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文檔簡(jiǎn)介
第六單元生物的變異、育種與進(jìn)化
第25講基因突變和基因重組
課標(biāo)內(nèi)容(1)概述堿基的替換、增添或缺失會(huì)引發(fā)基因中堿基序列的改變。
(2)闡明基因中堿基序列的改變有可能導(dǎo)致它所編碼的蛋白質(zhì)及相應(yīng)的細(xì)胞功能
發(fā)生變化,甚至帶來(lái)致命的后果。(3)描述細(xì)胞在某些化學(xué)物質(zhì)、射線(xiàn)以及病毒
的作用下,基因突變頻率可能提高,而某些基因突變能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控,甚至
發(fā)生癌變。(4)闡明進(jìn)行有性生殖的生物在減數(shù)分裂過(guò)程中,染色體所發(fā)生的自
由組合和互換,會(huì)導(dǎo)致控制不同性狀的基因重組,從而使子代出現(xiàn)變異。
考點(diǎn)一基因突變
「基礎(chǔ)“精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識(shí)
1.基因突變
DNA
V
VVV
i—I
GAG
CTC~|~?~~I-谷氨酸
>IGAG
—
快圓餅狀
III
GTG
CACGUG繳氨酸
III鐮狀
提醒①患者貧血的直接原因是血紅蛋白異常,根本原因是發(fā)生了基因突變,堿
AT
基對(duì)=號(hào)=被替換成胃=。②用光學(xué)顯微鏡能觀察到紅細(xì)胞形狀的變化,不能觀
察到基因的變化。
一-,分子水平
荷允壬中發(fā)生玻遑迪姑握、擅避到跳冬而
電一現(xiàn)DN期A逢"因堿基詢(xún)'而碎河吊麥酸變
基因的位置科數(shù)目不變“一」
A可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期,但主要
需一發(fā)生在DNA分子復(fù)制過(guò)程中,如:真核生物
V主要發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期
洵絲分裂嗡的間期或撅椒分裂學(xué)的問(wèn)期
1屣獎(jiǎng)基因茨菱加山翥晨覆!一、;
M1①物理因素\/a.亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等:
附〈②化學(xué)因素某些病毒的遺傳物質(zhì):
W:③生物因素/\c.紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)及其他輻射]
、____________________________________/
名師解讀
(1)“DNA分子結(jié)構(gòu)改變”不一定是基因突變
基因]a基因2.b基因3
II||||DNA分子
①基因片段中發(fā)生堿基序列的改變,屬于基因突變,如圖中基因1、2、3o
②非基因片段中發(fā)生堿基序列的改變,不屬于基因突變,如圖中a、bo
(2)“基因改變”不一定是基因突變
基因數(shù)量的改變不屬于基因突變,而是屬于染色體變異。
[普迪生1一一切生物都可以發(fā)生
員生的范圍①時(shí)間上---可以發(fā)生在生物個(gè)
體發(fā)育的任何時(shí)期
隨機(jī)性
②部位上一可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)
不同DNA分子上和同一kDNA分子
特的不同部位
點(diǎn)
低頻性-自然狀態(tài)下,基因突變頻率很低
不定一個(gè)基因可以發(fā)生不同的突變,
向性產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因
'[多害少利性]一一般是有害的,少數(shù)有利
迨
傳若發(fā)生在配子中,將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后
特代。若發(fā)生在體細(xì)胞中,一般不能遺傳,但
點(diǎn)有些植物可通過(guò)無(wú)性生殖遺傳
產(chǎn)生教聶眼里壁兔.基因的數(shù)0尹位”更
生物變異的根本來(lái)源
為生物進(jìn)化提供豐富的原材料
名師解讀
①基因突變一定會(huì)使基因中堿基改變,一定引起基因堿基序列的改變。
②病毒和原核細(xì)胞的基因一般是單個(gè)存在的,不存在等位基因。因此,真核生物
基因突變可產(chǎn)生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基
因。
2.細(xì)胞的癌變
(1)機(jī)理
一般來(lái)說(shuō),
;這類(lèi)基因一
原癌基因表
達(dá)的蛋白質(zhì)1旦突變或過(guò)
[量表達(dá)而導(dǎo)
是細(xì)胞正常
一的生長(zhǎng)和增/致相應(yīng)蛋白
正
引送所必需的I質(zhì)活性過(guò)強(qiáng),
卻
起
胞‘真袤近酊直/賽疊的二
一^
,白質(zhì)能抑制:旦突變而導(dǎo)
基
細(xì)胞的生長(zhǎng)1致相應(yīng)蛋白不
和增殖,或;質(zhì)活性減弱耍
者促進(jìn)細(xì)胞1或失去活性,的
果
凋亡
①原癌基因和抑癌基因都是一類(lèi)基因,而不是
一個(gè)基因。
②不是只有癌細(xì)胞中才存在原癌基因和抑癌基
因,正常細(xì)胞中的DNA上也存在原癌基因和抑
癌基因。
③原癌基因和抑癌基因共同對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增
殖起調(diào)節(jié)作用。
(2)主要特征
在適宜條件下細(xì)胞膜上的糖蛋白等
能夠無(wú)限增殖擴(kuò)物質(zhì)減少,細(xì)胞之間
形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)散的黏著性顯著降低,容
生顯著變化、易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移
【考點(diǎn)速覽?診斷】
⑴某膜蛋白基因CTCTT重復(fù)次數(shù)改變不會(huì)引起基因突變。(2020?江蘇卷,9A)(X)
