高中生物基因突变的原因综合题

以下分别表示几种不同的育种方法。请分析回答：

（1）A所示过程称“克隆”技术，新个体丙的基因型应与亲本中的        个体相同.
（2）B过程中，由物种P突变为物种P₁。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）
（3）C过程所示的育种方法叫做         ，该方法最常用的做法是在①处          。
（4）D表示的育种方法是        ，若要在F₂中选出最符合要求的新品种，最常用的方法是                                                                 。
（5）E过程中，②常用的方法是                  ，与D过程相比，E方法的突出优点是                  。

肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。
（1）某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。
①为确定其遗传方式，进行了杂交试验，根据实验结果与结论完成以下内容。
实验材料：        小鼠；杂交方法：           。
实验结果：子一代表现型均正常；结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。
②正常小鼠能合成一种蛋白类激素，检测该激素的方法是            。小鼠肥胖是由于正常基因的编码链（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，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是         ，这种突变      （填“能”或“不能”）使基因的转录终止。
③在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原因是靶细胞缺乏相应的   。
（2）目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。假如一对夫妇的基因型均为AaBb(A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传)，从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是        ，体重低于父母的基因型为        。
（3）有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，表明       决定生物进化的方向。在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是          共同作用的结果。

卡那霉素能引起野生型苎植株（2N）黄化，育种专家向野生型苎麻的核基因组中随机插入已知序列的sDNA片段（含卡那霉素抗性基因），通过筛选得到突变体Y，sDNA片段的插入使基因A的功能丧失，从突变体的表现型可以推测野生型基因A的功能。
（1）野生型苎麻的核基因组插入已知序列的sDNA片段引起的变异类型属于   （基因突变/染色体变异）。
（2）将突变体自交所结的种用子75%酒精消毒处理30s后，接种在含有     的培养基中，实验设置3个重复组，在适宜条件下光照培养。一段时间后若培养基上有绿色有幼苗，则可确定苎麻植株的DNA中含有     ，实验设置3个重复的目的是        。
（3）统计培养基中突变体Y自交产生大量后代，绿色幼苗和黄色幼苗性状分离比例接近于1：1，突变型（A⁺）对野生型（A）      （显性/隐性），自交结果    （符合/不符合）孟德尔自交实验的比例。
（4）育种专家进一步设计杂交实验以检测突变体Y（突变基因为A+）产生的       ，实验内容及结果见下表。

由实验结果可知，x片段插入引起的变异会导致    致死，进而推测基因A的功能与    有关。

果蝇是遗传学研究的经典实验材料。
（1）某科研小组用X射线辐射野生型果蝇，诱变当代未出现新性状。将诱变当代相互交配，诱变1代也未出现新性状，但随机交配后的诱变2代出现了突变新性状残翅和多毛（如下图所示）。已知控制翅型的基因用A-a表示，控制毛量的基因用B-b表示，且这两对基因位于两对常染色体上。

①翅型和毛量两对相对性状中，隐性性状为                   。
②为筛选出纯合正常翅多毛的果蝇品种，研究人员将诱变2代中正常翅多毛个体与基因型为           纯合个体杂交，选出后代表现型为                      的亲本即可。
③将未处理的野生型果蝇与诱变2代中的隐性纯合果蝇交配，再让F₁（表现型均为野生型）与隐性纯合果蝇测交，预期F₁测交后代的表现型及比例为                。研究人员用X射线辐射野生型果蝇后，重复上述实验，F₁表现型仍均为野生型，F₁与隐性纯合果蝇测交，发现有一个F₁果蝇测交后代的表现型比例为1正常翅正常毛：1残翅多毛。那么，这一例外F₁果蝇携带了哪种染色体变异？               。在上图圆圈中已用竖线（∣）表示了相关染色体，并用点（﹒）表示基因位置，左图已画出正常F₁果蝇体细胞中基因的分布，请在右图中画出例外F₁果蝇体细胞中基因的分布。

（2）现有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性基因的质粒，在四环素抗性基因内有一个该质粒唯一的EcoRI酶切点（如下左图），欲用EcoRI位点构建一个果蝇基因文库，并导入大肠杆菌菌株DH5中储存。

