第20讲 基因突变和基因重组Word格式.docx
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基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失和替换,基因突变不一定改变生物的表现型;
基因重组所产生的新基因型不一定会表现为新的表现型。
可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,都能为生物进化提供原材料。
2.(2018·
江西南昌二中月考)从某种性状全为野生型的自然果蝇中,选用一对野生型雌雄果蝇交配,后代中出现了一只突变型雄果蝇。
研究发现,突变型雄果蝇的出现是由于其中一个亲本的一个基因发生了基因突变。
下列分析正确的是( D )
A.由于基因表达的异常导致突变型雄果蝇产生
B.若该基因位于常染色体上,不能判断显隐性
C.只有该基因仅位于X染色体上,才能判断显隐性
D.突变型雄果蝇的突变基因不一定来源于母本
依题意可知:
由于基因突变导致突变型雄果蝇产生;
双亲都是野生型,且该突变型雄果蝇的出现是由于其中一个亲本的一个基因发生了基因突变,说明该突变为显性突变;
若突变基因仅位于X染色体上,则突变型雄果蝇的突变基因一定来源于母本,若突变基因位于常染色体上,则突变型雄果蝇的突变基因既可能来源于母本,也可能来源于父本。
3.Tay-Sachs病是一种基因病,可能是由基因突变而产生异常酶引起的。
下表为正常酶和异常酶的部分氨基酸序列。
根据题干信息,推断异常酶的mRNA不同于正常酶的mRNA的原因是( D )
酶的
种类
密码子位置
4
5
6
7
正常酶
苏氨酸
(ACU)
丝氨酸
(UCU)
缬氨酸
(GUU)
谷氨酰胺
(CAG)
异常酶
酪氨酸
(UAC)
A.第5个密码子中插入碱基A
B.第6个密码子前UCU被删除
C.第7个密码子中的C被G替代
D.第5个密码子前插入UAC
分析表格:
正常酶的第4、5、6和7号密码子依次为ACU、UCU、GUU、CAG,而异常酶的第4、5、6和7号密码子依次为ACU、UAC、UCU、GUU,比较正常酶和异常酶的密码子可知,最可能是第5个密码子前插入了UAC。
4.下列关于基因重组的说法,不正确的是( B )
A.生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换,可导致基因重组
C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下,花药内可发生基因重组,而根尖则不能
生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合,称为基因重组;
减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换可导致基因重组;
减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组;
减数分裂过程中存在基因重组,而根尖细胞只能进行有丝分裂,不能进行减数分裂,所以不会发生基因重组。
5.(2018·
河南洛阳月考)下面有关基因重组的说法不正确的是( B )
A.基因重组发生在减数分裂过程中,是生物变异的重要来源
B.基因重组产生原来没有的新基因,从而改变基因中的遗传信息
C.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型
D.基因重组能产生原来没有的新性状组合
基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,是生物变异的重要来源;
基因重组不能产生新基因,但可产生新的基因型,基因突变改变基因中的遗传信息,进而产生原来没有的新基因;
由于性状的显隐性关系,基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型;
基因重组能产生新的基因型,进而产生原来没有的新性状的组合。
6.周期性共济失调是一种编码细胞膜上钙离子通道蛋白基因发生突变导致的遗传病,该突变基因转录形成的mRNA长度不变,但合成的多肽链缩短,使通道蛋白结构异常而导致遗传病。
下列有关叙述正确的是( D )
A.翻译的多肽链缩短说明编码基因一定发生了碱基对的缺失
B.该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物的性状
C.突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变
D.患该病的原因可能是基因中碱基对的替换而导致mRNA上终止密码子提前出现
正常基因和突变基因转录出的mRNA长度相同,但致病基因控制合成的异常多肽链较正常基因合成的肽链短,说明翻译过程中终止密码子提前出现了;
周期性共济失调是一种编码细胞膜上钙离子通道蛋白基因发生突变导致的遗传病,说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状;
碱基互补配对原则是生物界的共性,不会由于基因突变而发生改变。
7.已知果蝇的全翅(B)与残翅(b)为一对相对性状。
为了确定基因B(位于常染色体上)是否突变为基因b,通过X射线处理一批雄性果蝇,然后与未经处理的雌性果蝇进行杂交。
若要通过F1的表现型分析来确定该基因是否发生突变,则最佳的亲本杂交组合是( A )
A.♂全翅(BB)×
♀残翅(bb)
