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精品一课一练
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1.下列关于基因突变的叙述,错误的是( )
A.基因突变是指基因中碱基的增添、缺失或替换
B.DNA中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变可能导致基因突变
C.外界条件可使DNA复制发生差错而导致基因突变
D.无论是低等生物还是高等生物都能发生基因突变,且基因突变只定向形成新的等位基因
2.统计表明,人类寿命约为80岁,每年大约会发生20到50次基因突变;长颈鹿寿命约为24岁,每年大约会发生99次基因突变;裸鼹鼠寿命约为25岁,每年大约会发生93次基因突变。这些突变大多数是无害的,但也有一些可能会使细胞发生癌变或损害细胞的正常功能。下列说法错误的是( )
A.正常情况下,每年发生的基因突变次数越少,物种的寿命就越长
B.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期
C.无害突变是显性基因突变成隐性基因导致的
D.一个基因可以发生不同突变产生一个以上的等位基因,体现了基因突变的不定向性
3.果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。为了探究卷刚毛性状是如何产生的,科学家用这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部为直刚毛果蝇,F1雌雄果蝇随机自由交配,F2的表型及比例是直刚毛雌果蝇∶直刚毛雄果蝇∶卷刚毛雄果蝇=2∶1∶1。最合理的结论是( )
A.亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变
B.亲代生殖细胞中X染色体上基因发生显性突变
C.亲代生殖细胞中常染色体上基因发生隐性突变
D.亲代生殖细胞中常染色体上基因发生显性突变
4.癌症是当前严重威胁人类生命的疾病,下列关于人体细胞癌变的叙述,错误的是( )
A.癌细胞的无限增殖是由正常基因突变为原癌基因引起的
B.发生癌变的细胞形态结构发生显著变化,功能也发生异常
C.癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少,容易在体内分散和转移
D.远离辐射、化学诱变剂等致癌因子,可减少癌症的发生
5.在肿瘤发生早期,细胞自噬作用促进癌细胞发生凋亡以抑制肿瘤发生;而在肿瘤发生晚期,癌细胞要借助细胞自噬作用对抗营养缺乏、缺氧以及放射造成的损伤。癌细胞抑癌基因DNA甲基化可能具有调节细胞自噬的作用,例如,NOR1是一种抑癌基因,鼻咽癌细胞中NOR1的启动子呈高度甲基化状态,导致NOR1蛋白含量很低,此时,鼻咽癌细胞借助较高水平的细胞自噬作用来维持能量代谢和细胞活性。下列推断不合理的是( )
A.肿瘤发生早期,细胞自噬对机体有利;肿瘤发生晚期,细胞自噬对癌细胞有利
B.高度甲基化会阻碍DNA聚合酶与NOR1的启动子结合而影响NOR1基因的转录
C.抑制NOR1基因的表达会促进癌细胞的自噬作用从而维持其能量代谢和细胞活性
D.用DNA甲基化抑制剂处理鼻咽癌细胞后,癌细胞的增殖和生存能力可能会降低
6.不同基因型的T2噬菌体能够使大肠杆菌出现不同的噬菌斑。将野生型T2噬菌体(h+r+)和突变型T2噬菌体(hr)混合,并在接种了大肠杆菌的培养基上培养,检测到的结果如表所示。下列分析错误的是( )
A.T2噬菌体基因经逆转录整合到大肠杆菌的基因组上
B.基因h+和h在T2噬菌体遗传过程中不遵循分离定律
C.h+r+和hr的DNA在大肠杆菌内可能发生了基因重组
D.自然界中突变型T2噬菌体是由野生型T2噬菌体发生基因突变得到的
7.下列图示过程存在基因重组的是( )
8.如图是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型( )
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
9.某野生高等动物的一个DNA分子片段如图所示,a、b、c是该片段上的基因,下列叙述正确的是( )
A.图中Ⅰ或Ⅱ处发生碱基对的改变属于基因突变
B.经紫外线照射后,a基因可能突变成b基因
C.基因顺序abc变成bca是基因突变的结果
D.若该动物体细胞中基因b突变为B,不能通过有性生殖遗传给后代
10.一种α链异常的血红蛋白叫作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)的差异如下:
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第_________位的氨基酸对应的密码子_________(如何变化),从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。