提示CTCTT重復(fù)次數(shù)不同,基因堿基序列不同,會(huì)引起基因突變。
(2)高等生物中基因突變只發(fā)生在生殖細(xì)胞中。(2019?海南卷,11A)(X)
提示可發(fā)生在體細(xì)胞或生殖細(xì)胞中。
(3)基因突變使DNA序列發(fā)生的變化,都能引起生物性狀變異。(2019?江蘇卷,
4B)(X)
提示由于密碼子的簡(jiǎn)并性等原因,基因突變不一定會(huì)引起生物性狀變異。
(4)癌細(xì)胞中可能發(fā)生單一基因突變,細(xì)胞間黏著性增加。(2018?全國(guó)卷n,6A)(X)
提示癌細(xì)胞的產(chǎn)生是多基因累積突變的結(jié)果,且細(xì)胞間黏著性降低。
⑸紅葉楊染色體上的基因突變位點(diǎn)可用普通光學(xué)顯微鏡觀察識(shí)別。(2019?天津
卷,4A)(X)
提示光學(xué)顯微鏡下看不到分子水平的變化。
⑹有害突變不能成為生物進(jìn)化的原材料。(2018?江蘇卷,4B)(X)
提示環(huán)境改變后,有害突變可能成為有利突變,被選擇出來(lái)。
L疑難-精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力
【情境推理?探究】
1.原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近,
再發(fā)生下列哪種情況有可能對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小?闡述理由。
①置換單個(gè)堿基對(duì)②缺失3個(gè)堿基對(duì)
③缺失4個(gè)堿基對(duì)④增加4個(gè)堿基對(duì)
提示③。因?yàn)樵谠松镏心骋换虻木幋a區(qū)插入一個(gè)堿基對(duì),再在插入位點(diǎn)
的附近缺失4個(gè)堿基對(duì),只能導(dǎo)致蛋白質(zhì)中缺少一個(gè)氨基酸,而在①②④情況下,
可能導(dǎo)致多個(gè)氨基酸發(fā)生變化。
2.在豌豆的野生高莖種群中發(fā)現(xiàn)一株矮莖幼苗,判斷該變異性狀是否能夠遺傳,
最為簡(jiǎn)便的方法是o
提示待該矮莖幼苗長(zhǎng)大成熟后,讓其自交,觀察后代是否出現(xiàn)矮莖性狀
【重點(diǎn)難點(diǎn)?透析】
1.基因突變與生物性狀的關(guān)系
(1)基因突變引起生物性狀的改變
堿基影響范圍對(duì)氨基酸序列的影響
替換小只改變1個(gè)氨基酸或不改變氨基酸序列
增添大不影響增添位置前的序列而影響增添位置后的序列
缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列
(2)基因突變可改變生物性狀的4大原因與未改變生物性狀的4大原因
改變性狀的原因;、未改變性狀的原因)■-
①突變部位:基因的非
①基因突變可能引發(fā)
編碼區(qū)
肽鏈不能合成
②密碼子的簡(jiǎn)并性
②肽鏈延長(zhǎng)(終止密碼
③隱性突變:如AA中
子推后)
其中一個(gè)A*a
③肽鏈縮短(終止密碼
④有些突變改變了蛋
子提前)
白質(zhì)中個(gè)別氨基酸,但
④肽鏈中氨基酸種類(lèi)
該蛋白質(zhì)的功能不變
改變
2.常和基因突變聯(lián)系的“熱點(diǎn)”
:后細(xì)胞芬勇前的面前,DNA食制社DNA芬宇雙[
[鏈打開(kāi),脫氧核昔酸鏈不穩(wěn)定,容易發(fā)生堿基的;
;變化
\__________
突
「原癥基西,基因
生
為
;或抑癌基:變
化
進(jìn)
[因發(fā)生基!物
豐
供
提
原
的
;因突變可r富
,能引起細(xì);
料
材
1胞癌變;
(南菱看祎而莫前誦季畝黃菱田原逋正行所
典例J挪凈研_________提升學(xué)科素養(yǎng)
考向1結(jié)合基因突變的特點(diǎn)及原因,考查科學(xué)思維
1.(2022?遼寧1月適應(yīng)性測(cè)試)口丫咤橙是一種誘變劑,能夠使DNA分子的某一位
置上增加或減少一對(duì)或幾對(duì)堿基。若使用葉咤橙誘變基因,不可能產(chǎn)生的結(jié)果是
()
A.突變基因表達(dá)的肽鏈延長(zhǎng)
B.突變基因表達(dá)的肽鏈縮短
C.突變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA堿基序列發(fā)生改變
D.突變基因所在染色體上增加或減少了一個(gè)染色體片段
答案D
解析基因突變時(shí),堿基的增添、缺失和替換都有可能導(dǎo)致終止密碼子提前或者
滯后出現(xiàn),從而導(dǎo)致肽鏈縮短或延長(zhǎng),A、B正確;轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈
為模板合成RNA的過(guò)程,突變基因堿基序列的改變會(huì)導(dǎo)致mRNA堿基序列發(fā)生
改變,C正確;染色體上增加或減少一個(gè)染色體片段屬于染色體變異,不屬于基
因突變,D錯(cuò)誤。
2.(2023?山東泰安期末)下圖為果蠅體細(xì)胞中一個(gè)DNA分子上a、b、c三個(gè)基因
的分布狀況,圖中I、II為無(wú)遺傳效應(yīng)的序列。下列有關(guān)敘述正確的是()
1n
abc
A.I、n也可能發(fā)生堿基的增添、缺失和替換,但不屬于基因突變
B.基因a、b、c均可能發(fā)生基因突變,體現(xiàn)了基因突變具有普遍性
C.一個(gè)細(xì)胞周期中,間期基因突變頻率較高,主要是由于間期時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)
D.若b、c分別控制果蠅的白眼、紅寶石眼,則b、c為等位基因
答案A
解析I、n為非基因片段,也可能發(fā)生堿基的增添、缺失和替換,但不屬于基
因突變,A正確;基因突變具有普遍性是指基因突變普遍存在于各種生物中,基
因a、b、c均可能發(fā)生基因突變,體現(xiàn)了基因突變的隨機(jī)性,B錯(cuò)誤;一個(gè)細(xì)胞
周期中,間期基因突變頻率較高,主要是由于間期發(fā)生DNA復(fù)制,C錯(cuò)誤;題
圖中控制白眼與紅寶石眼的基因是同一條染色體上的基因,不是等位基因,D錯(cuò)
