精品解析：重庆市第一中学校2025-2026学年高三上学期生物周考（一）

2025年重庆一中高2026届高三上期生物周考（一） 生物试题卷 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 现代生物培养技术日新月异，以下关于不同场景下细胞培养的叙述，正确的是（　　） A. 植物组织培养时所用培养基需要添加蔗糖作为碳源 B. 大批量工业发酵过程中，对产物的纯化是其核心环节 C. 以尿素作为唯一氮源进行微生物培养，最终所形成的菌落均能分解尿素 D. 动物细胞培养液为合成培养基，其各种成分都较为明晰 2. 中药材怀菊含有多种活性物质，具有清热、明目等功效。植物组织培养技术可用于怀菊的脱毒和快速繁殖。下列叙述正确的是（ ） A. 怀菊中含有的次生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的 B. 怀菊快速繁殖过程中产生的体细胞突变可通过无性生殖遗传 C. 利用怀菊的茎段作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗 D. 生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值比生根培养基中的小 3. 下列有关生物学实验的说法，正确的是 （　　） A. 用光学显微镜观察洋葱根尖分生区有丝分裂中期细胞，染色体和纺锤体清晰可见 B. 菊花组织培养时，先诱导愈伤组织生芽再诱导生根，移栽前需在蛭石或珍珠岩环境中培养 C. DNA 粗提取实验中，研磨液过滤或离心后应取沉淀物加入95%冷酒精析出白色丝状DNA D. DNA凝胶电泳实验中，凝胶载样缓冲液所含指示剂可使DNA 分子在紫外灯下被检测出来 4. 近日，中国水稻研究所以拟南芥为研究对象，在同时敲除其减数分裂和受精过程的关键基因后，最终以下图所示方式产生后代，实现双子叶植物自繁种的可行性。下列相关说法错误的是（　　） A. 该繁殖方式可以将拟南芥的杂种优势保留下来 B. 该生殖方式会使作物的遗传多样性降低 C. 敲除的减数分裂过程的关键基因作用是使同源染色体不分离 D. 敲除受精过程的基因可能使受精后来源于父本的染色体消失 5. 下图表示动物细胞在有丝分裂的分裂期，各种距离或长度随时间的变化规律曲线，下列叙述中正确的是（　　） A. 曲线a代表牵引染色体的纺锤丝的长度 B. 曲线b代表染色体与细胞两极间的距离 C. 曲线c代表姐妹染色单体共用的着丝粒间的距离 D. 曲线d代表两个中心体间的距离 6. 研究发现，高度分化的心肌细胞不再增殖。ARC基因在心肌细胞中特异性表达形成凋亡抑制因子（蛋白质），抑制心肌细胞凋亡以维持其正常数量。当心肌细胞缺血、缺氧时，ARC基因表达量下降，导致心肌细胞死亡，造成心力衰竭。下列叙述正确的是（ ） A. 高度分化的心肌细胞不能进行细胞分裂是由于细胞失去了全能性 B. 有氧运动会抑制心肌细胞中ARC基因的表达，心肌细胞凋亡率会降低 C. ARC基因只存在于心肌细胞，并在该细胞中特异性表达形成凋亡抑制因子 D. 心脏老化会损失心肌细胞，原因可能是凋亡抑制因子减少引起细胞凋亡 7. 蚕豆花色中常见白花（a）和紫花（A），白花中偶见一黄花。看法一：认为黄花的出现是A/a基因发生了基因突变，产生了一个复等位基因A⁺所致；看法二：认为黄花的出现是另一对同源染色体的等位基因（B/b）发生了隐性突变所致。让该黄花与纯合白花杂交得到F1，下列描述错误的是（　　） A. 若看法一被证实，F1中黄花自由交配，F2中黄花和白花的比例为3：1 B. 若看法二被证实，F1自交，F2中黄花和白花的比例为3：1 C. 若F1出现黄花，则是a基因突变为A⁺所致 D. 若F1全为白花，则是基因B/b发生隐性突变所致 8. 某植物花粉的育性受植株基因型控制而与花粉本身基因无关，已知R基因控制合成的R蛋白与花粉的育性密切相关（如图），基因R对r完全显性，下列有关叙述错误的是（ ） A. 基因型为RR或Rr的植株花粉全部可育 B. 基因型为rr的植株自交后代花粉全部不育 C. Rr植株群体连续自由交配2代，F2中雄性不育的比例为1/6 D. 自然状态下，花粉可育植株的比例会越来越高 9. 某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，该对同源染色体联会后发生如图过程，其中A~E为染色体片段，染色体桥在减数第一次分裂时会在两着丝粒之间随机断裂，后续的分裂正常进行。下列说法错误的是（ ） A. 染色体桥上可能存在等位基因 B. 染色体桥的形成过程中存在磷酸二酯键的断开和形成 C. 该精原细胞经减数分裂形成的含异常染色体的精子占3/4 D. 染色体桥断裂所产生的子细胞会出现染色体结构和数目变异 10. 某种动物（XY型）的毛色与位于X染色体上的三个复等位基因有关，黑色、棕色和白色分别由基因M1、M2、M3控制。不考虑突变，请结合以下实验进行分析，下列叙述正确的是（ ） P∶白色雌性×棕色雄性→∶白色雄性：黑色雄性：白色雌性：棕色雌性=1：1：1：1 A. 三个等位基因的显隐性关系为M1>M2>M3 B. 该种动物毛色的基因型有6种 C. 黑色雌性与白色雄性杂交，可根据毛色判断子代性别 D. 自然群体中，白色雄性个体数多于白色雌性个体数 11. 植物的自交不亲和由一组复等位基因Sₙ（S1、S2、S3、S4……）控制，有两种不同的决定机制：①由亲代基因决定，只要父本与母本存在相同的Sₙ基因便无法完成授粉；②由花粉自身基因决定，花粉与母本存在相同的Sₙ基因即不能授粉。已知甲、乙两种雌雄同花植物的自交不亲和现象分别由机制①与②决定，以下相关叙述正确的是（　　） A. 若要用甲植物进行杂交实验，其操作步骤为：去雄→套袋→授粉→套袋 B. 对于植物甲，当亲本杂交组合为S1S2（♂）×S2S4（♀）时，子代只有一种基因型 C. 若植物乙的S基因有4个等位基因，则其可能的基因型有6种 D. 对于植物乙，当亲本杂交组合为S1S2×S2S3时，正反交结果一致 12. 如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变，下列叙述错误的是（ ） A. 该致病基因不位于Y染色体上 B. 图中所有患病个体均为杂合子 C. Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个健康儿子的概率为1/4 D. 可通过遗传咨询和产前诊断降低该家族发病率 13. 三种蛋白质（P16、CDK、Cyclin）调控造血干细胞细胞周期的方式如图1，科研人员探究黄芪多糖对衰老小鼠造血干细胞（HSC）细胞周期相关蛋白的影响。现将生理状况相似的60只小鼠随机分成三组：模型组采用D-半乳糖皮下注射建立衰老小鼠模型；干预组在模型组的基础上给予黄芪多糖水溶液灌胃；对照组和模型组给予等剂量水灌胃。细胞周期相关蛋白表达情况如图2.下列分析正确的是（　　） A. 小鼠经D-半乳糖处理后，其HSC的G1期细胞比例会上升 B. 皮下注射D-半乳糖及黄芪多糖水溶液灌胃对造血干细胞基因的表达无影响 C. 该实验的自变量为是否注射D-半乳糖，因变量是吸光度比值 D. 造血干细胞在进行有丝分裂时，S期细胞完成染色体复制并实现数目加倍 14. 位于同源染色体上的短串联重复序列（STR）具有丰富的多态性，可利用电泳技术将其分开。检测如图甲所示的家系中常染色体上的STR（DS）和X染色体上的STR（DXS）的多态性，检测结果如图乙所示，不考虑突变，下列叙述错误的是（　　） A. III-1与II-1中DXS带型相同的概率为1 B. III-1与II-1中DS带型相同的概率为13/32 C. III-1与II-4中DXS带型不完全相同 D. III-1与II-4中DS带型相同的概率为5/16 15. 