专题17 基因突变和基因重组（二）

非选择题 1.（2009江苏26）甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。 (1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为 突变。 (2)用EMS浸泡种子是为了提高 ，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有 。 显性 基因突变频率 不定向性

(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的 ___________不变。 (5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为_______________________________。 结构和数目 自交、 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体 该水稻植株体细胞基因型相同

【解析】本题考查基因突变相关知识。（1）自交后代出现性状分离的亲本性状为显性；（2）水稻种子用EMS溶液浸泡后，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株，所以EMS浸泡种子的作用是提高基因突变频率，变异类型多种说明变异具有不定向性；（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，但是不影响而染色体的结构和数目；（4）表现优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来。即花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体；（5）用EMS溶液浸泡水稻种子所以长成的突变植株的所有体细胞中都含相同的基因。

2.(2009海南21)填空回答下列问题： (1)水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的_____________ _通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。 (2)若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其原因是F1在____________形成配子过程中，位于____________________________基因通过自由组合，或者位于__________________________ 基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。 优良性状 减数分裂 非同源染色体上的非等位 同源染色体上的非等位

(3)假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有____种，其中纯合基因型共有____种，杂合基因型共有______种。 (4)从F2代起，一般还要进行多代自交和选择。自交的目的是_______________________；选择的作用是________________。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 2n 2n 3n—2n 获得基因型纯合的个体 保留所需的类型

【解析】（１）杂交育种的原理是通过基因重组把两个或多个优良基因（优良性状）集合在一个个体身上，从而达到育种目的。 （２）F1自交能产生多种非亲本类型，其原因是F1在减数分裂形成配子过程中，位于非同源染色体上的非等位基因通过自由组合，或者四分体时期位于同源染色体上的非等位基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。

（３）每对等位基因有两种表现型，共有ｎ对相对性状，在完全显性的情况下，２ｘ２ｘ２……＝ 2n 。杂合子每一对基因自交之后会有三种基因型，纯合的有两种，显性纯合、隐性纯合，纯合基因型共有２ｘ２ｘ２……＝ 2n ，杂合基因型有3n-2n（总基因型数—纯合基因型数）（4）进行多代自交的目的是获得基因型纯合的个体，还要经过选择才能选择保留出所需的类型。

3.(2011福建26）(28分)回答下列Ⅰ、Ⅱ题 Ⅰ。机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18（IL-18）能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤（60Co照射，下同）；③组先辐射损伤，1天后注射IL-18.14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了Oh、12h、24h、48h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表： “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。

“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 (2)选择脾细胞作为本实验材料，是因为脾脏是集体重要的_______器官。已知IL-18是一种淋巴因子，淋巴因子与______都属于免疫活性物质。 (3)自爆凋亡是由遗传机制决定的______死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越_____;从_______（组别）两组数据可知，IL-18能够抑制脾细胞凋亡。 免疫 抗体 程序性 少 ②③

____________________。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 碳源和能源 (4)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是________________________________ ____________________。 (5)在作物育种中，可用60Co放出的γ涉嫌使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做______育种，其特点是______（至少答出两点）。 比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响 诱变 提高突变频率，加速育种进程；变异不定向，盲目性大

4.（2011北京31）T-DNA可能随即插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植 物形成花蕾时，将 地上部分浸入农杆 菌（其中的T-DNA上 带有抗除草剂基因） 悬浮液中以实现转化 。在适宜条件下培养， 收获种子（称为Tt代）。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。

（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除___________，因为后者产生的_____________会抑制侧芽的生长。 （2）为筛选出已转化的个体，需将T2代播种在含__________________的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T2代）。 （3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T1代播种在含________________的培养基上，获得所需个体。 顶芽 生长素 (一定浓度的)除草剂 (一定浓度的)盐

（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与_________植株进行杂交，再自交_____代后统计性状分离比。 （5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性_______。 野生型 1 降低

（6）根据T-DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是：提取 植株的DNA，用限制酶处理后，再用_________ 将获得的DNA片段连接成环（如右图）以此为模板，从图中A、B、C、D四种单链DNA片断中选取______作为引物进行扩增，得到的片断将用于获取该基因的全序列信息。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 突变体 DNA连接酶 B、C

5.（2008重庆31）2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制，将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上，请回答以下有关家蚕遗传变异的问题： （1）在家蚕的基因工程实验中，分离基因的做法包括用_______对DNA进行切割，然后将DNA片段与_______结合成重组DNA，再将重组DNA转入大肠杆菌进行扩增等。 (2)家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕基因组进行分析(参照人类基因组计划要求)，应测定家蚕___条双链DNA分子的核苷酸序列。 限制酶 运载体 29

