精品解析:河南省信阳市浉河区信阳高级中学2024-2025学年高一下学期6月月考生物试题
2025-06-26
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 信阳市 |
| 地区(区县) | 浉河区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.56 MB |
| 发布时间 | 2025-06-26 |
| 更新时间 | 2025-07-08 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52764200.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)2024-2025学年高一下期
6月测试(一)生物试题
一、单选题(本题共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列关于孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是( )
A. “测交结果:30株高茎,34株矮茎”属于假说-演绎法中“演绎推理”的内容
B. “孟德尔发现,性状分离比显性∶隐性=3∶1”属于假说-演绎法“假说”的内容
C. F1产生配子时,显性遗传因子和隐性遗传因子彼此分离,是分离现象的本质
D. “孟德尔设计测交实验,让子一代与隐性纯合子杂交”属于假说-演绎法中的“验证”
2. T、t和B、b基因分别位于果蝇的常染色体和X染色体上,现已知基因tt纯合时雌果蝇会性逆转成雄果蝇。为了区分某雄果蝇是否性逆转形成,研究小组用黄色荧光标记T、t,用绿色荧光标记B、b,在显微镜下观察减数第一次分裂后期的细胞中的荧光数量,下列推测正确的是
A. 若细胞中出现2个黄色荧光点2个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
B. 若细胞中出现4个黄色荧光点2个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
C. 若细胞中出现4个黄色荧光点4个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
D. 若细胞中出现2个黄色荧光点4个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
3. 图为某DNA分子的结构模式图(部分片段)。下列说法错误的是( )
A. 该DNA分子中①与③数量相等,②与④数量相等
B. ④⑤⑦组成DNA分子的一个基本单位
C. DNA的特异性与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架有关
D. 该DNA分子两条单链反向平行,盘旋形成双螺旋结构
4. 下图为某一有性生殖动物的生活史示意图,下列有关说法正确的是( )
A. ③过程精子和卵细胞的随机结合体现了细胞膜的结构特点——选择透过性
B. ③过程体现了孟德尔遗传定律的细胞学基础
C. 受精卵中的基因,精子与卵细胞各提供一半
D. ①②③过程保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性
5. 果蝇棒眼基因(B)和野生正常眼基因(b)只位于X染色体上,研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XhBXb(如图3所示)。h为隐性致死基因且与棒眼基因B始终连锁在一起,h纯合(如XhBXhB,XhBY)时能使胚胎致死。下列说法正确的是( )
A. B是b的等位基因,它们的根本区别在于基因内核糖核苷酸序列的不同
B. h基因的转录场所可以是细胞核或者线粒体中,但是翻译场所只能是核糖体
C. 次级精母细胞中移向两极的X染色体分别携带B、b基因,则一定是由于基因突变导致的
D. 该品系的棒眼雌果蝇与野生正常眼雄果蝇杂交,出现了一只染色体组成为XXY的棒状眼雌果蝇,则只可能是亲本雄果蝇减数第二次分裂异常或者雌果蝇减数第一次分裂异常导致的
6. 雄性不育在杂交育种中有着广泛的应用。研究发现,水稻基因A是花粉育性正常的必需基因,现有光周期依赖型的突变体甲(aa)在长日照条件下会出现雄性半不育现象(花粉只有50%可育),其基因A、a的碱基序列如图所示。
注:起始密码子为AUG、GUG;终止密码子为UAA、UAG、UGA。
下列相关叙述正确的是( )
A. 据图中信息可知,TGA所在序列不属于终止子区域
B. 基因a编码的多肽链比A基因编码的多肽链少了18个氨基酸
C. 转录时,RNA聚合酶识别基因A中的起始密码子并与之结合
D. 基因a转录出的mRNA在核糖体上移动的速度会明显加快
7. 研究发现,癌细胞产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白(M)运出细胞,以防止乳酸对细胞造成毒害。细胞色素C氧化酶(CcO)参与氧气生成水的过程,细胞中CcO单个蛋白质亚基被破坏,可导致能量代谢异常,引发细胞器产生应激信号,并运到细胞核,使核中促进癌变发展基因的表达量上升。以下说法错误的是( )
A. 运用抗M抗体抑制M蛋白的功能,可能达到抑制肿瘤生长的目的
B. 线粒体中CcO结构异常导致有氧呼吸产生的ATP量明显减少
C. CcO被破坏后可能引起细胞表面的糖蛋白增加,导致细胞癌变
D. 通过研究推知,细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一
8. 尼伦伯格和马太曾经利用蛋白质的体外合成技术进行如下实验:在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。下列叙述错误的是( )
A. 加入的RNA多聚尿嘧啶核苷酸能与核糖体结合
B. 本实验证明了三个相邻核苷酸决定一种氨基酸
C. 加入的细胞提取液中有RNA聚合酶和蛋白质合成所需的酶
D. 细胞提取液需除去DNA的原因是防止新合成RNA对实验的干扰
9. A、B两植株体内Lcyc基因的碱基序列完全相同,植株A的Lcyc基因在开花时表达,植株B的Lcyc基因被高度甲基化(多个碱基连接了甲基),开花时不能表达,从而导致植株A、B的花明显不同。科学家将这种特殊的遗传方式称作表观遗传。据此判断,下列有关说法错误的是( )
A. 基因的甲基化普遍存在于生物体生长发育过程中
B. 植株B在发生表观遗传时,改变了DNA分子的序列,属于基因突变
C. 植株BLcyc基因高度甲基化,通过影响其转录抑制基因的表达
D. 植株B发生的基因表观修饰可从亲代传到子代,具有可遗传性
10. 下图为某家族两种单基因遗传病的系谱图,已知Ⅱ5不携带乙病的致病基因,下列有关叙述中错误的是( )
A. 甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. Ⅱ6和Ⅱ7基因型相同的概率为1
C. Ⅱ7和Ⅱ8生一个患两种遗传病的孩子的概率为1/16
D. Ⅲ14是纯合子的概率为1/8
11. 生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的环形圈、十字形结构现象,图中字母表示染色体上的基因。下列叙述正确的是( )
A. 甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B. 图甲是个别碱基对的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果
C. 图乙是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
D. 图甲、乙所示现象常出现在减数分裂前期I ,核DNA数是染色体数的2倍
12. 某同学进行“观察根尖细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”两个实验。下列叙述错误的是( )
A. 都需要用低倍镜找到观察目标再换高倍镜观察
