第5章 第1节 第1课时
课时跟踪 分层训练
学业考达标练
一、选择题
1．镰状细胞贫血产生的根本原因是( )
A．血红蛋白的一个氨基酸不正常
B．信使RNA中一个碱基发生改变
C．基因中碱基发生替换
D．血液中红细胞容易破裂
【答案】 C
【解析】 镰状细胞贫血产生的根本原因是血红蛋白基因发生了碱基的替换，引起了基因突变，进而导致合成的血红蛋白结构异常，最终引起镰状细胞贫血。
2．在某白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中( )
A．花色基因的碱基组成
B．花色基因的碱基序列
C．细胞的DNA含量
D．细胞的RNA含量
【答案】 B
【解析】 基因突变不改变花色基因的碱基组成，基因中均含有A、T、C、G四种碱基，A不符合题意；基因突变的结果是基因的碱基序列发生改变，B符合题意；基因突变不会改变细胞中DNA分子的含量，C不符合题意；细胞中RNA的含量与细胞中蛋白质合成功能强弱有关，D不符合题意。
3．原核生物某基因原有213对碱基，现经过突变，成为210对碱基(未涉及终止密码子改变)，它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比，差异可能为( )
A．少一个氨基酸，氨基酸顺序不变
B．少一个氨基酸，氨基酸顺序改变
C．氨基酸数目不变，但顺序改变
D．A、B都有可能
【答案】 D
【解析】 突变后少了三个碱基对，氨基酸数比原来少1个；若少的三个碱基对正好控制着原蛋白质的一个氨基酸，则少一个氨基酸，其余氨基酸顺序不变；若减少的三个碱基对正好对应着两个密码子中的碱基，则在减少一个氨基酸的基础上，缺失部位后氨基酸顺序也会改变；若减少的不是三个连续的碱基对，则对氨基酸的种类和顺序影响将更大。
4．控制小鼠毛色的基因有A＋(灰色)、a1(黄色)、a2(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．可逆性
C．不定向性 D．低频性
【答案】 C
【解析】 本题主要考查基因突变的特点。A＋(灰色)、a1(黄色)、a2(黑色)，它们是染色体上某一位置的基因突变成的复等位基因，这体现了基因突变具有不定向性。
5．下列有关基因突变的叙述，不正确的是( )
A．在没有诱变因子的情况下，基因突变也会发生
B．基因突变可以发生在任意生物体内，体现了其随机性
C．基因突变是产生新基因的途径和生物变异的根本来源
D．基因突变可以使生物体获得新的生存空间
【答案】 B
【解析】 基因突变可以自发产生，A正确；基因突变可以发生在任意生物体内，体现了其普遍性，B错误；基因突变可产生新的基因，是生物变异的根本来源，C正确；基因突变可以使生物体获得新性状，适应多变的环境，进而获得新的生存空间，D正确。
6．经检测发现某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因可能是( )
A．遗传信息没有改变
B．遗传基因没有改变
C．遗传密码没有改变
D．控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变
【答案】 D
【解析】 基因突变会导致遗传信息改变，A错误；基因突变后遗传基因发生改变，B错误；基因突变后，相对应的遗传密码会发生改变，C错误；由于密码子的简并，基因突变后，控制合成的蛋白质的氨基酸序列没有改变，因此生物性状不会发生改变，D正确。
7．基因突变为生物进化提供原材料。下列有关基因突变的叙述，错误的是( )
A．基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系
B．紫外线可诱发基因突变
C．在自然状态下，基因突变的频率很低
D．若发生在体细胞中，一定不能遗传
【答案】 D
【解析】 有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传，D错误。
二、非选择题
8．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，培育新品种的作物育种新技术。如图为太空育种的一般流程，请回答下列问题：
种子返地种植―→多种变异植株新品种
(1)太空育种的原理是________________。
(2)据估计，在自然状态下，高等生物105～108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变，说明_______________________________________。
(3)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)。
这种不会导致新的性状出现的基因突变属于________________。
(4)处理过的种子有的出苗后不久死亡，这说明__________________________ __________________________________________________________________。
【答案】 (1)基因突变
(2)基因突变的频率很低
