4.1基因突变可能引起性状改变同步练习2021-2022学年高一下学期生物浙科版必修2（含答案解析）

第一节　基因突变可能引起性状改变
基础巩固
1.下列不属于基因突变的特点的是(　　)
A.能产生新的基因
B.突变后获得的新性状一般对生物有利
C.突变频率一般很低
D.在生物界非常普遍
2.下列关于基因突变的叙述,正确的是(　　)
A.物理因素、化学因素、生物因素引起基因突变的原理是有区别的
B.基因突变不一定会引起遗传信息的改变
C.基因中碱基对的缺失、插入、替换中对性状影响最小的是替换
D.基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系
3.下列关于基因突变的叙述,正确的是(　　)
A.不同基因的突变频率是相同的
B.基因突变的方向是由环境决定的
C.一个基因可以向多个方向突变
D.细胞分裂中期不发生基因突变
4.一种果蝇的突变体在21 ℃的气温下,生存能力很差,但是当气温上升到25.5 ℃时,突变体的生存能力大大提高。这说明(　　)
A.突变是不定向的
B.突变的有害或有利取决于环境条件
C.突变是随机发生的
D.环境条件的变化对突变体都是有害的
5.镰刀形细胞贫血症的形成原因是基因发生了突变,即控制血红蛋白的基因中的一个碱基对A-T替换成了T-A。下列关于这一现象的叙述,错误的是(　　)
A.基因结构发生了改变
B.产生了新的基因
C.说明基因突变具有可逆性
D.说明基因能控制生物性状
6.番茄果皮的红色基因(R)可以突变为黄色基因(r),r也可突变成R。这说明基因突变具有(　　)
A.可逆性　　　　　B.稀有性
C.普遍性　 D.多数有害性
7.下列关于原癌基因与抑癌基因的叙述,正确的是(　　)
A.只存在于癌症患者的染色体上
B.只存在于被紫外线辐射后的人体的染色体上
C.只存在于被病毒侵染后的细胞的染色体上
D.普遍存在于人和动物细胞的染色体上
8.下图为人类镰刀形细胞贫血症病因示意图,请据图回答下列问题(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是①　　　　　　;②　　　　。①过程发生的时期是　　　　　　　　　　,场所是　　　　　。
(2)α链碱基组成为　　　　,β链碱基组成为　　　　。
(3)若图中正常基因片段中的CTT突变成CTC,由此控制的生物性状是否可能发生突变 为什么 。
9.1943年,青霉素产量只有20单位/mL,产量很低,不能满足需求。后来科学家用X射线、紫外线等射线照射青霉菌,结果大部分青霉菌死亡,少量存活下来。在存活下来的青霉菌中,青霉素的产量存在很大差异,其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达到20 000单位/mL),从而选育出了高产青霉菌株。
根据以上材料回答下列问题。
(1)用射线照射青霉菌株,目的是诱发青霉菌发生　　　　　　。
(2)从分子水平看,发生上述变化的根本原因是　　　　　　　　的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异,这说明　　　　　　　　　　　　。
(4)上述育种方式叫　　　　育种,所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至上千倍,这说明这种育种方式的优点是　 　。
能力提升
1.几种氨基酸可能的密码子如下,甘氨酸:GGU、GGC、GGA、GGG;缬氨酸:GUU、GUC、GUA、GUG;甲硫氨酸:AUG。经研究发现,在某基因的某位点上发生了一个碱基对替换,导致对应位置上的密码子改变,使甘氨酸变为缬氨酸;接着由于另一个碱基对的替换,该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸。则该基因未突变时,对应的氨基酸的密码子应该是(　　)
A.GGG B.GGC
C.GGA D.GGU
2.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等,诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异,然后进行培育的一种育种方法。下列有关说法正确的是(　　)
A.太空育种产生的突变总是有益的
B.太空育种产生的性状是定向的
C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
3.下图表示镰刀形细胞贫血症的病因,已知谷氨酸的密码子是GAA。下列有关叙述正确的是(　　)
A.控制血红蛋白合成的一段基因中,任意一个碱基发生替换都会引起贫血症
B.②过程是以α链为模板,以脱氧核苷酸为原料,由ATP供能,在酶的作用下完成的
C.运载缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU
D.患有此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代
4.下图为某植物种群(雌雄同花,自花授粉)中甲植株的A基因和乙植株的B基因发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的,请分析该过程,回答下列问题。
(1)简述上述两个基因发生突变的过程: 　。
(2)突变产生的 a基因与A基因、a基因与B基因分别是什么关系 　　　　　　　　　　。
(3)若a基因和b基因分别控制两种优良性状,则A基因发生突变后的甲植株的基因型为　　　　,B基因发生突变后的乙植株的基因型为　　　　。
