精品解析：山东省威海市乳山市银滩高级中学2024-2025学年高二下学期期中考试生物试题

高二生物 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，将答题卡交回。 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 孟德尔运用假说－演绎法通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律。下列说法正确的是（ ） A. “体细胞中遗传因子是成对存在的”属于观察现象，提出问题 B. “测交后代出现了1:1:1:1的表型比例，与预测相符，由此证明对自由组合现象的解释是正确的”属于演绎推理 C. 后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象属于性状分离 D. 分离定律和自由组合定律均发生在配子形成的过程中 2. 某自花传粉植物（2n＝16）花粉粒形态是由产生花粉粒的植株基因型决定。将能产生椭圆形花粉粒的植株（AA）做父本，能产生圆形花粉粒的植株（aa）做母本，杂交得到F1，F1自交得到F2。下列说法正确的是（ ） A. 若观察到该植物某细胞内着丝粒排列在赤道板上，则该细胞中有16条染色体 B. F1植株产生的花粉粒中椭圆形:圆形＝1:1 C. F2所有植株产生的花粉粒的基因型中A:a＝3:1 D. F2植株产生的花粉粒的表型中椭圆形:圆形＝3:1 3. 研究小组根据某动物卵巢内细胞分裂过程中同源染色体对数的变化，绘制了下图所示曲线。下列说法正确的是（ ） A. AI段表示一次完整的减数分裂 B. BC段可能为有丝分裂的后期或减数分裂Ⅱ后期 C. FG段发生同源染色体的联会 D. HI段发生的细胞分裂一定为不均等分裂 4. 观察蝗虫（2n＝24）精巢内细胞分裂的某个时期发现，该时期染色体移向细胞两极。下列关于该时期细胞的说法，错误的是（ ） A. 若染色体数目:核DNA数目＝1:2，则该细胞应为初级精母细胞 B. 若观察到染色体数目为24，则该细胞应处于减数分裂Ⅱ后期 C. 若染色体数目:核DNA数目＝1:1，则该细胞应处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期 D. 若观察到染色体有13种形态，则该细胞应为初级精母细胞或有丝分裂状态的精原细胞 5. 大鼠的尖耳和圆耳分别由等位基因R和r控制，黄毛和褐毛分别由等位基因Y和y控制，已知Y/y和R/r是独立遗传的两对等位基因。让多只基因型为YyRr的雌雄大鼠做亲本，自由交配得到若干只F1，已知基因型为YY和rr的个体胚胎致死。下列说法正确的是（ ） A. R和r应位于一个DNA分子的两条链上 B. 亲代的雌雄配子随机结合后，遗传因子组合形式有16种 C. F1表型为尖耳黄毛的大鼠中，基因型为YyRr的个体约占2/3 D. F1中纯合子占1/6 6. 蝴蝶的体色由常染色体上的等位基因A/a控制，其基因型和表型的关系如下表所示，让一群白色蝴蝶做亲本进行杂交得到F1，F1随机交配产生F2，已知F1雄性中有2/5表现为黄色。下列说法正确的是（ ） 雌性 雄性 AA Aa aa AA Aa aa 白色 黄色 白色 A. 上述遗传现象为伴性遗传 B. 亲代雌蝶基因型可能是：AA:Aa:aa＝2:2:1 C. F1中白色个体占7/10 D. F2中黄色个体占9/50 7. 果蝇中控制翅型的基因位于常染色体上，野生型长翅果蝇种群中出现甲乙两种短翅突变体纯合子（均为单基因隐性突变）。为确定两种突变体变异基因所在位置，让两突变体杂交获得F1，F1随机交配获得F2。不考虑其他的变异出现，下列说法错误的是（ ） A. 若F1表现为短翅，则突变体甲是突变体乙的等位突变体 B. 若F1表现为长翅，则F1测交后代表现为长翅:短翅=1:1 C. 若F2表现为长翅:短翅=1:1或9:7，则翅长性状由两对等位基因控制 D. 若翅长性状由一对等位基因控制，则甲乙杂交的后代一定表现为短翅 8. 探究番茄的植株有无茸毛和果实颜色遗传时，做如下实验：让有茸毛红果植株和无茸毛黄果植株做亲本杂交，F1为有茸毛红果和无茸毛红果，F1中有茸毛红果自交，F2中有茸毛红果:有茸毛黄果:无茸毛红果:无茸毛黄果＝18:14:9:7。下列分析错误的是（ ） A. 果实颜色受两对独立遗传等位基因控制 B. 有茸毛基因存在纯合致死现象 C F2中杂合子占7/8 D. F2有茸毛黄果个体共有5种基因型 9. 实验者利用基因工程技术将两个高抗旱基因R成功转入到拟南芥（无R或相关基因）的染色体上，得到如下图所示的三种类型，图中黑点表示两个R基因在染色体上可能的整合位点。让转基因拟南芥进行自交或任意两株进行杂交，下列说法错误的是（ ） A. Ⅰ自交后代中高抗旱植株所占比例为100% B. 若自交后代中高抗旱植株所占比例为75%，则R整合位点属于图中的Ⅲ类型 C. Ⅱ和Ⅲ杂交后代中高抗旱植株所占比例为7/8 D. Ⅰ和Ⅲ杂交后代中高抗旱植株所占比例为100% 10. 某遗传病是由只位于X染色体上的两对等位基因（A/a和B/b）控制，当基因A、B同时存在时个体表现正常，其余情况均患病。下图表示该遗传病的家族系谱图，已知据Ⅰ1的基因型推断，其生育的儿子一定患病。下列说法正确的是（ ） A. 控制该遗传病的两对等位基因的遗传遵循自由组合定律 B. Ⅰ1的基因型为XABXab C. Ⅰ1与Ⅱ2基因型相同的概率为50% D. Ⅲ1患病的概率为50% 11. 下列关于发酵工程实施的各个环节及应用的说法，正确的是（ ） A. 发酵工程必须使用单一菌种 B. 若发酵产品是代谢产物，发酵结束后需采用过滤、沉淀等方法得到产品 C. 谷氨酸发酵生产中在酸性条件下易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷胺酰胺 D. 食品酸度调节剂柠檬酸可通过谷氨酸棒状杆菌发酵制得 12. 利用大麦生产精酿啤酒的生产工艺流程为：麦芽→焙烤→粉碎→糖化→过滤→煮沸→主发酵→后发酵→成品→罐装。下列说法正确的是（ ） A. 大麦中淀粉为酵母菌生长繁殖提供直接碳源 B. 焙烤的主要目的是对麦芽进行初步消毒 C. 发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都是在后发酵阶段完成 D. 后发酵阶段处于低温、密闭的环境下有利于形成澄清成熟的啤酒 13. 植物细胞悬浮培养技术在生产中有广泛应用，某兴趣小组利用该技术培养胡萝卜细胞并获取次级代谢物番茄红素的实验流程为：胡萝卜根外植体→愈伤组织→酶处理→悬浮细胞→番茄红素。下列说法正确的是（ ） A. 胡萝卜根外植体需用酒精消毒后用蒸馏水清洗2～3次 B. 形成愈伤组织的过程培养基中生长素用量与细胞分裂素用量的比值应大于1 C. 实验流程中应用胰蛋白酶处理愈伤组织方可制备悬浮细胞 D. 番茄红素不是生物生长和生存所必需的代谢物质，由特定组织或器官方可产生 14. 我国对奶类的总需求量巨大，但我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产量的主要因素之一，直接从国外引入优良品种的成年奶牛需要高昂的价格，通过研究胚胎发育的过程，并利用胚胎工程的方法培育优良品种的奶牛为解决上述问题提供了捷径。下列说法错误的是（ ） A. 精子入卵后，卵细胞膜会发生反应以阻止其他精子再进入卵内 B. 原肠胚进一步扩大导致透明带破裂后胚胎从中伸展出来的过程叫做孵化 C. 胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步 D. 若需要胚胎分割，则应选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚作为材料 15. 我国科学家利用体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术培育出了克隆猴“中中”和“华华”。下列说法错误的是（ ） A. 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B. 采集的卵母细胞必须在体外培养到减数第二次分裂中期方可去核 C. 在实际操作中，动物体细胞核移植往往是将供体细胞直接注入去核的卵母细胞中 D. 进行胚胎移植前，必须对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应 二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 16. 为研究等位基因A/a（Ⅱ号染色体上）、B/b、D/d在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上3对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。假设该志愿者8个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的精子的基因组成种类和比例相同。下列说法错误的是（ ） 等位基因 A a B b D d 精子编号 1 ＋ ＋ ＋ 2 ＋ ＋ 3 ＋ ＋ ＋ 4 ＋ ＋ 5 ＋ ＋ ＋ 6 ＋ ＋ 7 ＋ ＋ ＋ 8 ＋ ＋ A. 等位基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律 B. 等位基因A/a和B/b可能位于X、Y染色体的同源区段上 C. 利用D或d引物对女性志愿者卵细胞中基因进行PCR扩增，若扩增产物中有D或d基因，则可进一步确定等位基因D/d只位于X染色体上 D. 