基因突變和基因重組(建議用時：40分鐘)一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。1．(2023·重慶調(diào)研)下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述正確的是()A．獲得高產(chǎn)青霉素菌株的原理是基因突變B．非同源染色體間的部分片段移接屬于基因重組C．同源染色體上只能發(fā)生可遺傳變異中的染色體變異和基因突變D．發(fā)生在水稻根尖內(nèi)的基因重組比發(fā)生在花藥中的更容易遺傳給后代A解析：選育青霉素高產(chǎn)菌株時，可用一定劑量的X射線處理青霉素菌株，使其發(fā)生基因突變，從而獲得高產(chǎn)菌株，A正確；非同源染色體間的部分片段移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，B錯誤；同源染色體上可以發(fā)生可遺傳變異中的染色體變異、基因突變和基因重組，C錯誤；根尖中的細胞只能進行有絲分裂，不能發(fā)生基因重組，而且發(fā)生在生殖細胞中的變異更容易遺傳給后代，花藥中的細胞能進行減數(shù)分裂，發(fā)生基因重組形成精子，精子中的遺傳物質(zhì)能遺傳給后代，D錯誤。2．綿羊的一條常染色體上a基因發(fā)生顯性突變，使野生型變?yōu)椤懊劳窝颉??！懊劳窝颉蓖尾考昂笸戎屑∪夂匡@著增多，肉質(zhì)更加鮮美。研究發(fā)現(xiàn)，只有雜合子且突變基因來自父本的個體才出現(xiàn)美臀。為獲得更多“美臀羊”，應優(yōu)先選擇的親本組合為()A．美臀公羊(Aa)×野生型母羊(aa)B．野生型公羊(aa)×美臀母羊(Aa)C．野生型公羊(aa)×野生型母羊(aa)D．美臀公羊(Aa)×美臀母羊(Aa)A解析：美臀公羊(Aa)×野生型母羊(aa)，父本產(chǎn)生兩種精子，A∶a＝1∶1，母本產(chǎn)生一種卵細胞a，子代中Aa∶aa＝1∶1，Aa占1/2，A基因來自父本，Aa均為美臀羊，故其子代中美臀羊占1/2；野生型公羊(aa)×美臀母羊(Aa)，父本產(chǎn)生1種精子a，母本產(chǎn)生2種卵細胞，A∶a＝1∶1，子代中Aa占50%，但A基因來自母本，不是美臀羊，故其子代中無美臀羊；野生型公羊(aa)×野生型母羊(aa)，子代全為aa，沒有美臀羊；美臀公羊(Aa)×美臀母羊(Aa)，父本產(chǎn)生兩種精子，A∶a＝1∶1，母本產(chǎn)生2種卵細胞，A∶a＝1∶1，子代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，但由父本提供A基因的雜合子Aa只占1/4，故其子代中美臀羊占1/4。綜上分析可知，子代美臀羊概率最高的是A選項，A符合題意。3．位于19號染色體上的XRCC1基因，其編碼的蛋白質(zhì)在DNA發(fā)生損傷時常與之結(jié)合，并聯(lián)合DNA聚合酶、DNA連接酶等對受損的DNA進行修復。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．突變后的XRCC1基因編碼的蛋白質(zhì)，可能也可以修復受損的DNAB．若XRCC1基因發(fā)生突變，則機體內(nèi)的腫瘤細胞可能增多C．癌細胞中，XRCC1基因往往會過量表達D．XRCC1基因突變后，嘌呤和嘧啶堿基所占比例會改變D解析：由于密碼子的簡并、基因突變可能發(fā)生在非編碼區(qū)等原因，突變后的XRCC1基因編碼的蛋白質(zhì)，可能沒有改變，即可能也可以修復受損的DNA，A正確。XRCC1基因編碼的蛋白質(zhì)在DNA發(fā)生損傷時常與之結(jié)合，并聯(lián)合DNA聚合酶、DNA連接酶等酶修復組件對受損的DNA進行修復。