课时作业22.docx

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课时作业22

课时作业（二十二）　基因突变和基因重组

一、选择题

1．（2015·四川卷）M基因编码含63个氨基酸的肽链。

该基因发生插入突变，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链含64个氨基酸。

以下说法正确的是（　　）

A．M基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加

B．在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接

C．突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同

D．在突变基因的表达过程中，最多需要64种tRNA参与

答案：

C　解析：

A项，双链DNA中嘌呤与嘧啶的比例恒等于1，突变前后此比例不会发生变化。

B项，转录过程中，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相连。

C项，由于突变位置的差异，突变前后编码的两条肽链可能在原有氨基酸序列中增加1个氨基酸，也可能原有序列中的1个氨基酸被替换成2个氨基酸，故最多有2个氨基酸不同。

D项，密码子虽然有64种，但是tRNA只有61种，因为有3种终止密码子无相应的tRNA。

2．（2016·江西模拟）以下有关基因重组的叙述，正确的是（　　）

A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组

B．姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组

C．基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离

D．同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的

答案：

A　解析：

基因重组的发生与非同源染色体的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换有关，A项正确、B项错误；纯合子自交后代不出现性状分离，C项错误；同卵双生个体基因型相同，其性状差异与环境条件或突变有关，与基因重组无关，D项错误。

3．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

答案：

A　解析：

根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，说明发生了基因突变，基因突变发生在DNA复制时期。

4．下列有关说法，正确的是（　　）

A．没有外界不良因素的影响，生物不会发生基因突变

B．基因型为DdTt的一个卵原细胞进行减数分裂时，可能产生4种配子

C．基因重组可以产生新的基因

D．细胞中染色体数目增多时并不一定是发生了染色体变异

答案：

D　解析：

无外界影响生物也可能发生基因突变，A错误；一个卵原细胞只能形成一个卵细胞，故只可产生1种配子，B错误；只有基因突变才能产生新的基因，C错误。

5．男甲和男乙在某核电站工作数年后分别生了一个血友病的儿子与一个侏儒症的女儿，两人及妻子的家庭成员均无相应的遗传病史。

后两人向法院起诉，要求该核电站为其孩子的疾病承担责任。

已知侏儒症为常染色体显性遗传。

下列推测正确的（　　）

A．甲、乙都能胜诉B．甲可能胜诉

C．乙可能胜诉D．甲、乙都不能胜诉

答案：

C　解析：

辐射易诱发基因突变。

血友病为伴X染色体隐性遗传病，男甲儿子的致病基因不可能来自于男甲，而是来自于其妻子，故甲不能胜诉。

男乙女儿的遗传病为常染色体显性遗传病，有可能是他的突变基因所导致的，当然也可能是其妻子的突变基因所导致的，故乙可能胜诉。

6．（2016·陕西宝鸡九校联考）下列关于生物变异的叙述正确的是（　　）

A．基因突变指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失而引起的DNA结构改变

B．基因型为Aa的植物连续自交，F2基因型比例为3∶2∶3，这是由基因重组造成的

C．不能通过有性生殖遗传给后代的变异，也可能属于可遗传变异，如三倍体无子西瓜就属于可遗传变异

D．基因重组包含非同源染色体上的非等位基因自由组合和非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换

答案：

C　解析：

具有遗传效应的DNA片段中发生的碱基对的替换、增添和缺失才是基因突变，A错误；基因型为Aa的植物连续自交，得到的F2基因型比例为3∶2∶3，这是基因分离导致的结果，不是基因重组，B错误；遗传物质发生了改变而引起的变异都属于可遗传的变异，不一定能通过有性生殖遗传给后代，C正确；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体间，不是发生在非同源染色体的非姐妹染色单体间，D错误。

7．（2015·山东烟台一模）编码酶X的基因中某个碱基被替换时，表达产物将变为酶Y。

下表显示了与酶X相比，酶Y可能出现的四种状况，对这四种状况出现的原因判断正确的是（　　）

比较指标

①

②

③

④

酶Y活性/酶X活性

100%

50%

10%

150%

酶Y氨基酸数目/酶X氨基酸数目

1

1

小于1

大于1

A.状况①一定是因为氨基酸序列没有变化

B．状况②一定是因为氨基酸间的肽键数减少了50%

C．状况③可能是因为突变导致了终止密码位置变化

D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加

答案：

C　解析：

基因突变引起氨基酸种类替换后，蛋白质的功能不一定发生变化，A错误；蛋白质功能取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构，状况②中酶Y与酶X的氨基酸数目相同，所以肽键数不变，B错误；状况③氨基酸数目减少，最可能的原因是突变导致了终止密码位置提前，C正确；基因突变不会导致tRNA种类改变，D错误。

8．如图为基因型是AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。

下列相关判断错误的是（　　）

A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞

B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生

C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞

D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组

答案：

A　解析：

由图示可知，细胞中无同源染色体，处于MⅡ中期，此细胞可能为次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体，故A错误；由体细胞基因型为AABb知，细胞中的a是由A突变产生的；该细胞完成减数第二次分裂后，形成AB和aB两个子细胞，可能是两种精子或一种卵细胞和一种极体或两种极体；二倍体细胞有丝分裂后期含有四个染色体组。

