2024人教版新教材高中生物必修2同步练习--第1节　基因突变和基因重组（含解析）

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2024人教版新教材高中生物必修2
第5章　基因突变及其他变异　　
第1节　基因突变和基因重组　　　　　
基础过关练
题组一　对基因突变的理解
1.下列关于基因突变的说法,错误的是 (　　)
A.基因突变不一定发生在个体年幼时
B.基因突变不一定改变基因的碱基序列
C.基因突变不一定发生在DNA分子中
D.基因突变产生的基因不一定传递给后代
2.科学家在果蝇的饲料中添加碱基类似物,发现子代果蝇中出现了灰体、复眼、残翅等多种突变类型,这体现了基因突变的哪一特点 (　　)
A.不定向性　　　　B.普遍性
C.低频性　　　　D.随机性
3.(2022江西赣州定南中学月考)下列关于基因突变的叙述,正确的是 (　　)
A.基因突变具普遍性、随机性、低频性和不定向性等特点
B.基因Q突变为q一定会引起生物性状改变
C.患镰状细胞贫血的根本原因是密码子由CTC变为了GUG
D.DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换即为基因突变
4.基因突变是生物变异的根本来源。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.一个基因只能突变为一个新的等位基因
B.没有外来因素时,基因突变不能自发产生
C.中性突变一般不引起生物性状的改变,因此中性突变不是基因突变
D.基因突变可能会破坏生物体与现有环境的协调关系
5.我国科学家利用γ放射源处理棉花,培育出了高产品种“鲁棉一号”,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.该育种原理是利用物理因素使棉花发生基因突变
B.该育种方法只适用于植物,不适用于其他生物
C.γ射线易诱发基因突变,并能提高突变频率
D.该育种方法在实施过程中可能会产生新基因
题组二　细胞的癌变
6.(2022湖南娄底模拟)研究表明癌细胞即使在氧供应充分的条件下也主要通过无氧呼吸途径获取能量。下列有关癌细胞的主要特点及防治的叙述,错误的是 (　　)
A.在适宜条件下,癌细胞能够无限增殖
B.抑癌基因和原癌基因只存在于癌细胞中
C.与正常细胞相比,推测癌细胞的线粒体功能出现障碍
D.日常生活中远离致癌因子,尽量规避罹患癌症的风险
7.细胞的癌变受多种致癌因子的作用,TGF-β1—Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明,胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是 (　　)
A.恶性肿瘤细胞膜上的糖蛋白减少,因此易分散和转移
B.原癌基因或抑癌基因发生突变,可能引发细胞癌变
C.从功能来看,复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
D.没有患癌症的人体细胞染色体上没有与癌变有关的基因
8.(2021江苏常州高级中学阶段性抽测)科学研究发现人体的p53基因是一种遏制细胞癌变的基因,几乎所有的癌细胞中都有p53基因异常的现象。例如在白血病、淋巴瘤、乳腺癌、肠胃癌等患者中p53基因常有失活现象。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.p53基因属于原癌基因,也存在于人体的正常细胞中
B.与正常细胞相比,癌细胞间的连接与识别能力减弱
C.细胞癌变后,细胞内的凋亡基因不易表达
D.细胞发生癌变后自由水的相对含量将会增加
题组三　对基因重组的理解
9.(2022福建龙岩长汀一中月考)基因重组过程发生在 (　　)
A.配子形成过程中
B.体细胞分裂过程中
C.受精过程中
D.不同品种植物的嫁接过程中
10.基因重组是生物变异的重要来源之一。下列有关基因重组的叙述中,正确的是(　　)
A.加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后注入小鼠体内,可分离出S型活细菌的原因是R型细菌发生了基因重组
B.基因重组产生的新基因型一定会表达为新的表型
C.同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组
D.基因重组产生原来没有的新基因,从而改变基因中的遗传信息
11.(2022海南全真模拟)如图表示减数分裂过程中部分染色体之间的某种行为变化,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.该变化发生在减数分裂Ⅰ的后期
