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第2节 基因突变和基因重组-2022版生物必修第二册 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份第2节 基因突变和基因重组-2022版生物必修第二册 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共24页。
第二节 基因突变和基因重组
基础过关练
题组一 基因突变
1.正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状,而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状,产生镰状细胞贫血的根本原因是 ( )
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.基因中一个碱基对发生了改变
2.(2021江苏徐州一中学情调研)长期接触X射线的人,其后代遗传病发病率较高,主要原因是他的生殖细胞容易发生 ( )
A.基因重组 B.基因分离
C.基因互换 D.基因突变
3.(2021江苏盐城高二合规性考试模拟)下列不属于基因突变特点的是 ( )
A.普遍性 B.自发突变频率高
C.随机性 D.不定向性
4.(2021江苏南京师范大学附属扬子中学高二开学考试)下列关于基因突变的叙述中,错误的是 ( )
A.基因突变不一定改变生物的表型
B.基因突变虽然能产生新的基因型,但不能产生新的基因
C.基因突变是生物变异的根本来源
D.基因突变可以发生在生殖细胞中,也可以发生在体细胞中
5.基因突变的随机性表现在 ( )
A.生物个体发育的任何时期都可能发生基因突变
B.基因突变可以形成原有基因的多种等位基因
C.间期和分裂期都可能发生基因突变
D.DNA复制时可能发生基因突变
6.(2021江苏连云港高二合规性考试模拟)下列关于基因突变的叙述,正确的是 ( 易错 )
A.发生基因突变后,遗传性状就发生改变
B.人工诱导可以使基因突变发生定向改变
C.基因突变产生的新性状对个体生存不利
D.等位基因主要是基因突变形成的
7.(2021江苏连云港赣榆高级中学高一调研)关于等位基因A和a发生突变的叙述,错误的是 ( )
A.X射线的照射可能会提高基因A和基因a的突变率
B.等位基因A和a都可以突变成为不同的等位基因
C.在基因A的ATGCC序列中插入碱基C是基因突变
D.基因a中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可用光学显微镜观察到
8.一种α链异常的血红蛋白称为Hbwa,其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下:
血红
蛋白
血红蛋白部分α链的密码子及其氨基酸的顺序
137
138
139
140
141
142
143
144
145
HbA
ACC苏氨酸
UCC丝氨酸
AAA赖氨酸
UAC酪氨酸
CGU精氨酸
UAA终止
Hbwa
ACC苏氨酸
UCA丝氨酸
AAU天冬酰胺
ACC苏氨酸
GUU缬氨酸
AAG赖氨酸
CCU脯氨酸
CGU精氨酸
UAG终止
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第 位的 (填氨基酸名称)对应的密码子缺失了一个碱基,从而使合成的肽链的氨基酸顺序发生改变,相应基因缺失的碱基对是 。
(2)这种变异类型属于 ,一般发生在 (填时期);这种变异与其他可遗传变异相比,最突出的特点是能产生 。
(3)如果要使该变异影响最小,在突变基因的突变点的附近,再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小? ( )
A.置换单个碱基对
B.增加3个碱基对
C.缺失3个碱基对
D.缺失2个碱基对
题组二 细胞癌变及癌症的预防
9.(2021江苏南京一中高二阶段性测试)下列不属于癌细胞的特点的是 ( )
A.丧失接触抑制
B.细胞黏着性降低
C.表面糖蛋白增多
D.能够无限增殖
10.(2021江苏苏州木渎高级中学高二合规性考试模拟)黄曲霉素是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物,主要来自受污染的粮油及其制品,如花生、花生油、玉米、大米、棉籽等。黄曲霉素能诱发肝癌,其致癌因子属于 ( )
A.物理致癌因子
B.生物致癌因子
C.化学致癌因子
D.其他致癌因子
11.下列有关原癌基因和抑癌基因的说法,不正确的是 ( 易错 )
A.原癌基因编码产生的蛋白质能调控细胞周期,控制细胞分裂和生长的进程
B.原癌基因和抑癌基因只存在于癌变的细胞中
C.抑癌基因编码产生的蛋白质可抑制细胞异常的增殖,癌症患者体内也存在抑癌基因
D.细胞癌变是原癌基因和(或)抑癌基因突变导致的
12.一些医学家指出,对癌症的防治应将预防医学和临床医学、康复医学等融为一体,形成一种三级预防体系。下列有关叙述,错误的是 ( )
A.病因预防为一级预防,控制危险因素是病因预防的重点
B.对癌前病变或早期肿瘤,采取“早发现、早诊断、早治疗”措施,属于临床期预防
C.临床前预防为二级预防,即防止初发疾病的发展
D.临床期预防为三级预防,即防止病毒恶化
13.人类在与癌症的抗争中,逐步积累了防治癌症的经验,下列相关叙述,错误的是 ( )
A.当前表观遗传学表明,DNA甲基化异常是癌细胞重要的表观遗传改变之一
B.病因预防即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率
C.手术切除和放疗只作用于病灶部位的癌细胞,而化疗只作用于扩散到全身各处的癌细胞
D.传统疗法着眼于打击癌细胞,而免疫疗法着力于研究整个人体免疫系统
14.下列关于癌症的预防、诊断和治疗的叙述,不正确的是( )
A.烟草中含尼古丁、焦油等化学致癌物质,吸烟是人体摄入化学致癌物质的主要途径之一
B.乐观、积极的心态有助于机体提高免疫力,减少癌症的发生
C.随着科学技术的不断发展,癌症的诊断和治疗都有了很大的进展
D.癌症的治疗只能通过西医,中医是没有作用的
题组三 基因重组
15.(2021江苏镇江丹阳高级中学高一期中)基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样化的后代。下列有关基因重组的叙述,错误的是 ( )
A.非同源染色体的自由组合可导致基因重组
B.同源染色体非姐妹染色单体的互换可能导致基因重组
C.雌雄配子的随机结合可导致基因重组
D.基因重组可导致相同亲代的子代个体间有遗传差异
16.下列配子产生的过程不是通过基因重组导致的是 ( )
A.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
B.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
C.基因组成为的个体产生了ab和AB的配子
D.基因组成为的个体产生了ABC和abc的配子
17.(2021江苏南通启东中学高一阶段测试)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
题组四 基因突变和基因重组的比较
18.下列关于基因突变和基因重组的说法正确的是 ( )
A.DNA分子中发生碱基对的替换、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
19.(2021江苏泰州姜堰中学高一质量检测)如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判定每个细胞发生的变异类型,正确的是 ( )
