高中生物基因诊断和基因治疗综合题

下图表示某细胞部分结构图，请据图回答：

（1）图1所示的细胞可能是 ▲  细胞 ，②的主要成分是 ▲  
（2）图3中的①结构应该与图1中的[▲ ]相同
（3）图2、图3分别表示 ▲ 和 ▲ 两个生理过程，两图中可能为同一物质的是图2中的[▲  ]与图3中④。
（4）图2中的3为 ▲ ，图3中②为 ▲  ，它正在搬运的氨基酸的密码子为 ▲ 。

基因疫苗是将编码病原体蛋白的基因插到质粒上，然后将之导入人或动物体
内，让其在宿主细胞求表达，诱导机体产生免疫应答。其主要机制如下图：

请据图回答有关问题：
(1) 接种基因疫苗后，目的基因经过         和          指导合成的病原体蛋白将作为             刺激人体，产生初次免疫。
(2) 在初次免疫中，接受①的刺激后细胞②将作出的反应是               ；
细胞⑦的作用是                             。
(3) 细胞③的功能或特性包括                。

A．DNA周期性复制；	B．核孔数量较多；	C．内质网、高尔基体发达；
D．细胞表面有较多突起： E．分泌淋巴因子

(4) 与初次免疫比较，当机体再次接触抗原时免疫的特是         ，这与             （填图中的编号）有关。
(5) 有人在成功接种了H₁N_l疫苗后不久，又患了流感，请给出二种合理的解释。

油菜和大麻是两种重要的经济作物，前者是雌雄同株植物，后者是雌雄异株植物。为了培育优良作物，科学家利用二者进行了以下相关研究。请分析资料回答问题：

资料一 图甲表示油菜体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子内的两条转变途径。其酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。科学家根据这一机制培育出高产油油菜，产油率由原来的35%提高到58%。
资料二 图乙表示大麻的性染色体示意图。图中同源部分（I片断）基因互为等位，非同源部分（Ⅱ₁，Ⅱ₂片断）基因不互为等位。科学家研究发现，大麻种群中雌雄个体均有抗病和不抗病的个体存在，已知抗病性状受显性基因D控制，为伴性遗传。
（1）图甲中酶a与酶b结构上的区别是，构成它们的氨基酸的 ▲ 可能不同，并且二者的空间结构也不同。根据图甲中油脂或氨基酸的合成途径，说明基因可以通过 ▲ 控制代谢过程，从而影响生物性状。
（2）已知基因B某一片断碱基排列如右图。其中α链是转录链，转录出α′链；科学家诱导β链也实现转录，转录出β′链，从而形成双链mRNA。请写出这个双链mRNA的碱基序列 ▲ 。由于该双链mRNA不能与 ▲ 结合，因此不能合成酶b；但细胞能正常合成酶a，所以高产油油菜的油脂产量高。

（3）要想提高氨基酸的产量，除上述方法外，还可采用 ▲ 育种方法，培育出不能合成酶a的植株。
（4）由资料二信息可知，控制大麻的抗病基因不可能位于图乙中的 ▲ 段。假设某物质在两个显性基因共同存在时才能合成，基因G、g位于I片断上，另一对等位基因（E、e）位于一对常染色体上。两个不能合成该物质的亲本杂交，子一代均能合成该物质，子二代中能合成该物质、不能合成该物质的比例为9﹕7，则两个亲本的基因型为 ▲ 、 ▲ 。

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。浙江农科院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_____________________________________________________。
(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? _________________________
______________________________________________________________________。

下图表示细胞内蛋白质合成过程，仔细阅读下图。请据图回答下列问题：

(1) 真核生物细胞核基因的载体是      ，与得出这一结论密切相关的两位主要科学家是                              。
(2) 由图示可知转录是以          为模板合成RNA的过程，合成的RNA都可通过核孔进入细胞质，mRNA和           结合,开始翻译过程。
(3) 翻译过程中的tRNA—端有反密码子，反密码子可与密码子互补配对,碱基互补配对原则是G—C和              。
(4) 翻译的起始密码子是AUG,决定的氨基酸是甲硫氨酸，但是最后合成的具有生物活性的蛋白质开始端的氨基酸并不都是甲硫氨酸，这是因为                     。
(5) 已知形成肽链的氨基酸总数为_n，则相应基因所含碱基总数至少为____个，判断的理由是：                           。
(6) 图中所示四种蛋白质不能由同一个细胞产生，原因是             的结果。

苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸症均为人类遗传病，其中苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢异常造成苯丙氨酸在血液中大量积累，使患者尿液中苯丙酮酸含量远高于正常人。尿黑酸症是由于尿黑酸在人体中积累使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色而得名。
(1)图1是苯丙氨酸代谢途径示意图，根据该图有人认为缺乏酶①会同时患苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸症，你认为正确吗？请说明理由。
  
(2)在人群中控制苯丙酮尿症的基因频率是1.89×10^-3，现有一正常女性其父母正常，其弟是苯丙酮尿症患者，她与一个男性结婚，生育一个患苯丙酮尿症的男孩的几率是　　　　。
(3)图2是一个尿黑酸症家族系谱图，请分析回答相关问题：

①该缺陷基因是　　　　性基因，在　　　　染色体上。
②如果Ⅲ₈同时还患有苯丙酮尿症和白化病，那么Ⅱ₃和Ⅱ₄生一个只患两种病的孩子的几率是　　　　。
③现需要从第Ⅳ代个体中取样(血液、皮肤细胞、毛发等)获得该缺陷基因，请选出提供样本的较合适个体，并分析选与不选的原因。
                                                                   
                                                                  
④若要快速检测正常人群中的个体是否携带该致病基因，可利用该目的基因的分子探针进行检测，这一方法采用　　　　　技术，依据的原理是                     。

分子马达是将ATP水解释放出来的化学能转化为机械能的一类蛋白质，如RNA聚合酶、载体蛋白、肌球蛋白等，在生物体内参与了转录、物质跨膜运输、肌肉收缩等一系列重要的生命活动。
(1) 根据上述材料推断，驱动细胞分裂间期染色体复制的分子马达有           。
(2) 合成分子马达的模板是           ，所需的原料是           ，原料间结合的方式是           。
(3) 上述材料表明，分子马达是通过其           、           、           等功能而参与了生物体的一系列生命活动。
(4) 下列各项生命活动中，不需要分子马达直接参与的是           。

A．叶绿体中水的光解	B．染色体移向细胞两极
C．生长素从顶芽向侧芽运输	D．氧气进入线粒体

下图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答：　　　
（1）科学家克里克提出的中心法则包括图中 ▲ 所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在 ▲ 的间期，B过程需要的原料是，图中需要解旋酶的过程有。
（2）基因突变一般发生在过程中，它可以为生物进化提供。
（3）D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，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 ▲ 。
（4）图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是。图中的不同核糖体最终形成的肽链（填“相同”或“不同”）。

苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸症均为人类遗传病，其中苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢异常造成苯丙酮酸在血液中大量积累，使患者尿液中苯丙酮酸含量远高于正常人。尿黑酸症是由于尿黑酸在人体中积累使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色。
（1）下图是苯丙氨酸代谢途径示意图，某患儿缺乏酶          患上苯丙酮尿症，此病诊断的方法是                                                   。

（2）若酶①是由n个氨基酸、2条肽链组成的，则合成酶①的过程中脱去了       个水分子，合成酶①的场所是                ，酶①基因的碱基数目至少为            。
（3）下图是一个尿黑酸症家族系谱图，请分析回答相关问题：
 
①该缺陷基因是　　　　　　性基因，在　　 　　　　染色体上。
②如果Ⅲ₈同时还患有苯丙酮尿症和白化病，那么Ⅱ₃和Ⅱ₄生一个正常孩子的几率　　　           　　　。
③现需要从第Ⅳ代个体中取样（血液、皮肤细胞、毛发等）获得该缺陷基因，请选出提供样本的较合适的个体为                         ，原因是　　　　　　　　　　　　 
                                                                。

铁蛋白是细胞内储存多余Fe³⁺的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe³⁺、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。Fe³⁺浓度低时，铁调节蛋白质与铁应答元件结合干扰了核糖体与mRNA的结合和移动，从而抑制了翻译的起始；（如下图所示）。据图分析回答下列问题：

（1）图中天冬氨酸的密码子是       ，基因中决定铁蛋白“…—甘—天—色—…”的碱基序列为                
（2）当Fe³⁺浓度高时，铁调节蛋白由于       ，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译。
（3）若指导铁蛋白合成的mRNA的碱基数为N，则铁蛋白       个氨基酸组成。
A．等于3N    B．大于3N    C．等于1/3 N      D．小于1/3 N
（4）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸（密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即      ，该种改变在育种上称为       。

