内容正文:
2023-2024学年第二学期5月阶段性检测高一生物
2024.5
第Ⅰ卷(选择题40分)
一、单项选择题:共14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 生命科学史中蕴含着丰富的科学思维、科学方法和科学精神,下列有关叙述错误的是( )
A. 孟德尔能成功地总结出遗传定律与他正确选材和运用统计学方法处理数据有关
B. 萨顿通过观察蝗虫减数分裂,推论基因和染色体的行为存在平行关系
C. 摩尔根选择红眼和白眼果蝇杂交并应用“假说-演绎法”,证实基因位于染色体上
D. 梅塞尔森和斯塔尔利用放射性同位素15N标记DNA,验证了DNA的半保留复制
2. 下列有关纯合子和杂合子的叙述,正确的是( )
A. 纯合子自交后代不出现性状分离,杂合子自交后代不出现纯合子
B. 杂合子测交后代既出现显性性状又出现隐性性状的现象称性状分离
C. 基因型AAaa的个体属于杂合子,其产生配子种类及比例为AA:Aa:aa=1:4:1
D. 单倍体育种中常使用秋水仙素处理萌发的种子以获得具备优良性状的纯合子植株
3. 生物体结构与功能相适应的观点,既体现在细胞等生命系统水平上,也体现在DNA等分子水平上。下列叙述错误的是( )
A. DNA独特的双螺旋结构和碱基互补配对有利于DNA的准确复制
B. 染色体的高度螺旋化有利于细胞分裂时遗传物质的均等分配
C. 精细胞变形时线粒体全部保留在精子的头部有利于精子的运动
D. 双链DNA分子中G-C含量的增多有利于提高DNA的热稳定性
4. 下列关于生物学实验中有关酒精的使用和作用的说法,错误的是( )
A. 在脂肪的检测实验中,可用体积分数50%的酒精溶液洗去子叶切片上多余的染液
B. 在低温诱导染色体数目加倍实验中,体积分数95%的酒精只用于洗去卡诺氏液
C. 在观察细胞的有丝分裂实验中,体积分数95%的酒精和盐酸的混合液具有解离作用
D. 在绿叶中色素的提取和分离中,用加入无水碳酸钠的95%乙醇溶解和提取色素
5. 不同人喝酒后脸色表现有正常、红色和白色三种。乙醛在细胞中积累会使毛细血管扩张,则易脸红;而乙醇在肝脏中不能及时代谢为乙醛的人,身体中的血液会向肝脏集中,导致脸部血液减少而脸呈白色。以下说法错误的是( )
A. 该实例能够说明多个基因可参与控制同一种性状
B. 该实例表明基因能够通过控制酶的合成来控制代谢,进而影响生物体的性状
C. 易脸红的人基因型有4种
D. 缺少乙醇脱氢酶的人表现为脸色正常
6. 翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(Ⅰ),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对,这种现象称为密码子的摆动性。下列相关叙述正确的是( )
A. tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B. 反密码子为5′-CAU-3′的tRNA可转运多种氨基酸
C. 一种反密码子可以识别不同的密码子
D. 密码子的摆动性增加了配对的灵活性,提高了突变的频率
7. 基因型为AaBb(两对基因自由组合)的某二倍体动物,可以产生如图中各种基因型的细胞,下列说法中错误的是( )
A. 在雄性动物体内能同时找到基因型为AaBb、AB、Ab、aB和ab的细胞
B. ①过程产生的变异属于可遗传变异
C. ③过程产生的变异结果是产生了新基因,是有利的变异
D. ④过程产生原因可能是减数第一次分裂同源染色体未分离
8. 以下有关人类遗传病的叙述,正确的是( )
A. 胚胎发育过程中,只要细胞中的遗传物质发生了改变,就会使发育成的个体患病
B. 家族性疾病和先天性疾病都属于遗传病
C. 先天愚型患者体细胞中多了一条21号染色体,这属于多基因遗传病
D. 羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断是常见的产前诊断方法
9. DNA分子复制时,解旋后的DNA单链极不稳定,可重新形成双链DNA,但在细胞内存在大量的DNA单链结合蛋白(SSB),能很快与DNA单链结合,从而阻止DNA的重新螺旋。当新DNA链合成到某一位置时,SSB会自动脱落。下图表示细胞核中DNA分子复制的部分过程,下列说法错误的是( )
A. 酶①为解旋酶,酶②为DNA聚合酶
B. SSB与DNA单链结合后会阻碍DNA复制
C. 图中两条子链的延伸方向都是从5'端到3'端
D. 复制形成的两个子代DNA分子随着丝粒的分裂而分开
10. 下列关于“肺炎链球菌转化实验”与赫尔希和蔡斯“T2噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A. 格里菲思肺炎链球菌转化实验中R型菌能转化为S型菌,其实质是基因突变
B. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶利用了加法原理
C. 赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验需分别对蛋白质和DNA进行同位素标记
D. 噬菌体侵染细菌的两组实验中保温时间过短或过长均会导致上清液放射性升高
11. 某自花传粉植物的花色受两对等位基因控制,让纯种紫花植株和白花植株杂交,所得F1均表现为紫花,再让F1自交得到F2,F2的花色统计结果为紫花植株有541株、白花植株有138株、浅紫花植株有45株。下列相关叙述正确的是( )
