高中生物基因诊断和基因治疗综合题

在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内含氰(HCN)的和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经下列生化途径产生的：

 
基因D决定产氰糖苷酶的合成，d无此功能；基因H决定氰酸酶的合成，h无此功能。现已两个不产氰的品种杂交，F₁全部产氰，F₁自交得F₂，F₂中有产氰的，也有不产氰的。将F₂各表现型的叶片的提取液作实验，实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录于下表：

叶片	表现型	提取液	提取液中加入含氰糖苷	提取液中加入氰酸酶
叶片Ⅰ	产氰	含氰	产氰	产氰
叶片Ⅱ	不产氰	不含氰	不产氰	产氰
叶片Ⅲ	不产氰	不含氰	产氰	不产氰
叶片Ⅳ	不产氰	不含氰	不产氰	不产氰

(1)根据题意，F₁植株叶片中全部含氰，推测其可能的基因型是________________。
(2)叶片Ⅱ不含氰，在其提取液中只加入含氰糖苷不产氰，而只需加入氰酸酶就能产氰，说明其叶肉细胞中缺___________酶，不缺____________酶，其可能的基因型是_______________;同理推知叶片Ⅲ可能的基因型是_______________。
(3)叶片Ⅳ不含氰，在其提取液中只加入含氰糖苷不产氰，只加入氰酸酶也不产氰，说明其叶肉细胞中缺_____________  ；其基因型是____________；如果在其提取液中同时加入含氰糖苷和氰酸酶，是否能产氰？      。
(4)根据上述分析，两个不产氰的品种的基因型____；在其F₂代中产氰和不产氰的理论比例为__________。

某噬菌体基因的部分碱基序列如下图所示，该片段所编码的氨基酸序列为“…甲硫氨酸--组氨酸--缬氨酸--异亮氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG)。
1961年，克里克等科学家用噬菌体做了如下实验：用诱变剂处理噬菌体的核酸。如果在上述片段的某两个相邻碱基对中间插入了一个碱基对，使得密码子顺序“…AUGCAUGUUAUU…”变成“…AUGCCAUGUUAU…”，得到的肽链就会除第一个氨基酸外全部错位。如果再减去一个碱基对，则使密码子顺序中的“UGU”后面减去一个“U”，变成“…AUGCCAUGUAUU…”，结果合成的肽链只有两个氨基酸与原来的不一样。
根据以上信息回答：
（1）含有上述密码子顺序的分子是___________，它是以上述基因的________链为模板合成的，此合成过程称为___________。
（2）科学家的实验中，在核苷酸链中插入或减去了“碱基对”，这种改变导致的变异属于__________；通常情况下，噬菌体发生这种变异的场所最可能是__________。
（3）克里克等科学家的实验证明了一个密码子是由           构成的。
（4）噬菌体是遗传学研究中常用的实验材料。如果科学家先在含有放射性同位素³⁵S培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养含³²P标记的噬菌体，则子代噬菌体中可能检测到放射性标记的物质是___________。

1918年，发生了世界范围的大流感，当年死亡人数约4000万。现在已从1918年大流感受害者的组织样本中提取了该流感病毒RNA，并经实验分析确定其由8个基因组成，碱基总数为a，其中G的数量为B．据此推测：

（1）该病毒的基因控制合成的蛋白质最可能有          种。
（2）根据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有
        。
（3）抗体是由        分泌的，参与的细胞器有                      20世纪30年代，科学家们发现1918年大流感幸存者体内存在完全可以阻断猪流感病毒毒力的抗体，而1918年后出生的人体内却没有这种抗体。这表明
       。
（4）若我们接种了用该种流感病毒研制的疫苗，是否就可以预防现今的流行性感冒？为什么？

下图是蛋白质合成示意图，根据图回答下列问题：

(1)写出图中下列编号对应物质的名称：②               ，④            。
(2)合成④和⑤的基本原料分别是                  和              。
(3)①中某个碱基对发生改变，则⑤中基本单位的序列             (一定/一定不/不一定）改变。从翻译过程来看，原因是                                         。

有三种人—鼠杂交的细胞系X、Y、Z，每一种细胞系有几条人的染色体携带的特征酶编码基因。请根据表中所列结果判断这三种特征酶的编码基因分别位于哪些染色体上，并填入后面的表格中。

人—鼠 基因	细 胞  系
X	Y	Z
染 色 体	3	-	+	-
7	-	+	+
9	-	-	+
11	+	+	-
15	+	-	-
18	+	+	+
20	+	-	+
酶	谷胱苷肽还原酶	+	+	-
苹果酸脱氢酶	+	-	-
半乳糖激酶	-	+	+

有一种菊科植物可以用“分根”的方法进行营养繁殖。这种植物生长在背阴地的叶形较大而且全缘，在向阳地生长的则叶形较小且叶缘呈缺刻状。这种差异是基因起决定作用还是环境因素所致?为此，请你完成下面的实验设计，并预测结果，得出相应结论。
（1）实验设计：
①春天，从向阳地（或背阴地）生长的植株中选择若干幼芽生长状况符合要求的植株。
②分根处理后，将其从________________移栽到____________。
③移栽后，待芽萌发，枝叶展开后____________。
收集实验数据，并与________________植株的叶为对照。
④整理数据，总结实验结果。（请写出下表中首行空格和首列空格）

