高中生物基因突变的原因综合题

下图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。

（1）用①和②通过Ⅰ和Ⅱ过程培育出⑤的过程所依据的遗传学原理是______________。
（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤的育种方法的优点是_______________________。
（3）由①和②通过Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ过程培育出⑤的过程叫__________________，③培育出④过程叫________________，Ⅴ过程需要用___________________处理。

原本紫色的多年生草本植物醉蝶经过“太空”诱变出现了白色、红色等多种颜色，请回答下列有关问题。
（1）红色醉蝶细胞液呈碱性，而色素分子在此环境中表现为红色，生理机制如下, 图中a过程所需要的原料是         ，蛋白H应该是一种          蛋白。

（2）研究发现，与蛋白h比较，诱变后的蛋白H氨基酸序列有两个变化位点如下图，
据图推测，h基因突变为H基因时，导致①处突变的原因是发生了碱基对的           ，导致②处突变的原因是发生了碱基对的           。进一步研究发现，蛋白H相对分子质量明显大于蛋白h，出现此现象的原因可能是蛋白质合成           。

（3）含基因R的醉蝶，香味浓烈，其等位基因r，不能合成芳香油，无香味。基因H可抑制醉蝶香味，且这种抑制具累加效应（抑制由强到弱依次表现为清香、芳香、浓香），2对基因独立遗传。现有一批芳香型醉蝶，请用这批醉蝶，在最短时间内，利用技术操作较为简洁的育种方式获得一批清香型、能稳定遗传的醉蝶。用遗传图解表示育种过程，并用简单的文字说明。（不要求写配子）

白花蛇舌草是我国民间常用的中草药，科学工作者用RPMI-1640培养基配制出不同浓度的白花蛇舌草提取物（HDE）工作液，分别处理人白血病细胞株（K562），测得线粒体内膜跨膜电位的变化如图1，测得凋亡抑制基因Survivin+和原癌基因Bcl-2表达的变化情况如图2。
  
FL1/FL2比值越大，说明跨膜电位下降越显著
图1： HDE对线粒体内膜跨膜电位的影响        图2：HDE对基因表达的影响
（1）K562细胞是由于________基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
（2）图1中HDE处理________h后K562细胞内线粒体内膜跨膜电位下降最显著。跨膜电位下降影响线粒体的功能，导致________合成停止，并释放调亡诱导因子，最终引起细胞的凋亡或死亡。
（3）收集用HDE处理的K562细胞中Survivin和Bcl-2的mRNA，在________酶的作用下合成cDNA，再通过________技术扩增cDNA，然后测定其含量，结果如图2所示。其中对照组的处理是使用等量________。β-Actin基因在各组织和细胞中的表达相对恒定，在PCR中的作用是________。从图2数据可知，用HDE处理2周的K562细胞中Survivin和Bcl-2的表达________未经处理的细胞。
（4）综上所述，HDE可能通过________，抑制抗凋亡基因的表达，从而________K562白血病细胞增殖。
（5）如果白花蛇舌草没有明显的毒副作用，依据本实验的结果，用它制药的最佳用量是使人体的血药浓度达到________ml/L。

已知玉米果皮黄色(A)对白色(a)为显性,非甜味(D)对甜味(d)为显性,非糯性(G)对糯性(g)为显性,三对基因分别位于不同的同源染色体上。现有黄色甜味糯性的玉米与白色非甜味非糯性的玉米杂交,F1只有两种表现型,分别是黄色非甜味糯性和黄色非甜味非糯性。据此回答下列问题。
(1)两亲本的基因型分别是_______________________________。
(2)若仅考虑果皮颜色和口感(糯性与非糯性),F1中的两种表现型的个体杂交,所得后代中表现型不同于F1的个体约占_________________。若仅考虑果皮颜色和味道,现有两种基因型不同的个体杂交,其后代的表现型及比例为黄色非甜味∶黄色甜味=3∶1,则亲本可能的杂交组合有____________________________。
(3)随着航天事业的迅猛发展,太空育种为生物学家提供了新的育种途径。与普通玉米相比,“太空玉米”籽粒饱满、色泽鲜艳、口感好、营养丰富。现有纯种非饱满籽粒普通玉米和未知基因型的饱满籽粒“太空玉米”(籽粒饱满与否受等位基因H、h控制),请设计一个实验,以鉴定饱满籽粒“太空玉米”的基因型。(不考虑环境因素对籽粒饱满的影响)
①实验思路:____________________________________________________________。
②预测实验结果并得出相应结论: ___________________________________________。

马铃薯(2n=48)是一种重要的经济作物，但病毒的侵染会导致其产量大幅下降，培育抗病毒的马铃薯新品种是提高产量的有效方法。病毒复制酶基因(T)通常整合到受体细胞的9号染色体上，转基因抗病毒马铃薯植株基因型可表示为Tt。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Tt的马铃薯植株A，其细胞中9号染色体组成情况如下图1。限制酶Swa l识别的碱基序列和酶切位点为ATTT↓AAAT。请回答下列问题：
 
