内容正文:
2024年国庆节高三生物月考试题
一、单选题
1. 人体内葡萄糖可以转化为脂肪,其转化过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. ①②发生的场所均为线粒体基质
B. 葡萄糖转化为脂肪后,组成元素不变
C. 高糖饮食可使人体内脂肪积累导致肥胖
D. X 物质是甘油,室温时脂肪是否呈液态主要取决于脂肪酸是否饱和
【答案】A
【解析】
【分析】脂肪是由甘油和脂肪酸合成的,在生物体内,合成甘油的原料主要来源于糖酵解途径:葡萄糖、蛋白质脂肪相互转化。
【详解】A、①的过程发生在细胞质基质中,A错误;
B、葡萄糖和脂肪都是由C、H、O 三种元素构成,因此葡萄糖转化为脂肪后,组成元素不变,B正确;
C、高糖饮食导致体内有过多葡萄糖,会转化为脂肪,导致肥胖,C正确;
D、脂肪是由甘油和脂肪酸组成的,若物质能与脂肪酸结合生成脂肪,则X代表甘油,植物脂肪大多含不饱和脂肪酸,在室温时呈液态;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温时呈固态,D正确。
故选A。
2. 研究发现,真核生物中有部分外分泌蛋白(统称为M蛋白)并不依赖内质网-高尔基体途径(经典分泌途径),称为非经典分泌途径,如图所示。下列说法错误的是( )
A. M蛋白合成场所为游离的核糖体
B. M蛋白结构简单,无需翻译后的加工修饰
C. M蛋白不依赖经典分泌途径的原因可能是不含信号肽序列
D. 非经典分泌途径可以弥补经典分泌途径的不足,共同完成蛋白质的分泌过程
【答案】B
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,再到高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工, 然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、根据题意,M蛋白的分泌并不依赖内质网-高尔基体途径,所以M蛋白合成场所为游离的核糖体,A正确;
B、M蛋白结构简单,但仍然需要翻译后的加工修饰,B错误;
C、M蛋白不依赖经典分泌途径的原因可能是不含信号肽序,不能被引导进入内质网,C正确;
D、非经典分泌途径增加了溶酶体分泌、细胞膜出泡、通道蛋白扩散等途径,可以减少细胞内膜和能量的消耗,这是对经典分泌途径的有益补充,D正确。
故选B。
3. 生物膜上的载体蛋白以两种构象状态存在:一种是状态A,结合位点在膜外侧暴露;另一种是状态B,结合位点在膜内侧暴露。这两种构象状态可相互转变,以完成物质的跨膜运输。下列说法错误的是( )
A. 肾小管集合管在重吸收水时相关蛋白会由状态A转化为状态B
B. 状态B转化为状态A过程中可能伴随着ATP水解
C. 状态A转化为状态B过程中可能同时转运两种离子
D. 载体蛋白与被转运物质在构象上保持较高的契合度,体现了运输的选择性
【答案】A
【解析】
【分析】主动运输和协助扩散均需要载体蛋白的参与,每种载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,说明载体蛋白具有特异性,而每个生物膜上的载体蛋白数量是有限的,所以载体蛋白运输物质具有饱和性。
【详解】A、肾小管集合管在重吸收水时,水分子主要通过通道蛋白进行协助扩散,A错误;
B、参与主动运输的蛋白质构象的改变伴随着ATP的水解,ATP由细胞提供,因此状态B转化为状态A过程中可能伴随着ATP水解,B正确;
C、状态A载体蛋白结合位点在膜外侧暴露,在A状态时,结合两种离子,可利用其中一种离子的浓度梯度差把另一种离子逆浓度运输进入细胞内,C正确;
D、载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,所以载体蛋白与被转运物质在构象上保持较高的契合度,体现了运输的选择性,D正确。
故选A。
4. 蛋白Cytc是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的多肽。正常情况下,外源性Cytc是无法进入细胞的。在缺氧时,细胞膜的通透性增加,外源性Cyte可进入细胞参与线粒体内电子传递,将H+泵出线粒体至膜间隙,促进H2O的生成,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. Cytc可降低线粒体内[H]的含量
B. 图中驱动ATP合成的能量来自H+的电化学势能
C. 外源性Cyte可降低线粒体内膜外正内负的电位差
D. 外源性Cytc在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助治疗
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,将葡萄糖分解为丙酮酸和[H];第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H];第三阶段在线粒体内膜上进行,[H]与氧气结合生成水。
【详解】A、根据题意,在缺氧时,细胞膜的通透性增加,外源性Cyte可进入细胞参与线粒体内电子传递,将H+泵出线粒体至膜间隙,促进H2O的生成,可知Cytc促进线粒体内的[H]生成H2O,进而降低线粒体内[H]的含量,A正确;
B、高浓度H+通过线粒体内膜上的ATP合酶进入线粒体基质时,驱动ADP和Pi合成ATP,所以驱动ATP合成的能量来自H+的电化学势能,B正确;
C、根据题干可知,外源性Cyte可进入细胞参与线粒体内电子传递,将H+泵出线粒体至膜间隙,所以外源性Cyte可升高线粒体内膜外正内负的电位差,C错误;
D、补充外源性CytC可提高氧的利用率,故在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助治疗,D正确。
故选C。
5. 果蝇精原细胞分裂过程中染色体组数的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. ab段自始至终都不存在姐妹染色单体 B. be段是因为DNA复制使得染色体组数加倍
C. cd段细胞可能处于减数第二次分裂后期 D. de段细胞一分为二使染色体和核DNA数目都减半
【答案】D
【解析】
【分析】染色体复制的实质是DNA复制,染色体复制在有丝分裂间期,染色体复制会导致DNA数目加倍。染色体数目加倍的时期在有丝分裂后期,着丝粒一分为二,姐妹染色单体消失。
【详解】A、由图可知,bc段染色体组数目加倍,染色体组由2个变为4个,因此细胞处于有丝分裂后期,原因是着丝粒的分裂,则ab段应包含间期和前期中期,在有丝分裂前中期,存在姐妹染色单体,A错误;
B、bc段染色体组数目加倍,原因是着丝粒的分裂,B错误;
C、cd段细胞含有4个染色体组,应为有丝分裂的后期,减数第二次分裂后期染色体组是2个,不符合图像,因此cd段细胞不可能处于减数第二次分裂后期,C错误;
D、de段染色体组数目减半,原因四是胞一分为二,染色体和核DNA数目都减半,D正确。
故选D。
6. 下列有关基因发现与探索的说法,正确的是( )
A. 孟德尔通过观察分析豌豆杂交实验,归纳出基因的分离定律和自由组合定律
B. 萨顿通过观察蝗虫细胞减数分裂过程中染色体的行为,证明基因位于染色体上
C. 格里菲思通过肺炎链球菌的转化实验,证明 DNA 是肺炎链球菌的遗传物质
D. 梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料,运用同位素标记法证明 DNA是半保留复制
【答案】D
【解析】
【分析】1、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。
2、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。
3、萨顿提出基因在染色体上的假说,摩尔根通过果蝇伴性遗传实验证明了基因位于染色体上。
4、生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术,证明了DNA复制方式是半保留复制。
【详解】A、孟德尔通过观察分析豌豆杂交实验,归纳出分离定律和自由组合定律,没有提及基因,A错误;
B、萨顿通过观察蝗虫细胞减数分裂过程中染色体的行为,提出基因位于染色体上的假说,B错误;
C、肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子,即DNA是肺炎链球菌的遗传物质,C错误;
D、梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术,证明了DNA复制方式是半保留复制,D正确。
故选D。
7. 雌性蝗虫体细胞有两条性染色体,为XX型,雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体,为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程,下列叙述错误的是( )
A. 处于减数第一次分裂后期的细胞仅有一条性染色体
B. 减数第一次分裂产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条
C. 处于减数第二次分裂后期的细胞有两种基因型