观测对象	原地植株（阳）	原地植株（阴）
叶缘形态

 
（2）预测结果，得出相应结论。
预测1：__________________________________________________________。
结论是____________________________________________________________。
预测2：__________________________________________________________。
结论是____________________________________________________________。
预测3：__________________________________________________________。
结论是____________________________________________________________。

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。浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培养出高产油菜，产油率由原来的35％提高到58％。
       
图甲                                       图乙
（1）酶a与酶b在结构上的区别是_______________________________________________
___________________________________________________________________________。
（2）图乙表示基因B，基因B的表达过程包括_____________________________________
___________________________________________________________________________。
（3）在基因B中，α链是转录链，转录出α′链，陈教授及助手诱导β链也能转录，转录出β′链，从而形成双链mRNA，那么这双链mRNA的组成链是______________________。
（4）为什么基因B转录出双链mRNA就能提高油脂产量?___________________________
___________________________________________________________________________。
（5）如果基因A的转录链为β，其互补链为α，想要提高氨基酸的产量，基本思路是_____
___________________________________________________________________________。

根据下图回答问题：
       
图甲                              图乙
（1）图甲中含有_________种核苷酸，缬氨酸的遗传密码子是_________，该图表示了DNA中遗传信息的_________过程。
（2）连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是______________。
（3）某遗传病是该蛋白质分子的多肽链上，一个赖氨酸被一个天冬酰胺（密码子是AAU、AAC）所替代造成的。此种遗传病的根本原因是_________，即_________发生了改变。
（4）若用DNA分子做探针来诊断该遗传病，所利用的原理是______________________。
（5）若通过“PCR”技术得到31个乙图中的DNA片段，则至少要向试管中加入______________个腺嘌呤脱氧核苷酸。

中心法则揭示了生物遗传信息由向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。

（1）所表示的四个过程依次分别是、、和。
（2）需要和核糖体同时参与的过程是（用图中的字母回答）。
（3）过程发生在真核细胞分裂的期。
（4）在真核细胞中，两个过程发生的主要场所是。
（5）能特异性识别信使上密码子的分子是，后者所携带的分子是。
（6）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述）：
①；②。

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。

⑴完成过程①需要＿＿＿＿＿等物质从细胞质进入细胞核。
⑵从图中分析，核糖体的分布场所有＿＿＿。
⑶已知溴化乙啶、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。
⑷用α一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一鹅膏蕈碱抑制的过程是＿＿(序号)，线粒体功能＿＿ (会或不会)受到影响。

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，发现线粒体中聚合酶均保持很高活性。由此可推测该聚合酶由中的基因指导合成。
（4）用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中含量显著减少，那么推测一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。

在A、B、C、D四支试管内都加入一定量的水和ATP，都加入若干种酶，另外(    )
A.加入DNA，脱氧核苷酸                   B.加入RNA，脱氧核苷酸
C.加入DNA，核糖核苷酸                   D.加入RNA，核糖核苷酸
请根据实验结果回答：
（1）据分析，A、B内产物相同，但A管内是_________过程；B管内是_________过程。
（2）据分析，C、D管内产物相同，但C管内是_________过程；D管内是_________过程。
（3）加入C管内DNA有60对碱基，那么，C管内产物中最多含有_________个碱基，相当于遗传密码_________个。
（4）B与A相比，必须有_________酶。

根据下图回答有关问题：

（1）正在进行的过程从生物学角度来看是           的过程，又称为         。
（2）碱基①②③分别为           。
（3）若R链上有600个碱基，由它控制合成蛋白质的过程中，理论上最多需要有                   
种转运RNA参与运输氨基酸。
（4）若已知R链中A+G/T+C的值为0.8,Y链中的A+G/T+C的值为              ,R、Y链中构成的DNA分子中A+T/G+C的值应为       。

根据图回答问题：

(1)该图中，A表示             ，B表示             。
(2)该图所示化合物的名称是                ；该化合物含有个肽键。
(3)该化合物由          个氨基酸分子失去个水分子而形成，这种反应叫   反应；合成此肽链的细胞器是                 。
(4)该图中所示的氨基酸种类不同，是由图中            决定的。
(5)如果图中氨基酸的平均相对分子质量为180，则该化合物的相对分子质量是         。脱氧核苷酸的平均相对分子质量为300，那么，合成该多肽化合物的基因（不考虑起始密码和终止密码）的相对分子质量约为                。

小鼠基因敲除技术获得2007年诺贝尔奖，该技术采用基因工程、细胞工程、杂交等手段使小鼠体内的某一基因失去功能，以研究基因在生物个体发育和病理过程中的作用。例如现有基因型为的小鼠，要敲除基因，可先用体外合成的突变基因取代正常基因，使细胞改变为细胞，最终培育成为基因敲除小鼠。
（1）基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组质粒上的检测。如果被敲除的是小鼠抑癌基因，则可能导致细胞内的被激活，使小鼠细胞发生癌变。
（2）通过基因敲除，得到一只小鼠。假设棕毛基因、白毛基因、褐齿基因和黄齿基因均位于常染色体上，现要得到白毛黄齿新类型小鼠，用来与小鼠杂交的纯合亲本的基因型是，杂交子代的基因型是。让代中双杂合基因型的雌雄小鼠相互交配，子代中带有基因个体的概率是。不带B基因个体的概率是。
（3）在上述代中只考虑齿色这对性状，假设这对性状的遗传属染色体伴性遗传，则表现黄齿个体的性别是，这一代中具有这种性别的个体基因是。