基因突变和基因重组

用心 爱心 专心 1 第5章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组 【典例导悟】 1.已知某个核基因片段碱基排列如图所示：①—GGCCTGAAGAGAAGA— ②—CCGGACTTCTCTTCT— 若该基因由于一个碱基被置换而发生改变，氨基酸序列由“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”变成“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG）。下列叙述正确的是 A.基因突变导致了氨基酸序列的改变 B.翻译上述多肽的mRNA是由该基因的①链转录的 C.若发生碱基置换的是原癌基因，则具有该基因的细胞一定会癌变 D.若上述碱基置换发生在配子中，将不能传递给后代 【思路点拨】本题主要考查基因突变，解答该题应从以下三个方面入手：

【自主解答】选A。上述过程为基因突变的过程，由于脯氨酸对应的密码子为CCU，它与DNA的非模板链是相同的，与模板链是互补的，所以②链是模板链。由于突变没有引起氨基酸数目改变，所以为碱基替换。而癌症的发生是由于原癌基因和抑癌基因共同突变积累的结果。若上述碱基置换发生在配子中，将有可能传给后代。 【互动探究】（1）题干中哪个位点的哪对碱基对发生了改变？ （2）举例说明哪个位点的碱基对如何改变不会影响肽链结构？ 提示：（1）左侧第10位的“A-T”对变为“G-C”对。 （2）左侧第5位的“T-A”对变为“C-G”对，对应的氨基酸还是脯氨酸。 【变式训练】关于基因突变的叙述中，错误的是( ) A.基因突变是指基因结构中碱基对的替换、增添和缺失 B.基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生的改变 C.基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下产生 D.基因突变的频率很低，而且都是有害的 用心 爱心 专心 2

【解析】选D。基因突变的类型有碱基对的替换、增添、缺失，从而引起脱氧核苷酸的相关变化，产生基因突变的原因有外界因素也有内部因素，它的特点是多害少利，而且频率较低。 【典例2】（2010·惠阳高一检测）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的重新组合属于基因重组 B.减数分裂过程中，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组 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，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能 【规范解答】选B。本题主要考查了基因重组的类型及发生时间，分析如下：

【学业达标训练】 1.下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于( )

A.基因重组，不可遗传变异 B.基因重组，基因突变 C.基因突变，不可遗传变异 D.基因突变，基因重组 【解析】选D。甲图中的“a”基因是从“无”到“有”，属于基因突变，而乙图中的A、a、B、b基因是已经存在的，只是进行了重新组合。 2.下列关于基因重组的说法中，不正确的是( ) A.基因重组是形成生物多样性的重要原因之一 用心 爱心 专心 3

B.基因重组能够产生多种表现型 C.基因重组可以发生在酵母菌进行出芽生殖时 D.一对同源染色体的非姐妹染色单体上的基因可以发生重组 【解析】选C。基因重组可导致出现新的基因型，进而出现新性状，它发生在有性生殖过程中，而出芽生殖为无性生殖。同源染色体上的非姐妹染色单体上的基因可发生交叉互换，属于基因重组。 3.下面有关基因重组的说法中，不正确的是( ) A.基因重组发生在减数分裂的过程中 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主要来源 D.基因重组能产生原来没有的新性状 【解析】选B。基因重组不能产生新基因，但可产生新的基因型。 4.某基因在复制过程中，一个碱基被替换，结果导致该基因控制的生物性状( ) A.发生改变 B.不发生改变 C.变得对自身不利 D.不一定发生改变 【解析】选D。基因通过转录、翻译形成蛋白质，进而控制生物性状，在上述过程中由于密码子具有简并性，所以性状不一定发生改变。 5.（2010·三明高一检测）下列有关基因突变的叙述中，正确的是( ) A.生物随环境改变而产生适应性的突变 B.由于细菌的数量多，繁殖周期短，因此其基因突变率高 C.有性生殖的个体，基因突变不一定遗传给子代 D.自然状态下的突变是不定向的，而人工诱变的突变是定向的 【解析】选C。基因突变是遗传物质的改变，具有低频性的特点，细菌数量多，只是提高突变的数量，而不会提高突变率，基因突变若发生在体细胞中，一般不会遗传给后代，突变在任何情况下都是不定向的。 6.有关基因突变的叙述，正确的是（ ） A.不同基因突变的频率是相同的 B.基因突变的方向是由环境决定的 C.一个基因可以向多个方向突变 D.细胞分裂的中期不发生基因突变 【解析】选C。不同基因突变的频率是不同的，基因突变是不定向的，不是由环境决定的。一个基因可以向多个方向突变，在没有外来因素的影响时，基因突变多发生在分裂间期，如果有外来因素影响，基因突变可发生在细胞分裂的任何时期。 用心 爱心 专心 4

