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人教版高中生物必修2基因突变和基因重组作业含答案
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第5章 基因突变及其它变异 第1节 基因突变和基因重组
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、综合题
1.下图为镰状细胞贫血图解,据图作答:
(1)图示中a、b、c过程分别代表_____。基因突变发生在_____(填字母)过程中。
(2)人们患镰状细胞贫血的直接原因是_____,根本原因是_____。
(3)用光学显微镜观察某同学的红细胞,能不能判断其是否患镰状细胞贫血?_____
【答案】(1)DNA复制、转录、翻译;a
(2)血红蛋白异常;发生了基因突变,碱基对由替换成
(3)能。正常红细胞呈圆饼状,如果呈镰刀状,就说明该同学患镰状细胞贫血。
【解析】
分析题图可知,a过程以DNA为模板合成DNA,属于DNA复制,b以DNA为模板合成RNA,属于转录,c以mRNA为模板合成蛋白质,属于翻译。
(1)
根据上述分析可知,图示中a、b、c过程分别代表DNA复制、转录、翻译。基因突变一般发生在DNA复制过程中,即图中的a过程中,因为此时DNA分子解旋,稳定性差,碱基配对易发生错误。
(2)
人们患镰状细胞贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是相关基因发生了碱基对的替换,即发生了基因突变。
(3)
光学显微镜可观察到细胞的形状,如果看到细胞呈圆饼状,说明该同学不患镰状细胞贫血,如果呈镰刀状,就说明该同学患镰状细胞贫血。
2.癌细胞生命活动相对较为旺盛,细胞内线粒体、核糖体的活动活跃。请从下面两个方面探讨。
(1)线粒体活动活跃的原因:_____。
(2)核糖体活动活跃的原因:_____。
(3)白血病是一种常见的造血组织肿瘤疾病,请从细胞癌变机理的角度分析,致癌因子是如何使造血干细胞发生癌变转化成癌细胞的?_____。
【答案】(1)主要为癌细胞的分裂提供能量,同时也为其他生命活动提供能量
(2)在有丝分裂的间期要合成大量的蛋白质,为细胞分裂做准备
(3)致癌因子使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变,从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞
【解析】(1)线粒体是有氧呼吸的的主要场所,是细胞的“动力车间”,细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体,故癌细胞的线粒体活动活跃的原因是线粒体主要为癌细胞的分裂提供能量,同时也为其他生命活动提供能量。
(2)
癌细胞增殖能力强,在有丝分裂的间期要合成大量的蛋白质,为细胞分裂做准备,核糖体是蛋白质的合成场所,故核糖体活动活跃。
(3)
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,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。致癌因子使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变,从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞。
二、单选题
3.如图所示为正常结肠上皮细胞逐步转化成结肠癌细胞的过程中有关基因的突变情况。下列相关叙述正确的是
A.结肠上皮细胞在增殖过程中染色体数和核DNA数同步加倍
B.效应T细胞诱导的结肠癌细胞裂解死亡受凋亡基因的控制
C.APC基因、DCC基因和P53基因主要负责调节细胞的增殖周期
D.P53抑癌基因结构发生改变就能赋予结肠癌细胞所有的特性
【答案】B
【解析】
DNA数目加倍在间期,染色体数目加倍发生在着丝点分裂时期,A错误;效应T细胞与结肠癌细胞结合,使结肠癌细胞裂解后被清除属于细胞凋亡,B正确;APC基因、DCC基因和P53基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,C错误;由图可知,癌症的发生并不是单一基因突变的结果,P53抑癌基因结构发生改变不能赋予结肠癌细胞所有的特性,D错误。故选B。
4.下图为人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
【答案】B
【解析】
