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第五章第1节一、选择题1．基因突变按其发生部位可分为体细胞突变a和生殖细胞突变b两种，则(B)A．均发生于有丝分裂的间期B．a发生于有丝分裂的间期，b发生于减数第一次分裂前的间期C．均发生于减数第一次分裂前的间期D．a发生于有丝分裂间期，b发生于减数第二次分裂的间期[解析]基因突变通常发生在DNA复制时期，所以体细胞突变发生于有丝分裂的间期，生殖细胞突变发生于减数第一次分裂前的间期。2．原核生物中某一基因的编码区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，有可能对编码的蛋白质结构影响最小(D)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]在编码区插入一个碱基对，因每相邻的三个碱基决定一个氨基酸，所以必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应的氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若插入一个碱基对，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，致使编码的蛋白质差别不大。3．下列有关基因突变的说法正确的是(A)①无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变②生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变③基因突变只定向形成新的等位基因④基因突变对生物的生存往往是有利的⑤不同基因突变的频率是相同的⑥基因突变的方向是由环境决定的⑦一个基因可以向多个方向突变A．①⑦B．①③④C．②⑤⑦D．④⑥⑦[解析]基因突变在生物界中普遍存在，①正确。基因突变是随机发生的，可发生在个体发育的任何时期，②错误。基因突变具有不定向性，一个基因可以向不同的方向发生突变，且突变的方向和环境没有明确的因果关系，③⑥错误、⑦正确。大多数基因突变对生物体是有害的，④错误。不同基因突变的频率不同，但都具有低频性，⑤错误。4．下列变化属于基因突变的是(C)A．玉米籽粒播于肥沃土壤，植株穗大粒饱；播于贫瘠土壤，植株穗小粒瘪B．黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，F2中出现黄色凹陷粒与白色饱满粒C．在野外的棕色猕猴中出现了白色猕猴D．人由于晒太阳而使皮肤变黑[解析]基因突变是指基因结构的改变，是可遗传的变异的根本来源。在四个选项中，A、D两项是属于环境对生物表现型的影响，是不遗传的变异，不是基因突变；B项属于基因重组现象，虽属可遗传的变异，但不属于基因突变；只有C符合基因突变的情况，因为正常的棕色猕猴是纯合子，体内并没有白毛基因，一旦出现白毛猕猴，一定不是基因分离的结果，只能是发生了基因突变。5．下图为有性生殖过程的图解，基因突变和基因重组均可发生在(B)A．①③B．②⑥C．④⑤D．③⑥[解析]基因突变可发生在有丝分裂间期，也可发生在减数第一次分裂前的间期，而基因重组通常只能发生在减数第一次分裂过程中，故两者均可发生在②和⑥过程中。6．基因A与a1、a2、a3的关系如图所示，该图不能说明的是(D)A．基因突变是不定向的B．等位基因的出现是基因突变的结果C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化D．这些基因的转化遵循自由组合定律[解析]图示表明通过基因突变产生等位基因，而突变的不定向性导致产生复等位基因，它们之间可相互转变。由于是复等位基因之间的转化情况，所以本图与基因的自由组合定律无关。7．依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是(D)[解析]基因重组发生的时间是在减数第一次分裂的后期非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组和四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，所以C正确；基因重组在人工操作下也可实现，如基因工程、肺炎双球菌转化过程中都发生了基因重组，所以A、B正确；青霉素的高产菌株是基因突变引起的，D错误。8．如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是(A)①该细胞一定发生了基因突变②该细胞一定发生了基因重组③该细胞可能发生了基因突变④该细胞可能发生了基因重组A．①②B．③④C．①③D．②④[解析]由图中没有同源染色体，同时着丝点分开，可以确定该细胞为减数第二次分裂后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，分别是B、b，其原因可能是由于减数分裂间期染色体复制出现错误，发生了基因突变；也可能是由于减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换，使得两姐妹染色单体的基因不完全相同。9．以下有关基因重组的叙述，错误的是(C)A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C．纯合子自交，因为基因重组，子代发生性状分离D．常染色体上的基因能与性染色体上的基因发生基因重组[解析]生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合称为基因重组。基因重组一般发生在减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期，即同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换引起染色单体上非等位基因的重组和非同源染色体自由组合导致非同源染色体上非等位基因的重组，A、B正确；纯合子自交子代一般不会发生性状分离，若出现性状分离，最可能的原因是基因突变，C错误；常染色体上的基因和性染色体上的基因是非同源染色体上的非等位基因，能发生基因重组，D正确。10．下列关于基因突变和基因重组的叙述正确的是(B)A．M基因可自发突变为m1或m2基因，但m1基因不可突变为M基因B．进行有性生殖的生物，非同源染色体上的非等位基因间可以发生基因重组C．同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的D．杀虫剂作为化学因素诱导害虫产生抗药性突变，导致害虫抗药性增强[解析]基因突变具有不定向性，m1基因也可突变为M基因，A错误。进行有性生殖的生物，在减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因间可以发生基因重组，B正确。