高中生物基因突变的原因综合题

为培育具有优良性状的农作物、家畜和家禽等新类型，我国育种工作者发现并应用了多种育种方法。请联系所学知识回答：
（1）茄子的早期栽培品种为二倍体，育种学家利用秋水仙素处理二倍体茄子的         ，选育出了四倍体茄子。秋水仙素的作用机理是                      。
（2）我国有一半以上的稻田种植的是杂交水稻。杂交育种是将                  ，再经过选择和培育，获得新品种的方法。其遵循的遗传学原理是                   。
（3）20世纪60年代以来，我国科学工作者培育出了具有抗病力强、产量高、品质好等优点的数百个农作物新品种。请推测培育这些新品种的育种技术（最可能）是       。
（4）近年来，哺乳动物乳腺生物反应器和禽类输卵管生物反应器成为转基因动物研究的重要方向。推测其研究的基础阶段关键是要寻找适宜的              （填“目的基因”或“基因运载体”或“基因受体”）。
（5）各种育种方法中，能在较短年限内获得能稳定遗传的新品种的育种方法是      。

共下图表示人类镰刀细胞贫血症的病因，据图回答：

（1）过程③称为             ，发生的场所是       。
（2）④表示的碱基序列是        ，    这是编码缬氨酸的一个   　　　 ，转运该缬氨酸的转运 RNA一端的三个碱基是     。
镰刀型细胞贫血症十分罕见，这是因为基因突变具有　　　　　　的特点。

果蝇的野生型和突变型为一对相对性状，受一对等位基因控制。某自然种群的果蝇全为野生型，现用该自然种群中一对野生型果蝇交配，后代中出现了一只突变型雄果蝇。研究发现突变型雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的一个基因发生了基因突变。请回答下列问题：
(l)突变型基因的产生是由于野生型基因发生了碱基对的                             ，而导致基因结构发生了改变。
(2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上，则显性性状为____，发生基因突变的亲本是___    _（填“父本”“母本”或“父本或母本”）。
(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上，则发生基因突变的亲本是__  __，判断理由足___    _。若要推测野生型和突变型的显隐关系，可用该突变型雄果蝇与自然种群中的野生型雌果蝇（未发生基因突变）交配，如果____                ，则野生型为显性性状；如果____    ．则突变型为显性性状。

某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h） 为显性，红花（R）对白花（r）为显性，基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。 

（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子将变为       ，突变的原因是发生了碱基对的_______。正常情况下，基因R在细胞中最多有_____个，其转录时的模板位于      （填“a”或“b”）链中。 
（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F₁，F₁自交获得F₂，F₂中自交性状不分离植株所占的比例为__________；用隐性亲本与F₂中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为            。 将F₂中的宽叶高茎植株选出进行随机传粉得到F₃，F₃中出现纯合宽叶高茎植株的概率为_____。
（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是                           。 

如图为人珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图.表示基因的不同功能区.据图回答:

(1)上述分子杂交的原理是_________________________;细胞中珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是_________(填写图中序号)。
(2)细胞中珠蛋白基因开始转录时,能识别和结合①中调控序列的酶是_________。
(3)若一个卵原细胞的一条染色体上.珠蛋白基因的编码区中一个A替换成T.则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是_________。
(4)上述突变基因的两个携带者婚配.其后代中不含该突变基因的概率是________。
(5)用一定剂里的射线照射萌发状态的棉花种子.其成活棉株的器官形态和生理代谢均发生显著变异.这种变异属于________。处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降.这说明了________。在其中也发现了极少数的个体品质好，产最高，这说明了变异是________。

(16分)粘多糖贮积症患者因缺少粘多糖水解酶,骨骼畸型、智力低下，少年期即死亡。下面为某患者家族遗传系谱图,其中4号不含致病基因。

(1)该病的遗传方式为_       ___,2号的基因型为             (基因用 B-b表示)。7号与一正常男性婚配,生育出患病男孩的概率是         。
(2)调查发现该病的发病率约为 1/132000,且患者均为男性。调查取样时要保证             ，人群中没有女性患者的原因是                                。
(3)测定该病的有关基因,正常人与患者的相应部分碱基序列如下:
正常人:……TCAAGCAGCGGAAA……
患 者:……TCAAGCAACGGAAA……
由此判断,_    ___导致基因结构改变,进而使_   ___缺失,粘多糖大量贮积在体内。
(4)为减少该病的发生,第Ⅲ代中的_   __(填写序号)个体应进行遗传咨询和产前诊断。

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，橙红花性状的基因型有    种，纯合白花植株基因型有     种。两基因型不同的纯合白花植株杂交，若F₁表现型全开白花，F₂植株有27种基因型，则（是或否）       能确定白花亲本的基因型，亲本的组合有     种（不考虑正反交）。
（2）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         。
（3）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。

填空回答下列问题：
（1）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而培育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的    通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。
（2）若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F₁自交能产生多种非亲本类型，其原因是F₁在     形成配子过程中，位于       基因通过自由组合，或者位于      基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。
（3）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各处独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F₂表现型共有      种，其中纯合基因型共有    种，杂合基因型共有   种。
（4）从F₂代起，一般还要进行多代自交和选择，自交的目的是            ；选择的作用是         。

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_________。