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重庆市渝西中学校高2027届高二上10月考试
生物学科试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 人剧烈运动时,骨骼肌产生乳酸进入血液,与HCO反应生成H2CO3,而H2CO3可分解为CO2和H2O,CO2最终由肺排出。肾可以重吸收HCO,并将过多的H+排出。下列有关说法错误的是( )
A. HCO与H2CO3是血浆中重要的酸碱缓冲对
B. 维持人体酸碱平衡需要循环系统、呼吸系统和泌尿系统的配合
C. 肺通气减少会使内环境pH有所降低,可能引起呼吸性酸中毒
D. 人体内环境稳态是指pH、渗透压、温度等理化特性保持相对稳定
2. 下列说法正确的是( )
①血浆渗透压的大小主要与蛋白质有关
②细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持
③生物组织匀浆中缓冲对(如)能使溶液pH的变化减弱
④在细胞水平上存在细胞的分裂和分化的稳态
⑤心肌细胞内的CO2浓度低于其生活的内环境
A. ②③④ B. ②③ C. ③④ D. ①③⑤
3. 如图表示人体内的细胞与外界环境进行物质交换的过程,下列叙述错误的是( )
A. 从外界摄入的O2进入肝脏细胞的途径为:外界环境→呼吸系统→A→①→②→肝脏细胞
B. ①中含有葡萄糖、胰岛素、血浆蛋白等物质
C. 毛细淋巴管壁细胞生活的环境是②③
D. ①②③是机体进行细胞代谢活动的主要场所
4. 人类基因D编码红细胞表面的RhD 蛋白,其等位基因d不编码蛋白质。基因型为 DD 或 Dd的称为 Rh阳性(Rh⁺),基因型为 dd称为 Rh阴性(Rh⁻)。人的血清中不存在抗RhD的天然抗体,只有当 Rh⁻的人接受Rh⁺的血液后,才会通过免疫反应产生该抗体。在一定比例的新生儿中会出现溶血现象,具体过程如下图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 抗RhD的抗体不属于内环境的成分
B. Rh 阴性女性与 Rh 阳性男性婚配,第一胎为 Rh阳性,则其第二胎会发生新生儿溶血
C. Rh 阳性再次为 Rh阳性失血者输血时,将产生溶血反应
D. 若d基因频率为1%,则 Rh阴性女性与一男性婚配,第二胎出现溶血反应的概率为19701/20000
5. 某二倍体动物种群共有120个个体,其常染色体上的某基因有D1、D2、D3三个等位基因,且D1对D2、D3为显性,D2对D3为显性。科研人员对该个体的基因进行PCR扩增,然后进行凝胶电泳处理,其结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该种群中含D3基因共72个,D3基因频率为30%
B. 杂合子中,表型与D1D2相同的个体的基因型共有2种
C. D3D2个体的电泳结果为2条条带,说明D1和D2编码的肽链长短不同
D. 若D1D2个体与D2D3个体随机交配,将子代基因电泳后只有一个条带的个体占1/4
6. 香水稻具有香味浓郁(DD)、高产(EE)等优良性状,但是不抗除草剂(gg),已知三对性状独立遗传,为培育香味浓郁、高产、抗除草剂(DDEEGG)的优良品种,研究者设计了如图所示育种流程。下列相关叙述正确的是( )
A. ①过程所用的方法可提高突变率,可获得优良变异类型
B. ②过程由成熟花粉细胞培养成幼苗期间,非同源染色体上非等位基因会发生自由组合
C. ②③过程为单倍体育种,用秋水仙素处理幼苗,抑制细胞分裂时着丝粒的断裂
D. ④⑤过程育种的原理为基因重组,能够按需选择,产生新基因和新性状
7. 某研究小组发现染色体上抑癌基因邻近的基因能指导合成反义RNA,反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,从而阻断抑癌基因的表达,使细胞易于癌变,据图分析,叙述正确的是( )
A. 过程Ⅰ称为转录,发生场所可以是细胞质和细胞核
B. 与完成过程Ⅱ直接有关的核酸,只有mRNA
C. 与邻近基因或抑癌基因相比,杂交分子中特有的碱基对是A﹣U、T﹣A
D. 细胞中若出现了杂交分子,则抑癌基因沉默,此时过程Ⅱ被抑制
8. 科学家发现癌症治疗与染色质结构有关,染色质的组蛋白乙酰化和去乙酰化会影响染色质的结构,丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。下列叙述错误的是( )
A. 细胞由分裂间期进入分裂期组蛋白会大量去乙酰化
B. 丁酸钠处理有利于 Z 酶催化 DNA 氢键断裂并合成产物
C. 细胞增殖失控只可由 DNA 序列的改变引起
D. 丁酸钠处理可以增强 X 射线破坏癌细胞 DNA 结构从而提高治疗效果
9. 红花玉兰(2n=24)是一个深受人们喜爱的品种,是春节期间的爆卖款。为了研究其有关特征,科研工作者常常对其进行染色体数目诱变,例如产生2n-1、2n+1、3n、4n等结果(这些个体都能进行减数分裂)。下列相关叙述正确的是( )
A. 2n-1与2n+1的个体经减数分裂,都能产生染色体数目为12的配子
B. 2n个体经秋水仙素处理,得到的4n个体肯定就是一个纯合子
C. 3n个体经减数分裂后,产生配子的染色体数目分别是12和24
D. 4n个体的花药,经离体培养产生单倍体,其不可以开花结果
10. 已知丈夫患某种单基因遗传病,妻子表现正常。医生对该夫妇及他们父母相应的一对同源染色体进行了基因检测,结果如表所示(“+”表示含有该致病基因,“-”表示不含有该致病基因)。下列叙述错误的是( )
人员
丈夫(患病)
妻子
丈夫父亲(正常)
丈夫母亲(正常)
妻子父亲(正常)
妻子母亲(正常)
检测结果
+-
+-
--
+-
--
+-
A. 该遗传病最可能是伴X染色体的隐性遗传
B. 该致病基因可能位于X和Y染色体的同源区段
C. 这对夫妇生育一个儿子患该病的概率是1/2
D. 多基因遗传病的发病率通常高于单基因遗传病
11. 大量的证据表明,生物是由共同祖先进化而来的。下列叙述错误的是( )
A. DNA核苷酸序列差异可为物种进化提供证据
B. 牙齿化石是研究动物取食方式进化的证据之一
C. 比较解剖学研究表明人上肢和蝙蝠翼手的功能相同
D. 多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾说明它们有共同祖先
12. 随着人们生活水平的提高,越来越多的人追求高蛋白饮食。若蛋白质摄入过多,代谢产生的尿酸、乳清酸、尿素等终产物增多,肾脏的排泄压力增大,严重时可能导致高尿酸血症、痛风。下列叙述正确的是( )
A. 食物蛋白的消化和组织蛋白的合成均发生在内环境中
B. 高尿酸血症的出现说明机体维持稳态的能力有限
C. 消化酶、尿酸、乳清酸和尿素都属于内环境的成分
D. 正常机体肾脏功能正常时,就能维持内环境稳态
13. 转铁蛋白受体参与细胞对Fe3+的吸收,但Fe3+大量积累对细胞有毒害。下图是细胞中Fe3+含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。结合图文分析,描述错误的是( )
A. 铁反应元件形成的茎环结构能影响转铁蛋白受体的氨基酸序列,从而影响该受体的结构
B. 铁反应元件能形成茎环结构的原因是该片段存在能自身互补配对的碱基序列
