内容正文:
模块检测试卷
(满分:100分)
一、选择题(本题包括20小题,每小题2.5分,共50分)
1.(2023·杭州高一期中)百合为两性花植物(一朵花内同时具有雄蕊和雌蕊),玉米为单性花植物(一朵花内只具有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交实验的操作,错误的是( )
A.对百合进行杂交时,父本不需要进行去除雌蕊的操作
B.对玉米进行杂交时,母本需在花粉未成熟时去除雄蕊
C.无论百合还是玉米,人工授粉后都需对母本花朵套袋处理
D.无论百合还是玉米,人工授粉后都应挂上标签以方便识别
答案 B
解析 结合题干可知,百合为两性花,为防止自身花粉的干扰,母本需要进行去雄操作,而父本不需要进行去除雌蕊的操作(能够提供花粉即可),A正确;玉米为单性花植物(一朵花内只具有雄蕊或雌蕊),对玉米进行杂交时,为防止同一株的花粉落到雌蕊柱头上进行自交,需要在母本花粉未成熟时进行套袋(避免自身花粉的干扰),不需要去雄,B错误;无论百合还是玉米,人工授粉后都需对母本花朵套袋处理,防止外来花粉的干扰,保证是实验所需的杂交组合,C正确;无论百合还是玉米,人工授粉后都应挂上标签以方便识别,这样不仅能确认已经授粉,还能防止重复授粉,D正确。
2.(2023·平湖当湖高级中学高一模拟)如图为某学校学生在模拟“孟德尔杂交实验”的材料用具,下列相关叙述错误的是( )
A.雌1、雄1容器中的黑球和白球可表示F1的基因型
B.若在雄1中放入黑球和白球各10个,也可以模拟一对相对性状的杂交实验
C.分别从雄1、雌1中各取出一个球组合在一起,可模拟F1雌雄个体产生配子的受精作用
D.若雄1中的黑球代表Y染色体,白球代表X染色体,每次从雄1中取出一个小球,可以模拟人类的性别决定过程
答案 D
解析 雌1、雄1容器中的黑球(可用A表示)、白球(可用a表示),结合后是Aa,可表示F1的基因型,A正确;若在雄1中放入黑球和白球各10个,可表示雄性中有两种比例相等的配子,故也可以模拟一对相对性状的杂交实验,B正确;分别从雄1、雌1中各取出一个球组合在一起,可模拟F1雌雄个体产生配子的受精作用,且可表示该过程是随机的,C正确;人类的性别决定是由精子和卵细胞共同决定的,故若雄1中的黑球代表Y染色体,白球代表X染色体,除了需要从雄1中取出一个小球外,还需要从雌1中选取一个小球,D错误。
3.建立减数分裂过程中染色体数目和行为变化的模型,能加深对减数分裂过程及其特点的认识,领悟减数分裂的意义。下列关于“减数分裂模型的制作研究”的叙述,正确的是( )
A.模拟活动中两条颜色相同的染色体代表同源染色体
B.模拟活动只能体验染色体的行为变化,无法体验染色体数量变化
C.模拟活动可以解释减数分裂产生配子中染色体组合多样性的原因
D.模拟含有3对同源染色体的细胞的减数分裂过程需要3种不同颜色的橡皮泥
答案 C
解析 同源染色体形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,应用不同颜色表示,A错误;模拟活动既能体验染色体的行为变化,也能体验染色体的数量变化,B错误;模拟含有3对同源染色体的细胞的减数分裂过程需要2种不同颜色的橡皮泥,一种颜色代表来自父方的染色体,另一种颜色代表来自母方的染色体,D错误。
4.(2023·丽水高一期中)玉米是雌雄异花同株植物,其雄花生于茎顶,雌花生于叶腋。花粉成熟后飘落到雌蕊柱头完成授粉。已知玉米的黄粒和白粒是一对相对性状,田间玉米的黄粒和白粒普遍存在。为了确定黄粒和白粒这对相对性状的显隐性关系,下列实验方案不合理的是( )
A.从田间玉米中选择多株黄粒植株自交,统计子代的性状及其比例
B.从田间玉米中选择多株白粒植株自交,统计子代的性状及其比例
C.从田间玉米中选择多株黄粒植株与多株白粒植株杂交,子代中占多数的类型为显性性状
D.在田间玉米中抽样统计黄粒和白粒的比例,占多数的类型为显性性状
答案 D
解析 从田间玉米中选择多株黄粒(白粒)植株进行自交,如果后代出现了性状分离,则黄粒(白粒)为显性性状,A、B合理;设相关基因为A、a,由于显性性状的基因型有AA和Aa,而隐性性状的基因型是aa,因此从田间玉米中选择多株黄粒植株与多株白粒植株杂交,子代中占多数的个体性状为显性性状,C合理;选项中没有指出亲代交配的方式,如果是随机交配,则子代的数目取决于显性或隐性的基因频率,D不合理。
5.(2023·湖州高一月考)“假设—推理”法(“假说—演绎”法)是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎推理”过程的是( )
A.生物的性状是由基因控制的
B.由F2出现了“3∶1”的性状分离比,推测生物体产生配子时,成对的基因彼此分离