(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__________,一般发生在__________时期。这种变异与其他可遗传的变异相比,最突出的特点是________________。
(4)如果要降低该变异的影响,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 B.增加3个碱基对
C.缺失3个碱基 D.缺失2个碱基对
[能力提升]
11.一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后,产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1,且雌雄个体之比也为2∶1,这个结果从遗传学角度可作出合理解释的是( )
A.该突变为X染色体显性突变,且含该突变基因的雌雄配子致死
B.该突变为X染色体显性突变,且含该突变基因的雄性个体致死
C.该突变为X染色体隐性突变,且含该突变基因的雄性个体致死
D.X染色体片段发生缺失可导致突变型,且缺失会导致雌配子致死
12.(不定项)图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体,图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体,图中字母表示该染色体上的相关基因。下列叙述正确的是( )
A.基因D、d的本质区别是碱基对的种类、数目不同
B.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中不能发生自由组合
C.图乙染色体上存在d基因的原因一定是发生了基因突变
D.与有丝分裂相比,甲→乙的过程中能产生的特有的可遗传变异是基因重组
13.(不定项)野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变成黄色,而突变型豌豆由于Y基因转变成y基因后控制合成的相关蛋白质功能异常(其部分氨基酸序列如图所示),使该蛋白质进入叶绿体后调控叶绿素降解的能力减弱,最终使突变型豌豆子叶维持“常绿”。据此分析正确的是( )
A.Y基因转变成y基因的过程属于基因突变
B.Y基因转变成y基因的过程有碱基的增添、替换
C.基因碱基序列的改变一定改变生物的性状
D.Y基因转变成y基因后嘧啶碱基的占比不变
14.某科研小组对野生纯合小鼠进行X射线处理,得到一只雄性突变型小鼠。通过对该鼠进行研究发现,突变性状的产生是由于位于一条染色体上的某基因发生突变。该小组想知道突变基因的显隐性和在染色体中的位置,于是设计了如下杂交实验方案,如果你是其中一员,试将下列方案补充完整。(注:除要求外,不考虑性染色体的同源区段。相应基因用D、d表示。)
(1)杂交方法:_____________________________________________________________。
(2)观察统计:观察并将子代雌雄小鼠中野生型和突变型的数量填入表中。
(3)结果分析与结论:
①如果A=1,B=0,说明突变基因位于_________;
②如果A=0,B=1,说明突变基因为_________,且位于_________;
③如果A=0,B=_________,说明突变基因为隐性,且位于X染色体上;
④如果A=B= eq \f(1,2) ,说明突变基因为_________,且位于_________。
(4)拓展分析:如果该基因位于X、Y染色体的同源区段,突变性状为_________,该个体的基因型为_________。
15.已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的,共有四种表型:黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。回答下列问题:
(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞,1位点为A基因,2位点为a基因,某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换,则该初级精母细胞产生的配子的基因型是________________。
②若是发生基因突变,且为隐性突变,该初级精母细胞产生的配子的基因型是__________ 或________________。
(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果,设计了如下实验:
实验方案:用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为__________的雌性个体进行交配,观察子代的表型。
