高中生物必修二（人教版）：第五章基因突變及其他變異進(jìn)階突破

1、第5章進(jìn)階突破(題目較難，有志沖擊“雙一流”高校的學(xué)生選做)(本欄目對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P201) 一、選擇題1(2019吉林長(zhǎng)白山質(zhì)量監(jiān)測(cè))杰弗理C霍爾等人因發(fā)現(xiàn)了控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制，獲得了2017年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。研究中發(fā)現(xiàn)若改變果蠅體內(nèi)一組特定基因，其晝夜節(jié)律就會(huì)被改變，這組基因被命名為周期基因。這個(gè)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(cuò)誤的是()A基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)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(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒也可以發(fā)生基因突變D科學(xué)家用光學(xué)顯微鏡觀察了周期基因的變化【答案】D【解析】基因突變一定引起基因結(jié)

2、構(gòu)的改變，但是由于密碼子的簡(jiǎn)并性等原因，不一定導(dǎo)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?，因此控制生物鐘的基因A可自發(fā)突變?yōu)榛騛1或基因a2，B正確；病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，因此病毒也可以發(fā)生基因突變，C正確；基因的結(jié)構(gòu)在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的，D錯(cuò)誤。2某病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈DNA，在其增殖的過(guò)程中，先形成復(fù)制型的雙鏈DNA(其中母鏈為正鏈，子鏈為負(fù)鏈)。另外，以負(fù)鏈為模板指導(dǎo)外殼蛋白合成。下圖為該病毒部分基因序列及其所指導(dǎo)的蛋白質(zhì)部分氨基酸(用圖示Met、Ser等表示)序列。(起始密碼：AUG；終止密碼：UAA、UA

3、G、UGA)。則下列相關(guān)描述正確的是()A不需要解旋酶是該病毒DNA復(fù)制過(guò)程與人體DNA復(fù)制的唯一區(qū)別B若在基因D中發(fā)生堿基替換，則該基因控制合成蛋白質(zhì)的多肽鏈長(zhǎng)度可能縮短C不同基因之間可以相互重疊是基因突變、基因重組的結(jié)果D基因F轉(zhuǎn)錄合成mRNA的堿基序列為UACUGU【答案】B【解析】該病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈DNA，在其形成復(fù)制型的雙鏈DNA過(guò)程中，不需要解旋酶，以一條鏈為模板；而復(fù)制型雙鏈DNA進(jìn)行復(fù)制的過(guò)程與正常人體DNA的復(fù)制無(wú)區(qū)別，A錯(cuò)誤。若基因D的第149組堿基序列由GAA替換為TAA(其對(duì)應(yīng)的負(fù)鏈可轉(zhuǎn)錄出終止密碼UAA)，則該基因控制合成蛋白質(zhì)的多肽鏈長(zhǎng)度縮短，B正確。不同基因之

4、間可以相互重疊是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，與基因重組無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤?；騀的轉(zhuǎn)錄過(guò)程是以負(fù)鏈DNA為模板的，圖中的DNA為正鏈DNA，因此，由基因F轉(zhuǎn)錄合成mRNA的堿基序列為AUGUGU，D錯(cuò)誤。3下圖表示某動(dòng)物一個(gè)精原細(xì)胞分裂時(shí)染色體配對(duì)時(shí)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(shù)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(jìn)行表達(dá)C每條染色體在該次分裂的后期著絲粒分裂D這種變異會(huì)產(chǎn)生新的基因和基因型【答案】A【解析】圖示表示同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組，發(fā)生在減數(shù)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

5、因可以進(jìn)行表達(dá)，B錯(cuò)誤；圖示交叉互換發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，著絲粒還沒(méi)有分裂，每條染色體上著絲粒的分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，C錯(cuò)誤；圖示變異只能產(chǎn)生新的基因型，不能產(chǎn)生新的基因，D錯(cuò)誤。4下圖表示三種基因重組，下列相關(guān)敘述正確的是()A圖1所示細(xì)胞產(chǎn)生的次級(jí)精(卵)母細(xì)胞內(nèi)不含有等位基因B圖1和圖2兩種類型的基因重組都發(fā)生在同源染色體之間CR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的基因重組與圖3中的基因重組相似D孟徳爾兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)2出現(xiàn)新表現(xiàn)型原因和圖2相似【答案】C【解析】圖1細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期，且細(xì)胞質(zhì)均等分裂，可推知該細(xì)胞為初級(jí)精母細(xì)胞，其產(chǎn)生的子細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞，A錯(cuò)誤。圖

