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课时分层作业 二十二 基因突变和基因重组
(30分钟 100分)
一、选择题(共8小题 ,每题7分 ,共56分)
1.(2019·大连模拟)以下关于基因突变的说法 ,错误的选项是 ( )
A.没有外界因素诱导也可能发生基因突变
B.间期最易发生基因突变
C.基因突变不一定会引起性状改变
D.体细胞中的突变基因都不能遗传给后代
【解析】选D。基因突变可以自然发生 ,也可以在外界因素如紫外线、X射线、γ射线的诱导下发生；间期进行DNA复制 ,最容易发生基因突变；由于密码子的简并性 ,一种氨基酸对应多种密码子或基因型AA突变成Aa等情况下 ,基因突变不一定会引起性状改变；体细胞中的突变基因可以通过无性生殖遗传给后代。
2.动态突变是指基因中的3个相邻核苷酸重复序列的拷贝数发生倍增而产生的变异 ,这类变异会导致人类的多种疾病 ,且重复拷贝数越多 ,病情越严重。以下关于动态突变的推断正确的选项是( )
A.可借助光学显微镜进行观察
B.只发生在生长发育的特定时期
C.会导致染色体上基因的数量有所增加
D.突变基因的翻译产物中某个氨基酸重复出现
【解析】选D。依据动态突变的概念可知 ,该变异应属于基因突变 ,因此光学显微镜无法看清基因内部结构的变化 ,A项错误；基因突变发生在任何时期 ,在细胞分裂的间期DNA复制 ,DNA分子相对不稳定 ,较容易发生基因突变 ,B项错误；根据题意“动态突变是指基因中的3个相邻核苷酸重复序列的拷贝数发生倍增〞 ,它是基因内部结构的改变 ,并没有引起染色体上基因数量的增加 ,C项错误；基因中的3个相邻核苷酸转录成mRNA上的一个密码子 ,假设重复拷贝 ,那么产生重复的密码子 ,将会导致翻译产物中某个氨基酸重复出现 ,D项正确。
3.(2019·海南高考)关于等位基因B和b发生突变的表达 ,错误的选项是( )
A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变
D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
【解析】选B。此题考查基因突变的有关知识。基因突变具有不定向性 ,等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因 ,A项正确；X射线属于物理诱变因素 ,其照射会影响基因B和基因b的突变率 ,B项错误；基因突变的实质是碱基对的增添、缺失和替换 ,使基因的结构发生变化 ,C项和D项均正确。
4.除草剂敏感型的玉米经辐射获得抗性突变体 ,且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。以下表达正确的选项是 ( )
A.突变体假设为1条染色体的片段缺失所致 ,那么该抗性基因一定为显性基因
B.抗性基因与敏感基因的结构一定不同
C.突变体假设为基因突变所致 ,那么再经诱变一定不能恢复为敏感型
D.抗性基因假设为敏感基因中的单个碱基对缺失所致 ,那么该抗性基因一定不能编码肽链
【解析】选B。因为敏感基因与抗性基因是一对等位基因 ,所以经诱变后 ,敏感基因随那段染色体的缺失而消失从而表现出抗性 ,因此消失的基因应为显性基因 ,剩下的抗性基因是隐性的 ,A项错误；抗性基因与敏感基因为等位基因 ,碱基的数量和排列顺序存在差异 ,结构一定不同 ,B项正确；由于基因突变具有不定向性 ,因此突变体假设为基因突变所致 ,那么再经诱变可以恢复为敏感型 ,C项错误；抗性基因假设为敏感基因中的单个碱基对缺失所致 ,会导致编码的肽链发生改变 ,但可以编码肽链 ,D项错误。
5.(2019·哈尔滨模拟)以下各项属于基因重组的是 ( )
A.基因型为Aa的个体自交 ,后代发生性状别离
B.雌、雄配子随机结合 ,产生不同类型的子代个体
C.YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型
D.同卵双生姐妹间性状出现差异
【解析】选C。一对等位基因无法发生基因重组 ,A错误；基因重组发生在减数第一次分裂而非受精作用过程中 ,B错误；基因重组指在生物体进行有性生殖过程中 ,控制不同性状的基因重新组合 ,C正确；同卵双生姐妹遗传物质相同 ,其性状出现差异是由环境引起的 ,D错误。
6.以下关于基因重组的表达 ,正确的选项是 ( )
导学号
