高中生物基因突变的原因综合题

某种植物(雌雄同株、闭花授粉)野生型为扁茎、缺刻叶。如图为种群中甲植株的一个A基因(扁茎)和乙植株的一个B基因(缺刻叶)发生突变的过程。已知A基因和B基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题：

（1）上述甲植株基因突变原因是基因中碱基对C-G被          替换，从而改变了基因中的遗传信息。
（2）突变产生的a基因与A基因的关系是         ， a基因与B基因的关系是            。
（3）野生型植株基因型为       ，若a基因和b基因分别控制圆茎和圆叶，则突变后的甲、乙两植株的基因型分别为     、    ，表现型分别为         、         。
（4）为了获得供观赏的圆茎、圆叶品种，将甲、乙杂交获得子一代（F₁），再让子一代自交获得子二代（F₂）。子二代（F₂）中圆茎圆叶植株所占的比例为                。

下面①—⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

⑴属于杂交育种的是       （填序号），一般从F₂开始选种，这是因为_______________。
⑵①过程的育种方法是              。
⑶若用方法③培育高产抗病的小麦新品种，与方法②相比其突出优点是_____  ______。   
⑷通过④途径获得的新品种往往表现出茎秆粗壮、营养丰富、发育延迟、结实率低等特点；育种中使用的秋水仙素的主要作用是___________。

提高作物与家禽的产量，改良各种农产品、畜产品的品质，增强农作物、畜牧品种的抗性事关民生大计，科学家通过各种育种方案实现了我们对这些产品的需求。请完成下列育种问题
(1)杂交育种是一种最       的方法，它可将多个亲本的       性状集中在一起，再经过选择和培育获得新品种，选种一般从F2开始的原因是                   。
(2)为了能够在较短时间内获得稳定遗传新品种，我们一般采用单倍体育种，该育种方案先需用   
       技术获取单倍体，再用           溶液处理后选种即可。
（3）短时间内能够大量繁殖植物体的技术我们称为              ，利用植物体的          的细胞可培育出脱病毒植株。植物体细胞杂交技术可克服           不亲和的障碍，选择的体细胞先用             酶去除细胞壁后加了          溶液可诱导融合，再通过         和         过程可获得杂交植株。

下图中，甲、乙是几种不同育种方法的示意图。

Ⅰ．图甲中D和d、E和e两对等位基因分别位于两对同源染色体上，据图回答相关问题。
（1）图甲中包含的育种方法有                                               。
（2）②③过程通过                    的手段，选择并获得纯合新品种。
（3）④过程中必然发生的可遗传变异是                                          。
Ⅱ．科学家采用图乙所示过程，培养出适应高寒地区生长的八倍体小黑麦。据图回答下列问题。
（1）科学家用黑麦和普通小麦进行杂交，目的是                                      。
（2）黑麦和普通小麦的杂交后代，不育的原因是                                      。
（3）过程B中采用的方法是                                                        。
（4）图乙育种方法的原理是                                                        。

普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答。

（1）A组由F₁获得F₂的方法是            ，F₂矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占         。
（2）I、II、III三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是           类。
（3）A、B、C三种方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是     组，原因是           。
（4）通过矮秆抗病II获得矮秆抗病小麦新品种过程中使用的试剂是___________，获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占            。

下图表示用农作物品种①和②两个品系培育出新品种⑥的可能方法，Ⅰ～Ⅴ表示培育过程，请回答：

（1）过程Ⅰ、Ⅴ培育出新品种⑥的育种方式是______________________。
（2）由品系④经过过程Ⅲ培育品种⑤常用的方法是______________。由品系⑤经过过程Ⅵ培育品种⑥常用______________处理，其作用的机理是                        。
（3）品种①和②经过过程Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ培育品种⑥的育种方法所应用的遗传学原理是_____________。

科学家发现一种AGTN3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能提高运动员的长跑成绩。请回答：
(1)基因AGTN3变成基因R或E的现象在遗传学上称为___________________________。该现象发生的本质原因是DNA分子的基因内部发生了____________________________。
(2)在人类进化过程中，发现基因R在某个种群中出现的比例加大，而基因AGTN3在该种群中出现的比例减小。那么，该种群中具有__________基因的个体更容易在当时的环境中生存。
(3)基因通过控制蛋白质的合成米控制人的各种性状。基因R控制人体有关蛋白质的合成过程包括__________和_________两个阶段。参与该过程的核酸含有__________种核苷酸。
(4)若一个家庭中，父母都具有E基因，擅长跑；一个儿子也具有E基因，擅长跑：但另一个儿子因不具有E基因而不善于长跑。这种现象在遗传学上称为_________________。
(5)科学家把运动员注入的能改善运动员各种运动能力和耐力的基因称为基因兴奋剂。并预言，随着转基因技术的提高，在2016年里约热内卢奥运会上将出现使用基因兴奋剂这种最隐蔽的作弊行为。这是因为注入的基因存在于运动员的_____________。

