高中生物基因突变的原因综合题

下图表示利用某种农作物①和②两个品种分别培育出④、⑤、⑥三个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

(1)用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为___________和_________,该过程所依据的原理是________________________。
(2)用③经④培育成⑤的方法称为____________，其优点是____________________。
(3)用③培育成④常用方法Ⅲ是_______________________________________。
(4)由③培育出⑥的常用方法Ⅳ是____                     __，其形成的⑥称为______________。

某二倍体植物的花色由位于三对同源染色体上的三对等位基因(A与a、B与b、D与d)控制，研究发现体细胞中的d基因数多于D基因时，D基因不能表达，且A基因对B基因表达有抑制作用(如图甲所示)。某黄色突变体细胞基因型与其可能的染色体组成如图乙所示(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。分析回答：

(1)由图甲可知，正常情况下，黄花性状的可能基因型有________种。图乙中，突变体aaBbDdd的花色为_________。
(2)突变体②、③的变异类型分别属于_________和_________。
(3)基因型为AAbbdd的白花植株和纯合黄花植株杂交获得F_l，F₁自交，F₂植株的表现型及其比例为_________，F₂白花中纯合子的比例为_________。
(4)为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，有人设计了以下实验步骤，请补充完整结果预测。
实验步骤：让该突变体与基因型为aaBBDD的植株杂交，观察并统计子代的表现型及其比例。
结果预测：I.若子代中__________，则其为突变体①；
II.若子代中__________，则其为突变体②；
III.若子代中__________，则其为突变体③。

某二倍体植物茎的高矮有高茎、中等高茎、矮茎三种情况，由基因A和a控制，a基因能表达某种物质抑制赤霉素合成，基因型中有一个a表现为中等高茎，有两个及以上a表现为矮茎。该植物花色有白色、红色、紫色三种，其花色合成途径如下图：

请据以上信息分析回答：
(1)决定生物性状的根本原因是_____，基因对性状的控制除上图情况外还能通过_____的性状。
(2)选取某纯合白花和纯合紫花植株杂交，F₁花色表现为____，F₁自交，若F₂代表现型有两种，则亲代白花基因型为_____；若F₂代表现型有三种，其表现型及比值为___。
(3)a基因能表达某种物质抑制赤霉素合成，从而使植株变矮，主要原因是赤霉素能__________________。在植物激素中还有________促进细胞数目的增多，从而与赤霉素共同促进植物生长。
(4)某纯合紫花高茎植株与纯合红花矮茎植株杂交，F₁中出现了矮茎植株，究其原因可能有以下三种情况：①该植株A基因发生了基因突变②外界环境影响导致性状发生了改变③该植株可能是Aaa的三体，为了确定该植株形成的原因，使该植株与亲代纯合红花矮茎植株杂交：
若F₂代_____________________，则该植株可能是基因突变引起
若F₂代_____________________，则该植株可能是外界环境影响引起
若F₂代_____________________，则该植株可能是Aaa的三体

(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________。

实验测得某些细胞周期持续时间（t/h）如下表，请回答有关问题。

细胞类型	分裂间期	分裂期（M期）	细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞	15.3	2	17.3
人的肝细胞	21	1	22
人的宫颈癌细胞	20.5	1.5	22

⑴分析表格中的数据，可得出的结论是                                                 。
⑵表中细胞最适合用作观察有丝分裂的是                              。由于各个细胞的分裂
是                   的，因此在同一组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
⑶下图中的数字代表对应线段的时间长度，其中能表达一个细胞周期的是               。

⑷若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养人宫颈癌细胞，之后洗脱细胞外的含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为       h，处于M期的一个细胞中染色单体数目的变化情况是                         ，当其染色体数目最多时具有         对同源染色体。
⑸与人正常宫颈细胞相比，宫颈癌细胞              （填写供选项前的序号）。
①在适宜条件下能无限增殖   ②遗传物质和形态结构发生改变  ③表面糖蛋白增多
④原癌基因与抑癌基因发生了突变         ⑤线粒体减少

