高考生物总复习课时质量评价20基因突变和基因重组含答案

课时质量评价(二十)

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。

1．(2021·河南九校联考)如果一个基因的中部缺失了一个核苷酸对，不可能的后果是(　　)

A．没有蛋白质产物

B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止

C．控制合成的蛋白质减少多个氨基酸

D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化

A　解析：缺失核苷酸的位置在基因的中部，所以缺失位置之前的碱基序列仍能正常表达，形成相应的蛋白质，A错误；基因的中部缺失了一个核苷酸对，有可能使其转录的mRNA上的密码子在这个位置上开始发生变化，变成终止密码子，B正确；核苷酸对缺失后，若在这个位置上的密码子变成终止密码子，这样翻译过程就可能在缺失位置终止，从而使所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸，C正确；基因的中部缺失了一个核苷酸对，有可能使其转录的mRNA上的密码子在这个位置上开始发生变化，致使翻译所形成的蛋白质在缺失部位以后的氨基酸序列发生变化，D正确。

2．(2021·福建泉州模拟)绵羊的一条常染色体上a基因发生显性突变，使野生型变为“美臀羊”。“美臀羊”臀部及后腿中肌肉含量显著增多，肉质更加鲜美。研究发现，只有杂合子且突变基因来自父本的个体才出现美臀。为获得更多“美臀羊”，应优先选择的亲本组合为(　　)

A．美臀公羊(Aa)×野生型母羊(aa)

B．野生型公羊(aa)×美臀母羊(Aa)

C．野生型公羊(aa)×野生型母羊(aa)

D．美臀公羊(Aa)×美臀母羊(Aa)

A　解析：美臀公羊(Aa)×野生型母羊(aa)，父本产生两种精子，A∶a＝1∶1，母本产生一种卵细胞a，子代中Aa∶aa＝1∶1，Aa占1/2，A基因来自父本，Aa均为美臀羊，故其子代中美臀羊占1/2；野生型公羊(aa)×美臀母羊(Aa)，父本产生1种精子a，母本产生2种卵细胞，A∶a＝1∶1，子代中Aa占50%，但A基因来自母本，不是美臀羊，故其子代中无美臀羊；野生型公羊(aa)×野生型母羊(aa)，子代全为aa，没有美臀羊；美臀公羊(Aa)×美臀母羊(Aa)，父本产生两种精子，A∶a＝1∶1，母本产生2种卵细胞，A∶a＝1∶1，子代中AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，但由父本提供A基因的杂合子Aa只占1/4，故其子代中美臀羊占1/4。综上分析可知，子代美臀羊概率最高的是A选项，A符合题意。

3．位于19号染色体上的XRCC1基因，其编码的蛋白质在DNA发生损伤时常与之结合，并联合DNA聚合酶、DNA连接酶等对受损的DNA进行修复。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．突变后的XRCC1基因编码的蛋白质，可能也可以修复受损的DNA

B．若XRCC1基因发生突变，则机体内的肿瘤细胞可能增多

C．癌细胞中，XRCC1基因往往会过量表达

D．XRCC1基因突变后，嘌呤和嘧啶碱基所占比例会改变

D　解析：由于密码子的简并、基因突变可能发生在非编码区等原因，突变后的XRCC1基因编码的蛋白质，可能没有改变，即可能也可以修复受损的DNA，A正确。XRCC1基因编码的蛋白质在DNA发生损伤时常与之结合，并联合DNA聚合酶、DNA连接酶等酶修复组件对受损的DNA进行修复。若XRCC1基因发生突变，则可能编码的蛋白质无法对突变的DNA进行修复，机体内的肿瘤细胞可能增多，B正确。癌细胞中，突变的基因增加，故需要及时修复，因此XRCC1基因往往会过量表达，C正确。不管XRCC1基因突变与否，嘌呤和嘧啶碱基所占比例均为1/2，D错误。

