人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组一课一练

  课时作业12　基因突变和基因重组

一、选择题

1．下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA，由此分析正确的是(　　)

A．控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基对发生替换都会引起贫血症

B．②过程是以α链为模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的

C．转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU

D．人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代

解析：控制血红蛋白合成的一段基因中的一个碱基对发生替换，使谷氨酸替换为缬氨酸，从而引起贫血症；②过程是以α链为模板，但合成的是mRNA，所用原料是核糖核苷酸；根据缬氨酸的密码子是GUA可知，对应的tRNA上的反密码子为CAU；人类患镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。

答案：C

2．如果一个基因的中部缺失了1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．所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

解析：基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。

答案：A

3．一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，当气温上升到25.5 ℃时，突变体的生存能力大大提高。这个现象可以说明(　　)

A．基因突变是不定向的

B．突变的有害或有利取决于环境条件

C．基因突变与温度有关

D．基因突变是随机发生的

解析：基因突变是不定向的，但本题没有涉及多种变异，不符合题意，A错误；果蝇突变体在21℃的气温下，生存能力很差，当气温高过25.5℃时，突变体生存能力大大提高，说明突变的有害或有利取决于环境条件， B正确；在改变温度之前，果蝇已经发生了突变，所以题目中没有体现基因突变与温度有关，C错误；题目内容不能说明基因突变是随机发生的，D错误。

答案：B

4．如图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断错误的是(　　)

A．甲细胞表明该动物发生了基因突变

B．乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变

C．丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换

D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代

解析：据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂示意图分析可知：甲细胞处于有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果；乙细胞处于减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，只能是基因突变的结果；丙细胞也处于减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的；若甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代。

答案：D

5．下面有关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，是生物变异的重要来源

B．基因重组产生原来没有的新基因，从而改变基因中的遗传信息

C．基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型

D．基因重组能产生原来没有的新性状组合

解析：基因重组包括同源染色体交叉互换带来的基因重组和非同源染色体自由组合带来的基因重组，是生物变异的重要来源，A正确；基因突变产生原来没有的新基因，基因重组不能产生新基因，只能产生新基因型，B错误；基因重组能导致性状重组，产生新的表现型，但基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型，C、D均正确。

答案：B

6．(2019年南昌六校模拟)链霉素能与原核生物核糖体上的S蛋白结合，从而阻止了基因表达中的翻译过程。现有一种细菌，其S蛋白上有一个氨基酸种类发生改变，导致S蛋白不能与链霉素结合。以下叙述正确的是(　　)

A．链霉素是抗此种细菌的特效药

B．链霉素能诱导细菌S蛋白基因发生相应的突变

C．该细菌内S蛋白的空间结构可能发生了改变

D．该细菌S蛋白基因可能缺失一个或两个碱基

解析：链霉素不能与此种细菌的S蛋白结合，使链霉素失去作用，A错误；链霉素不能定向诱导基因突变，B错误；蛋白质的功能与空间结构密切相关，C正确；该细菌S蛋白仅一个氨基酸发生改变，最可能是发生了碱基对的替换，D错误。

答案：C

7．镰刀型细胞贫血症患者因控制血红蛋白合成的基因发生突变，导致血红蛋白的第六位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．患者细胞中携带谷氨酸的tRNA与正常人相同

B．患者红细胞中血红蛋白的结构与正常人不同

C．患者血红蛋白mRNA的碱基序列与正常人不同

D．患者的致病基因通过控制酶的合成控制代谢

解析：血红蛋白基因突变并不造成tRNA的改变，A正确；由于血红蛋白的第六位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，血红蛋白的结构发生改变，B正确；基因突变后造成血红蛋白mRNA的碱基序列与正常人不同，C正确；镰刀型细胞贫血症的病因说明了基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D错误。

答案：D

8．(2019年江西南昌一模)下列关于基因突变的叙述，正确的是(　　)

