内容正文:
重庆八中2024—2025学年度 (下)期末考试高一年级
生物试题
一、单项选择题(每个小题只有一个正确答案。本题共15小题,每题3分,共45分)
1. 同一物质不同分子具有的能量存在差异,分子只有获得所需活化能才能发生化学反应。通常情况下,淀粉加热到53℃以上才能水解。盐酸是催化淀粉水解的无机催化剂。下列关于淀粉水解反应的说法正确的是( )
A. 淀粉水解时,释放的能量有一部分储存在 ATP 中
B. 向淀粉溶液加入淀粉酶后,淀粉分子的能量增多
C. 与加热前相比,把淀粉加热到53℃以上时淀粉分子能量增多
D. 加入盐酸后,淀粉分子的能量和淀粉水解所需活化能均不变
2. 为了检验动物细胞呼吸时产生的 CO2和热量,某同学利用如下装置进行实验,甲组打开空气泵,通入空气;乙组先排尽装置中的氧气,关闭空气泵,再连接锥形瓶C。气体流向和所用试剂如图所示,不考虑微生物活动对实验结果的影响。下列说法正确的是( )
A. B、C两个锥形瓶中的石灰水在实验中的作用是不相同的
B. 实验前后钟罩内温度上升的主要原因是 ATP 水解产热
C. 甲组开启空气泵前,要先观察和记录三个锥形瓶中溶液的颜色和浑浊度
D. 乙组中的小鼠一段时间后死亡,锥形瓶C中的石灰水只出现轻度浑浊
3. 某同学用若干大小一致的新鲜菠菜叶随机均分为多组进行图示实验。每组实验均包含试管①和试管②,试管中为添加有指示剂的CO2缓冲液,初始颜色均为绿色,不同小组光照强度大小不同,其他环境条件相同且适宜,实验一段时间后观察指示剂颜色变化,所有的试管②仍为绿色。下列相关叙述正确的是( )
注:指示剂为溴麝香草酚蓝,变色范围:pH=6.0呈黄色,pH=7.0呈绿色,pH=7.6呈蓝色。
A. 本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响,同一小组试管①和试管②的光照强度不同
B. 若某小组试管①变蓝色,说明该组光照强度下叶片光合速率大于呼吸速率,叶片吸收CO2使溶液的pH上升
C. 若某小组的试管①变黄色,说明该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率,线粒体内膜产生的CO2使pH下降
D. 若某小组的试管①仍为绿色,说明该组光照强度下叶片的总光合速率为0
4. 硅藻(真核生物)有着奇特的繁殖方式,其含硅外壳无法生长,由大的上壳扣住小的下壳形成,分裂时产生的两个子细胞各自以旧壳为新上壳合成新下壳,形成一个与母体大小相同的细胞和一个略小于母体的细胞(如图)。当该物种繁殖到若干代后,有的子细胞会以产生复大孢子的方式恢复原来的大小。下列有关叙述正确的是( )
A. 能在光学显微镜下看到硅藻细胞的双层核膜
B. 1个硅藻细胞繁殖代后,与母体大小相同的子细胞数大于或等于1
C. 1个母体繁殖3次后,形成4个大小与B细胞相同的子细胞
D. 硅藻繁殖时,不一定会出现DNA双螺旋解旋的现象
5. 家禽运输应激是指运输过程中受到各种应激原的刺激引起的应激综合征,番茄红素(LYC)能缓解应激综合征。为研究其机理,研究团队将相同雏鹅随机分为3组,其中对照组不做处理,运输应激模型组持续6h的摇床振荡(模拟运输过程),处理组灌胃LYC后再持续6h的摇床振荡。实验后检测各组雏鹅肝脏细胞内与凋亡有关的基因Bax、Bcl-2的相对表达量,结果如下图。下列推论缺乏依据的是( )
A. Bax蛋白可能促进细胞凋亡,Bcl-2蛋白可能抑制细胞凋亡
B. Bax/Bcl-2相对表达量比值可以反映肝脏细胞抗凋亡能力大小
C. Bcl-2通过抑制Bax基因的表达从而阻止肝脏细胞的异常凋亡
D. LYC能减少肝脏组织的功能损伤从而缓解雏鹅的运输应激
6. 基因从亲代传递给子代或亲代细胞传递给子代细胞的现象,称为基因的垂直传递。基因从一种类塑细胞传递给不含该基因的其他类型细胞的现象,称为基因的水平传递。下列关于基因传递的叙述正确的是( )
A. 基因的垂直传递只能发生在有性生殖过程中
B. R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌属于基因的垂直传递
C. 基因水平传递不遵循孟德尔定律
D. 基因垂直传递不会使子代获得新性状
7. 某二倍体植物的花色受2对等位基因控制,且存在显性纯合致死现象。两红花植株杂交产生的一紫花植株自交,F2性状分离比为紫花:红花:白花=4:4:1。下列相关叙述错误的是( )
A. 该植物花色的遗传符合孟德尔自由组合定律
B. 亲本的两红花植株在花色基因组成上是杂合的
C. F2红花植株自由交配,所得后代紫花:红花:白花=4:12:9
D. F2植株自交,所得F3植株开白花的比例为25/81
8. 凤丹白是江南牡丹最常见的品种,对其核型(体细胞中的全部染色体,按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像)分析可为研究牡丹品种的演化、分类和育性提供参考。凤丹白的核型分析结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 根据染色体核型分析凤丹白为二倍体核型,含5对同源染色体
B. 减数分裂过程中,染色体1与2、1与3可能会相互交换片段
C. 减数分裂I后期,染色体2、3、5、8、9不会同时移向同一极
D. 有丝分裂后期细胞内染色体组数目与图中染色体组数目不相同
9. 图示染色体交换行为发生于某雌果蝇减数分裂时,雄果蝇减数分裂时不发生交换,且基因型为 ab的雄配子不育。不考虑基因突变,下列分析正确的是( )
A. 图示细胞完成减数分裂后产生的4个配子基因型各不相同
B. 图示现象的发生有助于生物在稳定的环境中大量繁殖
C. 基因分布如图所示的雌雄果蝇交配,子代有4种表现型
D. 若该果蝇的配子中 Ab型占8%,推测AB型的比例为42%
10. 人们发现,偶尔会有原来下过蛋的母鸡变成公鸡,长出公鸡的羽毛,发出公鸡样的啼声;鸡是ZW型性别决定,公鸡的两条性染色体是同型的(ZZ),母鸡的两条性染色体是异型的(ZW),没有Z染色体的个体无法存活。下列相关叙述正确的是( )
A. 性染色体上的基因都与性别决定有关,有性别分化的生物都有性染色体
B. Z和W染色体上的部分基因成对存在,这些基因在遗传时不属于伴性遗传
C. 小鸡孵化时的性别比例大致为1:1,是因为亲代的雌配子:雄配子=1:1
D. 由母鸡性反转而成的公鸡与普通母鸡交配,子代个体的雌雄之比是2:1
11. 科学家们通过一系列探索实验,理清了基因在细胞中的存在情况。下列相关叙述正确的是( )
A. 萨顿发现等位基因的分离与非同源染色体的自由组合存在平行关系,这一现象支持基因在染色体上
B. 摩尔根用F₁杂合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交,证明了白眼基因只在X染色体而不在 Y上
C. 约翰逊将遗传因子改称为基因,并提出了表型和基因型的概念