7.一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位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：

（1）Hbwa异常的直接原因是α链第______位的________（氨基酸）对应的密码子缺失了一个碱基，从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变，缺失的碱基是_________。 （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_________，一般发生的时期是在_______。这种变异与其他可遗传变异相比，最突出的特点是能产生______________。 【解析】（1）在138位的密码子为UCC和UCA，与139位相结合，进行比较可知mRNA中缺失了C。 （2）从基因层次分析才是最根本的原因。 （3）这种发生在分子水平的个别碱基对的改变属于基因突变，由于间期DNA会因复制而解旋使其结构稳定性降低，易发生基因突变。 答案：（1）138 丝氨酸 C （2）控制血红蛋白α链合成的基因中一个碱基对C≡G缺失 （3）基因突变 细胞分裂的间期（DNA复制时期） 新基因 【素能综合检测】 一、选择题（本题包括12小题，每小题5分，共60分） 1.下列关于大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）( ) —ATG GGC CTG CTG A „„ GAG TTC TAA— 1 4 7 10 13 100 103 106 A.第6位的C被替换为T B.第9位与第10位之间插入1个T 用心 爱心 专心 5

C.第100、101、102位被替换为TTT D.第103至105位被替换为1个T 【解析】选B。选项A、C、D中的碱基替换只可能造成个别氨基酸的替换。选项B中，两碱基间插入一个碱基T，会造成后面的所有氨基酸序列都发生改变，因此对多肽的氨基酸序列影响最大。 2.（2010·东阳高一检测）下列变化属于基因突变的是( ) A.玉米子粒播于肥沃土壤，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.21三体综合征患者第21号染色体比正常人多一条 【解析】选C。A选项属于不可遗传的变异，而B选项为基因重组，D选项中多了一条染色体，已超出基因的范围，属于染色体变异。 3.某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为（ ） A.显性突变（d→D） B.隐性突变（D→d） C.显性突变和隐性突变 D.人工诱变 【解析】选A。由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性，说明突变性状相对于原有基因性状为显性。 4.下列哪种现象属于生物的可遗传变异( ) A.白菜因水肥充足比周围白菜高大 B.变色龙在草地上显绿色，在树干上呈灰色 C.蝴蝶的幼虫和成虫，其形态结构差别大 D.同一麦穗结出的种子，长出的植株中，有抗锈病的和不抗锈病的 【解析】选D。选项A、B中性状的改变都是由外界环境决定的，而蝴蝶的成虫和幼虫，其细胞中遗传物质是完全相同的，只是在不同时期表达不同。

5.某基因的一个片段 中的α DNA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 DNA单链为模板复制的子代双链DNA中，两条单链都有突变基因。而以与α DNA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.（2010·广州高一检测）下面是某基因的部分碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“—异亮用心 爱心 专心 6

氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸—”（异亮氨酸的密码子是AUA）。如果箭头所指碱基对A—T缺失，该片段所编码的氨基酸序列为( ) ↓ —ATACGGGAGGCGGATGTC— —TATGCCCTCCGCCTACAG— ↑ A.—异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸— B.—异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—谷氨酸— C.—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸— D.—亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—缬氨酸— 【解析】选B。由于题干中所给的密码子较少，所以应从原有的题干序列中找寻氨基酸与密码子的对应关系，从左侧“ATA”对应“AUA”密码子开始向右读，缺少“A-T”后，使此处密码子变为“GAG”，它与第三个密码子是相同的。 7.以下有关基因重组的叙述，错误的是（ ） 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.纯合子自交因基因重组导致子代性状分离 D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关 【解析】选C。基因重组是指非等位基因的重新组合，发生在减数第一次分裂的四分体时期和后期，即同源染色体上的交叉互换引起非姐妹染色单体的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，所以选项A、B均正确；由于基因重组导致配子的多样性，从而导致后代基因型的多样性，因此选项D也是正确的；纯合子自交，后代不发生性状分离，所以选项C是错误的。 8.下列情况引起的变异属于基因重组的是（ ） ①非同源染色体上非等位基因的自由组合 ②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 ③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 ④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和改变 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 【解析】选C。基因重组有两种情况：一是在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之间发生的交换，二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。 9.（2010·淄博高一检测）有关基因突变的下列说法，不正确的是（ ）