誤。
考向2結(jié)合基因突變與性狀之間的關(guān)系,考查科學(xué)思維
3.(2023?華師一附中調(diào)研)某二倍體生物的基因A可編碼一條含63個(gè)氨基酸的肽
鏈,在紫外線(xiàn)照射下,該基因內(nèi)部插入了三個(gè)連續(xù)的堿基對(duì),突變成基因a。下
列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()
A.基因A轉(zhuǎn)錄而來(lái)的mRNA上至少有64個(gè)密碼子
B.基因A突變成基因a后,不一定會(huì)改變生物的性狀
C.基因A突變成基因a時(shí),基因的熱穩(wěn)定性升高
D.突變前后編碼的兩條肽鏈,最多有2個(gè)氨基酸不同
答案D
解析若基因內(nèi)部插入了三個(gè)連續(xù)的堿基對(duì),致使mRNA上的終止密碼子提前
出現(xiàn),則突變點(diǎn)后的氨基酸序列都消失,突變前后編碼的肽鏈可能差異顯著,D
錯(cuò)誤。
4.(2023?南陽(yáng)五中質(zhì)檢)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)突變型棒眼果蠅的出現(xiàn)與常染色體上的
兩個(gè)基因發(fā)生突變有關(guān),突變情況如表所示。讓突變型棒眼果蠅與野生型圓眼果
蠅雜交,F(xiàn)i均為圓眼果蠅,F(xiàn)i雌雄交配,測(cè)得F2中圓眼果蠅有450只,棒眼果
蠅有30只。下列敘述正確的是()
突變基因III
堿基變化C-TCTT-C
有一個(gè)氨基酸與野生型果蠅的多肽鏈長(zhǎng)度比野生型果蠅的
蛋白質(zhì)變化
不同長(zhǎng)
A.棒眼果蠅的出現(xiàn)是由于控制眼形的基因發(fā)生了堿基的替換和增添
B.控制眼形的基因I、II中的一個(gè)基因發(fā)生突變對(duì)性狀無(wú)影響
C.棒眼果蠅的出現(xiàn)說(shuō)明基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀
D.F2圓眼果蠅中純合子所占的比例為3116
答案B
解析基因I中發(fā)生了堿基的替換,基因n中發(fā)生了堿基的缺失,A錯(cuò)誤;由
F2中圓眼:棒眼=450:30=15:1可知基因I、II分別位于兩對(duì)同源染色體上,
其遺傳遵循基因的自由組合定律,且只有隱性純合子才表現(xiàn)為棒眼,故基因I、
n中的一個(gè)基因發(fā)生突變不會(huì)使性狀發(fā)生變化,B正確;突變基因I表達(dá)的蛋白
質(zhì)中有一個(gè)氨基酸與野生型果蠅的不同,突變基因n表達(dá)的蛋白質(zhì)中多肽鏈長(zhǎng)度
比野生型果蠅的長(zhǎng),據(jù)此無(wú)法得出基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性
狀,C錯(cuò)誤;F2中圓眼:棒眼=15:1,說(shuō)明果蠅眼形受兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基
因控制,F(xiàn)2圓眼果蠅中純合子所占的比例為3/15(即1/5),D錯(cuò)誤。
考向3結(jié)合細(xì)胞癌變,考查社會(huì)責(zé)任
5.(2023?廣東東莞調(diào)研)2020年世界無(wú)煙日的主題為“保護(hù)青少年,遠(yuǎn)離傳統(tǒng)煙草
產(chǎn)品和電子煙”。煙草燃燒所產(chǎn)生的煙霧中含有多種致癌物質(zhì),下圖表示癌變的
細(xì)胞中某種基因突變前后編碼蛋白質(zhì)的情況以及對(duì)細(xì)胞分裂的影響。下列相關(guān)敘
述錯(cuò)誤的是()
A.癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果
B.正常健康人體細(xì)胞的染色體上也存在著與癌有關(guān)的基因
C.圖中的A基因?yàn)樵┗?/p>
D.煙草中的致癌物質(zhì)可能引起A基因突變使細(xì)胞分裂失控
答案C
解析癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果,而是多個(gè)基因突變累積的結(jié)果,
A正確;原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖所必需的,抑癌基因表
達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,正常健康人體細(xì)胞的染色體上也存在著與
癌有關(guān)的基因,B正確;圖中A基因的正常表達(dá)的蛋白質(zhì)可以控制細(xì)胞的分裂;
當(dāng)A基因突變以后,其表達(dá)的蛋白質(zhì)不起作用,導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控,所以A基
因?qū)儆谝职┗颍珻錯(cuò)誤,D正確。
考點(diǎn)二基因重組
「基礎(chǔ)”精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識(shí)
1.概念
,一.鼠生于藏?cái)?shù)分裂I嗡翱、啟朗
-破宴I過(guò)程中
-進(jìn)行有性生殖的真核生物
-控制不同性狀的基因惠—
既不產(chǎn)生新基因,也不產(chǎn)生新牲狀y-J
2.類(lèi)型
——(1)互換-------------------------------
四分體的非姐妹染色單體之間的互換(發(fā)生在
減數(shù)第一次分裂前期的四分體時(shí)期)
一一(2)自由組合------------------------
位于非同源染色體上非等位基因自由組合
Ab和aBAB和ab
(3)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
------(4)人工重組---------------------------
轉(zhuǎn)基因技術(shù)(人為條件下進(jìn)行的),即基因工程
構(gòu)建
T-DNA表達(dá)轉(zhuǎn)入
Ti質(zhì)粒T含重組
攜帶外源基Ti質(zhì)粒的
