第5章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)題目1.基因突變1,2,3,5,9,10,11,13,14,152.基因重組83.綜合4,6,7,12A級(jí)基礎(chǔ)練1.(2017·天津靜海月考)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本病因是決定血紅蛋白的相關(guān)基因發(fā)生了突變,如圖所示。這種基因突變的情況屬于(B)A.增添一對(duì)堿基 B.替換一對(duì)堿基C.缺失一對(duì)堿基 D.缺失兩對(duì)堿基解析:題圖顯示:正常人DNA分子片段中T//A堿基對(duì)被A//T替換后,導(dǎo)致決定血紅蛋白的相關(guān)基因發(fā)生了突變。2.(2017·河北張家口期中)下列關(guān)于基因突變的敘述中,正確的是(C)A.生物隨環(huán)境改變而產(chǎn)生適應(yīng)性的突變B.由于細(xì)菌的數(shù)量多、繁殖周期短,因此其基因突變率很高C.無(wú)論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變D.自然狀態(tài)下的突變是不定向的,而人工誘發(fā)的突變是定向的解析:基因突變?cè)谧匀唤缰衅毡榇嬖?還可以自發(fā)產(chǎn)生,不是環(huán)境的改變使生物產(chǎn)生適應(yīng)性變異,而是環(huán)境的改變對(duì)生物產(chǎn)生的變異進(jìn)行了選擇;基因突變具有低頻性;基因突變具有普遍性,無(wú)論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變;不論是自然狀態(tài)下的突變,還是人工誘發(fā)的突變,突變都是不定向的。3.(2017·江蘇徐州月考)下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)和意義的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是(A)A.人工誘變可以控制基因突變的方向B.基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期C.基因突變可產(chǎn)生新基因D.基因突變?cè)谧匀唤缰衅毡榇嬖诮馕?基因突變是隨機(jī)發(fā)生的、不定向的,人工誘變可以提高基因突變頻率;基因突變具有隨機(jī)性,可以發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期,細(xì)胞的不同DNA分子、同一DNA分子的不同部位;基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑;由于自然界誘發(fā)基因突變的因素很多,基因突變還可以自發(fā)產(chǎn)生,所以基因突變?cè)谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘摹?.(2017·山西實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)下列關(guān)于減數(shù)分裂及生物變異的敘述中,正確的是(C)A.基因突變只發(fā)生在有絲分裂間期B.基因重組只能發(fā)生于減數(shù)第二次分裂后期C.減數(shù)分裂對(duì)于生物多樣性的形成具有重要的意義D.基因型為AABb的精原細(xì)胞如果發(fā)生了同源染色體的交叉互換,則可形成四種精子解析:基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期,主要發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期;基因重組包括同源染色體中非姐妹染色單體的交叉互換和非同源染色體上非等位基因的自由組合,發(fā)生于減數(shù)第一次分裂;減數(shù)分裂可以產(chǎn)生多種多樣的配子,對(duì)于生物多樣性的形成具有重要的意義;基因型為AABb的精原細(xì)胞如果發(fā)生了同源染色體的交叉互換,也只能形成AB、Ab兩種精子。5.(2017·海南海口月考)下列關(guān)于生物體基因突變的敘述中,不正確的是(C)A.基因突變是生物變異的根本來(lái)源B.基因突變可由物理、化學(xué)或生物因素誘發(fā)C.發(fā)生在DNA中的突變一定導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)上的改變D.