高中生物基因突变的原因综合题

果蝇是研究遗传学问题的良好材料，请回答：
(1)果蝇体细胞中有4对染色体，对其基因组进行研究应测序________条染色体。在精子的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有________个着丝点。
(2)红眼(A)、正常刚毛(B)和灰身(D)的果蝇经过人工诱变可以产生基因突变的个体。下图表示该突变个体的X染色体和常染色体及其上的相关基因。

①人工诱变的物理方法有__________________(至少写出2种)。
②若只研究眼色，白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，F₁果蝇表现型是________________。
③基因型为ddX^bX^b和DDX^BY的果蝇杂交得F₁，求F₁代的基因型、表现型及其比例。请以遗传图解简要说明。
(3)摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因和染色体的关系，即____________________。

拟南芥（2N=10）是植物中一种模式植物。其2号染色体上的突变基因A能使拟南芥植株提前开花（简称早花，与晚花是一对相对性状）。野生型基因a情况如图一所示。据图回答：（起始密码子：AUG、GUG；终止密码子：UAA、UAG、UGG）

（1）据图一所示（箭头方向代表核糖体在mRNA移动方向），a基因突变成A基因的原因是发生了碱基的      ；突变后生成的多肽链长度的变化是        ,原因是                            。
（2）为了进一步研究A基因的功能，科学家选了基因型为aa的植株作为材料，进行转基因研究。对照组用已导入空载体的农杆菌感染，实验组用已导入 ___的农杆菌感染。成功导入后再用植物组织培养的方法各得到100株幼苗。在相同且适宜的条件下培养幼苗，植株的开花率随发育时间的统计结果如图二所示，则实验组是曲线      。在32天时，该曲线所示的开花率未能达到100％，原因可能是             。
（3）A基因的表达受到3号染色体上的M基因的抑制。已知M基因对a基因没有影响，用基因型为AaMm的植株自交培育早花纯种，后代（F₁）植株开花的表现型及比例为                         。F₁早花的植株自交后代中符合要求的纯合子比例是                。

地中海贫血症属于常染色体遗传病。一堆夫妇生有一位重型β地中海贫血症患儿，分析发现，患儿血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了突变（C→T）。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l，突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切，如图11（a）。目前患儿母亲再次怀孕，并接受了产权基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图11（b）。（终止密码子为UAA、UAG、UGA。）

（1）在获得单链模板的方式上，PCR扩增与体内DNA复制不同，前者通过__________解开双链，后者通过________解开双链。
（2）据图分析，胎儿的基因型是_______（基因用A、a表示）。患儿患病可能的原因是_________的原始生殖细胞通过_______________过程产生配子时，发生了基因突变；从基因表达水平分析，其患病是由于_____________。
（3）研究者在另一种贫血症的一位患者β链基因中检测到一个新的突变位点，该突变导致β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸。如果____________，但____________，则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据。

如图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像，乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答：

（1）在不考虑变异的情况下，图甲中含有等位基因的细胞有         。（填字母）
（2）图甲中B细胞含有   条染色体，    个染色体组；其中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的      （填序号）阶段。
（3）在细胞分裂过程中，细胞中染色体数暂时加倍处在图乙中的    （填序号）阶段，基因的分离与自由组合定律发生于图乙中的    （填序号）时期。
（4）基因突变最可能在图甲中的        （填字母）细胞中发生。
（5）图丁对应于图丙中的细胞      （填“①”、“②”或“③”）；细胞Ⅳ的基因组成是    。

下图表示某生物的育种过程，A和b为控制优良性状的基因，请据图回答问题：
       
(1)基因A与基因B的本质区别是_____________________________。
(2)经过①、④、⑤过程培育出新品种的育种方式称为         。
(3)过程⑥所需试剂的作用是            。
(4)过程⑧育种方式的原理是             ，该方式诱导生物发生的变异具有的特点_________，所以为获得优良品种，要扩大育种规模。
(5)已知基因B（宽叶）、b（窄叶）所在染色体会发生部分缺失(如右图所示)，缺失区段不包括B或b基因，也不影响减数分裂过程，但可导致含缺失染色体的花粉不育。若B^－和b^－表示该基因所在染色体发生部分缺失。现以基因型为Bb^－个体作母本，B^－b个体作父本，则子代的表现型及其比例为_____________      ________。

