高中生物基因诊断和基因治疗综合题

甲、乙表示真核细胞内基因表达的两个主要步骤，请回答：

（1）图甲进行的主要场所是___________，所需要的原料是_________。图乙所示过程称为__________，完成此过程的细胞器是______________。
（2）图乙中⑥的名称是___________，若其上的三个碱基为UGU，则在⑦上与之对应的三个碱基序列是___________。
（3）已知某基因片段碱基排列如下图。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①或②表示）。
②若该基因片段指导合成的多肽的氨基酸排列顺序变成了“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。则该基因片段模板链上的一个碱基发生的变化是：___________。

某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如下图1，起始密码子均为AUG。正常情况下，基因M在细胞中最多有    个，其转录时的模板位于    （填“a”或“b”）链中。若基因R的b链中箭头所指碱基对T—A突变为A—T，其对应的密码子由            变为           。

组合	亲本表现型	F1表现型和植株数目
红花	白花
Ⅰ	红花×白花	503	497
Ⅱ	红花×白花	928	1

 

表格1

（2）某同学用红花和白花进行了两组杂交实验如上表格1。该实验的目的是测定亲本中        _（填性状）个体的基因型，此类杂交实验在遗传学上称为            。组合Ⅱ的F₁中，出现一株白花的原因最可能是                       。
（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是              。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是                  。
（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现利用缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）

实验步骤：①用该突变体与                 植株杂交；②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：Ⅰ.若                      ，则为图甲所示的基因组成；Ⅱ.若                      ，则为图乙所示的基因组成。

水稻的株高性状与两对基因（A、a，B、b）有关，相关基因的作用机理如下图所示。请回答:

（1）植物激素BR与BR受体结合后，可促进水稻细胞伸长，形成正常植株，这体现了细胞膜具有         的功能；若A基因发生突变，从而_     (促进/抑制)CYP724B1酶的合成，最终导致产生矮秆性状。
（2）图中B基因的作用可说明基因可以通过                                来控制生物性状。
（3）科研人员通过诱变育种选育出一株纯合矮杆水稻。据上图分析，该植株的基因型可能有      种。请补充下列实验方案，以初步确定该矮杆植株的基因型。
实验步骤：
①将该植株与纯合正常水稻杂交，得F₁；
②                                                         ；
结果预测：若后代植株中，正常：矮杆=       ，则该植株的基因型可确定为       ；若后代植株中                ，则该植株的基因型仍需进一步确定。

如图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律。A～C表示物质，①～⑤表示过程。

（1）①～⑤过程中，在造血干细胞和神经细胞中都能发生的是          （填数字）。
（2）在洋葱根尖分生区细胞中进行①过程的场所有                                。
（3）从化学物质成分上看，物质B与物质A的主要区别是物质B含有                          ，决定物质C多样性的根本原因是                            。
（4）若物质C由M个氨基酸构成，含有N条多肽，其中有Z条是环状肽链，则该蛋白质完全水解共需水分子个数为      。

肠道病毒EV71为单股正链（+RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞肠道内增殖的示意图。据图回答下列问题：

（1）图中物质M的合成场所是    。催化①、②过程的物质 N 是           。
（2）假定病毒基因组+RNA 含有 7500 个碱基，其中 A 和 U 占碱基总数的 40%。病毒基因组+RNA 为模板合成一条子代+RNA 的过程共需要碱基 G 和 C      个。
（3）图中+RNA 的功能是（至少答两点）                      。
（4）EV71 病毒感染机体后，引发的特异性免疫有           。
（5）病毒衣壳由 VP1、VP2、VP3 和 VP4 四种蛋白组成，其中 VP1、VP2、VP3 裸露于病毒表面，而 VP4 包埋在衣壳内侧并与 RNA 连接，另外 VP1 不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是        ，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是           。

下图表示病毒侵入宿主体内的复制过程示意图，请回答：

（1）病毒核酸进入宿主细胞后，此时用血清学方法和电镜检查无病毒颗粒，称为“隐蔽期”，这是因为_______________________。
（2）物质D、H分别可能是_________________、_________________。
（3）B、F的区别是_____________________。过程f称为________。
（4）假如A为RNA，经实验分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，你能否推断出构成A的几种碱基数量分别是多少，为什么？_______________________。根据中心法则分析，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有__________________、__________________。

(7分)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下列问题：
【可能用到的密码子表：酪氨酸（UAC） 甲硫氨酸（AUG） 天冬氨酸（GAU） 缬氨酸（GUA）】

（1）图1中⑥上正在进行的是_______过程，所需要原料的结构通式可表示为___________。该过程的合成方向是__________（从左到右或从右到左）。
（2）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．噬菌体   C．染色体     D．烟草花叶病毒
（3）图1中②上携带的氨基酸为            。
（4）图2为多聚核糖体合成蛋白质的示意图，最终合成的肽链②③④⑤的结构相同吗？            。图中出现多聚核糖体的意义是                   。

