内容正文:
兆麟中学2024-2025学年度上学期期中考试
高三学年生物学科试题
考试用时:75分钟,总分:100分
一、单项选择题(共15题,每题2分,共30分)
1. 下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A. 支原体属于原核生物,细胞内含核糖体和染色质
B. 硝化细菌等原核生物的最外层都有细胞壁
C. 破伤风杆菌细胞内不含线粒体而且只能进行无氧呼吸
D. 大肠杆菌的遗传物质是RNA,酵母菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【解析】
【分析】原核细胞与真核细胞共有的特征是均由细胞膜、细胞质构成,均有核糖体这一合成蛋白质的细胞器,均以DNA作为遗传物质;原核细胞与真核细胞最明显的差异是有无核膜包被的成形的细胞核。
【详解】A、支原体是原核生物,细胞内有核糖体,但是没有细胞核,也没有染色质,只在拟核区域有裸露的环状DNA分子,A错误;
B、支原体属于原核生物,没有细胞壁,B错误;
C、破伤风杆菌是细菌,属于原核生物,不含有线粒体,代谢类型为异养厌氧型,只能进行无氧呼吸,C正确;
D、只要有细胞结构,遗传物质都是DNA,因此,大肠杆菌具有细胞结构,故其遗传物质是DNA,D错误。
故选C。
2. 科研人员筛选出了一株温度敏感型酵母突变株(secl基因缺失),该突变株在37℃培养条件下,胞外P酶的分泌量呈现下降的趋势。电镜观察发现,与野生型相比,该突变株中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测,野生型酵母的secl基因的功能是( )
A. 促进内质网形成分泌泡
B. 抑制分泌泡与高尔基体融合
C. 促进高尔基体形成分泌泡
D. 促进高尔基体形成的分泌泡与细胞膜融合
【答案】D
【解析】
【分析】大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。
【详解】分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,根据题意可知,在37℃培养条件下,该突变株中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,分泌泡与细胞膜不能融合,故由此推测secl基因的功能是促进高尔基体形成的分泌泡与细胞膜的融合,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3. 图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是( )
A. 从图甲可见细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1
B. 图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞吸水能力也最小
C. 图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同
D. 若该动物细胞长时间处在甲图中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡
【答案】D
【解析】
【分析】1、图甲为不同NaCl溶液浓度和细胞体积与初始体积之比,该比值等于1,说明外界溶液浓度与细胞质浓度相等;若该比值大于1,则说明外界溶液浓度小于细胞质浓度,细胞吸水,比值越大则外界溶液浓度越小,细胞吸水越多;若该比值小于1,则说明外界溶液浓度大于细胞质浓度,细胞失水,比值越小则外界溶液浓度越大,细胞失水越多。
2、图乙为随处理时间细胞失水量的变化,分析图像可知,该植物细胞在处理过程中先失水发生了质壁分离,A点细胞失水量达到最大值,而在此之后,细胞失水量逐渐减少,即发生了质壁分离复原。
【详解】A、图甲中,150mmol•L-1NaCl溶液中细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液浓度与细胞液的渗透压相等,即细胞内的渗透压与外液溶液中的150mmol·L-1的NaCl的浓度相同,但由于细胞液中还有其它离子,故不能说明细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1,A错误;
B、图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞液的浓度最大,细胞吸水能力也最强,B错误;
C、据图可知,图乙中植物细胞失水量先变大后变小,B点后细胞吸水量减少,说明NaCl溶液中的钠离子和氯离子被吸收进入细胞,则B点时细胞液浓度比初始浓度(O点)增大,C错误;
D、据图可知,该动物细胞处在甲图中300mmol·L-1的NaCl溶液中细胞失水,故若该动物细胞长时间处在甲图中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡,D正确。
故选D。
4. 如图取甲、乙、丙、丁四支试管,加入同种淀粉,甲、乙、丙试管中分别加入等量相同浓度的唾液淀粉酶溶液,丁试管中加入等量的一定浓度的盐酸,四支试管都在低于最适温度的条件下反应一段时间,绘出甲、乙、丙3支试管中产物量随时间变化的曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲、乙、丙试管中的淀粉溶液量为甲>乙>丙
B. 若适当升高甲试管的反应温度,图中A点将上移
C. 乙、丙两试管所处反应温度为乙高于丙
D. 若给丁绘一条曲线,丁曲线应与横坐标重合
【答案】C
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。 3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低.另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、由图可以看出反应最终产物量不相等,因为酶不改变反应平衡点,由此推出底物量为甲>乙=丙,A错误;
B、适当升高甲试管的温度,只能使A点提前出现,不会向上移动,B错误;
C、因为实验温度均低于最适温度,前期乙反应快于丙,所以所处反应温度乙高于丙,C正确;
D、丁加入等量一定浓度的盐酸,淀粉在酸性条件下可以分解,所以有产物生成,曲线高于横坐标,D错误。
故选C。
5. 某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11d时减少了90%,干重变化如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 与糖类相比,脂肪是更为良好的储能物质
B. 若适当降低温度,干重的减少速度将会下降
C. 脂肪是生物体内主要的储能物质,常用苏丹Ⅲ试剂染色观察
D. 实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是氮和碳元素
【答案】D
【解析】
【分析】1、脂肪是一种储能物质。
2、光合作用的实质是合成有机物,储存能量。
3、温度能通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。
【详解】A、脂肪中C、H含量的占比比糖类高,相同质量,脂肪释放的能量多,故与糖类相比,脂肪是更为良好的储能物质,A正确;
B、降低温度会降低酶的活性,导致细胞呼吸速率减慢,减少有机物的消耗,因此干重的减少速度将会下降,B正确;
C、脂肪是生物体内主要的储能物质,苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染为橘黄色,故常用苏丹Ⅲ试剂染色观察,C正确;
D、油料作物种子萌发的过程中,脂肪要转变成糖类;组成这两种物质的分子的最大差异是糖类比脂肪中含的氧元素多,所以种子干重增加的主要元素是氧元素,D错误。
故选D。
6. 利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
A. 从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为1klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向右移动
C. 光照强度为3klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为1:1
D. 光照强度为6klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
【答案】D
【解析】
【分析】图甲装置中为二氧化碳缓冲液,装置中变化的是氧气的含量,叶圆片的净光合速率大于0时,氧气含量增加,着色液滴右移,叶圆片的净光合速率小于0时,氧气含量减少,着色液滴左移,叶圆片的净光合速率等于0时,氧气含量不变,着色液滴不动。图乙为光照强度对光合作用强度的影响,绿色植物E的叶圆片最大净光合速率为50ml/10cm2.h,绿色植物F的叶圆片最大净光合速率为30ml/10cm2.h。
【详解】A、图乙可知,E植物在较强光照强度下净光合速率大于F植物,说明E植物更适合在较强光照下生长,A错误;
B、由图乙可知,光照强度为1klx,植物E的净光合速率(-10ml/10cm2.h)小于0,即需要从外界吸收氧气,气压减小,故装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动,B错误;
C、光照强度为3klx时,E、F两种植物的叶片净光合速率相等,均为10ml/10cm2.h,而E植物的呼吸速率为-20ml/10cm2.h,F植物的呼吸速率为-10ml/10cm2.h,所以E、F两种植物合成有机物的速率之比为(10+20)∶(10+10)=3:2,C错误;
