2019-2020學年高中生物 第5章 遺傳信息的改變 第1節(jié) 基因突變練習 北師大版必修2

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1、第1節(jié)　基因突變 [隨堂檢測] 1．人類能遺傳的基因突變，常發(fā)生在(　　) A．減數(shù)第二次分裂　　　　　 B．四分體時期 C．減數(shù)第一次分裂前的間期 D．有絲分裂間期 解析：選C?；蛲蛔儼l(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，其中體細胞突變一般不能遺傳給后代，所以人類能遺傳的基因突變，常發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前的間期。 2．基因r1、r2、r3分別是由R基因的一對不同堿基發(fā)生改變而引起的，r1、r2、r3控制蛋白質(zhì)合成過程中轉(zhuǎn)錄的mRNA如表所示： 突變基因 mRNA堿基序列 r1 …GCGACUCGGUGA… r2 …GAGACGCGGUGA… r3 …

2、GAGACUCGUUGA… 分析上表mRNA堿基序列，R基因相應(yīng)DNA片段中模板鏈的堿基順序是(　　) A．…CTCTGAGCCACT… B．…GAGACTCGGTGA… C．…CTCTGAGCCTCT… D．…GAGACTCGGGGA… 解析：選A。對比表中r1、r2、r3控制蛋白質(zhì)合成過程中轉(zhuǎn)錄的mRNA可知，R基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA為…G_GAC_CG_UGA…，而基因r1、r2、r3分別是由R基因的一對不同堿基發(fā)生改變而引起的，因此該段mRNA的第二個堿基為A，第6個堿基為U，第9個堿基為G，即該mRNA的堿基序列為…GAGACUCGGUGA…，根據(jù)堿基互補配對原則，R基因

3、相應(yīng)DNA片段中模板鏈的堿基順序是…CTCTGAGCCACT…。 3．如圖表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是GAA，由此分析正確的是(　　) A．控制血紅蛋白合成的一段基因任意一個堿基發(fā)生替換都會引起貧血癥 B．②過程是以α鏈作模板，以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的 C．轉(zhuǎn)運纈氨酸的tRNA一端裸露的三個堿基可能是CAU D．人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于蛋白質(zhì)中的一個谷氨酸被纈氨酸取代 解析：選C?？刂蒲t蛋白合成的一段基因任意一個堿基發(fā)生替換不一定引起貧血癥；②過程是以α鏈作模板，但合成的是mRNA，所用原料是核糖核苷酸；根據(jù)纈氨酸的密碼

4、子是GUA，可知對應(yīng)的tRNA上的反密碼子為CAU；人類患鐮刀型細胞貧血癥的根本原因是基因上的堿基對被替換。 4．視網(wǎng)膜母細胞瘤是眼科最常見的惡性腫瘤，俗稱眼癌，發(fā)病原因可能與RB蛋白缺失有關(guān)。RB蛋白是常染色體上的RB基因編碼的蛋白質(zhì)，其分布于細胞核內(nèi)，能抑制細胞增殖。正常人體細胞中含有一對RB基因，當兩個RB基因同時突變時，不能合成正常的RB蛋白，就會發(fā)生視網(wǎng)膜母細胞瘤。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．RB蛋白的作用原理可能是在細胞核內(nèi)合成后，與染色體結(jié)合，抑制其復(fù)制 B．RB基因能抑制細胞癌變，在人體所有細胞中都有該基因 C．RB基因發(fā)生的突變屬于隱性突變，是RB基因的堿基序列

5、定向突變造成的 D．當父母雙方都攜帶RB基因的突變基因時，兒子發(fā)病率為四分之一 答案：D 5．下列關(guān)于基因突變的敘述，不正確的是(　　) A．紫外線、γ射線、亞硝酸都是誘發(fā)突變的誘變因素 B．基因突變是由于內(nèi)外因素的干擾，使DNA復(fù)制發(fā)生差錯導(dǎo)致的 C．基因突變主要發(fā)生在DNA復(fù)制過程中的原因是此時DNA分子的穩(wěn)定性降低 D．基因突變能產(chǎn)生新基因，但不能產(chǎn)生新基因型 解析：選D。引起基因突變的因素包括內(nèi)因和外因兩方面。基因突變是在內(nèi)外因素的作用下，使DNA分子的復(fù)制發(fā)生差錯而產(chǎn)生的；DNA復(fù)制過程中雙螺旋結(jié)構(gòu)打開以后，DNA分子的穩(wěn)定性降低，使其結(jié)構(gòu)容易發(fā)生改變；基因突變能產(chǎn)生