B. 制作装片的步骤包括解离、漂洗、染色和制片
C. 两个实验均使用卡诺氏液处理,以固定细胞形态
D. 两个实验中观察到的细胞均为死细胞
13. 下图是劳氏肉瘤病毒(逆转录病毒,携带病毒癌基因)的增殖和致癌过程,其中原病毒是病毒的遗传信息转移到DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”。相关叙述正确的是( )
A. 劳氏肉瘤病毒与烟草花叶病毒TMV的核酸类型和增殖方式相同
B. ①③过程发生的场所以及所需要的原料种类均相同
C. ②过程需要RNA酶的参与,④过程需要多种RNA参与
D. 原病毒的形成机理和其诱导宿主细胞癌变的机理相同
14. 生物是不断进化的,能和生存环境相适应。下列相关叙述错误的是( )
A. 地球上现存的生物都有亲缘关系,它们都有共同的祖先
B. 自然选择学说认为,进化地位越高等的生物适应环境的能力越强
C. 达尔文认为适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果
D. 生物适应同一环境的方式是多元的,适应也具有相对性
15. 2022年诺贝尔生理学或医学奖得主斯万特·帕博测定了已在3万年前灭绝的尼安德特人的基因组序列,填补了人类进化史的研究空白。下列叙述错误的是( )
A. 尼安德特人的灭绝,可能是因为其不适应剧烈变化的环境
B. 基因组序列能为生物进化的研究提供比化石更为直接的证据
C. 基因组序列的比较可以揭示当今生物有共同的祖先
D. 通过比较古人类和现代人类的基因组序列,可以更好的了解人类的进化和迁移
16. 研究发现,c-myc、p53等基因的突变或异常表达可能导致结肠癌。正常的c-myc基因与细胞正常生长、分裂密切相关,正常的p53基因能够抑制细胞恶性增殖、诱导异常细胞凋亡。下列说法合理的是( )
A. 推测c-myc属于抑癌基因,p53属于原癌基因
B. DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失均会导致基因突变
C. 结肠癌细胞增殖过程中,各种基因的表达水平均显著提升
D. 与正常人相比,结肠癌患者癌细胞中c-myc甲基化程度通常较低
二、非选择题(共5个题,满分52分)
17. 如图是有关生物变异来源的概念图,请据图回答下列问题:
(1)图中③的含义包括______________;④的含义是四分体时期非姐妹染色单体的互换而发生交换,导致______________的基因重组;
(2)将①的原理应用在育种中,常利用物理因素如______________或化学因素如______________来处理生物。(各举一例)
(3)通过一定的手段或方法使生物产生可遗传的变异,在育种上已有广泛的应用。
秋水仙素在多倍体育种和单倍体育种中都有使用,作用原理是______________,但是单倍体育种这种方法培育得到的植株一般自交的后代不会发生性状分离的原因是______________。
(4)低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是______________。
18. 新冠病毒包膜表面S-刺突糖蛋白被宿主细胞表面的受体识别,然后病毒包膜与宿主细胞膜融合,病毒核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞,完成感染过程。新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸在宿主细胞内大量复制,形成全长的-RNA和大小不等的-RNA,再以-RNA为模板合成大量的+RNA。
(1)该病毒侵入宿主细胞后,最先进行_____ 过程(填“复制”或“转录”或“翻译”)
(2)写出上述新冠病毒增殖过程中遗传信息的传递途径(标明+RNA或-RNA): __________、 _________。
(3)能否利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,分别用放射性同位素32P、35S标记的新冠病毒,侵染人肺细胞的方法来探究新型冠状病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质?________ (填“能”或“否”),其原因是:________。
19. 鹦鹉(ZW型性别决定)的毛色有白色、蓝色、黄色和绿色,由A/a和B/b两对等位基因共同决定,其中有一对等位基因只位于Z染色体上,相关作用机理如下图所示。研究人员用纯合蓝色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉进行了如下两个杂交实验。
杂交实验一:P:蓝色鹦鹉(♀)×黄色鹦鹉(♂)→F1:黄色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1;
杂交实验二:P:黄色鹦鹉(♀)×蓝色鹦鹉(♂)→F1:绿色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1。
回答下列问题:
(1)鹦鹉毛色遗传遵循基因的______定律。该实例体现了基因表达产物和性状的关系是______。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有______条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是______,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为______(不考虑性别)。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2中绿色雄性鹦鹉基因型共有______种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只______(填表型)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为______。
(4)控制鹦鹉羽毛有条纹(D)和无条纹(d)的基因位于另一对常染色体上。两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F₁雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹:黄色无纹:白色条纹:白色无纹=7:1:3:1。推测F2出现该表型比可能是由于基因型为______的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可进行的杂交实验是______,预测该杂交实验的结果为______。
20. 图I是关于甲、乙两种遗传病的系谱图。甲病的相关基因用A、a表示,乙病的相关基因用B、b表示。用电泳检测该家系中1~4号个体的与乙病相关的基因,结果如图Ⅱ所示。不考虑其他遗传病与基因突变和染色体变异,回答下列问题:
(1)甲病的遗传方式是_____________遗传,该家系中一定是甲病致病基因携带者的是____(用数字表示)号个体。
(2)图Ⅱ中表示乙病致病基因的条带是____(填“条带1”或“条带2”)。
(3)4号个体的基因型是____,5号个体同时携带这两种病致病基因的概率是__________(用分数表示)。
(4)若6号个体与—个仅携带甲病致病基因的正常男性结婚,生育同时患这两种遗传病的孩子的概率是____。
21. 普通小麦(6n=42)的籽粒中主要是直链淀粉,表现为非糯性,直链淀粉的含量与Wx基因呈高度正相关。小麦具有3对Wx基因(Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1),当这3对基因同时隐性纯合或缺失时,籽粒中主要是支链淀粉,表现为糯性。自然界中通常不存在糯小麦。请回答下列问题。
(1)在遗传学中,小麦的糯性和非糯性可被称为_____。