C. 指导合成转铁蛋白受体的模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基
D. 这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费
14. 细菌只有在某种底物存在时才产生相应的酶,这种效应称为诱导作用。大肠杆菌的乳糖代谢需要β-半乳糖苷酶,当培养基中没有乳糖,细胞内β-半乳糖苷酶含量极低,当加入乳糖后,大肠杆菌开始高效表达β-半乳糖苷酶,相关机制如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 阻遏物基因与结构基因位于同一条染色体上
B. 乳糖是二糖,大肠杆菌不能直接吸收乳糖
C. 阻遏物的存在阻止了结构基因的翻译
D. 据图可知结构基因转录形成的mRNA中存在着不止一个起始密码子
15. 基因印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是基因印记的重要方式之一,胞嘧啶发生甲基化后转变为5-甲基胞嘧啶印记是在配子发生和个体发育过程中获得的,在下一代配子形成时重建。IGF-2是某小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏IGF-2时小鼠表现为个体矮小,位于常染色体上的A基因能编码IGF-2,a基因无此功能。基因的启动子被甲基化时不能表达,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 基因型相同的小鼠,表现型不一定相同
B. 欲确定一雄性小鼠的基因型,可让其与任意雌性小鼠杂交,通过观察子代表型及比例即可判断
C. 由图中配子形成过程中印记发生的机制,可以断定亲代雌鼠的A基因来自其父方
D. 将上图中的雄鼠和雌鼠杂交,F1中雌雄自由交配得F2,F2中正常∶矮小=3∶1
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 图中甲表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a~d表示4种基因突变。a丢失T/A,b由T/A变为C/G,c由T/A变为G/C,d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生。乙表示基因组成为AaBbDd的个体细胞分裂某时期图像。丙表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请回答下列问题:
可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码(UAG)。
(1)图甲中过程①所需的酶主要是________。
(2)在发生a突变后,合成的多肽中氨基酸序列是_________。
(3)图中________突变对性状无影响。
(4)导致图乙中染色体上B、b不同的原因可能是________(变异类型)
(5)诱发基因突变一般处于图丙中Ⅱ阶段,而基因重组发生于________阶段(填图中字母)。
17. 野生猕猴桃(2n=58)是一种多年生雌雄异株植物,品种较多,但部分野生猕猴桃存在果实总糖含量较低的特点。近年来科学家通过多种育种途径,培育出了果实总糖含量较高的猕猴桃新品种。如图是对某猕猴桃品种甲通过相关方法培育新品种的简图。回答下列问题:
(1)野生猕猴桃品种较多、种质资源丰富,这属于生物的_________多样性。由某猕猴桃甲(bb)经 60Co-γ 射线处理幼芽获得了果实总糖含量明显增加的乙(Bb),这种育种方法依据的主要原理是_________。此育种方法可在较短时间产生更多变异类型。新物种的形成是因为秋水仙素抑制细胞________。
(2)若乙与丙杂交,获得新品种丁,以丁根尖为材料,在显微镜下选择处于______期的细胞对染色体的形态和数目进行观察,此时染色体数目应为______条。
(3)若将新品种乙自然繁殖多年形成的一个种群,该种群中BB、Bb 和bb 基因型频率依次为0.3、0.4、0.3,则该种群中的B基因的频率为______。经选育后,该种群BB、Bb 和bb 基因型频率依次变为0.4、0.2、0.4,该种群_________(填“发生”或“未发生”)进化。
18. 正常的水稻体细胞染色体数为2n=24.现有一种三体水稻,细胞中7号染色体的同源染色体有三条.即染色体数为2n+1=25,如图为该三体水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图(6、7为染色体标号;A为抗病基因,a为非抗病基因;①--④为四种类型配子).已知染色体数异常的配子(如①、③)中雄配子不能参与受精作用,其他配子均能参与受精作用。请回答下列问题:
(1)若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换,且产生的配子均有正常活性,则配子②和③_________(可能/不可能)来自一个初级精母细胞,配子④的7号染色体上的基因为_______。
(2)某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂的过程,若某次级精母细胞形成配子①,则该次级精母细胞中染色体条数为________。
(3)现用非抗病水稻(aa)和该三体抗病水稻(AAa)杂交,已测得正交实验的F1抗病水稻:非抗病=5:1。请预测反交实验的F1中,抗病水稻所占比例为________,抗病水稻基因型为_______。
(4)香稻的香味由隐性基因(b)控制,普通稻的五香味由显性基因(B)控制,等位基因B、b可能位于6号染色体上,也可能位于7号染色体上。现有正常的香稻和普通稻,7号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合种子供选用,请你设计杂交实验并预测实验结果,从而定位等位基因B、b的染色体位置。实验步骤:
a.选择正常的香稻为父本和三体的普通稻为母本杂交得F1。
b.用正常的香稻为母本与F1中三体的普通稻为父本杂交得F2。
c.统计F2代中的香稻和普通稻的性状比。
实验结果:
d.若F2代中的香稻和普通稻的性状比为________,则________。
e.若F2代中的香稻和普通稻的性状比为_______,则_________。
19. 一万多年前,某地区有许多湖泊(A、B、C、D),湖泊之间通过纵横交错的溪流连结起来,气候逐渐干旱,小溪流渐渐消失(如图1),湖中的鱼形态差异也变得明显。请分析回答下列问题:
(1)溪流消失后,各个湖泊中的鳉鱼不再发生基因交流,原因是出现了_________。
(2)鳉鱼某对染色体上有一对等位基因A和a,该种群内的个体自由交配。图2为某段时间内种群A基因频率的变化情况,假设无基因突变,在________时间段内一定发生了进化。
(3)生活在该地区的某个鸟类种群的全部个体所带有的全部基因构成了该种群的______,该种群生物多样性是______的结果。
(4)在湖泊周边的山林中有一个二倍体动物种群,该种动物性别决定方式为XY型,雌性和雄性个体数的比例为1:1。该动物种群处于遗传平衡状态,雄性个体中有1/5患甲病(由X染色体上b基因决定)。推测该病致病基因的频率约为______,该种群中甲病基因携带者占比为______。
