高中生物基因突变的原因综合题

某二倍体植物的花色由位于三对同源染色体上的三对等位基因(A与a、B与b、D与d)控制，研究发现体细胞中的d基因数多于D基因时，D基因不能表达，且A基因对B基因表达有抑制作用(如图甲所示)。某黄色突变体细胞基因型与其可能的染色体组成如图乙所示(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。分析回答：

(1)由图甲可知，正常情况下，黄花性状的可能基因型有________种。图乙中，突变体aaBbDdd的花色为_________。
(2)突变体②、③的变异类型分别属于_________和_________。
(3)基因型为AAbbdd的白花植株和纯合黄花植株杂交获得F_l，F₁自交，F₂植株的表现型及其比例为_________，F₂白花中纯合子的比例为_________。
(4)为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，有人设计了以下实验步骤，请补充完整结果预测。
实验步骤：让该突变体与基因型为aaBBDD的植株杂交，观察并统计子代的表现型及其比例。
结果预测：I.若子代中__________，则其为突变体①；
II.若子代中__________，则其为突变体②；
III.若子代中__________，则其为突变体③。

某二倍体植物茎的高矮有高茎、中等高茎、矮茎三种情况，由基因A和a控制，a基因能表达某种物质抑制赤霉素合成，基因型中有一个a表现为中等高茎，有两个及以上a表现为矮茎。该植物花色有白色、红色、紫色三种，其花色合成途径如下图：

请据以上信息分析回答：
(1)决定生物性状的根本原因是_____，基因对性状的控制除上图情况外还能通过_____的性状。
(2)选取某纯合白花和纯合紫花植株杂交，F₁花色表现为____，F₁自交，若F₂代表现型有两种，则亲代白花基因型为_____；若F₂代表现型有三种，其表现型及比值为___。
(3)a基因能表达某种物质抑制赤霉素合成，从而使植株变矮，主要原因是赤霉素能__________________。在植物激素中还有________促进细胞数目的增多，从而与赤霉素共同促进植物生长。
(4)某纯合紫花高茎植株与纯合红花矮茎植株杂交，F₁中出现了矮茎植株，究其原因可能有以下三种情况：①该植株A基因发生了基因突变②外界环境影响导致性状发生了改变③该植株可能是Aaa的三体，为了确定该植株形成的原因，使该植株与亲代纯合红花矮茎植株杂交：
若F₂代_____________________，则该植株可能是基因突变引起
若F₂代_____________________，则该植株可能是外界环境影响引起
若F₂代_____________________，则该植株可能是Aaa的三体

(13分)果蝇是遗传学研究的经典材料，请回答下列有关问题。
(1)果蝇的眼色有红、褐、白三种表现型，身色有灰、黑两种表现型。已知控制果蝇眼色A (a)与身色B(b)基因位于两对常染色体上。有人将两只果蝇杂交，获得F₁代，共有100 只个体，其表现型为37只灰身褐色眼、19只灰身白眼、18只灰身红眼、13只黑身褐色眼、7只黑身红眼和6只黑身白眼。则两个亲本的基因型是_____，控制果蝇的眼色的基因在遗传过程中，遵循_____规律。若上述F₁代果蝇随机交配，那么F₂的一只雄果蝇体细胞中的_____条染色体来自亲代的雄果蝇。
(2)若该杂交实验所产白眼果蝇被人为去掉，则理论上亲代两只果蝇杂交后代会出现    ______种表现型，表现型及其比例为_____。
(3)与该果蝇中a基因的mRNA相比，按蚊的a1基因的mRNA中UGA突变为AGA，其   末端序列成为“—AGCGCGACCAGACUCUAA—”，则按蚊的a1基因比果蝇的a基因   多编码______个氨基酸(起始密码子位置相同，UGA、UAA、UAG为终止密码子)。
(4)果蝇体内经常出现染色体多一条的现象，称为三体。野生型果蝇正常眼(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该基因位于常染色体上。请据此回答问题。
让野生型变异形成的三体正常眼雌果蝇与染色体组成正常的无眼雄果蝇杂交，为了确   定F₁中正常眼雌果蝇的基因型，让其与染色体组成正常的无眼雄果蝇进行测交。根据测交后代果蝇的性状及比例，确定F₁正常眼雌果蝇基因型。
①若测交后代中正常眼果蝇与无眼果蝇比例为1：1，说明该果蝇的基因型为Ee或者_____，区分以上两种情况，最简单的方法是_______。
②若测交后代中正常眼果蝇与无眼果蝇比例为______，说明该果蝇的基因型为________。