D. 该蝗虫可产生4种精子,其基因型为AO、aO、AXR、aXR
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、结合题意可知,雄性蝗虫体内只有一条X染色体,减数第一次分离后期同源染色体分离,此时雄性蝗虫细胞中仅有一条X染色体,A正确;
B、减数第一次分裂后期同源染色体分离,雄蝗虫的性染色体为X和O,经减数第一次分裂得到的两个次级精母细胞只有1个含有X染色体,即减数第一次分裂产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条,B正确;
C、该蝗虫基因型为AaXRO,由于减数第一次分裂后期同源染色体分离,若不考虑变异,一个精原细胞在减数第二次分裂后期有2个次级精母细胞,两种基因型,但该个体有多个精原细胞,在减数第二次分裂后期的细胞有四种基因型,C错误;
D、该蝗虫基因型为AaXRO,在减数分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,该个体产生的精子类型为AO、aO、AXR、aXR,D正确。
故选C。
8. miRNA是长度为18~25nt的单链RNA,是由Dicer酶处理有茎环结构的细胞内RNA形成的,其通过与目标基因的mRNA碱基配对方式来调控目标基因的表达,作用机理如图所示。下列说法正确的是( )
A. Dicer酶的作用效果可能与解旋酶类似,作用于磷酸二酯键
B. 无论是动物还是植物,miRNA均通过 影响翻译来抑制基因的表达
C. miRNA抑制基因表达的过程具有高度的特异性
D. 目标基因转录时,RNA聚合酶与该基因上的起始密码子相结合
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:miRNA基因在细胞核中转录形成后进行加工,然后通过核孔进入细胞质,再加工后与W基因的mRNA结合形成复合物,进而阻碍W基因转录的mRNA翻译。
【详解】A、Dicer酶的作用效果可能与解旋酶类似,作用于氢键,A错误;
B、由图可知,无论是动物还是植物,miRNA均通过影响翻译来抑制基因的表达,B正确;
C、无论是动物还是植物,miRNA均通过影响翻译来抑制基因的表达,所以miRNA抑制基因表达的过程不具有特异性,C错误;
D、基因转录时,RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合,起始密码子位于mRNA上,而不是位于基因上,D错误。
故选B。
9. 某研究小组将黑藻叶片置于适量的溶液X中,超声破碎细胞后再用差速离心法分离细胞组分,可依次分离出细胞核、线粒体、高尔基体、核糖体等。下列叙述正确的是( )
A. 分离出的上述四种结构都含有元素P,但只有两种含有核酸
B. 溶液X的渗透压应高于黑藻叶片细胞的细胞质基质的渗透压
C. 黑藻叶片细胞内叶绿体的存在不会干扰观察其质壁分离现象
D. 利用同位素标记法证明DNA半保留复制时,需用差速离心法分离DNA分子
【答案】C
【解析】
【分析】差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速率离心上清液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。
【详解】A、细胞核、线粒体、高尔基体都有膜结构,都含有磷脂、核糖体含有rRNA,因此都含P元素。其中细胞核、线粒体、核糖体中都含核酸,A错误;
B、溶液X与该黑藻叶片细胞的细胞质基质相比,渗透压应该相同,以便维持细胞器的正常形态和功能,B错误;
C、用黑藻叶片做质壁分离实验时,叶绿体的存在使原生质层呈现绿色,有利于对实验现象的观察,C正确;
D、15N、14N两种同位素不具有放射性,该实验利用二者的相对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的DNA密度大,利用密度梯度离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA,从而证明了DNA半保留复制的特点,D错误。
故选C。
10. 细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,以下关于细胞骨架的叙述错误的是( )
A. 白细胞的迁移、神经细胞树突的伸展、细胞壁的保护和支持作用等都与细胞骨架有关
B. 细胞骨架能构成某些细菌的纤毛和鞭毛,为细胞机械运动提供动力
C. 部分细胞骨架可以周期性的重建和消失,如细胞有丝分裂中的纺锤体
D. 分泌蛋白由内质网向高尔基体移动需要借助细胞骨架
【答案】A
【解析】
【分析】细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。
【详解】A、植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成,对细胞起支持与保护作用,其功能与细胞骨架无关,A错误;
B、细胞骨架能构成某些细菌细胞的纤毛和鞭毛,并影响其运动能力,为细胞机械运动提供动力,在超微结构的水平上,调节着细胞的运动,B正确;
C、纺锤体在细胞分裂前期形成,末期消失,呈现周期性重建和消失,这与细胞骨架有关,C正确;
D、由内质网产生的囊泡向高尔基体的运输,通常由细胞骨架提供运输轨道,D正确。
故选A。
11. 左图所示为线粒体内膜上发生的H+转运和ATP合成过程,右图所示为光合作用光合磷酸化过程,①~⑤表示过程,⑥~⑧表示结构,下列叙述错误的是( )
A. ①②③⑤都表示H+的跨膜运输过程,其中①③属于主动运输
B. 左图中的NADH来自于丙酮酸、酒精或者乳酸的分解
C. P680和P700含有光合色素,具有吸收、传递、转化光能的作用
D. ATP的合成与H+的顺浓度梯度跨膜运输有关
【答案】B
【解析】
【分析】左图为有氧呼吸第三阶段的部分过程。质子泵将H+主动运输到内外膜之间,形成线粒体内膜膜内外的浓度差,ATP合成酶利用该浓度差,催化ATP的形成。有图为光反应的过程,ATP合成所需的能量来自于类囊体膜内外的H+浓度差,类囊体腔内的H+浓度高于叶绿体基质侧。
【详解】A、图中①②③⑤都表示H+的跨膜运输过程,根据ATP合成过程利用H+的浓度差可判断膜内外的浓度高低,线粒体基质侧H+浓度低于内外膜之间,类囊体腔低于叶绿体基质,故其中①③属于逆浓度进行的主动运输,A正确;
B、有氧呼吸过程中,NADH一半来自葡萄糖,一半来自水,无氧呼吸过程中NADH来自于葡萄糖,B错误;
C、P680和P700是两个光反应中心,是色素蛋白的复合体,含有光合色素,具有吸收、传递、转化光能的作用,C正确;
D、左图的有氧呼吸第三阶段,和右图的光反应过程中,ATP合成所需要的能量,都来自于H+的顺浓度梯度跨膜运输所产生的势能,D正确。
故选B。
12. DNA复制时,一条新子链按5′→3′方向进行连续复制,而另1条链也按5′→3′方向合成新链片段一冈崎片段(下图所示)。已知DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成,需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物,DNA聚合酶再在引物的3′一OH上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后,DNA聚合酶再把RNA引物去掉,换上相应的DNA片段。下列相关说法正确的是( )
A. 引物酶属于RNA聚合酶,与DNA聚合酶一样能够催化氢键断裂
B. DNA的一条新子链按5′→3′方向进行连续复制时不需要RNA引物
C. DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂
D. RNA引物合成时与冈崎片段合成时的碱基互补配对原则相同
【答案】C
【解析】
【分析】DNA复制需要模板、原料、能量、酶等条件。DNA复制是边解旋边复制、半保留复制。DNA复制时,子链只能从5’端向3’端延伸,两条子链的延伸方向相反。
【详解】A、引物酶以DNA为模板合成RNA引物,引物酶属于RNA聚合酶,与DNA聚合酶不同,A错误;
B、DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成,DNA的一条新子链按5′→3′方向进行连续复制时需要RNA引物 ,B错误;
C、引物酶以DNA为模板合成RNA引物,DNA聚合酶再在引物的3′一OH上聚合脱氧核苷酸,当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后,DNA聚合酶再把RNA引物去掉,DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂,C正确;
D、RNA引物合成时的碱基互补配对原则是AU、TA、GC、CG配对,而冈崎片段合成时的碱基互补配对原则是AT、TA、GC、CG配对,D错误。
故选C。
13. 端粒是染色体两端的DNA一面向质复合体,在正常细胞内端粒DNA序列随分裂次数的增加而不断缩短,当缩短到临界值,细胞失去分裂能力。端粒酶(由RNA和蛋白质组成)可以利用自身的RNA合成端粒DNA。下列叙述错误的是( )
A. 端粒酶合成动粒DNA时,既提供模板也起到催化作用
