高中生物必修二人教版課時(shí)分層作業(yè)5-1基因突變和基因重組

課時(shí)分層作業(yè)十五基因突變和基因重組(15分鐘50分)一、選擇題(共6小題,每小題5分,共30分)1.(2019·德州高一檢測(cè))一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變,使野生型變?yōu)橥蛔冃?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交,F1的雌、雄鼠中均有野生型和突變型。由此可以推斷,該雌鼠的突變?yōu)?()A.顯性突變 B.隱性突變C.Y染色體基因突變 D.X染色體基因突變【解析】選A。由于這只野生型雌鼠的一條染色體上的基因發(fā)生了突變,使野生型變?yōu)橥蛔冃?所以該突變基因?yàn)轱@性基因,即引起顯性突變,突變基因可能在常染色體上,也可能在X染色體上。2.高等動(dòng)物10萬到1億個(gè)配子中才會(huì)有一個(gè)發(fā)生基因突變,說明基因突變具有 ()A.低頻性B.普遍性C.可逆性 D.有害性【解析】選A。本題考查基因突變的特點(diǎn),根據(jù)題意,10萬到1億個(gè)配子中才會(huì)有一個(gè)發(fā)生基因突變,說明基因突變具有低頻性,即基因突變的頻率很低,A正確;普遍性是指生物界的基因突變是廣泛存在的,B錯(cuò)誤;可逆性是指基因突變的方向是不定向的,C錯(cuò)誤;有害性是指基因突變對(duì)生物體大多是有害的,D錯(cuò)誤。3.基因重組發(fā)生在 ()A.減數(shù)分裂形成配子的過程中B.受精作用形成受精卵的過程中C.有絲分裂形成子細(xì)胞的過程中D.通過嫁接,砧木和接穗愈合的過程中【解析】選A?；蛑亟M包括自由組合型和交叉互換型,其中自由組合型發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,交叉互換型發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期,因此,基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過程中?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列生物技術(shù)或生理過程中發(fā)生的變異對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是 ()A.①基因突變 B.②基因重組C.③基因重組 D.④基因突變【解析】選A。①R型活菌轉(zhuǎn)化為S型活菌,是由于S型死菌中具有生物活性的DNA分子整合到R型活菌的DNA上,是典型的基因重組過程;②為轉(zhuǎn)基因過程,也屬于基因重組;③初級(jí)精母細(xì)胞形成次級(jí)精母細(xì)胞的過程,屬于減數(shù)第一次分裂,其前期同源染色體上非姐妹染色單體間的交叉互換和后期時(shí)非同源染色體上非等位基因的自由組合均屬于基因重組;④普通青霉菌被誘變?yōu)楦弋a(chǎn)青霉菌是典型的利用基因突變?cè)磉M(jìn)行誘變育種的過程。4.俗話說:“一母生九子,連母十個(gè)樣?！边@種現(xiàn)象在遺傳學(xué)上被稱為“變異”。引起這種“變異”的原因主要是 ()A.自然選擇 B.基因重組C.染色體變異 D.基因突變【解析】選B。可遺傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異?！耙荒干抛?連母十個(gè)樣”體現(xiàn)了不同個(gè)體之間存在的差異,變異的主要來源是在有性生殖過程中控制不同性狀的基因重新組合,即基因重組。5.依據(jù)中心法則,若原核生物中的DNA編碼序列發(fā)生變化后,相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列不變,則該DNA序列的變化是 ()A.DNA分子發(fā)生斷裂B.DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基增添C.DNA分子發(fā)生堿基替換D.DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基缺失【解析】選C。本題主要考查基因突變的本質(zhì)與基因表達(dá)的結(jié)果。A項(xiàng),DNA分子發(fā)生斷裂會(huì)造成合成的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目變少,故錯(cuò)誤。B項(xiàng),DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基增添,一般會(huì)造成合成的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目增多,也有可能提前出現(xiàn)終止密碼子,合成的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目減少,兩種情況下氨基酸序列均會(huì)改變,故錯(cuò)誤。C項(xiàng),DNA分子發(fā)生堿基替換,因密碼子具有簡(jiǎn)并性,相應(yīng)的蛋白質(zhì)氨基酸序列可能不變,故正確。D項(xiàng),DNA分子發(fā)生多個(gè)堿基缺失,相應(yīng)的蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目一般會(huì)減少,故錯(cuò)誤。6.洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中由一個(gè)著絲點(diǎn)相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同,其原因是 ()A.復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò) B.發(fā)生過交叉互換C.聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂 D.發(fā)生了自由組合【解析】選A。由于基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂的過程中,所以洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行的有絲分裂過程中不會(huì)發(fā)生基因重組,由一個(gè)著絲點(diǎn)相連的兩條姐妹染色單體所攜帶的基因不完全相同是由于發(fā)生了基因突變。【易錯(cuò)警示】本題易錯(cuò)選B。原因是沒看清題干中的“洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞”。二、非選擇題(共20分)7.在一個(gè)鼠(2N)的種群中,鼠的毛色有野生型黃色(A)、突變型灰色(a1)和突變型黑色(a2)三種表現(xiàn)型,基因A對(duì)a1和a2為顯性,a1對(duì)a2為顯性,三種基因的形成關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答:(1)由圖可以看出DNA分子中堿基對(duì)的________能導(dǎo)致基因突變。

