【优化方案】2022届高考生物一轮复习 第五章 第1节 基因突变和基因重组知能演练强化闯关（含解析）新人教版必修2

"【优化方案】2022届高考生物一轮复习第五章第1节基因突变和基因重组知能演练强化闯关（含解析）新人教版必修2"1．(2022·浙江温州十校联考)如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA，由此分析正确的是(　　)A．控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症B．②过程是以α链作模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的C．运转缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAUD．人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代解析：选C。控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换不一定会引起贫血症；②过程是以α链作模板，但合成的是mRNA，所以原料用的是核糖核苷酸；根据缬氨酸的密码子GUA，可知对应的tRNA上的反密码子上碱基为CAU；人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。2．下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)A．①处插入碱基对G—CB．②处碱基对A—T替换为G—CC．③处缺失碱基对A—TD．④处碱基对G—C替换为A—T解析：选B。首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确定赖氨酸的密码子为AAG，①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，④处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸，②处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。3．(2022·潍坊、东营、淄博、滨州四市联考)小香猪的体色由黑色变为白色是细胞核中某基因发生碱基对改变，导致所编码的蛋白质中一个氨基酸被替换的结果，下列各项中也会发生改变的是(　　)A．该基因在染色体上的位置B．rRNA的碱基排列顺序C．所编码蛋白质的肽键数目D．该基因的基因频率解析：选D。基因发生碱基对改变，导致编码的蛋白质中氨基酸被替换，不会影响该基因在染色体上的位置、所编码蛋白质的肽键数目和核糖体RNA(rRNA)的碱基排列顺序，但会影响mRNA的碱基排列顺序，改变该基因的基因频率。4．(2022·北京西城区高三检测)如图所示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(　　)7\nA．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．上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体解析：选B。等位基因是指位于同源染色体的同一位置，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；基因突变具有随机性和不定向性；图示基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代。5．下列有关基因重组的说法中，正确的是(　　)A．基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因B．同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形态大小一定相同的染色体C．基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中D．基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换解析：选D。基因突变可产生新的基因，基因重组不产生新的基因，A错误；同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，在减数分裂过程中配对的两条染色体，它们形态大小不一定相同，如性染色体X、Y，B错误；自然条件下的基因重组发生在减数分裂过程中，人工实验条件下的DNA重组也属于基因重组，C错误，D正确。6．如图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b)，请据图回答：(已知谷氨酸的密码子是GAA，GAG)(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①________；②__________。(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为____________。(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于________染色体上，属于____________性遗传病。