第四章生物的变异
第一节 基因突变可能引起性状改变
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.显性基因(如果蝇的红眼基因W)可以突变为隐性基因(白眼基因w),而隐性基因(w)也可突变为显性基因(W),上述现象说明了基因突变具有( )
A.可逆性
B.普遍性
C.有害性
D.稀有性
解析根据题意可知,果蝇的红眼基因(W)可以突变为白眼基因(w),w也可突变为W,体现了基因突变的可逆性。
答案A
2.人类血管性假血友病基因位于X染色体上。目前已经发现该病有20多种类型,这表明基因突变具有
( )
A.多方向性
B.可逆性
C.随机性
D.重复性
解析由题意可知,X染色体同一位点上控制人类血管性假血友病的基因有20多种类型,说明该位点上的基因由于突变的多方向性产生多个等位基因。
答案A
3.某种群中发现一突变性状,连续培养到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型,该突变为( )
A.显性突变(d→D)
B.隐性突变(D→d)
C.显性突变和隐性突变
D.人工诱变
解析若为隐性突变,性状一经表现,即为纯合,可稳定遗传。而显性突变,一经突变即可表达,但却不一定是纯合子。若为杂合子,需要连续培养到第三代才能选出稳定遗传的纯合子。
答案A
4.下列有关基因突变的说法,不正确的是( )
A.基因突变是可遗传的变异的根本来源
B.基因突变可以产生新基因,同时产生新的基因型
C.一个基因可以向多个方向突变
D.基因中一个碱基对发生改变,一定改变生物的性状
解析基因突变会产生新基因,是从“无”到“有”的过程,所以是变异的根本来源,同时产生新基因型。基因突变具有多方向性。由于密码子改变时决定的氨基酸不一定改变,因此生物性状不一定改变。
答案D
5.基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,原因不包括( )
A.能产生多种多样的基因型
B.基因突变是多方向性的,可以产生适应环境的新性状
C.能产生新的基因
D.突变率低,但是普遍存在的
解析基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,其主要原因是基因突变频率低,但具有普遍性,同时基因突变是多方向性的,能产生新的基因,可以产生适应环境的新性状。基因重组能产生多种多样的基因型。
答案A
6.下列关于癌症的叙述中,不正确的是( )
A.癌细胞不同于正常细胞,能够无限增殖,形成癌症
B.致癌病毒是唯一诱发细胞癌变的因子
C.在致癌因子的作用下,细胞会发生癌变
D.吸烟是人体摄入化学致癌物的常见途径之一
解析与正常细胞相比,癌细胞能够无限增殖,进而形成癌症,A项正确;诱发细胞癌变的因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子,B项错误;在致癌因子的作用下,原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞癌变,C项正确;吸烟是人体摄入化学致癌物的常见途径,从香烟的烟雾中可分析出20多种化学致癌因子,有的细胞受到化学致癌因子的作用变成癌细胞,D项正确。
答案B
7.亮氨酸的密码子有如下几种:UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,当某基因片段中模板链的GAC突变为AAC时,这种突变的结果对该生物的影响是( )
A.一定是有害的
B.一定是有利的
C.有害的概率大于有利的概率
D.既无利也无害
解析当某基因片段中模板链的GAC突变为AAC时,转录所形成的mRNA相应位置上的碱基序列由CUG变为UUG,由题干可知CUG和UUG两种密码子决定的都是亮氨酸,这种突变的结果没有导致该基因控制合成的蛋白质的结构发生改变,因此对该生物既无利也无害。
答案D
8.下列叙述中不属于诱变育种的优点的是( )
A.提高基因突变率
B.普遍提高产量
C.创造新的变异类型
D.大幅度改良某些性状
解析诱变育种可明显提高基因的突变率;通过诱发突变和人工选择的方法,可培育出许多生产上需要的新品种;但是由于基因突变具有多方向性,不能普遍提高产量。
答案B
9.水稻和小麦的基因突变不包括( )
A.DNA分子双链中,碱基对G—C变成T—A
B.DNA分子双链中,因某种原因增加了一对碱基G—C
C.DNA分子双链中,因某种原因缺失了一对碱基G—C
D.DNA分子双链中,因某种原因缺失了一个基因
解析基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、插入或缺失,引起基因结构的改变;基因突变后基因种类发生改变,但数量不变。
答案D
10.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,不可能的后果是( )
A.没有蛋白质产物
B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C.控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D.翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
解析对于基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列,若在其中部缺失1个核苷酸对,经转录后,在mRNA上可能提前形成终止密码子,使翻译过程在基因缺失位置终止,使相应控制合成的蛋白质减少多个氨基酸。或者因基因的中部缺失1个核苷酸对,使相应mRNA上从缺失部位开始向后的密码子都发生改变,从而使合成的蛋白质中,在缺失部位以后的氨基酸序列都发生变化。
答案A
二、非选择题
11.下图表示人类镰刀形细胞贫血症的病因。据图回答下列问题。
(1)①过程是 ,发生的场所主要在 ;②过程是 ,发生的场所是 。?