实验测得某些细胞周期持续时间（t/h）如下表，请回答有关问题。

细胞类型	分裂间期	分裂期（M期）	细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞	15.3	2	17.3
人的肝细胞	21	1	22
人的宫颈癌细胞	20.5	1.5	22

⑴分析表格中的数据，可得出的结论是                                                 。
⑵表中细胞最适合用作观察有丝分裂的是                              。由于各个细胞的分裂
是                   的，因此在同一组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
⑶下图中的数字代表对应线段的时间长度，其中能表达一个细胞周期的是               。

⑷若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养人宫颈癌细胞，之后洗脱细胞外的含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为       h，处于M期的一个细胞中染色单体数目的变化情况是                         ，当其染色体数目最多时具有         对同源染色体。
⑸与人正常宫颈细胞相比，宫颈癌细胞              （填写供选项前的序号）。
①在适宜条件下能无限增殖   ②遗传物质和形态结构发生改变  ③表面糖蛋白增多
④原癌基因与抑癌基因发生了突变         ⑤线粒体减少

．豌豆素是野生型豌豆天然产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质。已知决定产生豌豆素的基因A对a为显性，但另一对等位基因B、b中，显性基因B存在时，会抑制豌豆素的产生。研究人员用两个无法产生豌豆素的纯种(突变品系1和突变品系2)分别与纯种野生型豌豆进行杂交实验，得到F₁，F₁自交得到F₂，结果如下：

组别	亲本	F1表现型	F2表现型
Ⅰ	突变品系1×野生型	有豌豆素	有豌豆素，无豌豆素
Ⅱ	突变品系2×野生型	无豌豆素	有豌豆素无豌豆素
Ⅲ	突变品系1×突变品系2	无豌豆素	有豌豆素，无豌豆素

(1)根据以上信息，可判断上述杂交亲本中，野生型、突变品系1、突变品系2的基因型分别为________、________、________。
(2)若从第Ⅰ、Ⅲ组的F₂中各取一粒均能产生豌豆素的豌豆，二者基因型相同的概率为________。
(3)为鉴别表中第Ⅱ组F₂中无豌豆素豌豆的基因型，研究人员利用该豌豆自交，并进行了相关统计，请预测实验结果并得出相应的结论。①若后代__________________________，则其基因型为____________；②若后代________________________，则其基因型为________________。
(4)进一步研究表明，基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物质转化为豌豆素的。而基因B、b本身并不直接表达性状，但基因B能抑制基因A的表达。请尝试用概念图的方式(文字加箭头的形式)解释上述遗传现象。

(18分)
I科研人员尝试利用植物来回收环境中重金属元素,修复受污染的土壤或水体。下图是种植在受到不同程度铅污染的土壤中的三种植物体内铅含量。

上图植物中，最适合用于修复受铅污染较严重地区土壤的是   ，但所种植的植物不宜用作家畜饲料或者沼气池发酵，理由分别是          和             
II 油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产，萝卜（具有两性花）具有抗线虫病基因。
（1）若对萝卜进行基因组测序，应对        条染色体进行DNA测序。
（2）科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交，通过下图所示途径获得抗线虫病油菜。

①F₁植株由于减数第一次分裂时染色体不能________，因而高度不育。用秋水仙素处理使染色体__________，形成异源多倍体。
②将异源多倍体与亲本油菜杂交（回交），获得BC₁。BC₁细胞中的染色体组成为__________（用字母表示）。用BC₁与油菜再一次杂交，得到的BC₂植株群体的染色体数目为__________。
③获得的BC₂植株个体间存在胞囊线虫抗性的个体差异，其原因是不同植株获得的__________不同。