A.首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC,确定赖氨酸的密码子为AAG,①处插入碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变,A错误;B.②处碱基对替换后密码子为GAG,对应谷氨酸,B正确;C.③处缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变,C错误;D.④处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸,D错误;
因此,本题答案选B。
5.下列过程不涉及基因突变的是
A.经紫外线照射后,获得红色素产量更高的红酵母
B.运用CRISPR/Cas9技术替换某个基因中的特定碱基
C.黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花,提高产量
D.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生替换,增加患癌风险
【答案】C
【解析】
A.经紫外线照射后,酵母菌发生了基因突变,获得红色素产量更高的红酵母,A正确;B.基因中的特定碱基被替换,导致基因结构发生了改变,属于基因突变,B正确;C.黄瓜开花阶段用2,4-D诱导产生更多雌花,提高产量,基因结构没有发生改变,不属于基因突变,C错误;D.香烟中的苯并芘使抑癌基因中的碱基发生了替换,属于基因突变,D正确。故选C。
6.判断下列关于基因突变特点的描述正确的是( )。
①任何生物都有可能发生基因突变 ②基因突变的方向与特定的环境有关 ③DNA的任何部位都有可能发生基因突变,体现了基因突变不定向性的特点 ④基因突变的频率很低,因此不能提供丰富的可遗传的变异
A.① B.①②③ C.②③④ D.④
【答案】A
【解析】
①基因突变具有普遍性,所有生物都有可能发生基因突变,①正确;②基因突变是不定向的,与环境无关,②错误;③DNA的不同部位都可以发生突变,这属于基因突变随机性的特点,③错误;④当一个种群内有许多个体时,就有可能产生丰富的可遗传变异,④错误;综上所述A正确。故选A。
7.大丽花的红色(C)对白色(c)是显性,一株杂合的大丽花植株有许多分枝,盛开众多红色花朵,其中一朵花半边红色半边白色,这可能是哪种细胞的C基因突变为c基因造成的( )
A.幼苗的体细胞 B.早期叶芽的体细胞
C.花芽分化时的细胞 D.杂合植株产生的性细胞
【答案】C
【解析】
A.若是幼苗的体细胞发生基因突变,会有多朵花的性状发生改变,A错误;B.若是早期叶芽的体细胞发生基因突变,只会改变叶的性状,不会改变花的性状,B错误;C.现在仅发现一朵花半边性状改变,可能是早期花芽的体细胞发生了基因突变,C正确;D.若是植株产生的性细胞发生基因突变,可能会改变后代的性状,但不会改变该植株的性状,D错误。故选C。
8.如图所示,下列遗传图解中可以发生基因重组的过程是( )
A.①②④⑤ B.①②③ C.④⑤ D.③⑥
【答案】C
【解析】分析图示:①②④⑤均为通过减数分裂形成配子的过程;③⑥都表示雌雄配子之间随机结合的受精作用过程。根据题意和图示分析可知:①②程是一对等位基因分离,形成2种配子,没有发生基因重组;③、⑥过程是雌雄配子随机组合,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。综上分析,过程④⑤发生了基因重组。故选C。
9.下列有关生物基因重组的叙述,错误的是
A.基因重组能为生物进化提供丰富的原材料
B.基因重组并非只发生于减数第一次分裂后期
C.非同源染色体之间发生片段的移接属于基因重组
D.进行有性生殖的生物子代多样性的主要原因是基因重组
【答案】C
【解析】
可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异的来源有基因突变、基因重组和染色体变异,A正确;由同源染色体联会时发生的交叉互换型基因重组发生在减数第一次分裂的四分体时期,自由组合型的基因重组发生于减数第一次分裂后期,B正确;非同源染色体之间发生片段的移接属于染色体变异中的易位,同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交叉而发生交换为基因重组,C错误;进行有性生殖的生物子代多样性的主要原因是基因重组能够产生多样化的基因组合后代,正确;故错误的选C。
10.下列有关基因突变的叙述,正确的是( )
A.高等生物中基因突变只发生在生殖细胞中
B.基因突变必然引起个体表现型发生改变