(2)④表示的碱基序列是 ,这是决定缬氨酸的一个 ,转运谷氨酸的转运RNA一端的三个碱基是 。?
(3)父母均正常,生了一个镰刀形细胞贫血症的女儿,可见此遗传病是 遗传病,若HbS代表致病基因,HbA代表正常的等位基因,则患病女儿的基因型为 ,母亲的基因型为 。?
解析(1)①过程是由DNA转录形成RNA的过程,主要在细胞核中进行的,②过程是由RNA控制蛋白质合成的过程,在核糖体上进行的。
(2)④是由模板链CAT转录而来的,故④表示的碱基序列应该是GUA,是决定缬氨酸的密码子;谷氨酸的密码子是GAA,位于tRNA一端的反密码子是CUU。
(3)父母都正常,而女儿患病,则该病是常染色体隐性遗传病。女儿患病应该是隐性纯合子,基因型为HbSHbS。其母亲应该是杂合子,基因型为HbAHbS。
答案(1)转录 细胞核 翻译 核糖体 (2)GUA 密码子 CUU (3)常染色体隐性 HbSHbS HbAHbS
能力提升
一、选择题
1.一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.显性突变
B.隐性突变
C.Y染色体上的基因突变
D.X染色体上的基因突变
解析由于野生型雄鼠为纯合子,而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变,F1的雌、雄鼠中出现性状分离,所以该突变基因为显性基因,即该突变为显性突变,突变基因可能在常染色体上,也可能在X染色体上。
答案A
2.在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞,有关癌细胞特点的叙述正确的是( )
A.细胞中可能发生单一基因突变,细胞间黏着性增加
B.细胞中可能发生多个基因突变,细胞的形态结构不变
C.细胞中的染色体可能受到损伤,细胞的增殖失去控制
D.细胞中遗传物质可能受到损伤,细胞膜载体蛋白减少
解析细胞癌变的发生并不是单一基因突变的结果,而是一系列的原癌基因与抑癌基因的突变逐渐累积的结果,A项错误;细胞中可能发生多个基因突变,癌细胞的形态结构发生显著变化,其细胞膜上的粘连蛋白减少,细胞间的黏着性降低,B项错误;原癌基因主要控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,如果细胞中的染色体受到损伤,导致原癌基因或抑癌基因随着它们所在的染色体片段一起丢失,则可能会出现细胞的增殖失去控制,C项正确;癌细胞中遗传物质(DNA)可能受到损伤,细胞表面的粘连蛋白减少,D项错误。
答案C
3.为在酵母菌中高效表达丝状真菌编码的植酸酶,通过基因改造,将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母菌偏爱的密码子AGA(精氨酸的密码子有:CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG),对此发生的变化的叙述,错误的是( )
A.植酸酶氨基酸序列改变
