高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组课时作业

第5章　基因突变及其他变异

第1节　基因突变和基因重组

基础过关练

题组一　了解基因突变的实例及概念

1.(2020四川资阳高二期末)产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是(　　)

A.血液中镰刀状的红细胞易破裂

B.血红蛋白中一个氨基酸不正常

C.mRNA中一个碱基发生了改变

D.基因中一个碱基发生了改变

2.下列叙述中,最能准确表达基因突变概念的是　(　　)

A.基因中碱基的增添

B.基因中碱基的替换

C.基因中碱基的缺失

D.基因碱基序列的改变

3.基因D因碱基对A/T替换为G/C而突变成基因d,则下列各项中一定发生改变的是(　　)

A.d基因在染色体上的位置

B.d基因中的氢键数目

C.d基因编码的蛋白质的结构

D.d基因中嘌呤碱基所占比例

4.(2019山东德州津县一中高一下月考)基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,关于这种改变的说法正确的是(　　)

①若发生在配子形成过程中,可以通过有性生殖遗传给后代

②若发生在体细胞中,一定不能遗传

③若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞

④都是外来因素引起的

A.①②③④ B.①③④

C.①③       D.①②③

题组二　认识细胞的癌变

5.(2020江苏连云港高一期末)癌基因学说认为,致癌因子能导致细胞周期失控,细胞过度增殖,引发细胞癌变,根本原因是(　　)

A.细胞的不正常分裂

B.原癌基因和抑癌基因发生突变

C.致癌蛋白高度表达

D.肿瘤抑制蛋白不能正常发挥作用

6.(2020陕西安康高一期末)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是

(　深度解析　)

A.癌细胞是能连续分裂的细胞

B.癌细胞膜表面的糖蛋白含量增加

C.人体所有细胞中都有与癌变有关的基因

D.抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖

7.(2020黑龙江哈尔滨六中高一期末)下列关于原癌基因的说法,不正确的是(　易错　)

A.是细胞中不正常的基因

B.主要负责调控细胞周期

C.原癌基因和抑癌基因发生突变会导致细胞癌变

D.可被致癌因子激活的基因

8.(2019北京八十中开学考试)B基因是一类肿瘤抑制基因,在正常情况下它能够保持DNA结构的稳定。环境中的一些致癌因素会导致细胞表面A受体的激活,进一步抑制B基因的活性。下列相关叙述不正确的是(　　)

A.正常机体内B基因开启

B.B基因突变导致癌变易发生

C.B基因可阻止细胞异常增殖

D.A受体缺失可提高癌变概率

题组三　了解基因突变的原因、特点和意义

9.(2019江苏启东中学高一下期中)基因突变的原因是(　　)

A.DNA变成了蛋白质

B.DNA中的基因碱基序列发生了局部改变

C.DNA中的基因数目减少或增多

D.DNA变成了RNA

10.(2020辽宁大连高一期末)控制小鼠毛色的灰色基因可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因,这说明基因突变(　　)

A.可以随机发生 

B.多数是有害的

C.具有普遍性 

D.具有不定向性

11.(2020天津高一期末)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℃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.突变的有害或有利往往取决于环境条件

C.基因突变与温度有关

D.基因突变是随机发生的

12.(2020辽宁铁岭六校协作体高三第二次联考)科学家发现基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、发生在细胞内不同的DNA上、发生在同一个DNA的不同部位,这体现了基因突变的哪一特点(　　)

A.不定向性 B.普遍性

C.低频性 D.随机性

13.(2020福建福州八校一中期中联考)如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图中分析得出(　　)

A.基因突变具有普遍性

B.基因突变具有不定向性

C.基因突变具有可逆性

D.这些基因的碱基序列一定不同

14.基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法正确的是(　　)

A.基因突变只能定向形成新的等位基因

B.生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变

C.无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变

D.基因突变对生物的生存往往是有利的

题组四　归纳基因重组

15.(2020湖南长郡中学高二期末)下列有关基因重组的说法,不正确的是(　深度解析　)