A. F2紫花植株中纯合子占1/9
B. F2所有白花植株的自交后代中浅紫花植株占1/6.
C. F1的测交后代中,紫花植株:白花植株:浅紫花植株=1:2:1
D. F2中的紫花植株的基因型有5种
12. 下列关于基因表达调控的相关叙述错误的是( )
A. 玳瑁猫是母猫,其独特毛色的形成与体细胞内X染色体失活有关
B. 构成染色体的组蛋白若发生乙酰化修饰通常能激活相应基因表达
C. 一些非编码RNA具有时空特异性,只在特定的组织或发育阶段调控基因表达
D. 癌细胞的形成可与表观基因组的异常修饰有关,如原癌基因DNA高度甲基化
13. 下图为某哺乳动物处于不同分裂时期细胞中染色体及基因示意图。下列叙述不正确的是( )
A. 细胞①②表示有丝分裂,其中细胞①有8条染色体
B. 细胞②表明曾发生过基因突变
C. 细胞②④均有两对同源染色体,其中细胞④表示减数分裂
D. 如果细胞③④是一个卵原细胞产生的,则细胞③一定是极体
14. 染色体畸变严重影响胚胎的正常发育,染色体畸变的胎儿一般不能完成胚胎发育,而是过早地死于母体子宫内。在流产胎儿中约有2/3是由于染色体畸变引起的,即使能完成胚胎发育而分娩,新生儿也表现出严重的染色体遗传病症状。下图是两种人类染色体异常遗传病的致病机理示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 人类的染色体异常遗传病就是人类的多基因遗传病
B. 发生在人类中的染色体变异不能为人类进化提供原材料
C. 图甲说明细胞中发生了染色体的易位、缺失和数目变异
D. 图乙引起的变异细胞若处于有丝分裂后期,则细胞中含有 93 条染色体
二、多项选择题:共4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 大象、鲸鱼、加拉帕戈斯象龟等大型动物体内很少出现癌细胞。经研究发现,大象体内至少有20份的p53基因,而人类基因组中只有一份(2个等位基因)。p53基因表达的p53蛋白能阻滞细胞周期运转,从而修复因复制而损伤的DNA;当DNA损伤严重时,p53蛋白就会启动细胞凋亡程序。下列有关叙述正确的有( )
A. 癌细胞呼吸速率减慢,细胞核体积变小,核膜内折,染色质收缩、染色加深
B. 推测p53蛋白能将细胞周期阻断在前期,帮助修复损伤的DNA分子
C. DNA损伤严重时,p53蛋白将引起细胞内一系列基因的选择性表达
D. 大象体内p53蛋白含量高,能有效抑制细胞的不正常生长和增殖
16. 真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后,需要剪接体进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”,其活性组分为RNA。这种有效遗传信息的拼接与无效遗传信息的去除,被称为RNA剪接。如图是S基因的表达过程,下列有关分析错误的有( )
A. 过程①需要的原料是核糖核苷酸,需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
B. 剪接体中的RNA可以催化磷酸二酯键的断裂与形成,表明酶的本质可以是RNA
C. 过程③中一个核糖体可结合多条mRNA链以提高蛋白质的合成速率
D. 过程④分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成,需要RNA酶的参与
17. 科学家在人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的“G~四联体螺旋结构”(图)。下列叙述错误的有( )
A. 该结构是沃森和克里克首次发现的
B. 该结构由4条脱氧核苷酸链形成
C. 用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键
D. 该结构中(A+G)/(T+C)的值与DNA双螺旋中的比值相等
18. 图中两个家系均有血友病发病史,Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成为XXY的非血友病儿子(Ⅳ2),家系中的其他成员性染色体组成均正常。下列分析错误的有( )
A. 由上图能确定Ⅳ2两条X染色体的来源
B. 若Ⅳ1与一个正常男性结婚,生下患病孩子的概率为0
C. 若已确诊Ⅳ2携带血友病基因,则造成他有三条性染色体的原因一定来自父亲
D. 现Ⅲ3再次怀孕,产前诊断显示胎儿(Ⅳ3)细胞染色体组成为44+XY,则Ⅳ3患该病的概率为1/4
第Ⅱ卷(非选择题 60分)
三、非选择题:本部分包括5题,共60分。
19. DNA复制是细胞生命历程中的重要事件,请回答下列问题:
(1)图1是某同学绘制DNA复制模式图,从结构上看,DNA两条链的方向______。DNA的半保留复制过程是边______边复制。DNA复制时,催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是______。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸,依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断,图1中的DNA复制模型______(填写“是”或“不是”)完全正确。
(2)细胞中DNA复制时DNA的解旋需要解旋酶的催化,在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量,其作用机理是____________。研究表明,在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,需要解链温度越高的原因是____________。
(3)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对,其中胸腺嘧啶520个,该DNA连续复制四次,在第四次复制时需要消耗______个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(4)科学家运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式探索实验,实验过程如下:在20℃条件下,用T4噬菌体侵染大肠杆菌,在T4噬菌体DNA进入活跃复制期时,在培养基中添加含3H标记的胸苷,培养不同时间后,阻断DNA复制,将DNA变性后,离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA,检测离心管不同位置的放射性强度。图2是实验结果,其中DNA片段越短,距离离心管顶部越近。
据图2,与30s结果相比,150s结果中短链片段减少的原因是______。若抑制DNA连接酶(将DNA片段连接起来的酶)的功能,再重复上述实验,则可能得到的实验结果是____________,这表明DNA复制时子链合成的过程是____________。
20. 丙型肝炎病毒(HCV)感染每年在世界范围内造成100多万人死亡,是肝硬化和肝细胞癌的元凶之一。2020年的诺贝尔生理学或医学奖授予了在丙型肝炎病毒(HCV)研究中做出决定性贡献的三位科学家,他们的部分研究成果总结在下图中。
(1)对HCV而言,其基因本质上是______,根据图中HCV侵染细胞的过程,其生活过程遵循的中心法则图解可表示为____________。
(2)包括病毒在内的生物体合成DNA或RNA由四种性质不同的核酸聚合酶催化。根据所学知识和图中信息,正确填写下表:
核酸聚合酶的类型
核酸聚合酶发挥作用的场合
以DNA为模板,合成DNA
①肝细胞分裂周期中的______期
以RNA为模板,合成DNA
②中心法则中的______步骤
以DNA为模板,合成RNA
③图中的过程______(填序号)
以RNA为模板,合成RNA
④图中的过程______(填序号)
(3)某病毒蛋白部分片段对应的RNA编码序列为5'-AUUUAUUUCUGG-3',下表为部分密码子表。若该片段对应的RNA编码序列有1个碱基发生了改变,但该片段编码的氨基酸序列不变,则该变异不可能是编码______(填氨基酸名称)的密码子发生改变。若某病毒蛋白大部分氨基酸序列被打乱,则其基因突变形式很可能为____________。
密码子
UUU、UUC
UAU、UAC
UGG
AUU、AUC、AUA
UAA
氨基酸
苯丙氨酸
酪氨酸
色氨酸
异亮氨酸
终止密码子
(4)线粒体外膜蛋白(MAVS)是诱导肝细胞抗病毒因子表达的关键因子,据此可知,图中NS3-4A蛋白对MAVS的活性起______(“促进”或“抑制”)作用。科研人员开发了名为“buvir”的RNA聚合酶抑制剂,它作为一款抗HCV特效药的机制是____________。
21. 下图中编号A~F的图像是显微镜下观察到的某植物(2n=28)减数分裂不同时期的细胞图像,请据图回答下列问题:
(1)图中观察到的是该植物的______组织装片。上述细胞分裂图像中,同源染色体的联会发生在______(填图中字母)时期,会形成______个四分体。
(2)图B所示的一个细胞内染色体数量为______条,图______(填图中字母)所示细胞不含同源染色体。
(3)若要利用该植物材料进行“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验,则:
①对该植物进行低温处理,其原理是______________;
②取植物的______,用卡诺氏液处理,其目的是____________。随后用酒精冲洗2次;