B. 细胞分裂时,细胞内每条染色体都具有1个或2个端粒
C. 端粒酶基因是有遗传效应的DNA片段,端粒酶属于逆转录酶
D. 癌细胞端粒酶的活性可能高于正常细胞
【答案】B
【解析】
【分析】端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构,实质上是一重复序列,作用是保持染色体的完整性。细胞分裂一次,由于DNA复制时的方向必须从5'方向到3'方向,DNA每次复制端粒就缩短一点,所以端粒其长度反映细胞复制史及复制潜能。
【详解】A、端粒酶合成端粒DNA时既提供模板也起到催化作用,A正确;
B、细胞分裂时,细胞内每条染色体含有1或2个DNA,则具有4个或2个端粒,B错误;
C、端粒酶基因是有遗传效应的 DNA 片段,端粒酶可以利用自身的RNA合成端粒DNA,因此,端粒酶属于逆转录酶,C正确;
D、癌细胞能够不断进行分裂,则其端粒酶的活性可能高于正常细胞,D正确。
故选B
14. 左图为甲、乙两种独立遗传的单基因遗传病的家系图。其中甲病是由基因突变引起的遗传病,该病在人群中的发病率为9/10000,右图是左图中部分成员的甲病相关基因经酶切后的电泳结果:已知甲病(A、a基因控制)、乙病(B、b基因控制)致病基因不在X、Y同源区段上。下列叙述正确的是( )
A. 甲病与乙病的致病基因分别位于常染色体和X染色体上
B. I—3与I—4基因型分别是AaXBXb、AaXBY
C. II—2与II—3再生一个孩子,同时患两种病的概率为1/3
D. 若Ⅲ—1是个女孩,与一个正常男性结婚生育患甲病孩子的概率2/103
【答案】D
【解析】
【分析】1、分析甲病:Ⅰ-3和Ⅰ-4 (Ⅰ-1和Ⅰ-2)正常,儿子Ⅰ-4 (Ⅰ-2) 患病,可知该病是隐性遗传病,再结合电泳条带分析可知,Ⅰ-3和Ⅰ-4都是致病基因携带者,可知该病是常染色体隐性遗传病。2、分析乙病,Ⅰ-3和Ⅰ-4患病,有正常的女儿Ⅱ-3,说明该病是常染色体显性遗传病。
【详解】A、Ⅰ-3和Ⅰ-4 无甲病,儿子Ⅰ-4 患病,可知该病是隐性遗传病,结合电泳条带分析,Ⅰ-3和Ⅰ-4都是致病基因携带者,可知甲病是常染色体隐性遗传病,Ⅰ-3和Ⅰ-4患乙病,有正常的女儿Ⅱ-3,说明该病是常染色体显性遗传病,A错误;
B、甲病为常染色体隐性病,乙病为常染色体显性病,I-3与I-4的基因型都是AaBb,B错误;
C、II-2基因型为aabb,II-3基因型为1/3AAbb、2/3Aabb,二者后代不会患乙病,再生一个孩子,同时患两种病的概率是0,C错误;
D、只分析甲病,Ⅱ-2的基因型为aa,Ⅱ-3的基因型为1/3AA、2/3Aa,Ⅲ-1的基因型为1/3aa,2/3Aa,Ⅲ-1提供a配子的概率为2/3,人群中甲病发病率为9/10000,a的基因频率为3/100,A的基因频率为97/100,人群中AA个体占97/100×97/100,Aa占2×3/100×97/100,该男性为正常男性,不可能为aa,正常男性中是杂合子的概率是2×3×97/9991=6/103,该男性提供a配子的概率为6/103×1/2=3/103,后代患甲病的概率为2/3×3/103=2/103,D正确。
故选D。
15. 下列关于DNA甲基化说法错误的是( )
A. DNA甲基化未改变基因碱基序列,但影响了基因转录从而影响了生物的表型
B. 甲基化不仅能发生在DNA中,还可以发生在蛋白质上
C. DNA分子中碱基G和C含量越高,其结构稳定性越强,越不容易发生甲基化
D. DNA的甲基化会随细胞的有丝分裂得以保留并遗传给子代细胞
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的甲基化、组蛋白的甲基化、组蛋白的乙酰化等修饰都属于表观遗传。表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A、DNA甲基化未改变基因碱基的序列,但由于甲基化基因的转录受到影响,进而影响了蛋白质影响了生物的性状,A正确;
B、构成染色体的蛋白质如果发生甲基化或乙酰化,也会影响基因的表达,B正确;
C、DNA分子的甲基化一般发生在C位点,形成胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶,C错误;
D、甲基化属于可遗传的变化,会随细胞的有丝分裂得以保留并遗传给子代,D正确。
故选C。
二、不定项选择题。
16. 核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白质复合体。它具有双功能,表现在两种运输 方式:被动运输与主动运输。大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体( )
蛋白结合而实现主动运输。下列说法正确的是
A. 核孔在核质物质交换过程中具有选择透过性
B. 核孔的数目会因细胞的代谢状态改变而发生变化
C. 核苷酸、ATP等小分子物质通过核孔的方式是主动运输
D. 大分子的核定位信号与核孔复合体上的受体蛋白结合具有特异性
【答案】ABD
【解析】
【分析】细胞核的结构:(1)核膜(双层膜),可将核内物质与细胞质分开;(2)核孔:实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流;(3)核仁:与某种RNA的合成及核糖体的形成有关;(4)染色质(染色体):主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质DNA的主要载体。
【详解】A、核孔是大分子物质进出的通道,根据题干信息可知,核孔对大分子的进出具有选择性,A正确;
B、核孔的数目会因细胞的代谢状态改变而发生变化,代谢旺盛的细胞,核孔数目越多,B正确;
C、主动运输是指物质可以从低浓度往高浓度跨膜运输的方式,C错误;
D、大分子的核定位信号与核孔复合体上的受体蛋白能特异性结合,D正确。
故选ABD
17. 科研人员将菠菜叶肉细胞的类囊体用软骨细胞膜封装的方法进行“伪装”,植入实验小鼠软骨受损部位,再通过外部光源刺激类囊体在小鼠体内工作。实验发现,在光照的刺激下,实验小鼠衰老细胞的合成代谢得到恢复,小鼠的关节状况也得到一 定的改善。进一步研究发现,类囊体中的部分关键光合蛋白在光照下约8~16小时后就被完全降解。下列相关说法正确的是( )
A. “伪装”的目的主要是为了使类囊体与实验小鼠细胞进行融合
B. ATP和NADPH可作为实验小鼠衰老细胞合成代谢中的重要“原材料”
C. 植入类囊体的实验小鼠细胞内自由基的含量可能会下降
D. 关键光合蛋白的寿命是限制该实验成果推广的因素之一
【答案】BCD
【解析】
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,,染色加深;(2) 细胞膜通透性功能改变,物质运 输功能降低; (3) 细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4) 有些酶的活性降低;(5) 呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、用软骨细胞膜将菠菜叶肉细胞的类囊体封装来“伪装”的目的是防止实验小鼠出现免疫排斥,而不是将其融合,A错误;
B、通过外部光源刺激类囊体在小鼠体内工作,类囊体中进行的是光合作用中的光反应阶段,会产生ATP和NADPH,衰老细胞的合成代谢得到恢复,所以ATP和NADPH可作其原材料,B正确;
C、自由基学说中自由基攻击蛋白质使蛋白质活性下降,导致细胞衰老植入类囊体衰老细胞的合成代谢得到恢复,可见其自由基含量减少,C正确;
D、类囊体中的部分关键光合蛋白在光照约8~16小时后就会被完全降解,所以光合蛋白的寿命是限制该实验成果推广的因素之一,D正确。
故选BCD。
18. 某果蝇种群眼色分为野生型和朱红色(由基因A、a控制)、野生型和棕色(由基因B、b控制),两对基因分别位于两对同源染色体上(不考虑X、Y染色体的同源区段)。为研究其遗传机制,进行了杂交实验,结果如下表。下列说法正确的是( )
杂交组合
P
F1
♀
♂
♀
♂
甲
野生型
野生型
402野生型
198野生型、201朱红眼
乙
野生型
朱红眼
302野生型、99棕眼
300野生型、101棕眼
丙
野生型
野生型
299野生型、51棕眼
150野生型、149朱红眼、50棕眼、49白眼
A. 野生型果蝇的基因型有6种,组合乙的亲本基因型分别是AaXBXB、AaXbY
B. 组合丙的F₁野生型雌性与棕眼雌性比例原因可能是b基因纯合致死
C. 组合乙F₁的棕眼果蝇自由交配,后代中棕眼果蝇雌雄比为2:1
D. 可通过与白眼雄果蝇杂交观察子代性状及比例判断某一野生型雌蝇的基因型
【答案】D
【解析】
【分析】1、分析杂交组合甲:亲本与F1中的雌性个体均为野生型,F1雄性个体中出现了朱红眼,说明野生型对朱红眼为显性,朱红眼的遗传方式为伴X染色体隐性遗传,等位基因A、a位于X染色体上。
2、分析杂交组合乙:亲本为野生型和朱红眼,后代雌雄个体中野生型与棕眼的比例均为3∶1,说明控制野生型与棕眼的基因B、b位于常染色体上,而且野生型对棕眼为显性。
