考点42 基因突变和基因重组
高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆
1．基因突变实例：镰刀型细胞贫血症
（1）病因图解如下：
（2）实例要点归纳
①图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录和翻译。突变发生在a(填字母)过程中。
②患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基因突变，碱基对由突变成。
2．基因突变概念
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。
3．基因突变时间
主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
4．诱发基因突变的外来因素(连线)
5．突变特点
（1）普遍性：一切生物都可以发生。
（2）随机性：生物个体发育的任何时期和部位。
（3）低频性：自然状态下，突变频率很低。
（4）不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
（5）多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。
6．基因突变意义
（1）新基因产生的途径。
（2）生物变异的根本来源。
（3）生物进化的原始材料。
7．基因重组实质
在有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合。
8．基因重组类型
（1）自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
（2）交叉互换型：四分体的非姐妹染色单体的交叉互换。
（3）人工重组型：转基因技术，即基因工程。
9．基因重组结果
产生新的基因型，导致重组性状出现。
10．基因重组意义
形成生物多样性的重要原因之一。
考向一 基因突变类型的判断
1．如图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是
A．a→b→c表示基因的复制和转录
B．图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变
C．图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性
D．除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增添
【参考答案】C
【试题解析】由图可知，a→b→c表示基因的转录和翻译，A项错误；只要DNA中碱基对发生改变，该基因就发生了基因突变，B项错误；图中氨基酸没有发生改变，是由于密码子具有简并性，C项正确；染色体片段缺失和增添属于染色体结构的变异，D项错误。
2．某种人类疾病的致病机理是：编码跨膜蛋白C的基因缺失了3个碱基对，导致蛋白C缺少了一个氨基酸，从而改变了蛋白C的功能。下列有关叙述正确的是
A．缺少了一个氨基酸后，蛋白C的空间结构没有发生改变
B．基因缺失了3个碱基对，未改变基因中嘌呤与嘧啶的比值
C．可以用光学显微镜观察到患者编码跨膜蛋白C的基因长度较短
D．可以通过定期口服正常跨膜蛋白C的方式对患者进行治疗
【答案】B
【解析】缺少1个氨基酸后，蛋白质的空间结构会改变，A错误；基因中嘌呤与嘧啶是配对的，其比值恒等于1，B正确；光学显微镜不能观察基因，C错误；蛋白质口服后，被胃蛋白酶水解，会失活，所以不能口服，D错误。
考向二 基因突变的特点分析
3．辐射易使人体细胞发生基因突变，从而对人体造成伤害。下列有关叙述错误的是
A．辐射引发的基因突变不一定会引起基因所携带遗传信息的改变
B．基因中一个碱基对发生替换，不一定会引起生物性状的改变
C．辐射所引发的变异可能为可遗传变异
D．基因突变不会造成某个基因的缺失
【参考答案】A
【试题解析】A、DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失引起的基因内部结构的改变称为基因突变，因此基因突变一定会引起碱基对排列顺序的改变，即基因所携带的遗传信息一定会改变，A错误；B、基因中一个碱基对发生替换，转录产生的密码子改变，但由于密码子的简并性，所以编码的氨基酸可能不变，因此不一定会引起生物性状的改变，B正确；C、辐射所引发的变异有可能改变遗传物质，因此可能为可遗传变异，C正确；D、基因突变产生其等位基因，因此不会造成某个基因的缺失，D正确。
技法提炼
基因突变类问题的解题方法
（1）确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。
（2）确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。
4．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
【答案】B
【解析】等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，故图示中与结肠癌有关的基因不能称为等位基因；由图可知，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果；基因突变具有随机性和不定向性；图示中的基因突变发生在体细胞中，不可能传给下一代个体。
考向三 显性突变与隐性突变的判断
5．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为
A．显性突变
B．隐性突变
C．Y染色体上的基因突变
D．X染色体上的基因突变
【参考答案】A
【试题解析】由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。
解题技巧
两种变异类型的判断
（1）可遗传变异与不可遗传变异的判断方法
（2）显性突变和隐性突变的判定
①类型
②判定方法
a．选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。
b．让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
6．育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是
A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置
D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
【答案】B
【解析】据题意可知，该植株基因突变之后当代性状就改变了，由此推出该基因突变属于显性突变，该植株为杂合子，A错误；该植株为杂合子，自交后产生的后代中有纯合子，B正确；基因突变与染色体变异是两种不同的变异，其中基因突变不可以在光学显微镜下直接观察，也不可以通过观察染色体的形态来判断基因突变的位置，C错误；D项中仅进行花药离体培养而没有诱导染色体加倍，故得到的仅仅是高度不育的单倍体植株，D错误。
考向四 突变体类型及位置的确定
7．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列相关叙述正确的是
A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因
B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型