．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。

果蝇为生物实验常用材料，进一步研究发现果蝇的性别与染色体组成有关，如下表，其中XXY个体能够产生正常配子。

染色体组成	XY]	XYY	XX	XXY	XXX	YY
性别	雄性	雌性	不发育

    
果蝇的长翅（A）对残翅（a）为显性，基因位于常染色体上；红眼（R）对白眼（r）是显性，基因位于X染色体Ⅱ区域中（如右图，Ⅱ、Ⅲ为非同源区段），该区域缺失的X染色体记为X^－，其中XX^－为可育雌果蝇，X^－Y因缺少相应基因而死亡。用长翅红眼雄果蝇（AaX^RY）与长翅白眼雌果蝇（AaX^rX^r）杂交得到F₁，发现残翅中有一只例外白眼雌果蝇（记为W）。现将W与正常红眼雄果蝇杂交产生F₂：
（1）根据F₂性状判断产生W的原因
①若子代                      ，则是由于亲代配子基因突变所致；
②若子代                      ，则是由X染色体Ⅱ区段缺失所致；
③若子代                      ，则是由性染色体数目变异所致。
（2）如果上述结论③成立，则W的基因型是         ，F₂中的果蝇有     种基因型。
（3）若果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制（位于同源区段Ⅰ上），刚毛（B）对截毛（b）为显性；控制果蝇的红眼和白眼性状的基因只位于X染色体Ⅱ区段上，果蝇的性别常常需要通过眼色来识别。若只考虑刚毛和截毛这对性状的遗传，果蝇种群中雄果蝇的基因型除了有X^BY^B和X^BY^b外，还有X^bY^B、X^bY^b。种群中有各种性状的雄果蝇，现有一只红眼刚毛雄果蝇（参考基因型为X^RBY^B），要通过一次杂交实验判断它的基因型，应选择表现型为         雌果蝇与该只果蝇交配，然后观察子代的性状表现。
①如果子代果蝇均为刚毛，则该雄果蝇基因型是X^BRY^B；
②如果子代红眼果蝇为刚毛，白眼果蝇为截毛。则该雄果蝇基因型为__________.
③如果子代             ，则雄果蝇基基因型为X^bRY^B。

二倍体观赏植物蓝铃花的花色（紫色、蓝色、白色）由三对常染色体上的等位基因(A、a，E、e，F、f)控制，下图为基因控制物质合成的途径。请分析回答下列问题：

（1）研究发现有A基因存在时花色为白色，则基因A对基因E的表达有      作用。
（2）选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫花，F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为4：3：9，请推断图中有色物质Ⅱ代表          （填“蓝色”或“紫色”）物质，亲本白花植株的基因型是         _，将F2中的紫花植株自交，F3中蓝花植株所占的比例是_       __。
（3）基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株杂交，F2植株的表现型与比例为    。

（4）已知体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达。上图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成（其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活）。
①图中甲所示的变异类型是         ，基因型为aaEeFff的突变体花色为         。
②现有纯合的紫花和蓝花植株，欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型，请完善实验步骤及结果预测。
实验步骤：让该突变体与           植株杂交，观察并统计子代的表观型与比例。
结果预测： I．若子代中蓝：紫=3：1，则其为突变体          ；
Ⅱ．若子代中         ，则其为突变体          。

(18分)
I科研人员尝试利用植物来回收环境中重金属元素,修复受污染的土壤或水体。下图是种植在受到不同程度铅污染的土壤中的三种植物体内铅含量。

上图植物中，最适合用于修复受铅污染较严重地区土壤的是   ，但所种植的植物不宜用作家畜饲料或者沼气池发酵，理由分别是          和             
II 油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产，萝卜（具有两性花）具有抗线虫病基因。
（1）若对萝卜进行基因组测序，应对        条染色体进行DNA测序。
（2）科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交，通过下图所示途径获得抗线虫病油菜。

①F₁植株由于减数第一次分裂时染色体不能________，因而高度不育。用秋水仙素处理使染色体__________，形成异源多倍体。
②将异源多倍体与亲本油菜杂交（回交），获得BC₁。BC₁细胞中的染色体组成为__________（用字母表示）。用BC₁与油菜再一次杂交，得到的BC₂植株群体的染色体数目为__________。
③获得的BC₂植株个体间存在胞囊线虫抗性的个体差异，其原因是不同植株获得的__________不同。