20. 痛风又名高尿酸血症,是嘌呤代谢紊乱而导致人体内尿酸(以尿酸盐存在)生成、重吸收(肾小管上皮细胞的细胞膜上有尿酸盐转运蛋白URAT1)与排泄之间的动态失衡引起的代谢性疾病。嘌呤在肝脏中被代谢转化为尿酸进入内环境,尿酸主要通过肾脏排泄,其次是通过消化道排出,当人体尿酸生成过多,或通过肾脏排出尿酸出现障碍,可导致痛风。回答下列相关问题:
(1)人体代谢产生的嘌呤主要来源于______等生物大分子的分解。高尿酸血症患者缺乏尿酸氧化酶,导致嘌呤分解产生的尿酸无法被氧化从而使血液中尿酸含量升高,与尿酸氧化酶的形成有关的RNA有________。
(2)研究发现天然化合物F和碱性水都有降尿酸的作用,实验结果如下表(组A和组B为正常鼠,组C~F采用组B得到的模型鼠)。
检测指标
对照组A
模型组B
C组
D组
E组
F组
灌服生理盐水
灌服尿酸氧化酶抑制剂
灌服化合物F
饮用pH为7.0的水
饮用pH为8.2的水
饮用pH为9.3的水
血清尿酸相对含量
1.2
6.5
3.4
6.4
4.5
3.6
URAT1相对含量
0.6
0.8
0.57
-
-
-
①根据URAT1检测结果,推测C组大鼠血清尿酸相对含量降低的原因可能是_________。
②分析D、E和F三组的结果,得出结论: ________。
(3)除人和猿类外,其他哺乳动物的尿酸可在尿酸氧化酶(氧嗪酸是一种尿酸氧化酶抑制剂)的催化下生成更容易排出体外的尿囊素。研究人员分三组(A组为对照组)进行相关实验并测定血清中的尿酸、肌酐(一种反映肾功能的代谢废物)等指标,结果如下图。
①根据实验结果分析,氧嗪酸有助于建立高尿酸血症大鼠模型,其导致大鼠血清尿酸水平升高的机制是_______。
②腺嘌呤也能导致大鼠的血清尿酸水平升高,根据上述实验结果分析,其原因可能是________。
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重庆市渝西中学校高2027届高二上10月考试
生物学科试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 人剧烈运动时,骨骼肌产生乳酸进入血液,与HCO反应生成H2CO3,而H2CO3可分解为CO2和H2O,CO2最终由肺排出。肾可以重吸收HCO,并将过多的H+排出。下列有关说法错误的是( )
A. HCO与H2CO3是血浆中重要的酸碱缓冲对
B. 维持人体酸碱平衡需要循环系统、呼吸系统和泌尿系统的配合
C. 肺通气减少会使内环境pH有所降低,可能引起呼吸性酸中毒
D. 人体内环境稳态是指pH、渗透压、温度等理化特性保持相对稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A、HCO₃⁻与H₂CO₃是血浆中主要的缓冲对,能中和乳酸等酸性物质,维持pH稳定,A正确;
B、循环系统运输物质,呼吸系统排出CO₂,泌尿系统(肾脏)重吸收HCO₃⁻并排H⁺,三者协同维持酸碱平衡,B正确;
C、肺通气减少导致CO₂滞留,使H₂CO₃积累,内环境pH下降,引发呼吸性酸中毒,C正确;
D、内环境稳态包括pH、渗透压、温度等理化性质,以及各种化学成分(如血糖、激素等)的相对稳定,D错误。
故选D。
2. 下列说法正确的是( )
①血浆渗透压的大小主要与蛋白质有关
②细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持
③生物组织匀浆中缓冲对(如)能使溶液pH的变化减弱
④在细胞水平上存在细胞的分裂和分化的稳态
⑤心肌细胞内的CO2浓度低于其生活的内环境
A. ②③④ B. ②③ C. ③④ D. ①③⑤
【答案】A
【解析】
【分析】内环境的理化性质主要包括温度、pH和渗透压:(1)人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右;(2)正常人的血浆接近中性,pH为7.35~7.45,血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有的缓冲物质有关;(3)血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关.在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-。
【详解】①血浆渗透压主要由无机盐和蛋白质决定,①错误;
②细胞和内环境之间是相互影响、相互作用的。细胞依赖内环境并参与其形成和维持,②正确;
③缓冲对可减弱pH变化,③正确;
④在细胞水平上存在细胞的分裂和分化的稳态,④正确;
⑤二氧化碳的扩散方向是从高浓度向低浓度进行扩散。心肌细胞内的CO2浓度高于其生活的内环境,⑤错误。
综上所述,②③④正确。故选A。
3. 如图表示人体内的细胞与外界环境进行物质交换的过程,下列叙述错误的是( )
A. 从外界摄入的O2进入肝脏细胞的途径为:外界环境→呼吸系统→A→①→②→肝脏细胞
B. ①中含有葡萄糖、胰岛素、血浆蛋白等物质
C. 毛细淋巴管壁细胞生活的环境是②③
D. ①②③是机体进行细胞代谢活动的主要场所
【答案】D
【解析】
【分析】人体内所有液体统称为体液,体液包括细胞内液和细胞外液,细胞外液又叫内环境,主要由组织液、血浆和淋巴液组成。图中,根据②→③→①是单箭头可知,①是血浆,②是组织液,③是淋巴液,A是循环系统,B是泌尿系统。
【详解】A、从外界环境摄入的O2进入肝脏细胞的途径为:外界环境→呼吸系统→A循环系统→①血浆→②组织液→肝脏细胞,A正确;
B、①是血浆,含有葡萄糖、胰岛素、血浆蛋白等物质,B正确;
C、毛细淋巴管壁细胞生活的环境是②组织液和③淋巴液,C正确;
D、①是血浆,②是组织液,③是淋巴液,细胞代谢活动的主要场所是细胞质基质,D错误。
故选D。
4. 人类基因D编码红细胞表面的RhD 蛋白,其等位基因d不编码蛋白质。基因型为 DD 或 Dd的称为 Rh阳性(Rh⁺),基因型为 dd称为 Rh阴性(Rh⁻)。人的血清中不存在抗RhD的天然抗体,只有当 Rh⁻的人接受Rh⁺的血液后,才会通过免疫反应产生该抗体。在一定比例的新生儿中会出现溶血现象,具体过程如下图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 抗RhD的抗体不属于内环境的成分
B. Rh 阴性女性与 Rh 阳性男性婚配,第一胎为 Rh阳性,则其第二胎会发生新生儿溶血
C. Rh 阳性再次为 Rh阳性失血者输血时,将产生溶血反应
D. 若d基因频率为1%,则 Rh阴性女性与一男性婚配,第二胎出现溶血反应的概率为19701/20000
【答案】D
【解析】
【详解】A、抗体主要分布在血清中,血清属于内环境的成分,所以抗RhD的抗体属于内环境的成分,A错误;
B、Rh阴性女性(dd)与Rh阳性男性(D-)婚配,第一胎为Rh阳性,该女性体内会产生抗RhD的抗体,第二胎若为Rh阴性,则不会发生溶血,B错误;
C、根据题意,抗体产生于Rh阴性体内,Rh阳性体内没有抗体,Rh阳性再次为Rh阳性失血者输血时,不会产生溶血反应,C错误;
