2019-2020学年苏教版生物必修二新素养同步练习：第四章　第四节　第1课时　基因突变与基因重组知能演练轻巧夺冠 9页

[随堂检测] 1．关于基因突变的下列叙述中，错误的是( ) A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换 B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序的改变而引起的 C．基因突变只有在一定的外界环境条件作用下才能发生 D．基因突变的突变率是很低的，并且大都是有害的 解析：选 C。基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换，A 正确；基因突变 是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序的改变而引起的，B 正确；基因突变在一 定的外界环境条件或内部因素作用下都可能发生，C 错误；基因突变的突变率是很低的，并 且大都是有害的，D 正确。 2．下列过程中存在基因重组的是( ) 解析：选 B。基因重组至少存在两对等位基因，A 中是一对等位基因的杂合子自交的过 程，不存在基因重组；B 是减数分裂产生配子的过程中，两对等位基因的基因重组；C 是减 数第二次分裂，没有基因重组；D 是精子与卵细胞结合的过程，不存在基因重组。 3.基因型为 AaBbDd 的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意 图如右图。叙述正确的是( ) A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B．该细胞能产生 AbD、ABD、abd、aBd 四种精子 C．B(b)与 D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律 D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 解析：选 B。A 与 a、D 与 d 位于一对同源染色体上，这两对等位基因的分离都发生在 减数第一次分裂时，即初级精母细胞中，而交叉互换后的 B 与 b 分布在一条染色体的两条 姐妹染色单体上，这对基因的分离可发生在减数第二次分裂时，即次级精母细胞中，A 项错 误；该细胞能产生 ABD、abd、AbD、aBd 四种精子，B 项正确；B(b)与 D(d)间的基因重组 是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致的，不遵循自由组合定律，C 项错误；同源染 色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组，不属于染色体结构变异，D 项错误。 4．视网膜母细胞瘤是眼科最常见的恶性肿瘤，俗称眼癌，发病原因可能与 RB 蛋白缺 失有关。RB 蛋白是常染色体上的 RB 基因编码的蛋白质，其分布于细胞核内，能抑制细胞 增殖。正常人体细胞中含有一对 RB 基因，当两个 RB 基因同时突变时，不能合成正常的 RB 蛋白，就会发生视网膜母细胞瘤。下列相关叙述正确的是( ) A．RB 蛋白的作用原理可能是在细胞核内合成后，与染色体结合，抑制其复制 B．RB 基因能抑制细胞癌变，在人体所有细胞中都有该基因 C．RB 基因发生的突变属于隐性突变，是 RB 基因的碱基序列定向突变造成的 D．当父母双方都携带 RB 基因的突变基因时，儿子发病率为四分之一 答案：D 5．基因 r1、r2、r3 分别是由 R 基因的一对不同碱基发生改变而引起的，r1、r2、r3 控制 蛋白质合成过程中转录的 mRNA 如下表： 突变基因 mRNA 碱基序列 r1 …GCGACUCGGUGA… r2 …GAGACGCGGUGA… r3 …GAGACUCGUUGA… 分析上表 mRNA 碱基序列，R 基因相应 DNA 片段中模板链的碱基顺序是( ) A．…CTCTGAGCCACT… B．…GAGACTCGGTGA… C．…CTCTGAGCCTCT… D．…GAGACTCGGGGA… 解析：选 A。对比表中 r1、r2、r3 控制蛋白质合成过程中转录的 mRNA 可知，R 基因转 录形成的 mRNA 为…G_GAC_CG_UGA…，而基因 r1、r2、r3 分别是由 R 基因的一对不同碱 基发生改变而引起的，因此该段 mRNA 的第二个碱基为 A，第 6 个碱基为 U，第 9 个碱基 为 G，即该 mRNA 的碱基序列为…GAGACUCGGUGA…，根据碱基互补配对原则，R 基因 相应 DNA 片段中模板链的碱基顺序是…CTCTGAGCCACT…。 6．如图为某植物种群(雌雄同花)中甲植株的 A 基因(扁茎)和乙植株的 B 基因(缺刻叶) 发生突变的过程。已知 A 基因和 B 基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题： (1)简述上述两个基因发生突变的过程：_____________________________________。 (2)突变产生的 a 基因与 A 基因的关系是________，a 基因与 B 基因的关系是_________。 (3)若 a 基因与 b 基因分别控制圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为 ________、________，表现型分别为______________、________________。 (4)请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验程序，培育出具有圆 茎圆叶的观赏植物品种。 解析：由题干信息知 A 基因与 B 基因突变均是由碱基对改变而导致脱氧核苷酸序列变 化。突变产生的新基因与原基因互为等位基因，由于该突变为隐性突变，故突变后性状并未 发生变化。 答案：(1)DNA 复制的过程中一个碱基被另一个碱基取代，导致基因的碱基序列发生了 改变 (2)等位基因 非等位基因 (3)AaBB AABb 扁茎缺刻叶 扁茎缺刻叶 (4)①将突变后的甲、乙两 植株分别自交；②选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶(aaBB)植株与乙子代中表现型为扁茎圆 叶(AAbb)植株进行杂交，获得扁茎缺刻叶(AaBb)植株；③得到的扁茎缺刻叶植株自交，从 子代中选择圆茎圆叶植株即为所需(也可用遗传图解表示)。 [课时作业] 一、选择题 1．一个处于细胞周期中的细胞，如果一条染色体上的两条姐妹染色单体上的基因不同， 如分别为 A 与 a，则该细胞在分裂的过程中( ) A．最可能发生了基因突变 B．最可能发生了交叉互换 C．不可能发生了基因突变或交叉互换 D．最可能发生了易位 解析：选 A。一个处于细胞周期中的细胞，说明细胞在发生有丝分裂，一条染色体上的 两条染色单体的基因不相同，为 A 与 a，则该细胞在分裂过程中很可能发生了基因突变，A 正确。 2．下图为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生( ) A．染色体易位 B．基因重组 C．染色体倒位 D．姐妹染色单体之间的交换 解析：选 B。据图可看出，此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，即交叉互 换，属于基因重组。 3．亮氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG、CUC，当某基因 片段中模板链的 GAC 突变为 AAC 时，这种突变的结果对该生物的影响是( ) A．一定是有害的 B．一定是有利的 C．有害的概率大于有利的概率 D．既无利也无害 解析：选 D。当某基因片段中的 GAC 突变为 AAC 时，对应的密码子由 CUG 变成了 UUG，这些密码子均控制亮氨酸，则该突变既无利也无害，答案是 D。 4．下面有关自然发生的基因重组的说法，不正确的是( ) A．基因重组发生在减数分裂过程中 B．基因重组产生原来没有的新基因 C．基因重组是生物变异的重要来源 D．基因重组可能出现新的性状 解析：选 B。自然发生的基因重组是指生物体进行有性生殖的过程，即减数分裂过程中； 控制不同性状的基因的重新组合，可产生新的基因型，从而形成新的表现型，是生物变异的 重要来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。但是， 基因重组不会产生新的基因。 5．下列关于基因重组的说法，不正确的是( ) A．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属于基因重组 B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体的交叉互换，导致基因重组 C．减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组 D．一般情况下，水稻花药细胞内可发生基因重组，而根尖细胞则不能 解析：选 B。有性生殖的过程中，控制不同性状的基因随非同源染色体自由组合而组合， 形成不同基因型配子，为基因重组，A 正确。减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染 色单体的交叉互换，导致形成不同基因型配子，为基因重组，B 错误。减数第一次分裂后期， 非同源染色体的非等位基因随着非同源染色体自由组合而组合，形成不同基因型配子，为基 因重组，C 正确。花药细胞减数分裂发生基因重组，有丝分裂不发生基因重组，D 正确。 6．关于基因突变是否可以遗传，有下列说法，其中不正确的是( ) A．若发生在配子形成过程中，可以通过有性生殖遗传给后代 B．若发生在体细胞中，一定不能遗传 C．若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞 D．人类 Y 染色体上的基因突变，只能传给男性 解析：选 B。配子形成过程即减数分裂的间期，如果发生基因突变，可以通过配子传给 后代，A 对；若发生在体细胞中，可以通过无性繁殖产生的后代遗传，B 错；人正常体细胞 具有原癌基因和抑癌基因，若发生基因突变，可能形成癌细胞，C 对；因只有男性体细胞中 含有 Y 染色体，人类 Y 染色体上的基因突变，只能传给男性，D 对。 7．突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色 体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是( ) ①正常基因纯合细胞 ②突变基因杂合细胞 ③突变基因纯合细胞 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 解析：选 D。图示呈现的突变基因杂合细胞，DNA 复制后形成的姐妹染色单体片段互 换，使每条染色体均含有正常基因和突变基因，在有丝分裂的后期着丝点分裂后，由于姐妹 染色单体分离后移向两极是随机的，因此两个子细胞可能是正常基因纯合细胞和突变基因纯 合细胞，或者两个子细胞都是突变基因杂合细胞。 