【课后集训】第5章 第1节　基因突变和基因重组（Word解析版）

第5章 第1节　基因突变和基因重组
题组一　基因突变
1．关于基因突变的下列叙述中，错误的是(　　)
A．基因突变是指基因结构中碱基的增添、缺失或替换
B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序的改变而发生的
C．基因突变只发生在分裂间期DNA复制过程中
D．基因突变不一定遗传给后代
【答案】C
2．下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，根据图像判定每个细胞发生的变异类型，正确的是(　　)
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
【答案】C　【解析】图中①②分别属于有丝分裂的中期和后期；A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的，所以图中①②的变异类型只能属于基因突变；③属于减数第二次分裂的后期， A与a的不同可能来自于基因突变，而亲本的基因型为Aa，因此③的变异类型属于基因突变或基因重组，故选C。
3．基因突变是生物变异的根本来源，下列关于基因突变特点的说法正确的是(　　)
A．无论是低等生物还是高等生物都能发生基因突变
B．自然状态下，基因突变的频率是很高的
C．基因突变只能定向形成新的等位基因
D．基因突变对生物的生存往往是有利的
【答案】A　【解析】基因突变具有普遍性，因此无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变，A正确；自然状态下，基因突变的频率是很低的，B错误；基因突变是不定向的，即一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，C错误；基因突变对生物的生存往往是有害的，D错误。
4．下图表示大肠杆菌某基因碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)(　　)
—ATG GGC CTG CTG A……GAG TTC TAA—
1　　4　　7　10　13　　100 103　106
A．第6位的C被替换为T
B．第9位与第10位之间插入1个T
C．第100、101、102位被替换为TTT
D．第103至105位被替换为1个T
【答案】B　【解析】第6位的C被替换为T，可能影响一个氨基酸；第9位与第10位之间插入1个T，从第9位以后的氨基酸可能都发生变化；第100、101、102位被替换为TTT，氨基酸序列中可能只有一个氨基酸发生改变；第103至105位被替换为1个T，第103位以后的氨基酸可能都发生变化。
题组二　基因重组
5．中国三孩政策的放开，使得当前出现生育小高峰。而三孩孩子往往与其他孩子在性状表现上既有相同又有差异，引起这种现象的主要原因是(　　)
A．基因重组　　 B．基因突变
C．环境影响　　 D．染色体变异
【答案】A　【解析】进行有性生殖的生物，后代具有多样性的主要原因是基因重组。
6．下列过程中发生基因重组的是(　　)
A．杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎
B．雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体
C．杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒
D．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌雄均为红眼
【答案】C　【解析】杂合高茎豌豆自交后代出现矮茎属于性状分离，A错误；雌雄配子随机结合产生不同类型的子代个体是受精作用，B错误；杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒属于控制不同性状的基因自由组合，属于基因重组，C正确；红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌雄均为红眼，该过程只涉及一对基因，没有发生基因重组，D错误。
题组三　细胞癌变
7．某科学工作者在培养瓶内培养人的两种细胞，他发现甲瓶内的细胞贴壁生长，单层分布于瓶的内壁上，乙瓶内的细胞生长时重叠，且不断分裂。你认为下列叙述正确的是(　　)
A．甲内培养的是正常细胞，乙内是已分化的细胞
B．甲内是正常分化的细胞，乙内是癌细胞
C．甲内是正常细胞，乙内是癌细胞
D．甲内是癌细胞，乙内是正常细胞
【答案】C　【解析】从细胞生长特征可以看出，甲培养瓶内的细胞贴壁生长，呈单层分布，属于正常细胞；乙培养瓶内的细胞生长时重叠，且不断分裂，属于癌细胞。癌细胞由于细胞膜表面糖蛋白的减少，失去了接触抑制的特点而恶性增殖。
8．梭形的成纤维细胞变成球形；球形的囊胚细胞变成梭形的成纤维细胞。下列说法正确的是(　　)
A．前者是癌变，后者是分化
B．前者细胞膜上的糖蛋白增加，后者减少
C．前者不受环境影响，后者易受环境影响
D．前者细胞中酶活性降低，后者升高
【答案】A　【解析】正常细胞在没有癌变之前，呈现各种不同的形态，但癌变后变成球形，核质比显著高于正常细胞，因此已分化的成纤维细胞变成球形是癌变，而未分化的球形的囊胚细胞变成梭形的成纤维细胞是细胞分化。癌细胞膜上的糖蛋白减少，使得细胞彼此之间的黏着性减小，易在机体内分散和转移，故B项错误。细胞的癌变是在物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变引起的，故C项错误。癌细胞是恶性增殖细胞，代谢强度很高，酶的活性很高，故D项错误。
9．减数分裂过程中，配对的同源染色体并不是简单地平行靠拢，而是在非姐妹染色单体间的某些部位因交换形成清晰可见的交叉，如图为某细胞中交换模式图。下列叙述错误的是(　　)
A．此种变异属于基因重组，在减数分裂Ⅰ前期能观察到
B．一般情况下，染色体越长可形成的交叉数目越多
C．该细胞经减数分裂可产生AB、Ab、aB、ab四种配子
D．交换是基因重组的一种常见类型，为进化提供原材料
【答案】C　【解析】同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换会导致基因重组，染色体交叉互换在光学显微镜下可见，A正确；一般状况下，染色体越长，说明染色体上基因片段越长，可交叉的基因数目就越多，B正确；题图中，同源染色体中的非姐妹染色单体交换的片段在A和B，a和b之间，故非姐妹染色单体上A与B的等位基因没有发生交换，故该细胞减数分裂产生的配子只有AB和ab两种，C错误；交换是基因重组的一种常见类型，能为生物的进化提供原材料，D正确。
10．下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断不正确的是(　　)
A．甲细胞表明该动物发生了基因重组
B．乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变
C．丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换
D．乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
