内容正文:
广安市2025年春季高一期末考试
生物试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1. 2025年,国家持续推进“体重管理年”行动,而科学的减肥方式至关重要。研究发现“8+16”限时进食(每天只允许在8小时内进食,剩下16小时禁食)减肥方式会诱导已被激活的毛囊干细胞(HFSCs)发生凋亡,从而抑制毛囊细胞的再生。下列叙述错误的是( )
A. 毛囊细胞的再生过程中会发生基因选择性表达
B. HFSCs形成毛囊细胞的过程体现了细胞全能性
C. “8+16”限时进食方式引起HFSCs凋亡由遗传机制决定
D. “8+16”限时进食方式可能导致体重变轻的同时发量减少
2. 正常人体细胞含有46条染色体。下列关于人体细胞增殖过程中有关时期的叙述正确的是( )
A. 间期,细胞核内的DNA通过半保留复制,形成92条脱氧核苷酸链
B. 前期,每条染色体进行复制,形成了含2条姐妹染色单体的染色体
C. 后期,纺锤丝的牵引导致着丝点分裂,染色单体分开移向细胞两极
D. 末期,细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,这体现了细胞膜的流动性
3. 大数据时代,全球每天产生海量数据,预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题,科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA,实现数据长期保存。下列叙述中,DNA可以作为存储介质的优点不包括( )
A. DNA具有可复制性,有利于数据的传播
B. 可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息
C. DNA长链中碱基排列的多样化,为大量数据的存储提供可能
D. DNA作为存储介质体积小,为数据携带和保存节约了大量空间
4. 关于豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递复制、转录和翻译三个过程,下列说法正确的是( )
A. 三个过程中碱基互补配对的方式完全不同
B. 根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
C. RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
D. 核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
5. 同源四倍体植物减数分裂联会时,同源区段配对会形成不同的结果,进而产生不同染色体数目的配子,如图(短箭头表示在细胞分裂后期,相应着丝点移动的方向)。相关叙述不正确的是( )
A. 用秋水仙素处理二倍体植物种子,可培育同源四倍体
B. 1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配
C. 图示1个三价体包含3条同源染色体、3个DNA分子
D. 图示解释了同源四倍体通常可育,但育性却有所降低
6. 某种鸟(性别决定方式为ZW型)的眼色受两对独立遗传的基因E、e和F、f控制,眼色决定方式如图所示,F基因位于Z染色体上,控制褐色到红色的转变。现有白色鸟与褐色鸟杂交,后代为褐色和红色。下列叙述错误的是( )
A. 亲代白色雌鸟基因型为eeZFW
B. F1中褐色和红色个体共有2种基因型
C. F1随机交配,F2中白色雄鸟所占比例为1/8
D. F1随机交配,F2群体中F基因频率为1/4
7. 玉米粒的颜色由基因A/a控制,玉米粒的形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%︰黄色皱缩9%︰白色饱满9%︰白色皱缩16%。下列对上述两对性状遗传的分析错误的是( )
A. 每对相对性状的遗传都遵循分离定律
B. 两对等位基因位于一对同源染色体上
C. F1测交后代表型之比可能为4︰1︰1︰4
D. 基因A和b位于一条染色体上
8. 遗传咨询中需要根据遗传规律对一些咨询结果提出诊断结论,下列与遗传咨询有关的说法错误的是( )
A. 一对正常夫妻生了四个孩子,其中有一个孩子患有白化病,则该夫妇可能均为杂合子
B. 一对夫妻没有携带致病基因,生了患遗传病的孩子,说明该夫妇可能产生了染色体异常的配子
C. 遗传咨询可确定胎儿是否患21三体综合征
D. 妻子家族成员都正常,丈夫表现正常但他弟弟患红绿色盲,他们的孩子不需要进行红绿色盲基因诊断
9. 如图表示赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌实验的部分过程。下列有关该实验的叙述正确的是( )
A. 若第一步是用35S标记噬菌体,则一般情况下,②处的放射性很高
B. 若第一步是用32P标记噬菌体,则一般情况下,③处的放射性很低
C. ①是搅拌离心,目的是使DNA和蛋白质分开,分别观察它们的作用
D. 无论标记的是35S还是32P,若混合培养后保温时间过长,则③处的放射性均会增强
10. 单分子荧光测序技术原理如图所示。某种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP,N可代表碱基A、G、C、T)提供一个相应的脱氧核苷酸连接到DNA子链上的同时,会产生一分子的焦磷酸(PPi),一分子的PPi可以通过一系列反应使荧光素发出一次荧光,通过检测荧光的有无可推测模板链上相应位点的碱基种类。下列说法错误的是( )
A. 测序过程中dNTP可以为反应提供能量
B. 单分子荧光测序需要在DNA复制过程中进行
C. 测序时需要在反应体系中同时加入4种dNTP
D. 利用该技术测序时可能会连续多次出现荧光现象
11. 某种小鼠的黄体毛受显性基因Avy控制,黑体毛受隐性基因a控制。纯合的黄体毛小鼠与纯合的黑体毛小鼠杂交,F1出现了介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。进一步研究发现,在Avy基因的前端有一段特殊的核苷酸序列(简称P序列),P序列中的碱基甲基化程度越高,小鼠体毛颜色就越深。下列有关叙述,错误的是( )
A. Avy基因复制时,甲基化的胞嘧啶不能与鸟嘌呤配对
B. 碱基甲基化不改变基因的遗传信息,但会影响生物表型
C. P序列中碱基甲基化程度与Avy基因的表达水平密切相关
D. F1小鼠的体毛颜色虽然不同,但相关的基因型相同
12. 科研人员在玉米育种过程中发现了两种突变类型,这两种基因突变前后的碱基变化及对蛋白质的影响如表所示。下列叙述正确的是( )
突变基因
碱基变化
蛋白质变化
基因1
C→T
多肽链长度比野生型玉米短
基因2
CTT→TGG
多肽链中的一个氨基酸与野生型玉米不同
A. 两种突变类型均可以用光学显微镜观察
B. 基因1发生了碱基的替换,导致基因中终止密码子提前出现
C. 基因1和基因2都由玉米的原基因突变而来,体现了基因突变的高频性
D. 玉米原基因突变为基因2后,突变基因中嘌呤的比例没有发生改变
13. 近年来,广安市以油菜花为主题,推进农业、文化、旅游深度融合,助力“乡村振兴”。油菜花色是油菜最令人赏心悦目的表型特征。研究人员通过诱变育种等方法培育出了桔色、紫色、白色等花色的油菜品种。下列叙述错误的是( )
A. 各种花色的油菜品种间没有生殖隔离
B. 不同品种的油菜花体现了物种多样性
C. 突变和基因重组为油菜花的进化提供了原材料
D. 诱变处理油菜种子获得多种花色的油菜品种,说明基因突变具有不定向性