A.基因重组是生物变异的根本来源

B.基因重组能够产生多种基因型

C.基因重组发生在有性生殖的过程中

D.非同源染色体上的非等位基因可以发生重组

16.(2020湖北荆州中学高二月考)子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组(　　)

A.①②④⑤

B.①②③④⑤⑥

C.③⑥ 

D.④⑤

题组五　基因重组和基因突变的比较

17.(2019吉林辽源田家炳中学高一下期末)下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是(　　)

A.心肌细胞 

B.人的成熟的红细胞

C.根毛细胞 

D.精原细胞

18.(2019江苏扬州高一下期末)可产生新基因及可为生物界的千姿百态提供丰富的变异来源的分别是(　　)

A.前者为基因重组,后者为基因突变

B.两者均为基因重组

C.前者为基因突变,后者为基因重组

D.两者均为基因突变

19.(2020山西长治二中高二期末)下列关于基因突变和基因重组的说法正确的是(　　)

A.DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失不一定引起基因突变

B.基因型Aa的植物自交,后代中出现性状分离现象是基因重组的结果

C.基因突变的方向是由环境决定的

D.基因碱基序列的改变,一定会导致表达的蛋白质失去活性

20.下列关于基因突变和基因重组的叙述,错误的是(　　)

A.基因突变频率低,基因重组在有性生殖过程中普遍存在

B.减数第一次分裂的前期可发生基因重组

C.基因突变后,编码的蛋白质可能与原来的相同

D.任何生物的任何发育阶段都可以发生基因突变和基因重组

21.下图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是(　　)

A.c、d不能发生基因突变

B.基因重组主要是通过c和d来实现的

C.b和a的主要差异之一是同源染色体的联会

D.a过程也能发生基因重组

能力提升练

题组一　归纳基因突变及其应用

1.(2020河北石家庄二中高一期末,)利用物理因素或化学因素处理水毛茛,其体内的黄花基因q1突变为基因q2。下列叙述错误的是(　　)

A.正常情况下q1和q2可存在于同一个配子中

B.基因q2和基因q1的碱基对数目可能不同

C.与基因q1相比,基因q2的碱基序列发生了改变

D.再次处理该生物,基因q2不一定突变为基因q1

2.(不定项)(2020山东德州高三期中,)为提高葡萄糖异构酶的热稳定性,通过基因改造,将原来编码第138号的甘氨酸的密码子GGC改变为编码脯氨酸的密码子CCC,由此发生的变化包括(　深度解析　)

A.酶的空间结构发生改变

B.编码酶的mRNA序列发生改变

C.编码酶的DNA热稳定性降低

D.配对的tRNA的种类改变

3.(2020福建福州高三期末,)IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。小鼠细胞中A1基因控制IGF-2的合成,若突变为A2基因则表达失效。有研究发现,DNA存在如图所示的甲基化现象,甲基化不导致碱基序列的改变,小鼠卵细胞形成时若A1基因特定区域发生甲基化,会阻断该基因的转录,精子形成时无此现象。

(1)据题可知,A1基因和A2基因是一对　　　　。A2是由A1发生碱基的　　　　　　　　　　导致的。 

(2)A1基因的甲基化是否属于基因突变?　　　　为什么?　。 

(3)用A1基因制成基因探针,　　　　(填“能”或“不能”)在上述卵细胞中检测到A1基因的mRNA。基因型为A1A2的小鼠可能表现为个体矮小,请解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　归纳基因重组及其应用

4.()下列关于基因重组的叙述,不正确的是(　　)

A.基因重组发生在精卵结合形成受精卵的过程中

B.一对等位基因不存在基因重组,但一对同源染色体存在基因重组

C.R型细菌转变为S型细菌的实质是基因重组

D.有丝分裂过程中一般不发生基因重组

5.(不定项)()如图表示选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性状由两对基因控制,并独立遗传。则下列有关说法错误的是(　深度解析　)

A.该育种方法的原理是基因重组

B.图中育种过程,需从F2开始选育

C.经筛选淘汰后,在选留的植株中低植酸抗病纯合子所占的比例是1/3

D.选留植株经一代自交留种,即为低植酸抗病性状稳定的品种

题组三　掌握细胞癌变

6.(2020辽宁六校高一开学考试,)如图为结肠癌发病过程中细胞形态与基因的变化。下列有关叙述正确的是(　　)

