高中生物基因突变的原因综合题

玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因（B） 对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。玉 米非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色。现有非糯性紫株、 非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答：
（1）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为___            ___并且在花期进行套袋和人工授粉等操作。如果筛选糯性绿株品系需在第______年选择糯性籽粒留种，下一年选择___        ___自交留种即可。
（2）当用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F1代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合体（两条同源染色体均缺失相同片段）致死。
①若在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于____    __分裂的______期细胞。
②在做细胞学的检査之前，有人认为F1代出现绿株的原因是：经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F1代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验，探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤：
第一步：选F1代绿色植株与亲本中的___        ___杂交，得到种子（F2代）；
第二步：F2代植株的自交，得到种子（F3代）；
第三步：观察并记录F3代植株颜色及比例。
结果预测及结论：
若F3代植株的紫色 : 绿色为3:1，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。
若F3代植株的紫色 : 绿色为_____     _说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。

某二倍体植物的体细胞中染色体数为24条，基因型为AaBbCCDd，这4对基因分别位于4对同源染色体上。下图是利用该植物获得个体Ⅰ、Ⅱ的过程，请回答：

（1）该植物产生的花粉的基因型有       种。
（2）基因重组发生在图中的       过程中，C处是指用秋水仙素处理，则个体Ⅰ的体细胞中最多含有         条染色体。
（3）个体Ⅱ中能稳定遗传的类型占          ，个体Ⅱ中的重组类型占           。

某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R 和r 控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D 和E 表现为矮茎，只含有D 或E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是_______合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______
和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂等分离世代中          抗病矮茎个体，再经连续自交等          手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的          。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F₁ 在自然状态下繁殖，则理论上，F₂的表现型及比例为__________。
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有         。请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。

某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因（用Dd、Ii、Rr表示）控制。研究发现，体细胞中r基因数多于R时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成（其它基因数量与染色体均正常）如图所示。

（1）正常情况下，甲图中红花植株的基因型有_____种，甲图体现了基因对性状控制的方式是                   。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，其比例为_________。
（2）突变体①、②、③的花色相同，突变体③发生的染色体变异类型为             。对R与r基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，如下图所示。

二者编码的氨基酸在数量上相差_____个（起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子），其直接原因是___________            ___。
（3）为了确定iiDdRrr植株属于图乙中的哪一种突变体，某小组进行了以下实验：（假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同，无致死现象）
实验步骤：让该突变体与基因型为iiDDrr的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。
结果预测：Ⅰ.若子代中红：粉红：白=____________，则其为突变体①；
Ⅱ.若子代中红：粉红：白=____________，则其为突变体②；
Ⅲ.若子代中红：粉红：白=____________，则其为突变体③。

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）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。
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。
（2）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，产生的子代中，正常翅中杂合子所占的比例_________。
（3）如果另有一对基因D（红眼）、d（白眼）与第（2）小题中的基因R、r均位于X染色体上，只有当R基因存在时，果蝇才表现为毛翅（H）。现有三对基因均杂合的果蝇与毛翅红眼的雄果蝇杂交。F₁的雄果蝇中，毛翅白眼所占比例为3/8。让F₁中的毛翅果蝇随机交配，则F₂中毛翅果蝇所占的比例为__________。

家兔的毛色有灰色、黑色、白色三种，受两对等位基因的控制，其中基因A控制黑色素的形成，基因B决定黑色素在毛皮内的分布。科研人员在做杂交实验时发现：灰色雄兔与白色雌兔杂交，子一代全是灰兔（反交的结果相同）；子一代灰兔雌雄交配后产生的子二代家兔中，灰兔:黑兔:白兔=9:3:4。
（1）控制家兔毛色的两对基因位于        对同源染色体上。
（2）子二代的灰兔中能够稳定遗传的个体所占的比例为          ，从基因控制性状的角度分析，白兔占4/16的原因是          。
（3）现将绿色荧光蛋白基因（G）转入基因型为AABb雄兔的某条染色体上使之能够在紫外线下发绿色荧光。
① 在培育荧光兔的过程中，可用          法将含目的基因的重组DNA分子导入兔子的         （细胞）中。
② 为了确定基因G所在的染色体，用多只纯种白色雌兔（aabb）与该雄兔测交，产生足够多后代（不考虑交叉互换）。若产生的后代中仅雌性兔能够发荧光，则基因G最可能位于          染色体上。若基因G与基因B位于同一条染色体上，则后代的表现型及比例是          。若后代黑毛兔中能发荧光的个体所占比例为1/2，则G基因位于          染色体上。

回答下列关于生物变异的问题：
（1）如图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理。图中①②表示的遗传信息流动过程分别是①_______;②_______;α链碱基组成为_______，缬氨酸的密码子（之一）为_______。