C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型
D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链
【参考答案】A
【试题解析】A项，突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制的性状。B项，突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后不可能使基因从无到有。C项，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有不定向性，所以经诱变仍可能恢复为敏感型。D项，抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端(对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变后对应的密码子是否为终止密码子来判断。
解题必备
突变基因具体位置的判断
（1）利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。
（2）将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。
8．已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，图中W表示野生型，①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，则编码该酶的基因是
A．基因a B．基因b
C．基因c D．基因d
【答案】B
【解析】从图中可以看出：突变体①缺失d基因；突变体②缺失b、c、d基因；突变体③缺失a、b基因。由题意可知，分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，说明决定该酶的基因在野生型和突变体①中都有，而在其他突变体中没有，因此编码该酶的是基因b。
考向五 基因重组的理解
9．以下有关基因重组的叙述，正确的是
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组
C．基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离
D．同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的
【参考答案】A
【试题解析】基因重组的发生与非同源染色体的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换有关，A项正确、B项错误；纯合子自交后代不出现性状分离，C项错误；同卵双生个体基因型相同，其性状差异与环境条件或突变有关，与基因重组无关，D项错误。
10．下列有关基因重组的叙述，正确的是
A．基因重组发生在精子和卵细胞结合的过程中
B．基因A因缺失部分碱基形成它的等位基因a属于基因重组
C．同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换可能导致基因重组
D．基因重组可发生在次级精母细胞形成精子的过程中
【答案】C
【解析】A、基因重组发生在减数分裂过程中，A错误； B、基因A因缺失部分碱基形成它的等位基因a属于基因突变，B错误； C、在四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换可能导致基因重组，C正确； D、基因重组可发生在初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中，D错误。 故选C。
考向六 基因重组与其他变异类型的判断
11．下列图示过程存在基因重组的是
【参考答案】A
【试题解析】A图所示的AaBb在进行减数分裂产生配子的过程中，会发生非同源染色体上非等位基因的自由组合，因此符合要求；B图表示的是雌雄配子的随机结合，不存在基因重组；C图表示减数第二次分裂的后期，该时期不存在基因重组；D图中只有一对等位基因，不会发生基因重组。
归纳整合
“三看法”判断基因突变与基因重组
（1）一看亲子代基因型
①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
（2）二看细胞分裂方式
①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
（3）三看细胞分裂图
①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。
12．如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
【答案】B
【解析】图①表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，能够实现基因重组；图②表示染色体结构变异中的染色体易位；图③表示有丝分裂后期，着丝点分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组；图④表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。
1．下列关于基因突变的说法，错误的是
A．自由基攻击DNA可能引起基因突变
B．基因突变可自发产生，在生物界中普遍存在
C．基因突变频率很低且多数有害，因此它不可能为生物进化提供原材料
D．诱发突变不能定向产生人类需要的优良性状
2．种子在储存过程中会发生基因突变，例如金鱼草种子在正常情况下突变频率为1％，当种子储存6～9年后，突变频率就会上升到1．6％-5．3％，储存10年后可达14．3％。利用陈年烟草种子的压榨提取液处理同一晶种的新鲜烟草种子，这些新鲜烟草种子长出的幼苗突变率增加。结合以上信息，下列相关叙述错误的是
A．外界环境中的某些理化因素可提高基因突变的频率
B．外界条件不变时，体内细胞的基因突变频率就不会发生变化
C．基因突变易发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中
D．植物体内的某些物质也可以影响基因突变的频率
3．下列有关基因重组的叙述，错误的是
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．两条非同源染色体之间互换片段也属于基因重组
C．肺炎双球菌的转化实验可以证明细菌之间也可以发生基因重组
D．同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可引起基因重组
4．某种动物(ZW型)Z染色体上的某个基因突变后的表达产物会导致胚胎发育停滞而死亡，W染色体上无该基因或其等位基因。下列关于该种突变的叙述错误的是
A．若该突变为显性突变，则雌性个体产生的卵细胞不携带突变基因
B．若该突变为显性突变，则该种动物种群中雄性个体均为隐性纯合子
C．若该突变为隐性突变，则该种动物种群中雌、雄个体的数量相等
D．若该突变为隐性突变，则雌、雄个体杂交，子代致死的均为雌性
5．如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是
A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
6．下列关于基因突变和基因重组的说法中，正确的是
