PAGE第9頁共9頁課時跟蹤檢測（二十二）基因突變和基因重組一、立足主干知識，注重基礎性和綜合性1．(2020·江蘇高考)某膜蛋白基因在其編碼區的5′端含有重復序列CTCTTCTCTTCTCTT，下列敘述正確的是()A．CTCTT重復次數改變不會引起基因突變B．CTCTT重復次數增加提高了該基因中嘧啶堿基的比例C．若CTCTT重復6次，則重復序列之后編碼的氨基酸序列不變D．CTCTT重復次數越多，該基因編碼的蛋白質相對分子質量越大解析：選C由題意可知，該膜蛋白基因含有重復序列，若CTCTT重復次數改變，由于堿基對的增添或缺失，使基因結構發生改變，即會發生基因突變，A錯誤；CTCTT重復次數增加，該基因中嘌呤堿基數目始終等于嘧啶堿基數目，所以嘧啶堿基的比例不變，B錯誤；CTCTT重復6次，堿基對增加數量是3的整數倍，重復序列之后的密碼子沒有變化，所以編碼的氨基酸序列不變，C正確；CTCTT重復次數增多，可能會影響該基因的功能，該基因編碼的蛋白質相對分子質量可能變大，也可能變小，D錯誤。2．科學研究發現，四種基因控制著秀麗隱桿線蟲細胞凋亡的啟動，四種基因的表達產物EGL1、CED9、CED4、CED3之間的關系如圖。以下相關說法錯誤的是()A．調控秀麗隱桿線蟲細胞凋亡全過程的基因應該多于四種B．正常情況下，發生凋亡的細胞內EGL1、CED3的含量增加C．若CED9基因發生突變而不能表達，會引起細胞癌變D．若CED4基因發生突變而不能表達，細胞凋亡過程會受很大影響解析：選C圖示四種基因控制著秀麗隱桿線蟲細胞凋亡的啟動，所以調控秀麗隱桿線蟲細胞凋亡全過程的基因應該多于四種，A正確；EGL1能解除抑制，CED3起促進作用，所以正常情況下發生凋亡的細胞內EGL1、CED3的含量增加，B正確；CED9起抑制作用，故CED9基因發生突變而不能表達時，會引起細胞凋亡，C錯誤；CED4起促進作用，故CED4基因發生突變而不能表達，細胞凋亡過程會受很大影響，D正確。3．(2021·長治一模)TATA框是多數真核生物基因的一段DNA序列，位于基因轉錄起始點上游，其堿基序列為TATAATAAT。在轉錄mRNA前，先由轉錄因子TFIID蛋白和TATA框結合，形成穩定的復合物，然后由RNA聚合酶依據模板鏈進行轉錄。相關敘述正確的是()A．TATA框中共含有2種核糖核苷酸和8個氫鍵B．若在TATA框中發生某堿基對的替換時，就會引起基因突變C．TATA框經RNA聚合酶催化轉錄形成的片段中含有起始密碼子D．轉錄開始時，TFIID蛋白首先與TATA框結合打開堿基對之間的氫鍵解析：選B堿基對A—T之間形成2個氫鍵，故TATA框的DNA片段中共含有18個氫鍵，A錯誤；TATA框是多數真核生物基因的一段DNA序列，因此TATA框中發生某堿基對的替換時，就會引起基因突變，B正確；TATA框片段本身不進行轉錄形成RNA，C錯誤；RNA聚合酶與TATA框結合后催化氫鍵解開，形成單鏈開始轉錄，D錯誤。4．如圖為果蠅眼部細胞中某條染色體上的基因的分布，有基因A時果蠅表現為正常翅，某群體中存在其突變類型缺刻翅，這一變異有某些致死效應，在果蠅的群體中沒有發現過缺刻翅的雄性果蠅，b、C為控制其他性狀的基因。下面有關其分析正確的是()A．染色體上的b、C基因都可以發生突變，體現了基因突變的普遍性B．該細胞可以通過基因突變或基因重組使b基因變化為B基因C．該條染色體最可能是果蠅的X染色體D．缺刻翅性狀的出現是A基因發生基因突變的結果解析：選C染色體上的b、C基因都可以發生突變，體現了基因突變的隨機性，A錯誤；該細胞可以通過基因突變使b基因變化為B基因，而基因重組發生在生殖細胞的形成過程中，B錯誤；由于突變類型缺刻翅有某些致死效應，且在果蠅的群體中沒有發現過缺刻翅的雄性果蠅，說明該條染色體最可能是果蠅的X染色體，C正確；有基因A時果蠅表現為正常翅，缺刻翅性狀的出現是A基因是染色體變異的結果，D錯誤。5．