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5.1基因突变和基因重组
——高一生物学人教版（2019）必修二洞悉课后习题
【教材课后习题】
1.我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。
（1）bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。( )
（2）bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。( )
（3）基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性。( )
2.镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。
（1）这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高，为什么？
（2）为什么某些看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在？请结合这个例子阐明原因，并分析如何辩证地认识基因突变与生物的利害关系。
【定点变式训练】
3.下列有关基因突变的叙述，不正确的是( )
A.基因突变可产生新基因
B.基因突变的随机性表现为一个基因可以向不同的方向发生突变
C.有些基因突变不会导致新的性状出现，既无害也无益，是中性的突变
D.亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基从而诱发基因突变
4.下图表示基因突变的一种情况，其中a、b是核酸链，c是肽链。下列说法正确的是( )
A.a→b→c表示基因的复制和转录
B.图中由于氨基酸没有改变，所以没有发生基因突变
C.图中氨基酸没有改变，因此性状也没有改变
D.除图示情况外，基因突变还包括染色体片段的缺失和增添
5.下列关于基因突变的叙述中，错误的是( )
A.基因突变是指基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程
B.DNA中脱氧核苷酸种类、数量和排列顺序的改变可能导致基因突变
C.外界条件或生物内部因素可使DNA复制发生差错而导致基因突变
D.无论是低等生物还是高等生物都能发生基因突变，且基因突变只定向形成新的等位基因
6.下列有关基因重组的说法，不正确的是( )
A.基因重组发生在减数分裂过程中，是生物变异的重要来源
B.基因重组能产生原来没有的新基因，从而改变基因中的遗传信息
C.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型
D.基因重组能产生原来没有的新性状组合
7.子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组( )
A.①②④⑤ B.①②③④⑤⑥ C.③⑥ D.④⑤
8.下列关于基因突变与基因重组的叙述，错误的是( )
A.细菌中可能发生基因突变，在人为干预下也可能发生基因重组
B.DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换不一定是基因突变
C.同源染色体片段的互换、非同源染色体的自由组合均能导致基因重组
D.基因型为Aa的杂合子自交时，A与a基因的重组导致子代性状分离
9.下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是( )
A.DNA分子中发生碱基的替换一定会引起基因突变
B.发生在体细胞内的突变一定不能遗传给后代
C.非同源染色体之间交换部分片段属于基因重组
D.基因突变和基因重组都能改变生物的基因型
10.下图表示人体内一个细胞进行分裂时，发生基因突变产生镰刀型细胞贫血症突变基因（a）的示意图。回答下列问题：
（1）简述基因A发生突变的过程：_____。
（2）突变产生的基因a和基因A的关系为_____，基因突变的特点有普遍性、_____、_____、低频性等。
（3）若细胞乙为精原细胞，不同性状在减数分裂过程中能发生基因重组的时期有_____和_____。
（4）从上述过程可以看出，基因通过控制_____控制生物体的性状。
答案以及解析
1.答案：（1）√；（2）×；（3）×
解析：这种等位基因的出现是基因突变导致的，基因的碱基序列改变，不一定会导致表达蛋白质的改变，即使蛋白质发生了改变也不一定会使蛋白质失去活性。
2.答案：（1）因为具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）不表现镰状细胞贫血，但又具有较强的抵抗疟疾的能力，在疟疾流行地区这属于有利变异。因而导致该地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他的地区的高。
（2）突变基因的有利或有害取决于生物生存的具体环境，此环境下有害的基因，在彼环境下可能有利，这就是某些当前看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在的原因。
解析：
3.答案：B
解析：基因突变是新基因产生的途径，A项正确；基因突变是随机发生的、不定向的，基因突变的不定向性表现为一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，B项错误；有些基因突变不会导致新的性状出现，既无害也无益，是中性的突变，C项正确；亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基从而诱发基因突变，D项正确。
4.答案：C
解析：分析题图可知，a→b→c表示基因的转录和翻译，故A错误；图中发生了碱基对的替换，属于基因突变，造成密码子的第三个氨基酸改变时，其所编码的氨基酸保持不变，故B错误；图中氨基酸没有改变，形成的蛋白质不变，性状也不发生改变，故C正确；除图示情况外，基因突变还碱基对的增添或缺失，而染色体片段的缺失和增添属于染色体变异，故D错误。本题考查基因突变的有关知识，意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
5.答案：D
解析：基因突变是指基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程，A正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此DNA中脱氧核苷酸种类、数量和排列顺序的改变可能导致基因突变，B正确；引起基因突变的原因包括内因（生物内部因素）和外因（一定的外界条件），C正确；无论是低等生物还是高等生物都能发生基因突变，且基因突变具有多方向性，D错误。
6.答案：B
解析：A、基因重组是指在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，是生物变异的重要来源，A正确；
B、基因重组不能产生新基因，但可产生新的基因型，基因突变改变基因中的遗传信息，进而产生原来没有的新基因，B错误；
C、因为性状的显隐性关系，基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型，C正确；
D、基因重组能产生新的基因型，进而产生原来没有的新性状组合，D正确。
所以B选项是正确的。
7.答案：D
解析：基因重组的原因有两种：一是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换引起的基因重组，时间为减数第一次分裂前期；二是非同源染色体上的非等位基因自由组合引起的基因重组，发生时间为减数第一次分裂后期。图中的①②过程为一对相对性状的杂交实验，不发生基因重组，故AB错误；④⑤过程为减数分裂，A(或a)与B、b之间可以自由组合，可以发生基因重组，故D正确。
8.答案：D
解析：细菌中可能发生基因突变，在人为干预下也可能发生基因重组，如肺炎链球菌转化实验中R型菌的DNA与S型菌的DNA发生了基因重组，A正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，故DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换不一定是基因突变，B正确；减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体间发生片段互换可造成基因重组，减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合也可造成基因重组，C正确；基因型为Aa的杂合子自交时，A与a不能发生基因重组，可发生等位基因的分离，D错误。
9.答案：D
解析：DNA分子中发生碱基的替换如发生在非基因序列，则不会引起基因突变，A错误；植物的体细胞发生的突变，可以通过无性繁殖传递给后代，B错误；非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异中的易位，C错误；基因突变和基因重组都能改变生物的基因型，D正确。
10.答案：（1）DNA复制过程中，一个碱基（T）被碱基（A）取代，导致基因的碱基序列发生了改变
（2）等位基因；多方向性；稀有性（后两空顺序可颠倒）
（3）前期Ⅰ；后期Ⅰ
（4）蛋白质的结构直接
解析：（1）根据题意和题图分析可知，题图中两个基因发生突变的过程为DNA复制时一个碱基被另一个碱基替换，导致基因的碱基序列发生了改变。
（2）突变产生的a基因与A基因的关系是等位基因，基因突变的特点有稀有性、多方向性、普遍性、多数有害性等。
（3）基因重组发生在减数第一次分裂前期（四分体交叉互换）和减数第一次分裂后期（非同源染色体重组导致其上的非等位基因的重组）。
（4）镰刀型细胞贫血症是由于基因突变导致了血红蛋白的结构改变，属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

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