【答案】A　【解析】由甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图分析可知：甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果，A错误；乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上出现生物体(AABb)中不存在的a基因，只能是基因突变的结果，B正确；丙细胞也属于减数第二次分裂后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的，C正确；乙、丙的变异发生在生殖细胞的减数分裂过程中，均可遗传给后代，D正确。
11．下面图1表示人类镰状细胞贫血的病因，图2是一个家族中该病的遗传系谱图(h代表致病基因，H代表正常的等位基因)，请据图回答下列问题。
(1)人类镰状细胞贫血产生的根本原因是发生了__________。H与h基因的根本区别在于基因中________不同。
(2)图中①过程发生的时间是________，②过程表示________，该过程发生的场所主要在________。
(3)α链碱基组成为____________，β链碱基组成为____________。
(4)镰状细胞贫血的致病基因位于______染色体上，属于____________性遗传病。
(5)镰状细胞贫血的相关基因能否与人类红绿色盲的相关基因发生基因重组？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)基因突变　碱基序列
(2)细胞分裂间期　转录　细胞核
(3)CAT　GUA　(4)常　隐
(5)能。因为这两对基因中镰状细胞贫血的相关基因在常染色体上，红绿色盲的相关基因在X染色体上，可以发生非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
【解析】(1)镰状细胞贫血的根本原因是基因突变；等位基因的遗传信息不同是由于不同基因中碱基的排列顺序不同。(2)①是DNA分子复制过程，发生在细胞分裂间期；②是转录过程，转录发生的场所主要在细胞核。(3)α链与GTA互补配对，是CAT；编码缬氨酸的密码子是以α链为模板转录而来，因此是GUA。(4)由图2中Ⅰ3和Ⅰ4正常、Ⅱ9患病推知，镰状细胞贫血的致病基因位于常染色体上，是隐性遗传病。(5)由于镰状细胞贫血的相关基因位于常染色体上，红绿色盲的相关基因位于X染色体上，可以发生非同源染色体上非等位基因的自由组合。
12．甲图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丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生。乙图表示基因组成为AaBbDd个体细胞分裂某时期图像，丙图表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请据图回答下列问题。
注：可能用到的密码子为天冬氨酸(GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码(UAG)。
(1)甲图中过程1所需的原料是________。
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是____________________________，在a突变点附近至少再丢失______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)导致乙图中染色体上B、b不同的原因有____________(变异种类)。
(5)诱发基因突变一般处于图丙中的________阶段，而基因重组发生于________阶段(填图中字母)。
【答案】(1)4种核糖核苷酸
(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)甲图中过程1是以DNA为模板合成RNA的过程，为转录过程，所需的原料是4种核糖核苷酸。(2)a突变后会使mRNA的碱基序列变为GACUAUGGUAUG，根据密码子表以及突变前密码子与氨基酸的对应关系可知，新合成的多肽链中氨基酸的顺序是：天冬氨酸－酪氨酸－甘氨酸－甲硫氨酸；密码子由3个碱基组成，为了不破坏其他密码子的完整性，在a突变点附近再减少2个碱基对对氨基酸序列的影响是最小的。(3)b突变后的密码子为GAC，仍与天冬氨酸相对应，该突变对性状无影响，这有利于维持生物遗传性状的相对稳定。(4)图乙表示基因组成为AaBbDd个体细胞减数第二次分裂后期的图像，B和b基因出现的原因可能是发生的基因突变，也可能是四分体时期发生了交叉互换(或发生了基因重组)。(5)基因突变一般发生在DNA复制时，图丙中b阶段每条染色体上一个DNA变成两个DNA，为分裂间期的S期，即DNA复制的阶段，所以诱发基因突变一般处于图丙中的b阶段。基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期，此时细胞中每条染色体上含有两个DNA，故处于d阶段。
13．近期统计数据显示，癌症已成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的资料回答问题。
(1)体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是________。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具有__________________的特性。
(2)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验。
细胞类型 增殖代数 端粒酶活性
正常体细胞 50～60 无
癌细胞 无限 有
实验目的：探究端粒酶活性与细胞癌变的关系。
实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。
实验步骤：①将癌细胞分成A、B两组。
②A组加入端粒酶抑制剂，B组_______________，在__________________进行培养。
③__________________________________________________________。
结果预测及分析：
①若A组细胞比B组细胞增殖代数少，说明________________________；
②若A组细胞仍然无限增殖，说明________________________。
(3)请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)a　易分散和转移
(2)实验步骤：②不加端粒酶抑制剂　相同且适宜条件下
③记录并比较A、B两组细胞的增殖代数　结果预测及分析：①端粒酶活性与细胞癌变有关　②端粒酶活性与细胞癌变无关
(3)通过抑制癌细胞中端粒酶的活性来治疗癌症
【解析】(1)癌细胞具有无限增殖的特点，由题图可知a曲线代表的细胞增殖数多，因此a曲线为癌细胞的增殖曲线。由于癌细胞易分散和转移，因此它可能侵袭周围正常组织。(2)进行实验验证某结论的正确性时，必须要有相关的对照。要探究端粒酶活性与细胞癌变的关系，就应将癌细胞分为两组，其中一组加端粒酶抑制剂，另一组不加端粒酶抑制剂，在相同且适宜条件下进行培养，记录并比较两组细胞的增殖代数，从而确定端粒酶的作用。(3)可通过抑制癌细胞中端粒酶的活性来治疗癌症。