9．5溴尿嘧啶（5BU）是胸腺嘧啶的类似物，可取代胸腺嘧啶。

5BU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5BU的培养基中培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌，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。

下列说法错误的是（　　）

A．5BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基对替换

B．5BU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碱基对变成G/C碱基对

D．5BU诱发突变发生在DNA分子复制过程中

答案：

B　解析：

基因突变指基因分子结构的改变，包括组成DNA的碱基对的增添、缺失和替换。

用含5BU的培养基培养大肠杆菌，在DNA分子复制时A与T配对变成A与5BU配对，改变了基因碱基对的排列顺序，改变了DNA分子的结构，即发生了基因突变。

5BU诱发突变的机制并不是阻止碱基配对，而是让DNA分子进行了错误的配对。

10．下表描述一个控制A酶合成的基因的相关情况，当其碱基序列中的某一个碱基被另外一个碱基取代后其控制合成的蛋白质产物（以甲、乙、丙、丁表示）的特性发生了变化，据表分析下列说法中不正确的是（　　）

项目

相对于A酶的催化活性

相对于A酶的氨基酸数目

甲

100%

不变

乙

50%

不变

丙

0%

减少

丁

150%

不变

A.无法判断蛋白质丁的氨基酸序列是否有改变

B．蛋白质乙的氨基酸序列一定有改变

C．单一碱基取代现象可以解释蛋白质丙的产生

D．蛋白质甲的氨基酸序列不一定改变

答案：

A　解析：

基因碱基序列中的某一个碱基被另外一个碱基取代，说明发生了基因突变。

由于蛋白质丁的催化活性提高了，所以其氨基酸序列一定有改变，故A错误；由于蛋白质乙的催化活性降低，所以其氨基酸序列也一定有改变，故B正确；单一碱基取代也可能导致对应密码子变成了终止密码子，因此可以解释蛋白质丙的出现，故C正确；由于蛋白质甲的催化活性没有改变，可能发生了中性突变，因此无法推断蛋白质甲的氨基酸序列是否改变，故D正确。

11.果蝇灰体对黄体为显性，相关基因E、e位于X染色体上。

用X射线处理一只灰体雄蝇，然后将其与黄体雌蝇杂交，数千只子代（F1）中出现一只灰体雄蝇。

检测发现，这只灰体雄蝇Y染色体上多了一段带有E基因的片段。

下列判断不正确的是（　　）

A．亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期

B．实验结果说明突变具有低频性

C．F1中灰体雄蝇的出现是染色体结构变异的结果

D．F1灰体雄蝇与黄体雌蝇交配，后代雄蝇都是灰体

答案：

A　解析：

如果亲代灰体雄蝇变异发生在胚胎时期（此时Y染色体上多了一段带有E基因的片段），则后代中的雄蝇将均为灰体，这与题中信息矛盾；数千只子代（F1）中出现一只灰体雄蝇，说明突变具有低频性；Y染色体上多了一段带有E基因的片段属于染色体结构变异；由于F1灰体雄蝇的Y染色体上带有E基因，因此，该灰体雄蝇的后代中雄性个体均为灰体。

二、非选择题

12．由于基因突变，蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。

根据题中所示的图、表回答问题：

第一个字母

第二个字母

第三个字母

U

C

A

G

A

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

U

C

A

G

（1）图中Ⅰ过程发生的场所是________，Ⅱ过程叫________。

（2）除赖氨酸外，对照表中的密码子，X表示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②链与⑤链只有一个碱基不同，那么⑤链上不同于②链上的那个碱基是________。

（4）从表中可看出密码子具有________，它对生物体生存和发展的意义是：

_______________________________________________。

答案：

（1）核糖体　转录

（2）丝氨酸　要同时突变两个碱基（3）A（4）简并性　增强了密码容错性，保证了生物遗传性状的稳定性

解析：

（1）根据题图中物质之间的相互联系可推知，Ⅰ过程为翻译，该过程是在细胞质中的核糖体上进行的。

Ⅱ过程是转录，其发生的场所主要是细胞核。

（2）比较赖氨酸和表中其他氨基酸的密码子可知：

赖氨酸的密码子与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子只有一个碱基的差别，而赖氨酸的密码子与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X表示丝氨酸的可能性最小。

（3）根据表中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可推知：

②链与⑤链的碱基序列分别为TTC与TAC，故⑤链上不同于②链上的那个碱基是A。

（4）从增强密码容错性的角度来考虑，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子具有简并性，可能不会改变其对应的氨基酸，从而保证了生物遗传性状的稳定性。

13．（2016·安徽庐江第四次联考）芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刁柏，为XY型性别决定。

在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。

（1）仅从性染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________种，比例为________。

