精品解析:天津市天津中学2024-2025学年高一下学期4月期中生物试题
2025-06-02
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修2 遗传与进化 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.21 MB |
| 发布时间 | 2025-06-02 |
| 更新时间 | 2025-06-02 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52402628.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年第二学期天津中学高一年级第二次阶段性检测生物试卷
一、单选题(每题3分, 共60分)
1. 生命科学史中蕴含着丰富的科学思维和方法。下列叙正确的是( )
A. 萨顿运用假说——演绎法证明了基因位于染色体上
B. 沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于数学模型
C. 艾弗里分别添加不同酶处理细胞提取物的实验运用了减法原理
D. 摩尔根运用假说——演绎法证明了基因位于染色体上呈线性排列
2. 报春花花色的白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制,两对等位基因独立遗传,控制机理如图所示。现选择基因型为AABB和 aabb的两个品种进行杂交,得到F₁,F₁自交得F₂,则下列说法正确的是( )
A. F₁的表现型是黄色
B. F₂中黄色植株与白色植株的比例是3∶5
C. 黄色植株的基因型是AAbb或 Aabb
D. F₂中 AABB和 aabb的表现型不一样
3. 下图是《红楼梦》中部分人物关系遗传图谱。假如贾宝玉和林黛玉结婚,下列叙述不正确的是( )
A. Ⅲ3是贾宝玉,Ⅲ4是林黛玉
B. 两人的后代患家族遗传病的概率增加
C. 两人所生孩子中生男孩的概率是1/2
D. 通过染色体分析可判断是否有囊性纤维化疾病
4. 如图是水稻花粉母细胞(2n)减数分裂不同时期的显微照片,初步判断:A至D为减数分裂Ⅰ,E和F为减数分裂Ⅱ。下列相关叙述错误的是( )
A. 该细胞减数分裂过程是A→B→C→D→E→F
B. 图C为俯视拍摄的染色体行为变化中期图
C. 处于图B、C、D的细胞均可称为初级精母细胞
D. 细胞进入F后,虽然着丝粒分裂,但同源染色体对数依然为0
5. 基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化如图所示。叙述正确的是( )
A. 三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B. 该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C. B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律
D. 非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
6. 先天性夜盲症是伴性遗传病,由一对等位基因控制。随病情不断的进展,视力逐渐减退,直至失明,常规治疗往往难以奏效。如图为患该病的某家族遗传系谱图,下列叙述不正确的是( )
A. 此病是伴X染色体隐性遗传病
B. Ⅲ2致病基因的来源是Ⅰ2→Ⅱ3→Ⅲ2
C. Ⅲ3与正常男性婚配所生孩子为患病男孩的概率是1/8
D. 女性先天性夜盲症患者往往比男性患者多
7. 以下有关遗传学知识的叙述,说法正确的是( )
①演绎推理是指孟德尔对测交实验的设计与结果预测
②在调查红绿色盲的遗传方式时应注意随机抽样
③基因和染色体的行为存在明显的平行关系,所以基因全部位于染色体上
④细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的 RNA均可编码多肽
⑤一个双链DNA分子含有4个游离的磷酸基团,拟核DNA含有2个游离的磷酸基团
⑥T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了 DNA是主要的遗传物质
A. ① B. ①② C. ①②⑥ D. ①④⑤
8. 下列对一个DNA分子中的两条链的叙述,不正确的是( )
A. 若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等
B. 若一条链G的数目为C的两倍,则另一条链C的数目为G的两倍
C. 若一条链的A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链的A:T:G:C=2:1:4:3
D. 若一条链的(G+T)占该条链碱基的40%,则另一条链上(C+A)占该条链碱基的60%
9. 低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞,下图所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是( )
A. B. C. D.
10. 如图表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程,图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌,分别来自于锥形瓶和试管.下列有关叙述错误的是( )
A. 图中锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌
B. 图中A少量噬菌体未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低
C. 若亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个,3次复制需要胸腺嘧啶350个
D. C中子代噬菌体蛋白质外壳的合成,需要噬菌体的DNA和细菌的氨基酸参与
11. 据下表判断,异亮氨酸的密码子是( )
DNA
A
A
信使RNA
A
转运RNA
U
氨基酸
异亮氨酸
A. AUA B. AAU C. UAU D. ATA
12. 下图表示真核生物细胞中进行的一些生理活动。下列叙述正确的是
A. ①②过程发生在细胞分裂间期,③过程发生在有丝分裂后期
B. ⑤过程表示遗传信息的翻译过程,图中缬氨酸的密码子是CAG
C. 遗传物质进行②过程与进行④过程所需的酶和原料都不同
D. 细胞核中只能进行①②③过程,线粒体中只能进行④⑤过程
13. 关于图甲、乙、丙的说法,错误的是( )
甲
乙
丙
A. 图甲所示过程相当于图丙的⑥过程,主要发生于细胞核中
B. 若图甲的①中A占23%、U占25% ,则对应DNA片段中A占24%
C. 图乙所示过程相当于图丙的⑨过程,所需原料是氨基酸
D. 正常情况下,图丙中在动、植物细胞中都不可能发生是⑥⑦⑧过程
14. 某种小鼠常染色体上的A基因能控制蛋白X的合成,a基因则不能,当小鼠缺乏蛋白X时表现为个体较小(侏儒鼠)。A基因在雌配子中会发生DNA甲基化修饰而抑制其表达,在雄配子中的A基因是非甲基化的,如下图。关于图中雌、雄鼠的叙述,正确的是( )
A. DNA甲基化会引起基因碱基序列的改变
B. 雌鼠与雄鼠基因型相同,但表型不同
C. 雌鼠A基因来自于其父本的几率为1/2
D. 雌、雄鼠杂交子代中,侏儒鼠占1/4
15. 下列各种措施中,能产生新基因的是
A. 高秆抗病小麦自交得到四种表现型小麦 B. 用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜
C. 用离体花药培育单倍体小麦植株 D. 用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产菌株
