内容正文:
期末满分冲刺必刷(精选试题)
生物学
(考试范围:必修一第1章—第5章第3节 考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.贵州是我国糯稻的主要产区之一,糯稻具有独特的黏性。已知糯稻的非糯性(A)对糯性(a)为显性。某农科所发现了一株野生的非糯性糯稻,并用其进行了测交实验,下列有关该实验的分析,错误的是( )
A.选用基因型为Aa的植株与其杂交
B.通过测交可以验证分离定律
C.若后代性状比为1:1,则说明其为杂合子
D.若后代全为非糯性,则说明其是纯合子
2.番茄的紫茎和绿茎是一对相对性状,由基因A/a控制,缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状,由基因B/b控制,两对基因独立遗传。利用亲本紫茎缺刻叶番茄和绿茎缺刻叶番茄杂交,对其子代性状的统计结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.紫茎对绿茎为显性,缺刻叶对马铃薯叶为显性
B.两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
C.子代个体中能稳定遗传的占1/4
D.子代中重组类型所占的比例为1/4
3.科学家利用机器人成功模拟了某生物精子和卵细胞的形成和随机受精的过程。已知模拟实验中父本和母本的基因型均为AaBb,且两对基因独立遗传。不考虑基因突变和染色体变异,下列关于这一实验的说法,错误的是( )
A.机器人模拟的随机受精过程可体现出基因的自由组合定律
B.精子和卵细胞形成过程中,姐妹染色单体分离发生于减数分裂Ⅱ
C.该生物产生的配子基因型类型共有4种,分别为AB、Ab、aB、ab
D.若机器人模拟了1000次受精作用,则后代中基因型为AABb的个体约占12.5%
4.假说—演绎法是一种重要的科学研究方法,其基本过程为:观察分析→提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证。下列说法错误的是( )
A.孟德尔以豌豆为实验材料,运用假说—演绎法提出了遗传学两大定律
B.萨顿以蝗虫为实验材料,运用假说—演绎法提出了基因在染色体上的假说
C.摩尔根以果蝇为实验材料,运用假说—演绎法证明了果蝇的白眼基因在X染色体上
D.作出的假说不仅要能够解释已有的实验现象,还应能够预测另外一些实验的结果
5.M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链的DNA分子,其增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用M13噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的实验”,下列叙述正确的是( )
A.M13噬菌体遗传物质的热稳定性与C和G碱基的含量成正相关
B.M13噬菌体和大肠杆菌都含有DNA,DNA是两者的主要遗传物质
C.用含有³²P的培养基培养未标记的M13噬菌体,可获得³²P标记的子代噬菌体
D.用³²P标记的M13噬菌体侵染大肠杆菌,悬浮液的放射性强弱与侵染时间有关
6.模型制作可以帮助人们更好理解抽象概念、微观结构和生命现象。下列关于“真核细胞的结构”、”DNA双螺旋结构”和“减数分裂”模型制作的叙述,正确的是( )
A.制作真核细胞的结构模型时,细胞核的核外膜常与高尔基体相连
B.制作DNA双螺旋结构模型时,应让每个脱氧核糖连接2个磷酸基团和1个碱基
C.制作减数分裂模型时,后期移向细胞同一极的橡皮泥的颜色可以相同,也可以不同
D.制作人类卵原细胞减数分裂模型时,至少需要23种不同颜色、2种不同大小的橡皮泥
7.某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。不考虑染色体变异的情况下,下列叙述正确的是( )
A.该精原细胞经历了2次DNA复制和1次着丝粒分裂
B.4个细胞均处于减数第二次分裂后期
C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对,但没有发生染色体互换
D.4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P
8.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种水母DNA上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A.基因通常含有A、T、C、G四种碱基
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
D.DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
9.基因结构中的启动子区域是RNA聚合酶识别与结合的位点,不编码氨基酸。下图表示某基因的部分结构中的碱基序列。下列相关叙述正确的是( )
A.M链的-OH端为5'端
B.该基因转录的模板链为M链
C.该基因转录出的第一个密码子是5'-AUG-3'
D.翻译时mRNA上只结合1个核糖体形成1条肽链
10.表观遗传现象是生命活动中普遍存在的现象,其形成途径之一是DNA分子内部分碱基甲基化,从而影响基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.通过表观遗传,遗传信息完全一样的两个个体也会表现出不同的性状
B.表观遗传没有改变基因中的碱基序列,其表型的变化不会遗传给子代
C.基因是否表达与DNA甲基化有关,DNA甲基化对机体是不利的
D.DNA甲基化引起的表观遗传一定属于不可遗传的变异
11.将紫花、长花粉粒(PPLL)与红花、圆花粉粒(ppll)的香豌豆杂交得到F1。F1测交所得F2的表型及比例为紫长(4831)、紫圆(390)、红长(393)、红圆(4783)。下列对F1产生配子过程的分析,不正确的是( )
A.P与p、L与l可以随同源染色体的分开而分离
B.P与L、p与l可随同一条染色体传递到配子中
C.P与l、p与I因非同源染色体自由组合而重组
D.P与l、p与L因非姐妹染色单体之间发生片段互换而重组
12.某染色体结构变异如图所示,其中字母表示染色体片段。