A.①基因突变;②基因突变;③基因突变
B.①基因突变或基因重组;②基因突变;③基因重组
C.①基因突变;②基因突变;③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组;②基因突变或基因重组;③基因重组
能力提升练
题组一 归纳基因突变及其应用
1.(2021江苏南通海安中学测试,)碱基类似物5-溴尿嘧啶(5-Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配对。在含有5-Bu、A、G、C、T五种物质的培养基中培养大肠杆菌,得到突变体大肠杆菌。下列有关叙述错误的是 ( )
A.5-Bu诱发突变主要发生在DNA分子复制过程中
B.该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高
C.很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的热稳定性增强
D.在此培养基上至少繁殖2代,才能实现DNA分子某位点碱基对从T—A到C—G的替换
2.(2020江苏宿迁中学期中,)水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响,为探究水稻窄叶突变体的遗传机理,科研人员进行了实验。
(1)科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻,可诱发野生型水稻的DNA分子中发生碱基对的 ,导致基因突变,获得水稻窄叶突变体。
(2)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度,结果如图所示。该结果说明窄叶是由 导致的。
(3)将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的 ,统计得到野生型122株,窄叶突变体39株。据此推测叶片宽窄是受 对等位基因控制。
(4)研究发现,窄叶突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
碱基变化
C→CG
C→T
CTT→C
蛋白质
与野生型分子结构无差异
与野生型有一个氨基酸不同
长度比野生型明显变短
由上表推测,基因Ⅰ的突变没有发生在 序列,该基因突变 (填“会”或“不会”)导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致mRNA提前出现 。
(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失。综合上述实验结果判断,窄叶突变体是由于基因 发生了突变。
a.Ⅱ b.Ⅲ c.Ⅱ和Ⅲ同时
题组二 掌握细胞癌变
3.(2021江苏常州高级中学阶段性抽测,)科学研究发现人体的p53基因是一种遏制细胞癌变的基因,几乎所有的癌细胞中都有p53基因异常的现象。例如在白血病、淋巴瘤、乳腺癌、肠胃癌等患者中p53基因常有失活现象。下列有关叙述错误的是 ( )
A.p53基因属于原癌基因,也存在于人体的正常细胞中
B.与正常细胞相比,癌细胞间的连接与识别能力减弱
C.细胞癌变后,细胞内的凋亡基因不易表达
D.细胞发生癌变后自由水的含量将会增加
4.(2021江苏南京高淳高级中学阶段性抽测,)中山大学某课题组研究发现,天然病毒M1能选择性地感染并杀伤肝癌、直肠癌等多种体外培养的癌细胞,对正常细胞无毒副作用。其主要机理是M1的选择性攻击依赖于对ZAP蛋白缺失的识别,而人类的癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白。下列叙述正确的是 ( )
A.癌细胞的产生与原癌基因和抑癌基因的隐性突变有关
B.正常细胞有ZAP蛋白可能是天然病毒M1对其无毒副作用的原因
C.M1病毒感染正常肝细胞会导致肝细胞癌变
D.癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白是因为M1病毒抑制了相关基因的表达
5.(2021江苏无锡南菁高级中学月考,)急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病,发病机理如图所示。2010年度国家最高科学技术奖获得者王振义院士发明的“诱导分化疗法”联合应用维A酸和三氧化二砷治疗该病。维A酸通过修饰PML/RARa,使癌细胞重新分化“改邪归正”;三氧化二砷则可以引起这种癌蛋白的降解,使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。下列有关分析正确的是 ( )
A.这种白血病是由于早幼粒细胞发生了染色体数目的变异
B.这种白血病的发生是由于细胞中出现了原癌基因PML/RARa
C.维A酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的DNA结构
D.“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞
题组三 归纳基因重组
6.(2021江苏宿迁沭阳高级中学高一调研,)基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样性的子代。如图表示基因重组的两种类型,下列叙述正确的是 ( )
A.甲类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础
B.两种类型的基因重组都发生于同源染色体之间
C.基因重组可产生新的基因型,是生物变异的重要来源
D.纯合子自交会因基因重组导致子代发生性状分离
7.(2021北京丰台期中,)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如图所示。下列叙述正确的是 ( )
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
8.(多选)[2021新高考八省(市)联考,江苏卷改编,]交换是基因重组的基础,A、B两基因交换的3种模式图如下。下列相关叙述正确的是 ( )
A.甲和乙的交换都会产生新的重组类型配子Ab
B.乙和丙的交换都会产生新的重组类型配子aB
C.甲、乙和丙的交换都发生在减数第一次分裂前期
D.甲和丙的交换都可以产生新的重组类型配子Ab
题组四 辨析基因突变和基因重组
9.(2021江苏连云港东海模拟,)如图为某哺乳动物体内细胞分裂的示意图。下列有关叙述错误的是 ( )
A.该细胞中含有两个染色体组
B.该哺乳动物的基因型为AaBB
C.该细胞产生的卵细胞基因型为aB
D.该细胞形成过程中可能发生了基因突变
10.()图为基因型为AaBb的某雄性动物细胞进行分裂的某一时期图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.该时期发生在体细胞增殖过程中
B.该分裂过程中一定发生过基因突变
C.该分裂过程中一个精原细胞可能产生三种或四种精子
D.该分裂过程中没有基因重组
11.()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.甲图表明该动物发生了基因突变
B.乙图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.丙图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
答案全解全析
基础过关练
1.D
2.D
3.B
4.B
5.A
6.D
7.D
9.C
10.C