D、若d基因频率为1%,则Rh阴性女性dd与一男性婚配,有三种情况:该男性基因型为DD的概率为99/100×99/100=9801/10000,第二胎一定出现溶血反应;该男性基因型为Dd的概率为2×99/100×1/100=198/10000,这种情况下需要两胎均为Rh阳性,才会出现溶血反应,概率为198/10000×1/2×1/2=99/20000;该男子基因型为dd的概率为1/100×1/100=1/10000,则两胎均为Rh阴性,第二胎不会出现溶血反应,故第二胎出现溶血反应的概率为:9801/10000+99/20000=19701/20000,D正确。
故选D。
5. 某二倍体动物种群共有120个个体,其常染色体上的某基因有D1、D2、D3三个等位基因,且D1对D2、D3为显性,D2对D3为显性。科研人员对该个体的基因进行PCR扩增,然后进行凝胶电泳处理,其结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该种群中含D3基因共72个,D3基因频率为30%
B. 杂合子中,表型与D1D2相同的个体的基因型共有2种
C. D3D2个体的电泳结果为2条条带,说明D1和D2编码的肽链长短不同
D. 若D1D2个体与D2D3个体随机交配,将子代基因电泳后只有一个条带的个体占1/4
【答案】C
【解析】
【分析】基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。群体中某一特定基因的频率可以从基因型频率来推算。
【详解】A、由图可看出,含D3的个体基因型及数量:D1D3(40个)、D2D3(20个)、D3D3(6个),D3基因总数=40×1+20×1+6×2=40+20+12=72,种群总基因数=120×2=240(每个个体为二倍体),D3基因频率=72/240×100%=30%,A正确;
B、D1对D2、D3为显性,D2对D3为显性,那么杂合子有D1D2、D1D3、D2D3,D1D2表现为D1控制的性状,其中D1D2、D1D3都表现为D1控制的性状,故杂合子中表型与D1D2相同个体的基因型共2种,B正确;
C、凝胶电泳检测的是DNA片段(PCR产物),而非蛋白质或肽链,C错误;
D、只有一个条带的个体,即纯合的个体,由于D1D2个体产生的配子类型及概率:1/2D1、1/2D2,D2D3个体产生的配子类型及概率:1/2D2、1/2D3,故随机交配子代纯合的概率为1/4D2D2,D正确。
故选C。
6. 香水稻具有香味浓郁(DD)、高产(EE)等优良性状,但是不抗除草剂(gg),已知三对性状独立遗传,为培育香味浓郁、高产、抗除草剂(DDEEGG)的优良品种,研究者设计了如图所示育种流程。下列相关叙述正确的是( )
A. ①过程所用的方法可提高突变率,可获得优良变异类型
B. ②过程由成熟花粉细胞培养成幼苗期间,非同源染色体上非等位基因会发生自由组合
C. ②③过程为单倍体育种,用秋水仙素处理幼苗,抑制细胞分裂时着丝粒的断裂
D. ④⑤过程育种的原理为基因重组,能够按需选择,产生新基因和新性状
【答案】A
【解析】
【详解】A、①过程为诱变育种,诱变可提高突变率,突变具有不定向性,可获得多种优良变异类型,A正确;
B、②过程由成熟的花粉细胞培养成幼苗期间,只进行有丝分裂,不会发生非等位基因的自由组合,B错误;
C、②③为单倍体育种过程,可用秋水仙素处理幼苗,秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向两极,导致染色体数加倍,C错误;
D、④⑤过程育种的原理为基因的分离定律,能够按需选择,但不能产生新基因和新性状,只是原有性状的重新组合,D错误。
故选A。
7. 某研究小组发现染色体上抑癌基因邻近的基因能指导合成反义RNA,反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,从而阻断抑癌基因的表达,使细胞易于癌变,据图分析,叙述正确的是( )
A. 过程Ⅰ称为转录,发生场所可以是细胞质和细胞核
B. 与完成过程Ⅱ直接有关的核酸,只有mRNA
C. 与邻近基因或抑癌基因相比,杂交分子中特有的碱基对是A﹣U、T﹣A
D. 细胞中若出现了杂交分子,则抑癌基因沉默,此时过程Ⅱ被抑制
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:图示表示抑癌基因邻近的基因合成了反义RNA使细胞癌变的过程,Ⅰ是以抑癌基因为模板转录形成mRNA的过程,Ⅱ是以mRNA为模板翻译形成蛋白质的过程。抑癌基因邻近的基因合成了反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,阻断基因的表达,使细胞癌变。
【详解】A、由于染色体只分布在细胞核中,而抑癌基因的邻近基因位于染色体上,因此图中Ⅰ转录过程只发生在细胞核中,A错误;
B、Ⅱ是翻译过程,与该过程直接有关的核酸有mRNA(翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(组成核糖体的重要成分,而核糖体是翻译的场所),B错误;
B、基因中碱基配对方式为A-T、C-G,而反义RNA与mRNA形成杂交分子时的碱基配对方式为A-U、C-G,可见,与邻近基因或抑癌基因相比,杂交分子中特有的碱基对是A-U、U-A,C错误;
D、如果细胞中出现了杂交分子,则会阻断抑癌基因的表达,使抑癌基因沉默,此时过程Ⅱ不能完成,D正确。
故选D。
8. 科学家发现癌症治疗与染色质结构有关,染色质的组蛋白乙酰化和去乙酰化会影响染色质的结构,丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。下列叙述错误的是( )
A. 细胞由分裂间期进入分裂期组蛋白会大量去乙酰化
B. 丁酸钠处理有利于 Z 酶催化 DNA 氢键断裂并合成产物
C. 细胞增殖失控只可由 DNA 序列的改变引起
D. 丁酸钠处理可以增强 X 射线破坏癌细胞 DNA 结构从而提高治疗效果
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞由分裂间期进入分裂期,染色质高度螺旋化形成染色体,此时组蛋白会大量去乙酰化,使染色质结构更紧密,A正确;
B、丁酸钠是组蛋白去乙酰化酶抑制剂,会抑制组蛋白去乙酰化,有利于染色质处于松散状态,从而有利于Z酶(可能是 RNA 聚合酶等相关酶)催化DNA转录(涉及DNA氢键断裂等过程)并合成mRNA等产物,B正确;
C、细胞增殖失控不只是由DNA序列的改变引起,像染色质结构的改变(如组蛋白乙酰化状态改变等表观遗传)也可能影响基因表达,进而导致细胞增殖失控,C错误;
D、丁酸钠处理使染色质松散,DNA更易被X射线破坏结构,从而能提高对癌细胞的治疗效果,D正确。
故选C。
9. 红花玉兰(2n=24)是一个深受人们喜爱的品种,是春节期间的爆卖款。为了研究其有关特征,科研工作者常常对其进行染色体数目诱变,例如产生2n-1、2n+1、3n、4n等结果(这些个体都能进行减数分裂)。下列相关叙述正确的是( )
A. 2n-1与2n+1的个体经减数分裂,都能产生染色体数目为12的配子
B. 2n个体经秋水仙素处理,得到的4n个体肯定就是一个纯合子
C. 3n个体经减数分裂后,产生配子的染色体数目分别是12和24
D. 4n个体的花药,经离体培养产生单倍体,其不可以开花结果