A．DNA分子中发生碱基对的替换都会引起基因突变

B．在没有外界不良因素的影响下，生物不会发生基因突变

C．基因突变的随机性表现在一个基因可突变成多个等位基因

D．基因突变能产生自然界中原本不存在的基因，是变异的根本来源

解析：基因突变是碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变，但只有DNA分子上具有遗传效应的片段才是基因；基因突变可自发产生；随机性表现为基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内的不同DNA分子上，可以发生在同一DNA分子的不同部位等，而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，这属于基因突变的不定向性。

答案：D

9．下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

解析：由图可知，a→b→c表示基因的转录和翻译，A错误；图中DNA分子中发生了碱基对的替换，该基因发生了基因突变，B错误；图中密码子发生了改变，但氨基酸没有改变，体现了密码子的简并性(兼并性)，C正确；基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换，是微观变化，D错误。

答案：C

10．拟南芥细胞中某个基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对，下列分析正确的是(　　)

A．根尖成熟区细胞一般均可发生此过程

B．该细胞的子代细胞中遗传信息不会发生改变

C．若该变异发生在基因中部，可能导致翻译过程提前终止

D．若在插入位点再缺失3个碱基对，对其编码的蛋白质结构影响最小

解析：根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞，已经失去分裂能力，细胞中不会发生DNA复制，一般不会发生此过程，A错误；拟南芥细胞中某个基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对，说明发生了基因突变，导致遗传信息发生改变，突变的基因会随DNA分子进入到子细胞，B错误；若该变异发生在基因中部，有可能使该基因转录的mRNA分子中提前出现终止密码子，导致翻译过程提前终止，C正确；若在插入位点再缺失3个碱基对，会使该基因转录的密码子从插入位点后全部改变，导致其编码的蛋白质结构与原来差异很大，D错误。

答案：C

11．下列关于基因突变和基因重组的叙述，错误的是(　　)

A．基因突变和基因重组都对生物进化有重要意义

B．基因突变能改变基因中的碱基序列，而基因重组只能改变基因型

C．真核细胞的分裂方式中基因重组发生在减数分裂过程中

D．基因突变和基因重组都能发生在受精过程中

解析：基因突变能够产生新基因，基因重组能够产生新基因型，都对生物进化有重要意义，A正确；基因突变可以改变基因中的碱基序列，基因重组只能改变生物个体的基因型，B正确；真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种，而自然状态下基因重组发生在减数分裂过程中，C正确，D错误。

答案：D

12．很多因素都能引起基因突变，但最终表现出来的突变性状却比较少。原因不包括(　　)

A．遗传密码具有简并性

B．突变产生的隐性基因在杂合子中不能表现

C．自然选择淘汰部分突变个体

D．生物发生了基因突变就导致生殖隔离

解析：遗传密码具有简并性，多种tRNA可能携带相同的氨基酸，A正确；突变产生的隐性基因在杂合子中不能表现其隐性性状，B正确；突变多数是有害的，会被自然选择给淘汰，C正确；生殖隔离的形成是一个漫长的过程，不是单个个体的基因突变就会形成，D错误。

答案：D

13．以下几种生物，其可遗传的变异既可以来自基因突变，又可以来自基因重组的是(　　)

A．蓝藻        B．噬菌体

C．烟草花叶病毒     D．豌豆

解析：基因突变可以发生在所有生物中，而基因重组只发生在进行有性生殖的生物中；病毒和原核生物都无法进行有性生殖，而豌豆可以进行有性生殖，所以豌豆既可以发生基因突变，也可以发生基因重组。

答案：D

14．如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是(　　)

A．该动物的性别是雄性的

B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组

C．1与2的片段交换属于基因重组

D．丙图细胞中也可能存在等位基因

解析：甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图。甲图中同源染色体正在分开，是减数第一次分裂的特征，且细胞为均等分裂，因此可判定该动物性别为雄性，A正确。乙图中着丝点分开，而且有同源染色体，是有丝分裂的特征。丙图中着丝点正在分开，而且没有同源染色体，是减数第二次分裂的特征。由于基因重组发生在减数分裂过程中，所以乙细胞不可能进行基因重组，B错误，D正确。1与2的片段交换是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，属于基因重组，C正确。