B.♂全翅(Bb)×
C.♂全翅(Bb)×
♀全翅(Bb)
D.♂全翅(BB)×
♀全翅(BB)
全翅果蝇(BB)若发生突变,则突变雄性的基因型为Bb。
检测该果蝇是否发生突变,即检测果蝇的基因型是BB还是Bb,最好的检测方法是测交,即让待检测雄果蝇与残翅雌果蝇测交,若后代出现残翅(bb)个体,则发生了突变,若后代全部为全翅,则未发生突变。
8.下列关于可遗传变异的叙述,正确的是( B )
A.A基因可以自发突变为a1或a2基因,但a1或a2基因不可以突变为A基因
B.有性生殖的生物,非同源染色体上的非等位基因间可以发生基因重组
C.Ti质粒的T-DNA片段整合到土壤农杆菌DNA上,属于染色体变异
D.杀虫剂作为化学因素诱导害虫产生抗药性突变,导致害虫抗药性增强
基因突变具有不定向性,a1或a2也可以突变为A;
有性生殖的生物,在减数第一次分裂时,位于非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合可以发生基因重组;
Ti质粒的T-DNA片段整合到土壤农杆菌DNA上的生物技术是DNA分子重组技术,其原理是基因重组;
害虫抗药性增强是长期自然选择的结果,不是突变导致的,突变不能决定生物进化的方向。
9.(2018·
齐鲁名校联考)有一显性基因仅在肝细胞中表达,决定某种酶的合成,该基因突变后,其遗传效应最不可能发生的是( D )
A.无法在肝细胞内表达
B.表达出的酶的结构发生改变
C.表达出的酶的催化效率更高
D.表达出肝细胞内特有的结构蛋白
基因突变后,基因结构变化,可能不能再合成该种酶,故无法在肝细胞内表达;
该基因决定某种酶的合成,故突变后可能使控制合成的酶的结构发生改变;
基因突变后该酶的结构发生变化,表达出的酶的催化效率可能更高;
据题干可知,该基因决定某种酶的合成,酶不是结构蛋白,故不会表达出肝细胞内特有的结构蛋白。
10.(2018·
河南中原名校联考)经诱变、筛选得到几种基因A与基因B突变的酵母菌突变体,它们的蛋白质分泌过程异常,如图所示。
下列叙述正确的是( A )
A.出现不同突变体说明基因突变具有随机性
B.A、B基因双突变体蛋白质沉积在高尔基体
C.图中显示突变体A、B病变,主要影响了蛋白质的合成
D.A、B基因的突变不会影响细胞膜蛋白的更新
正常细胞中,蛋白质经过内质网加工后由囊泡运输到高尔基体,高尔基体加工后再由囊泡运输到细胞膜,最终通过胞吐方式出细胞。
出现不同突变体说明基因突变具有随机性;
A基因突变体蛋白沉积在内质网,B基因突变体蛋白沉积在高尔基体,因此A、B基因双突变体蛋白质沉积在内质网;
突变体A、B病变没有影响蛋白质的合成,而是影响了蛋白质的加工和分泌;
A基因突变体蛋白沉积在内质网,B基因突变体蛋白沉积在高尔基体,不能将蛋白质分泌到细胞外,这会影响细胞膜蛋白的更新。
11.减数分裂与生物变异具有密切的关系。
下列相关叙述中正确的是( A )
A.减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
B.如果不考虑基因突变,一个基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因可能是相关细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开
C.基因重组只能发生于同源染色体之间
D.发生生物变异后,细胞核中的基因不再遵循遗传规律
减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生;
若不考虑基因突变,基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因只能是相关细胞在减数第二次分裂后期两条染色体没有分开;
狭义的基因重组有两种类型,一种是同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,另一种是非同源染色体的自由组合;
无论是否发生生物变异,细胞核中的基因都遵循遗传规律。
12.(2018·
湖南长沙模拟)在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中,发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体,其他染色体均正常),以下分析合理的是( B )
A.a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因重组
B.该细胞一定发生了染色体变异,一定不会发生非等位基因自由组合
C.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察
D.该细胞的变异均为可遗传变异,都可通过有性生殖传给后代
由图可知,a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变;
细胞中Ⅱ号染色体是3条,一定发生了染色体变异,但该细胞是根尖细胞,所以一定不会发生非等位基因的自由组合;
细胞Ⅰ号染色体发生基因突变,基因突变不能在光学显微镜下直接观察;
水稻根尖细胞是体细胞,发生的变异不能通过有性生殖传给后代。
二、非选择题
13.(2018·
陕西安康模拟)生物变异在进化中具有非常重要的作用,分析下列关于生物变异的现象,并回答相关问题:
(1)玉米的高茎(显性)和矮茎(隐性)是一对相对性状(受基因A、a控制);
抗病(显性)和感病(隐性)为一对相对性状(受基因B、b控制)。