若XRCC1基因發(fā)生突變，則可能編碼的蛋白質(zhì)無法對突變的DNA進行修復，機體內(nèi)的腫瘤細胞可能增多，B正確。癌細胞中，突變的基因增加，故需要及時修復，因此XRCC1基因往往會過量表達，C正確。不管XRCC1基因突變與否，嘌呤和嘧啶堿基所占比例均為1/2，D錯誤。4．(2022·山東青島二中開學考)乳草產(chǎn)生的強心甾能使動物細胞的鈉-鉀泵喪失功能，但某種蝶類因鈉-鉀泵第119與122位氨基酸發(fā)生改變而能以乳草為食。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，利用基因編輯技術(shù)修改果蠅鈉-鉀泵基因，第122位氨基酸發(fā)生改變的果蠅獲得強心甾抗性的同時出現(xiàn)“癱瘓”，第119位氨基酸的改變能消除因第122位氨基酸改變導致的“癱瘓”。以下有關(guān)分析正確的是()A．鈉-鉀泵中單個氨基酸的置換不影響其生理功能B．不同種類動物的鈉-鉀泵在結(jié)構(gòu)上具有高度的相似性C．若果蠅只發(fā)生鈉-鉀泵第122位氨基酸的改變，生存能力會增強D．若該蝶不取食乳草，其祖先的鈉-鉀泵基因就不會發(fā)生突變B解析：鈉-鉀泵中單個氨基酸的置換會影響其生理功能，如第122位氨基酸的替換，A錯誤；由題中蝶類和果蠅兩例可見，鈉-鉀泵在生物進化中具有高度的保守性，不同種類動物的鈉-鉀泵在結(jié)構(gòu)上是基本相同的，B正確；鈉-鉀泵只發(fā)生第122位氨基酸改變，果蠅雖具有強心甾抗性，但因“癱瘓”生存能力減弱，C錯誤；乳草中強心甾的作用可能會誘發(fā)基因突變，但缺乏外因的情況下，基因也可自發(fā)突變，D錯誤。5．胰蛋白酶能將血紅蛋白水解成若干個多肽，比較鐮狀細胞貧血患者和正常人的血紅蛋白酶解產(chǎn)物，可發(fā)現(xiàn)兩者間只存在某個多肽首個氨基酸為纈氨酸或谷氨酸的差異，下列分析正確的是()A．患者血紅蛋白空間結(jié)構(gòu)正常但運輸氧氣能力下降B．胰蛋白酶能水解血紅蛋白任意兩個氨基酸間的肽鍵C．血紅蛋白經(jīng)胰蛋白酶水解的產(chǎn)物加入雙縮脲試劑仍能呈現(xiàn)紫色D．患者血紅蛋白基因發(fā)生堿基替換導致mRNA提前出現(xiàn)終止密碼子C解析：與正常人的血紅蛋白酶解產(chǎn)物相比，患者血紅蛋白酶解產(chǎn)物中某個多肽首個氨基酸改變，血紅蛋白空間結(jié)構(gòu)異常，A錯誤；胰蛋白酶能將血紅蛋白水解成多肽，說明其不能水解血紅蛋白任意兩個氨基酸間的肽鍵，B錯誤；血紅蛋白經(jīng)胰蛋白酶作用后的水解產(chǎn)物有多肽，多肽中仍含有肽鍵，加入雙縮脲試劑仍能呈現(xiàn)紫色，C正確；兩種血紅蛋白之間只存在某個多肽首個氨基酸為纈氨酸或谷氨酸的差異，說明患者血紅蛋白基因發(fā)生堿基替換并未導致mRNA提前出現(xiàn)終止密碼子，而是改變了特定位置上氨基酸的種類，D錯誤。6．豌豆第4號染色體上的基因D能編碼赤霉素3-氧化酶，該酶催化無活性的赤霉素前體(GA20)轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘某嗝顾?GA1)。該基因突變后，赤霉素3-氧化酶第229位的丙氨酸被替換為蘇氨酸而導致活性降低。下列敘述不正確的是()A．該突變是由于基因D中相應位點上的堿基對發(fā)生替換而導致B．突變后的基因編碼赤霉素3-氧化酶時，所需tRNA種類一定增多C．若突變雜合子赤霉素3-氧化酶活性仍很高，則突變?yōu)殡[性突變D．