堿基類似物5溴尿嘧啶(5Bu)既能與堿基A配對，又可以與堿基G配對。在含有5Bu、A、G、C、T五種物質的培養基中培養大腸桿菌，得到突變體大腸桿菌。下列敘述錯誤的是()A．突變體大腸桿菌體內可能發生了多個基因的突變B．很多位點發生T—A到C—G的替換后，DNA分子中氫鍵數目增多C．該培養基中大腸桿菌的基因突變頻率明顯提高D．在此培養基上繁殖2代，可實現DNA分子某位點堿基對從T—A到G—C的替換解析：選D根據題干信息“堿基類似物5溴尿嘧啶(5Bu)既能與堿基A配對，又可以與堿基G配”可知，突變體大腸桿菌體內可能發生了多個基因的突變，A正確；A—T之間有2個氫鍵，C—G之間有3個氫鍵，則很多位點發生T—A到C—G的替換后，DNA分子中氫鍵數目增加，B正確；根據以上分析可知，DNA復制時，5Bu可與堿基A互補配對，也可與堿基G互補配對，則該培養基中大腸桿菌的基因突變頻率明顯提高，C正確；5Bu可以與A配對，又可以和C配對，T—A復制一次時有A—5Bu，復制第二次時有5Bu—G，復制第三次時出現G—C，所以需要經過3次復制后，才能實現細胞中某DNA分子某位點上堿基對從T—A到G—C的替換，D錯誤。6．(2021·惠州一模)某男性X染色體長臂末端有一脆性部位(該部位染色體直徑明顯細小)，其產生的根本原因是FMR1基因突變，突變FMR1基因中存在異常多的CGG重復序列。下列敘述不合理的是()A．可通過光學顯微鏡檢測脆性部位B．患者X染色體基因數量未改變C．男患者的子女都遺傳這種變異D．該突變是由堿基對增添引起的解析：選CX染色體長臂末端有一脆性部位，該部位染色體直徑明顯細小，可用顯微鏡觀察；基因突變的結果是形成等位基因，而患者X染色體基因數量不變；女兒獲得父親的X染色體，兒子獲得父親的Y染色體，則男患者的女兒都遺傳這種變異；根據題干分析“存在異常多的CGG重復序列”可知，該突變是由堿基對增添引起的。7．眼皮膚白化病(OCA)是一種與黑色素(合成時需要酪氨酸酶)合成有關的疾病，虹膜、毛發及皮膚呈現白色癥狀。該病的兩種類型OCA1(Ⅰ型)與OCA2(Ⅱ型)均是隱性突變造成的，有關該病的介紹如表。有一對患病的夫婦生下了兩個正常的孩子。下列說法錯誤的是()類型染色體原因結果性狀Ⅰ型11號酪氨酸酶基因突變酪氨酸酶含量較低毛發均呈白色Ⅱ型15號P基因突變黑色素細胞中pH異常，酪氨酸酶含量正常患者癥狀較輕A．OCA兩種突變類型體現基因突變具有可逆性和不定向性的特點B．Ⅱ型患病原因可能是黑色素細胞中pH異常導致酪氨酸酶活性低C．這對夫婦的基因型可能是純合的，但他們的兩個孩子都是雜合子D．題中涉及的兩對基因在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律解析：選AOCA兩種突變類型體現基因突變具有隨機性和不定向性的特點，A錯誤；Ⅱ型患病原因是P基因突變，使得黑色素細胞中pH異常，雖然酪氨酸酶含量正常，但酪氨酸酶活性低，B正確；由題干信息“一對患病的夫婦生下了兩個正常的孩子”可知，這一對夫婦應該分別患OCA1與OCA2，根據題意分析，其基因型是aaP_、A_pp，但他們的兩個孩子都是雜合子，C正確；OCA1是由位于11號染色體的酪氨酸酶基因突變所致，OCA2是由位于15號染色體的基因突變所致，故這兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，D正確。8．(2021·樂山一模)科研小組用某種昆蟲的野生型雌性(XAXa)和雄性(XAY)個體雜交，子代中偶然出現一只雌性的突變型個體，若該突變個體的出現有三種可能性(基因突變、染色體結構變異或染色體數目變異)，不同變異類型相關基因在染色體上的分布情況如圖。下列說法正確的是()A．若是情況乙，則是母本的減數第二次分裂異常導致的B．若甲情況的出現是由基因突變引起的，則基因突變發生于母本的減數分裂過程C．甲、乙、丙三種可能性中，屬于染色體結構變異的是丙，是由于染色體片段重復引起的D．