高中生物基因突变的原因试题

1952年，莱德伯格夫妇通过“影印培养法”，研究大肠杆菌抗链霉素的突变与环境因素的关系。实验的过程如下图所示：

说明：将原始菌种培养在1号培养基中，待长出很多菌落后，将灭菌绒布面按到1号培养基上，使绒布面沾上各个菌落。然后再将绒布面分别按到2号和3号培养基上，使绒布面上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上，这种接种方法称为“影印接种”。同理，6号和7号接种自5号培养基，10号和11号接种自9号培养基。
请据此实验回答下列问题：
（1）细菌抗药性变异的来源属于     。如果3中没有细菌长出，说明      。
（2）根据3中菌落所在的部位，挑取2号培养基中相应部位的菌落在4中扩大培养。同理，进行5~12的操作。5或9培养基中菌落数的多少与      有关，大肠杆菌的分裂方式是       。
（3）3号与2号培养基中的菌落数的比值，是抗性菌落（株）占全部菌落（株）的比例。观察实验结果，判断4、8、12中抗性菌落（株）的比例最大的是      ，其中的细菌及其亲代有没有接触过链霉素？           。
（4）可见，细菌抗药性的形成是在施加链霉素之     （前或后）。链霉素对细菌抗性菌落（株）的作用在于      ，其内在实质是       。
（5）尽管环境中细菌菌群中存在抗药性基因，但是目前仍使用抗生素治疗由细菌感染引起的疾病。原因在于菌群中        。如果不加节制的滥用抗生素，可能导致的后果是抗生素的药效       。

葫芦科中一种称为喷瓜的植物其性别不是由异型的性染色体决定，而是由3个复等位基因a^D、a⁺、a^d决定的，每株植物中只含有中的两个基因。它们的性别表现与基因型如表8所示，请根据上述信息回答下列问题：
表8

性别类型	基因型
雄性植株	a^Da^+、a^Da^d
两性植株	a^+a^+、a^+a^d
雌性植株	a^da^d

（1）由表2可知，决定雌性、雄性、两性植株的基因依次是             。
（2）3个复等位基因a^D、a⁺、a^d的存在说明基因突变具有               。
（3）a^D、a⁺、a^d这三个基因的显隐性关系是                             
（4）请解释雄性植株中不存在纯合子的原因：                         
                                      。
（5）雄株I与雌株杂交，后代中既有雄株又有雌株，且比例为1：1，则雄株I的基因型是                 。
（6）为了确定两性植株的基因型，用上述表格的植株为实验材料，设计最简单的交配实验，应该怎样进行？（简要写出交配组合、预期结果并得出结论）

下列有关生物学知识在生产、生活中的应用的叙述正确的是                         （   ）

A．用酵母菌制酒时，为保证酒精的产量，发酵罐必须始终密封

B．日常生活中尽量少食发霉、熏制、烤焦的食品，远离致癌因子

C．做X射线透视的医生为避免X射线改变核酸的碱基要穿防护衣

D．生产上利用单倍体育种的方法可培育出无子番茄

肺炎双球菌的A基因含有A₁～A₇7个小段，科学家分离出此细菌A基因的4个缺失突变株：J（缺失A₄、A5、A₆）、K（缺失A₃、A₄）、L（缺失A₄、A₅、A₆、A₇），M（缺失A₁、A₂、A₃、A₄、A₅）．将一未知的突变株X与J或L共同培养，可以得到转化出来的野生型细菌（即7个小段都不是突变型）。若将X与K或M共同培养，得到转化的细菌为非野生型，由此可判断X的突变位于A基因的哪一小段（   ）

A．A2

B．A3

C．A4

D．A5

TSD病是由于氨基已糖苷酶的合成受阻引起的。该酶主要作用于脑细胞中脂类的分解和转化。病人基因型为aa。下列原因中最能解释Aa型个体像AA型个体一样健康的是（   ）

A．基因A阻止了基因a的转录

B．基因a可表达一种能阻止等位基因A转录的抑制蛋白

C．在杂合子的胚胎中a突变成A，因此没有Aa型的成人

D．Aa型的个体所产生的氨基已糖苷酶数量已足够脂类分解和转化

当B基因突变成b基因时，有关DNA上的____________________________发生改变。在转录时，有关RNA___________改变。在翻译时，_________________________，若B基因控制合成的是正常结构蛋白，那么b基因控制合成的是_______________了，若B基因控制合成的是特定的酶，那么b基因则_____________________，在所控制的代谢上表现出差异性。