野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇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₁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。

(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____________________________________________。

已知小麦的抗旱性和多颗粒均属显性遗传，且两对控制基因独立遗传。现有纯合的旱敏多颗粒、纯合的抗旱少颗粒、杂合抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)小麦品种。请回答下列问题：
（1）纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F₁自交：
①F₂ 中表现为抗旱多颗粒小麦的基因型有        种，要确认其基因型，可将其与隐性个体杂交，若杂交后代有两种表现型，则其基因型可能为                            。
②若拔掉F₂中所有的旱敏植株后，剩余植株自交，从理论上讲F₃中旱敏植株所占比例是         。
（2）干旱程度越严重，抗旱植物根细胞中与抗旱有关的代谢产物相对越多，该现象说明生物的性状是                     的结果。  
（3）现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是         。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过                实现的。
(4)请设计一个快速育种方案，利用抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)两植物品种作亲本，通过一次杂交，获得的后代个体全部是抗旱型抗病杂交种（RrDd）。具体做法是：先用Rrdd和rrDd通过           
育种得到RRdd和rrDD，然后让它们杂交得到杂交种RrDd。

亨廷顿舞蹈症是一种遗传神经退化疾病，主要病因是患者第四号染色体上的Huntington基因（用字母H表示）发生变异，产生了变异的蛋白质，该蛋白质在细胞内逐渐聚集，形成大的分子团。一般患者在中年发病，逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力，病情大约会持续发展15年到20年，并最终导致患者死亡。在一次人口普查过程中，偶然发现一特殊罕见男患者，其病情延迟达30年以上。通过家谱发现，该男子的父亲患该病，母亲正常，但其外祖父和外祖母皆因患该病死亡。经基因检测，发现该男患者与其他患者相比，出现一个A基因。
（1）由该家族的情况判断，亨廷顿舞蹈症遗传方式为________。
（2）出现A基因的根本原因是________。从发病机理分析，A基因能够使病情延迟大30年以上，最可能的解释是________________________。
（3）若已知A基因位于常染色体上且与H基因不在同一对染色体上。该男患者已经与一正常女性婚配，生一个正常男孩的几率是______。若他们的第二个孩子已确诊患有亨廷顿舞蹈症，则该小孩出现病情延迟的几率是______。

(9分)下图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程，据图回答下列问题：

(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，体现了植物细胞的     性，此过程中秋水仙素的作用机理是               。
(2)欲获得抗虫草莓可从蛋白酶抑制剂基因、生长素诱导基因中选择            作为目的基因，要鉴定草莓的抗虫性，从个体水平上可采用         实验。
(3)Ⅱ过程常规方法是采用杂交育种，从生殖方式上分析，Ⅱ过程属于         生殖；从细胞分裂方式上分析，Ⅱ过程中进行了    分裂；Ⅱ过程还可先用花药离体培养分别获得抗虫草莓和凤梨草莓的        ，再用         技术获得同时具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，该技术常用的酶有        。

某雌雄同株的二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
(1)植物出现窄叶是宽叶基因突变导致的，M基因突变前的部分序列(含起始密码信息)如图所示(注：起始密码子为AUG)。

图中所示的M基因片段在转录时，________链作为模板链；转录时________酶与DNA分子的       结合；正常情况下基因M在细胞中最多有________个。
(2)现有一个宽叶红花变异个体，基因型为MR，请你用竖线(|)表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，该植株的体细胞中的基因M、R与染色体关系示意图为________(写出一种情况)，该变异属于可遗传变异中的____________。该植株与基因型为mmrr的个体杂交获得F₁，请用遗传图解表示该过程。(说明：①各种配子的活力相同；②不要求写出配子；③只要求写出一种情况。)
(3)用某植株(MmHh)的花药进行离体培养，用秋水仙素处理________(填“幼苗”“休眠的种子”“萌发的种子”或“幼苗或萌发的种子”)，使染色体数目加倍，形成可育纯合子。