11.B
12.B
13.C
14.D
15.C
16.A
17.D
18.A
19.C
1.D 血红蛋白中的一个氨基酸改变是镰状细胞贫血产生的直接原因;镰状细胞贫血产生的根本原因是控制血红蛋白合成的基因中的一个碱基对发生了替换,D正确。
2.D X射线属于诱发基因突变的物理因素,因此长期接触X射线的人,他的后代中遗传病的发病率明显提高,其主要原因是这个人的生殖细胞很可能发生基因突变,故选D。
3.B 在自然条件下,每个生物基因自发突变的频率都很低,但对整个生物界来说,基因自发突变却是普遍存在的(教材P85),A不符合题意,B符合题意;基因突变是不定向的、随机的,C、D不符合题意。
4.B 基因突变一定能改变生物的基因型,但由于密码子的简并性等原因,导致基因突变不一定能改变生物的表型,A正确;基因突变能产生新基因,进而能产生新的基因型,B错误;基因突变是新基因产生的重要途径,也是生物变异的根本来源(教材P86),C正确;基因突变可以发生在生殖细胞中,也可以发生在体细胞中,体细胞突变一般不遗传给子代,生殖细胞突变一般可以遗传给子代,D正确。
5.A 生物个体发育的任何时期都可能发生基因突变,体现了基因突变的随机性,A正确;基因突变可以形成原有基因的多种等位基因,体现了基因突变的不定向性,B错误;基因突变一般发生在间期DNA复制时,不能体现基因突变的随机性特点,C、D错误。
6.D 基因突变后遗传信息一定发生改变,但由于密码子的简并性等原因,生物的性状不一定发生改变,A错误;变异是不定向的,自然状态下和人工诱变的突变都是不定向的,B错误;突变对生物的生存往往是有害的,但突变的有利或有害不是绝对的,还需取决于生物变异的性状是否适应环境,C错误;基因突变是生物变异的根本来源,对于真核生物而言,等位基因主要是基因突变形成的,D正确。
易错警示
基因突变的结果是有害的还是有利的,往往取决于环境。
7.D 基因突变可以自发产生,也可诱发产生,在人为干预下,利用物理、化学、生物因素处理生物,生物发生基因突变的频率会明显提高。X射线的照射利用的是物理因素,照射后可能会提高基因A和基因a的突变率,A正确;基因突变是不定向的,一个基因可以通过突变产生一个以上的等位基因,因此等位基因A和a都可以突变成为不同的等位基因,B正确;在基因A的ATGCC序列中插入碱基C后,基因A的结构发生了改变,即发生了基因突变,C正确;基因a中的碱基对G—C被碱基对A—T替换导致的基因突变,不能用光学显微镜观察到,D错误。
8.答案 (1)138 丝氨酸 G∥C (2)基因突变 有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期 新基因 (3)D
解析 (1)比较Hbwa和HbA第137位以后的氨基酸序列及对应的密码子可知,Hbwa异常的直接原因是α链第138位的丝氨酸对应的密码子缺失了一个碱基C,从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。该变化形成的根本原因是控制血红蛋白α链合成的基因中一个碱基对(G∥C)的缺失。(2)这种变异类型属于基因突变,一般发生的时期是在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期DNA分子复制时;基因突变最突出的特点是能产生新基因。(3)在突变基因的突变点的附近,再增加1个碱基对或缺失2个碱基对,这样只会导致其控制合成的蛋白质中一个氨基酸发生改变或缺失,可使该变异影响最小。
9.C 癌细胞之间无接触抑制现象,A不符合题意;癌细胞质膜上的糖蛋白等物质减少,引起表面结构的变化,使得癌细胞之间的黏着性显著降低,B不符合题意,C符合题意;癌细胞具有无限增殖的能力,在适宜条件时可无限增殖,D不符合题意。
10.C 黄曲霉素属于化学致癌因子,能诱发肝癌,C正确。
11.B 原癌基因编码产生的蛋白质能调控细胞周期,控制细胞分裂和生长的进程(教材P87),A正确;人和动物细胞中的DNA上普遍存在与癌有关的基因,即原癌基因和抑癌基因,B错误;抑癌基因编码产生的蛋白质可抑制细胞异常的增殖,癌症患者体内存在抑癌基因,C正确;在环境中致癌因子的作用下,原癌基因和(或)抑癌基因发生突变,可导致细胞癌变,D正确。
易错警示 误认为基因突变产生原癌基因和抑癌基因,且二者只存在于癌变的细胞中
人和动物细胞中的DNA上普遍存在与癌变有关的基因,即原癌基因和抑癌基因,二者发生突变可引起细胞癌变。
12.B 病因预防为一级预防,即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率,控制危险因素是病因预防的重点(教材P88),A正确;对癌前病变或早期肿瘤,采取“早发现、早诊断、早治疗”措施,阻止或减缓疾病的发展,为临床前预防,即防止初发疾病的发展,属于二级预防,B错误,C正确;临床期预防为三级预防,即防止病情恶化(教材P89),D正确。
13.C 少数癌细胞的基因组DNA序列并未改变,但由于DNA甲基化、组蛋白修饰等发生变化,即表观遗传改变导致基因表达模式的改变,从而引起癌症的发生(教材P88),因此DNA甲基化异常是癌细胞重要的表观遗传改变之一,A正确;病因预防为一级预防,即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率(教材P88),B正确;化疗不仅作用于病灶部位的癌细胞,还作用于扩散到全身各处的癌细胞(教材P89),C错误;传统疗法着眼于打击癌细胞,而免疫疗法着力于研究整个人体免疫系统(教材P89),D正确。
14.D 烟草中含尼古丁、焦油等化学致癌物质,吸烟是人体摄入化学致癌物质的主要途径之一,A正确;乐观、积极的心态有助于机体提高免疫力,减少癌症的发生,B正确;随着科学技术的不断发展,癌症的诊断和治疗都有了很大的进展,C正确;癌症的治疗能通过中、西医共同作用,D错误。
15.C 减数第一次分裂后期,非同源染色体的自由组合可导致基因重组,A正确;减数第一次分裂前期,同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换可能导致基因重组,B正确;基因重组发生在减数分裂过程中,雌雄配子的随机结合不会导致基因重组,C错误;基因重组可导致相同亲代的子代个体间出现遗传差异,D正确。
16.A 基因重组有两种类型,一是四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,二是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。A项中发生了基因突变,B项中发生了交叉互换,C、D项中发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合。
17.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。
18.A 若DNA分子中碱基对的替换、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,基因突变的方向不是由环境决定的,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。
19.C 题图中①表示有丝分裂的中期,其中的A与a位于姐妹染色单体上,只能来源于基因突变;题图②表示有丝分裂的后期,其中的A与a位于一条染色体经过着丝粒分裂而形成的两条子染色体上,只能来源于基因突变;题图③表示减数第二次分裂的后期,由于亲本的基因型为Aa,因此其变异类型可能来源于基因突变或基因重组,故选C。
能力提升练
1.D
3.A
4.B
5.D
6.C
7.B
8.CD
9.B
10.C
11.D