A．血液中

B．肌肉中

C．心脏中

D．小脑中

(6)若一对夫妇不含R基因，因注射了R基因都提高了短跑成绩，则他们在这以后所生子女具有R基因的概率是___________________。

番茄的抗病(R)对感病(r)为显性，高秆(D)对矮秆(d)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了下图所示的方法。

(1)在①处育种工作者应采用的方法是          。
(2)图中A代表的个体叫做         。③过程常用          处理萌发的种子或幼苗，过程②③的育种方法所依据的遗传学原理是           。
(3)构建抗病基因表达载体时，必须使用        和         两种工具酶。
(4)过程⑤“航天育种”方法中主要的变异类型是           。

如图甲是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图乙表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，图丙为部分氨基酸的密码子表。据图回答：

第一个 字母	第二个字母	第三个 字母
U	C	A	G
A	异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸	苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸	天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸	丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸	U C A G

丙
(1)据图甲推测，此种细胞分裂过程中，出现的变异方式可能是_____________________。
(2)在真核生物细胞中图甲中Ⅱ过程发生的场所是____________________。
(3)图丙提供了几种氨基酸的密码子。如果图乙的碱基改变为碱基对替换，则X是图丙氨基酸中________的可能性最小。
图乙所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对________________导致。
(4)A与a基因的根本区别在于基因中_________________不同。

下图表示番茄植株(HhRr)作为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答：

(1)通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是_____  ___。
(2)要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径________，该过程中秋水仙素的作用机理是________。
(3)品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为________，品种C的基因型是________。
(4)品种C与B是否为同一个物种？________，原因是____________________________。
(5)途径4依据的原理是________，此途径与杂交育种相比，最突出的特点是_________________。

以下是小麦的几种育种方法，图中涉及的小麦两种相对性状独立遗传，据图回答：
A．高秆白粒小麦×矮秆红粒小麦→F_l→ F₂→稳定遗传的矮秆白粒小麦
B．高秆抗锈病小麦×矮秆染锈病小麦→F_l→花粉→a→稳定遗传的矮秆抗锈病小麦

(1)A组育种方法的原理是________________。
(2)B组育种方法所产生的a是        倍体。与A组育种方法相比，B组育种方法的优点是______________________________________。
(3)在A组中，由F_l到F₂，育种工作者采用的方法是              。B组a代表的个体通常具有的特点是                                                         。
(4)C组的育种方法中①过程采取的方法是                          。三倍体上结出的西瓜没有种子的原因                                                   。

如图所示，科研小组用⁶⁰Co照射棉花种子，分别获得棕色（纤维颜色）和低酚（棉酚含量）两个新性状的品种。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。回答下列问题：

（1）两个新性状中，棕色是__________，低酚是__________性状。诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是__________；白色、高酚的棉花植株基因型是_________。
（2）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为尽快获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从_______________________的区域中得到纯合棕色、高酚植株；再将该纯合体与图中表现型为_________的植株杂交后，取其子代花粉进行_______________和_______________即可获得纯合的抗虫高产棉花新品种。

遗传性乳光牙患者由于牙本质发育不良导致牙釉质易碎裂，牙齿磨损迅速，乳牙、恒牙均发病，4～5岁乳牙就可以磨损到牙槽，需全拔装假牙，给病人带来终身痛苦。通过对该病基因的遗传定位检查，发现原正常基因中第45位原决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变，引起该基因编码的蛋白质合成终止导致患病。已知谷氨酰胺的密码子（CAA、CAG），终止密码（UAA、UAG、UGA）。请分析回答：
（1）正常基因中发生突变的碱基对是                  。
（2）与正常基因控制合成的蛋白质相比，乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量              ，从而导致蛋白质空间结构改变，进而使该蛋白质的功能丧失。
（3）现有一乳光牙遗传病家族系谱图（已知控制乳光牙基因用A、a表示）：

①乳光牙是致病基因位于        染色体上的       性遗传病。
②产生乳光牙的根本原因是               ，该家系中③号个体的致病基因是通过      获得的。
③若3号和一正常男性结婚，则生一个正常男孩的可能性是         。

香味性状是优质水稻品种的重要特征之一。
（1）香稻品种甲的香味性状受隐性基因（）控制，其香味性状的表现是因为，导致香味物质的积累。
（2）水稻的香味性状与抗病性状独立遗传。抗病（）对感病（）为显性。为选育抗病水稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占的比例为。

（3）用纯合无香味植株做母本与香稻品种甲进行杂交，在中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：①；②（4）单倍体育种可以缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的。若要获得二倍体植株，应在时期用秋水仙素进行诱导处理。

现有两个小麦品种，一个纯种麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

⑴要缩短育种年限，应选择的方法是   ，依据的变异原理是     ；另一种方法的育种原理是_________。
⑵图中①和④基因组成分别为_______和______。
⑶(二)过程中，D和d的分离发生在_______；(三)过程采用的方法称为_________；(四)过程常用的化学药剂是________。
⑷(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占         。