结果预测:①如果子代____________________,则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
②如果子代____________________,则为基因发生了隐性突变。
参考答案
1.D [基因突变是指基因中碱基的增添、缺失或替换,A正确;基因通常是指具有遗传效应的DNA片段,DNA中脱氧核苷酸种类、数量和排列顺序的改变若发生在基因区段,则引起基因突变,B正确;外界条件,如物理因素、化学因素、生物因素等都可以使DNA在复制时出现差错,而引起基因突变,C正确;基因突变具有不定向性,D错误。]
2.C [据题中三种生物的寿命与每年的基因突变次数分析,每年发生的基因突变次数与该种生物的寿命呈负相关,A正确;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正确;基因突变大多数是无害的,显性基因突变成隐性基因不一定会对生物体有害,C错误;一个基因可以发生不同突变产生一个以上的等位基因,体现了基因突变的不定向性,D正确。]
3.A [该卷刚毛雄果蝇的出现可能是基因突变导致的,也可能是环境因素影响了基因的表达。科学家用这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部为直刚毛果蝇,F1雌雄果蝇随机自由交配,F2的表型及比例是直刚毛雌果蝇∶直刚毛雄果蝇∶卷刚毛雄果蝇=2∶1∶1。根据杂交结果可知,该性状能够遗传,因此排除环境因素对基因表达的影响。同时可知该性状的遗传与性别相关联,进而可判断该突变发生在X染色体上。这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部为直刚毛果蝇,可判断卷刚毛为隐性性状。综上分析,最合理的结论是亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变。]
4.A [癌细胞的无限增殖是由原癌基因和抑癌基因突变引起的,A错误;癌变后的细胞形态结构发生显著变化,功能也发生异常,B正确;癌细胞细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞间的黏着性显著降低,使癌细胞容易在体内分散和转移,C正确;辐射、化学诱变剂等是常见的诱导细胞癌变的因素,远离辐射、化学诱变剂等致癌因子,可减少癌症的发生,D正确。]
5.B [由题意可知,肿瘤发生早期,细胞自噬能促进癌细胞发生凋亡和抑制肿瘤发生,肿瘤发生晚期,癌细胞会借助细胞自噬对抗营养缺乏、缺氧以及放射造成的损伤,推断合理,A不符合题意;高度甲基化会阻碍RNA聚合酶与NOR1的启动子结合而影响NOR1基因的转录,推断不合理,B符合题意;由题意可知,NOR1基因的启动子由于呈高度甲基化状态而被抑制表达,此时,癌细胞借助较高水平的细胞自噬作用维持能量代谢和细胞活性,推断合理,C不符合题意;用DNA甲基化抑制剂处理鼻咽癌细胞后,抑癌基因得以表达,癌细胞的增殖和生存能力可能会降低,推断合理,D不符合题意。]
6.A [T2噬菌体的遗传物质为DNA,因而T2噬菌体基因不需经逆转录整合到大肠杆菌的基因组上,A错误;分离定律适用于进行有性生殖的真核生物,T2噬菌体是病毒,大肠杆菌是原核生物,故基因h+和h在T2噬菌体遗传过程中不遵循分离定律,B正确;两种T2噬菌体基因型为h+r+和hr,子代T2噬菌体有h+r+、hr、hr+、h+r四种,推测两种T2噬菌体的DNA在大肠杆菌内发生了基因重组,C正确;自然界中突变型T2噬菌体是由野生型T2噬菌体发生基因突变得到的,D正确。]
7.A [题图A所示的AaBb在进行减数分裂产生配子的过程中,会发生非同源染色体上非等位基因的自由组合,因此符合题意;题图B表示的是雌雄配子的随机结合,该过程不发生基因重组;题图C表示减数第二次分裂的后期,该时期不发生基因重组;题图D中只有一对等位基因,不会发生基因重组。]
8.A [分析题图可知,①和②均为有丝分裂的图像,①中A和a为同一染色体上的姐妹染色单体所携带的基因,②中A和a所在的染色体来源于姐妹染色单体,③为减数第二次分裂后期的图像,该个体的基因型为AA,没有a,不可能是互换引起的,故①②③中出现a的原因都是基因突变。]
9.D [基因内部发生碱基对的增添、缺失或替换才是基因突变,而图中Ⅰ或Ⅱ处并不是基因,此处发生碱基对的改变不属于基因突变,A错误;紫外线照射可能会引起基因突变,基因突变只能使原基因变为它的等位基因,而不能变为非等位基因,故a基因不可能突变成b基因,B错误;基因突变不会引起DNA分子中原有基因排列顺序改变,而是产生新的等位基因,故基因顺序abc变成bca不是基因突变的结果,C错误;若基因突变发生在该动物生殖细胞中,可能通过有性生殖遗传给后代,若发生在该动物体细胞中,则不能通过有性生殖遗传给后代,D正确。]
10.[解析] (1)Hbwa异常的直接原因是第138位的氨基酸对应的密码子缺失一个碱基C,(2)根本原因是控制该mRNA合成的基因中缺少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,一般发生于细胞分裂间期,最突出的特点是产生了等位基因。(4)若再缺失2个碱基对,与HbA相比,仅相差1个氨基酸,则对蛋白质结构影响最小。