（除标注外，每空2分，15分）
某油料植物细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP，其运输到种子后有下图所示的两条转化途径。科研人员根据PEP的转化途径培育出了高油植物（即产油率由原来的35%提高到了58%），请回答下列问题：

（1）基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有                      。(每空1分)
（2）分析上图可知，该油料植物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。
（3）该油料植物的花色有黄、白之分（用A、a表示），种子中芥酸含量有高、低之分（用B、b表示）。黄花低芥酸和白花高芥酸植物杂交，F₁全部为白花高芥酸，F₁自交得到的F₂有白花高芥酸和黄花低芥酸两种，比例约为3:1。
①两对性状中显性性状                                   。
②请在圆圈中画出F₁的染色体组成并标出基因的位置。

③若要研究控制花色与芥酸含量的基因在遗传时是否遵循基因自由组合定律， 可让F₁的白花高芥酸植株与          植株杂交，如果子代                     ，则说明与芥酸含量的基因在遗传时遵循基因自由组合定律；如果子代                    ，则说明与芥酸含量的基因在遗传时不遵循基因自由组合定律。

如图表示小鼠细胞内遗传信息流动的部分过程。请据图回答：

（1）在小鼠细胞中图甲所示生理过程发生的主要场所是                  。
（2）图甲和图乙所涉及的遗传信息的传递方向为(以流程图的形式表示)                     。图甲和图乙所示过程相比，碱基互补配对方式的不同点是                                。
（3）如果图乙的⑦ 上GCU对应一个氨基酸，则GCU称为一个            。若⑦ 上的某一个碱基发生了改变，不一定引起相应的氨基酸的改变，原因是                                     。

下图为人体某细胞内生理活动示意图，其中字母表示相应的分子或结构，序号表示生理过程。请回答下列问题。

(1)过程①表示_______，需要_______酶的参与。A、B两者在组成上的差别是后者含有_____________________。
(2)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程②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______________。
(3)如果合成的肽链共有150个肽键，则控制合成该肽链的基因至少应有_______个碱基，运输氨基酸的工具是_______。

图①②③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①、②、③发生的主要场所是_______、_______、_______。
(2)请以流程图的形式表示图中涉及的遗传信息传递方向____________________。
(3)能特异性识别mRNA上密码子的分子是_______；一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码的_____________________。
(4)已知过程②的仪链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29% 、19%，则与链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为_________。
(5)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___________________________。
(6)人的白化症状是由于基因异常导致③过程不能产生_________引起的，该实例说明基因控制性状的方式是___________________________。

(6分)确定核糖体是蛋白质合成的场所以后，科学家曾提出如下问题：核糖体所含的RNA是翻译的模板吗?为此他们进行了如下实验：
①将大肠杆菌在重培养基(¹⁵NH₄Cl和¹³C-葡萄糖)上培养，使细菌上各种成分(包括细菌核糖体)被重的同位素标记。然后，他们使用T4噬菌体感染细菌(噬菌体感染后，宿主细胞将不合成自身成份)。
②将细菌转移到轻培养基(¹⁴NH₄Cl和¹²C-葡萄糖)上培养，同时，将放射性标记¹⁴C的尿嘧啶加到培养基上。对核糖体进行密度梯度离心分析。
若实验结果是：所分离的核糖体密度______(全为重／全为轻／中等密度／轻重均有)，且新出现的含¹⁴C的RNA是以_______为模板转录而成。则否定核糖体所含的RNA是翻译的模板的猜想，而新合成的RNA称作________。

一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白（HbA）的差异如下，请据图回答：

（1）Hbwa异常的直接原因是α链第__________位的氨基酸对应的密码子由__________变成___________。
（2）Hbwa的α链发生变化的根本原因是控制其合成的基因中___________了一个碱基对，引起基因结构改变，这种变异是____________，一般发生在______________期，该变异之所以是生物变异的根本来源，是由于________________。

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）图①物质中的            的排列顺序称为遗传信息，图①生理过程的特点是                     。
（2）图②过程发生的主要场所是        ，密码子位于      链。
（3）图③过程不同于图①过程的碱基配对方式是         。
（4）图③核糖体的移动方向是          。
（5）请用文字和箭头表示图①～③过程中遗传信息的传递途径：
                                                       。

阅读下图，回答问题：

（1）发生图乙过程的细胞器是____   ，该过程发生碱基互补配对为              。
（2）合成②时需要____     酶，丙图中的（3）代表的是              。
（3）图中可以看出，tRNA与氨基酸结合的过程中有           生成。
（4）已知反密码子从图乙所示tRNA右侧读起，则②分子中与①结构对应的密码子是       ，通常在细胞中的①分子比②分子____   （填“大”或“小”）得多。
（5）下列事件发生的先后顺序是____    。
①tRNA与氨基酸的结合 ②tRNA与氨基酸分离 ③tRNA通过碱基互补与mRNA相应位置结合 ④tRNA离开mRNA