C.若F1产生配子时成对的基因分离,则测交后代中两种性状比接近1∶1
D.若F1产生配子时成对的基因分离,则F2中三种基因型的比例接近1∶2∶1
答案 C
解析 由杂交实验推测生物的性状是由基因决定的,这属于作出假说,A错误;由F2出现了“3∶1”的性状分离比,推测生物体产生配子时,成对的基因彼此分离,这属于作出假说,B错误;若F1产生配子时成对的基因分离,则测交后代会出现两种性状,比例接近1∶1,这属于“演绎”过程,C正确;若F1产生配子时成对的基因分离,则F2中三种基因型的比例接近1∶2∶1,属于假说的内容,D错误。
6.(2023·浙江富阳中学高一期中)我国科学家发现了一种常染色体遗传病,受等位基因A/a控制,该患者卵子退化而不育。对Ⅰ代检测发现Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-4都不含该病致病基因(不考虑突变),下列叙述正确的是( )
A.携带该病致病基因的男性会患病
B.Ⅱ-2基因型为Aa
C.Ⅱ-2和Ⅱ-3若再生一个孩子,患病概率为1/4
D.Ⅲ-1基因型为aa
答案 C
解析 该病为常染色体遗传病,Ⅰ-3和Ⅰ-4表现正常,生出Ⅱ-4患病女孩,如果是常染色体隐性遗传病,则Ⅰ-4应该含有该病致病基因,不符合题意,因此该病为常染色体显性遗传病,图中Ⅰ-3应该含有该病致病基因,但表现正常,因此推测男性携带该基因不会致病,女性aa表现正常,A_为患病,A错误;该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ-2是女孩,表现正常,基因型为aa,B错误;Ⅱ-2(aa)与Ⅱ-3生了患病孩子,致病基因来自Ⅱ-3,且Ⅰ-4基因型为aa,因此Ⅱ-3基因型为Aa,若再生一个孩子,患病的为女孩,因此概率为1/2×1/2=1/4,C正确;Ⅱ-2基因型为aa,Ⅱ-3基因型为Aa,因此Ⅲ-1基因型为Aa或aa,男性携带该致病基因不会致病,D错误。
7.某雌雄同花植物,叶形有宽叶和窄叶,由一对等位基因A和a控制,花色有红花和白花,由另一对等位基因B和b控制。科研人员将红花宽叶和白花窄叶植株杂交,F1全为红花宽叶,F1自交,F2的表型为红花宽叶∶白花窄叶=3∶1,则F1中两对等位基因在染色体上的位置情况是如图中的( )
答案 B
解析 红花宽叶为显性,亲本为红花宽叶(AABB)和白花窄叶(aabb),F1基因型为AaBb,F1自交,F2的表型为红花宽叶∶白花窄叶=3∶1,说明控制两对性状的基因在一对同源染色体上,且A(红色)与B(宽叶)连锁,B符合题意。
8.(2023·宁波高一联考)性反转综合征是由性腺分化异常导致的一类疾病,表现为性染色体与性腺不符、生殖器官发育异常。Y染色体上的SRY基因是人类雄性的性别决定基因。一对夫妇色觉、染色体数目均正常,生了一个性染色体是XY且色盲的女儿。下列对病因的推测,不合理的是( )
A.Y染色体上的SRY基因缺失
B.Y染色体上的SRY基因突变
C.X染色体上的色盲基因来自她的母亲
D.Y染色体上组蛋白的乙酰化抑制了SRY基因表达
答案 D
解析 Y染色体上的SRY基因缺失,无雄性的性别决定基因,可导致性反转,A合理;Y染色体上的SRY基因突变,改变了雄性的性别决定基因,可导致性反转,B合理;色盲为伴X染色体隐性遗传,相关基因用A/a表示,一对夫妇色觉、染色体数目均正常,生出性染色体为XY的色盲女儿,可知“女儿”的基因型为XaY,其中Xa来自母亲,C合理;组蛋白的乙酰化可以遗传,若Y染色体上组蛋白的乙酰化抑制了SRY基因表达,Y染色体来自父亲,会导致父亲无法正常发育产生后代,D不合理。
9.(2023·绍兴高一诊断)某单子叶植物的花色由M/m和N/n两对基因共同控制。存在显性基因时表现为黄花,否则为白花。下列方案及结果能证明两对基因遵循自由组合定律的是( )
A.MmNn与mmnn杂交,F1表型比为1∶1
B.mmNn与Mmnn杂交,F1表型比为1∶3
C.MmNn个体自交,F1表型比为15∶1
D.MmNn个体自交,F1表型比为1∶3
答案 C
解析 MmNn与mmnn杂交,F1表型比为1∶1,说明两对基因可能连锁,A错误;mmNn与Mmnn杂交,F1表型比为1∶3,如果连锁,表型比也是1∶3,B错误;MmNn的个体自交,F1的表型比为15∶1,15∶1是9∶3∶3∶1变形,可以说明两对基因遵循自由组合定律,C正确;MmNn自交产生3∶1的表型比,可能是因为两对基因连锁,产生了MN和mn的雌雄配子,D错误。
(2023·台州一中高一期中)阅读下列材料,完成第10、11小题:
材料一 蜜蜂受精卵(2n=32)发育成的幼虫若持续食用蜂王浆则发育为蜂王,否则发育为工蜂,工蜂都是丧失繁殖能力的雌蜂。未受精的卵细胞发育成雄蜂。