(2)研究人员将两种非糯性小麦进行杂交,白火麦(缺失Wx-D1)为母本,关东107(缺失Wx-A1和Wx-B1)为父本,最终筛选出2株纯糯单株。在进行人工杂交时,需在花粉成熟前对亲本中的_____去雄再套袋,这些操作的目的是防止_____。该育种方法的原理是_____。
(3)利用玉米诱导小麦单倍体技术已被许多学者应用于糯小麦育种工作中,育种过程如下图所示。
①玉米与小麦的F1进行杂交,所得到的受精卵中玉米染色体全部丢失,原因可能是玉米与小麦为不同物种,存在_____。
②单倍体小麦体细胞中有_____个染色体组。用秋水仙素诱导可使染色体数目加倍,其作用原理是_____。该育种方式的优势是_____。
③进一步研究发现,玉米能够诱导单倍体的形成与玉米花粉中一种特异性磷脂酶基因(MTL)的突变有关。该突变体的产生是由于MTL基因中插入了4个碱基对,因此转录形成的mRNA提前出现了_____,导致磷脂酶肽链变短而失去功能。
(4)利用CRISPR/Cas9技术对普通小麦进行基因定点编辑,也可获得糯小麦。经鉴定该普通小麦含有Wx-A1和Wx-D1基因,天然缺失Wx-B1基因。CRISPR/Cas9系统主要包含向导RNA(gRNA)和核酸酶Cas9蛋白两个部分。应该根据基因_____的碱基序列设计gRNA靶位点。gRNA与靶基因结合,引导_____在靶基因相应位置剪切,从而对靶基因序列进行编辑。
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)2024-2025学年高一下期
6月测试(一)生物试题
一、单选题(本题共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列关于孟德尔豌豆杂交实验的叙述,正确的是( )
A. “测交结果:30株高茎,34株矮茎”属于假说-演绎法中“演绎推理”的内容
B. “孟德尔发现,性状分离比显性∶隐性=3∶1”属于假说-演绎法“假说”的内容
C. F1产生配子时,显性遗传因子和隐性遗传因子彼此分离,是分离现象的本质
D. “孟德尔设计测交实验,让子一代与隐性纯合子杂交”属于假说-演绎法中的“验证”
【答案】C
【解析】
【分析】假说-演绎法:在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像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。
【详解】A、测交实验验证了演绎推理的结果,属于假说-演绎法中“实验验证”的内容,A错误;
B、孟德尔通过一对相对性状的杂交试验,发现F2性状分离比为3:1,属于假说—演绎法中“提出问题”的内容,B错误;
C、F1产生配子时,显性遗传因子和隐性遗传因子彼此分离,是分离现象的本质,C正确;
D、“孟德尔设计测交实验,让子一代与隐性纯合子杂交”属于假说-演绎法中验证假说阶段,D错误。
故选C。
2. T、t和B、b基因分别位于果蝇的常染色体和X染色体上,现已知基因tt纯合时雌果蝇会性逆转成雄果蝇。为了区分某雄果蝇是否性逆转形成,研究小组用黄色荧光标记T、t,用绿色荧光标记B、b,在显微镜下观察减数第一次分裂后期的细胞中的荧光数量,下列推测正确的是
A. 若细胞中出现2个黄色荧光点2个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
B. 若细胞中出现4个黄色荧光点2个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
C. 若细胞中出现4个黄色荧光点4个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
D. 若细胞中出现2个黄色荧光点4个绿色荧光点,该雄果蝇为性逆转形成的
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】T、t位于果蝇的常染色体上,无论该果蝇是否是性反转形成的,在减数第一次分裂后期,细胞中都含有4个该基因,即含有4个黄色荧光点;B、b基因位于果蝇X染色体上,该雄果蝇若为性逆转而成(即XX雌性→XX雄性),则体细胞中有两个X染色体,所以在减数第一次分裂后期,细胞中含有4个该基因,即含有4个绿色荧光点,故选C。
3. 图为某DNA分子的结构模式图(部分片段)。下列说法错误的是( )
A. 该DNA分子中①与③数量相等,②与④数量相等
B. ④⑤⑦组成DNA分子的一个基本单位
C. DNA的特异性与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架有关
D. 该DNA分子两条单链反向平行,盘旋形成双螺旋结构
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA分子的两条链是互补关系,且A和T配对,G和C配对,因此该DNA分子中①T与③A数量相等,②C与④G数量相等,A正确;
B、根据DNA单链的方向可知,④⑤⑦组成的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸是DNA分子的基本单位之一,B正确;
C、DNA分子具有特异性与碱基的排列顺序有关,与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架无关,C错误;
D、该DNA分子两条单链按反向平行的方式盘旋形成双螺旋结构,具有该结构的DNA分子结构上具有一定的稳定性,D正确。
故选C。
4. 下图为某一有性生殖动物的生活史示意图,下列有关说法正确的是( )
A. ③过程精子和卵细胞的随机结合体现了细胞膜的结构特点——选择透过性
B. ③过程体现了孟德尔遗传定律的细胞学基础
C. 受精卵中的基因,精子与卵细胞各提供一半
D. ①②③过程保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性
【答案】D
【解析】
【分析】图中①-④依次表示卵细胞的形成、精子的形成、受精作用、细胞增殖和分化。
【详解】A、③过程精子和卵细胞的随机结合体现了细胞膜的结构特点——具有一定的流动性,A错误;
B、孟德尔遗传定律的细胞学基础体现在细胞的减数分裂(①②)过程中,而不是受精作用(③),B错误;
C、受精卵中的核基因,精子与卵细胞各提供一半,而质基因主要来自于卵细胞,C错误;
D、①②减数分裂、③受精作用过程保证了生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性,D正确。
故选D。
5. 果蝇的棒眼基因(B)和野生正常眼基因(b)只位于X染色体上,研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XhBXb(如图3所示)。h为隐性致死基因且与棒眼基因B始终连锁在一起,h纯合(如XhBXhB,XhBY)时能使胚胎致死。下列说法正确的是( )
A. B是b的等位基因,它们的根本区别在于基因内核糖核苷酸序列的不同
B. h基因的转录场所可以是细胞核或者线粒体中,但是翻译场所只能是核糖体
C. 次级精母细胞中移向两极的X染色体分别携带B、b基因,则一定是由于基因突变导致的
D. 该品系的棒眼雌果蝇与野生正常眼雄果蝇杂交,出现了一只染色体组成为XXY的棒状眼雌果蝇,则只可能是亲本雄果蝇减数第二次分裂异常或者雌果蝇减数第一次分裂异常导致的
【答案】C
【解析】
【分析】真核生物的基因转录主要发生在细胞核,线粒体(和叶绿体)也有独立的DNA和转录系统。翻译场所只能是核糖体(包括游离核糖体、附着核糖体、线粒体核糖体等)。
【详解】A、B是b等位基因,基因是具有遗传效应的DNA片段,因此基因的基本单位是脱氧核苷酸,A错误;
B、h基因在染色体上,属于细胞核基因,其转录场所只能是细胞核,而不在线粒体中,翻译的场所都是核糖体,B错误;
C、B、b基因在X染色体的非同源部分,Y染色体上没有对应的基因,不可能是基因重组中的交叉互换,只能是基因突变产生,C正确;