若考虑染色体的互换，则该志愿者最多可产生16种类型的精子 17. 某家系中存在甲、乙两种常染色体上的单基因遗传病，如图1所示。已知Ⅱ1的母亲是甲病患者：乙病患者中约80%是由α蛋白205位氨基酸缺失所致，20%是由α蛋白306位氨基酸替换所致。研究者设计了杂交探针1（能与编码205位氨基酸正常α蛋白的基因结合）和探针2（能与编码205位氨基酸缺失α蛋白的基因结合），利用两种探针对部分家庭成员的基因组进行分子杂交，结果如图2所示。下列说法错误的是（ ） A. Ⅲ2为患甲病女儿的概率是1/12 B. 仅就乙病而言，Ⅱ1和Ⅱ2的基因型相同 C. 利用这两种探针能对Ⅲ2是否患有乙病进行产前诊断 D. 如果Ⅲ2表型正常，用这两种探针检测出两条条带的概率为2/3 18. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（ ） A. 过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B. 离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C. 在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D. 粗提取的DNA中可能含有蛋白质 19. 已知某雌雄同株植物的雄性不育是细胞核基因（R/r）和线粒体基因（N/S，每细胞只含有其中的一个）互作的结果，与之相关的基因型可表示为“线粒体基因（细胞核基因）”，r和S互作引起雄配子不育的机理如图所示，该机理引起雄性不育在5月份气温较低时不育率为75%。下列说法正确的是（ ） A. 基因R/r和N/S的遗传不遵循基因的自由组合定律 B. 基因型为N（Rr）父本可通过精子将其N基因传递给子代 C. 若基因型为S（Rr）的若干个体在5月份开花并完成自交，则子代中基因型及对应比例为S（RR）:S（Rr）:S（rr）＝2:3:1 D. 若要获得基因型为S（Rr）的植株，应优先选择基因型为S（rr）的植株做母本 20. 一个抗原通常具有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是（ ） A. 单抗制备过程中需将能产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B. 单抗制备过程中可用灭活病毒诱导细胞融合 C. 利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗 D. p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21. 研究发现，蝴蝶中控制眼色（赤眼和黄眼）性状由等位基因A/a控制、肢型（长肢和短肢）由等位基因B/b控制，两对等位基因均位于常染色体上。某研究小组针对上述两种性状的遗传方式进行了一系列的实验探究。 （1）染色体互换现象应发生在______之间。若发生了上述现象，则基因型为Aa的蝴蝶减数分裂过程中A和a分离发生的时期可能是______。 （2）研究小组设计了下表所示的两组实验，根据表中结果可推知出肢型中显性性状为______，而眼色性状则无法确定其显隐性。 组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例 实验一 赤眼长肢×黄眼短肢 赤眼长肢:黄眼短肢:赤眼短肢:黄眼长肢＝1:1:1:1 实验二 长肢×长肢 长肢:短肢＝3:1 （3）为进一步探究眼色性状的显隐性，做如下假设：①赤眼为显性性状，请在答题纸对应方框中画出实验一中赤眼长肢亲本果蝇控制眼色的基因和控制肢型的基因在染色体上的位置（圆圈代表细胞，竖线代表染色体）______。若让F1随机交配，则F2中赤眼蝴蝶所占比例为______。②若赤眼为隐性性状，请在答题纸对应方框中画出实验一中赤眼长肢亲本果蝇控制眼色的基因和控制肢型的基因在染色体上的位置（圆圈代表细胞，竖线代表染色体）______。若让F1随机交配，则F2中赤眼蝴蝶所占比例为______。 22. 番茄是雌雄同花植物，花朵开放后可自花授粉也可异花授粉。已知等位基因M/m位于Ⅱ号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育；基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。另有一对等位基因R和r分别控制果实的红色和黄色。 （1）基因型为Mm的植株与基因型为mm的植株做亲本杂交得到F1，亲本中做母本的是______，该杂交中对母本进行的操作是______。 （2）基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占比例为______。 （3）为确定等位基因R/r是否位于Ⅱ号染色体上，研究小组做如下实验：选用可育大花红果MmRr自交，统计子代花大小和果实颜色的性状分离比。若出现______（写出性状及其对应的比例）的性状分离比，则两种情况均可确定R/r位于Ⅱ号染色体上：若出现______（写出性状及其对应的比例）的性状分离比，则可确定R/r不位于Ⅱ号染色体上。 （4）实验证明，R、r不位于Ⅱ号染色体上，以MmRr为亲本连续种植，若每代均随机授粉，则F2中可育红果植株所占比例为______。 （5）将外源基因H导入基因型为Mm的番茄中培育出转基因番茄甲，已知H基因只在雄配子中表达，喷施NAM可导致含H基因的雄配子死亡，且H在每条染色体上最多插入1个不影响其他基因。甲与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若甲中仅含有1个H基因，则H基因应插入到了______所在的染色体上；若甲中含有n个H基因，在与雄性不育植株杂交时不喷施NAM，则F1中不含H基因的雄性不育植株所占比例为______。 23. 塑化剂（DEHP，化学式为C24H38O4）可提高塑料制品的性能，但其在土壤、水源中的残留物不易被降解，属于2B类致癌物。为有效解决DEHP对环境造成的危害，研究人员经过不断筛选培养最终成功获得了3株能快速降解DEHP的微生物类群，经过毒理实验确证该菌群对环境无害，且在降解塑料后其培养物能够产生有效抑制多种病原菌（包括临床常见耐药菌）的活性物质。 （1）研究和应用能有效降解DEHP的微生物菌群的前提是______。实验室培养该菌群时，应将______作为唯一的碳源，还需添加一定量的氮源，原因是______。 （2）研究人员需在______的环境中取样，采用______法将单个细菌分散在固体培养基上，最终从中获得能稳定降解DEHP的菌种A1、A2和A3。如需计算一定体积的样品中某菌种的数量，可以利用______在显微镜下观察、计数，其统计结果一般比实际活菌数______，原因是______。 （3）将DEHP粉碎成粉末，均匀混合在无碳固体培养基中，接种经过稀释的三种菌液，通过培养皿中的分解圈来筛选并计数分解能力强的菌种时，发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，此时应采取的措施是______。改进实验方案后，培养一段时间后测得透明圈大小（D）与菌圈大小（d）（如图所示）应选择菌种______进行纯培养，该培养需经过配制培养基、______、______、分离和培养等步骤。 24. 结肠癌是发病率较高癌症之一，其发生、发展常与血管生成密切相关，通过对结肠癌的血管生成机制进行研究可以为结肠癌的治疗提供新方案。 （1）研究表明，M基因能控制M蛋白的合成，该蛋白通过抑制异常血管平滑肌细胞的增殖和迁移来影响血管生成。结肠癌患者血清中的M蛋白含量显著降低，据此推测，M基因可能是一种______（填“原癌”或“抑癌”）基因。采用PCR扩增M基因需先设计引物，引物需满足的条件是______，扩增过程中“复性”的目的是______。 （2）研究人员筛选到一种能够促进M基因表达的E蛋白，推测该作用是通过E蛋白与M基因启动子区域结合后促进______对启动子的识别和结合实现的。为验证E蛋白通过与M基因启动子结合发挥作用，研究小组设计如下两组实验：甲组细胞中转入表达载体“组成型启动子＋E基因＋终止子”和“突变的M基因启动子＋荧光素酶基因＋终止子”，其中组成型启动子可持续启动基因转录；乙组细胞中转入表达载体______。一段时间后收集细胞裂解液，检测荧光强度。结果显示乙组荧光强度明显高于甲组，由此证实推测。 （3）EMSA实验可用于验证DNA和蛋白质的相互作用，其原理是将蛋白质和过量的DNA探针一起保温，若两者能够相互作用则会形成复合物，电泳时复合物比游离探针（与蛋白质相互作用后剩余部分）移动慢，此时若DNA探针带有某种显色标记，则电泳结果将会呈现出两种条带。为进一步证实E蛋白与M基因启动子的相互作用，按下图所示的顺序依次加样进行EMSA实验，已知②③的加入量远大于⑤，②和⑤样液中探针P的碱基序列应与______的碱基序列相同。组3未显示出组2所示的两条带，说明______；实验中设置组3和组4的作用是为了说明______的结合具有特异性，而组5的作用则是为了说明______。 （4）利用上述研究成果，研究人员开发了药物X，该药物通过刺激E蛋白产生以促进M基因表达从而达到治疗结肠癌的作用。为检验药物X的药性，需将药物加入体外培养的结肠癌细胞中，结肠癌细胞应置于含有______的混合气体的CO2培养箱中培养，培养液需定期更换，其目的是______。 25. 某突变体大豆中Y基因过表达，过量的Y蛋白能与某些基因启动子序列结合，促进基因表达以增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。