材料二 蜜蜂体内DNMT3基因表达DNA甲基转移酶,该酶能使某些基因上游转录调控区及其附近的“CpG岛”甲基化从而影响基因表达。但胞嘧啶甲基化不影响DNA的复制过程。研究发现,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。
10.下列关于蜂群中蜂王、工蜂和雄蜂的分析,错误的是( )
A.蜜蜂的性别由染色体数目决定
B.工蜂的出现是基因和环境共同作用的结果
C.雄蜂在减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对
D.若蜂王基因型为Aabb,则该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种
答案 C
解析 蜜蜂的性别决定方式与染色体数目有关,其中雄蜂由卵细胞发育而来,雌蜂由受精卵发育而来,A正确;工蜂与蜂王都是由受精卵发育而来的,但由于食物不同导致工蜂没有生殖能力,而蜂王生殖能力正常,故工蜂的出现是基因和环境共同作用的结果,B正确;雄蜂是由卵细胞发育而来的,体内不存在同源染色体,在减数第一次分裂前期,不会出现同源染色体两两配对,C错误;若蜂王基因型为Aabb,其产生的配子基因型为Ab和ab,则该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种,D正确。
11.据材料可知,下列叙述错误的是( )
A.“CpG岛”甲基化后阻止了RNA聚合酶的识别与结合
B.DNA的甲基化修饰将导致表达的蛋白质结构改变
C.DNA复制时,5-甲基胞嘧啶仍能进行碱基互补配对
D.推测蜂王浆的作用可能是抑制DNA甲基转移酶发挥作用
答案 B
解析 分析题意可知,DNA甲基转移酶能使某些基因上游转录调控区及其附近的“CpG岛”甲基化从而影响基因表达(包括转录和翻译),据此推测“CpG岛”甲基化后阻止了RNA聚合酶识别与结合,A正确;甲基化修饰并未引起相关基因的碱基对排列顺序发生改变,只是表达水平降低,故甲基化不会引起其表达的蛋白质结构改变,B错误;甲基化并不改变基因的碱基序列和配对方式,故DNA复制时,5-甲基胞嘧啶仍能进行碱基互补配对,C正确;DNA甲基转移酶会影响基因的表达水平,而蜜蜂幼虫持续食用蜂王浆会发育为蜂王,据此推测蜂王浆的作用可能是抑制DNA甲基转移酶发挥作用,D正确。
12.(2023·舟山高一期中)甲、乙为两种单基因遗传病,如图为这两种遗传病的家族系谱图。下列叙述正确的是( )
A.甲病是伴X染色体隐性遗传病
B.乙病可能是常染色体隐性遗传病
C.就乙病而言,Ⅲ1是携带者的概率为1/2
D.就甲病而言,Ⅱ5和Ⅱ6再生一个健康男孩的概率为1/4
答案 B
解析 由分析可知,甲病为常染色体显性遗传病,A错误;乙病可能是常染色体隐性遗传病或伴X染色体隐性遗传病,B正确;就乙病而言,Ⅱ1、Ⅱ2生出患病的Ⅲ2,若该病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ1、Ⅱ2均为杂合子,Ⅲ1为携带者的概率为2/3;若该病为伴X染色体隐性遗传病,则Ⅲ1为携带者的概率为1/2,C错误;就甲病而言,Ⅱ5、Ⅱ6生出不患病Ⅲ3、Ⅲ5,因此均为杂合子,再生一个健康男孩的概率为1/4×1/2=1/8,D错误。
13.(2023·嘉兴高一调研)某生物兴趣学习小组在活动中利用下表中的相关材料搭建DNA分子模型。下列叙述错误的是( )
材料种类
脱氧核糖
磷酸
代表氢键和化学键的小棒
碱基
A
T
C
G
数量(个)
60
30
足量
15
10
5
15
A.该模型嘌呤总数和嘧啶总数相等
B.该模型最多含有30个脱氧核苷酸
C.制作出的DNA模型最多能有415种碱基排列方式
D.制作该模型时要先考虑DNA分子各部分结构的数量关系,再考虑空间关系
答案 C
解析 在DNA双链中,嘌呤总数总是等于嘧啶总数,A正确;最多有10对A/T,5对G/C,共30个脱氧核苷酸,B正确;若15对碱基任意排列,则共有415种,但10对A/T、5对G/C确定,所以制作出的DNA模型少于415种,C错误;制作该模型时要先考虑DNA分子各部分结构材料数量足够且碱基配对,再考虑空间关系,D正确。
14.(2023·杭州高一质检)下列关于转录的叙述,正确的是( )
A.RNA聚合酶会使一个或几个基因的DNA片段解开双螺旋
B.转录是以DNA分子的一整条单链为模板
C.DNA的转录只能发生在细胞分裂的间期
D.RNA适合作信使的原因是其分子结构和基本单位与DNA相同
答案 A
