北师大版 (2019)必修2《遗传与进化》第一节 基因突变巩固练习

第一节　基因突变

第二节　基因重组

基础巩固

1.下列情况引起的变异属于基因重组的是(　　)。　

①非同源染色体上的非等位基因的自由组合　②基因型为DD的豌豆,种植在土壤贫瘠的地方表现为矮茎,下一代种植在水肥充足的地方,全表现为高茎　③同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换　④DNA分子中发生碱基的替换、插入或缺失

A.①② B.③④

C.①③ D.②④

答案:C

解析:基因重组有两种情况:一是在减数第一次分裂前期的联会阶段,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换,二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。

2.辐射易使人体细胞发生基因突变,从而对人体造成伤害。下列有关叙述错误的是(　　)。

A.辐射引发的基因突变不一定会引起基因所携带遗传信息的改变

B.基因中一个碱基对发生替换,不一定会引起生物性状的改变

C.辐射所引发的变异可能为可遗传的变异

D.基因突变不会造成某个基因的缺失

答案:A

解析:基因内部由于碱基的替换、缺失、插入而导致的碱基排列顺序的改变称为基因突变,因此基因突变一定会引起碱基排列顺序的改变,即基因所携带的遗传信息一定会改变,A项错误。基因中一个碱基对发生替换,转录产生的密码子改变,但由于密码子的简并性,所以编码的氨基酸可能不变,因此不一定会引起生物性状的改变,B项正确。辐射所引发的变异有可能改变遗传物质,因此可能为可遗传的变异,C项正确。基因突变产生其等位基因,因此不会造成某个基因的缺失,D项正确。

3.用亚硝基化合物处理萌发的种子,发现某基因上一个腺嘌呤(A)经脱氨基变成了次黄嘌呤(I),I不能再与T配对,但能与C配对。下列相关叙述错误的是(　　)。　

A.这种基因突变属于人工诱变,碱基对被替换

B.连续复制两次后,含原基因的DNA分子占1/4

C.突变产生的新基因与原基因互为等位基因

D.突变性状对该生物的生存是否有害,取决于该生物能否适应环境

答案:B

解析:基因突变包括自发突变和人工诱变,人工诱变的因素有物理因素、化学因素和生物因素等。因A变为I后,I不能与T配对,故突变后的DNA分子中A-T碱基对被替换。因只一条链上一个碱基发生改变,故突变后的DNA分子连续复制两次后,有1/2的DNA分子仍含原基因。基因突变产生其等位基因,突变的性状有害还是有利是相对的,取决于环境条件。

4.某人染色体上的基因E突变为e,导致编码的蛋白质中段一个氨基酸改变。下列叙述正确的是(　　)。

A.E基因突变为e基因发生了碱基的插入或替换

B.E、e基因的分离只发生在减数第一次分裂过程中

C.e基因转录时所需的tRNA数量发生改变

D.E基因突变为e基因,e基因中嘌呤与嘧啶的比值不会改变

答案:D

解析:E基因突变为e基因发生了碱基对的替换,A项错误。若E、e基因位于同源染色体上,则E、e基因的分离发生在减数第一次分裂后期,若E、e基因位于一条染色体的两条姐妹染色单体上,则E、e基因的分离发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,B项错误。由于突变后只会导致蛋白质中段一个氨基酸改变,即该基因突变为e基因后编码的蛋白质的氨基酸总数不变,因此转录时所需的tRNA数量不发生改变,C项错误。E基因突变为e基因后,碱基配对仍然遵循碱基互补配对原则,因此e基因中嘌呤与嘧啶的比值不会改变,还是1,D项正确。

5.基因发生了突变也不一定引起生物性状的改变。下列证据不支持该观点的是(　　)。　

A.密码子具有简并性,同一种氨基酸可能具有多种密码子

B.有的生物性状不受基因的控制

C.发生突变的基因在细胞中不表达

D.显性纯合体中一个基因突变成隐性基因

答案:B

解析:密码子具有简并性,一种氨基酸可能具有多种密码子,所以基因突变后的密码子和突变前的密码子可能决定同一种氨基酸,这样生物性状就不会改变,A项支持。基因控制生物的性状,B项不支持。由于基因在不同细胞中选择性表达,如果发生突变的基因在细胞中不表达,生物的性状也不发生改变,C项支持。显性纯合体中一个基因突变成隐性基因,生物就变成了杂合体,杂合体仍表现为显性性状,D项支持。