某二倍体植物的叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形，控制籽粒颜色的等位基因为D、d。现将锯齿叶黄粒与锯齿叶绿粒杂交得到F1，F1全为光滑叶黄粒，F1自交获得F2。为确定上述基因在染色体上的相对位置关系，用PCR技术扩增F2锯齿叶绿粒植株群体每一植株中控制这2种性状的所有等位基因，扩增产物进行电泳图谱分析，整理电泳图谱类型如下图所示。已知各相对性状呈完全显隐性关系，各基因的PCR产物通过电泳均可区分，不考虑突变和染色体互换，下列推断错误的是（ ） A. 籽粒颜色黄粒对绿粒为显性，F2中光滑叶：锯齿叶=9：7 B. 图中条带①代表的基因是b，条带②代表的基因是A C. F2中锯齿叶绿粒和锯齿叶黄粒植株的基因型均为3种 D. 亲本锯齿叶绿粒的电泳结果与乙相同 二、填空题：本题共5小题，共55分。 16. 细胞增殖是生物生长发育和繁殖的基础，同时它也是一个高度严格受控的细胞生命活动过程。为确保细胞增殖这一生命过程严格有序地进行，细胞内发展了一系列调控机制。研究人员利用人源细胞研究细胞周期调控蛋白p21的作用。 （1）细胞周期是指连续分裂的细胞，___________为一个细胞周期。 （2）研究发现，细胞内的p21蛋白可抑制DNA复制因子的活性，从而将细胞阻断在______期。而当细胞中DNA受到损伤时，细胞会产生大量p21蛋白，阻遏细胞周期并启动DNA分子的修复。如修复失败，将启动细胞的衰老和凋亡。 （3）研究人员检测了一个完整细胞周期中的p21蛋白的含量，发现其在进入DNA复制期时先下降，完成DNA复制后快速上升，而后在进入分裂期时再次下降。研究人员对其原因进行了深入探究。 ①研究人员发现，如在DNA复制后p21蛋白含量未能升高，将导致分裂产生的细胞中出现一定比例的DNA变异的细胞。请分析p21蛋白再次升高的意义是________________。 ②研究人员利用导入特定RNA的RNA干扰技术又探究了p21蛋白再次下降的原因，实验结果如下： 提示：组蛋白磷酸化程度越高，染色质螺旋缠绕的程度越高，+表示有，-表示无。 本实验中利用了RNA干扰技术抑制cdc20的RNA来探究p21的功能，本实验的自变量是___________。实验结果说明了p21的功能是能够______（填“促进”或“抑制”）染色质螺旋缠绕从而阻止其进入有丝分裂前期，请据结果写出cdc20，p21的关系①_______；②_______；③_______；④_______（用“+”或“-”表示促进或抑制）。 17. 某雌雄同株的二倍体植物的花色由两对独立遗传的等位基因（B/b，D/d）控制，其机理如图所示，已知在B基因存在的情况下，D基因不能表达。 （1）黄花植株的基因型有__________种。要检验某黄花植株的基因型，最好选择__________花植株与之杂交。 （2）某黄花植株自交，F1植株中黄花：紫花：红花=10：1：1．形成这一比例的原因是该植物产生的配子中某种基因型的雌配子或雄配子致死。 ①亲代黄花植株的基因型为__________，致死配子的基因型为__________，上述F1黄花植株中纯合子占__________。 ②已证明致死的是雄配子，某群体中基因型为BbDd和BbDD的个体比例为1：2，该群体个体随机授粉，则理论上子一代个体中紫色植株占的比例为_______________。 18. 科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉。该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHI5'-G↓GATCC-3'，BclI5'-T↓GATCA-3'，Sau3AI5'-↓GATC-3'，HindIII5'-A↓AGCTT-3'）。请据图回答问题： （1）通过PCR扩增获得“抗虫基因”时，依据_______________设计引物，引物的作用是_____________。 （2）培育转基因抗虫棉的核心工作是__________，科研人员分别使用HindIII和Sau3AI两种限制酶处理含目的基因的DNA片段，用HindIII和BamHI两种限制酶处理质粒，写出限制酶BamHI切割形成的黏性末端_________________。 （3）欲确定“抗虫基因”是否表达出“抗虫蛋白”，在分子水平上的检测方法是_______。 （4）在基因工程的操作过程中，标记基因在检测目的基因是否导入受体菌方面广泛应用。环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如图所示（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因），Tetr中插入目的基因后失活。 用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌（无外源DNA进入）、含空质粒（没有连接目的基因的质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。 ①用含有__________和__________的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有__________的细菌被淘汰。 ②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有______________的培养基。 19. 果蝇翅膀的形状有全翅和残翅，其中全翅又分为长翅与小翅两种表型，已知全翅与残翅由一对等位基因控制（用V、v表示），长翅与小翅由另一对等位基因控制（用M、m表示）。某研究小组利用纯合果蝇进行杂交实验，并结合基因检测技术进一步探究了控制翅型相关基因的遗传方式和基因互作类型，实验过程及检测结果分别如图1和图2所示。回答下列问题： （1）遗传实验中常选取果蝇作为实验材料，其优点有____________（答出两点）。在减数分裂II后期，雄果蝇一个次级精母细胞中有______条Y染色体。 （2）根据以上实验过程和检测结果分析，亲本雌、雄果蝇的基因型分别为______和______。现对F2个体进行基因检测，请在下图补充F2中小翅杂合体的检测结果。______ （3）基因互作存在以下两种类型：显性抑制（在两对独立遗传的等位基因中，其中一对显性基因本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用）和隐性上位（两对独立遗传的等位基因共同对一对性状发生作用，其中一对基因的隐性基因对另一对基因的表现有遮盖作用）。小组成员根据图1杂交结果，推测控制翅型的两对基因的互作类型是____________________。他们给出为验证上述推测是否正确，小组成员进一步进行反交实验，取纯合残翅和纯合小翅果蝇进行杂交，并统计F2的表型及比例，若F2中长翅：小翅：残翅=________________，则说明推测正确。 20. 种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2N=10）进行诱变筛选，得到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，长度仍为150bp。