高中生物基因突变的原因综合题

如图为具有两对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植物(纯种)的一个A基因和乙植物(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)。请分析该过程，回答下列问题：

(1)上述两个基因突变是由于        引起的。
(2)右图为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为   ，表现型是   ，请在图中标明基因与染色体的关系。

(3)甲、乙发生基因突变后，植株及其子代均不能表现突变性状，为什么？可用什么方法让其后代表现出突变性状？
(4)a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料，设计实验，培育出同时具有两种优良性状的植株。(用文字简要描述)

家兔的毛色有灰色、黑色、白色三种，受两对等位基因的控制，其中基因A控制黑色素的形成，基因B决定黑色素在毛皮内的分布。科研人员在做杂交实验时发现：灰色雄兔与白色雌兔杂交，子一代全是灰兔（反交的结果相同）；子一代灰兔雌雄交配后产生的子二代家兔中，灰兔:黑兔:白兔=9:3:4。
（1）控制家兔毛色的两对基因位于        对同源染色体上。
（2）子二代的灰兔中能够稳定遗传的个体所占的比例为          ，从基因控制性状的角度分析，白兔占4/16的原因是          。
（3）现将绿色荧光蛋白基因（G）转入基因型为AABb雄兔的某条染色体上使之能够在紫外线下发绿色荧光。
① 在培育荧光兔的过程中，可用          法将含目的基因的重组DNA分子导入兔子的         （细胞）中。
② 为了确定基因G所在的染色体，用多只纯种白色雌兔（aabb）与该雄兔测交，产生足够多后代（不考虑交叉互换）。若产生的后代中仅雌性兔能够发荧光，则基因G最可能位于          染色体上。若基因G与基因B位于同一条染色体上，则后代的表现型及比例是          。若后代黑毛兔中能发荧光的个体所占比例为1/2，则G基因位于          染色体上。

100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：
假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合子的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤：①_____________________________________________________；
②_______________________________________________________________；
③_______________________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.如果__________________________________________________________，
则X染色体上发生了完全致死突变；
Ⅱ.如果__________________________________________________________，
则X染色体上发生了不完全致死突变；
Ⅲ.如果__________________________________________________________，
则X染色体上没有发生隐性致死突变。

．豌豆素是野生型豌豆天然产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质。已知决定产生豌豆素的基因A对a为显性，但另一对等位基因B、b中，显性基因B存在时，会抑制豌豆素的产生。研究人员用两个无法产生豌豆素的纯种(突变品系1和突变品系2)分别与纯种野生型豌豆进行杂交实验，得到F₁，F₁自交得到F₂，结果如下：

组别	亲本	F1表现型	F2表现型
Ⅰ	突变品系1×野生型	有豌豆素	有豌豆素，无豌豆素
Ⅱ	突变品系2×野生型	无豌豆素	有豌豆素无豌豆素
Ⅲ	突变品系1×突变品系2	无豌豆素	有豌豆素，无豌豆素

(1)根据以上信息，可判断上述杂交亲本中，野生型、突变品系1、突变品系2的基因型分别为________、________、________。
(2)若从第Ⅰ、Ⅲ组的F₂中各取一粒均能产生豌豆素的豌豆，二者基因型相同的概率为________。
(3)为鉴别表中第Ⅱ组F₂中无豌豆素豌豆的基因型，研究人员利用该豌豆自交，并进行了相关统计，请预测实验结果并得出相应的结论。①若后代__________________________，则其基因型为____________；②若后代________________________，则其基因型为________________。
(4)进一步研究表明，基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物质转化为豌豆素的。而基因B、b本身并不直接表达性状，但基因B能抑制基因A的表达。请尝试用概念图的方式(文字加箭头的形式)解释上述遗传现象。

如图1是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图2表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，表3为部分氨基酸的密码子表。据图回答：

第一个 字母	第二个字母	第三个 字母
U	C	A	G
A	异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸	苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸	天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸	丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸	U C A G

表3
(1)据图1推测，此种细胞分裂过程中出现的变异方式可能是     。
(2)在真核生物细胞中图2中Ⅱ过程发生的场所是          。
(3)表3提供了几种氨基酸的密码子。如果图2的碱基改变为碱基对替换，则X是表3氨基酸中   可能性最小，原因是           。图2所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对             导致。
(4)A与a基因的根本区别在于基因中   不同。