14. 某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F₁种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数(粒)
25
7
20
12
A. 32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B. 实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C. 不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D. 该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
15. 某雌果蝇的一对X染色体均发生了变异,如图所示(图中所示基因只位于果蝇X染色体上)。该雌果蝇与一只棒状淡红眼的正常雄果蝇杂交。下列相关叙述正确的是( )
A. 亲本雌果蝇的两条X染色体分别发生了缺失和重复
B. 亲本雌果蝇一个初级卵母细胞因互换可形成四种卵细胞
C. 正常情况下F1雄果蝇产生的配子中有一半性染色体结构正常
D. 若F1出现了淡红眼、眼型野生型的果蝇,一定是基因重组所致
二、非选择题(本题共5个小题,共55分)
16. 某生物学兴趣小组以小鼠为实验材料,进行相关实验探究,图甲、乙、丙是某个小鼠体内细胞分裂示意图(仅显示部分染色体)。图丁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。图戊表示该动物细胞分裂时期染色体数量变化曲线。请据图回答:
(1)甲细胞所处时期发生在图戊中的______(填序号)阶段;乙细胞含有______个四分体;丙细胞的子细胞名称为______。在图丁的a-e五种细胞类型中一定具有同源染色体的是______(填字母)。
(2)图戊中A和B两个生理过程对于维持小鼠前后代体细胞中染色体数目的恒定,以及遗传和变异都十分重要,其中B表示的生理过程的名称是______。
(3)实验过程中,发现一只雄性小鼠(AaXBY)与一只雌性小鼠(aaXbXb)的后代中,有一只基因型为AaXBXbY的变异个体。若不考虑基因突变,经分析发现是______(“父本”或“母本”)产生的配子发生异常所致。
(4)小鼠进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,一是在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;二是______。
17. 正常成年人心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223基因过度表达,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。
(1)ARC基因和另两种基因的______不同使得3种基因具有特异性。过程①(转录)需要的原料是______,与基因ARC相比,过程①中特有的碱基配对方式是______。
(2)过程②(翻译)中,最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序______(填“相同”或“不同”)。若过程②合成的一条肽链共199个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U占35%,在不考虑终止密码子情况下,则控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有______个。
(3)若ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG-5',则凋亡抑制因子中对应的部分氨基酸序列为______(已知密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:CUU-亮氨酸、CCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、AUG-甲硫氨酸、UCU-丝氨酸、UAC-酪氨酸)。如果ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变,其原因可能是______。
(4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是______。
18. 白粉菌和条锈菌能分别导致小麦感白粉病和条锈病,引起减产。采用适宜播种方式可控制感病程度。下表是株高和株型相近的小麦A、B两品种在不同播种方式下的实验结果。
实验编号
接种方式
植株密度(×106株/公顷)
白粉病感染程度
条锈病感染程度
单位面积产量
A品种
B品种
I
单播
4
0
-
+++
+
II
单播
2
0
-
++
+
III
混播
2
2
+
+
+++
IV
单播
0
4
+++
-
+
V
单播
0
2
++
-
++
注:“+”的数目表示感染程度或产量高低;“-”表示未感染。
据表回答:
(1)抗条锈病的小麦品种是______,判断依据是______。
(2)设计Ⅳ、Ⅴ两组实验,可探究______。
(3)Ⅰ、III、IV三组相比,第III组产量最高,原因______。
(4)小麦抗条锈病性状由基因T/t控制,抗白粉病性状由基因R/r控制,两对等位基因位于非同源染色体上,以A、B品种的植株为亲本,取其F1中的甲、乙、丙单株自交,收获籽粒并分别播种于不同处理的实验小区中,统计各区F2中的无病植株比例。结果如下表:
实验处理
无病植株的比例(%)
F2植株
无菌水
以条锈菌进行感染
以白粉菌进行感染
以条锈菌+白粉菌进行双感染
甲
100
25
0
0
乙
100
100
75
75
丙
100
25
75
?
据表推测,甲的基因型是______,乙的基因型是______,双菌感染后丙的子代中无病植株的比例为______。
19. 在遗传学的研究中,果蝇常作为遗传学研究的材料,在果蝇中黑身和灰身由一对等位基因(A、a)控制,红眼和白眼受另一对等位基因(B、b)控制,两对基因均不位于Y染色体上。某小组用纯合子果蝇作为亲本进行两对相对性状的遗传实验,结果如下表所示。回答下列问题:
P
F1
①灰身红眼♀×黑身白眼♂
灰身红眼♀、灰身红眼♂
②灰身红眼♂×黑身白眼♀
灰身红眼♀、灰身白眼♂
(1)根据实验结果判断,位于X染色体上的基因是______(填“A/a”或“B/b”),判断依据是______。
(2)果蝇的长翅与残翅是一对相对性状,长翅对残翅为显性,受一对等位基因(C、c)控制,位于常染色体上。为探究A/a与C/c是否遵循基因自由组合定律。请从现有灰身长翅(AACC)、黑身残翅(aacc)、灰身残翅(AAcc)为材料选择,简要写出实验设计思路、预期结果和实验结论。
实验设计思路:______
预期结果及结论:
①若F2的性状表现及比例为______,则说明A/a与C/c遵循基因自由组合定律;
②若F2的性状表现及比例为______,则说明A/a与C/c不遵循基因自由组合定律。
20. 褐花杓兰和西藏杓兰是我国特有珍稀濒危兰科植物,主要分布于西南地区且有一定的区域交叉,典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。研究发现,这两种植物能够杂交并产生可育后代,西藏杓兰由熊蜂传粉。
