高中生物基因诊断和基因治疗综合题

某种昆虫的雌、雄个体比例为1:1，现有一雄虫的表现型是灰体色、红眼、长翅、蓝粉斑点翅、宽口器，它的基因型如下左图，其中基因H_A与H_B为共显性，且对h均为显性。为了确定这些性状与相关基因之间的定点关系，某同学设计实验如下：
取隐性性状的黑体色、白眼、短翅、无斑点翅、窄口器的雌虫（tthhggeeX^rX^r）与下左图的雄虫进行交配，产卵1000枚，随机发育成熟的有800枚，其子代表现型及数目如下表：（提示：同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换可因基因重组产生比亲本型配子更少的重组型配子，如：只考虑下述左图1和2号染色体的T/t和H_A/H_B基因，发生交叉互换时，可能产生配子种类及数量为：TH_A=tH_B>tH_A=TH_B）

（1）合成蛋白质时，需要多种RNA，这些RNA分子都是以DNA上的       区段中的模板链为模板转录而来的，蛋白质的合成过程中，由          认读mRNA上决定氨基酸种类的遗传密码，选择相应的氨基酸，由对应的tRNA转运，加到延伸中的肽链上。
（2）据上述左图可知，正常情况下，该雄虫产生的精子中，含G基因的精子占        。
（3）据实验结果可判断：控制宽口器的基因是          ；红眼基因最可能是             ；
（4）通过测交方式能进行基因直观定位，因为亲本的一方产生的是隐性配子，因此，子代表现型种类及比例直接反映另一亲本产生的                      ，由此可推断基因之间的关系与位点。
（5）该昆虫另有控制某性状的一对等位基因D.d，基因型dd的个体会在胚胎期死亡。选择基因型为Dd的雌雄个体相互交配得子一代，子一代个体随机交配得子二代。子二代发育成熟的个体中基因D的频率是                  。
（6）若只研究斑点翅类型与口器类型2对性状，请写出上述亲本杂交产生F1代的遗传图解，要求写出配子。
（7）若这类昆虫中与基因HB等位的除了HA.h之外，还有HC，HC与HA.HB之间均为共显性关系。则这种生物关于这类等位基因相关的表现型最多 有_______种。

科学家发现多数抗旱型农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到。
(1)该代谢产物能够使细胞液的渗透压________(填“增大”或“减小”)。
(2)这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能产生的根本原因是______________。
(3)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是________。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过________________实现的。
(4)已知抗旱型(R)和多颗粒(D)属于显性性状，且控制这两种性状的基因位于两对同源染色体上。纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱型少颗粒植株杂交，F₁自交：
①F₂抗旱型多颗粒植株中双杂合子所占比例是__       ______。
②若拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。从理论上讲F₃中旱敏型植株所占比例是____ ____。
③某人用一植株和一旱敏型多颗粒的植株作亲本进行杂交，发现后代出现4种表现型，性状的统计结果显示抗旱∶旱敏＝1∶1，多颗粒∶少颗粒＝3∶1。若只让F₁中抗旱型多颗粒植株相互受粉，F₂的性状分离比是____       ____。
(5)请设计一个快速育种方案，利用抗旱型少颗粒(Rrdd)和旱敏型多颗粒(rrDd)两植物品种作亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱型多颗粒杂交种(RrDd)，用文字简要说明。_____________________________                               _________________

凋亡抑制蛋白与肿瘤的发生、发展有关，科学家利用先天无胸腺的裸鼠，探究凋亡抑制蛋白基因的反义脱氧核苷酸链对肠癌肿瘤的抑制作用。请分析回答下列问题：
(1)人工合成部分序列为“GGCAAC……ACCCAT”反义脱氧核苷酸链，能够与凋亡抑制蛋白基因的___________配对结合，使其分子构象改变，不能与_____________结合，抑制翻译。
(2)为维持培养环境适宜的pH，应将肠癌细胞置于含5％_________________的恒温培养箱中培养。对培养细胞用0．4％台盼蓝染料染色，拒染率>95％，说明绝大部分培养细胞为活细胞，依据的原理是细胞膜具有_________________性。
(3)将拒染的细胞制成细胞悬液，每只实验裸鼠接种等量的单细胞悬液于背部皮下，2周左右成瘤，成瘤率为l00％。成瘤率为l00％的原因是裸鼠无胸腺，失去特异性免疫，对接种的肠癌细胞不易发生______。
(4)将若干只生长状况相同的成瘤裸鼠等分为两组，对皮下瘤体分别注射适量含_________________的生理盐水和等量的生理盐水，检测_____________，计算抑制率，抑制率=(1-治疗组瘤重量／对照组瘤重量)×100％。若抑制率___________，则说明反义脱氧核苷酸链能够明显抑制裸鼠肠癌移植瘤的生长。