【答案】A
【解析】
【详解】A、2n-1(单体,23条)减数分裂时,可能产生n=12和n-1=11的配子;2n+1(三体,25条)可能产生n=12和n+1=13的配子。两者均能产生染色体数目为12的配子,A正确;
B、秋水仙素处理二倍体(2n)得到的四倍体(4n)是否为纯合子取决于原二倍体的基因型。若原二倍体为杂合子(如Aa),则四倍体(AAaa)仍为杂合子,B错误;
C、三倍体(3n=36)减数分裂时,因同源染色体联会紊乱,配子染色体数目可能为12、24或其他随机组合,而非“分别”为12和24,C错误;
D、四倍体(4n)的花药离体培养产生的单倍体含有2个染色体组(2n=24),其染色体数目与正常二倍体相同,能够开花结果,D错误。
故选A。
10. 已知丈夫患某种单基因遗传病,妻子表现正常。医生对该夫妇及他们父母相应的一对同源染色体进行了基因检测,结果如表所示(“+”表示含有该致病基因,“-”表示不含有该致病基因)。下列叙述错误的是( )
人员
丈夫(患病)
妻子
丈夫父亲(正常)
丈夫母亲(正常)
妻子父亲(正常)
妻子母亲(正常)
检测结果
+-
+-
--
+-
--
+-
A. 该遗传病最可能是伴X染色体的隐性遗传
B. 该致病基因可能位于X和Y染色体的同源区段
C. 这对夫妇生育一个儿子患该病的概率是1/2
D. 多基因遗传病的发病率通常高于单基因遗传病
【答案】B
【解析】
【详解】A、妻子表现正常,但含有该病为的致病基因,说明为隐性遗传病。丈夫患病,其父(“--”)未携带致病基因,致病基因只能来自母亲(“+-”)。若为常染色体隐性遗传,丈夫需两个隐性致病基因(“++”)才能患病,但检测结果为“+-”,矛盾。若为伴X隐性遗传,男性只需一个隐性致病基因(X⁺Y⁻)即可患病,符合检测结果及表型,A正确;
B、若隐性致病基因位于X和Y同源区段,男性需两个隐性致病基因(如X⁺Y⁺)才会患病。但丈夫患病,且检测结果为+-,即其基因型为X⁺Y⁻,因此致病基因不可能位于X和Y染色体的同源区段,B错误;
C、该病为伴X隐性遗传,丈夫基因型为X⁺Y⁻,妻子为X⁺X⁻。儿子从父亲处继承Y,从母亲处有50%概率继承X⁺(患病)或X⁻(正常),故患病概率为1/2,C正确;
D、多基因遗传病由多对基因控制,发病率通常高于单基因遗传病,且容易受到环境因素的影响,D正确。
故选B。
11. 大量的证据表明,生物是由共同祖先进化而来的。下列叙述错误的是( )
A. DNA核苷酸序列差异可为物种进化提供证据
B. 牙齿化石是研究动物取食方式进化的证据之一
C. 比较解剖学研究表明人上肢和蝙蝠翼手的功能相同
D. 多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾说明它们有共同祖先
【答案】C
【解析】
【详解】A、DNA核苷酸序列差异属于分子生物学证据,能反映物种间的亲缘关系和进化历程,A正确;
B、牙齿化石属于化石证据,可推测动物的食性及取食方式的演化,B正确;
C、人上肢与蝙蝠翼手属于同源器官,结构相似但功能不同(如抓握与飞行),而功能相同的器官(如鸟翼与昆虫翅)属于同功器官,C错误;
D、胚胎发育早期的尾结构属于胚胎学证据,表明脊椎动物有共同祖先,D正确。
故选C。
12. 随着人们生活水平的提高,越来越多的人追求高蛋白饮食。若蛋白质摄入过多,代谢产生的尿酸、乳清酸、尿素等终产物增多,肾脏的排泄压力增大,严重时可能导致高尿酸血症、痛风。下列叙述正确的是( )
A. 食物蛋白的消化和组织蛋白的合成均发生在内环境中
B. 高尿酸血症的出现说明机体维持稳态的能力有限
C. 消化酶、尿酸、乳清酸和尿素都属于内环境的成分
D. 正常机体肾脏功能正常时,就能维持内环境稳态
【答案】B
【解析】
【分析】由细胞外液构成的液体环境叫做内环境,包括血浆、组织液和淋巴。存在血浆、组织液和淋巴内的物质即为内环境中的物质。
【详解】A、食物蛋白的消化在消化道,组织蛋白的合成在细胞内,都不是在内环境中,A错误;
B、正常情况下,机体会通过自身调节维持内环境稳态,但当蛋白质摄入过多,代谢终产物增多,肾脏排泄压力过大,出现高尿酸血症,这表明机体维持稳态的能力是有限的,B正确;
C、消化酶在消化道内,不属于内环境,C错误;
D、内环境稳态的维持需要各个器官、系统协调配合,不仅仅依赖肾脏功能正常,还需要神经 - 体液 - 免疫调节网络等共同作用,D错误。
故选B。
13. 转铁蛋白受体参与细胞对Fe3+的吸收,但Fe3+大量积累对细胞有毒害。下图是细胞中Fe3+含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。结合图文分析,描述错误的是( )
A. 铁反应元件形成的茎环结构能影响转铁蛋白受体的氨基酸序列,从而影响该受体的结构
B. 铁反应元件能形成茎环结构的原因是该片段存在能自身互补配对的碱基序列
C. 指导合成转铁蛋白受体的模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基
D. 这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费
【答案】A
【解析】
【分析】结合题干分析,转铁蛋白受体mRNA经核糖体翻译形成铁调节蛋白受体,铁调节蛋白受体既能运输Fe3+,又能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应原件结合。铁反应原件是一段富含A、U能够自我碱基配对而形成的茎环结构,能与铁调节蛋白受体结合,当Fe3+浓度低时,一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3+,具有活性;另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合,使转铁蛋白受体mRNA难以被水解,以便要翻译出更多的铁调节蛋白受体。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白受体由于结合Fe3+而不能与铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易被水解,进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体,使铁调节蛋白受体无活性。
【详解】A、铁反应元件形成的茎环结构位于终止密码子之后,不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列,A错误;
B、图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列,该片段能自身互补配对形成茎环,B正确;
C、转铁蛋白受体的本质是蛋白质,所以其合成模板是mRNA,该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基,C正确;