[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) 产生新基因(等位基因) (4)D
11.B [突变型雌果蝇的后代中雄性有1/2死亡,说明该雌性果蝇为杂合子,该突变可能为X染色体显性突变,若含突变基因的雌配子致死,则子代中会出现一种表型,且不会引起雌雄个体数量的差异;如果该突变为X染色体显性突变,且含该突变基因的雄性个体致死,相关基因用D、d表示,则子代为1XDXd(突变型♀)∶1XdXd(野生型♀)∶1XDY(死亡)∶1XdY(野生型♂),A不符合题意,B符合题意;如果该突变基因为X染色体隐性突变,且含该突变基因的雄性个体致死,假设突变基因为d,则杂交组合为XdXd×XDY,由于含该突变基因的雄性个体致死,则子代全为XDXd(野生),C不符合题意;若X染色体片段发生缺失可导致突变型,且缺失会导致雌配子致死,则子代中会出现一种表型,且不会引起雌雄个体数量的差异,D不符合题意。]
12.BD [基因D、d的本质区别是碱基对的排列顺序不同,A错误;图甲中的非等位基因位于一对同源染色体上,在减数分裂过程中不能发生自由组合,B正确;图乙染色体上的d基因可能来自非姐妹染色单体之间的互换,也可能来自基因突变,C错误;与有丝分裂相比,甲→乙的过程中能产生的特有的可遗传变异是基因重组,D正确。]
13.ABD [①、②号位点可能只改变了一个氨基酸,出现这种情况的原因是碱基发生了替换,③号位点增加了两个氨基酸,出现这种情况的原因是碱基发生了增添,故Y基因转变成y基因的过程属于基因突变,A、B正确;由于密码子的简并性等,生物体中基因碱基序列的改变不一定引起性状的改变,C错误;DNA双链分子中,碱基遵循碱基互补配对原则,即嘌呤和嘧啶配对,因此Y基因转变成y基因后嘧啶碱基的占比仍为50%,D正确。]
14.[解析] (1)根据题干可知,这只突变型小鼠是雄性的,所以应该让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配,然后根据子代的表型及比例来确定突变基因的显隐性和位于哪条染色体上。(3)①如果突变基因位于Y染色体上,子代中雄性全为突变型小鼠,雌性全为野生型小鼠;②如果突变基因位于X染色体上,且为显性,子代中雄性全为野生型小鼠,雌性全为突变型小鼠;③如果突变基因位于X染色体上,且为隐性,子代中雄性全为野生型小鼠,雌性也全为野生型小鼠;④如果突变基因位于常染色体上,且为显性,子代雌雄性都有突变型小鼠和野生型小鼠且比例为1∶1。(4)如果突变基因位于X、Y染色体的同源区段,突变后性状发生了改变,说明突变性状为显性性状,该个体的基因型为XDYd或XdYD。
[答案] (1)让突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配
(3)①Y染色体上 ②显性 X染色体上 ③0 ④显性 常染色体上 (4)显性性状 XDYd或XdYD
15.[解析] 题图中A和a所在的染色体为姐妹染色单体,在一般情况下,姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的,若不相同,则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的交换。若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的交换,则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子,与基因型为ab的卵细胞结合,子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型;若是基因发生隐性突变,即A→a,则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子,与基因型为ab的卵细胞结合,子代可出现黑色、褐色、白色或棕色、白色、褐色三种表型。
[答案] (1)①AB、Ab、aB、ab ②AB、aB、ab Ab、ab、aB (2)aabb ①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型 ②出现黑色、褐色、白色或棕色、白色、褐色三种表型
噬菌斑类型
小、半透明
大、透明
大、半透明
小、透明
对应基因型
h+r+
hr
h+r
hr+
血红
蛋白
部分血红蛋白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
野生型
突变型
突变型/(野生型+突变型)
雄性小鼠
a
b
A
雌性小鼠
c
d
B
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