27.(12分)[2015·廣東佛山質(zhì)檢]下圖表示細(xì)胞中出現(xiàn)的異常mRNA被SURF復(fù)合物識別而發(fā)生降解的過程。該過程被稱為NMD作用,能阻止有害異常蛋白的表達(dá)。NMD作用常見于人類遺傳病中,如我國南方地區(qū)高發(fā)的β—地中海貧血癥。(AUG、UAG分別為起始和終止密碼子)( )
(1)圖中異常mRNA與正常mRNA長度相同,推測終止密碼子提前出現(xiàn)的原因是發(fā)生了基因中的________。由此說明,基因通過________而控制性狀。
(2)異常mRNA來自于突變基因的________,其降解產(chǎn)物為________。如果異常mRNA不發(fā)生降解,細(xì)胞內(nèi)就會產(chǎn)生肽鏈較________的異常蛋白。
(3)常染色體上的正常β珠蛋白基因(A+)既有顯性突變(A),又有隱性突變(a),兩者均可導(dǎo)致β地中海貧血癥。據(jù)下表分析:
基因型 aa A+A A+a 表現(xiàn)型 重度貧血 中度貧血 輕度貧血 原因
分析 能否發(fā)生NMD作用 能 ②______ 能 β-珠蛋白合成情況 ①______ 合成少量 合成少量
③除表中所列外,貧血患者的基因型還有______________________。
解析:(1)基因突變是DNA中堿基對的增添、缺失或替換而引起基因結(jié)構(gòu)的改變,若是由堿基對增添、缺失引起的基因突變,轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與正常mRNA的長度不同,圖中異常mRNA與正常mRNA長度相同,推測終止密碼子提前出現(xiàn)的原因是發(fā)生了基因中的堿基對替換;分析題干信息可知,該實(shí)例說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。(2)突變后的異常基因通過轉(zhuǎn)錄過程形成異常mRNA,mRNA的基本組成單位是核糖核苷酸,因此mRNA降解產(chǎn)物是核糖核苷酸;分析題圖可知,異常mRNA中間出現(xiàn)了終止密碼子,因此如果異常mRNA不發(fā)生降解,細(xì)胞內(nèi)翻譯過程會產(chǎn)生肽鏈較短的異常蛋白質(zhì)。(3)①分析表格中的信息可知,基因型為A+A和A+a分別患重度貧血和輕度貧血,合成的β珠蛋白少,基因型為aa的個體,重度貧血,因此不能合成β珠蛋白;②基因型為aa和A+a的個體都能發(fā)生NMD作用,基因型為A+A的個體不含有a基因,因此不能發(fā)生NMD作用;③由題意可知,顯性突變(A)和隱性突變(a),均可導(dǎo)致β-地中海貧血癥,因此除表中所列外,貧血患者的基因型還有AA、Aa。
答案: (1)堿基替換 控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)
(2)轉(zhuǎn)錄 (核糖)核苷酸 短
(3)①無合成、诓荒堋、跘A、Aa
28.(12分)[2015·浙江余姚模擬]遺傳學(xué)上,將同源染色體中有一個是易位染色體的生物個體稱為易位雜合體,將同源染色體都含有相同易位片段的生物個體稱為“易位純合體”。下圖甲、乙分別代表某種植物兩個不同個體細(xì)胞的部分染色體與基因組成,其中高莖(A)對矮莖(a)顯性,卷葉(B)對直葉(b)顯性,紅花(C)對白花(c)顯性,請回答:
(1)從染色體組成看,兩植株中,正常的植株是________植株,從變異來源看,另一植株發(fā)生了何種變異?___________________________________________________________。
(2)若該種植物的配子失去圖示三種基因中的任意一種,都會導(dǎo)致配子死亡。(不考慮同源染色體的交叉互換)
、僦仓暌易越缓蟠幸孜患兒象w占________。
②為了區(qū)分某高莖卷葉紅花植株是甲類型還是乙類型,工作人員選擇若干未發(fā)生染色體易位的矮莖直葉白花植株對其進(jìn)行測交。
預(yù)期結(jié)果與結(jié)論:
測交后代有4種表現(xiàn)型,則該高莖卷葉紅花植株是甲類型;
若____________________________,則該高莖卷葉紅花植株是乙類型。
寫出被測植株為乙類型時的遺傳圖解。
(3)擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗蟲植株。通常將抗蟲基因和農(nóng)桿菌的Ti 質(zhì)粒連接,形成________,再轉(zhuǎn)移到該植株的培養(yǎng)細(xì)胞中,然后常根據(jù)質(zhì)粒上的________進(jìn)行篩選,再通過植物________獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株。
解析:(1)等位基因位于同源染色體的相同位置,因此甲植株為正常植株。從圖乙可知,細(xì)胞中B和a互換了,是非同源染色體交叉互換,從變異來源看,另一植株發(fā)生了染色體畸變(染色體結(jié)構(gòu)變異/染色體易位)。(2)①乙植株發(fā)生了染色體的易位,產(chǎn)生的配子有AbC、Aac、BbC、aBc,其中Aac、BbC配子致死,因此乙植株只能產(chǎn)生兩種比例相等的配子:AbC、aBc,植株乙自交后代中易位純合體aaBBcc占1/2×1/2=1/4。②為了區(qū)分某高莖卷葉紅花植株是甲類型還是乙類型,工作人員選擇若干未發(fā)生染色體易位的矮莖直葉白花植株對其進(jìn)行測交。若測交后代有4種表現(xiàn)型,則該高莖卷葉紅花植株是甲類型;若測交后代只有2種表現(xiàn)型,則該高莖卷葉紅花植株是乙類型。被測植株為乙類型時的遺傳圖解具體情況如下圖:
