高中生物基因诊断和基因治疗综合题

如图表示以DNA为模板转录RNA的过程图解。图中4、5表示两种功能不同的酶，请据图分析回答下列问题：

（1）在玉米的叶肉细胞中，能够进行该过程的细胞结构有________、_______、_______。
（2）转录过程中，DNA首先在 [ 5 ]____的催化作用下，将DNA分子中碱基对内的___________断开，该过程称为___________。
（3）然后在[ 4 ]__________的催化作用下，以其中的甲链为模板，以[ 3 ] _________________为原料，由________提供能量，按照_________________原则，合成出[ 2 ] __________。
（4）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过________进入到细胞质中，与__________结合在一起指导蛋白质的生物合成。

完成概念图：填出6个字母代表的含义
ABC
DEF

1990年，曾有科学家给矮牵牛花插入一种催生红色素的基因，希望能够让花朵更鲜艳。但意想不到的事发生了：矮牵牛花完全褪色，花瓣变成了白色！科学界对此感到极度困惑。类似的谜团，直到获2006年诺贝尔生理学或医学奖的美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛发现RNA干扰机制才得到科学的解释。
（1）矮牵牛花RNA的载体有______、________等细胞器。
（2）RNAi使基因处于关闭状态，使遗传信息传递中的_______过程受阻，最终遗传信息不能表达出来。
（3）法尔和梅洛的研究让人们认识到，RNA作用不可小视，它可以使特定基因开启、关闭、更活跃或更不活跃，从而影响生物的体型和发育等。科学家取出蛙肠上皮细胞的细胞核移入蛙的去核的卵细胞内，重组细胞发育为蛙。该实验中卵细胞的细胞质所起的作用是什么？__________________________________________。

请阅读以下材料回答相关问题：
2001年初，人类遗传密码基本被破译，全球振奋。基因技术的发展将人类生命科学带到了新的高度。利用基因疗法可大大改善老年人和肌肉萎缩症患者的生活质量。然而，一些运动员和教练员也将目光投向了这项科技。作弊者将能提高身体素质的基因植入体内，借助基因疗法进行不公平的竞赛，基因的兴奋剂由此诞生了。比如说EPO（促红细胞生成素）是一种传统的兴奋剂，这种兴奋剂可增加血液中红细胞含量，从而提高运动成绩，许多运动员因冒险服用而遭禁赛。若借助于基因治疗手段，将这种兴奋剂的基因注入人体，在身体里形成一个局部的荷尔蒙制造基地，那么传统的尿样和血样检测都无法查出。但新基因产生的物质对人的影响还无法预测。
（1）有关基因兴奋剂的说法，错误的是
A．运动员注入的能改善运动员各种运动能力和耐力的基因称为基因兴奋剂
B．EPO（促红细胞生成素）可增加血液中红细胞含量，提高运输氧气的能力，从而提高运动成绩
C．通过DNA 检测，可以查出运动员体内是否加入了基因兴奋剂
D．基因兴奋剂引起的变异属于可遗传变异，产生的物质对人体无副作用
（2）基因兴奋剂通过控制蛋白质的合成来控制人的各种性状。基因控制人体有关蛋白质的合成过程包括两个阶段。参与该过程的核酸共含有种核苷酸。
（3）科学家发现了一种AGTN3的基因，其等位基因R能提高运动员的短跑成绩，其另一等位基因E则能提高运动员的长跑成绩。基因AGTN3变成基因R或E，该现象发生的本质原因是DNA分子内部发生了。
（4）随着转基因技术的提高，在2008年北京奥运会上可能会出现使用基因兴奋剂这种最隐蔽的作弊行为。注入的基因存在于运动员的
A．血液中 B．肌肉中 C．心脏中D．小脑中
（5）谈谈你对基因兴奋剂的看法并说明理由。

如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答：

(1)a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是过程；d试管内模拟的是过程。
(2)b、c两试管内的产物都是，但b试管内模拟的是过程；c试管内模
拟的是过程；b试管的产物中最多含有个碱基，有个密码子。
(3)d试管中加入的酶比a试管加入的酶多了。

下图表示碳在无机环境和生物群落之间循环的示意图，请根据图回答：

d

（1）若图中的X表示淀粉酶，则e过程必须经过_________________两个阶段才能合成X。若图中的X表示人体胃蛋白酶，则在人体消化道内参与d过程的消化液有_____种。

（2）如果某植物是C₄植物，若用 ¹⁴C标记CO₂分子，则¹⁴C 在光合作用过程中，将依次出现在（化合物）_________________。
（3）如果图中g过程是不可逆的，则发生在哺乳动物的_________器官中，_________激素可促进这一过程 。
（4）如果在人体内，通过h过程合成的氨基酸属于_________。
（5）在生态系统中，能够完成c过程的成分是_________，其中_________的增加能够有效地缓解温室效应。

请回答下列问题：
（1）酪氨酸酶的合成是受基因控制的，当基因型为aa时表现为白化，而基因型为Aa（杂合体）的个体却表型正常。试分析杂合体表现正常的原因：_________________________________________________________________________________________________________。
（2）控制肤色、毛发正常的遗传信息储存在细胞的_______________中（要求答细胞结构）。请模拟中心法则的表述形式写出肤色正常这一性状的表达过程_____________________________________________