①可以利用稀释涂布平板法将大肠杆菌接种到含                  的培养基中，筛选出已导入质粒的菌落（上右图左培养皿），再用“印章”式接种工具粘印菌株，将菌落“复制”到含              的培养基上（上右图右培养皿），发现菌落I不能存活，菌落II能存活，则菌落              （填“I”或“II”）是所需的含有重组质粒的菌株。
②操作中发现有些菌落可抗两种抗生素，若不考虑基因突变，其原因可能有                                  。

(16分)下图是某一年生白花传粉植物(2n=12)的某些基因在亲本细胞染色体上的排列情况。该种植物的高度由三对等位基因B、b，F、f，G、g共同决定，显性基因具有增高效应，且增高效应都相同，还可以累加，即显性基因的个数与植株高度呈正相关。已知图示中母本高75 cm，父本高45 cm，据此回答下列问题。

（1）若图示母本细胞正处于分裂过程中，则该细胞内可形成_______________个四分体。
（2）上述亲本杂交子代F₁的高度是________________cm，若考虑图中所示全部基因，F₁测交后代中高度为55 cm的植株有_________________种基因型。
（3）若基因E纯合会导致个体死亡，则F₁自交得到的F₂中杂合子Ee所占比例为___________________。
（4）该种植物红花与白花由两对等位基因控制，基因D、d位于l、2号染色体上，另一对等位基因为A、a，且D控制色素的合成，A抑制色素的合成。请完善下列实验步骤，探究基因A和a是否也位于1、2号染色体上(不考虑交叉互换和突变)。
第一步：选择基因型为__________________的纯合亲本进行杂交得到F₁种子。
第二步：种植F₁种子，待植株成熟让其_________________交，得到F₂种子。
第三步：种植F₂种子，待其长出花朵，观察统计花的颜色及比例。
结果及结论：
①若F₂植株的_______________________________，说明A、a不位于1、2号染色体上。
②若F₂植株的_______________________________，说明A、a位于1、2号染色体上。

优质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短和粗细等性状遗传不稳定的问题。请分析回答：
（1）彩棉自交后代性状遗传不稳定的问题遗传学上称为       现象，欲解决此问题理论上可通过                     方式，快速获得纯合子。
（2）下图是研究人员在实验过程中诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本探究实验的自变量是          ，实验效果最好的实验处理是              。

（3）欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合子，在实践中可采用的最简便方法是                 。
（4）经实验研究得知彩棉中的纤维粗细性状由A和B两对非同源染色体上的基因共同控制，当A基因存在时植株表现为粗纤维性状，但B基因存在时会抑制A基因的表达。基因型分别为AABB和aabb的两纯合细纤维彩棉植株杂交，理论上F₂ 代彩棉植株在纤维粗细性状上的表现型及比例为                                  ，其中粗纤维植株中能稳定遗传的个体应占              。
（5）经研究发现优质彩棉中纤维长与短分别由一对等位基因中的D和d基因控制。已知一随机交配的彩棉种群中DD个体占40%，dd个体占20%，假设未来几年环境不会发生大的变化，则预计该种群的F₃中D基因的频率为                 。

如图表示小麦的三个品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，D为矮杆基因，T为抗白粉病基因，R为抗矮黄病基因，均为显性，d为高杆基因。乙品系是通过转基因技术获得的品系，丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而 来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）普通小麦为六倍体，染色体数是42条，若每个染色体组包含的染色体数相同，则小麦的一个染色体组含有        条染色体。
（2）乙品系的变异类型是        ，丙品系的变异类型是         。
（3）甲和丙杂交得到F₁若减数分裂中I_甲与I_丙因差异较大不能正常配对，将随机移向细胞的任何一极，F₁产生的配子中DdR占        （用分数表示）。
（4）若把甲和乙杂交得到的F₁基因型看作DdTt， 请用遗传图解和必要的文字表示F₁经单倍体育种得到矮秆抗白粉病纯合子的过程。        

(13 分)金丝雀鸟的性别决定为ZW型，ZZ为雄性，ZW为雌性。 请回答下列有关其眼色遗传的问题：
（l）有人从黑眼金丝雀中发现一只红眼雌性，用该金丝雀与一只黑眼雄性杂交得F₁，F₁随机交配
得F₂，子代表现型及比例如下（基因用B、b 表示）：

