高中生物基因诊断和基因治疗综合题

下图是蛋白质生物合成过程示意图。请据图回答下列问题：[注：甲硫氨酸（起始密码子AUG）；丝氨酸（UCG、UCU、UCC、UCA、AGU、ACC）；甘氨酸（GGU、GGG、GGA、GGC）；终止密码（UAA、UGA、UAG）

（1）该图表示的过程称为       ，生物体内合成蛋白质时，往往一个mRNA上串联有多个核糖体，其生物学意义为        。
（2）图中②代表的是        。
（3）密码子存在于       （填图中序号）分子上。下一个被运进核糖体的氨基酸应该是       。
（4）如果图中①上箭头所指碱基缺失，相应的密码子变成       ，这一变化对图中所示生理过程的影响是       ，其原因是      。

观察下列蛋白质合成示意图，回答问题：（注：甲为甲硫氨酸，丙为丙氨酸）

（1）图中①是                ，②是               ，③是                。
（2）丙氨酸的密码子是        ，在DNA分子中不转录此密码的链上相应的三个碱基的顺序是      。
（3）下列物质不是经该过程合成的是   

A．唾液淀粉酶

B．性激素

C．胰岛素

D．抗体

（4）若图中④最终形成后含174个组成单位，则③中至少含             个碱基。

下图表示基因控制胰岛素合成过程的示意图。请分析并回答问题：

（1）DNA分子的基本骨架由                   交替排列构成。
（2）若该图表示以     （甲或乙）链为模板合成丙链，则该过程称为       ，催化该过程的酶主要是         。
（3）若甲链和丙链共含有200个碱基，且A︰T︰G︰C=2︰1︰3︰3，则含碱基U       个。
（4）图示X结构中完成的是         过程，图中甘氨酸的密码子是         。控制该蛋白合成的基因中，决定…甘氨酸——异亮氨酸——缬氨酸——谷氨酸——…的模板链是图中的         链。

研究显示，RNA在基因表达调控中扮演着重要角色。近期，德国科学家在《Science》杂志发表论文称，他们以马铃薯甲虫生长所必需的β-肌动蛋白基因作为目的基因，将特异的双链RNA（dsRNA，长度大于60个碱基对）转入马铃薯的叶绿体，如图所示，用这种马铃薯叶片喂食的甲虫幼虫5天后全部死亡；但将同样的dsRNA转入马铃薯的核基因组，则完全不能使马铃薯有抗虫效果。请回答。

（1）通常细胞中的RNA以单链形式存在，如作为翻译模板的         ；细胞中除叶绿体外，含有核酸的细胞器还包括            ；dsRNA的碱基互补配对方式为                   （写中文名称）。
（2）据图可知，转入马铃薯细胞核DNA的dsRNA会被植物细胞内的核酸酶切割成小片段的      ，但其进入甲虫肠道后不能被吸收；叶绿体中        （存在/不存在）核酸酶，转入叶绿体DNA的dsRNA能够进入甲虫肠道并被吸收，再被      细胞中的核酸酶切割。
（3）资料显示，siRNA能降解已合成的目的基因的mRNA，从而抑制基因的表达，此类干扰属于        （转录前/转录后）水平引发的基因沉默。本研究中，siRNA可引发                 沉默，最终使甲虫死亡。

如下图表示某种植物DNA片段遗传信息的传递过程，①～④表示物质或结构。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示生理过程。请据图回答下列问题：（可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸）

（1）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称分别是               。 ①～④结构中       （填序号）存在碱基互补配对。
（2）①～④结构中          （填序号）中含有核糖结构，另外上图        结构中也含有核糖。
（3）由图可知，④所携带的氨基酸为           。
（4）由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程Ⅲ合成的肽链中第3位氨基酸由丝氨酸变成丙氨酸，则该基因的这个碱基对替换情况是                                。
（5）若由于（4）所述的替换使得某植株表现为罕见的红花性状，而其自交后代中只有部分植株具有红花性状，则其原因最可能是                                      。将自交后代中的红花植株连续自交3次，并逐代淘汰白花性状个体，则最终获得的红花植株中纯合子的比例为               。