(3)密码子的简并，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) 中性突变
(4)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
【解析】 (1)太空育种的原理是基因突变。(2)据估计，在自然状态下，高等生物105～108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变，说明基因突变的频率很低。(3)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的简并，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。这种不会导致新的性状出现的基因突变属于中性突变。(4)处理过的种子有的出苗后不久死亡，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。
选择考提升练
一、选择题
1．关于基因突变的叙述正确的是( )
A．基因突变只发生在有丝分裂前的间期DNA复制过程中
B．基因突变会引起基因所携带的遗传信息的改变
C．基因碱基对的缺失、增添、替换方式中对性状影响较小的通常是增添
D．基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系，能为进化提供原材料
【答案】 B
【解析】 基因突变主要发生在有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期DNA复制过程中；基因突变会导致遗传信息的改变；基因碱基对的替换对性状的影响通常较小；基因突变是不定向的，与环境之间没有必然的因果关系。
2．编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因，判断正确的是( )
比较指标 ① ② ③ ④
酶Y活性/酶X活性 100% 50% 10% 150%
酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目 1 1 小于1 大于1
A．状况①说明基因的碱基序列没有发生改变
B．状况②是因为酶Y中氨基酸数减少了50%
C．状况③可能是因为突变导致了终止密码子提前
D．以上四种状况说明基因突变具有随机性
【答案】 C
【解析】 根据题干信息“编码酶X的基因中某个碱基被替换”可知，基因发生突变，故状况①说明基因的碱基序列发生了改变，A错误；状况②中酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目＝1，说明氨基酸的数目没有减少，B错误；状况③中酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目小于1，说明基因突变后，终止密码子提前，翻译形成的蛋白质中的氨基酸数目减少，C正确；以上四种状况说明基因突变具有不定向性，D错误。
3．基因D因碱基A/T替换为G/C而突变成基因d，则下列各项中一定发生改变的是( )
A．d基因的脱氧核苷酸数目
B．d基因中的氢键数目
C．d基因编码的蛋白质的结构
D．d基因中嘌呤碱基所占比例
【答案】 B
【解析】 基因D发生了碱基的替换而突变为基因d，所以基因d中的脱氧核苷酸数目与D基因中的相比并不发生变化，A不符合题意；碱基A/T之间有两个氢键，G/C之间有三个氢键，d基因中的氢键数目与D基因中的相比会发生改变，B符合题意；由于密码子的简并，基因突变后的密码子决定的氨基酸可能不变，即d基因编码的蛋白质的结构可能不变，C不符合题意；双链DNA分子中嘌呤与嘧啶的数目始终是相等的，D不符合题意。
4．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型(一般均为纯合子)变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为( )
A．常染色体上的显性突变
B．X染色体上的显性突变
C．显性突变
D．隐性突变
【答案】 C
【解析】 由题意可知，雌鼠的突变为显性突变，假设相关基因用A、a表示，如果是常染色体上的突变，则是aa变为Aa，如果突变基因是伴X染色体遗传，则是XaXa变为XAXa，让该雌鼠与野生型雄鼠(纯合子)杂交，无论突变基因位于常染色体还是X染色体上，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型，因此根据此杂交结果无法判断突变基因是位于常染色体还是X染色体上，C正确。
5．镰状细胞贫血症主要流行于非洲疟疾高发地区，在血红蛋白(α2β2)分子的4条肽链的574个氨基酸残基中，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，即能引起严重的疾病。杂合子(Aa)个体在氧含量正常的情况下并不表现出贫血症状，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．镰状细胞贫血症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
