课时提升作业 二十二 71.docx

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课时提升作业二十二71

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课时提升作业二十二

基因突变和基因重组

（40分钟　100分）

一、选择题（共12小题，每小题5分，共60分）

1.（2015·海南高考）关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是（　　）

世纪金榜导学号77982370

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C可导致基因b的突变

【解析】选B。

本题考查基因突变的有关知识。

基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因，A项正确；X射线属于物理诱变因素，其照射会影响基因B和基因b的突变率，B项错误；基因突变的实质是碱基对的增添、缺失和替换，使基因的结构发生变化，C项和D项均正确。

2.（2015·四川高考）M基因编码含63个氨基酸的肽链。

该基因发生插入突变，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链含64个氨基酸。

以下说法正确的是（　　）

A.M基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加

B.在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接

C.突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同

D.在突变基因的表达过程中，最多需要64种tRNA参与

【解题指南】

（1）隐含信息：

突变后该基因表达的肽链含64个氨基酸，但最多有20种氨基酸。

插入突变有可能致使mRNA中一个密码子改变，也可能两个密码子改变。

（2）关键知识：

DNA和RNA的结构，氨基酸、密码子和反密码子的对应关系。

【解析】选C。

A项，基因是DNA双链的一部分，任何双链DNA均符合嘌呤碱基=嘧啶碱基，故错误；B项，在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，故错误；C项，插入突变使mRNA增加的一个三碱基序列AAG，若位于原两个密码子之间，则两条肽链只有一个氨基酸的差异，若位于原一个密码子之内，则两条肽链会有两个氨基酸的差异，故正确；D项，64个氨基酸最多有20种，因密码子的简并性，20种氨基酸对应的密码子有61个，对应的反密码子（tRNA）最多有61个，故错误。

3.（2017·宜春模拟）如图所示为某二倍体生物的正常细胞及几种突变细胞的一对常染色体和性染色体。

以下分析不正确的是（　　）

世纪金榜导学号77982371

A.图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种

B.突变体Ⅰ的形成可能是由于基因发生了突变

C.突变体Ⅱ所发生的变异能够通过显微镜直接观察到

D.突变体Ⅲ中基因A和a的分离符合基因的分离定律

【解析】选D。

图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种，即AX、AY、aX、aY，A正确；突变体Ⅰ中A基因变成a基因，其形成原因可能是基因突变，B正确；突变体Ⅱ所发生的变异为染色体结构变异，能够通过显微镜直接观察到，C正确；突变体Ⅲ中发生了染色体结构变异（易位），导致基因A和a不在一对同源染色体上，因此它们的分离不再符合基因的分离定律，D错误。

【加固训练】

如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因，据图判断（　　）

A.此细胞含有6个DNA分子

B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd

C.此细胞发生的一定是显性突变

D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组

【解析】选D。

由图可知，该细胞内的染色体上存在姐妹染色单体，因此着丝点未分裂，此细胞含有4条染色体，每条染色体均由两条姐妹染色单体组成，共有8个DNA分子，A项错误；图示细胞的姐妹染色单体上存在等位基因D和d，在间期发生过基因突变，因此该动物体细胞的基因型是AaBbCcDd或AaBbCcdd，B项错误；此细胞可能发生的是显性突变，也可能发生的是隐性突变，C项错误；此细胞在分裂间期发生了基因突变或在减数第一次分裂后期发生了基因重组，均能形成图示的结果，D项正确。

4.下列关于基因重组的说法，不正确的是（　　）

A.生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组

B.减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组

C.减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组

D.一般情况下，水稻雄蕊内可发生基因重组，而根尖中则不能

【解析】选B。

减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组，姐妹染色单体上含有相同基因，不会导致基因重组；减数第一次分裂后期，非同源染色体之间可以自由组合，其上的非等位基因随之发生自由组合。

一般情况下，减数分裂过程中存在基因重组，而根尖细胞只能进行有丝分裂，所以不会发生基因重组。

5.（2017·武汉模拟）5-溴尿嘧啶（5-BU）是胸腺嘧啶的类似物，可取代胸腺嘧啶。

5-BU能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式，酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。

在含有5-BU的培养基中培养大肠杆菌，得到少数突变体大肠杆菌，突变型大肠杆菌中的碱基数目不变，但A+T/C+G的碱基比例不同于原大肠杆菌。

下列说法不正确的是（　　）

A.5-BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换

B.5-BU诱发突变的机制是阻止碱基配对

C.培养过程中可导致A/T配对变成C/G配对

D.5-BU诱发突变发生在DNA分子复制的过程中

【解题指南】解答本题需注意两点：

（1）5-溴尿嘧啶（5-BU）是胸腺嘧啶（T）的结构类似物，DNA复制时，酮式Bu可与A互补配对，代替T作为原料，烯醇式可与G互补配对，代替C作为原料。

（2）5-溴尿嘧啶（5-BU）可导致A/T配对变成C/G配对。

【解析】选B。

据题可知，5-BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换，A正确；5-BU诱发突变的机制并非阻止碱基配对，而是导致碱基对错配，B错误；据分析可知，培养过程中可导致A/T配对变成C/G配对，C正确；基因突变发生在DNA复制的过程中，故5-BU诱发突变发生在DNA分子复制的过程中，D正确。

