高中生物基因诊断和基因治疗综合题

下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。据图回答：

(1)比较图一与图二，所需要的条件除模板有所不同之外，         和        也不同。(2) 若图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则图中过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶________个。
(3)图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为                。过程②必需的酶是              ，图三中可在人体正常细胞内发生的过程有            。(填序号)
(4)图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，则要用               分别切割运载体和Bt基因，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过       原则而结合。之后还需要用          酶将切口缝合， d过程对应于图三中            过程(填序号)。若d过程结束所得的物质由M个氨基酸构成，含有N条肽链，其中有Z条环状肽链，则该物质完全水解共需水分子个数为               。图中活化的毒性物质应是一种                分子。

兔子的毛色有灰色、青色、白色、黑色、褐色等，控制毛色的基因在常染色体上．其中，灰色由显性基因（B）控制，青色（b₁）、白色（b₂）、黑色（b₃）、褐色（b₄）均为B基因的等位基因．
（1）已知b₁、b₂、b₃、b₄之间是有一定次序的完全显隐性关系．为探究b₁、b₂、b₃、b₄之间的显性关系，有人做了以下杂交试验（子代数量足够多，雌雄都有）：
甲：纯种青毛兔×纯种白毛兔→F₁为青毛兔；
乙：纯种黑毛兔×纯种褐毛兔→F₁为黑毛兔；
丙：F₁青毛兔×F₁黑毛兔→？．
请推测杂交组合丙的子一代可能出现的性状，并结合甲、乙的子代情况，对b₁、b₂、b₃、b₄之间的显隐性关系做出相应的推断：
①若表现型及比例是________，则b₁、b₂、b₃对b₄显性，b₁、b₂对b₃显性，b₁对b₂显性可表为b₁＞b₂＞b₃＞b₄，以下回答问题时，用此形式回答
②若青毛：黑毛：白毛大致等于2：1：1，则b₁、b₂、b₃、b₄之间的显隐性关系是______．
（2）假设b₁＞b₂＞b₃＞b₄．若一只灰色雄兔与群体中多只不同毛色的纯种雌兔交配，子代中灰毛兔占50%，青毛兔、白毛兔、黑毛兔和褐毛兔各占12．5%．该灰毛雄兔的基因型是______．若让（2）子代中的青毛兔与白毛兔交配，后代的表现型及比例______．

下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图，请分析回答下列问题：

（1）图示的生理过程是         ，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有          ，在图中方框内用“→”或“←”标出该过程进行的方向。
(2)丁的名称是___           _____，它与乙有何不同？_______                     _________。

下图1和图2是山羊细胞内DNA中遗传信息传递的部分过程，请据图分析回答（〔 〕内填图中番号）：

（1）在图1所示的转录过程中，DNA在[  ] _____________的催化作用下，把两条螺旋的双链解开，以图中的③为模板，在[  ] _____________的催化作用下，由4种游离的核糖核苷酸依次连接形成mRNA。
（2）能特异性识别mRNA上密码子的物质分子是_____________。
（3）在图2所示的翻译过程中，翻译的方向是____________________（填“从右到左”或“从左到右”）；mRNA上结合的四个核糖体翻译完成后，所合成的图中④所示物质_____________（填“相同”或“不同”）。
（4）已知某DNA分子中一个基因片段的碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列（脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG）。

①翻译上述多肽的mRNA是由该基因的    链转录的（以图中a链或b链表示）。
②若该基因片段指导合成的多肽中氨基酸的排列顺序变成了“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”，分析其原因，则是由于该基因片段模板链上的一个碱基发生了由______到_______的改变,导致由此转录形成的mRNA上______个密码子发生了改变引起的。

在番茄果实成熟中，某种酶（PG）开始合成并显著增加，促使果实变红变软，但不利于长途运输和长期保鲜。科学家应用反义RNA技术（如下图），可有效解决此问题。该技术的核心是：从番茄细胞中获得指导PG合成的信使RNA，继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因，并将其导人离体番茄的体细胞中，经植物组织培养获得完整植株。新植株在果实发育过程中，反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有的mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的。请结合图解回答：

（1）反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的信使RNA，原料是四种              ，所用的酶是              。
（2）开始合成的反义基因的第一条链是与模板RNA连在一起的杂合双链，通过加热去除RNA，然后再以反义基因的第一条链为模板合成第二条链，这样就合成了一个完整的反义基因。若要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，所用的复制方式为             。
（3）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是…AUCAGG…，那么，PG反义基因的这段碱基对序列是                              。
（4）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞中的运输工具是                 ，该目的基因与运输工具相结合需要使用的酶有                                      ，在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是              。

（6分)已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：
选择性扩增
(1)实验步骤①所代表的反应过程是                   。
(2)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能______，也不能            
___                    。
(3)为了检测步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用   
                                  与                              进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。
(4)步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列           (相同、不同)。

香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对基因（A和a、B和b）共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示：

（1）基因型为AaBb和aaBb的个体，其表现型分别是紫色和白色，若以上两个体杂交，子代中紫花植株与白花植株的比例为                    。
（2）若图乙是控制酶B的基因，其结构的基本单位是脱氧核苷酸。若α链为转录链，在转录过程中发生了差错，结果对酶B没有产生影响，其可能的原因是            。
（3）如果酶B上有一个氨基酸是色氨酸（密码子为UGG一种），则对应的基因片段上的碱基对组成为            ，运载该氨基酸的转运RNA上三个碱基（反密码子）为          ，如果mRNA上UGG突变为UGC，则决定香豌豆的花色为             。
（4）从基因控制生物体性状的角度，根据图甲可以看出：                          、
                           

