人教版生物必修2课时跟踪检测（14） 基因突变和基因重组（含解析）

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人教版生物必修2课时跟踪检测
（十四） 基因突变和基因重组
A级——固基础，注重综合
1．下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是(　 )
A．DNA分子中发生碱基的替换一定引起基因突变
B．同源染色体片段的互换一定能引起基因重组
C．基因型为Aa的个体自交后代中出现3∶1的性状分离比的原因是发生了基因重组
D．人体细胞的某些基因发生突变可能会使细胞癌变
解析：选D　基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失不一定会引起基因结构的改变，因此不一定发生基因突变，A错误；纯合子在减数分裂过程中，同源染色体的片段互换不会引起基因重组，B错误；基因型为Aa的个体自交后代中出现3∶1的性状分离比不是基因重组的结果，而是由等位基因分离和雌雄配子随机结合造成的，C错误；人体细胞的某些基因如原癌基因、抑癌基因发生突变可能会使细胞癌变，D正确。
2．关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(　 )
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变
D．在基因b的—ATGCC—序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析：选B　基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因；X射线的照射会影响基因B和基因b的突变率；基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变；在基因b的—ATGCC—序列中插入碱基C可导致基因b的突变。
3．某膜蛋白基因在其编码区的5′－端含有重复序列—CTCTT—CTCTT—CTCTT—，下列叙述正确的是(　 )
A．—CTCTT—重复次数改变不会引起基因突变
B．—CTCTT—重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例
C．若—CTCTT—重复6次，则重复序列之后编码的氨基酸序列不变
D．—CTCTT—重复次数越多，该基因编码的蛋白质相对分子质量越大
解析：选C　重复序列位于膜蛋白基因编码区，若—CTCTT—重复次数改变，则由于碱基对的增添或缺失，基因结构发生改变，即会发生基因突变，A错误；基因中嘧啶碱基所占的比例＝嘌呤碱基所占的比例＝50%，—CTCTT—重复次数的改变不会影响该比例，B错误；若—CTCTT—重复6次，即增加15个碱基对，是3的整倍数，重复序列后编码的氨基酸序列不变，C正确；若重复序列过多，增加的碱基对数目可能不是3的整倍数，可能会使终止密码子提前出现，导致编码的蛋白质相对分子质量变小，D错误。
4．辐射可能导致基因突变。下列相关叙述正确的是(　 )
A．碱基的替换、增添和缺失都是由辐射引起的
B．环境引发的变异可能为可遗传变异
C．辐射能导致人体遗传物质发生定向变异
D．基因突变可能造成某个基因的缺失
解析：选B　引起碱基的替换、增添和缺失的因素有物理因素、化学因素和生物因素，A错误；如果环境引发了细胞中遗传物质的改变，或使基因表达和表型发生可遗传变化，则其引发的变异就成了可遗传的变异，B正确；辐射能导致人体遗传物质发生不定向改变，C错误；基因突变是指基因内部分子结构的改变，包括碱基的增添、缺失或替换，基因突变不会导致某个基因的缺失，D错误。
5．下列有关细胞癌变的叙述正确的是(　 )
A．长期接触癌症患者的人细胞癌变的概率会明显提高
B．环境中致癌因素会使正常基因突变成原癌基因和抑癌基因
C．癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是有累积效应
D．癌细胞的细胞膜上的糖蛋白增加，导致癌细胞易发生转移
解析：选C　细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因的突变，与是否长期接触癌症患者无关，A错误；正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因，环境中致癌因素会使原癌基因和抑癌基因突变，使正常细胞变为癌细胞，B错误；癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是有累积效应，C正确；癌细胞表面发生改变，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致细胞之间的黏着性降低，易于分散、转移，D错误。
6．TNBC是指没有雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体2(HER2)的一类乳腺癌亚型。下列相关叙述正确的是 (　 )
A．与正常细胞相比，TNBC细胞的形态和结构会发生显著变化
B．ER、PR、HER2都是由核糖体合成的糖蛋白
C．TNBC细胞容易分散和转移是由于乳腺细胞之间的黏着性较低
D．TNBC细胞内的抑癌基因突变成原癌基因导致其能无限增殖
解析：选A　与正常细胞相比，TNBC细胞(癌细胞)的形态和结构会发生显著变化，A正确；ER、PR、HER2的本质都是糖蛋白，糖蛋白中的蛋白质由核糖体合成，但糖类不是由核糖体合成的，B错误；癌细胞容易分散和转移是由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性降低，并非乳腺细胞之间的黏着性较低，C错误；人体正常体细胞内就含有原癌基因和抑癌基因，TNBC细胞内的原癌基因和抑癌基因突变导致其能无限增殖，D错误。
7．(2023·菏泽模拟)如图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是(　 )