因的DNA片段農(nóng)*干菌將目的基因
插入染色體
的DNA中
3.結(jié)果
產(chǎn)生新的基因型,導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。
4.意義及應(yīng)用
是生物變異的來(lái)源之一
件S為生物進(jìn)化提供材料
y'是形成生物多樣性的重要原因之一
&1進(jìn)行舞育種珞雙二本中的優(yōu)良
……”性狀集+在一起
名師解讀
(1)基因重組一般發(fā)生于有性生殖過(guò)程中,無(wú)性生殖的生物不發(fā)生,有性生殖的
個(gè)體的體細(xì)胞增殖時(shí)也不發(fā)生。
(2)多種精子和多種卵細(xì)胞之間有多種結(jié)合方式,導(dǎo)致后代性狀多種多樣,但不
屬于基因重組。
(3)一對(duì)等位基因的雜合子自交后代發(fā)生性狀分離,根本原因是等位基因的分離,
而不是基因重組。
【考點(diǎn)速覽?診斷】
⑴基因重組只是基因間的重新組合,不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異。(2019?江蘇卷,
4A)(X)
提示基因重組會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)新表型,導(dǎo)致生物性狀變異。
⑵雜合子雌果蠅在形成配子時(shí),同源染色體的非姐妹染色單體間的相應(yīng)片段發(fā)
生對(duì)等交換,這種變異屬于基因重組。(2018?海南卷,14A)(J)
⑶同源染色體中非姐妹染色單體發(fā)生交換導(dǎo)致了染色體結(jié)構(gòu)變異。(2017?天津
卷,4D改編)(X)
提示屬于基因重組。
r■疑難-精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力
【情境推理?探究】
1.[2020?全國(guó)卷I,32(1)]生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過(guò)程中,在不發(fā)生染色
體結(jié)構(gòu)變異的情況下,產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條,分別是
提示在減數(shù)分裂過(guò)程中,隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因自由組合;
位于同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生互換,導(dǎo)致
染色單體上的基因重組
2.下圖為某動(dòng)物體內(nèi)的兩個(gè)細(xì)胞,乙細(xì)胞由甲細(xì)胞分裂形成。嘗試回答乙細(xì)胞的
形成原因。
提示在減數(shù)第一次分裂前期A與a發(fā)生了染色體互換(A或a發(fā)生了基因突變)
和減數(shù)第一次分裂后期B、B所在的一對(duì)同源染色體未分離
3.如圖為某哺乳動(dòng)物(基因型為AaBbDd)體內(nèi)一個(gè)細(xì)胞的分裂示意圖,嘗試分析
該細(xì)胞形成過(guò)程中發(fā)生變異的類(lèi)型。
提示由于該細(xì)胞經(jīng)過(guò)了減數(shù)分裂I,在減數(shù)分裂I的后期發(fā)生了非同源染色體
上的非等位基因自由組合,即基因重組;由于細(xì)胞中A、a所在的同源染色體移
向一極,因此發(fā)生了染色體數(shù)目變異;由于B基因所在的染色體的一段移接到A
所在的非同源染色體上,因此發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。
粵例J超陰研__________提升學(xué)科素養(yǎng)
考向1結(jié)合基因重組的特點(diǎn),考查科學(xué)思維能力
1.(2023?湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)基因重組是生物變異的重要來(lái)源之一,下列關(guān)于
基因重組的實(shí)例,正確的是()
A.高莖豌豆自交,后代出現(xiàn)矮莖豌豆是基因重組的結(jié)果
B.S型細(xì)菌的DNA與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),出現(xiàn)S型活細(xì)菌是基因突變的結(jié)果
C.圓粒豌豆的DNA上插入一小段外來(lái)DNA序列,出現(xiàn)皺粒豌豆是基因重組的
結(jié)果
D.“一母生九子,九子各不同”是基因重組的結(jié)果
答案D
解析高莖豌豆自交,后代出現(xiàn)矮莖豌豆是等位基因分離導(dǎo)致的,A錯(cuò)誤;S型
細(xì)菌的DNA與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),出現(xiàn)S型活細(xì)菌是由于S型細(xì)菌的DNA
與R型細(xì)菌的DNA發(fā)生了基因重組,B錯(cuò)誤;圓粒豌豆的DNA上插入一小段
外來(lái)DNA序列出現(xiàn)皺粒豌豆是基因突變的結(jié)果,C錯(cuò)誤;“一母生九子,九子
各不同”是因?yàn)殡p親減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中發(fā)生了基因重組,D正確。
2.(2023?遼寧沈陽(yáng)調(diào)研)下列關(guān)于高等動(dòng)、植物體內(nèi)基因重組的敘述中,錯(cuò)誤的是
()
A.基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中
B.同胞兄妹之間遺傳上的差異主要是基因重組造成的
C.基因型Aa的個(gè)體自交,因?yàn)榛蛑亟M而出現(xiàn)AA、Aa、aa的后代
D.同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生的互換屬于基因重組
答案C
解析高等動(dòng)、植物體內(nèi)基因重組包括互換和自由組合,分別發(fā)生在減數(shù)分裂I
前期和減數(shù)分裂I后期,A、D正確;同胞兄妹之間遺傳上的差異主要是基因的