(2)基因a2控制的蛋白質(zhì)肽鏈長(zhǎng)度明顯變短,這是由于基因突變導(dǎo)致________,在細(xì)胞質(zhì)中參與該蛋白質(zhì)合成的核酸種類是____________________。

(3)雜合灰色鼠精巢中的一個(gè)細(xì)胞中含有2個(gè)a2基因,原因最可能是________________________________________。

(4)有些雜合黃色小鼠的皮毛上出現(xiàn)灰色斑點(diǎn),請(qǐng)從可遺傳變異的角度對(duì)這一現(xiàn)象作出合理解釋:________________________________。

【解析】(1)由題圖可以看出DNA分子中堿基對(duì)的缺失、替換能導(dǎo)致基因突變。(2)基因a2控制的蛋白質(zhì)肽鏈長(zhǎng)度明顯變短,這是由于基因突變導(dǎo)致翻譯提前終止,在細(xì)胞質(zhì)中參與該蛋白質(zhì)合成的核酸種類是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、信使RNA、核糖體RNA。(3)雜合灰色鼠精巢中的一個(gè)細(xì)胞中含有2個(gè)a2基因,原因最可能是DNA發(fā)生了復(fù)制(染色體復(fù)制)。(4)部分細(xì)胞A基因突變成了a1,表現(xiàn)為灰色,因此有些雜合黃色小鼠的皮毛上出現(xiàn)灰色斑點(diǎn)。答案:(1)缺失、替換(2)翻譯提前終止轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、信使RNA、核糖體RNA(3)DNA發(fā)生了復(fù)制(染色體復(fù)制)(4)部分細(xì)胞A基因突變成了a1,表現(xiàn)為灰色(或部分細(xì)胞帶有A基因的染色體片段缺失,使a1基因表現(xiàn)了出來)(20分鐘50分)一、選擇題(共6小題,每小題4分,共24分)1.下列關(guān)于基因突變的敘述中,正確的是 ()A.沒有外界不良因素的影響,生物不會(huì)發(fā)生基因突變B.DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換都會(huì)引起基因突變C.基因突變可以產(chǎn)生自然界中原本并不存在的基因D.基因突變的隨機(jī)性體現(xiàn)在一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因【解析】選C。引發(fā)基因突變的因素包括外因和內(nèi)因,沒有外界誘發(fā)因素的作用,生物也可能會(huì)發(fā)生基因突變,A錯(cuò)誤;基因是指有遺傳效應(yīng)的DNA片段,而DNA中具有許多無效片段,因此DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換不一定引起基因突變,B錯(cuò)誤;基因突變能產(chǎn)生自然界中原本不存在的新基因,是變異的根本來源,C正確;基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞或生殖細(xì)胞中,可以發(fā)生在生物體發(fā)育的任何時(shí)期;一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因體現(xiàn)了基因突變的不定向性,D錯(cuò)誤。2.(2019·邯鄲高一檢測(cè))關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因B.X射線的照射不會(huì)影響基因B和基因b的突變率C.基因B中的堿基對(duì)G—C被堿基對(duì)A—T替換可導(dǎo)致基因突變D.在基因b的ATGCC序列中插入堿基對(duì)可導(dǎo)致基因b的突變【解析】選B。根據(jù)基因突變的不定向性,突變可以產(chǎn)生多種等位基因,A正確;X射線屬于物理誘變因子,可以提高基因突變率,B錯(cuò)誤;基因突變包括堿基對(duì)的替換、增添和缺失三種情況,C項(xiàng)屬于堿基對(duì)的替換,D項(xiàng)屬于堿基對(duì)的增添,C、D正確。3.圖1、圖2表示某基因型為AaBb的二倍體動(dòng)物在生殖發(fā)育過程中正在分裂的兩個(gè)細(xì)胞。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.圖1所示細(xì)胞中①處染色體上出現(xiàn)a基因的原因是基因突變B.圖2所示細(xì)胞中②處染色體上出現(xiàn)a基因的原因很可能是交叉互換C.圖1所示細(xì)胞與圖2所示細(xì)胞均具有四對(duì)同源染色體D.選該動(dòng)物的睪丸制作切片可同時(shí)觀察到圖1、圖2所示細(xì)胞圖像【解析】選C。圖1所示細(xì)胞處于有絲分裂后期,所以①處染色體上出現(xiàn)a基因的原因是基因突變,A正確;圖2所示細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,②處染色體上出現(xiàn)a基因的原因很可能是同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換,B正確;圖1所示細(xì)胞具有四對(duì)同源染色體,圖2所示細(xì)胞具有兩對(duì)同源染色體,C錯(cuò)誤;由于圖2所示細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)均等分裂,所以該細(xì)胞為初級(jí)精母細(xì)胞,該動(dòng)物為雄性,在一個(gè)裝片中同時(shí)觀察到圖1、圖2所示細(xì)胞圖像,應(yīng)選該動(dòng)物的睪丸制作切片,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】果樹的葉芽若在早期發(fā)生突變后,可以長(zhǎng)成變異枝條,但其長(zhǎng)勢(shì)一般較弱或受到抑制。這表明基因突變具有 ()A.隨機(jī)性B.低頻性C.不定向性D.多害少利性【解析】選D。題干敘述表明果樹發(fā)生該種突變后生長(zhǎng)狀況一般變差,因此體現(xiàn)基因突變的多害少利性?！疽?guī)律方法】對(duì)基因突變五個(gè)特點(diǎn)的理解(1)普遍性:自然界誘發(fā)基因突變的因素很多,基因突變還可以自發(fā)產(chǎn)生,因此,基因突變?cè)谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘摹?2)隨機(jī)性。①發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期。②發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上。③發(fā)生在同一DNA分子的不同部位。(3)不定向性:一個(gè)基因可以朝著不同的方向發(fā)生突變,形成多種突變,如A→a1,A→a2,A→a3。a1、a2、a3之間也可以相互轉(zhuǎn)變,且a1、a2、a3都在同一位點(diǎn)上。(4)低頻性:自然狀態(tài)下,基因突變的頻率很低,但是種群內(nèi)有許多個(gè)體,仍可提供豐富的可遺傳的變異。