③制作装片,基本步骤包括__________________。
④显微观察,可以在视野中看到,大部分细胞为____________(填细胞倍性)。
22. 黑麦(2n=14)有高秆(A)和矮秆(a)、抗病(B)和不抗病(b)两对独立遗传的相对性状。下图表示用不同方法进行的育种操作设计思路。请回答问题:
(1)利用⑥过程获得高秆抗病黑麦新品种时,诱发变异的因素属于______因素,此过程需要处理大量的实验材料,才可能得到预期品种,这说明____________。
(2)通过①②③过程获得高秆抗病黑麦新品种的原理是______,③的具体操作步骤包括____________;为明显缩短育种年限,可进行单倍体育种,即图中的______(填写图中序号)过程,其中依赖植物细胞全能性的关键技术手段是____________。
(3)图中的______(填图中序号)过程,常用______处理使体细胞中染色体数目加倍;图中得到的新物种相较于原种育性降低,推测可能的原因是____________。
(4)黑麦每个染色体组有7条染色体,分别记为1~7号,其中任何1条染色体缺失均会形成单体。单体与单体的杂交后代会出现二倍体、单体和缺体(即缺失一对同源染色体,无法存活),仅有一个B基因表现为弱抗病。C品种在栽培过程中出现了一株7号染色体单体,B基因刚好位于仅存的7号染色体上,则C品种的自交后代的表型及比例为__________________。
23. 番茄是人们喜爱的水果,其果皮颜色有黄皮和透明皮,果肉颜色有红色肉、黄色肉和橙色肉。科研人员用两个纯系番茄植株杂交,结果如下图。请回答下列问题。
(1)为研究基因的分离定律,最好选择番茄的________(填“果皮”或“果肉”)颜色进行研究。
(2)番茄果肉的不同颜色属于________性状,控制其果肉颜色基因的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,判断依据是________________。
(3)只考虑果肉颜色,F2中红色肉番茄基因型有________种;取F2黄色肉番茄植株自交后代中橙色果肉占________。
(4)现假设基因A/a控制果皮颜色,基因B/b和D/d控制果肉颜色。其中显性基因均表现完全显性,当D基因存在时,果肉为红色肉,当D基因不存在时,B基因和b基因分别控制黄色肉和橙色肉。上述杂交实验F2中未出现黄皮橙色肉和透明皮黄色肉的性状,推测其原因最可能是____________。为验证前述推测,可将F1与表型为________的个体杂交,若后代表型及其比例为__________________,则上述假设成立。
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2023-2024学年第二学期5月阶段性检测高一生物
2024.5
第Ⅰ卷(选择题40分)
一、单项选择题:共14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 生命科学史中蕴含着丰富的科学思维、科学方法和科学精神,下列有关叙述错误的是( )
A. 孟德尔能成功地总结出遗传定律与他正确选材和运用统计学方法处理数据有关
B. 萨顿通过观察蝗虫减数分裂,推论基因和染色体的行为存在平行关系
C. 摩尔根选择红眼和白眼果蝇杂交并应用“假说-演绎法”,证实基因位于染色体上
D. 梅塞尔森和斯塔尔利用放射性同位素15N标记DNA,验证了DNA的半保留复制
【答案】D
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论
【详解】A、孟德尔取得成功的主要原因是选用豌豆进行实验,豌豆是自花传粉、闭花授粉的植物,在自然状态下是纯合子,有易于区分的性状,实验时应用统计学方法处理数据,A正确;
B、萨顿通过观察蝗虫减数分裂,发现等位基因的分离与同源染色体的分离相似,推论基因和染色体的行为存在平行关系,B正确;
C、摩尔根利用假说—演绎法,通过果蝇的红白眼这一相对性状的杂交实验,最终证明了基因在染色体上,C正确;
D、N无放射性,D错误。
故选D。
2. 下列有关纯合子和杂合子的叙述,正确的是( )
A. 纯合子自交后代不出现性状分离,杂合子自交后代不出现纯合子
B. 杂合子测交后代既出现显性性状又出现隐性性状的现象称性状分离
C. 基因型AAaa的个体属于杂合子,其产生配子种类及比例为AA:Aa:aa=1:4:1
D. 单倍体育种中常使用秋水仙素处理萌发的种子以获得具备优良性状的纯合子植株
【答案】C
【解析】
【分析】纯合子是由含相同基因的配子结合成的合子发育成的个体,杂合子是由含等位基因的配子结合成的合子发育成的个体。
【详解】A、杂合子自交后代会出现纯合子,A错误;
B、杂合子测交后代既出现显性又出现隐性性状的现象不称为性状分离,杂合子自交后代出现显性与隐性性状的现象才叫性状分离,B错误;
C、基因型为AAaa的个体属于杂合子,产生配子时按照任意两条含A/a的染色体走向一边的原则,产生配子种类及比例为AA:Aa:aa=1:4:1,C正确;
D、单倍体育种中常使用秋水仙素处理幼苗以获得具备优良性状的纯合子植株,D错误。
故选C。
3. 生物体结构与功能相适应的观点,既体现在细胞等生命系统水平上,也体现在DNA等分子水平上。下列叙述错误的是( )
A. DNA独特的双螺旋结构和碱基互补配对有利于DNA的准确复制
B. 染色体的高度螺旋化有利于细胞分裂时遗传物质的均等分配
C. 精细胞变形时线粒体全部保留在精子的头部有利于精子的运动
D. 双链DNA分子中G-C含量的增多有利于提高DNA的热稳定性
【答案】C
【解析】
【分析】1、DNA分子准确复制的原因:(1)DNA独特的双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板;(2)碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确进行。
2、染色质与染色体:二者是同一物质在不同时期的两种形态,在间期呈现细丝状的染色质,有利于DNA的复制和转录;在分裂期,染色质高度螺旋化形成染色体,有利于在细胞分裂时遗传物质的均等分配。
3、精细胞的变形过程:在变形过程中结构变化情况为(1)高尔基体→头部的顶体;(2)中心体→精子的尾;(3)线粒体→精子尾基部的线粒体鞘膜;(4)其他物质浓缩→原生质滴(最后脱落)。
【详解】A、根据以上分析可知,DNA独特的双螺旋结构提供了精确的模板和碱基互补配对原则保证了DNA的准确复制,A正确;
B、染色体的高度螺旋化有利于细胞分裂后期姐妹染色单体的分离,保证细胞分裂时遗传物质的均等分配,B正确;
C、精细胞变形时线粒体全部保留集中在精子的尾部形成线粒体鞘,有利于精子的运动,C错误;
D、双链DNA分子中G-C之间含有3个氢键,而A-T之间有2个氢键,因此G-C含量的增多有利于提高DNA的热稳定性,D正确。
故选C。
4. 下列关于生物学实验中有关酒精的使用和作用的说法,错误的是( )
A. 在脂肪的检测实验中,可用体积分数50%的酒精溶液洗去子叶切片上多余的染液
B. 在低温诱导染色体数目加倍实验中,体积分数95%的酒精只用于洗去卡诺氏液
C. 在观察细胞的有丝分裂实验中,体积分数95%的酒精和盐酸的混合液具有解离作用
D. 在绿叶中色素的提取和分离中,用加入无水碳酸钠的95%乙醇溶解和提取色素
【答案】B
【解析】
【分析】酒精是生物实验常用试剂之一:如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色;观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离;绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素;果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒;DNA的粗提取和鉴定中可以体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA;证明光合作用产物有淀粉需用95%酒精对绿色叶片进行酒精水浴脱色,便于碘液染色等。
【详解】A、在生物组织脂肪的检测实验中,体积分数50%的酒精可用于洗去花生子叶切片表面的苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ浮色,A正确;
B、在低温诱导染色体数目加倍实验中,体积分数 95%的酒精还可以与盐酸混合用做解离液,B错误;
C、在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1:1混合液处理根尖可使组织中的细胞相互分离,C正确;
D、利用有机溶剂可以溶解绿叶中的色素,故可用加入无水碳酸钠的95%乙醇溶解和提取色素,D正确。
故选B。
5. 不同人喝酒后脸色表现有正常、红色和白色三种。乙醛在细胞中积累会使毛细血管扩张,则易脸红;而乙醇在肝脏中不能及时代谢为乙醛的人,身体中的血液会向肝脏集中,导致脸部血液减少而脸呈白色。以下说法错误的是( )
A. 该实例能够说明多个基因可参与控制同一种性状
B. 该实例表明基因能够通过控制酶的合成来控制代谢,进而影响生物体的性状
C. 易脸红的人基因型有4种
D. 缺少乙醇脱氢酶的人表现为脸色正常
【答案】D
【解析】