B.植酸酶mRNA序列改变
C.配对的反密码子为UCU
D.控制植酸酶的基因含有的氢键数目减少
解析根据题干信息,通过基因改造,精氨酸的密码子CGG虽然变为了AGA,而CGG和AGA决定同一种氨基酸,所以该基因表达的植酸酶中氨基酸序列没有改变,A项错误;由于植酸酶基因改变,所以其转录的mRNA序列改变,对应的反密码子也改变为UCU,B、C两项正确;根据碱基互补配对原则,密码子由CGG变为AGA,则基因中对应区段的碱基对由G—C转变为A—T,由于G—C之间的含三个氢键,而A—T之间只有2个氢键,所以整个基因中氢键数量减少,D项正确。
答案A
4.用病毒的毒素或代谢产物处理萌发的种子,发现某基因上一个腺嘌呤(A)经脱氨基变成了次黄嘌呤(I),I不能与T配对,但能与C配对。下列相关叙述正确的是
( )
A.这种基因突变属于自发突变
B.该诱发基因突变的因素是化学因素
C.连续复制三次后,含原基因的DNA分子占1/4
D.突变产生的新基因与原基因互为等位基因
解析这种基因突变属于人工诱发突变,A项错误;该诱发基因突变的因素是生物因素,B项错误;“某基因”进行复制,以“一个碱基”发生改变的这条链为模板合成的子代DNA的结构均不同于亲代DNA,而以正常链为模板合成的子代DNA的结构均与亲代DNA相同,所以连续复制三次后,含原基因的DNA分子占1/2,C项错误;一个基因发生突变,可以产生一个以上的等位基因,因此突变产生的新基因与原基因互为等位基因,D项正确。
答案D
5.某化学试剂诱导基因突变的2种机制:(1)试剂分子结构与DNA分子中碱基相似,可渗入到基因分子中;(2)插入到DNA碱基对之间,导致DNA不能与RNA聚合酶结合。下列有关该试剂所引发的结果中,推断错误的是
( )
A.使转录过程受阻
B.使翻译过程受阻
C.使基因复制时碱基配对发生错误
D.使DNA分子结构发生局部螺旋解开
解析根据题干“该试剂插入到DNA碱基对之间,导致DNA不能与RNA聚合酶结合”可知,该试剂可使转录过程受阻,A项正确;根据题干信息,不能推断出该试剂可使翻译过程受阻,B项错误;根据题干“试剂分子结构与DNA分子中碱基相似,可渗入到基因分子中”可知,试剂分子可能导致基因复制时配对错误,C项正确;根据题干“试剂分子结构与DNA分子中碱基相似,可渗入到基因分子中”可知,可能会使DNA结构局部螺旋解开,D项正确。
答案B
二、非选择题
6.如图甲表示人类镰刀形细胞贫血症的病因,图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b),请据图回答下列问题(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是:① ;② 。?
(2)α链碱基组成为 ;β链碱基组成为 。?
(3)镰刀形细胞贫血症的致病基因位于 染色体上,属于 性遗传病。?
(4)Ⅱ6基因型是 。?
(5)镰刀形细胞贫血症是由 产生的一种遗传病。该病十分少见,严重缺氧时会导致个体死亡,这表明基因突变的特点是 ?
和 。?
