高中生物基因突变的原因综合题

回答下列关于生物变异的问题：
（1）2013年8月18日，中国“神舟十号”飞船搭载的“大红袍1号”和“正山小种1号”等茶种顺利移交给武夷山茶叶育种基地的科研人员，进入了基地的培育与筛种阶段。这是利用太空条件使相关茶种发生了             （填变异类型），进而选育出品优或量高的新品种。但实际培育过程中，会出现处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降等情况，这说明                        。在其中也发现了极少数的个体品质好、产量高，这说明变异是            。
（2）如图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理，该病      （填“能”或“不能”）通过光学显微镜直接观察到，转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基应该是          。

（3）某动物的基因型为AABb，该动物体的一个体细胞有丝分裂过程中一条染色体上的基因如图乙所示，则两条姐妹染色单体上的基因不同的原因是                        。

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。

普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答：
（1）A组由F₁获得F₂的方法是        ，F₂矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占       。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是       类。
（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是     组，原因是          。
（4）通过矮杆抗病Ⅱ获得矮杆抗病小麦新品种的方法是                       。
（5）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）__________________         。

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。

（每空2分，共20分）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，为了培育出优良品种AAbb，可采用的方法如下图所示。请据图回答问题：

（1）由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方法称为            ，其原理是           。应用此育种方法一般从F₂代才能开始选育AAbb个体，因为_________________。在F₂代选育的个体中，符合育种要求的个体占       。
（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的理论上有   株。F₂代中基因型为AAbb和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。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是                       。
（4）过程⑦的育种方法是                  。与过程⑦比较，过程④方法的明显优是           。

为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：

图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是      (　　)

A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高

B．过程②可以取F1中任一植株的适宜花药作培养材料

C．过程③包括脱分化和再分化两个过程

D．图中筛选过程不改变抗病基因频率

假设A（抗病）、b（矮杆）是玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出稳定遗传的抗病矮杆新品种，可以采用的方法如图所示。依图回答下列问题：

(1)由品种AABB、aabb经过过程①②③培育出新品种的育种方法称为____________。经过过程②产生的表现型符合育种要求的植株中，不能稳定遗传的占________。把外源基因C导入抗病矮杆玉米的育种过程④的育种方法为________________。上述两种育种方式的原理为____________。
(2)过程⑤常采用__________________得到Ab幼苗。
(3)过程⑦是用γ射线处理获取新品种的方法，处理对象常选用__________________________。
(4)请用遗传图解表示①②③的育种过程（配子不作要求）。

科研人员深入到以前曾进行核武器试验的地区进行调查，在一片生长较为旺盛的植物种群中发现了与野生植物有明显差异的三种变异植株甲、乙、丙。该物种为雌雄异株植物，在核试验以前，这三种变异类型的植株并不存在。回答下列问题。
(1)甲、乙、丙三种植株的变异最终来源于____，这种现象反映了变异的      特点。
(2)研究人员做了如下杂交实验：野生型(♀)×变异型丙(♂)→F1全为野生型；野生型(♂)×变异型丙(♀)→F1全为变异型丙。据此判断该变异性状的遗传  （是、否）遵循遗传规律。理由是                               。
(3)调查发现该种群雌雄植株中都有变异型甲存在，已确定为细胞核遗传的情况下，研究人员进行了如下试验，以判定该变异基因的显隐性，以及该基因所在的位置是常染色体还是性染色体(注：野生型一般为纯合子)。
第一步：选取多株雄性变异型甲植株和雌性野生型植株进行杂交，得到种子；
第二步：播种收获的种子，统计子一代植株的情况，并进行分析。
①．若子一代个体中有变异型甲植株出现：Ⅰ．若子一代都为变异型甲或变异型甲多于野生型，且变异型甲和野生型中雌雄个体均有；
结论是：变异基因位于                   基因。
Ⅱ．若子一代中雄性个体为             ，雌性个体       ；
结论是：变异基因位于                   基因。
②．若子一代个体中没有突变个体出现，则让子一代雌雄个体相互交配，在子二代中：
Ⅰ．若子二代中只有雄性个体中出现突变型，则变异基因位于          基因。
Ⅱ．若子二代雌雄个体中均有突变型和野生型则变异基因位于          基因。

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）。

右图表示五种不同的育种方法示意图，请根据图回答下面的问题：   
 
(1)图中A、D方向所示的途径表示      育种方式，其中从F₁到F₂再到F_n连续多代自交的目的是为了提高            的含量，且从F₂开始逐代进行人工选择是为了淘汰       ；A→B→C的途径表示         育种方式。比较两种育种方式，后者的优越性主要表现在      。
(2)B常用的方法                  。
(3)E方法所运用的原理是             。
(4)C、F过程中最常采用的药剂是        。
(5)由G→J的过程中涉及到的生物工程技术有：植物组织培养和__________      _。