白花三叶草有两个稳定遗传的品种，即叶片内含氰化物（有剧毒）和不含氰化物两个品种。已知白花三叶草叶片内氰化物是经过以下途径产生的（基因A、B位于非同源染色体上）。

（1）产氰糖苷酶是在细胞中的              结构上合成的，从基因A到产氰糖苷酶的过程包括                两个阶段。
（2）基因B的基本组成单位有      种，并由一定数目的基本单位按照特定方式连接而成。基因B的结构由两部分组成，与RNA聚合酶结合的位点在          部分，而另一个部分是间隔的、不连续的，其中能够编码氰酸酶的序列叫做                。
（3）显性基因A、B分别控制两种酶的合成，它们的等位基因不能合成相应的酶。两株纯合的无毒三叶草杂交，得到的F₁均有剧毒，推测两亲本的基因型为              。
（4）F₁杂交得到F₂，科研人员收集F₂植株上的叶片，收集的植株数目满足统计要求。在加入含氰糖苷或氰酸酶前后，对每株叶片提取物中氰化物的含量测定，得到的结果分为下面4组：

	只有叶片提取物	叶片提取物＋含氰糖苷	叶片提取物＋氰酸酶
1组	+	+	+
2组	0	0	+
3组	0	+	0
4组	0	0	0

              （＋表示有剧毒，0表示无毒）
请分析回答：
统计F₂代1～4组实验结果的植株比例约为       ；基因型有    种。如果根据叶片提取物中有无氰化物来对F₂植株的表现型分类，比例约为            ；如果根据提取物中加入含氰糖苷或提取物中加入氰酸酶后有无氰化物来对F₂植株的表现型分类，比例约为            。

如图表示人类镰刀细胞贫血症的病因，据图回答：

（1）③过程发生的变异是            ，发生的场所是               。
（2）④表示的碱基序列是           ，这是决定一个缬氨基的一个            。
（3）父母均正常，生了一个镰刀型细胞贫血症的女儿，可见此遗传病是          遗传病。如果这对夫妇再生，生一个患此病的女儿的概率为            。
（4）镰刀型贫血症是由于基因异常，导致合成血红蛋白的___________发生异常，从而直接影响了生物的__________。

根据下图回答:

（1）图中①的生理过程，进行的主要场所是         ；进行的时间是细胞分裂的         期。
（2）图中②的生理过程，模版是              ；需要的酶是           。
（3）图中③的生理过程叫        ；该过程需要在       的催化下才能进行。
（4）图中⑤的进行的场所是                 ，需要____________作为原料。

(共10分，每空1分）下图表示部分 DNA 片段自我复制及控制多肽合成的过程。请回答问题：

（1）图中①过程的主要场所为             ，此过程中可能发生的可遗传变异的类型为            。
（2）图中②过程为            ，需要的酶主要有            。
（3）在过程③中，少量的mRNA就可合成大量蛋白质，原因是____________________。
（4）与①相比，②过程中特有的碱基配对方式是________，DNA 的同一脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由                 连接。
（5）若要改造此多肽分子，将图中丙氨酸变成脯氨酸(密码子为 CCA、CCG、CCU、CCC)，可以通过改变 DNA 模板链上的一个碱基来实现，即由           。
（6）在RNA病毒的遗传信息传递过程中，可能发生的图中没有的过程为_________或_________。

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                。

（每空1分，共10分）下图表示的是遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过程。分析并回答有关问题：

（1）在人体胰腺细胞中，有些细胞正进行②过程，②过程称之为                      ，其特点是             和                 。
（2）⑤过程表示              ，进行的主要场所是               。
（3）密码子位于               上，是通过         (填序号)过程得到的，密码子能决定氨基酸的有             种。
（4）基因对性状的控制，可以通过控制             来控制代谢过程进而控制性状，还可以通过控制             直接控制性状。

