苏教版（2019）高中生物必修2同步练习题 3.2 基因突变和基因重组（含解析）

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2024苏教版高中生物必修2同步
第二节　基因突变和基因重组
题组一　基因突变
1.(2021江苏盐城合规性考试模拟)下列不属于基因突变特点的是 (　　)
A.普遍性　　B.自发突变频率高
C.随机性　　D.不定向性
2.下列关于基因突变的叙述中,错误的是　 (　　)
A.基因突变不一定改变生物的表型
B.基因突变虽然能产生新的基因型,但不能产生新的基因
C.基因突变是生物变异的根本来源
D.基因突变可以发生在生殖细胞中,也可以发生在体细胞中
3.一种α链异常的血红蛋白称为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:
血红蛋白 HbA Hbwa
血红蛋白部分α链的氨基酸序列及对应的密码子 137 ACC苏氨酸 ACC苏氨酸
138 UCC丝氨酸 UCA丝氨酸
139 AAA赖氨酸 AAU天冬酰胺
140 UAC酪氨酸 ACC苏氨酸
141 CGU精氨酸 GUU缬氨酸
142 UAA终止 AAG赖氨酸
143 CCU脯氨酸
144 CGU精氨酸
145 UAG终止
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第　　　　　位的　　　　　　(填氨基酸名称)对应的密码子缺失了一个碱基,从而使合成的肽链的氨基酸顺序发生改变,相应基因缺失的碱基对是　　　　　　　　。
(2)这种变异类型属于　　　　　　　　,一般发生在　　　　　　　　 　　　　　(填时期);这种变异与其他可遗传变异相比,最突出的特点是能产生　　　　　　。
(3)如果要使该变异影响最小,在突变基因的突变点的附近,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3个碱基对
C.缺失3个碱基对　　D.缺失2个碱基对
题组二　细胞癌变及癌症的预防
4.(2021江苏南京一中阶段性测试)下列不属于癌细胞的特点的是 (　　)
A.丧失接触抑制　　
B.细胞黏着性降低
C.表面糖蛋白增多　　
D.能够无限增殖
5.下列有关原癌基因和抑癌基因的说法,不正确的是 (　　)
A.原癌基因编码产生的蛋白质能调控细胞周期,控制细胞分裂和生长的进程
B.原癌基因和抑癌基因只存在于癌变的细胞中
C.抑癌基因编码产生的蛋白质可抑制细胞异常的增殖,癌症患者体内也存在抑癌基因
D.细胞癌变是原癌基因和(或)抑癌基因突变导致的
6.人类在与癌症的抗争中,逐步积累了防治癌症的经验,下列相关叙述,错误的是 (　　)
A.当前表观遗传学表明,DNA甲基化异常是癌细胞重要的表观遗传改变之一
B.病因预防即消除或减少可能致癌的因素,防止癌症的发生,降低发病率
C.手术切除和放疗只作用于病灶部位的癌细胞,而化疗只作用于扩散到全身各处的癌细胞
D.传统疗法着眼于打击癌细胞,而免疫疗法着力于研究整个人体免疫系统
题组三　基因重组
7.(2021江苏镇江丹阳高级中学期中)基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样化的后代。下列有关基因重组的叙述,错误的是 (　　)
A.非同源染色体的自由组合可导致基因重组
B.同源染色体非姐妹染色单体的互换可能导致基因重组
C.雌雄配子的随机结合可导致基因重组
D.基因重组可导致相同亲代的子代个体间有遗传差异
8.下列配子产生的过程不是通过基因重组导致的是 (　　)
A.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
B.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
C.基因组成为的个体产生了ab和AB的配子
D.基因组成为的个体产生了ABC和abc的配子
9.(2021江苏南通启东中学阶段测试)子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组(　　)
A.①②④⑤　　B.①②③④⑤⑥
C.③⑥　　D.④⑤
题组四　基因突变和基因重组的比较
10.(2022江苏徐州合规性考试模拟)下列关于基因突变和基因重组的叙述,正确的是 (　　)
A.基因突变是生物变异的根本来源
B.基因突变一定导致遗传性状的改变
C.基因重组发生在受精过程中
D.基因重组可以产生新基因,从而产生新性状
11.如图是基因型为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
能力提升练
题组一　归纳基因突变及其应用
1.(2021江苏南通海安中学测试)碱基类似物5-溴尿嘧啶(5-Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配对。在含有5-Bu、A、G、C、T五种物质的培养基中培养大肠杆菌,得到突变体大肠杆菌。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.5-Bu诱发突变主要发生在DNA分子复制过程中
