2025浙科版高中生物学必修2强化练习题--4.1 基因突变可能引起性状改变（含解析）

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2025浙科版高中生物学必修2
第四章　生物的变异
第一节　基因突变可能引起性状改变
基础过关练
题组一　基因突变的概念、特点及意义
1.下列关于基因突变的叙述错误的是　(　　)
A.DNA分子上碱基对的缺失、插入或替换都叫基因突变
B.基因突变会导致基因结构的改变
C.基因突变不会改变基因的位置和数量
D.基因突变不一定改变生物的性状
2.控制小鼠毛色的基因有A+(灰色)、A(黄色)、a(黑色)等,它们是染色体上某一位置的基因突变成的等位基因。这体现了基因突变具有(　　)
A.普遍性　　　B.多方向性
C.可逆性　　　D.稀有性
3.(易错题)(2022浙江绍兴柯桥期末)某二倍体植物染色体上的基因E2发生了基因突变,变成了它的等位基因E1,导致所编码的蛋白质中一个氨基酸发生改变,下列叙述正确的是(　　)
A.基因E2突变为基因E1,但基因E1不能突变为基因E2
B.基因E2突变为基因E1后,该基因的位置和其上的遗传信息会发生改变
C.基因E2突变为基因E1,该变化最可能是由基因中碱基的替换导致的
D.基因E2突变为基因E1后,会使代谢加快、细胞中含糖量增加
题组二　基因突变对蛋白质或性状的影响
4.某基因发生插入突变,使mRNA增加了三个连续的核苷酸序列(CAG),则突变前后编码的两条肽链中氨基酸不同的个数最多有(　　)
A.1个　　B.2个　　C.3个　　D.4个
5.在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对,下列现象可能发生的有(　　)
①基因的结构不改变
②在转录时造成插入点以前的遗传密码改变
③基因的结构改变
④在转录时造成插入点以后的遗传密码改变
⑤在翻译时蛋白质中的氨基酸顺序发生较大改变
A.二项　　B.三项　　C.四项　　D.五项
6.某基因发生了一个碱基对的缺失,下列有关该突变的叙述,不正确的是(　　)
A.该基因的氢键总数不一定发生改变
B.该基因表达的蛋白质不一定发生改变
C.若该基因表达的肽链变长,可能是碱基对A-T缺失
D.该基因突变后,有可能会导致翻译过程提前终止
7.如图所示是镰刀形细胞贫血症病因的图解,请据图回答问题。
(1)图中①②表示的过程分别是　　　　、　　　　。
(2)写出④⑤处分别代表的三个碱基序列:④　　　,⑤　　　　。
(3)由图可知,谷氨酸的密码子是　　　　。
(4)③过程发生的时间主要是　　　　　　。
(5)从图解可知,由于DNA分子中的一个碱基对A-T被替换成了　　　　,最终导致合成的血红蛋白异常。血红蛋白分子的改变,导致　　　　容易破裂,造成溶血性贫血,甚至引起死亡,这说明基因突变一般是　　　　。
题组三　细胞癌变
8.下列有关癌细胞的叙述,正确的是(　　)
A.呼吸酶活性减弱
B.失去控制,能无限增殖
C.细胞膜上的粘连蛋白增多
D.遗传物质未发生改变
9.远离致癌因子是预防癌症的有效措施,下列哪些因素不是引起癌症的原因(　　)
A.X射线　　　B.某些病毒
C.抗生素　　　D.煤焦油
10.(教材深研拓展)人乳头瘤病毒(HPV)是子宫颈癌的主要致病因子,HPV蛋白E6与E7是引起恶性肿瘤发生与发展的主要因素,下列相关说法正确的是(　　)
A.子宫颈癌是细胞中的基因突变为原癌基因造成的
B.子宫颈癌形成过程是选择性表达原癌基因和抑癌基因的过程
C.研发能抑制E6与E7合成的药物是治疗子宫颈癌的可行策略之一
D.人体成熟的红细胞被HPV感染后也可能发生癌变
11.下图是结肠癌发生的简化模型,下列叙述正确的是(　　)
A.某一个抑癌基因发生突变一定导致细胞癌变
B.癌细胞代谢更旺盛,细胞周期比正常细胞更长
C.原癌基因表达的蛋白质是维持正常细胞周期所必需的
D.与正常细胞相比,癌细胞不能体外培养
题组四　诱变育种
12.(2022浙江舟山期末)科学家用射线照射获得酒精转化效率高的酵母菌,下列关于该育种过程叙述正确的是(　　)