D、当Fe3+浓度低时,一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3+,具有活性;另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合,使转铁蛋白受体mRNA难以被水解,以便要翻译出更多的铁调节蛋白受体。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白受体由于结合Fe3+而不能与铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易被水解,进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体,使铁调节蛋白受体无活性。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费,D正确。
故选A。
14. 细菌只有在某种底物存在时才产生相应的酶,这种效应称为诱导作用。大肠杆菌的乳糖代谢需要β-半乳糖苷酶,当培养基中没有乳糖,细胞内β-半乳糖苷酶含量极低,当加入乳糖后,大肠杆菌开始高效表达β-半乳糖苷酶,相关机制如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 阻遏物基因与结构基因位于同一条染色体上
B. 乳糖是二糖,大肠杆菌不能直接吸收乳糖
C. 阻遏物的存在阻止了结构基因的翻译
D. 据图可知结构基因转录形成的mRNA中存在着不止一个起始密码子
【答案】D
【解析】
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,没有染色体,A错误;
B、据图可知,培养基中的乳糖能够进入细胞与阻遏物结合,说明大肠杆菌能直接吸收乳糖,B错误;
C、乳糖存在时,会与阻遏蛋白结合,使其不能与操纵基因(即图中“阻遏物”作用位点)结合,从而放行RNA聚合酶对结构基因的转录,故阻遏蛋白阻断的是转录而非翻译,C错误;
D、图中结构基因转录形成的mRNA能翻译出β-半乳糖苷酶、透性酶、转乙酰基酶三种不同的蛋白质,说明该mRNA上存在不止一个起始密码子(每个蛋白质的翻译都需要起始密码子启动),D正确。
故选D。
15. 基因印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是基因印记的重要方式之一,胞嘧啶发生甲基化后转变为5-甲基胞嘧啶印记是在配子发生和个体发育过程中获得的,在下一代配子形成时重建。IGF-2是某小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏IGF-2时小鼠表现为个体矮小,位于常染色体上的A基因能编码IGF-2,a基因无此功能。基因的启动子被甲基化时不能表达,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 基因型相同的小鼠,表现型不一定相同
B. 欲确定一雄性小鼠的基因型,可让其与任意雌性小鼠杂交,通过观察子代表型及比例即可判断
C. 由图中配子形成过程中印记发生的机制,可以断定亲代雌鼠的A基因来自其父方
D. 将上图中的雄鼠和雌鼠杂交,F1中雌雄自由交配得F2,F2中正常∶矮小=3∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因型相同的小鼠,表现型不一定相同,如亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa,但表型可能不同,原因是体细胞里发生甲基化的等位基因不同,且甲基化的基因不能表达,A正确;
B、据图分析可知,雄配子中印记重建去甲基化,雌配子中印记重建甲基化,且基因的启动子被甲基化时不能表达,即雌配子中的相关基因无法表达,欲确定一雄性小鼠的基因型,可让其与任意雌性小鼠杂交,通过观察子代表型及比例即可判断。若雄性小鼠基因型是AA,则不论与何种基因型的雌性小鼠杂交,子代都有A基因,都表现为正常;若雄性小鼠基因是Aa,则子代中正常∶矮小=1∶1;若雄性小鼠是aa,则子代中都表现为矮小,B正确;
C、图中亲代雌鼠的A基因未甲基化,而a基因甲基化,且据图可知雄配子中印记重建去甲基化,雌配子中印记重建甲基化,据此推测亲代雌鼠的A基因(未甲基化)来自它父方,C正确;
D、图中亲代雌雄鼠基因型为Aa,子一代中雌雄鼠基因型都为AA:Aa:aa,且比例为1:2:1。F1产生的雌配子A和a基因都会被甲基化,相关基因无法表达。而F1产生的雄配子A和a基因都不会被甲基化,都能表达,且F1产生的雄配子A:a=1:1,因此F1中雌雄自由交配得F2,F2中正常∶矮小=1∶1,D错误。
故选D。
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 图中甲表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a~d表示4种基因突变。a丢失T/A,b由T/A变为C/G,c由T/A变为G/C,d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生。乙表示基因组成为AaBbDd的个体细胞分裂某时期图像。丙表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请回答下列问题:
可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码(UAG)。
(1)图甲中过程①所需的酶主要是________。
(2)在发生a突变后,合成的多肽中氨基酸序列是_________。
(3)图中________突变对性状无影响。
(4)导致图乙中染色体上B、b不同的原因可能是________(变异类型)
(5)诱发基因突变一般处于图丙中Ⅱ阶段,而基因重组发生于________阶段(填图中字母)。
【答案】(1)RNA聚合酶
(2)天冬氨酸-酪氨酸-甘氨酸-甲硫氨酸
(3)b (4)基因突变或基因重组
(5)Ⅳ
【解析】
【分析】从图甲可知,①表示遗传信息从DNA流向RNA,即遗传信息的转录。②表示遗传信息从RNA流向多肽,即遗传信息的翻译。正常基因片段转录合成的mRNA为-GAUCUAUGGUAUG-,合成多肽的氨基酸的顺序为天冬氨酸-亮氨酸-色氨酸-酪氨酸。图乙表示次级精母细胞或第一极体。图丙中Ⅰ到Ⅲ阶段,每条染色体所含DNA分子数逐渐增大,表示细胞分裂的间期。其中,Ⅰ阶段和Ⅲ阶段的mRNA含量较多,因此Ⅰ阶段和Ⅲ阶段分别表示G1、G2期,Ⅱ阶段表示S期。Ⅳ阶段末,每条染色体所含DNA分子数减半,表示着丝点分裂。
【小问1详解】
图甲中过程①表示遗传信息的转录过程,参与该过程的酶是RNA聚合酶。
【小问2详解】
在a点丢失T/A后合成的mRNA的序列为-GACUAUGGUAUG-,由图甲可知密码子UAU对应的氨基酸为酪氨酸,因此,以-GACUAUGGUAUG-为模板合成的多肽链中氨基酸的顺序是天冬氨酸-酪氨酸-甘氨酸-甲硫氨酸。
【小问3详解】
b由T/A变为C/G后合成的mRNA的序列为-GACCUAUGGUAUG-,合成多肽的氨基酸的顺序为天冬氨酸-亮氨酸-色氨酸-酪氨酸。c由T/A变为G/C后合成的mRNA的序列为-GAUCUAGGGUAUG-,合成多肽的氨基酸的顺序为天冬氨酸-亮氨酸-甘氨酸-酪氨酸。d由G/C变为A/T后合成的mRNA的序列为-GAUCUAUAGUAUG-,合成多肽的氨基酸的顺序为天冬氨酸-亮氨酸。因此,图甲中b突变对性状无影响,有利于维持生物遗传性状的相对稳定。
【小问4详解】
