2019年高考生物提分秘籍:专题21-基因突变和基因重组(教学案,
更新时间:2024-04-16 03:40:01 阅读量: 综合文库 文档下载
1.基因重组及其意义(Ⅱ)。 2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。
热点题型一 基因突变
例1、(2018天津卷,4)果蝇的生物钟基因位于X染色体上,有节律(X)对无节律(X)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXY的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXX类型的变异组胞,有关分析正确的是( ) A.该细胞是初级精母细胞
Bb
B
Bb
B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C.形成该细胞过程中,A和a随姐妹染色单体分开发生了分离 D.形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变 【答案】D
【变式探究】下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是 ( )
1
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因 B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的 D.上述基因突变一定可以传给子代个体 【答案】B
【提分秘籍】由基因突变可联系的知识
(1)联系细胞分裂:在细胞分裂间期,DNA复制时,DNA分子双链打开,脱氧核苷酸链极其不稳定,容易发生碱基对的变化。
(2)联系细胞癌变:癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。 (3)联系生物育种:诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。 (4)联系生物进化:基因突变为生物进化提供原始材料。 【方法技巧】理解基因突变的四个易错点
(1)诱变因素可以提高突变频率,但不能决定基因突变的方向。
(2)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变,基因的数目和位置并未改变。 (3)基因突变一定会导致基因结构的改变,但却不一定引起生物性状的改变。
(4)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。例如,昆虫突变产生的残翅性状,若在陆地上则为不利变异,而在多风的岛屿上则为有利变异。 【举一反三】
如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,不可能的后果是 ( ) A.没有蛋白质产物
B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C.控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D.翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化 【答案】A
【解析】对于基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列,若在其中部缺失一个核苷酸对,经转录后,在信使RNA上可能提前形成终止密码子,使翻译过程在基因缺失位置终止,使相应控制合成的蛋白质减少多个氨基酸。或者因基因的中部缺失1个核苷酸对,使相应信使RNA上从缺失部分开始向后的密码子都发生改变,从而使合成的蛋白质中,在缺失部位以后的氨基酸序列都发生变化。 热点题型二 基因重组
2
例2、(2018海南卷,14)杂合体雌果蝇在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致新的配子类型出现,其原因是在配子形成过程中发生了( ) A.基因重组 【答案】A
B.染色体重复
C.染色体易位
D.染色体倒位
【变式探究】列育种或生理过程中,没有发生基因重组的是 ( )
【答案】B
【解析】B项中单倍体育种是将离体的花药通过植物组织培养形成单倍体幼苗,然后再用秋水仙素处理单倍体幼苗,使染色体加倍,整个过程中没有发生基因重组。 【提分秘籍】
(1)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组;如果发生在非同源染色体之间叫易位,属于染色体结构变异。
(2)精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为同源染色体,每一对同源染色体上都有控制同一性状的基因。
(3)基因重组在人工操作下也可以实现,如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。 【方法技巧】基因突变判断方法 (1)判断变异是否属于基因突变的方法 ①基因内部结构发生变化——是基因突变。 ②基因数目发生变化——不是基因突变。 ③基因位置发生改变——不是基因突变。 ④光学显微镜可观察到——不是基因突变。 ⑤产生新基因——是基因突变。 【举一反三】
某植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因B,正常染色体上具有白色隐性基因b(见右图)。如以该植株为父本,测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是 ( )
3
A.减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B B.减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离 C.减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 D.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 【答案】D
1.(2018浙江卷,19)下列关于基因和染色体的叙述,错误的是( ) A.体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性 B.受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方,另一半来自父方 C.减数分裂时,成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子 D.雌雄配子结合形成合子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合 【答案】D
2.(2018江苏卷,25)下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述正确的是( )
4
A.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
B.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上 C.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极 D.在减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极 【答案】BCD
【解析】据图分析,朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上,辰砂眼基因v和白眼基因w都位于X染色体上。根据以上分析已知,朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上,而等位基因应该位于同源染色体上,A错误;在有丝分裂中期,所有染色体的着丝点都排列在赤道板上,B正确;在有丝分裂后期,着丝点分裂、姐妹染色单体分离,分别移向细胞的两极,两极都含有与亲本相同的遗传物质,因此两极都含有基因cn、cl、v、w,C正确;在减数第二次分裂后期, X染色体与常染色体可以同时出现在细胞的同一极,因此基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极,D正确。 3.(2018天津卷,4)果蝇的生物钟基因位于X染色体上,有节律(X)对无节律(X)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXY的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXX类型的变异组胞,有关分析正确的是( ) A.该细胞是初级精母细胞
B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C.形成该细胞过程中,A和a随姐妹染色单体分开发生了分离 D.形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变 【答案】D
Bb
B
B
b
4.(2018海南卷,14)杂合体雌果蝇在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致新的配子类型出现,其原因是在配子形成过程中发生了( ) A.基因重组 【答案】A
【解析】生物体在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致位于非姐妹染色单体上的非等位基因进行了重组,其变异属于基因重组,A正确。
5.(2018全国Ⅰ卷,6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,
B.染色体重复
C.染色体易位
D.染色体倒位
5
但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长,将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是( ) A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的 C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移 【答案】C