發(fā)生在植物體的基因突變,可通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞解析:基因突變產(chǎn)生新基因,所以它是變異的根本來(lái)源;誘發(fā)基因突變的外因有物理因素、化學(xué)因素和生物因素;DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段是基因,所以DNA上的片段不一定是基因,則發(fā)生在DNA中的突變不一定導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)上的改變;發(fā)生在植物體的基因突變,可通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞。6.(2017·浙江湖州期末)豌豆子葉黃色對(duì)綠色為顯性,由一對(duì)等位基因Y、y控制,下列有關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是(B)A.產(chǎn)生基因Y或y的根本原因是基因中堿基對(duì)的增添、缺失或替換B.基因Y和y的本質(zhì)區(qū)別是堿基的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序不同C.發(fā)生基因重組后,Y和y的分離也可能出現(xiàn)在減數(shù)第二次分裂中D.在豌豆的葉肉細(xì)胞中可檢測(cè)到基因Y或y,但檢測(cè)不到對(duì)應(yīng)的mRNA解析:基因Y和y是一對(duì)等位基因,等位基因是基因突變產(chǎn)生的,基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添、缺失或替換;基因Y和y的本質(zhì)區(qū)別是堿基的排列順序不同;基因Y和y是一對(duì)等位基因,它們的分離應(yīng)該發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,若發(fā)生交叉互換或基因突變,則基因Y和y的分離也可能發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期;由于基因的選擇性表達(dá),基因Y或y只在豌豆子葉細(xì)胞中表達(dá),所以在豌豆的葉肉細(xì)胞中可檢測(cè)到基因Y或y,但檢測(cè)不到對(duì)應(yīng)的mRNA。7.多代均為紅眼的果蠅群體中,出現(xiàn)了一只白眼雄性果蠅。將紅眼雌果蠅與此白眼雄果蠅交配,子二代又出現(xiàn)了白眼果蠅。兩次出現(xiàn)白眼果蠅的原因分別是(B)A.基因突變、基因突變 B.基因突變、基因重組C.基因重組、基因重組 D.基因重組、基因突變解析:“多代均為紅眼的果蠅群體”說(shuō)明是純合子,后代出現(xiàn)白眼則為基因突變;紅眼雌果蠅與此白眼雄果蠅交配,子二代又出現(xiàn)了白眼果蠅,是基因重組產(chǎn)生的。8.(2017·山東棗莊期末)下列關(guān)于等位基因和非等位基因的敘述,完全正確的是(D)A.等位基因來(lái)源于基因突變和基因重組B.減數(shù)分裂過(guò)程中,等位基因分離,所有非等位基因自由組合C.組成A和a兩個(gè)基因的堿基種類(lèi)和數(shù)目一定不同D.非等位基因之間的基因重組可能來(lái)自自由組合,也可能來(lái)自交叉互換解析:基因突變的結(jié)果是形成等位基因;減數(shù)分裂過(guò)程中,等位基因分離,非同源染色體上非等位基因才能自由組合;組成A和a兩個(gè)基因的堿基種類(lèi)、數(shù)目可能相同,它們的本質(zhì)區(qū)別是堿基排列順序的不同;非等位基因之間的基因重組可能來(lái)自減數(shù)第一次分裂后期的自由組合,也可能來(lái)自減數(shù)第一次分裂前期的交叉互換。9.一種α鏈異常的血紅蛋白叫作Hbwa,其137位以后的氨基酸序列及對(duì)應(yīng)的密碼子與正常血紅蛋白(HbA)的差異如下表所示。血紅蛋白部分α鏈血紅蛋白的密碼子及其氨基酸的順序137138139140141142143144145HbAACC蘇氨酸UCC絲氨酸AAA賴(lài)氨酸UAC酪氨酸CGU精氨酸UAA終止HbwaACC蘇氨酸UCA絲氨酸AAU天冬酰胺ACC蘇氨酸GUU纈氨酸AAG賴(lài)氨酸CCU脯氨酸CGU精氨酸UAG終止(1)Hbwa異常的直接原因是α鏈第位的(氨基酸)對(duì)應(yīng)的密碼子缺失了一個(gè)堿基,從而使合成的肽鏈的氨基酸的順序發(fā)生改變,缺失的堿基是。