A.原癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖

B.与细胞增殖有关的某一基因发生突变,就会导致细胞癌变

C.癌细胞易于转移与其细胞膜上糖蛋白增多有关

D.通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据

7.(2020山东邹城高三期中,)2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,三位科学家的研究成果对人们深入研究癌症的发生十分重要。下列关于细胞癌变与癌细胞的叙述,正确的是(　　)

A.癌细胞表面糖蛋白减少使其具有无限增殖的能力

B.细胞癌变后,核糖体活动减弱,细胞周期变长

C.有些物理射线可诱发基因突变,导致细胞癌变

D.癌变是细胞异常分化的结果,此分化大多可逆

8.(2020山东青岛高三期中,)研究表明某些肿瘤细胞中MDR基因高度表达后,会使这些癌细胞对化疗药物的抗性增强。MDR(多耐药基因1)的表达产物是P-糖蛋白(P-gp),该蛋白有ATP依赖性跨膜转运活性,可将药物转运至细胞外,使细胞获得耐药性。而P-gp转运蛋白低水平表达的癌细胞内,某些化疗药物的浓度明显升高。结合上述信息,分析下列叙述正确的是(　　)

A.P-gp转运蛋白转运物质的方式属于协助扩散

B.P-gp转运蛋白可将各种化疗药物转运出癌细胞

C.化疗药物可提高P-gp转运蛋白基因高度表达的癌细胞比例

D.提高癌细胞P-gp转运蛋白的活性为癌症治疗开辟了新途径

答案全解全析

基础过关练

1.D　血红蛋白中的一个氨基酸改变是镰刀型细胞贫血症(镰状细胞贫血)产生的直接原因,控制血红蛋白合成的基因中的一个碱基发生了替换是镰刀型细胞贫血症产生的根本原因,D正确。

2.D　基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。

3.B　基因突变不会改变基因的位置,A不符合题意;碱基对A/T之间有两个氢键,G/C之间有三个氢键,d基因中的氢键数目与D基因中的相比会发生改变,B符合题意;由于密码子具有简并性,基因突变后对应密码子决定的氨基酸可能不变,即d基因编码的蛋白质的结构可能不变,C不符合题意;双链DNA分子中嘌呤与嘧啶的数目始终是相等的,D不符合题意。

4.C　基因突变若发生在配子形成过程中,可以通过有性生殖遗传给后代,①正确;有些植物体细胞发生的基因突变,可以通过无性生殖遗传给后代,②错误;人的体细胞中原癌基因和抑癌基因突变,可能导致细胞癌变,③正确;引起基因突变的因素有外因和内因两个方面,④错误,综上所述,C符合题意。

5.B　细胞癌变的根本原因是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。

6.B　癌细胞在适宜条件下能无限增殖,A正确;癌细胞膜表面的糖蛋白等物质的含量减少,癌细胞容易分散转移,B错误;人体所有细胞中都有与癌变有关的基因,C正确;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,D正确。

归纳总结

癌细胞的特征

7.A　原癌基因存在于正常的体细胞中,属于正常基因,A错误;原癌基因主要负责调控细胞周期,B正确;原癌基因和抑癌基因发生突变会导致细胞癌变,C正确;原癌基因是可被致癌因子激活的基因,D正确。

易错警示

误认为原癌基因和抑癌基因是“坏基因”

正常细胞中既有原癌基因,又有抑癌基因,其中原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增殖。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,从而导致正常细胞畸形分化为恶性增殖细胞,即癌细胞。

8.D　B基因是一类肿瘤抑制基因,在正常情况下它能够保持DNA结构的稳定,因此正常机体内B基因是开启的,可阻止细胞异常增殖,B基因突变会导致细胞癌变易发生;环境中的一些致癌因素会导致细胞表面A受体的激活,进一步抑制B基因的活性,则A受体缺失可促进B基因的活性,进而降低细胞癌变概率。

9.B　DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变,基因的数目并未增加或减少。

10.D　控制小鼠毛色的灰色基因可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因,这说明基因突变具有不定向性。

