高考生物总复习 第7单元 第20讲 基因突变和基因重组学案

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第20讲 基因突变和基因重组 [考纲点击]　1.基因重组及其意义(Ⅱ)　2.基因突变的特征和原因(Ⅱ) 一、基因突变 1．概念：由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。 2．实例：镰刀型细胞贫血症 3．基因突变要点归纳 4．诱发因素[连一连] 二、基因重组 1．实质 控制不同性状的基因重新组合。 2．类型 (1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。 (2)交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。 (3)人工重组型：转基因技术，即基因工程。 3．结果 产生新的基因型，导致重组性状出现。 4．意义 基因重组的结果是导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。 1．基因突变4要点 (1)3个来源：碱基对的增添、缺失和替换。 (2)3个诱变因素：物理因素、化学因素、生物因素。 (3)5个特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。 (4)3个意义。 ①新基因产生的途径。 ②生物变异的根本来源。 ③生物进化的原始材料。 2．基因重组3要点 (1)1个时期：发生在有性生殖过程中。 (2)2个来源：非同源染色体的自由组合；同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换。 (3)1个意义：形成生物多样性的重要原因。  考法一　基因突变的理解和判断 1．基因突变的机理 2．基因突变对生物性状的影响 (1)引起生物性状的改变 如某些碱基对的增添、缺失和替换后引起遗传信息改变，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状的改变。(如下表) 碱基对 影响范围 对氨基酸的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变 增添 大 不影响插入位置前的序列，只影响插入位置后的序列 缺失 大 不影响缺失位置前的序列，只影响缺失位置后的序列 (2)基因突变不一定导致生物性状的改变 ①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状改变。 ②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。 ③某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。 ④隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。 3．与基因突变有关的四个知识点 (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。 　基因突变类型的判定 (1)类型 (2)判定方法 视角1►　以基础判断的形式，考查基因突变的特点和原因 1．(模式图解类)(2016江苏泰州期初联考)某二倍体植物细胞内的2号染色体上有M基因和R基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如下图，起始密码子均为AUG。下列叙述正确的是(　　) A．基因M在该二倍体植物细胞中数目最多时可有两个 B．在减数分裂过程中等位基因随a、b链的分开而分离 C．基因M和基因R转录时都以b链为模板合成mRNA D．若箭头处的碱基突变为T，则对应密码子变为AUC 解析：选D。若二倍体生物是纯合子，则基因M在该二倍体植物细胞有丝分裂中数目最多时可有4个，A错误；在减数分裂过程中等位基因随同源染色体分开而分离，B错误；不同的基因转录时起模板作用的脱氧核苷酸链可能不同，C错误；若箭头处的碱基突变为T，则对应密码子变为AUC，D正确。 2．(原理判断类)(2015高考海南卷)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 解析：选B。基因突变具有不定向性，A项正确；物理因素如X射线照射等可提高突变率，B项错误；基因中碱基对的替换、增添或缺失均可引起基因突变，C项、D项正确。 3．(表格信息类)下表是果蝇在不同温度下的培养记录，其中突变率是在一百万个个体中统计的相应性状的百分比，下列有关叙述正确的是(　　) 温度/℃ 残翅突变率/% 焦刚毛突变率/% 白眼突变率/% 19 0.23 0.33 0.11 25 0.21 0.64 0.13 30 0.26 0.75 0.12 A.温度会引起果蝇发生定向突变 B．30 ℃是果蝇焦刚毛突变的最适温度 C．果蝇的突变是通过碱基对的缺失实现的 D．果蝇的残翅与白眼突变率与温度关系不大 解析：选D。A项错，突变是随机发生的、不定向的；B项错，题表中30 ℃温度下焦刚毛突变率最大，但题目中只有三组温度，故不能说明该温度一定是最适温度；C项错，突变是通过碱基对的替换、增添和缺失从而改变基因的结构而实现的；D项对，从题表中看出，不同温度下果蝇的残翅和白眼突变率基本不变，说明果蝇的残翅与白眼突变率与温度关系不大。 