(2)異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是

。

(3)這種變異類(lèi)型屬于,一般發(fā)生的時(shí)期是在。這種變異與其他可遺傳變異相比,最突出的特點(diǎn)是能產(chǎn)生。

解析:(1)兩種血紅蛋白在138位的密碼子分別為UCC和UCA,與139位相結(jié)合,進(jìn)行比較可知mRNA中缺失了C。(2)從基因?qū)哟紊戏治霾攀亲罡镜脑?。所以異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是控制血紅蛋白α鏈合成的基因中一個(gè)堿基對(duì)G—C缺失。(3)這種發(fā)生在分子水平上的個(gè)別堿基對(duì)的改變屬于基因突變。由于間期DNA會(huì)因復(fù)制而解旋,使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,易發(fā)生基因突變。答案:(1)138絲氨酸C(2)控制血紅蛋白α鏈合成的基因中一個(gè)堿基對(duì)G—C缺失(3)基因突變細(xì)胞分裂的間期新基因B級(jí)能力練10.賴(lài)氨酸的密碼子有如下幾種:UUA、UUG、CUU、CUA、CUG,當(dāng)某基因片段模板鏈中的GAC突變?yōu)锳AC時(shí),這種突變的結(jié)果對(duì)該生物的影響是(D)A.一定是有害的B.一定是有利的C.有害的概率大于有利的概率D.既無(wú)利也無(wú)害解析:突變前密碼子為CUG,突變后密碼子為UUG,代表的氨基酸都是賴(lài)氨酸,所以既無(wú)害也無(wú)利。11.在白花豌豆品種栽培園中,偶然發(fā)現(xiàn)了一株開(kāi)紅花的豌豆植株,推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確,應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中(B)A.花色基因的堿基組成 B.花色基因的堿基排列順序C.細(xì)胞的DNA含量 D.細(xì)胞的RNA含量解析:原基因與新基因互為等位基因,等位基因的本質(zhì)區(qū)別是堿基的排列順序不同。12.下圖為某植物細(xì)胞一個(gè)DNA分子中a、b、c三個(gè)基因的分布狀況,圖中Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o(wú)遺傳效應(yīng)的序列。下列有關(guān)敘述,正確的是(B)A.基因a、b、c均可能發(fā)生基因突變,體現(xiàn)了基因突變具有普遍性B.Ⅰ、Ⅱ也可能發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失和替換,但不屬于基因突變C.一個(gè)細(xì)胞周期中,間期基因突變頻率較高,主要是由于間期時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)D.在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期,b、c之間可發(fā)生交叉互換解析:基因a、b、c都可能發(fā)生基因突變,但這體現(xiàn)的是基因突變的隨機(jī)性,而不是普遍性。Ⅰ、Ⅱ也會(huì)發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失和替換,但因?yàn)椴皇蔷哂羞z傳效應(yīng)的DNA片段,不屬于基因突變。一個(gè)細(xì)胞周期中,間期基因突變頻率較高,因?yàn)殚g期DNA復(fù)制而解旋,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,與間期時(shí)間長(zhǎng)短沒(méi)有必然的關(guān)系。在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期,b和c是位于同一條染色體上的基因,不能發(fā)生交叉互換。13.(2017·湖南邵陽(yáng)期末)周期性共濟(jì)失調(diào)是一種編碼細(xì)胞膜上鈣離子通道蛋白基因發(fā)生突變導(dǎo)致的遺傳病,該突變基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA長(zhǎng)度不變,但合成的多肽鏈縮短,使通道蛋白結(jié)構(gòu)異常而導(dǎo)致遺傳病。下列有關(guān)敘述,正確的是(D)A.翻譯的多肽鏈縮短說(shuō)明編碼基因一定發(fā)生了堿基對(duì)的缺失B.該病例說(shuō)明了基因能通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物體的性狀C.突變導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則發(fā)生改變D.患該病的原因可能是基因中堿基對(duì)的替換而導(dǎo)致mRNA上終止密碼子提前出現(xiàn)解析:正?；蚝屯蛔兓蜣D(zhuǎn)錄出的mRNA長(zhǎng)度相同,但致病基因控制合成的異常多肽鏈較正常多肽鏈短,可能原因是基因中堿基發(fā)生替換,使對(duì)應(yīng)的密碼子變?yōu)榻K止密碼子,導(dǎo)致mRNA上終止密碼子提前出現(xiàn);周期性共濟(jì)失調(diào)是一種編碼細(xì)胞膜上鈣離子通道蛋白基因發(fā)生突變導(dǎo)致的遺傳病,說(shuō)明基因能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀;突變不會(huì)導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則改變。14.某高山植物開(kāi)紅花,偶然發(fā)現(xiàn)了一株開(kāi)白花的。(1)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這株植物的白花性狀是受環(huán)境影響還是基因突變的結(jié)果。①實(shí)驗(yàn)步驟:第一步:取該株植物莖尖,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),獲得試管苗。第二步:,觀察并記錄結(jié)果。