答案：B

15．如图所示为某雄性哺乳动物某一时期细胞中染色体组成及其上的部分基因。下列叙述错误的是(　　)

A．该细胞含有同源染色体

B．该细胞在DNA复制时发生了基因突变

C．该细胞在四分体时期发生了交叉互换

D．该细胞形成的子细胞的基因型有2种或3种

解析：图中1号与2号染色体、3号与4号染色体是同源染色体；2号染色体中姐妹染色单体相同位置的基因不同，是由基因突变引起的，如果是由交叉互换导致的，则1号染色体中姐妹染色单体上的基因也应该不同；若该细胞进行减数分裂，则形成的子细胞的基因型有ab、AB、aB或aB、ab、Ab 3种；若该细胞进行有丝分裂，则形成的子细胞的基因型有AaBb、aaBb 2种。

答案：C

二、综合题

16．(2019年江苏如皋检测)下图1为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。图2表示的是正常蛋白和异常蛋白氨基酸序列，字母表示氨基酸，数字表示氨基酸的位置，箭头表示基因相应位点突变引起的氨基酸种类的变化。请回答：

(1)图1过程①中物质c能识别致病基因的________________并与之结合，过程②是________________。

(2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质a中模板链碱基序列为______________________。

(3)据图2推测，导致①、②处突变的原因是基因中分别发生了碱基对的________、________，进一步研究发现，异常蛋白质的相对分子质量明显大于正常蛋白质，从物质b的变化分析，出现此现象的原因可能是_________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)图中的异常蛋白质不可能分布在人体细胞的____________(填细胞器的名称)中。

解析：(1)图1过程①为遗传信息的转录，物质c是RNA聚合酶，能识别致病基因的DNA序列中相应结合位点(启动子)并与之结合，催化DNA转录形成信使RNA。过程②是以mRNA为模板，在核糖体上合成异常多肽链的过程，此过程为遗传信息的翻译。

(2)携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则mRNA上相应的密码子碱基序列为UCU、GAA，则物质a中模板链碱基序列应为AGA、CTT。

(3)据图2推测，11号位点氨基酸种类改变，但其后的氨基酸序列不变，说明mRNA仅有一个密码子的改变，导致①处突变的原因最可能是基因中相应位点发生了碱基对的替换；28号位点氨基酸种类改变，其后的氨基酸序列跟着改变，说明其后的密码子序列都改变，导致②处突变的原因最可能是基因中相应位点发生了碱基对的增添或缺失。若异常蛋白质的相对分子质量明显大于正常蛋白质，可推测其含有的氨基酸的数目增加，物质b是mRNA，从mRNA分析，出现此现象的原因可能是碱基对的增添或缺失导致终止密码子被破坏(或推迟出现)，蛋白质继续合成。

(4)图1显示图中的异常蛋白质分布在膜结构上，因此人体细胞中的非膜细胞器，如中心体和核糖体中不可能含有。

答案：(1)RNA聚合酶结合位点　翻译

(2)AGA和CTT

(3)替换(或改变)　增添或缺失(缺一不可)　终止密码子被破坏(或推迟出现)，蛋白质继续合成

(4)中心体和核糖体(答“中心体”或“核糖体”均可)

17．小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表现型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。

(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或交叉互换。

①若是发生交叉互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是________________________________。

②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是________或________。

(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验：

实验方案：用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为________的雌性个体进行交配，观察子代的表现型。

结果预测：①如果子代______________________，则发生了交叉互换。

②如果子代______________________，则基因发生了隐性突变。

解析：题图中1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或交叉互换，若是发生交叉互换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表现型；若是基因发生隐性突变，既A→a，则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表现型。

答案：(1)①AB、Ab、aB、ab

②AB、aB、ab　Ab、aB、ab

(2)aabb　结果预测：①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表现型　②出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表现型