2020-2021学年高中生物人教版必修2课后巩固练习：第5章第1节基因突变和基因重组

2020-2021学年高中生物人教版必修2课后巩固练习：第5章第1节基因突变和基因重组

1．将同一品种的小麦分别种在水肥条件不同的农田中，其株高等 性状表现出很大差异，这种现象在遗传学上称为( ) A．遗传性 B．基因重组引起的变异 C．基因突变产生的差异 D．不遗传的变异 解析：生物的变异分为不遗传的变异和可遗传的变异，前者是由 环境条件的改变引起的生物性状的变异(遗传物质未发生改变)；后者由 遗传物质的改变引起的生物性状的变异。 答案：D 2．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：D 3．基因突变是生物变异的根本来源和生物进化的原始材料，其原 因是( ) A．能产生新基因 B．发生的频率高 C．能产生大量有利变异 D．能改变生物的表现型 答案：A 4．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，属于有性生殖过程中可能发生的过 程。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，属于 有性生殖过程中一定发生的过程。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：B 5．以下几种生物，其可遗传的变异既可以来自基因突变，又可以 来自基因重组的是( ) A．蓝细菌 B．噬菌体 C．烟草花叶病毒 D．豌豆 解析：基因突变可以发生在所有生物中，而基因重组只发生在进 行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖，而豌豆 可以进行有性生殖，所以豌豆既可以发生基因突变，也可以发生基因 重组。 答案：D 6．根据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因。并回答： (1)图中下列序号表示的生理过程分别是： ①__________；②__________；③__________。 (2)④ 的 碱基 排列 顺序 是________， 这是 决定 缬氨 酸的 一个 ________。 (3)镰刀型细胞贫血症的根本原因是_______________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________， 从而改变了遗传信息。 (4)根据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征，说明基因突变具 有________和________的特点。 (5)根据基因、密码子和氨基酸的对应关系，若图示基因中第三个 碱基对发生变化，能否引起性状的改变？(提示：谷氨酸的密码子为 GAA、GAG) _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：镰刀型细胞贫血症的病因是病人的血红蛋白分子的一条多 肽链上，有一个氨基酸的种类发生了改变，即由正常的谷氨酸变成了 异常的缬氨酸，根本原因是控制合成血红蛋白的 DNA 的碱基序列发生 了改变，即发生了基因突变，由 突变成了 。 答案：(1)转录 翻译 基因突变(复制) (2)GUA 密码子 (3)控 制血红蛋白合成的 DNA 的碱基序列发生了改变 (4)突变率低 有害 性 (5)不一定，若第三个碱基对改变后，转录出的密码子为 GAG，由 于翻译出的氨基酸不发生改变，则不引起性状的改变；若突变后转录 出的密码子为 GAU 或 GAC，由于翻译出的氨基酸改变，因此可改变 性状 A 级 基础巩固 1．镰刀型细胞贫血症的根本病因是决定血红蛋白的相关基因发生 了突变，如图所示。这种基因突变的情况属于( ) A．增添一对碱基 B．替换一对碱基 C．缺失一对碱基 D．缺失两对碱基 解析：题图显示：正常人 DNA 分子片段中=====T A 碱基对被=====A T 替 换后，导致决定血红蛋白的相关基因发生了突变。 答案：B 2．用辐射量超标的大理石装修房屋，会对未生育夫妇造成危害进 而影响生育的质量。以下说法正确的是( ) A．射线易诱发基因突变，通过受精作用传给后代 B．射线易诱发基因突变，通过有丝分裂传给后代 C．射线易诱发基因重组，通过减数分裂传给后代 D．射线易诱发基因重组，通过有丝分裂传给后代 解析：射线能引起生物发生基因突变，若突变发生在体细胞的有 丝分裂过程中，则一般不遗传给后代；若突变发生在减数分裂过程中， 则可通过受精作用传给后代。 答案：A 3．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 1 169 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－C B．②处碱基对 A－T 替换为 G－C C．③处缺失碱基对 A－T D．④处碱基对 G－C 替换为 A－T 解析：由题干可知，该基因突变造成了 1 169 位赖氨酸变为谷氨酸， 则必然是发生了碱基对的替换。赖氨酸的密码子是 AAA、AAG，而谷 氨酸的密码子是 GAA、GAG，说明是第一位碱基发生了替换，由 A －T 替换为 G－C。 答案：B 4．洋葱根尖分生区细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携 带的基因不完全相同，其原因是( ) A．复制出现差错 B．发生过交叉互换 C．联会发生紊乱 D．发生了自由组合 解析：基因重组发生在减数分裂的过程中，洋葱根尖分生区细胞 进行的是有丝分裂，不会发生基因重组，其两条姐妹染色单体所携带 的基因不同是由于复制时发生了基因突变。 