2020年高考生物一輪復習 核心素養(yǎng)提升練 二十二 7.1 基因突變和基因重組（含解析）.doc

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基因突變和基因重組(30分鐘100分)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分)1.下列有關基因突變的敘述，錯誤的是()A.基因突變不一定由物理或化學因素誘發(fā)B.親代的突變基因不一定能傳遞給子代C.突變的基因不一定有基因結構上的改變D.子代獲得突變基因不一定能改變性狀【解析】選C。誘導基因突變的因素有物理因素、化學因素和生物因素，A正確；親代的突變基因不一定能傳遞給子代，只有生殖細胞中的基因突變才可能傳遞給子代，B正確；基因突變是指基因在結構上發(fā)生堿基對的增添、缺失和替換，所以突變的基因一定有基因結構上的改變，C錯誤；子代獲得突變基因不一定能改變性狀，如突變基因是隱性基因時，需純合時才會改變性狀，D正確。2.(2019長春模擬)杰弗里霍爾等人因發(fā)現(xiàn)了控制晝夜節(jié)律的分子機制，獲得了2017年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。研究中發(fā)現(xiàn)若改變果蠅體內一組特定基因，其晝夜節(jié)律就會被改變，這組基因被命名為周期基因。這個發(fā)現(xiàn)向人們揭示出天然生物鐘是由遺傳基因決定的。下列敘述錯誤的是()A.基因突變一定引起基因結構的改變，從而可能改變生物的性狀B.控制生物鐘的基因A可自發(fā)突變?yōu)榛騛1或基因a2C.沒有細胞結構的病毒也可以發(fā)生基因突變D.科學家用光學顯微鏡觀察了周期基因的變化【解析】選D?；蛲蛔円欢ㄒ鸹蚪Y構的改變，但是由于密碼子的簡并性等原因，不一定導致生物性狀發(fā)生改變，A正確；基因突變往往是突變?yōu)槠涞任换颍虼丝刂粕镧姷幕駻可自發(fā)突變?yōu)榛騛1或基因a2，B正確；病毒沒有細胞結構，大多數病毒的遺傳物質是DNA，少數病毒的遺傳物質是RNA，因此病毒也可以發(fā)生基因突變，C正確；基因的結構在光學顯微鏡下是觀察不到的，D錯誤。3.下列關于變異的相關敘述，正確的是()A.非同源染色體上的非等位基因不可以發(fā)生基因重組B.基因重組不可以產生新的性狀，只可以把現(xiàn)有性狀進行重新組合C.可遺傳的變異一定會導致基因的數目或基因中堿基序列的變化D.玉米(2n=20)一個染色體組有10條染色體，一個基因組有11條染色體【解析】選B。非同源染色體上的非等位基因會隨著非同源染色體的自由組合發(fā)生基因重組，A項錯誤；基因重組不產生新基因，不產生新的性狀，只是把原有性狀進行重新組合，B項正確；基因重組屬于可遺傳的變異，但不會導致基因的數目或基因中堿基序列的變化，C項錯誤；玉米植株沒有雌雄之分，其一個染色體組和基因組染色體數目相同，均為10條染色體，D項錯誤。4.下列關于基因重組的敘述，正確的是()A.雜交后代出現(xiàn)31的分離比，不可能是基因重組導致的B.聯(lián)會時的交叉互換實現(xiàn)了同源染色體上等位基因的重新組合C.“肺炎雙球菌轉化實驗”中R型菌轉變?yōu)镾型菌的原理是基因重組D.基因重組導致生物性狀多樣性，為生物進化提供了最基本的原材料【解析】選C。如果一對相對性狀是由非同源染色體上的兩對基因共同控制，則雜交后代出現(xiàn)31的分離比，可能是基因重組的結果，A錯誤；聯(lián)會時的交叉互換實現(xiàn)了同源染色體上非等位基因的重新組合，B錯誤；突變和基因重組為生物的進化提供原材料，突變包括基因突變和染色體變異，D錯誤?！疽族e提醒】基因重組只是“原有基因間的重新組合”，它既未改變基因的“質”(未產生“新基因”)也未改變基因的“量”，只是產生了“新基因型”，其所產生的性狀應稱為“重組性狀”而不是“新性狀”。5.某二倍體植物染色體上的基因B2是由基因B1突變而來的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯誤的是()A.該突變可能是堿基對替換或堿基對插入造成的B.基因B1和B2編碼的蛋白質可以相同，也可以不同C.基因B1和B2指導蛋白質合成時使用同一套遺傳密碼D.基因B1和B2可同時存在于同一個體細胞中或同一個配子中【解析】選D。