高中生物基因诊断和基因治疗综合题

下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。据图回答：

（1）在有丝分裂中期，图1和图2是无法完成的，其理由是               ；比较图1与图2，所需要的条件除模板有所不同之外，     和       也不同；图1过程中碱基配对方式与图2中完全不同的一组是        ；请在图1右边框内用箭头画出该过程的方向。
（2）与图1中A链相比，C链特有的化学组成是              。经分析进行图2的模板DNA中共有腺嘌呤为200个，经过图2过程中共需要3000个腺嘌呤脱氧核苷酸参与，问图2过程进行了     次。
（3）图3所示的是遗传信息传递的规律，被命名为        。图3中可不能在人体正常细胞内发生的过程有                  。(填序号) 完成②过程，需要的酶是                 。烟草花叶病毒通过④⑤来完成自我复制，其RNA的作用是                   。在⑤过程中参与的核酸种类有      种，形成的无机物是       。
（4）图4中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，d过程对应于图3中        过程(填序号)。活化的毒性物质应是一种           分子。

某自然种群的雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物的花色（白色、蓝色和紫色）是由常染色体上的两对独立遗传的等位基因（A和a、B和b）控制，叶形（宽叶和窄叶）由另一对等位基因（D和d）控制，请据图回答。

注：图甲为该植物的花色控制过程。图乙为该植物的性染色体简图，同源部分（图中的Ⅰ片段）基因互为等位，非同源部分（图中的Ⅱ、Ⅲ片段）基因不互为等位。
（1）图甲中的基因是通过控制        的合成来控制代谢过程，从而控制该植物的花色性状。
（2）若基因A发生突变，该植物仍能开蓝花，可能的原因之一是                   
                                       。
（3）该植物白花植株（线粒体中导入了抗病基因）与蓝花植株杂交，F₁全为抗病紫花植株，则父本控制花色的基因型是           ，母本控制花色的基因型是             。用F₁中雌雄植株相互杂交，F₂的花色表现型及其比例为                     
（4）若控制叶形的基因位于图乙中Ⅰ片段，宽叶（D对窄叶（d）为显性，则该基因在雌株和雄株的体细胞中是否均成对存在？                  （填“是”或“否”）。现有宽叶、窄叶雌性植株若干和宽叶雄性植株若干（基因型为X^DY^D、X^DY^d或X^dY^D），请选择亲本，通过一代杂交，培育出可依据叶形区分雌雄的大批幼苗。请用遗传图解说明。

概念图是一种能够比较直观体现概念之间关系的图示方法，请根据所学知识，完成与“生物的遗传物质”相关的概念。

（1）填写有关内容，②—⑤分别表示：
②　　 　　③　　  　　④　　  　　⑤　　 　　
（2）由A、T、C参与构成的①和⑥的基本组成单位共有多少种？　　  　
（3）⑩发生的场所主要为        ；③发生的场所为        。
（4）图中⑨的生理过程叫     ；该过程需在要    作用下才能进行。
（5）从DNA的功能看，图中⑦过程属于DNA的    功能，图中①至③过程属于DNA的    功能。

阅读下列材料，回答相关问题：
材料一 1970年3位生物学家——Temin，Mixufani及Balfmore发现了与原来的中心法则不同的情况。即某些致癌病毒中有一种反转录酶，有了这种酶，RNA就可以作为模板而合成DNA。致癌RNA病毒就依靠这种酶形成DNA，而形成的DNA再以转录的方式产生病毒RNA。这些DNA在寄主细胞中被整合到染色体的DNA中，结果细胞不仅合成自身的蛋白质，还同时合成病毒特异的某些蛋白质，这就造成了细胞的恶性转化。
材料二用链霉素或者青霉素可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译成多肽。
材料三美国科学家普鲁西内尔，揭示了朊病毒的致病机理，荣获了1997年度的诺贝尔生理学奖，朊病毒是人“雅-克病”和牛“疯牛病”的致病源，其化学成分只有蛋白质分子。
（1）材料一解释了________
A．遗传信息由DNA流向RNA的原因     B．遗传信息由DNA流向蛋白质的原因
C．致癌DNA病毒造成恶性转化的原因   D．致癌RNA病毒造成恶性转化的原因
（2）材料一证明了________
A．转录功能      B．逆转录功能        C．翻译功能     D．DNA翻译功能
（3）材料二证明了________
A．遗传信息由RNA流向DNA            B．遗传信息由RNA流向蛋白质
C．遗传信息由DNA流向蛋白质          D．遗传信息由蛋白质流向DNA
（4）材料三证明了________（多选）
A．蛋白质是生命活动的体现者          B．只要有蛋白质就有生命迹象
C．蛋白质是生命的最基本组成物质      D．在没有核酸时，蛋白质起遗传物质作用
E．在寄主细胞中，朊病毒可以复制繁殖
（5）请根据上述材料，在最初中心法则的基础上设计出更为正确的中心法则示意图