B.该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高
C.很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的热稳定性增强
D.在此培养基上至少繁殖2代,才能实现DNA分子某位点碱基对从T—A到C—G的替换
2.(2022江苏南京师范大学苏州实验学校期中)我国盐碱地规模大,但主要粮食作物难以生长。下图是某科研小组尝试利用普通水稻(2n=24)培育耐盐水稻新品种的育种方案,请据图分析并回答下列问题:
(1)过程①中,“γ射线”属于　　　　诱变因子,应处理萌发的种子而不是干种子,这是因为萌发的种子　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若过程①处理并筛选得到的耐盐植株经基因检测是由单基因突变导致的,经过程②一次自交、筛选得到的耐盐植株中纯合子占1/3,则经过第二次、第三次自交并筛选获得的耐盐植株中纯合子分别占　　　　、　　　　。
(3)过程③利用的遗传学原理主要是　　　　　　　,该花药离体培养形成的单倍体植株与正常植株相比,表现出　　　　　　　　　　　　的特点,秋水仙素的作用时期一般是　　　　　　　　,其作用原理是　　　　　　　　　　　　。
题组二　掌握细胞癌变
3.(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含量将会增加
4.(2021江苏南京高淳高级中学阶段性抽测)中山大学某课题组研究发现,天然病毒M1能选择性地感染并杀伤肝癌、直肠癌等多种体外培养的癌细胞,对正常细胞无毒副作用。其主要机理是M1的选择性攻击依赖于对ZAP蛋白缺失的识别,而人类的癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白。下列叙述正确的是 (　　)
A.癌细胞的产生与原癌基因和抑癌基因的隐性突变有关
B.正常细胞有ZAP蛋白可能是天然病毒M1对其无毒副作用的原因
C.M1病毒感染正常肝细胞会导致肝细胞癌变
D.癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白是因为M1病毒抑制了相关基因的表达
题组三　归纳基因重组
5.(2021江苏宿迁沭阳高级中学调研)基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样性的子代。如图表示基因重组的两种类型,下列叙述正确的是 (　　)
A.甲类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础
B.两种类型的基因重组都发生于同源染色体之间
C.基因重组可产生新的基因型,是生物变异的重要来源
D.纯合子自交会因基因重组导致子代发生性状分离
6.(多选)[2021新高考八省(市)联考,江苏卷改编]交换是基因重组的基础,A、B两基因交换的3种模式图如下。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.甲和乙的交换都会产生新的重组类型配子Ab
B.乙和丙的交换都会产生新的重组类型配子aB
C.甲、乙和丙的交换都发生在减数第一次分裂前期
D.甲和丙的交换都可以产生新的重组类型配子Ab
题组四　辨析基因突变和基因重组
7.(2021江苏连云港东海模拟)如图为某哺乳动物体内细胞分裂的示意图。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.该细胞中含有两个染色体组
B.该哺乳动物的基因型为AaBB
C.该细胞产生的卵细胞基因型为aB
D.该细胞形成过程中可能发生了基因突变
8.图为基因型为AaBb的某雄性动物细胞进行分裂的某一时期图。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该时期发生在体细胞增殖过程中
B.该分裂过程中一定发生过基因突变
C.该分裂过程中一个精原细胞可能产生三种或四种精子
D.该分裂过程中没有基因重组
9.如图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断错误的是 (　　)
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第一次分裂前的间期发生了基因突变
C.丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换
D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
答案全解全析
基础过关练
1.B 2.B 4.C 5.B 6.C 7.C 8.A 9.D
10.A 11.C
1.B　在自然条件下,每个生物基因自发突变的频率都很低,但对整个生物界来说,基因自发突变却是普遍存在的(教材P86),A不符合题意,B符合题意;基因突变是不定向的、随机的,C、D不符合题意。