D、光照强度为6klx时,E植物的净光合速率大于F植物,细胞间充满的氧气较多,故装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短,D正确。
故选D。
7. 某雌性动物的基因型为AaXBXb,现对其体内的一个卵原细胞的分裂进行分析。不考虑基因突变,下列叙述错误的是( )
A. 若该卵原细胞连续两次分裂产生4个大小相同的子细胞,则其进行的是有丝分裂
B. 若产生的卵细胞的基因型为AaXBXB,则该卵原细胞的异常发生在减数分裂Ⅰ时
C. 即使四分体时期发生了染色体片段互换,该卵原细胞也只产生一种类型的卵细胞
D. 在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期,细胞中的X染色体数一般为2条
【答案】B
【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,同源染色体两两配对的现象;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、卵原细胞经过两次有丝分裂产生4个大小相同的细胞;卵原细胞经过减数第一次分裂、减数第二次分裂,产生1个大的卵细胞和3个极体。因此若该卵原细胞连续两次分裂产生4个大小相同的子细胞,则其进行的是有丝分裂,A正确;
B、雌性动物的基因型为AaXBXb且不考虑基因突变,因此AaXBXB出现在卵细胞,说明减数第一次分裂两条AAaa染色体进入同一次级卵母细胞, 减数第二次分裂两条X染色体进入同一卵细胞,因此若产生的卵细胞的基因型为AaXBXB,则该卵原细胞的异常发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂时,B错误;
C、一个卵原细胞只能产生一个卵细胞,因此即使四分体时期发生了交叉互换,该卵原细胞也只产生一种类型的卵细胞,C正确;
D、雌性动物在减数第一次分裂后期中的X染色体数一般为2条,减数第一分裂完成同源染色体(XX)分离且减数第二次分裂后期由于着丝粒分裂,所以该动物细胞中的X染色体数一般为也为2条,D正确。
故选B。
8. 细胞一般会经历生长、增殖、分化、衰老、死亡等过程。下列有关细胞生命历程的叙述,正确的有( )
①细胞生长的过程,其表面积增大,使得细胞的物质交换效率逐渐升高
②细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程,物质准备的过程所占时间较长
③细胞分化的过程中,细胞内遗传物质发生改变导致细胞在形态、结构和功能上出现稳定性的差异
④细胞衰老的过程中,细胞内各种酶活性降低,呼吸速率减慢,细胞代谢速率减慢
⑤细胞凋亡过程受到严格的遗传机制调控,是由基因决定的一种程序性死亡,也受环境影响
⑥细胞的生命活动离不开能量的供应和利用,细胞中储存着大量的ATP可持续地满足细胞生命活动对能量的需求
A. 二项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
【答案】A
【解析】
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
2、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】①细胞生长的过程,其表面积和体积均增大,使得细胞相对表面积变小,细胞的物质交换效率降低,①错误;
②细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程,物质准备的过程所占时间较长,②正确;
③细胞分化过程中细胞内遗传物质不发生改变,是由于基因选择性表达导致细胞在形态、结构和功能上出现稳定性的差异,③错误;
④细胞衰老过程中,细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢,④错误;
⑤细胞凋亡过程受到严格的遗传机制调控,是由基因决定的一种程序性死亡,也受环境影响,⑤正确;
⑥细胞的生命活动离不开能量的供应和利用,细胞中不是通过储存着大量的ATP,而是时刻进行ATP与ADP相互转化,来持续地满足细胞生命活动对能量的需求,⑥错误。
故选A。
9. 某植物的花色有红色和白色两种,该对相对性状可能由一对等位基因(A/a)控制,也可能由两对等位基因(A/a和B/b)控制。让红花植株甲进行自花传粉,所得子代中红花∶白花=15∶1。下列推测不支持“15∶1”的是( )
A. 植株甲的基因型为Aa其产生的含a基因的雌雄配子可育率都为1/3
B. 植株甲的基因型为AaBb其产生的可育雌雄配子各有4种且比例相同
C. 植株甲的基因型为Aa其产生的含a基因的雌配子可育率为1/7
D. 植株甲的基因型为AaBb,其产生的可育雌雄配子均只有AB、ab且比例为2∶1
【答案】D
【解析】
【分析】该对相对性状可能由一对等位基因(A/a)控制也可能由两对等位基因(A/a和B/b)控制。让红花植株甲进行自花传粉,所得子代中红花:白花=15:1,若为一对基因控制,则出现了配子致死,若为两对基因控制,第一种可能为9:3:3:1的变式,即(9A_B_+3A_bb+3aaB_):1aabb;第二种可能为两对基因在一对染色体上,且存在配子致死。
【详解】A、植株甲的基因型为Aa,含a基因的雌雄配子均有2/3不可育,雌雄配子A∶a=3∶1,A配子占3/4,a配子占1/4,子代白花aa占1/4×1/4=1/16,红花占1﹣1/16=15/16,所以红花∶白花=15∶1,A不符合题意;
B、植株甲的基因型为AaBb,产生4种且比例相同的配子AB、Ab、aB、ab,两对等位基因独立遗传,其中aabb表现为白花,其他基因型都表现为红花,所以红花∶白花=(9+3+3)∶1=15∶1,B不符合题意;
C、植株甲的基因型为Aa,产生的含a基因的雌配子可育率为1/7,所以雄配子A∶a=1∶1,雌配子A∶a=7∶1,那么子代白花aa占1/2×1/8=1/16,剩余全是红花1﹣1/16=15/16,红花∶白花=15∶1,C不符合题意;
D、植株甲的基因型为AaBb,产生的配子只有AB、ab,说明两对等位基因连锁,AB∶ab=2∶1,雌雄配子AB占2/3,ab占1/3,所以子代白花aabb占1/3×1/3=1/9,其他都是红花占1﹣1/9=8/9,红花∶白花=8∶1,D符合题意。
故选D。
10. 某农业研究所将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(Bt基因)导入棉花(雌雄同花)的受精卵中,筛选出Bt基因成功整合到染色体上的抗虫植株(假定Bt基因都能正常表达),某些抗虫植株体细胞含三个Bt基因,Bt基因在染色体上的整合情况为如图所示的三种类型(黑点表示Bt基因的整合位点),抗虫植株所含Bt基因的个数与抗虫程度呈正相关。下列推断错误的是( )
A. A植株自交后代均为抗虫植株
B. 乙植株进行自交子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为15/16
C. 丙植株的子代抗虫等级可分为7个等级
D. 丙植株进行自交后的子代全为抗虫植株
【答案】D
【解析】
【分析】基因自由组合定律:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、甲植株中有两个Bt基因存在于一对同源染色体上,因此产生的配子均含有Bt基因,因此自交后代均为抗虫植株,A正确;
B、乙植株的Bt基因存在于两条非同源染色体上,产生的配子中有3/4含有Bt基因,因此其自交后代中有1-1/4×1/4=15/16的个体含有Bt基因,只要含有Bt基因就有抗虫性,B正确;
C、从Bt基因数量分析,丙植株可以产生3个Bt、2个Bt、1个Bt和0个Bt基因的配子,因此自交产生的子代最多含有6个Bt基因,最少不含Bt基因,因此丙植株的子代抗虫等级可分为7个等级,C正确;
D、丙植株Bt基因整合到三对非同源染色体的各一条染色体 上,在减数分裂时会形成8种配子,只有一种配子三条染色体均不含Bt基因,受精时有64种配对方式,只有三条染色体均不含Bt基因的配子两两结合产生的植株才不具有抗虫特性,因此具有抗虫特性植株的比例为1-1/8×1/8=63/64,D错误。
故选D。
11. F基因突变可引发人类某种单基因遗传病。以下图1为该遗传病的家系图谱,图2为用限制酶M处理家系成员的F基因后进行电泳的部分结果。下列说法正确的是( )
A. 突变的F基因序列中存在一个限制酶M的酶切位点
B. 该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因
C. Ⅲ-1的F基因经M酶切后电泳检测结果与I-2一致
D. 若Ⅱ-1与Ⅱ-2再生育,生出患病孩子的概率为1/4
【答案】ABD
【解析】
【分析】分析题图可知:图1中,Ⅰ-1与Ⅰ-2正常,Ⅱ-3患病,说明该病为隐性遗传病。图2中,限制酶M处理家系成员的F基因后,Ⅱ-3有6.5kb和5.0kb片段,说明F基因突变产生隐性致病基因(f)经限制酶切割后产生了6.5kb和5.0kb片段,而6.5kb+5.0kb=11.5kb,致病基因可能由正常基因发生碱基对的替换形成 ,替换前的正常基因(F基因)序列不能被限制酶M识别,图中11.5kb片段即为F基因。
【详解】A、图1中,Ⅰ-1与Ⅰ-2正常,Ⅱ-3患病,说明该病为隐性遗传病。图2中,限制酶M处理家系成员的F基因后,Ⅱ-3有6.5kb和5.0kb片段,说明F基因突变产生隐性致病基因(f)经限制酶切割后产生了6.5kb和5.0kb片段,f基因被切割成两个片段说明突变的F基因序列中存在一个限制酶M的酶切位点,A正确;