(1)不同地域的同种兰花种群间存在明显差异,这种差异使得种群内的个体更好地适应环境,现代生物进化理论认为种群间出现这些差异的实质是______。在进化过程中,兰花形成了一定的多样性及其对不同环境极强的适应能力。然而,适应依然具有相对性,根本原因是______。
(2)两种兰花杂交后代花色与典型亲本有一定差异可能原因是______(写出2点)。
(3)科学家发现兰花有474个特有基因家族。不同种兰花的DNA和蛋白质等生物大分子具有共同点和差异性,其中,共同点揭示了它们有______,而差异性的大小则体现了这些品种______,以及在进化史上出现的顺序。
(4)某兰花种群中一对相对性状由A和a基因控制,其中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。若人为舍弃隐性性状,仅保留显性性状,让其自交,则F1中A的基因频率为______。我国西南地区的卧龙自然保护区山高谷深、溪流密布,属于全球生物多样性核心地区之一,从物种形成的角度解释卧龙自然保护区生物多样性高的原因是______。
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生物试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1. 2025年,国家持续推进“体重管理年”行动,而科学的减肥方式至关重要。研究发现“8+16”限时进食(每天只允许在8小时内进食,剩下16小时禁食)减肥方式会诱导已被激活的毛囊干细胞(HFSCs)发生凋亡,从而抑制毛囊细胞的再生。下列叙述错误的是( )
A. 毛囊细胞的再生过程中会发生基因选择性表达
B. HFSCs形成毛囊细胞过程体现了细胞全能性
C. “8+16”限时进食方式引起HFSCs凋亡由遗传机制决定
D. “8+16”限时进食方式可能导致体重变轻的同时发量减少
【答案】B
【解析】
【详解】A、毛囊细胞的再生涉及细胞分裂和分化,分化过程中基因选择性表达,A正确;
B、细胞全能性指细胞具有发育为完整个体的能力或可以分化形成其他各种细胞,而HFSCs形成毛囊细胞仅体现细胞分化,未达到全能性,B错误;
C、细胞凋亡由基因调控,属于遗传机制决定的程序性死亡,C正确;
D、HFSCs凋亡抑制毛囊再生(发量减少),限时进食减少热量摄入(体重变轻),D正确。
故选B。
2. 正常人体细胞含有46条染色体。下列关于人体细胞增殖过程中有关时期的叙述正确的是( )
A. 间期,细胞核内的DNA通过半保留复制,形成92条脱氧核苷酸链
B. 前期,每条染色体进行复制,形成了含2条姐妹染色单体的染色体
C. 后期,纺锤丝的牵引导致着丝点分裂,染色单体分开移向细胞两极
D. 末期,细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,这体现了细胞膜的流动性
【答案】D
【解析】
【分析】(1)有丝分裂前的间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)有丝分裂前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)有丝分裂中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)有丝分裂后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)有丝分裂末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、间期,细胞核内的DNA通过半保留复制,形成92个DNA分子,每个DNA分子含有2条脱氧核苷酸链,A错误;
B、间期,每条染色体进行复制,形成了含2条姐妹染色单体的染色体,B错误;
C、后期,着丝粒分裂,染色单体分开移向细胞两极,纺锤丝牵引使染色体移向细胞两极,C错误;
D、人体细胞是动物细胞,有丝分裂末期,细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,这体现了细胞膜的流动性,D正确。
故选D。
3. 大数据时代,全球每天产生海量数据,预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题,科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA,实现数据长期保存。下列叙述中,DNA可以作为存储介质的优点不包括( )
A. DNA具有可复制性,有利于数据的传播
B. 可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息
C. DNA长链中碱基排列的多样化,为大量数据的存储提供可能
D. DNA作为存储介质体积小,为数据携带和保存节约了大量空间
【答案】B
【解析】
【分析】DNA独特的双螺旋结构构成了DNA分子的稳定性;DNA分子由于碱基对的数量不同,碱基对的排列顺序千变万化,因而构成了DNA分子的多样性;不同的每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序,特定的遗传信息,从而使DNA分子具有特异性。遗传信息就储存在DNA分子碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序中。
【详解】A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据,便于传播,A不符合题意;
B、DNA储存数据时,信息读取依赖测序技术而非转录翻译(后者为生物体内表达遗传信息的过程),与数据存储无关,B符合题意;
C、DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息,是存储优势,C不符合题意;
D、DNA分子结构紧凑,单位体积存储密度极高,节省空间,D不符合题意;
故选B。
4. 关于豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法正确的是( )
A. 三个过程中碱基互补配对的方式完全不同
B. 根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
C. RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
D. 核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
【答案】C
【解析】
【详解】A、DNA复制中配对方式为A-T、T-A、C-G、G-C,转录为A-U、T-A、C-G、G-C,翻译为A-U、U-A、C-G、G-C,三个过程的配对方式不完全相同,A错误;
B、复制和转录的产物(DNA、RNA)可反向推导模板序列,但翻译的产物(多肽链)因密码子简并性无法唯一确定mRNA序列,B错误;
C、RNA聚合酶沿DNA模板链的3'→5'方向移动,核糖体沿mRNA的5'→3'方向移动,两者移动方向相反,C正确;
D、核糖体与mRNA结合后形成两个tRNA结合位点,D错误。
故选C。
5. 同源四倍体植物减数分裂联会时,同源区段配对会形成不同的结果,进而产生不同染色体数目的配子,如图(短箭头表示在细胞分裂后期,相应着丝点移动的方向)。相关叙述不正确的是( )
A. 用秋水仙素处理二倍体植物种子,可培育同源四倍体
B. 1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配
