5.1基因突变和基因重组（含解析）——高一生物学人教版（2019）必修二课时优化训练

基因突变和基因重组——高一生物学人教版（2019）必修二课时优化训练
一、单选题
1．下列有关生物体基因重组和基因突变的叙述，正确的是( )
A.生物进化的原材料是基因突变和基因重组
B.杂种高茎豌豆的子代出现矮茎豌豆，这是基因重组的结果
C.一对同源染色体上非姐妹染色单体上的基因可以发生基因重组
D.基因突变和基因重组可以发生在精子和卵细胞的结合过程中
2．果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律（XB）对无节律（Xb）为显性；体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身（a）为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是( )
A.该细胞是初级精母细胞
B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C.形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D.形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
3．三倍体香蕉（AAB）的风味较好，是由尖叶蕉（AA）和长梗蕉（BB）两个原始种通过杂交而来的，其中A、B分别代表一个染色体组。下列有关叙述错误的是( )
A.AA植株和BB植株在形成配子的过程中会发生基因重组
B.三倍体香蕉AAB减数分裂时会发生联会紊乱
C.AAA植株可由AAAA植株与AA植株杂交后产生的种子发育而来
D.在培育AAAA植株过程中，秋水仙素处理可抑制着丝粒分裂，导致染色体数目加倍
4．基因突变在生物界是普遍存在的。下列过程中不涉及基因突变的是( )
A.血红蛋白基因中替换一个碱基对引起镰状细胞贫血症
B.CFTR蛋白基因缺失3个碱基对导致囊性纤维化的发生
C.Leyc基因发生甲基化修饰导致柳穿鱼花的形态结构发生变化
D.淀粉分支酶基因中插入一段外来的DNA序列导致皱粒豌豆的形成
5．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型。图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述不正确的是( )
A.图甲发生了染色体结构变异 B.图乙可以用显微镜观察检验
C.图丙只发生在减数分裂过程中 D.图丁会导致基因重组
6．“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥”体现了鸟类在繁殖过程中占区、筑巢等行为。鸟类繁衍过程中能遗传的基因突变最常发生在( )
A.减数分裂Ⅱ B.四分体时期
C.减数分裂Ⅰ前的间期 D.有丝分裂中期
7．与正常细胞相比，下列哪项不是癌细胞具有的特点( )
A.细胞分裂次数不受限制 B.细胞形态结构发生变化
C.细胞膜成分发生了改变 D.原癌基因开始转录翻译
8．下列关于基因重组的叙述正确的是( )
A.有丝分裂和减数分裂中均一定能发生基因重组
B.受精时精子和卵细胞的随机结合导致基因重组
C.表型正常的夫妇生出了一个患白化病的孩子是基因重组的结果
D.同源染色体和非同源染色体上的非等位基因均可发生基因重组
9．结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，其发生、转移与原癌基因、抑癌基因及修复基因的异常有关。相关叙述错误的是( )
A.癌变后的结肠细胞表面糖蛋白等物质减少
B.健康人细胞中原癌基因和抑癌基因不表达
C.结肠细胞中修复基因突变会增加结肠癌发病率
D.精准医疗可提高癌症治疗的效果并减少副作用
10．动物依靠嗅觉发现食物、识别领地和感受危险，研究发现这与基因组中含有大量嗅觉受体基因有关。人类和小鼠相关基因组比对结果如下表。相关叙述正确的是
基因组 嗅觉受体基因的数目
人类 38个
小鼠 1037个
A.小鼠敏锐嗅觉的形成是在长期进化过程中定向选择的结果
B.嗅觉受体基因突变，它编码的蛋白质的氨基酸序列也会发生改变
C.小鼠嗅觉受体基因数明显多于人类，与获得性遗传有关
D.基因突变和基因重组能产生更多新的嗅觉受体基因
11．基因中某个碱基对的替换并不改变对应的氨基酸，这种突变称为同义突变。近期有研究发现，酵母细胞中有超过3/4的同义突变会降低突变基因对应的mRNA的数量，对酵母菌显著有害。下列相关推断合理的是( )
A.同义突变的基因中碱基之和“A+G”≠“C+T”
B.同义突变对应的氨基酸可能有两种以上的密码子
C.同义突变不改变对应的氨基酸，也不改变生物性状