D、棒眼雌果蝇的基因型为XhB Xb,野生正常眼雄果蝇基因型为XbY,后代一只染色体组成为XXY的棒状眼雌果蝇的基因型只能为XhBXbY(因为XhBXhBY致死),因此该个体出现的原因可能是异常的精子XbY与正常的卵细胞XhB结合成受精卵发育而来,也可能是正常的精子Y与异常的卵细胞XhBXb结合成受精卵发育而来,前者是亲本雄果蝇减数第一次分裂异常导致,后者是亲本雌果蝇减数第一次分裂异常导致的,D错误。
故选C。
6. 雄性不育在杂交育种中有着广泛的应用。研究发现,水稻基因A是花粉育性正常的必需基因,现有光周期依赖型的突变体甲(aa)在长日照条件下会出现雄性半不育现象(花粉只有50%可育),其基因A、a的碱基序列如图所示。
注:起始密码子为AUG、GUG;终止密码子为UAA、UAG、UGA。
下列相关叙述正确的是( )
A. 据图中信息可知,TGA所在序列不属于终止子区域
B. 基因a编码的多肽链比A基因编码的多肽链少了18个氨基酸
C. 转录时,RNA聚合酶识别基因A中的起始密码子并与之结合
D. 基因a转录出的mRNA在核糖体上移动的速度会明显加快
【答案】A
【解析】
【分析】题图分析,a基因的碱基序列中从编码S氨基酸以后缺失了94个碱基,使终止密码提前出现,因而a基因编码的蛋白质相对分子质量减少,空间结构改变,因而相应的功能改变,导致雄性不育。
【详解】A、据图中信息可知,TGA所在序列不属于终止子区域,而在编码区序列,A正确;
B、若基因a编码的多肽链比A基因编码的多肽链少了18个氨基酸,则相应DNA一条链中上缺少的碱基数=18×3=54个,与图中的94个碱基不符,B错误;
C、转录时,RNA聚合酶识别基因A中的启动子并与之结合,C错误;
D、核糖体沿着mRNA移动,而非mRNA移动,D错误。
故选A。
7. 研究发现,癌细胞产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白(M)运出细胞,以防止乳酸对细胞造成毒害。细胞色素C氧化酶(CcO)参与氧气生成水的过程,细胞中CcO单个蛋白质亚基被破坏,可导致能量代谢异常,引发细胞器产生应激信号,并运到细胞核,使核中促进癌变发展基因的表达量上升。以下说法错误的是( )
A. 运用抗M抗体抑制M蛋白的功能,可能达到抑制肿瘤生长的目的
B. 线粒体中CcO结构异常导致有氧呼吸产生的ATP量明显减少
C. CcO被破坏后可能引起细胞表面的糖蛋白增加,导致细胞癌变
D. 通过研究推知,细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一
【答案】C
【解析】
【分析】细胞癌变:
(1)癌细胞是指受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
(2)细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。
(3)癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
【详解】A、运用抗M抗体抑制M蛋白的功能,癌细胞产生的乳酸无法运出细胞,导致癌细胞受到毒害,可抑制肿瘤的生长,A正确;
B、有氧呼吸第三阶段进行氧气生成水的过程,该过程会释放大量能量,合成ATP,若线粒体中CcO结构异常,则氧气生成水的过程受到抑制,产生的ATP量明显减少,B正确;
C、癌细胞表面的糖蛋白减少,易扩散,C错误;
D、由题可知,能量代谢异常引发细胞器产生应激信号,并运到细胞核,使核中促进癌变发展基因的表达量上升,进而诱发细胞癌变,D正确。
故选C。
8. 尼伦伯格和马太曾经利用蛋白质的体外合成技术进行如下实验:在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。下列叙述错误的是( )
A. 加入的RNA多聚尿嘧啶核苷酸能与核糖体结合
B. 本实验证明了三个相邻核苷酸决定一种氨基酸
C. 加入的细胞提取液中有RNA聚合酶和蛋白质合成所需的酶
D. 细胞提取液需除去DNA的原因是防止新合成RNA对实验的干扰
【答案】B
【解析】
【分析】遗传信息的翻译过程,该过程需要以mRNA为模板,需要tRNA转运氨基酸,需要以氨基酸为原料,需要酶和能量,场所是核糖体,据此答题。
【详解】A、蛋白质翻译的场所是核糖体,翻译的模板是mRNA,因此由试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链可知加入的RNA多聚尿嘧啶核苷酸能与核糖体结合,A正确;
B、本实验不能证明三个相邻核苷酸决定一种氨基酸,B错误;
C、由细胞提取液中原本含有mRNA可知细胞提取液中有RNA聚合酶,由试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链可知细胞提取液中有蛋白质合成所需的酶,C正确;
D、为了防止细胞提取液中的DNA重新合成新的mRNA干扰最终结果,该实验中所用的细胞提取液需要除去DNA,D正确。
故选B。
9. A、B两植株体内Lcyc基因的碱基序列完全相同,植株A的Lcyc基因在开花时表达,植株B的Lcyc基因被高度甲基化(多个碱基连接了甲基),开花时不能表达,从而导致植株A、B的花明显不同。科学家将这种特殊的遗传方式称作表观遗传。据此判断,下列有关说法错误的是( )
A. 基因的甲基化普遍存在于生物体生长发育过程中
B. 植株B在发生表观遗传时,改变了DNA分子的序列,属于基因突变
C. 植株B的Lcyc基因高度甲基化,通过影响其转录抑制基因的表达
D. 植株B发生的基因表观修饰可从亲代传到子代,具有可遗传性
【答案】B
【解析】
【分析】1、DNA甲基化是目前研究最充分的表观遗传修饰形式。正常的甲基化对于维持细胞的生长及代谢等是必需的,而异常的DNA甲基化则会引发疾病(如肿瘤),因为异常的甲基化一方面可能使抑癌基因无法转录,另一方面也会导致基因组不稳定。DNA修饰是指DNA共价结合一个修饰基团,使具有相同序列的等位基因处于不同修饰状态。
2、甲基化的Lcyc基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成Lcyc蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、DNA甲基化引起的表观遗传现象普遍存在于生物体生长、发育和衰老的整个生命活动过程中,A正确;
B、植株B的Lcyc基因被高度甲基化,该过程碱基序列没有改变,没有发生基因突变,B错误;
C、植株B的Lcyc基因高度甲基化,使RNA聚合酶不能与启动子结合,因此是通过影响其转录抑制基因的表达,C正确;
D、植株B有性生殖时,甲基化的Lcyc基因仍位于细胞核染色体上,故植株B发生的基因表观修饰可以遗传,D正确。
故选B。
10. 下图为某家族两种单基因遗传病的系谱图,已知Ⅱ5不携带乙病的致病基因,下列有关叙述中错误的是( )
A. 甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B. Ⅱ6和Ⅱ7基因型相同的概率为1
C. Ⅱ7和Ⅱ8生一个患两种遗传病孩子的概率为1/16
D. Ⅲ14是纯合子的概率为1/8
【答案】D
【解析】
【分析】题意分析,若甲病的致病基因用A/a表示 ,乙病的致病基因用B/b表示,Ⅱ5和Ⅱ6均不患甲病和乙病却生出了患甲病的女儿和患乙病的儿子,说明甲病是常染色体隐性遗传病,二者关于甲病的基因型均为Aa,同时可知乙病为隐性遗传病,又知Ⅱ5不携带乙病的致病基因,因此乙病只能是伴X隐性遗传病,二者关于乙病的基因型为XBY、XBXb,即二者的基因型为AaXBY、AaXBXb。
【详解】A、Ⅱ5和Ⅱ6正常,其子代Ⅲ9是甲病,说明甲病是隐性基因致病,且Ⅲ9是女性,该基因不能在X染色体上,否则其父亲Ⅱ5也患病,故甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传,A正确;
B、Ⅱ5和Ⅱ6正常,其子代Ⅲ11患乙病,则乙病是隐性基因致病,已知Ⅱ5不携带乙病的致病基因,则乙病是伴X染色体隐性遗传病。假设控制甲病的相关基因用A/a表示,控制乙病的相关基因用B/b表示,则Ⅱ6基因型是AaXBXb,Ⅱ7基因型是AaXBXb,两者基因型相同,B正确;