16. 下图是某种植物正常的体细胞(示细胞中所有的染色体)。试判断该植物可能的基因型及细胞中所含的染色体组数是( )
A. ABCd, 4
B. AaaaBBBb, 2
C. AaBbCcDd, 8
D. BBBbDddd, 4
17. 图甲、乙、丙、丁表示细胞中不同的变异类型,其中图甲中字母表示染色体片段。下列叙述正确的是( )
A. 图示的变异类型都属于染色体变异
B. 若图乙是精原细胞则不可能产生正常配子
C. 图示的变异类型都能为进化提供原材料
D. 图示的变异类型仅发生在减数分裂过程中
18. 下列有关实验及实验结论的叙述中,错误的是 ( )
A A B. B C. C D. D
19. 科学家发现如果RNA聚合酶运行过快会导致与DNA聚合酶相“撞车”而使DNA折断,引发细胞癌变。研究发现,一种特殊酶类RECQL5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色,从而抑制癌症发生。下列分析不正确的是
A. DNA聚合酶和RNA聚合酶均可以与DNA链结合分别催化不同过程
B. “撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因
C. RECQL5可以与RNA聚合酶结合进而减慢细胞内蛋白质合成的速率
D. RECQL5导致RNA聚合酶与mRNA结合受阻使基因不能正常表达
20. NAT10蛋白能对mRNA进行乙酰化修饰,而没有修饰过的mRNA会被降解。COL5A1基因表达的COL5A1蛋白可以促进胃癌细胞转化和转移。下图为NAT10蛋白对COL5A1基因表达的调控过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 对基因进行乙酰化修饰可提高RNA聚合酶与mRNA结合的概率
B. 抑制NAT10蛋白或COL5A1蛋白的表达都可减少胃癌的转化与转移
C. 可通过检测mRNA的碱基序列来判断mRNA是否发生乙酰化
D. 胃癌细胞中与癌有关的基因都表达是胃细胞癌变的根本原因
二、非选择题(共40分)
21. 下图为有关DNA片段平面结构示意图,请分析回答:
(1)[①]_______和[②]_______交替连接,排列在外侧,构成了 DNA分子的基本骨架。碱基排列在内侧通过氢键连接成碱基对,碱基之间的这种……对应关系叫作___________原则。
(2)从图中可以看出组成DNA分子的两条链的方向是____________的,该DNA分子两条链相互缠绕,盘旋成_________________结构。
(3)小麦的DNA分子中 (G+C)占全部碱基的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中,T与C分别占该链碱基总数的比例为______、_______。
22. 研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态,数目和分布进行了观察分析,图1为其细胞分裂某一个时期示意图(仅显示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中细胞分裂的方式和所处的时期为_____,它属于图2中类型_____的细胞。
(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是_____。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是_____。
(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有_____。
(5)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有3组实验:用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是_____,理由是_____。
23. 科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制,如图1所示。为了解DNA的复制方式,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了实验,如图2所示。回答下列问题:
(1)图2所示的实验中,用到的科学方法有______________和密度梯度离心法。
(2)大肠杆菌培养后,最早可根据第_______代细菌DNA的离心结果来判断是全保留还是半保留复制;最早根据第_______代细菌DNA的离心结果来判断是分散复制还是半保留复制。已知DNA复制方式是半保留复制,若继续培养至第三代,则细菌DNA 离心后试管中会出现的条带是______________(填标号)。①轻带 ②中带 ③重带
(3)若把一个用15N标记的DNA的精原细胞(2N=8)放到含有14N的培养液中进行一次有丝分裂后再进行一次减数分裂,则形成的子细胞中最多有_____________个15N标记的DNA 分子。
(4)在DNA分子模型的搭建实验中,若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含12对碱基(A有6个)的噬菌体DNA双链片段,那么代表氢键的订书钉需要__________个,共需要使用的订书钉的个数为_________个。
24. 脑源性神经营养因子(BDNF)是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF 基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。如图为BDNF 基因的表达及调控过程:
(1)甲过程以游离的___________为原料,需要____________酶的催化。
(2)乙过程发生的场所在____________上,其移动的方向为________(填“→”或“←”)。一条mRNA上结合多个核糖体的生物学意义是__________________。
(3)图2中tRNA 的功能是_____________, 该tRNA上的氨基酸为_____________。(AGC: 丝氨酸: UCG:丝氨酸: GCU: 丙氨酸: CGA: 精氨酸。)
(4)由图1可知,miRNA-195基因调控BDNF 基因表达的机理抑制 BDNF 基因的翻译。精神分裂症患者与正常人相比,丙过程______ (填“减弱”或“不变”或“增强”),基于上述分析,请提出一种治疗该疾病的思路___________________。
25. 小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一,如制作优质面包需强筋面粉,制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别位于三对同源染色体上,控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW),从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1,F1自交得F2,以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。
基因
基因的表达
产物(HMW)
亲本
F1
育种目标
小偃6号
安农91168
强筋小麦
弱筋小麦
A
甲
+
+
+
+
-
B1
乙
-
+
+
-
+
B2
丙
+
-
+
+
-
D1
丁
+
-
+
-
+
D2
戊
-
+
+
+
-
注:“+”表示有相应表达产物;“-”表示无相应表达产物
据表回答:
(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制________来控制生物体的性状。