据此推测突变体的表型与其有关，根据相关实验回答下列问题： （1）拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，用PCR反应扩增DAI基因，在PCR反应体系中需加入缓冲液（含Mg2⁺）、引物、原料、含DAI基因的DNA模板以及_________。设计引物时，为了确保扩增的DAI基因能和Ti质粒连接起来，需要考虑DAI基因两端具有______________序列。将构建好的基因表达载体与用____________处理后的处于感受态的农杆菌混合培养。 （2）若突变体的表型确实与DAI基因的隐性突变有关，则导入野生型DAI基因的植株种子大小应与______植株的种子大小相近。 （3）转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，最终获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。 ①农杆菌转化T0代植株自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长即阳性个体。T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约______%的培养基中幼苗继续培养。 ②将①中选出的T2代阳性植株______（填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到______%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增与该突变相关的野生型和突变型基因片段（如图）。研究者同时扩增了从②中选出的T2代阳性植株细胞中的该突变相关基因片段，然后用限制性核酸内切酶X切割（图中省略碱基序列中无酶X识别位点），可获得长度为___________bp的DNA片段。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年重庆一中高2026届高三上期生物周考（一） 生物试题卷 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 现代生物培养技术日新月异，以下关于不同场景下细胞培养的叙述，正确的是（　　） A. 植物组织培养时所用培养基需要添加蔗糖作为碳源 B. 大批量工业发酵过程中，对产物的纯化是其核心环节 C. 以尿素作为唯一氮源进行微生物培养，最终所形成的菌落均能分解尿素 D. 动物细胞培养液为合成培养基，其各种成分都较为明晰 【答案】A 【解析】 【分析】发酵工程是指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，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配置，灭菌，接种，发酵、产品的分离，提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单污染小，反应专性强，因而可以得到较为专一的产品。 【详解】A、在植物组织培养过程中，由于植物细胞具有全能性，可以通过离体培养形成完整植株。在这个过程中，蔗糖常被用作碳源，提供植物细胞生长和分裂所需的能量，A正确； B、在大批量工业发酵过程中，核心环节是发酵罐内发酵，B错误； C、以尿素作为唯一氮源进行微生物培养是一种选择性培养方法，用于筛选能够分解尿素的微生物。然而，这并不意味着最终所形成的所有菌落都能分解尿素。因为在实际操作中，可能由于操作不当、污染等原因，导致一些不能分解尿素的微生物也形成了菌落。此外，即使能够分解尿素的微生物，在形成菌落的过程中也可能受到其他因素的影响，导致菌落形态、大小等特征的差异，C错误； D、动物细胞培养液通常为合成培养基，这意味着其成分是根据动物细胞生长的需要而人工配制的。虽然合成培养基的成分相对较为明确，但并非所有成分都完全已知或确定。此外，动物细胞培养液还可能包含一些生长因子、激素、血清等复杂成分，这些成分的具体作用机制尚未完全清楚，D错误。 故选A。 2. 中药材怀菊含有多种活性物质，具有清热、明目等功效。植物组织培养技术可用于怀菊的脱毒和快速繁殖。下列叙述正确的是（ ） A. 怀菊中含有的次生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的 B. 怀菊快速繁殖过程中产生的体细胞突变可通过无性生殖遗传 C. 利用怀菊的茎段作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗 D. 生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值比生根培养基中的小 【答案】B 【解析】 【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。 【详解】A、怀菊中含有的初生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的，而次生代谢物不是怀菊基本生命活动所必需的，A错误； B、怀菊快速繁殖过程中产生的体细胞突变可通过无性生殖遗传，该过程的原理是植物细胞的全能性，B正确； C、利用怀菊的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗，因为茎尖中几乎不带毒，C错误； D、生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值比生根培养基中的大，进而促进生芽，生长素偏多时有利于生根，D错误。 故选B。 3. 下列有关生物学实验的说法，正确的是 （　　） A. 用光学显微镜观察洋葱根尖分生区有丝分裂中期细胞，染色体和纺锤体清晰可见 B. 菊花组织培养时，先诱导愈伤组织生芽再诱导生根，移栽前需在蛭石或珍珠岩环境中培养 C. DNA 粗提取实验中，研磨液过滤或离心后应取沉淀物加入95%冷酒精析出白色丝状DNA D. DNA凝胶电泳实验中，凝胶载样缓冲液所含指示剂可使DNA 分子在紫外灯下被检测出来 【答案】B 【解析】 【分析】DNA粗提取和鉴定的实验原理： （1）DNA的溶解性：①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的；②DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。 （2）DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。 （3）DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、洋葱根尖分生区有丝分裂中期，染色体形态固定、数目清晰，但纺锤体是光学显微镜下看不到的（纺锤体由微管组成，需电子显微镜观察），A错误； B、菊花组织培养时，先诱导愈伤组织生芽再诱导生根，移栽前需在蛭石或珍珠岩等环境炼苗，使其适应外界环境，B正确； C、DNA粗提取实验中，研磨液过滤或离心后应取上清液（DNA溶解在上清液中），加入95%冷酒精析出白色丝状DNA，不是沉淀物，C错误； D、DNA凝胶电泳实验中，凝胶载样缓冲液所含指示剂（如溴酚蓝 ）是为了指示电泳进程，DNA分子需用荧光染料（如溴化乙锭）染色后在紫外灯下检测，D错误。 故选B。 4. 近日，中国水稻研究所以拟南芥为研究对象，在同时敲除其减数分裂和受精过程的关键基因后，最终以下图所示方式产生后代，实现双子叶植物自繁种的可行性。下列相关说法错误的是（　　） A. 