（2）有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：

一是因为基因突变，二可能是染色体加倍成为多倍体。

请设计一个简单的实验，鉴定阔叶石刁柏出现的原因。

_______________________

______________________________________________________________________________________________。

（3）现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。

若________________，则为____________________；

若________________，则为____________________。

（4）已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。

技术人员先用多株野生型雌石刁柏与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员做此实验的意图。

____________________________

_______________________________________________。

若杂交实验结果出现______________________________，养殖户的心愿可以实现。

答案：

（1）21∶1　

（2）取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变　（3）后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变（4）通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶

解析：

（1）由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。

（2）染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。

因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。

（3）选用多株阔叶突变型石刁柏雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。

（4）选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。

若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。

故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。

14．（能力提升题）

（1）非洲刺毛鼠（2n＝16）背上有硬棘毛，体色为浅灰色或灰色，张教授在一个封闭饲养的刺毛鼠繁殖群体中，偶然发现一只无棘雄鼠（浅灰色），全身无棘毛，并终身保留无棘状态。

张教授为了研究无棘毛鼠的遗传特性，让这只无棘雄鼠与雌性刺毛鼠交配，结果F1全是刺毛鼠；再让F1刺毛鼠雌雄交配，生出8只无棘毛鼠和25只刺毛鼠，其中无棘小鼠全为雄性。

张教授初步判断：

①该雄鼠无棘是种群中基因突变造成的，而不是营养不良或其他环境因素造成的；②控制无棘性状的基因位于性染色体上。

写出张教授作出上述两项判断的理由：

判断①的理由：

____________________________________；

判断②的理由：

___________________________________。

（2）小鼠毛色的黄与灰、尾形的弯曲与正常各为一对相对性状（均为完全显性），分别由等位基因R、r和T、t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，请分析回答问题。

项目

黄毛弯曲尾

黄毛正常尾

灰毛弯曲尾

灰毛正常尾

♂

2/12

2/12

1/12

1/12

♀

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亲代雄鼠和雌鼠的基因型分别是______________和______________。

③让F1的全部黄毛正常尾雄鼠与黄毛弯曲尾雌鼠杂交，F1中灰毛弯曲尾雌鼠占的比例为__________。

④若F1出现了一只正常尾雌鼠，如何通过杂交实验探究这只雌鼠的正常尾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，并作出相应的实验结果预期。

亲本组合：

_____________________________________。

预期实验结果及相应结论。

ⅰ.若_______________________________________________，

则为基因突变的结果；

ⅱ.若_______________________________________________，

则由环境因素引起。

答案：

（1）无棘的性状可遗传给后代，是可遗传的变异，种群中常见种为刺毛鼠，出现无棘性状最可能是基因突变的结果F1刺毛鼠雌雄交配后代无棘性状和性别相关联，故该基因位于性染色体上

（2）①常RR②RrXTYRrXTXt③1/8④有两种方案，答任何一种均可，但前后要对应。

方案一：

正常尾雌鼠×弯曲尾雄鼠ⅰ.后代雌鼠全为弯曲尾，雄鼠全为正常尾ⅱ.后代雄鼠出现弯曲尾方案二：

正常尾雌鼠×正常尾雄鼠ⅰ.后代全为正常尾ⅱ.后代出现弯曲尾

解析：

（1）可遗传的变异与不可遗传的变异的区别在于这种变异是否能够遗传。

若性状与性别无关，则该性状是由常染色体上的基因控制的，若性状与性别相关联，则该性状由性染色体上的基因控制。

（2）由表格信息知，F1中雌雄鼠毛色表现完全相同，都是黄毛∶灰毛＝2∶1。

由此，可以判断控制毛色的基因位于常染色体上，黄毛是杂合子，灰毛是隐性纯合子，显性纯合致死。

根据上面分析可知，亲代鼠都是杂合子。

因为后代尾形表现与性别有关，且雌鼠只有弯曲尾，雄鼠两种类型都有，可以判断出亲代雄鼠的基因型为RrXTY，雌鼠的基因型为RrXTXt。

子一代黄毛正常尾雄性个体的基因型是RrXtY，黄毛弯曲尾雌性个体的基因型是1/2RrXTXT、1/2RrXTXt。

所以RrXtY与1/2RrXTXT杂交后代灰毛弯曲尾雌鼠的比例是1/2×1/3×1/2＝1/12（因为纯合的基因型RR致死，所以灰色占的比例由1/4变为1/3），RrXtY与1/2RrXTXt杂交后代灰毛弯曲尾雌鼠的比例是1/2×1/3×1/4＝1/24，所以共占的比例为1/12＋1/24＝1/8。

基因突变产生的性状可以遗传给后代，而环境因素引起的性状改变不会遗传给后代，因此要判断正常尾雌鼠是基因突变产生的还是环境因素引起的，可用正常尾雌鼠×弯曲尾雄鼠杂交，若后代雌鼠全为弯曲尾，雄鼠全为正常尾，则为基因突变的结果；若后代雄鼠出现弯曲尾，则是由环境因素引起的。

也可以用正常尾雌鼠×正常尾雄鼠，苦后代全为正常尾，则为基因突变的结果；若后代出现弯曲尾，则是由环境因素引起的。