高中生物基因诊断和基因治疗综合题

在真核类细胞中，蛋白质合成的场所——核糖体，有结合在内质网上的，有不结合在内质网上的，如果合成的是一种分泌型蛋白质，其氨基一端上有长度约为30个氨基酸的一段疏水性序列，能和内质网上的受体糖蛋白起反应。疏水性序列一合成后，即通过内质网膜进入囊腔中，接着合成的多肽链其余部分随之而入。在囊腔中，疏水性序列被除去，留下新合成的蛋白质。以后内质网囊腔和细胞膜融合，囊腔内的蛋白质就向细胞外排出。图乙为图甲3的部分放大示意图。请回答下列问题：

（1）图甲中的内质网属于粗面型内质网, 结合在内质网上的核糖体并不是有异于其它核糖体，核糖体是否结合在内质网上，实际上是由  决定的。
（2）在内质网上合成的蛋白质在切除疏水性序列后，在被运到细胞外面前，还要被运到高尔基体加工，该过程体现了生物膜的   （结构特点）。
（3）蛋白质的合成包括   、   两个过程。图甲中编码疏水性序列的遗传密码在mRNA的   处（填数字）。
（4）图乙中甘氨酸的密码子是   ，若该蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是   。
（5）若要改造该蛋白分子，将图乙中甘氨酸变成缬氨酸(密码子为GUU、GUC、GUA、GUG)，可以通过改变DNA上的一对碱基来实现，即由  。

生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因为多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。不同种类的生物，其基因的表达可能存在一定的差异。
（1）以下属于管家基因的是          （多选）
A．呼吸酶基因       B．胰岛素基因
C．ATP合成酶基因      D．胃蛋白酶基因
（2）现有甲乙两个DNA分子，其中：
甲DNA某链上的碱基序列为： ATGGGCAGCGGTCTAAATGGCCCCTAG；
乙DNA某链上的碱基序列为： ATGCCCTTTAAGAACACTGCAATCTAA。
则在DNA解旋过程中，   （填“甲”或“乙”）消耗的ATP较多，原因可能是                                                      。
（3）若第（2）问中，甲DNA在复制过程中出现错误，导致第8号位的G-C对缺失，则突变后的甲DNA转录出的mRNA指导合成的多肽上最可能含有      个肽键。（已知起始密码子为：AUG和GUG；终止密码子为：UAA、UAG和UGA）
（4）幽门螺旋杆菌为胃溃疡的主要致病菌，其细胞中的遗传信息的传递与流感病毒存在差异，试写出幽门螺旋杆菌中遗传信息的传递过程                                         。为防御流感病毒，科学家们曾花了大量的时间用于流感病毒疫苗的制备，但最终却收益甚微，你觉得最可能的原因是                                                         。

下图表示某基因的片段及其转录出的信使RNA，请据图回答问题（几种相关氨基酸的密码子见下表）：

亮氨酸	CUA、CUC、CUG、CUU、UUA、UUG
缬氨酸	GUA、GUC、GUG、GUU
甘氨酸	GGU
甲硫氨酸	AUG

(1)形成③链的过程叫做        ，主要场所是           ，需要的原料是                      。
(2)形成③链的过程与DNA复制的过程，都是遵循        __________         原则。
(3)③链进入细胞质后与              结合，在合成蛋白质过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是
              _________________________ （依次填写前两个氨基酸的名称）。
(4)若该基因复制时发生差错，当上图a处所指由A变成G时，这种突变对该蛋白质的结构有无影响？________为什么？        ___________________________________________

下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                                     。

根据图回答问题：

(1)若①为U，图中正在进行的过程从生物学角度来看是           过程。
(2)碱基①②③分别为        ，碱基④⑤⑥分别为         。
(3)图中②和⑤，③和⑥构成的核苷酸不同，理由是②③中的五碳糖为      而⑤⑥中的为       。
(4)图示过程进行的场所是细胞的      内，该过程的进行除图中的内容外还需要的条件有ATP和         。