(2)在F1植株上所结F2种子中,符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________,符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种,可选择F2中只含________________产物的种子,采用______________等育种手段,选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。
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2024-2025学年第二学期天津中学高一年级第二次阶段性检测生物试卷
一、单选题(每题3分, 共60分)
1. 生命科学史中蕴含着丰富的科学思维和方法。下列叙正确的是( )
A. 萨顿运用假说——演绎法证明了基因位于染色体上
B. 沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于数学模型
C. 艾弗里分别添加不同酶处理细胞提取物的实验运用了减法原理
D. 摩尔根运用假说——演绎法证明了基因位于染色体上呈线性排列
【答案】C
【解析】
【分析】鲁宾和卡门采用同位素标记法证明光合作用中产生的氧气来自水;沃森和克里克通过构建物理模型发现了DNA的双螺旋结构。
【详解】A、萨顿运用类比推理法提出了基因位于染色体上的假说,而摩尔根运用假说 - 演绎法证明了基因位于染色体上,并非萨顿证明的,A错误;
B、沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,DNA双螺旋结构模型显然不是数学模型,B错误;
C、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中,通过分别添加不同酶处理细胞提取物,逐步排除各种物质的作用,运用了减法原理。例如,用DNA酶处理DNA后,就不能使R型菌转化为S型菌,从而排除了DNA不是转化因子的可能性,C正确;
D、尔根运用假说 - 演绎法证明了基因位于染色体上,而摩尔根的学生们发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法,并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图,说明基因在染色体上呈线性排列,并非摩尔根运用假说 - 演绎法证明基因在染色体上呈线性排列,D错误。
故选C。
2. 报春花花色的白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制,两对等位基因独立遗传,控制机理如图所示。现选择基因型为AABB和 aabb的两个品种进行杂交,得到F₁,F₁自交得F₂,则下列说法正确的是( )
A. F₁的表现型是黄色
B. F₂中黄色植株与白色植株比例是3∶5
C. 黄色植株的基因型是AAbb或 Aabb
D. F₂中 AABB和 aabb的表现型不一样
【答案】C
【解析】
【分析】显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程,但当显性基因B存在时可抑制其表达,所以其基因型和性状的关系:白色的基因型为A_B_、aaB_、aabb,黄色的基因型为 A_bb。
【详解】A、AABB和aabb两个品种进行杂交,F1的基因型为AaBb,所以表现型是白色,A错误;
B、AABB和aabb杂交形成F1,F1植株自交获得F2:A_B_(白花):A_bb(黄花):aaB_(白花):aabb(白花),所以F2中开黄花与白花的植株之比为3:13,B错误;
C、由于基因B抑制基因A的表达,所以开黄花的报春花植株的基因型可能是AAbb或Aabb,C正确;
D、白色的基因型为A_B_、aaB_、aabb,因此F₂中 AABB和 aabb的表现型相同,都是白色,D错误。
故选C。
3. 下图是《红楼梦》中部分人物关系遗传图谱。假如贾宝玉和林黛玉结婚,下列叙述不正确的是( )
A. Ⅲ3是贾宝玉,Ⅲ4是林黛玉
B. 两人的后代患家族遗传病的概率增加
C. 两人所生的孩子中生男孩的概率是1/2
D. 通过染色体分析可判断是否有囊性纤维化疾病
【答案】D
【解析】
【分析】常见的几种遗传病及特点:
1、伴X染色体隐性遗传病:红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良(假肥大型).发病特点①男患者多于女患者;②男患者将至病基因通过女儿传给他的外孙(交叉遗传)。
2、伴X染色体显性遗传病:抗维生素D性佝偻病发病特点:女患者多于男患者。
3、常染色体显性遗传病:多指、并指、软骨发育不全;发病特点:患者多,多代连续得病,且与性别无关。
4、常染色体隐性遗传病:白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症;发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续,遇常染色体类型,只推测基因,而与X、Y无关。
【详解】A、贾宝玉的母亲是王夫人,贾宝玉与林黛玉是表兄妹关系,林黛玉的母亲贾敏是贾宝玉的姑姑,所以图中Ⅲ3是贾宝玉,Ⅲ4是林黛玉,A正确;
B、贾宝玉和林黛玉属于近亲,近亲结婚会使后代患隐性遗传病的概率增加,因为近亲之间可能携带相同的隐性致病基因,B正确;
C、人类生男生女的概率是均等的,每次生育时生男孩和生女孩的概率都为1/2 ,所以两人所生孩子中生男孩的概率是1/2,C正确;
D、囊性纤维化疾病是单基因遗传病,单基因遗传病是由基因突变引起的,通过染色体分析无法判断是否患有囊性纤维化疾病,染色体分析主要用于检测染色体数目和结构异常等染色体病,D错误。
故选D。
4. 如图是水稻花粉母细胞(2n)减数分裂不同时期的显微照片,初步判断:A至D为减数分裂Ⅰ,E和F为减数分裂Ⅱ。下列相关叙述错误的是( )
A. 该细胞减数分裂过程是A→B→C→D→E→F
B. 图C为俯视拍摄的染色体行为变化中期图
C. 处于图B、C、D的细胞均可称为初级精母细胞
D. 细胞进入F后,虽然着丝粒分裂,但同源染色体对数依然为0
【答案】B
【解析】
【分析】减Ⅰ后期同源染色体分离,减Ⅱ后期姐妹染色单体分离。
【详解】A、A图中染色质还未变成染色体,说明刚进入减Ⅰ前期,B图同源染色体正在联会,为减Ⅰ前期;C图同源染色体排列在赤道板上,为减Ⅰ中期;D图中同源染色体分离,为减Ⅰ后期;E图一个细胞分裂成了两个细胞且染色体排列散乱,为减Ⅱ前期;F图中即将形成4个细胞,为减Ⅱ末期。该细胞减数分裂过程是A→B→C→D→E→F,A正确;
B、图C细胞中同源染色体成对排在细胞中央,为主视位置拍摄的染色体行为变化中期图,B错误;
C、水稻花粉母细胞处于图B、C、D的细胞均在减数分裂Ⅰ,均可称为初级精母细胞,C正确;
D、由于在减数第一次分裂时同源染色就已经分离,所以细胞进入F(减Ⅱ末期)后,细胞中没有同源染色体,同源染色体对数为0,D正确。
故选B。
5. 基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化如图所示。叙述正确的是( )
A. 三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B. 该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C. B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律
D. 非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
【答案】B
【解析】
【详解】A、等位基因分离发生在减数第一次分裂后期,即初级精母细胞中,A错误;