A．a→b→c过程表示基因的复制和转录过程
B．图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变
C．图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有通用性
D．除图示情况外，基因突变还包括碱基的增添和缺失
解析：选D　据图分析，a→b是转录过程，b→c是翻译过程，A错误；图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性，但基因中的碱基序列发生改变，说明发生了基因突变，B、C错误；图中发生了碱基的替换，基因突变还包括碱基的增添和缺失，D正确。
8．(2023·荆州月考)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
解析：选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。
9．位于基因外周的DNA增强子是短的DNA片段，它能够调控基因的开启与关闭。研究表明，大肠癌基因所在的染色体中的增强子活性较高，此基因更加容易被开启。下列与DNA中增强子及癌基因的表达相关的叙述，正确的是(　 )
A．DNA增强子活性降低可能会关闭癌基因的表达
B．DNA增强子不是人类或其他动物细胞固有的
C．DNA增强子是通过促进大肠癌基因转录而影响基因表达的
D．DNA增强子和癌基因中的碱基种类及其排列顺序相同
解析：选A　DNA增强子能够调控基因的开启与关闭，由题意可知，增强子活性较高时，基因更加容易被开启，则其活性降低，可能会关闭癌基因的表达，抑制细胞癌变， A正确；DNA增强子是人类或其他动物细胞固有的，它位于基因外周，能够调控基因的开启与关闭，B错误；DNA增强子能够调控基因的开启与关闭，而不是通过促进大肠癌基因的转录影响基因表达，C错误；位于基因外周的DNA增强子是短的DNA片段，它与癌基因属于DNA上不同的区段，二者的碱基种类可能相同，但排列顺序不同，D错误。
10．用射线处理纯种小麦种子，使其体内一条染色体上的TD8基因突变成S基因，导致编码的多肽链的第18位亮氨酸替换为赖氨酸，从而导致该纯种小麦种子发育为矮化的突变体小麦。下列叙述正确的是(　 )
A．突变产生的S基因对TD8基因为显性
B．TD8基因和S基因的脱氧核苷酸的排列顺序相同
C．只要TD8基因发生突变，一定会变成S基因
D．TD8基因与S基因在同源染色体上的位置不同
解析：选A　一条染色体上的TD8基因突变后使该纯种小麦种子发育为突变后的S基因所控制的矮化的突变体小麦，说明基因突变产生的S基因对TD8基因为显性，A正确；根据题意分析可知，该基因突变属于碱基的替换，所以TD8基因和S基因的脱氧核苷酸的排列顺序不相同，B错误；基因突变具有不定向性，因此TD8基因不一定突变成S基因，C错误；TD8基因与S基因为等位基因，正常情况下，在同源染色体上的位置相同，D错误。
11.如图为某雄性动物个体(基因型为AaBb，两对等位基因位于不同对常染色体上)细胞分裂某一时期示意图，下列说法正确的是(　 )
A．与该细胞活动关系较密切的细胞器有线粒体和核糖体等
B．1上a的出现是因为发生了基因突变
C．3和4上对应位置基因不同是因为该细胞在间期发生了基因突变
D．若该细胞以后正常进行减数分裂可产生3种不同基因型的配子
解析：选A　该动物细胞正在进行减数分裂，需要大量能量和蛋白质，线粒体与能量产生有关，核糖体与蛋白质产生有关，故线粒体和核糖体与该细胞活动关系较密切，A正确；1上a的出现可能是同源染色体的非姐妹染色单体间发生了互换，也可能是间期时发生了基因突变，B错误；由于该雄性动物的基因型为AaBb，据图可知B、b就是位于3和4这对同源染色体上，因此这两条染色体的相同位置上的基因为等位基因，C错误；如果1上a的出现是因为发生基因突变，则该细胞就会产生3种不同基因型的配子，如果是发生同源染色体的非姐妹染色单体互换，则会产生4种不同基因型的配子，D错误。
12．太空育种就是将农作物种子或试管苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境的诱变作用，使种子或幼苗产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，从而培育作物新品种的育种新技术。如图为太空育种的一般流程，请回答下列问题：
种子―→新品种
(1)太空育种的原理是____________。
(2)经检测，某农作物种子经卫星搭载后，某基因的序列中部分G—C碱基对替换成A—T碱基对，但该农作物的性状没有发生改变，其原因可能有______________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________(答出两点)。
(3)处理过的种子有的出苗后不久便会死亡，这说明________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)太空育种的原理是基因突变。(2)基因的序列中发生了碱基对的替换，但农作物的性状没有发生改变，其原因可能有密码子具有简并性，突变后氨基酸序列没有发生改变；突变发生在基因的非编码序列；该突变为隐性突变等。(3)处理过的种子有的出苗后不久便会死亡，这说明对生物体来说，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。
答案：(1)基因突变　(2)密码子具有简并性，突变后氨基酸序列没有发生改变；突变发生在基因的非编码序列；该突变为隐性突变等(答出两点、答案合理即可)　(3)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
B级——强应用，体现创新
13．已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)交配产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是(　 )