下图是真核生物体内进行遗传信息传递的部分图解，下表为部分氨基酸的密码子，据图回答：

（1）图中1和2分别代表的物质名称是         、        ，图中共有       种核苷酸。
（2）若甲链中的一段序列为…TACTTCAAA…，据上表推测其编码的氨基酸序列为     。
（3）推测上图表示的过程是        ，主要在该细胞的       （填细胞结构）进行。

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。

下图一表示生物体内某些有机物的组成关系及功能关系，其中C、E都是高分子有机化合物， A、B是组成它们的基本单位，图二是某些物质的结构式，请分析：

（1）C、D、E共有的化学元素包括__________________。
（2）真核生物体内的A物质共有________种；B物质在生物体内约有________种，其结构简式对应图二中的______。若E的分子是C₆₃H₁₀₃0₄₅N₁₇S₂，则其最多由________个B脱水缩合形成。
（3）图二中的乙，主要在图一中的过程____中发挥作用，其发挥作用的场所是_________。
（4）若想分离C、E混合物，可加入浓度为_______________NaCl溶液，此时C沉淀析出。

下图是基因控制蛋白质合成的示意图。请回答下列问题：

⑴图中①所示的过程在遗传学上称为       ，该过程主要发生在         中，参与的酶是          。
⑵图中②所示的过程在遗传学上称为          。该过程还需要[ a ]          作搬运工具。
⑶mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做     。
⑷某蛋白质分子含4条肽链共576个氨基酸，则至少需要DNA上     个碱基决定，②过程中产生了    个水分子。

操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题:

(1)启动子的基本组成单位是   ,终止子的功能是       。
(2)过程①进行的场所是   ,RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”,转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU,则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为   。
(3)图示表明,当细胞中缺乏rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合,从而导致mRNA       ,终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡,又可以减少       。
(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分,试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理。

如图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题。

(1)图1中甲的名称为   ,乙与丁在结构上的不同点是   ,框内表示该过程进行方向的箭头是   。(填“→”或“ ←”)
(2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程,此过程的模板是   (填物质名称)。②③④的最终结构是否相同?     (填“是”或“否”)。
(3)从化学成分角度分析,以下与图2中结构⑤的化学组成最相似的是   。

A．大肠杆菌	B．噬菌体
C．染色体	D．烟草花叶病毒

肠道病毒EV71为单股正链RNA(+RNA)病毒,是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。

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7 500个碱基,其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组+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有三方面功能,分别是                                                       。
(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。 

下面图1表示某核DNA的片段及其转录出的信使RNA,图2框中列举了几种相关氨基酸的密码子,请回答问题:

图1

图2
(1)若图1片段共进行5次复制,则第5次复制时需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸   个。
(2)③链是以图中的   链为模板,在   的催化作用下,由4种游离的   依次连接形成的。
(3)如果基因模板链中决定一个氨基酸的三个碱基CAC突变成了CAT,则控制合成的蛋白质的结构   (发生或未发生)改变,由表格推测原因是                                                。
(4)若基因控制的蛋白质中一个组氨酸被氨基酸X所取代,则氨基酸X为框中哪种氨基酸的可能性最大?   ,基因模板链发生的改变是   。
(5)能特异性识别mRNA上密码子的分子是   ,它所携带的小分子有机物通过   反应连接形成多肽链。
(6)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是                      。

油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。我国陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜，产油率由原来的34％提高到58％。

(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是
_________________________________________________________。
(2)图乙表示基因B，α链是转录链，陈教授及助手诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，试问：
①控制酶b合成的基因的单体是__________________。
②控制酶a与酶b合成的基因在结构上的本质区别是_________________________。
③转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是____________________。
④为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量? ____________________。

人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示。人群中，有若干种遗传病是由于苯丙氨酸的代谢缺陷所导致。例如，苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累可阻碍脑的发育，造成智力低下。请分析：

（1）缺乏哪一种酶可导致病人又“白”（白化病）又“痴”?______________
（2）缺乏哪一种酶可导致病人只“白”不“痴”?______________
（3）缺乏哪一种酶时，婴儿使用过的尿布留有黑色污迹（尿黑酸）?______________
（4）出现上述各种代谢缺陷的根本原因是什么? ______________________
（5）从上述实例中可以说明基因是如何控制性状的？___________________________________________________________.