①显性性状是            眼，亲本红眼金丝雀的基因型是            。
②让F₂代雄性与红眼雌性随机交配。 所得F₃代中，雌蝇有         种基因型，雄性中红眼金丝雀所占比例为         。
（2）在多次杂交实验中，又发现一只褐色眼雄性金丝雀。研究发现，褐色眼的出现与常染色体上的基因A、a有关。将该雄性金丝雀与纯合黑眼雌性杂交得F₁，F₁随机交配得F₂，子代表现型及比例如下：

实验二中亲本褐色眼金丝雀的基因型为         ；F₂代红眼金丝雀共有     种基因型。在红眼雄性中纯合子所占的比例为        。
（3）金丝雀黑眼基因非模板链末端序列如下图，红眼基的产生是图中“↑”所指碱基发生缺失
所致，其余部分完全相同（注：终止密码子为UAA,UAG 或UGA）。

则红眼基因比黑眼基因少编码了       个氨基酸，该变异只为生物进化提供       ，而生物进化的方向由       决定。

I(16分）果蝇是研究遗传学的常用材料。
（1）现有一果蝇种群，已知基因D、d控制体色，基因G、g控制翅型，两对基因分别位于不同的常染色体上。下表为果蝇不同杂交组合及其结果。

	亲本性状	表现型及比例
杂交组合1	黑身长翅X黑身长翅	黑身长翅：黑身残翅=3:1
杂交组合2	灰身残翅X灰身残翅	灰身残翅：黑身残翅=2:1
杂交组合3	灰身残翅X黑身长翅	灰身长翅：黑身长翅=1:1

①杂交组合2的F1中,灰身残翅和黑身残翅的比例为2:1,其原因最可能是_______________
②杂交组合3中亲本灰身残翅果蝇与黑身长翅果蝇基因型分别为      ;选择该组合F₁中的灰身长翅雌雄果蝇彼此交配，F₂中灰身长翅果蝇所占比例为        。
（2）某突变体果蝇的X染色体上存在CLB区段(用X^CLB表示),B为控制棒眼的显性基因, L基因的纯合子在胚胎期死亡(X^CLBX^CLB与X^CLBY不能存活)，CLB存在时，X染色体间 非姐妹染色单体不发生交换。正常眼果蝇X染色体无CLB区段(用X⁺表示)。请回答下列问题：
①基因B中一条脱氧核苷酸链内相邻碱基A与T通过 _________连接（填化合物名称)；基因B表达过程中，RNA聚合酶需识别并结合           才能催化形成mRNA。
②基因型为X^CLBX⁺的果蝇可用于检测果蝇X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变 (正常眼基因突变成隐性基因），此法称CLB测定法。此测定法分为三个过程，分别 用①②③表示。如图所示：

a、过程③产生F₂中雌果蝇的表现型及比例是____。
b、若X射线处理导致P中部分X染色体上正常眼基因发生隐性突变，可根据上图F₂中_____________计算隐性突变频率；但若从上图F1中选择X⁺X^?与X⁺Y进行杂交，而后根据F₂计算隐性突变频率则会因________________而出现误差。
Ⅱ(6分）我国科学家利用转基因技术把水母体内的荧光蛋白基因导入到猪的纤维细胞 内，培育出了可发出红、黄、绿、青4种荧光的转基因猪。这是国际上首次获得能同时表达四种荧光蛋白的转基因克隆猪。
（1）获取水母的荧光蛋白基因后还需釆用PCR技术对其进行扩增，该过程除需要模板、原料、相关的酶以外，还需加入_________。PCR技术搡作步骤中包括两次升温和一次降温，其中降温的目的是__________________________________。
（2）把水母荧光蛋白基因导入猪的纤维细胞内釆用的方法是     。对荧光蛋白进行改造，可以让猪发出特殊的荧光。对蛋白质的设计改造，最终还必须通过________来完成。
（3）科学家正试图利用转基因技术对猪的器官进行改造，培育出没有        的转基因克隆猪,以解决人体移植器官短缺的难题。转基因克隆猪的获得除利用基因工程、 细胞工程外，还需利用________________等技术。