（每空1分，共9分）下列左图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，右图是一个家族中该病的遗传系谱图（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__________________。

(4分)回答下列有关遗传病问题：
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尿液中含有尿黑酸，根据下图回答：

(1)导致苯丙酮尿症的直接原因是由于患者的体细胞中缺少＿＿＿＿＿。
(2)若在其他条件均正常的情况下，直接缺少酶③会使人患＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)根据该图有人认为缺少酶①时，一定会同时患苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸症，你认为是否正确，并说明理由：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

科学家已经证明密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
（1）根据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成_______种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有_______种。
（2）第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子：UUU。1959年，科学家M.Nireberg和S.Ochoa用人工合成的只含U的RNA为模板，在一定的条件下合成了只有苯丙氨酸组成的多肽，这里的一定条件应是_________________________。
（3）继上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板，检验一个密
码子是否含有三个碱基。如果密码子是连续翻译的：
①假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由_______种氨基酸组成。
②假如一个密码子中含有三个碱基，则该RNA指导合成的多肽链应由__________种氨基酸组成。

科学家通过探究DNA载体途径的RNA干扰技术抑制端粒酶的活性来抑制肿瘤细胞生长增殖，以寻找一种抑制肿瘤细胞的新途径。
方法思路：
①构建干扰质粒______________（插入针对人端粒酶逆转录酶亚基（hTERT）的mRNA的干扰序列）和对照质粒PSG-CTR（插入不针对人体任何mRNA序列的对照组序列）。
②并将空质粒PSG（不含目的基因）、干扰质粒PSG-AS和对照质粒分别转染肝癌细胞。
③一段时间后观察检测细胞________________________。计算细胞凋亡率，绘制肝癌细胞生长曲线。结果如下图：

请回答：
（1）完成实验步骤中的空格：
①______________________   ②________________________________________。
（2）在构建质粒时，要将质粒导入大肠杆菌细胞并用___________培养基进行筛选鉴定，然后再提取。因此，在构建的表达载体质粒上必须含有________________。
（3）端粒酶可以通过以自身的_________为模板，__________为原料来合成端粒DNA。
（4）分析实验结果，得出实验结论：
______________________________________________________________________。

某双链DNA分子中，作为模板链的部分碱基的排列顺序是：G—C—A—G—T—A—C—C—G—C—G—T—C—A—T。已知某些氨基酸及相应的密码子如下：精氨酸（CGU）、缬氨酸（GUA）、丙氨酸（GCA）、组氨酸（CAU）、脯氨酸（CCG），甘氨酸（GGC）。
（1）写出由给出的DNA链转录形成的信使RNA中的碱基排列顺序：         。
（2）写出由给出的DNA链最终决定形成的多肽中氨基酸种类及排列顺序：     。
（3）写出运载精氨酸的tRNA一端的三个碱基                         。

下图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：

（1）图中所合成肽链的原料是＿＿＿＿。
（2）图中所示属于基因指导蛋白质过程中的＿＿＿＿步骤；该步骤发生的细胞的＿＿＿＿部分。
（3）图中(Ⅱ)是＿＿＿＿。按从左到右的次序写出(Ⅰ)内 mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

图甲是动植物细胞亚显微结构模式图；图乙表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能，其中C、D、E₁、E₂为小分子化合物，F、G、H、I、J均为高分子化合物。请据图回答：