A.该育种方法称为单倍体育种
B.该育种能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状
C.必须进行多次射线照射才能获得酒精转化效率高的酵母菌
D.该育种的成功主要依赖原有基因的重新组合
13.(易错题)(2024浙江台金七校联盟期中)“神舟十六号”载人飞船搭载了一批实验用的种子上了太空,其中就有来自吐鲁番的葡萄种子。下列关于航天育种的叙述,正确的是(　　)
A.太空强辐射诱发基因突变只发生在细胞分裂前的间期
B.这批葡萄种子都将培育成具有优良品质的品种
C.航天育种能在较短时间内有效改良作物的品质
D.上述葡萄种子回到地面后即可用于推广种植
能力提升练
题组　基因突变的机理及应用
1.编码酶X的基因中某个碱基被替换时,表达产物将变为酶Xi(包括X1、X2、X3、X4)。与酶X活性相比,酶Xi活性的变化如下表。下列叙述错误的是(　　)
比较指标 X1 X2 X3 X4
酶Xi活性/酶X活性 100% 50% 10% 50%
酶Xi氨基酸数/酶X氨基酸数 1 1 小于1 大于1
A.酶X1活性变化说明基因结构没有发生改变
B.酶X2活性变化可能是因为1个氨基酸被替换
C.酶X3活性变化可能是因为突变导致了终止密码子提前
D.酶X4活性变化可能是因为突变导致了终止密码子推后
2.H2O2能将鸟嘌呤(G)氧化损伤为8-oxodG,8-oxodG可与腺嘌呤(A)互补配对。若如图所示DNA片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后,再正常复制多次形成大量的子代DNA,下列相关叙述错误的是(　　)
A.子代DNA分子不一定都发生碱基序列的改变
B.部分子代DNA中嘧啶碱基的比例可能会增加
C.子代DNA控制合成的蛋白质不一定发生改变
D.氧化损伤可能诱发基因突变
3.雄蚕产丝量比雌蚕高。图示雄蚕两条Z染色体上分别带有一个致死基因(Ⅰ'、Ⅱ'),利用该雄蚕与野生型雌蚕杂交,子代雌蚕均胚胎致死,雄蚕均可正常发育。下列说法正确的是(　　)
A.Ⅰ'为隐性突变、Ⅱ'为显性致死突变
B.Ⅰ'为显性突变、Ⅱ'为隐性致死突变
C.所获的子代雄蚕基因型与亲代相同
D.Ⅰ'、Ⅱ'所在区域没有发生交叉互换
4.茉莉花的花色与花瓣细胞中色素的种类和含量有关,控制色素的基因位于一对同源染色体上。某茉莉花的花瓣细胞中某一相关基因发生突变后,花色由紫色变为白色。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该基因突变不能用普通光学显微镜观察识别
B.基因突变发生后,色素种类和含量可能发生变化
C.控制茉莉花白色和紫色的基因是一对等位基因
D.这种变异是体细胞突变造成的,不能遗传给后代
5.(2024浙江名校联考)研究人员利用60Co-γ射线处理某品种花生,获得了高油酸花生突变体。研究发现,该突变与花生细胞中的M基因有关,含有MA基因的花生油酸含量与原花生品种无显著差异,含有MB基因的花生油酸含量较高,从而获得了高油酸型突变体(如图所示)。下列分析错误的是(　　)
A.利用60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变,具有可在短时间内提高突变率等优点
B.MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的,两基因中的嘧啶碱基所占比例相同
C.MB基因中“A-T”碱基对的插入使基因结构发生改变,可能导致具有活性的某种蛋白质无法合成
D.若直接在M基因的第442位插入一个“A-T”碱基对,则也可获得高油酸型突变体
6.研究发现抑癌基因的邻近基因合成了“反义RNA”,它能与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,阻断基因的表达进而使细胞癌变,如图所示。下列各项表述错误的是(　　)
A.若邻近基因突变,则机体癌变可能性会减小
