2020-2021学年生物浙科版(2019)必修第二册：4.1 基因突变可能引起性状改变

十一基因突变可能引起性状改变
(20分钟·70分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)
1.鼠毛的灰色基因可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因,说明基因突变具有( )
A.普遍性
B.多方向性
C.多数有害性
D.稀有性
【解析】选B。

控制鼠毛的灰色基因既可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因,即基因可以朝不同的方向突变,因此该实例体现了基因突变具有多方向性。

【补偿训练】
基因突变常发生在细胞周期的( )
A.分裂间期
B.分裂期前期
C.分裂期后期
D.分裂期末期
【解析】选A。

基因突变一般发生在间期,即有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,因为此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,其中DNA分子在复制时,其双螺旋结构会打开,稳定性较差,所以容易发生基因突变。

2.癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一,下列各项中,可能增加患癌风险的是( )
A.适度锻炼
B.按时作息
C.长期吸烟
D.保持乐观心态
【解析】选C。

适度锻炼有助于减少癌症的发生,A不符合题意;按时作息有助于减少癌症的发生,B不符合题意;长期吸烟等不良生活习惯可能会诱发正常人体细胞内原癌基因和抑癌基因发生突变,可能增加患癌风险,C符合题意;保持乐观心态有助于减少癌症的发生,D不符合题意。

3.(2020·绍兴高一检测)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是 ( )
A.癌细胞在适宜条件下可无限增殖
B.癌细胞表面蛋白质很少或缺失
C.癌细胞易在体内转移
D.癌变是细胞异常分化的结果
【解析】选B。

癌细胞在适宜条件下可无限增殖,A正确;癌细胞表面粘连蛋白减少,但不是蛋白质很少或缺失,B错误;由于癌细胞表面粘连蛋白减少,细胞间的黏着性降低,所以癌细胞易在体内转移,C正确;细胞的癌变是由于基因突变导致细胞异常分化的结果,D正确。

4.我国发射的神舟飞船上搭载了一些生物,利用太空特定的物理环境进行一系列的科学试验。

对此,下列说法正确的是( )
A.太空育种并不能提高突变率
B.培育成生物新品种的理论依据是基因突变
C.获得的新性状都对人类有益
D.此育种方法不可能产生新的基因
【解析】选B。

太空育种能提高突变率,A错误;太空育种依据的原理是基因突变,是利用失重和宇宙射线诱发基因发生突变,B正确;由于基因
突变是不定向的,所以太空培育的新品种对人类不一定是有益的,C错误;太空育种利用的原理是基因突变,因而会产生新的基因,D错误。

5.某基因的一个片段中的α链在复制时一个碱基由G→C,该基因复制3次后,发生突变的基因占该基因总数的( )
A.100%
B.50%
C.25%
D.12.5%
【解析】选B。

DNA的复制是半保留式的,在DNA双链中,以α链为模板复制的子代双链DNA中,两条单链都有突变碱基。

而以与α链的互补链为模板复制的后代DNA中,基因都是正常的,因此在后代DNA中,正常基因和突变基因各占一半。

6.有些物质可以导致细胞发生癌变,而引发癌症。

下列不属于致癌物质的是( )
A.维生素
B.亚硝胺
C.尼古丁
D.黄曲霉毒素
【解析】选A。

维生素属于人体需要的营养物质,A符合题意;亚硝胺具有致癌作用,属于化学致癌因子,B不符合题意;尼古丁属于化学致癌因子,C不符合题意;黄曲霉毒素属于化学致癌因子,D不符合题意。

7.一条染色体一般含有一个DNA分子,一个DNA分子中有许多个基因。

若该DNA分子中某个脱氧核苷酸发生了改变,下列有关叙述错误的是( )
A.DNA分子结构发生了改变
B.DNA分子所携带的遗传信息可能发生改变
C.DNA分子上一定有某个基因的结构发生了改变
D.该DNA分子控制合成的蛋白质分子结构可能发生改变
【解析】选C。

DNA分子中发生了脱氧核苷酸的改变,DNA分子结构发生改变,A项正确;DNA分子的碱基排列顺序发生改变,DNA分子所携带的遗传信息可能发生改变,B项正确;该脱氧核苷酸可能位于非基因序列,也可能位于基因内部,故脱氧核苷酸的改变不一定会导致基因结构的改变,C项错误;若该脱氧核苷酸位于基因内部,则脱氧核苷酸的改变可能导致该基因控制合成的蛋白质分子的结构发生改变,D项正确。

【补偿训练】
已知某生物个体发育过程中,有基因发生了碱基对的替换而导致基因突变,但该生物个体却始终没有表现出变异性状,其原因可能是( )
A.该基因突变产生的新基因为隐性
B.密码子的简并性
C.并非所有细胞的所有基因都表达
D.A、B、C都有可能
【解析】选D。