【详解】A、根据杂交组合甲可知,亲本为野生型,子代出现了朱红眼,则朱红眼为隐性性状,且子一代雌雄表型不同,故A/a基因位于X染色体上,根据杂交组合乙可知,子一代雌雄都是野生型∶棕眼=3∶1,说明B/b位于常染色体上,且棕眼为隐性性状。分析杂交组合丙,子代雌性野生型∶棕眼=6∶1,而雄性中野生型∶朱红眼∶棕眼∶白眼=3∶3∶1∶1,可推知:当两对基因均为隐性纯合时表现为白眼,A和B同时存在表现为野生型,有aa和B基因为朱红眼,有A和bb基因的为棕眼。故野生型(B-XAX-、B-XAY)果蝇的基因型有2×2+2=6种,组合乙亲本的基因型为BbXAXA×BbXaY,子代雌性B-XAX-(野生型)∶bbXAX-(棕眼)=3∶1,子代雄性B-XAY(野生型)∶bbXAY(棕眼)-=3∶1,A错误;
B、在杂交组合丙中,双亲均为野生型。若只研究野生型和朱红眼,F1雌性个体中无朱红眼、雄性个体中有朱红眼,说明亲本基因型分别为XAXa和XAY。若只研究野生型和棕眼,F1雌雄个体中均出现棕眼,说明双亲的基因型均为Bb。故杂交组合丙中亲本的基因型分别为BbXAXa和BbXAY,F1野生型雌性与棕眼雌性比例为6∶1,说明bbXAXA或bbXAXa中一种基因型致死,根据乙杂交组合的后代雌雄棕眼均占1/4,可知bbXAXa存活,即bbXAXA致死,即不是bb纯合致死,B错误;
C、组合乙亲本基因型为BbXAXA×BbXaY,子一代中棕眼基因型为bbXAXa、bbXAY,棕眼果蝇自由交配,后代基因型为bbXAXA(致死)∶bbXAXa∶bbXAY∶bbXAY=1∶1∶1∶1,故棕眼果蝇雌雄比为1∶2,C错误;
D、野生型雌果蝇基因型为BBXAXA、BBXAXa、BbXAXA、BbXAXa,白眼雄果蝇基因型为bbXaY,若野生型雌果蝇基因型为BBXAXA,则与白眼雄果蝇杂交后代雌雄均为野生型;若野生型雌果蝇基因型为BBXAXa,则与白眼雄果蝇杂交后代雌雄均为野生型和朱红眼;若野生型雌果蝇基因型为BbXAXA,则与白眼雄果蝇杂交后代雌雄均为野生型和棕眼比例为1∶1;若野生型雌果蝇基因型为BbXAXa,则与白眼雄果蝇杂交后代雌雄均有白眼,因此可通过与白眼雄果蝇杂交观察子代性状及比例判断某一野生型雌蝇的基因型,D正确。
故选D。
19. 完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体亚基的合成、组装及运输过程示意图。在核糖体中,rRNA是起主要作用的结构成分,是结构和功能核心,如其具有肽酰转移酶的活性。下列有关分析错误的是( )
A. 由图可知,核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
B. 核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
C. rRNA是rDNA和核仁外DNA的表达产物
D. 核糖体亚基为mRNA提供了结合部位
【答案】A
【解析】
【分析】1、分析图解:图中在核仁中转录形成rRNA,然后形成的rRNA与进入细胞核的蛋白质结合分别形成大亚基和小亚基,再通过核孔进入细胞质,大亚基和小亚基结合再形成核糖体。
2、核糖体是蛋白质合成的场所。
【详解】A、蛋白质合成的场所是核糖体,核糖体蛋白合成的场所也是核糖体,rRNA合成的主要场所是核仁,A错误;
B、据图知,位于核仁中的rDNA经过转录形成了rRNA前体物质,核糖体蛋白从核孔进入细胞核后,和rRNA前体结合,一部分生成了核糖体小亚基,另一部分和核仁外DNA转录形成的5S rRNA结合生成核糖体大亚基,都从核孔进入细胞质,B正确;
C、rRNA是rDNA的表达产物,核仁外DNA的表达产物是5S rRNA,故rDNA和核仁外DNA的表达产物都是rRNA,C正确;
D、翻译时,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点,D正确。
故选A。
20. 将某品种海水稻分为两组,对照组用完全培养液培养,实验组用含较高浓度NaCl的完全培养液培养,培养两周后,在晴朗天气下制定净光合作用及胞间CO2浓度的日变化,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A. 可用无水乙醇来提取和分离海水稻叶肉细胞中的色素
B. 本实验的自变量为NaCl溶液的浓度
C. 在不同时刻,高盐条件下水稻的总光合速率均低于正常状态的水稻
D. 10:00-12:00时,对照组水稻光合速率下降的主要原因不是气孔开放度下降
【答案】ABC
【解析】
【分析】分析左图:实验组和对照组在中午十二点左右均会出现午休现象,原因是光照过强、温度过高,导致植物气孔关闭,二氧化碳供应减少,光合作用下降;分析右图:在8点之后,实验组的胞间二氧化碳浓度高于对照组。
【详解】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。不同的色素都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开,因此可用纸层析法分离色素,A错误;
B、分析曲线图,横坐标时间代表光照强度的变化,因此实验自变量是光照强度,B错误;
C、左图曲线看出,与对照组相比,在高浓度NaCl作用下,不同时刻,海水稻的净光合速率(实验组)均低于正常状态的海水稻(对照组),总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由于两组海水稻的呼吸速率大小不知,因此不同时刻,高浓度NaCl下海水稻的光合速率大小与正常状态的海水稻的光合速率大小无法比较,C错误;
D、分析题图可知,对照组10: 00 - 12:00时光合速率显著下降,此时间段内,对照组的胞间二氧化碳浓度上升,且与实验组差异不大,说明此时间段光合作用的主要限制因素不是气孔的开放度,而是非气孔性因素,D正确。
故选ABC。
三 、非选择题
21. 膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态 性转移,囊泡是重要的运输工具。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别,囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程如图所示,其中GTP具有与ATP相似的生理功能,V(V-SNARE)和T(T-SNARE)分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质。
(1)一般认为膜流的起点是细胞膜,与之对应的物质运输方式为_____,胞内膜流的中枢为_____。
(2)囊泡膜的结构支架是_____。原核细胞不存在膜流现象,原因是_____。
(3)据图分析,囊泡与靶膜之间的识别及融合条件是_____,这一过程体现了生物膜具有_____ 功能。
(4)某同学预采用3H标记亮氨酸羧基的方法探究某一外分泌蛋白通过膜流运输的过程,请评价一下该方案是否可行,并给出恰当理由:_____。
【答案】(1) ①. 胞吞 ②. 高尔基体
(2) ①. 磷脂双分子层 ②. 原核细胞不具有膜性细胞器
(3) ①. V和T的特异性结合及GTP提供能量 ②. 信息交流
(4)不可行,亮氨酸羧基中的H在形成蛋白质过程中会因脱水缩合参与水的形成,无法记录外分泌蛋白的膜流运输过程
【解析】
【分析】由题意知,GTP具有与ATP相似的生理功能,ATP是细胞生命活动的直接能源物质,因此GTP能为囊泡识别、融合过程提供能量,GTP水解形成GDP;由题图可知,囊泡上的信息分子与靶膜上的受体特异性识别,将囊泡内的物质运输到特定的部位,体现了生物膜的信息传递功能,囊泡与靶膜融合依赖于生物膜的流动性结构特点。
【小问1详解】
膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移,该过程通过囊泡与细胞膜融合将物质运出细胞,因此该方式为胞吐。高尔基体可接受内质网形成的囊泡,也可形成囊泡与细胞膜融合,因此胞内膜流的中枢为高尔基体。
【小问2详解】
囊泡膜属于生物膜,磷脂双分子层构成膜的基本支架。原核细胞只有细胞膜一种生物膜,不含膜性的细胞器,而膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移,因此原核细胞不存在膜流现象。
【小问3详解】
由题意知,GTP具有与ATP相似的生理功能,ATP是细胞生命活动的直接能源物质,据图可知,囊泡与靶膜之间的识别及融合需要V和T的特异性结合及GTP提供能量,这一过程体现了生物膜之间进行信息交流的功能。
【小问4详解】
由于亮氨酸羧基中的H在形成蛋白质过程中会因脱水缩合参与水的形成,因此采用3H标记亮氨酸羧基的方法无法记录外分泌蛋白的膜流运输过程。
22. 细胞分裂是生物体重要的特征,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,是生命活动中不可或缺的重要环节。细胞分裂包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂等。
Ⅰ.图1为某雌性动物体内五个处于不同分裂时期的细胞示意图;图2表示体细胞中染色体数为2n的生物不同细胞分裂时期染色体、染色单体和核DNA分子的含量;图3为某哺乳动物细胞分裂过程简图,其中A~G表示相关细胞,①~④表示过程,请回答下列问题:
(1)图1中a细胞有______个四分体,b细胞属于______(填时期)。d细胞分裂完成后得到的子细胞名称是______,a~e中含有2对同源染色体的细胞有______。
