内容正文:
高一年级下学期期末学业质量监测
生 物 学
考生注意:
1. 答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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。
一、选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 科学家在人类微生物组中发现了一种类病毒样实体,其遗传物质是由约1 000个碱基组成的环状单链RNA,它和病毒一样为专性细胞内寄生。下列有关叙述正确的是( )
A. 类病毒寄生在活细胞中,是比细胞还微小的生命系统层次
B. 类病毒在宿主细胞内增殖时所需要的原料均由宿主细胞提供
C. 类病毒遗传物质是环状RNA,结构稳定,不会发生突变
D. 类病毒的出现对DNA是主要遗传物质的观点发起了挑战
2. 生物体内的化合物种类多样,下列有关叙述正确的是( )
A. 细胞中大多数无机盐以化合物形式存在,少数以离子形式存在
B. 熟肉易消化是因为高温破坏了蛋白质的肽键,使其容易被蛋白酶水解
C. 几丁质是一种生物大分子,其基本骨架是由若干相连的氮原子构成的
D. 与萌发的玉米种子相比,休眠的玉米种子中自由水与结合水的比值更低
3. 人工肾能部分替代真正的肾脏作用。患者的血液在中空纤维中一侧流动,一种称为透析液的水溶液在中空纤维内外相反方向流动。血液中的小分子废物通过血液透析膜(中空纤维壁)进入透析液中(如图所示)。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,其功能复杂程度主要与蛋白质有关
B. 透析液和血液以相反的方向流动有利于患者血液中的代谢废物迅速排出
C. 血液透析膜主要利用了细胞膜选择透过性,其能主动选择特定离子通过
D. 透析液需维持与血浆相似的离子浓度,以平衡渗透压并防止血浆有用物质流失
4. 巨噬细胞需要四处移动以发挥免疫功能,其伸出伪足吞噬病原体的过程依赖于肌动蛋白骨架的动态重组。如图为巨噬细胞中ATP合成与利用的示意图,其中①②表示相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 伪足处肌动蛋白骨架的动态重组过程需要过程②提供能量
B. 依据结构与功能相适应的观点,推测伪足基部聚集了较多的线粒体
C. 能量Q1的来源与叶肉细胞的不完全相同,酶1与酶2均能降低活化能
D. 巨噬细胞中过程②的反应速率远大于过程①,以满足其旺盛的能量需求
5. 细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中一个关键酶。细胞通过一系列机制调节呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述错误的是( )
A. 在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B. PFK1合成缺陷型细胞在营养物质较匮乏时可能无法正常生存
C. 蓝细菌、酵母菌和哺乳动物成熟的红细胞中都可能含有PFK1
D. 若适当升高马铃薯块茎储藏库中的O₂浓度,则会减少酸味的产生
6. 番茄营养丰富,果蔬皆宜。图1是温室栽种的番茄在不同条件下的光合速率(用CO₂的吸收速率表示)变化曲线。图2表示番茄叶肉细胞内的线粒体和叶绿体的各种关系,据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 当环境中CO₂浓度为a时,限制番茄光合速率的外界因素是光照强度
B. 在低光照强度且CO₂浓度为b时,番茄光合作用固定CO₂的速率为m
C. 在高光照强度且CO₂浓度为c时,其叶肉细胞的状态如图2中④所示
D. 高光照强度时,突然将CO₂浓度由b升高至c,短时间内C₅含量将增加
7. 生物体内的细胞会经历生长、增殖、衰老、死亡的生命历程,下列有关叙述正确的是( )
A. 分裂间期,细胞完成 DNA 分子复制,但细胞不会生长
B. 一般情况下,细胞分化程度越高,表现出全能性越弱
C. 被病原体感染的细胞的死亡均属于细胞凋亡,受基因调控
D. 自由基攻击 DNA,使染色体上的端粒缩短,引起细胞衰老
8. 2024 年 4 月 4 日,CA 杂志发布的最新全球癌症统计报告指出,约 1/5 的人一生中会罹患癌症,约 1/9 的男性和 1/12 的女性会死于癌症。下列有关叙述错误的是( )
A. 与正常细胞相比,癌细胞形态结构改变,且能无限增殖
B. 癌细胞中控制酶蛋白合成的基因可能发生了突变或甲基化
C. 癌变往往与原癌基因功能的丧失和抑癌基因的过度激活有关
D. 减少接触致癌因子(如吸烟)是预防细胞癌变重要措施
9. 某小组在进行几种生物的杂交实验时,出现了以下几种结果:
①红色花紫茉莉与白色花紫茉莉杂交,F1全为粉色花,F1自交,F2中红色花:粉色花:白色花 = 1:2:1;
②某种黄色毛家鼠相互交配,F1为黄色毛和黑色毛,比例为 2:1;
③两株圆球形南瓜杂交,F1全为扁盘形,F1自交,F2中扁盘形:圆球形:长圆形 = 9:6:1。
下列有关叙述不合理的是( )
A. ①中红色花和白色花个体均为纯合子
B. ②中的黄色毛家鼠中纯合子不能存活
C. ③中 F2的圆球形南瓜中纯合子占 1/3
D. ①②均遵循基因的分离定律,③不遵循
10. 鸡的羽毛有芦花和非芦花两种,由 Z 染色体上的一对等位基因决定,芦花为显性性状,被广泛应用于鸡的早期性别鉴定。下列有关鸡的叙述,正确的是( )
A. 正常体细胞中含有两条 Z 染色体的个体性别为雌性
B. 芦花母鸡与非芦花公鸡杂交,可根据子代羽毛特征区分雌雄
C. 芦花公鸡将芦花基因传递给后代母鸡和公鸡的概率不相等
D. 芦花母鸡与芦花公鸡杂交,若后代出现非芦花,则一定是公鸡
11. 如图是某家族两种遗传病的系谱图,Ⅱ - 4 不含这两种病的致病基因,甲病相关基因用 A、a 表示,乙病相关基因用 B、b 表示。已知甲、乙两种病中只有一种是伴性遗传病,不考虑相关基因位于性染色体的同源区段,下列判断错误的是( )
A. 若两种遗传病为红绿色盲和多指,则甲病为多指
B. Ⅱ - 2 的乙病致病基因来自Ⅰ - 1,且不会传递给Ⅲ - 2
C. Ⅲ - 3 含有甲病的致病基因,不含有乙病的致病基因
D. 若Ⅲ - 2 妻子的基因型与Ⅲ - 3 相同,则后代正常的概率为 7/32
12. 某植物体内某基因(一条链的序列为 5' - ATGCCCTGACTA - 3')转录的 mRNA 翻译后生成四肽。若该基因发生突变,导致第二个密码子由 CCU 变为 CUC(注:CCU、CUC、GAG、UCA 分别编码脯氨酸、亮氨酸、谷氨酸、丝氨酸)。下列有关叙述错误的是( )
A. 该基因突变后转录模板链的序列为 5' - TGAGTCAGGCAT - 3'