5.假设果蝇的灰翅和白翅为一对相对性状,受一对等位基因控制。某自然种群的果蝇全为灰翅,现该自然种群中一对灰翅果蝇交配,后代中出现了一只白翅雄果蝇。研究发现白翅雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的某基因发生了基因突变。请回答下列问题。
(1)白翅基因产生是由于灰翅基因发生了碱基对的　　　　　　　　　　,而导致基因结构发生了改变。
(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则显性性状为　　　　,发生基因突变的亲本是　　　　　　(填“父本”“母本”或“父本或母本”)。
(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上,则发生基因突变的亲本是　　　　,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案解析
基础巩固
1.下列不属于基因突变的特点的是(　　)
A.能产生新的基因
B.突变后获得的新性状一般对生物有利
C.突变频率一般很低
D.在生物界非常普遍
答案:B
解析:基因突变具有多数有害性,所以突变后获得的新性状一般对生物有害。
2.下列关于基因突变的叙述,正确的是(　　)
A.物理因素、化学因素、生物因素引起基因突变的原理是有区别的
B.基因突变不一定会引起遗传信息的改变
C.基因中碱基对的缺失、插入、替换中对性状影响最小的是替换
D.基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系
答案:A
解析:诱发生物发生基因突变并提高突变概率的因素可分为三类:物理因素、化学因素和生物因素。例如,紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA;亚硝酸、碱基类似物等能改变DNA分子中碱基的排列顺序;某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等,故三种因素引起基因突变的原理有区别。
3.下列关于基因突变的叙述,正确的是(　　)
A.不同基因的突变频率是相同的
B.基因突变的方向是由环境决定的
C.一个基因可以向多个方向突变
D.细胞分裂中期不发生基因突变
答案:C
解析:基因突变具有稀有性,不同基因的突变频率是不同的,A项错误。基因突变是多方向性的,受环境因素影响,但不由环境决定,B项错误。基因突变是多方向性的,一个基因可以向多个方向突变,C项正确。基因突变可以发生于生物个体的任何阶段、任何细胞、任何时期,只是细胞分裂的间期发生的可能性较大,D项错误。
4.一种果蝇的突变体在21 ℃的气温下,生存能力很差,但是当气温上升到25.5 ℃时,突变体的生存能力大大提高。这说明(　　)
A.突变是不定向的
B.突变的有害或有利取决于环境条件
C.突变是随机发生的
D.环境条件的变化对突变体都是有害的
答案:B
解析:由题意知,一种果蝇的突变体在21℃的气温下,生存能力很差(基因突变的多数有害性),但是,当气温上升到25.5℃时,突变体的生存能力大大提高,这说明生物的同一种变异类型在不同环境条件下生存能力不同,即基因突变的有害或有利取决于环境条件。
5.镰刀形细胞贫血症的形成原因是基因发生了突变,即控制血红蛋白的基因中的一个碱基对A-T替换成了T-A。下列关于这一现象的叙述,错误的是(　　)
A.基因结构发生了改变
B.产生了新的基因
C.说明基因突变具有可逆性
D.说明基因能控制生物性状
答案:C
解析:基因中A-T替换成T-A,基因结构发生了改变,产生了新基因,但没有体现基因突变的可逆性。可逆性是等位基因相互转变,而不是碱基对相互替换。
6.番茄果皮的红色基因(R)可以突变为黄色基因(r),r也可突变成R。这说明基因突变具有(　　)
A.可逆性　　　　　B.稀有性
C.普遍性　 D.多数有害性
答案:A
解析:番茄果皮的红色基因(R)可以突变为黄色基因(r),r也可突变成R,体现了基因突变具有可逆性的特点。
7.下列关于原癌基因与抑癌基因的叙述,正确的是(　　)
A.只存在于癌症患者的染色体上
B.只存在于被紫外线辐射后的人体的染色体上
C.只存在于被病毒侵染后的细胞的染色体上
D.普遍存在于人和动物细胞的染色体上
答案:D
8.下图为人类镰刀形细胞贫血症病因示意图,请据图回答下列问题(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是①　　　　　　;②　　　　。①过程发生的时期是　　　　　　　　　　,场所是　　　　　。
(2)α链碱基组成为　　　　,β链碱基组成为　　　　。
(3)若图中正常基因片段中的CTT突变成CTC,由此控制的生物性状是否可能发生突变 为什么 。
答案:(1)DNA复制　转录　细胞分裂间期　细胞核
(2)CAT　GUA
(3)不会,因为翻译形成的氨基酸没有变,所以生物性状不变
9.1943年,青霉素产量只有20单位/mL,产量很低,不能满足需求。后来科学家用X射线、紫外线等射线照射青霉菌,结果大部分青霉菌死亡,少量存活下来。在存活下来的青霉菌中,青霉素的产量存在很大差异,其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达到20 000单位/mL),从而选育出了高产青霉菌株。
根据以上材料回答下列问题。
(1)用射线照射青霉菌株,目的是诱发青霉菌发生　　　　　　。
(2)从分子水平看,发生上述变化的根本原因是　　　　　　　　的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异,这说明　　　　　　　　　　　　。
(4)上述育种方式叫　　　　育种,所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至上千倍,这说明这种育种方式的优点是　 　。