【分析】依题意和图示分析可知:催化乙醇生成乙酸的两种酶分别由基因A和b控制合成的,体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状。基因A和b分别位于两对常染色体上,它们的遗传与性别无关,且遵循基因的自由组合定律。“脸白人“的体内缺乏ADH,为aaB_、aabb;“脸红人“的体内只有ADH,为A_B_;“脸色正常的人”,其体内既有ADH又有ALDH,为A_bb。
【详解】A、由题图和题意可知,饮酒能力这一性状由2对等位基因控制,因此该实例能够说明多个基因可参与控制同一种性状,A正确;
B、催化乙醇生成乙酸的两种酶分别由基因A和b控制合成的,体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状,B正确;
C、易醉脸红的人(乙醛积累)基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb4种,C正确;
D、缺少乙醇脱氢酶的人不能分解乙醇,脸色为白色,D错误。
故选D。
6. 翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(Ⅰ),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对,这种现象称为密码子的摆动性。下列相关叙述正确的是( )
A. tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B. 反密码子为5′-CAU-3′的tRNA可转运多种氨基酸
C. 一种反密码子可以识别不同的密码子
D. 密码子的摆动性增加了配对的灵活性,提高了突变的频率
【答案】C
【解析】
【分析】分析题干可知:反密码子与密码子的配对中,前两对碱基严格遵循碱基互补配对原则,第三对有一定自由度,如密码子第三个碱基A、U、C都可以和反密码子第一个碱基次黄嘌呤(Ⅰ)配对。
【详解】A、tRNA链存在空间折叠,局部双链之间通过碱基对相连,A错误;
B、反密码子为5'-CAU-3'的tRNA只能与密码子3'-GUA-5'配对,只能携带一种氨基酸,B错误;
C、分析题干可知反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(Ⅰ),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对,说明一种反密码子可以识别不同的密码子,C正确;
D、密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性,提高了容错率,但不能提高突变频率,D错误。
故选C。
7. 基因型为AaBb(两对基因自由组合)的某二倍体动物,可以产生如图中各种基因型的细胞,下列说法中错误的是( )
A. 在雄性动物体内能同时找到基因型为AaBb、AB、Ab、aB和ab的细胞
B. ①过程产生的变异属于可遗传变异
C. ③过程产生的变异结果是产生了新基因,是有利的变异
D. ④过程产生的原因可能是减数第一次分裂同源染色体未分离
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析,①过程表示经过减数分裂产生基因型为AB、Ab、aB、ab的配子;②过程表示经过有丝分裂产生基因型为AaBb的细胞;③过程表示经过基因突变产生基因型为Aa1Bb的细胞;④过程表示经过染色体变异产生基因型为AaB的细胞。
【详解】A、基因型为AaBb的个体的细胞进行有丝分裂时,形成基因型为AaBb的子细胞;进行减数分裂时,形成基因型为AB、Ab、aB、ab的4种精细胞。在雄性动物的睾丸中可同时进行有丝分裂和减数分裂,因此在雄性动物体内能同时找到基因型为AaBb、AB、Ab、aB、ab的细胞,A正确;
B、①过程通过减数分裂,其原理属于基因重组,产生的变异属于可遗传变异,B正确;
C、③过程属于基因突变,变异结果是产生了新的基因,为种群进化提供了原材料。但大多数的基因突变会给生物带来不利的影响,C错误;
D、过程④产生的原因有:(1)减数第一次分裂,含有等位基因A/a的同源染色体未分离,进入同一子细胞中;(2)有丝分裂过程,含有b基因的两条染色体进入同一子细胞中,导致另一个子细胞不含b基因;(3)有丝分裂过程中,染色体某部位发生缺失,在其上的b基因也随之缺失,D正确。
故选C。
【点睛】
8. 以下有关人类遗传病的叙述,正确的是( )
A. 胚胎发育过程中,只要细胞中的遗传物质发生了改变,就会使发育成的个体患病
B. 家族性疾病和先天性疾病都属于遗传病
C. 先天愚型患者体细胞中多了一条21号染色体,这属于多基因遗传病
D. 羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断是常见的产前诊断方法
【答案】D
【解析】
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:
(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病);
(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病;
(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)
【详解】A、遗传物质发生的改变有可能为隐性突变,则发育成的个体也可不患病,A错误;
B、先天性疾病、家族性疾病不一定是遗传病,如母亲在妊娠期前三个月感染风疹病毒可使胎儿患先天性心脏病或先天性白内障,B错误;
C、先天愚型患者体细胞中多了一条21号染色体,这属于染色体异常遗传病,C错误;
D、产前诊断是胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率,检测手段包括羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断,D正确。
故选D。
9. DNA分子复制时,解旋后的DNA单链极不稳定,可重新形成双链DNA,但在细胞内存在大量的DNA单链结合蛋白(SSB),能很快与DNA单链结合,从而阻止DNA的重新螺旋。当新DNA链合成到某一位置时,SSB会自动脱落。下图表示细胞核中DNA分子复制的部分过程,下列说法错误的是( )
A. 酶①为解旋酶,酶②为DNA聚合酶
B. SSB与DNA单链结合后会阻碍DNA复制
C. 图中两条子链的延伸方向都是从5'端到3'端
D. 复制形成的两个子代DNA分子随着丝粒的分裂而分开
【答案】B
【解析】
【分析】DNA分子复制的过程:
①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。
②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。
③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、酶①能解开DNA双链,为解旋酶,酶②将游离的四种脱氧核苷酸连接成为脱氧核苷酸链,为DNA聚合酶,A正确;
B、分析题干可知,细胞内存在大量的DNA单链结合蛋白(SSB),能很快与DNA单链结合,从而阻止DNA的重新螺旋,从而有利于DNA复制,B错误;
C、DNA聚合酶只能与3'端结合,因此DNA复制时子链的延伸方向是5'→3 ,C正确;
D、复制形成的两个子代DNA分子在分裂后期随着丝粒的分裂而分开,D正确。
故选B。
10. 下列关于“肺炎链球菌转化实验”与赫尔希和蔡斯“T2噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A. 格里菲思的肺炎链球菌转化实验中R型菌能转化为S型菌,其实质是基因突变
B. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶利用了加法原理
C. 赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验需分别对蛋白质和DNA进行同位素标记
D. 噬菌体侵染细菌的两组实验中保温时间过短或过长均会导致上清液放射性升高
【答案】C
【解析】
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌转化实验中R型菌能转化为S型菌,其实质是基因重组,A错误;
B、与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,“肺炎链球菌体外转化实验”控制自变量用到了每个实验组特异性地减少提取物种类的“减法原理”,B错误;
C、赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验需分别对噬菌体的蛋白质和DNA进行同位素标记,C正确;
D、噬菌体侵染大肠杆菌的两组实验中,32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌实验中,保温时间过长,部分被侵染的大肠杆菌已裂解,保温培养时间过短,部分T2噬菌体还未完全浸染。因此保温时间过短或过长均会导致上清液放射性升高,而35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌实验中保温时间的长短对实验结果无明显影响,D错误。
故选C。
11. 某自花传粉植物的花色受两对等位基因控制,让纯种紫花植株和白花植株杂交,所得F1均表现为紫花,再让F1自交得到F2,F2的花色统计结果为紫花植株有541株、白花植株有138株、浅紫花植株有45株。下列相关叙述正确的是( )
