内容正文:
期中常考点必刷练
常考点1:豌豆做实验材料的优点
1.用豌豆做杂交实验的材料的优点有( )
A.自花传粉,闭花授粉
B.自然状态下是纯种
C.具有易于区分的相对性状
D.花小,难以做人工杂交实验
【答案】ABC
【分析】豌豆作为遗传学实验材料容易取得成功的原因是:(1)豌豆是严格的自花、闭花授粉植物,在自然状态下一般为纯种;(2)豌豆具有多对易于区分的相对性状,易于观察;(3)豌豆的花大,易于操作;(4)豌豆生长期短,易于栽培。
【详解】A、豌豆是自花传粉植物,而且是闭花授粉,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,A正确;
B、豌豆是自花传粉而且是闭花授粉的植物,自然状态下一般都是纯种,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,B正确;
C、豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,C正确;
D、豌豆的花大,易于操作,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,D错误。
故选ABC。
2.用豌豆做杂交实验的材料的优点有( )
A.异花传粉,自然状况下一般是杂种
B.花小,难以做人工杂交实验
C.具有多对易于区分的相对性状,能稳定地遗传给后代,便于统计和观察
D.豌豆种子保留在豆荚内,不易丢失,便于统计
【答案】CD
【分析】豌豆作为遗传学实验材料容易取得成功的原因是:
(1)豌豆是严格的自花、闭花授粉植物,在自然状态下一般为纯种;
(2)豌豆具有多对易于区分的相对性状,易于观察;
(3)豌豆的花大,易于操作;
(4)豌豆生长期短,易于栽培。
【详解】A、豌豆是自花传粉植物,而且是闭花授粉,自然状况下一般是纯种,A错误;
B、豌豆的花大,易于进行人工杂交操作,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,B错误;
C、豌豆具有稳定的、容易区分的相对性状,能稳定地遗传给后代,便于统计和观察,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,C正确;
D、豌豆种子保留在豆荚内,不易丢失,便于统计,这是用豌豆做杂交实验的材料的优点,D正确。
故选CD。
常考点2:相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离概念
3.下列各组生物性状中,属于相对性状的是( )
A.豌豆子叶的黄色与绿色
B.果蝇的残翅与红眼
C.小麦抗倒伏与水稻早熟
D.人的黑发与卷发
【答案】A
【详解】A、相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。豌豆子叶的黄色与绿色属于同种生物(豌豆)的同一性状(子叶颜色)的不同表现类型,符合相对性状的定义,A正确;
B、果蝇的残翅(翅形性状)与红眼(眼色性状)属于同一生物的不同性状,不符合同一性状的要求,B错误;
C、小麦抗倒伏与水稻早熟涉及不同物种(小麦和水稻),不满足同种生物的前提,C错误;
D、人的黑发(头发的颜色)与卷发(头发的形态),属于同一生物的不同性状,不符合同一性状的要求,D错误。
故选A。
4.某种昆虫的体色有灰色和黑色,由常染色体上的一对等位基因控制。某研究小组进行了如下实验:灰色×灰色→灰色:黑色=3:1;灰色×黑色→灰色:黑色=1:1。据此推断,显性性状是( )
A.灰色 B.黑色 C.无法确定 D.与性别相关
【答案】A
【详解】灰色×灰色的杂交后代出现了黑色,符合“无中生有”的性状分离现象,新出现的黑色为隐性性状,因此灰色为显性性状;同时灰色×黑色的测交结果也符合灰色为显性、黑色为隐性的遗传规律,且控制体色的基因位于常染色体上,与性别无关,故可确定显性性状是灰色。
故选A。
5.已知山羊毛色的黑色与白色为一对相对性状,受一对位于常染色体上的等位基因控制,如图所示为某养殖场工作人员记录某批山羊的毛色以研究其遗传规律。下列相关叙述错误的是( )
A.山羊毛色白色对黑色为显性
B.图中四只白色山羊都是杂合子
C.Ⅱ4和Ⅱ5再生一只白色公山羊的概率是3/8
D.Ⅱ4和Ⅱ5杂交,子代同时出现白色和黑色山羊的现象属于性状分离
【答案】B
【详解】A、根据系谱图,Ⅱ₄和Ⅱ₅均为白色山羊,二者交配产生了黑色子代Ⅲ₆,说明白色对黑色为显性,A正确;
B、四只白色山羊包括Ⅰ₁、Ⅱ₄、Ⅱ₅、Ⅲ₇,其中Ⅰ₁的子代Ⅱ₃为黑色(隐性纯合子),故Ⅰ₁为杂合子;Ⅱ₄和Ⅱ₅生育了黑色子代,故二者为杂合子;Ⅲ₇为白色,其基因型可能为显性纯合子或杂合子,因此并非四只白色山羊都是杂合子,B错误;
C、Ⅱ₄和Ⅱ₅均为杂合子(设控制毛色的基因为A、a,基因型为Aa),再生一只白色山羊(A_)的概率为3/4,再生一只公山羊的概率为1/2,因此再生一只白色公山羊的概率为3/4×1/2=3/8,C正确;
D、性状分离是指杂种自交后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象,Ⅱ₄和Ⅱ₅均为杂合子,二者交配子代同时出现白色和黑色山羊,该现象属于性状分离,D正确。