【易错提醒】

本题易错选A。

原因是不能根据5-溴尿嘧啶（BU）既可以与A互补配对，又可以与G互补配对，得出“5-溴尿嘧啶（BU）能导致碱基对的替换”这一正确的结论，而误以为“5-溴尿嘧啶（BU）能阻止碱基互补配对”。

6.（2017·咸阳模拟）下图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中，细胞内的同源染色体对数的变化曲线，则基因重组最可能发生在（　　）

世纪金榜导学号77982372

A.AB段　　B.CD段　　C.FG段　　D.HI段

【解题指南】

（1）明确基因重组发生在减数第一次分裂过程中。

（2）根据纵坐标含义判断发生有丝分裂和减数分裂的区段。

【解析】选C。

由题图可知，AE段精原细胞进行有丝分裂，不存在基因重组；EI段为减数分裂，FG为减数第一次分裂，减数第一次分裂的四分体时期和后期可发生基因重组，故C项正确。

7.如图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。

下列叙述正确的是（　　）

世纪金榜导学号77982373

A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因

B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果

C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的

D.突变基因必将遗传给子代个体

【解析】选B。

等位基因是位于同源染色体的同一位置上，控制着相对性状的基因，图示中与结肠癌有关的基因位于一组非同源染色体上，A项错误；由图可知，当4处基因突变累积后，正常细胞成为癌细胞，B项正确；图示基因突变可以发生在不同的染色体上，体现了基因突变的随机性，且基因突变具有不定向性，C项错误；基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律遗传给后代，若发生在体细胞中，一般不能遗传给后代，D项错误。

【易错提醒】基因突变的结果是产生新基因，却不一定是等位基因

病毒和原核细胞的基因一般是单个存在的，不存在等位基因。

因此，真核生物发生基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒发生基因突变产生的是一个新基因。

8.（2017·太原模拟）镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。

对患者红细胞的血红蛋白分子进行分析时发现，组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换，发生替换的根本原因在于控制血红蛋白合成的基因中发生了个别碱基对的替换，上述材料说明（　　）

A.生物性状发生改变的根本原因是蛋白质分子的改变

B.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状

C.基因结构发生改变时，生物性状不一定发生改变

D.生物性状发生改变时，基因一定发生了碱基对的替换

【解析】选B。

生物性状改变的根本原因是遗传物质发生了改变，A错误；镰刀型细胞贫血症的发病机理说明基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状，B正确；基因结构发生改变时，生物性状不一定发生改变，但本题材料不能说明这一点，C错误；镰刀型细胞贫血症是由基因中碱基对发生替换引起的，而生物性状发生改变不一定都是由基因中碱基对发生替换引起的，D错误。

9.（2017·太原模拟）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.发生了交叉互换

C.联会发生紊乱

D.发生了自由组合

【解析】选A。

洋葱根尖分生区细胞不能进行减数分裂，无四分体，不会发生交叉互换。

一个着丝点相连的两条染色单体是复制形成的，正常情况下所携带的基因应该完全相同，如果不完全相同，其原因是有丝分裂间期DNA复制时出现差错发生基因突变。

【加固训练】

研究发现，某种动物体内Wex基因发生碱基对替换会使其所编码的蛋白质中相应位置上的氨基酸发生改变，结果导致（　　）

A.Wex的基因频率发生改变

B.突变基因在染色体上的位置改变

C.突变基因所编码蛋白质中的肽键数改变

D.突变基因中的脱氧核苷酸数改变

【解析】选A。

由于基因突变产生的是等位基因，故Wex的基因频率发生了改变，且突变基因在染色体上的位置不变；由题干信息可知，突变基因所编码的蛋白质中的氨基酸数目不变，故肽键数不变；由于该基因发生碱基对的替换，故突变后的基因与原基因中脱氧核苷酸数相等。

【知识总结】基因突变改变生物性状的四大成因

（1）基因突变可能引发肽链不能合成。

（2）终止密码子推后出现，肽链延长。

（3）终止密码子提前出现，肽链缩短。

（4）肽链中氨基酸种类改变。

以上改变都会引起蛋白质结构和功能的改变，从而导致生物性状的改变。

10.（2017·南昌模拟）关于自然状态下的基因突变与基因重组的叙述中，不正确的是（　　）

A.原癌基因突变可使其调节细胞周期的功能改变

B.基因突变普遍存在并且可以随机地自发产生

C.基因突变必然导致种群的基因频率发生变化

D.基因重组可发生在减数分裂形成四分体时期

【解析】选C。

原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，因此原癌基因突变可使其调节细胞周期的功能改变，A正确；基因突变具有普遍性和随机性等，B正确；如果突变后的个体适应所在的环境而经自然选择保留下来，那么该基因频率可影响种群基因频率，反之，如果突变后的个体不适应所在的环境，则会被淘汰，那么对该种群的基因频率就不产生影响，C错误；基因重组可发生在减数分裂形成四分体时期，即同源染色体的非姐妹染色体单体交叉互换导致基因重组，D正确。