生物个体发育过程中,有基因发生了碱基对的替换而导致基因突变,但该生物个体却始终没有表现出变异性状,其原因可能是该基因突变产生的新基因为隐性、密码子的简并性、并非所有细胞的所有基因都表达。

8.下列有关基因突变的叙述,错误的是( )
A.基因突变不一定由物理或化学因素诱发
B.亲代的突变基因不一定能传递给子代
C.突变的基因不一定有基因结构上的改变
D.子代获得突变基因不一定能改变性状
【解析】选C。

诱导基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素,A 正确;亲代的突变基因不一定能传递给子代,只有生殖细胞中的突变基因才可能传递给子代,B正确;基因突变是指基因在结构上发生碱基对的插入、缺失和替换,所以突变的基因一定有基因结构上的改变,C错误;子代获得突变基因不一定能改变性状,如突变基因是隐性基因时,需纯合时才会改变性状,D正确。

【补偿训练】
基因突变一定会导致( )
A.性状改变
B.遗传信息的改变
C.遗传规律的改变
D.碱基互补配对原则的改变
【解析】选B。

基因中碱基对的替换、增加或缺失一定会改变基因的碱基排列顺序,从而改变遗传信息。

但由于同义密码子的简并性,可能不改变该密码子决定的氨基酸。

同时蛋白质中次要位置的个别氨基酸的改变,对蛋白质的结构和功能并无大的影响。

因此性状不一定发生改变。

9.有关诱变育种的说法,不正确的是( )
A.能有效地改良生物的某些性状
B.需用诱变剂处理材料
C.原理是基因的自由组合
D.需要大量的选育工作
【解析】选C。

诱变育种能加速育种进程,大幅度地改良某些性状,A正确;诱变育种的原理是基因突变,需用诱变剂处理材料,B正确;诱变育种的原理是基因突变,C错误;诱变育种的原理是基因突变,具有多方向性和稀有性,需要大量的选育工作,D正确。

10.某二倍体植物染色体上的基因B2是由基因B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误的是( )
A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B.基因B1和B2编码的蛋白质可能相同,也可能不同
C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
【解析】选D。

DNA碱基对的插入、缺失、替换都会造成基因突变,A 正确;如果是碱基对替换引起的基因突变,由于密码子的简并性,合成蛋白质可能相同,B正确;生物共用一套密码子,C正确;配子经过减数分裂形成,发生等位基因分离,等位基因不会共同存在于同一个配子中,D 错误。

【互动探究】
(1)基因B2可能再突变成基因B1吗?
提示:可以。

基因突变具有可逆性。

(2)基因突变只能发生在高等生物中,这种说法对吗?举例说明。

提示:不对。

病毒、原核生物及真核生物都可以发生基因突变。

二、非选择题(共2小题,共30分)
11.(12分)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:
请回答下列问题:
(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),从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。

(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__________(时期)。

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)由表中密码子分析可知,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血红蛋白α链合成
的基因中缺失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期(DNA复制时) 产生新基因(等位基因) 12.(18分)某年统计数据显示,癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。

请根据提供的数据材料回答问题:
(1)体外分别培养某癌细胞和正常体细胞。

图中代表癌细胞生长曲线的是____________;在体内,癌细胞可能侵袭周围正常组织,说明癌细胞具有______________________的特性。

(2)研究发现,蛋白x是细胞膜上的一种受体,原癌基因x过量表达会持续激活细胞内的信号传导,启动细胞DNA的复制,导致细胞异常增殖,因此可以通过检测原癌基因x的____________和______________可判断其是否转录和翻译。

(3)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。

表中信息显示细
胞癌变可能与端粒酶的活性有关,请完成下面的探究实验:
实验目的:探究端粒酶与细胞癌变的关系。

实验材料:癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。

实验步骤:
①_________________________________________________________;
②_________________________________________________________;
在相同且适宜条件下进行培养。

③_________________________________________________________。

结果预测及结论: ___________________________________________。

(4)请根据上述内容,提出一种治疗癌症的新思路: _______________。

【解析】(1)与正常细胞相比,癌细胞能无限增殖,因此培养一定时间之后,癌细胞增殖仍然进行,正常细胞不能进行增殖,因此a表示癌细胞生长曲线;由于细胞癌变后,细胞膜上的粘连蛋白减少,细胞之间的黏着
性降低,细胞容易扩散和转移。

(2)转录是指以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,翻译是指以mRNA 为模板合成蛋白质的过程,因此通过检测原癌基因x的mRNA和蛋白质可判断其是否转录和翻译。

(3)分析题干信息可知,实验的目的是探究端粒酶与细胞癌变的关系,实验的自变量是端粒酶的活性,可以通过加入端粒酶抑制剂进行控制,因变量是细胞癌变率,由于癌细胞的特点之一是能无限增殖,因此可以用细胞增殖的代数代表细胞癌变率;按照实验设计的对照原则和单一变量原则,实验步骤如下:①将癌细胞分成A、B两组。