11.B　由题意可知,一种果蝇的突变体在21℃的气温下,生存能力很差,但是,当气温上升到25℃时,突变体的生存能力大大提高了,这说明同一种变异在不同环境条件下对于生存能力的影响不同,即基因突变的有害或有利不是绝对的,往往取决于生物的生存环境,B符合题意。

12.D　基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、发生在细胞内不同的DNA上、发生在同一个DNA的不同部位,这体现了基因突变的随机性。

13.A　基因突变在自然界是普遍存在的,但图示不能表明基因突变具有普遍性;图示表示各基因之间为复等位基因,说明基因突变具有不定向性;图示各基因之间是双箭头,说明基因突变具有可逆性;这些基因是通过基因突变产生的,所以各基因的碱基序列一定不同。故选A。

14.C　基因突变具有不定向性,A错误;基因突变具有随机性,可以发生在生物个体发育的任何时期,B错误;基因突变具有普遍性,无论是低等生物还是高等生物,无论是体细胞还是生殖细胞,都可能发生基因突变,C正确;基因突变对生物的生存往往是有害的,D错误。

15.A　基因突变是生物变异的根本来源,基因重组也是生物变异的来源之一,A错误;基因重组能够产生多种基因型,B正确;基因重组通常发生在有性生殖的减数分裂过程中,C正确;减数第一次分裂后期,非同源染色体上非等位基因的自由组合可导致基因重组,D正确。

归纳总结

基因重组类型

(1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。

(2)交叉互换型:减数第一次分裂前期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的交叉互换而发生重组。

16.D　根据题意和图示分析可知:①②过程是一对等位基因分离,形成2种配子,没有发生基因重组;③⑥过程是雌雄配子随机结合,形成受精卵,没有发生基因重组;④⑤过程是两对等位基因随着同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,形成4种配子,发生了基因重组。

17.D　心肌细胞和根毛细胞是体细胞,不能进行减数分裂,其生命活动过程中不能发生基因重组现象,A、C不符合题意;人的成熟的红细胞是高度分化的体细胞,没有细胞核,其生命活动过程中不会发生基因重组和基因突变现象,B不符合题意;精原细胞是原始的生殖细胞,既能进行有丝分裂,也能进行减数分裂,其生命活动过程中有可能发生基因突变和基因重组现象,D符合题意。

18.C　基因突变是新基因产生的途径;生物体在进行有性生殖的过程中发生的基因重组能形成多种多样的基因型,可为千姿百态的生物界提供丰富的变异来源。故C正确。

19.A　若DNA分子中碱基的替换、增添和缺失发生在非基因片段,则不引起基因突变,A正确;基因型Aa的植物自交,后代中出现性状分离现象是基因分离的结果,B错误;基因突变具有不定向性,C错误;由于编码氨基酸的密码子具有简并性,基因碱基序列的改变,不一定会导致表达的蛋白质失去活性,D错误。

20.D　基因突变频率低,基因重组一般发生在有性生殖过程中,A正确;减数第一次分裂的前期,同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的交叉互换而发生重组,B正确;基因突变后,编码的蛋白质可能与原来的相同,C正确;基因突变可以发生在任何生物的任何发育阶段,基因重组主要发生在真核生物的减数分裂过程中,D错误。

21.C　如题图所示,a表示精原细胞和卵原细胞的有丝分裂,b表示精原细胞和卵原细胞的减数分裂,c表示受精作用,d表示受精卵的有丝分裂和分化。基因突变具有随机性,可发生在生物个体发育的任何时期,A错误;基因重组主要发生在减数分裂过程中,B错误;有丝分裂和减数分裂的主要差异之一是减数分裂过程中会发生同源染色体的联会,C正确;有丝分裂过程中不会发生基因重组,D错误。

能力提升练

1.A　基因q1突变为基因q2,q1和q2是等位基因,正常情况下,等位基因在减数第一次分裂后期分离,因此q1和q2不能存在于同一个配子中,A错误;基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,基因q1突变为基因q2,基因碱基序列发生改变,碱基对数目可能发生改变,B、C正确;基因突变具有不定向性,再次处理该生物,基因q2不一定突变为基因q1,D正确。