答案:(1)基因突变
(2)DNA分子
(3)基因突变具有多方向性
(4)诱变　能提高变异频率,加速育种进程,并能大幅度有效改良某些性状
解析:用射线照射青霉菌株,目的是诱发青霉菌发生基因突变,由于突变具有多方向性,产生的后代有产量高的,也有产量低的,但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平;对少量的高产菌株做进一步选育,即可得到所需品种。
能力提升
1.几种氨基酸可能的密码子如下,甘氨酸:GGU、GGC、GGA、GGG;缬氨酸:GUU、GUC、GUA、GUG;甲硫氨酸:AUG。经研究发现,在某基因的某位点上发生了一个碱基对替换,导致对应位置上的密码子改变,使甘氨酸变为缬氨酸;接着由于另一个碱基对的替换,该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸。则该基因未突变时,对应的氨基酸的密码子应该是(　　)
A.GGG B.GGC
C.GGA D.GGU
答案:A
解析:缬氨酸因一个碱基对发生替换变为甲硫氨酸,故缬氨酸对应的密码子为GUG;甘氨酸因一个碱基对发生替换变为缬氨酸(GUG),所以甘氨酸对应的密码子为GGG。
2.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等,诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异,然后进行培育的一种育种方法。下列有关说法正确的是(　　)
A.太空育种产生的突变总是有益的
B.太空育种产生的性状是定向的
C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
答案:D
解析:利用太空中强辐射、微重力等诱变因素完成的育种过程与在地球上完成的其他诱变方法在本质上是相同的;凡是诱变育种,产生的突变都是不定向的,故产生的突变性状也是不可预测的;太空育种培育的植物是对地球上原有植物的改变,两者仍然属于同一物种。
3.下图表示镰刀形细胞贫血症的病因,已知谷氨酸的密码子是GAA。下列有关叙述正确的是(　　)
A.控制血红蛋白合成的一段基因中,任意一个碱基发生替换都会引起贫血症
B.②过程是以α链为模板,以脱氧核苷酸为原料,由ATP供能,在酶的作用下完成的
C.运载缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU
D.患有此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代
答案:C
解析:②过程是以α链为模板,合成mRNA的过程,所以原料是核糖核苷酸;根据缬氨酸的密码子GUA可知,对应的tRNA上的反密码子为CAU;导致镰刀形细胞贫血症的根本原因是基因中的碱基对被替换。
4.下图为某植物种群(雌雄同花,自花授粉)中甲植株的A基因和乙植株的B基因发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的,请分析该过程,回答下列问题。
(1)简述上述两个基因发生突变的过程: 　。
(2)突变产生的 a基因与A基因、a基因与B基因分别是什么关系 　　　　　　　　　　。
(3)若a基因和b基因分别控制两种优良性状,则A基因发生突变后的甲植株的基因型为　　　　,B基因发生突变后的乙植株的基因型为　　　　。
答案:(1)DNA复制的过程中一个碱基对被另一个碱基对替换,导致基因的碱基序列发生了改变
(2)等位基因、非等位基因
(3)AaBB　AABb
解析:(1)甲植株A基因中的碱基对C-G替换为G-C,乙植株中B基因则是碱基对C-G替换为A-T,因此A、B两基因都发生了碱基对的替换。(2)基因突变产生等位基因,A与a为等位基因,a与B为非等位基因。(3)由题干可知,基因a和b都是突变而来的,原亲本为纯合子,因此突变后的甲植株的基因型为AaBB,乙植株的基因型为AABb。
5.假设果蝇的灰翅和白翅为一对相对性状,受一对等位基因控制。某自然种群的果蝇全为灰翅,现该自然种群中一对灰翅果蝇交配,后代中出现了一只白翅雄果蝇。研究发现白翅雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的某基因发生了基因突变。请回答下列问题。
(1)白翅基因产生是由于灰翅基因发生了碱基对的　　　　　　　　　　,而导致基因结构发生了改变。
(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则显性性状为　　　　,发生基因突变的亲本是　　　　　　(填“父本”“母本”或“父本或母本”)。
(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上,则发生基因突变的亲本是　　　　,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)插入、缺失或替换
(2)白翅　父本或母本
(3)母本　雄果蝇X染色体上的基因只能来自母本
解析:(1)基因突变指的是DNA分子中发生碱基对的替换、插入或缺失,而引起基因结构的改变。(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则野生型果蝇的后代出现的突变型是显性性状,可能是父本或母本的基因型由aa变为Aa的结果。(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上,亲本的基因型应该为XaXa×XaY,后代雄果蝇的基因型为XAY,说明母本的基因发生了突变,因为雄果蝇X染色体上的基因只能来自母本。