如图表示小麦的三个品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，D为矮杆基因，T为抗白粉病基因，R为抗矮黄病基因，均为显性，d为高杆基因。乙品系是通过转基因技术获得的品系，丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而 来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）普通小麦为六倍体，染色体数是42条，若每个染色体组包含的染色体数相同，则小麦的一个染色体组含有        条染色体。
（2）乙品系的变异类型是        ，丙品系的变异类型是        。
（3）甲和丙杂交得到F₁若减数分裂中I_甲与I_丙因差异较大不能正常配对，将随机移向细胞的任何一极，F₁产生的配子中DdR占        （用分数表示）。
（4）若把甲和乙杂交得到的F₁基因型看作DdTt， 请用遗传图解和必要的文字表示F₁经单倍体育种得到矮秆抗白粉病纯合子的过程。        

图A和图B分别表示甲、乙果蝇某染色体上的部分基因 （果蝇甲和果蝇乙是亲子代关系）。请据图回答：

（1）与图A相比，图B发生了_____    __变异。
（2）图A染色体上控制白眼性状基因与控制棒眼性状基因的根本区别在于___           _________。
（3）一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F₁中有202个雌性个体和98个雄性个体。请回答：
①导致上述结果的致死基因具有         性致死效应，位于         染色体上。让F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂中出现致死的几率为       。
②从该种群中任选一只雌果蝇，如何鉴别它是纯合子还是杂合子？                        。
（4）二倍体动物缺失一条染色体称为单体。假如某等位基因Rr位于果蝇Ⅳ号染色体上，我们可用带荧光标记的R、r共有的序列作探针，与某果蝇（Ⅳ号染色体缺失的单体）各细胞内染色体上R、r基因杂交，观察处于有丝分裂后期的细胞，细胞中有________个荧光点。

(15分)某家族有两种遗传病：β地中海贫血(“地贫”)是由于11号染色体上β-基因突变导致血红蛋白结构异常，基因型与表现型的关系如表2；蚕豆病是只在X染色体上G6PD酶基因显性突变（用D表示）导致该酶活性降低而引起的，但女性携带者表现正常，请回答：

（1）β-基因突变可产生β+基因和β0基因，体现了基因突变的            ，从生物多样性角度来看，这体现了__________多样性。
（2）对家系部分成员的DNA用             酶来获取β基因片段。并对该基因片段进行PCR扩增后的产物电泳结果如图2所示，结合图1和表2，推断II-8的基因型为               （两对基因）。
（3）III-11个体的蚕豆病致病基因来自其亲本的___    个体。
（4）若图中II-9已怀孕则M个体出现蚕豆病的概率是_______  _。为避免M遗传病的出生,应采取的产前诊断方法是____________。
（5）比较三种细胞内的X染色体数：正常人的受精卵         II-9的体细胞          II-9的次级卵母细胞（填“>”、“”、“<”、“”、或“=”）。

Ⅰ.簇毛麦（二倍体）具有许多普通小麦（六倍体）不具有的优良基因，如抗白粉病基因。为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，过程如下：

（1）杂交产生的F₁代是________倍体植株，其染色体组的组成为________。F₁代在产生配子时，来自簇毛麦和普通小麦的染色体几乎无法配对，说明它们之间存在________。
（2）为了使F₁代产生可育的配子，可用________对F₁代的幼苗进行诱导处理。为鉴定该处理措施的效果，可取其芽尖制成临时装片，在________倍显微镜下观察________期细胞，并与未处理的F₁进行染色体比较。
（3）对可育植株进行辐射等处理后，发现来自簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因（e）移到了普通小麦的染色体上，这种变异类型属于________。在减数分裂过程中，该基因与另一个抗白粉病基因________（不/一定/不一定）发生分离，最终可形成________种配子，其中含有抗白粉病基因（e）配子的基因组成是________。
Ⅱ.绿色荧光蛋白基因（GFP）被发现以来，一直作为一个监测完整细胞和组织内基因表达及蛋白质位置的理想标记。请根据图表回答下列问题。

