高中生物基因突变的原因综合题

玉米的抗病和不抗病（基因为A、a）、高秆和矮秆（基因为B、b）是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子（甲），研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：
取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株（乙）和不抗病高秆1株（丙）。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株（丁）。
另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。
请回答：
（1）对上述l株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常         ，功能丧失，无法合成叶绿素，该变异类型属于          。
（2）上述培育抗病高秆玉米的实验运用了            、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是                 。
（3）从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生           种配子。
（4）请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。

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_________。应用此育种方式一般从__________才能开始选育AAbb个体，是因为__________________________________．
（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aahb的数量比是___。
（3）过程⑤常采用_________技术得到Ab个体。与过程“①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是___________________________。

(9分)囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，下图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。

⑴图中所示为细胞膜的_____________模型，其中构成细胞膜的基本支架是           ，氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上                    决定的。
⑵在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过_____________方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度____________，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
⑶正常的CFTR蛋白约由1500个氨基酸组成，直接指导该蛋白质合成的模板至少由   个核苷酸组成。有一种CFTR基因突变会导致肽链错误折叠，使蛋白质的_________结构发生改变，从而影响CFTR蛋白的正常功能。目前已发现CFTR基因有1600多种突变，都能导致严重的囊性纤维化，这一事实说明基因突变具有         等特点。
⑷主动运输所需的的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体，与被动运输不同，该类蛋白都能水解             ，但它不能对其所转运的分子进行催化。

下面列举了五种育种方法，请回答：

（1）第①种方法叫________________。
（2）第②种方法的优点是_________________。F₁经花药离体培养得到的幼苗是_____倍体。
（3）第③种方法的原理是______________，其中秋水仙素的作用机理是_____________。
（4）第④种育种方法中，诱发变异的因素属于__________因素。
（5）第⑤种育种方法中，涉及到基因工程操作的四个步骤，依次是提取目的基因、_______________________、_______________________、目的基因的检测与鉴定。

以下是几种不同育种方法示意图，据图回答：

⑴图中AD表示的育种方法的原理是                ，为了克服远源杂交的高度不育性，常利用            的原理，通过     （填字母）过程可获得可育的人工多倍体。
⑵杂种优势在抗逆性等方面明显优于纯种亲本。马铃薯、甘薯等作物，生产上只要选择那些具有杂种优势的优良品种进行            ，就可以保留其杂种优势。玉米、小麦等作物的杂种优势一般只能利用F₁，F₂开始就会出现           现象，为减少每年均需制种的工作量，可利用               技术，将F₁的体细胞通过培养得到大量的杂种幼苗。
⑶现有水稻的纯系品种AArr（无芒易感病）和aaRR（有芒抗病），两对相对性状独立遗传。为培育无芒抗病的品种，若采用ABC表示的育种方法，用遗传图解表示从F₁开始的育种程序，并作相应的文字说明。

如图为病毒X侵染宿主细胞过程的示意图。A～F表示物质，A~h表示过程。

（1）过程A、B分别是__________、__________；
（2）物质D是_________，过程e称为____________。物质F是_______。
（3）请据图写出中心法则的有关部分，过程名称用图中的编号表示。___________________。
（4）病毒X能否侵染噬菌体？为什么？_____________________。
（5）下列关于病毒变异的叙述，不正确的是（    ）（多选）。
A．病毒的变异包含基因突变、基因重组、染色体变异
B．病毒的变异包含基因突变、基因重组
C．病毒的变异只有基因突变，就是脱氧核苷酸的增加、缺失或者替换
D．病毒核酸碱基对的增加、缺失或者替换都会导致性状变异

人体细胞内含有抑制癌症发生的P⁵³基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。
（1）下图表示从正常人和患者体内获取的P⁵³基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在下图中用方框圈出发生改变的碱基对，这种变异属于基因突变中的__________。

（2）已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域（见上图），那么正常人的会被切成__________个片段，而患者的则被切割成长度为__________对碱基的两种片段。
（3）如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是__________（以P^＋表示正常基因，P^－表示异常基因），两基因所在的染色体联会发生__________时期，次级性母细胞在分裂后期细胞中携带异常基因的染色体数目为__________个。

普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利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矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占         。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是        类。
（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是            组，原因是                                    。
（4）B组的育种方法是              。B组育种过程中 “处理”的具体方法是             。
（5）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。该性状出现的原因是                                                                   。

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_________。