该染色体结构变异类型属于( )
A.缺失 B.倒位 (片段位置颠倒)
C.重复 D.易位(片段移接至其它染色体)
13.人类的秃顶(A)对非秃顶(a)为显性,基因A/a位于常染色体上,但在杂合子(Aa)中,男性表现为秃顶,女性表现为非秃顶。下图为某患者家族(患有红绿色盲和秃顶)的遗传系谱图。下列分析正确的是( )
A.Ⅰ1和Ⅱ1基因型相同的概率为1/2
B.Ⅰ3一定携带秃顶基因,但可能不携带红绿色盲基因
C.若Ⅲ1为女孩,则其患秃顶的概率为3/4
D.若Ⅲ1患有红绿色盲,则其性别可能是男性或女性
14.下列有关生命起源和生物进化的叙述正确的是( )
A.在地质年代晚期的地层中也可能找到低等生物的化石
B.比较鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢说明都是由共同的原始祖先进化而来的
C.生物进化的总体趋势是从体型小到体型大,从水生到陆生,从低等到高等
D.结晶牛胰岛素的合成说明有机小分子物质可以合成有机大分子物质
15.研究发现,讨厌香菜的人11号染色体上的OR6A2嗅觉受体基因中出现了单个核苷酸的变异,当这类人接近香菜时,香菜所散发出来的醛类物质会让他们感受到肥皂味。统计发现,东亚人讨厌香菜的比例最多,占21%,而拉丁裔和中东地区讨厌香菜的比例最低,分别占4%和3%。下列叙述正确的是( )
A.香菜在零下低温、无氧、潮湿的环境中,可延长保鲜时间
B.一个地区的饮食习惯可使OR6A2嗅觉受体基因发生定向变异
C.人口流动可能导致某区域的OR6A2嗅觉受体基因频率发生改变
D.OR6A2嗅觉受体基因的差异说明不同人群间存在生殖隔离,是自然选择的结果
16.B/b为一对等位基因,某动物种群的雌雄比例接近1:1,其中基因型为XbY的个体占1%。雄性个体中Xb的基因频率是( )
A.99% B.1% C.98% D.2%
第II卷(非选择题)
二、非选择题(共5个题,满分52分)
17.月季花属于两性花,其花色由等位基因R、r控制,且基因R对基因r为不完全显性。研究人员将红色月季与白色月季进行正反交,得到子代(F1)均为粉色月季,不考虑互换和突变。回答下列问题:
(1)月季花花色性状的遗传遵循基因的 定律。红色月季的基因型为 ,粉色月季的基因型为 。
(2)若以红色月季(♂)×白色月季(♀)为正交实验,则进行反交实验时,需要对 (填“红色月季”或“白色月季”)进行去雄处理,在人工授粉前后需要进行套袋处理,其目的主要是 。
(3)若粉色月季自交得F2,则理论上F2的表型及比例为 ,其中纯合子占 。若某种原因导致含有r基因的雄配子只有40%存活,则粉色月季自交后代的基因型及比例为 。
18.在某种果蝇中,野生型的眼睛为红色,与基因A、B有关,两基因控制相关酶的合成影响物质的合成使颜色有红色、黄色和白色三种性状。研究人员让一只纯合甲品系的白眼雄果蝇与一只纯合乙品系的黄眼雌果蝇杂交,F1均为红眼,让F1的雌雄个体自由交配,F2代中红眼:黄眼:白眼=9:3:4,已知相关基因不在Y染色体上,各配子育性正常,活力相同。
(1)决定眼色性状的两对基因的遗传遵循 定律,判断的依据是 。根据上述结果不能判断这两对基因是否位于性染色体上,理由是 。
(2)若两对基因均位于常染色体上,则F2代的红眼果蝇自由交配,子代中黄眼果蝇的比例为 。若两对基因中有一对位于X染色体上,则位于X染色体上的等位基因是 ,该情况下F2代中白眼果蝇的基因型及比例为 。
19.下图1中DNA 分子有a和d两条链,将图1中某一片段放大后如图2所示,请结合所学知识回答下列问题:
(1)从图1可看出DNA 的复制特点是 ,通过 保证了复制能够准确进行;图2中7的结构名称是 。
(2)图1中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,则A、B分别是 和 。图1过程在水稻根尖分生区细胞中进行的场所是 。
(3)上述结构模式图中,若一条DNA单链片段的序列是 5'-GATACC-3',,那么它的互补链的序列是 (填字母)。
A.5'-CTΛTGG-3' B.5'-GATACC-3' C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
(4)图3中,滞后链延伸的方向和解旋酶的移动方向 (填“相同”或“相反”),其合成需要 (填“一个”或“多个”)RNA 引物。
(5)若该DNA分子中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T 占该DNA 分子全部碱基总数的比例为 。
20.如图表示细胞生物某DNA片段遗传信息的传递过程,①-⑤表示物质或结构。a、b表示生理过程。(可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸、AAG—赖氨酸、GCU—丙氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
(1)在真核细胞内生理过程a发生的时期主要是 ,参与生理过程a的酶主要是 ,生理过程b过程中相关酶读取模板链是沿 (填“5’→3’”或“3’→5’”)的方向。
(2)产生图中所示②的片段对应的DNA上模板链的碱基序列是5'- -3'。结构⑤上的反密码子的碱基序列为5'- -3'。
(3)由图中所示②的片段指导合成的多肽链中氨基酸的序列是 (填氨基酸名称),②中某个碱基发生改变决定的氨基酸种类可能不变,这是由于密码子具有 的特点。
21.李时珍在《本草纲目》中写道:“艾叶自成化以来,则以蕲州者为胜,用充方物,天下重之,谓之蕲艾。”蕲艾为特产中药材,但其染色体基数和倍性一直存在争议,以前普遍认为艾是染色体基数为9的四倍体(4n=36),,近年科学家以在蕲春广泛种植的蕲艾品系“香艾”为研究对象发现,香艾为含有34条染色体的异源四倍体。推测早期蒿属祖先为正常的二倍体(2n=18),后经染色体变异得到另一类蒿属祖先,两类蒿属祖先杂交(异源杂交)后的品系经染色体加倍即形成异源四倍体,其形成机制如图。
(1)图中品种甲是否可育,为什么? 。
(2)②可用 处理,品种乙在有丝分裂过程中可以形成 个四分体。
(3)进一步研究发现香艾含有两条超长的10号染色体,且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。
据此推测 10号染色体的形成机制是 现象发生在异源杂交之 (填“前”或“后”)。