解析 在进行转录时,RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合,使DNA片段的双螺旋解开,使一个或多个基因的DNA片段的双螺旋解开,A正确;转录是以基因为单位进行的,而一个DNA上可以有很多个基因,故转录不是以DNA分子的一整条单链为模板,而是以DNA上对应的基因的一条单链片段为模板,B错误;DNA的转录可以发生在细胞分裂的各个时期,C错误;RNA适合作信使的原因是其分子结构是单链并且分子比DNA小,能通过核孔进入细胞质,D错误。
15.(2023·丽水高一检测)研究发现利用DNA甲基转移酶可降低斑马鱼未成熟卵母细胞的甲基化水平,从而导致早期胚胎死亡。下列说法错误的是( )
A.DNA甲基化会阻碍转录的发生
B.DNA甲基化后DNA序列没有改变
C.DNA甲基转移酶能够为DNA甲基化提供能量
D.适当提高DNA甲基化水平有利于斑马鱼早期胚胎正常发育
答案 C
解析 甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,RNA聚合酶参与基因的转录,因此DNA甲基化会阻碍转录的发生,A正确;DNA甲基化属于表观遗传,表观遗传是指DNA序列没有改变,但基因的表达却发生了可遗传的改变,因此DNA甲基化后DNA序列没有改变,B正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,因此DNA甲基转移酶能够降低DNA甲基化过程的反应活化能,不能为DNA甲基化提供能量,C错误;DNA甲基转移酶可降低斑马鱼未成熟卵母细胞的甲基化水平,从而导致早期胚胎死亡,推测适当提高DNA甲基化水平有利于斑马鱼早期胚胎正常发育,D正确。
16.DNA复制时,BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入DNA子链中,当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无荧光)。将植物根尖分生区细胞(2n=20)放入含BrdU的培养液培养,一段时间后进行观察。下列有关分析错误的是( )
A.DNA中的碱基A可以与BrdU进行配对
B.第一次有丝分裂中期,每条染色单体均发出荧光
C.第二次有丝分裂中期,1/4的染色单体发出明亮荧光
D.第三次有丝分裂后期,细胞中含荧光的染色体数量为0~20
答案 C
解析 BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸,因此可以与碱基A配对,A正确;第一次有丝分裂中期的细胞中,每条染色体中的染色单体都是半标记,均发出荧光,B正确;第二次有丝分裂中期,每条染色体的其中一条染色单体是半标记,另一条单体是全标记,1/2的染色单体发出明亮荧光,C错误;第二次有丝分裂结束,细胞中含荧光的染色体数为0~20,第三次有丝分裂后期,细胞中含荧光的染色体数为0~20,无荧光的染色体数为20~40,D正确。
(2023·台州高一联考)阅读下列材料,完成第17、18小题:
人类Hunter综合征是一种X染色体上的单基因遗传病,患者的溶酶体中缺乏降解黏多糖的酶而使黏多糖在细胞中积累,导致细胞的损伤。某对健康的夫妇生育了一双子女皆患有此病。儿子的染色体组成正常,而女儿的性染色体组成为XO。
17.下列关于人类Hunter综合征的叙述,错误的是( )
A.这种遗传病在人群中发病率比较高
B.人群中该病男性患者多于女性患者
C.该病的致病基因为隐性基因
D.该致病基因形成的根本原因是基因突变
答案 A
解析 多基因遗传病容易受环境因素影响,在人群中发病率较高,而Hunter综合征是一种单基因遗传病,A错误;某对健康的夫妇生育了一双子女皆患有此病,说明该病为隐性遗传病,又Hunter综合征是一种X染色体上的单基因遗传病,则该病为伴X染色体隐性遗传病,该病的特点之一是人群中男性患者多于女性患者,B、C正确。
18.关于材料中所示患病家族的叙述,正确的是( )
A.父亲有丝分裂异常造成女儿性染色体异常
B.该对夫妇再生一个患病儿子的概率是1/2
C.儿子和女儿的致病基因均来自母亲
D.母亲细胞中溶酶体能合成降解黏多糖的酶
答案 C
解析 父亲有丝分裂异常如果发生在体细胞则对后代性染色体没有影响,A错误;设相关基因为A、a,母亲的基因型为XAXa,父亲的基因型为XAY,该对夫妇再生一个患病儿子的概率是1/4,B错误;儿子的基因型为XaY,女儿患病且性染色体组成为XO,可知女儿的性染色体组成为XaO,儿子和女儿的致病基因(Xa)均来自母亲,C正确;溶酶体不能合成降解黏多糖的酶,核糖体能合成降解黏多糖的酶,D错误。
19.(2023·杭州高一统考)已知物种乙和丙均由甲演化而来,形成过程如图所示(乙和丙种群处于遗传平衡状态)。图中A、B、C分别表示不同的3个地区。E/e位于常染色体上,G/g位于X染色体上。下列有关说法正确的是( )