4．(2022·山东青岛二中开学考)乳草产生的强心甾能使动物细胞的钠­钾泵丧失功能，但某种蝶类因钠­钾泵第119与122位氨基酸发生改变而能以乳草为食。进一步的研究发现，利用基因编辑技术修改果蝇钠­钾泵基因，第122位氨基酸发生改变的果蝇获得强心甾抗性的同时出现“瘫痪”，第119位氨基酸的改变能消除因第122位氨基酸改变导致的“瘫痪”。以下有关分析正确的是(　　)

A．钠­钾泵中单个氨基酸的置换不影响其生理功能

B．不同种类动物的钠­钾泵在结构上具有高度的相似性

C．若果蝇只发生钠­钾泵第122位氨基酸的改变，生存能力会增强

D．若该蝶不取食乳草，其祖先的钠­钾泵基因就不会发生突变

B　解析：钠­钾泵中单个氨基酸的置换会影响其生理功能，如第122位氨基酸的替换，A错误；由题中蝶类和果蝇两例可见，钠­钾泵在生物进化中具有高度的保守性，不同种类动物的钠­钾泵在结构上是基本相同的，B正确；钠­钾泵只发生第122位氨基酸改变，果蝇虽具有强心甾抗性，但因“瘫痪”生存能力减弱，C错误；乳草中强心甾的作用可能会诱发基因突变，但缺乏外因的情况下，基因也可自发突变，D错误。

5．胰蛋白酶能将血红蛋白水解成若干个多肽，比较镰状细胞贫血患者和正常人的血红蛋白酶解产物，可发现两者间只存在某个多肽首个氨基酸为缬氨酸或谷氨酸的差异，下列分析正确的是(　　)

A．患者血红蛋白空间结构正常但运输氧气能力下降

B．胰蛋白酶能水解血红蛋白任意两个氨基酸间的肽键

C．血红蛋白经胰蛋白酶水解的产物加入双缩脲试剂仍能呈现紫色

D．患者血红蛋白基因发生碱基替换导致mRNA提前出现终止密码子

C　解析：与正常人的血红蛋白酶解产物相比，患者血红蛋白酶解产物中某个多肽首个氨基酸改变，血红蛋白空间结构异常，A错误；胰蛋白酶能将血红蛋白水解成多肽，说明其不能水解血红蛋白任意两个氨基酸间的肽键，B错误；血红蛋白经胰蛋白酶作用后的水解产物有多肽，多肽中仍含有肽键，加入双缩脲试剂仍能呈现紫色，C正确；两种血红蛋白之间只存在某个多肽首个氨基酸为缬氨酸或谷氨酸的差异，说明患者血红蛋白基因发生碱基替换并未导致mRNA提前出现终止密码子，而是改变了特定位置上氨基酸的种类，D错误。

6．(2021·四川达州二模)豌豆第4号染色体上的基因D能编码赤霉素3­氧化酶，该酶催化无活性的赤霉素前体(GA20)转变为有活性的赤霉素(GA1)。该基因突变后，赤霉素3­氧化酶第229位的丙氨酸被替换为苏氨酸而导致活性降低。下列叙述不正确的是(　　)

A．该突变是由于基因D中相应位点上的碱基对发生替换而导致

B．突变后的基因编码赤霉素3­氧化酶时，所需tRNA种类一定增多

C．若突变杂合子赤霉素3­氧化酶活性仍很高，则突变为隐性突变

D．若发生隐性突变，豌豆突变纯合子植株应表现为矮茎

B　解析：据题干中信息可知，该基因突变后，只是229位的丙氨酸被替换为苏氨酸，故该突变是由于基因D中相应位点上的碱基对发生替换而导致的，A正确；与突变前相比，突变后的mRNA翻译时，需要的tRNA种类不一定改变，因为突变后形成的密码子原来可能就存在，B错误；若突变杂合子赤霉素3­氧化酶活性仍很高，则突变为隐性突变，没有影响到性状，C正确；据题干信息可知，具有D基因的豌豆表现为高茎，若发生隐性突变，即D基因突变为d基因，则豌豆突变纯合子植株应表现为矮茎，D正确。