截至2011 年年底我国存活艾滋病病人约15.4 万，当年新感染4.8 万，死亡2.8 万。2011 年1 至10 月的检测结果比去年同期超出16.5%，检测发现感染者和病人6.1 万人。值得警惕的是当前我国艾滋病感染几乎波及所有人群，特别是60 岁以上“艾滋老人”和20 出头的“艾滋学生”数量逐年增加。图示艾滋病病毒的侵染过程，请结合示意图

回答下列问题。
（1）图中①表示HIV正在侵染人的____ _细胞，使人由于免疫系统
的                   功能缺失，而发生恶性肿瘤死亡。
（2）图中②过程称为__________，所需的原料是               。
（3）④过程称为______     。

如图是玉米（核染色体2n=20，雌雄同株）细胞内有关淀粉合成的部分图解：

（1）玉米基因组测序工作要完成        条染色体的测序。
（2）图中的①②生理过程分别为          、          。
（3）科学家已经测定A（a）、B（b）基因分别位于第3、4号染色体上，若具有A和B基因，则种子内积累大量淀粉，表现为非甜玉米；若有一对基因是隐性纯合，则该个体不能正常合成淀粉，导致种子内积累大量蔗糖、果糖、葡萄糖等而表现为超甜玉米。
Ⅰ.由此可见，基因可以通过控制        的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。若只考虑A（a）、B（b）基因的作用，由图可知纯合超甜玉米的基因型有        种。
Ⅱ.将两株纯合超甜玉米杂交，F₁代全为非甜玉米，F₁的基因型为         ，F₁代自交产生的F2中非甜：超甜=          ，F2的非甜玉米中杂合子占          。

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）细胞中过程②发生的主要场所是________。
（2）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29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
（3）由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是_________。
（4）在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是__________。
（5）人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________（在“都相同”“都不同”“不完全相同”中选择），其原因是___________。

萨顿运用类比推理方法提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说。摩尔根起初对此假说持怀疑态度。他和其他同事设计果蝇杂交实验对此进行研究。杂交实验图解如下：
P      红眼（雌） × 白眼（雄）
↓
F₁            红眼（雌、雄）
F₁雌雄交配              ↓
F₂ 红眼（雌、雄）   白眼（雄）
3/4               1/4
请回答下列问题：
（1）上述果蝇杂交实验现象__________（支持/不支持）萨顿的假说。根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中有4对染色体（3对常染色体，1对性染色体）的事实，摩尔根等人提出以下假设：_______________,从而使上述遗传现象得到合理的解释。（不考虑眼色基因位于Y染色体上的情况）
（2）摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。以下的实验图解是他们完成的测交实验之一：
P          红眼（F₁雌）         ×          白眼（雄）
↓ 
测交后代   红眼（雌）    红眼（雄）    白眼（雌）    白眼（雄）
1/4            1/4             1/4            1/4
（说明：测交亲本中的红眼雌果蝇来自于杂交实验的F₁）
①上述测交实验现象并不能充分验证其假设，其原因是_____________。
②为充分验证其假设，请在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。（要求写出实验亲本的基因型和预期子代的基因型即可，控制眼色的等位基因为B、b。提示：亲本从上述测交子代中选取。）
写出实验亲本的基因型：_________________，预期子代的基因型：雌性_______，雄性__________。

基因通过控制          直接控制生物体的性状。如血红蛋白基因异常导致红细胞结构异常。

美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因为发现“RNA干扰机制——双链RNA沉默基因”而获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰机制如下所示：双链RNA一旦进入细胞内就会被二个称为Dicer的特定的酶切割成21~23核苷酸长的小分子干涉RNA（SiRNA）。SiRNA片断与一系列酶结合组成诱导沉默复合体（RISC）。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上，并切割该mRNA，造成蛋白质无法合成。

（1）组成双链RNA的基本单位是                    。
（2）通过Dicer切割形成的SiRNA要使基因“沉默’’，条件是RISC上要有能与特定的mRNA                     序列。
（3）RNA干扰机制的实质就是在遗传信息传递中使              过程受阻。
（4）RNA干扰技术具有广泛的应用前景。如用于乙型肝炎的治疗时，可以根据乙肝病毒基因            ，人工合成与之相应的             ，注入乙肝病毒感染的细胞后，达到抑制乙肝病毒繁殖的目的。

观察下列蛋白质合成示意图（图中甲表示甲硫氨酸。丙表示丙氨酸），回答下列问题：

(1)图中表示__________过程。
(2)编码丙氨酸的密码子是__________。
(3)若图中④最终形成的是一个含3条肽链，175个肽键的组成单位，则③中至少含_________个碱基。

请回答下列有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。

（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞
核中发现被标记的____________、____________、_______________。
（2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入________时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代，当转入______________时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。
（3）已知某基因片段碱基排列如右图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）
①翻译上述多肽的mRNA是由该基因的___________链转录的（以图中A或B表示），此mRNA的碱基排列顺序是：_____________________________________。
②若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录出此段DNA单链的碱基排列顺序：_______________________________________________________________。