2.ABD　编码第138号的甘氨酸的密码子GGC改变为编码脯氨酸的密码子CCC,即编码酶的mRNA序列发生改变,会使配对的tRNA上的反密码子也相应发生改变,合成的酶的多肽链上的甘氨酸改变为脯氨酸,将导致酶的空间结构发生改变,A、B、D符合题意;密码子GGC改变为CCC,编码酶的DNA热稳定性不变,C不符合题意。

方法技巧

判断变异是否属于基因突变的方法

(1)基因内部碱基序列发生变化——是基因突变。

(2)基因数目发生变化——不是基因突变。

(3)基因位置发生改变——不是基因突变。

(4)光学显微镜可观察到——不是基因突变。

(5)产生新基因——是基因突变。

3.答案　(1)等位基因　替换、缺失或增添　(2)不属于　因为甲基化不会导致碱基序列的改变　(3)不能　A1基因来自母本,发生了甲基化不能表达

解析　(1)由题干信息可知,A2基因是A1基因突变(发生碱基的替换、缺失或增添)而来的,因此A1基因和A2基因是一对等位基因。(2)A1基因的甲基化不属于基因突变,因为甲基化不会导致碱基序列的改变。(3)用A1基因制成基因探针,不能在题述卵细胞中检测到A1基因的mRNA,因为A1基因特定区域发生甲基化,会阻断该基因的转录。基因型为A1A2的小鼠可能表现为个体矮小,其原因是A1基因可能来自母本,在产生卵细胞过程中发生了甲基化,从而不能表达。

4.A　基因重组一般发生在减数分裂形成配子的过程中,精卵结合形成受精卵的过程中不发生基因重组,有丝分裂过程中一般也不发生基因重组,A错误,D正确;一对等位基因不存在基因重组,但一对同源染色体存在基因重组,如同源染色体上的非等位基因随非姐妹染色单体之间的交叉互换发生重组,B正确;R型细菌转变为S型细菌,是因为S型细菌的DNA片段插入R型细菌的DNA分子上,其实质是基因重组,C正确。

5.CD　图中育种方式是杂交育种,原理是基因重组,A正确;由题图分析,低植酸和抗病都是显性性状,F1的低植酸抗病植株是双杂合子,F2中才出现符合要求的低植酸抗病的纯合子,所以从F2开始选育,B正确;F2中低植酸抗病占9/16,低植酸抗病纯合子占1/16,即选留的植株中低植酸抗病纯合子占1/9,C错误;选留植株中包含有不能稳定遗传的杂合子,因此不能留种,需要连续自交,逐代筛选,直至不发生性状分离,D错误。

归纳总结

基因重组的应用——杂交育种

杂交育种选育的时间长,但不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种,则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离;若选育隐性优良纯种,则只要出现该性状个体即可选育。

6.D　原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,A错误;细胞癌变是多个基因突变累加的结果,B错误;癌细胞容易在体内转移与其细胞膜上糖蛋白等物质的减少有关,C错误;由于细胞癌变后形态发生明显改变,故可在显微镜下观察细胞的形态,判断细胞是否发生癌变,D正确。

7.C　癌变细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使细胞间的黏着性降低,导致细胞易分散转移,A错误;癌变后细胞的分裂能力增强,细胞周期变短,核糖体活动增强,B错误;各种射线、许多化学物质和病毒可以诱发基因突变,导致细胞癌变,C正确;癌变是细胞异常分化的结果,正常情况下细胞分化是不可逆的,D错误。

8.C　由题意可知,P-gp转运蛋白转运化疗药物要消耗能量,不属于协助扩散,A错误;P-gp转运蛋白具有特异性,只能转运与载体蛋白对应的一种化疗药物,B错误;化疗药物会杀死MDR基因未高度表达的癌细胞,P-gp转运蛋白基因高度表达的癌细胞的抗药性强,生存下来的比例高,C正确;提高癌细胞P-gp转运蛋白的活性即提高了癌细胞的抗药性,不利于癌症的治疗,D错误。