7．土黄牛的养殖在我国有着悠久的历史，多数是役用。随着机械化时代的到来，土黄牛的养殖就越来越少了。西门塔尔杂交牛是西门塔尔公牛与本地土黄牛杂交后代的总称，杂交后代向乳肉兼用型方向发展。下列关于F1(西门塔尔杂交牛)选育过程中有关叙述错误的是(　　)

A．F1个体在有性生殖过程中可发生基因重组

B．F1个体将继承西门塔尔牛与本地土黄牛全部优良性状

C．F1个体在减数分裂过程中非同源染色体上的非等位基因可发生基因重组

D．F1个体产生配子时可能发生同源染色体非姐妹染色单体的互换

B　解析：F1个体有性生殖过程中，在减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上非等位基因自由组合和减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间互换均可发生基因重组，A正确；F1个体不一定继承西门塔尔牛与本地土黄牛全部优良性状，基因的遗传是随机的，B错误；F1个体在减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，C正确；F1个体产生配子时在减数分裂Ⅰ的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体可以发生互换，D正确。

8．下列关于癌细胞与癌症治疗的叙述，正确的是(　　)

A．癌细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变，最终导致细胞周期失控

B．某些药物可通过阻止癌细胞分裂前期DNA的复制达到抗癌效果

C．放射治疗是指利用高能射线照射肿瘤组织来诱导癌细胞凋亡

D．抗体—药物偶联物中的单克隆抗体能特异性结合癌细胞，并将其彻底消灭

A　解析：癌细胞的产生是原癌基因和抑癌基因突变累积的结果，最终导致细胞周期失控，A正确；阻断癌细胞分裂间期DNA的复制是部分药物的作用机理，B错误；放疗是利用高能射线照射肿瘤组织来直接杀死癌细胞，而不是诱导细胞凋亡，C错误；抗体—药物偶联物通过将细胞毒素与能特异性识别癌细胞抗原的单克隆抗体结合，实现对癌细胞的选择性杀伤，单克隆抗体只起导向作用，不能杀死癌细胞，D错误。

9．某生物的a基因突变为A基因，其转录的mRNA如下图所示，下列叙述正确的是(　　)

mRNA　…UUA　GUU　ACG　ACG…

a基因模板链　…AAT　CAA　TGC　TGC…

mRNA　…UUA　GGU　ACG　ACG…

A基因模板链　…AAT　CCA　TGC　TGC…

A．A基因的形成是a基因的碱基增添、缺失或替换造成的

B．基因的复制、转录和翻译完整地体现了中心法则的信息传递过程

C．基因的复制、转录遵循碱基互补配对原则，而翻译不遵循

D．若将A基因通过质粒导入细菌并表达，这种变异属于基因重组

D　解析：A和a基因互为等位基因，据图可知，a基因模板链的碱基序列为AATCAATGCTGC，而A基因模板链的碱基序列为AATCCATGCTGC，故A基因的形成是a基因的碱基替换造成的，A错误；中心法则包括DNA的复制、转录、翻译以及RNA的复制和逆转录等过程，故基因的复制、转录和翻译不能完整体现中心法则的信息传递过程，B错误；DNA复制、转录过程遵循碱基互补配对原则，翻译过程中mRNA和tRNA也遵循碱基互补配对原则，C错误；若将A基因通过质粒导入细菌并表达，可以实现A基因与细菌DNA的重组，这种变异属于基因重组，D正确。

10．陈薇院士带领的团队及康希诺生物公司联合研发的新冠疫苗——重组新型冠状病毒疫苗，是将新冠病毒S蛋白基因插入人5型腺病毒载体(Ad5)基因组，获得人复制缺陷型(不能复制但保留其侵染人体细胞的能力)毒种，将其接种在HEK293SF­3F6细胞扩增纯化得到病毒活疫苗。人体接种后，Ad5载体携带的S蛋白基因在人体细胞中表达S蛋白，刺激机体产生免疫力。下列说法正确的是(　　)