DNA堿基對的增添、缺失、替換都會造成基因突變，A正確；如果是堿基對替換引起的基因突變，由于密碼子的簡并性，合成蛋白質可能相同，B正確；生物共用一套密碼子，C正確；配子經過減數分裂形成，發(fā)生等位基因分離，等位基因不會共同存在于同一個配子中，D錯誤。6.(2019雅安模擬)某二倍體植物染色體上的基因E2發(fā)生了基因突變，形成了它的等位基因E1，導致所編碼的蛋白質中一個氨基酸被替換，下列敘述正確的是()A.基因E2形成E1時，該基因在染色體上的位置和其上的遺傳信息會發(fā)生改變B.基因E2突變形成E1，該變化是由基因中堿基對的替換、增添和缺失導致的C.基因E2形成E1時，一定會使代謝加快，細胞中含糖量增加，采摘的果實更加香甜D.在自然選擇作用下，該種群基因庫中基因E2的基因頻率會發(fā)生改變【解析】選D。基因E2突變形成E1時，其上的遺傳信息會發(fā)生改變，在染色體上的位置不變；蛋白質中只有一個氨基酸被替換，這說明該突變是由基因中堿基對的替換造成的，堿基對的增添和缺失會造成氨基酸數目和種類的改變；基因突變具有不定向性和多害少利性，基因E2突變形成E1后，植株代謝不一定加快，含糖量不一定增加。7.果蠅的日活動周期由基因per控制，野生型基因per+和突變基因perS、perL分別控制果蠅的日活動周期為24小時、19小時和29小時，突變基因perO則導致果蠅日活動完全沒有節(jié)律性。結合相關知識，以下敘述錯誤的是()A.日活動周期除受基因per控制，還可能會受環(huán)境影響B(tài).perO控制合成的蛋白質比per+控制合成的蛋白質分子量小很多，原因可能是基因突變導致mRNA上終止密碼子提前出現(xiàn)，翻譯提前終止C.per基因除了能影響果蠅的日活動周期外，還能影響雄果蠅的求偶鳴叫節(jié)律，說明一種基因可控制多種性狀D.突變型果蠅具有不同的日活動周期，說明基因突變具有隨機性的特點【解析】選D。表現(xiàn)型既受基因調控，又受環(huán)境影響，A正確。perO控制合成的蛋白質分子量小是由于基因突變導致perO在表達的過程中，轉錄形成的mRNA上提前出現(xiàn)終止密碼子，進而引起翻譯提前終止，B正確。per基因除了能影響果蠅的日活動周期外，還能影響雄果蠅的求偶鳴叫節(jié)律，說明基因與性狀的關系不都是簡單的線性關系，一種基因可控制多種性狀，C正確。由野生型基因突變而產生的不同突變基因，導致突變型果蠅的日活動周期與野生型果蠅不同，這說明基因突變具有不定向性的特點，D錯誤。8.如圖為某二倍體植物的一個正在分裂的細胞部分染色體組成。下列對于該細胞分裂的有關敘述正確的是()A.該細胞的基因組成是RRDdB.該細胞可能發(fā)生了基因重組C.該細胞中染色體數目最多為8條D.該細胞中含有4個染色體組【解析】選D。該細胞處于有絲分裂后期，染色體已經加倍，其基因組成應是RR_Dd_(四倍體基因組成)，A項錯誤；基因重組發(fā)生在減數分裂形成配子的過程中，有絲分裂不發(fā)生基因重組，B項錯誤；圖中顯示的是該細胞中的部分染色體，真實細胞內的染色體數目可能大于8條，C項錯誤；有絲分裂后期，染色體加倍，此時細胞中含有4個染色體組，D項正確。二、非選擇題(共22分)9.轉錄因子OrERF是一類蛋白質，在植物抵抗逆境時發(fā)揮作用。科研人員對水稻OrERF基因進行研究。請回答：(1)對OrERF基因轉錄非模板鏈的上游部分測序，結果如下：OrERF基因轉錄出的mRNA中的起始密碼子是_。該基因在轉錄形成mRNA時，起始密碼子與模板鏈配對區(qū)域比下一個密碼子的配對區(qū)域氫鍵數少_個。(2)基因表達中，編碼序列在基因中所占比例一般不超過全部堿基對數量的10%，若一個基因片段中脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵有1 198個，則該基因表達時需要的氨基酸總數不超過_個(不考慮終止密碼)。(3)三個元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號的誘導下，導致此基因表達出不同的OrERF蛋白，以適應高鹽、干旱、低溫環(huán)境，此現(xiàn)象說明基因的表達也受_影響。(4)水稻窄葉為突變性狀，其突變基因位于2號染色體上?？蒲腥藛T推測2號染色體上已知的三個突變基因可能與窄葉性狀出現(xiàn)有關。野生型與突變型水稻三個突變基因中堿基及相應蛋白質的變化如表所示。突變基因堿基變化CCGCTCTTC蛋白質差異分子結構無差異氨基酸的差異數(？)長度有明顯變化據上表分析：基因突變的類型包括_。上表中(？)