6、1表示的基因重組為減數(shù)分裂形成配子時(shí)，隨著非同源染色體的自由組合，非同源染色體上的非等位基因也自由組合，發(fā)生在非同源染色體之間，B錯(cuò)誤。肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，實(shí)現(xiàn)了基因重組；圖3表示的基因重組為外源基因整合到質(zhì)粒上形成重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞，因此兩種基因重組相似，C正確。孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)2出現(xiàn)新表現(xiàn)型的根本原因是F1在形成配子時(shí)，等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，D錯(cuò)誤。5目前已發(fā)現(xiàn)T4噬菌體有數(shù)千種突變型，這些突變來(lái)自同一個(gè)基因的突變或者不同基因的突變。科學(xué)家利用T4噬菌體的兩種突變型A和B進(jìn)行了

7、如下實(shí)驗(yàn)(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)。下列說(shuō)法不合理的是()組別處理結(jié)果1用突變型A侵染大腸桿菌噬菌體不增殖2用突變型B侵染大腸桿菌噬菌體不增殖3突變型A、突變型B同時(shí)侵染同一個(gè)大腸桿菌噬菌體增殖(A、B型組成)注：噬菌體不發(fā)生新的突變和基因重組AT4噬菌體DNA復(fù)制所需原料和酶來(lái)自宿主細(xì)胞B基因突變中的堿基對(duì)缺失不會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)目減少C突變型A和突變型B的突變發(fā)生在不同的基因內(nèi)D突變型A與突變型B的突變基因共同決定其增殖【答案】D【解析】T4噬菌體寄生在大腸桿菌內(nèi)，增殖都在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)利用其原料和酶來(lái)完成，A正確；基因突變中的堿基對(duì)缺失不改變基因數(shù)目，B正確；突變

8、型A和B兩種噬菌體的組合同時(shí)侵染大腸桿菌，噬菌體能正常增殖，說(shuō)明二者中，某一基因補(bǔ)償了另一個(gè)突變所不具有的功能，因此兩種突變是分屬于不同基因的突變，C正確；由實(shí)驗(yàn)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(guò)程，D錯(cuò)誤。6生物的某些變異可通過(guò)細(xì)胞分裂某一時(shí)期染色體的行為來(lái)識(shí)別。甲、乙兩模式圖分別表示細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結(jié)構(gòu)”現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。丙圖是細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體在某一時(shí)期所呈現(xiàn)的形態(tài)。下列敘述正確的是()A甲、乙兩種變異類型分別屬于染色體結(jié)構(gòu)變異、基因重組B甲圖是由個(gè)別堿基對(duì)的增添或缺失，導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目改變C乙圖是四分

9、體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結(jié)果D甲、乙、丙三圖均發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中【答案】D【解析】分析甲圖，聯(lián)會(huì)的同源染色體中一條出現(xiàn)突起，可能該條染色體部分片段增加，也可能是另一條染色體出現(xiàn)缺失，均屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；分析乙圖，聯(lián)會(huì)時(shí)，出現(xiàn)“十字形結(jié)構(gòu)”，可能是t或v在非同源染色體間發(fā)生基因轉(zhuǎn)移，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，甲、乙兩圖中每條染色體都含有兩條染色單體，且都發(fā)生同源染色體配對(duì)，所以發(fā)生于減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，丙圖表示減數(shù)分裂過(guò)程中四分體時(shí)期同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生了交叉互換，所以D項(xiàng)正確。7(2019河南九師聯(lián)盟質(zhì)檢)豌豆莖的高度與花的顏色分別由兩對(duì)等位基因D/d、R/

10、r控制，兩對(duì)等位基因與染色體位置關(guān)系尚不明確，現(xiàn)有基因型為DdRr、DDdRr、DORr(僅考慮D/d一對(duì)等位基因異常，“O”表示相應(yīng)基因缺失)的豌豆都能產(chǎn)生配子，但某對(duì)等位基因均缺失時(shí)，受精卵不發(fā)育。下列敘述錯(cuò)誤的是()A基因型為DDdRr的植株可能是發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的B基因型為DORr的植株自交，子代染色體異常的植株約占2/3C若兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，則一個(gè)基因型為DdRr的精原細(xì)胞可能產(chǎn)生4種精子D若兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上，則基因型為DDdRr的植株能產(chǎn)生的正常配子數(shù)約占1/3【答案】D【解析】根據(jù)題意，由于兩對(duì)等位基因與染色體位置關(guān)系不明確，因此產(chǎn)生基因型為