A．S蛋白基因插入人5型腺病毒载体(Ad5)基因组获得人复制缺陷型毒种，原理是基因突变

B．S蛋白基因在人体细胞中表达出的S蛋白属于抗体

C．接种疫苗使人获得免疫力属于主动免疫

D．接种新冠灭活疫苗后不会受到各种冠状病毒的感染

C　解析：S蛋白基因插入人5型腺病毒载体(Ad5)基因组获得人复制缺陷型毒种，原理是基因重组，A错误；S蛋白基因在人体细胞中表达出的S蛋白属于抗原，B错误；接种疫苗刺激机体产生抗体和记忆细胞，通过这种方式获得免疫力属于主动免疫，C正确；抗体具有特异性，接种新冠灭活疫苗后也会受到各种冠状病毒的感染，D错误。

二、非选择题

11．香豌豆花的颜色和花粉粒的形状分别由基因A、a和B、b控制。有学者在研究香豌豆花的颜色和花粉粒的形状遗传时，做了以下实验：

据实验结果分析回答：

(1)基因A、a和B、b各自都________(填“遵循”或“不遵循”)基因的分离定律。

(2)F1全为紫花，F2中既有紫花也有红花，这种现象在遗传学上称为________。产生这种现象的根本原因是__________________。

(3)有同学针对上述实验结果提出假说：

①控制上述性状的两对等位基因位于1对同源染色体上；

②F1减数分裂时部分初级精母细胞及初级卵母细胞发生了____________，导致产生的雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab＝22∶3∶3∶22；

③雌雄配子随机结合。

从以上实验选择材料，设计一个简单的实验对该假说进行验证，并预期实验结果。

实验设计：____________________________________________。

预期结果：___________________________________________。

解析：(1)F2中紫花∶红花＝(6 936＋564)∶(564＋1 936)＝3∶1，F2中长花粉∶圆花粉＝(6 936＋564)∶(564＋1 936)＝3∶1，说明基因A、a和B、b各自都遵循基因的分离定律。(2)F1全为紫花，F2中既有紫花也有红花，在遗传学上，这种在杂种后代中出现不同性状的现象，称为性状分离。产生这种现象的根本原因是F1产生配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离。(3)F2中紫花长花粉∶紫花圆花粉∶红花长花粉∶红花圆花粉≠9∶3∶3∶1，有同学据此提出A、a和B、b位于1对同源染色体上的假说。F1在减数分裂产生配子时，位于一对同源染色体上的非等位基因，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换而重新组合，产生4种基因型的雌雄配子，雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab＝22∶3∶3∶22；受精作用时雌雄配子随机结合，从而产生这种结果。针对上述假说，可设计测交实验进行验证，从而验证F1产生的配子种类及比例。实验设计：让F1与红花圆花粉植株进行正反交，统计子代的表型情况。F1(AaBb)与红花圆花粉(aabb)测交，若F1产生雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab＝22∶3∶3∶22；由于aabb只产生ab一种基因型的配子，故测交后代的基因型及比例都为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝22∶3∶3∶22，表型及其比例为紫花长花粉∶紫花圆花粉∶红花长花粉∶红花圆花粉＝22∶3∶3∶22。

答案：(1)遵循　(2)性状分离　等位基因的分离　(3)②同源染色体非姐妹染色单体间的互换　让F1与红花圆花粉植株进行正反交　正反交产生的子代中，紫花长花粉∶紫花圆花粉∶红花长花粉∶红花圆花粉＝22∶3∶3∶22

12．玉米是典型的雌雄同株、雌雄异花植物。研究人员利用化学诱变法获得纯合突变体M，为进一步解析玉米花“性别决定”的分子机制提供了有价值的参考。

(1)野生型玉米雄穗中的雌蕊发育不久即退化消失，这一生命现象属于细胞的________________。

(2)突变体M的雄穗中雌蕊发育，雄蕊退化，即雄穗雌性化。用上述纯合突变体M与野生型杂交，所得的F1、F2的表型及数目如下表所示：

据表分析，突变体M雄穗雌性化的表型受________性基因控制，基因的传递遵循__________定律。

(3)玉米1号染色体上有一特定位置的标记序列——S序列，不同品种S序列长度不同。科研人员利用S序列对突变体M的雄穗雌性化基因进行定位，设计引物扩增(2)中的亲本及F1、F2中若干个体的S序列，电泳结果如图1。

