高中生物基因诊断和基因治疗综合题

某种细菌体内某氨基酸（X）的生物合成途径如图：

这种细菌的野生型能在基本培养基（满足野生型细菌生长的简单培养基）上生长，而由该种细菌野生型得到的两种突变型（甲、乙）都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若添加中间产物2，则甲、乙都能生长；若添加中间产物1，则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的X，甲能积累中间产物1，而乙不能累。请回答：
（1）根据上述资料推论：甲中酶________的功能丧失；乙中酶_______的功能丧失，甲和乙中酶________的功能正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的______（同
一、不同）菌体中的不同________发生了突变，从而导致不同酶的功能丧失。如果想在基
本培养基上添加少量的X来生产中间产物1，则应选用_  __ _（野生型、甲、乙）。
（2）将接甲、乙突变体混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上述混合培养时乙首先形成菌落，其原因是______________________________________________。
（3）在发酵过程中，菌体中X含量过高时，其合成速度下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的______     ，使X排出菌体外。

RNA是生物体内最重要的物质基础之一，它与DNA、蛋白质一起构成了生命的框架。但长期近年以来，科学家一直认为，RNA仅仅是传递遗传信息的信使。
近年科学家发现，一些RNA小片段能够使特定的植物基因处于关闭状态，这种现象被称作RNA干扰（RNAInterference，简称RNAi）。近日，分子生物学家发现RNAi在老鼠和人体细胞中也可以“停止基因活动”。
根据上述材料回答：
（1）老鼠细胞的_________、_________、_________、_________等结构中有RNA的分布。
（2）RNAi使基因处于关闭状态，是遗传信息传递中的_________过程受阻，遗传信息不能以_________的形式表达出来。如神经细胞有胰岛素基因但不能产生胰岛素，也可能是该基因关闭的结果。
（3）结合以上材料列举一例，说明“RNA也可以控制生物的性状”。

RNA具有多种功能，请回答下列与RNA有关的问题：
（1）在细胞生物中，DNA是遗传物质，RNA能辅助其实现功能。在遗传信息表达过程中，mRNA的功能是                                       ，在翻译过程中，核糖体提供场所，tRNA发挥的作用是                                  。
（2）RNA一般是单链分子，但也可遵循＿＿＿＿＿＿＿＿原则形成部分双链，再折叠产生复杂的空间结构。与DNA相比，RNA在化学组成上的区别是                  
                   。
（3）四膜虫体内存在具有剪切某种底物分子能力的RNA分子（核酶）。正常情况下，核酶需要Mg²⁺的辅助，在实验条件下让核酶处于Ca²⁺环境中，进行RNA分子的选择实验，实验结果如右图所示。该结果表明四膜虫产生了在Ca²⁺环境中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的核酶，其原因是某些碱基被替换，发生了＿＿＿＿＿＿＿＿＿，通过
          适应环境的个体逐渐增多。

（4）四膜虫的例子说明：在生物体内无机盐离子具有                      的作用；若将某种酶彻底水解获得的产物是                                   。

日本明蟹壳色有三种情况：灰白色、青色和花斑色。起生化反应的原理如图所示。基因A控制合成酶1，基因B控制合成酶2，基因b控制合成酶3（只有基因型为bb时才合成酶3），基因a控制合成的蛋白质无酶活性，基因a纯和后，物质甲（尿酸盐类）在体内过多积累，导致动物成体会有50%死亡。甲物质积累表现为灰白色壳，丙物质积累表现为青色壳，丁物质积累表现为花斑色壳，若控制明蟹的两对基因独立遗传，请回答下列问题 ：
(1)青色壳明蟹的基因型可能是                               。
(2)两只青色壳明蟹交配后，后代成体只有灰白色明蟹和青色明蟹，且比例为1：6，则亲本基因型组合为               。
(3)若基因型AaBb×AaBb的个体杂交，后代的基因型有            种，后代的成体表现型及比例为                         。
(4)由日本明蟹壳色现象可以看出，基因通过控制               来控制代谢过程，从而控制生物的性状。

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）与图一中A链相比，C链特有的化学组成是                           。
（3）图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为______   _______。图三中可在人体细胞内发生的过程有               。（填序号）
（4）图四中d过程对应于图三中              过程。（填序号）

右图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。
  
（1）完成过程①需要____等物质从细胞质进入细胞核。
（2）从图中分析，核糖体的分布场所有__   。
（3）己知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由     中的基因指导合成。
（4）用α—鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α—鹅膏蕈碱抑制的过程是        （填序号），线粒体功能____（填“会”或“不会”）受到影响。
（5）下图表示原核细胞中转录，翻译示意图，据图判断与上述真菌核DNA的转录和翻译过程有什么不同？

.如图①②③表示真核细胞中遗传信息的传递方向。请据图回答下列问题：

（1）科学家克里克将图中①②③所示的遗传信息的传递规律命名为           。在过程①中如果出现了DNA若干个碱基对的增添从而导致生物性状改变，这种DNA的变化称为          ，它可以为生物的进化提供             。
（2）过程②称为       。催化该过程的酶是         ，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是           。
（3）a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是          。一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，多聚核糖体形成的生物学意义是                          。

