高中生物基因突变的原因综合题

为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。
（1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导            幼苗。
（2）用射线照射上述幼苗，目的是          ；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有         。
（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体           ，获得纯合         ，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与        杂交，如果           ，表明抗性是隐性性状。F₁自交，若F₂的性状分离比为15（敏感）:1（抗性），初步推测                。

癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质（基因）发生改变后形成的。某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，可作为一种癌症的化疗药物。就此问题。该兴趣小组设计实验进行了探究。
实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血细胞计数板，试管，吸管等。
（1）在进行实验探究时其中某位同学的实验操作如下：（请将实验内容补充完整）
①取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液，从小鼠肝部切
取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养。
②取洁净的试管5支，加入等量的培养液，编号1、2、3、4、5，并在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液。5号试管中加入________________。
③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。
④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于____________________内，在显微镜下计数，记录数据。
⑤请你纠正上面这位同学操作上的两处错误：
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
（2）另一位同学按照正确的方法进行实验探究，得到的结果如下：

实验组别	1	2	3	4	5
二氯二乙胺 浓度（mg/mL）	0．1	0．2	0．3	0．4	0
细胞数目（个/mL）	320	275	186	96	560

①在该实验中，遵循了实验设计的________________________原则。
②根据实验结果，你能得出的结论是_______________________________________。
（3）分析小鼠发生癌变的原因及有关问题：
①细胞癌变的根本原因是________________。下列条件可称为致癌因子的是___________。
A．紫外线
B．甘油
C．肝炎病毒
D．煤焦油及其衍生物苯
E．葡萄糖
F．尼古丁
G．丙酮酸
H．核辐射
②化疗时采用的烷化剂，如二氯二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的________期。
③已知一小鼠癌变前基因型为AABB，现用3种不同颜色的荧光，分别标记癌变后小鼠精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因，观察其分裂过程，发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是______________________。

小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制，其中A/a控制灰色物质合成，B/b控制黑色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如下图：

（1）选取三只不同颜色的纯合小鼠（甲—灰鼠，乙—白鼠，丙—黑鼠）进行杂交，结果如下：

	亲本组合	F1	F2
实验一	甲×乙	全为灰鼠	9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠
实验二	乙×丙	全为黑鼠	3黑鼠∶1白鼠

①两对基因（A/a和B/b）位于________对染色体上，小鼠乙的基因型为________。
②实验一的F2代中，白鼠共有________种基因型，灰鼠中杂合体占的比例为________。
③图中有色物质1代表________色物质，实验二的F2代中黑鼠的基因型为________。
（2）在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠（丁），让丁与纯合黑鼠杂交，结果如下：

	亲本组合	F1	F2
实验三	丁×纯 合黑鼠	1黄鼠∶ 1灰鼠	F1黄鼠随机交配： 3黄鼠∶1黑鼠
F1灰鼠随机交配： 3灰鼠∶1黑鼠

①据此推测：小鼠丁的黄色性状是由基因________突变产生的，该突变属于________（“显”或“隐”）性突变。
②为验证上述推测，可用实验三F1代的黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表现型及比例为_______________，则上述推测正确。
③用3种不同颜色的荧光，分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因，观察其分裂过程，发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是___________。

某种鼠的毛色受A、a和B、b两对基因的控制。A对a、B对b为完全显性，色素的产生必须有显性基因A，基因B使色素呈灰色，基因b纯合时毛色为黑色。不产生色素的个体的毛色呈白色。现有一只白色雌鼠与一只灰色雄鼠两亲本杂交，F₁为灰色雌鼠和黑色雄鼠。F₁雌、雄鼠交配后，F2中灰色：黑色：白色=3:3:2（上述过程无基因突变和交叉互换发生，与X、Y染色体上的同源部分无关）请根据题意，回答下列问题：
（1）A、a基因位于         染色体上；B、b基因位于         染色体上。毛色的遗传符合      定律，定律相关内容是由孟德尔运用科学研究中的___________法研究得出的。
（2）在上述过程中，两只亲本中白色雌鼠的基因型是__________，灰色雄鼠的基因型是___________。
（3）让上述F₂中灰色雌、雄鼠随机交配，产生的子代中灰色：黑色：白色=            ，子代中A基因的基因频率是           。

在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内含氰（HCN）的和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草叶片内的氰化物是经右图生化途径产生的：

基因D、R分别决定产氰糖苷酶和氰酸酶的合成，d、r无此功能，两对基因位于两对同源染色体上。现有两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰，F1ht@tp://www．wln100．com 未来脑教学云平台+%?自交得F2，F2中有产氰的，也有不产氰的。将F2各表现型的叶片提取液作实验，实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录于下表

（1）亲本中两个不产氰品种的基因型是_________，在F2中产氰和不产氰的理论比为_________
（2）品种Ⅱ叶肉细胞中缺乏_______酶，品种Ⅲ可能的基因型是___________。
（3）如果在F1植株的花药中出现图a所示的细胞，最可能的原因是_________

（4）现有两个突变品种DdRR和DDRr（种子），要在最短时间内获得能稳定遗传的无氰品种ddrr（植株），步骤如下：
a．______________________________
b．______________________________；
c．再将所收获的种子播种，长成植株后，通过叶片的提取液中分别加入______的方法即可从F₂中找出基因型为ddrr的植株。

下图为某家庭遗传系谱图，Ⅲ-9与Ⅲ-10为异卵双生的双胞胎，Ⅲ-13与Ⅲ-14为同卵双生的双胞胎。已知β­珠蛋白生成障碍性贫血病为常染色体隐性遗传病，由A、a基因控制；眼白化病为伴X染色体隐性遗传病，由B、b基因控制。请据图回答下面的问题。