A.物种乙和丙存在生殖隔离,不能交配
B.迁入与迁出一定使种群基因频率发生定向改变
C.若种群丙中XgXg约占32%,则雄性中XgY可能占80%
D.若种群乙中E和e的基因频率相等,则显性个体与隐性个体的数量相同
答案 C
解析 物种乙和丙存在生殖隔离,二者有可能可以交配,但无法产生可育后代,A错误;迁入与迁出不能使种群基因频率发生定向改变,自然选择能使种群基因频率发生定向改变,B错误;若种群丙中XgXg约占32%,由于雌雄比例相当,雌性中XgXg=32%×2=64%,则雌性个体Xg的基因频率为80%,雄性中的该基因频率与雌性中的该基因频率相等,则雄性中XgY=80%,C正确;若种群乙中E和e的基因频率相等,即E基因频率=50%,则EE的基因型频率=0.5×0.5×100%=25%,Ee=0.5×0.5×2×100%=50%,ee=25%,显性个体数量是隐性的3倍,D错误。
20.(2023·温州高一期末)随着三峡地区生态的恢复,更多的新物种被发现,其中包含新物种“三峡白前”。通过基因测序比对,该新物种定位在白前属内,与青龙藤的亲缘关系最近。下列叙述正确的是( )
A.生物多样性的形成过程就是新物种不断形成的过程
B.白前属所有生物的全部基因构成一个基因库
C.若将青龙藤和三峡白前种植在一起,也不易发生基因交流
D.基因测序结果表明三峡白前和青龙藤在细胞层次上具有统一性
答案 C
解析 生物多样性除了物种多样性,还包括遗传多样性和生态系统多样性,A错误;一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库,白前属包含多种生物,B错误;青龙藤和三峡白前属于不同的物种,二者存在生殖隔离,种植在一起,也不易发生基因交流,C正确;基因测序结果表明三峡白前和青龙藤在分子层次上具有统一性,D错误。
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
21.(11分)(2023·金华高一期中)如图表示某二倍体雌性生物(2n=4)细胞分裂有关示意图。图甲表示该生物某一分裂时期的细胞;图乙Ⅰ曲线表示减数分裂不同时期染色体/核DNA的数量变化,Ⅱ曲线表示减数分裂细胞中染色体数量变化;图丙表示不同时期细胞中染色体和核DNA的相对值。请回答下列问题:
(1)图甲细胞名称为____________________,其中含有__________条染色单体,对应图丙的__________(填字母)。
(2)图乙中DNA复制发生在________段。EF段上升的原因是___________________________
_____,相当于图丙中的________。
(3)若该生物某个四分体中两条性染色体大小不同,则该生物性染色体为____________(填“XY型”或“ZW型”)。
(4)该生物的细胞中可能含有的同源染色体对数为________________对;非同源染色体的非等位基因自由组合发生在图乙________段;图丙中一定存在同源染色体的是________。
(5)该生物偶尔会出现基因型为DDd(D、d位于1号染色体上)的个体,在进行减数分裂时,1号染色体的任意两条移向细胞一极,剩下的一条移向另一极。则基因型为DDd的个体产生的配子的基因组成及比例为_________________________________________________________。
答案 (1)次级卵母细胞或第一极体 4 c (2)BC 着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离 c→d (3)ZW (4)0或2或4 CD a、b (5)DD∶d∶Dd∶D=1∶1∶2∶2
解析 (1)图甲细胞中不含有同源染色体,且为雌性个体,该细胞为次级卵母细胞或第一极体,含有4个染色单体,对应图丙中c阶段。(2)BC段发生染色体复制,即DNA复制及有关蛋白质合成,EF段上升表示着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离,相当于图丙细胞变化从c(可表示减数第二次分裂前期、中期)到d(可表示减数第二次分裂后期、末期)。(3)该生物为雌性生物,且性染色体大小不同,ZW型性染色体中雌性是异型的。(4)该二倍体雌性生物(2n=4)会进行减数分裂或有丝分裂,可能含有的同源染色体对数为0或2或4对。非同源染色体自由组合发生在CD段(表示从减数第一次分裂前期到减数第一次分裂末期);图丙中一定存在同源染色体的是a(可表示有丝分裂后期、末期)、b(表示减数第一次分裂或有丝分裂前期、中期)。(5)减数分裂过程中,DDd其中两个分开进入一个配子,另一个进入另一个配子,由于细胞中有2个D基因,均可以与d组合进入同一极,因此DD∶d∶Dd∶D=1∶1∶2∶2。