1.D 基因突变一般发生在DNA分子复制的过程中,因此5-Bu诱发突变主要发生在DNA分子复制过程中,A正确;由于该培养基中含有5-Bu,属于化学诱变剂,因此该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高,B正确;由于A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,因此很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的热稳定性增强,C正确;5-溴尿嘧啶可以与A配对,又可以和G配对,原来DNA中的碱基对T—A复制一次可产生A—5-溴尿嘧啶,复制第二次可产生5-溴尿嘧啶—G,复制第三次可产生C—G,所以需要经过3次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换,D错误。
2.答案 (1)增添、缺失、替换 (2)细胞数目减少而不是单个细胞宽度变窄 (3)(单株)叶片宽窄 一 (4)密码子对应(或“编码”) 不会 终止密码子 (5)c
解析 (1)由基因突变的概念可知,导致基因突变的原因是基因中碱基对的增添、缺失或替换。(2)由柱形图分析可知,窄叶性状的出现是由基因突变导致细胞数目减少造成的,单个细胞的宽度没有变窄。(3)根据杂交实验的过程,将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的表型,即(单株)叶片宽窄,结果为122∶39≈3∶1,说明该性状受一对等位基因的控制,隐性性状是窄叶。(4)根据表格分析,基因Ⅰ的突变没有引起蛋白质分子结构的改变,说明该突变没有发生在密码子对应(或“编码”)的序列,不会导致性状发生改变。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致mRNA提前出现终止密码子,翻译提前终止。(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,说明存在突变基因Ⅱ;基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失,说明该突变体同时存在突变基因Ⅲ。
3.A p53基因是一种遏制细胞癌变的基因,属于抑癌基因,人体的正常细胞中也存在该基因,A错误;与正常细胞相比,癌细胞质膜上糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,识别能力减弱,B正确;细胞癌变后,由于细胞内的凋亡基因不易表达,故可以无限分裂增殖,C正确;细胞发生癌变后分裂旺盛,代谢加快,自由水的含量增加,D正确。
4.B 癌细胞的产生与原癌基因和抑癌基因的突变有关,可能是显性突变,也可能是隐性突变,A错误;天然病毒M1能选择性地感染并杀伤肝癌、直肠癌等多种体外培养的癌细胞,其主要机理是M1的选择性攻击依赖于对ZAP蛋白缺失的识别,所以正常细胞有ZAP蛋白可能是天然病毒M1对其无毒副作用的原因,B正确;M1病毒无法感染正常肝细胞,C错误;癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白与M1病毒无关,D错误。
5.D 据图分析,染色体甲和染色体乙为非同源染色体,染色体甲的片段d和染色体乙中的片段e发生交换,使得染色体甲含有融合基因,编码融合蛋白,进而使得正常的细胞癌变。由图示可知,这种白血病是由于早幼粒细胞发生了非同源染色体间片段的交换,即发生了染色体结构的变异(易位),A错误。这种白血病的发生是由于非同源染色体片段交换使得染色体上基因的排列顺序发生改变,出现新的融合基因,B错误。据题干信息可知,维A酸通过修饰PML/RARa,导致癌蛋白不能合成;三氧化二砷引起这种癌蛋白的降解,因此维A酸和三氧化二砷未改变癌细胞的DNA结构,C错误。根据题意可知,通过“诱导分化疗法”使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡,故“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞,D正确。
6.C 图甲表示减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体发生交叉互换,图乙表示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。乙类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础,A错误;乙类型的基因重组发生在非同源染色体的非等位基因之间,B错误;基因重组可产生新的基因型,是生物变异的重要来源,C正确;纯合子只能产生一种配子,自交不会出现基因重组现象,自交后代也不会出现性状分离,D错误。
7.B 减数第一次分裂时,位于两条同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离,此过程发生在初级精母细胞中,即图中A/a、D/d的分离发生在初级精母细胞中,B/b的分离发生在次级精母细胞中,所以,图中三对等位基因的分离不都发生在次级精母细胞中,A错误;正常情况下,一个精原细胞能产生两种类型的精子,但图中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生了交叉互换,故该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子,B正确;同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生交叉互换属于基因重组,但不属于基因自由组合范畴,C、D错误。
8.CD 交叉互换发生于减数第一次分裂前期,即同源染色体联会时同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生部分片段的交换。据图可知,乙图中同源染色体非姐妹染色单体间的花环不会导致A和B基因互换,不会产生Ab配子和aB配子,A、B错误;甲、乙和丙属于交叉互换,都发生在减数第一次分裂前期,C正确;甲和丙发生的交叉互换,可以产生新的重组类型配子Ab,D正确。
9.B 题图为减数第二次分裂后期的次级卵母细胞,该细胞中含有两个染色体组,A正确;图示细胞处于减数第二次分裂后期,根据该细胞中的基因不能确定该哺乳动物的基因型,B错误;次级卵母细胞分裂时细胞质不均等分裂,所含细胞质较多的部分将形成卵细胞,基因型应是aB,C正确;由同一染色体复制来的姐妹染色单体形成的子染色体相同位置的基因应该相同,图中A和a不同,则该细胞形成过程中可能发生了基因突变,D正确。
10.C 题图没有同源染色体,为减数第二次分裂前期图,该时期发生在生殖细胞形成过程中,A错误。该分裂过程中有可能发生过基因突变,也可能在四分体时期发生了交叉互换,即发生基因重组,B、D错误。该分裂过程中,如果A突变成a,则一个精原细胞经减数分裂产生AB、aB、ab三种精子,如果a突变为A,则一个精原细胞经减数分裂产生AB、aB、Ab三种精子,如果A与a所在同源染色体发生了交叉互换,则一个精原细胞产生AB、aB、Ab、ab四种精子,C正确。
11.D 甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图,该动物的基因型为AABb,由图分析可知,甲图表示有丝分裂后期,染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果,A正确;乙图表示减数第二次分裂后期,其染色体上基因A与a不同,表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变,B正确;丙图表示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,是减数第一次分裂时发生了交叉互换造成的,C正确;甲细胞有丝分裂产生体细胞,该过程产生的变异一般不遗传给后代,D错误。
