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課下能力提升(十一)　基因突變 (時間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題3分，共30分) 1．原核生物某基因原有213對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為210對堿基(未涉及終止密碼子改變)，它指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)分子與原蛋白質(zhì)相比，差異可能為(　　) A．少一個氨基酸，氨基酸順序不變 B．少一個氨基酸，氨基酸順序改變 C．氨基酸數(shù)目不變，但順序改變 D．A、B都有可能 2．相同條件下，小麥植株哪一部位的細胞最難產(chǎn)生新的基因(　　) A．葉肉　　　　　　　　　　B．根分生區(qū) C．莖尖 D．花藥 3．經(jīng)檢測，某生物發(fā)生了基因突變，但其性狀并沒有發(fā)生變化，其原因是(　　) A．遺傳信息沒有改變 B．遺傳基因沒有改變 C．遺傳密碼沒有改變 D．控制合成的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列沒有改變 4．如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，不可能的后果是(　　) A．沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物 B．翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止 C．所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個氨基酸 D．翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化 5．某個嬰兒不能消化乳類，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)他的乳糖酶分子有一個氨基酸改換而導(dǎo)致乳糖酶失活，發(fā)生這種現(xiàn)象的根本原因可能是(　　) A．缺乏吸收某種氨基酸的能力 B．不能攝取足夠的乳糖酶 C．乳糖酶基因有一個堿基對替換了 D．乳糖酶基因有一個堿基對缺失了 6．若基因突變導(dǎo)致mRNA上決定氨基酸的某個密碼子的一個堿基發(fā)生替換，則識別該密碼子的tRNA及轉(zhuǎn)運的氨基酸發(fā)生的變化是(　　) A．tRNA一定改變，氨基酸一定改變 B．tRNA不一定改變，氨基酸不一定改變 C．tRNA一定改變，氨基酸不一定改變 D．tRNA不一定改變，氨基酸一定改變 7．(安徽高考)人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病。但大劑量的131I對人體會產(chǎn)生有害影響。積聚在細胞內(nèi)的131I可能直接(　　) A．插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改變 B．替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變 C．造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異 D．誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代 8．DNA聚合酶分子結(jié)構(gòu)的某些變化能使突變的DNA聚合酶(突變酶)比正常的DNA聚合酶精確度更高，從而在進行DNA復(fù)制時出現(xiàn)更少的錯誤，則該突變酶(　　) A．具有解旋酶的活性 B．基本單位是脫氧核苷酸 C．減少了基因突變的發(fā)生不利于生物的進化 D．大大提高了DNA復(fù)制的速度 9．(浙江高考)除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是1對等位基因。下列敘述正確的是(　　) A．突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因 B．突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復(fù)為敏感型 C．突變體若為基因突變所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復(fù)為敏感型 D．抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈 10．(江蘇高考)如圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯誤的是(　　) 出發(fā)菌株選出50株選出5株多輪重復(fù)篩選 A．通過圖中篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異 C．圖中篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程 D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高 二、非選擇題(共20分) 11．(10分) 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： 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 HbA ACC 蘇氨酸 UCC 絲氨酸 AAA 賴氨酸 UAC 酪氨酸 CGU 精氨酸 UAA 終止 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 (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______________________________。 (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__________________________________________。 (4)如果要降低該變異的影響，在突變基因的突變點的附近，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　　　　　B．增加3個堿基對 C．缺失3個堿基 D．缺失2個堿基對 12．(10分)(北京高考)在一個常規(guī)飼養(yǎng)的實驗小鼠封閉種群中，偶然發(fā)現(xiàn)幾只小鼠在出生第二周后開始脫毛，以后終生保持無毛狀態(tài)。為了解該性狀的遺傳方式，研究者設(shè)置了6組小鼠交配組合，統(tǒng)計相同時間段內(nèi)繁殖結(jié)果如下表。 注：●純合脫毛♀，■純合脫毛♂，○純合有毛♀，□純合有毛♂，雜合♀，雜合♂ (1)已知Ⅰ、Ⅱ組子代中脫毛、有毛性狀均不存在性別差異，說明相關(guān)基因位于________染色體上。 (2)Ⅲ組的繁殖結(jié)果表明脫毛、有毛性狀是由________基因控制的，相關(guān)基因的遺傳符合________________________定律。 (3)Ⅳ組的繁殖結(jié)果說明，小鼠表現(xiàn)出脫毛性狀不是________影響的結(jié)果。 (4)在封閉小種群中，偶然出現(xiàn)的基因突變屬于________________。此種群中同時出現(xiàn)幾只脫毛小鼠的條件是________________________________。 (5)測序結(jié)果表明，突變基因序列模板鏈中的1個G突變?yōu)锳，推測密碼子發(fā)生的變化是________(填選項前的符號)。 A．由GGA變?yōu)锳GA　　　　B．由CGA變?yōu)镚GA C．由AGA變?yōu)閁GA D．由CGA變?yōu)閁GA (6)研究發(fā)現(xiàn)，突變基因表達的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量明顯小于突變前基因表達的蛋白質(zhì)，推測出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是蛋白質(zhì)合成________________。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該蛋白質(zhì)會使甲狀腺激素受體的功能下降，據(jù)此推測脫毛小鼠細胞的____________下降，這就可以解釋表中數(shù)據(jù)顯示的雌性脫毛小鼠______________________________________________的原因。 答案 1．選D　該基因突變后減少了3對堿基，若3對堿基轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA上的三個堿基恰相當于原來的密碼子，則僅涉及一個氨基酸減少，其他氨基酸不變，如A所述；若3對堿基轉(zhuǎn)錄出的密碼子打破了原密碼子序列，則將出現(xiàn)B所述狀況。 2．選A　新基因是通過基因突變產(chǎn)生的，而基因突變往往發(fā)生在DNA分子復(fù)制過程中，只有分裂的細胞才進行DNA分子復(fù)制，故細胞分裂頻率高的組織易產(chǎn)生新基因。不分裂的細胞產(chǎn)生新基因的難度最大。 3．選D　基因發(fā)生突變，堿基的排列順序一定改變，所以遺傳信息和遺傳基因是一定改變的，而由于密碼子的簡并性，控制合成的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列并沒有改變，性狀不一定改變。 4．選A　基因的中部若編碼區(qū)缺少一個核苷酸對，該基因仍然能表達，但是表達產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有可能出現(xiàn)下列三種情況：翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)減少或者增加多個氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。 5．選C　如果乳糖酶分子一個氨基酸改換，一般是由某堿基對替換的基因突變造成的。如果乳糖酶基因一個堿基對缺失，一般會影響多個氨基酸。 6．選C　因tRNA是與mRNA上的密碼子配對，故密碼子的一個堿基發(fā)生替換，對應(yīng)的tRNA一定改變，又因一種氨基酸可能對應(yīng)多種密碼子，故密碼子改變不一定引起氨基酸的改變。 7．選C　131I不能插入DNA分子中，也不能替換DNA分子中的堿基；大劑量的放射性同位素131I會導(dǎo)致基因突變或染色體結(jié)構(gòu)的變異。上皮細胞屬于體細胞，發(fā)生基因突變后不會遺傳給下一代。 8．選C　突變酶是DNA聚合酶，能催化DNA合成，但沒有解旋酶的活性，A錯誤；該突變酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其基本組成單位是氨基酸，B錯誤；基因突變是產(chǎn)生新基因的途徑，能為生物進化提供原始材料，而突變酶比正常DNA聚合酶精確度更高，能減少DNA復(fù)制時出現(xiàn)的錯誤，這樣不利于生物的進化，C正確；突變酶能減少DNA復(fù)制時出現(xiàn)的錯誤，大大提高了DNA復(fù)制的精確度，而不是速度，故D錯誤。 9．選A　假設(shè)敏感和抗性由基因A、a控制，若突變體為1條染色體的片段缺失所致，則原敏感型大豆基因型為Aa，缺失了A基因所在染色體片段導(dǎo)致抗性突變體出現(xiàn)，則抗性基因一定是隱性基因；突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則該個體沒有控制這對性狀的基因，再經(jīng)誘變也不可能恢復(fù)為敏感型；基因突變是可逆的，再經(jīng)誘變可能恢復(fù)為敏感型；抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致，則此情況屬于基因突變，抗性基因可能編碼肽鏈，也可能不編碼肽鏈。 10．選D　題圖育種過程為誘變育種。因未進行酶活性檢測等，故該過程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)要求；X射線處理等物理因素既可以引起基因突變也可能引起染色體變異；題圖篩選高產(chǎn)菌株是選擇符合人類特定要求菌株的過程，屬于人工選擇，是定向的；誘變的突變率高于自發(fā)突變率，但不一定每輪誘變都是與高產(chǎn)相關(guān)的基因發(fā)生突變。 11．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。(4)在缺失了一個堿基對的情況下，若再缺失2個堿基對，與HbA相比，僅相差1個氨基酸，則對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小。 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)　(4)D 12．解析：(1)因脫毛和有毛性狀與性別無關(guān)，故相關(guān)基因位于常染色體上。(2)第Ⅲ組子代中有毛和脫毛小鼠的比例接近3∶1，故該性狀受一對等位基因控制，符合孟德爾的分離定律。(3)由V和Ⅵ兩組可確定有毛為顯性性狀、無毛為隱性性狀，第Ⅳ組的親代為純合脫毛小鼠(設(shè)基因型為aa)，其子代也都為純合脫毛小鼠(aa)，可見脫毛性狀不是環(huán)境影響的結(jié)果。(4)若此種群中同時出現(xiàn)了幾只脫毛小鼠，則可能在該小種群中突變基因的頻率足夠高。(5)密碼子在mRNA上，模板鏈中G突變?yōu)锳，則mRNA中應(yīng)是C變?yōu)閁，故D項正確。(6)“突變基因表達的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量明顯小于突變前基因表達的蛋白質(zhì)”，其原因可能是突變引起mRNA中終止密碼子提前，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成提前終止。若甲狀腺激素受體的功能下降，則甲狀腺激素不能正常作用于靶細胞，從而引起細胞代謝速率下降。組合Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ的后代個體數(shù)目都比較少，其原因可能是雌性脫毛小鼠的細胞代謝速率降低，導(dǎo)致產(chǎn)仔率低。 答案：(1)常　(2)一對等位　孟德爾分離　(3)環(huán)境因素 (4)自發(fā)/自然突變　突變基因的頻率足夠高　(5)D (6)提前終止　代謝速率　產(chǎn)仔率低