该繁殖方式可以将拟南芥的杂种优势保留下来 B. 该生殖方式会使作物的遗传多样性降低 C. 敲除的减数分裂过程的关键基因作用是使同源染色体不分离 D. 敲除受精过程的基因可能使受精后来源于父本的染色体消失 【答案】C 【解析】 【详解】A、分析信息可知，敲除的基因使其减数分裂形成的配子的过程变为有丝分裂，产生的配子中染色体数目不减半；受精后不发生雌雄配子核融合，来自雄配子或雌配子的染色体消失，使该杂种植株的自交后代遗传物质与亲本一致得以保持杂种优势，A正确； B、根据A项分析可知，这种生殖方式会使子代保持亲本的遗传特性，因而会导致作物的遗传多样性降低，B正确； C、敲除减数分裂关键基因是为了让细胞不经过减数分裂直接形成类似配子的细胞，而不是阻止同源染色体分离，C错误； D、敲除受精过程的基因，可能会对受精过程产生影响，有可能使受精后来源于父本的染色体消失，D正确。 故选C。 5. 下图表示动物细胞在有丝分裂的分裂期，各种距离或长度随时间的变化规律曲线，下列叙述中正确的是（　　） A. 曲线a代表牵引染色体的纺锤丝的长度 B. 曲线b代表染色体与细胞两极间的距离 C. 曲线c代表姐妹染色单体共用的着丝粒间的距离 D. 曲线d代表两个中心体间的距离 【答案】C 【解析】 【详解】A、牵引染色体的纺锤丝的长度在分裂期逐渐缩短，与a变化过程不符，A错误； B、附着在着丝粒的纺锤丝从前期形成到末期消失，在中期时最长，因此b代表牵引染色体的纺锤丝的长度，B错误； C、后期子染色体在纺锤丝的牵引下逐渐移向细胞两极，所以染色单体分开的两条子染色体的着丝粒的距离逐渐增大，对应于c曲线，C正确； D、中心体在间期复制，一开始在一极，后移动到细胞两极，对应于曲线a（曲线变化趋势为0→40mm，说明前期开始在一端，后又移向细胞两极），D错误。 故选C。 6. 研究发现，高度分化的心肌细胞不再增殖。ARC基因在心肌细胞中特异性表达形成凋亡抑制因子（蛋白质），抑制心肌细胞凋亡以维持其正常数量。当心肌细胞缺血、缺氧时，ARC基因表达量下降，导致心肌细胞死亡，造成心力衰竭。下列叙述正确的是（ ） A. 高度分化的心肌细胞不能进行细胞分裂是由于细胞失去了全能性 B. 有氧运动会抑制心肌细胞中ARC基因的表达，心肌细胞凋亡率会降低 C. ARC基因只存在于心肌细胞，并在该细胞中特异性表达形成凋亡抑制因子 D. 心脏老化会损失心肌细胞，原因可能是凋亡抑制因子减少引起细胞凋亡 【答案】D 【解析】 【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括转录和翻译两个阶段。转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译：翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。 【详解】A、高度分化的心肌细胞不能进行细胞分裂是由于细胞分化的结果，未失去全能性，A错误； B、有氧运动会促进心肌细胞中ARC基因的表达，抑制心肌细胞凋亡，心肌细胞凋亡率会降低，B错误； C、ARC基因存在于所有的细胞中，但是只在心肌细胞中特异性表达形成凋亡抑制因子，C错误； D、ARC基因表达量下降，导致心肌细胞死亡，心脏老化会损失心肌细胞，可能是由于凋亡抑制因子减少，引起细胞凋亡导致的，D正确。 故选D。 7. 蚕豆花色中常见白花（a）和紫花（A），白花中偶见一黄花。看法一：认为黄花的出现是A/a基因发生了基因突变，产生了一个复等位基因A⁺所致；看法二：认为黄花的出现是另一对同源染色体的等位基因（B/b）发生了隐性突变所致。让该黄花与纯合白花杂交得到F1，下列描述错误的是（　　） A. 若看法一被证实，F1中黄花自由交配，F2中黄花和白花的比例为3：1 B. 若看法二被证实，F1自交，F2中黄花和白花的比例为3：1 C. 若F1出现黄花，则是a基因突变为A⁺所致 D. 若F1全为白花，则是基因B/b发生隐性突变所致 【答案】B 【解析】 【详解】A、若看法一被证实，黄花基因型为A⁺a（A⁺为复等位基因，控制黄花），纯合白花基因型为aa，杂交得F1为1/2 A⁺a（黄花）和1/2 aa（白花）。F1中黄花（A⁺a）自由交配，F2基因型比例为A⁺A⁺:A⁺a:aa=1:2:1，表型黄花（A⁺A⁺和A⁺a）:白花（aa）=3:1，A正确； B、若看法二被证实，黄花基因型为aabb（B/b基因发生隐性突变，bb在aa背景下表达黄花），纯合白花基因型为aaBB（白花），杂交得F1为aaBb（表型为白花）。F1自交，F2基因型比例为aaBB:aaBb:aabb=1:2:1，表型白花（aaBB和aaBb）:黄花（aabb）=3:1，即黄花:白花=1:3，但选项描述比例为3:1，B错误； C、若F1出现黄花，则说明杂交后代有黄花表型，对应看法一（F1中有1/2黄花），看法一中黄花是a基因突变为复等位基因A⁺所致，C正确； D、若F1全为白花，则对应看法二（F1全为aaBb，白花），看法二中黄花是另一对等位基因B/b发生隐性突变所致，D正确。 故选B。 8. 某植物花粉的育性受植株基因型控制而与花粉本身基因无关，已知R基因控制合成的R蛋白与花粉的育性密切相关（如图），基因R对r完全显性，下列有关叙述错误的是（ ） A. 基因型为RR或Rr的植株花粉全部可育 B. 基因型为rr的植株自交后代花粉全部不育 C. Rr植株群体连续自由交配2代，F2中雄性不育的比例为1/6 D. 自然状态下，花粉可育植株的比例会越来越高 【答案】B 【解析】 【分析】基因分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入到不同的配子中。 【详解】A、R基因控制合成的R蛋白与花粉的育性密切相关，花粉的育性受植株基因型控制，据图分析，雄性不育中R蛋白含量低，由隐性基因型控制，故基因型为RR或Rr的植株花粉全部可育，A正确； B、基因型为rr的植株雄性不育，不能自交，B错误； C、Rr植株群体自由交配F1中RR：Rr：rr比例为1∶2∶1，F₁自由交配，由于rr的植株雄性不育，故能产生雄配子的个体RR：Rr=1：2，雄配子为2/3R和1/3r。F1中个体都能产生雌配子，故雌配子为1/2R和1/2r，故F2中雄性不育的rr比例为2/3×1/2=1/6，C正确； D、每代中rr个体由于雄性不育，r的基因频率逐代减小，R基因频率逐代增加，故R_的比例逐代增加，即花粉可育植株的比例会越来越高，D正确。 故选B。 9. 某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，该对同源染色体联会后发生如图过程，其中A~E为染色体片段，染色体桥在减数第一次分裂时会在两着丝粒之间随机断裂，后续的分裂正常进行。下列说法错误的是（ ） A. 染色体桥上可能存在等位基因 B. 染色体桥的形成过程中存在磷酸二酯键的断开和形成 C. 该精原细胞经减数分裂形成的含异常染色体的精子占3/4 D. 染色体桥断裂所产生的子细胞会出现染色体结构和数目变异 【答案】D 【解析】 【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。 