（每空1分，共10分）小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制，其中A/a控制灰色物质合成，B/b控制黑色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如下图：

(1)选取三只不同颜色的纯合小鼠(甲—灰鼠，乙—白鼠，丙—黑鼠)进行杂交，结果如下：

	亲本组合	F1	F2
实验一	甲×乙	全为灰鼠	9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠
实验二	乙×丙	全为黑鼠	3黑鼠∶1白鼠

①两对基因(A/a和B/b)位于________对染色体上，小鼠乙的基因型为________。
②实验一的F₂中，白鼠共有________种基因型，灰鼠中杂合体占的比例为________。
③图中有色物质1代表________色物质，实验二的F₂中黑鼠的基因型为________。
(2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠(丁)，让丁与纯合黑鼠杂交，结果如下：

	亲本组合	F1	F2
实验三	丁×纯合 黑鼠	1黄鼠∶1灰鼠	F1黄鼠随机交配：3黄鼠∶1黑鼠
F1灰鼠随机交配：3灰鼠∶1黑鼠

①据此推测：小鼠丁的黄色性状是由基因________突变产生的，该突变属于________性突变。
②为验证上述推测，可用实验三F₁的黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表现型及比例为______   _                     ，则上述推测正确。
③用3种不同颜色的荧光，分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因，观察其分裂过程，发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是___________。

如图所示，科研小组用⁶⁰Co照射萌发的棉花种子，当代获得棕色(纤维颜色)新性状，自交Ⅰ代获得低酚(棉酚含量)新性状。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。请回答：

(1)两个新性状中，棕色是________性状，控制该性状基因的出现是________的结果。
(2)当代棕色、高酚的棉花植株基因型是________。棕色棉抗虫能力强，且该地区限制使用杀虫剂，因此可以预测未来棉花种群中，棉花纤维颜色基因型频率最高的是________。
(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将Ⅰ代中棕色、高酚植株连续自交，从中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从Ⅰ代中选择另一个亲本，尽快的选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。

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（Aa、Bb、Dd）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，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）

（1）根据图甲，正常情况下，黄花性状的可能基因型有：               。
（2）基因型为AAbbdd的白花植株和纯合黄花植株杂交，F2植株的表现型及比例为       ，F2白花中纯合子的比例为            。
（3）图乙中，②、③的变异类型分别是        ；基因型为aaBbDdd的突变体花色为         。
（4）为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，设计以下实验。
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与比例．
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。

请回答下列有关遗传的问题
Ⅰ．图①—③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：

（1）过程①发生的时期是              和             
（2）细胞中过程②发生的主要场所是             ，该过程是在             酶的作用下，将核糖核苷酸连接在一起形成α链。
（3）已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为                。
（4）图中y是某种tRNA，它由         （三个或多个）个核糖核苷酸组成的，其中CAA称为            ，一种y可以转运         种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由      种氨基酸组成。
Ⅱ．下图表示乙醇进入猕猴（2n=42）机体内的代谢途径，若猕猴体内缺乏酶1，喝酒脸色基本不变但易醉，称为“白脸猕猴”；缺乏酶2，喝酒后乙醛积累刺激血管引起脸红，称为“红脸猕猴”；若上述两种酶都有，则乙醇能彻底氧化分解，号称“不醉猕猴”。请据图回答下列问题：

（1）乙醇进入机体的代谢途径，说明基因控制性状是通过__________________：从以上资料可判断猕猴的乙醇代谢与性别关系不大，判断的理由是___________。
（2）基因b由基因B突变形成，基因B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有__________的特点。若对猕猴进行基因组测序，需要检测______________条染色体。
（3）“红脸猕猴”的基因型有_____________种；一对“红脸猕猴”所生的子代中，有表现为“不醉猕猴”和“白脸猕猴”的个体，则再生一个“不醉猕猴”雄性个体的概率是_____________。
（4）请你补充完成设计实验，判断某“白脸猕猴”雄猴的基因型。
实验步骤：
①让该“白脸猕猴”与多只纯合的“不醉猕猴”交配，并产生多只后代：
②观察、统计后代的表现型及比例。
结果预测：
I．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBB。
II．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBb。
Ⅲ．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aabb。

