浙科版 (2019)第一节 基因突变可能引起性状改变第1课时精练

第四章　生物的变异

第一节　基因突变可能引起性状改变

第1课时　基因突变

基础过关练

题组一　对基因突变的相关理解

1.(2021浙江嘉兴高二上期末)下列关于基因突变的叙述,错误的是 (　易错　)

A.基因突变可以发生在RNA上

B.基因突变可以发生在任何时期

C.基因突变会改变基因的位置

D.基因突变会引起遗传信息的改变

2.(2020浙江杭州高一下月考)控制小鼠毛色的基因有A+(灰色)、A(黄色)、a(黑色)等,它们是染色体上某一位置的基因突变成的等位基因。这体现了基因突变具有              (　　)

A.普遍性　　　　B.多方向性             C.可逆性　　　　D.稀有性

3.亮氨酸的密码子有:UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,当某基因片段中模板链的GAC突变为AAC时,这种突变的结果对该生物的影响是              (　　)

A.一定是有害的                               B.一定是有利的

C.有害的概率大于有利的概率       D.既无利也无害

4.如图所示是镰刀形细胞贫血症病因的图解,请据图回答问题。

(1)图中①②表示的过程分别是　　　　、　　　　。 

(2)写出④⑤处分别代表的三个碱基序列:④　　　,⑤　　　　。 

(3)由图可知,谷氨酸的密码子是　　　　。 

(4)③过程发生的时间主要是　　　　　　。 

(5)从图解可知,由于DNA分子中的一个碱基对A-T被替换成了　　　　,最终导致合成的血红蛋白异常。血红蛋白分子的改变,导致　　　　容易破裂,造成溶血性贫血,甚至引起死亡,这说明基因突变一般是　　　　　　。 

题组二　基因突变对氨基酸、蛋白质或性状的影响

5.真核生物中某一核基因的起始端插入了一个碱基对。紧贴插入位点位置,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              (　易错　)

A.置换单个碱基对　　　　B.缺失4个碱基对

C.缺失3个碱基对　　　　D.增加4个碱基对

6.(2020浙江台州五校联考高二上月考)某基因发生插入突变,使mRNA增加了三个连续的核苷酸序列(AAG),则突变前后编码的两条肽链中氨基酸不同的个数最多有              (　　)

A.1个　　　　B.2个　　　　C.3个　　　　D.4个

7.(2020浙江慈溪六校高一下联考)在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对,下列现象可能发生的有              (　　)

①基因的结构不改变

②在转录时造成插入点以前的遗传密码改变

③基因的结构改变

④在转录时造成插入点以后的遗传密码改变

⑤在翻译时蛋白质中的氨基酸顺序发生较大改变

A.二项　　　　B.三项　　　　C.四项　　　　D.五项

8.某基因发生了一个碱基对的缺失,下列有关该突变的叙述,不正确的是 (　　)

A.该基因的氢键总数不一定发生改变

B.该基因表达的蛋白质不一定发生改变

C.若该基因表达的肽链变长,可能是碱基对A-T缺失

D.该基因突变后,有可能会导致翻译过程提前终止

9.(2021浙江宁波十校高三联考)某膜蛋白基因含有重复序列CTCTTCTCTTCTCTT,下列叙述正确的是              (　　)

A.该基因中CTCTT重复序列的增加不属于基因突变

B.CTCTT重复次数增加,该基因中嘧啶碱基的比例不断提高

C.若CTCTT重复6次,则重复序列之后编码的氨基酸序列不变

D.CTCTT重复次数越多,该基因编码的蛋白质相对分子质量越大

能力提升练

题组一　基因突变的机理

1.()编码酶X的基因中某个碱基被替换时,表达产物将变为酶Xi(包括X1、X2、X3、X4)。与酶X活性相比,酶Xi活性的变化如下表。下列叙述错误的是(　　)