C. 图示1个三价体包含3条同源染色体、3个DNA分子
D. 图示解释了同源四倍体通常可育,但育性却有所降低
【答案】C
【解析】
【分析】秋水仙素作用的机理:人工诱导多倍体的方法很多,如低温处理,目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗,当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂,将来可能发育成多倍体植株。
【详解】A、秋水仙素能抑制纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目加倍,所以可用秋水仙素处理萌发的二倍体植物种子培育出同源四倍体植物,A正确;
B、结合图示可以看出,1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配,B正确;
C、联会时的染色体含有染色单体,因此图示1个三价体含有3条染色体、6条染色单体、6个DNA分子,C错误;
D、同源染色体联会和分离异常,不易产生正常的配子,从而导致同源四倍体育性低,D正确。
故选C。
6. 某种鸟(性别决定方式为ZW型)的眼色受两对独立遗传的基因E、e和F、f控制,眼色决定方式如图所示,F基因位于Z染色体上,控制褐色到红色的转变。现有白色鸟与褐色鸟杂交,后代为褐色和红色。下列叙述错误的是( )
A. 亲代白色雌鸟基因型为eeZFW
B. F1中褐色和红色个体共有2种基因型
C. F1随机交配,F2中白色雄鸟所占比例为1/8
D. F1随机交配,F2群体中F基因频率为1/4
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因自由组合定律的实质: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;在减数分裂的过程中,同源染色体d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。
2、伴性遗传是指基因位于性染色体上,所以遗传上总是和性别相关联。
【详解】A、根据眼色决定方式,白色鸟基因型为ee_ _,褐色鸟基因型为E_Zf_。因为亲代是白色鸟与褐色鸟杂交,后代为褐色和红色,没有出现白色,所以亲代白色雌鸟基因型为eeZFW,亲代褐色雄鸟基因型为EEZfZf,A正确;
B、亲代eeZFW×EEZfZf,F1中褐色个体基因型为EeZfW ,红色个体基因型为EeZFZf ,共2种基因型,B正确;
C、F1基因型为EeZfW (褐色雌)、EeZFZf (红色雄),随机交配时,先看E/e基因:Ee×Ee产生ee的概率为1/4;再看Z染色体上基因,F1中雌配子Zf:W=1:1,雄配子ZF:Zf=1:1,后代基因型及比例ZFW:ZfW:ZFZf:ZfZf=1:1:1:1 ,雄鸟占1/2,故F2中白色雄鸟所占比例为1/4×1/2=1/8,C正确;
D、F1基因型为EeZfW (褐色雌)、EeZFZf (红色雄),F1随机交配,F2基因型为ZFZf、ZfZf、ZFW、ZfW,则F2群体中F基因频率为2/6=1/3,D错误。
故选D。
7. 玉米粒的颜色由基因A/a控制,玉米粒的形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%︰黄色皱缩9%︰白色饱满9%︰白色皱缩16%。下列对上述两对性状遗传的分析错误的是( )
A. 每对相对性状的遗传都遵循分离定律
B. 两对等位基因位于一对同源染色体上
C. F1测交后代表型之比可能为4︰1︰1︰4
D. 基因A和b位于一条染色体上
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满,说明黄色饱满为显性性状;F2中黄色:白色=75%:25%=3:1,饱满:皱缩=75%:25%=3:1,但四种表现型比例不是9:3:3:1,说明两对相对性状分别遵循基因的分离定律,但不遵循基因的自由组合定律。
【详解】A、由分析可知,每对相对性状F2中性状分离比均为3:1,故每对相对性状的遗传都遵循分离定律,A正确;
B、由分析可知,F2的表型及比例为66:9:9:16,不符合9:3:3:1,说明两对相对性状不遵循基因的自由组合定律,即两对等位基因位于一对同源染色体上,B正确;
C、由题意黄色饱满66%、黄色皱缩9%、白色饱满9%:白色皱缩16%,说明F1产生配子AB:Ab:aB:ab=4:1:1:4,而测交时隐性纯合子只产生ab一种配子,故F1测交后代表现型比为4:1:1:4,C正确;
D、纯种黄色饱满玉米(AABB)与和白色皱缩玉米(aabb)杂交,后代中黄色饱满和白色皱缩的比例较大,说明AB和ab的配子较多,说明AB连锁,ab连锁,即基因A、B位于同一条染色体上,且有Ab、aB配子,说明同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,若基因A和b位于同一条染色体上,黄色和皱缩这两对性状的比例应该较多,D错误。
故选D。
8. 遗传咨询中需要根据遗传规律对一些咨询结果提出诊断结论,下列与遗传咨询有关的说法错误的是( )
A. 一对正常夫妻生了四个孩子,其中有一个孩子患有白化病,则该夫妇可能均为杂合子
B. 一对夫妻没有携带致病基因,生了患遗传病的孩子,说明该夫妇可能产生了染色体异常的配子
C. 遗传咨询可确定胎儿是否患21三体综合征
D. 妻子家族成员都正常,丈夫表现正常但他弟弟患红绿色盲,他们的孩子不需要进行红绿色盲基因诊断
【答案】C
【解析】
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、白化病是常染色体隐性遗传病(设相关基因用A、a表示)。一对正常夫妻生了患白化病的孩子(基因型为aa),根据基因分离定律,双亲都至少含有一个a基因,又因为双亲正常,所以该夫妇可能均为杂合子(Aa),A正确;
B、如果一对夫妻没有携带致病基因,却生了患遗传病的孩子,有可能是染色体异常遗传病,即该夫妇可能产生了染色体异常的配子,B正确;
C、21-三体综合征是染色体数目异常遗传病,遗传咨询只能对遗传病的类型、发病风险等进行估计和指导,不能确定胎儿是否患21-三体综合征,需要通过产前诊断(如羊水检查等)来确定,C错误;
D、红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病(设相关基因用B、b表示)。丈夫表现正常但他弟弟患红绿色盲,说明丈夫母亲是携带者(XBXb),丈夫的基因型为XBY,妻子家族成员都正常,说明妻子基因型为XBXB,他们的孩子不会患红绿色盲,不需要进行红绿色盲基因诊断,D正确。
故选C。
9. 如图表示赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌实验的部分过程。下列有关该实验的叙述正确的是( )
A. 若第一步是用35S标记噬菌体,则一般情况下,②处的放射性很高
B. 若第一步是用32P标记噬菌体,则一般情况下,③处的放射性很低
C. ①是搅拌离心,目的是使DNA和蛋白质分开,分别观察它们的作用
D. 无论标记的是35S还是32P,若混合培养后保温时间过长,则③处的放射性均会增强
【答案】A
【解析】
【详解】A、若第一步是用35S标记噬菌体,意味着使蛋白质带上放射性,则一般情况下,②处(上清液)的放射性很高,A正确;
B、若第一步是用32P标记噬菌体,意味着使DNA带上放射性,则一般情况下,③处(沉淀物)的放射性很高,B错误;