同卵双生兄弟由同一个受精卵发育而来，所以他们最初的遗传物质是一样的，只是在后来的发育过程中，由于基因突变或环境不同，他们的性状表现出差异，C错误。基因突变的方向和环境没有明确的因果关系，杀虫剂不能诱导害虫产生定向的突变，D错误。11．编码酶X的基因中某个碱基对被替换时，表达产物将变为酶Y。如表显示了与酶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(C)比较指标①②③④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11小于1大于1A．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子位置变化D．状况④可能是因为突变导致tRNA的种类增加[解析]编码酶X的基因中某个碱基对被替换，表达产物变为酶Y，表明氨基酸序列改变，A错误。状况②中酶X和酶Y的氨基酸数目相等，酶Y的活性为酶X的一半，可能是氨基酸序列改变导致蛋白质结构和性质改变，B错误。状况③中酶Y的氨基酸数目小于酶X，表明编码酶X的基因中某个碱基对被替换，可能导致了终止密码子提前出现，氨基酸序列合成提前终止，C正确。基因突变改变基因的结构，不改变tRNA的种类(61种)，D错误。12．(2019·河北衡中月考)实验表明，减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换也可以发生在某些生物的有丝分裂过程中。如图为某哺乳动物细胞分裂时出现的一对染色体的异常结果(其他染色体不考虑)，字母所示白色部分表示染色体上的基因。下列分析正确的是(A)A．若是减数分裂交换，则图示过程发生在减数第一次分裂前期B．若是减数分裂交换，则该细胞产生4种基因型的成熟生殖细胞C．若是有丝分裂交换，则该细胞产生4种基因型的子代体细胞D．经龙胆紫溶液染色，可在光学显微镜下观察到图示动态变化[解析]减数分裂交换是指四分体中非姐妹染色单体之间的交叉互换，发生在减数第一次分裂前期，A正确；若交换发生在动物精子形成过程，则该细胞产生4种精子，基因型分别为DEF、DEf、deF、def；若交换发生在卵细胞形成过程，则该细胞产生1个卵细胞，只有1种基因型，即DEF或DEf或deF或def，B错误；若是有丝分裂交换，则该细胞产生两个子细胞，只有2种基因型，即DEF/def、DEf/deF或DEF/deF、DEf/def，C错误；在光学显微镜下观察的是经过龙胆紫溶液染色的死细胞，因而不能观察到图示动态变化，D错误。二、非选择题13．如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因：(1)图中①②③表示①__基因突变__，②__CAT__，③__GUA__。(2)在DNA复制过程中，由于出现“差错”，导致DNA__内部结构(或碱基对序列)__发生局部改变，从而改变了遗传信息。(3)镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病。若正常基因为H，那么致病基因就是__h__。(4)镰刀型细胞贫血症十分少见，说明基因突变的特点是__突变率低__和__多害少利__。[解析]镰刀型细胞贫血症是基因突变引起的。从题图的左侧可以知道：mRNA是以DNA的上边一条链为模板合成的，因此②、③分别是CAT、GUA。在DNA复制过程中出现“差错”，导致DNA内部结构(或碱基对序列)发生改变。镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗传病。若正常基因为H，则致病基因是h，镰刀型细胞贫血症十分少见，说明基因突变具有多害少利性且突变率低。14．下面图1表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图2是一个家族中该病的遗传系谱图(Hba代表致病基因，HbA代表正常的等位基因)，请据图回答问题(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。(1)图1中①过程发生在__细胞分裂间__期，②过程表示__转录__。(2)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于__常__染色体上，属于__隐__性遗传病。(3)Ⅱ8的基因型是__HbAHbA或HbAHba__，Ⅱ6和Ⅱ7再生一个患病男孩的概率为__1/8__，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为__HbAHbA__。(4)若图1中正常基因片段中CTT突变为CTC，由此控制的生物性状是否可能发生改变？__不可能__。为什么？__改变后的密码子对应的还是谷氨酸__。[解析](1)图1中①过程表示DNA分子的复制，发生在细胞分裂的间期，图1中②过程表示转录。(2)由图2中Ⅰ3和Ⅰ4正常，Ⅱ9患病推知，镰刀型细胞贫血症的遗传方式是常染色体隐性遗传。(3)通过图2判断出Ⅰ3、Ⅰ4的基因型均为HbAHba，所以他们的后代Ⅱ8的基因型为HbAHbA或HbAHba；由于Ⅱ6和Ⅱ7的基因型均为HbAHba，所以生出HbaHba的概率为1/4，生出男孩的概率为1/2，所以生出患病男孩的概率为1/8。后代表现显性性状的同时又不发生性状分离的条件是其中一个亲代为显性纯合子。(4)由于两种碱基序列经转录后形成的密码子对应同一种氨基酸，所以生物性状不可能改变。15．甲图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a～d表示4种基因突变。a丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，乙图表示基因组成为AaBbDd个体细胞分裂某时期图像，丙图表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请回答：注：可能用到密码子：天冬氨酸(GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码(UAG)。(1)甲图中过程①所需要的酶主要有__RNA聚合酶__。(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是__天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸__，在a突变点附近再丢失__2__个碱基对对氨基酸序列的影响最小。(3)图中__b__突变对性状无影响，其意义是__有利于维持生物遗传性状的相对稳定__。(4)导致乙图中染色体上B、b不同的原因属于__基因突变或基因重组__(变异种类)。(5)诱发基因突变一般处于丙图中的__b__阶段，而基因重组发生于__d__阶段(填图中字母)。