C、Ⅱ7的基因型为AaXBXb,Ⅱ8不患甲病却有患甲病的女儿,因此其关于甲病的基因型为Aa,又知其本人不患乙病,因此其基因型型为AaXBY,则Ⅱ7和Ⅱ8生一个患两种遗传病的孩子的概率为1/4×1/4=1/16,C正确;
D、Ⅱ7和Ⅱ8的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,Ⅲ14表现正常,其可能的基因型及比例为1AAXBXb、2AaXBXb、1AAXBXB、2AaXBXb,其为纯合子的概率为1/6,D错误。
故选D。
11. 生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的环形圈、十字形结构现象,图中字母表示染色体上的基因。下列叙述正确的是( )
A. 甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B. 图甲是个别碱基对的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果
C. 图乙是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
D. 图甲、乙所示现象常出现在减数分裂前期I ,核DNA数是染色体数的2倍
【答案】D
【解析】
【分析】1、染色体结构变异包括染色体片段的重复、缺失、易位和倒位,染色体结构变异会导致基因数目和排列顺序的改变,基因重组包括自由组合型和交叉互换型,自由组合型是指非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,交叉互换是同源染色体的非姐妹染色单体交换。
2、分析题图可知,甲变异可能是染色体片段的重复或缺失,乙是非同源染色体之间交换,是染色体结构变异中的易位。
【详解】A、甲是染色体结构变异的重复或缺失,乙是染色体结构变异的易位,都是结构变异,A错误;
B、个别碱基对的增添或缺失属于基因突变,甲图中部分基因发生了增添或缺失,导致染色体上基因数目改变,B错误;
C、四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换属于基因重组,而乙图的易位现象,只能发生在非同源染色单体之间,C错误;
D、甲、乙两图属于减数第一次分裂的前期的联会过程,染色体数与核DNA数之比1:2,核DNA数是染色体数的2倍,D正确。
故选D。
12. 某同学进行“观察根尖细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”两个实验。下列叙述错误的是( )
A. 都需要用低倍镜找到观察目标再换高倍镜观察
B. 制作装片的步骤包括解离、漂洗、染色和制片
C. 两个实验均使用卡诺氏液处理,以固定细胞形态
D. 两个实验中观察到的细胞均为死细胞
【答案】C
【解析】
【分析】1、观察植物细胞有丝分裂实验:(1)、解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多),立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1∶1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min,目的是使组织中的细胞相互分离开来。(2)、漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min,目的是洗去药液,防止解离过度。(3)、染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液的培养皿中,染色3-5min,使染色体着色。(4)、制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一片载玻片。然后,用拇指轻轻地按压载玻片,目的是使细胞分散开来,便于观察。(5)、观察:把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,再换成高倍镜仔细观察,找到各时期的细胞。
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验:(1)、试剂的作用:①卡诺氏液:固定细胞形态。②甲紫溶液:使染色体着色。③解离液[质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(1∶1)]:使组织细胞相互分离开。(2)、根尖培养:①培养不定根:要使材料湿润以利生根。②低温诱导:应设常温、低温4 ℃、0 ℃三种,以作对照,否则实验设计不严密。(3)、固定:用卡诺氏固定液(无水酒精3份∶冰醋酸1份或无水乙醇6份∶氯仿3份∶冰醋酸1份)是为了杀死固定细胞,使其停留在一定的分裂时期以利于观察。(4)、制作装片:按观察有丝分裂装片制作过程进行。(5)、观察:换用高倍镜观察材料,只能用细准焦螺旋进行调焦,切不可动粗准焦螺旋。
【详解】A、两个实验都需要高倍显微镜观察,显微镜操作过程都是先在低倍镜下找到细胞呈正方形,排列紧密的根尖分生区,再换高倍镜仔细观察,A正确;
B、两个实验制作装片的流程都是解离(使用解离液使组织细胞相互分离)→漂洗(用清水漂洗掉解离液)→染色(用碱性染料使染色体着色)→制片,B正确;
C、“观察根尖细胞的有丝分裂”实验过程中不需要使用卡诺试液处理,C错误;
D、“观察根尖细胞的有丝分裂”实验过程中,使用解离液使组织细胞相互分离时细胞已死亡,“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验过程中使用卡诺试液固定细胞形态时细胞已死亡,因此两个实验中观察到的细胞均为死细胞,D正确。
故选C。
13. 下图是劳氏肉瘤病毒(逆转录病毒,携带病毒癌基因)的增殖和致癌过程,其中原病毒是病毒的遗传信息转移到DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”。相关叙述正确的是( )
A. 劳氏肉瘤病毒与烟草花叶病毒TMV的核酸类型和增殖方式相同
B. ①③过程发生的场所以及所需要的原料种类均相同
C. ②过程需要RNA酶的参与,④过程需要多种RNA参与
D. 原病毒的形成机理和其诱导宿主细胞癌变的机理相同
【答案】C
【解析】
【分析】中心法则是指细胞中遗传信息的传递规律,包括:DNA复制、转录、翻译、RNA逆转录、RNA复制。HIV的遗传物质是RNA,是逆转录病毒,当其侵入淋巴细胞后,其RNA进行逆转录形成DNA,病毒DNA整合到淋巴细胞的染色体上,再由DNA转录形成信使RNA,继而翻译合成蛋白质。
【详解】A、劳氏肉瘤病毒与烟草花叶病毒TMV的核酸类型相同,都是RNA,但增殖方式不同,劳氏肉瘤病毒为逆转录病毒(RNA逆转录为DNA),烟草花叶病毒TMV为自我复制型病毒(RNA复制得到RNA),A错误;
B、①是逆转录得到DNA的过程,发生在细胞质基质中,原料为脱氧核糖核苷酸;③转录过程发生在细胞核中,原料为核糖核苷酸,B错误;
C、②过程为RNA水解,需要RNA酶的参与,④过程含有翻译过程,需要模板RNA(翻译模板)、tRNA(搬运工具)、rRNA(核糖体成分)三种RNA参与,C正确;
D、题干信息:原病毒是病毒的遗传信息转移到DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”,而宿主细胞癌变是宿主细胞的原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致,机理不同,D错误。
故选C。
14. 生物是不断进化的,能和生存环境相适应。下列相关叙述错误的是( )
A. 地球上现存的生物都有亲缘关系,它们都有共同的祖先
B. 自然选择学说认为,进化地位越高等的生物适应环境的能力越强
C. 达尔文认为适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果
D. 生物适应同一环境方式是多元的,适应也具有相对性
【答案】B
【解析】