(1)上述抗病毒植株A的变异类型有                  。植株A自交产生F₁，F₁为不抗病毒：抗病毒=1：1，则说明T基因位于   染色体上。
(2)以植株A为母本，以正常的不抗病毒植株为父本进行杂交产生的F₁中，发现了一株抗病毒植株B，其染色体及基因组成如图2。分析该植株出现的原因可能有                       。若以上述过程得到的植株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   ，其中得到的染色体数目异常植株占       。
(3)若图3中虚线方框内的碱基对被C—G碱基对替换，那么基因T就突变为基因t(不能控制合成正常的病毒复制酶)。从抗病毒植株B(图2所示)中分离出图3及其对应的DNA片段，用限制酶Swa I完全切割，产物中共有   种不同长度的DNA片段。

(4)若从上述抗病毒马铃薯植株B自交所得某F₁细胞中分离出其中所含的各种T(或t)基因有关区域，经限制酶Swa l完全切割后，共出现330、777、877和1654对碱基的四种片段，那么该植株的基因型有多种可能性，其共同特点是   。

果蝇是雌雄异体的二倍体动物，体细胞中有8条染色体，是常用的遗传研究材料。一对果蝇每代可以繁殖出许多后代。请回答下列有关问题：
(1)雄果蝇正常减数分裂的过程中，有两条Y染色体的细胞所处的时期为____________。
(2)有一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大。研究发现该种群的基因库中存在隐性致死突变基因(胚胎致死)。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。
①导致上述结果的致死基因位于________染色体上。研究发现果蝇中的致死突变会使细胞中的核糖体含量极低，从而使突变个体死亡，其致死原因是________________________________。让F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂致死的概率是________。
②从该种群中任选取一只雌果蝇，鉴别它是纯合子还是杂合子的方法是：将该雌果蝇与种群中的雄果蝇杂交，如果杂交后代___________________________________，则该雌果蝇为杂合子；如果杂交后代_____________________________________，则该雌果蝇为纯合子。
(3)研究发现野生果蝇正常翅(h)可以突变为毛翅(H)，体内还有一对基因R、r本身不控制具体性状，但rr基因组合时会抑制H基因的表达。如果两对基因位于常染色体上，则一个种群中纯合正常翅果蝇的基因型有________种。如果这两对基因分别位于两对同源染色体上，基因型为RrHh的雌雄果蝇个体交配，产生的子代里，正常翅中杂合子所占的比例_________。现有一对基因型相同的毛翅雌雄果蝇交配，产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3∶1，那么这对果蝇的基因型可能是__________________。

研究发现，果蝇X染色体上的一个16A区段，可影响果蝇眼睛的形状。雌果蝇16A区段与眼形的关系见下表，请分析回答：

16A区段	小眼数	眼形	基因组成
	779	正常眼	X^BX^B
	356	棒眼	X^BBX^B
	68	棒眼 (更明显)	X^BBX^BB

注：①表示16A区段   ②果蝇眼睛为复眼，由许多小眼组成。
(1)从表中给出的信息可以看出，果蝇的眼形变异属于            。雌果蝇16A区段与眼形的关系为               。
(2)雄性棒眼果蝇的基因组成为            。若想根据果蝇眼形就能判断出子代性别，应选用表现型为                      做亲本。
(3)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBBX^B，其基因组成及位置如图所示。已知d在纯合(X^dBBX^dBB、X^dBBY)时能使胚胎致死且该基因与棒眼基因B始终连在一起。请依据所给信息回答下列问题：

①若棒眼雌果蝇(X^dBBX^B)与野生正常眼雄果蝇(X^BY)杂交，子代果蝇的表现型及性别为        ，其中雄果蝇占               。
②将野生正常眼雄果蝇用X射线处理后，性状没有发生改变。为检验其X染色体上是否出现新的隐性致死基因p，用棒眼雌果蝇(X^dBBX^B)与之杂交得到的F₁代有3种表现型，从中选取棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇进行杂交，得到F₂代。
若           则说明发生了新的隐性致死突变。
若           则说明未发生新的隐性致死突变。