自由組合造成的,B正確;基因型Aa的個(gè)體自交,出現(xiàn)AA、Aa、aa的后代,
是因?yàn)榈任换虻姆蛛x以及雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合,C錯(cuò)誤。
考向2結(jié)合基因突變和基因重組辨析,考查科學(xué)思維
3.(2023?東北育才中學(xué)調(diào)研)已知某DNA片段上有基因A、無(wú)效片段和基因B,
其分布如圖所示,現(xiàn)將某外來(lái)DNA片段(m)插入位點(diǎn)a或b,下列關(guān)于變異類(lèi)型
的說(shuō)法正確的是()
基因A無(wú)效片段基因B
基因A無(wú)效片段基因B
IIII
II
位點(diǎn)a位點(diǎn)b
A.若m只含幾個(gè)堿基對(duì)且插入位點(diǎn)a,則發(fā)生了基因突變
B.若m只含幾個(gè)堿基對(duì)且插入位點(diǎn)b,則發(fā)生了染色體變異
C.若m為有效片段且插入位點(diǎn)a,則發(fā)生了基因重組
D.若m為有效片段且插入位點(diǎn)b,則基因m也無(wú)法表達(dá)
答案C
解析若在位點(diǎn)a插入只含幾個(gè)堿基對(duì)的m,由于插入位點(diǎn)在無(wú)效片段,沒(méi)有引
起基因堿基序列的改變,不屬于基因突變,A錯(cuò)誤;在位點(diǎn)b插入的是“只含幾
個(gè)堿基對(duì)的DNA片段”,而不是“染色體某一片段”,會(huì)導(dǎo)致基因B堿基序列
發(fā)生改變,這種變化屬于基因突變,不屬于染色體變異,B錯(cuò)誤;若在位點(diǎn)a插
入有效片段m,這種導(dǎo)入外來(lái)基因的操作屬于基因工程范疇,借助基因拼接技術(shù)
或DNA重組技術(shù),定向改造生物的遺傳性狀,屬于基因重組,C正確;若在位
點(diǎn)b插入有效片段m,會(huì)改變基因B的DNA分子結(jié)構(gòu),但插入的基因m很可
能會(huì)正常表達(dá),D錯(cuò)誤。
4.(2023?山東煙臺(tái)質(zhì)檢)圖1、圖2表示某基因型為AaBb的二倍體動(dòng)物在生殖發(fā)
育過(guò)程中正在分裂的兩個(gè)細(xì)胞。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()
圖1圖2
A.圖1所示細(xì)胞中①處染色體上出現(xiàn)a基因的原因是基因突變或染色體互換
B.圖2所示細(xì)胞中②處染色體上出現(xiàn)a基因的原因是染色體互換
C.圖1所示細(xì)胞具有的染色體組數(shù)是圖2所示細(xì)胞的2倍
D.選該動(dòng)物的睪丸制作切片可觀察到圖1、圖2所示細(xì)胞圖像
答案A
解析圖1所示細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂①處染色體上出現(xiàn)a基因的原因是基因突
變,A錯(cuò)誤;據(jù)題圖分析可知,圖2細(xì)胞中②染色體上出現(xiàn)a基因的原因是染色
體互換,B正確;圖1細(xì)胞中共有4個(gè)染色體組,圖2細(xì)胞共有2個(gè)染色體組,
C正確;該動(dòng)物的生殖器官是睪丸,其中的細(xì)胞既可以進(jìn)行有絲分裂,也可以進(jìn)
行減數(shù)分裂,故用睪丸制作切片可觀察到圖1、圖2所示的細(xì)胞圖像,D正確。
重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2021?海南卷,6)已知5-澳尿喀咤(BU)可與堿基A或G配對(duì)。大腸桿菌DNA
上某個(gè)堿基位點(diǎn)已由A—T轉(zhuǎn)變?yōu)锳-BU,要使該位點(diǎn)由A—BU轉(zhuǎn)變?yōu)镚—C,
則該位點(diǎn)所在的DNA至少需要復(fù)制的次數(shù)是()
A.lB.2
C.3D.4
答案B
解析根據(jù)題意可知,BU可以與A配對(duì),又可以和G配對(duì),由于大腸桿菌DNA
上某個(gè)堿基位點(diǎn)已由A—T轉(zhuǎn)變?yōu)锳—BU,所以復(fù)制一次會(huì)得到G—BU,復(fù)制
第二次時(shí)會(huì)得到G—C,所以至少需要經(jīng)過(guò)2次復(fù)制后,才能實(shí)現(xiàn)該位點(diǎn)由A—
BU轉(zhuǎn)變?yōu)镚-C,B正確。
2.(2021?重慶卷,9)基因編輯技術(shù)可以通過(guò)在特定位置加入或減少部分基因序歹U,
實(shí)現(xiàn)對(duì)基因的定點(diǎn)編輯。對(duì)月季色素合成酶基因進(jìn)行編輯后,其表達(dá)的酶氨基酸
數(shù)量減少,月季細(xì)胞內(nèi)可發(fā)生改變的是()
A.基因的結(jié)構(gòu)與功能B.遺傳物質(zhì)的類(lèi)型
C.DNA復(fù)制的方式D.遺傳信息的流動(dòng)方向
答案A
解析根據(jù)題干信息分析,基因編輯技術(shù)可以通過(guò)在基因特定位置加入或減少部
分堿基序列,實(shí)現(xiàn)對(duì)基因的定點(diǎn)編輯,說(shuō)明該技術(shù)可改變?cè)录炯?xì)胞內(nèi)基因的結(jié)構(gòu),
對(duì)月季色素合成酶基因進(jìn)行編輯后,該酶氨基酸的數(shù)量減少,說(shuō)明該技術(shù)可改變
月季細(xì)胞內(nèi)基因的功能,A正確;月季細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)的類(lèi)型不變,仍然是
DNA,B錯(cuò)誤;月季細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制的方式不變,C錯(cuò)誤;月季細(xì)胞內(nèi)遺傳
信息的流動(dòng)方向不變,D錯(cuò)誤。
3.(2022?湖南卷,5)關(guān)于癌癥,下列敘述錯(cuò)誤的是()
A.成纖維細(xì)胞癌變后變成球形,其結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變
B.癌癥發(fā)生的頻率不是很高,大多數(shù)癌癥的發(fā)生是多個(gè)基因突變的累積效應(yīng)
