4.1 基因突变可能引起性状改变--章节练 高中生物学浙科版（2019）必修2 (含解析）

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2026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　基因突变的概念及特点
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.(2025浙江余姚中学期中)DNA复制过程中容易出现碱基的错误配对。下列叙述正确的是(　　)
A.碱基错误配对一定会导致碱基序列改变
B.碱基错误配对一定会导致基因突变
C.原核细胞分裂时不需要进行DNA复制
D.真核细胞的细胞质中不会发生DNA复制过程
4.(2025浙江台州十校期中)对果蝇实行人工诱变,果蝇的基因P发生突变后,转录出的mRNA长度不变,但翻译出的肽链的氨基酸数目只有正常肽链的3/4。下列叙述正确的是(　　)
A.基因突变主要发生在细胞的分裂期
B.可以通过施加射线等物理诱变因素提高基因突变的频率
C.该基因突变可能导致了起始密码子的位置向前移动
D.该基因突变可能导致mRNA无法与核糖体正常结合
题组二　基因突变对蛋白质或性状的影响
5.某基因发生插入突变,使mRNA增加了3个连续的核苷酸(CAG),则突变前后编码的两条肽链中氨基酸不同的个数最多为(　　)
A.1个　　B.2个　　C.3个　　D.4个
6.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
7.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
8.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处的碱基序列: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
9.(2025浙江卓越联盟联考)研究表明,癌细胞即使在O2供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦氏效应”。下列有关癌细胞的叙述,错误的是(　　)
A.癌细胞容易转移与其细胞膜上粘连蛋白减少有关
B.癌细胞能够无限增殖
C.消耗等量葡萄糖,癌细胞产生的ATP多于正常细胞
D.正常细胞中也存在原癌基因和抑癌基因
10.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
11.(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
12.如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
13.青霉菌是一种常见真菌,其产生的青霉素可以抑制细菌细胞壁的合成。科学家用X射线等处理青霉菌并进行大量筛选,获得青霉素高产菌株。下列相关叙述正确的是(　　)
A.基因突变具有普遍性是获得青霉素高产菌株的基础
B.诱变育种的优点是提高变异频率且能控制变异方向
C.经X射线处理后未出现新的性状是因为未产生新基因
D.基因突变不可以发生在同一个DNA分子的不同部位
14.(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　基因突变及其应用
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(　　)
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.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
3.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到
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
4.紫色醉蝶经诱变后会出现红色醉蝶。红色醉蝶细胞液呈碱性,色素分子在此环境中表现为红色,生理机制如图1所示。研究发现,与蛋白f比,诱变后的蛋白F氨基酸序列有两个变化位点,如图2所示。下列叙述正确的是(　　)
图1
图2
A.图1中b过程所需要的原料是核糖核苷酸,蛋白F可能是一种载体蛋白
B.①处突变的原因是发生了碱基对的替换
C.②处突变的原因是发生了碱基对的缺失
D.若蛋白F相对分子质量明显大于蛋白f,原因是a过程延迟终止
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,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。下列叙述错误的是(　　)
A.若邻近基因突变,则细胞癌变的可能性会减小
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.(创新题)(新情境·多位点突变)(2025浙江北斗星盟模拟)某常染色体遗传病是由正常基因A中两个位点发生突变引起的,任一个位点发生突变均可导致A突变成致病基因。设两突变位点分别为a1和a2。已知只要含A基因就正常,且a1和a2两位点可以同时发生突变。研究小组调查了人群中关于该遗传病基因组成的五种类型,如表所示(无其他变异发生)。下列叙述错误的是(　　)
类型 甲 乙 丙 丁 戊
是否含A基因 是 是 是 是 否
a1位点是否突变 否 是 否 是 是
a2位点是否突变 否 是 是 否 否
A.若甲和丙类型对应个体婚配,则后代患病的概率是0
B.若乙和乙类型对应个体婚配,则后代患病的概率是1/4
C.若乙和戊类型对应个体婚配,则后代患病的概率是1/4
D.若丙和丁类型对应个体婚配,则后代患病的概率是1/4