解析(1)图中①表示DNA复制,②是形成mRNA,为转录过程。(2)根据碱基互补配对规律,α链碱基组成为CAT,β链碱基组成为GUA。(3)由系谱图知,9号女患者的父亲没有患病,说明该病为常染色体隐性遗传病。(4)Ⅲ10为患者,其父亲Ⅱ6正常,则基因型是Bb。(5)由图甲可知,镰刀形细胞贫血症是由基因突变产生的一种遗传病。该病十分少见,说明基因突变具有稀有性,该病导致个体死亡表明基因突变具有有害性。
答案(1)DNA复制 转录 (2)CAT GUA (3)常 隐 (4)Bb (5)基因突变 稀有性 有害性(共38张PPT)
第一节 基因突变可能引起性状改变
课标阐释
学法指导
1.举例概述基因突变的机理。
(生命观念、科学思维)
2.概述人工诱变的方法和诱变育种的主要特点。(生命观念、科学思维)
3.通过收集基因突变在育种上应用的实例,关注生物学社会议题。(社会责任)
1.联系DNA分子结构并通过实例理解基因突变的机理。
2.结合生活实例解释基因突变的利害关系,理解诱变育种的程序和意义。
一、碱基对的替换、插入或缺失会引起基因序列的改变,可能会影响编码的蛋白质
1.碱基对的替换、插入或缺失会引起基因序列的改变
(1)基因突变:指基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
(2)DNA分子上碱基序列的改变方式:碱基对的替换、插入或缺失。
(3)碱基对的替换导致基因表达时对应密码子序列改变。DNA片段中某一位点插入或缺失非3倍数的几个碱基对,会造成插入或缺失位点以后的一系列编码顺序发生错位,引起该位点以后的遗传信息都出现异常。
(4)基因突变是生物变异的根本来源,对生物进化和选育新品种有非常重要的意义。
2.基因序列的改变可能会影响编码的蛋白质
(1)发生了插入或缺失突变的基因在表达时可使组成肽链的氨基酸序列发生改变,从而严重影响蛋白质的结构与功能。
(2)镰刀形细胞贫血症
①原因:控制血红蛋白的基因中DNA的碱基序列发生了改变,使组成血红蛋白分子的肽链上,发生一个氨基酸的替换。
②示意图如下:
(3)基因突变特点
预习反馈
1.判断正误
(1)基因可能在复制等时期发生碱基序列的改变,从而改变遗传信息。(
√
)
(2)碱基对的替换不会导致基因表达时对应密码子序列的改变。(
×
)
(3)DNA片段中某一位点缺失碱基对,一定会引起该位点以后的遗传信息出现异常。(
×
)
(4)镰刀形细胞贫血症是碱基对的替换导致基因突变,使血红蛋白分子的肽链上发生了一个氨基酸的替换引起的。(
√
)
(5)若一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型变为突变型,则该突变类型为隐性突变。(
×
)
2.人类镰刀形细胞贫血症的发病原因是基因突变,即控制血红蛋白的基因中一个碱基对A—T替换成了T—A。下列关于这一现象的叙述中,错误的是( )
A.基因结构发生改变
B.产生新的基因
C.说明基因突变具有可逆性的特点
D.说明基因能控制生物性状
解析:基因突变中碱基对A—T替换成了T—A,基因的结构发生了改变,A项正确;基因突变产生了等位基因,B项正确;基因突变具有多方向性,因而是可逆的,但题意不能表现出可逆性,C项错误;人患镰刀形细胞贫血症是由于基因结构发生改变,说明基因能控制生物性状,D项正确。
答案:C
二、有些因素能提高基因突变概率、导致细胞分裂失控
1.有些因素能提高基因突变概率
(1)诱发基因突变的因素:物理因素(如X射线、紫外线等)、化学因素(如亚硝酸等)、生物因素(如麻疹病毒等)。
(2)种类
①自发突变:自然状态下发生的基因突变。
②诱发突变:人工条件下诱发的基因突变。
2.某些基因突变能导致细胞分裂失控
(1)癌细胞:由一个正常细胞突变而来,具有无限增殖的重要特征。
(2)原癌基因与抑癌基因:原癌基因是控制细胞生长和分裂的一类正常基因。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
(3)致癌因子:物理致癌因子(如紫外线等)、化学致癌因子(如石棉等)和病毒致癌因子(如Rous肉瘤病毒等)。
预习反馈
1.判断正误
(1)生物周围环境的变化,如温度剧变等会提高基因突变的概率。(
√
)
(2)人工诱变可以控制基因突变的方向。(
×
)
(3)长期接受太阳光中紫外线的照射引发的基因突变称为诱发突变。(
×
)
(4)氟氯碳化合物的大量排放,使全球皮肤癌患者增加。(
√
)
(5)抑癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。原癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。(
×
)
2.有些因素能提高基因突变概率,导致细胞分裂失控。下列关于基因突变的叙述,错误的是( )
A.癌细胞是由于基因突变引起的细胞分裂失控
B.各种能改变DNA分子中碱基排列顺序的化合物均可诱发基因突变
C.长期接受太阳光中紫外线的照射引发的基因突变称为诱发突变
D.致癌病毒能将病毒基因及与致癌相关核酸序列整合到人的基因组中引起细胞发生癌变