D. 艾弗里通过小鼠体内的肺炎链球菌转化实验证明了转化因子是DNA
12. DNA 复制时双螺旋会解开并形成复制叉。下图为DNA 复制叉的结构示意图 (仅图示部分结构,不完整),引物是一小段核糖核酸,后随链合成过程中,会形成冈崎片段,它们的合成是不连续的。结合所学知识分析,下列说法正确的是( )
A. DNA 聚合酶催化游离核苷酸与模板链之间按碱基互补配对形成氢键
B. 冈崎片段的形成与DNA 的子链只能从5'端向3'端合成有关
C. 冈崎片段由引物酶催化合成,需要被连接起来以保持后随链的完整
D. 原核生物的DNA 分子是环状的,复制过程中不会产生冈崎片段
13. ρ因子是大肠杆菌内一种蛋白质,它沿着RNA链追踪RNA聚合酶并与RNA聚合酶结合,促使其空间构象发生改变而脱落,同时催化DNA-RNA杂合链分离。下列分析错误的是( )
A. 大肠杆菌ρ因子与RNA的转录终止有关
B. ρ因子具有解旋酶活性,能催化氢键的断裂
C. ρ因子缺乏会导致合成的RNA无法正常脱落
D. ρ因子会促使RNA聚合酶在终止密码子处脱离
14. 如图,CRISPRoff是一个新开发的编辑器,能将甲基(Me)添加在DNA链的特定位点上,使靶基因在被处理的细胞中持久性地保持沉默,另外依赖于CRISPRon能逆转该类基因沉默。下列叙述正确的是( )
A. CRISPRon有助于RNA聚合酶与基因结合以逆转基因沉默
B. 组蛋白与DNA分子间通过碱基互补配对结合成染色质(体)
C. 表观遗传是指DNA发生修饰而使基因表达和表型发生变化的现象
D. 新型编辑器CRISPRoff通过改变基因碱基序列实现持久性调控转录
15. 油菜为异源四倍体(AABB=38,字母表示染色体组,数字为该生物染色体数),是由白菜(AA=20)和甘蓝(BB=18)杂交后经过自然加倍形成的,萝卜(CC=18)具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交,通过下图所示途径获得抗线虫病油菜,个体R1和个体R2减数分裂时,未配对的染色体随机分配。下列说法正确的是( )
A. F1在自然状态下不可育的原因是染色体数目为奇数导致的联会紊乱
B. 在个体R2植株的体细胞中,染色体数目最少为38条,最多为94条
C. 染色体数为39的抗线虫病个体 R2植株自交,有1/2 的后代抗线虫病
D. R2植株中出现了染色体数为38也抗线虫病的个体,是基因重组的结果
二、非选择题(本题共5题,除标注外,每空2分,共55分)
16. 为探究低钾胁迫对水稻光合作用的影响,某科研团队分别用正常土壤(对照组)和缺钾土壤(缺钾组)培养两组长势相同的水稻,一段时间后检测水稻叶片光合作用得各个指标,结果如下图所示。
注:气孔导度表示气孔开放的程度;表中为各个指标的相对值。
(1)在用光合作用速率测定仪测量水稻叶片光合作用速率时,测量的是叶片的CO2吸收速率和O2释放速率,该值_______(填“能”或“不能”)代表真实的光合作用速率。据图1分析,缺钾组植物对_______(填“红光”、“蓝光”或“红光和蓝紫光”)的吸收减少。
(2)图中数据显示,缺钾会导致水稻光合作用速率下降,此时气孔导度_______(填“是”或“不是”)影响光合作用速率的因素,依据是_______。
(3)暗反应中CO2的固定是由 Rubisco酶催化进行的。但O2能与CO2竞争 Rubisco 酶,使该酶催化C、和O2反应,生成C3和CO2,此反应过程消耗ATP 和NADPH,被称为光呼吸。研究者将缺钾的土壤分成若干组,分别添加不同含量的钾肥,培养长势相同的水稻一段时间后,检测水稻叶片CO2固定速率及光呼吸与CO2固定速率的比值如图2所示。光呼吸过程中,C5和O2反应的场所为_______。若光反应速率降低,光呼吸速率会_______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)根据图2实验的结果,推测缺钾导致水稻产量下降的原因可能是_______。
17. 小鼠(2n=40)是常见的生物学实验动物,科研人员以小鼠为材料观察了减数分裂过程,实验结果如下。请回答下列问题。
(1)实验中为了便于观察染色体的形态可用_______染料染色。
(2)将图示照片按细胞分裂先后顺序进行排序_______(用字母和箭头表示)。图中孟德尔自由组合定律发生于图中_______(填字母)所示时期。
(3)胸苷能转化为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,为DNA 复制提供原料。DNA 复制过程中(即S期时),过量胸苷会与胸腺嘧啶脱氧核苷酸竞争模板,因无法形成磷酸二酯键,从而抑制DNA的复制。下表是小鼠肠上皮细胞一个细胞周期内不同时期的时长,研究人员向小鼠细胞培养液中加入过量胸苷,大约_______h后,细胞将全部停留在S期。若想将停留在S期的细胞同步到G1/S交界处,可先换上新鲜培养液培养_______h(填范围),再加入_______培养。
时期
分裂间期
分裂期
G1
S
G2
M
时长/h
5.5
6.2
2.3
1.8
18. 甲基化是DNA常见的化学修饰方式,这种修饰能影响生物的表现型。蜜蜂群体中,雌性幼虫以蜂玉浆为食可发育为蜂王,以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。研究发现,Dmmt3蛋白是一种甲基转移酶,由核基因 Dnmt3 表达的产生,它能在 DNA的某些区域添加甲基基团。
(1)DNA 在甲基化修饰时,甲基通常添加到DNA 分子的_______上,这种修饰_______(填“能”或“不能”)遗传给后伐。下图表示DNA 甲基化对基因表达的影响,由图可知发生甲基化的区域为_______的结合位点。
(2)已知注射Dnmt3 siRNA 能使 Dnmt3 基因表达沉默,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌性幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
①实验思路:取多只生理状况相同的雌性幼虫,均分为A、B两组;A组注射适量缓冲液配制的 Dnmt3 siRNA 溶液,B组_______,其他条件相同且适宜;用_______饲喂一段时间后,观察并记录幼虫发育情况。
②预期实验结果: A组_______, B组_______。
19. 图1是某先天性聋哑患病家族的系谱图,此家族涉及两对具备单独致病能力的相关基因(A/a与B/b,其中一对位于X染色体上);图2是该家族中某些个体的基因检测结果,1、2条带对应基因A/a 与B/b 中的一对,3、4条带对应另一对;II-1不携带致病基因(本题不考虑突变和染色体互换)。
(1)两对等位基因中的致病基因的遗传方式为_______。