若發(fā)生隱性突變，豌豆突變純合子植株應表現(xiàn)為矮莖B解析：據(jù)題干中信息可知，該基因突變后，只是229位的丙氨酸被替換為蘇氨酸，故該突變是由于基因D中相應位點上的堿基對發(fā)生替換而導致的，A正確；與突變前相比，突變后的mRNA翻譯時，需要的tRNA種類不一定改變，因為突變后形成的密碼子原來可能就存在，B錯誤；若突變雜合子赤霉素3-氧化酶活性仍很高，則突變?yōu)殡[性突變，沒有影響到性狀，C正確；據(jù)題干信息可知，具有D基因的豌豆表現(xiàn)為高莖，若發(fā)生隱性突變，即D基因突變?yōu)閐基因，則豌豆突變純合子植株應表現(xiàn)為矮莖，D正確。7．土黃牛的養(yǎng)殖在我國有著悠久的歷史，多數(shù)是役用。隨著機械化時代的到來，土黃牛的養(yǎng)殖就越來越少了。西門塔爾雜交牛是西門塔爾公牛與本地土黃牛雜交后代的總稱，雜交后代向乳肉兼用型方向發(fā)展。下列關(guān)于F1(西門塔爾雜交牛)選育過程中有關(guān)敘述錯誤的是()A．F1個體在有性生殖過程中可發(fā)生基因重組B．F1個體將繼承西門塔爾牛與本地土黃牛全部優(yōu)良性狀C．F1個體在減數(shù)分裂過程中非同源染色體上的非等位基因可發(fā)生基因重組D．F1個體產(chǎn)生配子時可能發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體的互換B解析：F1個體有性生殖過程中，在減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體上非等位基因自由組合和減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體間互換均可發(fā)生基因重組，A正確；F1個體不一定繼承西門塔爾牛與本地土黃牛全部優(yōu)良性狀，基因的遺傳是隨機的，B錯誤；F1個體在減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體上的非等位基因可以自由組合，C正確；F1個體產(chǎn)生配子時在減數(shù)分裂Ⅰ的四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體可以發(fā)生互換，D正確。8．(2023·廣東廣州模擬)白花蛇舌草是常見的中草藥，研究人員提取其有效成分2-羥基-3-甲基蒽醌(HMA)，發(fā)現(xiàn)其能明顯抑制人肝癌細胞的增殖，進一步研究表明HMA還能下調(diào)抗凋亡基因BCL-2的表達。下列有關(guān)細胞凋亡和癌變的說法正確的是()A．癌細胞表面糖蛋白減少使其易無限增殖B．癌細胞內(nèi)BCL-2基因的表達產(chǎn)物含量較低C．該研究可為白花蛇舌草臨床抗肝癌提供理論依據(jù)D．正在增殖的細胞與正在凋亡的細胞中的核酸完全相同C解析：癌細胞表面糖蛋白減少使其易擴散轉(zhuǎn)移，而不是易于增殖，A錯誤；白花蛇舌草中的有效成分HMA能抑制人肝癌細胞的增殖，還能下調(diào)抗凋亡基因BCL-2的表達，促使細胞凋亡，說明癌細胞內(nèi)BCL-2基因的表達產(chǎn)物含量較高，該研究可為白花蛇舌草臨床抗肝癌提供理論依據(jù)，B錯誤，C正確；正在增殖的細胞DNA分子發(fā)生了復制，相關(guān)的基因選擇性表達，正在凋亡的細胞中相關(guān)的基因選擇性表達，二者DNA的數(shù)目不同，RNA的種類不完全相同，D錯誤。9．某生物的a基因突變?yōu)锳基因，其轉(zhuǎn)錄的mRNA如下圖所示，下列敘述正確的是()mRNA…UUAGUUACGACG…a基因模板鏈…AATCAATGCTGC…mRNA…UUAGGUACGACG…A基因模板鏈…AATCCATGCTGC…A．A基因的形成是a基因的堿基增添、缺失或替換造成的B．