(3)决定家蚕丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对．其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质，该序列叫_______；剩下的序列最多能编码_____个氨基酸(不考虑终止密码子)，该序列叫_______。 (4)为了提高蚕丝的产量和吕质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选育来完成。这些变异的来源有_____________________________。 (5)在家蚕遗传中，黑色(B)与淡赤色（b）是有关蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的相对性，黄茧(D)与白茧(d)是有关茧色的相对性状，假设这两对性状自由组合，杂交后得到的子代数量比如下表： 内含子 5000 外显子 基因突变、基因重组、染色体变异

①请写出各组合中亲本可能的基因型： 组合一：______________________________； O l 3 组合三 1 组合二 9 组合一 淡赤蚁 白 茧 黄 茧 黑 蚁 白 茧 黄 茧 亲本 子代 ①请写出各组合中亲本可能的基因型： 组合一：______________________________； 组合二：______________________________； 组合三：_______________________________ __________________________。 ②让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配，其后代中黑蚁白茧的概率是______。 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 BbDd（或BbDd×BbDd） Bbdd、bbdd（或Bbdd×bbdd） BbDD、BbDd（或BbDD×BbDD、 BbDd×BbDD、BbDd×BbDD） 8/9

【解析】本大题主要考察高中生物必修教材中的核遗传基本定律、性状遗传概率预测与选修教材中基因结构和基因工程等相关知识。知识跨度大、综合性强、逻辑推理能力要求高，是本卷的压轴级试题。 （1）基因工程中，分离目的基因的常用方法是酶切法。由于酶具有专一性，只要成功找到相应目的基因的限制性内切酶，便可从供体DNA中切取相应的完整基因。然后与运载体（或质粒）结合形成重组DNA，再导入受体细胞进行繁殖扩增。 （2）由于家蚕细胞的56条染色体中，有ZW两条异型性染色体，它们之间同源区段较少，所含基因种类差异性较大。但是，在27对常染色体中，每对同源染色体贮存的遗传信息基本相同，所以，进行家蚕基因组分析时，可只分析27对常染色体的每对同源染色体中的一条染色体和ZW两条性染色体，共29条染色体。

（3）家蚕属真核生物，基因编码区由外显子和内含子组成。内含子不编码蛋白质，属于非编码序列。外显子可编码蛋白质，属于编码序列。按照遗传中心法则，可确定外显子所编码的氨基酸极限数目为（16000-1000）/3，即5000个。遗传物质改变引起的变异均属可遗传变异。有基因突变、染色体变异和基因重组三个方面的来源。 （4）两对相对性状自由组合，其遗传必然遵循基因自由组合定律。根据双亲杂交后代性状分离比例，可推测双亲可能的基因型或表现型。 (5)由于本小题涉及两对相对性状自由组合遗传，因此，可采用分解组合法进行分析解答。①组合一后代，黑蚁：淡赤蚁=（9+3）：（3+1）=3：1。根据基因分离定律，双亲体色基因型为Bb×Bb。同理，黄茧：白茧=3：1，双亲茧色性状基因型为Dd×Dd。因此，组合一亲本的基因型可确定为：BbDd×BbDd。

②组合二后代，黑蚁：淡赤蚁=3：1；黄茧：白茧=0：1。由此不难看出，本组合体色相对性状应属于测交，基因型组合为：Bb×bb。由于杂交后代中没有黄茧个体出现，可推知亲代茧色性状应为隐性个体自交组合，即基因型组合为dd×dd。双亲基因型组合为Bbdd×bbdd。 ③组合三后代，黑蚁：淡赤蚁=3：1，黄茧：白茧=4：0，即全为黄茧。按上述方法推测，双亲体色为Bb×Bb。茧色基因组合则可能是：DD×DD或Dd×DD或DD×Dd。则双亲的基因型组合可确定为：BbDD×BbDD或BbDd×BbDD或BbDD×BbDd。 ④根据基因自由组合定律，组合一子代中的黑蚁白茧类型应有1/3BBdd和2/3Bbdd两种基因型。让它们自由交配组合类型有：[1]1/3BBdd×1/3BBdd；[2]2（1/3BBdd×2/3Bbdd）；[3]2/3Bbdd×2/3Bbdd。上述三种交配组合，只有第3种后代可出现淡赤色白茧个体，为1/9（2/3×2/3×1/4），其余组合后代均为黑蚁白茧个体，为（1-1/9）=8/9.