(4)艾叶的深裂和浅裂是一对相对性状,对某地的蕲艾调查发现基因型为EE(深裂)和ee(浅裂)的个体所占的比例分别为70%和20%,第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为EE和 ee的个体所占的比例分别为67%和17%,在这一年中,该蕲艾种群是否发生了进化? (填“是”或“否”),理由是 。
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期末满分冲刺必刷(精选试题)
生物学
(考试范围:必修一第1章—第5章第3节 考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.贵州是我国糯稻的主要产区之一,糯稻具有独特的黏性。已知糯稻的非糯性(A)对糯性(a)为显性。某农科所发现了一株野生的非糯性糯稻,并用其进行了测交实验,下列有关该实验的分析,错误的是( )
A.选用基因型为Aa的植株与其杂交
B.通过测交可以验证分离定律
C.若后代性状比为1:1,则说明其为杂合子
D.若后代全为非糯性,则说明其是纯合子
【答案】A
【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;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。
【详解】A、测交是与隐性个体杂交,应选用基因型为aa的植株与其杂交,A错误;
B、通过测交可以检测待测个体(如Aa)产生的配子种类及比例,可以验证分离定律,B正确;
C、非糯性水稻的基因型为AA或Aa,与aa杂交,若后代性状比为1:1,则说明其为杂合子,C正确;
D、若后代全为非糯性(A_),则说明其是纯合子(AA),D正确。
故选A。
2.番茄的紫茎和绿茎是一对相对性状,由基因A/a控制,缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状,由基因B/b控制,两对基因独立遗传。利用亲本紫茎缺刻叶番茄和绿茎缺刻叶番茄杂交,对其子代性状的统计结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.紫茎对绿茎为显性,缺刻叶对马铃薯叶为显性
B.两对等位基因的遗传遵循自由组合定律
C.子代个体中能稳定遗传的占1/4
D.子代中重组类型所占的比例为1/4
【答案】A
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;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、紫茎缺刻叶番茄和绿茎缺刻叶番茄杂交,子代紫茎:绿茎=1:1,无法确定显隐性,缺刻叶:马铃薯叶=3:1,可判断缺刻叶为显性性状,A错误;
B、据题干信息分析可知,两对基因独立遗传,故两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,B正确;
CD、据题干信息和题图分析可知,利用亲本紫茎缺刻叶番茄和绿茎缺刻叶番茄杂交,子代紫茎(50):绿茎(50)=1:1,缺刻叶(75):马铃薯叶(25)=3:1,可推出两亲本的基因型为AaBb、aaBb,则子代个体中能稳定遗传的为1/8aaBB、1/8aabb,共占1/4;子代中的重组类型为紫茎马铃薯叶(1/2×1/4=1/8)和绿茎马铃薯叶(1/2×1/4=1/8),共占1/4,CD正确。
故选A。
3.科学家利用机器人成功模拟了某生物精子和卵细胞的形成和随机受精的过程。已知模拟实验中父本和母本的基因型均为AaBb,且两对基因独立遗传。不考虑基因突变和染色体变异,下列关于这一实验的说法,错误的是( )
A.机器人模拟的随机受精过程可体现出基因的自由组合定律
B.精子和卵细胞形成过程中,姐妹染色单体分离发生于减数分裂Ⅱ
C.该生物产生的配子基因型类型共有4种,分别为AB、Ab、aB、ab
D.若机器人模拟了1000次受精作用,则后代中基因型为AABb的个体约占12.5%
【答案】A
【分析】基因的自由组合定律的实质是: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。验证自由组合定律,就是验证杂种F1产生配子时,决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离,决定不同性状的遗传因子是否自由组合,产生四种不同遗传因子组成的配子,因此最佳方法为测交。
【详解】A、基因的自由组合定律发生在减数分裂过程中,A错误;
B、精子和卵细胞形成过程中,姐妹染色单体分离发生于减数分裂Ⅱ后期,B正确;
C、两对基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律,因此该生物基因型为AaBb,产生的配子基因型类型共有4种,分别为AB、Ab、aB、ab,C正确;
D、亲本基因型为AaBb×AaBb,后代中基因型为AABb的概率为1/4×1/2=1/8,若机器人模拟了1000次受精作用,则后代中基因型为AABb的个体约占1000×1/8÷1000=12.5%,D正确。
故选A。
4.假说—演绎法是一种重要的科学研究方法,其基本过程为:观察分析→提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证。下列说法错误的是( )
A.孟德尔以豌豆为实验材料,运用假说—演绎法提出了遗传学两大定律
B.萨顿以蝗虫为实验材料,运用假说—演绎法提出了基因在染色体上的假说
C.摩尔根以果蝇为实验材料,运用假说—演绎法证明了果蝇的白眼基因在X染色体上
D.作出的假说不仅要能够解释已有的实验现象,还应能够预测另外一些实验的结果
【答案】B
【分析】孟德尔的豌豆杂交实验用的是假说—演绎法,即在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论;萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程,提出“基因在染色体”上的假说是类比推理,他将看不见的基因与可以看见的染色体的行为进行类比,根据其惊人的一致性,提出基因位于染色体上的假说;摩尔根进行果蝇杂交实验,证明果蝇的白眼基因位于X染色体上,用的是假说—演绎法。