②A组加入端粒酶抑制剂,B组不加,在相同且适宜条件下进行培养。

③记录并比较A、B两组的增殖代数。

结果预测及结论:A组比B组增殖代数减少,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)有关;A组仍然能无限增殖,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)无关。

(4)由题意可知,癌细胞的无限增殖与端粒酶的活性有关。

因此抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)可以对癌症进行有效治疗。

★答案★:(1)a 易扩(分)散转移
(2)mRNA 蛋白质
(3)实验步骤:①将癌细胞分成A、B两组
②A组加入端粒酶抑制剂,B组不加
③记录并比较A、B两组的增殖代数
结果预测及结论:若A组比B组增殖代数减少,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)有关;若A组仍然能无限增殖,说明端粒酶与细胞癌变(连续
分裂)无关
(4)抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)
(10分钟·30分)
1.(5分)如图表示人类镰刀形细胞贫血症的病因,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.运载缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU
D.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。

由于遗传密码子的简并性,所以控制血红蛋白合成的一段基因中任意一个碱基发生替换不一定会引起贫血症;②过程是以α链作模板,合成mRNA的过程,所以原料是核糖核苷酸;根据缬氨酸的密码子GUA可知,对应的tRNA上的反密码子为CAU;导致人类镰刀形细胞贫血症的根本原因是基因中的碱基对被替换。

2.(5分)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态与基因的变化,下列有
关叙述正确的是 ( )
A.抑癌基因调节细胞周期,控制细胞生长和分裂
B.通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据
C.与细胞增殖有关的某一基因发生突变,就会导致细胞癌变
D.癌细胞易于在体内转移与其细胞膜上粘连蛋白增多有关
【解析】选B。

原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A错误;由于细胞癌变后形态发生明显改变,故可在光学显微镜下观察细胞的形态,判断细胞是否发生癌变,B正确;细胞癌变是多个基因突变累积的结果,C错误;癌细胞容易在体内转移与其细胞膜上粘连蛋白等物质的减少有关,D错误。

3.(5分)具有一个镰刀形细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀形细胞贫血症的症状,因为该个体能同时合成正常和异常血红蛋白,并对疟疾具有较强的抵抗力。

镰刀形细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。

正常血红蛋白和异常血红蛋白仅有1个氨基酸(位于肽链中段)种类不同。

对此现象的解释,下列描述不恰当的是( )
A.该致病基因的产生是碱基对的插入或缺失的结果
B.该病杂合子个体正常基因与致病基因均表达
C.疟疾猖獗的非洲地区该病杂合子比例较高
D.正常基因与致病基因的本质区别是碱基序列不同
【解析】选A。

镰刀形细胞贫血症的根本原因是基因突变,发生了碱基对的替换,没有插入和缺失,A错误;杂合子个体能同时合成正常和异常血红蛋白,所以杂合子个体正常基因与致病基因均表达,B正确;该病杂合子对疟疾具有较强的抵抗力,因此疟疾猖獗的非洲地区杂合子个体较多,C正确;不同基因的本质区别是碱基序列不同,D正确。

4.(5分)黑龙江农科院用辐射方法处理大豆,培育出“黑农五号”等大豆品种,含油量提高 2.5%,产量提高了16%。

下列说法正确的是( )
A.相关基因突变肯定会使大豆的含油量有所改变
B.相关基因突变后会改变基因在染色体上的位置
C.相关基因突变的方向和辐射处理有明确的因果关系
D.经人工诱变选育出的含油量高的个体不一定是纯合子
【解析】选D。

由于密码子的简并性等原因,相关基因突变不一定使大豆的含油量有所改变,A错误;相关基因突变后会成为其等位基因,但不会改变基因在染色体上的位置,B错误;基因突变是多方向的,说明突变的方向和辐射处理没有明确的因果关系,C错误;因突变后会成为其等位基因,所以经人工诱变选育出的含油量高的个体不一定是纯合子,D 正确。

【实验·探究】
5.(10分)果蝇的野生型和突变型为一对相对性状,受一对等位基因控
制。

某自然种群的果蝇全为野生型,现用该自然种群中一对野生型果蝇交配,后代中出现了一只突变型雄果蝇。

研究发现突变型雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的一个基因发生了基因突变。

请回答下列问题: (1)突变型基因的产生是由于野生型基因发生了碱基对的________,而导致基因结构发生了改变。

(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则显性性状为________,发生基因突变的亲本是______(填“父本”“母本”或“父本或母本”)。

(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上,则发生基因突变的亲本是________,判断理由是__ ___________________________________________。

【解析】(1)基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。

(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则野生型果蝇的后代出现的突变型是显性性状,可能是父本或母本的一个基因发生突变的结果。

(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上,说明母本的基因发生了突变,因为雄果蝇的X染色体只能来自母本。

★答案★:(1)增添、缺失或替换
(2)突变型父本或母本
(3)母本雄果蝇的X染色体只能来自母本
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