22.(10分)(2023·台州高一阶段考)某XY型性别决定的植物花色受两对基因控制,这两对基因与花色的关系如图所示,已知这两对等位基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,某同学取一红花雄株与一白花雌株杂交,F1全开紫花。据此分析回答下列问题:
(1)基因A与基因B在结构上的区别是____________________________________________
________________________________________________________________________。
两者是通过控制______________来控制生物体的生物化学反应,从而控制生物的性状。杂交时,对白花雌株的处理是___________________________________________________。
(2)符合上述杂交结果的合理假设有________种。两对基因________(填“一定”或“不一定”)遵循自由组合定律;且A、a这对等位基因位于________染色体上。
(3)若现已确定基因A(a)与B(b)均位于常染色体上,则理论上F1随机交配后代中红花植株占________________________________________________________________________
__________。
(4)若现已确定基因A(a)位于常染色体上,基因B(b)位于X染色体上,让F2的紫花雌株与白花雄株随机交配,F3雌性个体的表型及比例为_____________________________________
________________________________________________________________________。
为判断F2中的紫花雌株的基因型,可选择与其交配的雄株的基因型最多有________种。
答案 (1)碱基(的数量和)排列顺序不同 酶的合成 套袋(→授粉→套袋) (2)3 不一定 常 (3)3/16或1/4 (4)紫花∶红花∶白花=7∶1∶4 4
解析 (1)基因的遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序之中,基因A和基因B在结构上的区别是碱基(的数量和)排列顺序不同。据图可知,基因控制酶A、酶B的合成,从而通过控制代谢控制生物的性状。对白花雌株,为避免外来花粉的干扰,需要套袋,授粉后再套袋。(2)这两对基因位于染色体上的关系的可能性:①A位于常染色体上、B也位于常染色体上,且A、B位于同一对同源染色体上,红花雄株(AAbb)与白花雌株(aaBB)杂交,F1是紫花(AaBb);②A位于常染色体上、B也位于常染色体上,且A、B位于两对同源染色体上,红花雄株(AAbb)与白花雌株(aaBB)杂交,F1是紫花(AaBb);③A位于常染色体上、B位于X染色体上,红花雄株(AAXbY)与白花雌株(aaXBXB)杂交,F1是紫花(AaXBXb、AaXBY),符合假设;④A位于X染色体上、B位于常染色体上,红花雄株(bbXAY)与白花雌株(BBXaXa)杂交,F1是紫花(BbXAXa)、白花(BbXaY),不符合假设;⑤A位于X染色体上、B位于X染色体上,红花雄株(XAbY)与白花雌株(XaBXaB)杂交,F1是紫花(XAbXaB)、白花(XaBY),不符合假设。合理假设有3种,即①②③,且两对基因不一定遵循基因自由组合定律。①②③假设中,A、a基因都位于常染色体上。(3)若现已确定基因A(a)与B(b)均位于常染色体上,若A、B位于同一对同源染色体上,则F1的基因型是AaBb,产生的雌、雄配子基因型分别是Ab、aB,随机交配后的基因型及比例是AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶2∶1,红花(AAbb)占1/4;若A、B位于两对同源染色体上,则F1的基因型是AaBb,产生的雌、雄配子基因型分别是AB、Ab、aB、ab,随机交配后的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1,红花(A_bb)占3/16。(4)若现已确定基因A(a)位于常染色体上,基因B(b)位于X染色体上,F1是紫花(AaXBXb、AaXBY),F2的紫花雌株(1/6AAXBXB、1/6AAXBXb、1/3AaXBXB、1/3AaXBXb)与白花雄株(1/2aaXBY、1/2aaXbY)随机交配,可以用配子法,F2的紫花雌株产生的配子是1/2AXB、1/6AXb、1/4aXB、1/12aXb,F2的白花雄株产生的配子是1/4aXB、1/4aXb、1/2aY,F3雌性个体的基因型及比例是AaXBXB∶AaXBXb∶AaXbXb∶aaXBXB∶aaXBXb∶aaXbXb=6∶8∶2∶3∶4∶1,表型及比例为紫花∶红花∶白花=7∶1∶4。判断F2中的紫花雌株(AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb)的基因型,可选择aaXbY、aaXBY、AaXbY、AaXBY与其交配,共有4种雄株基因型。