(4)Ⅱ6基因型是________，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病男孩的概率是________，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为________________。(5)镰刀型细胞贫血症是由________产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于____________。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是________和________________。答案：(1)DNA复制　转录　(2)CAT　GUA　(3)常　隐　(4)Bb　1/8　BB　(5)基因突变　可遗传变异　低频性　多害少利性1．有关基因突变的叙述，正确的是(　　)A．不同基因突变的频率是相同的B．基因突变的方向是由环境决定的C．一个基因可以向多个方向突变7\nD．细胞分裂的中期不发生基因突变解析：选C。基因突变是遗传物质的内在变化，具有不确定性和多方向性，一般发生在DNA复制时。2．(2022·山东滨州模拟)原核生物某基因原有213对碱基，现经过突变，成为210对碱基(未涉及终止密码子改变)，它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比，差异可能为(　　)A．少一个氨基酸，氨基酸顺序不变B．少一个氨基酸，氨基酸顺序改变C．氨基酸数目不变，但顺序改变D．A、B都有可能解析：选D。突变后少了三个碱基对，氨基酸数比原来少1个，C错误；若少的三个碱基对正好控制着原蛋白质的一个氨基酸，则少一个氨基酸，其余氨基酸顺序不变；若减少的三个碱基对正好对应着两个密码子中的碱基，则在减少一个氨基酸数目的基础上，还会改变一种氨基酸的种类，从而引起氨基酸顺序改变；若减少的不是三个连续的碱基，则对氨基酸的种类和顺序影响将更大。3．(2022·济南模拟)相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因(　　)A．叶肉　　　　　　　　B．根分生区C．茎尖D．花药解析：选A。新基因是通过基因突变产生的，而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中，只有分裂的细胞才能进行DNA分子复制，故分裂旺盛的组织易产生新基因。不分裂的细胞产生新基因的难度大。4．(2022·合肥教学质检)下列关于基因突变的叙述，正确的是(　　)A．物理、化学、生物因素引起基因突变的机制有区别B．基因突变不一定会引起基因所携带的遗传信息的改变C．基因的碱基对的缺失、增添、替换中对性状影响最小的一定是替换D．基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系，基因突变为进化提供原材料解析：选A。遗传信息是指DNA上特定的核苷酸序列，基因突变必然会引起其改变，故B错误；替换引发的突变对性状的影响一般比缺失、增添小，但不一定最小，如发生在启动子位置将导致转录失败，故C错误；基因突变具有不定向性，与环境变化无因果关系，故D错误。5．基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是(　　)A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因B．A基因可突变为A1、A2、A3……，它们为一组复等位基因C．基因突变大部分是有害的D．基因突变可以改变种群的基因频率解析：选C。A基因突变为a基因，a基因还可以回复突变为A基因；基因突变具有不定向性，可以产生一组复等位基因；基因突变大多是有害的，但有害突变不能作为生物进化的原材料；基因突变能够改变种群的基因频率。6．(2022·厦门高三质量检查)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是(　　)A．基因突变对于生物个体是利多于弊B．基因突变属于可遗传的变异C．基因重组能产生新的基因D．基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中解析：选B。本题属于对概念的考查。基因突变对生物个体来说是弊多于利，但对于物种来说是有积极意义的。能产生新的基因的只有基因突变，体细胞增殖进行的是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中。可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异。7．某原核生物因一个碱基对突变而导致所编码蛋白质的一个脯氨酸(密码子有CCU、CCC、CCA、CCG)转变为组氨酸(密码子有CAU、CAC)。基因中发生改变的是(　　)A．G≡C变为T＝AB．AT变为C≡GC．鸟嘌呤变为胸腺嘧啶D．胞嘧啶变为腺嘌呤解析：选A。由题中信息可知，决定脯氨酸的密码子中CCU、CCC与决定组氨酸的密码子CAU、CAC分别只有一个碱基的不同，由此可以判断基因中发生改变的是G≡C变为TA。7\n8．下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象，又有可能发生基因突变现象的是(　　)A．心肌细胞B．成熟的红细胞C．根毛细胞D．精原细胞解析：选D。基因突变主要发生在细胞分裂间期，基因重组发生在减数分裂过程中。精原细胞在进行减数分裂产生精子的过程中可能会发生基因重组，也可能会发生基因突变。9．