A. F2紫花植株中纯合子占1/9
B. F2所有白花植株的自交后代中浅紫花植株占1/6.
C. F1测交后代中,紫花植株:白花植株:浅紫花植株=1:2:1
D. F2中的紫花植株的基因型有5种
【答案】B
【解析】
【分析】题意分析:纯种紫花植株和白花植株杂交,所得F1均表现为紫花,再让F1自交得到F2,F2的花色统计结果为紫花植株有541株、白花植株有138株、浅紫花植株有45株,比例为12∶3∶1,符合9∶3∶3∶1变式,说明控制该植物花色的2对等位基因的遗传符合自由组合定律。若相关基因用A/a、B/b,则F1的基因型为AaBb(紫色),假设亲本的基因型可能为AAbb(紫色)和aaBB(白色),则子二代中浅紫色的基因型可表示为aabb。
【详解】A、由于F1的基因型为AaBb,则F2紫花植株中纯合子为AABB和AAbb,各占1/16,因此,紫花纯合子占2/12=1/6,A错误;
B、F2所有白花植株的基因型可表示为aaB_,其自交后代中浅紫花植株(aabb)的比例为2/3×1/4=1/6,B正确;
C、F1的测交后代中,紫花植株∶白花植株∶浅紫花植株=2∶1∶1,C错误;
D、F2中的紫花植株的基因型有6种,分别为AABB、AaBB、AABb、AaBb、Aabb、AAbb,D错误。
故选B。
【点睛】
12. 下列关于基因表达调控的相关叙述错误的是( )
A. 玳瑁猫是母猫,其独特毛色的形成与体细胞内X染色体失活有关
B. 构成染色体的组蛋白若发生乙酰化修饰通常能激活相应基因表达
C. 一些非编码RNA具有时空特异性,只在特定的组织或发育阶段调控基因表达
D. 癌细胞的形成可与表观基因组的异常修饰有关,如原癌基因DNA高度甲基化
【答案】B
【解析】
【分析】1、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化;
2、非编码微RNA广泛存在于多种真核生物中,其生物学特征主要表现为:
①高度保守性:非编码微RNA保守性具有重要的生物学意义,提示在不同生物发育过程中,非编码微RNA具有相同的调控机制;②时序表达特异性:在不同组织、不同发育阶段,非编码微RNA的表达水平有显著差异,非编码微RNA表达是动态调控的;③组织表达特异性:一些非编码微RNA表达具有细胞和组织特异性。
【详解】A、玳瑁猫是母猫,其独特毛色的形成与体细胞内X染色体失活有关,A正确;
B、构成染色体的组蛋白若发生乙酰化修饰能激活或抑制相应基因表达,B错误;
C、一些非编码微RNA表达具有细胞和组织特异性,在不同组织、不同发育阶段,非编码微RNA的表达水平有显著差异,只在特定的组织或发育阶段调控基因表达,C正确;
D、癌细胞的形成可与表观基因组的异常修饰有关,如原癌基因DNA高度甲基化,D正确。
故选B。
13. 下图为某哺乳动物处于不同分裂时期细胞中染色体及基因示意图。下列叙述不正确的是( )
A. 细胞①②表示有丝分裂,其中细胞①有8条染色体
B. 细胞②表明曾发生过基因突变
C. 细胞②④均有两对同源染色体,其中细胞④表示减数分裂
D. 如果细胞③④是一个卵原细胞产生的,则细胞③一定是极体
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析:①细胞中含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;②为有丝分裂前期;③细胞中不含同源染色体,处于减数第二次分裂前期;④细胞中不含同源染色体,且着丝点已分裂,处于减数第二次分裂后期。
【详解】A、细胞①②含有同源染色体,①中着丝点已经分裂,为有丝分裂后期,②中染色体散乱分布在细胞中,为有丝分裂前期,细胞①中有8条染色体,A正确;
B、细胞②中一条染色体上含有A和a,说明DNA复制时曾经发生过基因突变,B正确;
C、细胞④不含同源染色体,C错误;
D、如果细胞③④是一个卵原细胞产生的,根据染色体的颜色和大小可知,③④是同一个初级卵母细胞分裂形成的两个细胞,细胞④的细胞质不均等分离,说明为次级卵母细胞,则细胞③一定是极体,D正确。
故选C。
14. 染色体畸变严重影响胚胎的正常发育,染色体畸变的胎儿一般不能完成胚胎发育,而是过早地死于母体子宫内。在流产胎儿中约有2/3是由于染色体畸变引起的,即使能完成胚胎发育而分娩,新生儿也表现出严重的染色体遗传病症状。下图是两种人类染色体异常遗传病的致病机理示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 人类的染色体异常遗传病就是人类的多基因遗传病
B. 发生在人类中的染色体变异不能为人类进化提供原材料
C. 图甲说明细胞中发生了染色体的易位、缺失和数目变异
D. 图乙引起的变异细胞若处于有丝分裂后期,则细胞中含有 93 条染色体
【答案】C
【解析】
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病;单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病);多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病;染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、多基因遗传病是由多对等位基因控制的遗传病,染色体异常遗传病是由染色体变异引起的遗传病,A错误;
B、可遗传的变异都能为生物进化提供原材料,B错误;
C、图甲细胞中5号染色体和9号染色体分别发生了片段断裂和交换,属于染色体结构变异(易位和缺失),同时染色体数目变为45条,是染色体数目变异,C正确;
D、若图乙为精原细胞,染色体为44+X+Y,由于X染色体着丝粒异常断裂,有丝后期染色体数目应为94条;若图乙为卵原细胞,染色体为44+X+X,若X染色体着丝粒异常断裂,则其有丝分裂后期染色体数目应为96条,D错误。
故选C。
二、多项选择题:共4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 大象、鲸鱼、加拉帕戈斯象龟等大型动物体内很少出现癌细胞。经研究发现,大象体内至少有20份的p53基因,而人类基因组中只有一份(2个等位基因)。p53基因表达的p53蛋白能阻滞细胞周期运转,从而修复因复制而损伤的DNA;当DNA损伤严重时,p53蛋白就会启动细胞凋亡程序。下列有关叙述正确的有( )
A. 癌细胞呼吸速率减慢,细胞核体积变小,核膜内折,染色质收缩、染色加深
B. 推测p53蛋白能将细胞周期阻断在前期,帮助修复损伤的DNA分子
C. DNA损伤严重时,p53蛋白将引起细胞内一系列基因的选择性表达
D. 大象体内p53蛋白含量高,能有效抑制细胞的不正常生长和增殖
【答案】CD
【解析】
【分析】细胞癌变是机体的内因与外因共同作用的结果,内因是原癌基因和抑癌基因发生突变,且至少5~6基因突变才会形成细胞癌变,外因是致癌因子的作用。
【详解】A、衰老的细胞呼吸速率减慢,细胞核体积变大,核膜内折,染色质收缩、染色加深,A错误;
B、据题意可知,p53基因表达的蛋白能使细胞不能进行DNA复制,DNA复制发生在分裂间期,因此p53蛋白能使细胞周期停滞在分裂间期,B错误;
C、当DNA损伤严重时,p53蛋白就会启动细胞凋亡程序,细胞凋亡是细胞程序性的死亡,因此DNA损伤严重时,p53蛋白将引起细胞内一系列基因的选择性表达,促进细胞凋亡,C正确;
D、大象、鲸鱼、加拉帕戈斯象龟等大型动物体内很少出现癌细胞。经研究发现,大象体内至少有20份的p53基因,由于p53基因表达的p53蛋白能阻滞细胞周期运转,从而修复因复制而损伤的DNA;当DNA损伤严重时,p53蛋白就会启动细胞凋亡程序。因此推测大象体内p53蛋白含量高,能有效抑制细胞的不正常生长和增殖,从而使其体内很少出现癌细胞,D正确。
故选CD。
16. 真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后,需要剪接体进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”,其活性组分为RNA。这种有效遗传信息的拼接与无效遗传信息的去除,被称为RNA剪接。如图是S基因的表达过程,下列有关分析错误的有( )
