基因突变和基因重组

第1节基因突变和基因重组课时过关·能力提升一、基础巩固1.原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近,发生下列哪种变化对其编码的蛋白质结构的影响最小?()A.置换单个碱基对 B.增加4个碱基对C.缺失4个碱基对 D.缺失5个碱基对答案:C2.下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是()A.心肌细胞 B.哺乳动物的成熟红细胞C.根毛细胞 D.精原细胞答案:D3.下列有关基因重组的叙述,错误的是()A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组B.非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组C.纯合子自交因基因重组导致子代性状分离D.同胞兄妹间的遗传差异与父母产生生殖细胞时的基因重组有关答案:C4.下面图甲、图乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于()A.基因重组,不可遗传变异B.基因重组,基因突变C.基因突变,不可遗传变异D.基因突变,基因重组答案:D5.有性生殖过程中一定发生和可能发生的过程依次是()A.基因突变、非同源染色体的自由组合B.非同源染色体的自由组合、非姐妹染色单体的交叉互换C.非姐妹染色单体的交叉互换、基因突变D.非姐妹染色单体的交叉互换、基因重组解析:基因突变具有随机性,在有性生殖过程中可能发生。非同源染色体在有性生殖形成配子的过程中一定自由组合。同源染色体的非姐妹染色单体在形成配子的四分体时期,有可能发生交叉互换。答案:B6.同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是()A.基因突变频率高B.产生新的基因组合机会多C.产生许多新的基因D.更易受环境影响而发生变异答案:B7.在某动物的精巢中,由一个着丝点相连的两条染色单体上所携带的基因应全部相同,但实际上却有不相同的,其原因可能是()A.复制时发生了差错B.联会时染色体间发生了交叉互换C.发生了基因突变或交叉互换D.该动物不是纯合子解析:染色体复制的实质是DNA的复制和相关蛋白质的合成,因此,两条姐妹染色单体上的基因应全部相同。但如果在DNA复制过程中发生基因突变或四分体时期发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换,就会造成两条姐妹染色单体上的基因不相同。答案:C8.某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的,且基因A1、A2均能通过合成特定的蛋白质来控制花色。下列叙述正确的是()A.基因A2是基因A1中碱基对的增添或缺失造成的B.基因A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码C.基因A1、A2是同时存在于同一个配子中的D.基因A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中解析:基因A2的产生还可能是因为原基因A1中的碱基对发生了替换,A项错误。生物体内合成蛋白质时都共用一套密码子,B项正确。等位基因(A1与A2)在减数第一次分裂中随同源染色体分开而分离,正常情况下,不会出现在同一配子中,C项错误。A1、A2是一对等位基因,可能存在于同一个体细胞中,D项错误。答案:B9.若某植物的白花基因发生了碱基对缺失的变异,则()A.该植物一定不出现变异性状B.该基因的结构一定发生改变C.该变异可用光学显微镜观察D.该基因中嘌呤数与嘧啶数的比值改变解析:基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失、替换,引起基因结构的改变。某植物的白花基因发生碱基对缺失,属于基因突变,B项正确。由于密码子的简并性,基因突变后控制合成的蛋白质不一定发生改变,所以性状也不一定发生改变,A项错误。基因突变在光学显微镜下是观察不到的,C项错误。根据碱基互补配对原则,基因突变后嘌呤数与嘧啶数的比值不变,D项错误。答案:B10.图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,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)。甲乙(1)图中①过程发生的时间是。

(2)α链的碱基组成为,β链的碱基组成为。

(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于染色体上,属于性遗传病。

(4)Ⅱ-8的基因型是,Ⅱ-6和Ⅱ-7再生一个患病男孩的概率为。要保证Ⅱ-9结婚后子代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为。

(5)若图中正常基因片段中CTT突变为CTC,由此控制的生物性状是否会发生改变?为什么?

。

答案:(1)细胞分裂间期(2)CATGUA(3)常隐(4)BB或Bb1/8BB(5)不会,因为翻译形成的氨基酸没变,所以生物性状不变11.甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤,这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对,从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型,常先将水稻种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻,其自交后代中出现两种表现型,说明这种变异为突变。

(2)用EMS浸泡种子,某一性状出现多种变异类型,说明变异具有。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化,而染色体的不变。