在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中(　　)A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量解析：选B。基因是DNA分子上有遗传效应的片段，基因突变是指基因结构的改变，包括DNA上碱基对的增添、缺失和替换，不是碱基的组成发生改变，也不是细胞中的DNA含量变化和RNA含量变化，故A、C、D项都是错误的。10．下列有关基因重组的叙述中，正确的是(　　)A．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离B．基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因重组C．YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型及基因工程、肺炎双球菌的转化等过程中都发生了基因重组D．造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组解析：选C。基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离，是因为在减数分裂过程中，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入不同的配子中，形成基因型不同的配子，不同的配子经受精后形成基因型不同的合子，表现出不同的性状；基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因突变；同卵双生姐妹的遗传物质通常是相同的，出现性状的差异可能是由环境因素或基因突变引起的。11．下表是水稻抗稻瘟病的突变品系和敏感品系的部分DNA碱基和氨基酸所在位置。请分析下列说法正确的是(　　)抗性品系CGT丙氨酸GGT脯氨酸TTA天冬酰胺敏感品系CGT丙氨酸AGT丝氨酸TTA天冬酰胺氨基酸所在位置227228230A．基因中的碱基对改变，必将引起相应蛋白质中氨基酸的变化B．抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第228位氨基酸的相关碱基发生了替换C．对生物而言，碱基对替换多数是有利的，而增添和缺失比替换的危害更大D．该突变品系不可能再突变为敏感品系解析：选B。由于多种密码子可以决定同一种氨基酸，所以基因中碱基对的改变不一定引起相应蛋白质中氨基酸的变化；突变是不定向的，所以该品系有可能再突变为敏感品系；突变是多害少利的，碱基增添或缺失造成的危害不一定都比替换严重，例如碱基增添或缺失发生在基因的非编码序列。12．(2022·江南十校联考)野生型大肠杆菌能利用基本培养基中的简单的营养物质合成自身生长所必需的氨基酸，如色氨酸。但如果发生基因突变，导致生化反应的某一步骤不能进行，而致使某些必需物质不能合成，它就无法在基本培养基上生长。某科学家利用紫外线处理野生型大肠杆菌后，得到4种不能在基本培养基上生长的突变体。已知A、B、C、D、E是合成色氨酸的中间体，突变菌株甲～丁在无色氨酸的培养基中，仅添加A～E中一种物质其生长情况如下表(“＋”表示能生长，“—”表示不能生长)：ABCDE甲突变菌＋－＋－＋7\n乙突变菌－－＋－－丙突变菌＋－＋＋＋丁突变菌－－＋－＋分析实验，判断下列说法不正确的是(　　)A．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状B．基因突变是不定向的C．可以用野生型大肠杆菌获得突变体，也可以利用突变体获得野生型大肠杆菌D．大肠杆菌正常菌株合成色氨酸的途径是：B→D→A→C→E解析：选D。由题干信息，“但如果发生基因突变，导致生化反应的某一步骤不能进行，而致使某些必需物质不能合成，它就无法在基本培养基上生长”，说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；紫外线处理的结果是出现了不同的突变体，说明基因突变是不定向的，故可以用野生型大肠杆菌获得突变体，也可以利用突变体获得野生型大肠杆菌；代谢途径中最靠后的物质将使最多数目的突变体生长，最靠前的物质使最少数目的突变体生长，大肠杆菌正常菌株合成色氨酸的途径是B→D→A→E→C。13．芽的分生组织细胞发生变异后，可表现为所长成的枝条和植株性状改变，称为芽变。(1)为确定某果树枝条的芽变是否与染色体数目变异有关，可用________观察正常枝条与芽变枝条的染色体数目差异。(2)桃树可发生芽变。已知桃树株型的高株(D)对矮株(d)为显性，果形的圆(A)对扁(a)为显性，果皮毛的有毛(H)对无毛(h)为显性。现从高株圆果有毛的桃树(DdAaHh)中，选到一株高株圆果无毛的芽变个体(这一芽变是由一对等位基因中的一个基因发生突变造成的)。在不考虑再发生其他突变的情况下，未芽变桃树(DdAaHh)测交后代发生分离的性状有__________________，原因是__________________________；芽变桃树测交后代发生分离的性状有________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(3)上述桃树芽变个体用枝条繁殖，所得植株群体性状表现如何？请用细胞分裂的知识解释原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)染色体变异在光学显微镜下可见，因此要观察正常枝条与芽变枝条的染色体数目差异，可用光学显微镜。