B. 该基因突变可能发生在 DNA 复制过程中,且突变为其等位基因
C. 该基因突变后,肽链的第二个氨基酸由脯氨酸变为亮氨酸
D. 该突变基因表达时所需的 tRNA 种类与正常时不同
13. 下图为 DNA 分子片段的结构模式图,不考虑变异,下列有关叙述正确的是( )
A. DNA 分子中氢键数等于碱基数对的 2 倍
B. 图中的④表示磷酸基团,其参与构成鸟嘌呤脱氧核苷酸
C. 若 a 链中 (A + T) 占 60%,则子代 DNA 中碱基 A 的比例可能大于 30%
D. 若该 DNA 复制 4 次,则共消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为原 DNA 的 8 倍
14. MS2 噬菌体是一种由 RNA 和蛋白质组成的病毒,其专门寄生在某些大肠杆菌中。科学家用 MS2 噬菌体替换 T2 噬菌体模拟噬菌体侵染细菌实验:用放射性同位素分别标记 MS2 噬菌体的 RNA(32P)和蛋白质(35S)。实验结果为32P 标记组上清液的放射性很低,沉淀物的放射性很高,新形成的子代噬菌体中有放射性,35S 标记组上清液的放射性很高,沉淀物的放射性很低,新形成的子代噬菌体中无放射性。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测 MS2 噬菌体侵染大肠杆菌时,只有 RNA 进入宿主细胞,蛋白质不进入
B. 实验中32P 主要标记 RNA 的磷酸基团,35S 主要标记蛋白质中氨基酸的 R 基
C. HIV也是由RNA和蛋白质组成的病毒,该实验可以用HIV来替换MS2噬菌体
D. 该实验能证明RNA是MS2噬菌体的遗传物质,其可以将遗传信息传递给子代噬菌体
15. 生物学研究领域中,实验方法对于揭示生命现象的本质起着至关重要的作用,下列关于实验方法的叙述,正确的是( )
A. 探究酵母菌细胞呼吸的方式及植物细胞吸水和失水实验均属于对比实验
B. 用不同颜色的橡皮泥构建的一对同源染色体属于物理模型
C. 摩尔根利用假说—演绎法证明基因在染色体上呈线性排列
D. 梅塞尔森和斯塔尔利用放射性同位素标记法证明DNA半保留复制
16. 赵黎明博士团队在调查河南省原生鱼类资源时,在济源市大峪河中发现了一种鱼类新物种——济水马口鱼,该种鱼偏爱水流平缓、沙砾底质的清澈浅溪。下列有关叙述错误的是( )
A. 济水马口鱼被称为新物种是因为和其他已知鱼类存在生殖隔离
B. 大峪河中的所有济水马口鱼的全部基因组成了该种群的基因库
C. 济水马口鱼与其生存的大峪河环境之间相互影响、协同进化
D. 人类活动可能会影响济水马口鱼的生存从而使其发生定向变异
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 河南是我国的小麦主产区之一,由于全球气候剧变,低温胁迫已成为小麦光合受阻、产量减少的重要因素之一。科学家探究了4℃低温处理对不同品种小麦叶片光合速率的影响,结果如下图(CK是常温对照组)。回答下列问题:
(1)该实验的自变量为___________,因变量为______。
(2)据图可以得出的结论有_________(答出2点)。
(3)肉眼观察同位置叶片的叶色深度,发现百农4199和百农5819的叶色深度高于矮抗58和周麦18的。为了进一步比较各品种叶片的叶绿素含量,应提取叶片中的色素后用____________(填试剂)分离色素并比较____________(填颜色)色素带的宽窄;还可利用分光光度法测定叶绿素含量,该方法根据有色物质对光的吸收程度来确定物质的含量,应提取叶片中的色素后用其对___________光的吸收值来进行估算。
(4)研究发现,低温对_________(填“暗反应”或“光反应”)速率抑制更显著,导致电子受体NADP⁺供应不足,水分解产生的多余电子传递给O₂形成超氧阴离子自由基,超氧阴离子自由基的积累会________,导致光合速率下降。
18. 果蝇是遗传学研究的常用材料,果蝇体色的灰身和黑身、翅型的长翅和短翅及眼色的红眼和白眼为三对相对性状,分别由基因A/a、B/b、E/e控制。下图为某灰身长翅红眼果蝇体细胞内的染色体组成示意图和X、Y染色体的放大图。回答下列问题:
(1)体色、翅型和眼色三对性状中,显隐性性状分别是________。
(2)现有各种表型的雌雄果蝇,请利用图中果蝇设计实验验证自由组合定律。
实验思路:______________。
预期实验结果:___________。
(3)某科研工作者在白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的杂交后代中发现了一只可育红眼雌果蝇(X⁰X⁰Y),该异常果蝇的形成原因最可能是__________。若该异常果蝇进行减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离,另1条染色体随机移向细胞一极,则该异常果蝇形成的配子类型及比例为__________(各种配子的形成机会相同)。
19. 已知人体皮肤中黑色素细胞具有分裂能力且能合成黑色素,黑色素与头发变白、脸上长斑有直接关联。酪氨酸酶与黑色素形成的关系如图1所示,图2是黑色素细胞中遗传信息的部分传递过程。回答下列问题:
(1)图1中基因控制性状的方式为____________。
(2)图1中,与过程b相比,过程a中特有的碱基配对方式是______;图1中的过程a、b分别对应于图2中的过程______。图2中的酶1和酶2均可破坏______键。
(3)结合题干及图1分析,白化病人头发变白的原因可能是____________。
(4)科学家发现,酪氨酸酶基因启动子区发生甲基化会显著阻碍酶2与酪氨酸酶基因结合,从而使得转录不能正常进行。某化妆品公司宣称其“美白霜”能通过抑制酪氨酸酶基因甲基化来实现淡斑效果。请从基因表达角度评价宣传的科学性,并简要说明原因:_________。
20. 图1是某XY二倍体高等动物个体的细胞在不同分裂时期的图像,图2为该动物细胞的分裂时期与每条染色体中DNA含量的关系曲线。回答下列问题:
(1)该动物个体的性染色体组成是______,判断理由是_________。
(2)若图1的4个细胞都存在亲、子代细胞的关系,则它们出现的先后顺序是____________(用箭头和文字表示)。乙、丁分别处于图2中的______、______(填字母)阶段。
(3)图3细胞发生了______(填染色体变异类型)。若该动物某细胞分裂过程中发生了图3所示的变异,且B/b基因位于性染色体上,变异细胞进行减数分裂时,所有染色体同源区段先联会再均相互分离,不考虑其他变异,则该变异细胞进行减数分裂产生染色体数目正常配子的概率为______。
