人教生物必修2 遗传与进化-同步练习(15)　基因突变和基因重组(含答案）

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人教生物必修2 遗传与进化-同步练习
(15)　基因突变和基因重组
1．下列关于生物变异的叙述，正确的是(　　)
A．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变
B．太空射线能使种子发生定向变异
C．DNA中一个碱基对的缺失一定导致基因发生突变
D．非同源染色体的自由组合可导致基因重组
D　[无外界诱发因素的作用，生物也可能发生自发突变；太空射线诱发产生的基因突变是不定向的；DNA中一个碱基对的缺失不一定发生在基因中，即不一定引起基因结构的改变。]
2．(2020·湖北十堰高一检测)下图表示发生在细胞内DNA上的一种碱基改变方式，下列叙述正确的是(　　)
A．这种改变一定会引起生物性状发生改变
B．该DNA的结构一定没发生改变
C．该DNA的热稳定性一定不变
D．该细胞内一定发生了基因突变
C　[依题意和分析图示可知：该DNA结构的这种改变属于碱基对的替换，若发生在DNA分子中没有遗传效应的片段上(基因之间的区域)，则没有发生基因突变，一定不会引起生物性状发生改变，若发生在DNA分子中的基因上，则一定发生了基因突变，由于多个密码子可编码同一种氨基酸，则不一定会引起生物性状发生改变，A、B、D均错误；DNA的热稳定性的高低与氢键数目的多少有关，该DNA结构的这种改变，没有改变氢键的数目，所以该DNA的热稳定性一定不变，C正确。]
3．原核生物中某一基因的编码蛋白质的区段起始端插入了1个碱基对。在插入位点的附近，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．置换单个碱基对　　　 B．增加4个碱基对
C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对
D　[在编码区插入1个碱基对，因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若插入1个碱基对，再增添2个、5个、8个碱基对，或缺失1个、4个、7个碱基对，恰好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，能减少对蛋白质结构的影响。]
4．(2020·湖南长沙高一检测)下面有关基因重组的说法，不正确的是(　　)
A．非同源染色体的自由组合可导致基因重组
B．基因重组产生原来没有的新性状
C．基因重组是生物变异的主要来源
D．基因重组能产生原来没有的新基因型
B　[基因重组发生在减数分裂过程中，即减数第一次分裂后期同源染色体分开，非同源染色体自由组合，A正确；通过基因重组可以产生新的基因型，D正确；基因重组是生物变异的主要来源，C正确；产生原来没有的新性状是基因突变的结果，B错误。]
5．下列属于癌细胞特征的是(　　)
①无限增殖　②代谢速率减慢　③细胞膜上糖蛋白减少
④具有转移性　⑤产生大量的毒素
A．①②③④ B．①③④ C．①③④⑤ D．①②③④⑤
B　[本题的易错之处是误以为癌细胞会产生大量的毒素，癌细胞是不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。]
6．(2021·吉林高一期末)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是(　　)
A．不同于自然突变，人工诱发的基因突变是定向的
B．有丝分裂和减数分裂都可以发生基因突变、基因重组
C．基因中碱基对的改变可能引起遗传效应的改变
D．不同基因型的雌雄配子随机结合属于基因重组
C　[自然状态下的突变和人工诱变都是不定向的，A错误；基因突变通常发生于DNA复制时，有丝分裂和减数分裂都可以发生基因突变，而基因重组通常发生在有性生殖过程(即减数分裂)中，B错误；基因中碱基对的改变属于基因突变，基因突变可能引起遗传效应的改变，C正确；不同基因型的雌雄配子随机结合属于受精作用，基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。]
7．杰弗理C·霍尔等人因发现了控制昼夜节律的分子机制，获得了2017年诺贝尔生理学及医学奖。研究中发现，若改变果蝇体内一组特定基因，其昼夜节律就会被改变，这组基因被命名为周期基因。这个发现向人们揭示出天然生物钟是由遗传基因决定的。下列叙述错误的是(　　)
A．基因突变一定引起基因结构的改变，从而可能改变生物的性状
B．控制生物钟的基因A可自发突变为基因a1或基因a2
C．没有细胞结构的病毒也可以发生基因突变
D．科学家用光学显微镜观察了周期基因的变化
D　[基因突变一定引起基因结构的改变，但是由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定导致生物性状发生改变，A正确；基因突变往往是突变为其等位基因，因此控制生物钟的基因A可自发突变为基因a1或基因a2，B正确；病毒没有细胞结构，大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，因此病毒也可以发生基因突变，C正确；基因的结构在光学显微镜下是观察不到的，D错误。]
8．(2018·全国卷Ⅱ，6)在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞，有关癌细胞特点的叙述错误的是(　　)
A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
A　[细胞癌变的发生并不是单一基因突变的结果，而是一系列的原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累的结果，癌细胞的形态结构发生显著变化，其细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低，A错误，B正确；原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，如果细胞中的染色体受到损伤，导致原癌基因或抑癌基因随着它们所在的染色体片段一起丢失，则可能会出现细胞的增殖失去控制，C正确；综上分析，癌细胞中遗传物质(DNA)可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少，D正确。]