8.(2025浙江湖州模拟)某XY型性别决定的昆虫的日活动周期由per基因控制。野生型基因per+和其突变基因perS、perL分别控制昆虫的日活动周期为24小时、19小时和28小时,分别记为正常节律、短节律和长节律,且基因不位于X、Y染色体的同源区段上。回答下列问题。
(1)为研究该昆虫节律基因的遗传规律,研究人员进行了下列两组杂交实验:
杂交 组合 亲本 子一代
雌 雄 雌 雄
甲 长节律 正常 节律 正常节律 长节律
乙 长节律 短节律 长节律∶短节律=1∶1 长节律∶短节律=1∶1
①通过杂交组合　　　可确定控制该昆虫节律的基因位于　　　染色体上。
②perS、perL基因均由野生型基因per+突变而来,这说明基因突变具有　　　　性,perS、perL、per+之间的显隐性关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　。若只考虑该节律基因,则该昆虫群体中有　　　种基因型。
③让杂交组合甲子一代雌性昆虫与杂交组合乙子一代雄性昆虫随机交配,得到的子二代昆虫中纯合长节律雌性个体占　　　　。
(2)下图是野生型基因per+的转录模板链编码区部分位点的碱基序列及其编码的氨基酸。突变基因perS、perL对应的碱基改变情况也在图中标注。与野生型基因per+编码的蛋白质相比,perS基因编码的蛋白质的氨基酸序列特点是　　　　　。若各氨基酸的相对分子质量差异不大,则与野生型per+编码的蛋白质相比,perL编码的蛋白质相对分子质量　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
注:GGA—甘氨酸;AAC—天冬酰胺;CCU—脯氨酸;AUC—异亮氨酸;UAG—终止密码子。
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(易错点),若未引起基因结构改变,如发生在没有遗传效应的片段上,则不叫基因突变,A错误,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,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可再次发生突变,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.A　碱基错误配对一定会导致碱基序列改变,但不一定会导致基因突变,如碱基错误配对发生在非基因片段,A正确,B错误;原核细胞和真核细胞分裂时都需要进行DNA复制,C错误;真核细胞的线粒体和叶绿体中存在DNA,会发生DNA复制过程,D错误。
4.B　基因突变主要发生在细胞分裂前的间期,A错误。施加射线等物理诱变因素可以提高基因突变的频率,这是人工诱变常用的方法,B正确。若起始密码子位置向前移动,翻译出的肽链可能变长而不是变短,与题干中“翻译出的肽链的氨基酸数目只有正常肽链的3/4”不符,C错误。如果mRNA无法与核糖体正常结合,则无法进行翻译,不会有肽链产生,D错误。
5.B　若该mRNA中增加的3个核苷酸正好位于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个核苷酸插入了1个密码子的内部,则可能会改变2个氨基酸,B符合题意。
6.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有可能发生;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,但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,②不会发生,④⑤有可能发生,故选C。
7.A　某基因发生碱基对缺失后,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该基因的非编码区等,该基因表达的蛋白质不一定发生改变,B正确;终止密码子为UAA、UAG、UGA,若该基因表达的肽链变长,可能是碱基对A-T缺失,导致终止密码子延后出现,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。
8.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处的序列与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处的序列为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。
9.C　癌细胞的细胞膜上粘连蛋白减少,导致癌细胞容易扩散和转移,A正确。由于基因突变引起细胞分裂失控,癌细胞的增殖失去控制,能够无限增殖,B正确。癌细胞主要依赖厌氧呼吸产生ATP,与需氧呼吸相比,消耗等量的葡萄糖,厌氧呼吸产生的ATP少,所以消耗等量葡萄糖,癌细胞产生的ATP少于正常细胞,C错误。人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因(易错点),D正确。
10.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。
11.C　癌症的发生并不是单一基因突变的结果,通常是原癌基因和抑癌基因突变累积的结果,原癌基因与抑癌基因本身是细胞内的正常基因,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。
12.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。
13.A　基因突变具有普遍性,即基因突变在生物界是普遍存在的,这是获得青霉素高产菌株的基础,A正确。诱变育种的优点是提高变异频率,但基因突变具有多方向性,不能控制变异方向,B错误。经X射线处理后未出现新的性状,也可能有新基因产生,如发生隐性突变(AA→Aa,A对a为完全显性),C错误。基因突变可以发生在同一个体的不同细胞内,也可以发生在同一个DNA分子的不同部位,D错误。