B、图1中,Ⅰ-1与Ⅰ-2正常,Ⅱ-3患病,说明该病为隐性遗传病。图2中,限制酶M处理家系成员的F基因后,Ⅱ-3有6.5kb和5.0kb片段,说明F基因突变产生隐性致病基因(f)经限制酶切割后产生了6.5kb和5.0kb片段,而6.5kb+5.0kb=11.5kb,致病基因可能由正常基因发生碱基对的替换形成 ,替换前的正常基因(F基因)序列不能被限制酶M识别,图中11.5kb片段即为F基因。即Ⅰ-1只含F基因,Ⅰ-2与Ⅱ-2既含F基因又含f基因,Ⅱ-3只含f基因,若该病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ-3基因型为ff,Ⅰ-1与Ⅰ-2基因型为Ff,与电泳结果不符,因此,该病不可能为常染色体隐性遗传病,该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因,B正确;
C、该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因,Ⅱ-1基因型为XFY,Ⅱ-2基因型为XFXf,Ⅲ-1的基因型为XFXF或XFXf,Ⅲ-1的F基因经M酶切后电泳检测结果与I-1或I-2一致,C错误;
D、该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因,Ⅱ-1基因型为XFY,Ⅱ-2基因型为XFXf,生出患病孩子XfY的概率为1/4,D正确。
故选ABD。
12. 某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下5个实验①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;②用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌;③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌;④用未标记的噬菌体侵染32P标记的细菌;⑤用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,短时间保温后离心,检测到以上5个实验中放射性的主要位置依次是( )
A. 上清液、沉淀、上清液、沉淀、上清液
B. 上清液、上清液、沉淀、沉淀、上清液
C. 沉淀、上清液、沉淀和上清液、沉淀、沉淀
D. 沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀、沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:
①研究者:1952年,赫尔希和蔡斯;
②实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等;
③实验方法:放射性同位素标记法;
④实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用;
⑤实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放;
⑥实验结论:DNA是遗传物质。
【详解】①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,32P标记噬菌体的DNA,将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
②用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,35S不出现在新噬菌体中,所以离心后主要在上清液中检测到放射性;
③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌,因为DAN和蛋白质都含有H元素,3H将出现在新的噬菌体中也出现在外壳中,所以离心后沉淀物和上清液中都能检测到放射性;
④用未标记的噬菌体侵染32P标记的细菌,为噬菌体的DNA合成提供原料,32P将出现在新的噬菌体DNA中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
⑤用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,为噬菌体的蛋白质合成提供原料,35S将出现在新的噬菌体的蛋白质外壳中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性。
综上所述,C正确,ABD错误。
故选C。
13. 现有一基因型为HhXBXb的果蝇,染色体数为(2N=8),现有一个卵原细胞的DNA分子双链均用32P标记后置于含31P的培养基中培养,经过细胞分裂后,检测子细胞中的情况。下列推断正确的是( )
A. 若连续进行2次有丝分裂,则产生的4个子细胞中含有放射性的细胞数占75%
B. 若进行一次减数分裂,产生了基因型为HhXB的卵细胞,则是分裂过程中减数第二次分裂异常导致的
C. 进行减数第一次分裂前期,细胞内含有8个四分体有放射性
D. 若减数分裂后形成的一个子细胞中只有一条染色体有放射性,说明该卵原细胞至少经过了一次有丝分裂
【答案】D
【解析】
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。 DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);DNA复制过程:边解旋边复制;DNA复制特点:半保留复制。
【详解】A、若进行有丝分裂,第一次有丝分裂结束后,染色体都含有32P;当细胞处于第二次分裂后期时,染色单体随机分开,具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞,所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中,含32P染色体的子细胞有2~4个,则产生的4个子细胞中含有放射性的细胞数占100%、75%、50%,A错误;
B、若进行一次减数分裂,产生了基因型为HhXB的卵细胞,则是分裂过程中减数第一次分裂同源染色体上的等位基因H和h未分离,B错误;
C、进行减数第一次分裂前期,DNA只复制一次,由于DNA具有半保留复制的特点,每条染色体都具有放射性,细胞内含有4个四分体有放射性,C错误;
D、若只进行一次减数分裂,子细胞中的每条染色体均有放射性,若减数分裂后形成的一个子细胞中只有一条染色体有放射性,说明该卵原细胞至少经过了一次有丝分裂,D正确。
故选D。
14. 放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。下列说法错误的是( )
A. 前体mRNA是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA
B. circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达
C. 若降低细胞内circRNA的含量,可提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡
D. miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升
【答案】C
【解析】
【分析】结合题意分析题图可知,miRNA能与mRNA结合,使其降解,降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时,就不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
【详解】A、前体mRNA是通过 RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA、mRNA等多种RNA,A正确;
B、miRNA既可以与mRNA结合,也可以与circRN结合,说明circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达,B正确;
C、circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平,则提高细胞内circRNA的含量,可提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡,C错误;
D、miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,P蛋白的含量下降,则不能抑制细胞凋亡, D正确。
故选C。
15. 如图表示基因的作用与性状的表现之间的关系,下列相关叙述正确的是( )
A. ①过程与DNA复制的共同点是都以DNA的一条链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B. ③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C. 人的囊性纤维化症和苯丙酮尿症都是基因通过控制蛋白质结构直接影响表现性状的
D. HIV、大肠杆菌及T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:①表示转录,②表示转运RNA,③表示翻译。基因对性状的控制:(1)通过控制酶的合成来控制代谢这程,从而控制生物的性状。(2)通过控制蛋白质的结构来直接控制性状。
【详解】A、①过程与DNA复制的不同点是:以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行,A错误;
B、③过程是翻译,直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP,B正确;
C、苯丙酮尿症是通过控制酶的合成来控制代谢这程,从而控制生物的性状;人的囊性纤维化症是通过控制蛋白质的结构来直接控制性状,C错误;
D、HIV是RNA病毒,侵入人体T细胞后,逆转录形成DNA,再进行①③过程,但大肠杆菌和T2噬菌体不侵染人体细胞,D错误。
故选B。