9．(2021·全国高一课时练习)下列关于基因突变特点的说法正确的是(　　)
A．生物在个体发育的特定时期才可发生突变
B．基因突变是生物变异的根本来源，无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变
C．自然状态下的基因突变是不定向的，而人工诱变多是定向的
D．基因突变不一定会引起遗传信息的改变
B　[基因突变具有时间的随机性，生物在个体发育的任何时期都可以发生基因突变，A错误；基因突变是生物变异的根本来源，各种生物都能发生基因突变，无论是低等生物还是高等生物，B正确；不管是自然状态下的基因突变，还是人工诱变，基因突变都是不定向的，C错误；基因突变是基因碱基序列的改变，一定会引起遗传信息的改变，D错误。]
10．图甲表示人类镰状细胞贫血的病因，图乙是一个家庭中该病的遗传系谱图(Hba代表致病基因，HbA代表正常的等位基因)，请据图回答问题：(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)
(1)图中①过程发生在____________________________________________________期。
(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为____________。
(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)Ⅱ8的基因型是_______________，Ⅱ6和Ⅱ7再生一个患病男孩的概率为________，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为____________。
(5)若图中正常基因片段中CTT突变为CTC，由此控制的生物性状是否可能发生改变？__________。为什么？_________________________________________________________。
解析　(1)图中①过程表示DNA分子的复制，发生在细胞分裂的间期。(2)α链中与GTA发生碱基互补配对的碱基是CAT，转录后形成的碱基序列为GUA。(3)由图中Ⅰ3和Ⅰ4正常，Ⅱ9患病推知，镰状细胞贫血的遗传方式是常染色体隐性遗传。(4)通过图中判断出Ⅰ3、Ⅰ4的基因型均为HbAHba，所以他们的后代Ⅱ8的基因型为HbAHbA或HbAHba；由于Ⅱ6和Ⅱ7的基因型均为HbAHba，所以生出HbaHba的概率为1/4，生出男孩的概率为1/2，所以生出患病男孩的概率为1/8。后代表现显性性状的同时又不发生性状分离的条件是其中一个亲代为显性纯合子。(5)由于两种碱基序列经转录后形成的密码子对应同一种氨基酸，所以生物性状不可能改变。
答案　(1)细胞分裂间　(2)CAT　GUA　(3)常　隐　(4)HbAHbA或HbAHba　1/8　HbAHbA　(5)不可能　改变后的密码子对应的还是谷氨酸
11．(2021·浙江绍兴高一期末)由于基因突变，蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据题中所示的图、表回答问题：
第一个字母 第二个字母 第三个字母
U C A G
A 异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸 丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸 UCAG
(1)图中Ⅱ过程发生的场所是________，Ⅰ过程叫________。
(2)除赖氨酸外，对照表中的密码子，X表示表中哪种氨基酸的可能性最小？________。原因是__________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且①链与④链只有一个碱基不同，那么④链上不同于①链上的那个碱基是________。
(4)从表中可看出密码子具有______，它对生物体生存和发展的意义是________________ _______________________________________________________________________________。
解析　(1)根据题图中物质之间的相互联系可推知，Ⅱ过程为翻译，该过程是在细胞质中的核糖体上进行的。Ⅰ过程是转录，其发生的场所主要是细胞核。(2)比较赖氨酸和表中其他氨基酸的密码子可知：赖氨酸的密码子与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子只有一个碱基的差别，而赖氨酸的密码子与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X表示丝氨酸的可能性最小。(3)根据表中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可推知：①链与④链的碱基序列分别为TTC与TAC，故④链上不同于①链上的那个碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来考虑，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子具有简并性，可能不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
答案　(1)核糖体　转录　(2)丝氨酸　要同时突变两个碱基　(3)A　(4)简并性　增强了密码容错性，保证了翻译的速度
12．(2020· 江苏扬州期中)2020年2月4日为“世界癌症日”，其活动主题为“关爱患者，共同抗癌”。下列关于癌症的叙述，错误的是(　　)
A.与癌有关的抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖
B.与癌有关的原癌基因发生突变后，细胞分裂速度会加快
C.泡菜中的亚硝胺能导致细胞癌变，这属于化学致癌因子
D.只要保持乐观的心态和健康的生活方式，就不会出现癌症
D　[原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，A正确；原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，原癌基因发生突变后，细胞分裂失控，分裂速度会加快，B正确；细胞癌变的外因主要是三类致癌因子，即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，泡菜中的亚硝酸盐在微生物的作用下可转变成亚硝胺，亚硝胺有致癌作用，属于化学致癌因子，C正确；预防癌症的措施有远离致癌因子，加强体育锻炼和保持乐观的心态和健康的生活方式等，但导致细胞癌变的原因很多，不是说只要保持乐观的心态和健康的生活方式，就不会出现癌症，D错误。]