突變具有低頻性、不定向性、隨機性、多害少利性等特點解析：選A若是情況乙(XaXaY)，是由含XaXa的卵細胞與含Y的精子結合形成受精卵發育而來，則變異是母本的減數第二次分裂異常導致的，A正確；若甲情況的出現是由基因突變引起的，是由含Xa的卵細胞與含Xa的精子結合形成受精卵發育而來，則基因突變發生于父本的減數分裂過程，B錯誤；甲、乙、丙三種可能性中，屬于染色體結構變異的是丙，是由于染色體片段缺失引起的，C錯誤；突變包括基因突變和染色體變異，其中基因突變具有低頻性、不定向性、隨機性、多害少利性等特點，D錯誤。9．在一個鼠(2N)的種群中，鼠的毛色有野生型黃色(A)、突變型灰色(a1)和突變型黑色(a2)三種表現型，基因A對a1和a2為顯性，a1對a2為顯性，三種基因的形成關系如圖所示。請回答下列問題：(1)由圖可以看出DNA分子中堿基對的____________能導致基因突變。(2)基因a2控制的蛋白質肽鏈長度明顯變短，這是由于基因突變導致__________________，在細胞質中參與該蛋白質合成的核酸有________________________________________________________________________。(3)雜合灰色鼠精巢中的一個細胞含有2個a2基因，原因最可能是______________________，此時該細胞可能含有________個染色體組。(4)有些雜合黃色小鼠的皮毛上出現灰色斑點，請從可遺傳變異的角度對這一現象作出合理解釋。______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析圖示可知，a1基因的產生是由于A基因中的堿基對C∥G被T∥A替換，a2基因的產生是由于A基因中的堿基對T∥A的缺失，因此DNA分子中堿基對的缺失、替換能導致基因突變。(2)基因a2控制的蛋白質肽鏈長度明顯變短，這是由于基因突變導致翻譯提前終止；在細胞質中參與該蛋白質合成的核酸種類有tRNA、mRNA、rRNA。(3)雜合灰色鼠精巢中的一個細胞含有2個a2基因，其原因最可能是DNA發生了復制(染色體復制)。若該細胞為處于減數第二次分裂前期或中期的次級精母細胞，則含有1個染色體組；若該細胞為處于有絲分裂前期或中期的精原細胞，或者是處于減數第二次分裂后期的次級精母細胞，則含有2個染色體組；若該細胞為處于有絲分裂后期的精原細胞，則含有4個染色體組。綜合以上分析，該細胞可能含有1或2或4個染色體組。(4)基因A控制黃色，基因a1控制灰色，且A對a1為顯性。有些雜合黃色小鼠的皮毛上出現灰色斑點，說明這些雜合黃色小鼠的基因型為Aa1，灰色斑點的出現是由于部分細胞中基因A突變成了a1，表現為灰色(或部分細胞帶有A基因的染色體片段缺失，使a1基因表達的性狀表現了出來)。答案：(1)缺失、替換(2)翻譯提前終止tRNA、mRNA、rRNA(3)DNA發生了復制(染色體復制)1或2或4(4)部分細胞A基因突變成了a1，表現為灰色(或部分細胞帶有A基因的染色體片段缺失，使a1基因表達的性狀表現了出來)10．科研人員利用化學誘變劑EMS誘發水稻D11基因突變，選育出一種純合矮稈水稻突變植株(甲)。將該矮稈水稻與正常水稻雜交，F2表現型及比例為正常植株∶矮稈植株＝3∶1。D11基因的作用如下圖所示。請分析并回答問題：(1)BR與BR受體結合后，可促進水稻細胞伸長，這體現了細胞膜的____________功能。(2)EMS誘發D11基因發生______(填“顯性”或“隱性”)突變，從而________(填“促進”或“抑制”)CYP724B1酶的合成，水稻植株內BR含量________，導致產生矮稈性狀。(3)科研人員利用EMS又選育出若干株純合矮稈水稻突變植株(乙)。現將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的)，還是僅由D61基因發生顯性或隱性突變引起的(其他情況不考慮)。