出芽酵母的生活史如下图1所示，其野生型基因发生突变后，表现为突变型（如图2所示）。研究发现该突变型酵母（单倍体）中有少量又回复为野生型表现型，请分析回答：

（1）酵母的生殖方式Ⅱ与Ⅰ、Ⅲ相比，在减数分裂过程中能发生    ，因而产生的后代具有更大的变异性。
（2）依据图2和表1分析，A基因的突变会导致相应蛋白质的合成        ，进而使其功能缺失。
（3）研究者提出两种假设来解释突变型酵母回复为野生型表现型的原因。
①假设一：a基因又突变回A基因。提出此假设的依据是基因突变具有   性。
②假设二：a基因未发生突变，编码能携带谷氨酰胺的tRNA的基因B突变为b基因（a、b基因位于非同源染色体上）。在a基因表达过程中，b基因的表达产物携带的氨基酸为________，识别的密码子为     ，使a基因指导合成出完整的、有功能的蛋白质。
（4）为检验以上假设是否成立，研究者将回复后的单倍体野生型酵母与原始单倍体野生型酵母进行杂交，获取二倍体个体（F₁），培养F₁，使其减数分裂产生大量单倍体后代，检测并统计这些单倍体的表现型。
①若F₁的单倍体子代表现型为                                       ，则支持假设一。
②若F₁的单倍体子代野生型与突变型比例为3:1，则支持假设二，F₁的单倍体子代中野生型个体的基因型是                  ，来源于一个F₁细胞的四个单倍体子代酵母细胞的表现型及比例可能为    。

藏报春花的花色表现为白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）一对相对性状，由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，生化机制如下图甲所示。为探究藏报春花色的遗传规律，进行了杂交实验，结果如图乙所示：

（1）图甲说明基因与性状的关系是基因通过______________，进而控制生物的性状。
（2）亲本中开黄花植株的基因型为           。根据F₂中表现型及比例判断，藏报春花色遗传遵
循          规律。
（3）图乙中F₂白花藏报春中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍为白花，这样的个体在F₂代白花藏报春中的比例为         ；还有部分个体自交后代会发生性状分离，它们的基因型是              。
（4）在上述不发生性状分离的白花植株子代中，偶然发现了一株黄花植株，欲知道此黄花植株的出现是由于基因突变还是染色体缺失所致，请设计一个最简单方案予以判断。______________________ ___________________

假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请根据图回答问题：

(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为____________，其原理是此过程中会出现________。这种育种方式的不足之处是________________________。 
(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是________________。
(3)过程⑤常采用________技术得到Ab个体。
(4)过程⑦ 的育种方式是________，与过程⑦ 比较，过程④ 的明显优势是______________。

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出 ④、⑤、⑥3个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②所通过I和II方法培育⑤分别称______和____，其培育出⑤所依据的原理是__________。
（2）由③培育出④的常用方法III是_____________，由④培育成⑤品种所用的试剂是_____，通过Ⅲ和Ⅴ过程培育⑤品种的育种方法叫               ，其优点是                     。
（3）由③培育形成的⑥属于____倍体。

下图表示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答：

（1）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是________。
（2）要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径_______，该过程中秋水仙素的作用机理是__________。
（3）品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为________，品种C的基因型是________。
（4）品种C与B是否为同一个物种？________，原因是____________________________。
（5）途径4依据的原理是_____，此途径与杂交育种相比，最突出的特点是____________________。

香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。

（1）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病（B）对感病（b）为显性。为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是__________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为_________。
（2）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成         ，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的________。若要获得二倍体植株，应在____时期用秋水仙素进行诱导处理。

（14分，每空2分）人类第7号和第9号染色体之间可以发生相互易位（如图甲所示，正常及易位后的7号、9号染色体分别用A、A+、B、B-表示），但易位后细胞内基因结构和种类并未发生变化，第9号染色体上的R片段异常会造成流产、痴呆等疾病。若个体的体细胞中有三份R片段，表现为痴呆病；若只有一份R片段，则导致早期胚胎流产。乙图表示因发生第7和第9号染色体之间易位而导致的流产、痴呆病的系谱图，已知I—2、II—4均为甲图所示染色体易位的携带者。请据图回答。

（1）染色体易位能改变染色体上基因的                 ，从而导致生物性状发生改变。为防止生出患染色体异常遗传病的孩子，妊娠期间使用光学显微镜进行羊水检查，       （能/不能）检测出染色体异常的胎儿细胞。
（2）乙图中，个体II—4产生的配子中，7和9号染色体的组合类型有       种，个体Ⅲ—6的7和9号的染色体组合为           。
（3）若Ⅲ—8为存活个体，则其为第7和第9号染色体易位携带者的概率是          。
（4）已知7号染色体上有一基因M，其编码的蛋白质的前3个氨基酸对应的DNA序列如下图所示，起始密码子为AUG。正常情况下，其转录时的模板位于       链中。若箭头所指的碱基C突变为G，其对应的密码子将由GUC变为         。

现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆( D )，抗锈病( T )；另一个纯种小麦的性状是矮杆( 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的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法是      （I或Ⅱ），依据的原理是            。
（2）图中①和④基因组成分别为             和              。
（3）(二)过程中，D和d的分离发生在         ；（三）过程采用的方法称 为            ；（四）过程最常用的化学药剂是            。
（4）(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占      。