视角2►　以生产实例为背景，考查基因突变的应用 4．(实验分析类)(2016四川成都模拟)某生物小组种植的纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现，该小组成员设计了如下几种实验方案，其中最简便的方案是(　　) A．分析种子中基因序列 B．将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让它们自交)，再观察后代的性状表现 C．将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代的性状表现 D．以上方案都不合理 解析：选B。对于植物鉴定的方法最简单的是自交，如果在良好环境条件下，自交后代中有矮茎的出现说明是基因突变引起的，如果后代全是高茎说明是环境引起的不可遗传的变异，故选B。 5．(图示信息类)(2016安徽六校一联)STR是DNA分子上以2～6个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。现已筛选出一系列不同位点的STR用作亲子鉴定，如7号染色体有一个STR位点以“GATA”为单元，重复7～17次；X染色体有一个STR位点以“ATAG”为单元，重复11～15次。某女性7号染色体和X染色体DNA的上述STR位点如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．筛选出用于亲子鉴定的STR应具有不易发生变异的特点 B．为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR进行检测 C．有丝分裂时，图中(GATA)8和(GATA)14分别分配到两个子细胞 D．该女性的儿子X染色体含有图中(ATAG)13的概率是1/2 解析：选C。亲子鉴定过程利用了碱基互补配对，所以筛选的STR应不易发生变异，A正确；基因突变具有随机性，应选择足够数量不同位点的STR进行检测，以保证鉴定的准确性，B正确；有丝分裂过程DNA复制后平均分配，形成的子细胞中遗传物质完全相同，所以(GATA)8和(GATA)14在子细胞中同时存在，不会分别分配到两个子细胞，C错误；女性的X染色体有两条，只有一条X染色体遗传给儿子，所以X染色体含有图中(ATAG)13的概率是1/2，D正确。 考法二　基因重组的理解和判断 1．基因重组过程分析 2．基因突变与基因重组的比较 比较项目 基因突变 基因重组 变异本质 基因分子结构发生改变 原有基因的重新组合 适用范围 所有生物(包括病毒) 有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物 产生结果 产生新基因(等位基因) 产生新基因型 应用 人工诱变育种 杂交育种 联系 (1)都使生物产生可遗传的变异 (2)在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础 3.关注基因突变和基因重组的意义 比较项目 基因突变 基因重组 生物变异 生物变异的“根本”来源 生物变异的“重要”来源 生物进化 为生物进化提供原始材料 为生物进化提供“丰富”的材料 生物多样性 形成生物多样性的“根本”原因 形成生物多样性的“重要”原因之一 　基因突变和基因重组的判断方法 (1)根据亲代基因型判定 ①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。 ②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。 (2)根据细胞分裂方式判定 ①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。 ②如果是减数分裂过程中染色体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。 (3)根据染色体图示判定 ①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。 ②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。 ③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。 (4)根据变异个体数量判定 视角1►　以基础判断或相关图示的形式，考查基因重组 1．(原理判断类)(2016浙江宁波质检)下列关于基因重组的叙述中，正确的是(　　) A．基因型为XAXa的个体自交，因基因重组导致子代性状分离 B．葛莱弗德氏综合征(47，XXY)患者变异是因三条性染色体上基因重组所致 C．非姐妹染色单体间的基因互换势必导致基因重组 D．控制一对相对性状的基因在遗传时也可能发生基因重组 解析：选D。基因型为XAXa的个体自交，子代性状分离的原因是等位基因的分离，A错误；葛莱弗德氏综合征是由于染色体变异所致，B错误；交叉互换属基因重组，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；基因重组包括交叉互换还有自由组合，发生在减Ⅰ前期(四分体时期)和后期，控制一对相对性状的基因在遗传时也可能发生交叉互换，D正确。 