(2)染色体呈染色质丝状态时的细胞可对应图2中的______时期,图1中的细胞c对应于图2中的______时期。
(3)图3中过程①发生的物质变化主要是____________,D、E、F和G需要再经过______才能形成成熟的生殖细胞。
II.研究发现,细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失小鼠体型和生理状态都比较正常,具有完整的卵泡和睾丸发育状况,但自然交配后雌性小鼠不能产生后代,而雄性小鼠的发育和繁殖能力均正常。为进一步揭示CyclinB3的功能,研究者对正常雌鼠(2n=40)与CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比,如图所示。据图回答下列问题。
(4)由图分析可知,CyclinB3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体,但未排出第一极体,表明CyclinB3缺失的卵母细胞被阻滞于______。推测细胞周期蛋白B3可以促进______分离。
(5)研究发现,CyclinB3缺失的卵母细胞在受精后可以绕过减数分裂Ⅰ后期而进行减数分裂Ⅱ,在减数分裂Ⅱ后期发生姐妹染色单体分离,在排出第二极体后会发育为早期胚胎。早期胚胎发育阶段,胚胎细胞通过______方式增殖,此分裂过程中染色体数最多有______条,但所有胚胎在着床后会死亡。
【答案】(1) ①. 0 ②. 减数第一次分裂中期 ③. 极体##第二极体 ④. bce
(2) ①. Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ ②. Ⅰ
(3) ①. DNA复制和有关蛋白质的合成 ②. 变形
(4) ①. MⅠ中期(减数第一次分裂中期) ②. 促进同源染色体的分离
(5) ①. 有丝分裂 ②. 120
【解析】
【分析】题图分析,图1中a细胞处于有丝分裂后期;b细胞处于减数第一次分裂中期;c细胞处于有丝分裂中期;d细胞处于减数第二次分裂后期;e细胞处于减数第一次分裂四分体时期;图2中Ⅰ可表示有丝分裂前中期和减数第一次分裂前中后期;Ⅱ表减数第二次分裂前中期;Ⅲ可表示减数第二次分裂后期,也可表示有丝分裂末期产生体细胞,Ⅳ表示卵细胞或第二极体;图3中A表示初级精母细胞,B和C表示次级精母细胞,D、E、F、G表示精细胞。
【小问1详解】
图1中a细胞有0个四分体,处于有丝分裂后期;b细胞属于初级卵母细胞,该细胞处于减数第一次分裂中期。d细胞表现为均等分裂,处于减数第二次分裂后期,该细胞为第一极体,该细胞分裂完成后得到的子细胞名称是第二极体,a~e中含有2对同源染色体的细胞有bce,它们分别是初级卵母细胞、处于有丝分裂中期的体细胞和处于减数第一次分裂前期的初级卵母细胞。
【小问2详解】
染色体呈染色质丝状态时的细胞可能处于分裂间期,也可能是正常的体细胞或减数分裂完成产生的生殖细胞,因此,可对应图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ时期,此时的细胞中每条染色体含有1个DNA分子;图1中的细胞c对应于图2中的Ⅰ时期,此时细胞中每条染色体含有2个染色单体。
【小问3详解】
图3中过程①代表的是减数第一次分裂前的间期,此时细胞中发生的物质变化主要是DNA复制和有关蛋白质的合成,D、E、F和G需要再经过变形才能形成成熟的生殖细胞,变形后的精子细胞质大量丢失,且长出尾部,因而可以游动有利于受精过程。
【小问4详解】
由图可知,与正常小鼠相比,CyclinB3缺失小鼠的同源染色体不能分离,减数第二次分裂过程不能正常进行,细胞停滞在MⅠ中期(减数第一次分裂中期),由此可推测CyclinB3的功能是促进同源染色体的分离。
【小问5详解】
Cyclin B3缺失的卵母细胞在受精后可以绕过减数分裂Ⅰ后期而进行减数分裂Ⅱ,则发生姐妹染色单体分离,在排出第二极体后会发育为早期胚胎;胚胎细胞增殖的方式是有丝分裂;老鼠有20对染色体,由于卵母细胞同源染色体未分离,则形成的卵细胞染色体数目为40,与正常的精子染色体20条结合后,受精卵中的染色体数目是60条,在有丝分裂后期染色体数目最多,有120条,但所有胚胎在着床后会死亡。
23. 根据光合作用中固定CO2方式,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。一些C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,但后者叶绿体缺乏基粒,两类细胞之间有大量的胞间连丝;叶肉细胞含磷酸烯醇式丙酮酸化酶(PEPC)。该酶具有高CO2亲和力,可在低浓度CO2条件下高效固定CO2。
如图表示C4植物光合作用的基本反应过程,回答下列问题:
(1)C4植物的_______细胞吸收转化光能,为反应②提供_______。
(2)结构P为_______,叶肉组胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是_______。
(3)综合以上信息,更适宜在高温、高光强环境中生存的是_______(填“C3植物”或“C4植物”),依据是_______。
(4)植物体光合作用产物常以蔗糖形式运输,为验证光合作用产物以蔗糖的形式运输,研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物,并将该基因表达的蔗糖酶定位在维管束鞘细胞的细胞壁上,结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象,原因是_______。
【答案】(1) ①. 叶肉细胞 ②. NADPH和ATP
(2) ①. 胞间连丝 ②. 提高物质运输效率
(3) ①. C4植物 ②. 温度过高、蒸腾作用过强导致气孔导度减小,C4植物细胞中的PEPC具有高CO2亲和力,能固定叶肉细胞中低浓度CO2,维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2,因此C4植物更适宜在高温、高光强环境中生存
(4)维管束细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,导致进入韧皮部的蔗糖减少,根和茎得到的糖不足,生长缓慢
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段:
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。
【小问1详解】
C4植物的维管束鞘细胞缺乏基粒,而叶肉细胞中含有基粒,基粒上(类囊体薄膜)的光合色素能够吸收转化光能;反应①是二氧化碳的固定,反应②是C3的还原,光反应能为C3的还原提供NADPH和ATP。
【小问2详解】
由题意可知“叶肉细胞和维管束鞘细胞之间有大量的胞间连丝”,叶肉细胞产生的苹果酸通过P(胞间连丝)进入维管束鞘细胞,胞间连丝能提高物质运输效率。
【小问3详解】
在高温、高光强环境中,温度过高、蒸腾作用过强导致气孔导度减小,C4植物细胞中的PEPC具有高CO2亲和力,能固定叶肉细胞中低浓度CO2,维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2,因此C4植物更适宜在高温、高光强环境中生存。
【小问4详解】
将酵母菌蔗糖酶基因转入植物,并降低定位在维管束鞘细胞的细胞壁上,维管束细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,导致进入韧皮部的蔗糖减少,根和茎得到的糖不足,生长缓慢,从而导致转基因植物出现严重的小根、小茎现象。
24. 拟南芥(2N=10)是一年生草本、十字花科植物,自花传粉。株高20cm左右,从发芽到开花约40天,果实为角果,每个果荚可生50~60粒种子,富有多对相对性状。因广近用于研究种子的萌发、植物光周期等遗传分子机制,被称为“植物界的果蝇”,回答下列问题:
(1)拟南芥作为良好的遗传学材料的优点有_______(列举2项),对拟南芥进行人工杂交实验时,对母本进行的操作为_______。
(2)为研究影响拟南芥种子萌发的分子机制,研究人员以品系甲(DD)为材料,经诱变获得了D功能缺失的结合突变体1,利用二者进行了以下实验:
杂交组合
亲本类型
子代种子萌发率(%)
杂交①
品系甲×品系甲
70
杂交②
突变体1×突变体1
10
杂交③
品系甲♀×突变体1♂
70
杂交④
突变体1♀×品系甲♂
10
杂交①②的实验结果表明,D基因的功能是_______。由杂交③④的实验结果可推测子代种子萌发率降低的原因可能为_______。以此推测,杂交③的子代自交,所结种子中,高萌发率和低萌发率的种子数量比为_______。
(3)为阐明拟南芥花色的遗传分子机制,研究人员诱变出紫花杂合子突变体2和白花纯合子突变体3,突变体2与突变体3杂交,F1表现为紫花:红花:白花=1:6:1,挑选出F1中的紫花自交,F2表现为紫花:红花:白花=27:36:1,由此分析,拟南芥花色性状至少涉及独立遗传的_______对等位基因,上述F1中的红花基因型有_______种,F2红花中纯合子比例为_______。
(4)以上三种突变体的产生体现了基因突变具有_______特点。