【详解】A、孟德尔在研究豌豆性状遗传时,通过观察实验现象提出假说,并设计测交实验进行验证,符合假说—演绎法,最终提出了遗传学两大定律,A正确;
B、萨顿以蝗虫为实验材料,运用类比推理法提出了基因在染色体上的假说,B错误;
C、摩尔根在研究果蝇白眼性状遗传时,提出“白眼基因位于X染色体上”的假说,并通过果蝇杂交实验验证,运用假说—演绎法证明了果蝇的白眼基因在X染色体上,C正确;
D、科学假说需能解释已有现象,并通过演绎推理预测新实验结果,再通过实验验证,因此作出的假说不仅要能够解释已有的实验现象,还应能够预测另外一些实验的结果,D正确。
故选B。
5.M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链的DNA分子,其增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用M13噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的实验”,下列叙述正确的是( )
A.M13噬菌体遗传物质的热稳定性与C和G碱基的含量成正相关
B.M13噬菌体和大肠杆菌都含有DNA,DNA是两者的主要遗传物质
C.用含有³²P的培养基培养未标记的M13噬菌体,可获得³²P标记的子代噬菌体
D.用³²P标记的M13噬菌体侵染大肠杆菌,悬浮液的放射性强弱与侵染时间有关
【答案】D
【分析】噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。且噬菌体侵染细菌的过程中进入的是DNA,留在外面的是蛋白质外壳。
【详解】A、M13噬菌体含有一个环状单链DNA分子,单链DNA分子间不存在C-G等碱基对,因此M13噬菌体的遗传物质的热稳定性与C和G碱基含量无关,A错误;
B、M13噬菌体和大肠杆菌都含有DNA,DNA是两者的遗传物质,B错误;
C、M13噬菌体不具有独立的代谢功能,因而不能用培养基直接培养噬菌体,C错误;
D、用32P标记的M13噬菌体侵染大肠杆菌,由于噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌,而侵染时间长短影响的是噬菌体DNA进入细胞的数量及子代噬菌体的释放,而亲代噬菌体和部分子代噬菌体带有32P的放射性,因此,悬浮液的放射性强弱与侵染时间有关,D正确。
故选D。
6.模型制作可以帮助人们更好理解抽象概念、微观结构和生命现象。下列关于“真核细胞的结构”、”DNA双螺旋结构”和“减数分裂”模型制作的叙述,正确的是( )
A.制作真核细胞的结构模型时,细胞核的核外膜常与高尔基体相连
B.制作DNA双螺旋结构模型时,应让每个脱氧核糖连接2个磷酸基团和1个碱基
C.制作减数分裂模型时,后期移向细胞同一极的橡皮泥的颜色可以相同,也可以不同
D.制作人类卵原细胞减数分裂模型时,至少需要23种不同颜色、2种不同大小的橡皮泥
【答案】C
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时,从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
【详解】A、细胞核的核外膜常与内质网相连,A错误;
B、“制作 DNA 双螺旋结构模型”时,位于 DNA 链3'端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团,其余的每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团,B错误;
C、“建立减数分裂中染色体变化的模型”中,将大小相同、颜色不同的染色体扎在一起表示联会,减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合移向细胞两极,若来自母方的非同源染色体同时移向同一极,则在减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分离(颜色相同),同一极的颜色相同,C正确;
D、制作人类卵原细胞减数分裂模型时,至少需要2种不同颜色,代表来自父本、母本的染色体,D错误。
故选C。
7.某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。不考虑染色体变异的情况下,下列叙述正确的是( )
A.该精原细胞经历了2次DNA复制和1次着丝粒分裂
B.4个细胞均处于减数第二次分裂后期
C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对,但没有发生染色体互换
D.4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P
【答案】A
【分析】DNA中的P均为32P的精原细胞在不含32P的培养液中培养,进行一次有丝分裂后,产生的每个细胞的每条DNA都有一条链含有32P,继续在不含32P的培养液中培养进行减数分裂,完成复制后,8条染色单体中有4条含有32P,减数第一次分裂完成后,理论上,每个细胞中有2条染色体,四条染色单体,其中有2条单体含有32P。
【详解】A、图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的,据图所示,这些细胞含有染色单体,说明着丝粒没有分裂,因此该精原细胞2次DNA复制,1次着丝粒分裂,A正确;
B、题干叙述明确表示减数第一次分裂已经完成,因此只可能处于减数第二次分裂前期或中期,B错误;
C、精原细胞进行一次有丝分裂后,产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P,减数分裂完成复制后,每条染色体上有1个单体含有32P,另一个单体不含32P,减数第一次分裂结束,每个细胞中应该含有2条染色体,四个染色单体,其中有两个单体含有放射性,但乙细胞含有3个染色单体含有放射性,原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换,C错误;
D、甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞,乙细胞有3个单体含有32P,完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P,因此4个细胞完成分裂形成8个细胞,至多有3个细胞不含32P,D错误。