A.杂交后代出现3∶1的别离比 ,不可能是基因重组导致的
B.联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合
C.“肺炎双球菌转化实验〞中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组
D.基因重组导致生物性状多样性 ,为生物进化提供了最根本的原材料
【解析】选C。如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制 ,那么杂交后代出现3∶1的别离比 ,可能是基因重组的结果 ,A错误；联会时的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合 ,B错误；突变和基因重组为生物的进化提供原材料 ,突变包括基因突变和染色体变异 ,D错误。
【易错提醒】基因重组只是“原有基因间的重新组合〞 ,它既未改变基因的“质〞(未产生“新基因〞)也未改变基因的“量〞 ,只是产生了“新基因型〞 ,其所产生的性状应称为“重组性状〞而不是“新性状〞。
7.如图为结肠癌发病过程中细胞形态和局部染色体上基因的变化。以下表达正确的选项是 ( )
导学号
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的
D.突变基因必将遗传给子代个体
【解析】选B。等位基因是位于同源染色体的同一位置上 ,控制着相对性状的基因 ,图示中与结肠癌有关的基因位于一组非同源染色体上 ,A项错误；由图可知 ,当4处基因突变累积后 ,正常细胞成为癌细胞 ,B项正确；图示基因突变可以发生在不同的染色体上 ,表达了基因突变的随机性 ,且基因突变具有不定向性 ,C项错误；基因突变假设发生在配子中 ,将遵循遗传规律遗传给后代 ,假设发生在体细胞中 ,一般不能遗传给后代 ,D项错误。
8.(2019·武汉模拟)5-溴尿嘧啶(5-BU)是胸腺嘧啶的类似物 ,可取代胸腺嘧啶。5-BU能产生两种互变异构体 ,一种是酮式 ,一种是烯醇式 ,酮式可与A互补配对 ,烯醇式可与G互补配对。在含有5-BU的培养基中培养大肠杆菌 ,得到少数突变体大肠杆菌 ,突变型大肠杆菌中的碱基数目不变 ,但A+T/C+G的碱基比例不同于原大肠杆菌。以下说法不正确的选项是 ( )
导学号
A.5-BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换
B.5-BU诱发突变的机制是阻止碱基配对
C.培养过程中可导致A/T配对变成C/G配对
D.5-BU诱发突变发生在DNA分子复制的过程中
【解题指南】解答此题需注意两点：
(1)5-溴尿嘧啶(5-BU)是胸腺嘧啶(T)的结构类似物 ,DNA复制时 ,酮式可与A互补配对 ,代替T作为原料 ,烯醇式可与G互补配对 ,代替C作为原料。
(2)5-溴尿嘧啶(5-BU)可导致A/T配对变成C/G配对。
【解析】选B。据题可知 ,5-BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换 ,A正确；5-BU诱发突变的机制并非阻止碱基配对 ,而是导致碱基对错配 ,B错误；据分析可知 ,培养过程中可导致A/T配对变成C/G配对 ,C正确；基因突变发生在DNA复制的过程中 ,故5-BU诱发突变发生在DNA分子复制的过程中 ,D正确。
【易错提醒】此题易错选A。原因是不能根据5-溴尿嘧啶既可以与A互补配对 ,又可以与G互补配对 ,得出“5-溴尿嘧啶能导致碱基对的替换〞这一正确的结论 ,而误以为“5-溴尿嘧啶能阻止碱基互补配对〞。
二、非选择题(共14分)
9.(2019·衡水模拟)果蝇的棒眼基因(B)和正常眼基因(b) ,只位于X染色体上。研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XsBXb ,其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因s ,且该基因与棒眼基因B始终连锁在一起(如图甲所示) ,s在纯合(XsBXsB、XsBY)时能使胚胎致死。图乙是某雄果蝇细胞分裂某一时期的图像。
导学号
(1)果蝇体细胞中共有8条染色体 ,研究果蝇基因组应测定________条染色体上的DNA序列。