B、由于AbD位于一条染色体上,则aBd位于另一条同源染色体上,由于染色体上B和b所在非姐妹染色单体上发生了交叉互换,所以最终产生的精子基因型为AbD、ABD、aBd、aBd四种精子,B正确;
C、B(b)与D(d)位于一对同源染色体上,不遵循基因自由组合定律,C错误;
D、同源染色体的非姐妹染色单体发生交换属于基因重组,D错误。
故选B。
【点睛】本题主要考查减数分裂、遗传规律以及生物变异的相关知识,要求学生理解基因分离和自由组合发生的时期。
6. 先天性夜盲症是伴性遗传病,由一对等位基因控制。随病情不断的进展,视力逐渐减退,直至失明,常规治疗往往难以奏效。如图为患该病的某家族遗传系谱图,下列叙述不正确的是( )
A. 此病是伴X染色体隐性遗传病
B. Ⅲ2致病基因的来源是Ⅰ2→Ⅱ3→Ⅲ2
C. Ⅲ3与正常男性婚配所生孩子为患病男孩的概率是1/8
D. 女性先天性夜盲症患者往往比男性患者多
【答案】D
【解析】
【分析】Ⅱ3和Ⅱ4婚配,产生的Ⅲ2患病,说明该病为隐性遗传病,且题干信息表明先天性夜盲症是伴性遗传病,由一对等位基因控制,从而判断该病为伴X染色体隐性遗传病。
【详解】A、依题意先天性夜盲症是伴性遗传,男女均有患者,排除Y染色体遗传,Ⅱ3号正常,则不可能是X染色体上显性遗传,只能是X染色体上隐性遗传,A正确;
B、Ⅲ2是男性,致病基因只能来自其母亲Ⅱ3,Ⅱ3表型正常,其父亲Ⅰ2的致病基因一定会传给她,而她的正常基因只能来自其母亲Ⅰ1,故Ⅲ2致病基因的来源是Ⅰ2→Ⅱ3→Ⅲ2,B正确;
C、Ⅲ3为携带者的概率为1/2,其与正常男性婚配,所生孩子为患者的概率为1/4,且均为男性,所有所生孩子为患病男孩的概率是1/8,C正确;
D、先天性夜盲症是伴X隐性遗传,人群中男性患者多于女性患者,D错误。
故选D。
7. 以下有关遗传学知识的叙述,说法正确的是( )
①演绎推理是指孟德尔对测交实验的设计与结果预测
②在调查红绿色盲的遗传方式时应注意随机抽样
③基因和染色体的行为存在明显的平行关系,所以基因全部位于染色体上
④细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的 RNA均可编码多肽
⑤一个双链DNA分子含有4个游离的磷酸基团,拟核DNA含有2个游离的磷酸基团
⑥T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了 DNA是主要的遗传物质
A. ① B. ①② C. ①②⑥ D. ①④⑤
【答案】A
【解析】
【分析】调查某遗传病的遗传方式时应在患者家庭中进行,调查某遗传病的发病率时应在人群中进行。
【详解】①孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其中演绎推理是指孟德尔对测交实验的设计与结果预测,①正确;
②调查红绿色盲的遗传方式时应在患者家系中进行,而不是在人群中随机抽样调查,②错误;
③基因和染色体的行为存在明显的平行关系,但基因不是全部位于染色体上,比如线粒体中含有少量基因,但不位于染色体上,③错误;
④细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA包括mRNA、tRNA和rRNA,其中只有mRNA才能编码多肽,④错误;
⑤一个双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团,拟核DNA(环状)不含游离的磷酸基团,⑤错误;
⑥T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,不能加“主要”二字,⑥错误;
①正确,故选A。
8. 下列对一个DNA分子中的两条链的叙述,不正确的是( )
A. 若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等
B. 若一条链G的数目为C的两倍,则另一条链C的数目为G的两倍
C. 若一条链A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链的A:T:G:C=2:1:4:3
D. 若一条链的(G+T)占该条链碱基的40%,则另一条链上(C+A)占该条链碱基的60%
【答案】D
【解析】
【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下:
(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA 中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
【详解】A、依据碱基互补配对原则,一条链中的A与另一条链中的T相等,一条链中的T与另一条链中的A相等,可见,若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等,A正确;
B、依据碱基互补配对原则,一条链中的G与另一条链中的C相等,一条链中的C与另一条链中的G相等,可见,若一条链G的数目为C的两倍,则另一条链C的数目为G的两倍,B正确;
C、依据碱基互补配对原则,一条链中的A与另一条链中的T相等,一条链中的T与另一条链中的A相等,一条链中的G与另一条链中的C相等,一条链中的C与另一条链中的G相等;若一条链的A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链中碱基为T:A:C:G=1:2:3:4,即对应链相应碱基为A:T:G:C=2:1:4:3,C正确;
D、依据碱基互补配对原则,G与C配对、T与A配对,故若一条链的(G+T)占该条链碱基的40%,则另一条链上(C+A)占该条链碱基的40%,D错误。
故选D。
9. 低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞,下图所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、由“低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞”及减数分裂知识可知:减数第一次分裂后期细胞中同源染色体不分离,A错误;
BC、减数分裂产生的卵细胞中的染色体情况同卵原细胞,即卵细胞中存在2对同源染色体,4条染色体,B正确,C错误;
D、含有两对同源染色体的卵细胞与不含同源染色体的精子结合形成的受精卵中含有6条染色体,且有3个染色体组,受精卵发育成胚胎进行的是有丝分裂和分化,分化不会改变遗传物质,有丝分裂产生的子细胞与体细胞一样,而图示胚胎细胞虽说含6条染色体,但含2个染色体组,D错误。
故选B。
10. 如图表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程,图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌,分别来自于锥形瓶和试管.下列有关叙述错误的是( )
A. 图中锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌
B. 图中A少量噬菌体未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低
C. 若亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个,3次复制需要胸腺嘧啶350个
D. C中子代噬菌体蛋白质外壳的合成,需要噬菌体的DNA和细菌的氨基酸参与
【答案】A
【解析】
【分析】用同位素标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,短时间保温,并搅拌、离心后,根据上清液和沉淀物中的放射性可判断进入大肠杆菌的噬菌体成分。
