高中生物基因诊断和基因治疗综合题

登革热病毒是一种具包膜的RNA病毒（含单链+RNA）。如图甲为登革热病毒结构图，图乙表示该病毒侵染宿主细胞的增殖过程。请据图分析回答问题。

（1）图乙中Fe受体的化学成分是                ，它是细胞膜具有          功能的物质基础。
（2）过程1与+RNA互补配对的是           ，其运载合成肽链的原料。过程2得到的蛋白NS5的名称是              。假定登革热病毒+RNA由1000个核苷酸组成，其中A、U、C、G四种碱基的比例为1：2：3：4，则1次复制完成后，共消耗宿主细胞         个游离的尿嘧啶核糖核苷酸。
（3）图中+RNA的三个生理功能是①                        ；②                             ；
③                             。登革热病毒侵入宿主细胞后，其遗传信息的传递过程可概括为                                                           （用文字和箭头图表示）。
（4）根据图乙，图甲中的包膜来自                               。

金银花是一种耐旱且在一定环境条件下耐旱性可变的植物，为了研究干旱对金银花干旱诱导蛋白基因表达的影响，研究人员做了如下实验：
材料用具：若干抗旱的金银花种子，培养液，一定量的浓度分别为5%、10%、20%（m/v）PEG（无毒性聚乙二醇），石英砂和塑料盒等。
实验步骤：
第一步，选取若干抗旱的金银花种子，消毒、洗净后放入盛有培养液和石英砂的塑料盒中，在室温下培养至金银花幼苗长出3~4叶。
第二步，选取数量相等且长势相同的金银花幼苗分别放入含有等量的5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液继续培养（不考虑培养过程中培养液浓度变化）。
第三步，在第0、1、3、5、7天分别取相同部位、大小相同且数量相等的叶片，洗净、吸干，测量叶片中的可溶性蛋白产生量。实验结果：如图1所示．回答下列问题：

（1）该实验中的自变量是            ，无关变量是                  （至少写两个）。
（2）该实验不直接用干旱程度不同的土壤来做实验，而用含有等量5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液来替代，其目的是                                              。
（3）实验步骤二设计不合理，理由是                                         。
（4）根据实验结果可知，前5天不同浓度的PEG是通过影响      而导致可溶性蛋白产量增加；通过分析发现这些可溶性蛋白中酶类占很大一部分，这体现了基因控制性状的方式之一是：               。
（5）图2表示金银花在干旱环境中，细胞接受一系列外界信号刺激，激活相关基因，进而引起细胞内一系列代谢变化的过程．其中催化过程①的酶是            。与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是：                  。过程②除了需要图中已表示出的条件外，还需要                         （至少写出3项）。一个mRNA上结合多个核糖体的意义是                                       。

登革热病毒是一种具包膜的RNA病毒（含单链+RNA）。如图甲为登革热病毒结构图，图乙表示该病毒侵染宿主细胞的增殖过程。请据图分析回答问题。

（1）图乙中Fe受体的化学成分是                ，它是细胞膜具有          功能的物质基础。
（2）过程1与+RNA互补配对的是           ，其运载合成肽链的原料。过程2得到的蛋白NS5的名称
是              。假定登革热病毒+RNA由1000个核苷酸组成，其中A、U、C、G四种碱基的比例为1：2：3：4，则1次复制完成后，共消耗宿主细胞         个游离的尿嘧啶核糖核苷酸。
（3）图中+RNA的三个生理功能是①                        ；②                             ；
③                             。登革热病毒侵入宿主细胞后，其遗传信息的传递过程可概括为                                                           （用文字和箭头图表示）。

医学上常使用抗生素治疗由细菌所引起的疾病。图中①～⑤分别表示不同抗生素抑制细菌的作用情况，a～c表示遗传信息的传递过程。

(1)①表示______________；④表示________________。
(2)细菌在正常状态下，c过程中遗传信息的传递也会有损失，其原因是__________________________。
(3)人类滥用抗生素往往导致细菌产生耐药性。现代生物进化理论认为，其实质是________________________。
(4)将N个细菌的F用³²P标记后，放在³¹P的培养液中连续分裂m次，含³¹P的细菌有______个。

如图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   法则。过程①发生在有丝分裂的间期和           的间期。
(2)过程②称为   ,催化该过程的酶是   ,其化学本质是   。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 。
(4)苯丙酮尿症的病因是患者体细胞中缺少一种酶,致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变成酪氨酸,而转变成了苯丙酮酸。此实例说明,基因控制性状的方式之一是基因通过控制酶的合成来控制      过程,进而控制生物体的性状。若该酶含有a个氨基酸,则控制此酶合成的基因中至少有   个碱基对。

如图是人体基因对性状控制的过程，据图分析回答：

(1)图中①②过程发生的场所分别是____________和____________。
(2)③过程发生了________，这种变化发生在细胞分裂的________期。
(3)镰刀型细胞贫血症是由常染色体隐性基因引起的，患者幼年时期夭折。现在A、B两地区进行调查，但是B地区流行疟疾。两地区人群中各种基因型的比例如下表：

问：在A地区人群中A的基因频率为________，B地区a的基因频率为________；现代生物进化理论认为：生物进化实质是________，决定两地区基因频率变化方向的是________，________和________产生进化的原材料。

下面甲图中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，乙图示样品  DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。分析回答：

（1）甲图中含有     种核苷酸；丙氨酸的遗传密码子是         。该图表示了DNA中遗传信息的                过程。
（2）有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上，一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。此种贫血症的根本原因是            ，即          发生了改变。
（3）乙图的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处?                      。