解析:(1)自交后代出现性状分离的亲本性状为显性;(2)变异类型多种说明变异具有不定向性;(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化,但是不影响染色体的结构和数目。答案:(1)显性(2)不定向性(3)结构和数目二、能力提升1.观察下图,下列说法错误的是()A.基因突变发生于Ⅰ过程,基因重组发生于Ⅱ过程B.Ⅲ过程是在细胞分裂和细胞分化基础上进行的C.有性生殖实现了基因重组,增强了生物变异性D.Ⅲ过程可能发生基因突变,不会发生基因重组解析:图中Ⅰ为减数分裂,可能发生基因突变和基因重组;Ⅱ为受精作用;Ⅲ为细胞的分裂(有丝分裂)和分化,可能发生基因突变,不会发生基因重组。答案:A2.下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列相关说法错误的是()A.可能发生了基因突变B.可能发生了交叉互换C.该细胞为次级卵母细胞D.该细胞可能为次级精母细胞解析:因题图中无染色单体且移向一极的无同源染色体,所以为减数第二次分裂的后期图,又因为细胞质均等分裂,故此细胞为次级精母细胞或第一极体。姐妹染色单体形成的两条染色体上的基因若不相同,有两个原因:一是基因突变,二是同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换。答案:C3.如果一个动物(正常体细胞的基因型为Aadd)的某个细胞中出现了染色体两两配对的情况(如下图),则下列说法正确的是()A.此时该细胞的染色体上具有染色单体B.这个细胞可能来自肝C.该细胞处于减数第一次分裂的中期D.①染色体上的基因异常,表明该细胞同源染色体非姐妹染色单体之间发生了交叉互换解析:图示细胞处于减数第一次分裂前期,含有4条染色体,8条染色单体,A项正确,C项错误。肝细胞中不会发生减数分裂,B项错误。①染色体上的异常基因来自基因突变,D项错误。答案:A4.下图为人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1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是()A.①处插入碱基对G—CB.②处碱基对A—T替换为G—CC.③处缺失碱基对A—TD.④处碱基对G—C替换为A—T解析:基因突变未导致氨基酸数目发生变化,说明发生的是碱基对替换。赖氨酸的密码子为AAA、AAG,谷氨酸的密码子为GAA、GAG,结合题图可知,本题中赖氨酸密码子为AAG,谷氨酸密码子为GAG,可见是密码子第一个碱基A变为G,基因中是②处的A—T变为G—C。答案:B5.下图表示拟南芥体细胞中某个基因片段发生改变的过程,下列分析正确的是()A.该变异属于基因重组B.该体细胞可取自根尖成熟区细胞C.该细胞的子代遗传信息不会发生改变D.若该变异发生在基因中部,可能导致翻译过程提前终止解析:分析题图可知,该基因发生了碱基对的缺失,属于基因突变,A项错误;根尖成熟区细胞不能进行DNA复制,B项错误;该细胞的子代遗传信息发生了改变,C项错误;如果发生在基因中部,可因终止密码子的提前出现,而导致翻译过程的提前终止,D项正确。答案:D6.右图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图中分析得出?()A.表明基因突变具有不定向性B.表明基因突变具有可逆性C.这些基因的碱基序列一定不同D.表明基因突变具有普遍性解析:A基因可以突变成a1、a2、a3,说明基因突变具有不定向性;同时A基因可以突变成a1基因,a1基因也可以突变成A基因,说明基因突变具有可逆性;控制同一性状的基因有多种,其根本原因是其碱基的序列不同。答案:D7.下列关于基因重组的叙述,正确的是()A.有性生殖可导致基因重组B.等位基因的分离可导致基因重组C.细菌分裂时发生基因重组D.无性生殖可导致基因重组解析:基因重组是指生物体在有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合,具体包括非同源染色体上的非等位基因的自由组合,同源染色体上非姐妹染色单体间等位基因的互换。即发生在减Ⅰ后期或减数分裂的四分体时期。答案:A8.下图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是()A.只有a、b过程能发生基因突变B.基因重组主要是通过c和d来实现的和a的主要差异之一是同源染色体的联会和b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离解析:过程a表示有丝分裂,过程b表示减数分裂,过程c表示受精作用,过程d表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可发生在个体发育的任何时期,但主要集中在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。基因重组发生在减数分裂过程中。减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程中发生同源染色体的联会、分离及同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换。答案:C★9.下图为基因型为AaBb的某雄性动物细胞进行分裂时的某一时期图。下列有关叙述正确的是()A.该时期发生在体细胞增殖过程中B.该分裂过程中一定发生了基因突变C.该分裂过程中一个精原细胞可能产生三种或四种精子细胞D.该分裂过程中没有基因重组解析:由图可知,该图为减数第二次分裂前期图。该时期发生在生殖细胞形成过程中,体细胞只进行有丝分裂,A项错误。该分裂过程中有可能发生了基因突变,也可能在四分体时期发生了交叉互换,B项错误。若该过程中发生了基因突变,则一个精原细胞能产生三种精子细胞,若发生了交叉互换,则一个精原细胞能产生四种精子细胞,C项正确。该分裂过程中有非同源染色体的自由组合,即基因重组,D项错误。答案:C★10.科研小组用60Co照射棉花种子,诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状,诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状,如下图所示。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制,棉酚含量由另一对基因(B、b)控制,两对基因独立遗传。(1)两个新性状中,棕色是性状,低酚是性状。