【分析】1、达尔文自然选择学说的主要内容是:适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果。包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。其中生物变异是不定向的,但可遗传的变异能为生物进化提供原始材料,是自然选择发生作用的基础。自然选择是定向的,决定了生物进化的方向;
2、适应的含义:一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能,二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。适应具有普遍性和相对性,适应是自然选择的结果。
【详解】A、生物进化理论说明,生物都有共同的起源,即生物不断进化,所有生物都有亲缘关系,A正确;
B、生物不论在进化地位上的位置如何,都是自然选择的结果,都具有适应能力,适应能力一般与进化地位的高低无关,B错误;
C、达尔文的自然选择认为适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果,C正确;
D、同一环境下,生物朝着适应环境的方向进化,但方向不是唯一的,所以生物适应同一环境的方式是多元的;生物对环境的适应是多样的,但适应并不是绝对完美的,有一定的相对性,D正确。
故选B。
15. 2022年诺贝尔生理学或医学奖得主斯万特·帕博测定了已在3万年前灭绝的尼安德特人的基因组序列,填补了人类进化史的研究空白。下列叙述错误的是( )
A. 尼安德特人的灭绝,可能是因为其不适应剧烈变化的环境
B. 基因组序列能为生物进化的研究提供比化石更为直接的证据
C. 基因组序列的比较可以揭示当今生物有共同的祖先
D. 通过比较古人类和现代人类的基因组序列,可以更好的了解人类的进化和迁移
【答案】B
【解析】
【分析】化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等;利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征;化石是研究生物进化最直接、
最重要的证据。
【详解】A、尼安德特人无法快速适应各种复杂多变的环境,是其灭绝的原因,A正确;
B、化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。因此,化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,B错误;
C、通过比较基因组的序列,可以发现当今的生物有共同的地方,揭示当今生物有共同的祖先,C正确;
D、通过比较古人类和现代人类的基因组序列,可以更好的了解人类的进化和迁移 ,D正确。
故选B。
16. 研究发现,c-myc、p53等基因的突变或异常表达可能导致结肠癌。正常的c-myc基因与细胞正常生长、分裂密切相关,正常的p53基因能够抑制细胞恶性增殖、诱导异常细胞凋亡。下列说法合理的是( )
A. 推测c-myc属于抑癌基因,p53属于原癌基因
B. DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失均会导致基因突变
C. 结肠癌细胞增殖过程中,各种基因的表达水平均显著提升
D. 与正常人相比,结肠癌患者癌细胞中c-myc甲基化程度通常较低
【答案】D
【解析】
【分析】原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
【详解】A、原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,正常的c-myc基因与细胞正常生长、分裂密切相关,正常的p53基因能够抑制细胞恶性增殖,说明c-myc属于原癌基因,p53属于抑癌基因,A错误;
B、DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,导致基因结构的改变,才会导致基因突变,比如DNA分子中非基因序列中碱基对的替换、增添或缺失不属于基因突变,B错误;
C、结肠癌细胞增殖过程中,并非各种基因的表达水平均显著提升,比如抑癌基因表达水平较低,C错误;
D、c-myc属于原癌基因,原癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变,因此与正常人相比,结肠癌患者癌细胞中c-myc甲基化程度通常较低,c-myc基因表达水平较高,D正确。
故选D。
二、非选择题(共5个题,满分52分)
17. 如图是有关生物变异来源的概念图,请据图回答下列问题:
(1)图中③的含义包括______________;④的含义是四分体时期非姐妹染色单体的互换而发生交换,导致______________的基因重组;
(2)将①的原理应用在育种中,常利用物理因素如______________或化学因素如______________来处理生物。(各举一例)
(3)通过一定的手段或方法使生物产生可遗传的变异,在育种上已有广泛的应用。
秋水仙素在多倍体育种和单倍体育种中都有使用,作用原理是______________,但是单倍体育种这种方法培育得到的植株一般自交的后代不会发生性状分离的原因是______________。
(4)低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是______________。
【答案】(1) ①. 替换、增添、缺失 ②. 染色单体上
(2) ①. X射线(或γ射线、紫外线、激光等) ②. 亚硝酸(或碱基类似物等)
(3) ①. 秋水仙素都能抑制细胞分裂时(有丝分裂)纺锤体的形成 ②. 每对染色体上成对的基因都是纯合的(都是纯合子)
(4)固定细胞的形态
【解析】
【分析】分析概念图:可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,其中基因重组包括交叉互换型和自由组合型两种。因此图中①表示基因突变,②表示基因重组,③表示增添、缺失或替换,④表示交叉互换。
【小问1详解】
图中③是基因突变的定义,故是指碱基对的替换、增添、缺失;④的含义是四分体时期非姐妹染色单体的互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组。
【小问2详解】
①表示基因突变,将①的原理应用在育种中,常利用物理因素如X射线(或γ射线、紫外线、激光等);也可用化学因素如亚硝酸(或碱基类似物等)来处理生物。
【小问3详解】
秋水仙素的作用原理是抑制细胞分裂时(有丝分裂)纺锤体的形成,导致染色体数目加倍;由于每对染色体上成对的基因都是纯合的,个体都是纯合子,故单倍体育种这种方法培育得到的植株一般自交的后代不会发生性状分离。
【小问4详解】
低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是固定细胞的形态。
18. 新冠病毒包膜表面的S-刺突糖蛋白被宿主细胞表面的受体识别,然后病毒包膜与宿主细胞膜融合,病毒核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞,完成感染过程。新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸在宿主细胞内大量复制,形成全长的-RNA和大小不等的-RNA,再以-RNA为模板合成大量的+RNA。
(1)该病毒侵入宿主细胞后,最先进行_____ 过程(填“复制”或“转录”或“翻译”)
(2)写出上述新冠病毒增殖过程中遗传信息的传递途径(标明+RNA或-RNA): __________、 _________。
(3)能否利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,分别用放射性同位素32P、35S标记的新冠病毒,侵染人肺细胞的方法来探究新型冠状病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质?________ (填“能”或“否”),其原因是:________。
【答案】(1)翻译 (2) ①. ②.