21. 第四纪大冰期,大熊猫的祖先——小种大熊猫从云南扩散至广西,广西四周多被山地、高原环绕,阻挡了来自北方的寒流,成为生物的“避难所”,从而加剧了此地生物之间的生存斗争。在生存斗争中,小种大熊猫的食性从肉食性逐渐进化为单一的植食性,主要吃竹子。回答下列问题:
(1)小种大熊猫的食性进化是以______为单位的。在研究小种大熊猫食性进化的过程中,______是最直接、最重要的证据。
(2)我国分布着大熊猫、小熊猫及其他不同动物,这体现了______多样性,生物多样性的内容还包括__________。
(3)某大熊猫种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占40%(各种基因型的个体生存能力相同)。几年后,对该种群进行调查时,发现基因型为AA的个体占16%,基因型为aa的个体占36%。这几年间,该大熊猫种群______(填“发生”或“未发生”)进化,理由是___________。
(4)用现代生物进化理论解释上述小种大熊猫食性发生进化,最终形成大熊猫的原因:_________。
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考生注意:
1. 答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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。
一、选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 科学家在人类微生物组中发现了一种类病毒样实体,其遗传物质是由约1 000个碱基组成的环状单链RNA,它和病毒一样为专性细胞内寄生。下列有关叙述正确的是( )
A. 类病毒寄生在活细胞中,是比细胞还微小的生命系统层次
B. 类病毒在宿主细胞内增殖时所需要的原料均由宿主细胞提供
C. 类病毒的遗传物质是环状RNA,结构稳定,不会发生突变
D. 类病毒的出现对DNA是主要遗传物质的观点发起了挑战
【答案】B
【解析】
【详解】A、类病毒虽寄生在活细胞中,但生命系统层次的最基本单位是细胞,类病毒不属于生命系统层次,A错误;
B、类病毒增殖所需的原料(核糖核苷酸)和酶均由宿主细胞提供,因自身不含酶系统,B正确;
C、RNA结构不如DNA稳定,且复制时易发生碱基错误配对,可能发生突变,C错误;
D、DNA是主要遗传物质的观点基于绝大多数生物的遗传物质为DNA,类病毒作为非细胞生物的特例,不影响该结论,D错误。
故选B。
2. 生物体内的化合物种类多样,下列有关叙述正确的是( )
A. 细胞中大多数无机盐以化合物形式存在,少数以离子形式存在
B. 熟肉易消化是因为高温破坏了蛋白质的肽键,使其容易被蛋白酶水解
C. 几丁质是一种生物大分子,其基本骨架是由若干相连的氮原子构成的
D. 与萌发的玉米种子相比,休眠的玉米种子中自由水与结合水的比值更低
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞中的无机盐大多数以离子形式存在(如Na⁺、K⁺、Ca²⁺等),少数与化合物结合(如骨骼中的CaCO₃),因此“大多数以化合物形式存在”的说法错误,A错误;
B、高温使蛋白质变性破坏其空间结构,但未断裂肽键。熟肉易消化是因变性后结构松散,更易被蛋白酶水解,而非肽键被破坏,B错误;
C、几丁质属于多糖类生物大分子,其基本骨架是由葡萄糖残基通过糖苷键连接形成的碳链,虽然含有氮元素(乙酰氨基),但氮原子并非构成骨架的主体,C错误;
D、自由水与结合水的比值与细胞代谢活性相关。休眠种子代谢弱,自由水减少,比值低于萌发种子,D正确。
故选D。
3. 人工肾能部分替代真正的肾脏作用。患者的血液在中空纤维中一侧流动,一种称为透析液的水溶液在中空纤维内外相反方向流动。血液中的小分子废物通过血液透析膜(中空纤维壁)进入透析液中(如图所示)。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,其功能复杂程度主要与蛋白质有关
B. 透析液和血液以相反的方向流动有利于患者血液中的代谢废物迅速排出
C. 血液透析膜主要利用了细胞膜的选择透过性,其能主动选择特定离子通过
D. 透析液需维持与血浆相似的离子浓度,以平衡渗透压并防止血浆有用物质流失
【答案】C
【解析】
【分析】细胞膜可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过,因此细胞膜是一种选择透过性膜。
【详解】A、细胞膜主要由脂质(约 50%)和蛋白质(约 40%)组成,此外还有少量的糖类(约 2% - 10%)。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,A正确;
B、透析液和血液以相反的方向流动,这样可以增大血液与透析液之间的浓度差,有利于患者血液中的代谢废物迅速排出,B正确;
C、血液透析膜是人工合成的膜材料,主要利用了半透膜的原理,而不是细胞膜的选择透过性(选择透过性是具有生物活性的膜的特性,人工膜不具有主动运输等生物功能,不能主动选择特定离子通过),C错误;
D、透析液需维持与血浆相似的离子浓度,这样可以平衡渗透压,防止血浆中有用物质因渗透压的作用而流失,D正确。
故选C。
4. 巨噬细胞需要四处移动以发挥免疫功能,其伸出伪足吞噬病原体的过程依赖于肌动蛋白骨架的动态重组。如图为巨噬细胞中ATP合成与利用的示意图,其中①②表示相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 伪足处肌动蛋白骨架的动态重组过程需要过程②提供能量
B. 依据结构与功能相适应的观点,推测伪足基部聚集了较多的线粒体
C. 能量Q1的来源与叶肉细胞的不完全相同,酶1与酶2均能降低活化能
D. 巨噬细胞中过程②的反应速率远大于过程①,以满足其旺盛的能量需求
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析,①为ATP的合成,②为ATP的水解,酶1为ATP合成酶,酶2为ATP水解酶。
【详解】A、巨噬细胞伸出伪足吞噬病原体依赖肌动蛋白骨架的动态重组,这一过程需要能量,图中②过程是 ATP 的水解,ATP 水解释放能量供生命活动利用,所以伪足处肌动蛋白骨架的动态重组过程需要过程②提供能量,A正确;
B、线粒体是细胞的 “动力车间”,能为细胞生命活动提供能量,巨噬细胞伸出伪足等生命活动需要大量能量,依据结构与功能相适应的观点,推测伪足基部聚集了较多的线粒体,B正确;
C、巨噬细胞中 ATP 合成(①过程)的能量 Q1 来源于细胞呼吸,叶肉细胞中 ATP 合成的能量来源有细胞呼吸和光合作用,所以能量 Q1 的来源与叶肉细胞不完全相同;酶 1 催化 ATP 合成,酶 2 催化 ATP 水解,酶的作用机理是降低活化能,所以酶 1 与酶 2 均能降低活化能,C正确;