(2)若对II-1进行检测,他的相关基因会出现在图2中的_______(填写条带序号)条带。
(3)若条带1所表示的基因是A或a中的一个;则四个条带分别对应的基因为_______b, Ⅱ-3的基因型为_______。
(4)Ⅲ-1与Ⅲ-2近亲结婚,假如Ⅲ-2在减数分裂Ⅰ时发生异常,排出的卵细胞含有2条X染色体,该卵细胞受精后,受精卵第一次卵裂时发生了“三体自救”(随机降解多出的一条染色体),则这个受精卵发育为女孩的概率为_______,由该受精卵发育而来的孩子,患病概率为_______。
20. 某红眼果蝇群体由基因突变产生了部分白眼和杏色眼个体,已知w(白眼)和apr(杏色眼)均是由对应的显性基因(用“+”表示)突变而来的隐性基因,相关基因都位于X染色体上。w和 apr可能是控制同一性状的两个不同基因的突变,也可能是同一个基因内不同位点的突变,双突变杂合子存在图中甲、乙、丙、丁四种可能的模式。
(1)上图甲、乙、丙、丁中,表现为红眼性状的有_______。
(2)为确定相关基因在染色体上的具体存在模式,科学家们用杏色眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,对后代眼色进行统计分析。若子一代中的雄性均为杏色眼,雌性均为红眼,则子一代中的双突变杂合子基因分布应该如图中的模式_______所示,雌性亲本的基因型为_______。
(3)经实验后,所得数据支持上述(2)中的结论。现用所得F1中的雌雄果蝇交配,预期F2的表现型及其比例:_______。实际所得F2中,雄性有约1%的个体眼色不符预期,这些个体中的一半出现了一种新的眼色———浅杏色眼,另一半的眼色为_______。
(4)请根据所学知识,解释出现上述不符预期个体的原因:_______。
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重庆八中2024—2025学年度 (下)期末考试高一年级
生物试题
一、单项选择题(每个小题只有一个正确答案。本题共15小题,每题3分,共45分)
1. 同一物质不同分子具有的能量存在差异,分子只有获得所需活化能才能发生化学反应。通常情况下,淀粉加热到53℃以上才能水解。盐酸是催化淀粉水解的无机催化剂。下列关于淀粉水解反应的说法正确的是( )
A. 淀粉水解时,释放的能量有一部分储存在 ATP 中
B. 向淀粉溶液加入淀粉酶后,淀粉分子的能量增多
C. 与加热前相比,把淀粉加热到53℃以上时淀粉分子能量增多
D. 加入盐酸后,淀粉分子的能量和淀粉水解所需活化能均不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、淀粉水解属于分解反应,释放的能量通常以热能形式散失,在体外反应中不会生成ATP,A错误;
B、淀粉酶作为催化剂,只能降低淀粉水解的活化能,不能使淀粉分子的能量增多,B错误;
C、把淀粉加热到55℃以上,淀粉分子获得能量,其能量增多,C正确;
D、加入盐酸后,盐酸作为催化剂会降低淀粉水解所需的活化能,而淀粉分子的能量不变,D错误。
故选C。
2. 为了检验动物细胞呼吸时产生的 CO2和热量,某同学利用如下装置进行实验,甲组打开空气泵,通入空气;乙组先排尽装置中的氧气,关闭空气泵,再连接锥形瓶C。气体流向和所用试剂如图所示,不考虑微生物活动对实验结果的影响。下列说法正确的是( )
A. B、C两个锥形瓶中的石灰水在实验中的作用是不相同的
B. 实验前后钟罩内温度上升的主要原因是 ATP 水解产热
C. 甲组开启空气泵前,要先观察和记录三个锥形瓶中溶液的颜色和浑浊度
D. 乙组中的小鼠一段时间后死亡,锥形瓶C中的石灰水只出现轻度浑浊
【答案】A
【解析】
【详解】A、B是检测CO2是否除尽,C中的石灰水的作用是检测产物中是否有CO2,A正确;
B、温度上升的主要原因是细胞呼吸过程中有机物的分解产热,而非ATP水解,ATP水解是释放能量供细胞使用的过程,产热并非其主要作用,B错误;
C、氢氧化钾溶液本身无色,吸收CO2后也是无色,无需记录初始颜色,开启空气泵前,不需要观察和记录A锥形瓶中溶液的颜色,只需要观察和记录B、C锥形瓶中溶液的颜色,C错误;
D、乙组先排尽装置中的氧气,关闭空气泵,无氧气提供,小白鼠无氧呼吸不产生二氧化碳,则一段时间后C中石灰水无明显的颜色变化,D错误。
故选A。
3. 某同学用若干大小一致的新鲜菠菜叶随机均分为多组进行图示实验。每组实验均包含试管①和试管②,试管中为添加有指示剂的CO2缓冲液,初始颜色均为绿色,不同小组光照强度大小不同,其他环境条件相同且适宜,实验一段时间后观察指示剂颜色变化,所有的试管②仍为绿色。下列相关叙述正确的是( )
注:指示剂为溴麝香草酚蓝,变色范围:pH=6.0呈黄色,pH=7.0呈绿色,pH=7.6呈蓝色。
A. 本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响,同一小组试管①和试管②的光照强度不同
B. 若某小组试管①变蓝色,说明该组光照强度下叶片光合速率大于呼吸速率,叶片吸收CO2使溶液的pH上升
C. 若某小组的试管①变黄色,说明该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率,线粒体内膜产生的CO2使pH下降
D. 若某小组的试管①仍为绿色,说明该组光照强度下叶片的总光合速率为0
【答案】B
【解析】
【详解】A、本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响,实验的自变量是光照强度不同,不同组别的光照强度不同,但同一小组试管①和试管②的光照强度应相同,A错误;
B、图中试管①在强光下,新鲜菠菜的叶子光合作用大于呼吸作用,因此溶液的pH升高,溶液的颜色由绿色变成蓝色(pH=7.6呈蓝色),B正确;
C、植物细胞在光照下可以进行光合作用和呼吸作用,光合作用吸收二氧化碳,使得溶液的pH升高,呼吸作用释放二氧化碳,使得溶液的pH降低,若某小组的试管①变黄色(pH=6.0呈黄色),说明此时溶液的pH降低,该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率,但CO2是在线粒体基质产生的,C错误;
D、若某小组的试管①仍为绿色,说明叶片光合作用与呼吸作用相当,即净光合速率=0,而非总光合速率为0,D错误。
故选B。
4. 硅藻(真核生物)有着奇特的繁殖方式,其含硅外壳无法生长,由大的上壳扣住小的下壳形成,分裂时产生的两个子细胞各自以旧壳为新上壳合成新下壳,形成一个与母体大小相同的细胞和一个略小于母体的细胞(如图)。当该物种繁殖到若干代后,有的子细胞会以产生复大孢子的方式恢复原来的大小。下列有关叙述正确的是( )
A. 能在光学显微镜下看到硅藻细胞的双层核膜
B. 1个硅藻细胞繁殖代后,与母体大小相同的子细胞数大于或等于1