第二节 基因突变和基因重组
基础过关练
题组一 基因突变
1.正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状,而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状,产生镰状细胞贫血的根本原因是 ( )
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.基因中一个碱基对发生了改变
2.(2021江苏徐州一中学情调研)长期接触X射线的人,其后代遗传病发病率较高,主要原因是他的生殖细胞容易发生 ( )
A.基因重组 B.基因分离
C.基因互换 D.基因突变
3.(2021江苏盐城高二合规性考试模拟)下列不属于基因突变特点的是 ( )
A.普遍性 B.自发突变频率高
C.随机性 D.不定向性
4.(2021江苏南京师范大学附属扬子中学高二开学考试)下列关于基因突变的叙述中,错误的是 ( )
A.基因突变不一定改变生物的表型
B.基因突变虽然能产生新的基因型,但不能产生新的基因
C.基因突变是生物变异的根本来源
D.基因突变可以发生在生殖细胞中,也可以发生在体细胞中
5.基因突变的随机性表现在 ( )
A.生物个体发育的任何时期都可能发生基因突变
B.基因突变可以形成原有基因的多种等位基因
C.间期和分裂期都可能发生基因突变
D.DNA复制时可能发生基因突变
6.(2021江苏连云港高二合规性考试模拟)下列关于基因突变的叙述,正确的是 ( 易错 )
A.发生基因突变后,遗传性状就发生改变
B.人工诱导可以使基因突变发生定向改变
C.基因突变产生的新性状对个体生存不利
D.等位基因主要是基因突变形成的
7.(2021江苏连云港赣榆高级中学高一调研)关于等位基因A和a发生突变的叙述,错误的是 ( )
A.X射线的照射可能会提高基因A和基因a的突变率
B.等位基因A和a都可以突变成为不同的等位基因
C.在基因A的ATGCC序列中插入碱基C是基因突变
D.基因a中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可用光学显微镜观察到
8.一种α链异常的血红蛋白称为Hbwa,其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下:
血红
蛋白
血红蛋白部分α链的密码子及其氨基酸的顺序
137
138
139
140
141
142
143
144
145
HbA
ACC苏氨酸
UCC丝氨酸
AAA赖氨酸
UAC酪氨酸
CGU精氨酸
UAA终止
Hbwa
ACC苏氨酸
UCA丝氨酸
AAU天冬酰胺
ACC苏氨酸
GUU缬氨酸
AAG赖氨酸
CCU脯氨酸
CGU精氨酸
UAG终止
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第 位的 (填氨基酸名称)对应的密码子缺失了一个碱基,从而使合成的肽链的氨基酸顺序发生改变,相应基因缺失的碱基对是 。
(2)这种变异类型属于 ,一般发生在 (填时期);这种变异与其他可遗传变异相比,最突出的特点是能产生 。
(3)如果要使该变异影响最小,在突变基因的突变点的附近,再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小? ( )
A.置换单个碱基对
B.增加3个碱基对
C.缺失3个碱基对
D.缺失2个碱基对
题组二 细胞癌变及癌症的预防
9.(2021江苏南京一中高二阶段性测试)下列不属于癌细胞的特点的是 ( )
A.丧失接触抑制
B.细胞黏着性降低
C.表面糖蛋白增多
D.能够无限增殖
10.(2021江苏苏州木渎高级中学高二合规性考试模拟)黄曲霉素是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物,主要来自受污染的粮油及其制品,如花生、花生油、玉米、大米、棉籽等。黄曲霉素能诱发肝癌,其致癌因子属于 ( )
A.物理致癌因子
B.生物致癌因子
C.化学致癌因子
D.其他致癌因子
11.下列有关原癌基因和抑癌基因的说法,不正确的是 ( 易错 )
A.原癌基因编码产生的蛋白质能调控细胞周期,控制细胞分裂和生长的进程
B.原癌基因和抑癌基因只存在于癌变的细胞中
C.抑癌基因编码产生的蛋白质可抑制细胞异常的增殖,癌症患者体内也存在抑癌基因
D.细胞癌变是原癌基因和(或)抑癌基因突变导致的
12.一些医学家指出,对癌症的防治应将预防医学和临床医学、康复医学等融为一体,形成一种三级预防体系。下列有关叙述,错误的是 ( )
A.病因预防为一级预防,控制危险因素是病因预防的重点
B.对癌前病变或早期肿瘤,采取“早发现、早诊断、早治疗”措施,属于临床期预防
C.临床前预防为二级预防,即防止初发疾病的发展
D.临床期预防为三级预防,即防止病毒恶化
13.人类在与癌症的抗争中,逐步积累了防治癌症的经验,下列相关叙述,错误的是 ( )
A.当前表观遗传学表明,DNA甲基化异常是癌细胞重要的表观遗传改变之一
B.病因预防即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率
C.手术切除和放疗只作用于病灶部位的癌细胞,而化疗只作用于扩散到全身各处的癌细胞
D.传统疗法着眼于打击癌细胞,而免疫疗法着力于研究整个人体免疫系统
14.下列关于癌症的预防、诊断和治疗的叙述,不正确的是( )
A.烟草中含尼古丁、焦油等化学致癌物质,吸烟是人体摄入化学致癌物质的主要途径之一
B.乐观、积极的心态有助于机体提高免疫力,减少癌症的发生
C.随着科学技术的不断发展,癌症的诊断和治疗都有了很大的进展
D.癌症的治疗只能通过西医,中医是没有作用的
题组三 基因重组
15.(2021江苏镇江丹阳高级中学高一期中)基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样化的后代。下列有关基因重组的叙述,错误的是 ( )
A.非同源染色体的自由组合可导致基因重组
B.同源染色体非姐妹染色单体的互换可能导致基因重组
C.雌雄配子的随机结合可导致基因重组
D.基因重组可导致相同亲代的子代个体间有遗传差异
16.下列配子产生的过程不是通过基因重组导致的是 ( )
A.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
B.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
C.基因组成为的个体产生了ab和AB的配子
D.基因组成为的个体产生了ABC和abc的配子
17.(2021江苏南通启东中学高一阶段测试)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
题组四 基因突变和基因重组的比较
18.下列关于基因突变和基因重组的说法正确的是 ( )
A.DNA分子中发生碱基对的替换、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
19.(2021江苏泰州姜堰中学高一质量检测)如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判定每个细胞发生的变异类型,正确的是 ( )
A.①基因突变;②基因突变;③基因突变
B.①基因突变或基因重组;②基因突变;③基因重组