B.该变化不可能发生在X和Y染色体的非同源区段
C.该变化属于基因重组,通常会改变DNA上基因的结构
D.该变化可能发生在果蝇、豌豆和肺炎链球菌中
题组四　基因突变与基因重组的区别与联系
12.下列关于基因突变和基因重组的叙述错误的是 (　　)
A.基因突变和基因重组都能产生新的基因型
B.基因突变是基因上某个位点的改变,其引起的遗传病有的用光学显微镜是可以观察到的
C.基因突变和基因重组均可导致基因的结构发生改变
D.在减数分裂过程中,非姐妹染色单体间的片段互换不一定会导致基因重组
13.(2021安徽合肥开学考试)下列关于基因突变和基因重组的叙述,错误的是 (　　)
A.任何一种生物都可能发生基因突变,但不一定能发生基因重组
B.基因突变可发生在形成配子的过程中
C.基因重组可以实现基因的重新组合,产生新的基因和基因型
D.基因突变是生物变异的根本来源,基因重组是生物变异的来源之一
能力提升练
题组一　分析基因突变及其应用
1.(2022四川绵阳盐亭中学月考)某野生型植物的一条染色体上的基因B1发生了突变,形成了它的等位基因B2,导致编码的多肽链的第18位赖氨酸被替换为缬氨酸,生物性状随之改变。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.突变产生的B2基因对B1基因为显性
B.基因B1与B2在同源染色体上的位置不同
C.基因B1中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比值与B2中不同
D.基因B1突变成B2是由基因中碱基对增添导致的
2.图中a、b、c表示某一条染色体的一个DNA分子上相邻的3个基因,m、n为不具有遗传效应的DNA片段。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.基因a、b、c中若发生碱基对的增添、缺失或替换,必然导致a、b、c基因分子碱基序列的改变
B.m、n片段中发生碱基对的增添、缺失或替换,不会引起性状改变
C.基因a、b、c均可能发生基因突变,体现了基因突变具有普遍性
D.在生物个体发育的不同时期,基因a、b、c不一定都能表达
3.研究人员利用60Co-γ射线处理某品种花生,获得了高油酸花生突变体。研究发现,该突变与花生细胞中的M基因有关,含有MA基因的花生油酸含量与原花生品种无显著差异,含有MB基因的花生油酸含量较高,从而获得了高油酸型突变体(如图所示)。下列分析错误的是(　　)
A.利用60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变,具有可在短时间内提高突变率等优点
B.MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的,两基因中的嘧啶碱基所占比例相同
C.MB基因中“A—T”碱基对的插入使基因结构发生改变,可能导致具有活性的某种蛋白质无法合成
D.若直接在M基因的第442位插入一个“A—T”碱基对,也能获得高油酸型突变体
题组二　分析基因重组及其应用
4.(2022湖南娄底模拟)波尔黑山羊(F1)是利用波尔山羊和我国的黑山羊通过杂交选育得到的优良品种。该品种既具有波尔山羊生长快、体形大的特征,又有我国当地黑山羊肉质好、瘦肉率高、适于在当地环境生长的特性。下列叙述正确的是 (　　)
A.F1在形成配子时,同源染色体上等位基因的分离导致基因重组
B.F1在形成配子时,基因重组可发生在减数分裂的四分体时期
C.基因重组是山羊产生新基因的重要途径,为生物进化提供原材料
D.波尔山羊的配子与黑山羊的配子随机结合过程中会发生基因重组
5.如图表示选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性状由两对基因控制,并独立遗传。则有关说法错误的是 (　　)
A.该育种方法的原理是基因重组
B.图中育种过程,需从F2开始选育
C.经筛选淘汰后,F2选留的植株中低植酸抗病纯合子所占的比例是1/9
D.选留植株经一代自交留种,即为低植酸抗病性状稳定的品种
题组三　对比分析基因突变与基因重组
6.(2022山东临沭中学开学考试)如图是某动物(AABb)的几个细胞分裂示意图,据图分析不正确的是 (　　)
A.甲图表明该动物发生了基因突变
B.乙图表明该动物在减数分裂过程中发生了基因突变
C.丙图表明该动物在减数分裂过程中发生了基因重组
D.甲、乙、丙所产生的变异一定会遗传给后代
7.(多选)(2022江苏徐州期中改编)图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体,图乙表示该卵原细胞形成的一个卵细胞中的一条染色体,两图中的字母均表示对应位置上的基因。下列相关叙述中正确的是 (　　)
