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1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,表明该白化苗的变异具有   的特点,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   。花药离体培养中,可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株,也可通过诱导分化成   获得再生植株。
(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。

水稻是重要的农作物，科学育种能改良水稻性状，提高产量。甲硫磺酸乙酯（EMS ）能使鸟嘌呤（G）变为7 - 乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA 序列中G-C 对转换成G-T对。育种专家为获得更多的变异水稻类型，常先将水稻种子用EMS 溶液浸泡，再在大田种植，通过选育可获得株高、抗病、穗形、叶色等性状变异的多种植株。





（1）下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后，该DNA序列中所有鸟嘌呤（G）均变为7 -乙基鸟嘌呤。请在答题卡相应方框的空白处，绘出该基因片段经复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列。
（2）用EMS浸泡种子是为了提高基因突变的频率，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有   ▲    。水稻矮秆是一种优良性状，某纯种高秆水稻种子经EMS 溶液浸泡处理，种植后植株仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株。请简述该矮秆植株形成的原因    ▲     。
（3）已知水稻的抗病（B）对不抗病（b）为显性，假定现有三个水稻纯合品种：矮秆易染病、高秆易染病、高秆抗病（控制水稻株高的基因用A、a表示）。请你选用其中的亲本在较短时间内选育出矮秆抗病的新品种，用遗传图解表示选育过程，并作简要说明。
（4）如果你选育的矮秆抗病的新品种在生产上使用多年后，有少数植株表现为高秆，另有少数植株表现为不抗病，你应采取何种方法，去除这两种类型的植株，使后代一致表现矮秆抗病的特征?

(9分，每空一分)某雌雄同株植物花的颜色由两对基因（A和a，B和b）控制，A基因控制色素的合成（A：出现色素，AA和Aa的效应相同），B为修饰基因，淡化颜色的深度（B：修饰效应出现，BB和Bb的效应不同）。其基因型与表现型的对应关系见下表，请回答下列问题：

基因组合	A__Bb	A__bb	A__BB或aa__ __
植物颜色	粉色	红色	白色

（1）由于A 基因模板链的互补链部分序列“CTCCGA”中的一个C被T替换，突变为决定终止密码(UAA或UGA或UAG)的序列，导致翻译提前终止。突变后的序列是          。
若A基因在解旋后，其中一条母链上的碱基G会被碱基T所替代，而另一条链正常，则该基因再连续复制n次后，突变成的基因A'与基因A的比例为           。
（2）为探究两对基因（A和a，B和b)是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某研究小组选用AaBb粉色植株自交进行探究。
①实验假设：这两对基因在染色体上的位置存在三种类型，请你在下表中补充画出其它两种类型（用横线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点）。

类型编号	甲	乙	丙
基因分布位置		______	_______

②实验方法：粉色植株自交。
③实验步骤：第一步：粉色植株自交。
第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。
④实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论：
a若子代植株的花色及比例为       ，两对基因在两对同源染色体上符合       类型；
b若子代植株的花色及比例为       ，两对基因在一对同源染色体上，符合     类型；
c若子代植株的花色及比例为粉色：红色：白色＝2:1:1，两对基因在一对同源染色体上，符合丙类型。
（3）纯合白色植株和纯合红色植株杂交，产生子代植株花全是粉色。则纯合白色植株基因型可能为            。

家族性高胆固醇血症（等位基因用B、b表示)是一种常染色体遗传病，其发病机制是细胞膜表面携带胆固醇的低密JE9旨蛋白（LDL - c)受体缺如或异常而造成的，患者中纯合子表现为严重患病，杂合子表现为中度患病。根据图示所给信息，回答下列问题：

（1）家族性高胆固醇血症是_______性遗传病，家族性高胆固醇血症患者基因型为_______。患者血液中胆固醇含量比正常人_______。
（2）据图可知携带胆固醇的低密度脂蛋白（LDL-c)进入细胞的方式是_______体现了细胞膜的结构特点是_______。
（3）—对中度患病的夫妇，生育一个正常孩子的概率为_______。导致细胞膜表面携带胆固醇的低密度脂蛋白（LDL受体缺如或异常的根本原因是_______。
（4）为预防家族性高胆固醇血症患儿的出生，应在遗传咨询的基础上进行_______。