解析:长期接受太阳光中紫外线的照射引发的基因突变称为自发突变。
答案:C
三、基因突变可应用于诱变育种
1.机理:利用如X射线、γ射线、紫外线、激光等物理因素或如亚硝酸、硫酸二乙酯等化学因素来处理生物,使生物发生基因突变。
2.特点:
(1)可提高突变概率,能产生多种多样的新类型,为育种创造出丰富的原材料。
(2)能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。
(3)改良作物品质,增强抗逆性。
3.缺点:在实际操作中需要处理大量的材料,并具有一定的盲目性。
预习反馈
1.判断正误
(1)基因突变可应用于诱变育种。(
√
)
(2)自发突变率比人工诱发突变率要高100~1
000倍。(
×
)
(3)诱变育种具有盲目性,处理材料太多,一般不采用其育种。(
×
)
(4)射线处理得到染色体易位的家蚕新品种属于诱变育种。(
√
)
(5)采用诱变育种可增强抗逆性,但不能产生新类型。(
×
)
2.下列不属于诱变育种实例的是( )
A.太空椒
B.高产青霉菌
C.“黑龙五号”大豆
D.抗霜冻和抗锈病小麦
解析:太空椒、青霉素高产菌株以及“黑龙五号”大豆是通过基因突变获得的新品种,属于诱变育种。抗霜冻和抗锈病小麦是通过杂交获得的新品种。
答案:D
探究点一
探究点二
探究点三
基因突变的原因和结果
问题情境
下图为正常红细胞和镰刀形红细胞形态示意图,思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
探究点三
1.镰刀形红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,形成这种病的根本原因是什么?
提示:镰刀形细胞贫血症是碱基对的替换导致的基因突变,使血红蛋白分子的肽链上发生一个氨基酸的替换引起的。
2.镰刀形细胞贫血症等类似疾病发病概率高吗?
提示:自然状态下基因突变率一般是很低的,该类疾病发病率不高。
3.试归纳基因突变的机理。
提示:诱发基因突变的因素
碱基对的替换、插入或缺失→DNA分子中核苷酸序列改变→其对应的mRNA的碱基序列改变→蛋白质异常→遗传性状的改变。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
最新研究表明,美人鱼综合症发生的内因可能是基因的某些碱基对发生了改变,引起早期胚胎出现了不正常的发育,患病的新生儿出生后只能够存活几个小时。该实例不能说明( )
A.该变异属于致死突变
B.基因突变是可逆的
C.碱基对的改变会导致遗传信息改变
D.生物体的性状受基因控制
探究点一
探究点二
探究点三
解析:根据题干信息可知,美人鱼综合症是基因突变引起的,胚胎不能正常发育,患儿出生后只能存活几个小时,说明这一基因突变能够致死;新生儿死亡,不能说明基因突变是可逆的;这一突变是由于碱基对的改变引起的,说明基因突变导致了遗传信息的改变;基因突变后生物的性状发生了改变,说明生物的性状受基因控制。
答案:B
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
基因突变的原因和结果
探究点一
探究点二
探究点三
易错提醒(1)在没有诱发因素的作用下,基因突变也会自发产生,其自发突变率很低。
(2)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变,基因的数目和位置并未改变。
(3)基因突变一定会导致基因结构的改变,但却不一定引起生物性状的改变。
(4)生殖细胞的基因突变率一般比体细胞的基因突变率高,这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。
(5)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状,若在陆地上则为不利变异,而在多风的岛屿上则为有利变异。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.产生镰刀形细胞贫血症的根本原因是( )
A.红细胞易变形破裂
B.血红蛋白中的一个氨基酸不正常
C.信使RNA中的一个碱基发生了改变
D.基因中的一个碱基对发生了改变
解析:产生镰刀形细胞贫血症的根本原因是基因突变,是基因中的一个碱基对发生了改变(替换)。
答案:D
探究点一
探究点二
探究点三
2.在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DNA序列
C.细胞的DNA含量
D.细胞的RNA含量
解析:如果要检测是否为基因突变,那么就应该检测花色基因的DNA的碱基序列是否发生了替换、插入或缺失,从而导致基因结构的改变。
答案:B
探究点一
探究点二
探究点三
基因突变与生物性状关系
问题情境
下图为某基因突变示意图,思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
探究点三
1.图示突变属于哪种方式?