二、不定项选择题(共5题,每题3分,共15分。每题有一个或多个选项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
16. 甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示。图中a、b、c表示生理过程,①-⑦是结构名称,下列叙述正确的是( )
A. 图甲中b过程表示脱水缩合
B. 在甲状腺球蛋白的合成和分泌过程中,膜面积基本不变的有②和④
C. 与图甲中c过程有关的细胞器是图乙中的②③⑤
D. 细胞分泌甲状腺球蛋白的过程依赖④的流动性
【答案】ACD
【解析】
【分析】1、据图分析,a表示主动运输,b表示脱水缩合,c表示加工和分泌;①表示核糖体,②表示高尔基体,③表示内质网,④细胞膜,⑤表示线粒体,⑥表示囊泡。2、分泌蛋白的合成与分泌过程:
游离的核糖体先合成一小段肽链,之后转移到内质网上继续合成并加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质,A正确;
B、在甲状腺球蛋白合成过程中,膜面积基本保持不变的有②高尔基体,④细胞膜面积增大,B错误;
C、c表示蛋白质的加工和分泌过程,相关的细胞器是内质网和高尔基体的加工,同时需要线粒体供能,图中②表示高尔基体,③表示内质网,⑤表示线粒体,C正确;
D、细胞分泌甲状腺球蛋白的过程属于胞吐,依赖细胞膜④的流动性,D正确。
故选ACD。
17. 景天科植物的叶子有一个很特殊的CO2固定方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中,白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,其部分代谢途径如图所示。下列分析错误的是( )
A. 如果白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率将随之提高
B. 由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C. 白天景天科植物叶肉细胞中苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关
D. 景天科植物参与卡尔文循环的CO2不只来自苹果酸的分解
【答案】AC
【解析】
【分析】分析图可知,景天科植物气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境,避免了水分大量蒸发,同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行,且景天科植物参与光合作用的CO2既来自于苹果酸的分解,也来自呼吸作用产生的CO2。
【详解】A、由题意可知,白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率不会提高,因为此时叶肉细胞的气孔是关闭的,A错误;
B、由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区,因为气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境,避免了水分大量蒸发,同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行,B正确;
C、白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸会通过脱羧作用形成CO2参与光合作用,进而合成葡萄糖,显然白天苹果酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关,C错误;
D、景天科植物参与卡尔文循环的CO2除了来源于苹果酸的分解外,还有呼吸作用产生的CO2,D正确。
故选AC。
18. 某生物研究小组发现,有一只果蝇(2N=8)的基因型为AaXBXb,该果蝇的一个卵原细胞在进行减数分裂过程中由于某一次染色体分离异常(不考虑其他变异),产生的三个极体中有且只有一个极体的基因型为AaXb。下列叙述正确的是( )
A. 该基因型为AaXb的极体由极体分裂产生
B. 该卵原细胞产生的另外两个极体的基因型均为XB
C. 该卵原细胞在减数分裂Ⅰ后期某对同源染色体未正常分离
D. 该卵原细胞产生的次级卵母细胞含有5条或10条染色体
【答案】BCD
【解析】
【分析】一个卵原细胞在进行减数分裂过程中由于一次染色体分离异常,产生的三个第二极体中有且只有一个极体的基因型为AaXb,说明减数第一次分裂时等位基因未分离,但因为有且只有一个极体的基因型为AaXb,说明该极体应是由次级卵母细胞分裂产生的。
【详解】A、一个卵原细胞在进行减数分裂过程中由于一次染色体分离异常,产生的三个极体中有且只有一个极体的基因型为AaXb,说明减数分裂Ⅰ时等位基因未分离,但因为有且只有一个极体的基因型为AaXb,说明该极体应是由次级卵母细胞分裂产生的,A错误;
B、该卵原细胞减数分裂Ⅰ异常,XBXB进入(第一)极体、AAaaXbXb进入次级卵母细胞,产生的另外两个极体的基因型均为XB,B正确;
C、一个卵原细胞在进行减数分裂过程中由于一次染色体分离异常,产生的三个极体中有且只有一个极体的基因型为AaXb,说明减数分裂Ⅰ时等位基因未分离,该卵原细胞在减数分裂Ⅰ后期某对同源染色体未正常分离,C正确;
D、该卵原细胞产生的次级卵母细胞多一条常染色体,若处于减数分裂Ⅱ前期、中期,则含5条染色体,若处于着丝粒分裂后的减数分裂Ⅱ,则含10条染色体,D正确。
故选BCD。
19. 玉米植株的B/b和D/d为两对等位基因且相关基因无致死现象。某基因型为BbDd的玉米植株产生的雌、雄配子的种类及其比例均为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,已知少数细胞发生了染色体互换。下列有关说法,正确的是( )
A. B和d位于同一条染色体上
B. B和D位于同一条染色体上
C. 用该玉米植株进行测交,可验证基因的自由组合定律
D. 该玉米植株自交,理论上后代中纯合子所占的比例为34%
【答案】AD
【解析】
【分析】据题意可知,某基因型为BbDd的玉米植株产生的雌雄配子的种类及其比例为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,不是1:1:1:1,说明两对等位基因位于一对同源染色体上,Bd和bD配子的比例较高,说明B和d位于一条染色体上,b和D位于另一条染色体上,出现BD和bd配子的原因是同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换的结果。
【详解】AB、基因型为BbDd的玉米植株产生的雌雄配子的种类及其比例为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,不是1:1:1:1,说明两对等位基因位于一对同源染色体上,Bd和bD配子的比例较高,说明B和d位于一条染色体上,b和D位于另一条染色体上,出现BD和bd配子的原因是同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换的结果,基因b和基因D可能位于同源染色体的另一条染色体上,A正确,B错误;
C、由AB选项分析可知,B和d位于一条染色体上,b和D位于另一条染色体上,即两对等位基因连锁,用该玉米植株进行测交,不能验证基因的自由组合定律,C错误;
C、该玉米植株进行自交,纯合子的比例为4/10×4/10(BBdd)+1/10×1/10(BBDD)+1/10×1/10(bbdd)+4/10×4/10(bbDD)=34%,D正确。
故选AD。
20. 图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时,形成的复制泡的示意图,图中箭头表示子链延伸方向。下列说法正确的是( )
A. 图1过程发生在分裂间期,以脱氧核苷酸为原料
B. 图1中复制泡大小不一,可能是因为多个复制原点并非同时启动
C. 图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端
D. DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等
【答案】ABD
【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、图1过程为DNA的复制,发生在细胞分裂的间期, 以游离的四种脱氧核苷酸为原料,A正确;
B、图1为真核细胞核DNA复制,其中一个DNA分子有多个复制泡,可加快复制速率,复制泡的大小不同,说明不同的复制起点不同时开始复制,B正确;
C、子链的延伸方向是从5’-3’端延伸,且与模板链的关系是反向平行,因此,根据子链的延伸方向,可以判断,图2中a端和b端分别是模板链的5'端和3'端,C错误;
D、DNA分子复制需要解旋酶(催化DNA双链的解旋)、DNA聚合酶(催化单个的脱氧核苷酸连接到DNA子链),D正确。
故选ABD。
三、非选择题(共5题,共55分)
21. 我国科研人员首次实现将菠菜体内的“生物电池”一类囊体,跨物种递送到动物体衰老的细胞内,让动物细胞也获得植物光合作用的能量,从而为延缓动物体表细胞的衰老提供路径。下图为菠菜类囊体膜结构及其上发生的部分生理过程示意图,图中字母A、B、C代表物质,I、Ⅱ表示膜上成分,请分析回答:
(1)类囊体膜可将光能转化为_____(填字母)中的化学能。图中类囊体薄膜上的I、Ⅱ为蛋白质和光合色素组成的复合体,其中光合色素的作用是_____。
(2)据图分析,类囊体的跨物种递送不仅能让动物细胞获得植物光合作用的能量,还能为动物细胞提供_____(填物质),从而促进细胞呼吸,延缓细胞衰老。