C、①是搅拌离心,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒,沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌,C错误;
D、若标记的是32P,混合培养后保温时间过长,则大肠杆菌将会裂解,噬菌体被释放出来,离心后,噬菌体分布于上清液中,会导致②处的放射性增强,若标记的是35S,则③处的放射性变化不大,D错误。
故选A。
10. 单分子荧光测序技术原理如图所示。某种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP,N可代表碱基A、G、C、T)提供一个相应的脱氧核苷酸连接到DNA子链上的同时,会产生一分子的焦磷酸(PPi),一分子的PPi可以通过一系列反应使荧光素发出一次荧光,通过检测荧光的有无可推测模板链上相应位点的碱基种类。下列说法错误的是( )
A. 测序过程中dNTP可以为反应提供能量
B. 单分子荧光测序需要在DNA复制过程中进行
C. 测序时需要在反应体系中同时加入4种dNTP
D. 利用该技术测序时可能会连续多次出现荧光现象
【答案】C
【解析】
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。 DNA复制条件: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);DNA复制过程:边解旋边复制;DNA复制特点:半保留复制。
【详解】A、图示dNTP含有两个特殊化学键,故测序过程反应中的能量来自dNTP水解放出的能量,A正确;
B、单分子荧光测序时dNTP提供一个脱氧核苷酸用于DNA复制的原料 ,B正确;
C、 每一轮测序中只加入1种dNTP ,C错误;
D、在连续的位置可能出现相同碱基,则会连续多次出现荧光现象,D正确。
故选C。
11. 某种小鼠的黄体毛受显性基因Avy控制,黑体毛受隐性基因a控制。纯合的黄体毛小鼠与纯合的黑体毛小鼠杂交,F1出现了介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。进一步研究发现,在Avy基因的前端有一段特殊的核苷酸序列(简称P序列),P序列中的碱基甲基化程度越高,小鼠体毛颜色就越深。下列有关叙述,错误的是( )
A. Avy基因复制时,甲基化的胞嘧啶不能与鸟嘌呤配对
B. 碱基甲基化不改变基因的遗传信息,但会影响生物表型
C. P序列中碱基甲基化程度与Avy基因表达水平密切相关
D. F1小鼠的体毛颜色虽然不同,但相关的基因型相同
【答案】A
【解析】
【分析】题干纯合的黄体毛小鼠基因型(AvyAvy)与黑体毛小鼠基因型(aa)杂交,F1小鼠的基因型为Avya,但是F1出现了介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型,这是由于不同子代小鼠基因甲基化程度不同,影响了相关基因的表达,从而出现不同体色。
【详解】A、碱基的甲基化修饰会抑制基因的表达,但不干扰基因的复制;复制时甲基化的碱基能与互补的碱基正常配对,A错误;
B、碱基的甲基化不会改变基因的碱基序列,即不会改变基因的遗传信息,但会影响基因的表达,进而影响生物的表型,B正确;
C、根据题意,P序列中的碱基甲基化程度越高,小鼠体毛颜色就越深,说明Р序列中碱基的甲基化程度与Avy基因的表达水平密切相关,C正确;
D、纯合的黄体毛小鼠(AvyAvy)与黑体毛小鼠(aa)杂交,F1小鼠的基因型均为Avya,即F1基因型相同,D正确。
故选A。
12. 科研人员在玉米育种过程中发现了两种突变类型,这两种基因突变前后的碱基变化及对蛋白质的影响如表所示。下列叙述正确的是( )
突变基因
碱基变化
蛋白质变化
基因1
C→T
多肽链长度比野生型玉米短
基因2
CTT→TGG
多肽链中的一个氨基酸与野生型玉米不同
A. 两种突变类型均可以用光学显微镜观察
B. 基因1发生了碱基的替换,导致基因中终止密码子提前出现
C. 基因1和基因2都由玉米的原基因突变而来,体现了基因突变的高频性
D. 玉米原基因突变为基因2后,突变基因中嘌呤的比例没有发生改变
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因突变属于分子水平的变异,基因突变无法通过光学显微镜观察,A错误;
B、基因1的碱基变化为C→T,属于碱基替换,最终使得多肽链变短,导致mRNA上终止密码子提前出现,B错误;
C、基因突变的高频性指在特定条件下突变频率显著提高,而表中两种突变仅体现同一基因可向不同方向突变(不定向性),C错误;
D、玉米原基因突变前后,始终符合碱基互补配对原则,A=T,C=G,嘌呤所占比例均为1/2,D正确。
故选D。
13. 近年来,广安市以油菜花为主题,推进农业、文化、旅游深度融合,助力“乡村振兴”。油菜花色是油菜最令人赏心悦目的表型特征。研究人员通过诱变育种等方法培育出了桔色、紫色、白色等花色的油菜品种。下列叙述错误的是( )
A. 各种花色的油菜品种间没有生殖隔离
B. 不同品种的油菜花体现了物种多样性
C. 突变和基因重组为油菜花的进化提供了原材料
D. 诱变处理油菜种子获得多种花色的油菜品种,说明基因突变具有不定向性
【答案】B
【解析】
【详解】A、不同花色的油菜属于同一物种的不同品种,能够相互交配并产生可育后代,因此不存在生殖隔离,A正确;
B、不同品种的油菜属于同一物种,其差异体现的是遗传多样性而非物种多样性,B错误;
C、突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料,C正确;
D、诱变后出现多种花色,说明同一诱变因素导致不同变异,体现了基因突变的不定向性,D正确。
故选B。
14. 某学生重复孟德尔豌豆杂交实验,取一粒黄色圆粒F₁种子(YyRr),培养成植株,成熟后随机取4个豆荚,所得32粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是( )
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数(粒)
25
7
20
12
A. 32粒种子中有18粒黄色圆粒种子,2粒绿色皱粒种子
B. 实验结果说明含R基因配子的活力低于含r基因的配子
C. 不同批次随机摘取4个豆荚,所得种子的表型比会有差别
D. 该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
【答案】C
【解析】
【分析】两对相对性状的黄色圆粒豌豆实验,遵循基因的自由组合定律。F1黄色圆粒豌豆YyRr,在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,能产生4种配子,F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2为Y_R_:Y_rr:yyR_:yyrr=9:3:3:1。
【详解】A、黄色圆粒种子理论值为18粒(32×9/16),绿色皱粒为2粒(32×1/16)。但实际数据中,黄色和圆粒的总数分别为25和20,无法直接推导组合性状的具体数值,A错误;
B、圆粒与皱粒比为5:3,可能因R配子活力低于r,但由于样本太少,所以不能确定含R基因配子的活力低于含r基因的配子,B错误;
C、由于样本量小(仅4个豆荚,32粒种子),不同批次摘取豆荚可能因抽样误差导致表型比波动,C正确;
D、圆粒与皱粒实际比为5:3,不符合分离定律预期的3:1,同时样本数目太少,所以不支持孟德尔分离定律,D错误;