(3)抗蟲基因和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒連接,形成重組DNA分子或重組質(zhì)粒。由于質(zhì)粒上的標(biāo)記基因(抗生素抗性基因),可以篩選出含有重組DNA分子細(xì)胞,再通過植物組織離體培養(yǎng)后,可獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株。
答案:(1)甲 染色體畸變(染色體結(jié)構(gòu)變異/染色體易位)
(2)①1/4、跍y交后代只有2種表現(xiàn)型
遺傳圖解
(3)重組DNA分子 標(biāo)記基因(抗生素抗性基因) 組織培養(yǎng)
29.(8分)[2015·湖北孝感統(tǒng)練]科學(xué)家在研究北美兩種不同物種果蠅(種1與種2)的進(jìn)化過程時發(fā)現(xiàn):①在百萬年之前,北美大陸只有一種果蠅,其基因型為aabbccDDeeff,隨后不同區(qū)域的果蠅出現(xiàn)了不同的基因型(見下圖)。②當(dāng)基因A與B同時出現(xiàn)在個體中會發(fā)生胚胎早亡;同樣,基因C與D或E與F同時出現(xiàn)也會發(fā)生胚胎早亡。
(1)甲地所有的果蠅可被稱為________。
(2)北美大陸不同區(qū)域在階段Ⅰ出現(xiàn)了基因結(jié)構(gòu)的差異,這種變化說明基因突變具有________的特點(diǎn)。
(3)果蠅最多只能飛躍鄰近兩地的距離。對歷史階段Ⅰ而言,甲地與乙地果蠅之間差異的最高級別屬于________(物種、個體、基因)之間的差異。判斷的理由是_________________。
(4)北美大陸在階段Ⅱ時,一些地區(qū)的果蠅類型消失,其消失的原因可能有________(多選)。
A.某些類型的果蠅不適應(yīng)逐漸改變的環(huán)境
B.環(huán)境導(dǎo)致果蠅基因定向突變
C.突變產(chǎn)生了新的致胚胎早死基因
D.某些果蠅類型的天敵大規(guī)模增加
(5)若甲地果蠅(種1)一個基因組含有15000個基因,甲地共有果蠅50000只;戊地果蠅(種2)一個基因組比甲地果蠅多了25個新基因,戊地共有果蠅38000只。那么,兩地果蠅種群基因庫的大小狀態(tài)是:________________。
解析:本題考查生物變異與進(jìn)化相關(guān)知識。(1)生活在一定自然區(qū)域的同種生物稱為種群,所以甲地的所有果蠅是一個種群。(2)圖中顯示,階段Ⅰ出現(xiàn)多種基因結(jié)構(gòu)的差異,體現(xiàn)了基因突變的不定向性。(2)由于基因A與B同時出現(xiàn)在個體會發(fā)生胚胎早亡,甲地與乙地的果蠅雜交后代同時含有A和B基因,說明二者后代會發(fā)生胚胎早亡,所以二者具有生殖隔離,是兩個不同的物種。(4)階段Ⅱ在自然選擇的作用下,不適者被淘汰,導(dǎo)致某些類型消失,某些果蠅發(fā)生不利突變導(dǎo)致天敵大量增加等,A、C、D可能,突變是不定向的,所以B錯誤。(5)甲地種群基因庫是15000×50000,戊地種群基因庫為15025×38000,所以甲地種群基因庫大于戊地種群基因庫。
答案:(1)一個果蠅種群
(2)不定向
(3)物種 甲、乙兩地果蠅交配后代不能存活(胚胎早亡)導(dǎo)致基因不能交流(或生殖隔離)
(4)ACD
(5)甲地大(甲地大于戊地)
30.(8分)[2015·上海三區(qū)模擬]螺旋蛆蠅是一種寄生在家畜上的動物。在實(shí)驗(yàn)室里,把螺旋蛆蠅分成數(shù)量相同的兩組:一組使用殺蟲劑,另一組使用電離輻射促使雄性不育。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,請回答問題。
(1)從圖1看,使用殺蟲劑處理后,螺旋蛆蠅個體數(shù)量逐漸上升。若用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論進(jìn)行解釋,其原因是螺旋蛆蠅中存在________,在殺蟲劑作用下,____________________。
(2)在電離輻射后,螺旋蛆蠅會產(chǎn)生如圖2所示的情況,對圖2進(jìn)行分析,可知基因A的突變是________________________________________________________________________。
(3)采用電離輻射促使雄性不育的方法消滅螺旋蛆蠅,雖然最終能達(dá)到較理想的效果,但所需時間較長,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是______________________。
(4)通過比較各種不同蠅的DNA序列,可以確定它們之間的親緣關(guān)系,F(xiàn)有甲、乙、丙三種蠅,其編碼呼吸酶的部分基因片段、DNA單鏈及DNA單鏈中的堿基序列如下圖。
如果讓c′鏈和b′鏈分別與a鏈混合,可知:與甲的親緣關(guān)系最近的蠅是________,上述研究為生物進(jìn)化提供了________(方面)的證據(jù)。
解析:(1)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為螺旋蛆蠅中存在抗藥性突變基因,在殺蟲劑的作用下,抗藥基因頻率增大。(2)圖2顯示基因A的突變是不定向的。(3)電離輻射促使雄性不育是基因突變,所需時間較長是因?yàn)榛蛲蛔兊念l率低。(4)DNA分子水平的證據(jù)表明,兩生物的DNA序列越相似,其親緣關(guān)系越近。分析DNA堿基序列可知與甲的親緣關(guān)系最近的蠅是丙。
答案:(1)抗藥性突變基因 抗藥性基因頻率增大
(2)不定向的
(3)基因突變的頻率低
(4)丙 分子水平