D.同义突变对酵母菌有害是因为其直接抑制了翻译过程
12．下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是( )
A.基因突变若发生在生殖细胞中，将遵循孟德尔遗传规律传递给后代，若发生在体细胞中，则不能遗传给后代
B.抑癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变
C.基因重组是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料
D.基因突变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，说明基因突变具有随机性
13．结肠癌是一种起源于结肠黏膜上皮的常见的消化道恶性肿瘤，c-myc、p16等基因的异常改变会导致结肠癌的发生。其中，c-mye基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞癌变；p16基因阻止细胞不正常的增殖。下列分析错误的是( )
A.癌变后的结肠黏膜上皮细胞表面糖蛋白等物质减少
B.推测c-mye基因是原癌基因，p16基因是抑癌基因
C.c-mye基因和p16基因在健康人的基因组中也存在
D.推测结肠癌患者体内的c-myc基因呈低表达状态
14．一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明( )
A.突变是不定向的 B.突变的有害或有利取决于环境条件
C.突变是随机发生的 D.环境条件的变化对突变体都是有害的
15．野生型红花豌豆种群中偶然出现了两个白花突变体（甲和乙），将甲、乙分别与野生型植株杂交，子一代均开红花，子二代的性状分离比均为3：1。下列相关叙述正确的是( )
A.两个白花突变体均为隐性突变，且为同一基因突变
B.子二代出现3：1的性状分离比说明控制花色的基因发生了基因重组
C.若甲、乙两个白花突变体杂交所得F1均为红花，则说明基因突变具有随机性
D.子二代出现3：1的性状分离比与豌豆的减数分裂无关
二、多选题
16．A、B是位于同一条染色体上的2个基因。父亲的基因型为A3A9B12B14，母亲基因型为A6A6B9B11已知A1~An、B1~Bn分别为A、B的等位基因,下列说法正确的是( )
A.A、B基因的遗传遵循孟德尔遗传规律
B.A1~An或B1～Bn体现了基因突变的随机性
C.若这两人生育一个男孩，则该男孩的基因型有16种可能
D.A 和A 控制了同一种性状的不同表现形式
17．某植物的基因M发生了如下图所示多个位点的突变后形成多个等位基因。当基因M的第90位碱基对由G-C替换为A-T时，编码的氨基酸序列没有改变；当第308位碱基对缺失时，编码的第103号氨基酸由x变为y（部分密码子：色氨酸：UGG；苏氨酸：ACC，ACU，ACA，ACG；终止密码子：UGA，UAA，UAG）。下列说法正确的是( )
A.基因M多个位点的突变体现了基因突变的不定向性
B.图中a链是转录的模板链
C.氨基酸y的密码子为CAA
D.转运y的tRNA上反密码子是UUC
18．科学家研究癌细胞分裂过程时发现，在常见的染色体外会出现一些环状的DNA，（ecDNA）。ecDNA上没有着丝粒，往往是随机分配到细胞。ecDNA上主要是癌基因，让癌症的恶化程度增加。下列叙述正确的是( )
A.ecDNA是癌细胞中癌基因的唯一载体
B.与染色体上DNA相比，ecDNA不存在游离的磷酸基
C.ecDNA可能存在于细胞核中，其遗传不遵循孟德尔遗传定律
D.细胞中原癌基因和抑癌基因的表达不会导致细胞癌变
19．杂交水稻具有产量高，抗逆性强等优良性状。但杂交水稻自交后代易出现性状分离，需年年制种。科学家正在为攻克该难题而努力。下列相关说法错误的是( )
A.水稻基因多样性的根本来源是基因突变
B.培育杂交水稻的育种原理为基因重组
C.连续自交会使隐性基因频率逐步降低
D.杂交后代出现新基因型，是变异的来源之一
20．科研人员人工诱导获得了果蝇突变体个体，对比突变体个体与野生型个体的某基因片段，发现正常碱基序列中只有一个位点发生了改变，即图中“↓”处的碱基对由G—C变成了A—T。已知UAG，UAA，UGA为终止密码子。下列有关分析正确的是( )
A.人工诱导获得果蝇突变体的原理是基因突变
B.图中模板链上每三个相连的碱基为一个密码子
C.突变之后该基因片段对应的mRNA序列发生改变
D.突变之后该基因片段控制合成的蛋白质的相对分子质量可能减小
三、填空题
21．DNA分子中发生碱基对的增添、替换和缺失，___________，叫做基因突变。
22．基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中，_____________。
23．水稻抗病和感病为一对相对性状，甲为抗病纯合体，乙，丙为两种感病的纯合突变体，控制抗病和感病的所有基因都位于一对同源染色体上（不考虑交叉互换）。研究人员利用甲、乙、丙作为亲本，进行了相关杂交实验，实验结果如下表。回答下列问题：
杂交组合 (株) 抗病植株自交得到的(株)
抗病 感病 抗病 感病
①甲×乙 58 1 372 125
②甲×丙 62 0 381 128
③乙×丙 55 0 ？ ？
（1）由杂交组合①的实验结果可知，乙的感病为_______性状，该组合中出现了一株感病植株，可能的原因是_______(答出两种)，代抗病植株中纯合子所占的比例是_______。
（2）经研究发现，甲中存在抗病基因A，突变体丙仅由于A基因缺失导致感病。分析表中实验结果可以判断乙的突变基因与基因A不是等位基因，理由是_______。若将杂交组合③的植株自交，代抗病植株与感病植株的比例为_______。
24．癌细胞通常是由正常细胞的基因发生改变后形成的。癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂，并有侵袭性（向周围组织浸润）和转移性。在过去的几十年中出现了多种洽疗癌症的方法，主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。清回答下列有关癌症及其治疗的问题：
（1）通常能够引起基因改变的因素可能有_____（填序号）。
A.紫外线
B.甘油
C.肝炎病毒
D.煤焦油及其衍生物、苯
E.葡萄糖
F.尼古丁
G.丙酮酸
H.核辐射
（2）上述因素使正常细胞中的_____发生突变，从而导致癌症的发生。
（3）化疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的____期。化疗还可以采用其他药物，如5-氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰____的合成。
25．喷瓜的叶色受一对等位基因A-a控制，其中基因型AA表现深绿色，Aa表现浅绿色，aa的植株因不能合成叶绿素而呈黄色。一株浅绿色植株的部分叶片上出现了黄化现象，下列对黄花叶出现原因的推测中，错误的是( )
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
参考答案
1．答案：C
解析：生物进化的原材料是基因突变、染色体变异和基因重组，A错误；杂种高茎豌豆的子代出现矮茎豌豆，这是性状分离的结果，B错误；一对同源染色体上非姐妹染色单体上的基因可以发生基因重组，C正确；基因突变和基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。
2．答案：D
解析：基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，出现了一个基因型为AAXBXb的变异细胞，可知该细胞中没有同源染色体，说明该细胞处于减数第二次分裂，应为次级精母细胞，A错误；进行减数第二次分裂的细胞的核DNA数与体细胞的相等，B错误；A和a所在的染色体为同源染色体，而不是姐妹染色单体，C错误；这只雄蝇没有b基因，但该变异细胞中出现了b基因，说明有节律基因发生了突变，D正确。
3．答案：D
解析：A、基因重组是指减数分裂时非等位基因的重新组合，A、B分别代表一个染色体组，AA植株和BB植株均为二倍体植株，在形成配子的过程中会存在非等位基因的重新组合，即会发生基因重组，A正确；B、三倍体香蕉AAB含有三个染色体组，减数分裂产生配子时会发生联会紊乱，B正确； C、AAAA植株可产生AA的配子，AA植株可产生A的配子，因此AAA植株可由AAAA植株与AA植株杂交后产生的种子发育而来，C正确；D、秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不能抑制着丝粒的断裂，D错误。
4．答案：C
解析：A、血红蛋白基因中替换一个碱基对引起镰状细胞贫血症，属于基因突变，A不符合题意； B、CFTR蛋白基因缺失3个碱基对导致囊性纤维化的发生，属于基因突变，B不符合题意； C、Leyc基因发生甲基化修饰导致柳穿鱼花的形态结构发生变化，属于表观遗传，不属于基因突变，C符合题意； D、淀粉分支酶基因中插入一段外来的DNA序列导致皱粒豌豆的形成，属于基因突变，D不符合题意。
故选C。
5．答案：D
解析：A、图甲c片段重复，发生了染色体结构变异中的重复，A正确；
B、图乙为单条染色体数目变异，可以用显微镜观察检验，B正确；
C、图丙为交叉互换（基因重组），只发生在减数分裂过程中，C正确；
D、图丁为染色体结构变异中的易位，不会导致基因重组，D错误。
故选D。
6．答案：C
解析：基因突变最常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括减数第一次分裂前的间期和有丝分裂前的间期，C正确，ABD错误。故选C。
7．答案：D
解析：A、瘟细胞在适宜条件下能够无限增殖是瘤细胞的特征，A不符合题意；B、瘤细胞与正常细胞相比形态发生改变是癌细胞的特征，B不符合题意；C、瘟细胞膜上的糖蛋白等物质减少是癌细胞的特征，C不符合题意；D、人和动物的染色体上本来就存在原癌基因和抑瘤基因，正常转录和翻译，当原癌基因和抑痛基因发生突变后，导致正常细胞变成癌细胞，D符合题意。故选D。
8．答案：D
解析：A、基因重组只发生在减数分裂过程中，有丝分裂不发生基因重组，A错误； B、受精作用过程中雌雄配子的随机结合不属于基因重组，B错误； C、表型正常的夫妇生出了一个患白化病的孩子是等位基因分离以及雌雄配子随机结合的结果，不属于基因重组，C错误； D、减数分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体的非等位基因通过互换可发生基因重组，非同源染色体上的非等位基因通过自由组合可发生基因重组，D正确。
故选：D。
9．答案：B
解析：A、癌变细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致细胞间的黏着性降低，容易发生分散和转移，A正确； B、原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或者促进细胞凋亡，故健康人细胞中原癌基因和抑癌基因正常表达，B错误； C、根据题干信息可知，结肠癌与原癌基因、抑癌基因及修复基因的异常有关，修复基因突变会增加结肠癌发病率，C正确； D、精准医疗可提高癌症治疗的效果并减少副作用，D正确。
故选：B。
10．答案：A
解析：A、长期的自然选择“会定向的选择具有敏锐嗅觉的个体，使得嗅觉敏锐的小鼠逐渐增多，最终使小鼠敏锐嗅觉逐渐形成，从而促进生物的进化，A正确；B、因为密码子具有简并性，当嗅觉受体基因的碱基发生突变，它编码的嗅觉受体蛋白的氨基酸不一定发生改变，B错误；C、获得性遗传属于拉马克进化学说的内容，而小鼠嗅觉受体基因数明显多于人类，与自然选择等因素有关，C错误；D、基因突变才可以产生新基因，基因重组不能产生新基因，D错误。故选：A。
11．答案：B
解析：A、酵母细胞中的基因是有遗传效应的双链DNA片段，遵循碱基互补配对原则，即A和T配对，C和G配对，故碱基数量关系为A=T，C=G，所以A+G=C+T，A错误；B、同义突变的基因中某个碱基对的替换并不改变对应的氨基酸，说明和突变前相比，mRNA的序列改变了，即密码子种类有变化，但对应的氨基酸没有改变，可能这些氨基酸有两种以上的密码子，B正确；C、同义突变不改变对应的氨基酸，则不改变蛋白质的结构，但同义突变会降低突变基因对应的mRNA的数量，会改变生物性状，C错误；D、同义突变对酵母菌有害是因为减少了突变基因对应的mRNA的数量，而非直接抑制翻译过程，D错误。故选B。
12．答案：D
解析：A、如果基因突变发生在配子中，一般将遵循遗传规律传递给后代；而若发生在体细胞中，一般不能遗传，但对于植物来说可以通过无性生殖遗传给后代，A错误； B、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，可能引起细胞癌变，B错误； C、基因突变是生物变异的根本来源，C错误； D、基因突变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，说明基因突变具有随机性，D正确。
故选：D。
13．答案：D
解析：A、癌变后的结肠黏膜上皮细胞表面糖蛋白等物质减少，导致细胞之间的黏着性降低，A正确；B、因为c-mye基因控制细胞生长和分裂，故推测c-yc基因是原癌基因，因为pl6基因阻止细胞不正常的增殖，故pl6基因是抑癌基因，B正确；C、正常人的体细胞中存在原癌基因和抑癌基因，因此c-myc基因和即l6基因在健康人的基因组中也存在，C正确；D、题意显示，c-myc基因控制细胞生长和分裂，其过度表达可引起细胞癌变，据此可推测结肠癌患者体内的c-myc基因呈高表达状态，D错误。故选D。
14．答案：B
解析：由题意知，一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差（基因突变的有害性），但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高了（有利性），这说明同一种变异在不同环境条件下对于生存能力的影响不同，即基因突变的有害或有利取决于环境条件，故选B。
15．答案：C
解析：A、根据将甲、乙分别与野生型植株杂交，子一代均开红花，可得知两个白花突变体均为隐性突变，至于是否为同一基因突变，需要进一步进行两个突变体的杂交实验，A错误；B、由子二代出现3：1的性状分离比可推知突变体甲和乙分别是一对基因发生隐性突变，子一代控制该性状的等位基因彼此分离进入配子中，雌雄配子随机结合所致，不是基因重组；基因重组发生在控制两对或多对性状的非等位基因之间，B错误；C、若甲、乙两个白花突变体杂交所得F1均为红花，则说明突变体甲和突变体乙是不同基因隐性突变所致，故体现了基因突变具有随机性，C正确；D、子二代出现3：1的性状分离比与子一代控制该性状的等位基因彼此分离进入配子中有关，等位基因分离发生在减数第一次分裂后期，故与豌豆的减数分裂有关，D错误。故选C。
16．答案：D
解析：A、孟德尔遗传规律包括分离定律（适用于等位基因）和自由组合定律（适用于非同源染色体的非等位基因），A、B是位于同一条染色体上的2个基因，其遗传不遵循孟德尔遗传规律，A错误；
B、A1~An、B1~Bn分别为A、B的等位基因，等位基因的出现体现了基因突变的不定向性，B错误；
C、由于A、B是位于同一条染色体上的2个基因，即两者连锁，故父亲的基因型为A3A9B12B14，母亲基因型为A6A6B9B11，若不考虑变异，双亲均可产生两种配子，若这两人生育一个男孩，则该男孩的基因型有2×2=4种类型，C错误；
D、等位基因是同源染色体上相同位置控制相对性状的基因，A 和A 控制了同一种性状的不同表现形式，D正确。
故选D。
17．答案：ABD
解析：A、结合题干“某植物的基因M发生了如下图所示多个位点的突变后形成多个等位基因”可知，因M多个位点的突变体现了基因突变的不定向性，产生了多个等位基因，A正确；
B、由题意“当基因M的第90位碱基对由G-C替换为A-T时，编码的氨基酸序列没有改变”以及所给密码子对应的氨基酸可知，图中a链是转录的模板链，发生碱基对的替换后，对应的氨基酸仍为苏氨酸，B正确；
C、结合B选项，a链是转录的模板链，当第308位碱基对缺失时，由于mRNA上3个相连碱基决定1个密码子，结合题图可知，密码子由AGA→AAG，即氨基酸y的密码子为AAG，C错误；
D、结合C选项的分析，氨基酸y的密码子为AAG，则转运y的tRNA上反密码子是UUC，D正确。
故选ABD。
18．答案：BC
解析：A、题意显示ecDMA上包含的主要是癌基因，但并不是癌基因的唯一载体，A错误；B、染色体上DNA是链状，ecDNA是环状的DNA，因此与染色体上DNA相比，ecDNA不存在游离的磷酸基，B正确；C、由题干信息可知，ecDNA是常见的染色体外会出现一些环状的DNA，可能与染色体共同分布在细胞核内，ecDNA没有着丝粒，所以它们往往是随机分配到子细胞，故其遗传不符合孟德尔遗传规律，C正确；D、正常细胞中原癌基因一旦过量表达而导致相应的蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，D错误。故选BC。
19．答案：AC
解析：
20．答案：ACD
解析：A、DNA分子中发生碱基的替换、増添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫做基因突变。题干中,碱基对由G-C变成了A-T,属于基因突变,A正确;B、密码子是mRNA上3个相邻的碱基,这3个碱基决定1个氨基酸。图中的模板链是DNA,B错误;C、DNA模板链由ACC变为了ACT,由DNA转录形成的mRNA碱基序列由UGG变成了UGA,mRNA序列发生改变,C正确;D、UGG能编码氨基酸,UGA是终止密码子,不编码氨基酸翻译提前终止,氨基酸的数目变少,合成蛋白质的相对分子质量减小,D正确。
21．答案：引起基因中碱基序列的改变
解析：DNA分子中发生碱基对的增添、替换和缺失,引起基因中碱基序列的改变,叫做基因突变。
22．答案：控制不同性状的基因重新组合
解析：基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合的过程。
23．答案：（1）①.隐性；②.甲在产生配子时，抗病基因发生了基因突变；甲在产生配子时，发生了抗病基因的缺失；操作不当导致乙个体自交；③.1/3；
（2）①.第③组实验全为抗病，表明突变体乙含有A基因；②.1：1
解析：
24．答案：（1）A、C、D、F、H
（2）原癌基因和抑癌基因
（3）间；RNA
解析：致癌因子分为物理致癌因子（紫外线、核辐射）、化学致癌因子（煤焦油及其衍生物、苯、尼古丁）、病毒致癌因子（肝炎病毒）。癌症的发生主要是原癌基因和抑癌基因发生突变，不能控制细胞生长和分裂的进程。
25．答案：B
解析：B、基因重组是指两对及以上的基因之间的重新组合，本题仅涉及一对等位基因，因此不能用基因重组来解释，B错误