解可知，F2中雌蝇的表型为棒眼杏红眼和棒眼红眼，F2中没有野生型雄蝇，雌蝇数目是雄蝇的两倍，说明该突变为X染色体上隐性致死突变，该突变的基因保存在表型为棒眼红眼雌果蝇的细胞内。（3）突变①：ACU（苏氨酸）→ACC（苏氨酸），突变后合成的蛋白质没有改变；突变②：AAC（天冬酰胺）→AAA（赖氨酸），突变后合成的蛋白质中1个氨基酸发生改变；突变③：UUA（亮氨酸）→UGA（终止密码子），密码子突变后变为终止密码子，蛋白质合成提前终止，蛋白质的结构变化最大，故突变③最有可能导致胚胎死亡。（4）图1所示的突变检测技术，除能检测上述基因突变外，还能检测出果蝇伴X染色体显性基因突变，缺点是不能检测出果蝇常染色体上和X、Y染色体同源区段上的基因突变。
4.[2021湖北，15分]疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物，可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用，逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制，将一种青蒿素敏感（S型）的疟原虫品种分成两组：一组逐渐增加青蒿素的浓度，连续培养若干代，获得具有抗药性（R型）的甲群体，另一组为乙群体（对照组）。对甲和乙两群体进行基因组测序，发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生，这些突变发生在9个基因的编码序列上，其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性，现从不同病人身上获取若干疟原虫样本，检测疟原虫对青蒿素的抗药性（与存活率正相关）并测序，以S型疟原虫为对照，与对照的基因序列相同的设为野生型“＋”，不同的设为突变型“－”。部分样本的结果如表。
回答下列问题：
（1）连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多 ，碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是 密码子具有简并性（或碱基突变前后，相应的密码子决定的氨基酸种类不变） 。
（2）7个基因中与抗药性关联度最高的是 基因6 ，判断的依据是 与对照组相比，在有突变基因6和7的 4～9组中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大（合理即可） 。
（3）若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序列。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为 S型（对青蒿素敏感） 。
（4）根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议： 做好按蚊的防治工作 。
解析 （1）在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率会升高，抗药性个体数增多。碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是碱基突变前后，相应的密码子决定的氨基酸种类不变，即密码子具有简并性。（2）分析样本结果可知，与对照组相比，在4～9组中，疟原虫的存活率都大幅提高，它们都有突变基因6和7，但有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大，因此推测，7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。（3）将突变基因恢复为野生型且不改变基因组中其他碱基序列，改造后的疟原虫对青蒿素敏感。（4）疟原虫可在按蚊和人两类宿主中繁殖，为有效控制疟疾，需要做好按蚊的防治工作，以阻断传播途径，减少疟疾的发生。
密码子序号 1…4…19 20…540
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG
突变后核苷酸序列AUG…AAC…ACCUUA…UAG
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACUUUA…UAG
突变后核苷酸序列AUG…AAA…ACUUUA…UAG
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACUUUA…UAG
突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACUUGA…UAG
密码子表（部分）：
AUG：甲硫氨酸，起始密码子
AAC：天冬酰胺
ACU、ACC：苏氨酸
UUA：亮氨酸
AAA：赖氨酸
UAG、UGA：终止密码子
…表示省略的、没有变化的碱基
疟原虫
存活（％）
基因1
基因2
基因3
基因4
基因5
基因6
基因7
对照
0.04
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
1
0.2
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
2
3.8
＋
＋
＋
－
＋
＋
－
3
5.8
＋
＋
＋
－
－
＋
－
4
23.1
＋
＋
＋
＋
－
－
－
5
27.2
＋
＋
＋
＋
－
－
－
6
27.3
＋
＋
＋
－
＋
－
－
7
28.9
＋
＋
＋
－
－
－
－
8
31.3
＋
＋
＋
＋
－
－
－
9
58.0
＋
＋
＋
－
＋
－
－