13．(多选)某二倍体植物染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的，且基因A1、A2均能合成特定的蛋白质来控制花色。下列叙述不正确的是(　　)
A.基因A2一定是基因A1中碱基对的增添或缺失造成的
B.基因A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码
C.A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中
D.A1、A2是同时存在于同一个配子中的
ACD　[基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换，A错误；自然界中所有生物的基因控制蛋白质合成时都共用一套遗传密码，B正确；减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，因此基因A1和A2可同时存在于同一个体细胞中，但不会存在于同一个配子中，C、D错误。]
14．(多选)编码酶X的基因中某个碱基对被替换时，表达产物将变为酶Y。下表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是(　　)
比较指标 ① ② ③ ④
酶Y活性/酶X活性 100% 50% 10% 150%
酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目 1 1 小于1 大于1
A.状况①氨基酸序列可能发生变化
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可能是因为突变导致了终止密码子位置变化
D.状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加
AC　[状况①氨基酸序列可能发生变化，也可能是氨基酸替换后但不影响酶的活性，A正确；状况②中酶X和酶Y的氨基酸数目相等，酶Y的活性为酶X的一半，可能是氨基酸序列改变导致蛋白质结构和性质改变，B错误；状况③中酶Y的氨基酸数目小于酶X，表明编码酶X的基因中某个碱基对被替换，可能导致了终止密码子提前出现，氨基酸序列合成提前终止，C正确；基因突变改变基因的结构，不改变tRNA的种类(61种)，D错误。]
15．(2019·北京海淀区期末)结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，过度肥胖增加结肠癌的发病风险。
(1)结肠干细胞通过细胞增殖和____________，实现肠道细胞的持续更新。
(2)W蛋白(一种信号分子)调控结肠干细胞增殖的机理如下图所示。
①据图可知，无W蛋白时，细胞质中的A蛋白与β－cat蛋白结合，使β－cat蛋白在蛋白激酶作用下被________，导致β－cat蛋白降解，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖。
②过度肥胖会使W蛋白过度表达，大量W蛋白与结肠干细胞膜上的________结合，抑制蛋白激酶的作用，使β－cat蛋白经______进入细胞核，激活T基因转录，最终导致结肠干细胞____________________，形成癌细胞。
(3)A蛋白的合成受A基因控制。据图分析，A基因和T基因在结肠癌发生过程中分别属于________基因。
A.原癌、原癌 B．原癌、抑癌
C.抑癌、抑癌 D．抑癌、原癌
(4)有人认为，维生素D通过上图所示机制有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生。为此，研究者用________________________________________________________________________饮食分别饲喂三组野生型小鼠，一段时间后从分子水平和个体水平分别测定各组小鼠_______________________________________________________________________________，________________________________________________________________________从而证实上述假设。
解析　(1)肠道细胞的持续更新需要结肠干细胞通过细胞增殖和细胞分化来完成。(2)结合图文信息可知①左图，无W蛋白时，细胞质中的A蛋白与β－cat蛋白结合，使β－cat蛋白在蛋白激酶作用下被磷酸化(图中的β－cat蛋白多了一个磷酸基团)，导致β－cat蛋白降解，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖。②右图，过度肥胖会使W蛋白过度表达，大量W蛋白与结肠干细胞膜上的(W蛋白)受体结合，抑制蛋白激酶的作用，使β－cat蛋白经核孔进入细胞核，激活T基因转录，最终导致结肠干细胞增殖失去控制(或“无限增殖”)，形成癌细胞。题干中“形成癌细胞”是解答增殖失去控制(或“无限增殖”)空白的关键词。(3)结合题干可知A蛋白的功能是阻止细胞的增殖，因此A基因属于抑癌基因，而T基因促进细胞增殖，属于原癌基因，因此应选D。(4)按照假设：“维生素D通过题图所示机制能有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生。”为验证假设设计了相关实验，该实验的自变量是高脂饮食和维生素D的量，因变量是细胞的癌变情况，检测指标是细胞核内的β－cat蛋白量(或“T基因表达量”)、结肠癌发生率(或“肿瘤体积”)。因此设计该实验时应以低脂食物为对照组，高脂食物、高脂＋维生素D食物为条件对照组进行设计。以野生型小鼠为实验材料，一段时间后从分子水平和个体水平分别测定各组小鼠细胞核内的β－cat蛋白量(或“T基因表达量”)、结肠癌发生率(或“肿瘤体积”)，从而证实上述假设。
答案　(1)细胞分化　(2)①磷酸化　②(W蛋白)受体　核孔　增殖失去控制(或“无限增殖”)　(3)D　(4)低脂、高脂、高脂＋维生素D　细胞核内的β－cat蛋白量(或“T基因表达量”)、结肠癌发生率(或“肿瘤体积”)