23.(8分)研究发现基因家族存在一种“自私基因”,该基因可通过杀死不含该基因的配子来扭曲分离比例。若A基因是一种“自私基因”,在产生配子时,能杀死体内一半不含该基因的雄配子。某基因型为Aa的植株自交获得的F1中红花(AA)∶粉红花(Aa)∶白花(aa)=2∶3∶1,F1中个体随机授粉产生F2。请分析回答下列问题:
(1)控制该植株花色性状的等位基因遵循的遗传规律是________________。
(2)Aa植株产生雄配子的基因型及比例为________________,雌配子为____________________
____________________________________________________。
(3)F1植株产生雄配子的基因型及比例为________________,雌配子为____________________
__________________________________________。
(4)F2中红花∶粉红花∶白花是___________________________________________________。
答案 (1)基因的分离定律 (2)A∶a=2∶1 A∶a=1∶1 (3)A∶a=2∶1 A∶a=7∶5 (4)14∶17∶5
解析 (2)据题意可知,A基因是一种“自私基因”,在产生配子时,能杀死体内一半不含该基因的雄配子(即含a基因的雄配子一半死亡),但对雌配子没有影响,因此Aa植株产生雄配子的基因型及比例为A∶a=2∶1,雌配子为A∶a=1∶1。(3)F1植株中红花(AA)∶粉红花(Aa)∶白花(aa)=2∶3∶1,因为雌配子不受“自私基因”的影响,因此产生的A=2/6+3/6×1/2=7/12,a=1-7/12=5/12,即A∶a=7∶5;由于A基因是一种“自私基因”,在产生配子时,能杀死体内一半不含该基因的雄配子,因此F1产生的雄配子的种类及比例为A=1/3+1/2×1/2=7/12、a=1/2×1/2×1/2+1/6=7/24,即产生花粉的基因型及比例为A∶a=2∶1。(4)根据(3)可知,F1植株产生的雄配子为A∶a=2∶1,雌配子A∶a=7∶5,因此F2中AA=2/3×7/12=14/36,Aa=1/3×7/12+2/3×5/12=17/36,aa=1/3×5/12=5/36,即红花∶粉红花∶白花=14∶17∶5。
24.(11分)(2023·杭州高一期中)果蝇的长翅和残翅、刚毛和截毛各为一对相对性状,分别由等位基因A/a和B/b控制。某生物兴趣小组进行了如下杂交实验。
实验
亲本组合
F1表型及比例
F2表型及比例
一
长翅刚毛(♀)×残翅截毛(♂)
长翅刚毛(♀)∶长翅刚毛(♂)=1∶1
♀:长翅刚毛∶残翅刚毛=3∶1
二
长翅刚毛(♂)×残翅截毛(♀)
长翅刚毛(♀)∶长翅截毛(♂)=1∶1
♀♂:长翅刚毛∶残翅刚毛∶长翅截毛∶残翅截毛=3∶1∶3∶1
(1)刚毛和截毛这一对相对性状中,________是显性性状。基因A/a位于__________染色体上,理由是________________________________,二者的本质区别是_______________________
_________________________________________________。
(2)实验一F2长翅刚毛雌性个体的基因型有______种,其中杂合子所占比例为__________。将实验一F2中长翅截毛雄果蝇与实验二F2中长翅刚毛雌果蝇随机交配,后代中残翅截毛雌性个体所占的比例为________。
(3)灰身和黑身是果蝇的另一对相对性状,灰身对黑身为完全显性,分别由等位基因H/h控制。研究人员用灰身长翅与黑身残翅杂交,F1全是灰身长翅。取F1雌果蝇与黑身残翅雄果蝇杂交,产生四种表型,表型之比为22∶3∶3∶22。这两对相对性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。出现以上表型之比可能原因是________%卵母细胞在减数分裂中发生了交叉互换。
(4)请写出(3)中F1雌果蝇与黑身残翅雄果蝇杂交的遗传图解。