2．(细胞分裂曲线图类)下图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线，则基因重组最可能发生在(　　) A．AB段 　　　　　　　　　 B．CD段 C．FG段 D．HI段 解析：选C。由图可知，AF段精原细胞进行有丝分裂，不存在基因重组；FI段为减数分裂，FG为减数第一次分裂，减数第一次分裂的四分体时期和后期可发生基因重组。 视角2►　以基础判断的形式或相关图示为信息载体，考查基因重组与基因突变相关辨析 3．(原理判断类)(2016甘肃兰州诊断考试)关于变异的叙述，正确的是(　　) A．生物变异的利与害是由其生存环境决定的 B．基因突变只有在一定的外界环境条件作用下才能发生 C．两条染色体相互交换片段属于染色体结构变异 D．基因重组是指受精作用时雌雄配子的随机结合 解析：选A。生物变异的利害取决于其生存环境，A正确；基因突变在复制发生差错时也可以发生，B错误；两条染色体如果是同源染色体，相互交换片段属于基因重组，C错误；基因重组主要是指交叉互换和非同源染色体的自由组合，而不是雌雄配子的随机结合，D错误。 4．(概念图解类)下列有关生物变异来源图解的叙述，正确的是(　　) A．产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中④的改变 B．图中⑤过程是交叉互换，发生在减数第二次分裂时期 C．图中的①、②可分别表示为突变和基因重组 D．③一定会造成生物性状的改变 解析：选A。镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因突变，直接原因是血红蛋白结构的改变；⑤代表交叉互换，发生于减数第一次分裂四分体时期；碱基对的增添、缺失和替换未必会造成生物性状的改变；图中①表示基因突变，不能直接用“突变”表示。 5．(流程图解类)下列生物技术或生理过程中发生的变异的对应关系，错误的是(　　) A．①为基因突变　　 B．②为基因重组 C．③为基因重组 D．④为基因突变 解析：选A。R型活菌中加入S型死菌，转化成S型活菌，是因为S型菌的DNA和R型菌的DNA发生了基因重组，故A项错误。 [学生用书P132] [误区补短] 易错点1　基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失和替换” [点拨]　基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失和替换。 (1)基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。 (2)有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失和替换引起病毒性状变异，广义上也称为基因突变。 易错点2　误认为基因突变只发生在分裂间期 [点拨]　引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。 易错点3　将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆 [点拨]　不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变一般产生的是一个新基因。 易错点4　基因突变引起的变异只有有害和有利两种情况 [点拨]　事实上，基因突变的结果有三种情况：有的突变对生物是有利的，有的突变对生物是有害的，有的突变对生物既无害也无利，是中性的。自然选择淘汰有害变异，保留有利变异和中性变异。 ►微观清障 1．判断下列有关基因突变的叙述 (1)(2015海南卷 T21B)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变。(　　) (2)原核生物和真核生物都能发生基因突变。(　　) (3)无论低等生物还是高等动植物都会发生基因突变，说明基因突变是普遍存在的。(　　) (4)基因突变中，若是碱基对替换，则基因数目不变；若是碱基对增添，则基因数目减少；若是碱基对缺失，则基因数目减少。(　　) (5)积聚在甲状腺细胞内的131I可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代。(　　) (6)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。(　　) 答案：(1)　(2)√　(3)√　(4)　(5)　(6) 2．判断下列有关基因重组的叙述 (1)减数分裂过程中随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合。(　　) (2)原核生物和真核生物都会发生基因重组。(　　) (3)一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组。(　　) (4)减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合。