(11分)一个常规饲养的某种动物M,种群中个体均为黑毛。该种群中偶然发现几只M出现无毛性状,无毛M既有雌性也有雄性。（有毛与无毛基因用A、a表示）
（1）如果已知无毛基因为显性,有毛雌性M与偶然出现的无毛雄性M交配产仔多次,后代中无毛均为雌性,有毛均为雄性,此结果与题干中“无毛M既有雌性也有雄性”的结果是否矛盾?_____,理由是:_______________________________；
（2）如果选择6组M交配结果如下表,请分析回答:

交配组合编号	1	2	3	4	5	6
交配 组合	♀	无毛	有毛	有毛	无毛	无毛	有毛
♂	有毛	无毛	有毛	无毛	有毛	无毛
产仔次数	6	6	17	4	6	6
子代小鼠数量（只）	有毛 (♀+♂）	12 (6+6)	27 (14+13)	110 （56+54）	0	13 （6+7）	40 (21+19)
无毛 (♀+♂)	9 （4+5）	20 (10+10）	29 （14+15）	11 (6+5)	0	0

①由上表判断,无毛基因的遗传方式为___________________。
②如果上表中第2组M继续交配产仔,发现后代中出现一只白毛雄性个体,该雄性个体与第2组的子代有毛雌性个体交配,后代中雌性均为白毛,雄性均为黑毛。写出“该雄性个体与第2组的子代有毛雌性个体交配”产生后代的表现型及其比例______________________,这些后代中无毛个体的基因型为_________________。（黑毛与白毛基因用B、b表示）
（3）选择第1组组合继续交配产仔,子代出现了卷毛个体。已知卷毛为常染色体隐性遗传。选择第1组组合的子代中卷毛个体与直毛个体交配产仔,后代中没有出现卷毛,结果是直毛为3/4,无毛为1/4。据此判断控制有毛、无毛与直毛、卷毛性状的基因在减数分裂产生配子时,会发生_________________ (填序号)
①基因的自由组合   ②基因的连锁和交换   ③基因的自由组合或者基因的连锁和交换
判断的理由是____________________________________________。

(9分)下图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程，据图回答下列问题：

(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，体现了植物细胞的     性，此过程中秋水仙素的作用机理是               。
(2)欲获得抗虫草莓可从蛋白酶抑制剂基因、生长素诱导基因中选择            作为目的基因，要鉴定草莓的抗虫性，从个体水平上可采用         实验。
(3)Ⅱ过程常规方法是采用杂交育种，从生殖方式上分析，Ⅱ过程属于         生殖；从细胞分裂方式上分析，Ⅱ过程中进行了    分裂；Ⅱ过程还可先用花药离体培养分别获得抗虫草莓和凤梨草莓的        ，再用         技术获得同时具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，该技术常用的酶有        。

下图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。

（1）用①和②通过Ⅰ和Ⅱ过程培育出⑤的过程所依据的遗传学原理是______________。
（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤的育种方法的优点是_______________________。
（3）由①和②通过Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ过程培育出⑤的过程叫__________________，③培育出④过程叫________________，Ⅴ过程需要用___________________处理。

原本紫色的多年生草本植物醉蝶经过“太空”诱变出现了白色、红色等多种颜色，请回答下列有关问题。
（1）红色醉蝶细胞液呈碱性，而色素分子在此环境中表现为红色，生理机制如下, 图中a过程所需要的原料是         ，蛋白H应该是一种          蛋白。

（2）研究发现，与蛋白h比较，诱变后的蛋白H氨基酸序列有两个变化位点如下图，
据图推测，h基因突变为H基因时，导致①处突变的原因是发生了碱基对的           ，导致②处突变的原因是发生了碱基对的           。进一步研究发现，蛋白H相对分子质量明显大于蛋白h，出现此现象的原因可能是蛋白质合成           。