答案 (1)刚毛 常 长翅与残翅性状与性别无关 脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同 (2)4 5/6 1/36 (3)不遵循 24 (4)如图所示
解析 (1)根据实验一,亲本为刚毛和截毛,F1只有刚毛,可知刚毛为显性性状;长翅与残翅正反交结果一致,性状与性别无关,可以判断基因A/a位于常染色体上;等位基因的本质区别是脱氧核苷酸或碱基的排列顺序不同。(2)实验一中,亲本的基因型为AAXBXB、aaXbY,F1的基因型为AaXBXb、AaXBY,F2中长翅刚毛雌性的基因型及比例为AAXBXB∶AAXBXb∶AaXBXB∶AaXBXb=1∶1∶2∶2,共4种,其中杂合子占比为5/6。实验一F2中长翅截毛雄果蝇为AAXbY∶AaXbY=1∶2;实验二中,亲本的基因型及比例为AAXBY、aaXbXb,F1的基因型为AaXBXb、AaXbY,F2中长翅刚毛雌果蝇基因型及比例为AAXBXb∶AaXBXb=1∶2,二者交配后代中残翅占比为2/3×2/3×1/4=1/9,截毛雌性占比为1/2×1/2=1/4,所以残翅截毛雌性个体所占的比例为1/36。(3)F1雌果蝇基因型为HhAa,与黑身残翅雄果蝇(hhaa)杂交,后代表型之比为22∶3∶3∶22,可知雌果蝇产生的HA、hA、Ha、ha的比例不同,且几乎只有两种可知,HA/ha在同一条染色体上,不遵循自由组合定律;卵母细胞发生交叉互换有1/2的概率产生重组型配子,最终有3/25的重组配子,则需要有6/25(24%)的卵母细胞发生交叉互换。(4)(3)中的F1雌果蝇基因型为HhAa,产生的配子为HA∶ha∶hA∶Ha=22∶22∶3∶3,黑身残翅雄果蝇的基因型为hhaa,产生的配子为ha,遗传图解见答案。
25.(10分)(2023·杭州高一调研)科学家以果蝇为模式生物,发现了生物昼夜节律的分子机制。他们认为PER基因表达产生的PER蛋白会通过抑制性反馈回路,阻遏其自身的合成,从而以一种连续、循环的节奏对PER蛋白含量进行调节,进而产生昼夜节律。如图为PER蛋白的产生与调控过程(甲、乙代表生理过程,①②代表分子)。请据图回答下列问题:
(1)甲过程为________,该过程所需的原料为____________。甲过程中产生的①往往需要在________中加工成熟才能用于乙过程。除图示场所外,在果蝇细胞中的________中也可发生甲过程。
(2)乙过程中核糖体移动的方向为________(填“从左向右”或“从右向左”),多个核糖体相继结合在②上的生物学意义是____________________。该过程还需要________来转运氨基酸。
(3)甲和乙中涉及碱基互补配对的是________。
(4)TIM蛋白由TIM基因控制合成,若阻止TIM基因表达,则果蝇________(填“能”或“不能”)产生正常的昼夜节律。
(5)PER基因的启动转录的序列中胞嘧啶被甲基化之后导致其无法顺利表达,从而影响昼夜节律的形成。研究发现子代果蝇有可能通过继承亲代果蝇的这种甲基化基因而同样不能产生昼夜节律,这种遗传现象被称为______________。
答案 (1)转录 核糖核苷酸 细胞核 线粒体 (2)从右向左 提高翻译(蛋白质/多肽合成)的效率 tRNA(或转运RNA) (3)甲、乙 (4)不能 (5)表观遗传
解析 (1)分析题图可知,甲过程是以DNA为模板合成RNA的过程,属于转录过程,该过程所需的原料为核糖核苷酸,转录产生的①RNA需要在细胞核中加工成熟才能用于乙翻译过程。线粒体上也含有少量DNA,故在果蝇细胞中的线粒体中也可发生甲转录过程。(2)根据肽链的长短可知,核糖体移动的方向为从右向左;在细胞质中,翻译是一个快速的过程,通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条相同肽链的合成,其生物学意义是少量的mRNA分子就可迅速合成出大量的蛋白质,提高翻译(蛋白质/多肽合成)的效率。翻译过程需要tRNA来转运氨基酸。(3)甲转录过程和乙翻译过程都涉及碱基互补配对。
(4)分析题干信息,PER基因表达产生的PER蛋白会通过抑制性反馈回路,阻遏其自身的合成,从而以一种连续、循环的节奏对PER蛋白含量进行调节,进而产生昼夜节律,故若阻止TIM基因表达,则果蝇不能产生正常的昼夜节律。(5)生物的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,这种现象的出现主要是基因中部分碱基发生了甲基化修饰的结果。由此可知,子代果蝇有可能通过继承亲代果蝇的这种甲基化基因而同样不能产生昼夜节律,这种遗传现象被称为表观遗传。
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