根据图甲至图丙遗传信息的传递和表达过程，回答相关问题：

(1)三图中表示脱氧核苷酸长链的字母是___________，不可能发生A-T配对的是图_______。
(2)完成图甲生理过程需要的酶有__________________。
(3)在哺乳动物成熟红细胞、精原细胞、神经元、大肠杆菌中，能发生图乙、丙而不能发生图甲过程的细胞是________________________________________________。
(4)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致图丙过程合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是________________________________________。
(5)若图丙合成的产物由n个氨基酸组成，则指导其合成的mRNA的碱基数大于3n，原因之一是____________________________________________________________。
(6)人体不同组织细胞的相同DNA分子内进行图乙过程的片段______________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是______________________________。

登革热病毒感染蚊子后,可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人,可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法控制病毒的传播。
(1)将S基因转入蚊子体内,使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白,该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子,需要将携带S基因的载体导入蚊子的   细胞。如果转基因成功,在转基因蚊子体内可检测出   、       和   。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB),A、B基因位于非同源染色体上,只有A基因或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配,F₁群体中A基因频率是   ,F₂群体中A基因频率是   。
(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如下图),将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中,群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代   ,原因是                                       。

Ⅰ.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中碱基数	1500	1500
对汞的敏感性	不敏感	敏感
睾丸中表达情况	成熟的精子中表达	初级精母细胞到精细胞中表达

(1)图示的生理过程是________，图中酶甲的名称为________，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有________。
(2)丁的名称是________，它与乙有何不同？_____________________________。
(3)从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因是_________的结果。
(4)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(不考虑起始密码和终止密码所引起的差异)
________________________________________________________________________。
Ⅱ．(9分)下图是细胞融合示意图，请据图回答：

(1)过程①②应使用________________________处理细胞，以去除植物细胞壁。
(2)过程③叫做________________，该过程常用的诱导方法是_______________。
(3)过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是__________。
(4)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________________，该过程先诱导细胞分裂形成______________，再由它分化形成杂种植物幼苗。
(5)若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含_____个染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_______个染色体，若要使杂交后代恢复育性，必须用_________________来处理幼苗。

Ⅰ.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中碱基数	1500	1500
对汞的敏感性	不敏感	敏感
睾丸中表达情况	成熟的精子中表达	初级精母细胞到精细胞中表达

(1)图示的生理过程是________，图中酶甲的名称为________，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有________。
(2)丁的名称是________，它与乙有何不同？_____________________________。
(3)从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因是_________的结果。
(4)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(不考虑起始密码和终止密码所引起的差异)
________________________________________________________________________。
Ⅱ．(9分)下图是细胞融合示意图，请据图回答：

(1)过程①②应使用________________________处理细胞，以去除植物细胞壁。
(2)过程③叫做________________，该过程常用的诱导方法是_______________。
(3)过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是__________。
(4)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________________，该过程先诱导细胞分裂形成______________，再由它分化形成杂种植物幼苗。
(5)若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含_____个染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_______个染色体，若要使杂交后代恢复育性，必须用_________________来处理幼苗。

F图l为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，图2是由真核mRNA制造基因的过程，图3表示细胞内某基因表达过程的部分示意图。已知AUG为起始密码子，UAA为终止密码子，该mRNA控制合成的多肽链为“甲硫氨酸一亮氨酸一苯丙氨酸一丙氨酸一亮氨酸一亮氨酸一异亮氨酸一半胱氨酸”。请据图回答下列问题。

(1)图l中完成过程①需要___________等物质从细胞质进入细胞核。从图中分析，核糖体的分布场所有___________。用a-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a-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。
(2)图2中的DNA的真正含义是该组织细胞的__________（总DNA、部分基因），）完成过程①②必不可少的酶分别是___________和___________。构建基因表达载体最可能使用的载体是__________。由图中可以看出CDNA长度比DNA的长度要________。
(3)由于某种原因导致该mRNA中一个碱基（图3中↓处）缺失，则碱基缺失后的mRNA控制合成的多肽链的氨基酸序列是：甲硫氨酸一亮氨酸一苯丙氨酸—____________

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一。请分析回答下列有关遗传学问题：
（1）某玉米品种2号染色体上的基因队s和M、m各控制一对相对性状，基因S在编码蛋白质时，控制最前端几个氨基酸的DNA序列如下图1所示。已知起始密码子为AUG或GUG。