(5)拟南芥雄性不育系在遗传学研究中有非常重要的作用,研究员分离到两组纯合雄性不育拟南芥株系N系,R系,两种品系的雄性不育性状各由一对等位基因控制且均为隐性突变所致,R经低温处理可以恢复育性,请利用株系N,R设计杂交实验推断两对基因在染色体上的位置关系_______(简要写出实验思路、预期结果及结论)
【答案】(1) ①. 染色体数目少、易培养、生长周期短、子代数量多、有多对相对性状等 ②. 去雄—套袋—人工授粉—套袋
(2) ①. 促进种子萌发 ②. 来自父本的D基因的表达受抑制 ③. 1:1
(3) ①. 3 ②. 6 ③. 1/6
(4)随机性 (5)实验思路:在低温条件下,以株系R作为父本,株系N作为母本杂交,收获株系N植株上所结的种子获得F1,正常温度条件下种植F1,并使其自交获得F2,常温条件下种植F2,并统计其育性及比例。
预期结果与结论:
若F2中雄性可育与雄性不育植株数量比约为9:7,则两对基因位于非同源染色体上;
若F2中雄性可有与雄性不育植株数量比约为1:1,则两对基因位于同一对同源染色体上
【解析】
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【小问1详解】
拟南芥具有染色体数目比较少、易培养、生长周期短、后代数目多等特点,可以作为遗传学的研究材料。杂交时,需要对母本进行的步骤是去雄—套袋—人工授粉—套袋。
【小问2详解】
杂交实验①的子代种子萌发率70%,杂交实验②的子代种子萌发率10%,表明D基因的功能是促进种子萌发。杂交③和杂交④互为正反交实验,品系甲作母本时种子萌发率显著高于品系甲作父本时种子萌发率,推测,子代种子萌发率降低的原因可能为来自父本的D基因的表达受抑制。杂交③亲本为品系甲♀与突变体1♂,则子一代基因型为Dd,令其自交,自交时母本可产生D:d=1:1的配子,父本产生D:d=1:1的配子,且来自父本的D基因表达受抑制,因此子代表现为高萌发率:低萌发率=1:1。
【小问3详解】
F1自交产生后代,F2表现为紫花:红花:白花=27:36:1,判断F1产生8种配子,说明判断拟南芥花色性状至少涉及独立遗传的3对等位基因。假设用A/a、B/b、C/c表示三对基因,A_B_C_表现为紫花,aabbcc表现为白花,其余基因型表现为红花。F1表现为紫花:红花:白花=1:6:1,判断突变体2与突变体3杂交为测交,则红花有6种基因型。F2红花中纯合子包括1/36AABBcc、1/36AAbbcc、1/36AAbbCC、1/36aaBBCC、1/36aaBBcc、1/36aabbCC,因此F2红花中纯合子比例为1/6。
【小问4详解】
三种突变体的产生表现为基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上,使得不同基因发生突变,体现出基因突变具有随机性。
【小问5详解】
如果两对等位基因位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,如果位于一对同源染色体上,则不遵循自由组合定律,由于株系R经低温处理可以恢复育性。子代两对基因都为显性才表现为可育。因此设计实验方案:在低温条件下,以株系R作为父本,株系N作为母本杂交,收获株系N植株上所结的种子获得F1,正常温度条件下种植F1,并使其自交获得F2,常温条件下种植F2,并统计其育性及比例。预期结果与结论:若F2中雄性可育与雄性不育植株数量比约为9:7,则两对基因位于非同源染色体上;若F2中雄性可有与雄性不育植株数量比约为1:1,则两对基因位于同一对同源染色体上。
25. 鸡的卷羽与片羽、体型正常和矮小分别受等位基因A/a和D/d控制,其中卷羽对片羽为不完全显性,体型正常对矮小为显性。卷羽鸡能够适应高温环境,矮小鸡饲料利用率高。研究人员选取卷羽正常雄鸡和片羽矮小雌鸡进行杂交,F1中半卷羽正常:半卷羽矮小=1:1(不考虑ZW染色体的同源区段)。
(1)推测A/a位于_____染色体上,依据是_____。
(2)为确定两对基因的位置关系,可以选取F1中_____进行杂交实验,统计子代的性状及比例。请预期实验结果和实验结论(不考虑突变和交叉互换):_____。
(3)“牝鸡司晨”的原因是母鸡卵巢退化,本来已经退化为痕迹状态的精巢发育起来,产生了精子。经实验证明,D/d位于Z染色体上,若亲本的雄鸡是性反转来的,其余个体及其产生的后代均正常,则F1表型及比例应为_____,F1随机交配后代中节粮耐热型个体占_____。(注:WW的受精卵无法发育成个体)
【答案】(1) ①. 常 ②. 若A/a位于Z染色体上,后代会出现卷羽鸡
(2) ①. 半卷羽矮小雄鸡和半卷羽正常雌鸡或:半卷羽正常雄鸡和半卷羽正常雌鸡 ②. 若子代卷羽正常:半卷羽正常:片羽正常:卷羽矮小:半卷羽矮小:片羽矮小= 1:2:1:1:2:1,且雄鸡全为正常,雌鸡全为矮小,则A/a位于常染色体上,D/d位于Z染色体上
若子代雌雄鸡均为卷羽正常:半卷羽正常:片羽正常:卷羽矮小:半卷羽矮小:片羽矮小= 1:2:1:1:2:1, 则A/a和D/d位于两对不同的常染色体上
若子代雌雄鸡均为卷羽正常:半卷羽正常:半卷羽矮小:片羽矮小=1:1:1:1,则A/a和D/d位于同一对常染色体上
或:若子代卷羽正常:半卷羽正常:片羽正常:卷羽矮小:半卷羽矮小:片羽矮小=3:6:3:1:2:1,且矮小全部为雌鸡,则A/a位于常染色体上,D/d 位于Z染色体上
若子代雌雄鸡均为卷羽正常:半卷羽正常:片羽正常:卷羽矮小:半卷羽矮小:片羽矮小=3:6:3:1:2:1,则A/a和D/d位于两对不同的常染色体上
若子代雌雄鸡均为卷羽正常:半卷羽正常:片羽矮小=1:2:1,则A/a和D/d位于位于同一对常染色体上
(3) ①. 半卷羽正常:半卷羽矮小=2:1(或半卷羽正常雄鸡:半卷羽正常雌鸡:半卷羽矮小雌鸡=1:1:1) ②. 3/32
【解析】
【分析】由题目分析可知:卷羽正常雄鸡和片羽矮小雌鸡进行杂交,子一代中未出现卷羽鸡,推测A/a位于常染色体上。
【小问1详解】
卷羽正常雄鸡和片羽矮小雌鸡进行杂交,子一代中未出现卷羽鸡,推测A/a位于常染色体上。
【小问2详解】
为确定两对基因的位置关系,可以选取子一代中半卷羽矮小雄鸡和半卷羽正常雌鸡(或半卷羽正常雄鸡和半卷羽正常雌鸡)进行杂交实验,统计子代的性状及比例。
如果A/a位于常染色体上,D/d位于Z染色体上,则亲本为AAZDZd与aaZdW,F1半卷羽正常为雄性AaZDZd,雌性AaZDW,半卷羽矮小为雄性AaZdZd,雌性AaZdW,用F1半卷羽矮小雄鸡(AaZdZd)和半卷羽正常雌鸡(AaZDW)杂交,则子代表性及比例为卷羽正常:半卷羽正常:片羽正常:卷羽矮小:半卷羽矮小:片羽矮小= 1:2:1:1:2:1,且雄鸡全为正常,雌鸡全为矮小。
如果A/a和D/d位于两对不同的常染色体上,则亲本为AADd与aadd,F1半卷羽正常为AaDd,半卷羽矮小为雄性Aadd,用F1半卷羽矮小雄鸡(Aadd)和半卷羽正常雌鸡(AaDd)杂交,则子代表性及比例为雌雄鸡均为卷羽正常:半卷羽正常:片羽正常:卷羽矮小:半卷羽矮小:片羽矮小= 1:2:1:1:2:1。
如果A/a和D/d位于同一对常染色体上,则亲本为AADd与aadd,F1半卷羽正常为AaDd,半卷羽矮小为雄性Aadd,用F1半卷羽矮小雄鸡(Aadd)和半卷羽正常雌鸡(AaDd)杂交,则子代表性及比例为雌雄鸡均为卷羽正常:半卷羽正常:半卷羽矮小:片羽矮小=1:1:1:1。
【小问3详解】
A/a位于常染色体上,D/d位于Z染色体上,若亲本的雄鸡是性反转来的,则亲本为AAZDW与aaZdW,F1表型及比例应为半卷羽正常雄鸡(AaZDZd):半卷羽正常雌鸡(AaZDW):半卷羽矮小雌鸡(AaZdW)=1:1:1。
F1表型及比例应为半卷羽正常雄鸡(AaZDZd):半卷羽正常雌鸡(AaZDW):半卷羽矮小雌鸡(AaZdW)=1:1:1,则产生的雌配子有AZD:aZD:AZd:aZd:AW:aW=1:1:1:1:2:2,雄配子有AZD:aZD:AZd:aZd=1:1:1:1,F1随机交配后代中节粮耐热型个体(卷羽矮小)基因型为AAZdW、AAZdZd,AAZdW所占比例为2/8×1/4=2/32,AAZdZd所占比例为1/8×1/4=1/32,所以总共占3/32。
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2024年国庆节高三生物月考试题
一、单选题
1. 人体内葡萄糖可以转化为脂肪,其转化过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. ①②发生的场所均为线粒体基质
B. 葡萄糖转化为脂肪后,组成元素不变
C. 高糖饮食可使人体内脂肪积累导致肥胖
D. X 物质甘油,室温时脂肪是否呈液态主要取决于脂肪酸是否饱和
2. 研究发现,真核生物中有部分外分泌蛋白(统称为M蛋白)并不依赖内质网-高尔基体途径(经典分泌途径),称为非经典分泌途径,如图所示。下列说法错误的是( )
A. M蛋白合成场所为游离的核糖体
B. M蛋白结构简单,无需翻译后的加工修饰
C. M蛋白不依赖经典分泌途径的原因可能是不含信号肽序列
D. 非经典分泌途径可以弥补经典分泌途径不足,共同完成蛋白质的分泌过程
3. 生物膜上的载体蛋白以两种构象状态存在:一种是状态A,结合位点在膜外侧暴露;另一种是状态B,结合位点在膜内侧暴露。这两种构象状态可相互转变,以完成物质的跨膜运输。下列说法错误的是( )
