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1、第4章 遗传的分子基础 第4节 基因突变和基因重组学业分层测评 (建议用时：45分钟) 学业达标1下列情况引起的变异属于基因重组的是()非同源染色体上的非等位基因的自由组合基因型为DD的豌豆，种植在土壤贫瘠的地方而出现矮茎性状，下一代种植在水肥充足的地方，全表现为高茎同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部交换DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失ABCD【解析】基因重组有两种情况：一是在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换，二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。【答案】C2(2016宁德部分学校联考)下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化
2、，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)A第6位的C被替换为TB第9位与第10位之间插入1个TC第100、101、102位被替换为TTTD第103至106位被替换为1个T【解析】如果第6位的C被替换为T，转录形成的mRNA最多可能导致一个氨基酸的替换，其他氨基酸不变；如果在第9位与第10位之间插入1个T，转录后形成的mRNA插入点后面的所有碱基序列都发生改变，因此对基因所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大；如果第100、101、102位被替换为TTT，转录后形成的mRNA只可能造成一个氨基酸的替换，其他氨基酸不变；如果第103至106位被替换为1个T，相当于减少了3个
3、连续的mRNA碱基，从而引起合成的多肽少了1个氨基酸，其余氨基酸不变。【答案】B3人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()A插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代【解析】131I作为放射性物质，可以诱导生物变异，但不能插入或替换DNA的碱基，从而使基因发生突变。大剂量的放射性同位素131I积聚在甲状腺滤泡上皮细胞可诱发其发生基因突变
4、，但因突变发生在体细胞而不是生殖细胞，故不能遗传给下一代；大剂量131I可能造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异，故C正确。【答案】C4下列哪项不是有丝分裂或减数分裂过程中均可发生的变异()ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异【解析】非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组仅发生在减过程中；有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期DNA复制过程中均可发生基因突变；C、D中导致的染色体结构、数目变异在有丝分裂和减数分裂
5、过程中均可发生。【答案】B5(2016常熟高一测试)下图中表示发生在常染色体上的变异，和所表示的变异类型分别属于()A重组和易位 B易位和易位C易位和重组D重组和重组【解析】由染色体图像可判断中两条为同源染色体，中两条为非同源染色体。是在同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段，属于重组，是在非同源染色体之间交换部分染色体片段，属于易位。【答案】A6(2016无锡高一检测)用人工诱变方法使黄色短杆菌的质粒中脱氧核苷酸序列发生如下变化：CCGCTAACGCCGCGAACG，那么黄色短杆菌将发生的变化和结果是()(可能相关的密码子为：脯氨酸：CCG，CCA；甘氨酸：GGC，GGU；天冬氨酸：
6、GAU，GAC；丙氨酸：GCA，GCU，GCC，GCG；半胱氨酸：UGU，UGC)A基因突变，性状改变B基因突变，性状没有改变C基因和性状均没有改变D基因没变，性状改变【解析】从基因突变的情况可看出：基因片段中的T突变为G，对应的mRNA上的密码子由GAU变成GCU，编码的氨基酸由天冬氨酸变为丙氨酸，氨基酸的改变引起生物性状的改变。【答案】A7如图为同种生物的不同个体编码翅结构的基因的碱基比例图。基因1来源于一具正常翅的雌性个体的细胞，基因2来源于另一具异常翅的雌性个体的细胞。据此可知，翅异常最可能是由于碱基对的()A增添 B替换C缺失D正常复制【解析】通过对比可知，翅异常个体基因缺失了一个A
7、T碱基对，导致性状发生了改变，C项正确。【答案】C8如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是 ()ADNA连接酶和解旋酶BDNA聚合酶和限制性核酸内切酶C限制性核酸内切酶和DNA连接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶【解析】目的基因和运载体结合需要基因剪刀限制性核酸内切酶和基因针线DNA连接酶。此过程不涉及DNA复制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。【答案】C9(2016杭州高一检测)下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性核酸内切
8、酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性核酸内切酶提供目的基因的生物质粒【解析】基因工程中供体为提供目的基因的生物，剪刀为限制性核酸内切酶，针线是DNA连接酶，常用的运载体是质粒，受体细胞常用的有大肠杆菌等。【答案】C10(2016济南高一检测)由于基因突变，导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据图和下表回答问题：第一个字母第二个字母第三个字母UCAGA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UCAG(1)图中过程发生的场所是_，过程叫_。(2)除赖氨酸以外
9、，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，且链与链(模板链)只有一个碱基不同，那么链不同于链上的那个碱基是_。(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_。【解析】(1)过程为翻译，在细胞质的核糖体上进行。过程为转录，在细胞核中进行。(2)由赖氨酸与表格中其他氨基酸的密码子对比可知，赖氨酸与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子相比，都只有一个碱基的差别，而赖氨酸与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X是丝氨酸的可能性最小。(3)由表格中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可知，链与链的碱基序列分别为TTC与TAC，差别
10、的碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码这种氨基酸，可以保证翻译的速度。【答案】(1)核糖体转录(2)丝氨酸丝氨酸与赖氨酸有两个碱基的差别(3)A(4)简并性增强了密码容错性，保证了翻译的速度能力提升11如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG，据图分析正确的是()A转运缬氨酸的tRNA一端的三个碱基是CAUB过程是以链作模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的催化作用下完成的C控制血红蛋白的基因中
11、任意一个碱基对发生改变都会引起镰刀型细胞贫血症D人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白中的一个谷氨酸被缬氨酸取代【解析】由于运输氨基酸的tRNA一端的三个碱基是与mRNA中的碱基互补配对的，所以运输缬氨酸的tRNA一端的三个碱基为CAU；过程为转录，所需的原料为核糖核苷酸；控制血红蛋白的基因中不同碱基对的改变对氨基酸的种类变化作用是不同的；性状改变的根本原因是基因中碱基对的改变。【答案】A12某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是()A减
12、数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换【解析】根据题干所知，染色体缺失花粉不育，则正常情况下，该植物做父本只产生含b的配子，测交后代不可能出现红色性状。既然测交后代中有部分个体表现为红色性状，说明父本产生的配子中有部分含有B。若发生基因突变，则后代个体只有个别个体表现为红色；若是减数第一次分裂时非姐妹染色单体发生交叉互换，因为交叉互换有一定的交换率，故父本产生的配子中可能有一部分含有B，测交后代可能会出现部分(不是个别)红色性状，D正确。基因突变具有不定向性，且
13、突变率低，减数分裂时染色单体一旦形成，则不发生基因突变，故A错；减数二次分裂时3与4随着丝点的分裂而分离，形成的两个花粉由于含有缺失染色体而不育，B错；非姐妹染色单体之间自由组合发生在减数与第一次分裂后期，故C错。【答案】D13(2014重庆高考)下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是()A的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到的染色体上C的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状D只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异【解析】本题考查基因工程。构建重组Ti质粒需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，故A项错误；侵染植物细胞后
14、，重组Ti质粒上的TDNA整合到的染色体DNA上，故B项错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不表达，或者表达的蛋白质不具有生物活性，故C项错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，故D项正确。【答案】D14下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题。(1)上述两个基因发生突变是由于_引起的。(2)下图为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为_，表现型是_，请在图中标明基因与染色体的关系。(3)甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，为什么？可用什么方法让其后代表现出突变性状。(4)a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料，设计实验，培育出同时具有两种优良性状的植株(用遗