A.基因突变具有不定向性,图甲中A/a基因可能突变成D/d或E/e基因
B.图乙中的卵细胞在形成过程中发生了基因突变或基因重组
C.图中的非等位基因在减数分裂过程中发生了自由组合
D.基因D、d的本质区别是碱基对的排列顺序不同
8.已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的,共有四种表型:黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。回答下列问题:
(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞,1位点为A基因,2位点为a基因,某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换,则该初级精母细胞产生的配子的基因型是　　　　　　　　　　。
②若是发生基因突变,且为隐性突变,该初级精母细胞产生的配子的基因型是　　　　　　或　　　　　　。
(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果,设计了如下实验:
实验方案:用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为　　　　的雌性个体进行交配,观察子代的表型。
结果预测:①如果子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
②如果子代　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则为基因发生了隐性突变。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　基因突变具有随机性,可以发生在个体发育的任何时期,A正确;基因突变一定改变基因的碱基序列,B错误;基因也可能是具有遗传效应的RNA片段,故基因突变也可发生在RNA分子中,C正确;基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代,若发生在体细胞中,一般不能遗传(教材第81页),D正确。
2.D　果蝇中出现了灰体、复眼、残翅等多种突变类型,说明基因突变可发生在不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位,体现的是基因突变的随机性。
易错提醒
　　基因突变的随机性指基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,也可以发生在细胞内不同的DNA分子上以及同一个DNA分子的不同部位。
3.A　基因突变在生物界是普遍存在的,基因突变具有随机性和不定向性,在自然状态下,基因突变的频率是很低的(教材第83页),A正确;基因突变不一定引起生物性状的改变,如基因Q突变为q,若基因型变化为QQ→Qq,则一般表型相同,性状不发生改变,B错误;患镰状细胞贫血的根本原因是基因中A—T变为了T—A,导致密码子由GAG变成了GUG,C错误;如果碱基对的增添、缺失或替换发生在没有遗传效应的DNA片段中,则不属于基因突变,D错误。
4.D　一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因(教材第83页),A错误;在没有外来因素的影响时,基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等而自发产生,B错误;中性突变属于基因突变,只不过这种基因突变对生物既无害也无利,C错误;对生物体来说,基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物体有害(教材第83页),D正确。
5.B　利用物理因素或化学因素处理生物,使生物发生基因突变,可以提高突变率,创造人类需要的生物新品种(教材第83页),γ放射源属于物理因素,可诱发基因突变,并能提高突变频率,A、C正确;所有生物都可以发生基因突变,所以诱变育种不只适用于植物,也可以适用于微生物等,B错误。
6.B　与正常细胞相比,癌细胞的特征之一是能够无限增殖,A正确;人和动物细胞中的DNA上本来就存在着原癌基因和抑癌基因(教材第82页),原癌基因和抑癌基因不是癌细胞特有的,B错误;题干信息提示癌细胞即使在氧供应充分的条件下也主要通过无氧呼吸途径获取能量,推测癌细胞的线粒体功能出现障碍,C正确。