(　　) (5)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组。(　　) 答案：(1)√　(2)　(3)√　(4)　(5)√ [能力培优] 有关基因突变与基因重组的细胞分裂图的解读 　[信息解读] 姐妹染色单体上不同基因来源可归纳如下： (1)只来自基因突变 ①有丝分裂过程中姐妹染色单体含不同基因。 ②虽为减数分裂，但四分体的另一染色体上不含互换基因，如图1、图2。 ③题目已知的相关基因型中不含等位基因(如AA)，但姐妹染色单体却为Aa。 (2)只来自交叉互换 姐妹染色单体上可显示互换迹象，如图3所示，图中显示携带有a基因的片段颜色与整体不同，为互换而来(此时另一条染色体上也应存在互换片段) (3)来自交叉互换或基因突变 在减数分裂过程中，仅显示姐妹染色单体上具有不同基因，但未显示是否发生互换，如图4所示。则Aa产生的原因应答为“基因突变或交叉互换”。 ►强化训练 1．某雌性动物体细胞中有4条染色体，基因型为MMNn。如图为该动物个体的细胞分裂示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．图中含有两个染色体组的是②③④细胞 B．孟德尔遗传规律发生在②细胞中 C．④细胞表示次级卵母细胞或极体 D．④细胞在分裂之前发生了基因突变 解析：选C。因④细胞的细胞质均等分裂，且该动物为“雌性”故该细胞是极体，而不是次级卵母细胞。该动物体细 胞基因型为“MMNn”，无m，故m不可能来自交叉互换，应为突变产生的新基因。 2．如图是基因型为AAXBY的个体产生的一个异常精细胞，下列相关叙述中，正确的是(　　) A．与该细胞来源相同的另3个精细胞的基因型分别为AY、aY、A B．该细胞中a基因可能来自基因突变，也可能来自基因重组 C．该异常精细胞可能是由次级精母细胞分裂异常所产生的 D．①和②可能是同源染色体或姐妹染色单体分开后的染色体 解析：选C。根据图示，该异常精细胞的基因型为aXBXB，则另外3个精细胞的基因型分别为AY、AY、a或AY、AY、A；该细胞中a基因只能来自基因突变；该异常细胞的产生是减数第二次分裂后期X染色体上2条姐妹染色单体分开后移向同一极所致；①和②是姐妹染色单体分开后的染色体。 考点一　基因突变 1．(2015高考江苏卷)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　) A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存 B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异 C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变 D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异 [导学号29520352]　解析：选A。A项，变异具有不定向性，不存在主动适应。B项，X射线可导致生物体发生基因突变或染色体变异。C项，白花植株与原紫花品种杂交，若后代都是紫花植株，则白花植株是隐性突变的结果，若后代都是白花或既有白花又有紫花，则是显性突变的结果。D项，白花植株的自交后代中若出现白花植株，则是可遗传变异；若全是紫花植株，则是不遗传变异。 2．(2016河北邢台模拟)如图表示拟南芥体细胞中某个基因片段发生改变的过程，下列分析正确的是(　　) A．该变异属于基因重组 B．该体细胞可取自根尖成熟区细胞 C．该细胞的子代遗传信息不会发生改变 D．若该变异发生在基因中部，可能导致翻译过程提前终止 [导学号29520353]　解析：选D。分析题图可知，该基因发生了碱基对的缺失，属于基因突变，A错误；能进行DNA复制的应是根尖分生区，B错误；该细胞的子代遗传信息发生了改变，C错误；如果发生在基因中部，可因终止密码子的出现，而导致翻译过程的提前终止，D正确。 考点二　基因重组及其与基因突变综合 3．(2016山东淄博月考)美国的卡佩奇和史密斯以及英国的埃文斯等3位科学家曾在“基因靶向”技术上作出杰出贡献。“基因靶向”又称“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替换生物某一基因的技术。它依据的遗传学原理是 (　　) A．基因突变 　　　　　　　　 B．基因重组 C．染色体变异 D．DNA复制 [导学号29520354]　解析：选B。由题意可知，“基因靶向”是定向替换生物某一基因，它所依据的遗传学原理是基因重组，B正确。 4．(2016辽宁沈阳月考)下图中A、a，B、b表示基因，下列过程存在基因重组的是(　　) [导学号29520355]　解析：选B。基因重组发生在减数第一次分裂过程中。A中只有一对等位基因，只能体现基因分离，C为减数第二次分裂后期位于姐妹染色单体上的相同基因分离，D为雌雄配子之间的随机结合，都不存在基因重组。 5．(2016安徽六校一联)下列有关变异的说法，正确的是(　　) A．基因突变只发生在有丝分裂的间期 B．染色体数量变异不属于突变 C．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会 D．