11.控制正常蛋白的基因发生突变后引起的氨基酸序列的改变如图所示。

图中①、②两种基因突变分别属于　世纪金榜导学号77982374（　　）

注：

字母代表氨基酸，数字表示氨基酸位置，箭头表示突变的位点

A.碱基对的替换　碱基对的缺失

B.碱基对的缺失　碱基对的增添

C.碱基对的替换　碱基对的增添或缺失

D.碱基对的增添或缺失　碱基对的替换

【解析】选C。

据图可知，①处基因突变只导致一个氨基酸改变，这种突变可能是碱基对的替换，而②处基因突变导致②处基因及其后肽链上所有氨基酸都发生变化，可能是碱基对的增添或缺失，故C项正确。

【方法技巧】基因突变类型的判断技巧

（1）确定突变的形式：

若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。

（2）确定替换的碱基对：

一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基存在差异，则该碱基所对应的基因中的碱基就为替换的碱基。

12.（能力挑战题）（2014·江苏高考改编）羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配（如图）。

若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是（　　）

A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变

B.该片段复制后的子代DNA分子中G-C碱基对与总碱基对的比下降

C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变

D.只在细胞核可发生如图所示的错配

【解题指南】

（1）图示信息：

胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对，而是与腺嘌呤配对。

（2）关键知识：

基因发生突变后，不一定引起其控制的蛋白质结构改变，因为不同的密码子可能决定相同的氨基酸。

【解析】选B。

该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列不一定都发生改变，如果发生改变的两个胞嘧啶在DNA分子的同一条链上，那么，另一条互补的正常链复制后子代DNA分子中碱基序列不发生改变，A错误；因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对，故复制后的子代DNA分子中G-C碱基对在总碱基对中比例下降，B正确；这种变化为基因突变，由于密码子的简并性等原因，不一定引起编码的蛋白质结构改变，C错误；细胞核与细胞质中都含DNA，复制过程中都可能发生图示的错配，D错误。

二、非选择题（共2小题，共40分）

13.（16分）（2017·宜昌模拟）一种α链异常的血红蛋白叫做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，据图回答：

　世纪金榜导学号77982375

血红

蛋白

部分α链血红蛋白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________位的氨基酸对应的密码子由________变成__。

（2）Hbwa的α链发生变化的根本原因是控制其合成的基因中________了一个碱基对，引起基因结构改变，这种变异是____________，一般发生在________期，该变异之所以是生物变异的根本来源，是由于__________________________。

【解析】

（1）比较Hbwa和HbA137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，氨基酸对应的密码子由UCC变为UCA，从而使合成肽链的氨基酸顺序发生改变。

（2）根据表格可知，异常血红蛋白形成的原因是mRNA上缺失一个碱基C，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（C—G）缺失，碱基对缺失属于基因突变，一般发生在细胞分裂间期，与其他变异相比，其突出的特点是能产生新基因。

答案：

（1）138　UCC　UCA

（2）缺失　基因突变　细胞分裂间　基因突变产生了新基因

14.（24分）（2017·德州模拟）玉米为一年生雌雄同株植物。

某农场种植的H品种玉米自交后代中，发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株。

此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡。

请分析回答：

（1）有研究者提出：

玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少。

取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片进行研磨，为了研磨充分和防止色素被破坏，应该分别加入____________和______________，研磨后获取滤液；再用纸层析法分离滤液中的色素。

若黄绿色叶片色素分离的实验结果如下图中的图______（填“甲”或“乙”）所示，则说明上述假设成立。

（2）还有研究者对上述变异提出了两种假设。

假设1：

与叶绿素合成相关的酶的基因（M基因）发生了基因突变；

假设2：

叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失。

研究者让H品种玉米进行单株自交，其中某株玉米所结种子再种植，子一代中叶片黄绿色有125株，叶片绿色有335株。

①上述性状分离结果可用假设________解释。

假设2所述的变异属于____________变异。

②若假设1成立，则叶片黄绿色变异为________（填“显性”或“隐性”）突变。

（3）绿色玉米植株种植在缺乏镁元素的土壤中，也会出现黄绿色玉米植株，此现象__________（填“属于”或“不属于”）变异。

【解析】

（1）为了研磨充分和防止色素被破坏，可以往研钵中加入SiO2、CaCO3。

玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少，图甲各色素含量正常，图乙叶绿素含量减少，故图乙所示符合题意。

（2）①由题意知，子一代中叶片绿色∶黄绿色≈3∶1，推测假设1符合题意。

染色体片段丢失属于染色体结构变异，若为染色体片段丢失，也会出现子一代中叶片绿色∶黄绿色≈3∶1。

②若发生基因突变，根据题意，子一代中叶片绿色∶黄绿色≈3∶1，则黄绿色的突变植株应为隐性突变。

（3）镁是叶绿素的组成成分，土壤中缺乏镁元素，造成叶绿素含量减少，也会出现黄绿色玉米植株，属于因环境引起的变异，是不可遗传的变异。

答案：

（1）SiO2　CaCO3　乙

（2）①1和2　染色体结构　②隐性　（3）属于

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