研究人员通过逆转录获得Y基因并将其下游终止密码子对应序列剔除，然后与载体上的绿色荧光蛋白基因（GFP）进行拼接获得融合基因Y－GFP，该融合基因成功表达的Y－GFP融合蛋白可用于Y蛋白调控机理的研究。 （1）转录时，mRNA应以DNA中的一条链为模板合成。下图甲所示为Y基因的一条链，图中标出了该单链上5＇端和3＇端的部分碱基序列，该链应为转录的______（填“模板链”或“非模板链”）。 （2）下乙图为根瘤农杆菌细胞中Ti质粒上T-DNA的部分区段，可将Y基因插入到T-DNA中通过根瘤农杆菌的______作用将Y基因转入大豆细胞中。如图乙所示T-DNA区段中在GFP上游有EcoRI（识别序列为5＇-GAACC-3＇）和BamHI（识别序列为5＇-GGATCC-3＇）识别序列，Y基因上则没有上述识别序列。欲将Y基因插入T-DNA上两识别序列之间，则需借助PCR技术在扩增Y基因的同时在其两侧加上识别序列，为此，应在Y基因左侧引物5＇端加上______识别序列；考虑到需将Y基因下游终止密码子对应序列剔除，请结合甲图中的序列推断，Y基因右侧的引物应为5＇-______-3＇（包括添加的限制酶识别序列，共写12个碱基）。 （3）将初步构建的Y-GFP基因表达载体转入大豆细胞后，在培养基中添加______以便筛选出含有Y-GFP融合基因的重组质粒。随后将筛选得到的两个不同细胞系进行分子水平上的检测，可通过______检测大豆的染色体DNA是否插入Y-GFP融合基因或融合基因是否转录出了mRNA；可通过______检测Y-GFP融合基因是否翻译成Y-GFP融合蛋白。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二生物 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，将答题卡交回。 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 孟德尔运用假说－演绎法通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律。下列说法正确的是（ ） A. “体细胞中遗传因子是成对存在的”属于观察现象，提出问题 B. “测交后代出现了1:1:1:1的表型比例，与预测相符，由此证明对自由组合现象的解释是正确的”属于演绎推理 C. 后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象属于性状分离 D. 分离定律和自由组合定律均发生在配子形成的过程中 【答案】D 【解析】 【分析】1、基因的分离定律的实质是：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。 2、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。 【详解】A、“体细胞中遗传因子是成对存在的”是孟德尔提出的假说内容之一，属于建立假说的阶段，而非观察现象、提出问题。观察现象阶段是发现F1自交后出现性状分离等现象，A错误； B、测交实验的实际结果与预测相符属于实验验证阶段，而演绎推理是根据假说推导测交的理论结果（如1:1:1:1），B错误； C、性状分离的定义是“杂种自交后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象”。若后代由测交（如Aa×aa）产生显隐性，则不属于性状分离，C错误； D、分离定律（同源染色体分离导致等位基因分离）和自由组合定律（非同源染色体自由组合导致非等位基因自由组合）均发生在减数分裂Ⅰ后期，即配子形成过程中，D正确。 故选D。 2. 某自花传粉植物（2n＝16）花粉粒形态是由产生花粉粒的植株基因型决定。将能产生椭圆形花粉粒的植株（AA）做父本，能产生圆形花粉粒的植株（aa）做母本，杂交得到F1，F1自交得到F2。下列说法正确的是（ ） A. 若观察到该植物某细胞内着丝粒排列在赤道板上，则该细胞中有16条染色体 B. F1植株产生的花粉粒中椭圆形:圆形＝1:1 C. F2所有植株产生的花粉粒的基因型中A:a＝3:1 D. F2植株产生的花粉粒的表型中椭圆形:圆形＝3:1 【答案】D 【解析】 【分析】根据题意分析可知：长形花粉（AA）的品种作父本与圆形花粉（aa）的品种作母本进行杂交得到F1，F1的基因型为Aa，F1自交得到F2，其基因型为AA、Aa和aa,比例为1：2：1． 【详解】A、若细胞处于有丝分裂中期，染色体数16条；若处于减数第二次分裂中期，染色体数为8条，A错误； B、F1基因型为Aa，其花粉粒形态由植株基因型决定（显性性状为椭圆形），因此所有花粉粒均为椭圆形，比例应为1:0，B错误； C、F2植株基因型为AA（25%）、Aa（50%）、aa（25%）。AA植株花粉全为A，Aa植株花粉A:a=1:1，aa植株花粉全为a。总花粉基因型比例为（25%×1 + 50%×0.5）:（50%×0.5 + 25%×1）=50%:50%，即A:a=1:1，C错误； D、F2植株中AA和Aa（占75%）产生的花粉为椭圆形，aa（占25%）产生的花粉为圆形，表型比例为椭圆形:圆形=3:1，D正确。 故选D。 3. 研究小组根据某动物卵巢内细胞分裂过程中同源染色体对数的变化，绘制了下图所示曲线。下列说法正确的是（ ） A. AI段表示一次完整的减数分裂 B. BC段可能为有丝分裂的后期或减数分裂Ⅱ后期 C. FG段发生同源染色体的联会 D. HI段发生细胞分裂一定为不均等分裂 【答案】C 【解析】 【分析】有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，同源染色体对数也加倍；减数第二次分裂后期不存在同源染色体。 【详解】A、观察可知，AF段同源染色体对数先加倍后恢复，这符合有丝分裂的特征；FI段同源染色体对数最终变为0，这是减数分裂的特征，所以AI段表示的是有丝分裂和减数分裂，并非一次完整的减数分裂，A错误； B、BC段同源染色体对数加倍，有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，同源染色体对数也加倍；而减数第二次分裂后期不存在同源染色体，所以BC段只能是有丝分裂后期，B错误； C、FG段处于减数第一次分裂过程，同源染色体的联会就发生在减数第一次分裂前期，C正确； D、HI段是减数第二次分裂，在雌性动物卵巢内，次级卵母细胞进行减数第二次分裂时是不均等分裂，但第一极体进行减数第二次分裂时是均等分裂，所以HI段发生的细胞分裂不一定为不均等分裂，D错误。 故选C。 4. 观察蝗虫（2n＝24）精巢内细胞分裂的某个时期发现，该时期染色体移向细胞两极。下列关于该时期细胞的说法，错误的是（ ） A. 若染色体数目:核DNA数目＝1:2，则该细胞应为初级精母细胞 B. 若观察到染色体数目为24，则该细胞应处于减数分裂Ⅱ后期 C. 若染色体数目:核DNA数目＝1:1，则该细胞应处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期 D. 若观察到染色体有13种形态，则该细胞应为初级精母细胞或有丝分裂状态的精原细胞 【答案】B 【解析】 【分析】1、有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）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；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 2、减数分裂过程： （1）减数第一次分裂间期：染色体的复制。 （2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；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、若染色体数目:核DNA数目=1:2，说明每条染色体含两个姐妹染色单体。在染色体移向两极的后期阶段，仅减数第一次分裂后期（初级精母细胞）满足此比例，A正确； B、若染色体数目为24，可能为减数第一次分裂后期（同源染色体分离，染色体数目仍为24）或减数第二次分裂后期（姐妹染色体分离，染色体数目加倍至24），B错误； C、若染色体数目:核DNA数目=1:1，说明姐妹染色单体已分离。此时细胞可能处于有丝分裂后期（染色体数目48）或减数Ⅱ后期（染色体数目24），C正确； D．蝗虫雄性体细胞含11对常染色体（形态相同）和XY性染色体（形态不同），共13种形态。初级精母细胞（减数Ⅰ）和有丝分裂的精原细胞均含此形态数目，D正确； 故选B。 5. 大鼠的尖耳和圆耳分别由等位基因R和r控制，黄毛和褐毛分别由等位基因Y和y控制，已知Y/y和R/r是独立遗传的两对等位基因。让多只基因型为YyRr的雌雄大鼠做亲本，自由交配得到若干只F1，已知基因型为YY和rr的个体胚胎致死。下列说法正确的是（ ） A. R和r应位于一个DNA分子的两条链上 B. 亲代的雌雄配子随机结合后，遗传因子组合形式有16种 C. F1表型为尖耳黄毛的大鼠中，基因型为YyRr的个体约占2/3 D. F1中纯合子占1/6 【答案】C 【解析】 【分析】自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 【详解】A、等位基因R和r位于同源染色体的相同位置，而非同一DNA分子的两条链，A错误； B、基因型为YyRr的大鼠，产生的雌雄配子各有4种（YR、Yr、yR、yr），由于存在致死的显性，所以结合方式小于16种，B错误； C、尖耳黄毛基因型为Yy（黄毛）且R-（尖耳），Yy占存活个体2/3，Rr占R-的2/3，YyRr在尖耳黄毛中占比为（2/3×2/3）/（2/3×1/3+2/3×2/3）=2/3，C正确； D、纯合子仅yyRR存活，概率为（1/3×1/3）=1/9，而非1/6，D错误。 