D、巨噬细胞中 ATP 的合成(①过程)和水解(②过程)处于动态平衡中,二者的反应速率是相对平衡的,并不是过程②的反应速率远大于过程①,D错误。
故选D。
5. 细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞通过一系列机制调节呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述错误的是( )
A. 在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B. PFK1合成缺陷型细胞在营养物质较匮乏时可能无法正常生存
C. 蓝细菌、酵母菌和哺乳动物成熟的红细胞中都可能含有PFK1
D. 若适当升高马铃薯块茎储藏库中的O₂浓度,则会减少酸味的产生
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行,将葡萄糖分解为丙酮酸,并释放出少量能量。
【详解】A、PFK1催化的是果糖-6-磷酸转化为果糖-1,6-二磷酸的反应,而葡萄糖分解为丙酮酸的过程需先经己糖激酶催化生成葡萄糖-6-磷酸,再逐步转化,并非直接由PFK1催化,A错误;
B、PFK1缺陷会导致糖酵解受阻,细胞无法通过分解葡萄糖生成ATP,在营养物质匮乏时能量供应不足,可能无法存活,B正确;
C、蓝细菌(进行有氧呼吸)、酵母菌(兼性厌氧菌)和哺乳动物成熟红细胞(依赖无氧呼吸)均需进行糖酵解,因此可能含有PFK1,C正确;
D、适当提高O₂浓度会抑制马铃薯块茎无氧呼吸(产物为乳酸),减少乳酸积累,从而减少酸味,D正确。
故选A。
6. 番茄营养丰富,果蔬皆宜。图1是温室栽种的番茄在不同条件下的光合速率(用CO₂的吸收速率表示)变化曲线。图2表示番茄叶肉细胞内的线粒体和叶绿体的各种关系,据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 当环境中CO₂浓度为a时,限制番茄光合速率的外界因素是光照强度
B. 在低光照强度且CO₂浓度为b时,番茄光合作用固定CO₂的速率为m
C. 在高光照强度且CO₂浓度为c时,其叶肉细胞的状态如图2中④所示
D. 高光照强度时,突然将CO₂浓度由b升高至c,短时间内C₅含量将增加
【答案】C
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成;光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、观察图 1,当环境中CO2浓度为a时,在低光照强度和高光照强度下光合速率相同,此时限制番茄光合速率的外界因素是CO2浓度,而不是光照强度,A错误;
B、在低光照强度且CO2浓度为b时,番茄光合作用固定CO2的速率为净光合速率加上呼吸速率。由图可知净光合速率为m,但呼吸速率未知,所以无法得出光合作用固定CO2的速率为m,B错误;
C、在高光照强度且CO2浓度为c时,光合速率大于呼吸速率,叶肉细胞需要从外界吸收CO2并释放O2,图 2 中④表示光合速率大于呼吸速率,符合此时叶肉细胞的状态,C正确;
D、高光照强度时,突然将CO2浓度由b升高至c,CO2固定加快,C5消耗增多,而C5的生成短时间内不变,所以短时间内C5含量将减少,D错误。
故选C。
7. 生物体内的细胞会经历生长、增殖、衰老、死亡的生命历程,下列有关叙述正确的是( )
A. 分裂间期,细胞完成 DNA 分子复制,但细胞不会生长
B. 一般情况下,细胞分化程度越高,表现出的全能性越弱
C. 被病原体感染的细胞的死亡均属于细胞凋亡,受基因调控
D. 自由基攻击 DNA,使染色体上的端粒缩短,引起细胞衰老
【答案】B
【解析】
【详解】A、分裂间期包括G1期、S期和G2期,其中G1期细胞会合成RNA和蛋白质,体积增大(即生长),S期完成DNA复制。因此,间期细胞会生长,A错误;
B、细胞分化程度越高,其全能性越低。例如,高度分化的体细胞全能性通常低于未分化的受精卵或干细胞,B正确;
C、被病原体感染的细胞可能通过细胞凋亡(如被免疫系统清除)或细胞坏死(如病原体直接破坏)死亡,细胞凋亡受基因调控,C错误;
D、自由基攻击DNA导致损伤属于自由基学说,而端粒缩短是端粒学说的内容,两者是不同机制,D错误。
故选B。
8. 2024 年 4 月 4 日,CA 杂志发布的最新全球癌症统计报告指出,约 1/5 的人一生中会罹患癌症,约 1/9 的男性和 1/12 的女性会死于癌症。下列有关叙述错误的是( )
A. 与正常细胞相比,癌细胞形态结构改变,且能无限增殖
B. 癌细胞中控制酶蛋白合成的基因可能发生了突变或甲基化
C. 癌变往往与原癌基因功能的丧失和抑癌基因的过度激活有关
D. 减少接触致癌因子(如吸烟)是预防细胞癌变的重要措施
【答案】C
【解析】
【分析】(1)细胞癌变的原因:外因:主要是三类致癌因子,即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。内因:原癌基因和抑癌基因发生基因突变。(2)癌细胞的主要特征: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,易转移。
【详解】A、癌细胞的特征包括形态结构显著改变、无限增殖、易转移等,A正确;
B、基因突变或甲基化(表观遗传修饰)可能导致酶蛋白合成异常,例如抑癌基因甲基化会抑制其表达,B正确;
C、癌变是因原癌基因被激活(促进增殖)和抑癌基因失活(丧失抑制功能),C错误;
D、致癌因子(如化学因子烟草中的尼古丁)会提高癌变风险,减少接触是有效预防措施,D正确。
故选C。
9. 某小组在进行几种生物的杂交实验时,出现了以下几种结果:
①红色花紫茉莉与白色花紫茉莉杂交,F1全为粉色花,F1自交,F2中红色花:粉色花:白色花 = 1:2:1;
②某种黄色毛家鼠相互交配,F1为黄色毛和黑色毛,比例为 2:1;
③两株圆球形南瓜杂交,F1全为扁盘形,F1自交,F2中扁盘形:圆球形:长圆形 = 9:6:1。
下列有关叙述不合理的是( )
A. ①中红色花和白色花个体均为纯合子
B. ②中的黄色毛家鼠中纯合子不能存活
C. ③中 F2的圆球形南瓜中纯合子占 1/3
D. ①②均遵循基因的分离定律,③不遵循
【答案】D
【解析】
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】A、①中红色花与白色花杂交,F₁全为粉色,F₂表型比为1:2:1,符合不完全显性遗传规律,说明红色(RR)和白色(rr)均为纯合子,F₁为Rr(粉色),A正确;