故选C。
15. 某雌果蝇的一对X染色体均发生了变异,如图所示(图中所示基因只位于果蝇X染色体上)。该雌果蝇与一只棒状淡红眼的正常雄果蝇杂交。下列相关叙述正确的是( )
A. 亲本雌果蝇的两条X染色体分别发生了缺失和重复
B. 亲本雌果蝇一个初级卵母细胞因互换可形成四种卵细胞
C. 正常情况下F1雄果蝇产生的配子中有一半性染色体结构正常
D. 若F1出现了淡红眼、眼型野生型的果蝇,一定是基因重组所致
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析,雌果蝇右侧的X染色体移接了来自Y染色体的附加臂,发生了染色体结构变异中的易位;左侧的X染色体有部分片段缺失,属于染色体结构变异中的缺失。
【详解】A、亲本雌果蝇右侧的X染色体发生了易位,左侧的X染色体有部分片段缺失,发生缺失,两者均属于染色体结构变异,A错误;
B、亲本雌果蝇一个初级卵母细胞不管互换与否均只能形成一个即一种卵细胞,B错误;
C、据图可知,由于雌果蝇两条性染色体都发生了结构变异,产生的配子都异常,故两亲本杂交产生的F1雄果蝇的X染色体异常,Y染色体正常,F1雄果蝇产生的配子中有一半性染色体结构正常,C正确;
D、F1出现了淡红眼、眼型野生型的果蝇,可能是亲代雌性果蝇发生了基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体之间交换了部分片段(基因重组)的结果,D错误。
故选C。
二、非选择题(本题共5个小题,共55分)
16. 某生物学兴趣小组以小鼠为实验材料,进行相关实验探究,图甲、乙、丙是某个小鼠体内细胞的分裂示意图(仅显示部分染色体)。图丁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。图戊表示该动物细胞分裂时期染色体数量变化曲线。请据图回答:
(1)甲细胞所处时期发生在图戊中的______(填序号)阶段;乙细胞含有______个四分体;丙细胞的子细胞名称为______。在图丁的a-e五种细胞类型中一定具有同源染色体的是______(填字母)。
(2)图戊中A和B两个生理过程对于维持小鼠前后代体细胞中染色体数目的恒定,以及遗传和变异都十分重要,其中B表示的生理过程的名称是______。
(3)实验过程中,发现一只雄性小鼠(AaXBY)与一只雌性小鼠(aaXbXb)的后代中,有一只基因型为AaXBXbY的变异个体。若不考虑基因突变,经分析发现是______(“父本”或“母本”)产生的配子发生异常所致。
(4)小鼠进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,一是在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;二是______。
【答案】(1) ①. ⑥ ②. 2 ③. 次级卵母细胞和极体 ④. a、b
(2)受精作用 (3)父本
(4)同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组
【解析】
【分析】据图分析:甲处于有丝分裂后期,乙处于减数分裂Ⅰ前期,丙处于减数分裂Ⅰ后期,丁图中a是有丝后期,b是有丝前、中和减数分裂Ⅰ前、中、后期。c是减数分裂Ⅱ后,d是减数分裂Ⅱ前、中,e是减数分裂Ⅱ末。戊图A段时减数分裂,B段是受精作用,C是有丝分裂。
【小问1详解】
分析题图,戊图中①表示减数分裂Ⅰ,②表示减数分裂Ⅱ,③ 减数分裂Ⅱ的后期,④是受精作用,⑤是有丝分裂前期和中期,⑥是有丝分裂后期,⑦是有丝分裂末期。甲图发生了着丝粒分裂,有同源染色体,故处于有丝分裂的后期,对应戊图的⑥阶段;乙细胞处于减数分裂Ⅰ前期,图中显示有2个四分体;丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质不均等分裂,为初级卵母细胞,其产生的子细胞为次级卵母细胞和极体。分析图丁,a细胞处于有丝分裂后期,b细胞处于有丝分裂前期或中期或减数分裂Ⅰ时期,这两种细胞一定含有同源染色体;c细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期,d细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期,e细胞为卵细胞或极体,c、d、e细胞可能不含同源染色体,所以在图丁的a-e五种细胞类型中一定具有同源染色体的是a、b。
【小问2详解】
图戊中A过程是减数分裂,染色体数目减半,B过程是受精作用,精子和卵细胞结合使染色体数目恢复到体细胞水平。这两个生理过程对于维持小鼠前后代体细胞中染色体数目的恒定,以及遗传和变异都十分重要。
【小问3详解】
雄性小鼠基因型为AaXBY,雌性小鼠基因型为aaXbXb,后代中变异个体基因型为AaXBXbY,其中XB和Y只能来自父本,正常情况下父本产生配子时XB和Y会在减数分裂Ⅰ后期分离进入不同配子,现在同时出现在一个配子中,说明是父本产生的配子发生异常所致。
【小问4详解】
进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,一是在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;二是同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组。
17. 正常成年人心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223基因过度表达,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。
(1)ARC基因和另两种基因的______不同使得3种基因具有特异性。过程①(转录)需要的原料是______,与基因ARC相比,过程①中特有的碱基配对方式是______。
(2)过程②(翻译)中,最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序______(填“相同”或“不同”)。若过程②合成的一条肽链共199个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U占35%,在不考虑终止密码子情况下,则控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有______个。
(3)若ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG-5',则凋亡抑制因子中对应的部分氨基酸序列为______(已知密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:CUU-亮氨酸、CCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、AUG-甲硫氨酸、UCU-丝氨酸、UAC-酪氨酸)。如果ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变,其原因可能是______。
(4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是______。
【答案】(1) ①. 碱基排列顺序(和数量) ②. 四种核糖核苷酸 ③. A-U
(2) ①. 相同 ②. 780
(3) ①. 甲硫氨酸-丝氨酸-丙氨酸 ②. 密码子具有简并性
