高中生物必修二人教版课时分层作业5-1基因突变和基因重组

课时分层作业十五基因突变和基因重组(15分钟50分)一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分)1.(2019·德州高一检测)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染色体基因突变 D.X染色体基因突变【解析】选A。由于这只野生型雌鼠的一条染色体上的基因发生了突变,使野生型变为突变型,所以该突变基因为显性基因,即引起显性突变,突变基因可能在常染色体上,也可能在X染色体上。2.高等动物10万到1亿个配子中才会有一个发生基因突变,说明基因突变具有 ()A.低频性B.普遍性C.可逆性 D.有害性【解析】选A。本题考查基因突变的特点,根据题意,10万到1亿个配子中才会有一个发生基因突变,说明基因突变具有低频性,即基因突变的频率很低,A正确;普遍性是指生物界的基因突变是广泛存在的,B错误;可逆性是指基因突变的方向是不定向的,C错误;有害性是指基因突变对生物体大多是有害的,D错误。3.基因重组发生在 ()A.减数分裂形成配子的过程中B.受精作用形成受精卵的过程中C.有丝分裂形成子细胞的过程中D.通过嫁接,砧木和接穗愈合的过程中【解析】选A。基因重组包括自由组合型和交叉互换型,其中自由组合型发生在减数第一次分裂后期,交叉互换型发生在减数第一次分裂前期,因此,基因重组发生在减数分裂形成配子的过程中。【补偿训练】下列生物技术或生理过程中发生的变异对应关系错误的是 ()A.①基因突变 B.②基因重组C.③基因重组 D.④基因突变【解析】选A。①R型活菌转化为S型活菌,是由于S型死菌中具有生物活性的DNA分子整合到R型活菌的DNA上,是典型的基因重组过程;②为转基因过程,也属于基因重组;③初级精母细胞形成次级精母细胞的过程,属于减数第一次分裂,其前期同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换和后期时非同源染色体上非等位基因的自由组合均属于基因重组;④普通青霉菌被诱变为高产青霉菌是典型的利用基因突变原理进行诱变育种的过程。4.俗话说:“一母生九子,连母十个样。”这种现象在遗传学上被称为“变异”。引起这种“变异”的原因主要是 ()A.自然选择 B.基因重组C.染色体变异 D.基因突变【解析】选B。可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。“一母生九子,连母十个样”体现了不同个体之间存在的差异,变异的主要来源是在有性生殖过程中控制不同性状的基因重新组合,即基因重组。5.依据中心法则,若原核生物中的DNA编码序列发生变化后,相应蛋白质的氨基酸序列不变,则该DNA序列的变化是 ()A.DNA分子发生断裂B.DNA分子发生多个碱基增添C.DNA分子发生碱基替换D.DNA分子发生多个碱基缺失【解析】选C。本题主要考查基因突变的本质与基因表达的结果。A项,DNA分子发生断裂会造成合成的蛋白质氨基酸数目变少,故错误。B项,DNA分子发生多个碱基增添,一般会造成合成的蛋白质氨基酸数目增多,也有可能提前出现终止密码子,合成的蛋白质氨基酸数目减少,两种情况下氨基酸序列均会改变,故错误。C项,DNA分子发生碱基替换,因密码子具有简并性,相应的蛋白质氨基酸序列可能不变,故正确。D项,DNA分子发生多个碱基缺失,相应的蛋白质氨基酸数目一般会减少,故错误。6.洋葱根尖分生区细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同,其原因是 ()A.复制出现差错 B.发生过交叉互换C.联会发生紊乱 D.发生了自由组合【解析】选A。由于基因重组发生在减数分裂的过程中,所以洋葱根尖分生区细胞进行的有丝分裂过程中不会发生基因重组,由一个着丝点相连的两条姐妹染色单体所携带的基因不完全相同是由于发生了基因突变。【易错警示】本题易错选B。原因是没看清题干中的“洋葱根尖分生区细胞”。二、非选择题(共20分)7.在一个鼠(2N)的种群中,鼠的毛色有野生型黄色(A)、突变型灰色(a1)和突变型黑色(a2)三种表现型,基因A对a1和a2为显性,a1对a2为显性,三种基因的形成关系如图所示。请回答:(1)由图可以看出DNA分子中碱基对的________能导致基因突变。

