高中生物基因诊断和基因治疗综合题

图示某雄性昆虫细胞内染色体组成及相关基因的位置，其中A控制长翅，a控制残翅。据图回答，

(1)图示细胞的名称为___________.细胞中含有___________个染色体组。______是等位基因。染色体在细胞内移动时，需要依靠___     __发出的星射线牵引。
（2)该昆虫只有在B、H同时存在时才表现出红眼，否则为白眼。说明基因与性状的关系是________               ____.若只考虑图中所表示的基因的遗传。该昆虫产生的配子有____________种。
（3）若该昆虫产生的后代因为细胞中出现a和b位于同一条染色体上而发生性状改变，其变异类型是____      ____；若A和a位于同一条染色体上，其变异类型可能是_______               ________.

下图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，请据图回答下列（1）至（3）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       法则。过程①发生在有丝分裂的间期和       的间期。在过程①中如果出现了DNA分子中发生若干个碱基对的增添，而导致基因结构改变，这种DNA的变化称为        。
（2）过程②称为     ，图中DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子          。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               。若DNA一条链的碱基序列为-TGTGCGTTGACC-，则以其互补链为模板合成mRNA，则mRNA的碱基序列为：____________________，
（3）若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             。

在某类动物中，毛色黑色（W）与白色（w）是一对相对性状。下图所示两项交配中，亲代动物A、B、P、Q均为纯合子，子代动物在不同环境下成长，其毛色如下图所示，请据图分析回答：

（1）动物C与动物D的表现型不同，其原因是                           。
（2）动物C与动物R交配得到子代：
①若子代在-15℃中成长，最可能的表现型及其比例是                    。
②若子代在30℃中成长，表现型最可能是                        。
（3）现有突变体甲和乙，假设两种纯合突变体甲和乙都是由控制黑色的W基因突变产生的。检测由突变基因转录的mRNA，发现甲的第三个密码子中第二碱基由G变为U，Z的第三个密码子的第二碱基前多了一个U。与正常黑毛运动相比，        突变体的毛色变化可能小些，试从蛋白质水平解释原因：                    。
（4）基因型为aabbcc的兔子重1200克，每产生一个显性等位基因就使兔子增重150克，故AABBCC兔子重2100克。甲种兔之间进行杂交，F₁每兔重1500克。乙种兔子间进行杂交，F₁每兔重1200-1800克。甲乙两种兔杂交，F₁每兔重1350-1650克。甲、乙两种兔的基因型可能是                              。
A．甲AAbbcc，乙aaBBCC              B．甲AAbbcc，乙aaBbCc
C．甲aaBBcc，乙AaBbCC  D．甲AaBbcc，乙aabbCC

自然界的菠菜（二倍体，2N=12）为雌雄异株植物，其性别决定为XY型；右图为其性染色体简图。X和Y染色体I区段同源（该部位基因互为等位基因或相同基因），Ⅱ和Ⅲ区段非同源（该部位基因不互为等位基因或相同基因）。研究发现，某波菜自然种群中的雌雄个体均有抗病（B基因控制）和不抚病（b基因控制）个体存在。请根据以上材料回答下列问题。

（1）如果该植物的某基因结构中一对脱氧核苷酸发生改变，而蛋白质中的
氨基酸序列并未改变，其可能的原因是：①           ，②           。
（2）菠菜的抗病性状是由B基因控制蛋白质A的合成引起的。蛋白质A在合成过程中遗传信息的传递过程是                       。
（3）基因对性状的控制是通过两个途径实现的：一是                       ，二是                       。
（4）菠菜个体发育过程中，球状胚体具32个细胞时，受精卵已分裂           次。
（5）某植栋的一个胚珠中受精极核的基因型为AaaBBb，该胚珠中受精卵将来发育成雄株，则参与该胚珠受精过程的精子和卵细胞的基因组成分别为           。为该植株授粉的雄株是否抗病                       ，请说明理由                       。
（6）欲培育转基因抗病马铃薯，提取菠菜的抗病基因最好采用           方法。
（7）若已知材料中菠菜的抗病基因位于性染色体上，则其不可能位于图中           区段上。为判断菠菜抗病基因位于图中哪个区段上，某研究小组做了以下两组杂交试验：
第一组                              第二组
不抗病雌株×抗病雄株         不抗病雌株×抗病雄株
抗病雌株   不抗病雄株       不抗病雌株   抗病雄株
根据杂交试验结果判断·抗病基因位于图中           区段上。
（8）该种植物通常为披针形窄叶，现发现种群中生长着少数心形阔叶植株。有人认为心形阔叶性状是基因突变所致，也有人认为心形阔叶植株是多倍体，具有多倍体的特点。请设计一个最筒单的实验来鉴定心形阔叶性状的出现是基因突变所致，还是染色体组加倍所致?（只要求写出实验的思路）：                         。