故选C。 6. 蝴蝶的体色由常染色体上的等位基因A/a控制，其基因型和表型的关系如下表所示，让一群白色蝴蝶做亲本进行杂交得到F1，F1随机交配产生F2，已知F1雄性中有2/5表现为黄色。下列说法正确的是（ ） 雌性 雄性 AA Aa aa AA Aa aa 白色 黄色 白色 A. 上述遗传现象为伴性遗传 B. 亲代雌蝶基因型可能是：AA:Aa:aa＝2:2:1 C. F1中白色个体占7/10 D. F2中黄色个体占9/50 【答案】D 【解析】 【分析】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、由题意可知，控制体色的基因位于常染色体，而伴性遗传涉及性染色体，因此该现象为从性遗传，并非伴性遗传，A错误； B、亲代雌蝶若为AA:Aa:aa=2:2:1，则A配子比例为(2/5×1)+(2/5×1/2)=3/5≠2/5，与F₁雄性中2/5黄色（需A配子占2/5）矛盾，B错误； C、F₁雌性全为白色（占1/2），雄性中白色占3/5（占1/2×3/5=3/10），总白色比例为1/2+3/10=8/10=4/5≠7/10，C错误； D、F₁雌性产生A配子占1/5，a占4/5；雄性同理。F₂基因型比例为AA:1/25，Aa:8/25，aa:16/25。雄性中黄色（AA+Aa）占9/25，故F₂黄色个体占比为9/25×1/2=9/50，D正确。 故选D。 7. 果蝇中控制翅型的基因位于常染色体上，野生型长翅果蝇种群中出现甲乙两种短翅突变体纯合子（均为单基因隐性突变）。为确定两种突变体变异基因所在位置，让两突变体杂交获得F1，F1随机交配获得F2。不考虑其他的变异出现，下列说法错误的是（ ） A. 若F1表现为短翅，则突变体甲是突变体乙的等位突变体 B. 若F1表现为长翅，则F1测交后代表现为长翅:短翅=1:1 C. 若F2表现为长翅:短翅=1:1或9:7，则翅长性状由两对等位基因控制 D. 若翅长性状由一对等位基因控制，则甲乙杂交的后代一定表现为短翅 【答案】B 【解析】 【分析】在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合，互不干扰，各自独立分配到配子中去。 【详解】A、假设控制长翅和短翅的基因用A/a代表，若F1表现为短翅，说明甲、乙的突变基因互为等位（如a1a1×a2a2→a1a2，隐性纯合表现为短翅），因此甲和乙是同一基因的不同隐性突变体，A正确； B、若F1表现为长翅，说明甲、乙的突变位于不同基因（如aaBB×AAbb→AaBb，显性存在时表现为长翅），测交时，F1（AaBb）与隐性纯合体（aabb）杂交，子代基因型为AaBb（长翅）、Aabb（短翅）、aaBb（短翅）、aabb（短翅），长翅：短翅=1：3，B错误； C、若F2长翅：短翅=1：1或9：7，说明翅型由两对等位基因控制，用A/a、B/b表示这两对基因，突变体基因型是aaBB和AAbb，F1基因是AaBb，如果两对基因遵循自由组合定律，则子代长翅：短翅=9：7，如果两对基因位于一对染色体上，F1产生的配子Ab：aB=1：1，随机交配F2中AAbb：aaBB：AaBb=1：1：1，长翅：短翅=1：1，C正确； D、若翅型由一对等位基因控制，甲、乙必为同一隐性突变（如a1a1×a2a2→a1a2），后代均为隐性纯合，表现为短翅，D正确。 故选B。 8. 探究番茄的植株有无茸毛和果实颜色遗传时，做如下实验：让有茸毛红果植株和无茸毛黄果植株做亲本杂交，F1为有茸毛红果和无茸毛红果，F1中有茸毛红果自交，F2中有茸毛红果:有茸毛黄果:无茸毛红果:无茸毛黄果＝18:14:9:7。下列分析错误的是（ ） A. 果实颜色受两对独立遗传等位基因控制 B. 有茸毛基因存在纯合致死现象 C. F2中杂合子占7/8 D. F2有茸毛黄果个体共有5种基因型 【答案】C 【解析】 【分析】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、F2中红果：黄果=27：21=9：7，可以推断果实颜色受两对独立遗传的等位基因控制，遵循基因的自由组合定律（如A_B_为红果，其他为黄果），A正确； B、F1有茸毛红果自交后，F2有茸毛：无茸毛=2：1，说明显性纯合（DD）致死，B正确； C、F2中杂合子概率=1-纯合子概率。纯合子需同时满足无茸毛（dd）和果实颜色纯合（AABB、aabb、AAbb、aaBB），概率为1/3×4/16=1/12，故杂合子占11/12，而非7/8，C错误； D、有茸毛黄果（Dd）的果实颜色基因型为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb，共5种，D正确。 故选C。 9. 实验者利用基因工程技术将两个高抗旱基因R成功转入到拟南芥（无R或相关基因）的染色体上，得到如下图所示的三种类型，图中黑点表示两个R基因在染色体上可能的整合位点。让转基因拟南芥进行自交或任意两株进行杂交，下列说法错误的是（ ） A. Ⅰ自交后代中高抗旱植株所占比例为100% B. 若自交后代中高抗旱植株所占比例为75%，则R的整合位点属于图中的Ⅲ类型 C. Ⅱ和Ⅲ杂交后代中高抗旱植株所占比例为7/8 D. Ⅰ和Ⅲ杂交后代中高抗旱植株所占比例为100% 【答案】B 【解析】 【分析】根据题意和图示分析可知： Ⅰ类型中，一对同源染色体上均具有R基因，即相当于纯合子，该个体能够稳定遗传； Ⅱ类型中，一对同源染色体上只有一条染色体上具有R基因，该个体相当于杂合子，该个体不能稳定遗传； Ⅲ类型中，两对同源染色体上分别有一条染色体上具有R基因，相当于双杂合子，并且遵循基因的自由组合定律。 【详解】A、Ⅰ中两个抗性基因转入一对同源染色体中，自交后代都是高抗旱植株，A正确； B、如果R的整合位点属于图中的Ⅲ类型，由于两个R基因分别转入两对同源染色体中，分别用R1、R2表示两个基因，则Ⅲ类型植株基因型为R10R20，产生的配子，R1R2：R10：R20:00=1:1:1:1，后代不抗旱植株0000的比例为1/16，抗旱植株比例为15/16，B错误； C、Ⅱ产生的配子R1R2：0=1:1，Ⅲ产生的配子比例，R1R2：R10：R20:00=1:1:1:1，所以后代不抗植株比例为1/2×1/4=1/8，高抗旱植株所占比例为7/8，C正确； D、Ⅰ植株产生的配子都含抗旱基因，所以Ⅰ和Ⅲ杂交后代中高抗旱植株所占比例为100%，D正确。 故选B。 10. 某遗传病是由只位于X染色体上的两对等位基因（A/a和B/b）控制，当基因A、B同时存在时个体表现正常，其余情况均患病。下图表示该遗传病的家族系谱图，已知据Ⅰ1的基因型推断，其生育的儿子一定患病。下列说法正确的是（ ） A. 控制该遗传病的两对等位基因的遗传遵循自由组合定律 B. Ⅰ1的基因型为XABXab C. Ⅰ1与Ⅱ2基因型相同的概率为50% D. Ⅲ1患病的概率为50% 【答案】D 【解析】 【分析】已知该遗传病由位于X染色体上的两对等位基因(A/a和B/b)控制，说明这两对等位基因不遵循基因自由组合定律，当基因A B同时存在时表现正常，其余情况均患病。 【详解】A、该遗传病是由位于X染色体上的两对等位基因(A和B/6)控制，两对基因连锁，不符合基因的自由组合定律，A错误; B、I1个体表现正常，生育的儿子都会患病，则其X染色体上不会同时出现A和B，基因型为XAbXaB，I2基因型为XABY，B错误； C、Ⅱ2基因型为XAbXAB或者XaBXAB，Ⅰ1与Ⅱ2基因型相同的概率为0，C错误； D、Ⅱ2基因型为XAbXAB或者XaBXAB，Ⅱ3基因为XABY，Ⅲ1患病概率为XAbY或XaBY，故患病概率为50%，D正确。 故选D。 11. 下列关于发酵工程实施的各个环节及应用的说法，正确的是（ ） A. 发酵工程必须使用单一菌种 B. 若发酵产品是代谢产物，发酵结束后需采用过滤、沉淀等方法得到产品 C. 谷氨酸发酵生产中在酸性条件下易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷胺酰胺 D. 食品酸度调节剂柠檬酸可通过谷氨酸棒状杆菌发酵制得 【答案】C 【解析】 【详解】发酵工程： （1）定义：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品；主要为微生物细胞本身或者其代谢产物； （2）分离、提纯产物：产品若是微生物细胞，在发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；产品若是微生物代谢物，则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。 【分析】A、发酵工程并非必须使用单一菌种，实际生产中，可利用混合菌种发酵，发挥不同菌种的协同作用，比如传统酿酒中就有多种微生物参与，A错误； B、若发酵产品是代谢产物，对于胞内代谢产物，需先破碎细胞，再采用提取、分离和纯化等方法；过滤、沉淀一般用于分离菌体（单细胞蛋白等 ）或不溶于水的产物，并非代谢产物通用的获取方法，B错误； C、谷氨酸发酵中，在酸性条件下，谷氨酸会与氨结合形成谷氨酰胺和N−乙酰谷氨酰胺，影响谷氨酸产量，而在中性或弱碱性条件下利于谷氨酸积累，C正确； D、柠檬酸由黑曲霉发酵生产，谷氨酸棒状杆菌用于生产谷氨酸，D错误。 故选C。 12. 