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出 ④、⑤、⑥ 3个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②的农作物品种通过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称                  （填几倍体）。

已知二倍体番茄圆果(H)对梨果(h)为显性，植株抗病(R)对感病(r)为显性。某同学以纯合的圆果感病品种为母本，纯合的梨果抗病品种为父本进行杂交实验，在母本植株上获得的F₁种子都表现为圆果。在无相应病原体的生长环境中，播种所有的F₁种子，长出许多F₁植株，然后严格自交得到F₂种子，以株为单位保存F₂种子，发现绝大多数F₁植株所结的F₂种子都出现梨果与圆果的分离，而只有一株F₁植株(A)所结的F₂种子全部表现为圆果，可见这株F₁植株(A)控制圆果的基因是纯合的。请回答：
(1)据分析，导致A植株圆果基因纯合的原因有两个：一是母本自交，二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因，可以分析F₂植株的抗病性状，因此需要对这些圆果基因为纯合的F₂植株进行处理，这种处理是_____________。如果是由于母本自交，这些F₂植株的表现型为____________，其基因型是_________；如果是由于父本控制梨果的一对等位基因中有一个基因发生突变，这些F₂植株表现型为_____________，其基因型为________________。
(2)如果该同学以纯合的梨果抗病品种为母本，纯合的圆果感病品种为父本，进行同样的实验，出现同样的结果，即F₁中有一株植株所结的F₂种子全部表现为圆果，则这株植株圆果基因纯合的原因是__________________，其最可能的基因型为           。
(3)控制圆果和梨果的基因位于5号染色体上，现发现一株圆果番茄比正常番茄多一条5号染色体(减数第一次分裂时，两条5号染色体正常配对后分离，另一条5号染色体随机分离到一个子细胞中)。该圆果番茄的基因型有_______种可能类型，若要设计实验对上述情况进行鉴别，应该_____________________       ，然后通过对实验获得的数据进行分析，得出结论。

分析与遗传有关的实验，回答相关的问题：
（1）孟德尔在做豌豆杂交实验时，采用纯种高茎和矮茎豌豆分别做了_______实验，结果F₁ 都表现为高茎，F₁ 自交得F₂，F₂出现3：1 性状分离比的根本原因是______________。
（2）“彩棉”是我国著名育种专家采用“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘杂交”三结合育种技术培育而成的。据专家介绍，其中“物理诱变”采用的是一种单一射线，若种子进入太空后，经受的是综合射线，甚至是人类未知的射线辐射。在这种状态下，可以给种子创造物理诱变的机率，从产生的二代种子中可以选择无数的育种材料，丰富育种基因资源，从而可能创造出更优质的棉花新品种，据此回答：
①“彩棉”育种中经综合射线诱变后，引发的变异是          。
②“彩棉”返回地面后，是否均可产生有益的变异？          。其原因是      。
（3）分析如图所示的家系图，此种遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ-1基因型为AaBB，且II-2与II-3婚配的子代都不会患病。 若Ⅲ–2与基因型为AaBb的女性婚配，若生育一表现正常的女儿概率为_______。

在哺乳动物体细胞核中，有的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体，此即为巴氏小体。研究者普遍认为，巴氏小体的形成是与XIST基因的特异性表达有关， 大量的XIST顺式作用在其中一条X染色体上，引发了该条染色质的广泛甲基化，从 而导致异染色质的形成。请分析回答下列问题

（1）显微镜下观察巴氏小体时，需用       染色后制片。某些性染色体数目异常的细胞核具有不同数目的巴氏小体，如XXY有1个、XXX有2个、XXX有3个，而XO没有巴氏小体，由此推测X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是维 持雌性个体与雄性个体的x染色体上       量相同。
（2）为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与x染色体失活的关系，科研 人员将某种雌鼠的胚胎干细胞（PGK细胞）中两条X染色体分别记为X1和 X2（如图1 ），通过基因工程方法将其中X2的Xist基因敲除，获得XT细胞。对PGK 细胞、XT细胞及由它们分化形成的细胞中E和e基因的表达量进行定童分析，实验结果如图2所示。
①由图2分析，火多数PGK和XT细胞中的X染色体         。PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于 80%的细胞数目接近相等，说明X染色体失活是         的。
②由图2分析，XT分化细胞中        染色体失活，实验结果表明          。
③PGK分化细胞的不同细胞中E、e基因表达的差异，是由于这些细胞的        不同。
（3）据上述实验推测，在胚胎发育过程中，雄性哺乳动物体细胞中Xist基因         （填“会”或“不会”）转录。一般情况下，红绿色盲基因携带者的表现型是           。

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。