图乙中染色体上B、b不同的原因:①减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体发生互换导致的。②染色体上B突变为b或b突变为B。因此,图乙中染色体上B、b不同的原因属于基因重组或基因突变。
【小问5详解】
基因突变发生于DNA复制时,即分裂间期中的S期,即图丙中Ⅱ阶段。基因重组发生于减Ⅰ的前期和后期,此时每条染色体上含有两个DNA,即在图丙中Ⅳ阶段。
17. 野生猕猴桃(2n=58)是一种多年生雌雄异株植物,品种较多,但部分野生猕猴桃存在果实总糖含量较低的特点。近年来科学家通过多种育种途径,培育出了果实总糖含量较高的猕猴桃新品种。如图是对某猕猴桃品种甲通过相关方法培育新品种的简图。回答下列问题:
(1)野生猕猴桃品种较多、种质资源丰富,这属于生物的_________多样性。由某猕猴桃甲(bb)经 60Co-γ 射线处理幼芽获得了果实总糖含量明显增加的乙(Bb),这种育种方法依据的主要原理是_________。此育种方法可在较短时间产生更多变异类型。新物种的形成是因为秋水仙素抑制细胞________。
(2)若乙与丙杂交,获得新品种丁,以丁根尖为材料,在显微镜下选择处于______期的细胞对染色体的形态和数目进行观察,此时染色体数目应为______条。
(3)若将新品种乙自然繁殖多年形成的一个种群,该种群中BB、Bb 和bb 基因型频率依次为0.3、0.4、0.3,则该种群中的B基因的频率为______。经选育后,该种群BB、Bb 和bb 基因型频率依次变为0.4、0.2、0.4,该种群_________(填“发生”或“未发生”)进化。
【答案】(1) ①. 遗传 (基因 ) ②. 基因突变 ③. 有丝分裂前期纺锤体的形成,使染色体数目加倍
(2) ①. 有丝分裂中 ②. 87
(3) ①. 0.5 ②. 未发生
【解析】
【分析】诱变育种具有的优点是可以提高突变率,缩短育种周期,以及能大幅度改良某些性状;其原理是基因突变,采用物理和化学的方法以及利用失重、宇宙射线等手段诱发生物基因突变。
【小问1详解】
野生猕猴桃品种较多、种质资源丰富,这属于生物的遗传 (基因 )多样性。由某猕猴桃品种甲(bb),经60Co-γ射线处理幼芽获得了果实总糖含量明显增加的新品种乙(Bb),这种育种方法是诱变育种,依据的原理是基因突变,诱变育种可提高突变频率,在较短时间内产生更多的变异类型。秋水仙素能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,使染色体数目加倍,从而形成新种丙。
【小问2详解】
若乙(2n=58)与丙(4n=58×2)杂交,获得新品种丁,丁体细胞中染色体数目为58/2+58×2/2=87,在显微镜下观察染色体的形态和数目,应选择有丝分裂中期染色体分散良好的细胞进行观察,该时期染色体数目不变,应为87条。
【小问3详解】
该种群中BB、Bb和bb的基因型频率依次为0.3、0.4、0.3,则该种群中B基因的频率为0.3+0.4×1/2=0.5。经选育后,该种群BB、Bb和bb基因型频率依次变为0.4、0.2、0.4,此时B基因的频率为0.4+0.2×1/2=0.5,基因频率未发生改变,而生物进化的实质是种群基因频率的改变,所以该种群未发生进化。
18. 正常的水稻体细胞染色体数为2n=24.现有一种三体水稻,细胞中7号染色体的同源染色体有三条.即染色体数为2n+1=25,如图为该三体水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图(6、7为染色体标号;A为抗病基因,a为非抗病基因;①--④为四种类型配子).已知染色体数异常的配子(如①、③)中雄配子不能参与受精作用,其他配子均能参与受精作用。请回答下列问题:
(1)若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换,且产生的配子均有正常活性,则配子②和③_________(可能/不可能)来自一个初级精母细胞,配子④的7号染色体上的基因为_______。
(2)某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂的过程,若某次级精母细胞形成配子①,则该次级精母细胞中染色体条数为________。
(3)现用非抗病水稻(aa)和该三体抗病水稻(AAa)杂交,已测得正交实验的F1抗病水稻:非抗病=5:1。请预测反交实验的F1中,抗病水稻所占比例为________,抗病水稻基因型为_______。
(4)香稻的香味由隐性基因(b)控制,普通稻的五香味由显性基因(B)控制,等位基因B、b可能位于6号染色体上,也可能位于7号染色体上。现有正常的香稻和普通稻,7号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合种子供选用,请你设计杂交实验并预测实验结果,从而定位等位基因B、b的染色体位置。实验步骤:
a.选择正常的香稻为父本和三体的普通稻为母本杂交得F1。
b.用正常的香稻为母本与F1中三体的普通稻为父本杂交得F2。
c.统计F2代中的香稻和普通稻的性状比。
实验结果:
d.若F2代中的香稻和普通稻的性状比为________,则________。
e.若F2代中的香稻和普通稻的性状比为_______,则_________。
【答案】(1) ①. 不可能 ②. A
(2)13或26 (3) ①. 2/3 ②. Aa
(4) ①. 1:2 ②. 等位基因B、b位于7号染色体上 ③. 1:1 ④. 等位基因B、b位于6号染色体上
【解析】
【分析】基因分离定律的实质: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;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,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【小问1详解】
分析题图可知,题中三体细胞的基因型为AAa,形成的配子的基因型为A与Aa或AA与a,图中配子②和③的基因型分别为a与Aa,因此不可能来自同一个初级精母细胞。AAa个体减数分裂产生的配子种类以及比例为AA:a:Aa:A=1:1:2:2,对照图中给出的配子基因可知,配子④的7号染色体上的基因一定是A。
【小问2详解】
由于该三体生物的体细胞中含有染色体数目为2n+1=25,配子①中多一条7号染色体,因此形成配子①的次级精母细胞在前期和中期时染色体数目为12+1=13条,后期由于着丝粒分裂,染色体数目加倍,变为26条,故该次级精母细胞中染色体数为13或26条。
【小问3详解】
由于该三体水稻产生的配子基因型及其比例为AA:a:Aa:A=1:1:2:2,正交后代表现型为抗病(Aa):非抗病抗病(aa)=5:1,题目可知当三体水稻作父本时,由于AA和Aa的花粉不能受精,表明AAa作为母本,aa作为父本;那么反交则aa作为母本,AAa为父本,雄配子AA(不育):a:Aa(不育):A=1:1:2:2,则反交实验的F1中,抗病水稻(Aa)所占比例为2/3,抗病水稻基因型为Aa。
【小问4详解】
