2025人教版高中生物学必修2强化练习题-5.1 基因突变和基因重组

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2025人教版高中生物学必修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　基因突变及其特点
1.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
2.(易错题)(2024河北邯郸月考)霍尔等人发现,若改变果蝇体内一组特定基因,其昼夜节律会发生变化,故将这组基因命名为周期基因,他们也因此而荣获2017年诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述正确的是(　　)
A.用光学显微镜不能观察到果蝇细胞内周期基因的碱基序列
B.周期基因突变是由基因的替换、插入、缺失而引起的
C.人可以通过射线定向诱导果蝇周期基因发生突变
D.周期基因能突变为白眼基因或长翅基因
3.(2024福建莆田期中)如表是水稻抗稻瘟病的突变品系和敏感品系的部分DNA模板链碱基和氨基酸所在位置。请分析下列说法正确的是(　　)
突变品系 CGT 丙氨酸 GGT 脯氨酸 TTA 天冬酰胺
敏感品系 CGT 丙氨酸 AGT 丝氨酸 TTA 天冬酰胺
氨基酸所在位置 227 228 229
A.基因中的碱基改变,必将引起相应蛋白质中氨基酸的变化
B.抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第228位氨基酸的相关碱基发生了替换
C.对生物而言,碱基的替换多数是有害的,替换一定比增添和缺失的危害大
D.该突变品系不可能再突变为敏感品系
4.(2024河北保定月考)基因突变导致蛋白质的一个赖氨酸发生了改变。根据下列相关信息回答问题:
第一个 碱基 第二个碱基 第三个 碱基
U C A G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G
(1)图中Ⅰ过程发生的场所是　　　　。
(2)除赖氨酸以外,图中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小 　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若图中X是甲硫氨酸,且②链与⑤链这两条模板链只有一个碱基不同,那么⑤链不同于②链上的那个碱基是　　　　。
(4)从表中可看出密码子具有　　　　的特点,它对生物体生存和发展的意义是　　　　　　　　　　　　　　。
题组二　细胞的癌变
5.(2023四川成都期中)下列与恶性肿瘤(癌)细胞有关的叙述,正确的是(　　)
A.健康人体细胞内没有原癌基因和抑癌基因
B.原癌基因和抑癌基因在正常细胞内不表达
C.在适宜条件下,癌细胞具有细胞周期
D.癌细胞对各种凋亡诱导因子的敏感性增强
6.(2024湖南耒阳月考)癌胚抗原(CEA)是一种分布于结肠癌细胞和正常胚胎的结肠黏膜上皮细胞的细胞膜上的糖蛋白,在血清中也可以被检测到。下列有关叙述错误的是(　　)
A.正常胚胎中的结肠黏膜上皮细胞不能无限增殖
B.血清中的CEA含量可作为癌症诊断的一个重要指标
C.结肠黏膜上皮细胞中的原癌基因和抑癌基因发生了突变
D.癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少导致癌细胞会分散和转移
7.(2024河南开封月考)结肠癌是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-myc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。下列相关叙述错误的是(　　)
A.c-myc基因和p16基因可能分别属于原癌基因和抑癌基因
B.防治结肠癌的根本方法是剔除细胞内的c-myc基因和p16基因
C.与正常细胞相比,结肠癌细胞能无限增殖,形态和结构会发生变化
D.若不发生其他变异,结肠癌细胞内的基因数量、染色体数量与正常体细胞相同
题组三　基因重组及其类型
8.(2024吉林长春外国语学校月考)下列配子产生的过程中没有发生基因重组的是(　　)
A.基因组成为的个体产生了基因型为Ab和ab的配子
B.基因组成为的个体产生了基因型为AB、ab、Ab和aB的配子
C.基因组成为的个体产生了基因型为ab、aB、Ab和AB的配子
D.基因组成为的个体产生了基因型为ABC、ABc、abC和abc的配子
9.(2023湖北武汉月考)下图表示基因重组的两种类型,下列叙述正确的是(　　)