6、新基因，因此就能產(chǎn)生新基因型。 6．由于基因突變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的一個賴氨酸發(fā)生了改變。根據(jù)以下圖、表回答問題： 第一個 字母 第二個字母 第三個 字母 U C A G A 異亮氨酸 異亮氨酸 異亮氨酸 甲硫氨酸 蘇氨酸 蘇氨酸 蘇氨酸 蘇氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 賴氨酸 賴氨酸 絲氨酸 絲氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G (1)圖中Ⅰ過程發(fā)生的場所是________。 (2)除賴氨酸以外，圖解中X是密碼子表中哪一種氨基酸的可能性最??？________，原因是________________________________

7、________________________________________。 (3)若圖中X是甲硫氨酸，且②鏈與⑤鏈這兩條模板鏈只有一個堿基不同，那么⑤鏈不同于②鏈上的那個堿基是________。 (4)從表中可看出密碼子具有________的特點，它對生物體生存和發(fā)展的意義是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)

8、過程Ⅰ表示翻譯過程，它發(fā)生在核糖體上。 (2)從賴氨酸所在的位置向上或向左、右與之在同一直線上的有甲硫氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、精氨酸、天冬酰胺，它們與賴氨酸所對應(yīng)的密碼子均有一個堿基之差，而絲氨酸對應(yīng)的密碼子與之有兩個堿基之差。 (3)甲硫氨酸對應(yīng)的密碼子是AUG，而與之有一個堿基之差的賴氨酸對應(yīng)的密碼子是AAG，所以⑤鏈上與mRNA中U相對應(yīng)的堿基是A。 (4)通過題中信息可以看出，本題中的氨基酸對應(yīng)著多種密碼子，說明密碼子具有簡并性，所以當基因突變時，其對應(yīng)的氨基酸不一定改變，有利于保證生物遺傳性狀的穩(wěn)定性。 答案：(1)核糖體 (2)絲氨酸　要同時突變兩個堿基對 (3)A

9、 (4)簡并性　保證生物遺傳性狀的穩(wěn)定性 [課時作業(yè)] 一、選擇題 1．在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測是否正確，應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中(　　) A．花色基因的堿基組成 B．花色基因的DNA序列 C．細胞的DNA含量 D．細胞的RNA含量 解析：選B。基因突變會導(dǎo)致DNA堿基對的增添、缺失或改變。分析花色基因是否突變，可比較花色基因的DNA序列。 2．人類發(fā)生鐮刀型細胞貧血癥的根本原因在于基因突變，其突變的方法是基因內(nèi)(　　) A．氨基酸替換 B．堿基對替換 C．堿基對增添 D

10、．堿基對缺失 解析：選B。人類鐮刀型細胞貧血癥產(chǎn)生的原因是控制合成血紅蛋白分子的遺傳物質(zhì)DNA的堿基序列發(fā)生了改變，其中的一個堿基對發(fā)生了替換，從而使血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常，紅細胞的形態(tài)和功能異常。 3．原核生物中某一基因的編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段起始端插入了一個堿基對。在插入位點的附近，再發(fā)生下列哪種情況有可能對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小(　　) A．置換單個堿基對 B．增加4個堿基對 C．缺失3個堿基對 D．缺失4個堿基對 解析：選D。在編碼區(qū)插入1個堿基對，因每相鄰的3個堿基決定1個氨基酸，必然造成插入點以后幾乎所有密碼子的改變，控制相應(yīng)氨基酸發(fā)生變化，致使編碼的蛋白質(zhì)差別很大。若插入1

11、個堿基對，再增添2個、5個、8個堿基對，或缺失1個、4個、7個堿基對，恰好湊成3的倍數(shù)，則對后面密碼子不產(chǎn)生影響，能減少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。 4．如圖表示大腸桿菌某基因堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是(不考慮終止密碼子)(　　) A．第6位的C被替換為T B．第9位與第10位之間插入1個T C．第100、101、102位被替換為TTT D．第103至105位被替換為1個T 解析：選B。第6位的C被替換為T，可能影響一個氨基酸；第9位與第10位之間插入1個T，從第9位以后的氨基酸可能都發(fā)生變化；第100、101、102位被替換為TTT，氨基酸序列中可能