基因的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯完整地體現(xiàn)了中心法則的信息傳遞過程C．基因的復制、轉(zhuǎn)錄遵循堿基互補配對原則，而翻譯不遵循D．若將A基因通過質(zhì)粒導入細菌并表達，這種變異屬于基因重組D解析：A和a基因互為等位基因，據(jù)圖可知，a基因模板鏈的堿基序列為AATCAATGCTGC，而A基因模板鏈的堿基序列為AATCCATGCTGC，故A基因的形成是a基因的堿基替換造成的，A錯誤；中心法則包括DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及RNA的復制和逆轉(zhuǎn)錄等過程，故基因的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯不能完整體現(xiàn)中心法則的信息傳遞過程，B錯誤；DNA復制、轉(zhuǎn)錄過程遵循堿基互補配對原則，翻譯過程中mRNA和tRNA也遵循堿基互補配對原則，C錯誤；若將A基因通過質(zhì)粒導入細菌并表達，可以實現(xiàn)A基因與細菌DNA的重組，這種變異屬于基因重組，D正確。10．重組新型冠狀病毒疫苗，是將新冠病毒S蛋白基因插入人5型腺病毒載體(Ad5)基因組，獲得人復制缺陷型(不能復制但保留其侵染人體細胞的能力)毒種，將其接種在HEK293SF-3F6細胞擴增純化得到病毒活疫苗。人體接種后，Ad5載體攜帶的S蛋白基因在人體細胞中表達S蛋白，刺激機體產(chǎn)生免疫力。下列說法正確的是()A．S蛋白基因插入人5型腺病毒載體(Ad5)基因組獲得人復制缺陷型毒種，原理是基因突變B．S蛋白基因在人體細胞中表達出的S蛋白屬于抗體C．接種疫苗使人獲得免疫力屬于主動免疫D．接種新冠滅活疫苗后不會受到各種冠狀病毒的感染C解析：S蛋白基因插入人5型腺病毒載體(Ad5)基因組獲得人復制缺陷型毒種，原理是基因重組，A錯誤；S蛋白基因在人體細胞中表達出的S蛋白屬于抗原，B錯誤；接種疫苗刺激機體產(chǎn)生抗體和記憶細胞，通過這種方式獲得免疫力屬于主動免疫，C正確；抗體具有特異性，接種新冠滅活疫苗后也會受到各種冠狀病毒的感染，D錯誤。二、非選擇題11．(2023·河北石家莊月考)大豆原產(chǎn)中國，通稱黃豆，現(xiàn)廣泛栽培于世界各地，是重要的糧食作物之一。已知大豆是雌雄同株植物，野生型大豆雌蕊與雄蕊育性正常。(1)大豆的紫花和紅花是由一對等位基因控制的相對性狀，具有相對性狀的兩個親本雜交，F(xiàn)1再自交，F(xiàn)2中紫花∶紅花＝3∶5，據(jù)此可判斷________是顯性性狀。(2)科學家用射線對大豆種群進行誘變處理，并從大豆種群中分離出兩株雄性不育個體甲和乙，均為單基因隱性突變體。①誘變可以使同一基因往不同的方向突變，也可使不同的基因突變，這體現(xiàn)了基因突變具有________________的特點。②請設(shè)計一種雜交方案，探究上述兩株突變體是同一基因突變還是不同基因突變所致。(要求寫出雜交方案、結(jié)果預期與結(jié)論)解析：(1)由題意具有相對性狀的兩個親本雜交，F(xiàn)1再自交，F(xiàn)2中紫花∶紅花＝3∶5，可推知，親本為Aa×aa類型，F(xiàn)1為1/2Aa、1/2aa，進而可知紫花為顯性性狀。(2)①誘變可以使同一基因往不同的方向突變，這體現(xiàn)了基因突變的不定向性，也可使不同的基因突變，這體現(xiàn)了基因突變的隨機性。②將突變體甲與野生型大豆雜交獲得F1，再將F1與突變體乙雜交得F2，觀察并統(tǒng)計F2雄性可育與雄性不育的比例，即可得出結(jié)論。