A.酶X1活性变化说明基因结构没有发生改变

B.酶X2活性变化可能是因为1个氨基酸被替换

C.酶X3活性变化可能是因为突变导致了终止密码子提前

D.酶X4活性变化可能是因为突变导致了终止密码子推后

2.(2021浙江杭州高二上月考,)H2O2能将鸟嘌呤(G)氧化损伤为8-oxodG,8-oxodG可与腺嘌呤(A)互补配对。若如图所示DNA片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后,再正常复制多次形成大量的子代DNA,下列相关叙述错误的是              (　　)

A.子代DNA分子不一定都发生碱基序列的改变

B.部分子代DNA中嘧啶碱基的比例可能会增加

C.子代DNA控制合成的蛋白质不一定发生改变

D.氧化损伤可能诱发基因突变

3.()某野生型个体正常基因的一段核苷酸序列的表达过程如图所示。请回答问题:

(1)Ⅰ过程与Ⅱ过程相比,碱基的配对方式不同体现在　　　　　　。 

(2)若该基因位置①的碱基对由G-C变成了A-T,对应的密码子变为　　　　。与正常蛋白质比较,变化后的基因控制合成的蛋白质相对分子质量将　　　　。 

(3)若位置②插入了一个碱基对A-T,则该基因控制合成的蛋白质在分子结构上可能会发生怎样的改变:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)Ⅱ过程中,携带丙氨酸的tRNA一端的反密码子是　　　　,此tRNA不能携带其他氨基酸的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　基因突变与性状的关系

4.()水毛茛的黄花基因q1中丢失3个相邻碱基后形成基因q2,导致其编码的蛋白质中氨基酸序列发生了改变,下列叙述正确的是              (　　)

A.正常情况下q1和q2可存在于同一个配子中

B.利用光学显微镜可观测到q1的长度较q2短

C.突变后,细胞翻译时碱基互补配对原则发生了改变

D.突变后,水毛茛的花色性状不一定发生改变

5.()雄蚕产丝量比雌蚕高。图示雄蚕两条Z染色体上分别带有一个致死基因(Ⅰ'、Ⅱ'),利用该雄蚕与野生型雌蚕杂交,子代雌蚕均胚胎致死,雄蚕均可正常发育。下列说法正确的是              (　　)

A.Ⅰ'为隐性突变、Ⅱ'为显性致死突变

B.Ⅰ'为显性突变、Ⅱ'为隐性致死突变

C.所获的子代雄蚕基因型与亲代相同

D.Ⅰ'、Ⅱ'所在区域没有发生交叉互换

6.(2020浙江宁波镇海高三上二模,)茉莉花的花色与花瓣细胞中色素的种类和含量有关,控制色素的基因位于一对同源染色体上。某茉莉花的花瓣细胞中某一相关基因发生突变后,花色由紫色变为白色。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.该基因突变不能用普通光学显微镜观察识别

B.基因突变发生后,色素种类和含量可能发生变化

C.控制茉莉花白色和紫色的基因是一对等位基因

D.这种变异是体细胞突变造成的,不能遗传给后代

7.()一种α链异常的血红蛋白叫Hbwa,其137位及以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如表。

请回答下列问题:

(1)α链第　　　位的氨基酸对应的密码子　　　　　　　(如何变化),使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变,从而导致Hbwa异常。 

(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)这种变异类型属于　　　　　,主要发生在　　　　　　　　　　　(时期)。 

答案全解全析

基础过关练

1.C　某些病毒的遗传物质是RNA,病毒可以发生变异,因此基因突变可以发生在RNA上,A正确;基因突变具有普遍性,可以发生在个体发育的任何时期,B正确;基因突变会改变基因的种类,但是基因在染色体上的位置并不发生改变,C错误;遗传信息通常是DNA上特定的核苷酸序列,基因突变一定会引起遗传信息的改变,D正确。

易错警示

RNA病毒(如烟草花叶病毒、HIV等)中,基因突变指的是含有遗传信息的RNA中碱基的替换、插入或缺失,其突变率很高。

2.B　基因突变的普遍性是指所有生物都能发生基因突变,且能发生在任何细胞的任何时期,A错误;控制小鼠毛色的基因有A+(灰色)、A(黄色)、a(黑色)等,它们是染色体上某一位置的基因突变成的等位基因,这体现了基因突变具有多方向性,B正确;基因突变的可逆性是指变异的位点又发生突变并变回原来的基因,C错误;基因突变的稀有性是指正常情况下,基因突变的频率很低,D错误。