(3) ①. 否 ②. 因为新型冠状病毒侵染宿主细胞时,病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞,无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA
【解析】
【分析】新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸(+RNA)在宿主细胞内大量复制,形成全长的-RNA和大小不等的-RNA,再以-RNA为模板合成大量的+RNA。
【小问1详解】
由图可知,该病毒侵入宿主细胞后,最先进行翻译过程形成RNA复制酶。
【小问2详解】
新冠病毒增殖过程中(包括遗传物质的复制和以+RNA为模板进行的蛋白质的合成)遗传信息的传递途径:+RNA-RNA+RNA,+RNA蛋白质。
【小问3详解】
由于新型冠状病毒侵染宿主细胞时,病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞,无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA,因此不能利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,分别用放射性同位素32P、35S标记的新冠病毒。
19. 鹦鹉(ZW型性别决定)的毛色有白色、蓝色、黄色和绿色,由A/a和B/b两对等位基因共同决定,其中有一对等位基因只位于Z染色体上,相关作用机理如下图所示。研究人员用纯合蓝色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉进行了如下两个杂交实验。
杂交实验一:P:蓝色鹦鹉(♀)×黄色鹦鹉(♂)→F1:黄色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1;
杂交实验二:P:黄色鹦鹉(♀)×蓝色鹦鹉(♂)→F1:绿色鹦鹉(♀):绿色鹦鹉(♂)=1:1。
回答下列问题:
(1)鹦鹉毛色的遗传遵循基因的______定律。该实例体现了基因表达产物和性状的关系是______。
(2)鹦鹉的次级精母细胞中有______条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是______,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为______(不考虑性别)。
(3)杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2中绿色雄性鹦鹉的基因型共有______种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只______(填表型)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为______。
(4)控制鹦鹉羽毛有条纹(D)和无条纹(d)的基因位于另一对常染色体上。两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F₁雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹:黄色无纹:白色条纹:白色无纹=7:1:3:1。推测F2出现该表型比可能是由于基因型为______的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可进行的杂交实验是______,预测该杂交实验的结果为______。
【答案】(1) ①. (分离和)自由组合 ②. 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2) ①. 1或2 ②. BbZaW ③. 绿色鹦鹉:黄色鹦鹉:蓝色鹦鹉:白色鹦鹉=3:3:1:1
(3) ①. 4 ②. 白色(雌性)鹦鹉 ③. BBZAZa
(4) ①. Bd ②. 让F1中雄性鹦鹉测交(或与隐性纯合子杂交) ③. 子代中没有黄色无纹鹦鹉出现
【解析】
【分析】据图可知,基因A可控制酶1的合成,从而使白色物质变为蓝色,基因B可控制酶2的合成,从而使白色物质变为黄色,若蓝色物质和黄色物质同时存在,则为绿色。因此,若鹦鹉体内同时含有A和B基因,毛色为绿色;若鹦鹉体内含A基因,但不含B基因,毛色为蓝色;若鹦鹉体内含B基因,但不含A基因,毛色为黄色。根据杂交实验一和二可判断,A和a基因在Z染色体上,B和b基因在常染色体上。
【小问1详解】
据题意分析可知,鹦鹉毛色的遗传遵循基因的分离和自由组合定律。鹦鹉毛色体现了基因表达产物和性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
【小问2详解】
鹦鹉的次级精母细胞中有1(减数分裂Ⅱ前、中期)或2(减数分裂Ⅱ后、末期)条Z染色体。杂交实验一中,F1雌性鹦鹉的基因型是BbZaW,F1雄性鹦鹉的基因型是BbZAZa。F1雌雄鹦鹉随机交配,得到F2的表型及比例为绿色(B_ZA_):黄色(B_Za):蓝色(b_ZA_):白色(bbZa_)=3:3:1:1。
【小问3详解】
杂交实验二中,F1雌雄鹦鹉的基因型分别是BbZAW和BbZAZa,其随机交配得到的F2中,绿色雄性鹦鹉(B_ZAZ_)的基因型共有4种。欲判断F2中某只绿色雄性鹦鹉的基因型,可让其与多只白色雌性鹦鹉(bbZaW)杂交,若后代只出现绿色和黄色鹦鹉,则可判断其基因型为BBZAZa。
【小问4详解】
两只纯合鹦鹉杂交,F1全部表现为黄色条纹,F1雌雄鹦鹉随机交配,F2的表型及比例为黄色条纹:黄色无纹:白色条纹:白色无纹=7:1:3:1,符合9:3:3:1的变式,所以F1的基因型是BbDd,推测1F2出现该表型比可能是由于基因型为Bd的雄配子不育导致的。若要验证上述推测,可让F1中雄性鹦鹉测交,若子代中无黄色无纹鹦鹉出现,则说明该推测正确。
20. 图I是关于甲、乙两种遗传病的系谱图。甲病的相关基因用A、a表示,乙病的相关基因用B、b表示。用电泳检测该家系中1~4号个体的与乙病相关的基因,结果如图Ⅱ所示。不考虑其他遗传病与基因突变和染色体变异,回答下列问题:
(1)甲病的遗传方式是_____________遗传,该家系中一定是甲病致病基因携带者的是____(用数字表示)号个体。
(2)图Ⅱ中表示乙病致病基因的条带是____(填“条带1”或“条带2”)。
(3)4号个体的基因型是____,5号个体同时携带这两种病致病基因的概率是__________(用分数表示)。
(4)若6号个体与—个仅携带甲病致病基因的正常男性结婚,生育同时患这两种遗传病的孩子的概率是____。
【答案】(1) ①. 常染色体隐性 ②. 1、2
(2)条带2 (3) ①. AAXbY或AaXbY ②. 1/3
(4)1/48
【解析】
【分析】由系谱图可知,1号和2号不患病,生了患病的3号和4号,说明甲病、乙病都是隐性遗传病。因为3号是患病女性,而其父亲2号不患病,所以甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传。若乙病为常染色体隐性遗传病,那么1号和2号的基因型均为Bb,由电泳图可知,1号和2号的相关基因不相同,说明乙病不是常染色体隐性遗传病,而是伴X染色体隐性遗传病。
【小问1详解】
甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传,1号、2号的基因型为Aa,3号为aa,4、5、6号个体的基因型为AA或Aa,该家系中一定是甲病致病基因携带者的是1、2号个体。
【小问2详解】
乙病是伴X染色体隐性遗传,2号的基因型为XBY,所以条带1是正常基因的条带,条带2是致病基因的条带。
【小问3详解】
4号个体基因型是AAXbY或AaXbY。1号、2号的基因型为AaXBXb、AaXBY,5号个体的基因型为AaXBXb的概率为2/3×1/2=1/3。
【小问4详解】
仅携带甲病致病基因的正常男性的基因型为AaXBY,如果两人生育同时患两病的孩子,6号个体的基因型应该为AaXBXb,这种基因型的概率为2/3×1/2=1/3,两人生育同时患两病的孩子aaXbY的概率为1/3×1/4×1/4=1/48。
21. 普通小麦(6n=42)的籽粒中主要是直链淀粉,表现为非糯性,直链淀粉的含量与Wx基因呈高度正相关。小麦具有3对Wx基因(Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1),当这3对基因同时隐性纯合或缺失时,籽粒中主要是支链淀粉,表现为糯性。自然界中通常不存在糯小麦。请回答下列问题。
(1)在遗传学中,小麦糯性和非糯性可被称为_____。
(2)研究人员将两种非糯性小麦进行杂交,白火麦(缺失Wx-D1)为母本,关东107(缺失Wx-A1和Wx-B1)为父本,最终筛选出2株纯糯单株。在进行人工杂交时,需在花粉成熟前对亲本中的_____去雄再套袋,这些操作的目的是防止_____。该育种方法的原理是_____。
(3)利用玉米诱导小麦单倍体技术已被许多学者应用于糯小麦育种工作中,育种过程如下图所示。
①玉米与小麦的F1进行杂交,所得到的受精卵中玉米染色体全部丢失,原因可能是玉米与小麦为不同物种,存在_____。
②单倍体小麦体细胞中有_____个染色体组。用秋水仙素诱导可使染色体数目加倍,其作用原理是_____。该育种方式的优势是_____。
③进一步研究发现,玉米能够诱导单倍体的形成与玉米花粉中一种特异性磷脂酶基因(MTL)的突变有关。该突变体的产生是由于MTL基因中插入了4个碱基对,因此转录形成的mRNA提前出现了_____,导致磷脂酶肽链变短而失去功能。
(4)利用CRISPR/Cas9技术对普通小麦进行基因定点编辑,也可获得糯小麦。经鉴定该普通小麦含有Wx-A1和Wx-D1基因,天然缺失Wx-B1基因。CRISPR/Cas9系统主要包含向导RNA(gRNA)和核酸酶Cas9蛋白两个部分。应该根据基因_____的碱基序列设计gRNA靶位点。gRNA与靶基因结合,引导_____在靶基因相应位置剪切,从而对靶基因序列进行编辑。
【答案】(1)相对性状
(2) ①. 白火麦(母本) ②. 自身花粉及外来花粉的干扰 ③. 基因重组
(3) ①. 生殖隔离 ②. 3##三 ③. 抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极 ④. 能明显缩短育种年限 ⑤. 终止密码子
(4) ①. Wx-A1和Wx-D1 ②. Cas9蛋白
【解析】
【分析】多倍体育种原理:利用染色体变异,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丝的形成,染色体不能移动,使得已经加倍的染色体无法平均分配,细胞也无法分裂。当秋水仙素的作用解除后,细胞又恢复正常的生长,然后再复制分裂,就能得到染色体数目加倍的细胞。
【小问1详解】
相对性状是指同种生物同一性状的不同表现形式,在遗传学中,小麦的糯性和非糯性可被称为相对性状。
【小问2详解】
在进行人工杂交时,需在花粉成熟前对亲本中的白火麦(母本)去雄再套袋,其中在花粉成熟前去雄的目的是防止自花传粉,套袋处理的目的是防止外来花粉干扰;杂交育种所依据的原理是基因重组。
【小问3详解】
①不同物种之间存在生殖隔离,即不能在自然状态下交配或交配后也不能产生可育后代。
②分析题图可知,关东107与白火麦杂交得F1,F1与玉米杂交形成受精卵,受精卵的玉米染色体全部丢失,只有小麦配子的染色体,故含有3个染色体组;秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极;与杂交育种相比,单倍体育种的优势是明显缩短育种年限。
③mRNA是翻译的模板,其上三个相邻碱基可决定一个氨基酸,称为密码子,分析题意,该突变体的产生是由于MTL基因中插入了4个碱基对,因此转录形成的mRNA提前出现了终止密码,导致磷脂酶肽链变短而失去功能。
【小问4详解】
gRNA是向导RNA,能引导Cas9蛋白到达对应部位,结合题意可知,该普通小麦含有Wx-A1和Wx-D1基因,天然缺失Wx-B1基因,故应根据基因Wx-A1和Wx-D1的碱基序列设计gRNA靶位点;gRNA与靶基因结合,引导Cas9蛋白在靶基因相应位置剪切,从而对靶基因序列进行编辑。
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