Ⅰ.(10分) (1)某自花传粉植物灰种皮（Y）对白种皮（y）为显性，紫茎（A）对绿茎（a）为显性，抗病（B）对感病（b）为显性，各由一对等位基因控制，并分别位于三对同源染色体上，且当花粉含AB基因时不能萌发长出花粉管。请回答：

①如果只考虑种皮颜色的遗传：将亲本植株（Yy）自交所结全部种子播种共得15株植株，其中有10株结灰色种子共300粒，有5株结白色种子共100粒，则子代的性状分离比与孟德尔定律预期分离比        （填相同或不相同），最可能的原因是                             。
②如何用基因型为AaBb的植株作材料，获得基因型为AABB的紫茎抗病植株？简要叙述你的实验步骤。
(2)果蝇的匙形翅性状是由于基因突变导致某多肽链M异常造成的，异常肽链与正常肽链(由169个氨基酸组成)相比少了4个氨基酸，二者前161个氨基酸的序列相同。第16l到165个氨基酸序列如下表：

氨基酸序号	161	162	163	164	165
正常M	色氨酸	组氨酸	甲硫氨酸	谷氨酸	酪氨酸	……(后面还有4个氨基酸)
突变M	色氨酸	苏氨酸	酪氨酸	甘氨酸	缬氨酸

假定匙形翅果蝇的信使RNA与正常翅果蝇的信使RNA仅有一个核苷酸之差。
①写出正常翅与匙形翅的信使RNA中161到165的氨基酸密码子(每一个氨基酸只填写一个密码子)。

氨基酸序号	161	162	163	164	165
正常翅密码子	UGG
匙形翅密码子	UGG

   【备查密码子：色氨酸(UGG)；甲硫氨酸(AUG)；酪氨酸(UAU、UAC)；甘氨酸(GGU、GGC、GGA、GGG)；组氨酸(CAU、CAC)；缬氨酸(GUU、GUC、GUA)；谷氨酸(GAA、GAG)；苏氨酸(ACU、ACC、ACA、ACG)；终止密码子(UAA、UAG、UGA)】
②该突变是由于基因中碱基对的____________而引起的。
Ⅱ为证明光照和重力两种因素对生长素在植物体内的分布哪个影响更大，某研究性学习小组进行了如下探索：
材料用具：品种、大小相同的萌发玉米种子若干，空易拉罐四个，沙土，不透光的牛皮纸，剪刀等。
方法步骤：
（1）取四个空易拉罐，分别剪去顶盖，装入湿润沙土并分别标号（甲、乙、丙、丁）；在每个易拉罐内植入三颗玉米种子，放在温度适宜的阴暗处培养，待幼苗长到2 cm左右时备用。
（2）将甲、乙、丙、丁均用不透光的牛皮纸包严（留出幼苗生长的足够空间）放在实验台上，甲、乙直立放置，在乙装置的一侧开一个直径为1 cm左右的小口，在它们的侧面0.5 m 处用100 W的白炽灯连续照射；丙、丁水平放置，在丙装置的正对地面处开一个直径为1 cm左右的小口，在它们的下方0.5 m 处用100 W的白炽灯连续照射（装置如图所示）；甲、乙、丙、丁的其他条件相同。
实验现象：两昼夜后，甲直立生长；乙向光弯曲生长；丁向上弯曲生长；丙也向上弯曲生长，但与丁相比，弯曲度要小一些。
请根据实验现象分析原因并得出结论：
（1）由甲、乙装置内的玉米苗生长情况可知，玉米苗具有           的特性，最可能的原因是                                                         。
（2）由甲、丁装置内的玉米苗生长情况可知，玉米苗具有            的特性，最可能的原因是                                                              。
（3）对照乙、丙、丁装置内的玉米苗生长情况可知：                                 
                                                                     。
继续探究：
（4）如果实验开始后使整个实验装置失去重力，甲、乙、丙、丁四个装置的幼苗生长方向将是：甲          ，乙              ，丙            ，丁             。

刺毛鼠（2N=16）背上有硬棘毛，体色有浅灰色和沙色两种，某教授在一连续封闭饲养的刺毛鼠繁殖中，偶然发现一只无刺雄鼠（浅灰色），全身无棘毛，并终身保留无刺状态。无刺性状怎样产生的?师生进行如下分析：
（1）有的同学认为无刺是染色体变异引起的，可以选择表皮细胞，制作临时玻片标本，观察时寻找处于           时期，与刺毛鼠正常体细胞染色体组成图进行对比，确认染色体的            是否发生变化。
（2）若经检测，排除t述可能，那么无刺变异最可能是   导致的。假如已知有刺、无刺是一对相对性状，常染色体遗传，请你用原有的纯种刺毛鼠和该只无刺雄鼠为实       验材料，设计一个方案，以鉴别此无刺雄鼠的基因类型。（用基因D、d表示）