(3)分泌型短肽C是一种新型植物激素,研究者进行一系列实验,探究C对叶片衰老的影响和机制。研究者检测拟南芥叶片不同发育阶段的C基因表达量,如图1所示,结果说明,分泌型短肽C参与调控叶片衰老,依据是_____。
(4)已发现转录因子J参与调控衰老。研究者分别用外源C处理野生型拟南芥(WT)和J缺失突变体(J-)6天,检测叶绿素含量作为叶片衰老标志,如图2所示。结果说明C和J与叶片衰老的关系是_____。
【答案】(1) ①. BC ②. 吸收、传递和转化光能
(2)O2 (3)随着叶片的衰老,C基因表达量逐渐提高
(4)C和J均能够延缓叶片衰老,且C通过J发挥作用
【解析】
【分析】光反应:(1)场所:叶绿体的类囊体薄膜上。(2)条件:光照、色素、酶等。(3)物质变化:叶绿体利用吸收的光能,进行水的光解,同时合成ATP和NADPH。(4)能量变化:光能转变为ATP和NADPH中的活跃的化学能。
【小问1详解】
囊体膜可将光能转化为ATP和NADPH中的活跃的化学能,B为NADPH,C为ATP,即B、C中的化学能。光合色素的作用是吸收、传递和转化光能。
【小问2详解】
类囊体薄膜上进行光反应,产物有ATP、NADPH和氧气,类囊体的跨物种递送不仅能让动物细胞获得植物光合作用的能量,还能为动物细胞提供氧气,从而促进细胞呼吸,延缓细胞衰老。
【小问3详解】
由图1可知随着叶片的衰老,C基因表达量逐渐提高,因此可推测分泌型短肽C参与调控叶片衰老。
【小问4详解】
J缺失突变体与对照组相比,在实验的第6天时J缺失突变体的叶绿素含量较低,根据叶绿素含量可作为叶片衰老标志,可知含有J的对照组延缓了衰老,同理,WT+C与WT组相比,在实验的第6天时WT+C组的叶绿素含量较高,说明C能延缓衰老,而J缺失突变体组和J缺失突变体+C组的叶绿素含量几乎接近,说明没有J,C不能发挥作用,即C和J均能够延缓叶片衰老,且C通过J发挥作用。
22. 下图是某基因型为AaBb的雌性哺乳动物细胞(2n=4)连续分裂过程中的图像及细胞核中染色体数目变化曲线示意图。回答下列相关问题:
(1)图甲、乙、丙中,含有同源染色体的是图_____,图丙所示的细胞名称是__________。
(2)图甲所示细胞分裂产生的子细胞基因型是________;若图丙所示细胞分裂产生的一个子细胞的基因型是AB,则此次减数分裂产生的成熟生殖细胞的基因型是__________(不考虑突变和互换)。
(3)着丝粒分裂后,子染色体移向细胞两极发生的时期对应图丁中_________段,能体现基因自由组合定律实质的时期对应图丁中________段。
(4)已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r,经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种,且数量比例接近1:6:6:1。若所有类型配子均可正常发育,则由此可推断出这两对等位基因在染色体上最可能的分布情况,请将其画在下图的方框中 __________(四条竖线代表四条染色体)。
【答案】(1) ①. 甲、乙 ②. (第一)极体
(2) ①. AaBb ②. ab
(3) ①. ab和de ②. bc
(4) 或
【解析】
【分析】题图分析:据图可知,图甲细胞中含有同源染色体,且着丝粒分裂,甲细胞处于有丝分裂后期;图乙细胞中含有同源染色体,且同源染色体两两联会,形成四分体,处于减数第一次分裂前期;图丙细胞中不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期;图丁ab段表示有丝分裂后期,de表示减数第二次分裂后期。
【小问1详解】
图甲细胞中含有同源染色体,且着丝粒分裂,甲细胞处于有丝分裂后期;图乙细胞中含有同源染色体,且同源染色体两两联会,形成四分体,处于减数第一次分裂前期;图丙细胞中不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期。同源染色体分离发生在减数第一次分裂,所以图甲、乙、丙中,含有同源染色体的是甲、乙;依题意,图示细胞都是来自雌性高等动物,且丙细胞处于减数第二次分裂后期,此时细胞质均等分裂,所以图丙所示的细胞名称是第一极体。
【小问2详解】
据图可知,图甲细胞中含有同源染色体,且着丝粒分裂,甲细胞处于有丝分裂后期,得到与亲代完全相同的子细胞。依题意,图甲细胞来自基因型为AaBb的个体,故图甲所示细胞分裂产生的子细胞基因型是AaBb;图丙细胞是第一极体,若图丙所示细胞分裂产生的一个子细胞的基因型是AB,此次减数分裂产生的成熟生殖细胞是卵细胞,则其基因型是ab。
【小问3详解】
着丝粒分裂后,染色单体分开形成子染色体,导致染色体数目暂时加倍,所以子染色体移向细胞的两极发生时期对应图丁中ab段和de段;基因自由组合定律发生时期是减数第一次分裂后期,对应图丁中bc段。
【小问4详解】
已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r,经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种,且数量比例接近1∶6∶6∶1,说明两对基因不遵循自由组合定律,Y、y、R、r在一对同源染色体上,减数分裂过程发生了互换,且Y和r在一条染色体上,y和R在另一条上,如下图: 或
23. 基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义,RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA,其作用机制如图2所示。回答下列问题:
(1)图1所示为遗传信息表达的_________过程,该过程共需要4种______作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在________。若合成的RNA中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的______________。
(2)图2的②过程中核糖体的移动方向是________(填“从左向右”或“从右向左”),图中3个核糖体合成的肽链结构最终_______(填“相同”或“不同”)。
(3)由图2可知,miRNA调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列通过______________发生结合,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制_______过程。
【答案】(1) ①. 转录 ②. 核糖核苷酸 ③. 细胞核 ④. 13%
(2) ①. 从左向右 ②. 相同
(3) ①. 碱基互补配对 ②. 翻译
【解析】
【分析】分析图1可知,该过程是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,即表示转录过程;图2①表示转录合成RNA,②表示以mRNA为直接模板翻译出多肽链过程,③表示mRNA和miRNA形成核酸杂交分子的过程。
【小问1详解】
分析图1可知,该过程是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,即表示转录过程,该过程共需要4(腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸)种核糖核苷酸作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在细胞核。合成的RNA过程中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,则DNA模板链中胸腺嘧啶和腺嘌呤之和占该链碱基总数43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则DNA模板链的胸腺嘧啶占该链碱基总数13%,则合成的RNA中的腺嘌呤占该链碱基总数的13%。
【小问2详解】
根据肽链的长短,可判断图2的②过程中,核糖体的移动方向是从左向右,由于模板链相同,图中3个核糖体合成的肽链结构相同。
【小问3详解】
miRNA基因调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列发生碱基互补配对,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制翻译过程。
24. 某实验室保存着黑檀体、白眼、紫眼、小翅等单基因隐性突变体果蝇,而野生型果蝇的体色为灰体、红眼、正常翅。突变体可应用于分离定律、伴性遗传和自由组合定律的验证。请回答下列问题:
(1)某同学将纯合灰体白眼雄果蝇和纯合黑檀体红眼雌果蝇进行杂交,F1相互交配得到F2。若F2中相关表型和比例为______,则可验证体色的遗传符合分离定律;若相关表型和比例为______,则可验证眼色的遗传受到X染色体上的等位基因控制。
(2)已知控制红眼和白眼的基因(分别记为R、r)位于X染色体上,与紫眼有关的基因记为P、p。某同学将纯合白眼雄果蝇和纯合紫眼雌果蝇杂交,F1相互交配得到F2,结果如下表所示:
性别
P
F1的表型及数量
F2的表型及数量
雌性
紫眼
红眼49
红眼602、紫眼198
雄性
白眼
红眼52
红眼309、紫眼98、白眼399
根据实验结果,推测紫眼基因位于______(填“常”或“X”)染色体上、F2中紫眼雌果蝇的基因型是______,F2白眼果蝇的基因型共有______种。
(3)已知控制白眼和小翅的基因均位于X染色体上,控制黑檀体的基因位于3号常染色体上、某同学通过杂交实验得到纯合的白眼小翅品系,为进一步培育黑檀体白眼小翅的雌雄果蝇品系,某同学设计了下表的两种杂交方案,F1雌雄个体相互交配得到F2
方案一
方案二
P
灰体白眼小翅♀×黑檀体红眼正常翅♂
黑檀体红眼正常翅♀×灰体白眼小翅♂
F1
野生型♀、灰体白眼小翅♂
野生型♀、野生型♂
F2
?