12、有一個氨基酸發(fā)生改變；第103至105位被替換為1個T，第103位以后的氨基酸可能都發(fā)生變化。 5．大麗花的紅色(C)對白色(c)為顯性，一株雜合的大麗花植株有許多分枝，盛開眾多紅色花朵，其中有一朵花半邊紅色半邊白色，這可能是哪個部位的C基因突變?yōu)閏基因造成的(　　) A．幼苗的體細胞 B．早期葉芽的體細胞 C．花芽分化時的細胞 D．雜合植株產(chǎn)生的性細胞 解析：選C。一般來說，在個體發(fā)育中，基因突變發(fā)生的時期越遲，生物體表現(xiàn)突變的部分就越少，對生物的危害就越小。該大麗花植株的一朵花半邊紅色半邊白色，說明是花芽分化時細胞發(fā)生突變造成的。 6．脯氨酸的密碼子有如下幾種：CCU、CCC

13、、CCA、CCG，當某基因片段中模板鏈的GGC突變?yōu)镚GA時，這種突變的結(jié)果對該生物的影響是(　　) A．一定是有害的 B．一定是有利的 C．有害的可能性較大 D．無影響 解析：選D。根據(jù)題意，當某基因片段中模板鏈的GGC突變?yōu)镚GA時，其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA密碼子由CCG變?yōu)镃CU，而CCG和CCU對應(yīng)的氨基酸都是脯氨酸，該生物的性狀并未發(fā)生改變，即對該生物沒有影響。 7．某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變?yōu)?　　) A．顯性突變(d→D) B．隱性突變(D→d) C．顯性突變和隱性突變 D．人工誘變 解析：選A。若突變體為顯性

14、突變，則其基因型為Dd(一般只突變一個基因，因為兩個基因同時突變?yōu)橥换虻母怕侍?，則親代Dd×dd→F1dd、Dd(目的是獲得大量的突變型個體)，用F1中的Dd自交獲得F2DD、Dd、dd(此時DD、Dd從性狀上無法區(qū)分，所以需要進行第三次選育)，將F2中的DD、Dd與dd分別測交，不發(fā)生性狀分離的F2突變型即為所求DD。若突變體為隱性突變，則親代DD×dd→F1DdF2DD、Dd、dd，在F2中就已經(jīng)有了能穩(wěn)定遺傳的突變型(dd)，不需要連續(xù)培育到第三代。人工誘變具有不定向性，不能確定是顯性突變還是隱性突變。 8．育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是誘變育種(

15、　　) A．提高了后代的出苗率 B．提高了后代的遺傳穩(wěn)定性 C．產(chǎn)生的突變大多是有利的 D．能提高突變率以供育種選擇 解析：選D。誘變育種是用物理或化學的方法處理生物，提高突變率，獲得較多的突變個體，從中選擇具有所需性狀的突變個體?；蛲蛔兙哂卸嘞蛐裕叶鄶?shù)是有害的。 二、非選擇題 9．一種α鏈異常的血紅蛋白叫Hbwa，其137位及以后的氨基酸序列及對應(yīng)的密碼子與正常血紅蛋白(HbA)的差異如下表所示。據(jù)此回答下列有關(guān)問題： 血紅 蛋白 部分α鏈血紅蛋白的密碼子及其氨基酸的順序 137 138 139 140 141 142 143 144 145 Hb

16、A ACC蘇氨酸 UCC絲氨酸 AAA賴氨酸 UAC酪氨酸 CGU精氨酸 UAA終止密碼 Hbwa ACC蘇氨酸 UCA絲氨酸 AAU天冬酰胺 ACC蘇氨酸 GUU纈氨酸 AAG賴氨酸 CCU脯氨酸 CGU精氨酸 UAG終止密碼 (1)Hbwa異常的直接原因是α鏈第________位的氨基酸對應(yīng)的密碼子________(如何變化)，從而使合成肽鏈的氨基酸順序發(fā)生改變。 (2)異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是_____________________________________________________________________

17、___ ________________________________________________________________________。 (3)這種變異類型屬于________，一般發(fā)生在________期。這種變異與其他可遺傳的變異相比，最突出的特點是____________________。 解析：(1)表中將Hbwa的第138位氨基酸密碼子第3位堿基后移1位，與控制合成正常血紅蛋白的mRNA上的堿基順序相同，因此Hbwa異常的直接原因是第138位的氨基酸對應(yīng)的密碼子缺失一個堿基C。(2)異常血紅蛋白α鏈發(fā)生變化的根本原因是控制該mRNA合成的基因中缺少1個C—G堿