【详解】图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,由于噬菌体已被标记,所以其内不需要加入32P标记的无机盐,A错误;图中A少量噬菌体未侵入细菌,搅拌离心后出现在上清液中,所以会导致上清液中的放射性强度偏高,而沉淀物中的放射性强度偏低,B正确;若亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个, 则胸腺嘧啶也是50个,所以3次复制需要胸腺嘧啶数目为50×(23-1)=350个,C正确;子代噬菌体蛋白质外壳的合成,需要噬菌体的DNA作为模板,细菌的氨基酸作为原料,D正确。
11. 据下表判断,异亮氨酸密码子是( )
DNA
A
A
信使RNA
A
转运RNA
U
氨基酸
异亮氨酸
A. AUA B. AAU C. UAU D. ATA
【答案】A
【解析】
【分析】密码子是指在mRNA上决定氨基酸的3个相邻碱基,一个密码子决定一种氨基酸;在转录形成的mRNA的过程中以DNA的一条链为模板,因此判断出DNA分子的第一条链为模板链;翻译过程中以mRNA为模板,tRNA与mRNA进行碱基互补配对。
【详解】mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基称为1个密码子,mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对,据表可推知异亮氨酸的密码子的第一个碱基为A;该密码子的第三个碱基为A,模板链是DNA上面的一条链,可知第二个碱基为U,因此,异亮氨酸的密码子是AUA,故选A。
【点睛】透彻理解密码子、反密码子与mRNA、tRNA及DNA的关系是解题关键。
12. 下图表示真核生物细胞中进行的一些生理活动。下列叙述正确的是
A. ①②过程发生在细胞分裂间期,③过程发生在有丝分裂后期
B. ⑤过程表示遗传信息的翻译过程,图中缬氨酸的密码子是CAG
C. 遗传物质进行②过程与进行④过程所需的酶和原料都不同
D. 细胞核中只能进行①②③过程,线粒体中只能进行④⑤过程
【答案】C
【解析】
【分析】分析提提:图中①表示染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝的过程;②过程染色质复制后逐渐螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体;③过程表示着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体的过程。
【详解】A、图中①表示染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝的过程,可发生在有丝分裂末期和减数第二次分裂末期,②过程染色质复制后逐渐螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体,可发生在有丝分裂和减数第一次分裂间期和前期,③过程表示着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体的过程,可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,A错误;
B、图中缬氨酸的密码子应该是mRNA上相邻的3个碱基GUC,CAG是tRNA上的反密码子,B错误;
C、遗传物质进行②DNA的复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶,原料是4种脱氧核苷酸,进行④转录过程需要RNA聚合酶,原料是4种核糖核苷酸,C正确;
D、细胞核中也可进行④过程(转录),且③过程进行时着丝粒分裂是在细胞质中进行,线粒体中没有染色体,只能进行④⑤过程(转录和翻译),D错误。
故选C。
13. 关于图甲、乙、丙的说法,错误的是( )
甲
乙
丙
A. 图甲所示过程相当于图丙的⑥过程,主要发生于细胞核中
B. 若图甲的①中A占23%、U占25% ,则对应DNA片段中A占24%
C. 图乙所示过程相当于图丙的⑨过程,所需原料是氨基酸
D. 正常情况下,图丙中在动、植物细胞中都不可能发生的是⑥⑦⑧过程
【答案】D
【解析】
【分析】分析图甲:图甲表示以DNA的一条链为模板合成RNA的转录过程,其中①表示RNA;
分析图乙:图乙表示翻译过程,其中②是mRNA,④是肽链,③是核糖体;
分析图丙:图丙表示中心法则,其中表示⑤是DNA的复制,⑥表示转录过程,⑦表示逆转录过程,⑧表示RNA的复制过程,⑨表示翻译过程。
【详解】A、图甲所示过程是转录,图丙的⑥过程也是转录,转录主要发生于细胞核中,A正确;
B、若图甲的①中A占23%、U占25%,则对应DNA片段中A+T=23%+25%=48%,可知A=T=24%,B正确;
C、图乙所示过程为翻译,图丙的⑨过程也为翻译,翻译所需原料是氨基酸,C正确;
D、正常情况下,动、植物细胞中能发生图丙中⑥过程(转录),D错误。
故选D。
【点睛】本题结合图解,考查中心法则及其发展,要求考生识记中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善,能准确判断图中各过程的名称,再结合所学的知识准确判断各选项。
14. 某种小鼠常染色体上的A基因能控制蛋白X的合成,a基因则不能,当小鼠缺乏蛋白X时表现为个体较小(侏儒鼠)。A基因在雌配子中会发生DNA甲基化修饰而抑制其表达,在雄配子中的A基因是非甲基化的,如下图。关于图中雌、雄鼠的叙述,正确的是( )
A. DNA甲基化会引起基因碱基序列的改变
B. 雌鼠与雄鼠基因型相同,但表型不同
C. 雌鼠A基因来自于其父本的几率为1/2
D. 雌、雄鼠杂交子代中,侏儒鼠占1/4
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知,雄鼠产生的雄配子中A基因去甲基化,a基因没有甲基化,雌鼠产生的雌配子中无论含有A基因还是a基因的都会发生甲基化。
【详解】A、DNA甲基化修饰通常会抑制基因的表达,但不改变基因碱基序列,A错误;
B、雄鼠(基因型为Aa)中A基因发生了甲基化,不能表达,但a其因可以表达;雌鼠(基因型为Aa)中a基因发生了甲基化,不能表达,但A基因能表达,A基因能控制蛋白X的合成,蛋白X具有促生长作用,a基因无此功能,因此雌鼠与雄鼠基因型相同,但表型不同,B正确;
C、由于雌鼠产生的雌配子中A基因发生了甲基化,而雄鼠产生的雄配子中A基因没有甲基化,因此雌鼠中没有发生甲基化的A基因来自它的父本的几率为100%,C错误;
D、设甲基化的基因用1标记,则A1a雄鼠产生的雄配子为A:a=1:1, Aa1雌鼠产生的雌配子为A1:a1=1:1,因此雌雄鼠杂交子代的基因型和比例为AA1:Aa1: A1a: aa1=1:1:1:1,A基因能控制蛋白X的合成,a基因则不能,当小鼠缺乏蛋白X时表现为个体较小(侏儒鼠),且发生甲基化的A基因不能表达,因此杂交子代中侏儒鼠占1/2, D错误。
故选B。
15. 下列各种措施中,能产生新基因的是
A. 高秆抗病小麦自交得到四种表现型小麦 B. 用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜
C. 用离体花药培育单倍体小麦植株 D. 用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产菌株
【答案】D
【解析】
【详解】高秆抗病小麦自交得到四种表现型小麦,属于基因重组,没有产生新的基因,A错误;用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜,属于染色体数目的变异,没有产生新的基因,B错误;用离体花药培育单倍体小麦植株,属于染色体数目的变异,没有产生新的基因,C错误;用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产菌株,原理是基因突变,可以产生新的基因,D正确。
