高中生物基因突变的原因综合题

下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。根据下图，回答下列问题(每空2分，共18分）：
   
（1）用<1>和<2>培育出<5>所采用的方法I和II分别称为______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>的方法V称____，其优点_______。
（3）由<3>培育出<6>的常用方法IV是_______，其形成的<6>称_______。
（4）由<2>培育出<7>的方法VI是_______

下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。根据下图回答下列问题：

（1）用(1)和(2)培育出(5)所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为      ，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）的方法Ⅴ称            ，其优点是             。
（3）由(3)培育出(6)常用的试剂是        ， 其作用的时期为        。
（4）由(2)培育出(7)的方法Ⅵ是                  。

科学家发现多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到。
(1)该代谢产物能够使细胞液的渗透压________(填“增大”或“减小”)。
(2)这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能产生的根本原因是____________________。
(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的部分核苷酸序列为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基因控制_____________实现的。
(4)已知抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上。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抗旱多颗粒植株中双杂合子占的比例是________。
②若拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。从理论上讲F3中旱敏型植株的比例是________。
(5)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)两植物品种做亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种(RrDd)，用文字简要说明。

开两性花的二倍体陆地棉易得黄萎病，研究人员已从海岛棉分离出抗黄萎病基因(StVe，简称基因S)，发现整合到陆地棉的2号染色体和线粒体上的基因S能表达出等效的抗性，但线粒体上的基因S表达的抗性会逐代减弱。请回答下列问题：
（1）符合长期种植要求的种子（幼苗）是下列图示中的             。

(2)为了快速地获得更多的符合生产要求的种子，将上述6种幼苗全部种植，逐步进行如下操作：
①将所有具有抗性的植株自交得到自交系一代，同时还将这些具有抗性的植株作为父本（其精子内的线粒体不会进入卵细胞）与表现型为              的植株杂交得到杂交系一代，将杂交系一代种子全部种植，检测其抗性。若同一株系的植株全部表现为              ，则其对应的自交系一代就是符合要求的种子。
②让所有有抗性的杂交系一代植株自交，得到自交系二代种子，这些种子类型是              （种子类型用上图中的序号表示），对应的比例是              。
（3）某种群陆地棉，基因型为AA、Aa的植株分别为90%、9%，它们能够正常繁殖，但基因型为aa植株不能产生卵细胞，能产生花粉。问该种群自由交配一代后，具有正常繁殖能力的植株占              。

香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。

（1）香稻品种甲的香味性状受隐性基因（a）控制，其香味性状的表现是因为_______，导致香味物质累积。
（2）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病（B）对感病（b）为显性。为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是__________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为_________。
（3）用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F₁中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出合理解释：①______       _；②___         ___。
（4）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成         ，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的________。若要获得二倍体植株，应在__  __时期用秋水仙素进行诱导处理。

喷瓜的性别类型由a^Ｄ、a^＋、a^d三种基因决定，请根据有关信息回答下列问题：
（1）a^Ｄ、a^＋、a^d三种基因的关系如图9所示，由图可知基因突变具有          的特点，这三种基因在结构上的本质区别在于                    。
（2）喷瓜的性别类型与基因型关系如下表所示：

性别类型	基因型
雄性植株	a^Ｄa^＋、a^Ｄa^d
两性植株（雌雄同株）	a^+ a^+、a^+ a^d
雌性植株	a^d a^d

请回答：
①由表中的信息可知喷瓜是        倍体植物；且只要存在       基因，个体就表现为雄性植株。
②自然界没有雄性纯合植株的原因是                                       。
③某雄性植株与雌性植株杂交，后代中雄性植株:两性植株=1:1，则亲代雄性植株的基因型为　         　。
④请设计一个操作最简便的实验，以确定某两性植株的基因型，并预测实验结果与结论。                                                                    。

在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始出现脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内繁殖结果如下。

（1）已知子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，脱毛性状的遗传方式是__________。相关基因的遗传符合________________规律。
（2）在封闭小种群中，偶然出现的脱毛性状来源于____________。该种群是否发生了进化？____________，原因是______________________________________。
（3）用某种方法能够使正常有毛基因显示一个条带脱毛基因则显示为另一个条带。用该方法对亲代每个个体进行分析，条带的有无及其位置标示如下图。条带1代表_________基因，个体1、2的基因型分别为______________________（用T、t表示）。让亲本11、12个体交配所得到的F₁中脱毛个体所占的比例为__________________。

(8分)下图①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

(1)①属于________育种。水稻某一优良性状(A)对不良性状(a)为显性，如用第①种方法育种，杂合子Aa逐代自交3次，后代中纯合子的比例是________。
(2)第④种育种方法的原理是________，红色种皮的花生种子第④种育种方法培育获得了一株紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，其原因是__________________。
(3)能体现细胞具全能性的是方法______(选填①～⑤)。与方法①相比方法②的优点是__________。
(4)通过育种方法⑤培育抗虫棉属基因工程育种，此操作过程中抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是_____。