?
两组F2______(填“能”或“不能”)出现黑檀体白眼小翅果蝇。为达实验目的,该同学宜选择杂交方案______由此,理由是______。
【答案】(1) ①. 灰体:黑檀体=3:1 ②. 红眼雌蝇:红眼雄蝇:白眼雄蝇=2:1:1
(2) ①. 常 ②. ppXRXR、ppXRXr ③. 3
(3) ①. 能 ②. 一 ③. 方案一的F2能产生黑檀体白眼小翅的雌雄果蝇,方案二的F2只能产生黑檀体白眼小翅的雄果蝇,不能产生黑檀体白眼小翅的雌果蝇
【解析】
【分析】1、果蝇繁殖速度快、易于饲养、具有多对易区分的相对性状、子代数量多便于进行统计学分析,果蝇染色体数目少,便于观察和进行基因定位,多个优点使果蝇适合作为遗传学研究材料。 2、位于非同源染色体上的非等位基因发生自由组合,会导致性状之间的自由组合,而位于一对同源染色体上的非等位基因不能自由组合,其控制的性状间也不能自由组合。
【小问1详解】
验证体色的遗传符合分离定律无需考虑眼色这一对相对形状,根据题意可知,灰体为显性,黑檀体为隐性,故当F2中相关表型和比例为灰体:黑檀体=3:1时可验证体色的遗传符合分离定律;验证眼色的遗传受到X染色体上的等位基因控制时可假设控制红眼和白眼的基因(分别记为R、r)位于X染色体上,则亲本为XRXR、XrY,F1基因型为XRXr、XRY,则F2中相关表型和比例为红眼雌蝇:红眼雄蝇:白眼雄蝇=2:1:1则可验证眼色的遗传受到X染色体上的等位基因控制。
【小问2详解】
纯合白眼雄果蝇和纯合紫眼雌果蝇杂交,F1均为红眼可推测紫眼基因位于常染色体上,且纯合白眼雄果蝇基因型为PPXrY纯合紫眼雌果蝇基因型为ppXRXR,F1基因型为PpXRXr、PpXRY,故F2中紫眼雌果蝇的基因型是ppXRXR、ppXRXr,紫眼基因对雄果蝇的白眼性状不产生影响,F2白眼果蝇的基因型有三种组合:PPXrY、PpXrY、ppXrY。
【小问3详解】
两组F2在体色这一对相对性状上均为显性杂合子间相互交配,均有黑檀体果蝇产生;在眼色这一对相对性状上方案一类似红眼杂合子的测交实验、方案二为显性杂合子间相互交配,均有白眼果蝇产生,在翅型这一对相对性状上方案一类似正常翅杂合子的测交实验、方案二为显性杂合子间相互交配,均有小翅果蝇产生,因此两组F2能出现黑檀体白眼小翅果蝇。为达实验目的,该同学宜选择杂交方案一,理由是方案一的F2能产生黑檀体白眼小翅的雌雄果蝇,方案二的F2只能产生黑檀体白眼小翅的雄果蝇,不能产生黑檀体白眼小翅的雌果蝇。
25. 籼稻(染色体组成表示为SS)和粳稻(染色体组成表示为JJ)的杂交种具有抗逆性强、产量高的优势,但杂交种的部分花粉败育。经检测所有细胞中均存在某种“毒素蛋白”将导致花粉败育,但育性正常的花粉中存在一种对应的“解毒蛋白”。进一步研究发现,编码这两种蛋白的基因均为位于籼稻12号染色体上的R区,如下图(该区的基因不发生交换)。科研人员将纯合籼稻和纯合粳稻杂交,获得F1,F1自交获得F2,F2中仅有籼——粳杂交种和籼稻,且二者比例接近1:1。
注:粳稻12号染色体上无B,C、D的等位基因
(1)F1植株产生的染色体组成为_____的花粉败育。若让F1作父本,籼稻作母本进行杂交,子代的染色体组成为_____。
(2)科研人员利用基因编辑技术分别敲除了F1中的R区相关基因,得到1~10号植株,检测其花粉育性情况,结果如下表。
F1植株编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
敲除基因
A
B
C
D
A+B
A+C
A+D
B+C
B+D
C+D
花粉育性
+
++
+
++
+
++
++
(注:“++”表示全部花粉有育性:“+”表示一半花粉有育性:空白表示全部花粉败育。)
由表中结果可推测基因的功能。编码毒素蛋白的是基因_____,编码解毒蛋白的是基因_____。这导致两类基因的基因频率易于升高,形成基因驱动效应。
(3)为进一步研究(2)中解毒蛋白基因的作用,将该基因导入到F1中,获得转入单个解毒蛋白基因的F1,预期F1自交后代中SS:JS:JJ的比例可能是_____。
【答案】(1) ①. J ②. SS
(2) ①. C ②. B
(3)1:1:0或1:2:1或2:3:1
【解析】
【分析】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;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【小问1详解】
据题意推断,纯合粳稻染色体组成为JJ,纯合籼稻染色体组成为SS,则F1为JS,正常情况下 ,F1自交子代JJ:JS:SS=1:2:1,而F2中粳-籼杂交种JS:籼稻SS=1:1,可推知F1植株产生的染色体组成为J花粉败育。若让F1作父本JS,籼稻作母本SS进行杂交,由于父本JS只能产生S配子,则子代染色体组成为SS。
【小问2详解】
根据表中可以分析单独敲除基因B,花粉败育,说明基因B编码解毒蛋白,敲除C基因,花粉全部可育,说明基因C编码毒素蛋白。
【小问3详解】
根据表中可以分析敲除基因B,花粉败育,说明基因B编码解毒蛋白,将基因B导入到F1中,当基因B导入到S染色体上时,父本JSB只能产生SB配子,母本JSB可以产生J和SB配子,比例1:1,F1自交后代的染色体组成及比例是JSB:SBSB=1:1;当基因B导入到J染色体上时,父本JBS产生JB、S配子,母本JBS可以产生JB和S配子,比例1:1,F1自交后代的染色体组成及比例是JBJB:JBS:SS=1:2:1。第三种情况:B基因导入12号染色体以外的染色体上,则F1产生两种可育花粉J:S=1:2,雌配子J:S=1:1,所以雌雄配子结合产生后代,所以SS:JS:JJ=2﹕3﹕1。
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兆麟中学2024-2025学年度上学期期中考试
高三学年生物学科试题
考试用时:75分钟,总分:100分
一、单项选择题(共15题,每题2分,共30分)
1. 下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A. 支原体属于原核生物,细胞内含核糖体和染色质
B. 硝化细菌等原核生物的最外层都有细胞壁
C. 破伤风杆菌细胞内不含线粒体而且只能进行无氧呼吸
D. 大肠杆菌的遗传物质是RNA,酵母菌的遗传物质是DNA
2. 科研人员筛选出了一株温度敏感型酵母突变株(secl基因缺失),该突变株在37℃培养条件下,胞外P酶的分泌量呈现下降的趋势。电镜观察发现,与野生型相比,该突变株中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测,野生型酵母的secl基因的功能是( )
A. 促进内质网形成分泌泡
B. 抑制分泌泡与高尔基体融合
C. 促进高尔基体形成分泌泡
D. 促进高尔基体形成的分泌泡与细胞膜融合
3. 图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是( )
A. 从图甲可见细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1
B. 图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞吸水能力也最小
C. 图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同
D. 若该动物细胞长时间处在甲图中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡
4. 如图取甲、乙、丙、丁四支试管,加入同种淀粉,甲、乙、丙试管中分别加入等量相同浓度的唾液淀粉酶溶液,丁试管中加入等量的一定浓度的盐酸,四支试管都在低于最适温度的条件下反应一段时间,绘出甲、乙、丙3支试管中产物量随时间变化的曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲、乙、丙试管中的淀粉溶液量为甲>乙>丙
B. 若适当升高甲试管的反应温度,图中A点将上移
C. 乙、丙两试管所处反应温度为乙高于丙
D. 若给丁绘一条曲线,丁曲线应与横坐标重合
5. 某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11d时减少了90%,干重变化如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 与糖类相比,脂肪是更为良好的储能物质
B. 若适当降低温度,干重的减少速度将会下降
C. 脂肪是生物体内主要的储能物质,常用苏丹Ⅲ试剂染色观察
D. 实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是氮和碳元素