（1）据图判断，图右标注的②是患_____的女性，该病的遗传方式是________图右标注的③是患________的男性。
（2）Ⅱ-8号个体是杂合子的概率是________。
（3）Ⅲ-12的基因型可能是________，Ⅲ-9与Ⅲ-10基因型相同的概率为________，Ⅲ-13与Ⅲ-14基因型相同的概率为________。
（4）若Ⅲ-9与Ⅲ-13婚配，所生子女中只患一种病的概率是________，同时患两种病的概率是________。
（5）通过基因诊断等手段，可以对胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病进行__
______。

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_________。

下图为具有两对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株的一个A基因和乙植株的一个B基因分别发生突变的过程（已知甲和乙的原基因型相同，都是纯合子；A基因和B基因是独立遗传的，且突变发生在营养器官中），请分析该过程，回答下列问题：

（1）上述两个基因发生突变是由于DNA分子中发生___________________，而引起基因结构的改变。
（2）如图为乙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1中标明基因与染色体的关系。
（3）甲、乙发生基因突变后，各自的自交子一代均不能表现突变性状，为什么？__________________。
（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，通过简易的方法培育出同时具有两种优良性状的植株（用遗传图解表示）。

果蝇是遗传学研究的经典材料，下图是雄果蝇甲的两对等位基因在染色体上的分布情况，其中红眼（E）对白眼（e）、灰身（B）对黑身（b）为完全显性。

（1）雄果蝇甲有    对同源染色体，细胞最多有    个染色体组。
（2）假设雄果蝇甲的一个精原细胞产生了一个基因型为BX^E的配子，则另外三个配子的基因型为                     。
（3）雄果蝇甲与另一雌果蝇杂交，后代雌果蝇中，灰身红眼与黑身红眼的比例为1：1，后代雄果蝇中，灰身红眼、灰身白眼、黑身红眼、黑身白眼的比例为1：1：1：1，则亲本雌果蝇的基因型为        ，表现型为    。若后代出现基因型为bbX^eX^eY黑身白眼雄果蝇（不考虑基因突变），这属于     变异，出现这种变异的原因是          。

野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。

（1）根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对       性状，其中长刚毛是_  ___  性性状。图中①、②基因型（相关基因用A和a表示）依次为       。
（2）实验2结果显示：与野生型不同的表现型有       种。③基因型为       ，在实验2后代中该基因型的比例是       。
（3）根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：           。
（4）检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为             。
（5）实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F．新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但          ，说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。

下图为几种不同育种过程的示意图。请分析回答问题：

（1）图甲中①②③过程的育种方法是_____，依据的原理是_____。
（2）图甲中，让所有被选择保留下来的F2植株自交，能发生性状分离的植株占_____。
（3）图甲中，过程⑤依据的生物学原理是_____，理论上可获得_____种单倍体；①④⑤⑥过程培育新品种的最大优点是_____。
（4）图乙中，黑麦和普通小麦杂交所得的杂种植株不育的原因是杂种植株细胞中的染色体在减数分裂时_____，导致其不能产生正常的配子。科学家为了解决这一问题，过程B采用的方法是用_____试剂处理杂种个体幼苗。

Rb是一种抑癌基因，它在许多不同种类的肿瘤细胞中常常处于突变状态。Rb编码的pRb蛋白能与E2F结合形成复合物。细胞中的E2F能与RNA聚合酶结合启动基因的转录。下图表示pRb蛋白的作用机理。请分析回答相关问题：

（1）图中过程Ⅱ发生的主要场所是_____，RNA聚合酶在DNA上的结合部位称为_____。
（2）高度分化的细胞中，图解中的蛋白激酶最可能处于_____（“激活”或“抑制”）状态。
（3）细胞中Rb基因突变最可能发生于图中的过程_____。研究人员发现一例Rb患者，其Rb基因发生了一对碱基替换，使得精氨酸密码子变成了终止密码。已知精氨酸密码子有CGU、CGC、AGA、AGG，终止密码子有UAA、UAG、UGA，据此推测，该患者Rb基因转录模板链中发生的碱基变化是_____。
（4）与正常细胞相比，肿瘤细胞能无限增殖。癌细胞的增殖方式是_____。癌细胞易发生转移的原因是_____。
（5）结合图示分析可知，肿瘤细胞无限增殖的机理是突变的Rb基因编码的蛋白质不能与_____结合，而使其能够不断启动基因表达合成大量的DNA聚合酶，促进细胞分裂。

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_____。

遗传学上将染色体上某一区段及其携带基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中的两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，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，缺失纯合子常导致个体死亡。
（1）缺失导致染色体上基因的____________发生改变。
（2）现有一红眼雄果蝇X^AY与一白眼雌果蝇X^a X^a杂交，子代中有一只白眼雌果蝇。为探究这只白眼果蝇的产生是缺失造成的，还是由基因突变引起的，两个生物小组果用不同的方法进行了判断。
①甲小组取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，在显微镜下观察有丝分裂____期细胞的__________，与红眼果蝇对照，若出现异常，是缺失造成的；反之则是基因突变引起的。
②乙小组选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中_______________，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中__________________，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
（3）若已确定（2）中的变异是由缺失引起的，则选取乙组方案中的杂交组合产生的杂交子代让其随机交配，产生的后代中致死的概率为__________。

(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            。