I、狗的毛色由两对基因（A和a,D和d） 控制，这两对基因独立遗传，但与性别无关。据表回答问题。

项 目	基因组合	A、D同时存在（A_D_型）	A存在、D不存在（A_dd型）	B存在、A不存在（aaD_型）	A和B都不存在（aadd） 型
毛色	白色	花色	黄色	黑色
杂 交 组 合	甲：白色×黑色→F1白色、花色、黄色、黑色
乙：花色×花色→F1花色、黑色
丙：黄色×花色→F1全是白色

（1） 甲组杂交方式在遗传学上称为            ；甲组杂交F₁中四种表现型比例是            。
（2） 除了上述的3种组合，如果进行白色×黑色，得到的后代表现型只有花色和白色，则该花色的基因型是                     。
（3） 让乙组后代F₁中花色的狗与另一纯合黄色的狗杂交，杂交后代表现型及比例在理论上是                                  。
（4） 基因型为AaDd与Aadd的个体杂交，它们的后代基因型的种类有             种。
Ⅱ（每空1分） 下图为四种不同的育种方法,请回答下列问题。

（1）图中A、D途径表示杂交育种,一般从F₂开始选种,这是因为_________________________。
（2）图中通过E方法育种所运用的原理是              。
（3）无子番茄的培育原理________,无子西瓜的培育原理是___________,其中无子性状能遗传的有____________。

下图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，乙是在一个家族中该病的遗传系谱图（控制基因用B、b）。已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG，请根据图回答下面的问题。

（1）图甲中①②表示的遗传信息传递过程分别是①　  　　，②　　  　；①过程发生的时间是　     　　，主要场所是　　　    　　　。
（2）α链碱基组成　　　　        　　，β链碱基组成　    　　　　　。
（3）镰刀型细胞贫血症致病基因位于　　 　　　　染色体上，属于　 　　　　　性遗传病。
（4）图乙中，Ⅱ₆的基因型是　　 　，要保证Ⅱ₉婚配后代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为　　　　  　　。
（5）若正常基因片段中的CTT突变成CTC，由此控制的生物性状是否可能发生变化？

(11分)一个常规饲养的某种动物M,种群中个体均为黑毛。该种群中偶然发现几只M出现无毛性状,无毛M既有雌性也有雄性。（有毛与无毛基因用A、a表示）
（1）如果已知无毛基因为显性,有毛雌性M与偶然出现的无毛雄性M交配产仔多次,后代中无毛均为雌性,有毛均为雄性,此结果与题干中“无毛M既有雌性也有雄性”的结果是否矛盾?_____,理由是:_______________________________；
（2）如果选择6组M交配结果如下表,请分析回答:

交配组合编号	1	2	3	4	5	6
交配 组合	♀	无毛	有毛	有毛	无毛	无毛	有毛
♂	有毛	无毛	有毛	无毛	有毛	无毛
产仔次数	6	6	17	4	6	6
子代小鼠数量（只）	有毛 (♀+♂）	12 (6+6)	27 (14+13)	110 （56+54）	0	13 （6+7）	40 (21+19)
无毛 (♀+♂)	9 （4+5）	20 (10+10）	29 （14+15）	11 (6+5)	0	0

①由上表判断,无毛基因的遗传方式为___________________。
②如果上表中第2组M继续交配产仔,发现后代中出现一只白毛雄性个体,该雄性个体与第2组的子代有毛雌性个体交配,后代中雌性均为白毛,雄性均为黑毛。写出“该雄性个体与第2组的子代有毛雌性个体交配”产生后代的表现型及其比例______________________,这些后代中无毛个体的基因型为_________________。（黑毛与白毛基因用B、b表示）
（3）选择第1组组合继续交配产仔,子代出现了卷毛个体。已知卷毛为常染色体隐性遗传。选择第1组组合的子代中卷毛个体与直毛个体交配产仔,后代中没有出现卷毛,结果是直毛为3/4,无毛为1/4。据此判断控制有毛、无毛与直毛、卷毛性状的基因在减数分裂产生配子时,会发生_________________ (填序号)
①基因的自由组合   ②基因的连锁和交换   ③基因的自由组合或者基因的连锁和交换
判断的理由是____________________________________________。

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_________。