6. 利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
A. 从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为1klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向右移动
C. 光照强度为3klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为1:1
D. 光照强度为6klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
7. 某雌性动物的基因型为AaXBXb,现对其体内的一个卵原细胞的分裂进行分析。不考虑基因突变,下列叙述错误的是( )
A. 若该卵原细胞连续两次分裂产生4个大小相同的子细胞,则其进行的是有丝分裂
B. 若产生的卵细胞的基因型为AaXBXB,则该卵原细胞的异常发生在减数分裂Ⅰ时
C. 即使四分体时期发生了染色体片段互换,该卵原细胞也只产生一种类型的卵细胞
D. 在减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期,细胞中的X染色体数一般为2条
8. 细胞一般会经历生长、增殖、分化、衰老、死亡等过程。下列有关细胞生命历程的叙述,正确的有( )
①细胞生长的过程,其表面积增大,使得细胞的物质交换效率逐渐升高
②细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程,物质准备的过程所占时间较长
③细胞分化的过程中,细胞内遗传物质发生改变导致细胞在形态、结构和功能上出现稳定性的差异
④细胞衰老的过程中,细胞内各种酶活性降低,呼吸速率减慢,细胞代谢速率减慢
⑤细胞凋亡过程受到严格的遗传机制调控,是由基因决定的一种程序性死亡,也受环境影响
⑥细胞的生命活动离不开能量的供应和利用,细胞中储存着大量的ATP可持续地满足细胞生命活动对能量的需求
A. 二项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
9. 某植物的花色有红色和白色两种,该对相对性状可能由一对等位基因(A/a)控制,也可能由两对等位基因(A/a和B/b)控制。让红花植株甲进行自花传粉,所得子代中红花∶白花=15∶1。下列推测不支持“15∶1”的是( )
A. 植株甲的基因型为Aa其产生的含a基因的雌雄配子可育率都为1/3
B. 植株甲的基因型为AaBb其产生的可育雌雄配子各有4种且比例相同
C. 植株甲的基因型为Aa其产生的含a基因的雌配子可育率为1/7
D. 植株甲的基因型为AaBb,其产生的可育雌雄配子均只有AB、ab且比例为2∶1
10. 某农业研究所将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(Bt基因)导入棉花(雌雄同花)的受精卵中,筛选出Bt基因成功整合到染色体上的抗虫植株(假定Bt基因都能正常表达),某些抗虫植株体细胞含三个Bt基因,Bt基因在染色体上的整合情况为如图所示的三种类型(黑点表示Bt基因的整合位点),抗虫植株所含Bt基因的个数与抗虫程度呈正相关。下列推断错误的是( )
A. A植株自交后代均为抗虫植株
B. 乙植株进行自交子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为15/16
C. 丙植株的子代抗虫等级可分为7个等级
D. 丙植株进行自交后的子代全为抗虫植株
11. F基因突变可引发人类某种单基因遗传病。以下图1为该遗传病的家系图谱,图2为用限制酶M处理家系成员的F基因后进行电泳的部分结果。下列说法正确的是( )
A. 突变的F基因序列中存在一个限制酶M的酶切位点
B. 该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因
C. Ⅲ-1的F基因经M酶切后电泳检测结果与I-2一致
D. 若Ⅱ-1与Ⅱ-2再生育,生出患病孩子的概率为1/4
12. 某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下5个实验①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;②用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌;③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌;④用未标记的噬菌体侵染32P标记的细菌;⑤用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,短时间保温后离心,检测到以上5个实验中放射性的主要位置依次是( )
A. 上清液、沉淀、上清液、沉淀、上清液
B. 上清液、上清液、沉淀、沉淀、上清液
C. 沉淀、上清液、沉淀和上清液、沉淀、沉淀
D. 沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀、沉淀
13. 现有一基因型为HhXBXb的果蝇,染色体数为(2N=8),现有一个卵原细胞的DNA分子双链均用32P标记后置于含31P的培养基中培养,经过细胞分裂后,检测子细胞中的情况。下列推断正确的是( )
A. 若连续进行2次有丝分裂,则产生的4个子细胞中含有放射性的细胞数占75%
B. 若进行一次减数分裂,产生了基因型为HhXB的卵细胞,则是分裂过程中减数第二次分裂异常导致的
C. 进行减数第一次分裂前期,细胞内含有8个四分体有放射性
D. 若减数分裂后形成的一个子细胞中只有一条染色体有放射性,说明该卵原细胞至少经过了一次有丝分裂
14. 放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。下列说法错误的是( )
A. 前体mRNA是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA
B. circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达
C. 若降低细胞内circRNA的含量,可提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡
D. miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升
15. 如图表示基因的作用与性状的表现之间的关系,下列相关叙述正确的是( )
A. ①过程与DNA复制的共同点是都以DNA的一条链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B. ③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C. 人的囊性纤维化症和苯丙酮尿症都是基因通过控制蛋白质结构直接影响表现性状的
D. HIV、大肠杆菌及T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
二、不定项选择题(共5题,每题3分,共15分。每题有一个或多个选项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
16. 甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示。图中a、b、c表示生理过程,①-⑦是结构名称,下列叙述正确的是( )
A. 图甲中b过程表示脱水缩合
B. 在甲状腺球蛋白的合成和分泌过程中,膜面积基本不变的有②和④
C. 与图甲中c过程有关的细胞器是图乙中的②③⑤
D. 细胞分泌甲状腺球蛋白的过程依赖④的流动性
17. 景天科植物的叶子有一个很特殊的CO2固定方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中,白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,其部分代谢途径如图所示。下列分析错误的是( )
A. 如果白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率将随之提高
B. 由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C. 白天景天科植物叶肉细胞中苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关