B、②中黄色毛家鼠杂交,F₁黄色:黑色=2:1,推测显性纯合(AA)致死,亲本为Aa,子代AA(致死):Aa(黄色):aa(黑色)=1:2:1,故黄色毛家鼠中纯合子(AA)无法存活,B正确;
C、③中圆球形南瓜杂交,F₁全为扁盘形,F₂表型比为9:6:1,符合两对等位基因互作(如A_B_为扁盘形,A_bb/aaB_为圆球形,aabb为长圆形)。F₂圆球形(6份)中纯合子(AAbb、aaBB)占2/6=1/3,C正确;
D、①②均为单对等位基因的遗传,遵循分离定律;③涉及两对等位基因,虽表型比例特殊,但每对等位基因的传递仍遵循分离定律,D错误。
故选D。
10. 鸡的羽毛有芦花和非芦花两种,由 Z 染色体上的一对等位基因决定,芦花为显性性状,被广泛应用于鸡的早期性别鉴定。下列有关鸡的叙述,正确的是( )
A. 正常体细胞中含有两条 Z 染色体的个体性别为雌性
B. 芦花母鸡与非芦花公鸡杂交,可根据子代羽毛特征区分雌雄
C. 芦花公鸡将芦花基因传递给后代母鸡和公鸡的概率不相等
D. 芦花母鸡与芦花公鸡杂交,若后代出现非芦花,则一定是公鸡
【答案】B
【解析】
【分析】鸡的性别决定为ZW型,公鸡为ZZ(雄性),母鸡为ZW(雌性)。芦花(显性)和非芦花(隐性)性状由Z染色体上的等位基因(B/b)控制。
【详解】A、正常体细胞中含有两条Z染色体的个体为雄性(ZZ),而母鸡的性染色体为ZW,A错误;
B、芦花母鸡(ZBW)与非芦花公鸡(ZbZb)杂交,子代公鸡(ZBZb)均表现为芦花,母鸡(ZbW)均表现为非芦花,可通过羽毛直接区分性别,B正确;
C、芦花公鸡(如ZBZb)将芦花基因(B)传递给子代的概率对母鸡和公鸡均为50%(精子中ZB和Zb各占50%),概率相等,C错误;
D、芦花母鸡(ZBW)与芦花公鸡(ZBZb)杂交,若后代出现非芦花(ZbW),必为母鸡(ZW型),D错误。
故选B。
11. 如图是某家族两种遗传病的系谱图,Ⅱ - 4 不含这两种病的致病基因,甲病相关基因用 A、a 表示,乙病相关基因用 B、b 表示。已知甲、乙两种病中只有一种是伴性遗传病,不考虑相关基因位于性染色体的同源区段,下列判断错误的是( )
A. 若两种遗传病为红绿色盲和多指,则甲病为多指
B. Ⅱ - 2 的乙病致病基因来自Ⅰ - 1,且不会传递给Ⅲ - 2
C. Ⅲ - 3 含有甲病的致病基因,不含有乙病的致病基因
D. 若Ⅲ - 2 妻子的基因型与Ⅲ - 3 相同,则后代正常的概率为 7/32
【答案】C
【解析】
【分析】判断遗传病的遗传方式,可以根据“无中生有为隐性,隐性看女病,父子有正非伴性;有中生无为显性,显性看男病,母女有正非伴性”进行判断,即父母都没有病但是生出来了患病的孩子,则该病为隐性遗传病,此时可以看女患者的父亲和儿子,若女患者的父亲和儿子有正常的,则该病不是伴性遗传,而是常染色体隐性遗传病;父母都有病,但是生出来了正常的孩子,则该病是显性遗传病,此时看男患者的母亲和女儿,若男患者的母亲和女儿有正常的,则该病不是伴性遗传,而是常染色体显性遗传病。
【详解】A、系谱图分析,Ⅱ - 3和Ⅱ - 4不患乙病,生出了患乙病的儿子,且Ⅱ - 4 不携带乙病的致病基因,则乙病为伴X染色体隐性遗传病,两种病中只有一种是伴性遗传病,则甲病为常染色体遗传病,若甲病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ - 4 含有甲病的致病基因,与题干信息不符,因此甲病为常染色体显性遗传病,红绿色盲是伴 X 染色体隐性遗传病,多指是常染色体显性遗传病。所以若两种遗传病为红绿色盲和多指,则甲病为多指,A正确;
B、乙病为伴 X 染色体隐性遗传病,Ⅱ - 2 的乙病致病基因来自母亲 I - 1,且 Ⅱ - 2 的 Y 染色体来自父亲,X 染色体上的致病基因不会传递给儿子 Ⅲ - 2,B正确;
C、甲病为常染色体显性遗传病,Ⅱ - 4 表现正常,其基因型为 aa,所以 Ⅲ - 3 基因型为Aa,含有甲病的致病基因;乙病为伴 X 染色体隐性遗传病,Ⅲ - 3 表现正常,其父亲 Ⅱ - 4 不含乙病致病基因,母亲 Ⅱ - 3 正常但含有乙病的致病基因,所以 Ⅱ - 3 是乙病的携带者,Ⅲ - 3 可能含有乙病致病基因,C错误;
D、Ⅲ - 2 的基因型为AaXBY,Ⅲ - 3 的基因型为AaXBXb或AaXBXB,概率各为1/2。若 Ⅲ - 2 妻子的基因型与 Ⅲ - 3 相同,对于甲病,后代正常(aa)的概率为1/4;对于乙病,后代正常(XBY、XBX−)的概率为1−1/2×1/4=7/8,所以后代正常的概率为1/4×7/8=7/32,D正确。
故选C。
12. 某植物体内某基因(一条链的序列为 5' - ATGCCCTGACTA - 3')转录的 mRNA 翻译后生成四肽。若该基因发生突变,导致第二个密码子由 CCU 变为 CUC(注:CCU、CUC、GAG、UCA 分别编码脯氨酸、亮氨酸、谷氨酸、丝氨酸)。下列有关叙述错误的是( )
A. 该基因突变后转录模板链的序列为 5' - TGAGTCAGGCAT - 3'
B. 该基因突变可能发生在 DNA 复制过程中,且突变为其等位基因
C. 该基因突变后,肽链的第二个氨基酸由脯氨酸变为亮氨酸
D. 该突变基因表达时所需的 tRNA 种类与正常时不同
【答案】A
【解析】
【分析】基因突变导致模板链序列改变,需根据DNA双链互补配对原则及转录方向判断突变后的模板链。原基因的一条链为5'-ATGCCCTGACTA-3',其互补链(模板链)为3'-TACGGGACTGAT-5'。突变后第二个密码子由CCU(脯氨酸)变为CUC(亮氨酸),对应的DNA模板链序列需从GGG变为GAG。
【详解】A、突变后的模板链应为3'-TACGAGACTGAT-5',其互补链为5'-ATGCTCTGACTA-3'。选项A给出的序列5'-TGAGTCAGGCAT-3'与原模板链的突变版本不符,方向及碱基排列均错误,A错误;
B、基因突变可发生在DNA复制过程中,产生等位基因,B正确;
C、突变后第二个密码子由CCU变为CUC,对应氨基酸由脯氨酸变为亮氨酸,C正确;
D、CCU和CUC对应的tRNA反密码子分别为GGA和GAG,所需tRNA种类不同,D正确。
故选A。
13. 下图为 DNA 分子片段的结构模式图,不考虑变异,下列有关叙述正确的是( )
A. DNA 分子中氢键数等于碱基数对的 2 倍
B. 图中④表示磷酸基团,其参与构成鸟嘌呤脱氧核苷酸
C. 若 a 链中 (A + T) 占 60%,则子代 DNA 中碱基 A 的比例可能大于 30%
D. 若该 DNA 复制 4 次,则共消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为原 DNA 的 8 倍
【答案】B