6.下列有关基因重组的说法,正确的是(　　)。　

A.杂合圆粒豌豆自交后代中既有圆粒也有皱粒是基因重组的结果

B.非同源染色体上的非等位基因之间可以发生基因重组

C.受精过程中可发生基因重组

D.非同源染色体局部互换可发生基因重组

答案:B

7.下列变异中,原理为基因重组的是(　　)。

A.水、肥料等营养充足时引起植株的某些性状的改变

B.血红蛋白中氨基酸排列顺序发生改变,导致血红蛋白病

C.一对表型正常的夫妇,生下了一个既患白化病又患色盲的儿子

D.两株高茎豌豆杂交,其后代植株性状既有高茎也有矮茎

答案:C

解析:A项中的变异属于环境因素引起的不可遗传的变异。B项中的变异属于基因突变。C项中的变异是父母的白化病基因和色盲基因发生了重组。D项中只有一对相对性状,不可能发生基因重组。

8.下列关于基因重组的叙述,错误的是(　　)。　

A.基因重组通常发生在有性生殖过程中

B.基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料

C.同源染色体上的非等位基因可以发生重组

D.非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组

答案:D

解析:同源染色体上的非等位基因可以通过交叉互换发生重组,非同源染色体上的非等位基因可以通过自由组合发生重组,D项错误。

9.下列关于生物变异的叙述,正确的是(　　)。　

A.基因突变指DNA分子中发生的碱基的替换、插入或缺失而引起的DNA结构改变

B.基因型为Aa的植物连续自交,F2基因型比例为3∶2∶3,这是由基因重组造成的

C.不能通过有性生殖遗传给后代的变异,也可能属于可遗传的变异

D.基因重组包含非同源染色体上的非等位基因间的自由组合和非同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换

答案:C

解析:具有遗传效应的DNA片段中发生的碱基的替换、插入或缺失才是基因突变,A项错误。基因型为Aa的植物连续自交,得到的F2基因型比例为3∶2∶3,这是等位基因彼此分离导致的结果,不是基因重组,B项错误。遗传物质发生改变而引起的变异都属于可遗传的变异,不一定都通过有性生殖遗传给后代,C项正确。交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,D项错误。

10.图5-1-1表示人类镰状细胞贫血的病因,图5-1-2是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b),请据图回答下列问题。(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)

图5-1-1

图5-1-2

(1)图5-1-1中①过程发生的时间是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)α链的碱基组成为　　　　　　　,β链的碱基组成为　　　　　　。 

(3)镰状细胞贫血的致病基因位于　　　染色体上,属于　　　　　性遗传病。 

(4)图5-1-2中Ⅱ-8的基因型是　　　　　　　　,Ⅱ-6和Ⅱ-7再生一个患病男孩的概率为　　　　　。要保证Ⅱ-9结婚后子代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为　　　　　。 

(5)若图5-1-1中正常基因片段中CTT突变为CTC,由此控制的生物性状是否会发生改变?为什么? 　　　　　　　　                     　。 

答案:(1)细胞分裂前的间期

(2)CAT　GUA

(3)常　隐

(4)BB或Bb　1/8　BB

(5)不会,因为翻译形成的氨基酸没变,所以生物性状不变

能力提升

1.图5-1-3是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。下列叙述错误的是(　　)。　

图5-1-3

A.甲细胞表明该动物发生了基因重组

B.乙细胞所处时期容易发生基因突变

C.丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组

D.丙细胞表示发生了自由组合

答案:A

解析:根据题干知,甲、乙、丙分别是同一种动物的细胞。甲细胞中着丝粒已分开,而且有同源染色体,是有丝分裂,造成两条相同染色体上基因不同的原因是基因突变。基因重组通常发生在减数分裂过程中,所以甲细胞没有发生基因重组。乙细胞处于分裂间期,进行DNA复制时易发生基因突变。丙细胞中同源染色体正在分开,是减数第一次分裂。1与2的片段部分交换属于同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,属于基因重组。丙细胞中同源染色体分离,非同源染色体发生了自由组合。

2.编码酶X的基因中某个碱基被替换时,表达产物将变为酶Y。下表显示了与酶X相比,酶Y可能出现的4种状况,对这四种状况出现的原因,下列判断正确的是(　　)。

A.状况①一定是因为氨基酸序列没有变化

B.状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%

C.状况③可能是因为基因突变导致了终止密码子位置变化

D.状况④可能是因为基因突变导致tRNA的种类增加

答案:C

解析:基因突变引起氨基酸种类改变后,蛋白质的功能不一定发生变化,A项错误。蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构,状况②中酶Y与酶X的氨基酸数目相同,所以肽键数不变,B项错误。状况③氨基酸数目减少,最可能的原因是基因突变导致了终止密码子位置提前,C项正确。基因突变不会导致tRNA种类改变,D项错误。