【答案】 C
【解析】 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。
6．某昆虫翅型受常染色体上两对等位基因控制，野生型为显性基因纯合子，表现为长翅，在该昆虫群体中发现两种短翅突变体，都为单基因隐性突变，两种基因突变前后的碱基变化及对蛋白质的影响如表，下列相关叙述正确的是( )
突变基因 Ⅰ Ⅱ
碱基变化 C→T CTT→C
蛋白质变化 有一个氨基酸与野生型果蝇的不同 多肽链长度比野生型果蝇长
A．该昆虫的受精卵中有一种隐性基因为纯合，该受精卵发育成的个体即可表现为短翅
B．基因Ⅰ发生了碱基对的缺失，导致终止密码子滞后出现
C．基因Ⅰ和基因Ⅱ都可能发生基因突变，体现了基因突变的不定向性
D．基因Ⅱ发生基因突变后，突变基因中嘧啶的比例大于突变前
【答案】 A
【解析】 该昆虫群体中发现两种短翅突变体，都为单基因隐性突变，据此推测，该昆虫的受精卵中有一种隐性基因为纯合时，该受精卵发育成的个体即可表现为短翅，A正确；据表分析可知，基因Ⅰ发生了碱基对的替换，碱基对数目未改变，氨基酸数目未变，终止密码子并未滞后，B错误；基因Ⅰ和基因Ⅱ都可能发生基因突变，体现了基因突变的随机性，C错误；基因Ⅱ发生基因突变后，减少了2个胸腺嘧啶，其互补链会减少2个腺嘌呤，突变基因中嘧啶的比例和突变前一致，D错误。
7．诱发基因突变的因素可以分为物理因素、化学因素和生物因素，下列相关叙述正确的是( )
A．亚硝酸盐摄入过量使人体发生基因突变，属于物理因素的作用
B．紫外线照射使大豆发生基因突变，属于化学因素的作用
C．碱基类似物处理使西瓜幼苗发生变异，属于物理因素的作用
D．乙肝病毒感染使人体发生基因突变，属于生物因素的作用
【答案】 D
【解析】 亚硝酸盐属于化学因素，A错误；紫外线属于物理因素，B错误；碱基类似物属于化学因素，C错误；乙肝病毒属于生物因素，D正确。
二、非选择题
8．水稻是我国重要粮食作物。凭借海南独特的地理条件，科研人员成功培育了很多水稻新品种。请回答下列问题：
(1)自然条件下，科研人员从水稻品种ZH11中筛选出雄性不育突变体(hms1)。水稻是两性花作物，利用雄性不育植株进行杂交育种可以极大减轻工作量，原因是_______________________________________________________________，将野生型ZH11和突变体(hms1)杂交，F2中突变体(hms1)占________，说明这对相对性状的遗传遵循分离定律，突变性状为隐性性状。没有外来因素影响时，基因突变会由于________________________等原因自发产生。
(2)为研究突变体雄性不育机制，将野生型(ZH11)和突变体(hms1)在不同湿度下自交，结果如图1；将野生型和突变体的花粉置于相同溶液中，结果如图2。
分析图1可知，突变体(hms1)在________________条件下表现为雄性不育。根据图2推测：突变体花粉可能在结构或化学组成方面发生变化，导致花粉________而不育。进一步研究发现，突变体的产生是由于HMS1基因中插入了8个碱基对而突变为hms1基因。由于hms1基因转录形成的mRNA_____________，导致催化脂肪酸链延伸的酶A肽链变短，花粉中缺少长链脂肪酸而发育受阻。
(3)结合以上材料，提出生产突变体(hms1)种子的基本思路：
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)利用雄性不育植株作母本进行杂交育种，不需要将母本去雄 1/4 DNA复制偶尔发生错误
(2)湿度小于55% 易脱(失)水 终止密码子提前
(3)使突变体(hms1)在湿度大于75%条件下自交，结出的即是突变体(hms1)种子
【解析】 (1)雄性不育个体不能作为父本，只能作为母本，利用雄性不育植株作母本进行杂交育种，不需要对母本去雄处理，极大减轻了工作量。让野生型ZH11和突变体(hms1)杂交，这对相对性状的遗传遵循分离定律，且突变性状为隐性性状，设相关基因为A、a，则F1为Aa，Aa×Aa→AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，则F2中基因型为aa的突变体(hms1)占1/4。引起基因突变的因素既有外界因素也有内在因素，在没有外界诱发因素时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。(2)据图1分析可知，突变体在低湿度(湿度小于55%)条件下表现为雄性不育，而湿度大于55%后可育。结合图2分析，突变体雄性不育的花粉的脱水率明显大于野生型，说明突变体的花粉可能在结构或化学组成方面存在缺陷，导致花粉易脱(失)水，产生雄性不育突变体。根据题意分析，基因通过转录、翻译指导蛋白质的合成，而突变体产生的酶A肽链变短，说明翻译时蛋白质合成提前终止了，即hms1基因转录形成的mRNA终止密码子提前。(3)由图1可知，突变体(hms1)在湿度大于75%条件下可育，且结实率较大，因此可使突变体(hms1)在湿度大于75%条件下自交，结出的即是突变体(hms1)种子。