7.D　癌细胞表面糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,容易在体内分散和转移(教材第82页),A正确;抑癌基因表达的蛋白质能够抑制细胞生长和增殖,或促进细胞凋亡,题干中的复合物诱导的靶基因表达后可阻止细胞异常增殖,该基因属于抑癌基因,C正确;人体细胞中都有与癌变有关的基因,D错误。
8.A　p53基因是一种遏制细胞癌变的基因,属于抑癌基因,人体的正常细胞中也存在该基因,A错误;与正常细胞相比,癌细胞表面的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,识别能力减弱,B正确;细胞癌变后,细胞内的凋亡基因不易表达,故可以无限分裂增殖,C正确;细胞发生癌变后分裂旺盛,代谢加快,自由水的相对含量增加,D正确。
9.A　进行有性生殖的生物在减数分裂形成配子时,非同源染色体的自由组合、四分体中同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换均可导致基因重组。体细胞分裂方式为有丝分裂,有丝分裂过程中不会发生基因重组;受精过程中雌雄配子的结合不属于基因重组;嫁接属于无性生殖,该过程中不会发生基因重组。
10.A　R型细菌转化为S型细菌的根本原因是S型细菌的相关基因整合到R型细菌DNA中,发生了基因重组,A正确;由于性状存在显隐性关系,基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型,B错误;同卵双生姐妹间性状上的差异可能与表观遗传有关,C错误;基因重组不能产生新基因,D错误。
易错提醒
　　在自然状态下,基因重组只发生在有性生殖的生物中,而原核生物如细菌不进行有性生殖,只能发生基因突变。可以利用基因工程将目的基因导入细菌的拟核DNA中实现细菌的基因重组。
11.B　题图表示减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期分离,A错误;同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换发生在同源区段,不可能发生在X和Y染色体的非同源区段,B正确;题图变化属于基因重组,基因重组指控制不同性状的基因的重新组合,不会改变DNA上基因的结构,C错误;肺炎链球菌为原核生物,细胞中不含有染色体,也不会发生减数分裂过程,而题图过程发生在减数分裂过程中,D错误。
12.C　基因突变能产生新的基因,进而产生新的基因型;基因重组不能产生新基因,但可以产生新的基因型,故基因突变和基因重组都能产生新的基因型,A正确。基因突变是基因上某个位点的改变,基因突变导致的遗传病有的可以通过光学显微镜观察到,如镰状细胞贫血可在显微镜下观察到镰刀状的红细胞,B正确。基因突变可导致基因碱基序列的改变,即引起基因结构的改变,而基因重组是原有基因的重新组合,不会引起基因结构的改变,C错误。若同源染色体上的基因相同,则非姐妹染色单体间的互换不属于基因重组,非同源染色体上非姐妹染色单体间的互换也不属于基因重组,D正确。
13.C　基因突变具有普遍性,生物都能发生基因突变,但基因重组通常发生在进行有性生殖的生物中,A正确;基因突变可发生在形成配子的过程中,也可发生在体细胞中,B正确;基因重组可实现基因的重新组合,产生新的基因型,但不能产生新基因,C错误。
能力提升练
1.A　一条染色体上的基因B1突变为B2,即突变体为杂合子,而生物性状随之改变,由此可判断B2基因对B1基因为显性,即该生物体发生了显性突变。B1突变为B2仅导致第18位赖氨酸被替换为缬氨酸,由此可推知该突变是由基因中碱基对的替换导致的。基因突变不改变基因的位置,B1与突变后的B2在同源染色体的相同位置;植物中的基因是具有遗传效应的DNA片段,在DNA双链中,嘌呤碱基与嘧啶碱基互补配对,故不同基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比值都是1。
2.C　根据基因突变的概念可知,基因a、b、c中若发生碱基对的增添、缺失或替换,必然导致a、b、c基因中碱基序列的改变,A正确;m、n不具有遗传效应,为非基因片段,其中发生的碱基对增添、缺失或替换不属于基因突变,不会引起性状改变,B正确;基因突变具有普遍性是指基因突变普遍存在于各种生物中,图中基因a、b、c均可能发生基因突变,体现了基因突变的随机性,C错误;在生物个体发育的不同时期,细胞内基因的表达具有选择性,即图中基因a、b、c不一定都能表达,D正确。
易错提醒
　　基因突变不一定引起生物性状改变,如基因突变发生在基因的非编码序列,基因突变为隐性突变,基因突变后对应mRNA上的密码子与原密码子编码同一种氨基酸等。