【解析】突变体M需添加了氨基酸甲的基本培养基上才能生长,可以说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性可能丧失,从而不能自身合成氨基酸甲,而导致必须添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长,A正确;大肠杆菌属于原核生物,突变体M和N都是由于基因发生突变而得来,B正确;M和N的混合培养,致使两者间发生了DNA的转移,即发生了基因重组,因此突变体M与突变体N混合培养能得到X是由于细菌间DNA的转移实现的,而不是突变体M的RNA,C错误,D正确。
1.(2017年江苏卷,27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。 请回答下列问题:
(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法①,使早熟基因逐渐_______________,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集变异株的_______________进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为_______________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的_______________,产生染色体数目不等、生活力很低的______________,因而得不到足量的种子。即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下,可考虑选择育种方法③,其不足之处是需要不断制备_______________,成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生
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了多次_______________,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。 【答案】(1)遗传
(2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
【解析】(1)具有育种价值的变异属于可遗传变异,需先确定遗传物质是否发生了变化。(2)变异株是个别基因的突变体,则利用杂交育种,通过连续自交、选育,使早熟基因逐渐纯合,培育成新品种。加快育种进程,缩短育种年限,则采用单倍体育种,即采集变异株的花药进行处理,获得单倍体,然后用秋水仙素处理单倍体幼苗,诱导染色体数目加倍,获得纯合子。(3)染色体组变异株中染色体组发生了变化,则减数分裂中染色体有多种联会方式,染色体分离时不规则,就会形成染色体数目不等、生活力很低的配子,结果不能完成受精作用,得不到足量的种子。育种③是植物组织培养,需不断制备组培苗,成本较高。(4)新品种1的形成是通过杂交育种培育形成,属于有性生殖,是基因重组的结果,新品种3是植物组织培养的结果,属于无性繁殖,基因没有重组,所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来,后者全部保留下来。
1.(2016江苏卷.1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是 A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果 B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用P直接标记的 D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质 【答案】D
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2.(2016天津卷.5)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表: 枯草杆菌 核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列 链霉素与核糖体的结合 在含链霉素培养基中的存活率(%) 野生型 突变型 注P:脯氨酸;K赖氨酸;R精氨酸 下列叙述正确的是
能 不能 0 100 7
A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变 【答案】A
【解析】根据表格信息可知,枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是由S12蛋白结构改变导致的,突变型能在含链霉素的培养基中存活,说明突变型具有链霉素抗性,故A项正确;翻译是在核糖体上进行的,所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能,B项错误;野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸(56位氨基酸)有差异,而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变,所以突变型的产生是由于碱基对的替换导致的,C项错误;枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的,链霉素只能作为环境因素起选择作用,D项错误。
1.(2015·海南卷.19)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是( ) A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因 B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变 D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变 【答案】B
(2014·上海卷)10.图2为果蝇X染色体的部分基因图,下列对此X染色体的叙述错误的是
A.若来自雄性,则经减数分裂不能产生重组型配子 B.若来自雌性,则经减数分裂能产生重组型配子 C.若发生交换,则发生在X和Y的非姐妹染色单体之间 D.若发生交换,图所示四个基因中,f与w基因间交换频率最高 【答案】C
【解析】若此X染色体来自雄性,由于XY染色体大小形态不相同,减数分裂时不能产生重组型配子,故A正确;若来自雌性,由于雌性有两条X染色体,同源染色体的非姐妹染色单体之间可以产生重组型配子,故B正确;若发生交换,应发生在两条X染色体之间,X与Y虽是同源染色体,但其中有同源区与非同源区之分,非源区的片段不能交叉互换。不能发生在X和Y的非姐妹染色单体之间,故C错误;若发生交换,距离越远的基因交换的频率越高,f与w两基因间的距离最远,发生交换频率所以最高。故D正确。
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C项是说法不准确。
(2014·上海卷)13.将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素处理,使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是 A.能稳定遗传 B.单倍体
C.有杂种优势 D.含四个染色体组 【答案】A
(2014·上海卷)16.图4显示了染色体及其部分基因,对①和②过程最恰当的表述分别是
A.交换、缺失 B.倒位、缺失 C.倒位、易位 D.交换、易位 【答案】C
【解析】①过程中F与m位置相反,表示是染色体的倒位,②过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有过的染色体片段,表示是染色体的易位,故C正确。
(2014·浙江卷)6.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。下列叙述正确的是
A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因
B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则再经诱变可恢复为敏感型 C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型
D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定不能编码肽链 【答案】A
【解析】 若除草剂敏感型大豆为Aa,1条染色体上A所在片段缺失,即表现出a的性状,即抗性基因为隐性基因,故A项正确。染色体片段缺失不能在恢复为敏感型,而基因突变由于不定向性,可以回复突变为敏感型,故B项和C项错误;抗性基因由于敏感基因中的单个碱基对替换所致的,则该基因表达的可能性较大,故D项错误。
(2014·四川卷)5. 油菜物种甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉杂交,获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁,待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是 A.秋水仙素通过促进着丝点分裂,使染色体数目加倍 B.幼苗丁细胞分裂后期,可观察到36或72条染色体
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C.丙到丁发生的染色体变化,决定了生物进化的方向 D.形成戊的过程未经过地理隔离,因而戊不是新物种 【答案】B
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