C.环境中的某些物理因素可引起基因突变
D.根细胞的基因突变是通过有性生殖传递的
【答案】C
【解析】
高等生物中基因突变可以发生在体细胞或生殖细胞中,A错误;由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变;显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,B错误;环境中的某些物理因素如射线可引起基因突变,C正确;根细胞不是生殖细胞,其基因突变只能通过无性生殖传递,D错误。故选C。
11.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定差异的主要原因是( )
A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.生活条件改变
【答案】A
【解析】
变异分为可遗传变异和不可遗传变异,仅仅是因为环境条件改变而引起的变异,遗传物质没有改变,称为不可遗传变异。遗传物质发生了改变的变异是可遗传变异,常见类型是基因突变、基因重组、染色体变异。
【解析】A.基因重组是生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合,因此进行有性生殖的生物,其子代与亲代之间,以及子代个体之间总是存在一定差异的最主要原因是基因重组,A正确; B.基因突变具有低频性,且发生在所有的生物体内,具有多害少利性,B错误;
C、染色体变异也非常少见,所有的真核生物都能发生,不一定发生在有性生殖过程中,C错误; D.因为生活条件改变而引起的变异,遗传物质未改变的话是不遗传,也不是变异的主要原因,D错误。故选A。
12.同源染色体的非姐妹染色单体交换可能会导致( )
A.同源染色体自由组合 B.同源染色体联会
C.等位基因发生互换 D.等位基因发生突变
【答案】C
【解析】
A.同源染色体能发生分离现象,不能自由组合,A错误;B.同源染色体联会为同源染色体两两配对的现象,不是非姐妹染色单体交换导致,B错误;C.等位基因位于同源染色体上,故同源染色体的非姐妹染色单体交换可能会导致等位基因发生互换,C正确;D.源染色体的非姐妹染色单体交换可能会导致基因重组,不能导致等位基因发生突变,D错误。故选C。
13.某植物幼苗中与叶绿素合成有关的基因缺失了一个碱基对,导致叶绿素无法合成,从而使幼苗叶片发黄。该幼苗所发生的变异类型属于( )
A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
【答案】A
【解析】
根据题意可知,叶绿素合成有关的基因缺失了一个碱基对,因此属于基因突变,A正确。故选A。
14.下列关于细胞癌变的叙述,错误的是( )
A.癌细胞可以无限增殖
B.癌细胞的形态和结构发生显著改变
C.细胞癌变的实质是抑癌基因突变为原癌基因
D.健康的饮食方式可降低细胞癌变的发生率
【答案】C
【解析】
A.适宜条件,癌细胞可以无限增殖,A正确;B.癌细胞的形态和结构发生显著改变,癌细胞近似球形,B正确;C.细胞癌变是原癌基因和抑癌基因的突变引起的,C错误;D.健康的饮食方式可降低基因突变,进而降低细胞癌变的发生率,D正确。故选C。
15.人类正常血红蛋白(HbA)的β链第63位氨基酸为组氨酸(CAU),Hb—M(异常血红蛋白)的β—63为酪氨酸(UAU),这种变异的原因在于基因中( )
A.某碱基对发生改变 B.CAU变成了UAU
C.缺失一个碱基对 D.增添一个碱基对
【答案】A
【解析】
ACD.由题干可知,基因突变只造成了蛋白质氨基酸序列上一个位点的氨基酸种类的改变,对其它的氨基酸种类、数量、排列顺序没有影响,所以仅仅是该位点氨基酸对应的基因碱基序列中碱基发生了替换,因此C、D错误,A正确;B.基因中的碱基是A、T、C、G,没有U,所以B错误。故选A。
16.原核生物某基因原有213对碱基,现经过突变,成为210对碱基(未涉及终止密码子改变),它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比,差异可能为( )
A.少一个氨基酸,氨基酸顺序不变 B.少一个氨基酸,氨基酸顺序改变
C.氨基酸数目不变,但顺序改变 D.A、B都有可能
【答案】D
【解析】A.如果突变后减少的3个碱基对是连续的,则指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比少一个氨基酸,氨基酸顺序不变,A正确;B.如果突变后减少的3个碱基对是不连续的而是间断的,则指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比少一个氨基酸,氨基酸顺序也改变,B正确;C.氨基酸数目肯定改变,但顺序不一定改变,C错误;D.A、B都有可能,D正确。故选D。