【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 分子中 A - T 碱基对之间有 2 个氢键,G - C 碱基对之间有 3 个氢键,因此DNA 分子中氢键数大于或等于碱基数对的 2 倍,A 错误;
B、图中的④表示磷酸基团,它与③⑤构成鸟嘌呤脱氧核苷酸,是构成DNA分子的基本单位,B正确;
C、若 a 链中(A+T)占 60%,由于 DNA 两条链遵循碱基互补配对原则,整个 DNA 分子中(A+T)也占 60%,则A=T=30%。但DNA复制能保持亲子带遗传信息的稳定性,子代 DNA 中 A 的比例应为 30%,C错误;
D、该 DNA 分子中 A 的数量设为 a 个,DNA 复制 4 次,形成24=16个 DNA 分子,共消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为(24−1)a=15a,是原 DNA 中腺嘌呤脱氧核苷酸数的 15 倍,而不是 8 倍,D错误。
故选B。
14. MS2 噬菌体是一种由 RNA 和蛋白质组成的病毒,其专门寄生在某些大肠杆菌中。科学家用 MS2 噬菌体替换 T2 噬菌体模拟噬菌体侵染细菌实验:用放射性同位素分别标记 MS2 噬菌体的 RNA(32P)和蛋白质(35S)。实验结果为32P 标记组上清液的放射性很低,沉淀物的放射性很高,新形成的子代噬菌体中有放射性,35S 标记组上清液的放射性很高,沉淀物的放射性很低,新形成的子代噬菌体中无放射性。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测 MS2 噬菌体侵染大肠杆菌时,只有 RNA 进入宿主细胞,蛋白质不进入
B. 实验中32P 主要标记 RNA 的磷酸基团,35S 主要标记蛋白质中氨基酸的 R 基
C. HIV也是由RNA和蛋白质组成的病毒,该实验可以用HIV来替换MS2噬菌体
D. 该实验能证明RNA是MS2噬菌体的遗传物质,其可以将遗传信息传递给子代噬菌体
【答案】C
【解析】
【详解】噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【分析】A、MS2噬菌体实验中,32P标记的RNA进入宿主细胞,而35S标记的蛋白质未进入,与T2噬菌体实验结论一致,A正确;
B、RNA的磷酸基团含磷(32P标记),蛋白质的硫主要存在于含硫氨基酸的R基(35S标记),故实验中32P 主要标记 RNA 的磷酸基团,35S 主要标记蛋白质中氨基酸的 R 基,B正确;
C、HIV是逆转录病毒,宿主细胞为T细胞、巨噬细胞等,不会感染大肠杆菌,不能完成侵染实验,C错误;
D、实验显示子代噬菌体含32P标记的RNA,说明RNA传递遗传信息并指导子代合成,D正确。
故选C。
15. 生物学研究领域中,实验方法对于揭示生命现象的本质起着至关重要的作用,下列关于实验方法的叙述,正确的是( )
A. 探究酵母菌细胞呼吸的方式及植物细胞吸水和失水实验均属于对比实验
B. 用不同颜色的橡皮泥构建的一对同源染色体属于物理模型
C. 摩尔根利用假说—演绎法证明基因在染色体上呈线性排列
D. 梅塞尔森和斯塔尔利用放射性同位素标记法证明DNA半保留复制
【答案】B
【解析】
【分析】 本题考察生物学实验方法、模型构建及科学史相关内容。需结合各选项的具体知识点进行判断。
【详解】A、探究酵母菌细胞呼吸方式为对比实验(有氧与无氧条件对比),而植物细胞吸失水实验为自身对照(同一细胞处理前后比较),不属于对比实验,A错误;
B、用不同颜色的橡皮泥构建同源染色体属于物理模型(实物形式展示结构),B正确;
C、摩尔根通过假说—演绎法证明基因在染色体上,但基因线性排列的结论由后续研究(如摩尔根团队及荧光标记技术)得出,C错误;
D、梅塞尔森和斯塔尔使用¹⁵N同位素标记法证明DNA半保留复制,但¹⁵N同位素没有放射性,为稳定元素,D错误。
故选B。
16. 赵黎明博士团队在调查河南省原生鱼类资源时,在济源市大峪河中发现了一种鱼类新物种——济水马口鱼,该种鱼偏爱水流平缓、沙砾底质的清澈浅溪。下列有关叙述错误的是( )
A. 济水马口鱼被称为新物种是因为和其他已知鱼类存在生殖隔离
B. 大峪河中的所有济水马口鱼的全部基因组成了该种群的基因库
C. 济水马口鱼与其生存的大峪河环境之间相互影响、协同进化
D. 人类活动可能会影响济水马口鱼的生存从而使其发生定向变异
【答案】D
【解析】
【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、生殖隔离是新物种形成的标志,济水马口鱼与其他鱼类存在生殖隔离,因此被认定为新物种,A正确;
B、基因库指一个种群中所有个体的全部基因,若大峪河中的济水马口鱼属于一个种群,则其全部基因组成该种群的基因库,B正确;
C、协同进化包括生物与生物、生物与环境的相互影响,济水马口鱼与环境之间存在协同进化,C正确;
D、变异是不定向的,人类活动可能通过自然选择影响其进化方向,但不会导致定向变异,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 河南是我国的小麦主产区之一,由于全球气候剧变,低温胁迫已成为小麦光合受阻、产量减少的重要因素之一。科学家探究了4℃低温处理对不同品种小麦叶片光合速率的影响,结果如下图(CK是常温对照组)。回答下列问题:
(1)该实验的自变量为___________,因变量为______。
(2)据图可以得出的结论有_________(答出2点)。
(3)肉眼观察同位置叶片的叶色深度,发现百农4199和百农5819的叶色深度高于矮抗58和周麦18的。为了进一步比较各品种叶片的叶绿素含量,应提取叶片中的色素后用____________(填试剂)分离色素并比较____________(填颜色)色素带的宽窄;还可利用分光光度法测定叶绿素含量,该方法根据有色物质对光的吸收程度来确定物质的含量,应提取叶片中的色素后用其对___________光的吸收值来进行估算。
(4)研究发现,低温对_________(填“暗反应”或“光反应”)速率抑制更显著,导致电子受体NADP⁺供应不足,水分解产生的多余电子传递给O₂形成超氧阴离子自由基,超氧阴离子自由基的积累会________,导致光合速率下降。
【答案】(1) ①. 小麦品种、低温处理时间 ②. 净光合速率
(2)4℃低温处理会使4个小麦品种叶片的净光合速率降低;一定范围内,随处理时间延长,净光合速率下降程度增大;不同品种对低温的耐受程度不同
(3) ①. 层析液 ②. 蓝绿色与黄绿色 ③. 红
(4) ①. 暗反应 ②. 损伤叶绿体结构(或破坏类囊体薄膜、光合作用相关酶)
【解析】