提示:碱基对的插入。
2.该突变导致生物性状改变的机理是什么?
提示:插入位点以后的一系列编码顺序发生错位,引起该位点以后的遗传信息出现异常,影响其编码的蛋白质,从而使性状改变。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
某高等植物A核基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对,下列叙述正确的是( )
A.该植物其他体细胞均可发生此过程
B.该细胞的子代细胞中遗传信息不会发生改变
C.若该变异发生在基因中部,可能导致翻译过程提前终止
D.若在插入位点再缺失3个碱基对,对A编码的蛋白质结构影响最小
探究点一
探究点二
探究点三
解析:基因突变一般发生在分裂间期,该植物其他体细胞中一些不再分裂的细胞一般不发生基因突变,A项错误;该细胞的子代细胞也有可能发生基因突变,遗传信息有可能发生改变,B项错误;若该变异发生在基因中部,可能导致突变位点的密码子变成终止密码子,导致翻译进程发生改变提前终止,C项正确;若在插入位点再缺失1个碱基对,对A编码的蛋白质结构影响最小,D项错误。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
1.基因结构中碱基对的替换、插入和缺失对生物的影响
类 型
影响范围
对氨基酸的影响
替换
小
只改变1个氨基酸或不改变
插入
大
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列
缺失
大
缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列
插入或缺
失3个碱基
小
插入或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列
探究点一
探究点二
探究点三
2.基因突变与生物性状改变的关系
探究点一
探究点二
探究点三
易错提醒(1)多数基因突变并不引起生物性状的改变
①由于多种密码子决定同一种氨基酸,因此某些基因突变不引起性状的改变。
②某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类,但没有影响蛋白质的功能。
③隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
(2)少数基因突变可引起性状的改变,如人的镰刀形细胞贫血症。
(3)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.下列关于基因突变特点的说法,错误的是( )
A.人工诱变可以控制基因突变的方向
B.红绿色盲是由基因突变产生的
C.基因突变可产生新基因
D.基因突变不一定导致生物性状的改变
解析:基因突变具有多方向性,人工诱变不能控制基因突变的方向,A项错误;红绿色盲是由X染色体上的基因突变产生的,B项正确;基因突变是DNA分子结构发生改变,所以可产生新基因,C项正确;由于同一氨基酸可以对应多种密码子,基因突变不一定导致生物的性状发生改变,D项正确。
答案:A
探究点一
探究点二
探究点三
2.某婴儿不能消化牛奶,经检查发现其乳糖酶分子中有一个氨基酸改变,导致乳糖酶失活,发生这种现象的根本原因最可能是( )
A.缺乏吸收某种氨基酸的能力
B.不能摄取足够的乳糖酶
C.乳糖酶基因有一个碱基对被替换
D.乳糖酶基因失去一个碱基对
解析:根据题意可知,该婴儿不能消化牛奶是因为缺乏合成具有活性的乳糖酶的能力,A项错误;乳糖酶是细胞自身合成的,B项错误;控制乳糖酶合成的基因中有一个碱基对被替换,可能会导致乳糖酶分子中一个氨基酸改变,最终导致乳糖酶失活,C项正确;如果乳糖酶基因缺失一个碱基对,会引起乳糖酶分子中多个氨基酸改变,D项错误。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
诱变育种
问题情境
下图为航天育种得到的品种,思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
探究点三
1.对农作物进行诱变育种时一般选择什么材料进行处理?原因是什么?