14.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(易错点),A错误;基因突变具有多方向性,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,还需要进行筛选等,选育出符合要求的品种用于推广种植,D错误。
能力提升练
1.A　由题表可知,与酶X相比,酶X1活性未发生变化,酶X1的氨基酸数也未发生变化,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,A错误;与酶X相比,酶X2的活性减半,但氨基酸的数量未变,可能是因为1个氨基酸被替换,B正确;与酶X相比,酶X3的活性降低,氨基酸数目减少,可能是因为突变导致了终止密码子提前,C正确;与酶X相比,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.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;子代雄蚕的Z染色体分别来自图示雄蚕和野生型雌蚕,来自野生型雌蚕的Z染色体上无致死基因Ⅰ'、Ⅱ',而图示雄蚕两条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。
3.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,白色基因和紫色基因是一对等位基因,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。
4.B　图1中b过程表示翻译,需要的原料是氨基酸,蛋白F可能是一种转运OH-进入液泡的载体蛋白,若蛋白F相对分子质量明显大于蛋白f,可能是b过程(翻译)延迟终止,导致蛋白F的肽链长于蛋白f,A、D错误。图2中,①处只是11号氨基酸的种类发生改变,说明①处突变的原因是发生了碱基对的替换,B正确。图2中,28号及以后的氨基酸种类都发生了改变,说明②处突变的原因可能是发生了碱基对的插入或缺失,C错误。
5.D　60Co-γ射线处理花生的方法属于人工诱变,其原理主要是基因突变,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;根据题图可知,MB基因是在MA基因的基础上进行了碱基对的插入,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　若邻近基因突变,可能会使邻近基因合成的“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,细胞癌变的可能性会减小,A正确;由题图可知,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.C　题表解读
　　甲:a1、a2位点未突变,含A基因,对应基因型可表示为AA。
　　乙:a1和a2位点都突变,含A基因,对应基因型可表示为Aa1或Aa2。
　　丙:a1位点未突变,a2位点突变,含A基因,对应基因型可表示为Aa2。
　　丁:a1位点突变,a2位点未突变,含A基因,对应基因型可表示为Aa1。
　　戊:a1位点突变,a2位点未突变,不含A基因,对应基因型可表示为a1a1。
甲(AA)和丙(Aa2)类型对应个体婚配,后代都含有A基因,所以后代患病的概率是0,A正确;乙对应基因型可表示为Aa1或Aa2,乙和乙类型对应个体婚配,后代基因型为A_的概率为3/4,则后代患病的概率为1/4,B正确;乙(Aa1或Aa2)和戊(a1a1)类型对应个体婚配,后代基因型为A_的概率为1/2,则后代患病的概率为1/2,C错误;丙(Aa2)和丁(Aa1)类型对应个体婚配,后代不含A基因(a1a2)的概率为1/4,即后代患病的概率是1/4,D正确。
8.答案　(1)①甲　X　②多方向　per+对perS、perL为完全显性,perL对perS为完全显性　9　③1/8　(2)增加了一个亮氨酸　变小　密码子由UUG变为终止密码子UAG,翻译提前结束导致合成的肽链变短,相对分子质量变小
解析　(1)①杂交组合甲中,亲本长节律雌虫与正常节律雄虫杂交,子一代雌虫全为正常节律,雄虫全为长节律,据此可知控制该昆虫节律的基因位于X染色体上(突破点)。为书写方便,以下将perS、perL、per+基因分别简写为S、L、+,则杂交组合甲的亲本基因型为XLXL、X+Y,子一代基因型为X+XL(正常节律)、XLY(长节律),则per+对perL为完全显性。②结合以上分析可知,杂交组合乙的亲本基因型为XLXS(长节律)、XSY(短节律),子一代基因型为XLXS、XSXS、XLY、XSY,则perL对perS为完全显性,而per+对perL为完全显性,故三个基因的显隐性关系为per+对perS、perL为完全显性,perL对perS为完全显性,只考虑该节律基因,该昆虫群体有6(雌)+3(雄)=9(种)基因型。③杂交组合甲子一代雌性昆虫(X+XL)与杂交组合乙子一代雄性昆虫(XLY、XSY)随机交配,雌配子的种类及比例为X+∶XL=1∶1,雄配子的种类及比例为XL∶XS∶Y=1∶1∶2,则子二代昆虫中纯合长节律雌性个体(XLXL)占1/2×1/4=1/8。(2)由题图中per+基因的转录模板链及perS、perL的碱基改变情况可知,per+、perS、perL转录出的mRNA序列如图所示,结合题图可知,CCU编码脯氨酸、UUG编码亮氨酸,UAG为终止密码子,故与野生型基因per+编码的蛋白质相比,perS编码的蛋白质增加了一个亮氨酸,perL编码的蛋白质所含氨基酸减少,相对分子质量变小。
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