(4)HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡
【解析】
【分析】转录是指以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下,按照碱基互补配对原则(A-U、T-A、C-G、G-C)合成RNA的过程。 该过程主要发生在真核细胞的细胞核中(原核细胞的拟核区),产物包括mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)和rRNA(核糖体RNA)等。 翻译是指以mRNA为模板,在核糖体上,tRNA携带相应的氨基酸,按照mRNA上密码子的排列顺序,合成具有一定氨基酸序列的多肽链(蛋白质)的过程。
【小问1详解】
基因的特异性是由基因的碱基排列顺序(数量)决定的,所以ARC基因和另两种基因的碱基排列顺序不同使得3种基因具有特异性。转录是合成RNA的过程,需要的原料是四种核糖核苷酸。基因ARC是DNA,转录时DNA中的碱基T与RNA中的碱基A配对,DNA中的碱基A与RNA中的碱基U配对,与基因ARC(DNA - DNA)相比,转录(DNA - RNA)中特有的碱基配对方式是A - U。
【小问2详解】
过程②翻译是以同一条mRNA为模板,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。 一条肽链共199个肽键,则氨基酸数为199 + 1=200个,对应的mRNA上的碱基至少为200×3 = 600个。已知mRNA中A和U占35%,则C和G占1 - 35%=65%,mRNA中C和G的数量为600×65% = 390个。根据碱基互补配对原则,控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有390×2=780个。
【小问3详解】
ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG - 5',根据碱基互补配对原则,转录形成的mRNA的碱基序列为5'-AUGUCUCUUC - 3',对应的氨基酸序列为甲硫氨酸 - 丝氨酸 - 苯丙氨酸。由于密码子具有简并性,即一种氨基酸可能由多种密码子编码,所以ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变。
【小问4详解】
由图可知:HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡。所以HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物。
18. 白粉菌和条锈菌能分别导致小麦感白粉病和条锈病,引起减产。采用适宜播种方式可控制感病程度。下表是株高和株型相近的小麦A、B两品种在不同播种方式下的实验结果。
实验编号
接种方式
植株密度(×106株/公顷)
白粉病感染程度
条锈病感染程度
单位面积产量
A品种
B品种
I
单播
4
0
-
+++
+
II
单播
2
0
-
++
+
III
混播
2
2
+
+
+++
IV
单播
0
4
+++
-
+
V
单播
0
2
++
-
++
注:“+”的数目表示感染程度或产量高低;“-”表示未感染。
据表回答:
(1)抗条锈病的小麦品种是______,判断依据是______。
(2)设计Ⅳ、Ⅴ两组实验,可探究______。
(3)Ⅰ、III、IV三组相比,第III组产量最高,原因______。
(4)小麦抗条锈病性状由基因T/t控制,抗白粉病性状由基因R/r控制,两对等位基因位于非同源染色体上,以A、B品种的植株为亲本,取其F1中的甲、乙、丙单株自交,收获籽粒并分别播种于不同处理的实验小区中,统计各区F2中的无病植株比例。结果如下表:
实验处理
无病植株的比例(%)
F2植株
无菌水
以条锈菌进行感染
以白粉菌进行感染
以条锈菌+白粉菌进行双感染
甲
100
25
0
0
乙
100
100
75
75
丙
100
25
75
?
据表推测,甲的基因型是______,乙的基因型是______,双菌感染后丙的子代中无病植株的比例为______。
【答案】(1) ①. B ②. IV、V组小麦未感染条锈病
(2)植株密度对B品种小麦感病程度及产量的影响
(3)混播后小麦感病程度下降
(4) ①. Ttrr ②. ttRr ③. 3/16
【解析】
【分析】实验采用单播和混播方式研究感病程度,遵从实验的单一变量原则和对照原则。小麦抗条锈病性状由基因T/t控制,抗白粉病性状由基因R/r控制,两对等位基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。
【小问1详解】
据表格中I、II组和Ⅳ、Ⅴ实验显示,单播A品种感染条锈病,单播B品种未感染条锈病感,故抗条锈病的小麦品种是B。
【小问2详解】
观察Ⅳ、Ⅴ两组实验,自变量是B品种的植株密度(Ⅳ组植株密度为4×106株/公顷),Ⅴ组植株密度为2×106株/公顷)),因变量是白粉病感染程度和单位面积产量。所以设计Ⅳ、Ⅴ两组实验,可探究植株密度对B品种小麦感病程度及产量的影响。
【小问3详解】
观察Ⅰ、III、IV三组,Ⅰ组A品种单播植株密度为4×106株/公顷,Ⅲ组A、B品种混播且植株密度均为2×106株/公顷,IV组B品种单播植株密度为4×106株/公顷,Ⅲ组产量最高,三个组植株密度总体一致,不同的是播种方式,再观察图中这三组感染白粉病和条锈病的程度,可以推知原因是混播后小麦感病程度下降(Ⅲ组白粉病和条锈病的感染程度均低于Ⅰ、IV组单播时的感染程度),从而减少了因病害导致的减产,使得产量提高。
【小问4详解】
对于甲植株: 无菌水条件下F2无病植株比例为100%,说明F1甲自交后代理论上都能存活。以条锈菌进行感染后无病植株比例为25%,根据基因的分离定律,一对杂合子自交后代显性性状:隐性性状 = 3:1,这里抗条锈病植株占25%,说明甲关于抗条锈病的基因型是杂合的(Tt);以白粉菌进行感染和以条锈菌 + 白粉菌进行双感染时无病植株比例都为0,说明甲不抗白粉病,基因型为rr。所以甲的基因型是Ttrr。 对于乙植株: 无菌水条件下F2无病植株比例为100%,以条锈菌进行感染后无病植株比例为100%,说明乙抗条锈病,基因型为tt;以白粉菌进行感染后无病植株比例为75%,根据基因的分离定律,一对杂合子自交后代显性性状:隐性性状=3:1,这里抗白粉病植株占75%,说明乙关于抗白粉病的基因型是杂合的(Rr)。所以乙的基因型是ttRr。 对于丙植株: 无菌水条件下F2无病植株比例为100%,以条锈菌进行感染后无病植株比例为25%,说明丙关于抗条锈病的基因型是Tt;以白粉菌进行感染后无病植株比例为75%,说明丙关于抗白粉病的基因型是Rr,即丙的基因型是TtRr。 两对等位基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。TtRr自交后代中既抗条锈病(tt)又抗白粉病(R - )的比例为1/4×3/4=3/16,即双菌感染后丙的子代中无病植株的比例为3/16。
19. 在遗传学的研究中,果蝇常作为遗传学研究的材料,在果蝇中黑身和灰身由一对等位基因(A、a)控制,红眼和白眼受另一对等位基因(B、b)控制,两对基因均不位于Y染色体上。某小组用纯合子果蝇作为亲本进行两对相对性状的遗传实验,结果如下表所示。回答下列问题:
P
F1
①灰身红眼♀×黑身白眼♂
灰身红眼♀、灰身红眼♂
②灰身红眼♂×黑身白眼♀
灰身红眼♀、灰身白眼♂