3.D　模板链中GAC转录形成的密码子是CUG,编码亮氨酸;AAC转录形成的密码子是UUG,也编码亮氨酸,因此模板链中GAC突变为AAC后,编码的蛋白质不发生改变,生物的性状也不发生改变,因此这种突变的结果对该生物的影响是既无利也无害。

4.答案　(1)转录　翻译　(2)CAT　GUA　(3)GAA　(4)分裂间期　(5)T-A　红细胞　有害的

解析　(1)题图表示镰刀形细胞贫血症的病因,其中①代表由DNA到RNA,表示转录过程,②代表由RNA到蛋白质,表示翻译过程,③表示基因突变。(2)根据碱基互补配对原则可知,④代表的三个碱基序列与GTA碱基互补配对,为CAT,⑤处的碱基与④处的碱基互补配对,故⑤代表的三个碱基序列为GUA。(3)谷氨酸所对应的密码子为图中RNA上的GAA。(4)基因突变主要发生在分裂间期。(5)从图解可知,由于DNA分子中的一个碱基对A-T被替换成了T-A,最终导致合成的血红蛋白异常,这种改变属于基因突变,基因突变一般是有害的。

5.B　在紧贴插入位点位置再置换单个碱基对,仍然会导致之后的密码子全部改变,对其编码的蛋白质结构影响很大,A错误;在紧贴插入位点位置缺失4个碱基对后,最终导致该mRNA上缺失一个密码子,可能对其编码的蛋白质结构影响最小,B正确;在紧贴插入位点位置再缺失3个碱基对,仍然会导致之后的密码子全部改变,对其编码的蛋白质结构影响很大,C错误;在紧贴插入位点位置再增加4个碱基对,则一共增加了5个碱基对,由于不是完整的两个密码子,这将会导致之后密码子全部改变,使得编码的氨基酸种类改变,对其编码的蛋白质结构影响很大,D错误。

易错警示

在编码区插入一个碱基对,因每相邻的三个碱基决定一个氨基酸,所以必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变,相应的氨基酸随之发生变化,致使编码的蛋白质差别很大。若插入一个碱基对,再插入2个、5个、3n+2个碱基对,或缺失1个、4个、3n+1个碱基对,恰好凑成3的倍数,则对后面密码子不产生影响,致使后面编码的氨基酸不发生改变。

6.B　若该mRNA中增加的三个碱基正好位于2个密码子之间,则合成的多肽中会多了这个密码子对应的氨基酸,不影响其他的氨基酸;若这3个碱基插入了一个密码子的内部,则会改变2个氨基酸,B符合题意。

7.C　若一个DNA分子中插入了一个碱基对,基因的结构可能改变,也可能不改变,①③正确;若一个DNA分子中插入了一个碱基对,不会造成插入点以前的遗传密码改变,②错误;若一个DNA分子中插入了一个碱基对,在转录时可能会造成插入点以后的遗传密码改变,进而导致在翻译时蛋白质中的氨基酸顺序发生较大改变,④⑤正确。

8.A　该基因的氢键总数一定会发生改变,A错误;该碱基对的缺失可能发生在不表达蛋白质的部分,该基因表达的蛋白质不一定发生改变,B正确;若该基因表达的肽链变长,可能是碱基对A-T缺失导致终止密码子位置推后而继续翻译,C正确;该基因突变后,有可能会使终止密码子提前出现,导致翻译过程提前终止,D正确。

9.C　CTCTT重复次数的改变即基因中碱基数目的改变,属于基因突变,A错误;基因中嘧啶碱基的比例=嘌呤碱基的比例=50%,CTCTT重复次数的改变不会影响该比例,B错误;CTCTT重复6次,即增加30个碱基对,由于基因中碱基对数目与所编码氨基酸数目的比例关系为3∶1,则相当于增加了10个氨基酸,重复序列后编码的氨基酸序列不变,C正确;重复序列过多可能影响该基因的表达,编码的蛋白质相对分子质量不一定变大,D错误。