小鼠品系众多，是遗传学研究的常用材料。下图是某品系小鼠（2N=40）的某些基因在染色体上的排列情况。该品系成年小鼠的体重受独立遗传的三对等位基因A-a、D-d、F-f控制，这三对基因的遗传效应相同，且具有累加效应（AADDFF的成鼠最重，aaddff的成鼠最轻）。请回答下列问题：

（1）在该小鼠的种群中，控制体重的基因型有           种。用图中亲本杂交获得F₁，F₁雌雄个体相互交配获得F₂，则F₂中成鼠体重与亲本相同的个体占            。
（2）若图中父本在精子形成过程中，因为减数分裂时同源染色体未分离，受精后形成了一只XXY的小鼠，该小鼠成年后，如果能进行正常的减数分裂，则可形成         种性染色体组成不同的配子。
（3）小鼠的体色由两对基因控制，Y代表黄色，y代表鼠色，B决定有色素，b决定无色素色）。已知Y与y位于1、2号染色体上，图中母本为纯合黄色鼠，父本为纯合白色鼠。请设计实验探究另一对等位基因是否也位于1、2号染色体上（仅就体色而言，不考虑其他性状和交叉互换）。
第一步：选择图中的父本和母本杂交得到F1；
第二步：                                                                                ；
第三步：                                                                                 。
结果及结论：
①                                                   ，则另一对等位基因不位于1、2号染色体上；
②                                                  ，则另一对等位基因也位于1、2号染色体上。
（4）若小鼠的有毛与无毛是一对相对性状，分别由等位基因E、e控制，位于1、2号染色体上。经多次实验，结果表明，上述亲本杂交得到F1后，让F1的雌雄小鼠自由交配，所得F2中有毛鼠所占比例总是2∕5，请推测其原因是                                                    。
（5）将小鼠生发层细胞染色体上的DNA用³H标记后(即第一代细胞)转移到无放射性的培养液中培养，在第二代细胞进行分裂的后期，细胞每一级含放射性的染色体数目是_______条。

（每空1分，共10分）下图表示的是遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过程。分析并回答有关问题：

（1）在人体胰腺细胞中，有些细胞正进行②过程，②过程称之为                      ，其特点是             和                 。
（2）⑤过程表示              ，进行的主要场所是               。
（3）密码子位于               上，是通过         (填序号)过程得到的，密码子能决定氨基酸的
有             种。
（4）基因对性状的控制，可以通过控制             来控制代谢过程进而控制性状，还可以通过控
制             直接控制性状。

油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子后有两条转变途径，如下图所示。科研人员根据这一机制培育出的高油油菜，产油率由原来的35%提高到了58%。请据图分析回答：

（1）分析上图可知，油菜含油量提高的原因是的形成抑制了酶b合成过程中的阶段。
（2）②过程通过上的与mRNA上的密码子相互识别,将氨基酸转移到肽链上。
（3）基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有。
（4）在人体的成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生①、②过程但不能发生甲③过程的细胞有       。
（5）在①过程中,与DNA上起点结合的酶是。已知该过程的mRNA链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,mRNA链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与mRNA链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为。

(8分）核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身的氨基酸序列中是否包含了信号序列以及信号序列的差异，如下图所示：

（1）研究发现，经②过程进入内质网的多肽，在内质网中折叠成为具有一定   的蛋白质，③过程输出的蛋白质并不包含信号序列，推测其原因是   。经②③过程形成的蛋白质经过④途径送往溶酶体、成为膜蛋白或   
（2）某些蛋白质经⑥、⑦过程进入线粒体、叶绿体时，需要膜上   的协助。线粒体和叶绿体所需的蛋白质部分来自⑥、⑦过程，部分在   的指导下合成。
（3）某些蛋白质经⑧过程进入细胞核需要通过   （结构），这一过程具有   性。
（4）除了图中⑤以外，送往不同细胞结构的蛋白质具有   ，这是细胞内蛋白质定向运输所必须的。