18、基對。(3)基因中一個堿基對缺失的變異屬于基因突變，一般發(fā)生于細胞分裂間期，最突出的特點是產(chǎn)生了等位基因。 答案：(1)138　缺失一個堿基C　(2)控制血紅蛋白α鏈合成的基因中一個C—G堿基對缺失　(3)基因突變　細胞分裂的間(DNA復(fù)制)　產(chǎn)生新基因(等位基因) 10．野生型果蠅的腹部和胸部都有短剛毛，而一只突變果蠅S的腹部卻生出長剛毛，研究者對果蠅S的突變進行了系列研究，用這兩種果蠅進行雜交實驗的結(jié)果如圖所示： 實驗1：P： 果蠅S × 野生型個體 腹部有長剛毛 腹部有短剛毛 (①________) ↓ (②________) 　　 　F1： 1/2

19、腹部有長剛毛 ∶ 1/2腹部有短剛毛 實驗2： F1中腹部有長剛毛的個體 × F1中腹部有長剛毛的個體 ↓ 　　后代： 　1/4腹部有短剛毛 ∶ 3/4腹部有長剛毛(其中1/3胸部無剛毛)(③________) (1)根據(jù)實驗結(jié)果分析，果蠅腹部的短剛毛和長剛毛是一對________性狀，其中長剛毛是________性性狀。圖中①②基因型(相關(guān)基因用A和a表示)依次為________。 (2)實驗2結(jié)果顯示：與野生型不同的表現(xiàn)型有______種。③基因型為________，在實驗2后代中該基因型的比例是________。 (3)根據(jù)果蠅③和果蠅

20、S基因型的差異，解釋導(dǎo)致前者胸部無剛毛、后者胸部有剛毛的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)檢測發(fā)現(xiàn)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA相對分子質(zhì)量比野生型的小，推測相關(guān)基因發(fā)生的變化為________________________________________________________________________ ___

21、_____________________________________________________________________。 (5)實驗2中出現(xiàn)的胸部無剛毛的性狀不是由F1新發(fā)生突變的基因控制的。作出這一判斷的理由是：雖然胸部無剛毛是一個新出現(xiàn)的性狀，但________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 說明控制這個性狀的基因不是一個

22、新突變的基因。 解析：(1)同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型稱為相對性狀，果蠅腹部的短剛毛與長剛毛是一對相對性狀。由實驗2可知，F(xiàn)1中腹部有長剛毛的個體相互交配，子代出現(xiàn)性狀分離，可知新出現(xiàn)的短剛毛為隱性性狀，則長剛毛為顯性性狀。實驗1中顯性個體∶隱性個體＝1∶1，可知實驗1的交配類型為測交，因此①②的基因型依次是Aa、aa 。 (2)實驗2中，與野生型表現(xiàn)型(腹部有短剛毛胸部有短剛毛)不同的是腹部有長剛毛胸部有短剛毛和腹部有長剛毛胸部無剛毛兩種類型。因為F2中胸部無剛毛的果蠅占腹部有長剛毛果蠅的1/3，所以③的基因型應(yīng)為AA，在實驗2后代中所占的比例為3/4×1/3＝1/4。(3)由決定胸部無剛毛的基因型為AA，而果蠅S基因型為Aa，可以推測兩個A基因同時存在時抑制胸部長出剛毛，只有一個A基因時無此效應(yīng)。(4)檢測發(fā)現(xiàn)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA相對分子質(zhì)量比野生型的小，推測相關(guān)基因發(fā)生的變化應(yīng)為核苷酸數(shù)量減少或缺失。(5)實驗2后代中胸部無剛毛的果蠅占1/4，明顯符合基因的分離定律的比例，可見并非基因突變的結(jié)果。 答案：(1)相對　顯　Aa、aa　(2)兩　AA　1/4　(3)兩個A基因抑制胸部長出剛毛，具有一個A基因時無此效應(yīng)　(4)核苷酸數(shù)量減少/缺失　(5)新的突變基因經(jīng)過個體繁殖后傳遞到下一代中不可能出現(xiàn)比例高達25%的該基因純合體 7