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第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
第1课时 基因突变
课标要求 核心素养
1．概述碱基的替换、增添或缺失会引起基因中碱基序列的改变。
2．概述基因突变产生的原因、特点和意义。 1．生命观念：说出基因突变的意义，认同基因突变是生物变异的根本来源。
2．科学思维：举例说明基因突变的原因和特点。
3．社会责任：运用基因突变的原理解释一些变异现象，学会珍爱生命，保护健康。
必备知识 自主梳理
?基因突变的含义与实例
1．含义
原因 DNA分子中碱基的____________________
结果 ________________的改变
对后代的影响 若发生在________中，将传递给后代
若发生在__________中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传
替换、增添或缺失
基因碱基序列
配子
体细胞
基因突变属于什么水平的变异？为什么？
提示：属于分子水平的变异。基因突变是基因中碱基序列的改变。
2．基因突变的实例：镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症)
(1)致病机理
(2)病理诊断：镰状细胞贫血是由于碱基的________引起的一种遗传病，是基因通过控制__________的结构，直接控制生物体性状的典例。
替换
蛋白质
?基因突变的原因、特点和意义
1．基因突变的原因
(1)外界因素(连线)
(2)内部因素：______________偶尔发生错误。
DNA复制
2．基因突变的特点
(1)__________：在生物界中普遍存在。
(2)随机性：可以发生在生物个体发育的____________、细胞内不同的__________分子上和同一个DNA分子的____________。
(3)不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的____________。
(4)__________：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。
普遍性
任何时期
DNA
不同部位
等位基因
低频性
3．基因突变的意义
(1)对生物体来说，基因突变有的是________的，有的是________的，还有的是________的。
(2)基因突变是产生_________的途径，是生物变异的___________，为生物的进化提供了丰富的__________。
4．基因突变的应用——诱变育种
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__________，创造人类需要的生物新品种。
有害
有利
中性
新基因
根本来源
原材料
突变率
(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变。( )
(2)基因突变改变了基因的数量和位置。( )
(3)基因突变的结果一定是产生等位基因。( )
(4)基因突变在光学显微镜下不可见。( )
(5)没有外来诱变因素影响时，不会发生基因突变。( )
(6)一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因，这体现了基因突变的随机性。( )
(7)病毒、大肠杆菌及动、植物都可发生基因突变。( )
(8)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)×
【解析】 (1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变叫作基因突变。(2)基因突变不改变基因的数量和位置。(3)对于原核生物而言，基因突变不产生等位基因。(5)在没有外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误而自发产生。(6)一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因，这体现了基因突变的不定向性。(8)诱变因素可以提高突变频率，但不能决定突变的方向。
合作探究 能力提升
●情境解读
图形情境：如图表示基因突变的几种类型，请分析回答下列问题。
任务一：基因突变的含义和类型
●合作探究
1．上述三种方式中，碱基对分别发生了怎样的变化？上述变化能否在光学显微镜下观察到？
提示：方式1为碱基对的增添，方式2为碱基对的替换，方式3为碱基对的缺失。均不能在光学显微镜下观察到。
2．上述三种方式的碱基对变化中，哪种变化对生物体性状的影响程度相对要小一些？为什么？
提示：方式2。发生碱基对的替换时，一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸；而发生碱基对的增添或缺失，影响插入或缺失位置后的序列对应的多个氨基酸。
3．有人认为，基因突变并不一定会导致生物体的性状发生改变，你是否同意其观点？请阐述你的理由。