(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短,这是由于基因突变导致________,在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类是____________________。

(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因,原因最可能是________________________________________。

(4)有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点,请从可遗传变异的角度对这一现象作出合理解释:________________________________。

【解析】(1)由题图可以看出DNA分子中碱基对的缺失、替换能导致基因突变。(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短,这是由于基因突变导致翻译提前终止,在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类是转运RNA、信使RNA、核糖体RNA。(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因,原因最可能是DNA发生了复制(染色体复制)。(4)部分细胞A基因突变成了a1,表现为灰色,因此有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点。答案:(1)缺失、替换(2)翻译提前终止转运RNA、信使RNA、核糖体RNA(3)DNA发生了复制(染色体复制)(4)部分细胞A基因突变成了a1,表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失,使a1基因表现了出来)(20分钟50分)一、选择题(共6小题,每小题4分,共24分)1.下列关于基因突变的叙述中,正确的是 ()A.没有外界不良因素的影响,生物不会发生基因突变B.DNA分子中发生碱基对的替换都会引起基因突变C.基因突变可以产生自然界中原本并不存在的基因D.基因突变的随机性体现在一个基因可突变成多个等位基因【解析】选C。引发基因突变的因素包括外因和内因,没有外界诱发因素的作用,生物也可能会发生基因突变,A错误;基因是指有遗传效应的DNA片段,而DNA中具有许多无效片段,因此DNA分子中发生碱基对的替换不一定引起基因突变,B错误;基因突变能产生自然界中原本不存在的新基因,是变异的根本来源,C正确;基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在体细胞或生殖细胞中,可以发生在生物体发育的任何时期;一个基因可突变成多个等位基因体现了基因突变的不定向性,D错误。2.(2019·邯郸高一检测)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是 ()A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率C.基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基对可导致基因b的突变【解析】选B。根据基因突变的不定向性,突变可以产生多种等位基因,A正确;X射线属于物理诱变因子,可以提高基因突变率,B错误;基因突变包括碱基对的替换、增添和缺失三种情况,C项属于碱基对的替换,D项属于碱基对的增添,C、D正确。3.图1、图2表示某基因型为AaBb的二倍体动物在生殖发育过程中正在分裂的两个细胞。下列相关叙述错误的是 ()A.图1所示细胞中①处染色体上出现a基因的原因是基因突变B.图2所示细胞中②处染色体上出现a基因的原因很可能是交叉互换C.图1所示细胞与图2所示细胞均具有四对同源染色体D.选该动物的睾丸制作切片可同时观察到图1、图2所示细胞图像【解析】选C。图1所示细胞处于有丝分裂后期,所以①处染色体上出现a基因的原因是基因突变,A正确;图2所示细胞处于减数第一次分裂后期,②处染色体上出现a基因的原因很可能是同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,B正确;图1所示细胞具有四对同源染色体,图2所示细胞具有两对同源染色体,C错误;由于图2所示细胞中细胞质均等分裂,所以该细胞为初级精母细胞,该动物为雄性,在一个装片中同时观察到图1、图2所示细胞图像,应选该动物的睾丸制作切片,D正确。【补偿训练】果树的叶芽若在早期发生突变后,可以长成变异枝条,但其长势一般较弱或受到抑制。这表明基因突变具有 ()A.随机性B.低频性C.不定向性D.多害少利性【解析】选D。题干叙述表明果树发生该种突变后生长状况一般变差,因此体现基因突变的多害少利性。【规律方法】对基因突变五个特点的理解(1)普遍性:自然界诱发基因突变的因素很多,基因突变还可以自发产生,因此,基因突变在生物界中是普遍存在的。(2)随机性。①发生在生物个体发育的任何时期。②发生在细胞内不同的DNA分子上。③发生在同一DNA分子的不同部位。(3)不定向性:一个基因可以朝着不同的方向发生突变,形成多种突变,如A→a1,A→a2,A→a3。a1、a2、a3之间也可以相互转变,且a1、a2、a3都在同一位点上。(4)低频性:自然状态下,基因突变的频率很低,但是种群内有许多个体,仍可提供丰富的可遗传的变异。(5)多害少利性:大多数基因突变对生物体是有害的,极少数的基因突变对生物体是有利的。4.秋水仙素诱导基因突变的两种机制:(1)秋水仙素分子结构与DNA分子中碱基相似,可渗入基因分子中;(2)插入DNA碱基对之间,导致DNA不能与RNA聚合酶结合。根据以上信息,下列关于秋水仙素可能引发的结果推断不合理的是 ()A.