C.①基因突变;②基因突变;③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组;②基因突变或基因重组;③基因重组
能力提升练
题组一 归纳基因突变及其应用
1.(2021江苏南通海安中学测试,)碱基类似物5-溴尿嘧啶(5-Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配对。在含有5-Bu、A、G、C、T五种物质的培养基中培养大肠杆菌,得到突变体大肠杆菌。下列有关叙述错误的是 ( )
A.5-Bu诱发突变主要发生在DNA分子复制过程中
B.该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高
C.很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的热稳定性增强
D.在此培养基上至少繁殖2代,才能实现DNA分子某位点碱基对从T—A到C—G的替换
2.(2020江苏宿迁中学期中,)水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响,为探究水稻窄叶突变体的遗传机理,科研人员进行了实验。
(1)科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻,可诱发野生型水稻的DNA分子中发生碱基对的 ,导致基因突变,获得水稻窄叶突变体。
(2)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度,结果如图所示。该结果说明窄叶是由 导致的。
(3)将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的 ,统计得到野生型122株,窄叶突变体39株。据此推测叶片宽窄是受 对等位基因控制。
(4)研究发现,窄叶突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
碱基变化
C→CG
C→T
CTT→C
蛋白质
与野生型分子结构无差异
与野生型有一个氨基酸不同
长度比野生型明显变短
由上表推测,基因Ⅰ的突变没有发生在 序列,该基因突变 (填“会”或“不会”)导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致mRNA提前出现 。
(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失。综合上述实验结果判断,窄叶突变体是由于基因 发生了突变。
a.Ⅱ b.Ⅲ c.Ⅱ和Ⅲ同时
题组二 掌握细胞癌变
3.(2021江苏常州高级中学阶段性抽测,)科学研究发现人体的p53基因是一种遏制细胞癌变的基因,几乎所有的癌细胞中都有p53基因异常的现象。例如在白血病、淋巴瘤、乳腺癌、肠胃癌等患者中p53基因常有失活现象。下列有关叙述错误的是 ( )
A.p53基因属于原癌基因,也存在于人体的正常细胞中
B.与正常细胞相比,癌细胞间的连接与识别能力减弱
C.细胞癌变后,细胞内的凋亡基因不易表达
D.细胞发生癌变后自由水的含量将会增加
4.(2021江苏南京高淳高级中学阶段性抽测,)中山大学某课题组研究发现,天然病毒M1能选择性地感染并杀伤肝癌、直肠癌等多种体外培养的癌细胞,对正常细胞无毒副作用。其主要机理是M1的选择性攻击依赖于对ZAP蛋白缺失的识别,而人类的癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白。下列叙述正确的是 ( )
A.癌细胞的产生与原癌基因和抑癌基因的隐性突变有关
B.正常细胞有ZAP蛋白可能是天然病毒M1对其无毒副作用的原因
C.M1病毒感染正常肝细胞会导致肝细胞癌变
D.癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白是因为M1病毒抑制了相关基因的表达
5.(2021江苏无锡南菁高级中学月考,)急性早幼粒细胞白血病是最凶险的一种白血病,发病机理如图所示。2010年度国家最高科学技术奖获得者王振义院士发明的“诱导分化疗法”联合应用维A酸和三氧化二砷治疗该病。维A酸通过修饰PML/RARa,使癌细胞重新分化“改邪归正”;三氧化二砷则可以引起这种癌蛋白的降解,使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。下列有关分析正确的是 ( )
A.这种白血病是由于早幼粒细胞发生了染色体数目的变异
B.这种白血病的发生是由于细胞中出现了原癌基因PML/RARa
C.维A酸和三氧化二砷均改变了癌细胞的DNA结构
D.“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞
题组三 归纳基因重组
6.(2021江苏宿迁沭阳高级中学高一调研,)基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样性的子代。如图表示基因重组的两种类型,下列叙述正确的是 ( )
A.甲类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础
B.两种类型的基因重组都发生于同源染色体之间
C.基因重组可产生新的基因型,是生物变异的重要来源
D.纯合子自交会因基因重组导致子代发生性状分离
7.(2021北京丰台期中,)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如图所示。下列叙述正确的是 ( )
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
8.(多选)[2021新高考八省(市)联考,江苏卷改编,]交换是基因重组的基础,A、B两基因交换的3种模式图如下。下列相关叙述正确的是 ( )
A.甲和乙的交换都会产生新的重组类型配子Ab
B.乙和丙的交换都会产生新的重组类型配子aB
C.甲、乙和丙的交换都发生在减数第一次分裂前期
D.甲和丙的交换都可以产生新的重组类型配子Ab
题组四 辨析基因突变和基因重组
9.(2021江苏连云港东海模拟,)如图为某哺乳动物体内细胞分裂的示意图。下列有关叙述错误的是 ( )
A.该细胞中含有两个染色体组
B.该哺乳动物的基因型为AaBB
C.该细胞产生的卵细胞基因型为aB
D.该细胞形成过程中可能发生了基因突变
10.()图为基因型为AaBb的某雄性动物细胞进行分裂的某一时期图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.该时期发生在体细胞增殖过程中
B.该分裂过程中一定发生过基因突变
C.该分裂过程中一个精原细胞可能产生三种或四种精子
D.该分裂过程中没有基因重组
11.()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.甲图表明该动物发生了基因突变
B.乙图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.丙图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
答案全解全析
基础过关练
1.D
2.D
3.B
4.B
5.A
6.D
7.D
9.C
10.C
11.B
12.B
13.C
14.D
15.C
16.A
17.D
18.A
19.C
1.D 血红蛋白中的一个氨基酸改变是镰状细胞贫血产生的直接原因;镰状细胞贫血产生的根本原因是控制血红蛋白合成的基因中的一个碱基对发生了替换,D正确。
