高中生物基因突变的原因综合题

禽流感由甲型流感病毒引起，其病毒呈球状，表面有两种糖蛋白突起，具有抗原特性，分别是红细胞凝结素（简称HA蛋白）和神经氨酸酶（简称N蛋白）。HA和N各有“本领”，前者可以使病毒轻松附着在生物细胞的受体，使其感染；后者则会破坏细胞的受体，使病毒在宿主体内自由传播。图示H7N9禽流感病毒正在识别并结合人呼吸道上皮细胞，请分析回答：

（1）膜上的蛋白质是生物膜功能的主要承担者，其分布形式通常与其功能相适应，如①与多糖结合后的功能是         ；贯穿在结构②中的蛋白质⑦的功能可能有                 （至少写出两点）。
（2）H7N9禽流感病毒在复制时，直接参与合成红细胞凝结素的细胞器是                    
（不考虑能量系统）。假设H7N9流感病毒基因由m个核苷酸构成的8个负链的RNA片段组成，则该病毒基因组中含有       个游离的磷酸基团。
（3）H7N9禽流感病毒在正确识别并结合人呼吸道上皮细胞后，随后完成的生命活动是                                                                       。
（4）禽流感病人通常表现为头痛，发热，咳嗽，呼吸困难等症状。病人如果服用头孢霉素是否有疗效？请判断并说明理由：                                           。
（5）通常每一种病毒都有特定的感染对象，例如人流感病毒主要在人际间传播，而禽流感病毒主要在鸟类及家禽间传播，一般不会跨物种传播，科学家发现病毒遗传物质序列通常与被感染对象遗传物质序列有相似的片段。现在，禽流感病毒（H7N9）能感染人类是由于            ，但暂时还没有在人际间传播的能力；如果猪同时感染H3N2（人流感病毒）和（H7N9），则可能发生                                ，最终能产生在人际间传播的新型流感病毒，这是我们最不希望看到的。

(7分)利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：
(1)水稻的穗大(A)对穗小(a)显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为      的个体表现出穗小，应淘汰；基因型为           的个体表现出穗大，需进一步自交和选育。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)显性，请回答利用现有纯合体水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是           和      。两亲本杂交的目的是           。
②将F₁所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是           ，在这些大穗早熟植株中约有           是符合育种要求的。

下图为人体某种致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。请回答：

（1）图中过程①是            ，此过程既需要        作为原料，还需要         酶进行催化。
（2）若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“…丝氨酸…谷氨酸…”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质a中模板链碱基序列为        。c、d为物质b的两端，核糖体在物质b上的移动方向是      （“由c到d”或“由d到c”）。
（3）图中所揭示的基因控制性状的方式是           。
（4）致病基因与正常基因是一对              。若两种基因所得b的长度是相等的，则致病基因是由正常基因中发生       方式突变而来。在细胞中由少量b就可以短时间内合成大量的蛋白质，其主要原因                          。

果蝇卷翅基因A是2号染色体(常染色体)上的一个显性突变基因，其等位基因a控制野生型翅型。

(1)杂合卷翅果蝇的体细胞中2号染色体上DNA碱基排列顺序  (相同/不相同)，位于该对染色体上决定不同性状基因的传递  (遵循/不遵循)基因自由组合定律。
(2)卷翅基因A纯合时致死，推测在随机交配的果蝇群体中，卷翅基因的频率会逐代  。
(3)研究者发现2号染色体上的另一纯合致死基因B，从而得到“平衡致死系”果蝇，其基因与染色体关系如右图。
该品系的雌雄果蝇交配(不考虑交叉互换和基因突变)，其子代中杂合子的概率是  ；子代与亲代相比，子代A基因的频率  (上升/下降/不变)。
(4)欲利用“平衡致死系”果蝇来检测野生型果蝇的一条2号染色体上是否出现决定新性状的隐性突变基因，可做下列杂交实验(不考虑杂交过程中的交叉互换及新的基因突变)：
P“平衡致死系”果蝇(♀)×待检野生型果蝇(♂)
           
F₁选出卷翅雌雄果蝇随机交配
F₂       ？
若F₂的表现型及比例为        ，说明待检野生型果蝇的2号染色体上没有决定新性状的隐性突变基因。
若F₂的表现型及比例为        ，说明待检野生型果蝇的2号染色体上有决定新性状的隐性突变基因。

大学生野外实习时偶见一株桃树，其上有一枝条开出明显大于其他桃花的花，假定其来源是基因突变或染色体加倍(已知桃树为二倍体)，为探究其变异来源，请完善以下实验。
(1)实验假设：
________________________________________________________________________。
(2)实验思路：取该花花粉，进行花药离体培养，
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)结果及结论
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。

下列甲—戊列举了五种育种方法，请回答相关问题：

(1)甲、丁两种育种方法所依据的遗传学原理依次是________________、________________
(2)C常用的方法是____________；与甲育种方法相比，乙方法的优越性在于____________。
(3)E过程一般是用________处理萌发的种子或幼苗，其作用原理是____________________。
(4)戊方法中，抗虫基因与运载体结合所需的两种酶是________________、______________；抗虫基因能够在植物细胞中表达，是因为________。

如图甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，A～F是细胞发生变异后的染色体组成模式图，据图回答：

（1）图中A～F中显示发生染色体变异的是       ，其中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是       。
（2）B、C显示的变异方式分别叫       。
（3）A显示的变异类型是       ，发生在      过程中。
（4）甲产生E的过程可通过       来实现。

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_________。

油菜和大麻是两种重要的经济作物，前者是雌雄同株植物，后者是雌雄异株植物。为了培育优良作物，科学家利用二者进行了以下相关研究。
资料一： 图甲表示油菜体内的 的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子后的两条转变途径。其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。科学家根据这一机制培育出高产油 油菜，产油率由原来的35%提高到58% 。
资料二 图乙表示大麻的性染色体简图。图中同源部分(Ⅰ片段)基因互为等位，非同源部分( Ⅱ₁、Ⅱ₂片段) 基因不互为等位。
 
请分析资料回答问题：
（1）图甲中油脂或氨基酸的合成途径，说明基因可以通过                来控制代谢过程，从而影响生物性状。
（2）图丙表示基因B的转录过程：图中甲为                  ；转录过程进行的方向是         。一般油菜体内只转录乙链，科学家诱导丙链也实现转录，结果形成了双链mRNA。由于该双链mRNA不能与  结合，因此不能合成酶b，但细胞能正常合成酶a，所以高产油油菜的油脂产量高。
（3）研究人员在一株大麻雌株中发现了一种遗传性症状甲。将该植株与正常雄株（无亲缘关系）杂交，得到的后代植株中，表现出症状甲的均为雄性。则症状甲属于     性状，控制该性状的基因位于    染色体上。
（4）d和e是两个位于大麻Ⅱ₂片段上的隐性致死基因，即X^dX^d、X_eX_e、X^dY、X_eY的受精卵将不能发育。大麻雄株开花不结籽，雌株授粉后能结籽。运用杂交育种的方法，如何只得到雌性后代？请用遗传图解表示，并加以必要的文字说明（相对性状用死亡/存活表示；配子不作要求）。
（5）假设某物质在两个显性基因共同存在时才能合成，基因G、g位于I片断上，另一对等位基因（F、f）位于一对常染色体上。两个不能合成该物质的亲本杂交，子一代均能合成该物质，子二代中能合成该物质、不能合成该物质的比例为9﹕7，则两个亲本的基因型为____________________________。