C.正常細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂失控變成癌細(xì)胞,原因是抑癌基因突變成原癌基因
D.樂(lè)觀向上的心態(tài)、良好的生活習(xí)慣,可降低癌癥發(fā)生的可能性
答案C
解析細(xì)胞癌變后其結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變,如成纖維細(xì)胞癌變后變成球
形,A正確;癌變發(fā)生的原因是基因突變,在自然條件下,基因突變具有低頻性,
故癌癥發(fā)生的頻率不是很高,且癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果,而是多
個(gè)相關(guān)基因突變的累積效應(yīng),B正確;人和動(dòng)物細(xì)胞中的DNA上本來(lái)就存在與
癌變有關(guān)的基因,原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖所必需的,抑癌
基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,細(xì)胞癌變是原癌基因和抑癌基因發(fā)
生突變所致,C錯(cuò)誤;開(kāi)朗樂(lè)觀的心理狀杰會(huì)影響神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫
系統(tǒng)的功能,良好的生活習(xí)慣如遠(yuǎn)離輻射等,能降低癌癥發(fā)生的可能性,D正確。
4.(2021?江蘇卷,5)DNA分子中堿基上連接一個(gè)“一CH3”,稱(chēng)為DNA甲基化,
基因甲基化可以導(dǎo)致其不能轉(zhuǎn)錄。這種變化可以在細(xì)胞間遺傳。下列敘述正確的
是()
A.基因型相同的生物表型可能不同
B.基因甲基化引起的變異屬于基因突變
C.基因甲基化一定屬于不利于生物的變異
D.原癌、抑癌基因甲基化不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞癌變
答案A
解析基因型相同的生物表型可能不同,生物的性狀還受環(huán)境的影響,A正確;
基因甲基化影響的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程,不屬于基因突變,B錯(cuò)誤;若被甲基化的基因是
有害的,則有害基因不能表達(dá),基因甲基化不一定屬于有害的生物變異,C錯(cuò)誤;
原癌、抑癌基因甲基化后,則不能正常控制細(xì)胞周期,可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞癌變,D
錯(cuò)誤。
5.(2021?湖南卷,15)血漿中膽固醇與載脂蛋白apoB-100結(jié)合形成低密度脂蛋白
(LDL),LDL通過(guò)與細(xì)胞表面受體結(jié)合,將膽固醇運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi),從而降低血漿
中膽固醇含量。尸CSK9基因可以發(fā)生多種類(lèi)型的突變,當(dāng)突變使PCSK9蛋白活
性增強(qiáng)時(shí),會(huì)增加LDL受體在溶酶體中的降解,導(dǎo)致細(xì)胞表面LDL受體減少。
下列敘述錯(cuò)誤的是()
A.引起LDL受體缺失的基因突變會(huì)導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高
B.PCSK9基因的有些突變可能不影響血漿中LDL的正常水平
C.引起PCSK9蛋白活性降低的基因突變會(huì)導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高
D.編碼apoB-100的基因失活會(huì)導(dǎo)致血漿中膽固醇含量升高
答案C
解析基因突變導(dǎo)致LDL受體缺失一LDL與細(xì)胞表面受體結(jié)合減少,運(yùn)輸?shù)郊?xì)
胞內(nèi)的膽固醇減少一血漿中膽固醇含量升高,A正確;由于密碼子的簡(jiǎn)并,基因
突變不一定引起其指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改變,B正確;引起PCSK9
蛋白活性降低的基因突變一PCSK9蛋白活性降低一LDL受體降解水平下降
一LDL受體增多一LDL與細(xì)胞表面受體結(jié)合增多一血漿中膽固醇含量降低,C
錯(cuò)誤;編碼apoB-100的基因失活一載脂蛋白apoB-100減少一血漿中膽固醇不易
進(jìn)入組織細(xì)胞一血漿中膽固醇含量升高,D正確。
6.(2021?浙江6月選考,6)a-珠蛋白與a-珠蛋白突變體分別由141個(gè)和146個(gè)氨基
酸組成,其中第1?138個(gè)氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。該變異是由基因
上編碼第139個(gè)氨基酸的一個(gè)堿基對(duì)缺失引起的。該實(shí)例不能說(shuō)明()
A.該變異屬于基因突變
B.基因能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C.DNA片段的缺失導(dǎo)致變異
D.該變異導(dǎo)致終止密碼子后移
答案C
解析a-珠蛋白突變體是由基因上編碼第139個(gè)氨基酸的一個(gè)堿基對(duì)缺失引起
的,該變異屬于基因突變,A不符合題意;該實(shí)例能說(shuō)明基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,
B不符合題意;基因突變是DNA上點(diǎn)突變,并非DNA片段缺失,C符合題意;
發(fā)生該基因突變后,蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目增加,說(shuō)明該變異導(dǎo)致終止密碼子后移,
D不符合題意。
限時(shí)強(qiáng)化練
(時(shí)間:30分鐘)
【對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化】