8．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 解析：选 B。依题意可知：该植株发生基因突变之后，其突变基因控制的性状在当代就 表现出来，说明这种现象是由隐性基因突变成显性基因引起的，该突变植株为杂合子，A 项 错误；杂合子自交，其产生的后代中约有 1/4 为变异纯合个体，B 项正确；基因突变在光学 显微镜下无法直接观察到，因此不能通过观察细胞有丝分裂中期染色体的形态来判断基因突 变的位置，C 项错误；将该株水稻的花粉离体培养后得到的是高度不育的单倍体，D 项错误。 9．红花蚕豆栽培园中偶然发现了一株开黄花的蚕豆植株，推测该黄花表现型出现是花 色基因突变的结果。为确定推测是否正确，应检测和比较黄花植株与红花植株中( ) A．花色基因的 DNA 序列 B．花色基因的碱基组成 C．细胞的 DNA 含量 D．细胞的 RNA 含量 解析：选 A。基因突变不改变花色基因中的碱基组成，基因中均含有 A、T、C、G 四 种碱基；基因突变不会改变细胞中 DNA 分子的数目；细胞中的 RNA 含量与细胞蛋白质合 成功能强弱有关；基因突变是碱基对的替换、增添和缺失，其结果是产生新的等位基因，它 们的差别在于碱基序列的不同，A 正确。 10．某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸改变而导致乳 糖酶失活，发生这种现象的根本原因是( ) A．缺乏吸收某种氨基酸的能力 B．不能摄取足够的乳糖酶 C．乳糖酶基因中有一个碱基对被替换了 D．乳糖酶基因中有一个碱基对缺失了 解析：选 C。氨基酸发生了改变是 mRNA 上密码子改变的结果，其根本原因是基因发 生了突变，基因突变包括碱基对的替换、增添和缺失。本题中一个氨基酸发生改变，应是碱 基对替换的结果。 11．下列关于生物变异的叙述，正确的是( ) A．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变 B．太空射线能使种子发生定向变异 C．DNA 中一个碱基对的缺失一定导致基因发生突变 D．非同源染色体的自由组合可导致基因重组 解析：选 D。无外界诱发因素的作用，生物也可能发生自发突变；太空射线诱发产生的 基因突变是不定向的；DNA 中一个碱基对的缺失不一定发生在基因中，即不一定引起基因 结构的改变。 12．某炭疽杆菌的 A 基因含有 A1～A6 6 个小段，某生物学家分离出此细菌 A 基因的 2 个缺失突变株：K(缺失 A2、A3)、L(缺失 A3、A4、A5、A6)。将一未知的点突变株 X 与 L 共 同培养，可以得到转化出来的野生型细菌(即：6 个小段都不是突变型)；若将 X 与 K 共同培 养，得到转化的细菌都为非野生型。由此可判断 X 的点突变最可能位于 A 基因的( ) A．A2 小段 B．A3 小段 C．A4 小段 D．A5 小段 解析：选 A。由于 X 与 L 混合培养均转化为野生型，说明 X 中含有 A3、A4、A5、A6 片段；X 与 K 混合培养时均不能正常转化，说明 X 中缺少 A2、A3 段中的一个，综合上述两 种情况可知：X 的突变点是在 A 基因的 A2 小段，A 正确。 二、非选择题 13．在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱 毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了 6 组小鼠交配组合， 统计相同时间段内的繁殖结果如下。 组合编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 交配组合 ●× ×■ × ●×■ ●×□ ○×■ 产仔次数 6 6 17 4 6 6 子代小鼠 总数/只 脱毛 有毛 9 20 29 11 0 0 12 27 110 0 13 40 注：●纯合脱毛♀，■纯合脱毛♂，○纯合有毛♀，□纯合有毛♂， 杂合♀， 杂 合♂。 (1)已知Ⅰ、Ⅱ组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于________ 染色体上。 (2)Ⅲ组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由________基因控制的，相关基因的遗传符 合________定律。 (3)Ⅳ组的繁殖结果说明，小鼠表现出的脱毛性状不是________影响的结果。 (4)在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于________。此种群中同时出现几只脱毛 小鼠的条件是__________________________________________________________________。 (5)测序结果表明，突变基因序列模板链中的 1 个 G 突变为 A，推测密码子发生的变化 是________(填选项前的符号)。 a．由 GGA 变为 AGA b．由 CGA 变为 GGA c．由 AGA 变为 UGA d．由 CGA 变为 UGA (6)研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质， 推测出现此现象的原因是蛋白质合成________。进一步研究发现，该蛋白质会使甲状腺激素 受体的功能下降，据此推测脱毛小鼠细胞的________下降，这就可以解释表中数据显示的雌 性脱毛小鼠______的原因。 解析：(1)因脱毛和有毛性状与性别无关，故相关基因位于常染色体上。