（3）含基因R的醉蝶，香味浓烈，其等位基因r，不能合成芳香油，无香味。基因H可抑制醉蝶香味，且这种抑制具累加效应（抑制由强到弱依次表现为清香、芳香、浓香），2对基因独立遗传。现有一批芳香型醉蝶，请用这批醉蝶，在最短时间内，利用技术操作较为简洁的育种方式获得一批清香型、能稳定遗传的醉蝶。用遗传图解表示育种过程，并用简单的文字说明。（不要求写配子）

已知玉米果皮黄色(A)对白色(a)为显性,非甜味(D)对甜味(d)为显性,非糯性(G)对糯性(g)为显性,三对基因分别位于不同的同源染色体上。现有黄色甜味糯性的玉米与白色非甜味非糯性的玉米杂交,F1只有两种表现型,分别是黄色非甜味糯性和黄色非甜味非糯性。据此回答下列问题。
(1)两亲本的基因型分别是_______________________________。
(2)若仅考虑果皮颜色和口感(糯性与非糯性),F1中的两种表现型的个体杂交,所得后代中表现型不同于F1的个体约占_________________。若仅考虑果皮颜色和味道,现有两种基因型不同的个体杂交,其后代的表现型及比例为黄色非甜味∶黄色甜味=3∶1,则亲本可能的杂交组合有____________________________。
(3)随着航天事业的迅猛发展,太空育种为生物学家提供了新的育种途径。与普通玉米相比,“太空玉米”籽粒饱满、色泽鲜艳、口感好、营养丰富。现有纯种非饱满籽粒普通玉米和未知基因型的饱满籽粒“太空玉米”(籽粒饱满与否受等位基因H、h控制),请设计一个实验,以鉴定饱满籽粒“太空玉米”的基因型。(不考虑环境因素对籽粒饱满的影响)
①实验思路:____________________________________________________________。
②预测实验结果并得出相应结论: ___________________________________________。

研究发现，果蝇X染色体上的一个16A区段，可影响果蝇眼睛的形状。雌果蝇16A区段与眼形的关系见下表，请分析回答：

16A区段	小眼数	眼形	基因组成
	779	正常眼	X^BX^B
	356	棒眼	X^BBX^B
	68	棒眼 (更明显)	X^BBX^BB

注：①表示16A区段   ②果蝇眼睛为复眼，由许多小眼组成。
(1)从表中给出的信息可以看出，果蝇的眼形变异属于            。雌果蝇16A区段与眼形的关系为               。
(2)雄性棒眼果蝇的基因组成为            。若想根据果蝇眼形就能判断出子代性别，应选用表现型为                      做亲本。
(3)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBBX^B，其基因组成及位置如图所示。已知d在纯合(X^dBBX^dBB、X^dBBY)时能使胚胎致死且该基因与棒眼基因B始终连在一起。请依据所给信息回答下列问题：

①若棒眼雌果蝇(X^dBBX^B)与野生正常眼雄果蝇(X^BY)杂交，子代果蝇的表现型及性别为        ，其中雄果蝇占               。
②将野生正常眼雄果蝇用X射线处理后，性状没有发生改变。为检验其X染色体上是否出现新的隐性致死基因p，用棒眼雌果蝇(X^dBBX^B)与之杂交得到的F₁代有3种表现型，从中选取棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇进行杂交，得到F₂代。
若           则说明发生了新的隐性致死突变。
若           则说明未发生新的隐性致死突变。

假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请根据图回答问题：

(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为____________，其原理是此过程中会出现________。这种育种方式的不足之处是________________________。 
(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是________________。
(3)过程⑤常采用________技术得到Ab个体。
(4)过程⑦ 的育种方式是________，与过程⑦ 比较，过程④ 的明显优势是______________。

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出 ④、⑤、⑥3个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②所通过I和II方法培育⑤分别称______和____，其培育出⑤所依据的原理是__________。
（2）由③培育出④的常用方法III是_____________，由④培育成⑤品种所用的试剂是_____，通过Ⅲ和Ⅴ过程培育⑤品种的育种方法叫               ，其优点是                     。
（3）由③培育形成的⑥属于____倍体。

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____________________。