C. 1个母体繁殖3次后,形成4个大小与B细胞相同的子细胞
D. 硅藻繁殖时,不一定会出现DNA双螺旋解旋的现象
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知,硅藻细胞繁殖时,其含硅外壳无法生长,分裂时产生的两个子细胞各自以旧壳为新上壳合成新下壳,形成一个与母体大小相同的细胞和一个略小于母体的细胞,若不考虑产生复大孢子这种情况,则1个硅藻细胞繁殖n代后,与母体大小相同的子细胞数为1,由于当该物种繁殖到若干代后,有的子细胞会以产生复大孢子的方式恢复原来的大小,故1个硅藻细胞繁殖n代后,与母体大小相同的子细胞数大于或等于1。
【详解】A、核膜为亚显微结构,在电子显微镜下可以看到,在光学显微镜下不能看到,A错误;
B、由题意可知,硅藻细胞繁殖时,其含硅外壳无法生长,分裂时产生的两个子细胞各自以旧壳为新上壳合成新下壳,形成一个与母体大小相同的细胞和一个略小于母体的细胞,若不考虑产生复大孢子这种情况,则1个硅藻细胞繁殖n代后,与母体大小相同的子细胞数为1,由于当该物种繁殖到若干代后,有的子细胞会以产生复大孢子的方式恢复原来的大小,故1个硅藻细胞繁殖n代后,与母体大小相同的子细胞数大于或等于1,B正确;
C、1个母体繁殖3次后,形成3个大小与B细胞相同的子细胞,C错误;
D、硅藻繁殖过程中,会发生DNA复制,DNA复制过程中,DNA双链会解螺旋,D错误。
5. 家禽运输应激是指运输过程中受到各种应激原的刺激引起的应激综合征,番茄红素(LYC)能缓解应激综合征。为研究其机理,研究团队将相同雏鹅随机分为3组,其中对照组不做处理,运输应激模型组持续6h的摇床振荡(模拟运输过程),处理组灌胃LYC后再持续6h的摇床振荡。实验后检测各组雏鹅肝脏细胞内与凋亡有关的基因Bax、Bcl-2的相对表达量,结果如下图。下列推论缺乏依据的是( )
A. Bax蛋白可能促进细胞凋亡,Bcl-2蛋白可能抑制细胞凋亡
B. Bax/Bcl-2相对表达量比值可以反映肝脏细胞抗凋亡能力大小
C. Bcl-2通过抑制Bax基因的表达从而阻止肝脏细胞的异常凋亡
D. LYC能减少肝脏组织的功能损伤从而缓解雏鹅的运输应激
【答案】C
【解析】
【分析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞 凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调 控,所以它是一种程序性死亡。
【详解】A、题图可知,与对照相比,运输应激模型组,Bax基因相对表达量增多,而Bcl-2基因相对表达量下降,可推测Bax蛋白可能促进细胞凋亡,Bcl-2蛋白可能抑制细胞凋亡,A正确;
B、分析题图可知,与对照组和LYC处理组相比,运输应激模型组Bax/Bcl-2相对表达量比值较高,可见运输应激模型组肝细胞抗凋亡能力较弱,故Bax/Bcl-2相对表达量比值可以反映肝脏细胞抗凋亡能力大小,B正确;
CD、题图可知,与运输应激模型组相比,LYC处理组Bax基因相对表达量下降,而Bcl-1基因相对表达量增多,但无法得知Bcl-2通过抑制Bax基因的表达从而阻止肝脏细胞的异常凋亡,而可知LYC能减少肝脏组织的功能损伤从而缓解雏鹅的运输应激,C错误,D正确。
故选C。
6. 基因从亲代传递给子代或亲代细胞传递给子代细胞的现象,称为基因的垂直传递。基因从一种类塑细胞传递给不含该基因的其他类型细胞的现象,称为基因的水平传递。下列关于基因传递的叙述正确的是( )
A. 基因的垂直传递只能发生在有性生殖过程中
B. R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌属于基因的垂直传递
C. 基因水平传递不遵循孟德尔定律
D. 基因垂直传递不会使子代获得新性状
【答案】C
【解析】
【分析】肺炎链球菌的转化实验:(1)实验材料:肺炎链球菌:R 型:无多糖类荚膜、无毒性、菌落粗糙;S 型:有多糖类荚膜、有毒性、菌落光滑,使人患肺炎,使小鼠患败血症。(2)肺炎链球菌体内转化实验:1928年由英国科学家格里菲思等人进行。结论:加热杀死的S型菌中含有促成R型活菌转化成S型活菌的活性物质——“转化因子”。
【详解】A、垂直传递包括亲代细胞通过分裂(如无性生殖)将基因传递给子代细胞,并非仅发生于有性生殖,A错误;
B、R型菌转化为S型菌是因S型菌的DNA进入R型菌,属于基因水平传递(转化),B错误;
C、孟德尔定律适用于有性生殖的减数分裂,而水平传递(如细菌转化)不涉及减数分裂,故不遵循该定律,C正确;
D、垂直传递中若发生基因突变或重组(如有性生殖),子代可能获得新性状,D错误。
故选C。
7. 某二倍体植物的花色受2对等位基因控制,且存在显性纯合致死现象。两红花植株杂交产生的一紫花植株自交,F2性状分离比为紫花:红花:白花=4:4:1。下列相关叙述错误的是( )
A. 该植物花色的遗传符合孟德尔自由组合定律
B. 亲本的两红花植株在花色基因组成上是杂合的
C. F2红花植株自由交配,所得后代紫花:红花:白花=4:12:9
D. F2植株自交,所得F3植株开白花的比例为25/81
【答案】C
【解析】
【分析】根据题干,紫花自交后F₂的性状分离比为4:4:1,可推断紫花为双杂合(AaBb),显性纯合(AA和BB)致死。
【详解】A、该性状由两对等位基因控制,且F₂比例因显性纯合致死发生改变,但仍符合自由组合定律,A正确;
B、亲本红花杂交产生紫花(AaBb),说明亲本携带不同隐性等位基因(如Aabb和aaBb),均为杂合,B正确;
C、F₂红花基因型及比例为Aabb:aaBb=1:1,产生的配子及比例为Ab:ab:aB=1:2:1,自由交配后存活子代比例为紫花:红花:白花=1:4:2,C错误;
D、F2基因型及比例为AaBb:Aabb:aaBb:aabb=4:2:2:1,AaBb自交,子代中白花比例为1/9,Aabb和aaBb自交,子代中白花丹比例均为1/3,aabb自交,子代全为白花,整体白花比例为25/81,D正确。
故选C。
8. 凤丹白是江南牡丹最常见的品种,对其核型(体细胞中的全部染色体,按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像)分析可为研究牡丹品种的演化、分类和育性提供参考。凤丹白的核型分析结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 根据染色体核型分析凤丹白为二倍体核型,含5对同源染色体
B. 减数分裂过程中,染色体1与2、1与3可能会相互交换片段
C. 减数分裂I后期,染色体2、3、5、8、9不会同时移向同一极
D. 有丝分裂后期细胞内染色体组数目与图中染色体组数目不相同