A．DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失不一定是基因突变
B．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变
C．人的心肌细胞的一对同源染色体的多对基因之间可以发生基因重组
D．基因型为Aa的个体自交，导致子代出现性状分离的原因是基因重组
7．如图为某哺乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布情况，其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在a~b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
8．曲线a表示使用诱变剂前青霉菌菌株数和青霉素产量之间的关系，曲线b、c、d表示使用诱变剂后菌株数和产量之间的关系。下列说法正确的是
A．青霉菌在诱变剂作用下发生的变异可能还有基因重组
B．由a变为b、c、d体现了基因突变的不定向性
C．诱变剂决定了青霉菌的变异方向，加快了变异频率
D．b代表的类型是最符合人们生产要求的变异类型
9．如图1是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图2表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，表3为部分氨基酸的密码子表。据图回答：
表3
| 第一个
字母 |
第二个字母 | 第三个
字母 |
|||
| U | C | A | G | ||
| A | 异亮氨酸
异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 |
苏氨酸
苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 |
天冬酰胺
天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 |
丝氨酸
丝氨酸 精氨酸 精氨酸 |
U
C A G |
（1）据图1推测，此种细胞分裂过程中出现的变异方式可能是 。
（2）在真核生物细胞中图2中Ⅱ过程发生的场所是 。
（3）表3提供了几种氨基酸的密码子。如果图2的碱基改变为碱基对替换，则X是表3氨基酸中 可能性最小，原因是 。图2所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对 导致。
（4）A与a基因的根本区别在于基因中 不同。
10．芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。请回答下列问题：
（1）仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________种，比例为________。
（2）有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是因为基因突变，二可能是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因。________________________________________________________________________。
（3）现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。
若__________________________，则为_______________________________________。
若__________________________，则为_______________________________________。
（4）已经知道阔叶是显性突变导致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员此实验的意图。_____________________________________________________________________________。若杂交实验结果出现___________________________________________________________，养殖户的心愿可以实现。
11．（2019江苏卷·18）人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的，血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG，导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。下列相关叙述错误的是
A．该突变改变了DNA碱基对内的氢键数
B．该突变引起了血红蛋白β链结构的改变
C．在缺氧情况下患者的红细胞易破裂
D．该病不属于染色体异常遗传病
12．（2018·全国Ⅰ卷）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。据此判断，下列说法不合理的是
A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
13．（2016·天津卷）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
| 枯草杆菌 | 核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列 | 链霉素与核糖体的结合 | 在含链霉素培养基中的存活率（%） |
| 野生型 |  |
能 | 0 |
| 突变型 |  |
不能 | 100 |
注P：脯氨酸；K赖氨酸；R精氨酸
下列叙述正确的是
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
14．（2016·江苏卷）下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是
A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
1．【答案】C
【解析】A、自由基是异常活泼的带电分子或基团，可以攻击DNA分子引发基因突变，A正确；B、基因突变可以通过诱变提高突变率，也可以自发产生，具有普遍性，B正确；C、基因突变虽然频率低，多数有害，但如果种群足够大，则突变的基因个数多，变异的有害或有利取决于环境，所以基因突变可以为进化提供原材料，C错误；D、基因突变是不定向的，D正确。故选C。
2．【答案】B
【解析】A、环境中的诱变因素可以提高基因突变的频率，如物理因素、化学因素、生物因素等，A正确；B、由题干信息可知，种子储存过程中，外界环境稳定，但基因突变频率变化很大，B错误；C、基因突变主要发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中，C正确；D、由题干信息陈年烟草种子的压榨提取液可使新鲜烟草种子长出的幼苗突变频率增加，可知植物体内的某些物质也会影响基因突变的频率，D正确。故选B。
3．【答案】B
【解析】A、非同源染色体的自由组合会引起非同源染色体上的非等位基因的重组，A正确；B、两条非同源染色体之间互换片段属于染色体结构变异中的易位，B错误；C、肺炎双球菌的转化实验，R型菌可以转化成S型菌，说明细菌之间也可以发生基因重组，C正确；D、同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可引起同源染色体上非等位基因的重组，D正确。故选B。
