2019-2020学年高中生物 第四章 遗传的分子基础 第四节 基因突变和基因重组 第1课时 基因突

1第1课时基因突变与基因重组[随堂检测]1．关于基因突变的下列叙述中，错误的是()A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序的改变而引起的C．基因突变只有在一定的外界环境条件作用下才能发生D．基因突变的突变率是很低的，并且大都是有害的解析：选C。基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换，A正确；基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序的改变而引起的，B正确；基因突变在一定的外界环境条件或内部因素作用下都可能发生，C错误；基因突变的突变率是很低的，并且大都是有害的，D正确。2．下列过程中存在基因重组的是()解析：选B。基因重组至少存在两对等位基因，A中是一对等位基因的杂合子自交的过程，不存在基因重组；B是减数分裂产生配子的过程中，两对等位基因的基因重组；C是减数第二次分裂，没有基因重组；D是精子与卵细胞结合的过程，不存在基因重组。3.基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如右图。叙述正确的是()A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异解析：选B。A与a、D与d位于一对同源染色体上，这两对等位基因的分离都发生在减数第一次分裂时，即初级精母细胞中，而交叉互换后的B与b分布在一条染色体的两条姐妹染色单体上，这对基因的分离可发生在减数第二次分裂时，即次级精母细胞中，A项错误；该细胞能产生ABD、abd、AbD、aBd四种精子，B项正确；B(b)与D(d)间的基因重组是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致的，不遵循自由组合定律，C项错误；同源染色体的2非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组，不属于染色体结构变异，D项错误。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．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如下表：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…。6．如图为某植物种群(雌雄同花)中甲植株的A基因(扁茎)和乙植株的B基因(缺刻叶)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：_____________________________________。3(2)突变产生的a基因与A基因的关系是________，a基因与B基因的关系是_________。(3)若a基因与b基因分别控制圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为________、________，表现型分别为______________、________________。(4)请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料，设计杂交实验程序，培育出具有圆茎圆叶的观赏植物品种。解析：由题干信息知A基因与B基因突变均是由碱基对改变而导致脱氧核苷酸序列变化。突变产生的新基因与原基因互为等位基因，由于该突变为隐性突变，故突变后性状并未发生变化。答案：(1)DNA复制的过程中一个碱基被另一个碱基取代，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)AaBBAABb扁茎缺刻叶扁茎缺刻叶(4)①将突变后的甲、乙两植株分别自交；②选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶(aaBB)植株与乙子代中表现型为扁茎圆叶(AAbb)植株进行杂交，获得扁茎缺刻叶(AaBb)植株；③得到的扁茎缺刻叶植株自交，从子代中选择圆茎圆叶植株即为所需(也可用遗传图解表示)。[课时作业]一、选择题1．一个处于细胞周期中的细胞，如果一条染色体上的两条姐妹染色单体上的基因不同，如分别为A与a，则该细胞在分裂的过程中()A．最可能发生了基因突变B．最可能发生了交叉互换C．不可能发生了基因突变或交叉互换D．最可能发生了易位解析：选A。一个处于细胞周期中的细胞，说明细胞在发生有丝分裂，一条染色体上的两条染色单体的基因不相同，为A与a，则该细胞在分裂过程中很可能发生了基因突变，A正确。2．下图为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生()A．染色体易位B．基因重组C．染色体倒位D．姐妹染色单体之间的交换解析：选B。据图可看出，此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，即交叉互换，属于基因重组。3．亮氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG、CUC，当某基因片段中模板链的GAC突变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响是()4A．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．既无利也无害解析：选D。当某基因片段中的GAC突变为AAC时，对应的密码子由CUG变成了UUG，这些密码子均控制亮氨酸，则该突变既无利也无害，答案是D。4．下面有关自然发生的基因重组的说法，不正确的是()A．