A. 肾小管集合管在重吸收水时相关蛋白会由状态A转化为状态B
B. 状态B转化为状态A过程中可能伴随着ATP水解
C. 状态A转化为状态B过程中可能同时转运两种离子
D. 载体蛋白与被转运物质在构象上保持较高的契合度,体现了运输的选择性
4. 蛋白Cytc是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的多肽。正常情况下,外源性Cytc是无法进入细胞的。在缺氧时,细胞膜的通透性增加,外源性Cyte可进入细胞参与线粒体内电子传递,将H+泵出线粒体至膜间隙,促进H2O的生成,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. Cytc可降低线粒体内[H]的含量
B. 图中驱动ATP合成的能量来自H+的电化学势能
C. 外源性Cyte可降低线粒体内膜外正内负的电位差
D. 外源性Cytc在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助治疗
5. 果蝇精原细胞分裂过程中染色体组数的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. ab段自始至终都不存在姐妹染色单体 B. be段是因为DNA复制使得染色体组数加倍
C. cd段细胞可能处于减数第二次分裂后期 D. de段细胞一分为二使染色体和核DNA数目都减半
6. 下列有关基因发现与探索的说法,正确的是( )
A. 孟德尔通过观察分析豌豆杂交实验,归纳出基因的分离定律和自由组合定律
B. 萨顿通过观察蝗虫细胞减数分裂过程中染色体的行为,证明基因位于染色体上
C. 格里菲思通过肺炎链球菌的转化实验,证明 DNA 是肺炎链球菌的遗传物质
D. 梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料,运用同位素标记法证明 DNA是半保留复制
7. 雌性蝗虫体细胞有两条性染色体,为XX型,雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体,为XO型。关于基因型为AaXRO蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程,下列叙述错误的是( )
A. 处于减数第一次分裂后期的细胞仅有一条性染色体
B. 减数第一次分裂产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条
C. 处于减数第二次分裂后期的细胞有两种基因型
D. 该蝗虫可产生4种精子,其基因型为AO、aO、AXR、aXR
8. miRNA是长度为18~25nt的单链RNA,是由Dicer酶处理有茎环结构的细胞内RNA形成的,其通过与目标基因的mRNA碱基配对方式来调控目标基因的表达,作用机理如图所示。下列说法正确的是( )
A. Dicer酶的作用效果可能与解旋酶类似,作用于磷酸二酯键
B. 无论是动物还是植物,miRNA均通过 影响翻译来抑制基因的表达
C. miRNA抑制基因表达的过程具有高度的特异性
D. 目标基因转录时,RNA聚合酶与该基因上的起始密码子相结合
9. 某研究小组将黑藻叶片置于适量的溶液X中,超声破碎细胞后再用差速离心法分离细胞组分,可依次分离出细胞核、线粒体、高尔基体、核糖体等。下列叙述正确的是( )
A. 分离出的上述四种结构都含有元素P,但只有两种含有核酸
B. 溶液X的渗透压应高于黑藻叶片细胞的细胞质基质的渗透压
C. 黑藻叶片细胞内叶绿体的存在不会干扰观察其质壁分离现象
D. 利用同位素标记法证明DNA半保留复制时,需用差速离心法分离DNA分子
10. 细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,以下关于细胞骨架的叙述错误的是( )
A. 白细胞的迁移、神经细胞树突的伸展、细胞壁的保护和支持作用等都与细胞骨架有关
B. 细胞骨架能构成某些细菌的纤毛和鞭毛,为细胞机械运动提供动力
C. 部分细胞骨架可以周期性的重建和消失,如细胞有丝分裂中的纺锤体
D. 分泌蛋白由内质网向高尔基体移动需要借助细胞骨架
11. 左图所示为线粒体内膜上发生的H+转运和ATP合成过程,右图所示为光合作用光合磷酸化过程,①~⑤表示过程,⑥~⑧表示结构,下列叙述错误的是( )
A. ①②③⑤都表示H+的跨膜运输过程,其中①③属于主动运输
B. 左图中的NADH来自于丙酮酸、酒精或者乳酸的分解
C. P680和P700含有光合色素,具有吸收、传递、转化光能的作用
D. ATP的合成与H+的顺浓度梯度跨膜运输有关
12. DNA复制时,一条新子链按5′→3′方向进行连续复制,而另1条链也按5′→3′方向合成新链片段一冈崎片段(下图所示)。已知DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成,需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物,DNA聚合酶再在引物的3′一OH上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后,DNA聚合酶再把RNA引物去掉,换上相应的DNA片段。下列相关说法正确的是( )
A. 引物酶属于RNA聚合酶,与DNA聚合酶一样能够催化氢键断裂
B. DNA的一条新子链按5′→3′方向进行连续复制时不需要RNA引物
C. DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂
D. RNA引物合成时与冈崎片段合成时的碱基互补配对原则相同
13. 端粒是染色体两端的DNA一面向质复合体,在正常细胞内端粒DNA序列随分裂次数的增加而不断缩短,当缩短到临界值,细胞失去分裂能力。端粒酶(由RNA和蛋白质组成)可以利用自身的RNA合成端粒DNA。下列叙述错误的是( )
A. 端粒酶合成动粒DNA时,既提供模板也起到催化作用
B. 细胞分裂时,细胞内每条染色体都具有1个或2个端粒
C. 端粒酶基因是有遗传效应的DNA片段,端粒酶属于逆转录酶
D. 癌细胞端粒酶的活性可能高于正常细胞
14. 左图为甲、乙两种独立遗传的单基因遗传病的家系图。其中甲病是由基因突变引起的遗传病,该病在人群中的发病率为9/10000,右图是左图中部分成员的甲病相关基因经酶切后的电泳结果:已知甲病(A、a基因控制)、乙病(B、b基因控制)致病基因不在X、Y同源区段上。下列叙述正确的是( )
A. 甲病与乙病的致病基因分别位于常染色体和X染色体上
B. I—3与I—4的基因型分别是AaXBXb、AaXBY
C. II—2与II—3再生一个孩子,同时患两种病的概率为1/3
D. 若Ⅲ—1是个女孩,与一个正常男性结婚生育患甲病孩子的概率2/103
15. 下列关于DNA甲基化说法错误是( )
A. DNA甲基化未改变基因碱基序列,但影响了基因转录从而影响了生物的表型
B. 甲基化不仅能发生在DNA中,还可以发生在蛋白质上
C. DNA分子中碱基G和C含量越高,其结构稳定性越强,越不容易发生甲基化
D. DNA的甲基化会随细胞的有丝分裂得以保留并遗传给子代细胞
二、不定项选择题。
16. 核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白质复合体。它具有双功能,表现在两种运输 方式:被动运输与主动运输。大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体( )
蛋白结合而实现主动运输。下列说法正确的是
A. 核孔在核质物质交换过程中具有选择透过性
B. 核孔的数目会因细胞的代谢状态改变而发生变化
C. 核苷酸、ATP等小分子物质通过核孔的方式是主动运输
D. 大分子的核定位信号与核孔复合体上的受体蛋白结合具有特异性
17. 科研人员将菠菜叶肉细胞的类囊体用软骨细胞膜封装的方法进行“伪装”,植入实验小鼠软骨受损部位,再通过外部光源刺激类囊体在小鼠体内工作。实验发现,在光照的刺激下,实验小鼠衰老细胞的合成代谢得到恢复,小鼠的关节状况也得到一 定的改善。进一步研究发现,类囊体中的部分关键光合蛋白在光照下约8~16小时后就被完全降解。下列相关说法正确的是( )
A. “伪装”的目的主要是为了使类囊体与实验小鼠细胞进行融合
B. ATP和NADPH可作为实验小鼠衰老细胞合成代谢中的重要“原材料”
C. 植入类囊体的实验小鼠细胞内自由基的含量可能会下降
D. 关键光合蛋白的寿命是限制该实验成果推广的因素之一
18. 某果蝇种群眼色分为野生型和朱红色(由基因A、a控制)、野生型和棕色(由基因B、b控制),两对基因分别位于两对同源染色体上(不考虑X、Y染色体的同源区段)。为研究其遗传机制,进行了杂交实验,结果如下表。下列说法正确的是( )
杂交组合
P
F1
♀
♂
♀
♂
甲
野生型
野生型
402野生型
198野生型、201朱红眼
乙
野生型
朱红眼
302野生型、99棕眼
300野生型、101棕眼
丙
野生型
野生型
299野生型、51棕眼
150野生型、149朱红眼、50棕眼、49白眼
A. 野生型果蝇的基因型有6种,组合乙的亲本基因型分别是AaXBXB、AaXbY
B. 组合丙的F₁野生型雌性与棕眼雌性比例原因可能是b基因纯合致死
