2019-2020学年高中生物 第5章 遗传信息的改变 第1节 基因突变练习 北师大版必修2

第1节基因突变[随堂检测]1．人类能遗传的基因突变，常发生在()A．减数第二次分裂B．四分体时期C．减数第一次分裂前的间期D．有丝分裂间期解析：选C。基因突变发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，其中体细胞突变一般不能遗传给后代，所以人类能遗传的基因突变，常发生在减数第一次分裂前的间期。2．基因r1、r2、r3分别是由R基因的一对不同碱基发生改变而引起的，r1、r2、r3控制蛋白质合成过程中转录的mRNA如表所示：突变基因mRNA碱基序列r1…GCGACUCGGUGA…r2…GAGACGCGGUGA…r3…GAGACUCGUUGA…分析上表mRNA碱基序列，R基因相应DNA片段中模板链的碱基顺序是()A．…CTCTGAGCCACT…B．…GAGACTCGGTGA…C．…CTCTGAGCCTCT…D．…GAGACTCGGGGA…解析：选A。对比表中r1、r2、r3控制蛋白质合成过程中转录的mRNA可知，R基因转录形成的mRNA为…G_GAC_CG_UGA…，而基因r1、r2、r3分别是由R基因的一对不同碱基发生改变而引起的，因此该段mRNA的第二个碱基为A，第6个碱基为U，第9个碱基为G，即该mRNA的碱基序列为…GAGACUCGGUGA…，根据碱基互补配对原则，R基因相应DNA片段中模板链的碱基顺序是…CTCTGAGCCACT…。3．如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA，由此分析正确的是()A．控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症B．②过程是以α链作模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的C．转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAUD．人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代解析：选C。控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换不一定引起贫血症；②过程是以α链作模板，但合成的是mRNA，所用原料是核糖核苷酸；根据缬氨酸的密码子是GUA，可知对应的tRNA上的反密码子为CAU；人类患镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。4．视网膜母细胞瘤是眼科最常见的恶性肿瘤，俗称眼癌，发病原因可能与RB蛋白缺失有关。RB蛋白是常染色体上的RB基因编码的蛋白质，其分布于细胞核内，能抑制细胞增殖。正常人体细胞中含有一对RB基因，当两个RB基因同时突变时，不能合成正常的RB蛋白，就会发生视网膜母细胞瘤。下列相关叙述正确的是()A．RB蛋白的作用原理可能是在细胞核内合成后，与染色体结合，抑制其复制B．RB基因能抑制细胞癌变，在人体所有细胞中都有该基因C．RB基因发生的突变属于隐性突变，是RB基因的碱基序列定向突变造成的D．当父母双方都携带RB基因的突变基因时，儿子发病率为四分之一答案：D5．下列关于基因突变的叙述，不正确的是()A．紫外线、γ射线、亚硝酸都是诱发突变的诱变因素B．基因突变是由于内外因素的干扰，使DNA复制发生差错导致的C．基因突变主要发生在DNA复制过程中的原因是此时DNA分子的稳定性降低D．基因突变能产生新基因，但不能产生新基因型解析：选D。引起基因突变的因素包括内因和外因两方面。基因突变是在内外因素的作用下，使DNA分子的复制发生差错而产生的；DNA复制过程中双螺旋结构打开以后，DNA分子的稳定性降低，使其结构容易发生改变；基因突变能产生新基因，因此就能产生新基因型。6．由于基因突变，导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据以下图、表回答问题：第一个字母第二个字母第三个字母UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸UCA甲硫氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸G(1)图中Ⅰ过程发生的场所是________。(2)除赖氨酸以外，图解中X是密码子表中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链这两条模板链只有一个碱基不同，那么⑤链不同于②链上的那个碱基是________。(4)从表中可看出密码子具有________的特点，它对生物体生存和发展的意义是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)过程Ⅰ表示翻译过程，它发生在核糖体上。(2)从赖氨酸所在的位置向上或向左、右与之在同一直线上的有甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬酰胺，它们与赖氨酸所对应的密码子均有一个碱基之差，而丝氨酸对应的密码子与之有两个碱基之差。(3)甲硫氨酸对应的密码子是AUG，而与之有一个碱基之差的赖氨酸对应的密码子是AAG，所以⑤链上与mRNA中U相对应的碱基是A。(4)通过题中信息可以看出，本题中的氨基酸对应着多种密码子，说明密码子具有简并性，所以当基因突变时，其对应的氨基酸不一定改变，有利于保证生物遗传性状的稳定性。答案：(1)核糖体(2)丝氨酸要同时突变两个碱基对(3)A(4)简并性保证生物遗传性状的稳定性[课时作业]一、选择题1．在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中()A．花色基因的碱基组成B．花色基因的DNA序列C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量解析：选B。基因突变会导致DNA碱基对的增添、缺失或改变。分析花色基因是否突变，可比较花色基因的DNA序列。2．