(或?qū)⑼蛔凅w甲、突變體乙分別與野生型大豆雜交獲得F甲1、F乙1，再將F甲1與F乙1雜交得F2，觀察并統(tǒng)計F2雄性可育與不育的比例，即可得出結(jié)論。)答案：(1)紫花(2)①不定向性和隨機性②雜交方案：將突變體甲與野生型大豆雜交獲得F1，再將F1與突變體乙雜交得F2，觀察并統(tǒng)計F2雄性可育與雄性不育的比例。結(jié)果預期與結(jié)論：若F2中均為雄性可育，說明這兩種突變體是由不同基因突變所致；若F2中雄性可育∶雄性不育＝1∶1，說明這兩種突變體是由同一基因突變所致。(或雜交方案：將突變體甲、突變體乙分別與野生型大豆雜交獲得F甲1、F乙1，再將F甲1與F乙1雜交得F2，觀察并統(tǒng)計F2雄性可育與雄性不育的比例。結(jié)果預期與結(jié)論：若F2中均為雄性可育，說明這兩種突變體是由不同基因突變所致；若F2中雄性可育∶雄性不育＝3∶1，說明這兩種突變體是由同一基因突變所致。)12．(2022·山東濟寧一模)大白菜(2n)原產(chǎn)于中國，為兩年生草本植物，第一年以營養(yǎng)生長為主，第二年春季抽薹開花，是重要的蔬菜作物。研究大白菜抽薹的調(diào)控機制可為育種提供理論依據(jù)。(1)兩種早抽薹突變體甲和乙均由野生型大白菜的一對基因突變產(chǎn)生。將兩種早抽薹突變體甲和乙分別與野生型大白菜雜交，子代均為野生型，說明甲和乙的突變性狀均由________基因控制。(2)欲探究甲、乙的突變基因在染色體上的位置關(guān)系，請設(shè)計一種實驗方案并預期實驗結(jié)果和結(jié)論(不考慮互換)。實驗方案：________________________________________________________________________________________________________________________________。預期實驗結(jié)果和結(jié)論：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究發(fā)現(xiàn)突變體甲與一種甲基轉(zhuǎn)移酶基因突變有關(guān)，其表達產(chǎn)物可通過催化染色體中組蛋白的甲基化來影響F基因的表達，F(xiàn)基因是開花的主要抑制基因。①分別測定突變基因和野生型基因表達出的甲基轉(zhuǎn)移酶的分子量，發(fā)現(xiàn)突變基因表達出的甲基轉(zhuǎn)移酶的分子量較小?；蛲蛔儗е录谆D(zhuǎn)移酶的分子量變小的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。②染色體中組蛋白甲基化影響F基因表達的現(xiàn)象稱為________。研究者進一步對野生型和突變體甲的F基因表達相對水平進行了檢測，結(jié)果如圖。據(jù)圖以箭頭和文字形式解釋早抽薹表型出現(xiàn)的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題意，早抽薹突變體和野生型是一對相對性狀，一對相對性狀的個體雜交，子代只出現(xiàn)野生型一種表型，說明野生型是顯性性狀，則突變性狀是隱性性狀，由隱性基因控制。(2)甲、乙的突變基因都為隱性基因，在染色體上的位置關(guān)系有以下三種可能性：①甲、乙的突變基因為等位基因；②甲、乙的突變基因為非同源染色體上的非等位基因；③甲、乙的突變基因為同源染色體上的非等位基因；設(shè)計實驗方案為：將突變體甲和乙雜交得到F1，再讓F1自交得到F2，觀察并統(tǒng)計F2的表型及比例。①若甲、乙的突變基因為等位基因，F(xiàn)2全表現(xiàn)為早抽薹；②若甲、乙的突變基因為非同源染色體上的非等位基因，用a、b分別表示甲、乙的突變基因，則F1基因