C. 组合乙F₁的棕眼果蝇自由交配,后代中棕眼果蝇雌雄比为2:1
D. 可通过与白眼雄果蝇杂交观察子代性状及比例判断某一野生型雌蝇的基因型
19. 完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体亚基的合成、组装及运输过程示意图。在核糖体中,rRNA是起主要作用的结构成分,是结构和功能核心,如其具有肽酰转移酶的活性。下列有关分析错误的是( )
A. 由图可知,核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
B. 核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
C. rRNA是rDNA和核仁外DNA的表达产物
D. 核糖体亚基为mRNA提供了结合部位
20. 将某品种海水稻分为两组,对照组用完全培养液培养,实验组用含较高浓度NaCl的完全培养液培养,培养两周后,在晴朗天气下制定净光合作用及胞间CO2浓度的日变化,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A. 可用无水乙醇来提取和分离海水稻叶肉细胞中的色素
B. 本实验的自变量为NaCl溶液的浓度
C. 在不同时刻,高盐条件下水稻的总光合速率均低于正常状态的水稻
D. 10:00-12:00时,对照组水稻光合速率下降的主要原因不是气孔开放度下降
三 、非选择题
21. 膜流是指由于囊泡运输,生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态 性转移,囊泡是重要的运输工具。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别,囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程如图所示,其中GTP具有与ATP相似的生理功能,V(V-SNARE)和T(T-SNARE)分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质。
(1)一般认为膜流的起点是细胞膜,与之对应的物质运输方式为_____,胞内膜流的中枢为_____。
(2)囊泡膜的结构支架是_____。原核细胞不存在膜流现象,原因是_____。
(3)据图分析,囊泡与靶膜之间识别及融合条件是_____,这一过程体现了生物膜具有_____ 功能。
(4)某同学预采用3H标记亮氨酸羧基的方法探究某一外分泌蛋白通过膜流运输的过程,请评价一下该方案是否可行,并给出恰当理由:_____。
22. 细胞分裂是生物体重要的特征,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,是生命活动中不可或缺的重要环节。细胞分裂包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂等。
Ⅰ.图1为某雌性动物体内五个处于不同分裂时期的细胞示意图;图2表示体细胞中染色体数为2n的生物不同细胞分裂时期染色体、染色单体和核DNA分子的含量;图3为某哺乳动物细胞分裂过程简图,其中A~G表示相关细胞,①~④表示过程,请回答下列问题:
(1)图1中a细胞有______个四分体,b细胞属于______(填时期)。d细胞分裂完成后得到的子细胞名称是______,a~e中含有2对同源染色体的细胞有______。
(2)染色体呈染色质丝状态时的细胞可对应图2中的______时期,图1中的细胞c对应于图2中的______时期。
(3)图3中过程①发生的物质变化主要是____________,D、E、F和G需要再经过______才能形成成熟的生殖细胞。
II.研究发现,细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失小鼠体型和生理状态都比较正常,具有完整的卵泡和睾丸发育状况,但自然交配后雌性小鼠不能产生后代,而雄性小鼠的发育和繁殖能力均正常。为进一步揭示CyclinB3的功能,研究者对正常雌鼠(2n=40)与CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比,如图所示。据图回答下列问题。
(4)由图分析可知,CyclinB3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体,但未排出第一极体,表明CyclinB3缺失的卵母细胞被阻滞于______。推测细胞周期蛋白B3可以促进______分离。
(5)研究发现,CyclinB3缺失的卵母细胞在受精后可以绕过减数分裂Ⅰ后期而进行减数分裂Ⅱ,在减数分裂Ⅱ后期发生姐妹染色单体分离,在排出第二极体后会发育为早期胚胎。早期胚胎发育阶段,胚胎细胞通过______方式增殖,此分裂过程中染色体数最多有______条,但所有胚胎在着床后会死亡。
23. 根据光合作用中固定CO2方式,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。一些C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,但后者叶绿体缺乏基粒,两类细胞之间有大量的胞间连丝;叶肉细胞含磷酸烯醇式丙酮酸化酶(PEPC)。该酶具有高CO2亲和力,可在低浓度CO2条件下高效固定CO2。
如图表示C4植物光合作用的基本反应过程,回答下列问题:
(1)C4植物的_______细胞吸收转化光能,为反应②提供_______。
(2)结构P为_______,叶肉组胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是_______。
(3)综合以上信息,更适宜在高温、高光强环境中生存的是_______(填“C3植物”或“C4植物”),依据是_______。
(4)植物体光合作用产物常以蔗糖形式运输,为验证光合作用产物以蔗糖的形式运输,研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物,并将该基因表达的蔗糖酶定位在维管束鞘细胞的细胞壁上,结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象,原因是_______。
24. 拟南芥(2N=10)是一年生草本、十字花科植物,自花传粉。株高20cm左右,从发芽到开花约40天,果实为角果,每个果荚可生50~60粒种子,富有多对相对性状。因广近用于研究种子的萌发、植物光周期等遗传分子机制,被称为“植物界的果蝇”,回答下列问题:
(1)拟南芥作为良好的遗传学材料的优点有_______(列举2项),对拟南芥进行人工杂交实验时,对母本进行的操作为_______。
(2)为研究影响拟南芥种子萌发的分子机制,研究人员以品系甲(DD)为材料,经诱变获得了D功能缺失的结合突变体1,利用二者进行了以下实验:
杂交组合
亲本类型
子代种子萌发率(%)
杂交①
品系甲×品系甲
70
杂交②
突变体1×突变体1
10
杂交③
品系甲♀×突变体1♂
70
杂交④
突变体1♀×品系甲♂
10
杂交①②的实验结果表明,D基因的功能是_______。由杂交③④的实验结果可推测子代种子萌发率降低的原因可能为_______。以此推测,杂交③的子代自交,所结种子中,高萌发率和低萌发率的种子数量比为_______。
(3)为阐明拟南芥花色的遗传分子机制,研究人员诱变出紫花杂合子突变体2和白花纯合子突变体3,突变体2与突变体3杂交,F1表现为紫花:红花:白花=1:6:1,挑选出F1中的紫花自交,F2表现为紫花:红花:白花=27:36:1,由此分析,拟南芥花色性状至少涉及独立遗传的_______对等位基因,上述F1中的红花基因型有_______种,F2红花中纯合子比例为_______。
(4)以上三种突变体的产生体现了基因突变具有_______特点。
(5)拟南芥雄性不育系在遗传学研究中有非常重要的作用,研究员分离到两组纯合雄性不育拟南芥株系N系,R系,两种品系的雄性不育性状各由一对等位基因控制且均为隐性突变所致,R经低温处理可以恢复育性,请利用株系N,R设计杂交实验推断两对基因在染色体上的位置关系_______(简要写出实验思路、预期结果及结论)
25. 鸡的卷羽与片羽、体型正常和矮小分别受等位基因A/a和D/d控制,其中卷羽对片羽为不完全显性,体型正常对矮小为显性。卷羽鸡能够适应高温环境,矮小鸡饲料利用率高。研究人员选取卷羽正常雄鸡和片羽矮小雌鸡进行杂交,F1中半卷羽正常:半卷羽矮小=1:1(不考虑ZW染色体的同源区段)。
(1)推测A/a位于_____染色体上,依据是_____。
(2)为确定两对基因的位置关系,可以选取F1中_____进行杂交实验,统计子代的性状及比例。请预期实验结果和实验结论(不考虑突变和交叉互换):_____。
(3)“牝鸡司晨”的原因是母鸡卵巢退化,本来已经退化为痕迹状态的精巢发育起来,产生了精子。经实验证明,D/d位于Z染色体上,若亲本的雄鸡是性反转来的,其余个体及其产生的后代均正常,则F1表型及比例应为_____,F1随机交配后代中节粮耐热型个体占_____。(注:WW的受精卵无法发育成个体)
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