故选A。
8.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种水母DNA上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A.基因通常含有A、T、C、G四种碱基
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
D.DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
【答案】D
【分析】染色体的主要成分是DNA和蛋白质,染色体是DNA的主要载体;基因通常是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位,DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸;基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、基因通常具有遗传效应的DNA片段,DNA含有A、T、C、G四种碱基,A正确;
B、根据题干信息“生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种水母DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因”可知,基因是具有遗传效应的DNA片段,B正确;
C、根据B选项分析已知,基因在DNA分子上,是具有一定功能的特异性的碱基排列顺序,C正确;
D、基因是有遗传效应的DNA片段,只有基因才能控制生物性状,因此DNA上有些片段是不能控制生物性状的,D错误。
故选D。
9.基因结构中的启动子区域是RNA聚合酶识别与结合的位点,不编码氨基酸。下图表示某基因的部分结构中的碱基序列。下列相关叙述正确的是( )
A.M链的-OH端为5'端
B.该基因转录的模板链为M链
C.该基因转录出的第一个密码子是5'-AUG-3'
D.翻译时mRNA上只结合1个核糖体形成1条肽链
【答案】C
【分析】基因表达的过程包括转录和翻译:
转录:在RNA聚合酶的催化下,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
翻译:在细胞质中,以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【详解】A、DNA 分子两条链是反向平行的,其中一端是游离的磷酸基团(5′端),另一端是羟基(−OH,3′端),所以 M 链的−OH端为3′端,A错误;
B、在转录过程中,RNA聚合酶识别并结合到启动子上,然后开始从模板链的3′端向5′端移动,合成新的RNA链,因此该基因转录的模板链为N链,B错误;
C、因为转录的模板链为 N 链,根据碱基互补配对原则,转录出的 mRNA 的第一个密码子是5′−AUG−3′,C正确;
D、翻译时,一条 mRNA 上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,这样可以提高翻译的效率,D错误。
故选C。
10.表观遗传现象是生命活动中普遍存在的现象,其形成途径之一是DNA分子内部分碱基甲基化,从而影响基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.通过表观遗传,遗传信息完全一样的两个个体也会表现出不同的性状
B.表观遗传没有改变基因中的碱基序列,其表型的变化不会遗传给子代
C.基因是否表达与DNA甲基化有关,DNA甲基化对机体是不利的
D.DNA甲基化引起的表观遗传一定属于不可遗传的变异
【答案】A
【分析】表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。
【详解】A、通过表观遗传,遗传信息完全一样的两个个体也会因为基因的表达情况不同进而表现出不同的性状,A正确;
B、表观遗传没有改变基因中的碱基序列,其表型的变化会遗传给子代,B错误;
C、DNA甲基化有时对机体是有利的,有时是有害的,C错误;
D、DNA甲基化引起的表观遗传属于可遗传的变异,D错误。
故选A。
11.将紫花、长花粉粒(PPLL)与红花、圆花粉粒(ppll)的香豌豆杂交得到F1。F1测交所得F2的表型及比例为紫长(4831)、紫圆(390)、红长(393)、红圆(4783)。下列对F1产生配子过程的分析,不正确的是( )
A.P与p、L与l可以随同源染色体的分开而分离
B.P与L、p与l可随同一条染色体传递到配子中
C.P与l、p与I因非同源染色体自由组合而重组
D.P与l、p与L因非姐妹染色单体之间发生片段互换而重组
【答案】C
【分析】由题意知:子一代的基因型为PpLl,F1自交所得F2的表现型及比例为:紫长(4831)、紫圆(390)、红长(393)、红圆(4783),即紫∶红=1∶1,长∶圆=1∶1,且表现为两多两少,由此可判定P与L、p与l连锁。
【详解】A、由于P与p、L与l是等位基因,故可以随同源染色体的分开而分离,A正确;
B、子一代的基因型为PpLl,若满足自由组合定律则F1自交正常情况下,子代紫∶红=3∶1,长∶圆=3∶1,但与题意不符,说明存在连锁情况,且紫长和红圆的个体数量远大于紫圆和红长,可知P与L、p与l连锁,可随同一条染色体传递到配子中,B正确;
C、由于P与L、p与l连锁,位于一对同源染色体上,因此P与l、p与I不会因非同源染色体自由组合而重组,C错误;
D、P与L、p与l连锁,位于一对同源染色体上,所以F2中的紫圆、红长属于重组类型即四分体时期非同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换,D正确。
故选C。
12.某染色体结构变异如图所示,其中字母表示染色体片段。
该染色体结构变异类型属于( )
A.缺失 B.倒位 (片段位置颠倒)
C.重复 D.易位(片段移接至其它染色体)
【答案】A
【分析】染色体结构变异包括染色体片段缺失、重复、易位和倒位,染色体片段缺失和重复是一条染色体上某一片段减少或增加,易位是发生在非同源染色体之间交换某一片段,倒位是一条染色体上染色体某片段旋转180℃,使基因在染色体上的排列顺序发生改变。