利用大麦生产精酿啤酒的生产工艺流程为：麦芽→焙烤→粉碎→糖化→过滤→煮沸→主发酵→后发酵→成品→罐装。下列说法正确的是（ ） A. 大麦中的淀粉为酵母菌生长繁殖提供直接碳源 B. 焙烤的主要目的是对麦芽进行初步消毒 C. 发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都是在后发酵阶段完成 D. 后发酵阶段处于低温、密闭的环境下有利于形成澄清成熟的啤酒 【答案】D 【解析】 【分析】我国是世界上啤酒的生产和消费大国。 啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。 【详解】A、淀粉属于多糖，酵母菌不能直接利用，需糖化分解为葡萄糖后才能作为碳源，因此淀粉并非直接碳源，A错误； B、焙烤的主要目的是杀死大麦种子的胚，停止麦芽发芽但不使淀粉酶失活，而非消毒，B错误； C、主发酵阶段酵母菌活跃，大部分糖分解并生成酒精和CO₂，后发酵主要用于沉淀杂质和缓慢代谢剩余糖分，C错误； D、后发酵在低温、密闭条件下进行，可抑制微生物活动、促进CO₂溶解及杂质沉淀，使啤酒澄清成熟，D正确； 故选D。 13. 植物细胞悬浮培养技术在生产中有广泛应用，某兴趣小组利用该技术培养胡萝卜细胞并获取次级代谢物番茄红素的实验流程为：胡萝卜根外植体→愈伤组织→酶处理→悬浮细胞→番茄红素。下列说法正确的是（ ） A. 胡萝卜根外植体需用酒精消毒后用蒸馏水清洗2～3次 B. 形成愈伤组织的过程培养基中生长素用量与细胞分裂素用量的比值应大于1 C. 实验流程中应用胰蛋白酶处理愈伤组织方可制备悬浮细胞 D. 番茄红素不是生物生长和生存所必需的代谢物质，由特定组织或器官方可产生 【答案】D 【解析】 【分析】植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 【详解】A、外植体消毒通常用70%酒精和氯化汞等，消毒后需用无菌水而非蒸馏水清洗，避免污染，A错误； B、愈伤组织形成时，生长素与细胞分裂素的比值适中（通常接近1），而非大于1（比值高诱导生根，低则生芽），B错误； C、植物细胞壁成分为纤维素和果胶，需用纤维素酶和果胶酶处理，而非胰蛋白酶（用于动物细胞），C错误； D、番茄红素是次级代谢产物，非生长必需，由特定细胞在特定阶段合成，D正确。 故选D。 14. 我国对奶类的总需求量巨大，但我国奶牛的单产水平还存在一定差距。奶牛品种是影响产量的主要因素之一，直接从国外引入优良品种的成年奶牛需要高昂的价格，通过研究胚胎发育的过程，并利用胚胎工程的方法培育优良品种的奶牛为解决上述问题提供了捷径。下列说法错误的是（ ） A. 精子入卵后，卵细胞膜会发生反应以阻止其他精子再进入卵内 B. 原肠胚进一步扩大导致透明带破裂后胚胎从中伸展出来的过程叫做孵化 C. 胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步 D. 若需要胚胎分割，则应选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚作为材料 【答案】B 【解析】 【分析】胚胎移植指的是将雌性动物的早期胚胎（如桑葚胚或囊胚），移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使其继续发育为新个体的技术。胚胎分割是指借助显微操作技术，将早期胚胎（桑葚胚或囊胚）分割成2等份、4等份或更多份，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。。 【详解】A、精子入卵后，卵细胞膜会立即发生卵细胞膜反应，阻止其他精子进入，这是防止多精受精的机制之一，A正确； B、胚胎的孵化发生在囊胚期，此时透明带破裂，胚胎伸展出来。原肠胚阶段已脱离透明带，故B错误； C、胚胎移植前需对受体进行同期发情处理，使供体与受体生理状态同步，确保胚胎正常发育，C正确； D、胚胎分割应选择发育良好的桑椹胚或囊胚，此时细胞分化程度低，分割后易存活，D正确。 故选B。 15. 我国科学家利用体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术培育出了克隆猴“中中”和“华华”。下列说法错误的是（ ） A. 动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植 B. 采集的卵母细胞必须在体外培养到减数第二次分裂中期方可去核 C. 在实际操作中，动物体细胞核移植往往是将供体细胞直接注入去核的卵母细胞中 D. 进行胚胎移植前，必须对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应 【答案】D 【解析】 【分析】动物细胞核移植技术： 1、概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 2、原理：动物细胞核的全能性。 3、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。 【详解】A、动物体细胞分化程度高，恢复全能性较难，而胚胎细胞分化程度低，核移植更易成功，因此体细胞核移植难度更高，A正确； B、卵母细胞需在体外培养至减数第二次分裂中期（MⅡ中期），此时细胞核成熟且易于操作，B正确； C、实际操作中，常通过显微操作将供体细胞直接注入去核的卵母细胞，再通过电融合法使两者细胞膜融合，从而完成核移植，C正确； D、胚胎移植时，受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，因此无需进行供体与受体的免疫检查，D错误。 故选D。 二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 16. 为研究等位基因A/a（Ⅱ号染色体上）、B/b、D/d在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上3对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。假设该志愿者8个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的精子的基因组成种类和比例相同。下列说法错误的是（ ） 等位基因 A a B b D d 精子编号 1 ＋ ＋ ＋ 2 ＋ ＋ 3 ＋ ＋ ＋ 4 ＋ ＋ 5 ＋ ＋ ＋ 6 ＋ ＋ 7 ＋ ＋ ＋ 8 ＋ ＋ A. 等位基因A/a和B/b的遗传遵循自由组合定律 B. 等位基因A/a和B/b可能位于X、Y染色体的同源区段上 C. 利用D或d引物对女性志愿者卵细胞中基因进行PCR扩增，若扩增产物中有D或d基因，则可进一步确定等位基因D/d只位于X染色体上 D. 若考虑染色体的互换，则该志愿者最多可产生16种类型的精子 【答案】ABD 【解析】 【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、该生物产生的配子中，aB∶Ab∶AB∶ab=4∶4∶0∶0，说明A/a、B/b两对基因不能自由组合，即A/a、B/b在一对同源染色体上，且A和b连锁，a和B连锁，不遵循自由组合定律，A错误； B、由于A/a位于Ⅱ号染色体上，即位于常染色体上，而A/a、B/b在一对同源染色体上，且A和b连锁，a和B连锁，因此等位基因A/a和B/b不会位于X、Y染色体的同源区段上，B错误； C、由表可知，该雄性动物产生的精子中一半含D基因，另一半无D和d基因，说明D基因可能位于X或Y染色体上，但不在X、Y染色体的同源区，因为同源区段上就应该是都有该基因或者其等位基因，女性个体没有Y染色体，若利用D或d引物对女性志愿者卵细胞中基因进行PCR扩增，若扩增产物中有D或d基因，则可进一步确定等位基因D/d只位于X染色体上，C正确； D、A/a、B/b在一对同源染色体上，D位于X染色体上，个体的基因型为AaBbXDY，若考虑染色体的互换，AaBb会产生4种类型的配子，则AaBbXDY产生配子的类型最多为4×2=8种，D错误。 故选ABD。 17. 某家系中存在甲、乙两种常染色体上的单基因遗传病，如图1所示。已知Ⅱ1的母亲是甲病患者：乙病患者中约80%是由α蛋白205位氨基酸缺失所致，20%是由α蛋白306位氨基酸替换所致。研究者设计了杂交探针1（能与编码205位氨基酸正常α蛋白的基因结合）和探针2（能与编码205位氨基酸缺失α蛋白的基因结合），利用两种探针对部分家庭成员的基因组进行分子杂交，结果如图2所示。下列说法错误的是（ ） A. Ⅲ2为患甲病女儿的概率是1/12 B. 仅就乙病而言，Ⅱ1和Ⅱ2的基因型相同 C. 利用这两种探针能对Ⅲ2是否患有乙病进行产前诊断 D. 如果Ⅲ2表型正常，用这两种探针检测出两条条带的概率为2/3 【答案】BCD 【解析】 【分析】甲、乙两病均表现为“双亲正常，女儿患病”，据此可判断甲、乙两病均为常染色体上隐性遗传病。 