【详解】A、根据图中染色体桥上出现两个A可推测，染色体桥上可能含有等位基因，A正确； B、染色体桥形成过程涉及染色体片段的断裂与连接，而染色体的化学本质是 DNA 和蛋白质，DNA 中相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，所以存在磷酸二酯键的断开和形成，B正确； C、精原细胞经减数分裂，正常情况下会产生4个精子，由于染色体桥在减数第一次分裂时会在两着丝粒之间随机断裂，后续分裂正常进行，故4 个精子中，有 3个精子的染色体是异常的（含缺失或重复等异常），1个精子染色体正常，即含异常染色体的精子占 3/4，C正确； D、染色体桥断裂所产生的子细胞会出现染色体结构变异（如缺失、重复等），但染色体数目不变，因为着丝粒数量未改变，细胞中的染色体数目与着丝粒数目是一致的，D错误。 故选D。 10. 某种动物（XY型）的毛色与位于X染色体上的三个复等位基因有关，黑色、棕色和白色分别由基因M1、M2、M3控制。不考虑突变，请结合以下实验进行分析，下列叙述正确的是（ ） P∶白色雌性×棕色雄性→∶白色雄性：黑色雄性：白色雌性：棕色雌性=1：1：1：1 A. 三个等位基因的显隐性关系为M1>M2>M3 B. 该种动物毛色的基因型有6种 C. 黑色雌性与白色雄性杂交，可根据毛色判断子代性别 D. 自然群体中，白色雄性个体数多于白色雌性个体数 【答案】C 【解析】 【详解】A、据题干信息分析可知，白色雌性(XM3X-)和棕色雄性(XM2Y)杂交，子代出现白色雄性(XM3Y)、黑色雄性(XM1Y)、白色雌性(XX)、棕色雌性(XM2X-)，根据子代有黑色雄性(XM1Y)可知，亲本白色雌性的基因型为XM3XM1，说明白色 (M3)对黑色(M1)是显性；据此可知子代白色雌性的基因型为XM3XM2，说明白色(M3)对棕色(M2)是显性；子代棕色雌性的基因型为XM2XM1，说明棕色(M2)对黑色(M1)是显性，故3个复等位基因显隐性关系为M3>M2>M1，A错误； B、X染色体上的复等位基因在雌性中可能组合为XM1 XM1、XM1 XM2、XM1 XM3、XM2 XM2、XM2 XM3、XM3 XM3（6种），雄性为XM1 Y、XM2 Y、XM3 Y（3种），共9种基因型，B错误； C、黑色雌性(XM1 XM1)与白色雄性(XM3 Y)的杂交后代中雌性都为白色（XM3XM1），雄性都为黑色（XM1Y)），可根据毛色判断子代性别，C正确； D、白色雄性个体的基因型只有XM3 Y，而白色雌性个体的基因型有XM2 XM3、XM3 XM3、XM1 XM3三种，因此理论上白色雄性个体数 少于白色雌性个体数，D错误。 故选C。 11. 植物的自交不亲和由一组复等位基因Sₙ（S1、S2、S3、S4……）控制，有两种不同的决定机制：①由亲代基因决定，只要父本与母本存在相同的Sₙ基因便无法完成授粉；②由花粉自身基因决定，花粉与母本存在相同的Sₙ基因即不能授粉。已知甲、乙两种雌雄同花植物的自交不亲和现象分别由机制①与②决定，以下相关叙述正确的是（　　） A. 若要用甲植物进行杂交实验，其操作步骤为：去雄→套袋→授粉→套袋 B. 对于植物甲，当亲本杂交组合为S1S2（♂）×S2S4（♀）时，子代只有一种基因型 C. 若植物乙的S基因有4个等位基因，则其可能的基因型有6种 D. 对于植物乙，当亲本杂交组合为S1S2×S2S3时，正反交结果一致 【答案】C 【解析】 【详解】A、依据题意，甲植株的自交不亲和基因由亲代决定，所有花粉均不能在柱头上萌发，故其不会自交，在进行杂交实验时无需去雄，A错误； B、甲植株只要父本与母本存在相同的Sn基因即无法进行传粉，亲本组合为S1S2（♂）×S2S4（♀）时，无子代产生，B错误； C、由于自交不亲和机制的存在，乙植株不存在纯合子，4个等位基因时，一共有6种杂合子基因型，C正确； D、乙植株只有花粉基因与母本不同时才能传粉，当亲本杂交组合为S1S2（♂）×S2S3（♀）时，子代为S1S2∶S1S3=1∶1，当亲本杂交组合为S1S2（♀）×S2S3（♂）时，子代为S1S3∶S2S3=1∶1，正反交结果不同，D错误。 故选C。 12. 如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变，下列叙述错误的是（ ） A. 该致病基因不位于Y染色体上 B. 图中所有患病个体均为杂合子 C. Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个健康儿子的概率为1/4 D. 可通过遗传咨询和产前诊断降低该家族发病率 【答案】B 【解析】 【详解】A、依据遗传系谱图可知：男女均有患者，说明不可能是伴Y染色体遗传病，A正确； B、Ⅰ-2为患者，所生儿子Ⅱ-5患病，女儿Ⅱ-6正常，说明不可能是伴X染色体隐性遗传病，可能是伴X染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、常染色体显性遗传病，若是常染色体隐性遗传病，图中患病个体存在纯合子，B错误； C、假设该致病基因受A/a控制，若是伴X染色体显性遗传病，Ⅱ-3的基因型为XAXa，Ⅱ-4的基因型为XaY，再生一个健康儿子的概率为1/4；若是常染色体显性遗传病，Ⅱ-3的基因型为Aa，Ⅱ-4的基因型为的基因型为aa，再生一个健康儿子aa的概率为1/4；若是常染色体隐性遗传病，Ⅱ-3的基因型为aa，Ⅱ-4的基因型为Aa，再生一个健康儿子Aa的概率为1/4，C正确； D、通过基因检测、羊水检测、遗传咨询等手段，对遗传病进行检测和预防，在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展，D正确。 故选B。 13. 三种蛋白质（P16、CDK、Cyclin）调控造血干细胞细胞周期的方式如图1，科研人员探究黄芪多糖对衰老小鼠造血干细胞（HSC）细胞周期相关蛋白的影响。现将生理状况相似的60只小鼠随机分成三组：模型组采用D-半乳糖皮下注射建立衰老小鼠模型；干预组在模型组的基础上给予黄芪多糖水溶液灌胃；对照组和模型组给予等剂量水灌胃。细胞周期相关蛋白表达情况如图2.下列分析正确的是（　　） A. 小鼠经D-半乳糖处理后，其HSC的G1期细胞比例会上升 B. 皮下注射D-半乳糖及黄芪多糖水溶液灌胃对造血干细胞基因的表达无影响 C. 该实验的自变量为是否注射D-半乳糖，因变量是吸光度比值 D. 造血干细胞在进行有丝分裂时，S期细胞完成染色体复制并实现数目加倍 【答案】A 【解析】 【详解】A、由图1可知，CDK促进细胞周期进行，Cyclin激活CDK作用，P16抑制CDK的作用。由图2分析可知，经D-半乳糖处理后，模型组的P16含量增多，而CDK和Cyclin减少，推测D-半乳糖可能通过增强衰老小鼠HSC中P16蛋白的表达，减弱CDK和Cyclin的表达，导致细胞停滞于期，即期细胞比例会上升，A正确； B、该实验的自变量为灌胃所用的液体，以及是否注射D-半乳糖，因变量是吸光度比值，图2中的三种蛋白质含量不同，说明了皮下注射D-半乳糖及用不同溶液灌胃处理会影响造血干细胞的基因表达，B错误； C、该实验自变量有两个，为灌胃所用的液体和是否注射D-半乳糖，C错误； D、S期进行DNA分子复制，复制后核DNA数目加倍但染色体数目不变，D错误。 故选A。 14. 位于同源染色体上的短串联重复序列（STR）具有丰富的多态性，可利用电泳技术将其分开。检测如图甲所示的家系中常染色体上的STR（DS）和X染色体上的STR（DXS）的多态性，检测结果如图乙所示，不考虑突变，下列叙述错误的是（　　） A. III-1与II-1中DXS带型相同的概率为1 B. III-1与II-1中DS带型相同的概率为13/32 C. III-1与II-4中DXS带型不完全相同 D. III-1与II-4中DS带型相同的概率为5/16 【答案】D 【解析】 【详解】A、根据电泳图谱显示的DXS的多态性，可假定I-1、I-2、I-3和I-4的DXS构成分别为、、、。