A. 过程①需要的原料是核糖核苷酸,需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
B. 剪接体中的RNA可以催化磷酸二酯键的断裂与形成,表明酶的本质可以是RNA
C. 过程③中一个核糖体可结合多条mRNA链以提高蛋白质的合成速率
D. 过程④分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成,需要RNA酶的参与
【答案】AC
【解析】
【分析】分析图示可知,①表示转录,②表示mRNA前体的加工,③表示翻译,④表示异常mRNA的降解。
【详解】A、过程①表示转录,需要的原料是核糖核苷酸,需要RNA聚合酶的参与,RNA聚合酶具有解旋功能,该过程无需解旋酶,A错误;
B、剪接体进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”,故其作用是催化磷酸二酯键的断裂和形成,其活性组分为RNA,表明酶的本质可以是RNA,B正确;
C、过程③翻译中一条mRNA链可结合多个核糖体以提高蛋白质的合成速率,C错误;
D、过程④利用RNA酶分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成,D正确。
故选AC。
17. 科学家在人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的“G~四联体螺旋结构”(图)。下列叙述错误的有( )
A. 该结构是沃森和克里克首次发现的
B. 该结构由4条脱氧核苷酸链形成
C. 用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键
D. 该结构中(A+G)/(T+C)的值与DNA双螺旋中的比值相等
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、DNA分子结构的主要特点:DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
2、分析题图:图中DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的“G~四联体螺旋结构”。
【详解】A、①“G~四联体螺旋结构”是由英国剑桥大学的科学家首先发现,但不是沃森和克里克首次发现的,A错误;
B、由图中实线可知,该结构由一条脱氧核糖核苷酸链形成,B错误;
C、DNA解旋酶能打开碱基对之间的氢键,因此用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键,C正确;
D、DNA双螺旋中(A+G)/(T+C)的值始终等于1,而该结构中(A+G)/(T+C)的值不一定等于1,因此该结构中(A+G)/(T+C)的值与DNA双螺旋中的比值不一定相等,D错误。
故选ABD。
18. 图中两个家系均有血友病发病史,Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成为XXY的非血友病儿子(Ⅳ2),家系中的其他成员性染色体组成均正常。下列分析错误的有( )
A. 由上图能确定Ⅳ2两条X染色体的来源
B. 若Ⅳ1与一个正常男性结婚,生下患病孩子的概率为0
C. 若已确诊Ⅳ2携带血友病基因,则造成他有三条性染色体的原因一定来自父亲
D. 现Ⅲ3再次怀孕,产前诊断显示胎儿(Ⅳ3)细胞的染色体组成为44+XY,则Ⅳ3患该病的概率为1/4
【答案】ABC
【解析】
【分析】血友病是伴X染色体隐性遗传病,男性正常的基因型是XHY,女性正常的基因型是XHXH、XHXh,男性患者的基因型是XhY,女性患者的基因型是XhXh。
【详解】A、因为Ⅳ2的染色体组成可能是XHXHY,也可能是XHXhY,所以不能确定Ⅳ2两条X染色体的来源,A错误;
B、Ⅳ1的基因型为XHXh,与一个正常男性结婚,生下患病孩子的概率为1/4,B错误;
C、若已确诊Ⅳ2携带血友病基因,染色体组成是XHXhY,由于其父亲为XhY,母亲可能为XHXH、XHXh,则他的两条X染色体都是来自母亲或一条来自于父亲一条来自于母亲,C错误;
D、Ⅲ3再次怀孕,产前诊断显示胎儿(Ⅳ3)细胞的染色体为44+XY=46,则Ⅳ3是个男孩,由于Ⅱ5(有患病的父亲)基因型为XHXh,Ⅲ3的基因型及概率为1/2 XHXH、1/2 XHXh,那么Ⅳ3患该病的概率为1/2×1/2=1/4,D正确。
故选ABC。
第Ⅱ卷(非选择题 60分)
三、非选择题:本部分包括5题,共60分。
19. DNA复制是细胞生命历程中的重要事件,请回答下列问题:
(1)图1是某同学绘制DNA复制模式图,从结构上看,DNA两条链的方向______。DNA的半保留复制过程是边______边复制。DNA复制时,催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是______。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸,依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断,图1中的DNA复制模型______(填写“是”或“不是”)完全正确。
(2)细胞中DNA复制时DNA的解旋需要解旋酶的催化,在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量,其作用机理是____________。研究表明,在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,需要解链温度越高的原因是____________。
(3)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对,其中胸腺嘧啶520个,该DNA连续复制四次,在第四次复制时需要消耗______个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(4)科学家运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式探索实验,实验过程如下:在20℃条件下,用T4噬菌体侵染大肠杆菌,在T4噬菌体DNA进入活跃复制期时,在培养基中添加含3H标记的胸苷,培养不同时间后,阻断DNA复制,将DNA变性后,离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA,检测离心管不同位置的放射性强度。图2是实验结果,其中DNA片段越短,距离离心管顶部越近。
据图2,与30s结果相比,150s结果中短链片段减少的原因是______。若抑制DNA连接酶(将DNA片段连接起来的酶)的功能,再重复上述实验,则可能得到的实验结果是____________,这表明DNA复制时子链合成的过程是____________。
【答案】(1) ①. 相反 ②. 解旋 ③. DNA聚合酶 ④. 不是
(2) ①. 降低反应所需要的活化能 ②. DNA分子中G+C的比例越高,氢键数越多,DNA分子结构越稳定
(3)3840 (4) ①. 短链片段连接成长链片段 ②. 随着时间推移,距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强(或短片段DNA的数量一直较多) ③. 两条DNA子链在合成时,一条子链是不连续复制的,即先合成短的片段,再连接成长链片段
【解析】
【分析】DNA的复制方式为半保留复制,以两条解旋后的单链为模板,按碱基互补配对原则合成新的子链。
【小问1详解】