D. 景天科植物参与卡尔文循环的CO2不只来自苹果酸的分解
18. 某生物研究小组发现,有一只果蝇(2N=8)的基因型为AaXBXb,该果蝇的一个卵原细胞在进行减数分裂过程中由于某一次染色体分离异常(不考虑其他变异),产生的三个极体中有且只有一个极体的基因型为AaXb。下列叙述正确的是( )
A. 该基因型为AaXb的极体由极体分裂产生
B. 该卵原细胞产生的另外两个极体的基因型均为XB
C. 该卵原细胞在减数分裂Ⅰ后期某对同源染色体未正常分离
D. 该卵原细胞产生的次级卵母细胞含有5条或10条染色体
19. 玉米植株的B/b和D/d为两对等位基因且相关基因无致死现象。某基因型为BbDd的玉米植株产生的雌、雄配子的种类及其比例均为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,已知少数细胞发生了染色体互换。下列有关说法,正确的是( )
A. B和d位于同一条染色体上
B. B和D位于同一条染色体上
C. 用该玉米植株进行测交,可验证基因的自由组合定律
D. 该玉米植株自交,理论上后代中纯合子所占的比例为34%
20. 图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时,形成的复制泡的示意图,图中箭头表示子链延伸方向。下列说法正确的是( )
A. 图1过程发生在分裂间期,以脱氧核苷酸为原料
B. 图1中复制泡大小不一,可能是因为多个复制原点并非同时启动
C. 图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端
D. DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等
三、非选择题(共5题,共55分)
21. 我国科研人员首次实现将菠菜体内的“生物电池”一类囊体,跨物种递送到动物体衰老的细胞内,让动物细胞也获得植物光合作用的能量,从而为延缓动物体表细胞的衰老提供路径。下图为菠菜类囊体膜结构及其上发生的部分生理过程示意图,图中字母A、B、C代表物质,I、Ⅱ表示膜上成分,请分析回答:
(1)类囊体膜可将光能转化为_____(填字母)中的化学能。图中类囊体薄膜上的I、Ⅱ为蛋白质和光合色素组成的复合体,其中光合色素的作用是_____。
(2)据图分析,类囊体的跨物种递送不仅能让动物细胞获得植物光合作用的能量,还能为动物细胞提供_____(填物质),从而促进细胞呼吸,延缓细胞衰老。
(3)分泌型短肽C是一种新型植物激素,研究者进行一系列实验,探究C对叶片衰老的影响和机制。研究者检测拟南芥叶片不同发育阶段的C基因表达量,如图1所示,结果说明,分泌型短肽C参与调控叶片衰老,依据是_____。
(4)已发现转录因子J参与调控衰老。研究者分别用外源C处理野生型拟南芥(WT)和J缺失突变体(J-)6天,检测叶绿素含量作为叶片衰老标志,如图2所示。结果说明C和J与叶片衰老的关系是_____。
22. 下图是某基因型为AaBb的雌性哺乳动物细胞(2n=4)连续分裂过程中的图像及细胞核中染色体数目变化曲线示意图。回答下列相关问题:
(1)图甲、乙、丙中,含有同源染色体的是图_____,图丙所示的细胞名称是__________。
(2)图甲所示细胞分裂产生的子细胞基因型是________;若图丙所示细胞分裂产生的一个子细胞的基因型是AB,则此次减数分裂产生的成熟生殖细胞的基因型是__________(不考虑突变和互换)。
(3)着丝粒分裂后,子染色体移向细胞两极发生的时期对应图丁中_________段,能体现基因自由组合定律实质的时期对应图丁中________段。
(4)已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r,经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种,且数量比例接近1:6:6:1。若所有类型配子均可正常发育,则由此可推断出这两对等位基因在染色体上最可能的分布情况,请将其画在下图的方框中 __________(四条竖线代表四条染色体)。
23. 基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义,RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA,其作用机制如图2所示。回答下列问题:
(1)图1所示为遗传信息表达的_________过程,该过程共需要4种______作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在________。若合成的RNA中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的______________。
(2)图2的②过程中核糖体的移动方向是________(填“从左向右”或“从右向左”),图中3个核糖体合成的肽链结构最终_______(填“相同”或“不同”)。
(3)由图2可知,miRNA调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列通过______________发生结合,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制_______过程。
24. 某实验室保存着黑檀体、白眼、紫眼、小翅等单基因隐性突变体果蝇,而野生型果蝇的体色为灰体、红眼、正常翅。突变体可应用于分离定律、伴性遗传和自由组合定律的验证。请回答下列问题:
(1)某同学将纯合灰体白眼雄果蝇和纯合黑檀体红眼雌果蝇进行杂交,F1相互交配得到F2。若F2中相关表型和比例为______,则可验证体色的遗传符合分离定律;若相关表型和比例为______,则可验证眼色的遗传受到X染色体上的等位基因控制。
(2)已知控制红眼和白眼的基因(分别记为R、r)位于X染色体上,与紫眼有关的基因记为P、p。某同学将纯合白眼雄果蝇和纯合紫眼雌果蝇杂交,F1相互交配得到F2,结果如下表所示:
性别
P
F1的表型及数量
F2的表型及数量
雌性
紫眼
红眼49
红眼602、紫眼198
雄性
白眼
红眼52
红眼309、紫眼98、白眼399
根据实验结果,推测紫眼基因位于______(填“常”或“X”)染色体上、F2中紫眼雌果蝇的基因型是______,F2白眼果蝇的基因型共有______种。
(3)已知控制白眼和小翅的基因均位于X染色体上,控制黑檀体的基因位于3号常染色体上、某同学通过杂交实验得到纯合的白眼小翅品系,为进一步培育黑檀体白眼小翅的雌雄果蝇品系,某同学设计了下表的两种杂交方案,F1雌雄个体相互交配得到F2
方案一
方案二
P
灰体白眼小翅♀×黑檀体红眼正常翅♂
黑檀体红眼正常翅♀×灰体白眼小翅♂
F1
野生型♀、灰体白眼小翅♂
野生型♀、野生型♂
F2
?
?
两组F2______(填“能”或“不能”)出现黑檀体白眼小翅果蝇。为达实验目的,该同学宜选择杂交方案______由此,理由是______。
25. 籼稻(染色体组成表示为SS)和粳稻(染色体组成表示为JJ)的杂交种具有抗逆性强、产量高的优势,但杂交种的部分花粉败育。经检测所有细胞中均存在某种“毒素蛋白”将导致花粉败育,但育性正常的花粉中存在一种对应的“解毒蛋白”。进一步研究发现,编码这两种蛋白的基因均为位于籼稻12号染色体上的R区,如下图(该区的基因不发生交换)。科研人员将纯合籼稻和纯合粳稻杂交,获得F1,F1自交获得F2,F2中仅有籼——粳杂交种和籼稻,且二者比例接近1:1。
注:粳稻12号染色体上无B,C、D的等位基因
(1)F1植株产生的染色体组成为_____的花粉败育。若让F1作父本,籼稻作母本进行杂交,子代的染色体组成为_____。
(2)科研人员利用基因编辑技术分别敲除了F1中的R区相关基因,得到1~10号植株,检测其花粉育性情况,结果如下表。
F1植株编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
敲除基因
A
B
C
D
A+B
A+C
A+D
B+C
B+D
C+D
花粉育性
+
++
+
++
+
++
++
(注:“++”表示全部花粉有育性:“+”表示一半花粉有育性:空白表示全部花粉败育。)
由表中结果可推测基因的功能。编码毒素蛋白的是基因_____,编码解毒蛋白的是基因_____。这导致两类基因的基因频率易于升高,形成基因驱动效应。
(3)为进一步研究(2)中解毒蛋白基因的作用,将该基因导入到F1中,获得转入单个解毒蛋白基因的F1,预期F1自交后代中SS:JS:JJ的比例可能是_____。
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