提示:一般选择萌发的作物种子或幼苗,因为这样的材料中细胞分裂旺盛,进行DNA复制,易发生基因突变。
2.诱变育种有何优点和不足?
提示:优点是诱变育种可以获得新品种。缺点是需处理大量材料,并具有一定的盲目性。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
下图是高产糖化酶菌株的育种过程,下列有关叙述错误的是( )
A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株
B.X射线处理可以引起基因突变
C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程
D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高
探究点一
探究点二
探究点三
解析:通过此筛选过程获得的高产菌株的其他性状未必符合生产要求,故不一定能直接用于生产;X射线可改变基因的碱基序列引起基因突变;基因突变具有多方向性,而筛选过程是定向的;诱变可提高基因的突变率,但每轮诱变相关基因的突变率不一定都会明显提高。
答案:D
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
1.育种原理:诱发突变可明显提高基因的突变率,通过诱发突变和人工选择的方法,可培育生产上需要的新品种。
2.诱变方法
(1)物理因素:射线(X射线、紫外线、γ射线等)照射导致基因突变。
(2)化学因素:许多化学药剂能引起DNA分子中碱基的排列顺序改变,导致基因突变。
3.主要特点
(1)可提高突变频率,能产生多种多样的新类型,为育种创造出丰富的原材料。
(2)能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。
(3)改良作物品质,增强抗逆性。
探究点一
探究点二
探究点三
4.诱变育种实例
(1)植物:太空椒、“黑农五号”大豆。用辐射处理萌发的种子或者幼苗。
(2)微生物:高产的青霉菌株。
(3)动物:家蚕。利用辐射的方法将常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上,使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状,其原因是诱变育种( )
A.提高了后代的出苗率
B.提高了后代的遗传稳定性
C.产生的突变大多是有利的
D.能提高突变率以供育种选择
解析:诱变育种可提高突变概率,能产生多种多样的新类型。
答案:D第四章生物的变异
第一节 基因突变可能引起性状改变
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.显性基因(如果蝇的红眼基因W)可以突变为隐性基因(白眼基因w),而隐性基因(w)也可突变为显性基因(W),上述现象说明了基因突变具有( )
A.可逆性
B.普遍性
C.有害性
D.稀有性
2.人类血管性假血友病基因位于X染色体上。目前已经发现该病有20多种类型,这表明基因突变具有
( )
A.多方向性
B.可逆性
C.随机性
D.重复性
3.某种群中发现一突变性状,连续培养到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型,该突变为( )
A.显性突变(d→D)
B.隐性突变(D→d)
C.显性突变和隐性突变
D.人工诱变
4.下列有关基因突变的说法,不正确的是( )
A.基因突变是可遗传的变异的根本来源
B.基因突变可以产生新基因,同时产生新的基因型
C.一个基因可以向多个方向突变
D.基因中一个碱基对发生改变,一定改变生物的性状
5.基因突变是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,原因不包括( )
A.能产生多种多样的基因型
B.基因突变是多方向性的,可以产生适应环境的新性状
C.能产生新的基因
D.突变率低,但是普遍存在的
6.下列关于癌症的叙述中,不正确的是( )
A.癌细胞不同于正常细胞,能够无限增殖,形成癌症
B.致癌病毒是唯一诱发细胞癌变的因子
C.在致癌因子的作用下,细胞会发生癌变
D.吸烟是人体摄入化学致癌物的常见途径之一