3.D　60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变,人工诱变可在短时间内提高突变率,A正确;根据题意可知,MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的,双链DNA分子中,嘧啶碱基和嘌呤碱基互补配对,都是各占一半,故两基因中的嘧啶碱基所占比例相同,B正确;MB基因中发生了碱基对的增添,基因结构发生改变,可能会导致某蛋白质不能合成、合成的某蛋白质没有生物活性或活性改变等情况,C正确;根据题图可知,MB基因是在MA基因的基础上突变(插入碱基对)得到的,若直接在M基因的第442位插入一个“A—T”碱基对,不一定可以获得高油酸型突变体,D错误。
4.B　减数分裂过程中,四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的互换、非同源染色体上非等位基因的自由组合,均可导致基因重组,A错误,B正确;基因重组不能产生新基因,基因突变可产生新基因,C错误;基因重组通常发生在减数分裂形成配子过程中,受精过程中配子的随机结合不属于基因重组,D错误。
5.D　图中育种方式是杂交育种,原理是基因重组,A正确;由题图分析可知,低植酸和抗病都是显性性状,F1的低植酸抗病植株是双杂合子,F2中才出现符合要求的低植酸抗病纯合子,所以从F2开始选育,B正确;F2中低植酸抗病植株占9/16,低植酸抗病纯合子占1/16,即F2选留的植株中低植酸抗病纯合子占1/9,C正确;选留植株中含有不能稳定遗传的杂合子,因此不能留种,需要连续自交,逐代筛选,直至不发生性状分离,D错误。
方法技巧
基因重组的应用——杂交育种
　　杂交育种选育的时间长,但不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种,则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离;若选育隐性优良纯种,则只要出现该性状个体即可留种。
6.D　甲、乙、丙是同一个动物的几个细胞分裂图,该动物的基因型为AABb,甲图表示有丝分裂后期,有丝分裂中不会发生基因重组,染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果,A正确;该动物的基因型是AABb,乙图表示减数分裂Ⅱ后期,其染色体上基因A与a不同,表明该动物在减数分裂过程中发生了基因突变,B正确;丙图表示减数分裂Ⅱ后期,基因B与b所在的染色体颜色不一致,是减数分裂Ⅰ时发生了基因重组造成的,C正确;图甲表示有丝分裂,细胞分裂产生的子细胞是体细胞,该细胞产生的变异一般不遗传给后代,乙、丙表示减数分裂,该过程产生的变异遵循遗传规律传递给后代,D错误。
7.BD　基因突变具有不定向性,在真核生物中,基因突变产生的是等位基因,故A/a基因不可能突变成D/d或E/e基因,A错误;图甲中三对基因位于一对同源染色体上,其遗传遵循分离定律,正常情况下,该细胞减数分裂形成DEA或dea的配子,若出现图乙所示配子类型,可能是发生了基因突变或在减数第一次分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生互换(基因重组),B正确;图中的非等位基因位于一对同源染色体上,不能发生自由组合,C错误;基因D、d是一对等位基因,两者本质区别是碱基对的排列顺序不同,D正确。
8.答案　(1)①AB、Ab、aB、ab　②AB、aB、ab　Ab、ab、aB　(2)aabb　①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型　②出现黑色、褐色、白色或棕色、白色、褐色三种表型
解析　题图中A和a所在的染色体为姐妹染色单体,在一般情况下,姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的,若不相同,则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的交换。若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的交换,则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab 4种基因型的配子,与基因型为ab的卵细胞结合,子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型;若是基因发生隐性突变,即A→a,则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子,与基因型为ab的卵细胞结合,子代可出现黑色、褐色、白色或棕色、白色、褐色三种表型。
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