中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。

（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是                                 。
（2）能够鉴定DNA呈蓝色的试剂是                     ；蛋白质与双宿脲试剂反应可以产生           色。（共2分）
（3）在人类的细胞中，b过程可以发生的场所是                              。
（4）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是          ，后者所携带的分子的结构通式是                      。（每空1分）
（5）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表示）：
①                                                                 ；
②                                                                 。

癌症源于一组不受控制地进行分裂的细胞。某白血病具有遗传性，主要是某条染色体的DNA上的基因E突变为e引致(见图甲)。
1.有一对年轻夫妇的家族这种疾病的发病率较高。有某种能识别序列CTNAG的酶（N=任意一种核苷酸A、T、G或C），可在该序列的CT碱基之间切断。科学家提取该对夫妇（M和P）、他们的新生儿、另外非家族成员人士（J和K）的DNA，利用CTNAG酶切割DNA，做凝胶电泳，结果如下图乙。

（1）研究所用的酶称为               。
（2）J样本电泳后有两条带，K样本只有一个条带，请据图分析造成这个现象的原因是                                 。
（3）写出双亲的基因型：                        
2.该疾病目前采取的治疗措施有放疗、化疗、基因治疗等方法。
（1）无论是辐射和药物作用，都是作用癌细胞分裂的           时期。
（2）抗癌药物的主要作用是干扰细胞分裂。下图显示生化途径的特定阶段，抗癌药物A和抗癌药物B抑制图内细胞的胸腺嘧啶核苷酸的合成：

胸腺嘧啶核苷酸在细胞分裂中的作用是                          。若抗癌药物A不直接影响酶1基因的复制，则它可能通过抑制酶1合成的          过程而起作用。
（3）抗癌药物B的结构与化合物X很相似，则抗癌药物B的作用机制可能是        。
3.基因治疗的基本步骤是：

（1）治疗该白血病的目的基因是指        基因；基因在体外增殖的主要方法是            。
（2）病毒在此治疗中的作用是                           。

Ⅰ.市场上有一种宠物猪，其背部皮毛颜色由一组复等位基因A₁、A₂和A₃控制，且A₁、A₂和A₃之间共显性（即A₁、A₂和A₃任何两个组合在一起，基因均可表达），下图表示各基因与控制酶之间的关系。据此回答以下问题：

（1）上图体现基因控制生物性状的途径之一是                                  。
（2）该宠物猪种群中关于体色共有         种基因型、纯合子有              种。
（3）分析图可知，该宠物猪种群中体色为          的个体一定为纯合子。
（4）现有一头白色公猪，如要确定其基因型可选择多头         色异性个体与之交配（假设后代数量符合统计要求）。预测结果及相应结论：
①                                                                      ；
②                                                                      ；
③                                                                      。
Ⅱ.科学家发现家蝇体内存在一种抗肿瘤蛋白（且具有抗菌能力）。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。若临床使用发现此蛋白质对肿瘤确良好的疗效，可以通过基因工程技术导入大肠杆菌内进行大量生产。其过程大体如下：

（1）在基因工程中，获取目的基因的方法有                       （至少写出两种）。
（2）酶切此家蝇DNA分子和酶切质粒时，所用的限制酶可以不同，但是产生的粘性末端要满足               条件。
（3）将抗肿瘤基因导入大肠杆菌，并在大肠杆菌细胞内成功表达产生了抗肿瘤蛋白，由于               ，因此在短时间内就能获得大量的抗肿瘤蛋白。
（4）细胞工程也可以将抗肿瘤蛋白临床使用，下面是单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答：

①图中A过程从小鼠的脾脏中取得的“小鼠细胞”是　　　　细胞，要获得能产生抗肿瘤蛋白抗体的杂交瘤细胞至少要经过          次筛选。从小鼠体内提取分离该细胞之前，给小鼠注射的特定的物质是　　　　。
②图中B过程是细胞融合，该过程需要用灭活的　　　　、聚乙二醇或电激等诱导。