16. 下图是某种植物正常的体细胞(示细胞中所有的染色体)。试判断该植物可能的基因型及细胞中所含的染色体组数是( )
A. ABCd, 4
B. AaaaBBBb, 2
C. AaBbCcDd, 8
D. BBBbDddd, 4
【答案】D
【解析】
【分析】据图可知,一种形态的染色体有四条,表明该细胞中含有4个染色体组。
【详解】A、ABCd只有一个染色体组,图示有四个染色体组,与图示不符,A不符合题意;
B、AaaaBBBb含有四个染色体组,可以表示图示生物的基因型,但染色体组错误,B不符合题意;
C、AaBbCcDd含有两个染色体组,与图示不符,C不符合题意;
D、BBBbDddd含有四个染色体组,与图示相符,D符合题意。
故选D。
17. 图甲、乙、丙、丁表示细胞中不同的变异类型,其中图甲中字母表示染色体片段。下列叙述正确的是( )
A. 图示的变异类型都属于染色体变异
B. 若图乙是精原细胞则不可能产生正常配子
C. 图示的变异类型都能为进化提供原材料
D. 图示的变异类型仅发生在减数分裂过程中
【答案】C
【解析】
【分析】甲图中染色体上的片段由abcde变成了abccde,出现了两个片段c,发生的是染色体结构变异中的重复;乙图中发生了染色体数目个别增加,形成三体,属于染色体数目的变异;丙图表示同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;丁表示非同源染色体之间的易位,属于染色体结构变异。
【详解】A、根据以上分析已知,图中甲、乙、丁所示的变异类型都是染色体变异,丙图所示变异类型为基因重组,A错误;
B、若图乙为精原细胞,其减数分裂过程中,可能产生正常的配子和异常的配子,B错误;
C、图示四幅图发生的变异类型包括基因重组和染色体变异,都可以为生物进化提供原材料,C正确;
D、图中甲、乙、丁所示的变异类型都可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中,而丙所示的变异类型只能发生在减数分裂过程中,D错误。
故选C。
【点睛】本题考查基因重组和染色体变异的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,难度不大。
18. 下列有关实验及实验结论的叙述中,错误的是 ( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】以15N标记大肠杆菌DNA在14N培养基培养,通过密度梯度离心,依据不同代数DNA的密度分布,证明DNA半保留复制方式,为遗传信息传递提供了分子机制解释,也体现了同位素标记与离心技术在研究中的应用。
【详解】A、将R型活细菌与S型细菌的DNA和DNA水解酶混合培养,因为DNA水解酶能将S型细菌的DNA水解,此时只生长R型细菌,说明水解后的DNA失去了使R型菌转化为S型菌的遗传效应,即DNA是遗传物质,A正确;
B、用35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,短时间保温后离心,获得的上清液中放射性很高,只能说明噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌细胞内,但不能就此得出DNA是遗传物质的结论,要证明DNA是遗传物质,需要用32P标记噬菌体的DNA进行实验,B错误;
C、将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在普通14N培养基中,经三次分裂后,DNA复制了3次,产生23=8个DNA分子,含15N的DNA占DNA总数的1/4,即2个,这符合半保留复制的特点,说明DNA分子的复制方式是半保留复制,C正确;
D、芦花母鸡ZBW与非芦花公鸡ZbZb杂交,子代中雌性全是非芦花鸡,雄性全是芦花鸡,故可以通过芦花和非芦花的性状直接分辨子代的性别,D正确。
故选B。
19. 科学家发现如果RNA聚合酶运行过快会导致与DNA聚合酶相“撞车”而使DNA折断,引发细胞癌变。研究发现,一种特殊酶类RECQL5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色,从而抑制癌症发生。下列分析不正确的是
A. DNA聚合酶和RNA聚合酶均可以与DNA链结合分别催化不同过程
B. “撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因
C. RECQL5可以与RNA聚合酶结合进而减慢细胞内蛋白质合成的速率
D. RECQL5导致RNA聚合酶与mRNA结合受阻使基因不能正常表达
【答案】D
【解析】
【分析】DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶的参与,转录过程中需要RNA聚合酶的参与。
【详解】A、DNA聚合酶可以与DNA结合催化DNA复制过程,RNA聚合酶可以与DNA结合催化转录过程,A正确;
B、“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因,导致分裂失控出现无限增殖,B正确;
C、基因表达包括转录和翻译两个阶段,RNA聚合酶可以催化转录过程,RECQL5可以与RNA聚合酶结合,故可以减慢细胞内蛋白质合成的速率,C正确;
D、RNA聚合酶与DNA结合,不与mRNA结合,D错误。
故选D。
20. NAT10蛋白能对mRNA进行乙酰化修饰,而没有修饰过的mRNA会被降解。COL5A1基因表达的COL5A1蛋白可以促进胃癌细胞转化和转移。下图为NAT10蛋白对COL5A1基因表达的调控过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 对基因进行乙酰化修饰可提高RNA聚合酶与mRNA结合的概率
B. 抑制NAT10蛋白或COL5A1蛋白的表达都可减少胃癌的转化与转移
C. 可通过检测mRNA的碱基序列来判断mRNA是否发生乙酰化
D. 胃癌细胞中与癌有关的基因都表达是胃细胞癌变的根本原因
【答案】B
【解析】
【分析】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。如甲基化会抑制基因的表达。
【详解】A、RNA聚合酶是催化DNA转录形成RNA的酶,RNA聚合酶不能与mRNA结合,A错误;
B、抑制NAT10蛋白会减少对mRNA进行乙酰化修饰,没有修饰过的mRNA会被降解,形成的COL5A1蛋白减少,对胃癌细胞的转化和转移促进作用减弱,抑制COL5A1蛋白的表达,可使COL5A1蛋白减少,对胃癌细胞的转化和转移促进作用减弱,因此抑制NAT10蛋白或COL5A1蛋白的表达都可减少胃癌的转化与转移,B正确;
C、mRNA乙酰化不改变mRNA的碱基序列,因此不能通过检测mRNA的碱基序列来判断mRNA是否发生乙酰化,C错误;
D、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因的突变导致的,D错误。
故选B。
二、非选择题(共40分)
21. 下图为有关DNA片段平面结构示意图,请分析回答:
(1)[①]_______和[②]_______交替连接,排列在外侧,构成了 DNA分子的基本骨架。碱基排列在内侧通过氢键连接成碱基对,碱基之间的这种……对应关系叫作___________原则。
(2)从图中可以看出组成DNA分子两条链的方向是____________的,该DNA分子两条链相互缠绕,盘旋成_________________结构。
(3)小麦的DNA分子中 (G+C)占全部碱基的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中,T与C分别占该链碱基总数的比例为______、_______。