分析图1可知,DNA的两条模板链分别是5′→3′和3′→5′,故两条链方向相反;DNA的半保留复制过程是边解旋边复制;DNA复制时,DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上;因该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸,据图分析可知,子链有一条延伸方向是从3′→5′,故图1中的DNA复制模型不是完全正确。
【小问2详解】
细胞中DNA复制时DNA的解旋需要解旋酶的催化,解旋酶不能为反应提供能量,而是通过降低反应所需的活化能加快反应速率。由于DNA双链的G-C碱基对之间含有三个氢键,在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,DNA分子结构越稳定,越难以解旋,需要解链温度越高。
【小问3详解】
若1个双链DNA片段中有1000个碱基对,其中胸腺嘧啶520个,则鸟嘌呤数量为1000-520=480个,该DNA连续复制四次,在第四次复制时需要消耗480×24-1=3840个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
【小问4详解】
两条DNA子链在合成时,一条子链是不连续复制的,即先合成短的片段,再连接成长链片段,所以图2中,与30s结果相比,150s结果中短链片段减少。若抑制DNA连接酶(将DNA片段连接起来的酶)的功能,再重复上述实验,则随着时间推移,短链片段不能连接成长链片段,距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强(或短片段DNA的数量一直较多),这表明DNA复制时子链合成的过程是两条DNA子链在合成时,一条子链是不连续复制的,即先合成短的片段,再连接成长链片段。
20. 丙型肝炎病毒(HCV)感染每年在世界范围内造成100多万人死亡,是肝硬化和肝细胞癌的元凶之一。2020年的诺贝尔生理学或医学奖授予了在丙型肝炎病毒(HCV)研究中做出决定性贡献的三位科学家,他们的部分研究成果总结在下图中。
(1)对HCV而言,其基因本质上是______,根据图中HCV侵染细胞的过程,其生活过程遵循的中心法则图解可表示为____________。
(2)包括病毒在内的生物体合成DNA或RNA由四种性质不同的核酸聚合酶催化。根据所学知识和图中信息,正确填写下表:
核酸聚合酶的类型
核酸聚合酶发挥作用的场合
以DNA为模板,合成DNA
①肝细胞分裂周期中的______期
以RNA为模板,合成DNA
②中心法则中的______步骤
以DNA为模板,合成RNA
③图中的过程______(填序号)
以RNA为模板,合成RNA
④图中的过程______(填序号)
(3)某病毒蛋白部分片段对应的RNA编码序列为5'-AUUUAUUUCUGG-3',下表为部分密码子表。若该片段对应的RNA编码序列有1个碱基发生了改变,但该片段编码的氨基酸序列不变,则该变异不可能是编码______(填氨基酸名称)的密码子发生改变。若某病毒蛋白大部分氨基酸序列被打乱,则其基因突变形式很可能为____________。
密码子
UUU、UUC
UAU、UAC
UGG
AUU、AUC、AUA
UAA
氨基酸
苯丙氨酸
酪氨酸
色氨酸
异亮氨酸
终止密码子
(4)线粒体外膜蛋白(MAVS)是诱导肝细胞抗病毒因子表达的关键因子,据此可知,图中NS3-4A蛋白对MAVS的活性起______(“促进”或“抑制”)作用。科研人员开发了名为“buvir”的RNA聚合酶抑制剂,它作为一款抗HCV特效药的机制是____________。
【答案】(1) ①. 基因是具有遗传效应的RNA片段 ②.
(2) ①. S或间 ②. 逆转录 ③. ⑤ ④. ③
(3) ①. 色氨酸 ②. 增添或缺失1或2个碱基
(4) ①. 抑制 ②. 通过抑制HCV病毒RNA复制,进而抑制病毒的繁殖过程
【解析】
【分析】对于有细胞结构的生物而言,基因是具有遗传效应的DNA片段。对于某些RNA病毒而言,基因是具有遗传效应的RNA片段。
【小问1详解】
HCV由蛋白质外壳和RNA组成,遗传物质是RNA,故HCV的基因本质上是具有遗传效应的RNA片段,依据图示信息可知,HCV侵染细胞的过程所遵循的中心法则图解为。
【小问2详解】
(1)以DNA为模板合成DNA,是DNA的复制,发生在肝细胞分裂周期中的间期或S期;
(2)以RNA为模板合成DNA,表示逆转录。
(3)以DNA为模板,合成RNA,表示转录,对应图甲中的⑤过程。
(4)以RNA为模板,合成RNA,表示RNA的复制,对应图甲中的③过程。
【小问3详解】
依据图示信息,病毒蛋白部分片段对应的RNA编码序列为5'-AUUUAUUUCUGG-3',共有4个密码子,AUU(异亮氨酸)、UAU(酪氨酸)、UUC(苯丙氨酸)、UGG(色氨酸),该片段对应的RNA编码序列有1个碱基发生了改变,但该片段编码的氨基酸序列不变,对应密码子表,除了色氨酸外,其他氨基酸均具有2个或2个以上的密码子,故该变异不可能是编码色氨酸的密码子发生改变。但若该病毒蛋白大部分氨基酸序列被打乱,则其基因突变形式很可能为增添或缺失1或2个碱基。
【小问4详解】
依据题干信息,MAVS是诱导肝细胞抗病毒因子表达的关键因子,而NS3-4A蛋白能降解线粒体外膜蛋白(MAVS),故图中NS3-4A蛋白对MAVS的活性起抑制作用。buvir是一种RNA聚合酶抑制剂,所以,其作为一种抗HCV特效药的机制为通过抑制HCV病毒RNA复制,进而抑制病毒的繁殖过程。
21. 下图中编号A~F的图像是显微镜下观察到的某植物(2n=28)减数分裂不同时期的细胞图像,请据图回答下列问题:
(1)图中观察到的是该植物的______组织装片。上述细胞分裂图像中,同源染色体的联会发生在______(填图中字母)时期,会形成______个四分体。
(2)图B所示的一个细胞内染色体数量为______条,图______(填图中字母)所示细胞不含同源染色体。
(3)若要利用该植物材料进行“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验,则:
①对该植物进行低温处理,其原理是______________;
②取植物的______,用卡诺氏液处理,其目的是____________。随后用酒精冲洗2次;
③制作装片,基本步骤包括__________________。
④显微观察,可以在视野中看到,大部分细胞为____________(填细胞倍性)。
【答案】(1) ①. 花药 ②. A ③. 14
(2) ①. 28 ②. B、D、F
(3) ①. 低温能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化 ②. 根尖 ③. 以固定细胞的形态 ④. 解离、漂洗、染色和制片 ⑤. 二倍性
【解析】
【分析】1、生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化,称为染色体变异
2、用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。
【小问1详解】
据图分析,图中分裂产生的子细胞大小相等,因此图示为雄性个体减数分裂不同时期的细胞图像。
雄性个体的花药中产生精子,因此图中观察到的是该植物的花药组织装片。同源染色体的联会发生在减数分裂Ⅰ前期,即图示中A时期。
依题意,该植物染色体数为2n=28,故形成的四分体数为14个。
【小问2详解】
据图分析,图B表示减数分裂Ⅱ后期,该时期细胞经过了减数分裂Ⅰ,染色体数减半,再经减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,染色体数加倍,故此时期细胞中染色体数与体细胞中染色体数相等(28条)。
减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合。因此,完成减数分裂Ⅰ的细胞都没有同源染色体。图中已完成了减数分裂Ⅰ的细胞有B、D、F,因此,不含同源染色体的细胞为B、D、F期细胞。
【小问3详解】