考點(diǎn)一基因突變
1.(2023?安徽蚌埠期末)下列關(guān)于基因突變的敘述,正確的是()
A.親代的突變基因一定能遺傳給子代
B.病毒由于沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu),所以不會(huì)發(fā)生基因突變
C.突變基因一定由物理、化學(xué)或生物因素誘發(fā)
D.突變基因一定有基因堿基序列的改變
答案D
解析基因突變?nèi)舭l(fā)生在生殖細(xì)胞中,會(huì)遺傳給后代,基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細(xì)胞
中,一般不遺傳給后代,A錯(cuò)誤;病毒主要是由蛋白質(zhì)和核酸組成的,其中核酸
是遺傳物質(zhì),所以病毒盡管沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu),仍然會(huì)發(fā)生基因突變,B錯(cuò)誤;突變
基因可由物理、化學(xué)或生物因素誘發(fā),也可自發(fā)產(chǎn)生,C錯(cuò)誤;基因突變是指
DNA分子中發(fā)生堿基的增添、缺失或替換,而引起的基因堿基序列的改變,D
正確。
2.(2023?江蘇徐州調(diào)研)用人工誘變的方法使黃色短桿菌的某基因模板鏈的部分
脫氧核昔酸序列發(fā)生如下變化:CCGCTAACG-CCGCGAACG,那么黃色短桿
菌將發(fā)生的變化和結(jié)果是(可能用到的密碼子:天冬氨酸一GAU、GAC;丙氨酸
—GCA、GCU、GCC、GCG)()
A.基因突變,性狀改變
B.基因突變,性狀沒(méi)有改變
C.染色體結(jié)構(gòu)缺失,性狀沒(méi)有改變
D.染色體數(shù)目改變,性狀改變
答案A
解析對(duì)比題中該基因的部分序列可知,基因中CTA被替換成CGA,mRNA中
相應(yīng)的密碼子由GAU轉(zhuǎn)變成GCU,多肽中相應(yīng)的氨基酸由天冬氨酸轉(zhuǎn)變成丙氨
酸。因此,黃色短桿菌發(fā)生了基因突變,性狀也發(fā)生了改變,A符合題意,B不
符合題意;由于只是部分堿基的改變,而且細(xì)菌無(wú)染色體結(jié)構(gòu),所以不會(huì)導(dǎo)致染
色體結(jié)構(gòu)缺失和數(shù)目的變化,C、D不符合題意。
3.(2023?哈師大附中調(diào)研)下列關(guān)于生物遺傳與變異敘述,正確的是()
A.發(fā)生在DNA分子中個(gè)別堿基的替換、增添或缺失均屬于基因突變
B.同源染色體相同位點(diǎn)未必是等位基因、同源染色體間可以發(fā)生基因重組
C.遺傳病一定是個(gè)體含有致病基因引起的
D.先天性疾病一定是遺傳病,遺傳病一定是先天性疾病
答案B
解析基因是有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段,只有DNA分子中的基因發(fā)生了堿
基的替換、增添或缺失,才是基因突變,A錯(cuò)誤;同源染色體相同位點(diǎn)上含有相
同基因或等位基因,同源染色體上非姐妹染色單體之間的互換可導(dǎo)致基因重組,
B正確;遺傳病包括單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳病(不含致
病基因)等,C錯(cuò)誤;先天性疾病不一定是遺傳病,遺傳病不一定是先天性疾病,
D錯(cuò)誤。
4.(2022?廣東卷,11)為研究人原癌基因嶼。和火四的功能,科學(xué)家構(gòu)建了三組轉(zhuǎn)
基因小鼠(A勿c、Ras及Myc+Ras,基因均大量表達(dá)),發(fā)現(xiàn)這些小鼠隨時(shí)間進(jìn)程
體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)腫瘤(如圖)。下列敘述正確的是()
A.原癌基因的作用是阻止細(xì)胞正常增殖
B.三組小鼠的腫瘤細(xì)胞均沒(méi)有無(wú)限增殖的能力
C.兩種基因在人體細(xì)胞內(nèi)編碼功能異常的蛋白質(zhì)
D.兩種基因大量表達(dá)對(duì)小鼠細(xì)胞癌變有累積效應(yīng)
答案D
解析原癌基因主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的進(jìn)程。抑癌基因
主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖,A錯(cuò)誤;腫瘤細(xì)胞可無(wú)限增殖,B錯(cuò)誤;原癌基
因的正常表達(dá)對(duì)于細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖是必需的,原癌基因皿c和Ras在人
體細(xì)胞內(nèi)編碼功能正常的蛋白質(zhì),C錯(cuò)誤;據(jù)圖分析,同時(shí)轉(zhuǎn)入纏”和Ras的
小鼠中,腫瘤小鼠比例大于只轉(zhuǎn)入匝c或Ras的小鼠,說(shuō)明兩種基因大量表達(dá)
對(duì)小鼠細(xì)胞癌變有累積效應(yīng),D正確。
5.(2023?豫南九校聯(lián)考)每年的2月4日是世界癌癥日,2021年的活動(dòng)主題為“關(guān)
愛(ài)患者,共同抗癌”。目前一種關(guān)于抑癌基因和原癌基因發(fā)生突變導(dǎo)致癌癥的理
論被許多人接受。下列關(guān)于癌癥的敘述錯(cuò)誤的是()
A.原癌基因發(fā)生突變或過(guò)量表達(dá),可能引起細(xì)胞分裂失控
B.抑癌基因發(fā)生突變可能導(dǎo)致抑癌蛋白不能正常產(chǎn)生,無(wú)法阻止細(xì)胞不正常的增
殖
C.動(dòng)物肝臟中的維生素A、很多蔬菜水果中的維生素C和纖維素,屬于抑制癌變
的物質(zhì)
D.癌癥的發(fā)生是致癌因子誘發(fā)單一抑癌基因或原癌基因突變的結(jié)果
答案D
解析原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖所必需的,因此原癌基因發(fā)
生突變或過(guò)量表達(dá)會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過(guò)強(qiáng),可能引起細(xì)胞分裂失控,A正確;