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期: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:①前期:染色体散乱的排布与细胞内;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③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;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、图示中有5对同源染色体,2个染色体组,为二倍体核型,A正确;
B、减数分裂过程中,染色体1与2为同源染色体,在减数第一次分裂前期可能发生交叉互换,而1与3为非同源染色体,可能会相互交换片段,属于染色体结构变异中的易位,B正确;
C、减数分裂I后期,染色体2、3、5、8、9为非同源染色体,非同源染色体可以自由组合,可能会同时移向同一极,C错误;
D、图中染色体组数目为2,有丝分裂后期细胞内染色体组数目为4,D正确。
故选C。
9. 图示染色体交换行为发生于某雌果蝇减数分裂时,雄果蝇减数分裂时不发生交换,且基因型为 ab的雄配子不育。不考虑基因突变,下列分析正确的是( )
A. 图示细胞完成减数分裂后产生的4个配子基因型各不相同
B. 图示现象的发生有助于生物在稳定的环境中大量繁殖
C. 基因分布如图所示的雌雄果蝇交配,子代有4种表现型
D. 若该果蝇的配子中 Ab型占8%,推测AB型的比例为42%
【答案】D
【解析】
【详解】A、一个初级卵母细胞经过减数分裂只能产生1个卵细胞和3个极体,所以图示初级卵母细胞只能产生1个卵细胞,A错误;
B、图示为交叉互换,属于基因重组,可以增加配子的多样性,提升后代变异类型,有利于生物在多变的环境中生存繁衍; 稳定环境下,变异多反而不利于优势性状稳定遗传,交叉互换不利于稳定环境大量繁殖,B错误;
C、由图可知,图示所示的雌雄果蝇基因型为AaBb,可产生雌配子AB、Ab、aB、ab四种类型的雌配子,由于AB连锁,ab连锁,雄果蝇减数分裂时不发生交换,且基因型为 ab的雄配子不育,所以可产生可育雄配子为AB,该基因型的雌雄果蝇交配,子代基因型为AABB、AABb、AaBB、AaBb,共4种基因型,但只有1种表现性,C错误;
D、设发生互换的初级卵母细胞占比为X,不发生交叉互换时,产生的卵细胞基因型为AB:ab=1:1,即配子AB和ab各占50%,发生交叉互换时,产生的卵细胞基因型为AB、Ab、aB、ab。若该雌果蝇的卵细胞中Ab占8%,说明有8%是由于染色体互换所得,可推测AB型的比例为50%-8%=42%,D正确。
故选D。
10. 人们发现,偶尔会有原来下过蛋的母鸡变成公鸡,长出公鸡的羽毛,发出公鸡样的啼声;鸡是ZW型性别决定,公鸡的两条性染色体是同型的(ZZ),母鸡的两条性染色体是异型的(ZW),没有Z染色体的个体无法存活。下列相关叙述正确的是( )
A. 性染色体上的基因都与性别决定有关,有性别分化的生物都有性染色体
B. Z和W染色体上的部分基因成对存在,这些基因在遗传时不属于伴性遗传
C. 小鸡孵化时的性别比例大致为1:1,是因为亲代的雌配子:雄配子=1:1
D. 由母鸡性反转而成的公鸡与普通母鸡交配,子代个体的雌雄之比是2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A、性染色体上的基因并非都与性别决定有关(如人类X染色体上的红绿色盲基因),且并非所有有性别分化的生物都有性染色体(如蜜蜂通过染色体数目决定性别),A错误;
B、Z和W染色体为异型性染色体,仅在部分同源区段存在成对基因,这些基因的遗传仍与性别相关联,属于伴性遗传,B错误;
C、小鸡性别比例为1:1是因母鸡(ZW)产生的Z和W配子比例为1:1,一般情况下,雄配子数远多于雌配子数,C错误;
D、性反转公鸡(ZW)产生的配子为Z和W(各占50%),普通母鸡(ZW)产生的配子为Z和W(各占50%),子代组合为ZZ(25%)、ZW(50%)、WW(25%)。因WW无法存活,存活子代中ZZ(雄性)占1/3,ZW(雌性)占2/3,雌雄比为2:1,D正确。
故选D。
11. 科学家们通过一系列探索实验,理清了基因在细胞中的存在情况。下列相关叙述正确的是( )
A. 萨顿发现等位基因的分离与非同源染色体的自由组合存在平行关系,这一现象支持基因在染色体上
B. 摩尔根用F₁杂合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交,证明了白眼基因只在X染色体而不在 Y上
C. 约翰逊将遗传因子改称为基因,并提出了表型和基因型的概念
D. 艾弗里通过小鼠体内的肺炎链球菌转化实验证明了转化因子是DNA
【答案】C
【解析】
【详解】A、萨顿通过类比推理法提出基因在染色体上的假说,其依据是等位基因的分离与同源染色体的分离存在平行关系,而非与非同源染色体的自由组合平行。选项A混淆了同源染色体分离与非同源染色体自由组合对应的基因行为,A错误;
B、摩尔根的测交实验(F₁红眼雌果蝇XWXw与白眼雄果蝇XwY交配)结果显示,雄性子代的白眼只能来自母本的Xw,说明父本的Y染色体未携带白眼基因。但测交实验仅能证明该父本的Y染色体无此基因,无法直接证明所有Y染色体均不携带,B错误;
C、约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为基因,并明确提出了表型(表现型)和基因型的概念,C正确;
D、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是转化因子,而非通过小鼠体内实验,D错误。
故选C。
12. DNA 复制时双螺旋会解开并形成复制叉。下图为DNA 复制叉的结构示意图 (仅图示部分结构,不完整),引物是一小段核糖核酸,后随链合成过程中,会形成冈崎片段,它们的合成是不连续的。结合所学知识分析,下列说法正确的是( )
A. DNA 聚合酶催化游离核苷酸与模板链之间按碱基互补配对形成氢键
B. 冈崎片段的形成与DNA 的子链只能从5'端向3'端合成有关
C. 冈崎片段由引物酶催化合成,需要被连接起来以保持后随链的完整
D. 原核生物的DNA 分子是环状的,复制过程中不会产生冈崎片段
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA 聚合酶催化游离核苷酸子链形成磷酸二酯键,A错误;
B、DNA复制具有半不连续性,是因为DNA复制只能从5'端向3'端合成子链,形成两条子链的方向相反,因此后随链上产生了冈崎片段,B正确;
C、由图可知,引物由引物酶催化合成,冈崎片段也是DNA子链,由DNA聚合酶催化合成,C错误;
D、冈崎片段形成的原因是由于DNA复制只能从5'端向3'端合成子链,原核生物DNA复制时同样会产生冈崎片段,D错误。
故选B。
13. ρ因子是大肠杆菌内一种蛋白质,它沿着RNA链追踪RNA聚合酶并与RNA聚合酶结合,促使其空间构象发生改变而脱落,同时催化DNA-RNA杂合链分离。下列分析错误的是( )