基因复制时配对错误B.转录过程受阻C.翻译过程受阻D.DNA结构局部解旋【解题指南】(1)隐含知识:DNA复制时,DNA解旋,不稳定,容易发生基因突变,诱变剂一般作用于DNA复制时期,即分裂间期。(2)关键知识:RNA聚合酶是以DNA一条链为模板催化合成RNA的酶。【解析】选C。秋水仙素可以导致基因复制时配对错误,A正确;根据题干“插入DNA碱基对之间,导致DNA不能与RNA聚合酶结合”可知,转录过程受阻,B正确;根据题干信息不能推断出秋水仙素使翻译过程受阻,C错误;根据题干“秋水仙素分子结构与DNA分子中碱基相似,可渗入基因分子中”可知,秋水仙素可导致DNA结构局部解旋,D正确。5.(2019·吕梁高一检测)自然界中,一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:正常基因:精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1:精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2:精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3:精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列,可确定这三种突变基因DNA分子的改变情况是 ()A.突变基因1和2为一个碱基对的替换,突变基因3为一个碱基对的增添B.突变基因2和3为一个碱基对的替换,突变基因1为一个碱基对的增添C.突变基因1为一个碱基对的替换,突变基因2和3为一个碱基对的增添D.突变基因2为一个碱基对的替换,突变基因1和3为一个碱基对的增添【解析】选A。突变基因1决定的氨基酸序列与正常基因决定的氨基酸序列相同,说明突变基因1为一个碱基对的替换,由于密码子的简并性,没有导致相应氨基酸发生改变;突变基因2决定的氨基酸序列与正常基因决定的氨基酸序列只有一个氨基酸不同,说明突变基因2为一个碱基对的替换,因此只改变其中一个氨基酸;突变基因3决定的氨基酸序列与正常基因决定的氨基酸序列相比,从第3个氨基酸开始,均发生改变,说明突变基因3可能为一个碱基对的增添或缺失。6.用人工诱变方法使黄色短杆菌的质粒中某基因脱氧核苷酸序列发生如下变化:CCGCTAACG→CCGCGAACG,那么,黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能相关的密码子为:脯氨酸CCG、CCA;甘氨酸GGC、GGU;天冬氨酸GAU、GAC;丙氨酸GCA、GCU、GCC、GCG;半胱氨酸UGU、UGC) ()A.基因突变,性状可能改变B.基因突变,性状没有改变C.基因没变,性状改变D.基因和性状均没有改变【解析】选A。基因中脱氧核苷酸序列由CCGCTAACG→CCGCGAACG,说明发生了基因突变;题意中并未说明模板链具体是哪条DNA单链,故不能确定性状是否一定改变。【规律方法】从两个关系分析基因突变未引起生物性状改变的原因(1)从密码子与氨基酸的对应关系分析:密码子具有简并性,有可能翻译出相同的氨基酸。(2)从基因型与表现型的关系分析:由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。【补偿训练】下列是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6位的C被替换为TB.第9位与第10位之间插入1个TC.第100、101、102位被替换为TTTD.第103至105位被替换为1个T【解析】选B。如果第6位的C被替换为T,转录后形成的mRNA可能只造成个别氨基酸的替换,其他氨基酸不变,A不符合题意;如果在第9位与第10位之间插入1个T,转录后形成的mRNA可能会造成插入点后面的所有氨基酸序列都发生改变,因此对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大,B符合题意;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不符合题意;如果第103至105位被替换为1个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不符合题意。二、非选择题(共2小题,共26分)7.(12分)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,如表为部分氨基酸的密码子表。据图表回答:第一个字母第二个字母第三个字母UCAGA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UCAG(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2Ⅱ过程发生的场所是______________________。

(3)上表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是表格中氨基酸________的可能性最小,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。

【解析】(1)图1为细胞减数第二次分裂图,姐妹染色单体相同位置上基因不同,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,都能发生转录过程。(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。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【实验·探究】8.(14分)(能力挑战题)某玉米品种高产,但由于茎秆较高易倒伏,而造成减产。在某玉米田中偶然发