2.B　基因突变一定能改变生物的基因型,但由于密码子的简并性等,基因突变不一定能改变生物的表型,A正确;基因突变能产生新基因,进而能产生新的基因型,B错误;基因突变是新基因产生的重要途径,也是生物变异的根本来源(教材P87),C正确;基因突变可以发生在生殖细胞中,也可以发生在体细胞中,体细胞中的基因突变一般不遗传给子代,生殖细胞中的基因突变一般可以遗传给子代,D正确。
3.答案　(1)138　丝氨酸　G∥C　(2)基因突变　有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期　新基因　(3)D　
解析　(1)比较Hbwa和HbA第137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C,从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。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(G∥C)的缺失。(2)这种变异类型属于基因突变,一般发生的时期是在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期DNA分子复制时;基因突变最突出的特点是能产生新基因。(3)在突变基因的突变点的附近,再增加1个碱基对或缺失2个碱基对,这样只会导致其控制合成的蛋白质中一个氨基酸发生改变或缺失,可使该变异影响最小。
4.C　癌细胞之间无接触抑制现象,A不符合题意;癌细胞质膜上的糖蛋白减少,引起表面结构的变化,使得癌细胞之间的黏着性显著降低,B不符合题意,C符合题意;在适宜条件时癌细胞可无限增殖,D不符合题意。
5.B　原癌基因编码产生的蛋白质能调控细胞周期,控制细胞分裂和生长的进程(教材P88),A正确;人和动物的正常细胞中存在着原癌基因和抑癌基因,B错误;抑癌基因编码产生的蛋白质可抑制细胞异常的增殖,癌症患者体内存在抑癌基因,C正确;在环境中致癌因子的作用下,原癌基因和(或)抑癌基因发生突变,可导致细胞癌变,D正确。
易错警示
　　误认为基因突变产生原癌基因和抑癌基因,且二者只存在于癌变的细胞中
人和动物细胞中的DNA上普遍存在与癌变有关的基因,即原癌基因和抑癌基因,二者发生突变可引起细胞癌变。
6.C　少数癌细胞的基因组DNA序列并未改变,但由于DNA甲基化、组蛋白修饰等发生变化,即表观遗传改变导致基因表达模式的改变,从而引起癌症的发生(教材P88),因此DNA甲基化异常是癌细胞重要的表观遗传改变之一,A正确;化疗不仅作用于病灶部位的癌细胞,还作用于扩散到全身各处的癌细胞(教材P90),C错误。
7.C　减数第一次分裂后期,非同源染色体的自由组合可导致基因重组,A正确;减数第一次分裂前期,同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换可能导致基因重组,B正确;雌雄配子的随机结合不会导致基因重组,C错误;基因重组可导致相同亲代的子代个体间出现遗传差异,D正确。
8.A　基因重组有两种类型,一是四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,二是减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合。A项中发生了基因突变,B项中发生了交叉互换,C、D项中发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合。
9.D　根据题意和图示分析可知:①②过程是一对等位基因分离,形成2种配子,没有发生基因重组;③⑥过程是雌雄配子随机结合,形成受精卵,没有发生基因重组;④⑤过程是两对等位基因随着同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,形成4种配子,发生了基因重组。
10.A　基因突变能产生新的基因,是生物变异的根本来源,A正确;由于密码子具有简并性等,基因突变不一定会改变生物的遗传性状,B错误;基因重组通常发生在减数分裂形成配子的过程中,C错误;基因重组不能产生新基因,可产生新的基因型,D错误。
11.C　题图①表示有丝分裂的中期,其中的A与a位于姐妹染色单体上,只能来源于基因突变;题图②表示有丝分裂的后期,其中的A与a位于一条染色体经过着丝粒分裂而形成的两条子染色体上,只能来源于基因突变;题图③表示减数第二次分裂的后期,由于亲本的基因型为Aa,因此其变异类型可能来源于基因突变或基因重组,故选C。
能力提升练
1.D 3.A 4.B 5.C 6.CD 7.B 8.C 9.D
1.D　基因突变一般发生在DNA分子复制的过程中,因此5-Bu诱发突变主要发生在DNA分子复制过程中,A正确;由于该培养基中含有5-Bu,属于化学诱变剂,因此该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高,B正确;由于A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,因此很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的热稳定性增强,C正确;5-溴尿嘧啶可以与A配对,又可以与G配对,原来DNA中的碱基对T—A复制一次可产生A—5-溴尿嘧啶,复制第二次可产生5-溴尿嘧啶—G,复制第三次可产生C—G,所以需要经过3次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换,D错误。