某种雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物有蓝花和紫花两种表现型，由两对等位基因A和a（位于常染色体）、B和b（位于X染色体）共同控制。已知其紫花形成的生物化学途径如图所示：

蓝色素     紫色素
现用蓝花雄株（aaX^BY）与某紫花雌株杂交，F₁中的雄株全为紫花。
（1）亲本紫花雌株的基因型为         ，F₁中的雌株表现型及其性状分离比为       。若F₁中产生一株蓝花雄株（AaX^BX^bY），则产生它的原因是                      。
（2）若该蓝花雄株（aaX^BY）与另一杂合紫花雌株杂交，则F₁的表现型有            ，其中纯合子占（雄性中基因为X^BY、X^bY看成纯合子）                        。
（3）若想培育出具有特殊观赏价值的红花植株，应选择的育种方法是              。
（4）如上图中紫花的形成过程说明基因可以                                  ，进而控制生物性状，请写出图中①过程的遗传信息流动途径：                。

Ⅰ．科学研究表明：精神因素（焦虑、紧张等的心理应激）会使 T 细胞活性下降，对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降，还间接引起机体生成抗体的能力降低。右图表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图，请据图回答：

（1）精神因素使 T 细胞活性下降，引起机体生成抗体能力降低的原因是             。
（2）由图可知，神经系统可通过突触前膜____________________直接调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过有关激素间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。
（3）维持机体稳态离不开细胞间的信息交流，动物细胞间进行信息交流的途径有：一是________________（至少填两种）等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现；二是通过细胞间的接触实现信息交流。吞噬细胞将抗原呈递给 T 细胞是通过__________________
途径实现的。
（4）若抗体结合到呼吸道上皮细胞，再接受同一抗原刺激后引起哮喘，这在免疫学上称为___________________________。
（5）当神经纤维受到刺激时膜外的电位变化是                         
Ⅱ．豌豆素是野生型豌豆天然产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质。用两个无法产生豌豆素的纯种（突变品系1和突变品系2）及其纯种野生型豌豆进行杂交实验，F₁自交得F₂，结果如下：

组别	亲本	F1表现	F2表现
Ⅰ	突变品系1×野生型	有豌豆素	3/4有豌豆素，1/4无豌豆素
Ⅱ	突变品系2×野生型	无豌豆素	1/4有豌豆素，3/4无豌豆素
Ⅲ	突变品系1×突变品系2	无豌豆素	3/16有豌豆素，13/16无豌豆素

研究表明，决定产生豌豆素的基因A对a为显性。但另一对等位基因B、b中，显性基因B存在时，会抑制豌豆素的产生。
⑴根据以上信息，可判断上述杂交亲本中，野生型、突变品系1、突变品系2的基因型分别为　　　　、　　　　、　　　　。
⑵第Ⅲ组的F₂中，无豌豆素豌豆的基因型有　　种。若从第Ⅰ、Ⅲ组的F₂中各取一粒均能产生豌豆素的豌豆，二者基因型相同的概率为　　　　。
⑶为鉴别第Ⅱ组F₂中无豌豆素豌豆的基因型，取该豌豆自交，若后代全为无豌豆素的植株，则其基因型为　      　；若后代中　　　　　　　　　　，则其基因型为　　　　　　　。
⑷现有纯种亲本4，其基因型与上表亲本均不同，它与其他豌豆杂交的F₁中，　　（有/没有）能产生豌豆素的植株。
⑸进一步研究得知,基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物转化为豌豆素的。而基因B－b本身并不直接表达性状,但基因B能抑制基因A的表达。请在右侧方框内尝试用概念图（文字加箭头的形式）的方式解释上述遗传现象。

雌雄同株异花的二倍体植物柴油树（体细胞染色体数为22条），可用于开发生物质能，其种子榨出的油稍加提炼就可成为柴油。
（1）绘制柴油树的基因组图至少需测定_______________条染色体上的基因。
（2）为培育高产量和抗病性的品种，科学家在“神州六号”飞船上作了搭载幼苗实验，用幼苗作为实验材料的理由是______________________________。若发现返回地面的某幼苗长成的植株有高产抗病的特性，可用_______________技术对其大规模繁殖。
（3）研究发现，柴油树产油的代谢途径如下图，图中所示基因遵循自由组合定律,据此回答：