4．【答案】C
【解析】根据题意分析可知：磷翅目昆虫的性别决定方式是ZW型，则ZW为雌性个体，ZZ为雄性个体。A、若该突变为显性突变，则雌性磷翅目昆虫（ZaW）产生的卵细胞不携带突变基因，A正确；B、若该突变为显性突变，则出现突变基因的个体会死亡，所以该磷翅目昆虫群体中雄性个体均为隐性纯合子，B正确；C、若该突变为隐性突变，则该磷翅目昆虫群体中雄性个体（ZAZA和ZAZa）与雌性个体（ZAW）的数量不相等，C错误；D、若该突变为隐性突变，则雌（ZAW）、雄（ZAZA和ZAZa）鳞翅目昆虫杂交，子代致死的均为雌性（ZaW）个体，D正确。故选C。
5．【答案】B
【解析】由甘氨酸密码子为GGG，可推得模板为WNK4基因中的下面那条链。由题干分析得知，WNK4基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为AAG，基因突变后仅仅导致了相应蛋白质中1 169位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的类型发生了改变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是WNK4基因中碱基对类型发生了替换，而非缺失或增添，经分析，②处碱基对A—T替换为G—C，B项正确；①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，故A、C项错误；④处碱基对替换后密码子为AAA，还是赖氨酸，不符合题意，D项错误。
6．【答案】A
【解析】A．DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失位置是在非基因片段，则不会使基因结构改变，不属于基因突变，A正确；B．即使没有外界诱发因素的作用，基因突变也可以自发发生，B错误；C．人的心肌细胞不能进行减数分裂，一般不可以发生基因重组，C错误；D．基因重组发生在两对或两对以上等位基因之间，D错误。故选：A。
7．【答案】D
【解析】基因碱基对缺失，应属于基因突变，A错误；减数分裂四分体时期的交叉互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误；Ⅰ、Ⅱ是非基因序列，发生的碱基对的替换，没有导致基因结构的改变，不属于基因突变，C错误；一个基因可控制多个性状，一个性状也可受多个基因的控制，基因与性状之间并不都是一一对应关系，D正确。
8．【答案】B
【解析】青霉菌不能进行减数分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中，A错误；图中由a变为b、c、d体现了变异的不定向性，其中d产量最高，是最符合人们生产要求的变异类型，B正确、D错误；基因突变是不定向的，诱变剂只是加快了变异频率，C错误。
9．【答案】（1）基因突变或基因重组
（2）细胞核、线粒体、叶绿体
（3）丝氨酸 需同时替换两个碱基对 增添或缺失
（4）碱基对的排列顺序
【解析】（1）图1为细胞减数第二次分裂图，染色单体上A与a基因不同，可能是在DNA复制时发生基因突变造成的，也可能是在四分体时期发生交叉互换造成的。（2）图2过程包含了DNA的复制、转录及翻译的过程，真核细胞中细胞核、线粒体、叶绿体都含有DNA，都能发生。（3）赖氨酸的密码子是AAA、AAG，与赖氨酸密码子不同的碱基差距最多的是丝氨酸，相差两个碱基，需要同时替换两个碱基对；引起基因突变的原因是碱基对的替换、增添和缺失。（4）A与a是等位基因，其结构不同的根本原因是碱基对的排列顺序不同。
10．【答案】（1）2 1∶1
（2）取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区细胞制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变
（3）后代出现窄叶 显性突变 后代都为阔叶 隐性突变
（4）通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上 后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶
【解析】（1）由于芦笋为XY型性别决定植物，故雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。（2）染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区细胞制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。（3）选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。（4）选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。
11．【答案】A
【解析】人的镰刀型贫血症的发病的根本原因是基因突变，由于血红蛋白基因中碱基对替换造成的蛋白质结构异常，患者的红细胞呈镰刀型，容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白基因中T—A碱基对被替换成A—T，A—T碱基对和C—G碱基对的数目均不变，故氢键数目不变，A错误；血红蛋白基因中碱基对的替换造成基因结构改变，进而导致血红蛋白结构异常，B正确；患者的红细胞呈镰刀型，容易破裂，使人患溶血性贫血，C正确；镰刀型贫血症属于单基因遗传病，不属于染色体异常遗传病，D正确。故选A。
12．【答案】C
【解析】突变体M需在添加了氨基酸甲的基本培养基上才能生长，可以说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性可能丧失，从而不能自身合成氨基酸甲，而导致必须在添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长，A正确；大肠杆菌属于原核生物，突变体M和N都是由于基因发生突变而得来，B正确；M和N的混合培养，致使两者间发生了DNA的转移，即发生了基因重组，因此突变体M与突变体N混合培养能得到X是由于细菌间DNA的转移实现的，而不是突变体M的RNA，C错误，D正确。
13．【答案】A
【解析】根据表格信息可知，枯草杆菌野生型与某一突变型的差异是由S12蛋白结构改变导致的，突变型能在含链霉素的培养基中存活，说明突变型具有链霉素抗性，故A项正确；翻译是在核糖体上进行的，所以链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B项错误；野生型和突变型的S12蛋白中只有一个氨基酸（56位氨基酸）有差异，而碱基对的缺失会导致缺失位置后的氨基酸序列均改变，所以突变型的产生是由于碱基对的替换导致的，C项错误；枯草杆菌对链霉素的抗性突变不是链霉素诱发的，链霉素只能作为环境因素起选择作用，D项错误。
14．【答案】C
【解析】pen基因突变后形成了抗药靶位点，A错误；基因突变具有不定向性，B错误；基因突变为昆虫进化提供原材料，C正确；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种，二者不存在生殖隔离，D错误。
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