图是细胞内蛋白质合成的示意图，请回答：

（1）在结构A上合成物质C的过程中，如果需要色氨酸和丙氨酸，两者来源有所不同，能通过氨基转换作用产生的是_________。
（2）C、D代表由细胞内有关结构合成的物质。其中下列物质中属于D类物质的是_________。
A.呼吸酶 B.线粒体膜的组成蛋白
C.胰岛素 D.血红蛋白
（3）在A结构上发生的是_________过程，其中以mRNA为模板，以_________为运输工具，将合成物质C、D的原料运送到结构A上通过_________（方式）连接起来。
（4）蛋白质在体内不但有生成，还有降解，保持一个平衡的过程，以保证生理活动的顺利进行。2004年的诺贝尔化学奖授予了以色列和美国的三位科学家，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。泛素是一个含有76个氨基酸的多肽，可以以共价键与蛋白质结合。被泛素标记的蛋白质在体内多种酶的作用下被降解，这一过程依赖ATP。请回答下列问题：
①控制泛素合成的基因至少有_________个碱基对，转录后的mRNA由核进入细胞质内经过了_________层磷脂分子。
②人体内不需能量的蛋白质降解过程发生在消化道以及细胞内被称为“消化系统”的_________（填一种细胞器）中。发生在消化道中的蛋白质降解过程所需的酶有_________________。

根据下图回答问题：

（1）此图表示的规律在遗传学上称为；
（2）用图中标号表示人体遗传信息的传递过程；
（3）图中④的生理过程是，此过程要在的催化下才能完成；
（4）若图中基因控制豌豆圆粒和皱粒，显性纯合子和杂合子豌豆由于有一个正常基因A，能表达合成一种蛋白质，因而表现为圆粒，而隐性纯合子不能合成该蛋白质，因而表现皱粒，可见基因控制性状的原理是。

如图表示DNA（基因）控制蛋白质合成的过程，分析回答：

（1）图中标出的碱基符号，包括了_____种核苷酸。
（2）DNA双链中，_______链为转录链；遗传信息存在于_____链上，密码子存在于_______链上。
（3）如合成胰岛素，共含有51个氨基酸，控制合成的基因上，至少含有_____个脱氧核苷酸。

分析以下图解，回答下列问题：

(1)图中A表示__________，B表示__________，G表示__________。
(2)C有__________种，名称分别为____________________。
(3)图中D和E的关系是_____________________。
(4)1个H含有__________个F。
(5)__________排列顺序代表着遗传信息(用字母表示)。
(6)E在H上呈__________，是__________的F片段，每个F上有许多个__________。
(7)生物的性状遗传主要是通过F上的__________传递给后代的，实际上是通过__________排列顺序来传递的。

某科学家在研究甲、乙、丙三只果蝇的两对相对性状的遗传过程中，发现其基因组成是：甲为EFf、乙为EeFF、丙为eFf。请分析回答：
(1)位于常染色体上的等位基因是___________。
(2)位于性染色体上的等位基因是___________。
(3)雄性个体是__________。
(4)减数分裂时，甲、乙形成的配子种类分别是__________种和__________种。

以下是人体内苯丙氨酸的代谢途径概念图，请认真读图后回答下列问题：


(1)控制(填序号)的基因缺失会使人患白化病。
(2)人类有一种单基因遗传病叫苯丙酮尿症，头发枯黄、尿液中有大量苯丙酮酸，造成这种疾病的原因是图中(填序号)异常造成的。
(3)从图中可以看出，酶④是在细胞的中发挥作用的。从人体内苯丙氨酸的代谢途径可以看出基因是通过控制而控制遗传性状。
(4)大肠杆菌中的一种叫做EcoRI的限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。假如用限制酶EcoRI处理以下的DNA序列片段，请先写出下面DNA的互补链，然后在图的右边画出限制酶EcoRI处理后的黏性末端。
G　A　T　T　G　G　C　C　T　T　A　A　G　C　T　C　G　A
(5)治疗糖尿病的特效药是，其生产可以运用基因工程的技术，将人的基因“嫁接”到细菌上，人的基因能“嫁接”到细菌的DNA上，是因为。
填写基因工程操作的常规方法流程图。
(6)若利用工程菌生产胰岛素，则影响其产量的主要生态因素有。
(7)在基因的表达过程中，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象叫做密码的兼并。
你认为密码的兼并对生物的遗传有什么意义?

苏云金芽孢杆菌是一种对昆虫有致病作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。下图表示获得了苏云金芽孢杆菌抗虫基因(X基因)的植物细胞中发生的部分生化过程。

请据图完成下列问题
(1)A中正在发生的过程是，它与B中正在进行的过程共同完成了.
(2)植物细胞获得X基因后，能产出使昆虫致病的晶体蛋白，这是由于.
(3)如果利用①信使RNA人工合成X基因，获得基因的步骤是.

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。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，检验一个密码子所含有的碱基数目(为2或3或4)：
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。
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，并间隔排列。
(3)若环境条件都是适宜的，请从翻译过程考虑，上述实验在什么情况下才能成功?
(4)有人设想，在已知信使RNA翻译的起始位点处，用插入核糖核苷酸的方法，也能解决密码子中碱基数目的问题，你认为可行吗?如果可行，怎样判断一个密码子含有几个碱基?