同源染色体上的非姐妹染色单体之间片段的交换属于基因重组 [导学号29520356]　解析：选D。基因突变通常发生在DNA分子复制时，可以是有丝分裂、减数分裂等不同分裂过程中的间期，A错误；突变包括染色体变异和基因突变，B错误；染色体结构变异后，在减数分裂过程中，该对同源染色体仍能联会，C错误；基因重组包括同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体上的非等位基因的自由组合，D正确。 6．(2016安徽巢湖质检)如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断(　　) A．此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子 B．此动物体细胞基因型是AaBbCcDd C．此细胞发生的是显性突变 D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组 [导学号29520357]　解析：选D。图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。 7．下图表示果蝇胚胎胚轴中5种蛋白质的浓度分布。已知A蛋白和B蛋白都能激活Q基因的表达，C蛋白和D蛋白都能抑制Q基因的表达。科研小组检测果蝇胚胎中的这四种蛋白，发现甲、乙、丙、丁四个变异胚胎各缺少其中一种蛋白，分别是A蛋白、B蛋白、C蛋白、D蛋白(尚未检测Q蛋白及其他物质的含量)。下列相关说法中，正确的是(　　) A．A蛋白和B蛋白激活Q基因表达的时期和机理都相同 B．乙胚胎中B蛋白基因的表达量显著减少 C．丁胚胎的前轴和中轴的细胞中Q蛋白浓度较高 D．若变异胚胎是基因突变所致，则突变发生在起始密码处 [导学号29520358]　解析：选B。据图分析可知，Q蛋白只在3时期含量最多，且Q蛋白含量最多时期，A蛋白含量较多，而B蛋白含量较少，说明A蛋白和B蛋白激活Q基因表达的时期相同，但机理不同，A错误；根据题意可知，乙胚胎中缺少B蛋白，说明乙胚胎中B蛋白基因的表达显著减少，B正确；Q蛋白在3时期含量最多，说明Q基因主要在3时期表达，所以胚胎的前轴和中轴的细胞中Q蛋白浓度应较少，C错误；基因突变是指DNA分子上碱基对的替换、增添和缺失引起的基因结构的改变，而起始密码在mRNA上，D错误。 8．(2016江西南昌调研)如图为人工培养的肝细胞中DNA含量随时间变化的曲线，培养中所有细胞都处于细胞周期的同一阶段。以下分析正确的是(　　) A．人工培养肝细胞的细胞周期是12 h B．DE段一般不会发生基因突变 C．AB段主要变化是核仁核膜消失 D．在BC段细胞内可能会发生基因重组 [导学号29520359]　解析：选B。根据曲线图可以看出，人工培养肝细胞的细胞周期是20 h；基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，但在DNA复制过程中更容易出现差错，即最可能发生于AB段(分裂间期)，DE段一般不会发生基因突变；核仁和核膜消失发生在前期，而AB段是间期；有丝分裂过程中不会发生基因重组。 9．(2016山东文登质检)由于编码酶X的基因中某个碱基被替换，酶X变为酶Y。下表显示，酶Y与酶X相比，可能出现的四种状况。下列有关分析，合理的是(　　) 比较指标 ① ② ③ ④ 酶Y活性/酶X活性 100% 50% 10% 150% 酶Y氨基酸数目/ 酶X氨基酸数目 1 1 小于1 大于1 A.状况①说明基因结构没有发生改变 B．状况②是因为氨基酸数减少了50% C．状况③是因为突变导致终止密码子提前 D．状况④翻译的肽链变短 [导学号29520360]　解析：选C。状况①已经发生了碱基对的替换，所以基因结构肯定发生了改变，A错误；状况②的酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目＝1，说明氨基酸数不变，B错误；状况③的酶Y活性/酶X活性＝10%，酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目＜1，是因为终止密码子提前了，C正确；状况④酶的活性提高了，酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目＞1，说明翻译的肽链变长了，D错误。 10．在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成，实验情况及结果如下表： 实验序号 重复的mRNA序列 生成的多肽中含有的氨基酸种类 实验一 (UUC)n，即UUCUUC…… 丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸 实验二 (UUAC)n，即UUACUUAC…… 亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸 请根据上表判断，下列说法不正确的是(　　) A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNA B．实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUU C．