科目: 来源:新知课堂·教材探究导学 生物必修2(人教版) 题型:071
某医学院临床医学系学员对五个多指(趾)畸形家系进行调查知56人中有患者9人。多指(趾)的主要临床特征是:在拇指(趾)或小指(趾)上生有一赘生指(趾),也有发育不全者只有残迹悬于皮肤蒂上,还有携带者表现型完全正常。具体系谱图如下图。表示男女畸形,□○表示男女正常。
请据图分析并回答问题。
(1)根据课本知识和资料并结合A、B两家系图判断,多指畸形明显具有________(填“单基因”或“多基因”)遗传特征,属于________(填“显性”或“隐性”)遗传病,致病基因最可能在________(填“常”或“性”)染色体上。
(2)从C、D和E家系的表现来看,和前两个家系的情况________(填“相同”、“不一致”或“相反”)。造成这种现象的可能性主要有两方面:一是________;二是________。对于“二”的最可能解释是患者的父母亲之一为杂合子,但由于内外因素的共同作用,其父母体内的致病基因未能表达即外显率低;另一种不太可能的原因是________。
(3)如果A家庭和E家庭携带的是相同的致病基因,AⅢ和EⅢ的患病男女婚配后出生正常男孩的几率是________。
(4)比多指严重的人类遗传病有很多,如________(举出另两类人类遗传病各两种)。遗传病给人类带来无数烦恼,你能谈谈自己如何面对人类遗传病吗?____________________。
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白化病、黑尿症和苯丙酮尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病。白化病患者体内不能将酪氨酸合成黑色素;黑尿症患者体内不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑;苯丙酮尿症患者体内不能将苯丙氨酸转变成酪氨酸,而通过另一条途径转变成苯丙酮酸并随尿排出。如下图表示人体内与之相关的一系列的生化过程,请回答:
(1)图中酶A能催化苯丙氨酸转变成酪氨酸,而不能催化β-羟苯丙氨酸转变成尿黑酸,这是由于_____________。
(2)苯丙酮尿症是由于缺乏酶A(苯丙氨酸羟化酶)引起的,这样苯丙氨酸只能由酶B催化转变成苯丙酮酸。对于苯丙酮尿症患者来说,体内不能产生酶A的根本原因是_____________。
(3)已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,假设控制酶C的基因编码区有意义链(转录时起模板作用的链)的碱基排列顺序如下:TAAGCTACTG--GAGATCTAGA,则酶C中含有氨基酸个数最多为_____________。
(4)由此可见:若控制酶A合成的基因发生变异,会引起多个性状发生改变;黑尿症与图中几个基因都有代谢联系。这说明_____________。
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长期以来,科学家们对遗传的物质基础进行了大量的研究,并得出了一些科学结论。
(1)1944年,生物学家艾弗里以细菌为实验材料,第一次证明了________是遗传物质。
(2)1953年,科学家沃森和克里克共同发现了DNA的结构并构建了模型,从而获得诺贝尔奖,他们的成就开创了分子生物学的时代。沃森和克里克发现的DNA分子具有特殊的空间结构,即________结构;根据DNA分子中碱基对的排列顺序可知,DNA分子具有________和________两个特性。
(3)1961年,克里克和他的同事以T4噬菌体为实验材料,通过大量的实验工作,证实了密码子是以3个碱基为一组的、且密码子的阅读方式是非重叠的、密码子之间没有分隔符。但科学是无止境的,一个问题解决了,新的问题又出现了。人们不禁要问:由3个碱基排列成的1个密码子对应的究竟是哪一个氨基酸?
同一年,尼伦伯格和马太为此进行了卓有成效的工作。他们采用了蛋白质的体外合成技术,在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的只含尿嘧啶核苷酸的RNA,结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
试根据以上材料回答下列问题:
①尼伦伯格和马太可能同时用多少支试管做该实验?为什么?
②为什么加入的细胞提取液中需除去DNA和mRNA?
③你估计加入的细胞提取液为蛋白质的体外合成提供了哪些条件?
④该实验的结论是什么?