17.我国以肺癌、胃癌、食管癌、肝癌、乳腺癌、宫颈癌最为多见,约占全部恶性肿瘤的70%~80%。已发生癌变的细胞具有的特点是( )
A.色素大量沉积 B.可无限增殖 C.膜上糖蛋白增加 D.代谢水平降低
【答案】B
【解析】
A.色素大量沉积是衰老细胞的特点,不是癌变的特点,A错误;B.癌细胞可无限增殖,B正确;C.癌细胞膜上糖蛋白减少,C错误;D.癌细胞代谢水平升高,D错误。故选B。
18.下列有关基因突变的叙述,正确的是
A.基因突变改变了染色体上基因的排列顺序
B.基因突变可发生在DNA的任何部位,体现基因突变的不定向性
C.线粒体基因突变可为生物进化提供原材料
D.减数分裂产生的配子多样性主要是基因突变的结果
【答案】C
【解析】
A.基因突变就是碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变,基因的数目和排列顺序没有发生改变,A错误;B.基因是有遗传效应的DNA片段,只发生在基因内部,基因突变的不定向性表现为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,B错误;C.线粒体基因突变属于可遗传变异,可遗传的变异能为生物进化提供原材料,C正确;D.减数分裂产生的配子多样性主要是基因重组的结果,D错误。
19.癌细胞与正常细胞相比,与RNA和DNA合成有关的酶的活性显著增强,相应地,核酸的分解速率明显降低。这与癌细胞所具有的哪种特征有关
A.能够无限增殖 B.细胞呈球形
C.细胞彼此间的黏着性减小 D.细胞呼吸以无氧呼吸为主
【答案】A
【解析】
癌细胞特点之一是无限增殖,需要进行大量核酸合成,此过程需要有关合成酶的催化,因此癌细胞中核酸的分解速率明显降低,故选A。
20.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄个体中均既有野生型又有突变型。该雌鼠的突变型基因是 ( )
A.显性基因 B.常染色体显性基因
C.隐性基因 D.X染色体隐性基因
【答案】A
【解析】
“一只雌鼠一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状”,可以得知应该是显性突变,如果是常染色体则为:aa变为Aa,如果是伴X遗传则为:XaXa变为XAXa,这样的话,不管是伴性遗传还是常染色体遗传,就会有“该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌雄中均有野生型,也有突变型。”一条染色体上一个基因突变导致性状改变,可判断为显性突变,突变型为显性性状。野生型雌鼠与突变型雄鼠杂交,若符合交叉遗传特点即后代表现为雄鼠都是野生型,雌鼠都是突变型,则突变基因在X染色体上,若后代性状与性别无关联,则在常染色体上,题干所给信息无法判断基因的位置,A正确。故选A。
21.某基因由于发生突变,导致转录形成的mRNA长度不变,但合成的多肽链缩短,下列解释不合理的是
A.该基因最可能发生碱基对的替换
B.突变可能导致mRNA上的终止密码子提前出现
C.该突变导致转录时需要的核苷酸数目减少
D.该突变导致翻译时需要的氨基酸数目减少
【答案】C
【解析】
因为该基因突变后,转录形成的mRNA长度不变,因此最可能是发生了碱基对的替换,A正确。虽然转录形成的mRNA长度不变,但合成的多肽链缩短,可能是mRNA上的终止密码子提前出现的原因,B正确。因为该基因突变后,转录形成的mRNA长度不变,因此该突变导致转录时需要的核苷酸数目不变,C错误。虽然转录形成的mRNA长度不变,但合成的多肽链缩短,因此翻译时需要的氨基酸数目减少,D正确。
三、综合题
22.研究发现某野生型二倍体植株3号染色体上有一个基因发生突变,且突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传。
(1)据此判断该突变为________(填“显性”或“隐性”)突变。
(2)若正常基因与突变基因编码的蛋白质分别表示为Ⅰ、Ⅱ,其氨基酸序列如下图所示:
据图推测,产生Ⅱ的原因是基因中发生了______________,进一步研究发现,Ⅱ的相对分子质量明显大于Ⅰ,出现此现象的原因可能是____________。
【答案】(1)隐性
(2)碱基对的增添或缺失;终止密码子位置后移,导致翻译(或蛋白质合成)终止延后
【解析】
(1)题干中指出突变性状一旦在子代中出现即可稳定遗传,由此判断该突变为隐性突变,突变个体为隐性纯合子。