【详解】染色体结构变异包括染色体片段缺失、重复、易位和倒位,染色体片段缺失和重复是一条染色体上某一片段减少或增加。根据图示分析变异前的染色体和变异后的染色体可知,变异后的染色体缺少了片段d,因此属于染色体结构变异中的缺失。即BCD错误,A正确。
故选A。
13.人类的秃顶(A)对非秃顶(a)为显性,基因A/a位于常染色体上,但在杂合子(Aa)中,男性表现为秃顶,女性表现为非秃顶。下图为某患者家族(患有红绿色盲和秃顶)的遗传系谱图。下列分析正确的是( )
A.Ⅰ1和Ⅱ1基因型相同的概率为1/2
B.Ⅰ3一定携带秃顶基因,但可能不携带红绿色盲基因
C.若Ⅲ1为女孩,则其患秃顶的概率为3/4
D.若Ⅲ1患有红绿色盲,则其性别可能是男性或女性
【答案】B
【分析】由题意知,男性秃顶的基因型是AA、Aa,非秃顶的基因型为aa;女性秃顶的基因型是AA,非秃顶的基因型为Aa、aa;女性都红绿色盲基因型为XbXb,男性色盲的基因型为XbY(相关基因用B/b表示)。
【详解】A、设红绿色盲相关基因为B、b。Ⅰ1是秃顶女性,其基因型为AA,Ⅰ2是非秃顶男性,其基因型为aa,Ⅱ1是秃顶男基因型为Aa,所以Ⅰ1和Ⅱ2基因型相同的概率为0,A错误;
B、Ⅱ2是秃顶男性,其基因型为Aa,由于Ⅰ3和Ⅰ4表现正常,所以Ⅰ3一定携带秃顶基因(A)。 Ⅰ3表现正常,其可能不携带红绿色盲基因,B正确;
C、Ⅱ1的基因型为Aa,Ⅱ2的基因型为Aa,若Ⅲ-1为女孩,其基因型为AA才能秃顶,所以患秃顶的概率为1/4,C错误;
D、Ⅱ1表现正常,其父亲患色盲,则其基因型为XBXb,Ⅱ2不患红绿色盲,其基因型为XBY,若Ⅲ-1患有红绿色盲,其基因型为XbY,性别是男性,D错误。
故选B。
14.下列有关生命起源和生物进化的叙述正确的是( )
A.在地质年代晚期的地层中也可能找到低等生物的化石
B.比较鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢说明都是由共同的原始祖先进化而来的
C.生物进化的总体趋势是从体型小到体型大,从水生到陆生,从低等到高等
D.结晶牛胰岛素的合成说明有机小分子物质可以合成有机大分子物质
【答案】ABD
【分析】研究生物的进化的过程中,化石是重要的证据,越古老的地层中,形成化石的生物越简单、低等、水生生物较多。越晚近的地层中,形成化石的生物越复杂、高等、陆生生物较多,因此证明生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从低等到高等,从水生到陆生。
【详解】A、在地质年代较近的地层中高等动物的化石多,但是也有低等生物的化石,A正确;
B、同源器官指不同生物的某些器官在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程彼此相同,比较鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢说明都是由共同的原始祖先进化而来的,B正确;
C、生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等,C错误;
D、结晶牛胰岛素是一种活性蛋白质,蛋白质是大分子物质,人工合成蛋白质的成功证明了在生物体外可以将有机小分子物质合成为有机大分子物质,D正确。
故选ABD。
15.研究发现,讨厌香菜的人11号染色体上的OR6A2嗅觉受体基因中出现了单个核苷酸的变异,当这类人接近香菜时,香菜所散发出来的醛类物质会让他们感受到肥皂味。统计发现,东亚人讨厌香菜的比例最多,占21%,而拉丁裔和中东地区讨厌香菜的比例最低,分别占4%和3%。下列叙述正确的是( )
A.香菜在零下低温、无氧、潮湿的环境中,可延长保鲜时间
B.一个地区的饮食习惯可使OR6A2嗅觉受体基因发生定向变异
C.人口流动可能导致某区域的OR6A2嗅觉受体基因频率发生改变
D.OR6A2嗅觉受体基因的差异说明不同人群间存在生殖隔离,是自然选择的结果
【答案】C
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、蔬菜的保鲜一般选择零上低温、低氧、一定湿度的环境,A错误;
B、基因突变的特点是不定向的,B错误;
C、人口流动可能导致某区域的OR6A2嗅觉受体基因频率发生改变,C正确;
D、生殖隔离指的是不同物种之间一般不能相互交配,即使交配成功,也不能产生可育后代,基因的差异不能说明不同人群间存在生殖隔离,D错误。
故选C。
16.B/b为一对等位基因,某动物种群的雌雄比例接近1:1,其中基因型为XbY的个体占1%。雄性个体中Xb的基因频率是( )
A.99% B.1% C.98% D.2%
【答案】B
【分析】基因频率指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因的比例。基因型频率=该基因型个体数/该种群个体总数。
【详解】基因频率是指某等位基因在群体中占该基因所有等位基因的比例。对于雄性个体(XY 型性别决定),X 染色体上的基因频率直接由基因型决定,因为雄性只有一条 X 染色体,雄性个体中Xb的基因频率是1%。
故选B。
第II卷(非选择题)
二、非选择题(共5个题,满分52分)
17.月季花属于两性花,其花色由等位基因R、r控制,且基因R对基因r为不完全显性。研究人员将红色月季与白色月季进行正反交,得到子代(F1)均为粉色月季,不考虑互换和突变。回答下列问题:
(1)月季花花色性状的遗传遵循基因的 定律。红色月季的基因型为 ,粉色月季的基因型为 。
(2)若以红色月季(♂)×白色月季(♀)为正交实验,则进行反交实验时,需要对 (填“红色月季”或“白色月季”)进行去雄处理,在人工授粉前后需要进行套袋处理,其目的主要是 。
(3)若粉色月季自交得F2,则理论上F2的表型及比例为 ,其中纯合子占 。若某种原因导致含有r基因的雄配子只有40%存活,则粉色月季自交后代的基因型及比例为 。
【答案】(1) 分离 RR或rr Rr
(2) 红色月季 避免外来花粉的干扰
(3) 红色月季:粉色月季:白色月季=1:2:1 1/2 RR:Rr:rr=5:7:2
【分析】分离定律的实质:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】(1)月季花花色性状由一对等位基因控制,遵循基因的分离定律;红色月季与白色月季进行正反交,得到子代(F1)均为粉色月季,红色月季的基因型为RR或rr,粉色月季为Rr,R对r为不完全显性。