选择的亲本及交配方式	预测的实验结果（子代性状）	结论（基因型）
该只无刺雄鼠与多只纯种雌性刺毛鼠杂交

  （3）假设该浅灰色无刺雄鼠（基因型为DdX^aY）的某精原细胞经减数分裂产生了一个DddX^a的的精子，则同时产生的另外三个精子的基因型分别为        。Y、Y。这四个精子中染色体数目依次为          ，这些精子与卵细胞结合后，会引起后代发生变异，这种变异属于             。 

(18分)已知玉米的黄粒(D)对紫粒(d)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现选择纯种紫粒抗病与黄粒不抗病为亲本杂交得到F1，F1自交得到F2，从而获取黄粒抗病植株进行深入研究。请根据材料分析回答：
(1)上述育种过程所依据的原理是   ▲   。
(2)正常情况下，在F2代中，重组类型所占的比率为   ▲   ，黄粒抗病类型所占的比率为   ▲   。在黄粒抗病类型中，能稳定遗传的个体所占比率为   ▲   。
(3)我国科学家应用X射线对玉米进行处理，从经处理的后代中选育并成功获得抗病性强的优良个体。该过程中，要进行“选育”的根本原因是   ▲   。
(4)某研究小组获得的一自交及测交结果如下表：

表现型 相交方式	黄粒抗病	紫粒抗病	黄粒不抗病	紫粒不抗病
自交(后代)	898	305	138	65
测交(后代)	210	207	139	131

对以上结果甲、乙两同学作出了自己的判断。甲同学认为是基因重组的结果，乙同学认为玉米在种植过程中发生了染色体畸变，从而使数据偏离正常值。你认为哪位同学的判断正确，并请说明你认为这位同学判断正确的理由，再简述你探究该同学的判断正确与否的实验设计思路。

某植物块根的颜色由两对基因（A、a,B、b）共同决定，只要基因A存在，块根必为红色，aabb为白色，aaBB或aaBb为黄色；在基因C存在时，果实为复果型，cc为单果型。
（1）研究表明，块根的颜色与A和B基因控制合成的酶有关。请回答。
①在酶的合成过程中，＿＿＿＿＿能识别密码子，并将氨基酸转移到肽链上。
②如果基因A结构中一对碱基发生了改变，而酶的功能未发生改变，其可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）为判定A、a,B、b和C、c3对基因的遗传是否遵循自由组合定律，可采取如下步骤。
③选用红色块根复果型纯合亲本与表现型为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的纯合亲本进行杂交，获得F₁。F₁的表现型为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，基因型为＿＿＿＿＿。
④选用F₁与＿＿＿＿＿(写基因型)进行测交，如果后代表现型及其比例为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，则这三对基因的遗传符合自由组合定律。

科学家用大肠杆菌进行诱变实验，获得两个营养缺陷型菌株，菌株A不能合成甲硫氨酸和生物素，菌株B不能合成苏氨酸和亮氨酸，将这两种菌株混合在缺少这四种营养素的培养基上，出现了能够生长繁殖的大肠杆菌，由此推断这两种菌株间实现了基因交流。现代遗传学研究发现，细菌间的基因交流与F因子有关，F因子是一种质粒，含有F因子的大肠杆菌（F+）是基因的供体，不含有F因子的大肠杆菌（F-）是基因受体， F+大肠杆菌表面有一种称为性菌毛的毛状突起，与F-大肠杆菌接触时形成接合管，基因交流过程如下图所示：

请回答下列问题：
（1）科学家获得两个营养缺陷型菌株的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，两个菌株混合，在缺少相应的四种营养素的培养基上出现能生长繁殖的新菌株，这种变异属于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）遗传学家将含有F因子的基因供体称为父本，不含有F因子的基因受体称为母本，细菌间的这种基因交流行为称为有性生殖，这种遗传现象是否遵循孟德尔的遗传定律？＿＿＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）F因子在细胞中以游离或整合到拟核DNA中两种状态存在，F因子能够整合到拟核DNA中的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）F因子的单链进入F- 细菌，F- 细菌变成F+细菌的原因是    ▲    。
（5）在基因工程中，作为目的基因载体的质粒DNA分子上有特殊的遗传标记基因，如果标记基因是抗氨苄青霉素基因，鉴定受体细胞是否含有重组DNA的实验思路是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