因此II-1、II-2、II-3、II-4和III-1的DXS构成分别为、、、、，因此III-1与II-1中DXS带型相同的概率为1，A正确； B、根据电泳图谱显示的DS的多态性，可假定I-1、I-2、I-3和I-4的DS构成分别为、、、，II-1和II-2的基因型均为1/2、1/2，II-3的基因型为1/2和1/2，所以III-1基因型为的概率为5/8，III-1基因型为的概率为3/16，那么III-1与II-1的DS构成均为的概率为5/16，均为的概率为3/32，因此III-1与II-1中DS带型相同的概率为13/32，B正确； C、根据A项可知，III-1的DXS带型为X1X1，II-4中DXS带型为X1X2，可见二者的DXS带型不完全相同，C正确； D、II-4的DS带型为1/2、1/2，III-1的DS带型为的概率为5/8，III-1的DS带型为的概率为3/16，则III-1与II-4中DS带型相同的概率为1/2×3/16+1/2×5/8=13/32，D错误。 故选D。 15. 某二倍体植物的叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形，控制籽粒颜色的等位基因为D、d。现将锯齿叶黄粒与锯齿叶绿粒杂交得到F1，F1全为光滑叶黄粒，F1自交获得F2。为确定上述基因在染色体上的相对位置关系，用PCR技术扩增F2锯齿叶绿粒植株群体每一植株中控制这2种性状的所有等位基因，扩增产物进行电泳图谱分析，整理电泳图谱类型如下图所示。已知各相对性状呈完全显隐性关系，各基因的PCR产物通过电泳均可区分，不考虑突变和染色体互换，下列推断错误的是（ ） A. 籽粒颜色黄粒对绿粒为显性，F2中光滑叶：锯齿叶=9：7 B. 图中条带①代表的基因是b，条带②代表的基因是A C. F2中锯齿叶绿粒和锯齿叶黄粒植株的基因型均为3种 D. 亲本锯齿叶绿粒的电泳结果与乙相同 【答案】C 【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、分析题干信息可得，只要有1对隐性基因纯合，叶边缘就表现为锯齿形，即锯齿形基因型aa_ _、_ _bb，且黄粒D_，绿粒为dd，亲本锯齿叶黄粒与锯齿叶绿粒植株杂交，F1全部表现为光滑叶黄粒，因此黄粒是显性，结合电泳结果F2锯齿叶绿粒植株群体只有三种基因型，因此F1基因关系是，亲本基因型为aaBBDD、AAbbdd，F1基因型为AaBbDd，F1自交获得F2，只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形，因此锯齿形基因型aa_ _、_ _bb，计算锯齿叶概率为1/4（aa_ _ _ _）+3/4×1/4（A_bbbb）=7/16，所以光滑叶：锯齿叶=9：7，A正确； B、PCR技术扩增F2锯齿叶绿粒植株群体每一植株中控制这2种性状的所有等位基因，锯齿叶绿粒植株群体基因型有aa_ _dd、_ _bbdd，其中乙电泳结果没有a条带，因此①②一定有一个代表A基因，而丙只有①、a、d基因，条带①不可能是代表A基因，因此条带②代表的基因是A，剩下的条带①代表的基因是b，B正确； C、​​锯齿叶绿粒（dd）​​：需叶形基因型为aa__、__bb或aabb，结合dd，基因型共有3种（AAbbdd、aabbdd、aabbdd）。​锯齿叶黄粒（D_）​​：同样需叶形隐性纯合，基因型为1种（aaBBDD），C错误； D、亲本锯齿叶绿粒为AAbbdd，其电泳结果为A（条带②）和b（条带①），与F2中乙的电泳结果一致，D正确。 故选C。 二、填空题：本题共5小题，共55分。 16. 细胞增殖是生物生长发育和繁殖的基础，同时它也是一个高度严格受控的细胞生命活动过程。为确保细胞增殖这一生命过程严格有序地进行，细胞内发展了一系列调控机制。研究人员利用人源细胞研究细胞周期调控蛋白p21的作用。 （1）细胞周期是指连续分裂的细胞，___________为一个细胞周期。 （2）研究发现，细胞内的p21蛋白可抑制DNA复制因子的活性，从而将细胞阻断在______期。而当细胞中DNA受到损伤时，细胞会产生大量p21蛋白，阻遏细胞周期并启动DNA分子的修复。如修复失败，将启动细胞的衰老和凋亡。 （3）研究人员检测了一个完整细胞周期中的p21蛋白的含量，发现其在进入DNA复制期时先下降，完成DNA复制后快速上升，而后在进入分裂期时再次下降。研究人员对其原因进行了深入探究。 ①研究人员发现，如在DNA复制后p21蛋白含量未能升高，将导致分裂产生的细胞中出现一定比例的DNA变异的细胞。请分析p21蛋白再次升高的意义是________________。 ②研究人员利用导入特定RNA的RNA干扰技术又探究了p21蛋白再次下降的原因，实验结果如下： 提示：组蛋白磷酸化程度越高，染色质螺旋缠绕的程度越高，+表示有，-表示无。 本实验中利用了RNA干扰技术抑制cdc20的RNA来探究p21的功能，本实验的自变量是___________。实验结果说明了p21的功能是能够______（填“促进”或“抑制”）染色质螺旋缠绕从而阻止其进入有丝分裂前期，请据结果写出cdc20，p21的关系①_______；②_______；③_______；④_______（用“+”或“-”表示促进或抑制）。 【答案】（1）从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止 （2）分裂间##S （3） ①. 检测DNA复制后是否有DNA发生变异的细胞，并阻止其增殖，并及时进行损伤修复或诱导细胞凋亡 ②. p21是否异常和是否加入抑制cdc20的RNA ③. 抑制 ④. cdc20 ⑤. - ⑥. p21 ⑦. - 【解析】 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。细胞周期可分为两个主要阶段分裂间期和分裂期，分裂间期时间较长，约占细胞周期的90%~95%，为分裂期进行物质准备，包括G1期（DNA合成前期）：合成RNA和蛋白质，为DNA复制做准备；S期（DNA合成期）：完成DNA分子的复制，同时合成少量蛋白质；G2期（DNA合成后期）：合成更多的蛋白质，特别是与细胞分裂有关的纺锤体蛋白等，为分裂期做最后的准备。分裂期时间较短，约占细胞周期的5%~10%，细胞会发生明显的形态和结构变化，将复制好的遗传物质平均分配到两个子细胞中，包括前期、中期、后期和末期四个阶段。 【小问1详解】 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止为一个细胞周期。 【小问2详解】 因为p21蛋白可抑制DNA复制因子的活性，而DNA复制发生在分裂间期，所以将细胞阻断在分裂间期。分裂间期主要进行DNA的复制和相关蛋白质的合成。而当细胞中DNA受到损伤时，细胞会产生大量p21蛋白，阻遏细胞周期并启动DNA分子的修复。 【小问3详解】 ①在DNA复制后p21蛋白含量再次升高，因为如p21蛋白含量未能升高，将导致分裂产生的细胞中出现一定比例的DNA变异的细胞，所以p21蛋白再次升高的意义是检测DNA复制后是否有DNA发生变异的细胞，并阻止其增殖，并及时进行损伤修复或诱导细胞凋亡。  ​ ②本实验中无关RNA的作用是作为对照，排除RNA本身对实验结果的影响，本实验的自变量为p21是否异常和是否加入抑制cdc20的RNA。从实验结果看，p21正常的细胞组蛋白磷酸化程度低（染色质螺旋缠绕程度低），p21异常的细胞组蛋白磷酸化程度高（染色质螺旋缠绕程度高），说明p21的功能是能够抑制染色质螺旋缠绕。有丝分裂前期染色质螺旋缠绕形成染色体，所以是阻止其进入有丝分裂前期。