2.D X射线属于诱发基因突变的物理因素,因此长期接触X射线的人,他的后代中遗传病的发病率明显提高,其主要原因是这个人的生殖细胞很可能发生基因突变,故选D。
3.B 在自然条件下,每个生物基因自发突变的频率都很低,但对整个生物界来说,基因自发突变却是普遍存在的(教材P85),A不符合题意,B符合题意;基因突变是不定向的、随机的,C、D不符合题意。
4.B 基因突变一定能改变生物的基因型,但由于密码子的简并性等原因,导致基因突变不一定能改变生物的表型,A正确;基因突变能产生新基因,进而能产生新的基因型,B错误;基因突变是新基因产生的重要途径,也是生物变异的根本来源(教材P86),C正确;基因突变可以发生在生殖细胞中,也可以发生在体细胞中,体细胞突变一般不遗传给子代,生殖细胞突变一般可以遗传给子代,D正确。
5.A 生物个体发育的任何时期都可能发生基因突变,体现了基因突变的随机性,A正确;基因突变可以形成原有基因的多种等位基因,体现了基因突变的不定向性,B错误;基因突变一般发生在间期DNA复制时,不能体现基因突变的随机性特点,C、D错误。
6.D 基因突变后遗传信息一定发生改变,但由于密码子的简并性等原因,生物的性状不一定发生改变,A错误;变异是不定向的,自然状态下和人工诱变的突变都是不定向的,B错误;突变对生物的生存往往是有害的,但突变的有利或有害不是绝对的,还需取决于生物变异的性状是否适应环境,C错误;基因突变是生物变异的根本来源,对于真核生物而言,等位基因主要是基因突变形成的,D正确。
易错警示
基因突变的结果是有害的还是有利的,往往取决于环境。
7.D 基因突变可以自发产生,也可诱发产生,在人为干预下,利用物理、化学、生物因素处理生物,生物发生基因突变的频率会明显提高。X射线的照射利用的是物理因素,照射后可能会提高基因A和基因a的突变率,A正确;基因突变是不定向的,一个基因可以通过突变产生一个以上的等位基因,因此等位基因A和a都可以突变成为不同的等位基因,B正确;在基因A的ATGCC序列中插入碱基C后,基因A的结构发生了改变,即发生了基因突变,C正确;基因a中的碱基对G—C被碱基对A—T替换导致的基因突变,不能用光学显微镜观察到,D错误。
8.答案 (1)138 丝氨酸 G∥C (2)基因突变 有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期 新基因 (3)D
解析 (1)比较Hbwa和HbA第137位以后的氨基酸序列及对应的密码子可知,Hbwa异常的直接原因是α链第138位的丝氨酸对应的密码子缺失了一个碱基C,从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。该变化形成的根本原因是控制血红蛋白α链合成的基因中一个碱基对(G∥C)的缺失。(2)这种变异类型属于基因突变,一般发生的时期是在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期DNA分子复制时;基因突变最突出的特点是能产生新基因。(3)在突变基因的突变点的附近,再增加1个碱基对或缺失2个碱基对,这样只会导致其控制合成的蛋白质中一个氨基酸发生改变或缺失,可使该变异影响最小。
9.C 癌细胞之间无接触抑制现象,A不符合题意;癌细胞质膜上的糖蛋白等物质减少,引起表面结构的变化,使得癌细胞之间的黏着性显著降低,B不符合题意,C符合题意;癌细胞具有无限增殖的能力,在适宜条件时可无限增殖,D不符合题意。
10.C 黄曲霉素属于化学致癌因子,能诱发肝癌,C正确。
11.B 原癌基因编码产生的蛋白质能调控细胞周期,控制细胞分裂和生长的进程(教材P87),A正确;人和动物细胞中的DNA上普遍存在与癌有关的基因,即原癌基因和抑癌基因,B错误;抑癌基因编码产生的蛋白质可抑制细胞异常的增殖,癌症患者体内存在抑癌基因,C正确;在环境中致癌因子的作用下,原癌基因和(或)抑癌基因发生突变,可导致细胞癌变,D正确。
易错警示 误认为基因突变产生原癌基因和抑癌基因,且二者只存在于癌变的细胞中
人和动物细胞中的DNA上普遍存在与癌变有关的基因,即原癌基因和抑癌基因,二者发生突变可引起细胞癌变。
12.B 病因预防为一级预防,即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率,控制危险因素是病因预防的重点(教材P88),A正确;对癌前病变或早期肿瘤,采取“早发现、早诊断、早治疗”措施,阻止或减缓疾病的发展,为临床前预防,即防止初发疾病的发展,属于二级预防,B错误,C正确;临床期预防为三级预防,即防止病情恶化(教材P89),D正确。
13.C 少数癌细胞的基因组DNA序列并未改变,但由于DNA甲基化、组蛋白修饰等发生变化,即表观遗传改变导致基因表达模式的改变,从而引起癌症的发生(教材P88),因此DNA甲基化异常是癌细胞重要的表观遗传改变之一,A正确;病因预防为一级预防,即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率(教材P88),B正确;化疗不仅作用于病灶部位的癌细胞,还作用于扩散到全身各处的癌细胞(教材P89),C错误;传统疗法着眼于打击癌细胞,而免疫疗法着力于研究整个人体免疫系统(教材P89),D正确。
14.D 烟草中含尼古丁、焦油等化学致癌物质,吸烟是人体摄入化学致癌物质的主要途径之一,A正确;乐观、积极的心态有助于机体提高免疫力,减少癌症的发生,B正确;随着科学技术的不断发展,癌症的诊断和治疗都有了很大的进展,C正确;癌症的治疗能通过中、西医共同作用,D错误。
15.C 减数第一次分裂后期,非同源染色体的自由组合可导致基因重组,A正确;减数第一次分裂前期,同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换可能导致基因重组,B正确;基因重组发生在减数分裂过程中,雌雄配子的随机结合不会导致基因重组,C错误;基因重组可导致相同亲代的子代个体间出现遗传差异,D正确。
16.A 基因重组有两种类型,一是四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,二是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。A项中发生了基因突变,B项中发生了交叉互换,C、D项中发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合。
17.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。
18.A 若DNA分子中碱基对的替换、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,基因突变的方向不是由环境决定的,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。
19.C 题图中①表示有丝分裂的中期,其中的A与a位于姐妹染色单体上,只能来源于基因突变;题图②表示有丝分裂的后期,其中的A与a位于一条染色体经过着丝粒分裂而形成的两条子染色体上,只能来源于基因突变;题图③表示减数第二次分裂的后期,由于亲本的基因型为Aa,因此其变异类型可能来源于基因突变或基因重组,故选C。
能力提升练
1.D
3.A
4.B
5.D
6.C
7.B
8.CD
9.B
10.C
11.D