3.由于基因突变,细胞中有一种蛋白质在赖氨酸残基(位置)上发生了变化。已知赖氨酸的密码子为AAA或AAG;天冬氨酸的密码子为GAU或GAC;甲硫氨酸的密码子为AUG。根据已知条件,你认为基因模板链上突变后的脱氧核糖核苷酸和替代赖氨酸的氨基酸分别是(　　)。　

A.腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,天冬氨酸

B.胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,天冬氨酸

C.胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,甲硫氨酸

D.腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,甲硫氨酸

答案:D

解析:通过观察,AAG与AUG相差一个碱基,最有可能发生突变。基因模板链上的赖氨酸碱基为TTC,赖氨酸的密码子为AAG,突变后变为甲硫氨酸AUG,反推可知mRNA的AUG是由DNA的TAC转录而来,即由TTC突变为TAC。

4.图5-1-4、图5-1-5是某动物(2N)细胞分裂的部分过程。下列有关叙述错误的是(　　)。

图5-1-4　　　　　　图5-1-5

A.图5-1-4表示有丝分裂后期,图5-1-5表示减数第二次分裂后期

B.图5-1-4所示细胞发生了基因突变或基因重组,图5-1-5所示细胞只是发生了基因重组

C.图5-1-4、图5-1-5分裂后形成的子细胞基因型均有2种类型

D.图5-1-4所示细胞发生了基因突变,图5-1-5所示细胞已发生了基因突变或基因重组

答案:B

解析:分析题图可知,图5-1-4中同源染色体没有分离,为有丝分裂后期,图5-1-5中没有同源染色体,着丝粒分裂,为减数第二次分裂后期,A项正确。有丝分裂过程中不发生基因重组,B项错误。由于图5-1-4中发生了基因突变,移向两极的染色体上基因不同,则形成的子细胞有2种类型,图5-1-5细胞中两极的基因不同,形成的子细胞有2种类型,C项正确。图5-1-4所示细胞发生了基因突变,图5-1-5中两极染色体基因不同的原因可能是基因突变或基因重组,D项正确。

5.图5-1-6表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a~d表示4种基因突变,a为丢失T-A,b为T-A变为C-G,c为T-A变为G-C,d为G-C变为A-T。假设4种突变都单独发生。图5-1-7表示基因型为AaBbDd个体细胞分裂的某个时期。图5-1-8表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数(实线)的变化。请回答下列问题。[可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU,GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码子(UAG)]

图5-1-6

图5-1-7　　　　　　图5-1-8

(1)图5-1-6中过程①所需的酶主要是　　　　　。 

(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　　;在a突变点附近再丢失　　　　个碱基对对氨基酸序列的影响最小。 

(3)图中　　　　突变对性状无影响,其意义是　　　　　　　　　　　　　　　。

(4)导致图5-1-7中染色体上B、b不同的原因属于　　　　　　　　　(变异种类)。

(5)基因突变一般发生于图5-1-8中　　　阶段,而基因重组发生于　　　阶段。(填图中字母) 

答案:(1)RNA聚合酶

(2)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸　2

(3)b　有利于维持生物遗传性状的相对稳定

(4)基因突变或基因重组

(5)b　d

解析:(1)图5-1-6中过程①为转录,需要RNA聚合酶。(2)在题干最后提供的密码子中没有与a突变后第2个密码子UAU对应的,但从已知的正常情况下,图5-1-6的翻译中得知,它与酪氨酸对应。为了不破坏其他密码子的完整性,所以再减少2个碱基对,对氨基酸序列的影响是最小的。(3)b突变后密码子为GAC,仍与天冬氨酸相对应,对性状无影响。(4)细胞处于减数第二次分裂后期,分开前姐妹染色单体上的相同位置基因不同,可能是复制时发生了基因突变,也可能是减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换。(5)基因突变发生于DNA复制时,而基因重组发生于减数第一次分裂过程中。

6.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。请回答下列问题。

图5-1-9

图5-1-10

(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图5-1-9。其中,能反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是　　　　。 

(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图5-1-10。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”。 

答案:(1)a

(2)替换　插入　③

解析:(1)野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色,叶片中叶绿素含量降低。分析图5-1-9,b代表野生型豌豆,则a代表突变型豌豆。(2)根据图5-1-10可以看出,突变型的SGRy蛋白有3处变异,①处氨基酸由T变成S,②处氨基酸由N变成K,可以确定是基因上相应的碱基发生了替换,③处多了两个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的插入。根据题意,SGRY 蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体,说明①②处的变异没有改变其功能,所以突变型的SGRy蛋白功能的改变由③处变异引起。