B.邻近基因通过抑制①过程使抑癌基因不能正常表达
C.能够抑制“反义RNA”合成的药物有助于预防癌症的发生
D.与邻近基因相比,杂交分子中特有的碱基对有A-U
7.水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响,为探究水稻窄叶突变体的遗传机理,科研人员进行了实验。
(1)科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻,可诱发野生型水稻的DNA分子中发生碱基对的　　　　　　　　,导致基因突变。
(2)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度,结果如图所示。说明窄叶是由　　　　　　　导致的。
(3)研究发现,窄叶突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如表所示。
突变基因 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
碱基变化 C→CG C→T CTT→C
蛋白质 与野生型分子结构无差异 与野生型有一个氨基酸不同 长度比野生型明显变短
由上表推测,基因Ⅰ的突变　　　　(填“会”或“不会”)导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致　　　　　　　　　　　　。
(4)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失。综合上述实验结果判断,窄叶突变体是由于基因　　　(填“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅱ、Ⅲ”)发生了突变。
答案与分层梯度式解析
第四章　生物的变异
第一节　基因突变可能引起性状改变
基础过关练
1.A　根据定义可知,DNA分子上碱基对的缺失、插入或替换必须导致基因结构改变才叫基因突变,若未引起基因结构改变,如发生在没有遗传效应的片段,则不叫基因突变,A错误;根据定义可知,基因突变一定会导致基因结构的改变,B正确;基因突变是基因内部个别碱基对的改变,不会影响基因的位置和数量,C正确;若基因突变为隐性突变,如AA→Aa,A对a为完全显性时,则不会改变生物的性状,D正确。
2.B　基因突变的普遍性是指所有生物均可发生基因突变,在生物个体发育的不同阶段,以及不同个体的任何细胞内,均可发生基因突变,A不符合题意;基因突变的可逆性是指变异的位点又发生突变并变回原来的基因,C不符合题意;基因突变的稀有性是指在自然状态下,基因突变的频率一般很低,D不符合题意。
3.C　基因突变具有可逆性,基因E2可突变为基因E1,基因E1也可突变为基因E2,A错误;基因突变后基因内部结构一定改变,即遗传信息发生改变,但基因在染色体上的位置没有发生改变,B错误;根据题干信息“蛋白质中一个氨基酸发生改变”可知,基因E2突变为基因E1,该变化最可能是由基因中碱基的替换导致的,C正确;基因突变具有多数有害性,因此基因E2突变为基因E1后,不一定会使代谢加快、细胞中含糖量增加,D错误。
4.B　若该mRNA中增加的3个碱基正好位于2个密码子之间,则合成的多肽中会多了这个密码子对应的氨基酸,不影响其他的氨基酸;若这3个碱基插入了一个密码子的内部,则会改变2个氨基酸,B符合题意。
5.C　若一个DNA分子中插入了一个碱基对,基因的结构可能改变,也可能不改变,①③正确;若一个DNA分子中插入了一个碱基对,在转录时不会造成插入点以前的遗传密码改变,②错误;若一个DNA分子中插入了一个碱基对,在转录时可能会造成插入点以后的遗传密码改变,进而导致在翻译时蛋白质中的氨基酸顺序发生较大改变,④⑤正确。
易错警示　　在编码区插入一个碱基对,因mRNA上每相邻的三个碱基决定一个氨基酸,所以必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变,相应的氨基酸随之发生变化,致使编码的蛋白质差别很大。不考虑终止密码子,若插入一个碱基对,在其相邻位置再插入2个、5个、3n+2个碱基对,或缺失1个、4个、3n+1个碱基对,恰好凑成3的倍数,则对插入点以后的密码子不产生影响,致使后面编码的氨基酸不发生改变。