(2)正反交实验为父本与母本互换,若以红色月季(♂)×白色月季(♀)为正交实验,反交实验为红色月季(♀)×白色月季(♂),进行反交实验时,需要对母本红色月季进行去雄处理;去雄后进行套袋以及授粉后进行套袋,都是为了避免外来花粉的干扰。
(3)若粉色月季(Rr)自交得F2,理论上F2的基因型为RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,表型及比例为红色月季:粉色月季:白色月季=1:2:1;其中纯合子(1/4RR、1/4rr)占1/2;若某种原因导致含有r基因的雄配子只有 40%存活,则粉色月季自交时,雌配子的基因型及比例为 R∶r=1∶1,雄配子的基因型及比例为R∶r=5∶2,后代的基因型及比例为RR∶Rr∶rr=5∶7∶2。
18.在某种果蝇中,野生型的眼睛为红色,与基因A、B有关,两基因控制相关酶的合成影响物质的合成使颜色有红色、黄色和白色三种性状。研究人员让一只纯合甲品系的白眼雄果蝇与一只纯合乙品系的黄眼雌果蝇杂交,F1均为红眼,让F1的雌雄个体自由交配,F2代中红眼:黄眼:白眼=9:3:4,已知相关基因不在Y染色体上,各配子育性正常,活力相同。
(1)决定眼色性状的两对基因的遗传遵循 定律,判断的依据是 。根据上述结果不能判断这两对基因是否位于性染色体上,理由是 。
(2)若两对基因均位于常染色体上,则F2代的红眼果蝇自由交配,子代中黄眼果蝇的比例为 。若两对基因中有一对位于X染色体上,则位于X染色体上的等位基因是 ,该情况下F2代中白眼果蝇的基因型及比例为 。
【答案】(1) 自由组合 两对相对性状的纯合子杂交,F2的表型及比例为9:3:4,符合9:3:3:1的变式 F2代中各表型中的雌雄比例未知,不能确定性状的遗传是否与性别有关
(2) 8/81 A、a BBXaY:BbXaY:bbXaY=1:2:1
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质;进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)根据两对相对性状的纯合子杂交,F2的表型及比例为9:3:4,符合9:3:3:1的变式,表明决定眼色性状的两对基因的遗传遵循自由组合定律。由于F2代中各表型中的雌雄比例未知,不知道性状的遗传是否与性别有关,根据上述结果不能判断这两对基因是否位于性染色体上。
(2)若两对基因均位于常染色体上,红眼为A_B_,黄眼为A_bb,白眼为aaB_和aabb,根据9:3:4可知,F1的基因型为AaBb,则F2代的红眼果蝇的基因型有1AABB、2AaBB、2AABb、4AaBb,共产生4种配子,类型及比例为4AB:2Ab:2aB:1ab,利用棋盘法计算自由交配产生的后代,子代中黄眼果蝇(A_bb)的比例为8/81。
4AB
2Ab
2aB
1ab
4AB
2Ab
4AAbb(黄眼)
2Aabb(黄眼)
2aB
1ab
2Aabb(黄眼)
若两对基因中有一对位于X染色体上,假设a位于X上,亲本为BBXaY和bbXAXA,则F1基因型为BbXAXa、BbXAY,都表现红眼符合题意,F2的比例也与题意相符;若b位于X上,则亲本为aaXBY和AAXbXb,则F1应出现红眼雌果蝇(AaXBXb)和黄眼雄果蝇(AaXbY),与题意不符。因此位于X染色体上的等位基因是A、a,该情况下F2代中白眼果蝇的基因型及比例为BBXaY:BbXaY:bbXaY=1:2:1。
19.下图1中DNA 分子有a和d两条链,将图1中某一片段放大后如图2所示,请结合所学知识回答下列问题:
(1)从图1可看出DNA 的复制特点是 ,通过 保证了复制能够准确进行;图2中7的结构名称是 。
(2)图1中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,则A、B分别是 和 。图1过程在水稻根尖分生区细胞中进行的场所是 。
(3)上述结构模式图中,若一条DNA单链片段的序列是 5'-GATACC-3',,那么它的互补链的序列是 (填字母)。
A.5'-CTΛTGG-3' B.5'-GATACC-3' C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
(4)图3中,滞后链延伸的方向和解旋酶的移动方向 (填“相同”或“相反”),其合成需要 (填“一个”或“多个”)RNA 引物。
(5)若该DNA分子中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T 占该DNA 分子全部碱基总数的比例为 。
【答案】(1) 半保留复制、边解旋边复制 碱基互补配对 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(2) 解旋酶 DNA聚合酶 细胞核与线粒体
(3)C
(4) 相反 多个
(5)7%
【分析】DNA复制是指原始DNA分子解链并通过碱基互补配对原则形成两个子DNA链的生物学过程,该过程发生在细胞分裂周期的S期。DNA复制以亲代DNA分子为模板,脱氧核苷三磷酸为底物,还需相关酶和蛋白因子的参与。
【详解】(1)由图1可以看出形成的新DNA分子中都含有一条模板链和一条子链,因此DNA分子的复制特点是半保留复制、边解旋边复制;DNA分子两条链间的碱基通过氢键连接形成碱基对,碱基之间遵循A与T配对,G与C配对的碱基互补配对原则,该原则保证了复制能够准确进行;图2中,7是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(2)图1为复制过程,A为解旋酶,B为DNA聚合酶,A的作用是断裂氢键,使DNA解旋,形成单链DNA;B的作用是将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链;水稻根尖分生区的细胞无叶绿体,故DNA主要存在于细胞核、线粒体中,DNA复制过程主要发生在细胞核与线粒体中。
(3)DNA的两条链反向平行,碱基遵循互补配对与原则,故若一条DNA单链的序列是5’-GATACC-3’,那么它的互补链的序列是5’-GGTATC-3’。
故选C。