①用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。
②剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm, 放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
③制作装片包括:解离、漂洗、染 色和制片4个步骤。
④用显微镜观察处理结果时,视野中绝大多数的细胞处于间期,少数处于分裂期,而处于分裂期的细胞中,又只有极少部分细胞发生了染色体变异。因此,在视野中看到,大部分细胞仍为两个染色体组的细胞。
22. 黑麦(2n=14)有高秆(A)和矮秆(a)、抗病(B)和不抗病(b)两对独立遗传的相对性状。下图表示用不同方法进行的育种操作设计思路。请回答问题:
(1)利用⑥过程获得高秆抗病黑麦新品种时,诱发变异的因素属于______因素,此过程需要处理大量的实验材料,才可能得到预期品种,这说明____________。
(2)通过①②③过程获得高秆抗病黑麦新品种的原理是______,③的具体操作步骤包括____________;为明显缩短育种年限,可进行单倍体育种,即图中的______(填写图中序号)过程,其中依赖植物细胞全能性的关键技术手段是____________。
(3)图中的______(填图中序号)过程,常用______处理使体细胞中染色体数目加倍;图中得到的新物种相较于原种育性降低,推测可能的原因是____________。
(4)黑麦每个染色体组有7条染色体,分别记为1~7号,其中任何1条染色体缺失均会形成单体。单体与单体的杂交后代会出现二倍体、单体和缺体(即缺失一对同源染色体,无法存活),仅有一个B基因表现为弱抗病。C品种在栽培过程中出现了一株7号染色体单体,B基因刚好位于仅存的7号染色体上,则C品种的自交后代的表型及比例为__________________。
【答案】(1) ① 物理 ②. 基因突变具有低频性和不定向性
(2) ①. 基因重组 ②. 连续自交直至后代不出现性状分离为止 ③. ①④⑤ ④. 花药离体培养
(3) ①. ⑤和⑦ ②. 秋水仙素 ③. 多倍体在减数分裂时,染色体间配对不正常,易出现含不正常染色体数的配子
(4)抗病:弱抗病=1:2
【解析】
【分析】诱变育种在人为的条件下,利用物理、化学等因素,诱发生物体产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种。
杂交育种是将父母本杂交,形成不同的遗传多样性,再通过对杂交后代的筛选,获得具有父母本优良性状,且不带有父母本中不良性状的新品种的育种方法。
单倍体育种是植物育种手段之一。即利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体组加倍(如用秋水仙素处理) ,从而使植物恢复正常染色体数。
多倍体育种是指利用人工诱变或自然变异等方式,通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育符合人们需要的优良品种。
【小问1详解】
过程⑥采用射线处理获得高秆抗病黑麦新品种,诱发变异的因素属于物理因素,此过程此过程需要处理大量的实验材料,才可能得到预期品种,这说明基因突变具有低频性和不定向性。
【小问2详解】
过①②③过程获得高秆抗病黑麦新品种(AABB)的过程属于杂交育种,利用的原理是基因重组,③的具体操作是连续自交直至后代不出现性状分离为止;为明显缩短育种年限,可进行单倍体育种,即图示中的①④⑤,其中利用植物细胞全能性原理的是花药离体培养。
【小问3详解】
依据图示信息,可使体细胞中染色体数目加倍的过程是⑤和⑦,通常需要使用秋水仙素处理;图中得到的新物种是同源四倍体,其在减数分裂时,染色体间配对不正常,易出现含不正常染色体数的配子,故与原种相比较,育性降低。
【小问4详解】
依据题干信息,C品种出现了一株7号染色体单体,且B基因刚好位于仅存的7号染色体上,该植株(B0)自交,产生的后代的基因型及比例为BB:BO:OO(致死)=1:2:1,对应的表型及比例为抗病:弱抗病=1:2。
23. 番茄是人们喜爱的水果,其果皮颜色有黄皮和透明皮,果肉颜色有红色肉、黄色肉和橙色肉。科研人员用两个纯系番茄植株杂交,结果如下图。请回答下列问题。
(1)为研究基因的分离定律,最好选择番茄的________(填“果皮”或“果肉”)颜色进行研究。
(2)番茄果肉的不同颜色属于________性状,控制其果肉颜色基因的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,判断依据是________________。
(3)只考虑果肉颜色,F2中红色肉番茄的基因型有________种;取F2黄色肉番茄植株自交后代中橙色果肉占________。
(4)现假设基因A/a控制果皮颜色,基因B/b和D/d控制果肉颜色。其中显性基因均表现完全显性,当D基因存在时,果肉为红色肉,当D基因不存在时,B基因和b基因分别控制黄色肉和橙色肉。上述杂交实验F2中未出现黄皮橙色肉和透明皮黄色肉的性状,推测其原因最可能是____________。为验证前述推测,可将F1与表型为________的个体杂交,若后代表型及其比例为__________________,则上述假设成立。
【答案】(1)果皮 (2) ①. 相对 ②. 遵循 ③. F2中红色肉∶黄色肉∶橙色肉=12∶3∶1,为9∶3∶3∶1的变式
(3) ①. 6 ②. 1/6
(4) ①. 控制果皮颜色的A基因和控制果肉颜色的B基因位于同一条染色体上, 且不发生互换##控制果皮颜色的a基因和控制果肉颜色的b基因位于同一条染色体上,且不发生互换 ②. 透明皮橙色肉 ③. 黄皮红色肉∶透明皮红色肉∶黄皮黄色肉∶透明皮橙色肉=1∶1∶1∶1
【解析】
【分析】孟德尔把F1中显现出来的性状叫做显性性状,因此纯合黄皮红色肉番茄与纯合透明皮橙色肉番茄杂交,F1表现为黄皮红色肉番茄,说明果皮颜色中黄皮为显性性状,果肉颜色中红色肉为显性性状。F1黄皮红色肉番茄自交,F2中黄皮∶透明皮≈3∶1,说明控制果皮的基因位于一对同源染色体上,遵循基因的分离定律;F2红色肉∶黄色肉∶橙色肉≈12∶3∶1,说明果肉的基因位于两对染色体上,遵循自由组合定律。
【小问1详解】
F1黄皮红色肉番茄自交,F2中黄皮∶透明皮=145:47≈3∶1,说明控制果皮的基因位于一对同源染色体上,符合基因的分离定律。F2红色肉∶黄色肉∶橙色肉=143:37:12≈12∶3∶1,说明控制果肉颜色的基因至少位于两对同源染色体上。故为研究基因的分离定律,最好选择番茄的果皮颜色进行研究
【小问2详解】
番茄果肉的不同颜色属于相对性状,F1红色肉番茄自交,F2红色肉∶黄色肉∶橙色肉=12∶3∶1,是9∶3∶3∶1的变式,故控制其果肉颜色基因的遗传遵循自由组合定律。
【小问3详解】
控制番茄果肉颜色的颜色由两对等位基因控制,双显和一显一隐中的一种为红色肉番茄,故其基因型为4+2=6种;另一种一显一隐为黄色肉番茄,故取F2黄色肉番茄植株自交,后代中橙色果肉(双隐性个体)占2/3×1/4=1/6。
【小问4详解】
由题干知,黄皮基因型为A_,透明皮基因型为aa,红色肉基因型为_ _D_,黄色肉基因型为B_dd,橙色肉基因型为bbdd。故亲本基因型分别为AABBDD、abbdd。F1基因型为AaBbDd,F1自交,F2应出现2×3=6种表现型,上述杂交实验F2中未出现黄皮橙色肉和透明皮黄色肉的性状,推测其原因最可能是控制果皮颜色的A基因和控制果肉颜色的B基因位于同一条染色体上, 且不发生互换(或控制果皮颜色的a基因和控制果肉颜色的b基因位于同一条染色体上,且不发生互换)。若推测正确,则F1可产生4种比例相同的配子,即ABD∶ABd∶abD∶abd=1∶1∶1∶1,将F1与表型为透明皮橙色肉(aabbdd)的个体杂交,后代表型及其比例为黄皮红色肉∶透明皮红色肉∶黄皮黄色肉∶透明皮橙色肉=1∶1∶1∶1。
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