(2)分析突变基因编码的蛋白质Ⅱ可知,从突变位点之后氨基酸的种类全部改变,这说明基因中发生了碱基对的增添或缺失,若mRNA上终止密码子位置后移,则会导致翻译终止延后,使合成的蛋白质相对分子质量增大。
四、单选题
23.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)( )
A.第9位与第10位之间插入1个T
B.第103至105位被替换为1个T
C.第100、101、102位被替换为TTT
D.第6位的C被替换为T
【答案】A
【解析】
A.如果在第9位与第10位之间插入1个T,转录后形成的mRNA会造成插入点后面的所有氨基酸序列都可能发生改变,因此对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大,A正确;B.如果第103至105位被替换为1个T,转录后形成的mRNA中碱基减少,从而引起后面氨基酸序列的改变,但由于发生在尾部,所以影响没有A选项大,B错误;C.如果第100、101、102位被替换为TTT,转录后形成的mRNA只可能造成个别氨基酸的替换,其他氨基酸不变,C错误;D.第6位的C被替换为T,转录后形成的mRNA只可能造成个别氨基酸的替换,其他氨基酸不变,D错误。故选A。
24.依据基因重组技术,在不久的将来,按照人类意愿将会创造出人类所需要的生物类型。下列关于基因重组的分析,错误的是( )
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之间的局部交换可导致基因重组
C.减数分裂过程中,随着非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下,水稻花药内可发生基因重组,而根尖则不能
【答案】B
【解析】
A.基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非同源染色体上的非等位基因重新组合,A正确;B.减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组,B错误;C.减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组,C正确;D.一般情况下,基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中,水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组,但根尖细胞只能进行有丝分裂,不会发生基因重组,D正确。故选B。
25.研究发现,胰腺导管癌组织中微血管数量极少,但这些微血管的内皮细胞背面突起形成微绒毛,大大提高了微血管的糖运输能力。下列有关叙述错误的是( )
A.微血管内皮细胞背面的突起大大增加了物质交换的效率
B.该种癌组织中的微血管极少,说明该种癌细胞对营养的需求较正常细胞低
C.该种癌患者的血糖平衡浓度仍然可以维持在0.8~1.2g/L范围内
D.通过靶向药物抑制或破坏这些微血管,可能成为治疗胰腺导管癌的途径
【答案】B
【解析】A.微血管内皮细胞背面的突起增大了与物质接触的面积,因此增加了物质交换的效率,A正确;B.胰腺导管癌组织中微血管数量极少,但这些微血管的内皮细胞背面突起形成微绒毛,大大提高了微血管的糖运输能力,说明这种癌细胞对营养的需求较正常细胞高,B错误;C.该种癌患者的血糖供应能满足其需要,因此,血糖平衡浓度仍然可以维持在0.8~1.2g/L范围内,C正确;D.通过靶向药物抑制或破坏这些微血管,会减少血糖的供应,癌细胞可能会因营养不足而死亡,因此,这种方法可能成为治疗胰腺导管癌的途径,D正确。故选B。
26.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.抗性基因若为敏感型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
【答案】A
【解析】A.若突变体为1条染色体缺失导致,则可能是带有敏感型基因的片段缺失,原有的隐性基因(抗性基因)得以表达的结果,A正确;B.突变体为1对同源染色体的片段都缺失导致的,经诱变再恢复原状的可能性极小,B错误;C.突变体若为基因突变所致,基因突变具有不定向性,再经诱变具有恢复的可能,但概率较低,C错误;D.敏感型基因中的单个碱基对发生替换导致该基因发生突变,也可能使控制的肽链提前终止或者延长,不一定是不能编码蛋白质,D错误。
五、综合题
27.阅读短文,回答有关问题。