①这两对基因的位置关系是______________。
②图示充分说明了基因可通过__________，从而控制生物的性状。
③若两株不能产油的纯合柴油树杂交，F₁均能产油，则两植株的基因型分别是________
__________________；F₁自交后代的表现型及比例是___________；F₂中产油的个体自交后代中符合生产要求的纯合体比例是_________。

下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E的不同点是______________。方框内表示该过程进行方向的箭头是________。（标“→”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________（物质名称）。②③④的最终结构是否相同? ________ （是／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

据研究，某种植物的理想品种能合成两种对人类疾病有医疗价值的药物成分，其合成途径如下图所示，请回答有关问题：
   
（1）酶1的合成场所是              ，除根据上述药物成分的合成途径说明基因与性状的关系外，基因控制性状的方式还有__________________________________。
（2）该种植物的药物成分一般储存于_____________结构中，可利用_______________技术将该植物的外植体培养到____________过程，用酶解法将细胞分散再转入植物细胞发酵罐大量生产。
（3）现有两纯种植物，一种只能合成药物1，另一种两种药物都不能合成，这两种植物杂交，F₁都只能合成药物1，F₁自交产生的F₂中的三种表现型：只能合成药物1∶两种药物都能合成∶两种药物都不能合成＝9∶3∶4。F₂的性状分离比说明基因M（m）与N（n）的遗传遵循____________规律。两种亲本植物的基因型分别是____________________，将F₂中只能合成药物1的种子播种后进行自交，后代出现能合成两种药物的纯合子的比例是_________________。
（4）用上述方法选育能合成两种药物的纯种植株，费时较长，请写出用上述F₁在较短时间内培育该种植株的过程。 

某株多年生植物生长在弱碱性土壤中，常开白花，有时也开红花。
（1）使花呈现出一定颜色的色素存在于花瓣细胞的          中，而色素的形成可能受到              和环境条件的影响。
（2）有的同学认为，该株植物可能是杂合子，花色不同是性状分离的结果。你认为这种观点正确吗？            ，请简要说明理由：                                   。
（3）另外一些同学认为是土壤的pH影响了花色，希望通过一个实验来加以证明。他们采集了该植物的一些种子，将其培养成幼苗。请你帮助他们完成实验设计思路：
将实验组幼苗种植在           土壤中，将对照组幼苗种植在            土壤中；将上述幼苗培养在适宜的环境中，保持             和            等无关变量的相同。植物开花后，观察植物花色，得出结论。

下图是HIV感染人体细胞过程的示意图。请回答下列一组问题。

（1）由于病毒在结构和习性上的特殊性，人们对生物进化过程中是先有病毒后有细胞还是先有细胞后有病毒这一问题，存在两种截然不同的观点。你的观点是                 ，理由是                    。
（2）HIV进入人体后，由于与T细胞表面的CD4具有较强亲和力而容易侵染T细胞。CD4的化学成分最可能是               。
（3）完成图中的②过程，需要宿主细胞提供的原料是                      。直接参与⑥过程的两种细胞器是                              。
（4）图中①～⑧所示的过程中，遵循碱基互补配对原则的是                。
（5）大多数艾滋病患者会出现记忆丧失等精神障碍，此时HIV已感染了            。
（6）人的免疫系统是如何清除进入T细胞内的HIV的？请简要说明。

油菜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油菜（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　　　和　　　　。
（2）据图可知，油菜含油量提高的原因是　　　　 　 　的形成，抑制了酶b合成中的　　　过程。此外，图中信息还提示可采取　　　　　　措施提高油菜的含油量。
（3）油菜的花色有黄、白之分，种子中芥酸含量有高、低之分，成熟时间有早、晚之分。黄花低芥酸早熟和白花高芥酸晚熟油菜杂交，F₁全部为白花高芥酸早熟，F₁自交得到F₂。请回答下列问题：
①三对相对性状中显性性状是　　　　　　。
②若三对基因遵循遗传的自由组合定律，则F₂的表现型有　　种。F₂中高芥酸早熟个体的比例为　　，其中纯合子占　　。F₂中杂合的黄花低芥酸早熟个体的比例为　　。