內可能是_(A.0個B.1個C.很多)。(5)如果只考慮水稻窄葉這個突變性狀是由2號染色體一個(對)基因引起，設計實驗判定水稻窄葉的突變性狀為顯性突變還是隱性突變所致?！窘馕觥?1)根據圖示發(fā)現(xiàn)OrERF基因轉錄非模板鏈的起始密碼子編碼區(qū)的堿基排列順序為ATG，則轉錄模板鏈的堿基為TAC，因此起始密碼子為AUG。起始密碼子與模板鏈配對區(qū)域情況為：A=T、U=A、GC，下一個密碼子(UGC)的配對區(qū)域情況為：U=A、GC、CG，因此起始密碼子與模板鏈配對區(qū)域比下一個密碼子的配對區(qū)域氫鍵數少(2+3+3)-(2+2+3)=1個。(2)若一個基因片段中脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵有1 198個，則可以推測出其含有堿基數為1 200個，又因為編碼序列在基因中所占比例一般不超過全部堿基對數量的10%，因此編碼序列堿基1 20010%=120個堿基；根據基因表達過程中，DNA分子中堿基數mRNA中堿基數氨基酸數=631的關系，可以推測mRNA的堿基數60個，該基因表達時需要的氨基酸總數20個。(3)三個元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號的誘導下，導致此基因表達出不同的OrERF蛋白，以適應高鹽、干旱、低溫環(huán)境，此現(xiàn)象說明基因的表達受環(huán)境影響。(4)根據表格信息分析可知，突變基因的堿基變化為CCG，可判斷突變是堿基對增添造成的；突變基因的堿基變化為CT，可判斷突變是堿基對替換造成的；突變基因的堿基變化為CTTC，可判斷突變是堿基對缺失造成的。對于基因上的堿基C替換為T，密碼子肯定發(fā)生改變，但可能決定的氨基酸與未突變表達出的氨基酸是同一種，則氨基酸的差異數為0；也可能突變后決定的氨基酸種類發(fā)生了改變或者變成了終止密碼，則決定的氨基酸差異數可能有1個或多個，故選ABC。(5)選用多株突變型植株自花傳粉，如果是顯性突變所致，則突變株中有雜合子，所以后代會出現(xiàn)野生型；如果為隱性突變所致，則后代全為突變型，不會出現(xiàn)性狀分離。答案：(1)AUG1(2)20(3)環(huán)境(4)堿基對的增添、替換、缺失 ABC(5)選用多株突變型植株自花傳粉，若后代出現(xiàn)野生型，則為顯性突變所致；若后代全為突變型，則為隱性突變所致。1.(5分) Angelman綜合征是一種由于患兒腦細胞中UBE3A蛋白含量缺乏導致的神經系統(tǒng)發(fā)育性疾病。UBE3A蛋白由位于15號染色體上的UBE3A基因控制合成，該基因在人腦細胞中的表達與其來源有關：來自母方的UBE3A基因可正常表達，來自父方的UBE3A基因無法表達(如圖所示)。對部分Angelman綜合征患兒和正常人的UBE3A基因進行測序，相應部分堿基序列如圖所示。以下敘述錯誤的是()患者：TCAAGCAACGGAAA正常人：TCAAGCAGCGGAAAA.UBE3A基因和SNRPN基因的遺傳不遵循自由組合定律B.Angelman綜合征患兒的致病機理可能是：來自父方的UBE3A基因發(fā)生堿基對替換，從而引起基因結構的改變C.父方15號染色體上的SNRPN基因轉錄形成的反義RNA與UBE3A基因轉錄形成的mRNA結合，導致其不能控制UBE3A蛋白的合成D.UBE3A蛋白是“泛素蛋白酶體系統(tǒng)”的核心組分之一，該系統(tǒng)可特異性“標記”p53蛋白并使其降解。由此推測，Angelman綜合征患兒腦細胞中p53蛋白的積累量比正常人多【解析】選B。據圖分析可知，UBE3A基因和SNRPN基因位于同源染色體上，因此兩者之間不遵循基因的自由組合定律，A正確?；颊叩腢BE3A基因序列中一個堿基對發(fā)生了改變，由G/C變成了A/T，又因為正常人來自母方的UBE3A基因可正常表達，來自父方的UBE3A基因無法表達，說明Angelman綜合征患兒的致病機理是：來自母方的UBE3A基因發(fā)生了堿基對替換，屬于基因突變，B錯誤。母方15號染色體上的UBE3A基因能夠正?？刂芔BE3A蛋白的合成，而父方15號染色體上的SNRPN基因轉錄形成的反義RNA與UBE3A基因轉錄形成的mRNA結合，導致其不能控制UBE3A蛋白的合成，C正確。UBE3A蛋白是“泛素蛋白酶體系統(tǒng)”的核心組分之一，該系統(tǒng)可特異性“標記”p53蛋白并使其降解，說明Angelman綜合征患兒腦細胞中p53蛋白的積累量比正常人高，D正確。