②預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論:若仍開(kāi)白花,則。

(2)對(duì)該種植物進(jìn)行了培養(yǎng)并記錄如下表,回答問(wèn)題:海拔溫度突變率(每一百萬(wàn)個(gè)體中)5000m190.235000m250.633000m190.213000m250.621000m190.221000m250.63①本實(shí)驗(yàn)中共涉及哪些自變量?實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么問(wèn)題?

。

②在相同海拔,25℃突變率大于19℃突變率,從植物體本身來(lái)說(shuō),最可能是與其體內(nèi)的③為了探究在海拔為3000m,25℃時(shí)該植物的突變率是否最高,你認(rèn)為應(yīng)如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?(請(qǐng)寫(xiě)出簡(jiǎn)要步驟)

。

解析:若要探究白花的出現(xiàn)是環(huán)境改變還是基因突變引起的,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理是看該性狀能否遺傳,可通過(guò)雜交的方法或無(wú)性繁殖技術(shù),由題干信息可知,該題利用的是無(wú)性繁殖(植物組織培養(yǎng))技術(shù)。答案:(1)①在相同培養(yǎng)環(huán)境且適宜條件下培養(yǎng)②白花性狀的出現(xiàn)為基因突變的結(jié)果(2)①海拔、溫度兩個(gè)自變量。這說(shuō)明突變與培養(yǎng)溫度有關(guān),與海拔關(guān)系不大②酶③將植株分成相等數(shù)量的幾組,分別在25℃左右具有一定的溫度梯度(如21℃、22℃、23℃、24℃、26℃、C級(jí)拓展練15.在一個(gè)常規(guī)飼養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)小鼠封閉種群中,偶然發(fā)現(xiàn)幾只小鼠在出生第二周后開(kāi)始脫毛,以后終生保持無(wú)毛狀態(tài)。為了解該性狀的遺傳方式,研究者設(shè)置了6組小鼠交配組合,統(tǒng)計(jì)相同時(shí)間段內(nèi)繁殖結(jié)果如下。組合編號(hào)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ交配組合××××××產(chǎn)仔次數(shù)6617466子代小鼠總數(shù)(只)脫毛920291100有毛122711001340(注:純合脫毛♀、純合脫毛♂,純合有毛♀,純合有毛♂,雜合♀,雜合♂)(1)已知Ⅰ、Ⅱ組子代中脫毛、有毛性狀均不存在性別差異,說(shuō)明相關(guān)基因位于染色體上。

(2)Ⅲ組的繁殖結(jié)果表明脫毛、有毛性狀是由基因控制的,相關(guān)基因的遺傳符合定律。

(3)Ⅳ組的繁殖結(jié)果說(shuō)明,小鼠表現(xiàn)出脫毛性狀不是影響的結(jié)果。

(4)測(cè)序結(jié)果表明,突變基因序列模板鏈中的1個(gè)G突變?yōu)锳,推測(cè)密碼子發(fā)生的變化是。

A.由GGA變?yōu)锳GA B.由CGA變?yōu)镚GAC.由AGA變?yōu)閁GA D.由CGA變?yōu)閁GA(5)研究發(fā)現(xiàn),突變基因表達(dá)的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量明顯小于突變前基因表達(dá)的蛋白質(zhì),推測(cè)出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是蛋白質(zhì)合成。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),該蛋白質(zhì)會(huì)使甲狀腺激素受體的功能下降。據(jù)此推測(cè)脫毛小鼠細(xì)胞的下降,這就可以解釋表中數(shù)據(jù)顯示的雌性脫毛小鼠的原因。

解析:(1)脫毛、有毛性狀與性別無(wú)關(guān)聯(lián),因而基因位于常染色體上。(2)Ⅲ中產(chǎn)生性狀分