7.亮氨酸的密码子有如下几种:UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,当某基因片段中模板链的GAC突变为AAC时,这种突变的结果对该生物的影响是( )
A.一定是有害的
B.一定是有利的
C.有害的概率大于有利的概率
D.既无利也无害
8.下列叙述中不属于诱变育种的优点的是( )
A.提高基因突变率
B.普遍提高产量
C.创造新的变异类型
D.大幅度改良某些性状
9.水稻和小麦的基因突变不包括( )
A.DNA分子双链中,碱基对G—C变成T—A
B.DNA分子双链中,因某种原因增加了一对碱基G—C
C.DNA分子双链中,因某种原因缺失了一对碱基G—C
D.DNA分子双链中,因某种原因缺失了一个基因
10.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,不可能的后果是( )
A.没有蛋白质产物
B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C.控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D.翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
二、非选择题
11.下图表示人类镰刀形细胞贫血症的病因。据图回答下列问题。
(1)①过程是 ,发生的场所主要在 ;②过程是 ,发生的场所是 。?
(2)④表示的碱基序列是 ,这是决定缬氨酸的一个 ,转运谷氨酸的转运RNA一端的三个碱基是 。?
(3)父母均正常,生了一个镰刀形细胞贫血症的女儿,可见此遗传病是 遗传病,若HbS代表致病基因,HbA代表正常的等位基因,则患病女儿的基因型为 ,母亲的基因型为 。?
能力提升
一、选择题
1.一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.显性突变
B.隐性突变
C.Y染色体上的基因突变
D.X染色体上的基因突变
2.在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞,有关癌细胞特点的叙述正确的是( )
A.细胞中可能发生单一基因突变,细胞间黏着性增加
B.细胞中可能发生多个基因突变,细胞的形态结构不变
C.细胞中的染色体可能受到损伤,细胞的增殖失去控制
D.细胞中遗传物质可能受到损伤,细胞膜载体蛋白减少
3.为在酵母菌中高效表达丝状真菌编码的植酸酶,通过基因改造,将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母菌偏爱的密码子AGA(精氨酸的密码子有:CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG),对此发生的变化的叙述,错误的是( )
A.植酸酶氨基酸序列改变
B.植酸酶mRNA序列改变
C.配对的反密码子为UCU
D.控制植酸酶的基因含有的氢键数目减少
4.用病毒的毒素或代谢产物处理萌发的种子,发现某基因上一个腺嘌呤(A)经脱氨基变成了次黄嘌呤(I),I不能与T配对,但能与C配对。下列相关叙述正确的是
( )
A.这种基因突变属于自发突变
B.该诱发基因突变的因素是化学因素
C.连续复制三次后,含原基因的DNA分子占1/4
D.突变产生的新基因与原基因互为等位基因
5.某化学试剂诱导基因突变的2种机制:(1)试剂分子结构与DNA分子中碱基相似,可渗入到基因分子中;(2)插入到DNA碱基对之间,导致DNA不能与RNA聚合酶结合。下列有关该试剂所引发的结果中,推断错误的是
( )
A.使转录过程受阻
B.使翻译过程受阻
C.使基因复制时碱基配对发生错误
D.使DNA分子结构发生局部螺旋解开
二、非选择题
6.如图甲表示人类镰刀形细胞贫血症的病因,图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b),请据图回答下列问题(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是:① ;② 。?
(2)α链碱基组成为 ;β链碱基组成为 。?
(3)镰刀形细胞贫血症的致病基因位于 染色体上,属于 性遗传病。?
(4)Ⅱ6基因型是 。?
(5)镰刀形细胞贫血症是由 产生的一种遗传病。该病十分少见,严重缺氧时会导致个体死亡,这表明基因突变的特点是 ?
和 。?