果蝇的性染色体组成为XY型，其中R和r控制果蝇的红眼和白眼，B和b控制果蝇的刚毛和截毛。R、r和B、b两对基因位于性染色体上（如图乙）。图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区段，在该区段上基因成对存在，Ⅱ和Ⅲ是非同源区段，在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y染色体所特有的基因。请回答下列问题。

（1）果蝇的B和b基因位于图甲中的_________（填序号）区段，R和r基因位于图甲中的________（填序号）区段。
（2）在减数分裂时，图甲中的X和Y染色体之间有交叉互换现象的是________（填序号）区段。
（3）已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因，请写出该果蝇可能的基因型，并设计实验探究B和b在性染色体上的位置情况。
①可能的基因型：______________________________。
②设计实验：______________________________________________________________________。
③预测结果和结论：如果后代中雌性个体全为刚毛，雄性个体全为截毛，说明_______________；
如果后代中雌性个体全为截毛，雄性个体全为刚毛，说明______________________________。

青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（ｂ）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有    种基因型；若F₁代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为              ，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为     。
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是           ，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为     。
（3）从青蒿中分离了cyp基因（下图为基因结构示意图），其编码的CYP酶参与青蒿素合成。①若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=      。②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的cyp基因编码区无      _____（填字母）。③若cyp基因的一个碱基对被替换，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是      （填字母）。

中国科学家屠呦呦获得2015诺贝尔生理学或医学奖的获奖理由是“有关疟疾新疗法的发现”——可以显著降低疟疾患者死亡率的青蒿素。青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（ｂ）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有      种基因型；若F₁代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为    ，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为      。
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是       ，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为       。
（3）从青蒿中分离了cyp基因（题31图为基因结构示意图），其编码的CYP酶参与青蒿素合成。
①若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=      。
②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的cyp基因编码区无      （填字母）。
③若cyp基因的一个碱基对被替换，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是        （填字母）。

下列两图为某哺乳动物细胞分裂过程中的坐标图和细胞的部分生命活动示意图。请据图回答下列问题：

（1）图甲中③阶段包括______________过程。
（2）图乙中c细胞中的染色体共含有__________条脱氧核苷酸链，在显微镜下可观察到存在同源染色体的是___________（填字母）细胞。
（3）基因的自由组合发生在图乙__________（填字母）细胞中，h细胞的名称是_______________，细胞分裂时星射线的形成与____________密切相关（填结构名称）。
（4）图乙中e细胞和f细胞的功能不同是___________的结果。如果e细胞变成了癌细胞，主要原因是_________________________发生了突变。
（5）在图甲中，如果在A点时将全部核DNA用放射性同位素标记，而分裂过程中所用的原料不含放射性同位素，则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占全部核苷酸链的比例为_________。

果蝇是遗传学常用的材料，回答下列有关遗传学问题。
   
（1）图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于     导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为         。
（2）研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示。在纯合（X^dBX^dB、X^dBY）时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇（X^dBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，F₁果蝇的表现型有三种，分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和          ，其中雄果蝇占    。若F₁雌果蝇随机交配，则产生的F₂中X^b频率为         。
（3）遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。现有一红眼雄果蝇X^AY与一白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请用杂交实验判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
实验设计：选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交，观察统计子代中雌雄果蝇数量之比。
结果及结论：
①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为                ，则为基因突变引起的。
②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为                 ，则是由于缺失造成的。

下图分别表示几种不同的育种方法. 请据图回答下列回答:

(1)A过程中,在指导蛋白质合成时, ③处的氨基酸由物种P的________改变成了____________。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）
(2)B过程所示的育种方法叫做_____,该方法最常用的作法是在①处_______。
(3)C表示的育种方法是_____ , 若要从F₂中选出最符合要求的新品种, 最简便的方法是_____。
(4)D过程中, ②常用的方法是__________ 。与C过程相比,D方法的突出优点是_________。