A. 大肠杆菌ρ因子与RNA的转录终止有关
B. ρ因子具有解旋酶活性,能催化氢键的断裂
C. ρ因子缺乏会导致合成的RNA无法正常脱落
D. ρ因子会促使RNA聚合酶在终止密码子处脱离
【答案】D
【解析】
【分析】1、启动子和终止子都是一段特殊的DNA序列,属于基因的非编码区,分别位于编码区的上游和下游,启动子负责调控基因转录的起始,终止子负责调控基因转录的结束。
2、起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别决定翻译的起始和终止。
【详解】A、根据题干信息可知,大肠杆菌ρ因子与转录的终止有关,A正确;
B、ρ因子能催化DNA-RNA杂合链分离,说明其具有解旋酶活性,能催化氢键的断裂,B正确;
C、ρ因子缺乏会导致ρ因子相关功能的生理过程无法完成,RNA和RNA聚合酶无法脱落,C正确;
D、终止密码子是翻译终止的信号,位于mRNA上,转录终止发生在DNA的特定位点,ρ因子会促使RNA聚合酶在该特定位点处脱离,D错误。
故选D。
14. 如图,CRISPRoff是一个新开发的编辑器,能将甲基(Me)添加在DNA链的特定位点上,使靶基因在被处理的细胞中持久性地保持沉默,另外依赖于CRISPRon能逆转该类基因沉默。下列叙述正确的是( )
A. CRISPRon有助于RNA聚合酶与基因结合以逆转基因沉默
B. 组蛋白与DNA分子间通过碱基互补配对结合成染色质(体)
C. 表观遗传是指DNA发生修饰而使基因表达和表型发生变化的现象
D. 新型编辑器CRISPRoff通过改变基因碱基序列实现持久性调控转录
【答案】A
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、基因沉默是指相关基因无法表达,而CRISPRon能逆转基因沉默,即有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达,A正确;
B、蛋白质分子一般不含碱基,因此组蛋白与DNA分子间不能通过碱基互补配对结合,B错误;
C、组蛋白发生修饰影响基因表达也属于表观遗传,C错误;
D、CRISPRoff没有改变基因碱基序列,D错误。
故选A。
15. 油菜为异源四倍体(AABB=38,字母表示染色体组,数字为该生物染色体数),是由白菜(AA=20)和甘蓝(BB=18)杂交后经过自然加倍形成的,萝卜(CC=18)具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交,通过下图所示途径获得抗线虫病油菜,个体R1和个体R2减数分裂时,未配对的染色体随机分配。下列说法正确的是( )
A. F1在自然状态下不可育的原因是染色体数目为奇数导致的联会紊乱
B. 在个体R2植株的体细胞中,染色体数目最少为38条,最多为94条
C. 染色体数为39的抗线虫病个体 R2植株自交,有1/2 的后代抗线虫病
D. R2植株中出现了染色体数为38也抗线虫病的个体,是基因重组的结果
【答案】B
【解析】
【详解】A、F1在自然状态下不可育的原因是无同源染色体,导致联会紊乱,其染色为10+9+9=28,为偶数,A错误;
B、个体R1和个体R2减数分裂时,未配对的染色体随机分配,在个体R2植株的体细胞中,染色体数目最少是AABB的体细胞为10×2+9×2=38条,最多是AABBC体细胞有丝分裂后期为(10×2+9×2+9)×2=94条,B正确;
C、染色体数为39的抗线虫病个体 R2植株(AABB+C中的其中抗线虫基因所在染色体)自交,该个体可产生配子为ABC:AB=1:1,正常情况下后代染色体组成及比例为AABBCC:AABBC:AABB=1:2:1,故子代表型及比例为抗线虫病:不抗线虫病=3:1,即有1/4的后代抗线虫病,C错误;
D、R2植株中出现了染色体数为38也抗线虫病的个体,说明是C中抗线虫病基因所在染色体与A、B染色体组中的其中一条染色体发生了交换,其原因是染色体变异,D错误。
故选B。
二、非选择题(本题共5题,除标注外,每空2分,共55分)
16. 为探究低钾胁迫对水稻光合作用的影响,某科研团队分别用正常土壤(对照组)和缺钾土壤(缺钾组)培养两组长势相同的水稻,一段时间后检测水稻叶片光合作用得各个指标,结果如下图所示。
注:气孔导度表示气孔开放的程度;表中为各个指标的相对值。
(1)在用光合作用速率测定仪测量水稻叶片光合作用速率时,测量的是叶片的CO2吸收速率和O2释放速率,该值_______(填“能”或“不能”)代表真实的光合作用速率。据图1分析,缺钾组植物对_______(填“红光”、“蓝光”或“红光和蓝紫光”)的吸收减少。
(2)图中数据显示,缺钾会导致水稻光合作用速率下降,此时气孔导度_______(填“是”或“不是”)影响光合作用速率的因素,依据是_______。
(3)暗反应中CO2的固定是由 Rubisco酶催化进行的。但O2能与CO2竞争 Rubisco 酶,使该酶催化C、和O2反应,生成C3和CO2,此反应过程消耗ATP 和NADPH,被称为光呼吸。研究者将缺钾的土壤分成若干组,分别添加不同含量的钾肥,培养长势相同的水稻一段时间后,检测水稻叶片CO2固定速率及光呼吸与CO2固定速率的比值如图2所示。光呼吸过程中,C5和O2反应的场所为_______。若光反应速率降低,光呼吸速率会_______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)根据图2实验的结果,推测缺钾导致水稻产量下降的原因可能是_______。
【答案】(1) ①. 不能 ②. 红光和蓝紫光
(2) ①. 不是 ②. 缺钾组气孔导度小,但胞间CO2浓度高
(3) ①. 叶绿体基质 ②. 降低
(4)缺钾抑制CO2固定速率,使暗反应变慢,合成的有机物减少;同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值,抑制了暗反应,导致水稻光合作用被抑制,产量下降
【解析】
【分析】光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
叶片CO2的吸收和O2释放速率代表的是净光合速率,真正光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率,因此在使用光合作用速率测定仪测量水稻叶片光合作用速率时,测量的是叶片CO2的吸收和O2释放速率,该值不能代表真实的光合作用速率。图1显示,缺钾组叶绿素含量降低,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此缺钾组植物对红光和蓝紫光的吸收减少。
【小问2详解】
与对照组相比,缺钾组气孔导度下降,但胞间二氧化碳浓度增大,说明缺钾会导致水稻光合作用速率下降,气孔导度不是影响光合作用速率的因素。