（1）已知GFP是从水母的体细胞中提取出的一种基因，提取它时通常利用的酶是     。
（2）若GFP的一端伸出的核苷酸的碱基序列是—TCGA—，另一端伸出的核苷酸的碱基序列是—TGCA—，则在构建含该GFP的重组质粒时，应选用的限制酶是__________（请在右表中选择）。
（3）若将含GFP的重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞，则常用的方法是__________。检测GFP是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上，可采用__________技术进行检测。
（4）欲进一步将已导入了重组质粒的猪胎儿成纤维细胞培养成带有绿色荧光蛋白质的转基因猪，还需利用         技术，将导入了重组质粒的猪胎儿成纤维细胞的细胞核移植到去核的猪的卵母细胞中，从而形成重组细胞，再进一步培养成旱期胚胎，通过         技术转移到猪的子宫中，从而得到绿色荧光蛋白转基因克隆猪。
（5）为了加快繁殖速度，可对（4）中的早期胚胎进行       。也可将得到的绿色荧光蛋白转基因克隆猪（雌性），用__________处理，使之超数排卵，提高其繁育能力。

请回答下列有关遗传问题：
(1)研究发现，某果蝇中，与正常酶1比较，失去活性的酶1氨基酸序列有两个突变位点，如下图：

注：字母代表氨基酸，数字表示氨基酸位置，箭头表示突变的位点
据图推测，酶1氨基酸序列a、b两处的突变都是控制酶1合成的基因发生突变的结果，其中a处是发生碱基对的           导致的，b处是发生碱基对的             导致的。进一步研究发现，失活酶1的相对分子质量明显小于正常酶1，出现此现象的原因可能是基因突变导致翻译过程                     。
(2)果蝇的眼色遗传中，要产生色素必须含有位于常染色体上的基因 A，且位于X染色体上的基因B和b分别会使眼色呈紫色和红色(紫色对红色为显性)。果蝇不能产生色素时眼色为白色。现将纯合白眼雄果蝇和纯合红眼雌果蝇杂交，后代中有紫色个体。请回答下列问题：
①F₁中雌果蝇的基因型为______   __ ，F₁中雄果蝇的表现型为________。让F₁ 雌雄个体相互交配得到F₂，F₂中紫眼∶红眼∶ 白眼比例为________    。F₂代中红眼个体的基因型有        种。
②请设计合理的实验方案，从亲本或 F₁中选用个体以探究 F₂中白眼雌蝇的基因型：
第一步：让白眼雌蝇与基因型为________     的雄蝇交配；第二步：观察并统计后代的表现型。预期结果和结论之一是如果子代_______                           ，则F₂中白眼雌蝇的基因 型为aaX^BX^b；
(3)玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Ttt的黄色籽粒植株B,其细胞中9号染色体如图二。

若植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例为     ______      _     ,其中得到的染色体异常植株占的比例为：____   ___。

开两性花的二倍体陆地棉易得黄萎病，研究人员已从海岛棉分离出抗黄萎病基因(StVe，简称基因S)，发现整合到陆地棉的2号染色体和线粒体上的基因S能表达出等效的抗性，但线粒体上的基因 S 表达的抗性会逐代减弱。请回答下列问题：
（1）符合长期种植要求的种子（幼苗）是下列图示中的             。

(2)为了快速地获得更多的符合生产要求的种子，将上述6种幼苗全部种植，逐步进行如下操作：
①将所有具有抗性的植株自交得到自交系一代，同时还将这些具有抗性的植株作为父本（其精子内的线粒体不会进入卵细胞）与表现型为              的植株杂交得到杂交系一代，将杂交系一代种子全部种植，检测其抗性。若同一株系的植株全部表现为              ，则其对应的自交系一代就是符合要求的种子。
②让所有有抗性的杂交系一代植株自交，得到自交系二代种子，这些种子类型是              （种子类型用上图中的序号表示），对应的比例是              。
（3）某种群陆地棉，基因型为AA、Aa的植株分别为90%、9%，它们能够正常繁殖，但基因型为aa植株不能产生卵细胞，能产生花粉。问该种群自由交配一代后，具有正常繁殖能力的植株占              。