提示：认同。理由是：①由于密码子的简并，基因突变后转录形成的密码子与原密码子决定的可能是同一种氨基酸；②基因突变为隐性突变，如AA突变为Aa；③个别氨基酸的改变，不影响蛋白质的功能；④基因突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中，等等。
4．基因突变易发生在什么时期？为什么易发生在该时期？
提示：基因突变易发生在细胞分裂前的间期。因为DNA复制时，先解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到外界因素的干扰而发生碱基的改变。
●典例剖析
如图表示WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
A．②处碱基对A—T替换为T—A
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．④处碱基对G—C替换为U—A
D．④处碱基对G—C替换为T—A
【答案】 B
【解析】 ②处碱基对A—T替换为T—A，则编码氨基酸的密码子AAG变为UAG，不是谷氨酸，A错误；U是RNA特有的碱基，G—C不可能替换成U—A，C错误；④处碱基对G—C替换为T—A，则编码氨基酸的密码子AAG变为AAU，编码的氨基酸不是谷氨酸，D错误。
1．如图是分解尿素的野生型细菌其脲酶基因转录的mRNA部分序列。现发现一突变菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图中箭头所示位置增加了31个核苷酸，使图示序列中出现终止密码子(终止密码子有UAG、UGA和UAA)。下列有关分析合理的是( )
A．突变基因转录的mRNA中，终止密码子为UGA
B．突变基因转录的mRNA中，终止密码子为UAG
C．突变基因表达的蛋白质含有101个氨基酸
D．突变基因表达的蛋白质含有103个氨基酸
【答案】 A
【解析】 密码子由三个相邻的碱基组成，271个碱基和后面2个碱基一起构成91个密码子，插入的31个核苷酸和后面2个碱基一起构成11个密码子，后面是UGA，为终止密码子，表示翻译结束，所以表达的蛋白质含有102个氨基酸。
●归纳提升
1．基因突变的概念图解
2．基因突变的实质：基因中碱基排列顺序的改变。
3．基因突变的“一定”和“不一定”
(1)基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序一定发生改变。但DNA中基因的数量和位置不变。
(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。
(3)基因突变不一定都产生等位基因。病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。
(4)基因突变不一定都能遗传给后代。
①基因突变如果发生在体细胞中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖遗传。
②如果发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。
●情境解读
图形情境：如图中的基因A可能突变为a1、a2或a3，A、a1、a2、a3之间也可以相互突变，据此回答下列问题。
任务二：分析基因突变的特点
●合作探究
1．基因A、a1、a2、a3在染色体上的位置是否相同？它们能相互看作等位基因吗？
提示：基因突变是基因内部碱基发生的改变，基因在染色体上的位置并没有改变，因此它们的位置相同，互为等位基因。
2．图示过程体现了基因突变的什么特点？
提示：体现了基因突变是不定向的。
3．白眼果蝇、白色皮毛牛犊、短腿的安康羊、白化苗、白化病等的产生都源于基因突变，由此你能归纳出基因突变的特点吗？
提示：基因突变具有普遍性，在生物界中普遍存在。
4．基因突变发生在生物个体发育的什么时期？这又体现了基因突变的什么特点？
提示：生物个体发育的任何时期均可发生基因突变，体现了基因突变具有随机性。
5．某些看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在，据此分析如何辩证地认识基因突变与生物的利害关系？
提示：基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。某些看起来对生物生存不利的基因，当环境改变后，这些不利的基因产生的性状，可能会帮助生物更好地适应改变后的环境，从而得到更多的生存机会。资料中实例说明，基因突变并不都是有害的，也可能是有利的，或是中性的，有害、有利还是中性与环境有关。
●典例剖析
下列有关基因突变的原因和特点的叙述，错误的是( )
A．用射线处理萌发的种子可大大提高基因突变的频率
B．基因突变的方向与生物所处的环境有明确的因果关系
C．无论是自发突变还是诱发突变，其实质都是改变了基因中的遗传信息
D．虽然基因突变具有低频性，但如果种群内的个体很多，也会产生较多的基因突变
【答案】 B
【解析】 基因突变具有不定向性，与生物所处环境之间没有明确的因果关系，B错误。
2．化学诱变剂EMS能使DNA分子中的碱基G发生烷基化后与T配对。研究小组用EMS处理野生型小麦种子获得CLH基因(叶绿素酶基因，该酶能促进叶绿素的降解)突变的植株甲和乙(叶绿素含量分别为野生型的53.8%和19.7%)。下列分析正确的是( )