抑癌基因發(fā)生突變可能導(dǎo)致抑癌蛋白不能正常產(chǎn)生,進(jìn)而無(wú)法阻止細(xì)胞不正常的
增殖,B正確;很多食物中含有抑制癌變的物質(zhì),如動(dòng)物肝臟中富含的維生素A、
很多蔬菜水果中富含的維生素C、胡蘿卜素和纖維素,C正確;癌癥的發(fā)生并不
是單一基因突變的結(jié)果,至少在一個(gè)細(xì)胞中發(fā)生5?6個(gè)基因突變,才能賦予癌
細(xì)胞所具有的特征,這是一種累積效應(yīng),D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二基因重組
6.(2022?吉林名校聯(lián)合模擬)下列過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生基因重組的是()
A.肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
B.圓粒豌豆自交后代出現(xiàn)3:1的性狀分離比
C.基因型為AaBb的豌豆植株能產(chǎn)生4種類(lèi)型的配子
D.同源染色體的非姐妹染色單體間的互換
答案B
解析S型細(xì)菌的DNA能進(jìn)入R型細(xì)菌中,并與R型細(xì)菌的DNA重新組合,
進(jìn)而將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,因此R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌屬于基因重組,
A不符合題意;控制豌豆圓粒和皺粒的基因是位于同源染色體上的一對(duì)等位基
因,因此,圓粒豌豆自交只能發(fā)生等位基因的分離,而不會(huì)發(fā)生基因重組,B符
合題意;基因型為AaBb的個(gè)體在減數(shù)分裂過(guò)程中,同源染色體上的等位基因A
與a、B與b彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因A與B或b、a與
B或b自由組合,因此會(huì)產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab4種類(lèi)型的配子,發(fā)生了基因重
組,C不符合題意;同源染色體的非姐妹染色單體間的互換發(fā)生在減數(shù)分裂I的
四分體時(shí)期,屬于基因重組,D不符合題意。
7.(2023?遼寧撫順調(diào)研)下列關(guān)于基因重組的敘述,正確的是()
A.XAYa的個(gè)體在形成配子時(shí),A基因、a基因與X染色體、Y染色體重組
B.基因重組不能產(chǎn)生新的等位基因,所以不能為進(jìn)化提供原材料
C.位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著姐妹染色單體的交換導(dǎo)致基因重組
D.基因工程的遺傳學(xué)原理主要是基因重組
答案D
解析基因型為XAya的個(gè)體在形成配子時(shí),等位基因A和a基因位于X、Y這
對(duì)同源染色體上,隨著X染色體、Y染色體的分離而分別進(jìn)入不同的配子中,
不屬于基因重組,A錯(cuò)誤;基因突變會(huì)產(chǎn)生新的基因,基因重組不產(chǎn)生新的基因,
但會(huì)形成新的基因型,也能為進(jìn)化提供原材料,B錯(cuò)誤;減數(shù)分裂I的四分體時(shí)
期,位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姐妹染色單體之間的互換而交
換,導(dǎo)致基因重組,C錯(cuò)誤;基因工程通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予
生物以新的遺傳特性,其遺傳學(xué)原理主要是基因重組,D正確。
8.(2023?江西新余調(diào)研)減數(shù)分裂過(guò)程中,配對(duì)的同源染色體并不是簡(jiǎn)單地平行靠
攏,而是在非姐妹染色單體間的某些部位因交換形成清晰可見(jiàn)的交叉,如圖為某
細(xì)胞中交換模式圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()
交叉
A.此種變異屬于基因重組,在減數(shù)分裂I前期能觀察到
B.一般情況下,染色體越長(zhǎng)可形成的交叉數(shù)目越多
C.該細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種配子
D.互換是基因重組的一種常見(jiàn)類(lèi)型,為進(jìn)化提供原材料
答案C
解析同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生互換會(huì)導(dǎo)致基因重組,此過(guò)程發(fā)生在減
數(shù)分裂I前期,A正確;一般情況下,染色體越長(zhǎng),說(shuō)明染色體上基因片段越長(zhǎng),
可交叉的基因數(shù)目就越多,B正確;題圖中,同源染色體中的非姐妹染色單體互
換的片段在A和B,a和b之間,故非姐妹染色單體上A與B的等位基因沒(méi)有
發(fā)生互換,故該細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子只有AB和ab兩種,C錯(cuò)誤;互換是
基因重組的一種常見(jiàn)類(lèi)型,能為生物的進(jìn)化提供原材料,D正確。
【綜合提升】
9.(2023?湖南長(zhǎng)沙一中調(diào)研)某精原細(xì)胞的部分基因在染色體上的位置如圖甲所
示,在減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生了圖乙或圖丙所示的變化,下列分析正確的是()
A.乙為隱性突變,產(chǎn)生3種配子
B.乙為顯性突變,產(chǎn)生2種配子
C.丙為基因重組,產(chǎn)生1種配子
D.丙為染色體變異,產(chǎn)生4種配子
答案A
解析
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