(2)Ⅲ组子代中 有毛和脱毛小鼠的比例接近 3∶1，故该性状受一对等位基因控制，符合孟德尔的分离定律。 (3)由Ⅴ和Ⅵ组可确定有毛为显性性状、无毛为隐性性状，第Ⅳ组的亲代为纯合脱毛小鼠(设 基因型为 aa)，其子代也都为纯合脱毛小鼠(aa)，可见脱毛性状不是环境影响的结果。(4)若 此种群中同时出现了几只脱毛小鼠，则可能在该小种群中突变基因的频率足够高。(5)密码 子在 mRNA 上，模板链中 G 突变为 A，则 mRNA 中应是 C 突变为 U，故 d 项正确。(6)“突 变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质”，其原因可能是突变 引起 mRNA 中终止密码子提前，导致蛋白质合成提前终止。若甲状腺激素受体的功能下降， 则甲状腺激素不能正常作用于靶细胞，从而引起细胞代谢速率下降。组合Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ的后代 个体数目都比较少，其原因可能是雌性脱毛小鼠的细胞代谢速率降低，导致产仔率低。 答案：(1)常 (2)一对等位 孟德尔分离 (3)环境因素 (4)自发/自然突变 突变基因的 频率足够高 (5)d (6)提前终止 代谢速率 产仔率低 14．回答下列关于生物变异的问题： (1)图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理。图中①②表示的遗传信息流动过程分别是 ①____________________；②______________________；α链碱基组成为______________， 缬氨酸的密码子(之一)为______。 (2)图乙为基因型 AaBB 的某动物进行细胞分裂的示意图。则图中两条姐妹染色单体上 的基因不同的原因可能是__________________________________________________。 (3)图丙表示两种类型的变异。其中属于基因重组的是______(填序号)，属于染色体结构 变异的是______(填序号)，从发生的染色体种类说，两种变异的主要区别是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)图中①②分别表示 DNA 复制和转录，DNA 复制发生在有丝分裂间期或减数 第一次分裂间期，主要在细胞核内进行。根据碱基互补配对原则，DNA 的一条链为 GTA， 因此α链碱基组成为 CAT，β链为α链转录形成的 mRNA，因此其密码子为 GUA。 (2)图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是发生了交叉互换或基因突变。 (3)图丙中①的同源染色体发生了交叉互换，属于基因重组，②是非同源染色体发生了 互换，属于染色体变异。 答案：(1)DNA 复制 转录 CAT GUA (2)发生了交叉互换或基因突变 (3)① ② ①发生在同源染色体之间，②发生在非同源染色体之间 15．如图为人β珠蛋白基因与其 mRNA 杂交的示意图，①～⑦表示基因的不同功能区。 据图回答下列问题： (1)上述分子杂交的原理是______________________；细胞中β珠蛋白基因编码区不能翻 译的序列是______(填写图中序号)。 (2)细胞中β珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合①中调控序列的酶是_________。 (3)若一个卵原细胞的一条染色体上，β珠蛋白基因的编码区中一个 A 替换成 T，则由 该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是________。 (4)上述突变基因的两个携带者婚配，其后代中不含该突变基因的概率是________。 (5)用一定剂量的 Coγ射线照射萌发状态的棉花种子，其成活棉株的器官形态和生理代 谢均发生显著变异，这种变异属于________。处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多 数的产量和品质下降，这说明了__________________________________________。在其中也 发现了极少数的个体品质好、产最高，这说明了变异是________。 解析：(1)真核生物的基因结构是由编码区和非编码区构成的，编码区又由外显子(②④⑥) 和内含子(③⑤)构成，其中内含子不能指导蛋白质的合成。人β珠蛋白基因与其 mRNA 杂交 是通过碱基互补配对，未配对部分是内含子的碱基序列，即③⑤。(2)非编码区上游有 RNA 聚合酶结合位点。(3)由于是一条染色体上的碱基替换，那么另一条同源染色体是正常的， 所以同源染色体分离后，变异染色体进入次级卵母细胞的概率是 1/2，再进入卵细胞的概率 也是 1/2，因此由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是 1/2×1/2＝1/4。(4)上述 突变基因的两个携带者婚配，其后代中不含该突变基因的概率是 1/2×1/2＝1/4。(5)用一定 剂量的 Coγ射线照射萌发状态的棉花种子，使其发生基因突变。处理过的种子有的出苗后 不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降，这说明了大多数基因突变对生物体是有害的，但 也有少数个体品质好、产最高，这说明了变异是不定向的。 答案：(1)碱基互补配对原则 ③⑤ (2)RNA 聚合酶 (3)1/4 (4)1/4 (5)基因突变 大多数基因突变对生物体是有害的 不定向的