推测雄穗雌性化基因与S序列均位于1号染色体上，理由是：图1所示的电泳结果中，只出现突变体M的S序列的植株均表现为__________，且F2中的________(填图中序号)均表现为雄穗正常。

(4)进一步研究发现，雄穗雌性化基因的定位区间中包含已知的性别决定基因T(该基因表达产物是抑制雌蕊发育的信号)，推测突变体M的表型是T基因突变所致。为验证这一推测，科研人员设计引物扩增突变体的T基因序列与野生型对比，其中该基因的非模板链部分序列及部分氨基酸的密码子如图2所示。

①请从基因表达的角度阐明突变体M雄穗中雌蕊发育的分子机制：____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

②发育中的雌蕊会产生赤霉素，过量的赤霉素抑制雄蕊发育。由此可知，T基因突变使得玉米的内源赤霉素含量__________，最终产生雄穗雌性化的表型。

(5)科研人员向野生型玉米的T基因中插入片段使其功能完全丧失，构建了纯合突变体M1。突变体M1雌性化完全，不能产生有功能的花粉；但突变体M雌性化不完全，能产生少量有功能的花粉。若要进一步验证M是M1的等位突变体，请设计杂交实验并预期结果：__________________________________

_________________________________________________________________。

解析：(1)野生型玉米雄穗中的雌蕊发育不久即退化消失，这一生命现象属于细胞的凋亡，是由基因决定的细胞程序性死亡的过程。(2)分析表格信息，纯合突变体M与野生型杂交，F1全为雄穗正常，F2中雄穗正常∶雄穗雌性化≈3∶1，说明雄穗正常对雄穗雌性化为显性，即突变体M雄穗雌性化的表型受隐性基因控制，该性状受一对等位基因控制，基因的传递遵循分离定律。(3)突变体M为隐性纯合子，野生型为显性纯合子，F1为杂合子。分析图1，突变体M(雄穗雌性化)和野生型(雄穗正常)的S序列长度不同，而杂合子F1(雄穗正常)含有突变体M和野生型的两种长度的S序列，由此可推断，只出现突变体M的S序列的植株(4、6、8、10、12)均表现为雄穗雌性化，出现两种长度S序列的植株5、7、11与只出现野生型S序列的植株9表现为雄穗正常，从而可推得雄穗雌性化基因与S序列均位于1号染色体上。(4)①分析图2可知，与野生型的T基因相比，突变体的T基因第196位的碱基对由G—C突变为A—T，使得该基因转录出的mRNA该位置的密码子由GGG变为AGG，对应翻译出的蛋白质中相应位置的氨基酸由甘氨酸变为精氨酸，蛋白质结构改变后就失去了抑制雌蕊发育的调控作用，从而导致突变体M雄穗中雌蕊发育。②发育中的雌蕊会产生赤霉素，过量的赤霉素抑制雄蕊发育。由此可知，T基因突变使得玉米的雌蕊正常发育，则内源赤霉素含量会升高，进而抑制雄蕊发育，使得雄蕊退化，最终产生雄穗雌性化的表型。(5)已知纯合突变体M1表现为雌性化完全，而纯合突变体M雌性化不完全，能产生少量有功能的花粉，若M是M1的等位突变体，则二者相关基因的遗传遵循分离定律，为进一步验证，可将M与M1杂交，若F1全部表现为雌性化不完全，F1自交产生的F2中雌性化不完全∶雌性化完全＝3∶1，则可说明M是M1的等位突变体。

答案：(1)凋亡　(2)隐　分离　(3)雄穗雌性化　5、7、9、11　(4)①由于突变体的T基因第196位的碱基对由G—C突变为A—T，使得该基因表达产物中相应位置的氨基酸由甘氨酸变为精氨酸，蛋白质结构改变后就失去了抑制雌蕊发育的调控作用，从而导致突变体M雄穗中雌蕊发育　②升高　(5)将M与M1杂交，F1全部表现为雌性化不完全，F1自交产生的F2中雌性化不完全∶雌性化完全＝3∶1