(2)图乙细胞的名称是____________ ,其染色体与核DNA数目的比值为________________。正常情况下 ,此果蝇体细胞中含有X染色体数目最多为________条。
(3)如果图乙中3上的基因是XB ,4上基因是Xb ,其原因是_____________ ,
B与b基因不同的本质是它们的________不同。基因B是基因b中一个碱基对发生替换产生的 ,突变导致合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG) ,那么该基因的这个碱基对替换情况是________________________。
【解析】(1)测定果蝇的基因组DNA序列时 ,应包括3条常染色体和两条性染色体 ,共5条染色体。
(2)图乙所示细胞含四条染色体 ,其中无同源染色体 ,对应的细胞为次级精母细胞。图示染色体含有染色单体 ,所以染色体与核DNA数目的比值为1∶2。雄果蝇体细胞中含X染色体数目最多的时期是有丝分裂后期 ,此时含2条X染色体。
(3)因为X染色体上B和s连锁 ,会使雄果蝇致死 ,所以雄果蝇X染色体上初始不可能含B基因 ,雄果蝇X染色体上只含b基因。图乙所示情况只能是b基因复制时突变成了B基因。两基因不同的本质是因为碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序不同。比拟两种氨基酸的密码子发现U和C不对应 ,应是复制时U对应的A被C互补的G替换 ,也就是碱基对A//T被G∥C替换。
答案：(1)5
(2)次级精母细胞 1/2或1∶2 2
(3)发生基因突变(b基因突变为B基因) 碱基对(脱氧核苷酸)排列顺序 A∥T被G∥C替换
1.(6分)(2019·沈阳模拟)在正常生物体内 ,碱基对的错配可引起DNA的损伤 ,对损伤部位的切除修复过程如下图 ,据图判断以下表达错误的选项是 导学号( )
A.核酸内切酶和DNA酶作用的化学键相同
B.假设无切除修复功能可能会导致癌变
C.a过程所用的酶可能是DNA聚合酶
D.损伤的切除与修复属于基因突变
【解析】选D。从题图分析 ,核酸内切酶作用于损伤的部位断开的是磷酸二酯键 ,DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸 ,断开的也是磷酸二酯键；据题意 ,损伤部位假设不修复 ,以损伤部位所在链作为模板链进行DNA复制时 ,可导致DNA结构发生改变 ,从而导致基因突变 ,如果是原癌基因和抑癌基因发生突变 ,那么可导致癌变；a过程为根据碱基互补配对合成损伤部位单链的过程 ,所需的酶可能是DNA聚合酶；损伤部位切除和修复后 ,基因恢复正常 ,不属于基因突变。
2.(6分)嗜热土壤芽孢杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(bglB)是一种耐热纤维素酶 ,在PCR扩增bglB基因的过程中 ,参加诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选 ,可获得能表达出热稳定性高的bglB酶的基因。上述育种技术与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比 ,获取热稳定性高的bglB酶基因的效率更高 ,其原因不是在PCR过程中 导学号( )
A.仅针对bglB基因进行诱变
B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变
D.bglB基因突变会导致酶的氨基酸种类、数目等改变
【解析】选B。PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变 ,而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽孢杆菌所有DNA均起作用；基因突变具有不定向性；突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增 ,因此可快速累积突变；bglB基因突变会导致酶的氨基酸种类、数目等改变。
3.(18分)某农场种植的数十亩矮秆小麦中 ,出现了假设干株高秆小麦。生物兴趣小组对该变异性状进行遗传学分析。
(1)判断该变异性状是否能够遗传 ,最简便的方法是_______________
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