高中生物基因突变的原因综合题

下图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a—d 表示4种基因突变。a丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生，请回答：

注：可能用到的密码子：天冬氨酸（GAC），甘氨酸（GGU、GGG），甲硫氨酸（AUG），终止密码（UAG）。
（1）a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序为___________________________________，在a突变点附近再丢失_________个碱基对对性状影响最小。
（2）图中_______突变对性状无影响，其意义__________________________________。
（3）①过程需的酶主要有解旋酶和_________________。
（4）在②过程中，少量mRNA就可以合成大量的蛋白质，原因_______________________。

如图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。种群中每只甲虫都有相应的基因型。A和a 这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如图2所示，请据图回答下列问题。

(1)不同体色的甲虫体现了生物多样性中的________多样性。
(2)在种群1中出现了基因型为A′A的甲虫。A′基因最可能的来源是_______。该来源为生物进化_______。A′A个体的出现将会使种群1基因库中的________发生改变。
(3)图中箭头表示通过迁移，两个种群的基因库之间有机会进行________。由此可知，种群1和种群2之间不存在________。
(4)根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是种群____________，该环境对甲虫的生存起到了________作用。
(5)假设存在该甲虫种群3，只有AA、Aa和aa个体，满足“雌雄个体间可自由交配，没有迁入和迁出，没有自然选择，没有突变”等理想条件，且黑色和浅黑色个体共占36%，则Aa个体频率为     。

研究表明，人类多种先天性贫血是由于红细胞本身的遗传缺陷引起的。请回答：
(1)医生检查某种先天性贫血患者的血红蛋白，发现其血红蛋白的β链上第67位氨基酸为谷氨酸(密码子为GAA或GAG)，而正常人是缬氨酸(密码子为GUU或GUC、GUA、GUG)，该病在医学上称为先天性高铁血红蛋白血症Ⅱ型。
①该病的根本原因是患者有关的基因在转录中起模板作用的一条链上的一个脱氧核苷酸发生了改变，具体变化是____________________________________________。
②基因中控制血红蛋白β链上第67位氨基酸的碱基若发生改变，不一定会引发该遗传病，请举例说明。______________________________________________。
(2)人类有一种先天性贫血症，是一种单基因遗传病，受一对基因B－b控制。
①在无该病史的家族中出现了一个患病的孩子，引起孩子致病的可能原因__________________。
②下图是该先天性贫血症遗传系谱图。则该致病基因最可能位于________染色体，属________性遗传病。图中Ⅲ₁₁还同时患有白化病，若Ⅱ₇、Ⅱ₈又生了一个男孩，则这个男孩同时患有白化病和该先天性贫血症的概率是______。

如图表示水稻育种的一些途径。请回答下列问题：

（1）若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中________(填编号)途径所用的方法。其中⑦过程的原理是_______________________。
（2）以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得F₁。F₁自交产生F₂，F₂矮杆抗病水稻中不能稳定遗传的占________，若让F₂中的全部矮秆抗病的水稻植株自由授粉，则所得子代中的ddRR和ddRr的比是________。
（3）科学工作者欲培育能产生含铁量较高的转基因水稻新品种，应该选择图中③④表示的途径最为合理可行，具体步骤如图所示：

①若铁结合蛋白基因来自菜豆，利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成cDNA，
将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内，这些受体菌群被称为菜豆的_________。
②将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用_________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得导入成功的受体细胞，该筛选过程是通过在培养基2中加入_________实现的。
③所得含铁量较高的转基因水稻新品种与野生水稻属于同一物种，原因是它们无_______。

下面是关于果蝇对DDT抗药性的进化实验。
实验一：将一个果蝇群体(第—代)饲养到一定规模后，用涂有a浓度DDT的玻璃片处理，将成活下来的果蝇后代(第二代)继续饲养到一定规模后用2a浓度的DDT处理，将成活下来的果蝇的后代(第三代)用3a浓度的DDT处理……用同样的方法逐代将DDT浓度增加1a处理果蝇。到第15代，DDT浓度增加至15a仍有能抗15a浓度DDT的果蝇成活。因此，实验者认为，果蝇的变异是“定向的”，即是在环境条件(DDT)的“诱导”下产生的，并且认为，该实验证实了拉马克“用进废退学说”的正确性。另有学者发现了“实验一”设计的缺陷，怀疑实验一得出的结论的科学性。因而设计了实验二。
实验二：将若干对雌雄果蝇分别饲养成若干个家系(家系：一对果蝇子女)，此为第一代，然后将每个家系分成两半，用a浓度分别处理每个家系的一半。然后在有果蝇成活的家系的另一半果蝇中，再培养若干个家系 (第二代)将每个家系分成两半，用2a浓度的DDT处理每个家系的一半。在有果蝇成活的家系的另一半中，再培养若干个家系(第三代)，用3a浓度的DDT处理每个家系的一半……用同样的方法逐代将浓度增加1a处理果蝇。到第15代时，浓度增加至15a，也产生了能抗15a浓度DDT果蝇群体。然而，这些具有抗药性的果蝇的父母并没有接触过DDT。
通过对实验二的分析后，你认为：
（1）DDT对果蝇变异所起的作用不是“诱导”而是              ，果蝇种群的进化是定向的，而果蝇个体的变异是               的，果蝇抗药性的产生在环境变化(DDT处理)之                           (前、中、后)。
（2）实验一的设计不合理之处是                 ；通过对实验一和实验二的比较分析，果蝇种群 
             是其进化的原材料，             决定其进化的方向；进化的实质是         。

（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___________。

拟南芥（2N=10）是植物中一种模式植物。其2号染色体上的突变基因A能使拟南芥植株提前开花（简称早花，与晚花是一对相对性状）。野生型基因a情况如图一所示。据图回答：（起始密码子：AUG、GUG；终止密码子：UAA、UAG、UGG）