(5)多害少利性:大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的,極少數(shù)的基因突變對(duì)生物體是有利的。4.秋水仙素誘導(dǎo)基因突變的兩種機(jī)制:(1)秋水仙素分子結(jié)構(gòu)與DNA分子中堿基相似,可滲入基因分子中;(2)插入DNA堿基對(duì)之間,導(dǎo)致DNA不能與RNA聚合酶結(jié)合。根據(jù)以上信息,下列關(guān)于秋水仙素可能引發(fā)的結(jié)果推斷不合理的是 ()A.基因復(fù)制時(shí)配對(duì)錯(cuò)誤B.轉(zhuǎn)錄過程受阻C.翻譯過程受阻D.DNA結(jié)構(gòu)局部解旋【解題指南】(1)隱含知識(shí):DNA復(fù)制時(shí),DNA解旋,不穩(wěn)定,容易發(fā)生基因突變,誘變劑一般作用于DNA復(fù)制時(shí)期,即分裂間期。(2)關(guān)鍵知識(shí):RNA聚合酶是以DNA一條鏈為模板催化合成RNA的酶。【解析】選C。秋水仙素可以導(dǎo)致基因復(fù)制時(shí)配對(duì)錯(cuò)誤,A正確;根據(jù)題干“插入DNA堿基對(duì)之間,導(dǎo)致DNA不能與RNA聚合酶結(jié)合”可知,轉(zhuǎn)錄過程受阻,B正確;根據(jù)題干信息不能推斷出秋水仙素使翻譯過程受阻,C錯(cuò)誤;根據(jù)題干“秋水仙素分子結(jié)構(gòu)與DNA分子中堿基相似,可滲入基因分子中”可知,秋水仙素可導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)局部解旋,D正確。5.(2019·呂梁高一檢測(cè))自然界中,一種生物某一基因及其三種突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下:正?；?精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸突變基因1:精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸突變基因2:精氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸突變基因3:精氨酸苯丙氨酸蘇氨酸酪氨酸丙氨酸根據(jù)上述氨基酸序列,可確定這三種突變基因DNA分子的改變情況是 ()A.突變基因1和2為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因3為一個(gè)堿基對(duì)的增添B.突變基因2和3為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的增添C.突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因2和3為一個(gè)堿基對(duì)的增添D.突變基因2為一個(gè)堿基對(duì)的替換,突變基因1和3為一個(gè)堿基對(duì)的增添【解析】選A。突變基因1決定的氨基酸序列與正?；驔Q定的氨基酸序列相同,說明突變基因1為一個(gè)堿基對(duì)的替換,由于密碼子的簡(jiǎn)并性,沒有導(dǎo)致相應(yīng)氨基酸發(fā)生改變;突變基因2決定的氨基酸序列與正常基因決定的氨基酸序列只有一個(gè)氨基酸不同,說明突變基因2為一個(gè)堿基對(duì)的替換,因此只改變其中一個(gè)氨基酸;突變基因3決定的氨基酸序列與正?；驔Q定的氨基酸序列相比,從第3個(gè)氨基酸開始,均發(fā)生改變,說明突變基因3可能為一個(gè)堿基對(duì)的增添或缺失。6.用人工誘變方法使黃色短桿菌的質(zhì)粒中某基因脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化:CCGCTAACG→CCGCGAACG,那么,黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結(jié)果是(可能相關(guān)的密碼子為:脯氨酸CCG、CCA;甘氨酸GGC、GGU;天冬氨酸GAU、GAC;丙氨酸GCA、GCU、GCC、GCG;半胱氨酸UGU、UGC) ()A.基因突變,性狀可能改變B.基因突變,性狀沒有改變C.基因沒變,性狀改變D.基因和性狀均沒有改變【解析】選A?；蛑忻撗鹾塑账嵝蛄杏蒀CGCTAACG→CCGCGAACG,說明發(fā)生了基因突變;題意中并未說明模板鏈具體是哪條DNA單鏈,故不能確定性狀是否一定改變?！疽?guī)律方法】從兩個(gè)關(guān)系分析基因突變未引起生物性狀改變的原因(1)從密碼子與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析:密碼子具有簡(jiǎn)并性,有可能翻譯出相同的氨基酸。(2)從基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系分析:由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列是大腸桿菌某基因的堿基序列的變化,對(duì)其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是(不考慮終止密碼子) ()A.第6位的C被替換為TB.第9位與第10位之間插入1個(gè)TC.第100、101、102位被替換為TTTD.第103至105位被替換為1個(gè)T【解析】選B。如果第6位的C被替換為T,轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA可能只造成個(gè)別氨基酸的替換,其他氨基酸不變,A不符合題意;如果在第9位與第10位之間插入1個(gè)T,轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA可能會(huì)造成插入點(diǎn)后面的所有氨基酸序列都發(fā)生改變,因此對(duì)其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大,B符合題意;如果第100、101、102位被替換為TTT,轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA只可能造成個(gè)別氨基酸的替換,其他氨基酸不變,C不符合題意;如果第103至105位被替換為1個(gè)T,轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA只可能造成個(gè)別氨基酸的替換,其他氨基酸不變,D不符合題意。二、非選擇題(共2小題,共26分)7.(12分)圖1是基因型為AaBB的生物細(xì)胞分裂示意圖,圖2表示由于DNA中堿基改變導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生改變的過程,如表為部分氨基酸的密碼子表。據(jù)圖表回答:第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAG(1)據(jù)圖1推測(cè),此種細(xì)胞分裂過程中出現(xiàn)的變異方式可能是______________。