(4)图2中,滞后链延伸的方向是向左的,DNA解旋酶的移动方向是向右的,二者方向相反;据图可知,滞后链的合成需要多个 RNA 引物参与。
(5)已知双链DNA分子中,G占碱基总数的38%,则C=G=38%,A=T=50%-38%=12%。又已知一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,则这条链中的T占该链的碱基总数的10%,即T1=10%,根据碱基互补配对原则,T=1/2(T1+T2),则T2=14%,所以另一条链中的T在该DNA分子中的碱基比例为14%÷2=7%。
20.如图表示细胞生物某DNA片段遗传信息的传递过程,①-⑤表示物质或结构。a、b表示生理过程。(可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸、AAG—赖氨酸、GCU—丙氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
(1)在真核细胞内生理过程a发生的时期主要是 ,参与生理过程a的酶主要是 ,生理过程b过程中相关酶读取模板链是沿 (填“5’→3’”或“3’→5’”)的方向。
(2)产生图中所示②的片段对应的DNA上模板链的碱基序列是5'- -3'。结构⑤上的反密码子的碱基序列为5'- -3'。
(3)由图中所示②的片段指导合成的多肽链中氨基酸的序列是 (填氨基酸名称),②中某个碱基发生改变决定的氨基酸种类可能不变,这是由于密码子具有 的特点。
【答案】(1) 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 解旋酶、DNA聚合酶 3’→5’
(2) GAAAGAAGCCAT GAA
(3) 甲硫氨酸-丙氨酸-丝氨酸-苯丙氨酸 简并
【分析】图中①是DNA分子,②是mRNA分子,③是核糖体,④是多肽链,⑤是tRNA,a是DNA的复制过程,b是转录过程。
【详解】(1)生理过程 a 是 DNA 的复制,在真核细胞内,DNA 复制发生的时期主要是有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。参与 DNA 复制(生理过程 a)的酶主要是解旋酶和 DNA 聚合酶,解旋酶能解开双链,DNA 聚合酶能催化合成新的子链。生理过程 b 是转录,转录过程中 RNA 聚合酶读取模板链是沿3’→5’的方向,这样才能按照碱基互补配对原则合成5’→3’方向的 RNA。
(2)根据tRNA的移动方向可以判断核糖体的移动方向为从左向右,在翻译过程中,核糖体沿着mRNA的移动方向是由5’端向3’端移动,即③(mRNA)左侧为5’端,右侧为3’端,因此根据碱基互补配对原则,产生该 mRNA 片段对应的 DNA 上模板链的碱基序列是5'-GAAAGAAGCCAT -3'。结构⑤上的密码子为5'-UUC-3',反密码子的碱基序列为5'-GAA-3'。。
(3)由图可知,②中含有12个核苷酸,共4个密码子,根据tRNA的移动方向可以判断核糖体的移动方向为从左向右,即mRNA上密码子识别方向为从左向右,所以密码子依次是AUG、GCU、UCU、UUC,所以对应的氨基酸是甲硫氨酸一丙氨酸—丝氨酸一苯丙氨酸。②(mRNA)中某个碱基发生改变决定的氨基酸种类可能不变,这是由于密码子具有简并的特点。
21.李时珍在《本草纲目》中写道:“艾叶自成化以来,则以蕲州者为胜,用充方物,天下重之,谓之蕲艾。”蕲艾为特产中药材,但其染色体基数和倍性一直存在争议,以前普遍认为艾是染色体基数为9的四倍体(4n=36),,近年科学家以在蕲春广泛种植的蕲艾品系“香艾”为研究对象发现,香艾为含有34条染色体的异源四倍体。推测早期蒿属祖先为正常的二倍体(2n=18),后经染色体变异得到另一类蒿属祖先,两类蒿属祖先杂交(异源杂交)后的品系经染色体加倍即形成异源四倍体,其形成机制如图。
(1)图中品种甲是否可育,为什么? 。
(2)②可用 处理,品种乙在有丝分裂过程中可以形成 个四分体。
(3)进一步研究发现香艾含有两条超长的10号染色体,且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。
据此推测 10号染色体的形成机制是 现象发生在异源杂交之 (填“前”或“后”)。
(4)艾叶的深裂和浅裂是一对相对性状,对某地的蕲艾调查发现基因型为EE(深裂)和ee(浅裂)的个体所占的比例分别为70%和20%,第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为EE和 ee的个体所占的比例分别为67%和17%,在这一年中,该蕲艾种群是否发生了进化? (填“是”或“否”),理由是 。
【答案】(1)否(或不育),染色体数为奇数,减数分裂时同源染色体联会紊乱,难以形成可育配子
(2) 秋水仙素(或低温) 0
(3) 10号染色体是变异蒿属祖先的8、9号两条染色体连接而成的产物 前
(4) 否 该蕲艾种群的基因频率没有改变
【分析】多倍体育种的原理是染色体变异。
方法:最常用的是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
秋水仙素能抑制有丝分裂时纺锤体的形成,使后期染色体不能移向两极,使得已经加倍的染色体无法平均分配,细胞也无法分裂。
【详解】(1)由于品种甲染色体数为奇数,减数分裂时同源染色体联会紊乱,难以形成可育配子,因此品种甲不可育。
(2)品种甲的染色体数2n=17,品种乙的染色体数4n=34,说明发生了染色体数目的加倍,因此②过程应是用秋水仙素(或低温)处理了品种甲的幼苗,获得了异源四倍体。有丝分裂过程中同源染色体不会联会,所以没有形成四分体。
(3)根据题意可知,香艾含有两条超长的10号染色体,且上面的基因可以和8、9号染色体上的基因一一对应。说明10号染色体上含有8、9号染色体的结构,因此推测10号染色体是变异蒿属祖先的8、9号两条染色体连接而成的产物,这种变异发生在异源杂交之前,才会保证子代细胞内出现两条这样的10号染色体。
(4)第一年EE占70%,ee占20%,则Ee占10%,E基因频率=70%+1/2×10%=75%,第二年EE占67%,ee占17%,则Ee占16%,E基因频率=67%+1/2×16%=75%,由于该过程中基因频率没有改变,因此该蕲艾种群没有发生进化。
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