（2）图乙为基因型AaBB的某动物进行细胞分裂的示意图。则图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是________________。
（3）图丙表示两种类型的变异。其中属于基因重组的是_______（填序号），属于染色体结构变异的是_______（填序号），从发生的染色体种类说，两种变异的主要区别是______________。

如图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像，乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答：

（1）在不考虑变异的情况下，图甲中含有等位基因的细胞有         。（填字母）
（2）图甲中B细胞含有   条染色体，    个染色体组；其中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的      （填序号）阶段。
（3）在细胞分裂过程中，细胞中染色体数暂时加倍处在图乙中的    （填序号）阶段，基因的分离与自由组合定律发生于图乙中的    （填序号）时期。
（4）基因突变最可能在图甲中的        （填字母）细胞中发生。
（5）图丁对应于图丙中的细胞      （填“①”、“②”或“③”）；细胞Ⅳ的基因组成是    。

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。

如图为病毒X侵染宿主细胞过程的示意图。A～F表示物质，A~h表示过程。

（1）过程A、B分别是__________、__________；
（2）物质D是_________，过程e称为____________。物质F是_______。
（3）请据图写出中心法则的有关部分，过程名称用图中的编号表示。___________________。
（4）病毒X能否侵染噬菌体？为什么？_____________________。
（5）下列关于病毒变异的叙述，不正确的是（    ）（多选）。
A．病毒的变异包含基因突变、基因重组、染色体变异
B．病毒的变异包含基因突变、基因重组
C．病毒的变异只有基因突变，就是脱氧核苷酸的增加、缺失或者替换
D．病毒核酸碱基对的增加、缺失或者替换都会导致性状变异

请回答下列有关遗传的问题
Ⅰ．图①—③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：

（1）过程①发生的时期是              和             
（2）细胞中过程②发生的主要场所是             ，该过程是在             酶的作用下，将核糖核苷酸连接在一起形成α链。
（3）已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为                。
（4）图中y是某种tRNA，它由         （三个或多个）个核糖核苷酸组成的，其中CAA称为            ，一种y可以转运         种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由      种氨基酸组成。
Ⅱ．下图表示乙醇进入猕猴（2n=42）机体内的代谢途径，若猕猴体内缺乏酶1，喝酒脸色基本不变但易醉，称为“白脸猕猴”；缺乏酶2，喝酒后乙醛积累刺激血管引起脸红，称为“红脸猕猴”；若上述两种酶都有，则乙醇能彻底氧化分解，号称“不醉猕猴”。请据图回答下列问题：

（1）乙醇进入机体的代谢途径，说明基因控制性状是通过__________________：从以上资料可判断猕猴的乙醇代谢与性别关系不大，判断的理由是___________。
（2）基因b由基因B突变形成，基因B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有__________的特点。若对猕猴进行基因组测序，需要检测______________条染色体。
（3）“红脸猕猴”的基因型有_____________种；一对“红脸猕猴”所生的子代中，有表现为“不醉猕猴”和“白脸猕猴”的个体，则再生一个“不醉猕猴”雄性个体的概率是_____________。
（4）请你补充完成设计实验，判断某“白脸猕猴”雄猴的基因型。
实验步骤：
①让该“白脸猕猴”与多只纯合的“不醉猕猴”交配，并产生多只后代：
②观察、统计后代的表现型及比例。
结果预测：
I．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBB。
II．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBb。
Ⅲ．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aabb。

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（Aa、Bb、Dd）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．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）．

（1）根据图甲，正常情况下，橙红花性状的基因型有    种，纯合白花植株基因型有     种。两基因型不同的纯合白花植株杂交，若F₁表现型全开白花，F₂植株有27种基因型，则（是或否）       能确定白花亲本的基因型，亲本的组合有     种（不考虑正反交）。
（2）图乙中，②、③的变异类型分别是        ；基因型为aaBbDdd的突变体花色为         。
（3）为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，设计以下实验。
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与比例．
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。

果蝇的性染色体组成为XY型，其中R和r控制果蝇的红眼和白眼，B和b控制果蝇的刚毛和截毛。R、r和B、b两对基因位于性染色体上（如图乙）。图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区段，在该区段上基因成对存在，Ⅱ和Ⅲ是非同源区段，在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y染色体所特有的基因。请回答下列问题。

（1）果蝇的B和b基因位于图甲中的_________（填序号）区段，R和r基因位于图甲中的________（填序号）区段。
（2）在减数分裂时，图甲中的X和Y染色体之间有交叉互换现象的是________（填序号）区段。
（3）已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因，请写出该果蝇可能的基因型，并设计实验探究B和b在性染色体上的位置情况。
①可能的基因型：______________________________。
②设计实验：______________________________________________________________________。
③预测结果和结论：如果后代中雌性个体全为刚毛，雄性个体全为截毛，说明_______________；
如果后代中雌性个体全为截毛，雄性个体全为刚毛，说明______________________________。

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）。

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）。