高中生物基因突变的原因综合题

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）。

利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：
(1)水稻的大穗(A)对小穗(a)为显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为__________的个体表现出小穗，应淘汰；基因型为__________ 的个体表现出大穗，需进一步自交和选育。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)为显性，请回答利用现有纯合水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是_____________和__________。两亲本杂交的目的是__________________________________。

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式称为_____。若经过②过程产生的子代总数为１５５２株，则其中基因型为AAbb的植株理论上有  株。
(2)过程⑤常采用     的方法得到Ab幼苗。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是______________。
(3)与过程⑦的育种方法相比，过程④的明显优势是             。
(4)过程⑥需要使用的化学药剂是    ；过程⑦的育种原理是                      。

如图所示为农业上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程。据图回答：

（1）图中⇨所示的育种方法是           育种，其显著的优点是______________________，该育种方法中基因重组发生在                               的过程中。
（2）从F₁到F₄连续多代自交的目的是提高        的含量；从F₂开始逐代进行人工选择是为了淘汰                                       。这种选择必须从F₂开始而不能从F₁开始的原因是从F₂才开始发生             现象。

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

⑴要缩短育种年限，应选择的方法是   ，依据的变异原理是     ；另一种方法的育种原理是_________。
⑵图中①和④基因组成分别为_______和______。
⑶(二)过程中，D和d的分离发生在_______；(三)过程采用的方法称为_________；(四)过程常用的化学药剂是________。
⑷(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占         。

（每空1分，共10分）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________性突变。
②为验证上述推测，可用实验三F₁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___________。

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          。

果蝇卷翅基因A是2号染色体(常染色体)上的一个显性突变基因，其等位基因a控制野生型翅型。

(1)杂合卷翅果蝇的体细胞中2号染色体上DNA碱基排列顺序  (相同/不相同)，位于该对染色体上决定不同性状基因的传递  (遵循/不遵循)基因自由组合定律。
(2)卷翅基因A纯合时致死，推测在随机交配的果蝇群体中，卷翅基因的频率会逐代  。
(3)研究者发现2号染色体上的另一纯合致死基因B，从而得到“平衡致死系”果蝇，其基因与染色体关系如右图。
该品系的雌雄果蝇交配(不考虑交叉互换和基因突变)，其子代中杂合子的概率是  ；子代与亲代相比，子代A基因的频率  (上升/下降/不变)。
(4)欲利用“平衡致死系”果蝇来检测野生型果蝇的一条2号染色体上是否出现决定新性状的隐性突变基因，可做下列杂交实验(不考虑杂交过程中的交叉互换及新的基因突变)：
P“平衡致死系”果蝇(♀)×待检野生型果蝇(♂)
           
F₁选出卷翅雌雄果蝇随机交配
F₂       ？
若F₂的表现型及比例为        ，说明待检野生型果蝇的2号染色体上没有决定新性状的隐性突变基因。
若F₂的表现型及比例为        ，说明待检野生型果蝇的2号染色体上有决定新性状的隐性突变基因。

科研人员向野生型拟南芥的核基因组中随机插入已知序列的Ds片段（含卡那霉素抗性基因），导致被插入基因突变，筛选得到突变体Y。因插入导致某一基因（基因A）的功能丧失，从突变体Y的表现型可以推测野生型基因A的功能。
（1）将突变体Y自交所结的种子用70%酒精_____    ___处理后，接种在含有卡那霉素的培养基中，适宜条件下光照培养。由于卡那霉素能引起野生型植物黄化，一段时间后若培养基上的幼苗颜色为绿色，则可确定植株DNA中含有______    __。
（2）统计培养基中突变体Y的自交后代，绿色幼苗3326株、黄色幼苗3544株，培养基中突变体Y的自交后代结果表明相关基因______     __（填“符合”或“不符合”）孟德尔自交实验的比例。
（3）研究人员进一步设计测交实验以检测突变体Y产生的__________  ____，实验内容及结果见下表。

测交亲本	实验结果
突变体Y（♀）×野生型（♂）	绿色：黄色=1.03：1
突变体Y（♂）×野生型（♀）	黄色

由实验结果可知，Ds片段插入引起的基因突变会导致____                __致死，进而推测基因A的功能与______                __有关。
（4）提取突变体Y的基因组DNA，限制酶切割后用_______          _连接，依据Ds片段的已知序列设计引物，扩增出_____           ____，进一步测定其序列。

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（下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）。

决定玉米籽粒有色（C）和无色（c）、淀粉质（Wx）和蜡质（wx）的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段（见图1）。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了图所示的研究。请回答问题：

（1）图2中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体_      _（填“能”或“不能”）发生联会。
（2）图2中的亲本杂交时，F₁出现了四种表现型，其中表现型为无色蜡质个体的出现，说明亲代_____细胞在减数分裂过程中，同源染色体的        间发生了__  ___，产生了基因型为___  __的重组型配子。
（3）由于异常的9号染色体上有______作为C和wx的细胞学标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F₁表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到_________的染色体，可作为基因重组的细胞学证据。

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。

(6分)假如有两个纯种小麦，一个的性状是高秆(D，易倒伏)，能抗锈病(T)；另一个的性状是矮秆(d，抗倒伏，易锈病(t)。用这两种纯种小麦进行以下两种不同的育种试验。请据图回答问题。

(1) A所示的育种方法是叫       育种，这种育种方法依据的原理是                。
(2) F₂矮秆抗锈小麦的基因型为                         两种，其中符合要求的小麦品种的基因型为______________。
(3) B所示的育种方法叫     育种，这种育种方法的优点是                   。

根据教材填空（每空1分，共10分）
（1）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是                           
（2）人和动物的染色体上本来就存在着与癌有关的原癌基因和抑癌基因。其中原癌基因主要负责                   ，抑癌基因主要是                    。
（3）基因的本质是                                       ，基因的两个基本功能是            和                遗传信息。
（4）以囊性纤维病为例来分析得知：基因是通过控制                        直接控制生物的性状。
（5）细胞中的一组                             它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体称为一个染色体组。
（6）在生物体进行                过程中，控制                     的基因的重新组合,称为基因重组。

(4分)2004年2月，玉米育种、栽培专家李登海的“高产玉米新品种掖单13号”荣获国家科技进步一等奖。该品种具有“大果穗”、“紧凑型”等特点，提高了单株生产力并可以进行较高密度种植，创造并保持着夏玉米1096.29公斤/亩的世界纪录，为粮食生产和农民增收做出了重要贡献。

（1）在玉米种群中偶然发现了“大果穗”这一性状，且可以遗传，这种变异类型最可能属于__________。
（2）“紧凑型”玉米(叶片夹角小，上冲)克服了“平展型”玉米植株间互相遮挡阳光的缺点，在新品种增产方面起了很大的作用。“紧凑型”有利于增产的原因是_____________________
（3）若玉米“紧凑型”(A)与“平展型”(a)是一对相对性状，“大果穗”(B)与“小果穗”(b)是另一对相对性状，控制这两对相对性状的基因分别位于非同源染色体上。如果你是育种专家，用文字或图解描述如何选育能稳定遗传的高产品种。