高中生物基因突变的原因综合题

玉米育种栽培专家李登海:
(1)在玉米种群中发现了“大果穗”这一突变性状后，连续培育到第三代才选育出能稳定遗传的突变类型，该突变应是显性突变还是隐性突变           。
(2)紧凑型、大果穗等原来分别存在于不同玉米品种的性状被完美地结合到了一个新品种中，这一过程使用的育种方法主要是           ，其原理是           。
(3)若玉米“紧凑型”与“平展型”是一对相对性状，“大果穗”与“小果穗”是另一对相对性状，控制两对相对性状的基因分别位于非同源染色体上，则紧凑型、小果穗与平展型、大果穗两个纯合亲本杂交，子一代全为紧凑型，在子一代自交得到的子二代中性状表现符合要求的植株出现的比例为           ，其中符合育种要求的个体又占这些植株中的比例是           。
(4)玉米细胞和水稻细胞的结构如图所示(仅显示细胞核)，将两种植物的细胞去掉细胞壁后，诱导两者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，则该杂种植株是(   )

A．二倍体，基因型是DdYyRr

B．三倍体，基因型是DdYyRr

C．四倍体，基因型是DdYyRr

D．四倍体，基因型是DdddYYyyRRrr

(5)种皮的颜色是由色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制           来实现的。

半乳糖血症是一种严重的遗传病，图一表示半乳糖在体内的代谢途径，图二为某家族的遗传系谱图，据图回答问题：

（1）导致半乳糖血症发生的根本原因是编码1-磷酸-半乳糖尿苷酰转移酶的基因发生突变，使该酶合成受阻，导致_________积累，毒害细胞。
（2）半乳糖血症患者喝牛奶会导致病症加重，原因是____________。
（3）根据图二可判断，半乳糖血症的遗传方式是___________，11号基因型是_________（半乳糖血症和血友病的基因分别用A、a和B、b表示，血友病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传），11号和12号这对新婚夫妇生育的孩子患半乳糖血症的概率是_____。

图甲是细胞分裂各阶段的细胞核DNA和细胞质中mRNA含量的变化曲线，图乙是某生物有丝分裂过程中的某一分裂时期图像。请据图回答下列问题：

（1）根据诱变育种原理，诱变剂发挥作用的时期是图甲的    阶段（填图中字母）。
（2）图甲曲线表明，细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是       （填图中字母）。d～e段细胞质中mRNA明显减少，最可能的原因是                       ，且原来的mRNA不断被分解。
（3）在图甲a～e阶段中，能观察到图乙所示图像的是    ，该阶段细胞中染色体数目为   条，该生物可能的基因型为                   。
（4）如果将此生物的细胞培养在含³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，则当细胞分裂至图乙所示时期时，细胞核中含放射性DNA占总DNA的     ％。

遗传性乳光牙患者由于牙本质发育不良导致牙釉质易碎裂，牙齿磨损迅速，乳牙、恒牙均发病，4～5岁乳牙就可以磨损到牙槽，需全拔装假牙，给病人带来终身痛苦。通过对该病基因的遗传定位检查，发现原正常基因中第45位原决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变，引起该基因编码的蛋白质合成终止导致患病。已知谷氨酰胺的密码子（CAA、CAG），终止密码（UAA、UAG、UGA）。请分析回答：
（1）正常基因中发生突变的碱基对是                  。
（2）与正常基因控制合成的蛋白质相比，乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量              ，从而导致蛋白质空间结构改变，进而使该蛋白质的功能丧失。
（3）现有一乳光牙遗传病家族系谱图（已知控制乳光牙基因用A、a表示）：

①乳光牙是致病基因位于        染色体上的       性遗传病。
②产生乳光牙的根本原因是               ，该家系中③号个体的致病基因是通过      获得的。
③若3号和一正常男性结婚，则生一个正常男孩的可能性是         。

一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下：

血红蛋白	部分α链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序
	137	138	139	140	141	142	143	144	145
HbA	ACC苏氨酸	UCC丝氨酸	AAA赖氨酸	UAC酪氨酸	CGU精氨酸	UAA终止
Hbwa	ACC苏氨酸	UCA丝氨酸	AAU天冬酰胺	ACC苏氨酸	GUU缬氨酸	AAG赖氨酸	CCU脯氨酸	CGU精氨酸	UAG终止

(1)Hbwa异常的直接原因是α链第________位的氨基酸对应的密码子_______     (如何变化)，从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变。
(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是____________________________   __
                                                                        。
(3)这种变异类型属于____     ___，这种变异与其它可遗传变异相比，最突出的特点是____________________________________   _。
(4)如果要降低该变异的影响，在突变基因的突变点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小 (　 　)
A．置换单个碱基    B．增加3个碱基对   C．缺失3个碱基    D．缺失2个碱基对

根据以下材料回答有关蓖麻遗传的问题
材料一：下图表示蓖麻矮化的基因调控机制。

材料二：下图表示材料一中①②两个具体过程

请回答：
(1)材料一中：③过程形成双链RNA，推测是两种RNA之间发生       ，导致翻译过程中不能与核糖体结合，最终得到矮秆植株。
(2)材料二中：①过程的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29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)若细胞色素P450基因中一个碱基对发生替换，而导致过程②合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是               。

现有两个小麦品种，一个纯种麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

⑴要缩短育种年限，应选择的方法是   ，依据的变异原理是     ；另一种方法的育种原理是_________。
⑵图中①和④基因组成分别为_______和______。
⑶(二)过程中，D和d的分离发生在_______；(三)过程采用的方法称为_________；(四)过程常用的化学药剂是________。
⑷(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占         。

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____________________________。