【小问3详解】
暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的,C5和O2反应也由该酶催化,暗反应的场所是叶绿体基质,说明光呼吸过程中,C5和O2反应的场所也为叶绿体基质。O2与CO2竞争Rubisco酶,若光反应速率降低,生成的O2、ATP和NADPH减少,氧气的竞争能力减弱,从而使光呼吸速率下降。
【小问4详解】
结合图2分析,随钾肥含量增加,光呼吸与CO2固定速率的比值下降,而CO2固定速率上升,说明缺钾导致水稻产量下降的原因可能有缺钾抑制CO2固定速率,使暗反应变慢,合成的有机物减少;同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值,抑制了暗反应,导致水稻光合作用被抑制,产量下降。
17. 小鼠(2n=40)是常见的生物学实验动物,科研人员以小鼠为材料观察了减数分裂过程,实验结果如下。请回答下列问题。
(1)实验中为了便于观察染色体的形态可用_______染料染色。
(2)将图示照片按细胞分裂先后顺序进行排序_______(用字母和箭头表示)。图中孟德尔自由组合定律发生于图中_______(填字母)所示时期。
(3)胸苷能转化为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,为DNA 复制提供原料。DNA 复制过程中(即S期时),过量胸苷会与胸腺嘧啶脱氧核苷酸竞争模板,因无法形成磷酸二酯键,从而抑制DNA的复制。下表是小鼠肠上皮细胞一个细胞周期内不同时期的时长,研究人员向小鼠细胞培养液中加入过量胸苷,大约_______h后,细胞将全部停留在S期。若想将停留在S期的细胞同步到G1/S交界处,可先换上新鲜培养液培养_______h(填范围),再加入_______培养。
时期
分裂间期
分裂期
G1
S
G2
M
时长/h
5.5
6.2
2.3
1.8
【答案】(1)碱性 (2) ①. B→A→E→C→D ②. A
(3) ①. 9.6 ②. 6.2~9.6 ③. 过量胸苷
【解析】
【分析】细胞周期:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,这是一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂间期:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前,叫分裂间期。分裂期:在分裂间期结束之后,就进入分裂期。
【小问1详解】
实验中为了便于观察染色体的形态可用碱性染料染色,常用的碱性染料为甲紫、醋酸洋红等。
【小问2详解】
图示A~E细胞分裂所处时期依次为减数第一分裂后期、减数第一次分裂中期、减数第二次分裂后期、减数第二次分裂末期和减数第二次分裂中期,因此,按细胞分裂先后顺序进行排序为B→A→E→C→D。图中孟德尔自由组合定律发生于图中A所示时期,该时期为减数第一次分裂后期,此时细胞中发生的变化是同源染色体分离和非同源染色体自由组合。
【小问3详解】
下表是小鼠肠上皮细胞一个细胞周期内不同时期的时长,研究人员向小鼠细胞培养液中加入过量胸苷,抑制DNA复制,但不影响其他时期的变化,因此,大约G1+G2+M=5.5+2.3+1.8=9.6h后,细胞将全部停留在S期和G1/S。若想将停留在S期的细胞同步到G1/S交界处,可先换上新鲜培养液培养6.2~9.6h,保证所有的细胞均不会处于S期,此时再加入过量胸苷培养,抑制DNA复制,则培养9.6小时后所有的细胞将停留在G1/S交界处,进而实现了细胞周期同步化。
18. 甲基化是DNA常见的化学修饰方式,这种修饰能影响生物的表现型。蜜蜂群体中,雌性幼虫以蜂玉浆为食可发育为蜂王,以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。研究发现,Dmmt3蛋白是一种甲基转移酶,由核基因 Dnmt3 表达的产生,它能在 DNA的某些区域添加甲基基团。
(1)DNA 在甲基化修饰时,甲基通常添加到DNA 分子的_______上,这种修饰_______(填“能”或“不能”)遗传给后伐。下图表示DNA 甲基化对基因表达的影响,由图可知发生甲基化的区域为_______的结合位点。
(2)已知注射Dnmt3 siRNA 能使 Dnmt3 基因表达沉默,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌性幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
①实验思路:取多只生理状况相同的雌性幼虫,均分为A、B两组;A组注射适量缓冲液配制的 Dnmt3 siRNA 溶液,B组_______,其他条件相同且适宜;用_______饲喂一段时间后,观察并记录幼虫发育情况。
②预期实验结果: A组_______, B组_______。
【答案】(1) ①. 启动子 ②. 能 ③. RNA聚合酶
(2) ①. 注射等量的缓冲液 ②. 花粉和花蜜 ③. 发育为蜂王 ④. 发育为工蜂
【解析】
【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基,虽然不改变DNA序列,但是导致相关基因转录沉默。
题意分析:DNMT3基因转录出某种mRNA后,翻译出DNMT3蛋白,能使DNA使某些区域甲基化程度高,结果雌蜂幼虫发育成工蜂。
【小问1详解】
DNA 在甲基化修饰时,甲基通常添加到DNA 分子的启动子(转录起始区域)上,这种修饰“能”遗传给后代,即基因的遗传信息没有发生改变,但基因的表达和表型发生了可以遗传的变化,这是表观遗传;下图表示DNA 甲基化对基因表达的影响,由图可知发生甲基化的区域为RNA聚合酶的结合位点。
【小问2详解】
由题干可知,Dnmt3 siRNA能使Dnmt3基因表达沉默;基因的甲基化程度降低,会使雌蜂幼虫发育成蜂王。本实验的目的是验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。因此本实验的自变量为有无Dnmt3 siRNA,因变量是幼虫的发育情况。因此本实验的设计思路如下:
①取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为A、B两组;A组注射缓冲液配制的 Dnmt3 siRNA 溶液,B组注射等量的缓冲液,或注射等量缓冲液配制无关RNA,其他条件相同且适宜;用花粉和花蜜饲喂一段时间后,观察并记录幼虫发育情况。
②预期实验结果:由于A组Dnmt3 siRNA能使Dnmt3基因表达沉默,因而该组细胞中相关基因的甲基化程度降低进而发育成蜂王,B组由于甲基转移酶正常表达并起作用,因而甲基化程度高发育成工蜂,则该结论能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