【答案】(1) ①. 磷酸 ②. 脱氧核糖 ③. 碱基互补配对
(2) ①. 反向平行 ②. 双螺旋
(3) ①. 31.3% ②. 18.7%
【解析】
【分析】由图可知,①②③④依次表示:磷酸、脱氧核糖、A或T、T或A。
【小问1详解】
①磷酸和②脱氧核糖交替连接,构成了DNA的基本骨架。A-T、C-G配对,称为碱基的互补配对原则。
【小问2详解】
由图可知,DNA的两条链是反向平行的,双链盘绕成双螺旋结构。
【小问3详解】
设小麦的DNA中碱基的总数为200,则G+C=200×35.8%=71.6,则G=C=35.8,A=T=64.2。其中一条链上的T为100×32.9%=32.9,C的数目为100×17.1%=17.1,则另一条链上的T为64.2-32.9=31.3,占31.3%,C=35.8-17.1=18.7,占18.7%。
22. 研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态,数目和分布进行了观察分析,图1为其细胞分裂某一个时期的示意图(仅显示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中细胞分裂的方式和所处的时期为_____,它属于图2中类型_____的细胞。
(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是_____。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是_____。
(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有_____。
(5)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有3组实验:用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是_____,理由是_____。
【答案】(1) ①. 有丝分裂后期 ②. a
(2)次级精母细胞 (3)b、d、e
(4)a、b (5) ①. 阻滞受精卵第一次卵裂 ②. 受精卵含两个染色体组,染色体数目加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体
【解析】
【分析】分析图1:该细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;
分析图2:a是染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期;b细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期;c可以是体细胞也可以是处于减数第二次分裂后期的细胞;d为减数第二次分裂的前期或中期细胞;e细胞为精细胞、卵细胞或极体。
【小问1详解】
图1细胞有同源染色体,姐妹染色单体,是有丝分裂后期的细胞,此时染色体和DNA数目为4n,对应图2的a的细胞。
【小问2详解】
图2c类型的细胞可以是体细胞也可以是处于减数第二次分裂后期的细胞,如果取自精巢,没有同源染色体,则是次级精母细胞。
【小问3详解】
如果b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,b是减数第一次分裂,d是减数第二次分裂,e是减数分裂结束,所以先后顺序是b、d、e。
【小问4详解】
分析图2:a是染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期;b细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期;c可以是体细胞也可以是处于减数第二次分裂后期的细胞;d为减数第二次分裂的前期或中期细胞;e细胞为精细胞、卵细胞或极体。所以在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有a、b。
【小问5详解】
阻滞卵母细胞的减数第一次分裂时三倍体出现率最低。原因是受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的是四倍体而不是三倍体。
23. 科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制,如图1所示。为了解DNA的复制方式,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了实验,如图2所示。回答下列问题:
(1)图2所示的实验中,用到的科学方法有______________和密度梯度离心法。
(2)大肠杆菌培养后,最早可根据第_______代细菌DNA的离心结果来判断是全保留还是半保留复制;最早根据第_______代细菌DNA的离心结果来判断是分散复制还是半保留复制。已知DNA复制方式是半保留复制,若继续培养至第三代,则细菌DNA 离心后试管中会出现的条带是______________(填标号)。①轻带 ②中带 ③重带
(3)若把一个用15N标记的DNA的精原细胞(2N=8)放到含有14N的培养液中进行一次有丝分裂后再进行一次减数分裂,则形成的子细胞中最多有_____________个15N标记的DNA 分子。
(4)在DNA分子模型的搭建实验中,若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含12对碱基(A有6个)的噬菌体DNA双链片段,那么代表氢键的订书钉需要__________个,共需要使用的订书钉的个数为_________个。
【答案】(1)同位素标记法
(2) ①. 一 ②. 二 ③. ①②
(3)4 (4) ①. 30 ②. 100
【解析】
【分析】DNA分子的复制,时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。题意分析,亲代为全重,第1代为全中,说明DNA分子是半保留复制或分散复制;第2代中一半为轻,一半为中,说明复制两次后一半DNA都是14N,另一半DNA中一条链为14N,另一条链为15N,从而证明DNA的复制方式为半保留复制。
【小问1详解】
由于微生物繁殖速度快,DNA相对较少,较简单,可作为研究DNA复制方式的理想材料。实验时,采用同位素标记法研究DNA的复制方式,随后用密度梯度离心技术,根据DNA密度的大小,将含相对分子质量不同的DNA分离开来。
【小问2详解】
第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式可能是半保留复制或分散复制,一定不是全保留复制方式;若想继续探究DNA复制方式,细菌至少应分裂两次,结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,若第一代全为中带,第二代一半为轻带,一半为中带,则说明DNA复制方式一定是半保留复制,即最早根据第二代细菌 DNA 的离心结果来判断是分散复制还是半保留复制;若继续培养至第三代,则由于细菌 DNA复制为半保留复制,因此产生的8个子代细菌中,有两个细菌的DNA分子带有15N,而其他的6个DNA分子只含有14N,因此,离心后试管中会出现的条带是①轻带 ②中带。
【小问3详解】
15N标记的精原细胞进行一次有丝分裂后会产生2个子细胞(此时每个核DNA中只有一条链有标记),每个子细胞经过减数第一次分裂后,细胞中含有标记的DNA为4个,减数第二次分裂时,姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极,若每个15N标记的DNA进入同一个细胞,则子细胞最多有4个15N标记的DNA分子。
【小问4详解】