①若雜交子代皆表現為正常植株，則表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發生________(填“顯性”或“隱性”)突變引起的。②若雜交子代出現矮稈植株，尚不能確定乙水稻矮稈性狀的產生原因。請進一步設計操作較簡便的實驗方案，預期實驗結果及結論。實驗方案：雜交子代矮稈植株苗期噴施BR，分析統計植株的表現型及比例。預期實驗結果及結論：若植株全為________植株，則乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同；若植株全為________植株，則乙水稻矮稈性狀的產生是僅由D61基因發生顯性突變引起的。解析：(1)BR與BR受體結合后，可促進水稻細胞伸長，這體現了細胞膜的信息交流功能。(2)F2表現型及比例為正常植株∶矮稈植株＝3∶1，說明正常相對于矮稈為顯性，由此可見EMS誘發D11基因發生了隱性突變；D11基因能控制合成CYP724B1酶，EMS誘發D11基因發生基因突變后會抑制CYP724B1酶的合成，使水稻植株內BR含量減少，進而產生矮稈性狀。(3)純合矮稈水稻突變植株(甲)是D11基因發生隱性突變形成的，現將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的)，還是僅由D61基因發生顯性或隱性突變引起的。①若雜交子代皆表現為正常植株，說明D11基因能控制合成CYP724B1酶，進而形成BR，且BR的受體正常，這表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發生隱性突變引起的。②若雜交子代皆表現為矮稈，乙水稻矮稈性狀的產生原因可能是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的)，也可能是僅由D61基因發生顯性突變引起的，需要進行進一步實驗來探究。若乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的)，則其矮稈性狀形成的原因是不能合成CYP724B1酶，導致BR不能形成所致，這可通過給雜交子代矮稈植株苗期噴施BR，分析統計植株的表現型及比例來判斷，若植株全為正常植株，則乙水稻矮稈性狀的產生原因與甲水稻相同。答案：(1)信息交流(或信息傳遞)(2)隱性抑制減少(3)①隱性②正常矮稈二、強化遷移能力，突出創新性和應用性11．(2021·柳州質檢)T4噬菌體有野生型和甲、乙、丙三種突變型，甲、乙、丙獨立感染大腸桿菌時，均無法增殖。不同的突變型噬菌體成對組合同時感染大腸桿菌時，兩種噬菌體在大腸桿菌細胞內產生的蛋白質可以共用；兩個噬菌體的DNA會有類似真核生物有性生殖中遺傳物質交叉互換的過程(如圖)。實驗發現，甲與乙同時感染大腸桿菌產生了子代噬菌體，甲與丙同時感染大腸桿菌大多數情況下不能產生子代噬菌體，但偶爾也會產生子代噬菌體。基于上述事實作出的推斷不合理的是()A．甲、乙突變體是由不同基因突變形成的B．甲、丙突變體產生的蛋白質不能相互彌補缺陷C．甲、丙的相應突變基因是由不同基因突變而來D．甲、丙突變體的DNA之間偶爾發生片段的交換解析：選C甲與乙同時感染大腸桿菌，產生了子代噬菌體，表明甲、乙中的相應突變基因之間的關系為不同基因，因為它們表達的蛋白質可以相互彌補缺陷，從而實現產生子代的能力；甲與丙同時感染大腸桿菌，大多數情況下不能產生子代噬菌體，表明兩突變體產生的蛋白質不能相互彌補缺陷；甲與丙同時感染大腸桿菌，大多數情況下不能產生子代噬菌體，表明甲、丙的相應突變基因是由同一基因突變來的；甲與丙同時感染大腸桿菌偶爾會產生子代噬菌體，并且甲、丙的相應突變基因是由同一基因突變而來的，表明甲、丙突變體的DNA之間偶爾發生片段的交換。12．