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段。光反应的场所是叶绿体类的囊体薄膜,发生的物质变化有水的光解、ATP和NADPH的生成;暗反应的场所是叶绿体基质,发生的物质变化有CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
在这个实验中,科学家探究的是4℃低温处理对不同品种小麦叶片光合速率的影响,所以自变量为小麦品种、低温处理时间,因变量是随着自变量变化而变化的量,即净光合速率。
【小问2详解】
观察图可知,对于不同品种的小麦和不同的处理时间,在4℃低温处理下,净光合速率都比常温对照组(CK)低,所以4℃低温处理会使4个小麦品种叶片的净光合速率降低;一定范围内,随处理时间延长,净光合速率下降程度增大;不同品种对低温的耐受程度不同。
小问3详解】
分离叶绿体中的色素常用纸层析法,所用试剂是层析液,叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色,在纸层析法得到的色素带中,叶绿素a和叶绿素b对应的色素带的宽窄可以反映叶绿素的含量,所以应比较蓝绿色和黄绿色色素带的宽窄,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,为了测定叶绿素含量,应提取叶片中的色素后用其对红光的吸收值来进行估算,因为类胡萝卜素对红光吸收很少,这样可以更准确地反映叶绿素含量。
【小问4详解】
研究发现,低温对暗反应速率抑制更显著,因为题干提到低温导致电子受体NADP+供应不足,而NADP+是暗反应中完成C3的还原过程产生的,超氧阴离子自由基具有强氧化性,其积累会损伤叶绿体结构(或破坏类囊体薄膜、光合作用相关酶),从而导致光合速率下降。
18. 果蝇是遗传学研究的常用材料,果蝇体色的灰身和黑身、翅型的长翅和短翅及眼色的红眼和白眼为三对相对性状,分别由基因A/a、B/b、E/e控制。下图为某灰身长翅红眼果蝇体细胞内的染色体组成示意图和X、Y染色体的放大图。回答下列问题:
(1)体色、翅型和眼色三对性状中,显隐性性状分别是________。
(2)现有各种表型的雌雄果蝇,请利用图中果蝇设计实验验证自由组合定律。
实验思路:______________。
预期实验结果:___________。
(3)某科研工作者在白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的杂交后代中发现了一只可育红眼雌果蝇(X⁰X⁰Y),该异常果蝇的形成原因最可能是__________。若该异常果蝇进行减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离,另1条染色体随机移向细胞一极,则该异常果蝇形成的配子类型及比例为__________(各种配子的形成机会相同)。
【答案】(1)灰身、长翅、红眼
(2) ①. 让图中的雄果蝇与多只黑身(或短翅)白眼雌果蝇杂交,统计后代的表型及比例 ②. 后代的表型及比例为灰身(或长翅)红眼(雌果蝇):黑身(或短翅)红眼(雌果蝇):灰身(或长翅)白眼(雄果蝇):黑身(或短翅)白眼(雄果蝇)=1:1:1:1
(3) ①. 亲本红眼雄果蝇减数分裂Ⅰ时X与Y染色体没有正常分离,最终形成了含XEY的精子,并与正常卵细胞(含Xe)受精 ②. XE:XeY:XEXe:Y:XEY:Xe=1:1:1:1:1:1
【解析】
【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。
【小问1详解】
从图中可知该果蝇的基因型为AaBbXEY,表型为灰身长翅红眼,所以显隐性性状分别是灰身对黑身为显性、长翅对短翅为显性、红眼对白眼为显性。
【小问2详解】
利用图中果蝇来验证自由组合定律,可设计测交实验进行验证,即让该果蝇与隐性纯合子果蝇进行杂交。
实验思路:让图中的雄果蝇(AaBbXEY)与多只黑身(或短翅)白眼雌果蝇(aabbXeXe)杂交,统计后代的表型及比例。
预期实验结果:由图可知,A和B位于同一条染色体上,a和b位于另一条染色体上,若遵循自由组合定律,AaBbXEY可产生4种配子,分别为ABXE、ABY、abXE、abY,aabbXeXe产生1种配子abXe,雌雄配子随机结合,子代的基因型及比例为AaBbXEXe:aabbXEXe:AaBbXeY:aabbXeY=1:1:1:1,表型及比例为灰身(或长翅)红眼(雌果蝇):黑身(或短翅)红眼(雌果蝇):灰身(或长翅)白眼(雄果蝇):黑身(或短翅)白眼(雄果蝇)=1:1:1:1。
【小问3详解】
某科研工作者在白眼雌果蝇(XeXe)和红眼雄果蝇(XEY)的杂交后代中发现了一只可育红眼雌果蝇(XEXeY),该异常果蝇的形成原因最可能是亲本红眼雄果蝇减数分裂Ⅰ时X与Y染色体没有正常分离,最终形成了含XEY的精子,并与正常卵细胞(含Xe)受精。若该异常果蝇(XEXeY)进行减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离,另1条染色体随机移向细胞一极,则该异常果蝇形成的配子类型及比例为XE:XeY:XEXe:Y:XEY:Xe=1:1:1:1:1:1。
19. 已知人体皮肤中黑色素细胞具有分裂能力且能合成黑色素,黑色素与头发变白、脸上长斑有直接关联。酪氨酸酶与黑色素形成的关系如图1所示,图2是黑色素细胞中遗传信息的部分传递过程。回答下列问题:
(1)图1中基因控制性状的方式为____________。
(2)图1中,与过程b相比,过程a中特有的碱基配对方式是______;图1中的过程a、b分别对应于图2中的过程______。图2中的酶1和酶2均可破坏______键。
(3)结合题干及图1分析,白化病人头发变白的原因可能是____________。
(4)科学家发现,酪氨酸酶基因启动子区发生甲基化会显著阻碍酶2与酪氨酸酶基因结合,从而使得转录不能正常进行。某化妆品公司宣称其“美白霜”能通过抑制酪氨酸酶基因甲基化来实现淡斑效果。请从基因表达角度评价宣传的科学性,并简要说明原因:_________。
【答案】(1)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. T—A ②. ②③ ③. 氢
(3)白化病人黑色素细胞中的酪氨酸酶基因突变,酪氨酸酶合成减少,导致黑色素合成减少,使头发变白
(4)该宣传不具有科学性。从基因表达与淡斑的关系看,抑制酪氨酸酶基因甲基化会促进其表达合成酪氨酸酶,从而合成更多黑色素,导致长斑更多,与淡斑需求矛盾
【解析】
【分析】基因表达包括,转录和翻译;转录过程的配对方式包括A-U、T-A、G-C、C-G;翻译过程包括U-A、A-T、G-C、C-G。
【小问1详解】
图一过程为基因表达的过程,图1中基因控制性状的方式为: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】