(1)图甲中高等植物细胞内不含有的细胞器有（写数字）     ，光照充足时，该细胞内［⑩］产生的气体的去向是                             。下列对⑥、⑩两种细胞器共性的叙述中，正确的有           。
①都有双层膜和基质   ②所含酶的功能都相同    ③都与能量转换有关
④都含有DNA    ⑤代谢过程中都有［H］产生   ⑥都普遍存在于所有真核细胞中。
(2)若将B细胞诱导成愈伤组织，则培养基中除加入水、无机盐和糖类外，还需加入           。若将该细胞制成原生质体，则需用          　   酶处理。
(3)图乙中控制生物性状的物质是（写字母）          ， E₁与E₂的区别是____________        
      ____                                     。
(4)美国某研究小组最新发现当抑癌基因邻近的基因合成了反义RNA，该反义RNA可以与抑癌基因转录形成的    　　 形成杂交分子，从而阻断抑癌基因的         　　  ，使细胞发生癌变。

在牧草中，白花三叶草有叶片内含氰（HCN）的和不含氯的两个品种。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物（HCN）是经过下列生化途径产生的：

（1）现有两个不产氰的稳定遗传的亲本杂交，获F₁自交，在F₂中会出现产氰和不产氰两个品种，则亲本的基因型是____________________________和__________________，F₂中不产氰和产氰的理论比是________________________。
（2）在不产氰叶片提取液中分别加入中间物质或酶2，有可能在提取液中得到氰（可用一定方法检测），根据此原理可以设计实验来推断F₂中不产氰的植株基因型。下面是某位同学写出的有关设计思路及对F₂中不产氰的植株基因型的推论过程。请根据已给出的内容来补充全面。
第一步：取待检植株的叶片制成提取液，分为A、B两组。
第二步：先在A组提取液中加入中间物质，检测有无氰生成。若有氰生成，则基因型为____________。
第三步：若无氰生成，向B组提取液中加人____________。至此，若有氰生成，则基因型为____________；若无氰生成，则基因型为____________。

据图回答下列问题：

（1）甲图中，A、a和B、b两对等位基因在遗传中遵循孟德尔的________________定律，该生物自交后代产生基因型为AaBb后代的概率是________________。
（2）乙图中要鉴定8号个体是否是1号的后代需要比较8与_____号个体_____染色体上的DNA序列。
（3）丙图所示可能为______过程，图中涉及的核苷酸有___种；该过程主要发生在_________。
（4）丁图可以表示____________________分裂过程中的每条染色体上DNA的相关变化。

遗传的中心法则表示生物界遗传信息流动的方向，体现了蛋白质和核酸之间的相互关系。下图为细胞中遗传信息流动的方向示意图（a、b、．c表示过程）。

据图回答下列问题：
（1）a过程是在动物细胞的               中完成的，c过程是在动物细胞的   中完成的。细胞色素C是细胞中与有氧呼吸密切相关的蛋白质。蓝细菌与青霉菌相比，控制合成细胞色素C的基因，前者所含的碱基对比后者的数量               。
（2）ATP在b过程中，既为b过程          ，又是b过程所需要的        。
（3）人体的B淋巴细胞能够合成抗体，胰岛B细胞能够合成胰岛素，这种差异主要是
与          （填字母）过程有差异有关。因此，两种细胞在形态结构和功能上的不同，其根本原因是                 的结果。
（4）核酸、蛋白质、多糖都是细胞中的高分子化合物。多糖的合成与核酸，蛋白质的合成不同，最大的区别是多糖的合成不需要          。

(7分)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。

比较项目	AQP7	AQP8
多肽链数	1	1
氨基酸数	269	263
mRNA	1500	1500
对汞的敏感性	对汞不敏感	对汞敏感
睾丸中表达情况	成熟的精子细胞中表达	初级精母细胞到精子细胞中表达

请分析回答下列问题：
（1）图示的生理过程是    ，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有          。 
（2）丁与乙有何不同?                                                。
（3）从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因之一是         的结果。
（4）控制AQP7的基因中碱基的数目为         个。
（5）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)   。
（6）大白鼠汞中毒后，对初级精母细胞和精子的影响，哪一个更大些?              。