基因重组发生在减数分裂过程中B．基因重组产生原来没有的新基因C．基因重组是生物变异的重要来源D．基因重组可能出现新的性状解析：选B。自然发生的基因重组是指生物体进行有性生殖的过程，即减数分裂过程中；控制不同性状的基因的重新组合，可产生新的基因型，从而形成新的表现型，是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。但是，基因重组不会产生新的基因。5．下列关于基因重组的说法，不正确的是()A．生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合属于基因重组B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体的交叉互换，导致基因重组C．减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组D．一般情况下，水稻花药细胞内可发生基因重组，而根尖细胞则不能解析：选B。有性生殖的过程中，控制不同性状的基因随非同源染色体自由组合而组合，形成不同基因型配子，为基因重组，A正确。减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，导致形成不同基因型配子，为基因重组，B错误。减数第一次分裂后期，非同源染色体的非等位基因随着非同源染色体自由组合而组合，形成不同基因型配子，为基因重组，C正确。花药细胞减数分裂发生基因重组，有丝分裂不发生基因重组，D正确。6．关于基因突变是否可以遗传，有下列说法，其中不正确的是()A．若发生在配子形成过程中，可以通过有性生殖遗传给后代B．若发生在体细胞中，一定不能遗传C．若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞D．人类Y染色体上的基因突变，只能传给男性解析：选B。配子形成过程即减数分裂的间期，如果发生基因突变，可以通过配子传给后代，A对；若发生在体细胞中，可以通过无性繁殖产生的后代遗传，B错；人正常体细胞具有原癌基因和抑癌基因，若发生基因突变，可能形成癌细胞，C对；因只有男性体细胞中含有Y染色体，人类Y染色体上的基因突变，只能传给男性，D对。57．突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞继续完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是()①正常基因纯合细胞②突变基因杂合细胞③突变基因纯合细胞A．①②B．①③C．②③D．①②③解析：选D。图示呈现的突变基因杂合细胞，DNA复制后形成的姐妹染色单体片段互换，使每条染色体均含有正常基因和突变基因，在有丝分裂的后期着丝点分裂后，由于姐妹染色单体分离后移向两极是随机的，因此两个子细胞可能是正常基因纯合细胞和突变基因纯合细胞，或者两个子细胞都是突变基因杂合细胞。8．育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系解析：选B。依题意可知：该植株发生基因突变之后，其突变基因控制的性状在当代就表现出来，说明这种现象是由隐性基因突变成显性基因引起的，该突变植株为杂合子，A项错误；杂合子自交，其产生的后代中约有1/4为变异纯合个体，B项正确；基因突变在光学显微镜下无法直接观察到，因此不能通过观察细胞有丝分裂中期染色体的形态来判断基因突变的位置，C项错误；将该株水稻的花粉离体培养后得到的是高度不育的单倍体，D项错误。9．红花蚕豆栽培园中偶然发现了一株开黄花的蚕豆植株，推测该黄花表现型出现是花色基因突变的结果。为确定推测是否正确，应检测和比较黄花植株与红花植株中()A．花色基因的DNA序列B．花色基因的碱基组成C．细胞的DNA含量D．细胞的RNA含量解析：选A。基因突变不改变花色基因中的碱基组成，基因中均含有A、T、C、G四种碱基；基因突变不会改变细胞中DNA分子的数目；细胞中的RNA含量与细胞蛋白质合成功能强弱有关；基因突变是碱基对的替换、增添和缺失，其结果是产生新的等位基因，它们的差别在于碱基序列的不同，A正确。10．某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸改变而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是()6A．缺乏吸收某种氨基酸的能力B．不能摄取足够的乳糖酶C．乳糖酶基因中有一个碱基对被替换了D．乳糖酶基因中有一个碱基对缺失了解析：选C。氨基酸发生了改变是mRNA上密码子改变的结果，其根本原因是基因发生了突变，基因突变包括碱基对的替换、增添和缺失。本题中一个氨基酸发生改变，应是碱基对替换的结果。11．下列关于生物变异的叙述，正确的是()A．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变B．太空射线能使种子发生定向变异C．DNA中一个碱基对的缺失一定导致基因发生突变D．非同源染色体的自由组合可导致基因重组解析：选D。无外界诱发因素的作用，生物也可能发生自发突变；太空射线诱发产生的基因突变是不定向的；DNA中一个碱基对的缺失不一定发生在基因中，即不一定引起基因结构的改变。12．某炭疽杆菌的A基因含有A1～A66个小段，某生物学家分离出此细菌A基因的2个缺失突变株：K(缺失A2、A3)、L(缺失A3、A4、A5、A6)。将一未知的点突变株X与L共同培养，可以得到转化出来的野生型细菌(即：6个小段都不是突变型)；若将X与K共同培养，得到转化的细菌都为非野生型。由此可判断X的点突变最可能位于A基因的()A．A2小段B．A3小段C．A4小段D．A5小段解析：选A。由于X与L混合培养均转化为野生型，说明X中含有A3、A4、A5、A6片段；X与K混合培养时均不能正常转化，说明X中缺少A2、A3段中的一个，综合上