A.基因重组也可发生在受精作用时
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.甲图发生的基因重组体现了基因自由组合定律的实质
题组四　基因突变与基因重组的区别与联系
10.(2024河北沧州月考)基因突变和基因重组是两类重要的可遗传变异。下列相关叙述正确的是(　　)
A.基因突变具有不定向性,可以产生一个以上的等位基因
B.同胞兄妹之间遗传上的差异主要由基因突变造成
C.基因突变在光学显微镜下不可见,但确实改变了基因的数量和位置
D.表型正常的一对夫妇,因基因重组产生患有白化病的子代
11.(2023四川绵阳月考)下列有关基因突变和基因重组的描述,正确的是(　　)
A.基因突变和基因重组都能产生新的基因型
B.有丝分裂和减数分裂过程中都可以发生基因突变、基因重组
C.能发生基因突变的生物,一定能发生基因重组
D.基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源
能力提升练
题组一　基因突变及其特点
1.(教材习题改编)镰状细胞贫血是由血红蛋白(α、β链各2条)分子中,两条β链中的两个谷氨酸残基分别被两个缬氨酸残基所代替引起的。镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区,杂合子(Aa)个体在氧含量正常的情况下并不表现出镰状细胞贫血症状,因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白,并对疟疾具有较强的抵抗力,该基因型的个体在本地区占总人口比例较其他地区高。下列有关叙述错误的是(　　)
A.镰状细胞贫血可通过光学显微镜检测出来
B.基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物的性状
C.基因型为Aa个体的血红蛋白均有一条β链不正常
D.Aa基因型个体在本地区占总人口比例较其他地区高的原因可能是显性纯合子比杂合子更易感染疟疾
2.(2024山东多校联考)遗传性耳聋是一种遗传病,具有很强的遗传异质性,即不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍,而同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现的耳聋。科研人员确定了一种与耳聋相关的基因,并对其进行测序,结果如图所示。下列分析不正确的是(　　)
A.氨基酸序列合成的场所是核糖体,该过程至少需要三种RNA的参与
B.不同位点的耳聋致病基因均可能发生突变,体现了基因突变具有随机性
C.图中的基因序列即该基因转录的模板链
D.突变的基因C控制合成的蛋白质的结构发生改变
3.(2024湖南耒阳月考)同学甲发现某个雄果蝇(突变体Ⅰ)为触角足基因(A)突变体,研究其家系发现Ⅰ的双亲各有一个A基因发生单碱基替换突变,且突变位于该基因的不同位点,调查结果见表,则表中①是(　　)
个体 父本 母本 F1某 正常个体 突变体Ⅰ
表型 正常 正常 正常 触角足
A基因编码 链测序结果 [136C/A] [302T/G] [136C/C]; [302T/T] ①
注:[136C/A]表示两条同源染色体上A基因编码链的第136位碱基分别是C和A,其他类似。
A.[136T/C];[302C/A]
B.[136T/G];[302A/C]
C.[136A/C];[302T/G]
D.[136T/A];[302G/C]
4.(2024山西名校联考)水稻为雌雄同株的植物,是我国重要的粮食作物,培育水稻优良品种是保障国家粮食安全的重要措施之一。科研人员将野生型窄叶水稻种子搭乘返回式卫星进行育种,利用太空中的各种宇宙射线诱发种子产生变异,获得了宽叶水稻,提高了水稻的产量。回答下列问题:
(1)宇宙射线属于诱发基因突变的　　　　(填“物理因素”“化学因素”或“生物因素”)。研究发现,用射线处理水稻幼苗后,可使水稻某染色体同一位点产生多种不同的等位基因,这体现了基因突变具有　　　　的特点;基因突变还可能发生在细胞内不同的DNA分子上,这体现了基因突变具有　　　的特点。
(2)水稻基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如下图,起始密码子均为AUG。基因M转录时的模板位于　　　　(填“a”或“b”)链中。基因R转录的方向是　　　　(填“从左到右”或“从右到左”),若b链中箭头所指碱基T突变为A,其对应的密码子将突变为　　　　。已知突变前后编码的氨基酸均为亮氨酸,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)现已证实宽叶水稻为基因突变的结果,为确定宽叶突变是显性突变还是隐性突变,请设计最简便的实验思路并预期实验结果(不考虑隐性基因直接突变为显性纯合子的情况)。
实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
预期实验结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
题组二　基因重组及其与基因突变的辨析
5.减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生片段的互换,三种交换模式如图所示,下列说法错误的是　(　　)
A.图中三种交换模式经减数分裂都可产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子
B.图甲、丙中片段的互换不能产生新基因,但能让性状重新组合
C.含有图甲和图丙所示染色体的细胞能在减数分裂Ⅱ后期发生等位基因的分离
D.并非所有生殖细胞产生过程中都会发生图示片段互换现象
6.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.(不定项)(2024江西新余月考)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.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中不能发生自由组合
D.基因D、d的本质区别是碱基的排列顺序不同
答案与分层梯度式解析
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
1.B　诱变育种是指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。γ射线属于物理因素,可诱发基因突变,并能提高突变频率,A、C正确;所有生物都可能发生基因突变,诱变育种不只适用于植物,也适用于微生物等,B错误。
2.A　周期基因突变是由DNA分子(基因)中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,B错误;基因突变是不定向的,C错误;真核细胞中,基因突变只能产生新的等位基因,白眼基因或长翅基因与周期基因是非等位基因,D错误。
3.B　分析题表:
由于密码子具有简并性等,基因中的碱基改变,不一定会引起相应蛋白质中氨基酸的变化,A错误;一般情况下,与碱基的替换相比,碱基的增添和缺失对基因碱基排列顺序的改变较大,危害较大,C错误;基因突变具有不定向性,因此该突变品系有可能再突变为敏感品系,D错误。
4.答案　(1)核糖体　(2)丝氨酸　要同时突变两个碱基才能变为丝氨酸　(3)A　(4)简并性　保证生物遗传性状的稳定性
解析　(1)Ⅰ表示翻译过程,发生在核糖体上。(2)由表格信息可知,甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬酰胺与赖氨酸所对应的密码子均只有一个碱基之差,而丝氨酸对应的密码子与之有两个碱基之差。(3)甲硫氨酸对应的密码子是AUG,而与之有一个碱基之差的赖氨酸对应的密码子是AAG,所以⑤链上与④mRNA中碱基U相对应的碱基是A。(4)表中的一个氨基酸可对应多种密码子,说明密码子具有简并性的特点。当生物发生基因突变时,其对应的氨基酸不一定改变,有利于保证生物遗传性状的稳定性。
5.C　正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因,两种基因在正常细胞中都能表达,A、B错误;在适宜条件下,癌细胞能无限增殖(即不发生凋亡),具有细胞周期,其对各种凋亡诱导因子的敏感性减弱,C正确,D错误。
6.C　对题干信息梳理可知:结肠癌细胞可产生CEA,并可在血清中被检测到,故血清中的CEA含量可作为癌症诊断的一个重要指标,B正确;结肠黏膜上皮细胞是正常细胞,细胞中的原癌基因和抑癌基因没有发生突变,C错误。
7.B　根据原癌基因和抑癌基因的功能可推测c-myc基因是原癌基因,p16基因是抑癌基因,剔除细胞内的c-myc基因和p16基因会影响个体的正常生活,A正确,B错误;结肠癌是由基因突变导致的,基因突变不改变基因数量和染色体数量,D正确。
重点强调　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促进细胞凋亡。
8.A　
基因组成 配子种类 原因分析
Ab、ab 同源染色体分离的结果,A符合题意
AB、ab、Ab和aB 同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换,导致产生了基因型为Ab、aB的配子,属于基因重组,B不符合题意
ab、aB、Ab和AB 非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合,属于基因重组,C不符合题意
ABC、ABc、abC和abc AB连锁、ab连锁,但非同源染色体上的非等位基因(如A/a和C/c)自由组合,涉及基因重组,D不符合题意
9.C　基因重组通常发生在减数分裂过程中,不能发生在受精作用时,A错误。基因重组包括两种类型:一种是染色体互换型(图甲),发生在同源染色体之间;另一种是自由组合型(图乙),发生在非同源染色体之间,该种类型体现了基因自由组合定律的实质,B、D错误。
10.A　同胞兄妹间遗传上的差异主要由基因重组造成,B错误;基因突变在光学显微镜下不可见,也不改变基因的数量和位置,C错误;表型正常的一对夫妇(Aa),因性状分离产生患有白化病的子代(aa),D错误。
11.A　有丝分裂过程中可以发生基因突变,但不能发生基因重组,B错误;任何一种生物都有可能发生基因突变,而基因重组主要发生在进行有性生殖的生物中,C错误;基因突变能产生新基因,是生物变异的根本来源,D错误。
能力提升练
1.C　可通过光学显微镜观察红细胞形态检测镰状细胞贫血,A正确;杂合子(Aa)个体能同时合成正常和异常的血红蛋白,其正常的血红蛋白中β链正常,C错误。
2.C　氨基酸序列(多肽)合成的场所是核糖体,该过程中需要mRNA(作为模板)、tRNA(识别和转运氨基酸)、rRNA(构成核糖体)这三种RNA的参与,A正确。不同位点的耳聋致病基因是非等位基因,即控制同一性状的不同基因的突变体现了基因突变的随机性,B正确。
3.C　根据题干信息,亲本、F1某正常个体A基因所在同源染色体的表示如图(图中只写出A基因中编码链第136位、第302位碱基),以F1某正常个体的A基因为出发点,逆推父本中A基因第302位碱基情况、母本中A基因第136位碱基情况;最后得出突变体Ⅰ中染色体情况,具体如图。
4.答案　(1)物理因素　不定向性　随机性　(2)a　从右到左　CUU　密码子具有简并性　(3)让宽叶水稻自交,观察并统计子代表型及比例　若子代出现宽叶∶窄叶=3∶1,说明宽叶突变是显性突变;若子代全为宽叶,说明宽叶突变是隐性突变
解析　(2)分析思路:起始密码子(AUG)→DNA中模板链对应碱基为TAC→据问题分析如下:
(3)假设相关基因用A/a表示,对相应结论演绎推理如下:
假设 野生型、突变体基因型 演绎
宽叶突变是 显性突变 野生型为隐性纯合子aa,宽叶突变体基因型为Aa 宽叶水稻(Aa)自交,子代宽叶∶窄叶=3∶1
宽叶突变是 隐性突变 野生型为显性纯合子AA,宽叶突变体基因型为aa 宽叶水稻(aa)自交,子代均为宽叶
5.A　
图形解析 配子类型
4种:AB、Ab、aB、ab
2种:AB、ab,原因是同源染色体的非姐妹染色单体之间交换的片段在基因A和B、a和b之间,即非姐妹染色单体上基因A、B与相应的等位基因没有发生交换,A错误
4种:AB、Ab、aB、ab
图甲、丙中片段互换的本质是基因重组,基因重组不能产生新基因,但能让性状重新组合,B正确;由于图甲所示染色体发生了A基因所在片段的互换,图丙所示染色体发生了B基因所在片段的互换,均导致一条染色体的两条姐妹染色单体上含有等位基因,故含有图甲和图丙所示染色体的细胞能在减数分裂Ⅱ后期发生等位基因A、a和B、b的分离,C正确。
6.D　该动物的基因型为AABb,甲图表示有丝分裂后期,乙图表示减数分裂Ⅱ后期,二者细胞的染色体上均出现了a基因,是基因突变的结果,A、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,可在体细胞中进行,体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.BCD　基因突变具有不定向性,基因(染色体上的基因)突变产生的是等位基因,故图甲中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基因型为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间发生了互换(基因重组),B、C正确;基因D、d是一对等位基因,两者的本质区别是碱基的排列顺序不同,D正确。
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