2.(5分)如圖表示某動物一個精原細胞分裂中染色體配對時的一種情況，AD為染色體上的基因。下列分析正確的是()A.該變異屬于基因重組，發(fā)生于減數第一次分裂前期B.兩條非姐妹染色單體相互交換的基因不能進行表達C.每條染色體在該次分裂的后期著絲點分裂D.這種變異會產生新的基因和基因型【解析】選A。圖示表示同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換，屬于基因重組，發(fā)生在減數第一次分裂的前期，A正確；兩條非姐妹染色單體相互交換的基因可以進行表達，B錯誤；圖示交叉互換發(fā)生在減數第一次分裂過程中，每條染色體上著絲點的分裂發(fā)生在減數第二次分裂后期，C錯誤；圖示變異只能產生新的基因型，不能產生新的基因，D錯誤。3.(20分)科研人員利用化學誘變劑EMS誘發(fā)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，F(xiàn)2表現(xiàn)型及比例為正常植株矮稈植株 =31。D11基因的作用如圖所示。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(xiàn)了細胞膜的_功能。(2)EMS誘發(fā)D11基因發(fā)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)研究發(fā)現(xiàn)，EMS也會誘發(fā)D61基因發(fā)生突變使BR受體合成受阻。由此說明基因突變具有_特點。(4)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)?，F(xiàn)將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產生原因與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的)，還是僅由D61基因發(fā)生顯性或隱性突變引起的(其他情況不考慮)。若雜交子代皆表現(xiàn)為正常植株，則表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發(fā)生_(填“顯性”或“隱性”)突變引起的。若雜交子代出現(xiàn)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(tǒng)計植株的表現(xiàn)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(fā)生顯性突變引起的?！窘馕觥?(1)BR與BR受體結合后，可促進水稻細胞伸長，這體現(xiàn)了細胞膜的信息交流功能。(2)F2表現(xiàn)型及比例為正常植株矮稈植株=31，說明正常相對于矮稈為顯性性狀，由此可見EMS誘發(fā)D11基因發(fā)生隱性突變；D11基因能控制合成CYP724B1酶，EMS誘發(fā)D11基因發(fā)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)EMS會誘發(fā)D11基因發(fā)生基因突變，也會誘發(fā)D61基因發(fā)生突變，可見基因突變具有隨機性特點。(4)純合矮稈水稻突變植株(甲)是D11基因發(fā)生隱性突變形成的，現(xiàn)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(fā)生顯性或隱性突變引起的。若雜交子代皆表現(xiàn)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(fā)生隱性突變引起的。若雜交子代皆表現(xiàn)為矮稈植株，則乙水稻矮稈性狀的產生原因可能與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的)，也可能是僅由D61基因發(fā)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，這可通過給雜交子代矮稈植株苗期噴施BR，分析統(tǒng)計植株的表現(xiàn)型及比例來判斷，若植株全長為正常植株，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)隨機性(4)隱性正常矮稈