《美国科学院院报》发表了颠覆累积突变导致癌症的观点。癌细胞能在缺氧环境下占生存优势,而在氧气含量充足的健康组织中,癌细胞会因没有竞争优势而被淘汰或抑制,即癌症是进化的产物而非突变而来。
(1)传统观点认为细胞癌变的根本原因是____________________。
(2)按此新观点,推测癌细胞( )
A.无氧呼吸速率增强 B.细胞癌变不受环境因素影响
C.对葡萄糖的摄取量减少 D.有氧呼吸速率增强
(3)按此新观点,根据癌细胞代谢的特点提出降低癌症发生率的建议_______________。
【答案】(1)原癌基因和抑癌基因发生突变
(2)A;
(3)经常做有氧运动。
【解析】
(1)传统观点认为细胞癌变的根本原因是原癌基因与抑癌基因发生了突变。
(2)由题意可知,癌细胞能在缺氧环境下占生存优势,而在健康富氧组织中,癌细胞会因没有竞争优势而被淘汰或抑制,因此癌细胞的无氧呼吸强度大于正常细胞,故选A。
(3)经常做有氧运动,组织细胞中氧气充足,可使癌细胞因没有竞争优势而玻淘汰。
六、实验题
28.子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y,突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。
(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见下图。其中,反映突变型豌豆叶片总绿叶素含量变化的曲先是____________。
(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白,其部分氨基酸序列见下图。据图推测,Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_______和_______。进一步研究发现,SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测,位点_______的突变导致了该蛋白的功能异常,从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。
(3)水稻Y基因发生突变,也出现了类似的“常绿”突变植株y2,其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能,设计了以下实验,请完善。
(一)培育转基因植株:
Ⅰ.植株甲:用含有空载体的农杆菌感染________的细胞,培育并获得纯和植株。
Ⅱ.植株乙:________,培育并获得含有目的基因的纯合植株。
(二)预测转基因植株的表现型:
植株甲:________维持“常绿”;植株乙:________。
(三)推测结论:________。
【答案】(1)A
(2)替换;增加;③
(3)野生型豌豆;用Y基因的农杆菌感染野生型豌豆的细胞;不能;能维持“常绿”;Y基因能使SGRy蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,使叶片衰老后仍为绿色
【解析】
(1)根据 “野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色”,可推测出野生型豌豆成熟后,子叶中的叶绿素含量降低。由图10可知:B从第六天开始总叶绿素含量明显下降,因此B代表野生型豌豆,则A为突变型豌豆。
(2)根据图11可以看出,突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3处变异,①处氨基酸由T变成S,②处氨基酸由N变成K,可以确定是基因相应的碱基发生了替换,③处多了一个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的增添;从图11中可以看出SGRY蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体,根据题意,SGRy和SGRY都能进入叶绿体,说明①②处的变异没有改变其功能;所以突变型的SGRy蛋白功能的改变就是有由③处变异引起。
(3)欲通过转基因实验验证Y基因叶片衰老后仍为绿色的功能,首先应培育带有空载体纯合的野生型豌豆植株作为对照组,然后用含有Y基因的农杆菌感染纯合的野生型豌豆植株作为实验组,根据Y基因的功能,植株甲由于不含Y基因,所以叶片衰老后不能为绿色,植株乙由于含Y基因,所以叶片衰老后仍为绿色。由此可以推测Y基因能使SGRy蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,使叶片衰老后仍为绿色。