1.D 基因突变一般发生在DNA分子复制的过程中,因此5-Bu诱发突变主要发生在DNA分子复制过程中,A正确;由于该培养基中含有5-Bu,属于化学诱变剂,因此该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高,B正确;由于A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,因此很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的热稳定性增强,C正确;5-溴尿嘧啶可以与A配对,又可以和G配对,原来DNA中的碱基对T—A复制一次可产生A—5-溴尿嘧啶,复制第二次可产生5-溴尿嘧啶—G,复制第三次可产生C—G,所以需要经过3次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换,D错误。
2.答案 (1)增添、缺失、替换 (2)细胞数目减少而不是单个细胞宽度变窄 (3)(单株)叶片宽窄 一 (4)密码子对应(或“编码”) 不会 终止密码子 (5)c
解析 (1)由基因突变的概念可知,导致基因突变的原因是基因中碱基对的增添、缺失或替换。(2)由柱形图分析可知,窄叶性状的出现是由基因突变导致细胞数目减少造成的,单个细胞的宽度没有变窄。(3)根据杂交实验的过程,将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的表型,即(单株)叶片宽窄,结果为122∶39≈3∶1,说明该性状受一对等位基因的控制,隐性性状是窄叶。(4)根据表格分析,基因Ⅰ的突变没有引起蛋白质分子结构的改变,说明该突变没有发生在密码子对应(或“编码”)的序列,不会导致性状发生改变。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致mRNA提前出现终止密码子,翻译提前终止。(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,说明存在突变基因Ⅱ;基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失,说明该突变体同时存在突变基因Ⅲ。
3.A p53基因是一种遏制细胞癌变的基因,属于抑癌基因,人体的正常细胞中也存在该基因,A错误;与正常细胞相比,癌细胞质膜上糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,识别能力减弱,B正确;细胞癌变后,由于细胞内的凋亡基因不易表达,故可以无限分裂增殖,C正确;细胞发生癌变后分裂旺盛,代谢加快,自由水的含量增加,D正确。
4.B 癌细胞的产生与原癌基因和抑癌基因的突变有关,可能是显性突变,也可能是隐性突变,A错误;天然病毒M1能选择性地感染并杀伤肝癌、直肠癌等多种体外培养的癌细胞,其主要机理是M1的选择性攻击依赖于对ZAP蛋白缺失的识别,所以正常细胞有ZAP蛋白可能是天然病毒M1对其无毒副作用的原因,B正确;M1病毒无法感染正常肝细胞,C错误;癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白与M1病毒无关,D错误。
5.D 据图分析,染色体甲和染色体乙为非同源染色体,染色体甲的片段d和染色体乙中的片段e发生交换,使得染色体甲含有融合基因,编码融合蛋白,进而使得正常的细胞癌变。由图示可知,这种白血病是由于早幼粒细胞发生了非同源染色体间片段的交换,即发生了染色体结构的变异(易位),A错误。这种白血病的发生是由于非同源染色体片段交换使得染色体上基因的排列顺序发生改变,出现新的融合基因,B错误。据题干信息可知,维A酸通过修饰PML/RARa,导致癌蛋白不能合成;三氧化二砷引起这种癌蛋白的降解,因此维A酸和三氧化二砷未改变癌细胞的DNA结构,C错误。根据题意可知,通过“诱导分化疗法”使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡,故“诱导分化疗法”将有效减少病人骨髓中积累的癌细胞,D正确。
6.C 图甲表示减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体发生交叉互换,图乙表示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。乙类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础,A错误;乙类型的基因重组发生在非同源染色体的非等位基因之间,B错误;基因重组可产生新的基因型,是生物变异的重要来源,C正确;纯合子只能产生一种配子,自交不会出现基因重组现象,自交后代也不会出现性状分离,D错误。
7.B 减数第一次分裂时,位于两条同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离,此过程发生在初级精母细胞中,即图中A/a、D/d的分离发生在初级精母细胞中,B/b的分离发生在次级精母细胞中,所以,图中三对等位基因的分离不都发生在次级精母细胞中,A错误;正常情况下,一个精原细胞能产生两种类型的精子,但图中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生了交叉互换,故该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子,B正确;同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生交叉互换属于基因重组,但不属于基因自由组合范畴,C、D错误。
8.CD 交叉互换发生于减数第一次分裂前期,即同源染色体联会时同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生部分片段的交换。据图可知,乙图中同源染色体非姐妹染色单体间的花环不会导致A和B基因互换,不会产生Ab配子和aB配子,A、B错误;甲、乙和丙属于交叉互换,都发生在减数第一次分裂前期,C正确;甲和丙发生的交叉互换,可以产生新的重组类型配子Ab,D正确。
9.B 题图为减数第二次分裂后期的次级卵母细胞,该细胞中含有两个染色体组,A正确;图示细胞处于减数第二次分裂后期,根据该细胞中的基因不能确定该哺乳动物的基因型,B错误;次级卵母细胞分裂时细胞质不均等分裂,所含细胞质较多的部分将形成卵细胞,基因型应是aB,C正确;由同一染色体复制来的姐妹染色单体形成的子染色体相同位置的基因应该相同,图中A和a不同,则该细胞形成过程中可能发生了基因突变,D正确。
10.C 题图没有同源染色体,为减数第二次分裂前期图,该时期发生在生殖细胞形成过程中,A错误。该分裂过程中有可能发生过基因突变,也可能在四分体时期发生了交叉互换,即发生基因重组,B、D错误。该分裂过程中,如果A突变成a,则一个精原细胞经减数分裂产生AB、aB、ab三种精子,如果a突变为A,则一个精原细胞经减数分裂产生AB、aB、Ab三种精子,如果A与a所在同源染色体发生了交叉互换,则一个精原细胞产生AB、aB、Ab、ab四种精子,C正确。
11.D 甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图,该动物的基因型为AABb,由图分析可知,甲图表示有丝分裂后期,染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果,A正确;乙图表示减数第二次分裂后期,其染色体上基因A与a不同,表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变,B正确;丙图表示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,是减数第一次分裂时发生了交叉互换造成的,C正确;甲细胞有丝分裂产生体细胞,该过程产生的变异一般不遗传给后代,D错误。
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