11、DDdRr的植株的原因可能是發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，也可能是發(fā)生了染色體數(shù)目變異，A項(xiàng)正確；無(wú)論基因與染色體位置關(guān)系如何，基因型為DORr的植株自交，子代中DDDOOO121，因OO受精卵不發(fā)育，子代中無(wú)OO的植株，所以子代染色體異常的植株約占2/3，B項(xiàng)正確；若兩對(duì)等位基因位于同一對(duì)同源染色體上，一個(gè)基因型為DdRr的精原細(xì)胞若在減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生了交叉互換，則可能產(chǎn)生4種精子，C項(xiàng)正確；若兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上，則基因型為DDdRr的植株能產(chǎn)生的關(guān)于等位基因D和d的配子為DDdDdD1122，因此能產(chǎn)生的正常配子數(shù)占1/2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8某種野生獼猴桃(2n58)是一種多年生且富含維

12、生素C的小野果。育種專家以野生獼猴桃的種子(基因型為aa)為實(shí)驗(yàn)材料，培育出抗蟲(chóng)無(wú)子獼猴桃新品種，育種過(guò)程如下所示。下列分析正確的是()A過(guò)程都是用物理因素或化學(xué)因素處理獼猴桃的種子或幼苗B過(guò)程依據(jù)的遺傳學(xué)原理相同C基因型為AAA與AAAB的植株體細(xì)胞中染色體數(shù)最多為174條D基因B為控制無(wú)子性狀的基因，所以基因型為AAAB的植株高度不育【答案】C【解析】過(guò)程是用物理因素或化學(xué)因素處理獼猴桃的種子或幼苗，而過(guò)程是自交，A錯(cuò)誤；是自交，為多倍體育種，兩者依據(jù)的原理是不同的，B錯(cuò)誤；已知某種野生獼猴桃的體細(xì)胞染色體數(shù)為58條，為二倍體，基因型為AAA與AAAB的植株體細(xì)胞中都含有三個(gè)染色體組，在體

13、細(xì)胞有絲分裂的后期達(dá)到最大染色體數(shù)，最多含有的染色體數(shù)58232174條，C正確；基因型為AAAB的植株高度不育是因?yàn)槠浜腥齻€(gè)染色體組，無(wú)法形成正常的配子，而基因B為控制抗蟲(chóng)性狀的基因，D錯(cuò)誤。9(2019東北四市聯(lián)考)西瓜是雌雄同株異花植物，果皮深綠條紋(基因A)對(duì)果皮淺綠色(基因a)為顯性。將果皮淺綠色的四倍體西瓜(aaaa)和果皮深綠條紋的二倍體西瓜(AA)間行種植。待開(kāi)花后自然傳粉，并收獲四倍體植株上所結(jié)的種子甲。第二年，將種子甲與二倍體西瓜按4行1行進(jìn)行間行種植，自然傳粉后，種子甲長(zhǎng)成的植株所結(jié)的果實(shí)(注：果皮由母本的子房壁發(fā)育而來(lái))()A全部為無(wú)子西瓜B全部為有子西瓜C果皮淺綠色

14、的為有子西瓜D果皮深綠條紋的為有子西瓜【答案】C【解析】由西瓜是雌雄同株異花植物可知，在自然狀態(tài)下，西瓜既能自交也能雜交。將果皮淺綠色的四倍體西瓜(aaaa)和果皮深綠條紋的二倍體西瓜(AA)間行種植，開(kāi)花后自然傳粉，四倍體植株上所結(jié)的種子有四倍體(aaaa)，也有三倍體(Aaa)；第二年，將種子甲與二倍體西瓜按4行1行進(jìn)行間行種植，三倍體(Aaa)植株高度不育，所以種子甲長(zhǎng)成的植株所結(jié)的果實(shí)的基因型有aaaa和Aaa，基因型為aaaa的西瓜的果皮是淺綠色，為有子西瓜；基因型為Aaa的西瓜的果皮是深綠條紋，為無(wú)子西瓜。10下圖是人類某種遺傳病的家族系譜圖，致病基因位于性染色體的同源區(qū)段，其中3