某科研小组对切尔诺贝利核泄露事故前后的某种雌雄异株植物（性染色体为XY型）进行研究，发现了一性状与野生植株有明显差异的突变雄株。在事故前，这种突变类型的植株并不存在。请分析回答下列问题：
（1）若研究发现该突变性状是可遗传变异，但不知是由染色体畸变造成，还是基因突变造成的，研究小组可以采取的最为简便的方法是将该雄性植株和野生型植株的根尖制作临时装片，用显微镜观察比较                                  。
（2）若进一步研究发现该突变性状是基因突变产生的，由一对等位基因（相关基因用A、a表示）控制， 则基因A与a的本质区别是          。若要进一步确定该突变基因的显隐性和所在染色体的位置，基本思路是：选择         与多株       杂交，然后观察记录子代中雌雄植株中野生性状和突变性状的个体数量（数量足够多），并计算Q和P值（如下表所示）。

	野生性状	突变性状	突变性状/（野生性状+突变性状）
雄株	M1	M2	Q
雌株	N1	N2	P

（3）结果预测与结论
①如果Q和P值分别为1、0，则突变基因位于Y染色体上。
②如果Q和P值分别为0、1，则突变基因位于      染色体上且为      性。
③如果Q和P值分别为0、0，则突变基因位于      染色体上且为      性。
④如果Q和P值分别为1/2、1/2，则突变基因位于       染色体上且为     性。

某二倍体植物（2n=16）开两性花，可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株（即雄蕊发育异常不能产生有功能的花粉，但雄蕊发育正常能接受正常花粉而受精结实），欲选育并用于杂交育种．请回答下列问题：
（1）雄性不育与可育是一对相对性状．将雄性不育植株与可育植株杂交，F₁代均可育，F₁自交得F₂，统计其性状，结果如表，说明控制这对性状的基因遗传遵循_________定律。
表F₂性状统计结果：

编号	总株数	可育：不育
1	35	27∶8
2	42	32∶10
3	36	27∶9
4	43	33∶10
5	46	35∶11

（2）在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的 （父本/母本），其应用优势是不必进行       操作。
（3）为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株，育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体．相应基因与染色体的关系如图（基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制种子为茶褐色，r控制黄色）。

①三体新品种的培育利用了______原理。
②带有易位片段的染色体不能参与联会，因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成 个正常的四分体：____（时期）联会的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极．故理论上，含有9条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为  ，经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。
③此品种植株自交，所结的黄色种子占80%且发育成的植株均为雄性不育，其余为茶褐色种子，发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有9条染色体和含有8条染色体的可育雌配子的比例是     ，这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关。
④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料，可选择       色的种子；若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择__   色的种子种植后进行自交。

决定玉米籽粒有色（C）和无色（c）、淀粉质（W）和蜡质（w）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）。家利用玉米染色体的特殊性进行了图2所示的研究。请回答问题：

（1）8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为       。
（2）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。
（3）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，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了__________，产生了基因型为_______________的重组型配子。
（4）由于异常的9号染色体上有__________________作为C和wx的细胞标记，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证据。

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      ____，用此育种方式一般从F₂才能开始选育AAbb个体。
(2)过程⑤常采_ _ ___的方法得到Ab幼体，再利用    ___处理得到AAbb植株。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是        ________，过程⑤⑥应用的遗传学原理为____________。
(3)过程⑦的育种方式是____ ______，与过程⑦比较，过程④的明显优势是______________        。

家族性高胆固醇血症（FH）是一种单基因遗传病（设基因为H、h），其病因为LDL受体基因缺陷，导致肝脏对血液胆固醇的清除能力下降。血清胆固醇升高程度与受体数量的关系如图1。图2为某家族的FH遗传家系图。请回答：

（1）基因H、h位于        染色体上，二者功能不同的根本原因是       不同。
（2）遗传咨询发现：Ⅱ₂在出生后接受了肝移植手术，移植前的血清胆固醇范围为20～25mmol/L，则Ⅲ₁患FH的概率为        。若I₂同时患红绿色盲（受B/b基因控制），其他人（含III₁）色觉均正常，则II₃的基因型是       ，III₁和III₂近亲结婚，生出表现正常子代的概率是         。
（3）进一步研究发现：有的家族患者细胞膜上LDL受体减少的同时增加了异常蛋白，而有的家族患者只是细胞膜上LDL受体减少，无异常蛋白。前者可能是因为LDL受体基因的碱基序列改变，导致         的碱基序列改变，最终翻译出了异常蛋白。后者可能是LDL受体基因的碱基顺序改变导致基因不能        ，也有可能是染色体畸变导致LDL受体基因         。

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图。

该品系的雌雄果蝇互交（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（♂）

若F₂代的表现型及比例为                                   ，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代的表现型及比例为                                   ，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。

遗传和变异是生物界的普遍现象，现运用你所学的有关知识回答下列有关遗传和变异的问题。注：某植物(2N＝24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性。

(1)如图为这种植物(基因型为Aa)减数分裂四分体时期部分染色体的示意图。
如果1号染色单体上的基因为A，则2号最可能是__________。
(2)若该植物为AA，A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次发裂时不分离，则母本产生的配子染色体数目为__________或__________。此种变异类型属于可遗传变异中的______________。
(3)假设两种纯合突变体甲和乙都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现甲的第二个密码子中的第二个碱基由C变为U，乙在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比，突变体__________的株高变化更大。