一株基因型为AaBb的植株自交,(基因在染色体的上的位置如图所示),观察到自交后代四种表现型及比例为高茎抗病∶高茎感病∶矮茎抗病∶矮茎感病=47∶1∶1∶15。
若推测这种现象的出现是基因重组的结果,则发生该基因重组的时期是 。
若只考虑雄配子的形成过程发生了基因重组,则减数分裂过程中发生基因重组的精原细胞所占比例为 。
(2)诱变育种常用物理因素和化学因素进行诱变,请举出其中常用的化学因素的诱变试剂
(至少两例),假设青霉菌有104个基因,每个基因的突变频率都是10-5,对于一个有108的个体的青霉菌群来说可能出现的基因突变数目是 。
诱变育种常应用于植物,例如,芦笋(XY型性别决定植物),种群中植株不抗旱基因位于X染色体上,经研究发现应用紫外线处理芦笋植株的配子可产生显性突变的抗旱基因。
某科研小组用紫外线处理多株不抗旱的雌雄植株的配子使部分配子发生显性突变,并受精获得大量后代,有一定数量的后代为抗旱个体。
请分析后代 (填“能”或“不能”)出现抗旱雄株数量明显多于抗旱雌株数量的现象,原因是
。
(1)由题意可知,后代性状分离比为47∶1∶1∶15,是交叉互换的结果,而交叉互换发生在减数第一次分裂前期。
若只考虑雄配子的形成过程发生了基因重组,则雄配子AB∶Ab∶aB∶ab=15∶1∶1∶15,所以重组类型的精原细胞所占比例为1/8。
(2)常见的诱导基因突变的化学因素有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
青霉菌有104个基因,每个基因的突变频率都是10-5,对于一个有108的个体的青霉菌群来说可能出现的基因突变数目=10-5×
108×
104=107。
后代不能出现抗旱雄株数量明显多于抗旱雌株数量的现象,因为若抗旱突变为雌配子,则后代抗旱雌雄个体数目基本相当;
若突变为雄配子,则后代抗旱个体只为雌性。
故后代不会出现抗病雄性个体明显多于抗病雌性个体的现象。
答案:
(1)减数第一次分裂前期 1/8
(2)亚硝酸、硫酸二乙酯 107 不能 若抗旱突变为雌配子,则后代抗旱雌雄个体数目基本相当;
若突变为雄配子,则后代抗旱个体只为雌性,故后代不会出现抗病雄性个体明显多于抗病雌性个体的现象
14.如图所示为同义突变和错义突变,回答下列相关问题:
(1)基因突变指的是
(2)基因发生突变,出现同义突变的原因是 ,图中信息也说明基因发生突变,生物的性状 (填“一定”或“不一定”)改变。
(3)基因的首端应该有 酶识别和结合位点。
(4)终止密码子位于 上。
如终止密码子处碱基序列出现问题,有可能导致 不能终止。
(1)基因突变是指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)分析图示,同义突变指的是基因突变前后,控制的氨基酸并没有发生改变,原因是密码子具有简并性,几种密码子可能决定的是同一种氨基酸。
(3)基因首端有RNA聚合酶能识别的特定序列,RNA
聚合酶与该序列结合后催化转录的进行。
(4)终止密码子位于mRNA上,决定翻译的终止,若终止密码子出现问题可能导致翻译不能终止。
(1)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)密码子具有简并性 不一定 (3)RNA聚合 (4)mRNA 翻译
15.对正常绿叶的小麦纯系种子进行辐射处理,处理后将种子单独隔离种植,从其中两株正常绿叶(甲、乙)的后代中分离出了花斑叶的突变株。
回答下列问题:
(1)辐射处理时,DNA分子中发生 ,从而引起基因结构的改变,叫做基因突变。
人工诱变时往往需要处理大量种子,才能选出人们需要的新类型,原因是 。
(2)若该辐射处理导致甲的单个基因发生突变,甲自交的子一代会出现 的分离比。
若将甲的子一代中的正常绿叶植株再进行自交,子二代中花斑叶植株的比例是 。
(3)若要研究甲、乙两株的单个基因突变是发生在同一对基因上,还是分别发生在独立遗传的两对基因上,可利用甲、乙后代中的突变植株进行实验。
请写出实验思路:
;
并预测实验结果和结论:
(1)基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换,从而引起基因结构的改变。
人工诱变的原理是基因突变,基因突变具有不定向性和低频性,所以需要大量处理实验材料,才能得到所需的品种。
(2)设基因为A、a,若辐射导致单个基因发生突变,则甲发生的是隐性突变,即AA突变为Aa,则自交后代比例为A ∶aa=3∶1,即正常绿叶∶花斑叶=3∶1。
子一代正常绿叶的基因型为1/3AA、2/3Aa,其自交产生的子二代中花斑叶植株(aa)的比例是2/3×
1/4=1/6。
(3)判断甲、乙两株的单个基因突变是否发生在一对基因上,可选甲、乙后代的突变植株进行单株杂交,统计F1的表现型及比例进行判断。
若突变发生在同一对基因上,则甲、乙后代的突变植株基因型均为aa,两者杂交,F1全为花斑叶植株;
若突变分别发生在独立遗传的两对基因上,设基因为A、a,B、b,则甲、乙后代的突变植株基因型为aaBB、AAbb,两者杂交,F1全为正常叶植株。
(1)碱基对的替换、增添和缺失 基因突变具有不定向性和低频性
(2)3∶1 1/6
(3)将甲、乙后代的突变植株进行单株杂交,统计F1的表现型及比例
若F1全为花斑叶植株,则突变发生在同一对基因上;
若F1全为正常叶植株,则突变分别发生在独立遗传的两对基因上
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