（l1分）已知甲图中g与乙图中的“物质X”为同一物质，据图回答下列问题：

（1）若f代表染色体，则e能被       染成绿色， e的空间结构一般表现为       。若其中的（A+T）/（G+C）=0．25，则G占总碱基数比例为            。
（2）若f代表一种细胞器，且是合成物质X的场所，则e是              。
（3）合成X的直接模板来源于[  ]       过程，该过程需要        和      的催化。
（4）洋葱根尖细胞存在乙图中的                过程（填序号），细胞中DNA复制的场所是            ，在复制完成后，子代DNA分开的时期为               。
（5）白化病是由于控制某种酶的基因异常而引起的，这说明基因和性状的关系是____      。

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），回答问题：


（1）该图表示_______过程。图中的②在生物体内有__     种，组成②的单体是__          ___。
（2）丙氨酸的密码子是________。
（3）图中④表示甲和丙之间的结合方式是__        ___，
甲和丙之间的化学键结构式是_____ _        _____。

下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图，下表是其曲细精管细胞中存在的两种水通道蛋白AQP7和AQP8的部分比较。请分析回答下列问题：

比较项目	AQP7	AQP8
多肽链数	1	1
氨基酸数	269	263
mRNA	1 500	1 500
对汞的敏感性	对汞不敏感	对汞敏感
睾丸中表达情况	成熟的精细胞中表达	初级精母细胞到精细胞均能表达

 

(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________完成图示生理过程时；该过程在下列哪种细胞中不能完成(    )          
A、胰腺细胞     B、肠黏膜细胞     C、成熟红细胞     D、白细胞
(2)丁的名称是________，它与乙的区别是__________________不同；
(3)图中甲的名称为________,其基本组成单位是__________
(4)控制AQP7的基因中碱基的数目至少为________个；
(5)在AQP7和AQP8合成过程中，与核糖体结合的信使RNA碱基数目相同，但AQP7和AQP8所含氨基酸数目不同，原因是(不考虑起始密码子和终止密码子所引起的差异)________________________________________________________________________。
(6)大白鼠汞中毒后，对初级精母细胞和精子的影响，哪一个更大些？________。

下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。

（1）完成过程①需要________等物质从细胞质进入细胞核。
（2）从图中分析，核糖体的分布场所有________。
（3）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由________中的基因指导合成。
（4）用α鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α鹅膏蕈碱抑制的过程是_______（填序号），线粒体功能______（填“会”或“不会”）受到影响。

(6分)2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白(GFP)会发出绿色荧光，可借助荧光跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：
请根据上述材料回答下列问题：

(1)在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知（  ）

A．该生物的基因型是杂合的

B．该生物与水母有很近的亲缘关系

C．绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达

D．改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光

(2) 在培育绿色荧光小鼠的过程中，基因表达载体的构建是核心。完整的基因表达载体至少包括目的基因、________、终止子和启动子等部分。
(3) 上图操作流程中用到的工具酶有________。
(4) 为迅速增加绿色荧光小鼠的数量，可采用胚胎工程技术有超数排卵受精，               、             。

下图为果蝇某—条染色体上的几个基因示意图。则下列叙述正确的是

A．白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸

B．S基因是有遗传效应的DNA片段，由一系列的密码子组成

C．基因中有一个碱基对的替换不一定会引起生物性状的改变

D．R、S、N、O等基因在染色体上的排列次序的改变可能影响生物的性状

运用所学的生物学知识回答下面的问题：
Ⅰ(8分)下图是小鼠细胞内遗传信息传递的部分过程。请据图回答：
      
(1)图甲到图乙所涉及的遗传信息传递方向为(以流程图的形式表示)________   _____。
(2)在小鼠细胞中可进行图甲生理过程的主要场所是______________。
(3)图中的②和④二者在化学组成上的区别是_______________            ______。
(4)图中①是一种酶分子，它能促进③的合成，其名称为__________________。
(5)能特异性识别③的分子是_____________，它所携带的小分子有机物可用于合成图中【⑤】_____  ____。
Ⅱ某城市注重生态文明的建设，建立人工湿地，形成藻菌共生污水净化系统，对生活和工业污水进行净化处理。
（1）人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这种垂直结构显著提高了群落利用                等环境资源的能力。人工湿地中菌类等作为分解者的作用是                                     。湿地生态系统具有较高的生物多样性，一般情况下食物网越复杂，_______________稳定性越高。
(2) 下图是某人工湿地实现废水处理的流程图。请回答：

①输入此氧化塘的能量(类型)有                 。氧化塘中的风车草、圆田螺、细菌等生物共同构成          。
②废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止厌氧池中微生物                 。
③氧化塘后部种植莲等挺水植物，有利于减少出水口处水中的浮游藻类，原因是         
                                                              。
（3）某人工湿地生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。

种群	甲	乙	丙	丁	戊
重金属含量（μg/Kg鲜重）	0.0037	0.0037	0.035	0.035	0.34

已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
根据表中数据分析上述食物网中处于第二营养级的是__________________。

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，则图中过程第4次复制，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)