(2)单看亲本DdAaHh的每一对等位基因都是杂合的，测交后每一对性状都会发生分离；DdAaHh突变为DdAahh(无毛)，只有两对基因杂合，测交后株型、果形会发生性状分离。(3)用营养繁殖的方式进行繁殖属于无性生殖，整个繁殖过程只有有丝分裂，植株群体会保持亲本性状。答案：(1)显微镜　(2)株型、果形、果皮毛　控制这三对性状的基因都是杂合的　株型、果形　只有控制这两对性状的基因是杂合的　(3)高株圆果无毛。因为无性繁殖不经过减数分裂，而是通过细胞的有丝分裂完成的(其他合理答案也对)14．(2022·咸宁模拟)如图甲为动物免疫细胞亚显微结构模式图，乙表示其细胞中某正常基因片段控制合成多肽的过程。请据图回答：[可能用到的密码子：天冬氨酸(GAU、GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，酪氨酸(UAU、UAC)]。7\n(1)若图乙表示抗体形成过程，则Ⅰ、Ⅱ分别发生在图甲的________(用序号表示)，肽链形成后需经________(用序号表示)加工分泌到细胞外才具有生物活性。(2)图乙中第三对碱基由T/A变为C/G，该突变对性状________(“有”或“无”)影响，其意义是__________________________。(3)若图乙合成的肽链中氨基酸序列变为：天冬氨酸——酪氨酸——甘氨酸，则该基因片段发生的突变是________________________________________________________________________________________________。答案：(1)③、⑥　④、⑤　(2)无　有利于维持生物遗传性状的相对稳定(3)第三对碱基T/A或第四对碱基C/G丢失15．(探究创新题)比德尔是一位遗传学家，他选用红色面包霉作为材料。他对6万个孢子进行放射性辐射后，用基本培养基培养。绝大部分孢子都能正常生长，但是有少数孢子不能正常生长，后者可能有各种各样的突变，其中有的可能与精氨酸有关。因为精氨酸是红色面包霉正常生活所必需的。经过多种组合的实验，再根据突变性状的遗传情况分析，红色面包霉中精氨酸合成的步骤是：　　　　　　　　基因A　基因B　　基因C　　　　　　　↓　　　↓　　　　↓　　　　　　酶A　　　酶B　　　酶C　　　　　　　↓　　　↓　　　　↓基本培养基―→鸟氨酸―→瓜氨酸―→精氨酸(1)精氨酸的R基为(CH2)3NHCNHNH2，则一个精氨酸分子中C、H、O、N的原子个数分别为____________。(2)如果在蛋白质合成过程中，携带精氨酸的一种转运RNA一端的三个碱基为GCU，可知精氨酸的密码子为________________________________________________________________________。(3)某生物兴趣小组经诱变获得一突变菌株，在基本培养基上不能正常生长，请你设计实验探究哪个基因发生了突变，写出实验步骤和结论。实验步骤：第一步：配制基本培养基，分别对甲、乙、丙、丁进行如下处理。甲：无任何处理。乙：________________________________________________________________________。丙：________________________________________________________________________。丁：________________________________________________________________________。第二步：观察各培养基中的红色面包霉的生长状况。实验结论：①若甲、乙、丙、丁中红色面包霉均不能生长，则其他基因突变。②若________________________________________________________________________7\n________________________________________________________________________。③若________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④若________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：题目的设计具有一定的梯度。精氨酸的C、H、O、N个数是20种氨基酸共有部分的C、H、O、N个数再加上R基中的个数，考查氨基酸的基本结构。tRNA与mRNA上的碱基是互补关系，已知携带精氨酸的tRNA一端的三个碱基为GCU，所以密码子是CGA。实验设计的诀窍在于充分挖掘题干已知条件，根据题干可以得到的信息有：①精氨酸是红色面包霉正常生活所必需的，②基因突变菌株在基本培养基上不能正常生长，③基因A、基因B、基因C分别控制鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸的合成。由这些信息可以推断出：基因突变菌株无法合成精氨酸，如果基因A突变需添加鸟氨酸、瓜氨酸，精氨酸中任一种氨基酸，就可存活；如果基因B突变，需添加瓜氨酸、精氨酸其中之一；如果基因C突变，必须添加精氨酸。答案：(1)6、14、2、4　(2)CGA(3)实验步骤：乙：加入鸟氨酸　丙：加入瓜氨酸　丁：加入精氨酸结论：②甲中红色面包霉不能正常生长，乙、丙、丁中红色面包霉均生长良好，则基因A可能突变③甲、乙中红色面包霉不能正常生长，而丙、丁中红色面包霉均生长良好，则基因B可能突变④甲、乙、丙中红色面包霉不能正常生长，而丁中红色面包霉生长良好，则基因C可能突变(其他答案只要合理即可)7