A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
解析：选D　要研究注射胰岛素是否引起乙群体基因突变，方案A中没有用乙群体做杂交，故方案A不可行；方案B、C用到乙群体交配，但孵化早期又向卵内注射胰岛素，则无法确定乙群体是否发生了基因突变，故方案B、C不可行；方案D的杂交用到乙群体，且孵化早期不向卵内注射胰岛素干扰子代表型，故甲群体×乙群体，若子代均有尾，则没有引起基因突变，若子代有无尾出现，则引起了基因突变，故方案D可行。
14．tp53基因是与人类肿瘤相关性较高的基因。不仅可以阻止肿瘤细胞分裂、诱导肿瘤细胞凋亡，还可以修复正常DNA的损伤，被称作人体的“基因警察”。以下相关说法不正确的是(　 )
A．tp53基因可能为抑癌基因，其正常表达可以降低细胞癌变的概率
B．tp53基因诱导肿瘤细胞凋亡是一个由遗传机制决定的自然的生理过程
C．石棉、烯环烃、碱基类似物、亚硝酸盐等可能使tp53基因失去“基因警察”功能
D．形成癌症的根本原因是相关遗传物质发生了改变，因此癌症常遗传给子女
解析：选D　由题干信息可知，tp53基因可以阻止肿瘤细胞分裂、诱导肿瘤细胞凋亡，则tp53基因可能为抑癌基因，其正常表达可以降低细胞癌变的概率，A正确；tp53基因诱导肿瘤细胞凋亡是一个由遗传机制决定的自然的生理过程，B正确；石棉、烯环烃、碱基类似物、亚硝酸盐等化学因素可能使tp53基因发生基因突变，使其失去“基因警察”功能，C正确；形成癌症的根本原因是相关遗传物质发生了改变，但是癌症一般是体细胞中的遗传物质改变引起的，故癌症一般不遗传给子女，D错误。
15．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互换。
①若是发生互换，则该初级精母细胞产生配子的基因型是____________。
②若是发生基因突变，且为隐性突变，则该初级精母细胞产生配子的基因型是__________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：用该初级精母细胞继续分裂产生的精子对基因型为________的雌性个体进行受精，观察子代的表型，假设受精卵均能正常发育。
结果预测：①如果子代____________________________________，则发生了互换。
②如果子代____________________________________________________，则基因发生了隐性突变。
解析：(1)题图中1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，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互换，若是发生互换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab四种基因型的配子；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。(2)若要验证该现象出现的原因是基因突变还是互换，可以用该初级精母细胞继续分裂产生的精子对基因型为aabb的雌性个体进行受精，如果子代出现黑色(AaBb)、褐色(aaBb)、棕色(Aabb)和白色(aabb)四种表型，则发生了互换；如果子代出现黑色(AaBb)、褐色(aaBb)和白色(aabb)或棕色(Aabb)、白色(aabb)和褐色(aaBb)三种表型，则基因发生了隐性突变。
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、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型
16．结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，过度肥胖会增加结肠癌的发病风险。回答下列问题：
(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，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(填字母)。
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通过题图所示机制能有效缓解高脂饮食导致的结肠癌发生的可能性。为此，研究者用______________________________________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(题图中的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，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。(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)该实验的目的是验证维生素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，则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蛋白量和结肠癌发生率。因此设计该实验时应以低脂食物为对照组，高脂食物、高脂食物＋维生素D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蛋白量和结肠癌发生率，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)低脂食物、高脂食物、高脂食物＋维生素D　细胞核内的β－cat蛋白量和结肠癌发生率
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