(2021·衡水一中模擬)枯草桿菌野生型與某一突變型的差異如表，下列敘述錯誤的是()枯草桿菌核糖體S12蛋白第55～58位的氨基酸序列鏈霉素與核糖體的結合在含鏈霉素培養基中的存活率/%野生型…—P—eq\x(K)—K—P—…能0突變型…—P—eq\x(R)—K—P—…不能100(注：P：脯氨酸；K：賴氨酸；R：精氨酸)A．突變型的產生是由于堿基對的替換所致B．鏈霉素誘發枯草桿菌產生相應的基因突變C．鏈霉素通過與核糖體結合抑制其翻譯D．S12蛋白結構改變使其突變型具有鏈霉素抗性解析：選B根據表格可知，核糖體S12蛋白的氨基酸序列改變，氨基酸的個數沒有變，只是賴氨酸變為精氨酸，所以突變型的產生是由于堿基對的替換所致，A正確；基因突變是不定向的，鏈霉素不能誘發枯草桿菌產生相應的定向抗性突變，鏈霉素僅僅起到選擇作用，B錯誤；分析表格，鏈霉素能夠和野生型的枯草桿菌的核糖體結合，不能和突變型的枯草桿菌結合，說明鏈霉素通過與核糖體結合抑制其翻譯功能，C正確；分析表格可知，突變型在含鏈霉素培養基中的存活率為100%，說明S12蛋白結構改變使突變型具有鏈霉素抗性，D正確。13．(2021·廣安月考)目前已發現T4噬菌體有數千種突變型，這些突變來自同一個基因的突變或者不同基因的突變。科學家利用T4噬菌體的兩種突變型A和B進行了如下實驗(突變型A和B分別與野生型相比，基因組成上只有一處差異)，有關敘述正確的是()實驗1：用突變型A侵染大腸桿菌，噬菌體不增殖實驗2：用突變型B侵染大腸桿菌，噬菌體不增殖實驗3：突變型A、突變型B同時侵染同一個大腸桿菌，噬菌體增殖(A、B型組成)(注：噬菌體不發生新的突變和基因重組)A．T4噬菌體DNA復制所需原料和酶來自宿主細胞B．基因突變中的堿基對缺失導致基因數目減少C．突變型A和突變型B的突變發生在相同基因內D．噬菌體的增殖一定由突變型A與突變型B的突變基因共同決定解析：選AT4噬菌體DNA復制所需原料和酶均來自宿主細胞，A正確；基因突變中的堿基對缺失會導致基因結構改變，不會導致基因數目減少，B錯誤；突變型A和突變型B的突變最可能發生在不同的基因內，C錯誤；由實驗可知，突變型A與突變型B的突變基因功能喪失，二者未突變基因共同決定了其增殖過程，D錯誤。14．水稻是我國主要的糧食作物之一，它是自花傳粉的植物。提高水稻產量的一個重要途徑是利用雜交種(F1)的雜種優勢，即F1的性狀優于雙親的現象。請回答下列相關問題：(1)雜交種雖然具有雜種優勢，卻只能種植一代，其原因是____________________________，進而影響產量。為了獲得雜交種，需要對__________去雄，操作極為繁瑣。(2)雄性不育水稻突變體S表現為花粉敗育。在制種過程中，利用不育水稻可以省略去雄操作，極大地簡化了制種程序。①將突變體S與普通水稻雜交，獲得的F1表現為可育，F2中可育與不育的植株數量比約為3∶1，說明水稻的育性由__________等位基因控制，不育性狀為__________性狀。②研究人員發現了控制水稻光敏感核不育的基因pms3，該基因并不編碼蛋白質。為研究突變體S的pms3基因表達量和花粉育性的關系，得到如下結果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。表不同光溫條件下突變體S的花粉可染率/%短日低溫短日高溫長日低溫長日高溫41.930.25.10該基因的表達量指的是__________的合成量。根據實驗結果可知，pms3基因的表達量和花粉育性關系是______________________________________________。突變體S的育性是可以轉換的，在__________條件下不育，在______________條件下育性最高，這說明_________________________________________________________________________________________