根据图示实验结果可知，抑制cdc20的RNA存在时，p21正常的细胞组蛋白磷酸化程度低，说明cdc20促进组蛋白磷酸化（进而促进染色质螺旋缠绕）；p21抑制染色质螺旋缠绕，所以p21和染色质螺旋缠绕关系为 - ；cdc20和p21的关系为cdc20抑制p21（因为抑制cdc20后p21发挥作用使染色质螺旋缠绕程度降低），故图中①cdc20，②-，③p21，④-。 17. 某雌雄同株的二倍体植物的花色由两对独立遗传的等位基因（B/b，D/d）控制，其机理如图所示，已知在B基因存在的情况下，D基因不能表达。 （1）黄花植株的基因型有__________种。要检验某黄花植株的基因型，最好选择__________花植株与之杂交。 （2）某黄花植株自交，F1植株中黄花：紫花：红花=10：1：1．形成这一比例的原因是该植物产生的配子中某种基因型的雌配子或雄配子致死。 ①亲代黄花植株的基因型为__________，致死配子的基因型为__________，上述F1黄花植株中纯合子占__________。 ②已证明致死的是雄配子，某群体中基因型为BbDd和BbDD的个体比例为1：2，该群体个体随机授粉，则理论上子一代个体中紫色植株占的比例为_______________。 【答案】（1） ①. 6 ②. 红 （2） ①. BbDd ②. bD ③. 1/5 ④. 5/84 【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。 【小问1详解】 据题意可知，B基因表达的酶1能催化红色前体物质形成黄色物质，D基因表达的酶2能催化红色前体物质形成紫色物质，B基因存在的情况下，D基因不能表达，因此黄花植株的基因型为B___，即BBDD、BbDD、BBDd、BbDd、BBdd、Bbdd，有6种；要检验某个个体的基因型，一般可用测交方法，因此要检验某黄花植株的基因型，最好选择红花植株（bbdd）与之杂交。 【小问2详解】 ①黄花植株（B___）植株自交，后代中黄色（B___）：紫色（bbD_）：红色（bbdd）=10：1：1，因此该黄色植株的基因型是BbDd；自交后代黄色（B___）：紫色（bbD_）：红色（bbdd）=10：1：1，可以写成bbD_：B_D_：B_dd：bbdd=1：7：3：1，而不是3：9：3：1，说明基因型为bD的雄配子或雌配子致死；F1中黄色中BBDD和BBdd是纯合子，F1黄花植株中纯合子占2/10=1/5。 ②已证明致死（bD）的是雄配子，某群体中基因型为BbDd和BbDD的个体比例为1：2，该群体个体随机授粉，产生的雌配子为BD：Bd：bD：bd=5：1：5：1，产生的雄配子为BD：Bd：bd=5：1：1，则理论上子一代个体中紫色植株（bbD_）占的比例为5/12×1/7=5/84。 18. 科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉。该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHI5'-G↓GATCC-3'，BclI5'-T↓GATCA-3'，Sau3AI5'-↓GATC-3'，HindIII5'-A↓AGCTT-3'）。请据图回答问题： （1）通过PCR扩增获得“抗虫基因”时，依据_______________设计引物，引物的作用是_____________。 （2）培育转基因抗虫棉的核心工作是__________，科研人员分别使用HindIII和Sau3AI两种限制酶处理含目的基因的DNA片段，用HindIII和BamHI两种限制酶处理质粒，写出限制酶BamHI切割形成的黏性末端_________________。 （3）欲确定“抗虫基因”是否表达出“抗虫蛋白”，在分子水平上的检测方法是_______。 （4）在基因工程的操作过程中，标记基因在检测目的基因是否导入受体菌方面广泛应用。环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如图所示（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因），Tetr中插入目的基因后失活。 用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌（无外源DNA进入）、含空质粒（没有连接目的基因的质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。 ①用含有__________和__________的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有__________的细菌被淘汰。 ②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有______________的培养基。 【答案】（1） ①. 目的基因的脱氧核苷酸序列 ②. 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 （2） ①. 构建基因表达载体 ②. -GATC- （3）抗原—抗体杂交 （4） ①. 四环素（环丝氨酸） ②. 环丝氨酸（四环素） ③. 空质粒 ④. 氨苄青霉素 【解析】 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括目的基因的获取；基因表达载体的构建（核心）；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 通过PCR扩增获得“抗虫基因”时，要根据抗虫基因（目的基因）的脱氧核苷酸序列设计引物，引物的作用是使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。 【小问2详解】 基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，故培育转基因抗虫棉的核心工作是构建基因表达载体；根据目的基因两侧的限制酶分布可知，为避免目的基因反向插入带来的不正常表达，应该选用两种酶切割目的基因和质粒，BamHI识别的序列为5'-G↓GATCC-3'，，所以限制酶BamHI切割形成的黏性末端-GATC-。 【小问3详解】 在分子水平上检测转基因棉花是否表达出“抗虫蛋白”的方法是用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，其原理是抗体与相应的抗原可发生特异性免疫反应 【小问4详解】 用含有四环素和环丝氨酸的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含空质粒的细菌被淘汰，因为未转化的细菌和含有重组质粒的细菌都因缺少四环素抗性基因停止生长但不致死，而含空质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，但环丝氨酸可使其致死。在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有氨苄青霉素的培养基，因为重组质粒上存在氨苄青霉素抗性基因（Ampr），则在该培养基上含有重组质粒的细菌能正常生长，而未转化的细菌被淘汰。 19. 果蝇翅膀的形状有全翅和残翅，其中全翅又分为长翅与小翅两种表型，已知全翅与残翅由一对等位基因控制（用V、v表示），长翅与小翅由另一对等位基因控制（用M、m表示）。某研究小组利用纯合果蝇进行杂交实验，并结合基因检测技术进一步探究了控制翅型相关基因的遗传方式和基因互作类型，实验过程及检测结果分别如图1和图2所示。