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸 D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子 [导学号29520361]　解析：选D。正常细胞内的DNA能转录合成mRNA，所以应除去细胞提取液中的DNA和mRNA，避免干扰实验，A正确；密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基，则实验一的密码子可能有三种，即UUC、UCU、CUU，实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，B正确；实验二的密码子可能有4种，而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸，C正确；实验二的密码子中没有UUC，但生成的多肽中含有亮氨酸，所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子，D错误。 11．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(　　) 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发生分离 C．减数分裂后产生了BB、Bb、bb三种类型的雄配子 D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 [导学号29520362]　解析：选D。由题干信息知染色体缺失(涉及3、4)花粉不育，若不考虑变异，减数第一次分裂后，正常和缺失组成的这对同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中，含有缺失(涉及3、4)染色体的次级精母细胞不管减数第二次分裂时非姐妹染色单体怎样分离和随机组合，花粉都不育，因此正常情况下该植物只能产生白色隐性基因b的配子，测交后代不能出现红色性状；若考虑变异，如果出现基因突变b→B，则后代会出现红色性状，但在自然状态下基因突变频率是很低的，因而出现的数量极其少，而达不到题干信息中要求的“部分”表现为红色性状的要求。而根据基因重组——四分体时期非姐妹染色单体发生交叉互换知，染色单体3或4上的红色显性基因B和染色单体1或2上的白色隐性基因b可发生交换，因而能够产生含有红色显性基因B的配子，则后代会出现红色性状，故选择D。 12．(2016北京东城检测)下图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，相关说法不正确的是(　　) A．甲、丙两细胞都发生了基因重组 B．图中的细胞均处于细胞分裂后期 C．可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁 D．乙、丁的染色体数都是体细胞的一半 [导学号29520363]　解析：选D。甲、丙两细胞均为减数第一次分裂的后期，都发生了同源染色体分离、非同源染色体自由组合，因而都发生了基因重组，A正确；图中的4个细胞均处于细胞分裂后期，B正确；甲、乙两细胞均为不均等分裂，属于卵原细胞分裂过程，丁细胞虽为均等分裂，可属于第一极体的分裂，也可属于卵原细胞的分裂过程，C正确；乙、丁两图均为减数第二次分裂后期，其染色体数与体细胞相同，D错误。 13．下图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程，a～d表示4种基因突变。a丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，请回答： 注：可能用到的密码子：天冬氨酸(GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码(UAG)。 (1)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序为____________________________________，在a突变点附近再丢失________个碱基对对性状影响最小。 (2)图中________突变对性状无影响。 (3)①过程需要的酶主要是____________________。 (4)在②过程中，少量mRNA就可以合成大量的蛋白质，原因是________________________________________________________________________。 [导学号29520364]　解析：(1)a突变后的DNA转录形成的密码子是—GACUAUGGUAUG—，对应的氨基酸顺序为天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸。在a突变点附近再丢失两个碱基对对性状的影响最小。(2)由于GAU与GAC均对应于天冬氨酸，所以b突变对性状无影响。(3)转录时需要RNA聚合酶。(4)由于一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成，所以少量mRNA就可以合成大量的蛋白质。 