【详解】A、根据Ⅰ-1和Ⅰ-2无病的父母生出有甲病的女儿，说明甲病为常染色体隐性遗传病，设甲病的致病基因为b，则Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型均为Aa，Ⅱ-2基因型为1/3AA、2/3Aa，已知Ⅱ-1的母亲是甲病患者（aa），则Ⅱ-1基因型为Aa，因此Ⅲ-2为患甲病女儿的概率是2/3×1/4×1/2=1/12，A正确； B、Ⅰ-1和Ⅰ-2无病的父母生出有乙病的女儿，说明乙病为常染色体隐性遗传病，设控制乙病的正常基因为B，设编码α蛋白205位氨基酸缺失蛋白的基因为b1，编码α蛋白306位氨基酸替换蛋白基因为b2，探针1和2分别能与编码205位氨基酸正常α蛋白和205位氨基酸缺失α蛋白的基因结合，Ⅰ-1个体表现正常，含B基因，根据图2可知，Ⅰ-1只有探针1处有条带，说明其不含b1基因，又因其生出Ⅱ-3患乙病女儿，则Ⅰ-1基因型为Bb2，根据图2可知，Ⅱ-2号探针2处有条带，其表现正常，说明Ⅱ-2基因型为Bb1，其中b1只能遗传自Ⅰ-2，Ⅰ-2表现正常，说明Ⅰ-2基因型为Bb1，Ⅲ-1患乙病，探针1和2处均有条带，说明Ⅲ-1基因型为b1b2，则b2只能来自Ⅱ-1，因此表现正常的Ⅱ-1基因型为Bb2，故仅就乙病而言，Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型不相同，B错误； C、Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型分别为Bb2、Bb1，Ⅲ-2的基因型为BB、Bb2、Bb1和b1b2，由于探针1能与B基因和b2基因产生杂交带，探针2能与b1产生杂交带，因此Bb1（正常）和b1b2（患病）产生的杂交带相同，故不能用这两种探针对Ⅲ-2是否患有乙病进行产前诊断，C错误； D、如果Ⅲ-2表型正常，则基因型可能为BB（只能与探针1形成杂交带）、Bb2（只能与探针1形成杂交带）、Bb1（能与探针1和2形成杂交带），因此用这两种探针检测出两条条带的概率为1/3，D错误。 故选BCD。 18. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（ ） A. 过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B. 离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C. 在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D. 粗提取的DNA中可能含有蛋白质 【答案】B 【解析】 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确； B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误； C、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确； D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 故选B。 19. 已知某雌雄同株植物的雄性不育是细胞核基因（R/r）和线粒体基因（N/S，每细胞只含有其中的一个）互作的结果，与之相关的基因型可表示为“线粒体基因（细胞核基因）”，r和S互作引起雄配子不育的机理如图所示，该机理引起雄性不育在5月份气温较低时不育率为75%。下列说法正确的是（ ） A. 基因R/r和N/S的遗传不遵循基因的自由组合定律 B. 基因型为N（Rr）的父本可通过精子将其N基因传递给子代 C. 若基因型为S（Rr）的若干个体在5月份开花并完成自交，则子代中基因型及对应比例为S（RR）:S（Rr）:S（rr）＝2:3:1 D. 若要获得基因型为S（Rr）的植株，应优先选择基因型为S（rr）的植株做母本 【答案】AD 【解析】 【分析】根据题干信息和图形分析，r基因控制合成X蛋白，X蛋白促进S基因表达合成细胞毒性蛋白，细胞毒性蛋白导致雄配子不育，即只有r和S的花粉是不育的；受精卵中的细胞核基因一半来自于卵细胞，一半来自于精子，而细胞质基因几乎都来自于卵细胞。 【详解】A、N/S基因位于细胞质的线粒体内，不遵循分离定律，因此基因R/r和N/S的遗传不遵循基因的自由组合定律，A正确； B、子代的细胞质基因来自母本，父本的细胞质基因不会传递给子代，因此基因型为N（Rr）的父本不能通过精子将其N基因传递给子代，B错误； C、若基因型为 S（Rr）的植株自交，由于花粉S（r）在5月份气温较低时不育率为75%，因此S（Rr）产生的雌配子R∶r=1∶1，雄配子R∶r=4∶1，后代比例为S（RR）∶S（Rr）∶S（rr）=4∶5∶1，C错误； D、由于细胞核基因父母各提供一半，细胞质基因来自于母本，且只有r和S的花粉是不育的，因此若要获得基因型为S（Rr）的植株，应优先选择S（rr）为母本，因为该个体不需要去雄，D正确。 故选AD。 20. 一个抗原通常具有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是（ ） A. 单抗制备过程中需将能产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B. 单抗制备过程中可用灭活病毒诱导细胞融合 C. 利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗 D. p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况 【答案】ABD 【解析】 【分析】根据题干信息“一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体”，非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多个抗原决定簇，所以可以刺激机体产生多种抗体。每个抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。 【详解】A、单抗制备过程中通常将经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，A正确； B、灭活病毒诱导细胞融合是诱导动物细胞融合特有的方法，B正确； C、非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72 后，可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗，C错误； D、p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。 故选ABD 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21. 研究发现，蝴蝶中控制眼色（赤眼和黄眼）性状由等位基因A/a控制、肢型（长肢和短肢）由等位基因B/b控制，两对等位基因均位于常染色体上。某研究小组针对上述两种性状的遗传方式进行了一系列的实验探究。 （1）染色体互换现象应发生在______之间。若发生了上述现象，则基因型为Aa的蝴蝶减数分裂过程中A和a分离发生的时期可能是______。 （2）研究小组设计了下表所示的两组实验，根据表中结果可推知出肢型中显性性状为______，而眼色性状则无法确定其显隐性。 组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例 实验一 赤眼长肢×黄眼短肢 赤眼长肢:黄眼短肢:赤眼短肢:黄眼长肢＝1:1:1:1 实验二 长肢×长肢 长肢:短肢＝3:1 （3）为进一步探究眼色性状的显隐性，做如下假设：①赤眼为显性性状，请在答题纸对应方框中画出实验一中赤眼长肢亲本果蝇控制眼色的基因和控制肢型的基因在染色体上的位置（圆圈代表细胞，竖线代表染色体）______。若让F1随机交配，则F2中赤眼蝴蝶所占比例为______。②若赤眼为隐性性状，请在答题纸对应方框中画出实验一中赤眼长肢亲本果蝇控制眼色的基因和控制肢型的基因在染色体上的位置（圆圈代表细胞，竖线代表染色体）______。若让F1随机交配，则F2中赤眼蝴蝶所占比例为______。 【答案】（1） ①. 四分体的非姐妹染色单体 ②. 体减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期 （2）长肢 （3） ①. ②. 7/16 ③. 或 ④. 9/16 【解析】 【分析】基因的自由组合定律的实质是：杂合子在减数分裂形成配子的过程中，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。 【小问1详解】 染色体互换发生在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换导致基因重组。若发生了互换，则姐妹染色单体上会出现等位基因，因此同源染色体上的等位基因A和a的分离发生在减数第一次分裂后期，而姐妹染色单体上的A和a的分离发生在减数第二次分裂后期。 【小问2详解】 根据实验二可知，亲本均为长肢，子代出现了短肢，因此长肢为显性性状。 【小问3详解】 ①若赤眼为显性性状，则实验一的亲本为A-B-×aabb，子代为四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，说明A-B-能产生四种数量相等的配子，则亲本赤眼长肢的基因型为AaBb，且两对基因独立遗传，遵循自由组合定律，故实验一中赤眼长肢亲本果蝇控制眼色的基因和控制肢型的基因在染色体上的位置为 。 F1基因型和比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1，若让F1随机交配，单独考虑眼色，子一代Aa∶aa=1∶1，产生的配子类型和比例为A∶a=（1/2×1/2）∶（1/2×1/2+1/2）=1∶3，F2中黄眼aa的比例为3/4×3/4=9/16，则F2中赤眼蝴蝶所占比例为1-9/16=7/16。 ②若赤眼为隐性性状，则实验一的亲本为aaB-×A-bb，子代为四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，说明亲本基因型为aaBb×Aabb，两对基因无论在一对同源染色体上还是在两对同源染色体上，子代都会出现四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，因此实验一中赤眼长肢亲本果蝇控制眼色的基因和控制肢型的基因在染色体上的位置为 或 。 无论两对基因在一对同源染色体上还是在两对同源染色体上，F1均为Aa∶aa=1∶1，产生的配子类型和比例为A∶a=（1/2×1/2）∶（1/2×1/2+1/2）=1∶3，F2赤眼aa的比例为3/4×3/4=9/16。 22. 番茄是雌雄同花植物，花朵开放后可自花授粉也可异花授粉。已知等位基因M/m位于Ⅱ号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育；基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。另有一对等位基因R和r分别控制果实的红色和黄色。 （1）基因型为Mm的植株与基因型为mm的植株做亲本杂交得到F1，亲本中做母本的是______，该杂交中对母本进行的操作是______。 （2）基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占比例为______。 （3）为确定等位基因R/r是否位于Ⅱ号染色体上，研究小组做如下实验：选用可育大花红果MmRr自交，统计子代花大小和果实颜色的性状分离比。若出现______（写出性状及其对应的比例）的性状分离比，则两种情况均可确定R/r位于Ⅱ号染色体上：若出现______（写出性状及其对应的比例）的性状分离比，则可确定R/r不位于Ⅱ号染色体上。 （4）实验证明，R、r不位于Ⅱ号染色体上，以MmRr为亲本连续种植，若每代均随机授粉，则F2中可育红果植株所占比例为______。 （5）将外源基因H导入基因型为Mm的番茄中培育出转基因番茄甲，已知H基因只在雄配子中表达，喷施NAM可导致含H基因的雄配子死亡，且H在每条染色体上最多插入1个不影响其他基因。甲与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若甲中仅含有1个H基因，则H基因应插入到了______所在的染色体上；若甲中含有n个H基因，在与雄性不育植株杂交时不喷施NAM，则F1中不含H基因的雄性不育植株所占比例为______。 【答案】（1） ①. mm ②. mm花开后套袋，采集Mm的花粉涂（撒）在mm的柱头上，套袋 （2）1/6 （3） ①. 大花红果:小花黄果＝3:1和大花黄果:大花红果:小花红果＝1:2:1 ②. 大花红果:大花黄果:小花红果:小花黄果＝9:3:3:1 （4）5/8 （5） ①. M基因 ②. 1/2n 【解析】 【分析】基因的自由组合定律的实质是：杂合子在减数分裂形成配子的过程中，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。 【小问1详解】 由于基因型为mm的植株只产生可育雌配子，因此基因型为Mm的植株与基因型为mm的植株做亲本杂交得到F1，亲本中做母本的是mm植株，由于该植株花朵开放后可自花授粉也可异花授粉，因此该杂交中应对母本mm花开后套袋，待花粉成熟后采集Mm的花粉涂（撒）在mm的柱头上，再次套袋，防止外来花粉为其受粉。 【小问2详解】 基因型为Mm的植株自交一代的基因型为MM∶Mm∶mm=1∶2∶1，由于基因型为mm的植株只产生可育雌配子，故不能继续自交，则子一代1/3MM、2/3Mm继续自交一次，后代中雄性不育植株（mm）所占比例为2/3×1/4=1/6。 【小问3详解】 已知等位基因M/m位于Ⅱ号染色体上，为确定等位基因R/r是否位于Ⅱ号染色体上，可选用可育大花红果MmRr自交，统计子代花大小和果实颜色的性状分离比。若R/r位于Ⅱ号染色体上，则两对基因连锁，一种情况是M和R连锁，m和r连锁，此时MmRr自交后代基因型及比例为MMRR∶MmRr∶mmrr=1∶2∶1，表型比为大花红果∶小花黄果＝3∶1；另一种情况是M和r连锁，m和R连锁，此时MmRr自交后代基因型及比例为MMrr∶MmRr∶mmRR=1∶2∶1，表型比为大花黄果∶大花红果∶小花红果＝1∶2∶1；若R/r不位于Ⅱ号染色体上，则两对基因遵循自由组合定律，MmRr自交后代基因型及比例为M-R-∶M-rr∶mmR-∶mmrr=9∶3∶3∶1，即表现为大花红果∶大花黄果∶小花红果∶小花黄果＝9∶3∶3∶1。 【小问4详解】 若R、r不位于Ⅱ号染色体上，则两对基因遵循自由组合定律，MmRr随机授粉得到的子一代M-R-∶M-rr∶mmR-∶mmrr=9∶3∶3∶1，单独分析每对基因，MM∶Mm∶mm=1∶2∶1，RR∶Rr∶rr=1∶2∶1，由于mm的个体只产生可育雌配子，因此子一代产生的雌配子为M∶m=1∶1，而产生的雄配子M∶m=（1/3+2/3×1/2）∶（2/3×1/2）=2∶1，随机授粉得到的子二代mm=1/2×1/3=1/6，故M-=5/6，子一代产生的雌雄配子都是R∶r=1∶1，故随机授粉得到的子二代中R-=3/4，因此两对基因综合分析，F2中可育红果植株所占比例为5/6×3/4=5/8。 【小问5详解】 将外源基因H导入基因型为Mm的番茄中培育出转基因番茄甲，且H在每条染色体上最多插入1个不影响其他基因，则甲的基因型为HMm，甲与雄性不育植株（mm）杂交，在形成配子时喷施NAM，结果子一代均表现为雄性不育，说明子一代的基因型为mm，因此可推测含M的雄配子致死，结合题意“H基因只在雄配子中表达，喷施NAM可导致含H基因的雄配子死亡”，可推测H基因应插入到了M基因所在的染色体上；若植株甲的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有1个H基因位于M所在染色体上，由于H在每条染色体上最多插入1个，即2条同源染色体上不能同时存在H基因，则植株甲（Mm）产生的不含H基因的雄配子的比例为1/2n，雄性不育植株（mm）产生的雌配子为m（不含H基因），若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。 23. 塑化剂（DEHP，化学式为C24H38O4）可提高塑料制品的性能，但其在土壤、水源中的残留物不易被降解，属于2B类致癌物。为有效解决DEHP对环境造成的危害，研究人员经过不断筛选培养最终成功获得了3株能快速降解DEHP的微生物类群，经过毒理实验确证该菌群对环境无害，且在降解塑料后其培养物能够产生有效抑制多种病原菌（包括临床常见耐药菌）的活性物质。 （1）研究和应用能有效降解DEHP的微生物菌群的前提是______。实验室培养该菌群时，应将______作为唯一的碳源，还需添加一定量的氮源，原因是______。 （2）研究人员需在______的环境中取样，采用______法将单个细菌分散在固体培养基上，最终从中获得能稳定降解DEHP的菌种A1、A2和A3。如需计算一定体积的样品中某菌种的数量，可以利用______在显微镜下观察、计数，其统计结果一般比实际活菌数______，原因是______。 （3）将DEHP粉碎成粉末，均匀混合在无碳固体培养基中，接种经过稀释的三种菌液，通过培养皿中的分解圈来筛选并计数分解能力强的菌种时，发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，此时应采取的措施是______。改进实验方案后，培养一段时间后测得透明圈大小（D）与菌圈大小（d）（如图所示）应选择菌种______进行纯培养，该培养需经过配制培养基、______、______、分离和培养等步骤。 【答案】（1） ①. 防止杂菌污染，获得纯净各类细菌培养物 ②. DEHP ③. 氮源是细菌合成蛋白质、核酸等物质必需的 （2） ①. 富含DEHP的土壤或水体 ②. 平板划线法和稀释涂布平板法 ③. 细菌计数板或血细胞计数板 ④. 多 ⑤. 显微镜下统计的是活菌数和死菌数的总和 （3） ①. 将培养液适当稀释后再进行接种或者适当缩短培养时间 ②. A1 ③. 灭菌 ④. 接种 【解析】 【分析】微生物常见的接种的方法：(1)平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。 【小问1详解】 研究和应用能有效降解DEHP的微生物菌群的前提是防止杂菌污染，获得纯净的各类细菌培养物。该实验的目的是筛选能快速降解DEHP的微生物类群，因此应以DEHP（C24H38O4）作为唯一碳源的选择培养基来筛选。由于DEHP（C24H38O4）不含氮素，但氮源是细菌合成蛋白质、核酸等物质必需的，因此培养基内还需要添加氮源。 【小问2详解】 该实验的目的是筛选能快速降解DEHP的微生物类群，根据生物的适应性可知，在相应的环境中更容易筛选得到快速降解DEHP的微生物类群，因此研究人员需在富含DEHP的土壤或水体的环境中取样，采用平板划线法和稀释涂布平板法将单个细菌分散在固体培养基上，最终从中获得能稳定降解DEHP的菌种A1、A2和A3。利用显微镜计数需要使用细菌计数板或血细胞计数板，由于显微镜下不能区分死菌和活菌，因此统计的菌体包括活菌和死菌，故其统计结果一般比实际活菌数多。 【小问3详解】 若发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，说明培养基中菌落数偏多，所以应采取的措施是将培养液适当稀释后再进行接种或者适当缩短培养时间，这样可以减少培养基上的菌落数。分析图可知，图中A1的D/d值最大，说明对DEHP的降解效果最佳，因此应选用A1菌种进行纯培养，该培养需经过配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 24. 结肠癌是发病率较高的癌症之一，其发生、发展常与血管生成密切相关，通过对结肠癌的血管生成机制进行研究可以为结肠癌的治疗提供新方案。 （1）研究表明，M基因能控制M蛋白的合成，该蛋白通过抑制异常血管平滑肌细胞的增殖和迁移来影响血管生成。结肠癌患者血清中的M蛋白含量显著降低，据此推测，M基因可能是一种______（填“原癌”或“抑癌”）基因。采用PCR扩增M基因需先设计引物，引物需满足的条件是______，扩增过程中“复性”的目的是______。 （2）研究人员筛选到一种能够促进M基因表达的E蛋白，推测该作用是通过E蛋白与M基因启动子区域结合后促进______对启动子的识别和结合实现的。为验证E蛋白通过与M基因启动子结合发挥作用，研究小组设计如下两组实验：甲组细胞中转入表达载体“组成型启动子＋E基因＋终止子”和“突变的M基因启动子＋荧光素酶基因＋终止子”，其中组成型启动子可持续启动基因转录；乙组细胞中转入表达载体______。一段时间后收集细胞裂解液，检测荧光强度。结果显示乙组荧光强度明显高于甲组，由此证实推测。 （3）EMSA实验可用于验证DNA和蛋白质的相互作用，其原理是将蛋白质和过量的DNA探针一起保温，若两者能够相互作用则会形成复合物，电泳时复合物比游离探针（与蛋白质相互作用后剩余部分）移动慢，此时若DNA探针带有某种显色标记，则电泳结果将会呈现出两种条带。为进一步证实E蛋白与M基因启动子的相互作用，按下图所示的顺序依次加样进行EMSA实验，已知②③的加入量远大于⑤，②和⑤样液中探针P的碱基序列应与______的碱基序列相同。组3未显示出组2所示的两条带，说明______；实验中设置组3和组4的作用是为了说明______的结合具有特异性，而组5的作用则是为了说明______。 （4）利用上述研究成果，研究人员开发了药物X，该药物通过刺激E蛋白产生以促进M基因表达从而达到治疗结肠癌的作用。为检验药物X的药性，需将药物加入体外培养的结肠癌细胞中，结肠癌细胞应置于含有______的混合气体的CO2培养箱中培养，培养液需定期更换，其目的是______。 【答案】（1） ①. 抑癌 ②. 能与M基因母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 ③. 使引物通过碱基互补配对与模板DNA结合 （2） ①. RNA聚合酶 ②. “组成型启动子＋E基因＋终止子”和“M基因启动子＋荧光素酶基因＋终止子” （3） ①. M基因启动子 ②. 细胞核蛋白提取物中的E蛋白全部与无标记的探针P结合，未能与有标记的探针P结合 ③. 细胞核蛋白提取物与探针P ④. 细胞核蛋白提取物中与探针P结合的的确是E蛋白 （4） ①. 95%空气和5%CO2 ②. 防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 【解析】 【分析】PCR的全称是多聚酶链式反应，其原理是体外DNA双链复制。与体内DNA复制相比，PCR技术的特点：一方面复制次数不受细胞分裂次数的限制，可在短时间里大量复制DNA；另一方面只复制目的基因片段，即两引物之间的DNA片段。 【小问1详解】 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。M基因能控制M蛋白的合成，该蛋白通过抑制异常血管平滑肌细胞的增殖和迁移来影响血管生成。因此M基因可能是一种抑癌基因。采用PCR扩增M基因需先设计引物，引物需能与M基因母链的一段碱基序列互补配对，才能保证M基因的扩增。扩增过程包括变性、复性和延伸，其中复性的目的是使引物通过碱基互补配对与模板DNA结合。 【小问2详解】 RNA聚合酶能与基因的启动子识别并结合，启动转录过程。该实验的目的是验证E蛋白通过与M基因启动子结合发挥作用，因此自变量为E蛋白是否能与M基因的启动子结合，甲组细胞中转入表达载体“组成型启动子＋E基因＋终止子”和“突变的M基因启动子＋荧光素酶基因＋终止子”，该组突变的M基因启动子不能被E基因表达的E蛋白识别，因此乙组细胞中转入表达载体“组成型启动子＋E基因＋终止子”和“M基因启动子＋荧光素酶基因＋终止子”，该组E基因表达的蛋白质能与M基因的启动子结合，一段时间后收集细胞裂解液，检测荧光强度。 【小问3详解】 根据题意，EMSA实验可在体外验证DNA和蛋白质的相互作用，其原理是将蛋白质和用放射性同位素标记的DNA探针一同保温，电泳时探针和蛋白质相互作用形成的复合物比游离的探针移动的慢，处理后标记可显色，根据（2）中的结论，是E蛋白通过与M基因启动子区域结合，促进M基因的表达，因此探针P的碱基序列应与M基因启动子的序列相同。实验3与2组相比加了无标记的探针P，电泳结果中组3只有游离的有标记的探针P一个条带，说明细胞核蛋白提取物中的E蛋白全部与无标记的探针P结合，未能与有标记的探针P结合，因此没有出现相对分子质量更大的组2中的那个条带。实验4组中加入了无标记的突变探针P，实验3、4组无标记的探针不会出现显色条带，故设置组3和组4的作用是说明细胞核蛋白提取物与探针P的结合是具有特异性的，而5组加入了E蛋白的抗体，使E蛋白不能与M基因启动子结合，电泳图中没有出现组2中的上面条带，说明与探针P结合的确实是E蛋白。 【小问4详解】 动物细胞培养的气体条件是95%空气和5%CO2。定期更换培养液的目的是防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 25. 某突变体大豆中Y基因过表达，过量的Y蛋白能与某些基因启动子序列结合，促进基因表达以增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。研究人员通过逆转录获得Y基因并将其下游终止密码子对应序列剔除，然后与载体上的绿色荧光蛋白基因（GFP）进行拼接获得融合基因Y－GFP，该融合基因成功表达的Y－GFP融合蛋白可用于Y蛋白调控机理的研究。 （1）转录时，mRNA应以DNA中的一条链为模板合成。下图甲所示为Y基因的一条链，图中标出了该单链上5＇端和3＇端的部分碱基序列，该链应为转录的______（填“模板链”或“非模板链”）。 （2）下乙图为根瘤农杆菌细胞中Ti质粒上T-DNA的部分区段，可将Y基因插入到T-DNA中通过根瘤农杆菌的______作用将Y基因转入大豆细胞中。如图乙所示T-DNA区段中在GFP上游有EcoRI（识别序列为5＇-GAACC-3＇）和BamHI（识别序列为5＇-GGATCC-3＇）识别序列，Y基因上则没有上述识别序列。欲将Y基因插入T-DNA上两识别序列之间，则需借助PCR技术在扩增Y基因的同时在其两侧加上识别序列，为此，应在Y基因左侧引物5＇端加上______识别序列；考虑到需将Y基因下游终止密码子对应序列剔除，请结合甲图中的序列推断，Y基因右侧的引物应为5＇-______-3＇（包括添加的限制酶识别序列，共写12个碱基）。 （3）将初步构建的Y-GFP基因表达载体转入大豆细胞后，在培养基中添加______以便筛选出含有Y-GFP融合基因的重组质粒。随后将筛选得到的两个不同细胞系进行分子水平上的检测，可通过______检测大豆的染色体DNA是否插入Y-GFP融合基因或融合基因是否转录出了mRNA；可通过______检测Y-GFP融合基因是否翻译成Y-GFP融合蛋白。 【答案】（1）非模板链 （2） ①. 转化 ②. EcoRI ③. GGATCCATGTTC （3） ①. 潮霉素 ②. PCR技术 ③. 抗原－抗体杂交 【解析】 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【小问1详解】 起始密码子位于mRNA上，mRNA上的碱基与基因模板链上的碱基互补，因此与起始密码子（5’AUG3’）对应的基因模板链上的碱基序列为3’TAC5’，对应非模板链上的碱基序列为5’ATG3’，终止密码子5’UAG3’对应的基因模板链上的碱基序列为3’ATC5’，对应非模板链上的碱基序列为5’TAG3’，结合图示单链的碱基序列可知，5’首端为ATG，末端为TAG，因此图示链为转录的非模板链。 【小问2详解】 转化是指将目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。可将Y基因插入到T-DNA中通过根瘤农杆菌的转化作用将Y基因转入大豆细胞中。据图乙可知，T-DNA区段中在GFP上游有EcoRI（识别序列为5＇-GAACC-3＇）和BamHI（识别序列为5＇-GGATCC-3＇）识别序列，Y基因上则没有上述识别序列。欲将Y基因插入T-DNA上两识别序列之间，则需要在Y基因的上游添加EcoRI酶的识别序列，即在Y基因左侧引物5＇端加上EcoRI识别序列；Y基因模板链的3＇端要靠近启动子，Y基因右侧的引物应含有BamHI的识别序列，且Y基因下游终止密码子对应序列（3’ATC5’）还应该剔除，因此结合Y基因的非模板链上的碱基序列可知Y基因右侧的引物应为5’GGATCCATGTTC3’。 【小问3详解】 由于重组质粒上含有潮霉素抗性基因，因此将初步构建的Y-GFP基因表达载体转入大豆细胞后，在培养基中添加潮霉素以便筛选出含有Y-GFP融合基因的重组质粒。若要检测大豆的染色体DNA是否插入Y-GFP融合基因或融合基因是否转录出了mRNA，常用PCR技术扩增。若要检测是否翻译成Y-GFP融合蛋白，常用抗原-抗体杂交技术。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$