2.答案　(1)物理　细胞分裂旺盛,更容易发生基因突变　(2)3/5　7/9　(3)染色体变异　植株弱小,而且高度不育　有丝分裂前期　抑制纺锤体的形成
解析　(1)过程①是用γ射线处理萌发的种子,“γ射线”属于物理诱变因子,其育种方法属于诱变育种。基因突变主要发生在细胞分裂前的间期DNA复制时;与干种子相比,萌发的种子细胞分裂旺盛,更容易发生基因突变,所以进行诱变处理常选用萌发的种子。(2)若过程①处理并筛选得到的耐盐植株经基因检测是由单基因突变导致的,如果用A表示耐盐基因,基因型为Aa,自交一次,耐盐个体的基因型及比例是AA∶Aa=1∶2;第二次自交,AA=1/3+2/3×1/4=1/2,Aa=2/3×1/2=1/3,aa=2/3×1/4=1/6,耐盐植株中纯合体的比例是3/5,杂合体占2/5;第三次自交AA=3/5+2/5×1/4=7/10,Aa=2/5×1/2=1/5,aa=2/5×1/4=1/10,耐盐植株中纯合子占7/9。(3)过程③是单倍体育种,利用的遗传学原理主要是染色体变异;单倍体植株的特点是植株矮小、高度不育;秋水仙素作用于有丝分裂的前期,抑制纺锤体的形成,导致细胞中染色体不能移向细胞两极,从而使细胞内的染色体数量加倍。
3.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,癌细胞质膜上糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,识别能力减弱,B正确;细胞发生癌变后分裂旺盛,代谢加快,自由水的含量增加,D正确。
4.B　癌细胞的产生与原癌基因和抑癌基因的突变有关,可能是显性突变,也可能是隐性突变,A错误;天然病毒M1能选择性地感染并杀伤肝癌、直肠癌等多种体外培养的癌细胞,其主要机理是M1的选择性攻击依赖于对ZAP蛋白缺失的识别,所以正常细胞有ZAP蛋白可能是天然病毒M1对其无毒副作用的原因,B正确;M1病毒无法感染正常肝细胞,C错误;癌细胞广泛缺乏ZAP蛋白与M1病毒无关,D错误。
5.C　图甲表示减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体发生交叉互换,图乙表示减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合。乙类型的基因重组是孟德尔自由组合定律的基础,A错误;乙类型的基因重组发生在非同源染色体的非等位基因之间,B错误;基因重组可产生新的基因型,是生物变异的重要来源,C正确;纯合子只能产生一种配子,自交不会出现基因重组现象,自交后代也不会出现性状分离,D错误。
6.CD　交叉互换发生于减数第一次分裂前期,即同源染色体联会时同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生部分片段的交换。据图可知,乙图中同源染色体非姐妹染色单体间的交换不会导致产生Ab配子和aB配子,A、B错误;甲、乙和丙属于交叉互换,都发生在减数第一次分裂前期,C正确;甲和丙发生的交叉互换,可以产生新的重组类型配子Ab,D正确。
7.B　题图为减数第二次分裂后期的次级卵母细胞,该细胞中含有两个染色体组,A正确;图示细胞处于减数第二次分裂后期,根据该细胞中的基因不能确定该哺乳动物的基因型,B错误;次级卵母细胞分裂时细胞质不均等分裂,所含细胞质较多的部分将形成卵细胞,基因型应是aB,C正确;由同一染色体复制来的姐妹染色单体形成的子染色体相同位置的基因应该相同,图中A和a不同,则该细胞形成过程中可能发生了基因突变,D正确。
8.C　题图没有同源染色体,为减数第二次分裂前期图,该时期发生在生殖细胞形成过程中,A错误。该分裂过程中有可能发生过基因突变,也可能在四分体时期发生了交叉互换,即发生基因重组,B、D错误。该分裂过程中,如果A突变成a,则一个精原细胞经减数分裂产生AB、aB、ab三种精子,如果a突变为A,则一个精原细胞经减数分裂产生AB、aB、Ab三种精子,如果A与a所在同源染色体发生了交叉互换,则一个精原细胞产生AB、aB、Ab、ab四种精子,C正确。
9.D　甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图,该动物的基因型为AABb,由图分析可知,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正确;乙图表示减数第二次分裂后期,其染色体上基因A与a不同,表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变,B正确;丙图表示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,是减数第一次分裂时发生了交叉互换造成的,C正确;甲细胞有丝分裂产生体细胞,该过程产生的变异一般不遗传给后代,D错误。
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