下图是人体内某种抗体的结构示意图，请据图回答：

（1）研究发现环孢霉素A使用可影响该类物质在人体内合成。其机理是环孢霉素A直接阴碍了    细胞的增殖，使得                的分泌量减少，进而影响了该类物质的合成。
（2）若合成该分子的氨基酸共N个，那么合成该分子时共脱掉             个水分子。
（3）通过现代生物工程中的           技术和
        技术可大量生产特异性强、灵敏度高的上述物质。
（4）2009年，在墨西哥产生，造成全球数千万人感染的甲型HlNl流感严重威胁着人类健康，下列关于人体对甲型HlNl流感的免疫过程的说法正确的是             （   ）

A．抗体只能作用于细胞外的流感病毒，而不能作用于细胞内的流感病毒
B．体液免疫通过抗体对流感病毒起防御作用
C．人体可通过效应B细胞和效应T细胞产生抗体抵抗病原体	D．效应T细胞能与靶细胞密切接触，最终导致靶细胞裂解死亡

菠菜属于雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型。实验发现菠菜的性别还受细胞分裂素（主要是根合成）和赤霉素（主要是叶合成）的影响，两种激素保持一定比例时，自然界中雌株和雄株出现的比例基本相同。去掉部分根系时，菠菜会分化为雄株；去掉部分叶片时，菠菜则分化为雌株。请根据队上资料，回答问题：
（1）细胞分裂素的相对含超增高时，菠菜分化为              性植株，而赤霉素相对含培增高时，菠菜分化为另一种性别的植株。造成这种性别分化的根本原因是                                。
（2）若要证明去掉部分根系雄株的性染色体组成情况，可让其与         （自然界中或去掉部分叶片）的雌株杂交，若子代                    ，则该雄株的性染色体组成为XY：若子代                        ，则该雄株的性染色体组成为XX。
（3）菠菜的抗病对不抗病为显性，由核基因控制，如要验证该基因位于X染色体上，应   用自然界中的不抗病雌株和抗病雄株杂交，其子代的表现型应为              。

甲型HIN1流感是由甲型HIN1流感病毒引起的。下图表示甲型HIN1流感病毒在人体细胞中的增殖过程及利用基因工程和细胞工程来制备该病毒的疫苗及抗体的流程。请分析回答：

（1）图中过程②表示遗传信息的             ，过程①形成的RNA与过程③形成的病毒RNA的区别是                。
（2）实现过程④除需要原料、模板、ATP外，还需要   酶的催化。过程⑤构建基因表
达载体必须使用的工具酶有   。
（3）为了检测鸡胚细胞中的目的基因是否转录出mRNA，可用   作为探针进行分子杂
交。
（4）经过程⑥得到的血球凝集素在免疫学上作为   注射入小鼠体内，一段时间后，小鼠体内形成浆细胞的过程属于特异性免疫中的   。过程⑧形成的细胞M的特点是______________________。
（5）图中需进行动物细胞培养的过程是           （填写图中序号）。

果蝇是常用的遗传学实验材料，请分析并回答：
（1）摩尔根利用果蝇群体中出现的一只白眼雄性果蝇，设计了如下表所示的一系列
杂交实验。

①从实验一的结果分析，果蝇眼色的遗传符合孟德尔的       定律。但实验一F₂中眼色的性状表现与       相关联。
②摩尔根由此提出以下假设：控制白眼的基因是隐性基因，且位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。上表中实验___    _和          （结果）对支持其假设起到关键作用。
③实验证明摩尔根的假设是成立的。若用B、b分别表示控制红眼和白眼的基因，则实验一中F₂红眼雌果蝇的基因型是产      ；欲检测实验一中F₁红眼雌果蝇眼色的基因组成，所选用的另一亲本的基因型是          ，表现型是         。
（2）果蝇的正常翅和缺刻翅是一对相对性状，观察缺刻翅果蝇的染色体，如图所示。
果蝇翅形的变异属于染色体变异中的      。这一变异有纯合致死效应，在果蝇的群体中没有发现过缺刻翅的雄性果蝇，由此推断控制该性状基因位于          染色体上。

（3）上述果蝇遗传实验说明，基因与染色体的关系
是                。

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：

（1）DNA分子基本骨架由           交替排列构成，DNA分子的多样性体现在   。
（2）在图中④结构中完成的是       过程，即         。
（3）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           。
（4）通过转基因技术，可以将人胰岛素基因转入大肠杆菌合成人胰岛素。形成重组质粒需要用到的酶有        ，其作用位点是图中的       处（填图中序号）。