根据试题的分析,构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉,构建一个含12对碱基(A有6个)的DNA双链片段,首先要构建24个基本单位,需要48个订书钉;将两个基本将两个基本单位连在一起需要一个订书钉,连接12对碱基组成的DNA双链片段,需要将24个基本单位连成两条链,需要22个订书钉;碱基A有6个,A=T=6,那么G=C=6,A和T之间2个氢键,G和C之间三个氢键,碱基对之间的氢键需要6×2+6×3=30个订书钉连接。共需要48+22+30=100个订书钉。
24. 脑源性神经营养因子(BDNF)是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF 基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。如图为BDNF 基因的表达及调控过程:
(1)甲过程以游离的___________为原料,需要____________酶的催化。
(2)乙过程发生的场所在____________上,其移动的方向为________(填“→”或“←”)。一条mRNA上结合多个核糖体的生物学意义是__________________。
(3)图2中tRNA 的功能是_____________, 该tRNA上的氨基酸为_____________。(AGC: 丝氨酸: UCG:丝氨酸: GCU: 丙氨酸: CGA: 精氨酸。)
(4)由图1可知,miRNA-195基因调控BDNF 基因表达的机理抑制 BDNF 基因的翻译。精神分裂症患者与正常人相比,丙过程______ (填“减弱”或“不变”或“增强”),基于上述分析,请提出一种治疗该疾病的思路___________________。
【答案】(1) ①. 核糖核苷酸 ②. RNA聚合酶
(2) ①. 核糖体 ②. 右→左 ③. 同时合成多条多肽链,提高翻译的效率
(3) ①. 转运氨基酸 ②. 丝氨酸
(4) ①. 增强 ②. 促进BDNF基因的转录或抑制miRNA-195基因转录
【解析】
【分析】图1:甲表示转录,乙表示翻译,丙过程翻译过程被抑制。图2表示tRNA。
【小问1详解】
甲过程由BDNF基因指导RNA的合成,为转录过程,该过程需要RNA聚合酶的催化,该过程的产物是mRNA,因此该转录的原料是四种核糖核苷酸。
【小问2详解】
乙过程以mRNA为模板,正在合成多肽链,表示翻译过程,该过程的场所是核糖体。根据肽链的长度可知,翻译的方向是从右→左。一条mRNA上同时结合多个核糖体,可以同时合成多条多肽链,提高翻译的效率。
【小问3详解】
tRNA主要作用是在细胞翻译过程中起到识别密码子和转运氨基酸的功能。图2中tRNA上的反密码子的读取方向是由右向左(3'→5'),即为UCG,则其对应的密码子为AGC,根据密码子表可知,该密码子决定的氨基酸是丝氨酸,因此其所携带的氨基酸为丝氨酸。
【小问4详解】
由图1可知,miRNA-195基因转录出的miRNA-95与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对,因而阻止了相应的mRNA的翻译过程,即miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA-195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构,从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合导致的。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发病,精神分裂症患者与正常人相比,丙过程增强,若甲过程反应强度不变,则由于翻译过程受阻,BDNF的含量将减少。基于上述分析,治疗该疾病的思路可以为促进BDNF基因的转录(抑制miRNA-195基因转录)。
25. 小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一,如制作优质面包需强筋面粉,制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别位于三对同源染色体上,控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW),从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1,F1自交得F2,以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。
基因
基因的表达
产物(HMW)
亲本
F1
育种目标
小偃6号
安农91168
强筋小麦
弱筋小麦
A
甲
+
+
+
+
-
B1
乙
-
+
+
-
+
B2
丙
+
-
+
+
-
D1
丁
+
-
+
-
+
D2
戊
-
+
+
+
-
注:“+”表示有相应表达产物;“-”表示无相应表达产物
据表回答:
(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制________来控制生物体的性状。
(2)在F1植株上所结的F2种子中,符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________,符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种,可选择F2中只含________________产物的种子,采用______________等育种手段,选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。
【答案】 ①. 蛋白质的结构 ②. 1/16 ③. 0 ④. 甲、乙、丁 ⑤. 诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交
【解析】
【分析】本题联系基因的自由组合定律和育种的相关知识综合考查遗传学相关规律的应用。由题意分析得知,亲本小偃6号基因型为AAB2B2D1D1,安农91168的基因型为AAB1B1D2D2,育种目标中强筋小麦基因型为AAB2B2D2D2,弱筋小麦基因型为aaB1B1D1D1,由此再结合自由组合定律解题即可。
【详解】(1)由题意“控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白,从而影响面筋强度”可知,三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)由分析可知,亲本小偃6号基因型为AAB2B2D1D1,安农91168的基因型为AAB1B1D2D2,则F1的基因型为AAB1B2D1D2,而育种目标中强筋小麦基因型为AAB2B2D2D2,弱筋小麦基因型为aaB1B1D1D1,根据自由组合定律可得出,F2中符合强筋小麦育种目标的种子占1×1/4×1/4=1/16,符合弱筋小麦育种目标的种子占0。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种(aaB1B1D1D1),能从F2中选择的只能是AAB1B1D1D1,即含有甲、乙和丁产物的小麦种子。由于小麦AAB1B1D1D1没有a基因,要想获得aaB1B1D1D1,则需要通过诱变或基因工程使其获得a基因,或通过将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交以获得aa的个体。
【点睛】本题是一道综合性强的遗传学题,解题突破口在于将图表中的基因的表达产物与个体的基因型联系起来,实际难度不大。
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