(2)在真核生物細(xì)胞中圖2Ⅱ過程發(fā)生的場(chǎng)所是______________________。

(3)上表提供了幾種氨基酸的密碼子。如果圖2的堿基改變?yōu)閴A基對(duì)替換,則X是表格中氨基酸________的可能性最小,原因是____________________________________。圖2所示變異,除由堿基對(duì)替換外,還可由堿基對(duì)______________________導(dǎo)致。

【解析】(1)圖1為細(xì)胞減數(shù)第二次分裂圖,姐妹染色單體相同位置上基因不同,可能是在DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生基因突變?cè)斐傻?也可能是在四分體時(shí)期發(fā)生交叉互換造成的。(2)圖2過程包含了DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程,真核細(xì)胞中細(xì)胞核、線粒體、葉綠體都含有DNA,都能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。(3)賴氨酸的密碼子是AAA、AAG,與賴氨酸密碼子不同的堿基差距最多的是絲氨酸,相差兩個(gè)堿基,需要同時(shí)替換兩個(gè)堿基對(duì);引起基因突變的原因是堿基對(duì)的替換、增添和缺失。答案:(1)基因突變或基因重組(2)細(xì)胞核、線粒體、葉綠體(3)絲氨酸需同時(shí)替換兩個(gè)堿基對(duì)增添或缺失【實(shí)驗(yàn)·探究】8.(14分)(能力挑戰(zhàn)題)某玉米品種高產(chǎn),但由于莖稈較高易倒伏,而造成減產(chǎn)。在某玉米田中偶然發(fā)