金银花是一种耐旱且在一定环境条件下耐旱性可变的植物，为了研究干旱对金银花基因表达的影响，研究人员做了如下实验：
材料用具：若干抗旱的金银花种子，培养液，一定量的浓度分别为5%、10%、20%（m/v）PEG（无毒性聚乙二醇），石英砂和塑料盒等。
实验步骤：
第一步，选取若干抗旱消毒、洗净后放入盛有培养液和石英砂的塑料盒中，在室温下培养至藜幼苗长出3-4叶。
第二步，选取数量相等且长势相同的金银花幼苗分别放入含有等量的5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液继续培养（不考虑培养过程中培养液浓度变化）。
第三步，在第0、1、3、5、7天分别取相同部位、大小相同且数量相等的叶片，洗净、吸干，测量叶片中的可溶性蛋白产生量。
实验结果：如图所示．

回答下列问题：
（1）该实验中的自变量是_________，无关变量是________（至少写两个）
（2）第二步设计不合理，理由是__________________。根据以上信息，第三步测量的指标是___________。
（3）用含有等量5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液来替代不同干旱程度的土壤来做实验，其优点是_________________________________。
（4）根据实验结果可知，前5天不同浓度的PEG是通过影响___________而导致可溶性蛋白产量增加；可溶性蛋白帮助金银花抵抗干旱环境的作用可能是___________，增强植物细胞的吸水能力．
（5）在浓度为20%的PEG条件下，第5天后可溶性蛋白产生量下降，其原因可能是金银花处于高浓度的PEG溶液时间过长，植物体内___________受抑制，影响细胞代谢．

(11分)如图一表示真核生物细胞中染色体（DNA）在细胞核中进行的一些生理活动，图二表示在细胞质中进行的重要生理活动，据图回答下列问题：

（1）图一中过程③发生的时期是_____________________________________________。
（2）图一中②表示了遗传信息的________________过程，图二表示了遗传信息的____________过程。
（3）分析图二可知缬氨酸的密码子是______________，连接甲硫氨酸和赖氨酸、赖氨酸和缬氨酸之间的化学键的结构式是___________________。
（4）现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液里，再加入下列几种有机物：

其中的氮原子已被¹⁵N标记，模拟图二所示的过程，假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。其中实验所用的培养液相当于细胞内的____________________。上述五种化合物中能作为图二过程原料的是_____________（填序号）。若实验中检测到某一多肽含20个¹⁵N，则该多肽最少有_________个肽键。
（5）若图二合成的某蛋白质由M个氨基酸构成，含有N条肽链，其中有Z条是环状肽链，该蛋白质完全水解共需水分子个数为________________________。

（除注明外每空1分，共15分）如图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：

（1）图2方框中所示结构可以相当于图1中的            （填序号），它主要在_________中合成；分析图2中应该包含了                种核苷酸。
（2）图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为___________，进行的主要场所是[   ]______，所需要的原料是_________。
（3）若①所示的分子中有114个碱基，则由它所控制形成多肽过程中脱去水分子数最多为    个，需要的氨基酸种类最多不超过       种。

A．17

B．18

C．19

D．20

（4）如果用³²P作为放射性标记元素，则可标记在图2中的              处。（填序号）图2中的成分彻底水解得到        种产物。
（5）噬菌体内不能完成图2所示过程，原因是                        。

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育出高产油油菜，产油率由原来的35%提高到58%。

（1）酶a与酶b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           。

图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题：

(1)图示甲、乙、丙过程分别表示________________、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在________________及________________中。
(2)生物学中，经常使用³H－TdR(³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)研究甲过程的物质合成情况，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)转录时，与DNA中起点结合的酶是______________。一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，而细胞核中的甲过程在每个起点一般起始________次。
(4)丙过程在核糖体中进行，通过______________上的反密码子来识别mRNA上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上。AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经__________________和__________________加工修饰的结果。

回答下列病毒的遗传学问题：
(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。

①从病毒中分离得到物质A，已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是________过程。
②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。
③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是________。
(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自______________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________。该病毒遗传信息的传递过程为________________。
(3)病毒的遗传物质有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种。如何判断是DNA还是RNA？__________________；如何判断是双链还是单链？____________________________________________________。
(4)如图表示三种病毒合成自身蛋白质和核酸的过程。

①更容易发生突变的是病毒_______，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②7过程需要的原料是________，需要的酶是__________。
③图解中属于翻译过程的是__________________。

遗传性乳光牙患者由于牙本质发育不良导致牙釉质易碎裂，牙齿磨损迅速，乳牙、恒牙均发病，4～5岁乳牙就可以磨损到牙槽，需全拔装假牙，给病人带来终身痛苦。通过对该病基因的遗传定位检查，发现原正常基因第45位原决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变，引起该基因编码的蛋白质合成终止导致患病。已知谷氨酰胺的密码子（CAA、CAG），终止密码（UAA、UAG、UGA）。请分析回答：
（1）正常基因中发生突变的碱基对是                  。
（2）与正常基因控制合成的蛋白质相比，乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量             ，进而使该蛋白质的功能丧失。
（3）现有一乳光牙遗传病家族系谱图（已知控制乳光牙基因用A、a表示）：

①乳光牙是致病基因位于      染色体上的     性遗传病。
②产生乳光牙的根本原因是         ，该家系中③号个体的致病基因是通过      获得的。
③若3号和一正常男性结婚，则生一个正常男孩的可能性是         。

如图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，图乙是一个家族该病的遗传系谱图(控制基因为B与b)，请据图回答：(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)

(1)图中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①_____________；②____________。
(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为________。
(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于________染色体上，属于________性遗传病。
(4)Ⅱ₆基因型是__________，Ⅱ₆和Ⅱ₇婚配后生一患病男孩的概率是__________，要保证Ⅱ₉婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为________________。
(5)镰刀型细胞贫血症是由__________产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于__________。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是____________和________________。