)紫外线辐射可使细胞产生活性氧和自由基，二者容易发生一系列的氧化连锁反应，产生的某些氧化产物可以对细胞造成伤害。一些水果的果皮富含抗氧化剂，某研究小组的同学对“果皮成分能否保护细胞免受紫外线辐射伤害? ”的问题进行了探究。
实验材料与用具：适宜浓度的大肠杆菌菌液、柚皮提取液、葡萄皮提取液、无菌水、已灭菌的大肠杆菌培养基(装在培养皿中)、接种环、紫外灯、恒温培养箱等。
实验步骤：
①取6份大肠杆菌培养基，编号为a、b、c、d、e、f。
②按下表配方配制接种液，然后使用接种环分别将菌种接种到上述培养基上。

③紫外线照射：将a、b、c三份已接种的培养基置于紫外灯正下方10cm处照射3min，然后立即用铝箔纸包住培养皿，与d、e、f三份已接种的培养基一起放入37℃恒温培养箱中培养。
④24h后，取出培养皿，观察、计数。
实验结果：

讨论：
(1)因紫外线辐射所产生的某些氧化产物，很可能是通过诱导＿＿＿＿＿＿＿＿而对细胞造成伤害的。
(2)a、d培养基接种液的配方是＿＿＿＿＿+lmL无菌水，c、f培养基接种液的配方是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)本实验设置a、d组作为对照的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(4)通过对实验结果的分析，可以得出的初步结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(5)为提高本实验的可信度，下一步需要做的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(6)在本实验的基础上，还可以对不同植物果皮＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿方面进行深入探究。

下列为生物学家对遗传问题的一些研究，请分析回答：
(1)科学家发现一种AGTN3的基因，其等位基因R能提高运动员的短跑成绩，其另一等位基因E则能提高运动员的长跑成绩。基因AGTN3变成基因R或E的本质原因是DNA分子结构发生了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。若一个家庭中，父母都具有E基因，善长跑；一个儿子也具有E基因，善长跑；但另一个儿子因不具有E基因而不善长跑。据孟德尔理论，这种现象在遗传学上称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。并由此可见，E基因对AGTN3基因为＿＿＿＿＿(显性或隐性)。
(2)克里克和布伦纳等科学家用噬菌体做了如下实验：在其DNA的某两个相邻碱基对中间插入一个碱基对，使得密码子顺序“…AUGCAUGUUAUU…”变成“…AUGCCAUGUUAU…”，得到的肽链就会彻底错位。再减去一个碱基对，则使密码子顺序中的“UGU”后面减去一个“U”，变成“…AUGCCAUGUAUU…”，结果合成的肽链只有两个氨基酸和原来的不一样。克里克和布伦纳等科学家的实验证明了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。如果科学家先在含放射性同位素³⁵S培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养含³²P标记的噬菌体，则子代噬菌体中可能检测到放射性标记的物质是＿＿＿＿＿。
(3)美国著名的遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传研究，创立了基因学说。下表为其一个实验的结果。(注：果蝇的灰身和黑身受位于常染色体上的一对等位基因控制；果蝇的红眼和白眼受位于X染色体上的一对等位基因控制。)

现用纯合的灰身红眼果蝇(♀)与黑身白眼果蝇(♂)杂交，让F₁个体间杂交得F₂。预期F₂可能出现的基因型有＿＿＿种，雄性中黑身白眼果蝇出现的概率是             。若一只雌果蝇产生的子代中，雄性果蝇的数目只有雌性果蝇的一半。试解释这种现象。(假设子代的数目很多，并非统计上的偶然性事件) ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

请分析下列与遗传和变异有关的问题：
(1)水稻(2N=24)正常植株(E)对矮生植株(e)为显性，抗病(F)对不抗病(f)为显性。两对基因独立遗传。
①在♀EE×♂ee杂交中，若E基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子中染色体数目为＿＿＿＿＿。
②假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的E基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X第二个密码子中的第二个碱基由U变为C，Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个C。与正常植株相比，＿＿＿突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③现有正常不抗病和矮生抗病两种纯种水稻，希望快速得到正常抗病纯种植株，应采取的育种方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，理想的基因型以及该基因型所占比例依次是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)狗的皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对基因(A，a和B，b)控制的，共有四种表现型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、红色(A_bb)和黄色(aabb)。
 
①若上图示为一只红色狗(Aabb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A，2位点为a，造成这一现象的可能原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②两只黑色狗交配产下一只黄色雄性小狗，则它们再生下一只纯合褐色雌性小狗的概率是＿＿＿＿＿。

假设a、B为玉米的优良基因，现有AABB、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验（见右图），下列说法不正确的是                        （   ）

A．过程①育种方法的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型
B．过程②③④育种方法的原理是基因重组，基因型aaB_的类型轻④后，子代中aaBB所占比例是5/6
C．过程⑤使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成
D．过程⑥⑦应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限