6.A　该基因的氢键总数一定会发生改变,A错误;该碱基对的缺失可能发生在不表达蛋白质的部分,该基因表达的蛋白质不一定发生改变,B正确;若该基因表达的肽链变长,可能是碱基对A-T缺失,导致终止密码子位置推后而继续翻译,C正确;该基因突变后,有可能会使终止密码子提前出现,导致翻译过程提前终止,D正确。
7.答案　(1)转录　翻译　(2)CAT　GUA　(3)GAA　(4)分裂前的间期　(5)T-A　红细胞　有害的
解析　(1)题图表示镰刀形细胞贫血症的病因,其中①表示转录过程,②表示翻译过程,③表示基因突变。(2)根据碱基互补配对原则可知,④代表的三个碱基序列与GTA碱基互补配对,为CAT,⑤处的碱基与④处的碱基互补配对,故⑤代表的三个碱基序列为GUA。(3)由图可知谷氨酸所对应的密码子为图中mRNA上的GAA。(4)基因突变主要发生在分裂前的间期。(5)从图解可知,由于DNA分子中的一个碱基对A-T被替换成了T-A,最终导致合成的血红蛋白异常,使红细胞容易破裂,造成溶血性贫血,甚至引发死亡,这说明基因突变一般是有害的。
8.B　癌细胞可在机体内无限增殖,呼吸酶活性增强,A错误,B正确;癌细胞细胞膜上的粘连蛋白减少,容易发生扩散和转移,C错误;癌细胞是由原癌基因和抑癌基因发生突变而产生的,遗传物质发生了改变,D错误。
9.C　X射线属于物理致癌因子,A不符合题意;某些病毒属于病毒致癌因子,B不符合题意;抗生素是由某些微生物等产生的一类代谢产物或人工合成的类似物,有些抗生素还具有一定的抗肿瘤作用,不是引起癌症的原因,C符合题意;煤焦油属于化学致癌因子,D不符合题意。
10.C　细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,A、B错误;“HPV蛋白E6与E7是引起恶性肿瘤发生与发展的主要因素”,故研发能抑制E6与E7合成的药物是治疗子宫颈癌的可行策略之一,C正确;人成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器,不会发生基因突变,D错误。
11.C　结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果,A错误;癌细胞代谢更旺盛,细胞分裂速度加快,细胞周期比正常细胞更短,B错误;原癌基因是控制细胞生长和分裂的一类正常基因,原癌基因表达的蛋白质是维持正常细胞周期所必需的,C正确;癌细胞能在体外培养,D错误。
12.B　用射线照射获得酒精转化效率高的酵母菌,该育种方法属于诱变育种,其优点之一是能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状,A错误,B正确。基因突变具有多方向性,获得酒精转化效率高的酵母菌不一定需要进行多次射线照射,C错误;该育种的成功主要依赖原有基因的突变,从而产生新的等位基因,D错误。
13.C　基因突变可发生在生物个体发育的各个时期,主要发生在细胞分裂前的间期,A错误;由于基因突变具有多方向性,所以这批葡萄种子不一定都能培育成具有优良品质的品种,B错误;航天育种能在较短时间内有效改良作物的品质,C正确;题述葡萄种子回到地面后,还需要进行筛选,选育出符合要求的品种,D错误。
能力提升练
1.A　酶X1活性未发生变化,最可能的原因是密码子具有简并性,基因突变后,酶X1的氨基酸序列没有发生改变,不能说明基因结构没有发生改变,A错误;酶X2的活性减少了一半,但氨基酸的数量未变,可能是1个氨基酸被替换,B正确;酶X3的活性降低,氨基酸数目减少,可能是基因突变导致了终止密码子提前,C正确;酶X4的活性降低,氨基酸数目增多,可能是因为突变导致了终止密码子推后,D正确。
2.B　根据题图和题干信息分析,该DNA片段两条链上共含有三个G,如果发生氧化损伤的两个G在同一条链上,则DNA分子复制多次后,以该条DNA单链为模板形成的DNA碱基序列都发生变化,以另一条DNA单链为模板形成的DNA的碱基序列都不发生变化;如果发生氧化损伤的两个G不在同一条链上,则DNA分子复制多次后形成的DNA碱基序列都发生变化。根据以上分析可知,子代DNA分子不一定都发生碱基序列的改变,A正确。由于鸟嘌呤氧化损伤为8-oxodG后,能与腺嘌呤互补配对,会导致部分子代DNA中嘧啶碱基比例降低,部分子代DNA中嘌呤与嘧啶正常配对,其嘧啶碱基比例不变,综合两种情况可知,子代DNA中嘧啶碱基的比例不会增加,B错误。由于密码子的简并性,基因序列改变后控制合成的蛋白质可能不发生改变,C正确。
3.D　根据子代雌蚕均胚胎致死,雄蚕均可正常发育,可判断Ⅰ'、Ⅱ'均为隐性致死突变,且Ⅰ'、Ⅱ'所在区域没有发生交叉互换,A、B错误,D正确;子代雄蚕有一条Z染色体来自野生型的雌蚕,其上的都是正常基因,而亲代雄蚕两条Z染色体都含隐性致死基因,故亲子代雄蚕基因型不同,C错误。
4.D　基因突变属于分子水平的变异,不能用普通光学显微镜观察,A正确;基因突变发生后,花瓣细胞中色素种类和含量可能发生变化,从而导致花色改变,B正确;控制茉莉花白色的基因是由紫色基因突变产生的,是一对等位基因,C正确;这种变异是基因突变造成的,属于可遗传变异,即使是体细胞突变造成的,也可以通过无性生殖遗传给后代,D错误。
5.D　60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变,其原理是基因突变,人工诱变可在短时间内提高突变率,A正确;根据题意可知,MA基因和MB基因都是通过基因突变形成的,双链DNA分子中,嘧啶碱基和嘌呤碱基互补配对,都是各占一半,故两基因中的嘧啶碱基所占比例相同,B正确;由于MB基因中“A-T”碱基对的插入,基因结构发生改变,可能会导致具有活性的某蛋白质不能合成,C正确;根据题图可知,MB基因是在MA基因的基础上进行的碱基对的插入,据此不能推断出直接在M基因的第442位插入一个“A-T”碱基对也可以获得高油酸型突变体,D错误。
6.B　图中①是以抑癌基因的一条链为模板转录形成mRNA的过程;②是以mRNA为模板翻译形成蛋白质的过程。抑癌基因的邻近基因合成的“反义RNA”可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,阻断抑癌基因的表达,使细胞癌变。若邻近基因突变,可能使“反义RNA”发生改变,从而不能与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,癌变可能性会减小,A正确;邻近基因通过抑制②过程使抑癌基因不能正常表达,B错误;基因含T不含U,与邻近基因相比,杂交分子中特有的碱基对有A-U,D正确。
7.答案　(1)替换、插入或缺失　(2)细胞数目减少　(3)不会　翻译提前终止(终止密码子提前出现)　(4)Ⅱ、Ⅲ
解析　(1)由基因突变的概念可知,导致基因突变的原因是碱基对的替换、插入或缺失。(2)由柱形图分析可知,窄叶性状出现是由细胞数目减少导致的,单个细胞的宽度没有变窄。(3)由表格信息可知,基因Ⅰ的突变是碱基对插入造成的,突变基因控制合成的蛋白质分子没有改变,最可能的原因是突变发生在非编码区,由于蛋白质没有发生变化,该基因突变不会导致窄叶性状;基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,说明该基因突变使基因转录形成的mRNA上的终止密码子提前出现,翻译提前终止。(4)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,说明基因Ⅱ发生了突变,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失,说明基因Ⅲ发生了突变,则窄叶突变体是由于基因Ⅱ、Ⅲ发生了突变。
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