回答下列问题： （1）遗传实验中常选取果蝇作为实验材料，其优点有____________（答出两点）。在减数分裂II后期，雄果蝇一个次级精母细胞中有______条Y染色体。 （2）根据以上实验过程和检测结果分析，亲本雌、雄果蝇的基因型分别为______和______。现对F2个体进行基因检测，请在下图补充F2中小翅杂合体的检测结果。______ （3）基因互作存在以下两种类型：显性抑制（在两对独立遗传的等位基因中，其中一对显性基因本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用）和隐性上位（两对独立遗传的等位基因共同对一对性状发生作用，其中一对基因的隐性基因对另一对基因的表现有遮盖作用）。小组成员根据图1杂交结果，推测控制翅型的两对基因的互作类型是____________________。他们给出为验证上述推测是否正确，小组成员进一步进行反交实验，取纯合残翅和纯合小翅果蝇进行杂交，并统计F2的表型及比例，若F2中长翅：小翅：残翅=________________，则说明推测正确。 【答案】（1） ①. 相对性状多且易于区分、繁殖周期短、子代个体数量多等 ②. 0或2 （2） ①. vvXMXM ②. VVXmY ③. （3） ①. 隐性上位 ②. 3：3：2 【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。 【小问1详解】 遗传实验中常选取果蝇作为实验材料的优点有易于区分的相对性状多、繁殖周期短、子代个体数量多等。在减数分裂Ⅱ后期，雄果蝇中的性染色体是XY，在减数第一次分裂后，同源染色体X、Y会分离，所以一个次级精母细胞中有0或2条Y染色体。 【小问2详解】 根据题图实验过程和检测结果可推知，亲本果蝇的基因型为vvXMXM、VVXmY。F2中小翅杂合体的基因型为VvXmY，F2中小翅杂合体的检测结果： 【小问3详解】 结合基因互作存在的两种类型，根据图1杂交结果，推测控制翅型的两对基因的互作类型是隐性上位，判断的依据是F2表型及比例为长翅：小翅：残翅=9：3：4，说明两对基因独立遗传且控制残翅的隐性基因（v）对长翅基因（M）与小翅基因（m）的表现有遮盖作用。为验证上述推测是否正确，研究员利用纯合残翅和纯合小翅果蝇进行反交实验，即vvXMY×VVXmXm，若F2中长翅：小翅：残翅=3：3：2，则说明推测正确。 20. 种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2N=10）进行诱变筛选，得到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，长度仍为150bp。据此推测突变体的表型与其有关，根据相关实验回答下列问题： （1）拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，用PCR反应扩增DAI基因，在PCR反应体系中需加入缓冲液（含Mg2⁺）、引物、原料、含DAI基因的DNA模板以及_________。设计引物时，为了确保扩增的DAI基因能和Ti质粒连接起来，需要考虑DAI基因两端具有______________序列。将构建好的基因表达载体与用____________处理后的处于感受态的农杆菌混合培养。 （2）若突变体的表型确实与DAI基因的隐性突变有关，则导入野生型DAI基因的植株种子大小应与______植株的种子大小相近。 （3）转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，最终获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。 ①农杆菌转化T0代植株自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长即阳性个体。T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约______%的培养基中幼苗继续培养。 ②将①中选出的T2代阳性植株______（填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到______%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增与该突变相关的野生型和突变型基因片段（如图）。研究者同时扩增了从②中选出的T2代阳性植株细胞中的该突变相关基因片段，然后用限制性核酸内切酶X切割（图中省略碱基序列中无酶X识别位点），可获得长度为___________bp的DNA片段。 【答案】（1） ①. 耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶） ②. 限制酶识别 ③. Ca2+（或氯化钙） （2）野生型 （3） ①. 75 ②. 自交 ③. 100 ④. 150bp、97bp和53bp 【解析】 【分析】1、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 2、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样；将目的基因导入植物细胞的常用方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是用钙离子处理。 【小问1详解】 PCR反应体系包括缓冲液（含Mg2+）、引物、原料、DNA模板以及耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）；为了确保扩增的DAI基因能和Ti质粒连接起来，设计引物时，需要考虑与DAI基因两端能互补配对的引物的5'端加上限制酶识别序列；用Ca2+（或氯化钙）处理农杆菌处于能够摄取周围DNA的特殊状态，即感受态，常用于将目的基因导入微生物细胞。 【小问2详解】 若突变体的表型确实与DAI基因的隐性突变有关，则导入野生型DAI基因后，植株获得正常基因，其种子大小应与野生型植株的种子大小相近。 【小问3详解】 ①T1代阳性植株都含有DAI基因，已知T-DNA为单一位点插入，相当于一对等位基因的杂合子，故其自交后代应该出现3∶1的性状分离比，因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养。 ②将以上获得的T2代阳性植株自交，因为自交操作最简便；后代有插入两个基因的纯合子，有杂合子，也有未插入基因的个体，将得到的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基上，若某培养基上全部为具有卡那霉素抗性的植株即为需要选择的植株，即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株，也即是转基因的纯合子；研究者同时扩增了从②中选出的T2代阳性植株细胞中的该突变相关基因片段，然后用限制性核酸内切酶X切割（图中省略碱基序列中无酶X识别位点），据图中限制酶X识别序列可知，突变基因序列中的第53个核苷酸位置会被切开，得到2个大小分别为97bp和53bp的平末端序列，而正常基因不含限制酶X的识别序列，无法被切割，故最终可获得长度为150bp、97bp和53bp的DNA片段。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $