【一轮复习基础知识随堂练】第七单元 生物的变异、育种与进化-基因突变和基因重组（含解析）

第七单元　生物的变异、育种与进化
基因突变和基因重组
一、选择题
1．野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，基因突变所产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长，将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学在实验中将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现多个菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。这些菌落出现的原因不可能是(　　)
A．杂菌污染 B．基因突变
C．染色体变异 D．基因重组
2．(2024·湖南衡阳模拟)位于果蝇某常染色体上的基因S上插入了一个碱基对而发生基因突变，导致该基因控制的性状发生变化。下列相关叙述错误的是(　　)
A．基因S突变后，其在染色体上的位置不变
B．基因S突变后，其所含的氢键数量不变
C．该变异可为果蝇种群的进化提供原材料
D．基因S突变后，其嘌呤碱基所占比例不变
3．细胞中的USP15酶在维持基因组稳定和在人体中抑制乳腺癌和胰腺癌细胞产生中扮演关键角色，因而有望帮助开发治疗乳腺癌和胰腺癌的新型疗法。下列相关叙述错误的是(　　)
A．乳腺癌细胞的DNA一定发生了碱基对的改变
B．USP15酶可能通过修复DNA来维持基因组稳定
C．乳腺癌和胰腺癌细胞中的USP15基因表达增强
D．治疗癌症要促进癌细胞凋亡和抑制癌细胞分裂
4．(2024·广东广州模拟)研究发现，直肠癌患者体内同时存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发细胞凋亡；而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排除姜黄素，从而逃避凋亡。下列说法正确的是(　　)
A．肿瘤干细胞不存在原癌基因，因而没有细胞周期
B．编码BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因均属于抑癌基因
C．同一个体癌细胞和肿瘤干细胞核酸的种类和数目完全相同
D．用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可有效促进肿瘤干细胞凋亡
5．SLC基因编码锰转运蛋白。研究发现某生物该基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏，引发炎性肠病等多种疾病。下列相关分析错误的是(　　)
A．碱基序列的变化提高了该基因中嘧啶碱基的比例
B．SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C．突变的SLC基因相应mRNA中的变化为GCA→ACA
D．识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不相同
6．使基因失活的突变称为正向突变，其效应可由回复突变逆转。而回复突变可分为两种类型：真实回复和第二位点回复。原始突变的严格逆转称为真实回复；第二位点回复是指另一个突变发生在基因的其他部位，它的作用补偿了第一次突变的功能，如蛋白质中一个氨基酸的改变可消除基因的功能，但是第二个改变可能补偿第一次突变，重新恢复蛋白质活性。下列叙述正确的是(　　)
A．蛋白质功能相同，其结构也一定相同
B．两种回复突变体现了基因突变的不定向性和随机性
C．分化程度越高的细胞，越容易发生回复突变
D．性状相同的纯合子，其相关基因的碱基排列顺序也相同
7．(2024·广东江门期中)下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分基因的变化，下列叙述正确的是(　　)
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
C．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
D．上述基因突变为可遗传变异，因此一定会传给后代
8．(2024·山东泰安模拟)水稻是全球最重要的粮食作物之一，水稻穗子的大小和穗粒数决定水稻产量。为阐明调控稻穗大小的分子机制，科研人员进行了如下实验。
(1)研究人员获得了穗子显著大于野生型的单基因纯合突变体1和突变体2。分别将上述突变体与野生型水稻杂交，获得的F1的穗子________(填“大于”“小于”或“等于”)野生型，说明大穗为隐性性状。将突变体1与突变体2杂交，子代穗子大于野生型，说明两种突变体突变基因的位置关系为____________。通过测序发现，突变体1为Os基因功能缺失突变体，该基因位于12号染色体上。
(2)已有研究表明位于水稻6号染色体上的APO1基因与水稻穗子大小有关，该基因隐性纯合突变体3(APO1基因功能缺失)表现为穗子显著小于野生型；该基因显性纯合突变体4(APO1基因功能增强)表现为穗子显著大于野生型，这体现了基因突变具有________的特点。
(3)研究人员将等量的APO1基因分别导入野生型和突变体1的植株中，测定细胞中APO1 mRNA的含量和APO1蛋白含量，结果见下图。该实验结果说明_______________________。
9．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)下图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞模式图，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(假设产生的子代足够多)。
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。
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10．科学家研究发现突变型棒眼果蝇的出现与常染色体上的两个基因发生突变有关，突变情况如下表所示。已知赖氨酸的密码子为AAA、AAG，谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG。将突变型棒眼果蝇与野生型圆眼果蝇杂交，F1均为圆眼果蝇，F1雌雄交配，测得F2中圆眼果蝇有450只，棒眼果蝇有30只。下列叙述正确的是(　　)
突变基因 Ⅰ Ⅱ
蛋白质变化 某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺 多肽链长度比野生型果蝇的长
A．突变基因Ⅰ的模板链中所发生的碱基变化为A→C
B．导致Ⅱ中蛋白质变化的原因可能是突变基因Ⅱ的终止密码子延后出现
C．控制眼形的基因Ⅰ、Ⅱ中的一个基因发生突变对性状无影响
D．F2圆眼果蝇中纯合子所占的比例为3/16
11．某二倍体生物的基因A可编码一条含63个氨基酸的肽链，在紫外线照射下，该基因内部插入了三个连续的碱基对，突变成基因a。下列有关叙述错误的是(　　)
A．基因A转录形成的mRNA上至少有64个密码子
B．基因A突变成基因a后，基因的热稳定性升高
C．基因A突变成基因a后，不一定会改变生物的性状
D．突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同
答案解析
1、C　解析：若操作过程中出现杂菌污染，可能会出现能在基本培养基中单独存活的微生物，A不符合题意；混合培养过程中，由于基因突变具有随机性、不定向性，故菌株中已突变的基因可能再次发生突变，B不符合题意；大肠杆菌为原核生物，其细胞结构中不含染色体，因而题中菌落的出现不会是因为染色体变异造成，C符合题意；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸，混合培养后，将菌落分别接种到基本培养基上，进而可长出相应的菌落，该现象的出现可能是基因重组导致的，D不符合题意。
2、B　解析：基因S突变是插入一个碱基对导致的，基因突变不改变其在染色体上的位置，A正确；碱基对之间靠氢键连接，基因S突变是插入一个碱基对导致的，其所含的氢键数量增多，B错误；基因突变可以产生新基因，进而产生新性状，为生物进化提供了丰富的原材料，C正确；双链DNA(片段)中，嘌呤碱基所占比例等于1/2，因此基因S突变后，其嘌呤碱基所占比例保持不变，D正确。
3、C　解析：乳腺癌的产生是基因突变的结果，则乳腺癌细胞的DNA一定发生了碱基对的改变，A正确；据题干信息可知，USP15酶能抑制癌细胞的产生，则USP15酶可能通过修复DNA来维持基因组稳定，B正确；USP15酶能抑制乳腺癌和胰腺癌细胞的产生，因此乳腺癌和胰腺癌细胞中的USP15基因表达减弱，C错误；可通过促进癌细胞凋亡和抑制癌细胞分裂的措施治疗癌症，D正确。
4、D　解析：肿瘤干细胞存在原癌基因，A错误；BAX蛋白为凋亡蛋白，与细胞凋亡有关，故控制其合成的基因不属于抑癌基因，B错误；由于基因的选择性表达，肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同，故同一个体癌细胞和肿瘤干细胞核酸的种类和数目不完全相同，C错误；姜黄素能诱发癌细胞凋亡，而ABCG2蛋白能有效排除姜黄素，从而逃避凋亡，用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡，D正确。
5、A　解析：基因中嘧啶碱基的比例＝嘌呤碱基的比例＝50%，碱基序列的变化不会影响该比例，A错误；SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的氨基酸的种类发生改变，所以相应的功能改变，B正确；由于转录模板的基因序列由CGT变为TGT，所以编码的mRNA序列由GCA变为ACA，C正确；tRNA上的反密码子和密码子配对，所以识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不相同，D正确。
6、B　解析：真实回复和第二位点回复都能重新恢复蛋白质活性，即蛋白质功能相同，但结构不一定相同，A错误；两种回复突变，其突变的位置不同，体现了基因突变的不定向性和随机性，B正确；分化程度越高的细胞，DNA复制的可能性越小，则越不容易发生回复突变，C错误；由于基因会发生正向突变及回复突变逆转，则性状相同的纯合子，其相关基因的碱基排列顺序不一定相同，D错误。
7、C　解析：等位基因位于同源染色体的相同位置上，图中与结肠癌有关的基因位于一组非同源染色体上，A错误；基因突变具有随机性和不定向性，B错误；由题图可知，当4处基因突变累积后，正常细胞才成为癌细胞，C正确；基因突变若发生在配子中，可遗传给后代，基因突变若发生在体细胞中，一般不能遗传给后代，D错误。
8、解析：(1)将穗子显著大于野生型的突变体与野生型杂交，若F1穗子与野生型相等，说明野生型是显性性状，大穗为隐性性状。突变体1和突变体2都是纯合子，且都为隐性性状，若将突变体1与突变体2杂交，子代穗子大于野生型，没有出现新的表型，说明两种突变体突变基因的位置关系为同一位点的基因(或等位基因)。(2)APO1基因与水稻穗子大小有关，该基因隐性纯合突变体3 APO1基因功能缺失，该基因显性纯合突变体4 APO1基因功能增强，说明基因突变具有不定向性的特点。(3)对比左图结果，野生型与突变体1的 mRNA含量相差不大，但是右图中APO1蛋白质含量野生型较突变体1的少，由此可知Os基因对APO1基因的转录无影响，通过促进APO1蛋白的降解(或抑制翻译过程)，降低细胞中APO1蛋白含量。
答案：(1)等于　同一位点的基因(或等位基因)　(2)不定向性　(3)Os基因对APO1基因的转录无影响，其通过促进APO1蛋白的降解(或抑制翻译过程)，降低细胞中APO1蛋白含量
9、解析：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，则可能是发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换或基因突变。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、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。
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
10、C　解析：根据题干信息和题表可知，突变基因Ⅰ的某个位点的赖氨酸替换为谷氨酰胺，说明mRNA上的密码子中的A替换为C，根据碱基互补配对原则，推测模板链中所发生的碱基变化为T→G，A错误；导致Ⅱ中蛋白质长度变长的原因可能是突变基因Ⅱ的突变导致其转录出的mRNA上的终止密码子延后出现，B错误；由F2果蝇中圆眼∶棒眼＝450∶30＝15∶1，可知基因Ⅰ、Ⅱ分别位于两对同源染色体上，遗传遵循自由组合定律，且只有隐性纯合子才能表现为棒眼，故野生型(AABB)只有一个基因发生突变对性状无影响，C正确；F2圆眼果蝇中(1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb)纯合子所占的比例为3/15＝1/5，D错误。
11、D　解析：63个氨基酸对应63个密码子，另外还应有一个终止密码子，即至少有64个密码子，A正确；突变后，基因内部插入了三个碱基对，增加了氢键数量，基因的热稳定性升高，B正确；在A对a完全显性的情况下，基因A纯合的个体中一个A基因突变成a基因，不会改变生物的性状，C正确；若基因内部插入了三个连续的碱基对，致使mRNA上的终止密码子提前出现，则突变点后的氨基酸序列都消失，突变前后编码的肽链可能差异显著，D错误。