19. 图1是某先天性聋哑患病家族的系谱图,此家族涉及两对具备单独致病能力的相关基因(A/a与B/b,其中一对位于X染色体上);图2是该家族中某些个体的基因检测结果,1、2条带对应基因A/a 与B/b 中的一对,3、4条带对应另一对;II-1不携带致病基因(本题不考虑突变和染色体互换)。
(1)两对等位基因中的致病基因的遗传方式为_______。
(2)若对II-1进行检测,他的相关基因会出现在图2中的_______(填写条带序号)条带。
(3)若条带1所表示的基因是A或a中的一个;则四个条带分别对应的基因为_______b, Ⅱ-3的基因型为_______。
(4)Ⅲ-1与Ⅲ-2近亲结婚,假如Ⅲ-2在减数分裂Ⅰ时发生异常,排出的卵细胞含有2条X染色体,该卵细胞受精后,受精卵第一次卵裂时发生了“三体自救”(随机降解多出的一条染色体),则这个受精卵发育为女孩的概率为_______,由该受精卵发育而来的孩子,患病概率为_______。
【答案】(1)常染色体隐性遗传和伴X隐性遗传 (2)1和3
(3) ①. A、a、B、b, ②. aaXBY
(4) ①. 2/3 ②. 1/2
【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;在减数分裂的过程中,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】
根据Ⅰ-2含有的相关基因可判断,双显类型表现正常,因此可判断这两种致病基因分别属于“隐性和隐性”突变,即两对等位基因的遗传方式分别为常染色体隐性遗传和伴X隐性遗传。
【小问2详解】
根据Ⅰ-2含有的相关基因可判断,双显类型表现正常,Ⅰ-1表现正常,为双显类型,说明条带3为B基因,而条带4为b基因,其基因型可表示为AaXBY。Ⅱ-2、Ⅱ-4表现患病,根据含有的基因种类可以判断,条带1为A,条带2为a,只要aa或bb表现为纯合即为患者,又II-1不携带致病基因,因此,其含有的基因呈现的条带为1和3 。
【小问3详解】
根据题(2)可知,四个条带分别对应的基因为A、a、B、b,Ⅰ-1的基因型为AaXBY,Ⅰ-2的基因型为AaXBXb,Ⅱ-3为患者,且为男性,则其基因型可能为aaXBY、AaXbY、AAXbY、aaXbY,又知Ⅱ-4的基因型为AAXbY,且Ⅲ-2表现正常,据此可知,Ⅱ-3的基因型一定为aaXBY。
【小问4详解】
Ⅲ-1的基因型为AaXbY,Ⅲ-2的基因型为AaXBXb,假如Ⅲ-2在减数分裂Ⅰ时发生异常,排出的卵细胞含有2条X染色体(XBXb),该卵细胞受精后,受精卵(1/2XBXbXb、1/2XBXbY)第一次卵裂时发生了“三体自救”,则这个受精卵发育为女孩的概率为2/3,由该受精卵发育而来的孩子,含有A的概率为3/4,含有B的概率为1/2×2/3+1/2×2/3=2/3,同时含有A、B的概率为3/4×2/3=1/2,据此推测,由该受精卵发育而来的孩子,患病概率为1-1/2=1/2。
20. 某红眼果蝇群体由基因突变产生了部分白眼和杏色眼个体,已知w(白眼)和apr(杏色眼)均是由对应的显性基因(用“+”表示)突变而来的隐性基因,相关基因都位于X染色体上。w和 apr可能是控制同一性状的两个不同基因的突变,也可能是同一个基因内不同位点的突变,双突变杂合子存在图中甲、乙、丙、丁四种可能的模式。
(1)上图甲、乙、丙、丁中,表现为红眼性状的有_______。
(2)为确定相关基因在染色体上的具体存在模式,科学家们用杏色眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,对后代眼色进行统计分析。若子一代中的雄性均为杏色眼,雌性均为红眼,则子一代中的双突变杂合子基因分布应该如图中的模式_______所示,雌性亲本的基因型为_______。
(3)经实验后,所得数据支持上述(2)中的结论。现用所得F1中的雌雄果蝇交配,预期F2的表现型及其比例:_______。实际所得F2中,雄性有约1%的个体眼色不符预期,这些个体中的一半出现了一种新的眼色———浅杏色眼,另一半的眼色为_______。
(4)请根据所学知识,解释出现上述不符预期个体的原因:_______。
【答案】(1)甲、丙和丁
(2) ①. 丙 ②. Xapr+Xapr+
(3) ①. 杏色眼∶红眼∶白眼=2∶1∶1 ②. 红眼
(4)F1雌性个体在产生卵细胞的过程中发生了同源染色体的姐妹染色单体之间的交换,进而产生了基因型为Xaprw和X++的卵细胞
【解析】
【分析】1、果蝇作为常用遗传实验材料的优点:易于培养、繁殖快、产生的后代多、染色体数目少且大、相对性状易于区分等。
2、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时,位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代;同时位于非同源染色体的非等位基因进行自由组合。位于性染色体上的基因控制的性状的遗传总是和性别相关联,叫伴性遗传,判断是否属于伴性遗传的方法是看后代的表现型是否与性别有关
【小问1详解】
分析图可知,甲、丙和丁都含有显性基因(+),乙中不含有显性基因(+),因此甲、丙和丁都表现为红眼性状。
【小问2详解】
为确定相关基因在染色体上的具体存在模式,科学家们用杏色眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,对后代眼色进行统计分析。若子一代中的雄性均为杏色眼,雌性均为红眼,则子一代中的双突变杂合子基因分布应该如图中的模式丙所示,即相关性状是由不同的基因控制的,雌性亲本的基因型为Xapr+Xapr+,雄性亲本的基因型为X+wY。
【小问3详解】
经实验后,所得数据支持上述(2)中的结论。雌性亲本的基因型为Xapr+Xapr+,雄性亲本的基因型为X+wY。F1中的雌雄果蝇(Xapr+Y、Xapr+X+w)交配,则F2的表现型及其比例:Xapr+Xapr+(杏色眼)∶Xapr+X+w(红眼)∶Xapr+Y(杏色眼)∶X+wY(白眼)=1∶1∶1∶1。实际所得F2中,雄性有约1%的个体眼色不符预期,这些个体中的一半出现了一种新的眼色———浅杏色眼(XaprwY),说明F1中雌性亲本(Xapr+X+w)发生了互换,产生了Xaprw和X++两种新的配子,故则另一半个体的基因型为X++Y,表现为红眼。
【小问4详解】
上述现象的出现是由于F1雌性个体(Xapr+X+w)在产生卵细胞的过程中少数的初级卵母细胞中发生了同源染色体的姐妹染色单体之间的交换,进而产生了基因型为Xaprw和X++的卵细胞参与受精形成的。
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