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下面是某基因的部分碱基序列,序列Ⅰ为内含子的一部分,序列Ⅱ为外显子的一部分。
以上片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“……甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-缬氨酸……”(甲硫氨酸的密码子是AUG)。
(1)该基因表达过程中,RNA的合成在________中完成,此过程称为________。
(2)请写出编码上述氨基酸序列的mRNA序列:________。
(3)如果序列Ⅰ中箭头所指碱基对被替换为
,该基因片段编码的氨基酸序列为:
__________________
(4)如果序列Ⅱ中箭头所指碱基对缺失,该基因下列片段编码的氨基酸序列为:
__________________
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20世纪70年代科学家成功地利用基因技术将人类胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组然后通过大肠杆菌的繁殖生产了人类的胰岛素。请回答:
(1)上述实验重组DNA分子在大肠杆菌内合成蛋白质是在大肠杆菌________内和________内进行的,决定胰岛素氨基酸排列顺序的模板是由________基因转录而成的。
(2)根据蛋白质合成中遗传信息的传递过程,在下面表格中的空白处填入相应的字母并回答问题:
①丙氨酸的密码子是________决定合成该氨基酸的DNA上的碱基是________。
②第二个氨基酸应是________。(从以下供选答案中选出)供选答案:半胱氨酸(UGC)、丝氨酸(UCC)、苏氨酸(ACC)、精氨酸(AGG)
③DNA双链中,________链为转录模板链,遗传信息存在于________链上,遗传密码子存在于________链上。
(3)合成的该胰岛素含51个氨基酸,由2条多肽链组成,那么决定合成它的基因中至少应含有碱基________个,若核苷酸的平均分子量为300,则与胰岛素分子对应的mRNA分子量应为________若氨基酸的平均分子量为90,则该胰岛素的分子量为________。
(4)不同种生物之间的基因移植成功,并能指导胰岛素的合成,说明这些生物共用一套________。
(5)在DNA分子中,“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因,并不影响DNA分子中其他基因的功能,说明____________。
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根据所给图A~E回答问题。
(1)图A所示全过程叫________,图B生理过程与图一中相对应序号是________,图C生理过程与图A中相对应序号是________,图D生理过程与图A中相对应序号________。
(2)看图回答(用图中所示符号填写,参考图B、C、D)
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阅读下列材料回答有关问题:
资料一:大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子,长度约为4 700 000个碱基对,在DNA分子上分布着大约4 400个基因,每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。
资料二:生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光,这是因为海蜇的DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线照射下,也能像海蜇一样发光。
资料三:人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体+X+Y)上DNA的碱基序列。其中,每条染色体上有一个DNA分子,这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对,其中,构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
资料四:不少人认为,人和动物的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后,对照组小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。
(1)由资料一、资料三说明:____________。
(2)由资料二、资料四说明:____________。
(3)综合上述(1)(2)说明:___________。
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在研究生物遗传物质的过程中,人们做了很多实验进行探究,包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。
(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”,步骤如下,请分析以下实验并回答问题:
A.将一部分S型细菌加热杀死;
B.制备符合要求的培养基,并分为若干组,将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见下图中文字所示)
C.将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况(见上图)。
①本实验中的对照组有__________。
②本实验得出的结论是:________。
(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中,起转化作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂,选择适当的材料用具,设计实验方案,验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,并预测实验结果,得出实验结论。
①实验设计方案:
第一步:_____________;
第二步:_____________;
第三步:_____________;
第四步:_____________。
②预测实验结果并得出结论:________。
③通过你设计的实验,还能得出什么新结论:_____________。
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生命科学工作者在分析下列生物DNA分子时发现,不同生物的DNA中碱基组成均为ATGC四种,但碱基比率都有一定差别,请分析下表回答问题:
(1)从遗传学角度分析,不同生物DNA分子的碱基比率有差异,可以说明DNA分子的结构具有________性。
(2)从生态学角度分析,不同生物DNA分子的碱基比率有差异,这个事实可以说明生物的________性。
(3)从生物进化角度分析,不同生物碱基比率差异不大,可以说明___________。
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