能力提升练

1.A　酶X1活性未发生变化,最可能的原因是密码子具有简并性,基因突变后,酶X1的氨基酸序列没有变化,不能说明基因结构没有发生改变,A错误;酶X2的活性减少了一半,但氨基酸的数量未变,可能是1个氨基酸被替换,B正确;酶X3的活性降低,氨基酸数目减少,可能是基因突变导致了终止密码子提前,C正确;酶X4的活性降低,氨基酸数目增多,可能是因为突变导致了终止密码子推后,D正确。

2.B　根据题干信息分析,该DNA片段两条链上共含有三个G,如果发生氧化的G在同一条链上,则DNA分子复制多次后,以氧化后的单链为模板形成的DNA碱基序列都发生变化,以没有氧化的DNA单链为模板形成的DNA的碱基序列都不发生变化;如果发生氧化的G不在同一条链上,则DNA分子复制多次后形成的DNA碱基序列都发生变化。根据以上分析可知,子代DNA分子不一定都发生碱基序列的改变,A正确;根据以上分析可知,子代DNA分子有可能部分发生碱基序列的改变,但是由于嘌呤只能与嘧啶配对,所以DNA中嘧啶碱基的比例不会增加,B错误;由于密码子的简并性,基因序列改变后控制合成的蛋白质可能不发生改变,C正确;氧化损伤可能诱发基因突变,D正确。

3.答案　(1)A与T配对　(2)UGA　减小　(3)氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链形成的空间结构发生改变　(4)CGU　每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸

解析　(1)Ⅰ过程为转录,Ⅱ过程为翻译,由于T是DNA分子特有的碱基,所以碱基互补配对方式的不同点是转录有A与T配对,翻译没有。(2)若①处的碱基对由原来的G-C变成了A-T,根据碱基互补配对原则,密码子应变为UGA;由于UGA是终止密码子,因此合成的蛋白质比原来的蛋白质相对分子质量要小。(3)若位置②插入了一个碱基对A-T,基因发生改变,合成的蛋白质的结构可能会发生改变,即组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构发生改变。(4)丙氨酸的密码子为GCA,因此其对应的反密码子为CGU;一种tRNA只能转运一种氨基酸,故该tRNA不能转运其他的氨基酸。

4.D　q1和q2是一对等位基因,在减数分裂过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,因此正常情况下q1和q2不可能存在于同一个配子中,A错误;基因突变是分子水平的变化,利用光学显微镜不能观测到基因中碱基的变化,B错误;碱基互补配对这一原则不会发生变化,C错误;根据题意,如果发生的是隐性突变,则水毛茛的花色性状不会发生改变,D正确。

5.D　据图分析可知,雄蚕性染色体为ZZ,雌蚕性染色体为ZW,子代雌蚕均胚胎致死,雄蚕均可正常发育,可判断Ⅰ'、Ⅱ'均为隐性致死突变,且Ⅰ'、Ⅱ'所在区域没有发生交叉互换,A、B错误,D正确;子代雄蚕有一条Z染色体来自野生型的雌蚕,其上的都是正常基因,而亲代雄蚕两条Z染色体都含隐性致死基因,亲子代雄蚕基因型不同,C错误。

6.D　基因突变属于分子水平的变异,不能用普通光学显微镜观察,A正确;基因突变发生后,色素种类和含量可能发生变化,从而导致花色改变,B正确;控制茉莉花白色的基因是由紫色基因突变产生的等位基因,C正确;这种变异是基因突变造成的,属于可遗传变异,即使是体细胞突变造成的,也可以通过无性繁殖遗传给后代,D错误。

7.答案　(1)138　缺失一个碱基C　(2)控制血红蛋白α链合成的基因中一个C-G碱基对缺失　(3)基因突变　细胞分裂前的间期(DNA复制时)

解析　(1)由表中密码子分析可知,第138位的氨基酸对应的密码子缺失一个碱基C,最终导致Hbwa异常。(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是控制血红蛋白α链合成的基因中缺失1个C-G碱基对。(3)基因中一个碱基对缺失的变异属于基因突变,主要发生于细胞分裂前的间期。