15、不含該病致病基因，下列敘述中錯(cuò)誤的是()A該病是顯性遺傳病B該病在人群中的發(fā)病率女性高于男性C8與正常女性結(jié)婚，兒子都不患病D9為正常男性的幾率是1/4【答案】B【解析】分析系譜圖：已知該病是伴性遺傳病，伴性遺傳病包括伴Y遺傳病、伴X染色體隱性遺傳病和伴X染色體顯性遺傳病，系譜圖中有女患者，所以不可能是伴Y遺傳??；3不含該病致病基因，該病屬于伴X染色體顯性遺傳病(用A、a表示)。由分析可知，該病是顯性遺傳病，A正確；該病致病基因位于性染色體的同源區(qū)段，在人群中的發(fā)病率女性不一定高于男性，B錯(cuò)誤；8XAYa與正常女性XaXa結(jié)婚，兒子X(jué)aYa都不患病，C正確；5的基因型為XaYa，6的基因型為X

16、AXa，9為正常男性(XaYa)的幾率是1/4，D正確。二、非選擇題11(2020廣東深圳模擬)某性別決定方式為XY型的野生型植物不抗除草劑(4Bu)，甲組研究者對(duì)多株該植物進(jìn)行輻射處理，然后讓其隨機(jī)傳粉，在后代中篩選出甲品系抗4Bu的雌、雄植株各一株(F1)，將F1雜交后，發(fā)現(xiàn)F2中約有1/4的個(gè)體不具有抗4Bu的特性，抗4Bu的個(gè)體中雌株、雄株約各占一半的數(shù)量。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)研究者判定：抗4Bu屬于顯性基因突變，理由是_；相關(guān)基因A、a位于常染色體上，其理由是：如果抗4Bu的相關(guān)基因僅位于X染色體上，則_。(2)乙組研究者通過(guò)用化學(xué)藥劑處理該野生型植物，得到了乙品系抗4Bu的植株，

17、同時(shí)確定了相關(guān)基因?yàn)槲挥诔Ｈ旧w上的B、b，與A、a基因是獨(dú)立遺傳關(guān)系。甲、乙組研究者合作進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)組別抗4Bu親本來(lái)源子代表現(xiàn)型及比例雄株雌株丙乙品系乙品系抗4Bu不抗4Bu21丁甲品系乙品系抗4Bu不抗4Bu31對(duì)丙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果最合理的解釋是_。丁組的子代中含有兩種抗4Bu基因的個(gè)體比例為_(kāi)(請(qǐng)用分?jǐn)?shù)表示)?！敬鸢浮?1)抗4Bu的雌、雄植株(F1)雜交后代(F2)中約有1/4的個(gè)體不抗4Bu(說(shuō)明抗4Bu屬于顯性基因突變)F2中抗4Bu植株中雌株應(yīng)該占2/3，而不是1/2(或F2中抗4Bu的個(gè)體中雌株雄株21，而不是11)(2)B基因純合致死1/4【解析】(1)由題可知，甲品系

18、的抗4Bu雌、雄植株雜交，子代中產(chǎn)生不抗4Bu的個(gè)體占1/4，則抗4Bu屬于顯性基因突變。若抗4Bu的相關(guān)基因位于X染色體上，則子代中抗4Bu的雌株與雄株分別占1/2、1/4，與題意不符，因此相關(guān)基因A、a位于常染色體上。(2)丙組中乙品系的基因型為aaBb，題表中乙品系雜交結(jié)果及比例為：抗4Bu不抗4Bu21，可知基因型為BB的個(gè)體死亡，即B基因純合致死。甲品系(Aabb)與乙品系(aaBb)雜交產(chǎn)生的子代的基因型及比例為AaBbAabbaaBbaabb1111，則丁組的子代中含有兩種抗4Bu基因的個(gè)體比例為1/4。12幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如下圖所示。(1)正常果蠅處于減數(shù)第一

19、次分裂中期的細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)為_(kāi)，在減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中染色體數(shù)是_條。(2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、_和_四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為_(kāi)。(3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)為灰身白眼。F1中雌雄個(gè)體交配，子代F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為_(kāi)，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機(jī)選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為_(kāi)。(4)以紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)便的雜交實(shí)驗(yàn)，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。實(shí)驗(yàn)步驟：_。結(jié)果預(yù)測(cè)：.若_，則M果蠅出現(xiàn)是因?yàn)榄h(huán)境改變；.若_，則M果蠅出現(xiàn)是因?yàn)榛蛲蛔儯?若_，則M果蠅出現(xiàn)是因?yàn)榇菩杂H本減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離