如图1表示某果蝇体细胞染色体组成，图2表示该果蝇所产生的一个异常生殖细胞，依图回答下列问题：

（1）该精原细胞进行正常的减数分裂时，在次级精母细胞（中期）中性染色体组成为_______，一个初级精母细胞X染色体上的两个W基因在_______期发生分离。
（2）若一个精原细胞的一条染色体上的B基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该精原细胞产生的精细胞携带该突变基因的概率________。
（3）图2所示是一个异常精细胞，造成这种异常的原因是在该精细胞形成过程中_______ 。
（4）果蝇中点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代。已知R、r位于常染色体上，分别控制长翅和残翅这相对性状(残翅为隐性性状)，欲判断残翅果蝇基因是否位于4号染色体上。
实验步骤是：
先利用_______果蝇与纯合长翅且4号染色体缺失的果蝇交配，统计子代的性状表现。
实验结果预测及结论：
①若子代中出现长翅果蝇和残翅果蝇且比例为_______，则说明残翅基因位于4号染色体上；
②_______，则说明残翅基因不位于4号染色体上。

Ⅰ、生物的变异中由于                  而导致的变异为可遗传的变异，它包括                                                              
三种来源。普通香蕉属三倍体，其繁殖后代的过程中，可能会产生      种可遗传的变异。
Ⅱ、在一封闭饲养为稳定遗传的有毛小鼠繁殖种群中，偶然发现一对有毛小鼠产生的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠。科研人员为研究无毛小鼠的遗传特性，让上述这对有毛小鼠继续杂交，仍有无毛小鼠出生，让无毛小鼠与亲代有毛小鼠回交，生产出10只无毛小鼠和12只有毛小鼠，其中无毛小鼠雌、雄各5只，有毛雌小鼠7只，有毛雄小鼠5只。
(1)科研人员初步判断：①小鼠无毛性状的出现是由种群中的基因突变造成的，而不是营养不良造成的；②控制无毛性状的基因位于常染色体上。科研人员作出上述判断的理由是：①                                              ；②                                                                。
(2)已知无毛为隐性基因a控制，有毛为显性基因A控制，无毛雄鼠能正常生育，无毛雌鼠繁殖力低，哺乳困难。由于无毛小鼠有极大的科研价值，需要将其扩大繁殖，请利用上述回交实验得到的小鼠做实验材料、选用最佳实验方案来获得无毛小鼠。
①最佳实验方案：                                    。
②方案选择的理由(用遗传图解表示)。

(13分)果蝇是遗传学研究的经典材料，请回答下列有关问题。
(1)果蝇的眼色有红、褐、白三种表现型，身色有灰、黑两种表现型。已知控制果蝇眼色A (a)与身色B(b)基因位于两对常染色体上。有人将两只果蝇杂交，获得F₁代，共有100 只个体，其表现型为37只灰身褐色眼、19只灰身白眼、18只灰身红眼、13只黑身褐色眼、7只黑身红眼和6只黑身白眼。则两个亲本的基因型是_____，控制果蝇的眼色的基因在遗传过程中，遵循_____规律。若上述F₁代果蝇随机交配，那么F₂的一只雄果蝇体细胞中的_____条染色体来自亲代的雄果蝇。
(2)若该杂交实验所产白眼果蝇被人为去掉，则理论上亲代两只果蝇杂交后代会出现    ______种表现型，表现型及其比例为_____。
(3)与该果蝇中a基因的mRNA相比，按蚊的a1基因的mRNA中UGA突变为AGA，其   末端序列成为“—AGCGCGACCAGACUCUAA—”，则按蚊的a1基因比果蝇的a基因   多编码______个氨基酸(起始密码子位置相同，UGA、UAA、UAG为终止密码子)。
(4)果蝇体内经常出现染色体多一条的现象，称为三体。野生型果蝇正常眼(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该基因位于常染色体上。请据此回答问题。
让野生型变异形成的三体正常眼雌果蝇与染色体组成正常的无眼雄果蝇杂交，为了确   定F₁中正常眼雌果蝇的基因型，让其与染色体组成正常的无眼雄果蝇进行测交。根据测交后代果蝇的性状及比例，确定F₁正常眼雌果蝇基因型。
①若测交后代中正常眼果蝇与无眼果蝇比例为1：1，说明该果蝇的基因型为Ee或者_____，区分以上两种情况，最简单的方法是_______。
②若测交后代中正常眼果蝇与无眼果蝇比例为______，说明该果蝇的基因型为________。

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____________________________。