答案：A 5．以下各项属于基因重组的是( ) A．基因型为 Aa 的个体自交，后代发生性状分离 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：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，其性状出现差异由环境引起，D 错误。 答案：C 6．如图为某植物种群(雌雄同花，自花授粉)中甲植株的 A 基因和 乙植株的 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)简述上述两个基因发生突变的过程：____________________ _____________________________________________________。 (2)突变产生的 a 基因与 A 基因、a 基因与 B 基因分别是什么关系？ ________________________。 (3)若 a 基因和 b 基因分别控制两种优良性状，则 A 基因发生突变 的甲植株基因型为________，B 基因发生突变的乙植株基因型为 ________。 解析：(1)图甲中=====C G 替换为=====G G ，图乙中=====C G 替换为=====A G ， 因此甲、乙都是碱基替换。(2)基因突变产生等位基因，A 与 a 为等位 基因，a 与 B 为非等位基因。(3)由题干可知，基因 a 和 b 都是突变而 来的，原亲本为纯合子，因此突变后的甲植株基因型为 AaBB，乙植 株基因型为 AABb。 答案：(1)DNA 复制的过程中一个碱基被另一个碱基替换，导致基 因的碱基序列发生了改变 (2)等位基因、非等位基因 (3)AaBB AABb B 级 能力训练 7．下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，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)( ) —ATG GGC CTG CTG A…… GAG TTC TAA— 1 4 7 10 13 100 103 106 A．第 6 位的 C 被替换为 T B．第 9 位与第 10 位之间插入 1 个 T C．第 100、101、102 位被替换为 TTT D．第 103 至 105 位被替换为 1 个 T 解析：当第 6 位的 C 被替换为 T，或第 100、101、102 位被替换 为 TTT，都只是改变一个密码子，在不考虑终止密码子的情况下，最 多只改变一个氨基酸的种类，其他都没有变；当第 9 位和第 10 位间插 入 1 个 T 时，就会造成插入点后所有氨基酸的种类甚至数目的改变； 当第 103 至 105 位被替换为 1 个 T，则碱基对减少，也会造成后面的 所有氨基酸的种类和数目改变，但由于发生在尾部，所以没有 A 项影 响大。 答案：B 8．下列有关生物遗传和变异的叙述，正确的是( ) A．一对夫妇生了一个孩子患白化病(不考虑突变)，则双亲均为杂 合子 B．在减数分裂过程中，基因突变、基因重组都可能发生 C．一个基因型为 AaBb(位于两对染色体上)的精原细胞只能形成 两种精子 D．同源染色体的姐妹染色单体之间局部交叉互换可导致基因重组 解析：一对夫妇生了一个患白化病(不考虑突变)的孩子，这一对夫 妇可能均为杂合子，也可能都患病，或者一方患病，一方为杂合子； 一个基因型为 AaBb(位于两对染色体上)的精原细胞可形成两种精子 (无交叉互换)或四种精子(有交叉互换)；同源染色体的非姐妹染色单体 之间的交叉互换可导致基因重组。 答案：B 9．二倍体水毛茛的黄花基因 q1 中丢失 3 个相邻碱基对后形成基 因 q2，导致基因编码的蛋白质中氨基酸序列发生了改变。下列叙述正 确的是( ) A．正常情况下 q1 和 q2 可存在于同一个配子中 B．利用光学显微镜可观测到 q2 的长度较 q1 短 C．突变后翻译时碱基互补配对原则发生了改变 D．突变后水毛茛的花色性状不一定发生改变 解析：基因突变后产生的是等位基因，等位基因在减数第一次分 裂后期分离，正常情况下，q1 和 q2 不可能存在于同一个配子中，A 项 错误；基因突变在光学显微镜下观察不到，B 项错误；基因突变对碱 基互补配对原则没有影响，C 项错误；如果突变后产生的是隐性基因， 或基因突变发生在叶片或根细胞中，则水毛茛的花色性状不会发生改 变，D 项正确。 答案：D 10．可遗传变异为生物的遗传多样性提供了内在保障。请思考并 回答下列问题： (1)对进行有性生殖的真核生物而言，可遗传变异的类型包括 ________、________和染色体变异。 (2)基因突变涉及的碱基对数量较少且位于基因内部，变化类型包 括________、________和替换。染色体变异，既可发生以染色体组为 单位的变异，也可发生以________为单位的变异，涉及碱基数量较多， 显微镜下________(填“可见”或“不可见”)。 (3)基因突变的结果是产生了新的________，而有性生殖通过 ________可使配子的基因型更加多样，再加上受精过程中精卵结合的 ________性，必然导致同一双亲的后代呈现多样性。 解析：(1)可遗传变异是指遗传物质发生变化导致的变异，对进行 有性生殖的真核生物而言，包括基因突变、基因重组、染色体变异。 (2)基因突变只涉及基因内部碱基的变化，包括碱基对的增添、缺失和 替换，涉及的碱基数量较少。而染色体变异超出了基因的范畴，涉及 碱基数量较多，显微镜下可见。包括染色体结构的变化，如缺失、重 复、易位、倒位；包括单个染色体数量的增加或减少。如三体，单体； 也包括以染色体组为单位的整体性缺失或重复，如单倍体，多倍体等。 (3)基因突变的结果是产生了新的等位基因，基因重组导致了配子的基 因型更加多样，精卵结合具有随机性。 答案：(1)基因突变 基因重组 (2)增添 缺失 染色体 可见 (3)等位基因 基因重组 随机 11．某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h) 为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因 M、m 与基因 R、r 在 2 号染 色体上，基因 H、h 在 4 号染色体上。 (1)基因 M、R 编码各自蛋白质前 3 个氨基酸的 DNA 序列如图所 示，起始密码子均为 AUG。若基因 M 的 b 链中箭头所指碱基 C 突变 为 A，其对应的密码子由______变为________。正常情况下，基因 R 在细胞中最多有________个，其转录时的模板位于________(填“a”或 “b”)链中。 (2)用基因型为 MMHH 和 mmhh 的植株为亲本杂交获得 F1，F1 自交获得 F2，F2 中自交性状不分离植株所占的比例为______，用隐性 亲本与 F2 中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比 例为______。 (3)基因型为 Hh 的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二 次分裂中期的 Hh 型细胞，最可能的原因是_________________。缺失 一条 4 号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个 HH 型配子， 最可能的原因是________________________。 解析：(1)由起始密码子(mRNA 上)为 AUG 可知，基因 M 和基因 R 转录的模板分别为 b 链和 a 链。对 M 基因来说，箭头处 C 突变为 A， 对应的 mRNA 上的即是 G 变成 U，所以密码子由 GUC 变成 UUC； 正常情况下，基因成对出现，若此植株的基因为 RR，则 DNA 复制后， R 基因最多可以有 4 个。(2)F1 为双杂合子，这两对基因又在非同源染 色体上，所以符合孟德尔自由组合定律，F2 中自交后性状不分离的指 的是纯合子，F2 中的四种表现型各有一种纯合子，且比例各占 F2 的 1 16 ， 故四种纯合子占 F2 的比例为 1 16 ×4＝1 4 ；F2 中宽叶高茎植株有四种基因 型，这四种基因型及比例为 MMHH∶MmHH∶MMHh∶MmHh＝1∶ 2∶2∶4，他们分别与 mmhh 测交，后代宽叶高茎∶窄叶矮茎＝4∶1。 (3)减数第二次分裂过程中发生姐妹染色单体的分离，而现在出现了 Hh，最可能的原因是基因型为 Hh 的个体减数分裂过程联会时同源染 色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，形成了基因型为 Hh 的次级 性母细胞；配子中应只能含一个基因 H，且 4 号只有一条染色体，说 明错误是由减数第二次分裂时着丝点没有分开造成的。 答案：(1)GUC UUC 4 a (2)1 4 4∶1 (3)(减数第一次分裂时) 发生了交叉互换 减数第二次分裂时染色体未分离 C 级 拓展提升 12．小鼠毛色的黄与黑、尾形的弯曲与正常各为一对相对性状， 分别由等位基因 B、b 和 D、d 控制。在毛色遗传中，具有某种纯合基 因型的合子不能完成胚胎发育。从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠 作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得 F1 的表现型及比例 如下表所示，请分析回答： 分类 黄毛弯曲尾 黄毛正常尾 黑毛弯曲尾 黑毛正常尾 雄性 2 12 2 12 1 12 1 12 雌性 4 12 0 2 12 0 (1)控制毛色的基因在________染色体上，不能完成胚胎发育的合 子的基因型是________。 (2)父本的基因型是________，母本的基因型是________。 (3)若 F1 出现一只正常尾雌鼠，欲通过杂交实验探究这只雌鼠是基 因突变的结果还是由环境因素引起的，写出能达到这一目的的杂交亲 本，并给出相应的实验结果预期。 ①亲本组合____________________________________________ _____________________________________________________。 ②预期实验结果。 a．若是由基因突变导致，则杂交后代的表现为______________； b．若是由环境因素导致，则杂交后代的表现为______________。 解析：(1)分析后代表现型和比例可知，黄毛∶黑毛＝2∶1，相同 基因型组合中，后代出现了黄毛和黑毛，可知亲本基因型均为 Bb，后 代中黄毛只占 2 份，说明显性纯合致死。(2)分析后代可知，弯曲尾的 全为雌性，表现型和性别相关联，应位于 X 染色体上。根据比例可知， 父本的基因型是 XDY，母本的基因型是 XDXd。(3)若要探究这只雌鼠 是基因突变的结果(基因型为 XdXd)，还是由环境因素引起的(基因型为 XDXd)，应设计某基因型的雄鼠与其杂交，使后代的表现型及比例在两 种情况下不同。分析可知用正常尾或弯曲尾雄鼠都能达到目的。 答案：(1)常 BB (2)BbXDY BbXDXd (3)方案一：①尾正常雌 鼠×尾弯曲雄鼠 ②a.雌鼠全为弯曲尾，雄鼠全为正常尾 b．雄鼠出现弯曲尾 方案二：①尾正常雌鼠×尾正常雄鼠 ②a.全为正常尾 b．出现弯曲尾