高中生物基因诊断和基因治疗综合题

下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：

(1)图2中方框内所示结构是_____的一部分，它在________中合成，其基本组成单位是________，可以用图2方框中数字________表示。
(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为______，进行的主要场所是[  ]________，所需要的原料是________。
(3)若该多肽合成到图1中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码是________。
(4)从化学成分角度分析，与图1中⑥结构的化学组成最相似的是(  )
A．乳酸杆菌     B．T2噬菌体     C．染色体      D．流感病毒
(5)若图1的①所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过(　　)
A．166和55    B．166和20    C．333和111     D．333和20

根据细胞中遗传物质的复制和表达的过程，结合所给图示一至五，据图回答下列问题。


（1）图一所示全过程叫
（2）看图回答：

（3）能完成图一中③④的生物是__________________。
（4）图五是_________________，在生物细胞中共有61种。
（5）基因中                              代表遗传信息，白化病基因是通过_____________来控制__________过程，进而控制生物体的性状。

(7分)根据格里菲思的肺炎双球菌的转化实验,回答下列问题:
(1)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分,区分的依据是            
(2)该实验     (能/不能)证明DNA是转化因子，因为 　         。 
(3)转化形成的S型细菌的转录是在　　　　中进行的,转录的模板是　　　　。R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的　　　　。
（4）如下图所示，在翻译过程中，少量的信使RNA分子可以合成大量的蛋白质，原因是             。

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______．

（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)。

下图是蛋白质合成示意图，请据图回答下列问题：

（1）写出图中下列编号的名称：①                  ，③                 。
（2）④是以__________ 的一条链为模板转录来的，转录时按_____________原则而形成单链④。
（3）④上的三个相邻碱基的不同序列叫_____________，①上的碱基排列顺序叫____________。
（4）②的作用是___________________________。
（5）②上的可与④相应配对的三个碱基的名称是_________。
（6）以④为模板形成⑤的过程叫_____________。

(10分）中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程。请据图回答下列问题：

（1）基因的表达一般指       过程（填字母），发生的主要场所分别是                       ；
（2） 图中d过程需要         酶；能发生碱基互补配对的过程是            （填字母）；
（3）正常情况下，动物细胞中能发生的过程是                 。（填字母）

如图表示某高等植物细胞中基因表达的过程，“→”表示物质转移的路径和方向，请仔细观察和分析图解，并回答下列问题：

（1）图中rbcs基因表达的产物是SSU，Cab基因表达的产物是LHCP．在基因表达的过程中，图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为  ，  ，  ．
（2）图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA，Ⅴ上的基因表达的产物是LUS，物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用，则Ⅵ是     ．
（3）据图可知，基因表达过程中转录发生的细胞部位是               ，翻译发生的细胞部位
是                    ．
（4）据图可知，合成的LHCP参与光合作用的            反应．由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO₂+C₅→2C₃反应的过程，则Rubisco存在于                 中．

图为细胞中合成蛋白质的示意图，下列说法不正确的是(    )

A．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质

B．该过程的模板是mRNA，原料是20种游离的氨基酸

C．最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同

D．核糖体从右往左移动

操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式。下图表示大肠杆菌细胞中组成核糖体的蛋白质（简称RP）的合成及调控过程，图中①和②表示相关的生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。核酶最早是在大肠杆菌发现的，其化学本质是RNA。请回答下列问题：

（1）发生过程①时，场所是_________，启动子是__________识别、结合的部位。
（2）大肠杆菌细胞中RNA的功能有______________（从a～e中选）。
a.作为遗传物质；b.传递遗传信息；c.转运氨基酸；d.构成核糖体；e.催化化学反应。
过程②合成的RP1的多肽有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，若它们的密码子依次为UCG、CAU、CAG，则基因1模板链中决定这三个氨基酸的碱基序列为__________________。
（3）核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎，研究表明，核酶通过切断靶RNA（病毒mRNA）特定部位上两个相邻核糖核苷酸之间的___________________来裂解靶RNA，阻止______________，抑制病毒复制。
（4）大豆中有一种成分“染料木黄酮”因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，其抗癌的机理是：该物质能抑制rRNA的形成，使细胞中____________，造成mRNA上的RBS被封闭，导致RP1等合成终止，进而______________________________，抑制癌细胞的生长和增殖。

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。