要确定B、b在染色体上的位置,可以先制备BBb,根据其产生配子的特点确认B、b在染色体上的位置,因此可以选择正常的香稻为父本(bb)和7号染色体三体的普通稻(BBB或BB)为母本杂交得F1,然后用正常的香味稻(bb)为母本与F1中三体的普通稻(BBb或Bb)为父本杂交, 最后统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比。
若等位基因(B、b)位于7号三体染色体上,则母本香稻的基因型为bb,母本三体的普通稻的基因型为BBB,F1代中父本三体的基因型为BBb,母本基因型为bb,三体产生的可育花粉有B:b=2:1,测交后代中表现型及比例为香稻:普通稻=1:2。
若等位基因(B、b)不位于7号三体染色体上,而位于6号染色体上,则父本香稻的基因型为bb,母本三体的普通稻的基因型为BB,F1代中三体的基因型为Bb,其与基因型为bb的水稻杂交,后代中表现型及比例为香稻:普通稻=1:1。
19. 一万多年前,某地区有许多湖泊(A、B、C、D),湖泊之间通过纵横交错的溪流连结起来,气候逐渐干旱,小溪流渐渐消失(如图1),湖中的鱼形态差异也变得明显。请分析回答下列问题:
(1)溪流消失后,各个湖泊中的鳉鱼不再发生基因交流,原因是出现了_________。
(2)鳉鱼某对染色体上有一对等位基因A和a,该种群内的个体自由交配。图2为某段时间内种群A基因频率的变化情况,假设无基因突变,在________时间段内一定发生了进化。
(3)生活在该地区的某个鸟类种群的全部个体所带有的全部基因构成了该种群的______,该种群生物多样性是______的结果。
(4)在湖泊周边的山林中有一个二倍体动物种群,该种动物性别决定方式为XY型,雌性和雄性个体数的比例为1:1。该动物种群处于遗传平衡状态,雄性个体中有1/5患甲病(由X染色体上b基因决定)。推测该病致病基因的频率约为______,该种群中甲病基因携带者占比为______。
【答案】(1)地理隔离
(2)Y1-Y3 (3) ①. 基因库 ②. 协同进化
(4) ①. 1/5 ②. 4/25
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组为生物进化提供原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的进程;生物多样性是协同进化的结果。
【小问1详解】
溪流消失后,不同湖泊之间产生了地理隔离,因而不再各个湖泊之间的鳉鱼不再发生基因交流。
【小问2详解】
生物进化的实质是基因频率发生改变的过程,由图可知在Y1﹣Y3时间段内该种群中A基因的基因频率改变,说明该时段种群发生了进化。
【小问3详解】
生活在该地区的某个鸟类种群的全部个体所带有的全部基因构成了该种群的基因库,该种群中具有遗传(基因)多样性。 生物多样性是协同进化的结果,协同进化指不同物种之间、生物和无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
【小问4详解】
在湖泊周边的山林中有一个二倍体动物种群,该种动物性别决定方式为XY型,雌性和雄性个体数的比例为1:1。该动物种群处于遗传平衡状态,雄性个体中有1/5患甲病(由X染色体上b基因决定),伴X遗传的基因频率等于雄性的基因型频率,所以推测该病致病基因的频率Xb约为1/5,XB=4/5。该种群中甲病基因携带者(XBXb)占比为:4/5 ╳ 1/5=4/25。
20. 痛风又名高尿酸血症,是嘌呤代谢紊乱而导致人体内尿酸(以尿酸盐存在)生成、重吸收(肾小管上皮细胞的细胞膜上有尿酸盐转运蛋白URAT1)与排泄之间的动态失衡引起的代谢性疾病。嘌呤在肝脏中被代谢转化为尿酸进入内环境,尿酸主要通过肾脏排泄,其次是通过消化道排出,当人体尿酸生成过多,或通过肾脏排出尿酸出现障碍,可导致痛风。回答下列相关问题:
(1)人体代谢产生的嘌呤主要来源于______等生物大分子的分解。高尿酸血症患者缺乏尿酸氧化酶,导致嘌呤分解产生的尿酸无法被氧化从而使血液中尿酸含量升高,与尿酸氧化酶的形成有关的RNA有________。
(2)研究发现天然化合物F和碱性水都有降尿酸的作用,实验结果如下表(组A和组B为正常鼠,组C~F采用组B得到的模型鼠)。
检测指标
对照组A
模型组B
C组
D组
E组
F组
灌服生理盐水
灌服尿酸氧化酶抑制剂
灌服化合物F
饮用pH为7.0的水
饮用pH为8.2的水
饮用pH为9.3的水
血清尿酸相对含量
1.2
6.5
3.4
6.4
4.5
3.6
URAT1相对含量
0.6
0.8
0.57
-
-
-
①根据URAT1检测结果,推测C组大鼠血清尿酸相对含量降低的原因可能是_________。
②分析D、E和F三组的结果,得出结论: ________。
(3)除人和猿类外,其他哺乳动物的尿酸可在尿酸氧化酶(氧嗪酸是一种尿酸氧化酶抑制剂)的催化下生成更容易排出体外的尿囊素。研究人员分三组(A组为对照组)进行相关实验并测定血清中的尿酸、肌酐(一种反映肾功能的代谢废物)等指标,结果如下图。
①根据实验结果分析,氧嗪酸有助于建立高尿酸血症大鼠模型,其导致大鼠血清尿酸水平升高的机制是_______。
②腺嘌呤也能导致大鼠的血清尿酸水平升高,根据上述实验结果分析,其原因可能是________。
【答案】(1) ①. 核酸 ②. mRNA、tRNA、rRNA
(2) ①. 化合物F可以减少肾小管上皮细胞尿酸盐转运蛋白的量,抑制尿酸的重吸收 ②. 在一定范围内,随饮用水pH的升高,对降血清尿酸的作用增强
(3) ①. 氧嗪酸抑制了尿酸氧化酶的活性,导致尿酸转化为尿囊素减少,使血清尿酸水平升高 ②. 腺嘌呤灌胃处理使大鼠肾功能受损,尿酸排泄减少,从而使血清尿酸水平升高
【解析】
【分析】DNA和RNA中含有腺嘌呤和鸟嘌呤,高尿酸患者应减少高嘌呤食物摄入,高尿酸血症可导致尿酸盐结晶沉积于肾脏引起痛风,最终引起肾功能衰竭。
【小问1详解】
嘌呤是核酸的组成成分,来源于核酸等生物大分子的分解。尿酸氧化酶是蛋白质,其合成需要mRNA作模板,tRNA运输氨基酸,rRNA构成核糖体作为合成场所。
【小问2详解】
①据表可知,灌服化合物F组(C组)的URAT1相对含量比模型组B低,说明化合物F可以减少肾小管上皮细胞尿酸盐转运蛋白的量,抑制尿酸的重吸收,从而使血清尿酸含量降低。
②从D、E和F三组的结果可知,饮用一定范围pH的水,随着pH的升高对降血清尿酸的作用增强。
【小问3详解】
①实验中,实验组中的氧嗪酸、腺嘌呤均溶解在羧甲基纤维素钠溶液中,因此A组为对照组,目的是排除羧甲基纤维素钠溶液对实验结果的影响。实验结果表明氧嗪酸与腺嘌呤相比,建立了更加稳定的高尿酸血症大鼠模型,从表中数据分析B组大鼠10d时测得的尿酸水平与对照组相比显著升高,此时肌酐水平与对照组相比基本不变,20d时测得的肌酐水平出现升高,说明氧嗪酸先导致尿酸水平升高,进而影响肾功能,因此氧嗪酸导致大鼠血清尿酸水平升高的机制是其作为一种尿酸氧化酶抑制剂,抑制了尿酸氧化酶的活性,导致尿酸转化为尿囊素减少,使血清尿酸水平升高。
②从表中数据分析,C组大鼠10天测得的尿酸水平与对照组相比基本不变,此时肌酐水平与对照组相比显著升高,20天测得的尿酸水平才出现升高,说明腺嘌呤先引起肾脏损伤,进而引起尿酸水平升高,因此腺嘌呤灌胃处理使大鼠肾功能受损,尿酸排泄减少,从而使血清尿酸水平升高。
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