A. 实验中获得植株甲和乙,可说明EMS引起的基因突变是不定向的
B. 经EMS处理后，CLH基因在第一次复制时会出现A—T替换为G—C的现象
C. 若EMS使DNA中碱基对发生替换但生物性状没有改变，说明没有发生基因突变
D. 通过EMS处理，可以提高突变率，从而避免诱变育种的盲目性
【答案】 A
【解析】 经EMS诱发基因突变后，产生了植株甲和植株乙两种不同性状的植株，可知基因突变具有不定向性，A正确；经诱变剂处理后，叶绿素酶基因第一次复制时可产生一个正常基因和一个异常基因(其中发生烷基化的碱基G与T配对的现象)，异常基因在第二次复制时才能出现A—T替换G—C的现象，B错误；若EMS使DNA中碱基对发生替换但生物性状没有改变，依旧属于基因突变，C错误；通过EMS处理可提高突变率，但基因突变具有不定向性，并不能避免诱变育种的盲目性，D错误。
●归纳提升
1．关于基因突变需要注意的几点
(1)没有外界因素的诱变，基因突变也可能自发产生。
(2)基因突变产生了新基因，是生物变异的根本来源，为产生更多的基因重组创造了条件。
(3)长期的进化已使多数生物对环境表现出了很好的适应性，而基因突变往往会改变这种适应性而表现为有害。
(4)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在进行减数分裂时对外界环境更加敏感。
2．显性突变和隐性突变的判断方法
(1)观察法——通过观察当代的性状表现来判定
(2)交配法——突变体与未突变体杂交，通过统计后代的性状表现来判定
课堂达标 巩固训练
1．自然界中，一种生物体中某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如表：
正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因的改变最可能是( )
A．突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添或缺失
B．突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添或缺失
C．突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添或缺失
D．突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添或缺失
【答案】 A
【解析】 突变基因1与正常基因决定的氨基酸序列相同，说明可能是替换了一个碱基；突变基因2与正常基因决定的氨基酸序列相比，只有第二个氨基酸的种类不同，说明可能是替换了一个碱基；突变基因3与正常基因决定的氨基酸序列相比，第三、第四和第五个氨基酸都不同，可能是由一个碱基的增添或缺失导致密码子的重新排序引起的。
2．基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法，正确的是( )
A．生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变
B．基因突变能定向形成新的等位基因
C．低等生物和高等生物均可发生基因突变
D．某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生
【答案】 C
【解析】 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，基因突变具有随机性，A错误；基因突变具有不定向性，一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因，B错误；基因突变具有普遍性，C正确；经X射线处理后，可能发生了隐性突变等情况，导致未出现新的性状，D错误。
3．由于基因突变导致蛋白质的一个赖氨酸发生了改变。根据下列图表信息回答问题：
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，图解中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____________________________________。
【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 保证生物遗传性状的稳定性
【解析】 (1)Ⅰ表示翻译过程，它发生在核糖体上。(2)从赖氨酸所在的位置向上或向左、右与之在同一直线上的有甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬酰胺，它们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mRNA中U相对应的碱基是A。(4)通过表中信息可以看出，表中的一个氨基酸对应着多种密码子，说明密码子具有简并的特点，所以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。
课时小结