人类发生镰刀型细胞贫血症的根本原因在于基因突变，其突变的方法是基因内()A．氨基酸替换B．碱基对替换C．碱基对增添D．碱基对缺失解析：选B。人类镰刀型细胞贫血症产生的原因是控制合成血红蛋白分子的遗传物质DNA的碱基序列发生了改变，其中的一个碱基对发生了替换，从而使血红蛋白结构异常，红细胞的形态和功能异常。3．原核生物中某一基因的编码蛋白质的区段起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小()A．置换单个碱基对B．增加4个碱基对C．缺失3个碱基对D．缺失4个碱基对解析：选D。在编码区插入1个碱基对，因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若插入1个碱基对，再增添2个、5个、8个碱基对，或缺失1个、4个、7个碱基对，恰好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，能减少对蛋白质结构的影响。4．如图表示大肠杆菌某基因碱基序列的变化，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)()A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T解析：选B。第6位的C被替换为T，可能影响一个氨基酸；第9位与第10位之间插入1个T，从第9位以后的氨基酸可能都发生变化；第100、101、102位被替换为TTT，氨基酸序列中可能有一个氨基酸发生改变；第103至105位被替换为1个T，第103位以后的氨基酸可能都发生变化。5．大丽花的红色(C)对白色(c)为显性，一株杂合的大丽花植株有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红色半边白色，这可能是哪个部位的C基因突变为c基因造成的()A．幼苗的体细胞B．早期叶芽的体细胞C．花芽分化时的细胞D．杂合植株产生的性细胞解析：选C。一般来说，在个体发育中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少，对生物的危害就越小。该大丽花植株的一朵花半边红色半边白色，说明是花芽分化时细胞发生突变造成的。6．脯氨酸的密码子有如下几种：CCU、CCC、CCA、CCG，当某基因片段中模板链的GGC突变为GGA时，这种突变的结果对该生物的影响是()A．一定是有害的B．一定是有利的C．有害的可能性较大D．无影响解析：选D。根据题意，当某基因片段中模板链的GGC突变为GGA时，其转录形成的mRNA密码子由CCG变为CCU，而CCG和CCU对应的氨基酸都是脯氨酸，该生物的性状并未发生改变，即对该生物没有影响。7．某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为()A．显性突变(d→D)B．隐性突变(D→d)C．显性突变和隐性突变D．人工诱变解析：选A。若突变体为显性突变，则其基因型为Dd(一般只突变一个基因，因为两个基因同时突变为同一基因的概率太小)，则亲代Dd×dd→F1dd、Dd(目的是获得大量的突变型个体)，用F1中的Dd自交获得F2DD、Dd、dd(此时DD、Dd从性状上无法区分，所以需要进行第三次选育)，将F2中的DD、Dd与dd分别测交，不发生性状分离的F2突变型即为所求DD。若突变体为隐性突变，则亲代DD×dd→F1Dd――→⊗F2DD、Dd、dd，在F2中就已经有了能稳定遗传的突变型(dd)，不需要连续培育到第三代。人工诱变具有不定向性，不能确定是显性突变还是隐性突变。8．育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是诱变育种()A．提高了后代的出苗率B．提高了后代的遗传稳定性C．产生的突变大多是有利的D．能提高突变率以供育种选择解析：选D。诱变育种是用物理或化学的方法处理生物，提高突变率，获得较多的突变个体，从中选择具有所需性状的突变个体。基因突变具有多向性，且多数是有害的。二、非选择题9．一种α链异常的血红蛋白叫Hbwa，其137位及以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下表所示。据此回答下列有关问题：血红蛋白部分α链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序137138139140141142143144145HbAACC苏氨酸UCC丝氨酸AAA赖氨酸UAC酪氨酸CGU精氨酸UAA终止密码HbwaACC苏氨酸UCA丝氨酸AAU天冬酰胺ACC苏氨酸GUU缬氨酸AAG赖氨酸CCU脯氨酸CGU精氨酸UAG终止密码(1)Hbwa异常的直接原因是α链第________位的氨基酸对应的密码子________(如何变化)，从而使合成肽链的氨基酸顺序发生改变。(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)这种变异类型属于________，一般发生在________期。这种变异与其他可遗传的变异相比，最突出的特点是____________________。解析：(1)表中将Hbwa的第138位氨基酸密码子第3位碱基后移1位，与控制合成正常血红蛋白的mRNA上的碱基顺序相同，因此Hbwa异常的直接原因是第138位的氨基酸对应的密码子缺失一个碱基C。(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是控制该mRNA合成的基因中缺少1个C—G碱基对。(3)基因中一个碱基对缺失的变异属于基因突变，一般发生于细胞分裂间期，最突出的特点是产生了等位基因。答案：(1)138缺失一个碱基C(2)控制血红蛋白α链合成的基因中一个C—G碱基对缺失(3)基因突变细胞分裂的间(DNA复制)产生新基因(等位基因)10．野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究，用这两种果蝇进行杂交实验的结果如图所示：实验1：P：果蝇S×野生型个体腹部有长刚毛腹部有短刚毛(①________)↓(②________)F1：1/2腹部有长刚毛∶1/2腹部有短刚毛实验2：F1中腹部