答案：(1)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸　2　(2)b　(3)RNA聚合酶　(4)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成 14．下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种AABB)的一个A基因和乙植株(纯种AABB)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题： (1)上述两个基因发生突变发生在________的过程中，是由__________________引起的。 (2)右图为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为________，表现型是________，请在右图中标明基因与染色体的关系。乙植株发生了基因突变后的基因型为________。 (3)甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，因为该突变均为________，且基因突变均发生在甲和乙的________中，不能通过有性生殖传递给子代。若要让子代表现出突变性状，取发生基因突变部位的组织细胞，先利用________技术对其进行繁殖得到试管苗后，让其________(填“自交”“杂交”或“测交”)，其子代即可表现突变性状。 [导学号29520365]　解析：(1)由图可知甲植株和乙植株都发生了碱基的替换，基因突变的时间是间期DNA复制时。(2)因为A基因和B基因是独立遗传的，所以这两对基因应该分别位于两对同源染色体上。又由于甲植株(纯种)的一个A基因发生突变，所以细胞的基因型应该是AaBB，表现型是扁茎缺刻叶。乙植株(纯种)的一个B基因发生突变，突变后的基因型为AABb。(3)植株虽已发生基因突变，但由于A对a的显性作用，B对b的显性作用，在甲、乙植株上并不能表现出突变性状。由于突变发生在体细胞中，突变基因不能通过有性生殖传给子代，故甲、乙植株的子一代均不能表现突变性状。要想让子代表现出突变性状，可对突变部位的组织细胞进行组织培养，然后让其自交，后代中即可出现突变性状。 答案：(1)DNA复制　一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变)　(2)AaBB　扁茎缺刻叶　(提示：表示出两对基因分别位于两对同源染色体上即可)　AABb　(3)隐性突变　体细胞　组织培养　自交 15．(2016江苏如皋检测)下图1为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。图2表示的是正常蛋白和异常蛋白氨基酸序列，字母表示氨基酸，数字表示氨基酸的位置，箭头表示基因相应位点突变引起的氨基酸种类的变化。请回答： (1)图1过程①中物质c能识别致病基因的________________________并与之结合，过程②是________。 (2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质a中模板链碱基序列为______________。 (3)据图2推测，导致①、②处突变的原因是基因中分别发生了碱基对的________、________，进一步研究发现，异常蛋白质的相对分子量明显大于正常蛋白质，从物质b的变化分析，出现此现象的原因可能是________________________________________________________________________。 (4)图中的异常蛋白质不可能分布在人体细胞的________________(填细胞器的名称)中。 [导学号29520366]　解析：(1)图1过程①为遗传信息的转录，物质c是RNA聚合酶，能识别致病基因的DNA序列中相应结合位点(启动子)并与之结合，催化DNA转录形成信使RNA。过程②是以mRNA为模板，在核糖体上合成异常多肽链的过程，此过程为遗传信息的翻译。 (2)携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则mRNA上相应的密码子碱基序列为UCU、GAA，则物质a中模板链碱基序列应为AGA、CTT。 (3)据图2推测，11号位点氨基酸种类改变，但其后的氨基酸序列不变，说明mRNA仅有一个密码子的改变，导致①处突变的原因最可能是基因中相应位点发生了碱基对的替换；28号位点氨基酸种类改变，其后的氨基酸序列跟着改变，说明其后的密码子序列都改变，导致②处突变的原因最可能是基因中相应位点发生了碱基对的增添或缺失。若异常蛋白质的相对分子量明显大于正常蛋白质，可推测其含有氨基酸数目增加，物质b是mRNA，从mRNA分析，出现此现象的原因可能是碱基的增添或缺失导致终止密码子被破坏(或推迟出现)，蛋白质继续合成。 (4)图1显示图中的异常蛋白质分布在膜结构上，因此人体细胞的非膜结构，如中心体和核糖体中不可能含有。 答案：(1)RNA聚合酶结合位点　翻译 (2)AGA和CTT (3)替换(或改变)　增添或缺失(缺一不可)　终止密码子被破坏(或推迟出现)，蛋白质继续合成 (4)中心体和核糖体(答“中心体”或“核糖体”均可)