(1)根据实验结果判断,位于X染色体上的基因是______(填“A/a”或“B/b”),判断依据是______。
(2)果蝇的长翅与残翅是一对相对性状,长翅对残翅为显性,受一对等位基因(C、c)控制,位于常染色体上。为探究A/a与C/c是否遵循基因自由组合定律。请从现有灰身长翅(AACC)、黑身残翅(aacc)、灰身残翅(AAcc)为材料选择,简要写出实验设计思路、预期结果和实验结论。
实验设计思路:______
预期结果及结论:
①若F2的性状表现及比例为______,则说明A/a与C/c遵循基因自由组合定律;
②若F2的性状表现及比例为______,则说明A/a与C/c不遵循基因自由组合定律。
【答案】(1) ①. B/b ②. 红眼和白眼个体进行正反交,后代表型不同
(2) ①. 选择灰身长翅(AACC)和黑身残翅(aacc)进行杂交获得F1,让F1个体进行测交实验,获得足够的后代,而后统计F2的表型和比例(方法2:选择灰身长翅(AACC)和黑身残翅(aacc)进行杂交获得F1,让F1雌雄个体相互交配,获得足够的后代,而后统计F2的表型和比例) ②. 灰身长翅:黑身长翅:灰身残翅:黑身残翅=1:1:1:1(方法2:灰身长翅:黑身长翅:灰身残翅:黑身残翅=9:3:3:1) ③. 灰身长翅:黑身残翅=1:1(方法2:灰身长翅:黑身残翅=3:1)
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是:在减数分裂形成配子时,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。 具体来说,当细胞进行减数分裂产生配子时,同源染色体相互分离,导致位于同源染色体上的等位基因(如A与a)随之分离;而不在同一对同源染色体上的非等位基因(如A与B、A与b等),会随着非同源染色体的自由组合而随机搭配,进入不同的配子中。
【小问1详解】
题中杂交实验为正反交实验,灰身和黑身正反交结果相同,与性别无关。而红眼和白眼个体进行正反交,后代表型不同,与性别相关联。故可以判断控制红眼和白眼的基因(B/b)位于X染色体上。
【小问2详解】
选择灰身长翅(AACC)和黑身残翅(aacc)进行杂交获得F1(AaCc),让F1个体进行测交实验,获得足够的后代,而后统计F2的表型和比例(方法2:选择灰身长翅(AACC)和黑身残翅(aacc)进行杂交获得F1,让F1雌雄个体相互交配,获得足够的后代,而后统计F2的表型和比例)
若A/a与C/c遵循基因自由组合定律,F₁(AaCc)产生的配子类型及比例为AC : Ac : aC : ac = 1 : 1 : 1 : 1,若与aacc测交,即与ac配子结合,则F2灰身长翅:黑身长翅:灰身残翅:黑身残翅=1:1:1:1。若F1雌雄个体相互交配,F₂的性状表现及比例为灰身长翅(A_C_ ):灰身残翅(A_ cc):黑身长翅(aaC_):黑身残翅(aacc)= 9 : 3 : 3 : 1。
若A/a与C/c不遵循基因自由组合定律,假设A和C连锁,a和c连锁,F₁(AaCc)产生的配子类型及比例为AC : ac = 1 : 1,与若与aacc测交,即与ac配子结合,
则F2灰身长翅:黑身残翅=1:1。若F1雌雄个体相互交配,F₂的性状表现及比例为灰身长翅(AACC + AaCc):黑身残翅(aacc)= 3 : 1 。
20. 褐花杓兰和西藏杓兰是我国特有的珍稀濒危兰科植物,主要分布于西南地区且有一定的区域交叉,典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。研究发现,这两种植物能够杂交并产生可育后代,西藏杓兰由熊蜂传粉。
(1)不同地域的同种兰花种群间存在明显差异,这种差异使得种群内的个体更好地适应环境,现代生物进化理论认为种群间出现这些差异的实质是______。在进化过程中,兰花形成了一定的多样性及其对不同环境极强的适应能力。然而,适应依然具有相对性,根本原因是______。
(2)两种兰花杂交后代花色与典型亲本有一定差异的可能原因是______(写出2点)。
(3)科学家发现兰花有474个特有基因家族。不同种兰花的DNA和蛋白质等生物大分子具有共同点和差异性,其中,共同点揭示了它们有______,而差异性的大小则体现了这些品种______,以及在进化史上出现的顺序。
(4)某兰花种群中一对相对性状由A和a基因控制,其中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。若人为舍弃隐性性状,仅保留显性性状,让其自交,则F1中A的基因频率为______。我国西南地区的卧龙自然保护区山高谷深、溪流密布,属于全球生物多样性核心地区之一,从物种形成的角度解释卧龙自然保护区生物多样性高的原因是______。
【答案】(1) ①. 种群基因频率的不同 ②. 遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾(或环境不断变化,适应原环境的性状或基因不能适应新环境)
(2)基因重组、表观遗传、基因突变、环境因素的影响
(3) ①. 共同的原始祖先 ②. 亲缘关系的远近
(4) ①. 70% ②. 山高谷深易形成地理隔离,阻断基因交流;不同区域的不同自然环境,使自然选择的方向不同,易于新物种的形成
【解析】
【分析】1、能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,这种现象叫作生殖隔离;
2、基因频率及基因型频率:(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1;(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
【小问1详解】
现代生物进化理论认为种群间出现这些差异的实质是种群基因频率的不同,所以在进化过程中,兰花形成了一定的多样性及其对不同环境极强的适应能力。然而,适应依然具有相对性,根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾,即环境不断变化,适应原环境的性状或基因不能适应新环境。
【小问2详解】
二者杂交产生后代属于有性生殖,有性生殖过程中由于产生配子时可能发生基因突变、染色体变异以及发生基因重组,因此可能导致子代的遗传物质和亲代不同,使子代的花色和亲本有一定的差异,另外子代遗传物质也可能发生甲基化等修饰,即表观遗传,影响基因的表达,进而使子代的花色和亲本有一定的差异,环境因素的影响也可能使子代的花色和亲本有一定的差异。
【小问3详解】
不同种兰花的DNA和蛋白质等生物大分子具有共同点和差异性,其中,共同点揭示了它们有共同的原始祖先,而差异性的大小则体现了这些品种亲缘关系的远近,以及在进化史上出现的顺序。
【小问4详解】
某兰花种群中一对相对性状由A和a基因控制,其中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%,Aa个体占30%,若人为舍弃隐性性状,仅保留显性性状,AA的个体占2/5,基因型为Aa的个体占3/5,让其自交,则F1中AA的个体占11/20,基因型为Aa的个体占6/20,aa个体占3/20,A的基因频率为AA+1/2Aa=11/20+1/2×6/20=70%,由于山高谷深易形成地理隔离,阻断基因交流;不同区域的不同自然环境,使自然选择的方向不同,易于新物种的形成,所以卧龙自然保护区生物多样性高。
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