①基因S发生转录时，作为模板链的是图1中的          链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失，则该处对应的密码子将改变为          。
②某基因型为SsMm的植株自花传粉，后代出现了4种表现型，在此过程中出现的变异的类型属于          ，其原因是在减数分裂过程中发生了          。
（2）玉米的高杆易倒伏（H）对矮秆抗倒伏（h）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上。上图2表示利用品种甲（HHRR）和乙（hhrr）通过三种育种方法（Ⅰ～Ⅲ）培育优良品种（hhRR）的过程。
①利用方法工培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为       ，这种植株由于          ，须经诱导染色体加倍后才能用于生产实践。图2所示的三种方法（Ⅰ～Ⅲ）中，最难获得优良品种（hhRR）的是方法          ，其原因是          。
②用方法Ⅱ培育优良品种时，先将基因型为HhRr的植株自交获得子代（F₂），F₂代植株中自交会发生性状分离的基因型共有         种，这些植株在全部 F₂代中的比例为         。若将F₂代的全部高秆抗病植株去除雄蕊，用F₂代矮秆抗病植株的花粉随机授粉，则杂交所得子代中的纯合矮秆抗病植株占         。

如图甲为发生在生物体细胞中的一系列生理过程示意图，①～⑥表示生理过程或物质，A～E表示细胞结构，图乙为图甲中某生物膜结构放大示意图，图丙表示当影响光合作用的因素Ｘ变化时，光合作用合成量和光照强度的关系，请据图回答下列问题。
                                                                
（1）若甲图所示细胞为原核细胞，则图中不可能发生的过程是            (填序号)。若为果蝇的体细胞，则细胞中合成mRNA的场所有             (填字母)。
（2）甲图中直接决定⑦中氨基酸种类和顺序的是                  。在同一植物体的不同部位的细胞中，⑦的种类不同，根本原因是              。
（3）如果适当增加光照强度，在图乙生物膜上产生速率会增加的物质有          。
（4）如果要提取图乙生物膜上的色素，需要使用的试剂是          ，常利用       法将各种色素分离开来。
（5）图丙中X１、X2、X3的差异是由于         或           影响了光合作用的     阶段所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加为X１，最常采取的简便而有效的措施是　　　　　　　　　。

某种狗的毛色受两对等位基因控制，其中A/a基因在性染色体的非同源区，位置如图1所示，B/b甚因在常染色体上，基因A控制灰色物质的合成，基因B控制黄色物质的合成，aabb个体显白色，其遗传机理如图2所示。图3为这种狗一个家系的毛色遗传系谱图，请回答下列问题：

(1)图1中位于I区段上的基因控制的性状在遗传时______(填“会”或“不会”）出现与性别有关的现象。
(2)2号基因型为      ，6号基因型为       。
(3)3号在与2号交配生出7号时，产生的卵细胞基因型为         。若5号与6号交配，后代8号出现灰色毛的概率为______________。
(4)由图2分析可知，基因与生物性状之间的关系有(答两点):          ，          。

下图表示某植物在红光照射下，叶肉细胞中发生的一系列生化反应(图中的SSU、LSU和LHCP表示三种不同的蛋白质)。

请分析回答：
(1)完成图中的过程①时，碱基间配对的方式有__________________________，此过程既需要________作为原料，还需要与基因启动部位结合的________酶进行催化。由图分析，过程②表示______过程。
(2)若图中的LHCP中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则基因b中供转录用的模板链碱基序列为____________。从图中分析，LHCP合成后转移至________上发挥作用，影响与之相关的光合作用过程的主要环境因素是__________(至少答两点)。
(3)图中的SSU和LSU组装成Rubisco酶，说明Rubisco酶的合成受______________________控制。从其分布位置推断，Rubisco酶与光合作用的________阶段有关。

植物体内的激素与激素受体蛋白结合后即表现出调节代谢的功能。乙烯能促进细胞壁降解酶——纤维素酶的合成，促进细胞衰老和细胞壁的分解，在叶柄基部形成离层（如图甲所示），从而使叶从植物体上脱落。离层区细胞相关的生命活动如图乙所示。请据图回答下列问题：

（1）由题意可知，叶柄基部离层的产生与         （植物激素）有密切关系。由图乙分析乙烯诱导纤维素酶的形成是通过调节基因表达的        过程而实现。DNA和RNA在化学组成上的差异是：组成DNA的五碳糖为脱氧核糖，RNA中特有的碱基是          。该图表明基因控制性状是通过控制                  而实现的。
（2）纤维素酶的合成场所为         ，其基本组成单位的结构通式是         。活性纤维素酶从细胞排出的方式，体现了细胞膜具有              的特点。
（3）进一步的研究表明，叶柄基部离层的形成，还有脱落酸等其他植物激素的参与，这说明             。
（4）机体中很多细胞都会同时接触到某一种激素，为什么它却只引起某一种细胞的特定反应？       。

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

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 7500 个碱基，其中 A 和 U 占碱基总数的 40%。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 有三方面的功能分别是                      。
（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           。

如图表示某动物细胞DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)

（1）反映遗传信息表达的是_________(填字母)过程，b过程所需的酶是____         ___。②加工成熟的场所是____________。
（2）图中含有核糖的是__________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是________________。
（3）该DNA片段应有________个游离的磷酸基，氢键有      个，第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。