（1）据图一所示（箭头方向代表核糖体在mRNA移动方向），a基因突变成A基因的原因是发生了碱基的      ；突变后生成的多肽链长度的变化是        ,原因是                            。
（2）为了进一步研究A基因的功能，科学家选了基因型为aa的植株作为材料，进行转基因研究。对照组用已导入空载体的农杆菌感染，实验组用已导入 ___的农杆菌感染。成功导入后再用植物组织培养的方法各得到100株幼苗。在相同且适宜的条件下培养幼苗，植株的开花率随发育时间的统计结果如图二所示，则实验组是曲线      。在32天时，该曲线所示的开花率未能达到100％，原因可能是             。
（3）A基因的表达受到3号染色体上的M基因的抑制。已知M基因对a基因没有影响，用基因型为AaMm的植株自交培育早花纯种，后代（F₁）植株开花的表现型及比例为                         。F₁早花的植株自交后代中符合要求的纯合子比例是                。

四川是我国重要的蚕桑基地，家蚕是二倍体，雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。
（1）家蚕遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的        性。
（2）家蚕基因突变可以发生在个体发育的任何时期，说明基因突变具有       性。
（3）家蚕细胞中的一组        ，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
（4）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因（A）与白色基因（a）。在另一对常染色体上有B、b基因，当基因b存在时可能会抑制黄色基因A的表达，从而使蚕茧变为白色；而基因B不会抑制黄色基因A的作用。
① 该两对基因遗传时遵循      定律，若B基因与b基因不存在抑制关系，则结黄茧蚕的基因型是   。基因型为AaBb的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是___。
② 若B基因能抑制b基因的表达：基因型为AaBb的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是______；基因型不同的两个结白茧的蚕杂交，产生了足够多的子代，子代中结白茧的与结黄茧的比例是3：1。这两个亲本的基因型组合可能是          。
（5）家蚕中D、d基因只位于Z染色体上，Z^d使雌配子致死，若要选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雌性，请写出亲本的基因型组合                  。

Ⅰ.果蝇是遗传学常用的材料，回答下列有关遗传学问题。

（1）图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于    导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为        。
（2）研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示。在纯合（X^dBX^dB、X^dBY）时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇（X^dBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，F₁果蝇的表现型有三种，分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和          ，其中雄果蝇占   。若F₁雌果蝇随机交配，则产生的F₂中X^b频率为        。
（3）遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若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，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。现有一红眼雄果蝇X^AY与叶白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请用杂交实验判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
实验设计：选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交，观察统计子代中雌雄果蝇数量之比。
结果及结论：
①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为               ，则为基因突变引起的。
②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为                ，则是由于缺失造成的。

如图甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，A～F是细胞发生变异后的染色体组成模式图，据图回答：

（1）图中A～F中显示发生染色体变异的是       ，其中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是       。
（2）B、C显示的变异方式分别叫       。
（3）A显示的变异类型是       ，发生在      过程中。
（4）甲产生E的过程可通过       来实现。

一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果（控制毛色的基因显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因）；二是隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上一对等位基因）。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。
（1）如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常的鼠比例均为________，则可推测毛色异常是________性基因突变为________性基因的直接结果，因为________________。
（2）如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠比例是________，另一种是同一窝子代全部表现为________鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。

肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。
（1）某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。①为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。
实验材料：                           小鼠；杂交方法：               。
实验结果：子一代表现型均正常；结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。
②小鼠肥胖是由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列“CTC CGA”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，导致该激素不能正常合成，突变后的序是             ，这种突变      （填“能”或“不能”）使基因的转录终止。
③在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原是                       。
（2）目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。假如一对夫妇的基因型均为AaBb（A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传），从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是        ，体重低于父母的基因型为                       。
（3）有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代， 表明         决定生物进化的方向。在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是                         作用的结果。

葫芦科一种被称为喷瓜的性别不是由异形的性染色体决定，而是由3个复等位基因a^D、a⁺、a^d决定的，每株植物中只存在其中的两个基因。它们的性别表现与基因型如下表所示：

请根据上述信息，回答下列问题：
（1）3个复等位基因a^D、a⁺、a^d的存在说明基因突变具有____。
（2）决定雄性、两性、雌性植株的基因依次是____。
（3）a^D、a⁺、a^d这三个基因的显隐性关系是____。
（4）在雄性植株中为什么不可能存在纯合体？
（5）雄株I与雌株杂交，后代中有雄株也有雌株，且比例为1:1，则雄株I的基因型为_    ___。

(10分)有性生殖与减数分裂有着密切的关系。某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下，回答有关问题：

（1）图示过程中可能发生基因重组的是              (填写序号)，可能导致染色体数目变异的是        （填写序号）
（2）图示过程中，导致减数分裂染色体数目减半的时期是     (填写序号)。
（3）如该植物群体中，基因型为AA的植株占10%，基因型为aa的植株占20%，则该植物群体随机传粉进行有性生殖的情况下是否发生了进化？为什么？
                                                                。
（4）在生物进化过程中，有性生殖作为一种新的繁殖方式出现了，使生物进化的速度明显加快，原因是                                        。

肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。
（1）某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。
①为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。
实验材料：          小鼠；杂交方法：          。
实验结果：子一代表现型均正常；结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。
②小鼠肥胖是由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列“CTC CGA”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，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是       ，这种突变         （填“能”或“不能”）使基因的转录终止。
③在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原因是           。
（2）目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。假如一对夫妇的基因型均为 AaBb（A、B 基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传），从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是   ，体重低于父母的基因型为           。
（3）有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代， 表明      决定生物进化的方向。在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是         作用的结果。