图1中,a表示转录、b表示翻译;转录过程的配对方式包括A-U、T-A、G-C、C-G;翻译过程包括U-A、A-T、G-C、C-G,与过程b相比,过程a中特有的碱基配对方式是T—A。图2中①表示DNA复制,酶1为解旋酶,图2中②表示转录,酶2为RNA聚合酶,图2中③表示翻译。解旋酶和RNA聚合酶均可以破坏氢键。
【小问3详解】
据图可知,白化病人黑色素细胞中的酪氨酸酶基因突变,酪氨酸酶合成减少,导致黑色素合成减少,使头发变白。
【小问4详解】
该宣传不具有科学性。从基因表达与淡斑的关系看,抑制酪氨酸酶基因甲基化会促进其表达合成酪氨酸酶,从而合成更多黑色素,导致长斑更多,与淡斑需求矛盾
20. 图1是某XY二倍体高等动物个体的细胞在不同分裂时期的图像,图2为该动物细胞的分裂时期与每条染色体中DNA含量的关系曲线。回答下列问题:
(1)该动物个体的性染色体组成是______,判断理由是_________。
(2)若图1的4个细胞都存在亲、子代细胞的关系,则它们出现的先后顺序是____________(用箭头和文字表示)。乙、丁分别处于图2中的______、______(填字母)阶段。
(3)图3细胞发生了______(填染色体变异类型)。若该动物某细胞分裂过程中发生了图3所示的变异,且B/b基因位于性染色体上,变异细胞进行减数分裂时,所有染色体同源区段先联会再均相互分离,不考虑其他变异,则该变异细胞进行减数分裂产生染色体数目正常配子的概率为______。
【答案】(1) ①. XX ②. 图1中的乙不均等分裂,说明该动物个体为雌性,而该动物的性别决定方式为XY型,因而该雌性个体的性染色体组成为XX
(2) ①. 丁→甲→丙→乙 ②. ef ③. cd
(3) ①. 染色体结构变异(或易位)和染色体数目变异 ②. 1/2
【解析】
【分析】雌性动物的两次减数分裂是连续进行的,且在减Ⅱ分裂时次级卵母细胞细胞质不均等分裂;雄性动物的两次减少分裂是连续的,且细胞质均分裂。
【小问1详解】
分析图1:乙图该细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期,由于细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞。
【小问2详解】
图1中,甲为有丝分裂后期,乙为减Ⅱ后期,丙为减Ⅱ中期,丁为有丝分裂中期故亲代和子代出现先后顺序应该是丁→甲→丙→乙。图2bc段表示DNA复制代表减速分裂前的间期或者有丝分裂间期,cd段表示有丝分裂的前、中,或者表示减Ⅰ和减Ⅱ前、中;ef表示有丝分裂的后期、末期或减Ⅱ的后期、末期。乙、丁分ef和cd。
【小问3详解】
图三分析,该细胞发生了染色体结构变异(或易位)和染色体数目变异,B/b基因位于性染色上,A/a基因在常染色体上,该细胞能产生4种类型的配子Ab、aXB、AbXB、a,染色体数目正常配子正常配子为aXB、AbXB,概率为1/2。
21. 第四纪大冰期,大熊猫的祖先——小种大熊猫从云南扩散至广西,广西四周多被山地、高原环绕,阻挡了来自北方的寒流,成为生物的“避难所”,从而加剧了此地生物之间的生存斗争。在生存斗争中,小种大熊猫的食性从肉食性逐渐进化为单一的植食性,主要吃竹子。回答下列问题:
(1)小种大熊猫的食性进化是以______为单位的。在研究小种大熊猫食性进化的过程中,______是最直接、最重要的证据。
(2)我国分布着大熊猫、小熊猫及其他不同动物,这体现了______多样性,生物多样性的内容还包括__________。
(3)某大熊猫种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占40%(各种基因型的个体生存能力相同)。几年后,对该种群进行调查时,发现基因型为AA的个体占16%,基因型为aa的个体占36%。这几年间,该大熊猫种群______(填“发生”或“未发生”)进化,理由是___________。
(4)用现代生物进化理论解释上述小种大熊猫食性发生进化,最终形成大熊猫的原因:_________。
【答案】(1) ①. 种群 ②. 化石
(2) ①. 物种 ②. 遗传(或基因)多样性、生态系统多样性
(3) ①. 未发生 ②. 该种群的基因频率未发生改变
(4)环境改变使生存斗争加剧,小种大熊猫种群中适应植食性生活的变异个体在自然选择中更易生存繁殖,与植食性相关的基因频率逐渐升高,经过长期积累出现生殖隔离,最终形成大熊猫
【解析】
【分析】现代生物进化理论的主要内容是:种群是生物进化的基本单位;突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。突变和基因重组产生生物进化的原材料。在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应的基因频率会不断提高,而具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应的基因频率会下降,因此自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件,新物种形成的标志是产生生殖隔离。
【小问1详解】
种群是生物进化的基本单位,小种大熊猫的食性进化是以种群为单位的。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,因此在研究小种大熊猫食性进化的过程中,化石是最直接、最重要的证据。
【小问2详解】
大熊猫、小熊猫及其他不同动物属于不同的物种,我国分布着大熊猫、小熊猫及其他不同动物,这体现了物种多样性,生物多样性的内容还包括遗传多样性(或基因多样性)、生态系统多样性。
【小问3详解】
某大熊猫种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占40%(各种基因型的个体生存能力相同),则基因型为Aa的个体占1-20%-40%=40%,A的基因频率为20%+1/2×40%=40%,a的基因频率为1-40%=60%。几年后,对该种群进行调查时,发现基因型为AA的个体占16%,基因型为aa的个体占36%),则基因型为Aa的个体占1-16%-36%=48%,A的基因频率为16%+1/2×48%=40%,a的基因频率为1-40%=60%。这几年间,该大熊猫种群的基因频率未发生改变,所以该大熊猫种群未发生进化。
【小问4详解】
由题意和现代生物进化理论可知:小种大熊猫从云南扩散至广西,环境改变使生存斗争加剧,小种大熊猫种群中适应植食性生活的变异个体在自然选择中更易生存繁殖,与植食性相关的基因频率逐渐升高,经过长期积累出现生殖隔离,最终形成大熊猫。
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