常考点3:假说 — 演绎法
6.关于孟德尔的一对相对性状的杂交实验,有关叙述正确的是( )
A.纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,子一代会出现性状分离
B.实验运用了假说——演绎法
C.设计测交实验推导出后代性状分离比为1:1,这属于实验验证
D.“成对的遗传因子彼此分离”属于演绎推理
【答案】B
【详解】A、性状分离指杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象,纯合高茎和矮茎豌豆杂交的子一代全为杂合高茎,不会出现性状分离,A错误;
B、孟德尔研究一对相对性状的遗传规律时,运用了假说——演绎法的科学研究方法,B正确;
C、设计测交实验推导出后代性状分离比为1:1,属于假说-演绎法中的演绎推理环节,实际完成测交实验、统计后代性状比例才属于实验验证,C错误;
D、“成对的遗传因子彼此分离”是孟德尔对分离现象提出的假说内容,不属于演绎推理,D错误。
故选B。
7.孟德尔运用了假说—演绎法发现了自由组合定律。下列叙述错误的是( )
A.“提出问题”建立在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上
B.“形成配子时,不成对的遗传因子自由组合”属于假说内容
C.“推测F1测交能产生数量比为1:1:1:1的四种后代”属于演绎内容
D.“F2中性状表现为4种,数量比为9:3:3:1”属于实验验证的内容
【答案】D
【详解】A、孟德尔先完成纯合亲本杂交获得F₁、F₁自交获得F₂的实验,观察到F₂的性状自由组合现象后才提出问题,因此“提出问题”建立在该实验基础上,A正确;
B、“形成配子时,不成对的遗传因子自由组合”是孟德尔为解释自由组合现象提出的核心假说内容之一,B正确;
C、演绎推理是依据假说内容预测实验结果的环节,“推测F₁测交能产生数量比为1:1:1:1的四种后代”是对测交实验结果的预期,属于演绎内容,C正确;
D、“F₂中性状表现为4种,数量比为9:3:3:1”是孟德尔杂交实验中观察到的现象,属于提出问题的实验依据,实验验证是通过完成测交实验、统计测交结果完成的,该内容不属于实验验证内容,D错误。
故选D。
8.孟德尔利用假说-演绎法发现了遗传的基本规律。下列关于假说-演绎法的说法,错误的是( )
A.观察现象并发现问题是假说-演绎法的前提
B.生物的性状由遗传因子决定属于假说的内容
C.统计F1高茎豌豆与矮茎豌豆杂交后代的表型及比例,属于实验验证
D.孟德尔通过假说-演绎法证明F1高茎豌豆产生的雌雄配子的数量相同
【答案】D
【详解】A、假说-演绎法始于对实验现象的观察和问题提出,这是构建假说的基础,A正确;
B、"遗传因子决定性状"是孟德尔针对分离现象提出的核心假说内容,B正确;
C、统计F₁杂交后代表型比例(如高茎:矮茎=1:1)属于对演绎推理的实验验证,C正确;
D、孟德尔仅证明了F1产生的雌雄配子中遗传因子组成比例相同(如D:d=1:1),但未涉及配子数量相同(实际雄配子数量远多于雌配子),D错误。
故选D。
常考点4:分离定律综合问题分析
9.自私基因是通过杀死不含该基因的配子来改变分离比的基因。若自私基因E在产生配子时,能杀死自身体内不含E基因的一半雄配子。某基因型为Ee的亲本植株自交获得F1,F1个体随机授粉获得F2。下列推测错误的是( )
A.亲本存活的雄配子中,E比例2/3
B.F1中基因型为EE的比例为1/2
C.F1存活的雄配子中,e比例1/3
D.F2中基因型为Ee个体的比例为17/36
【答案】B
【详解】A、E基因在产生配子时,能杀死体内1/2不含该基因的雄配子,因此,亲本产生的雄配子中,E:e=2:1,E比例为2/3,A正确;
B、基因型为Ee的植株产生的雄配子比例为2/3E和1/3e,雌配子比例为1/2E和1/2e,根据雌雄配子的随机结合,可求出F1中三种基因型个体的比例为EE:Ee:ee=(2/3×1/2):(2/3×1/2+1/3×1/2):(1/3×1/2)=2:3:1,F1中EE的比例为1/6,B错误;
C、F1中三种基因型个体EE:Ee:ee的比例为2:3:1,据此可求出F1产生的雄配子为E=2/6+3/6×1/2=7/12,e=3/6×1/2×1/2+1/6=7/24,F1存活的雄配子中,E:e=2:1,即e比例为1/3,C正确;
D、F1雌配子中E:e=7:5,雄配子中E:e=2:1,由此可得F2中基因型为Ee个体的比例为5/12×2/3+7/12×1/3=17/36,D正确。
10.水稻(2n=24)的花比较小,为两性花。经研究发现:水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为R、r,细胞质中雄性可育、不育基因分别为N、S,只有基因型S(rr)表现为雄性不育,其余均为雄性可育,子代质基因均来自母本。袁隆平提出“三系法”杂交水稻系统,即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系三个纯合品系来培养杂交水稻,过程如下图所示。恢复系与不育系杂交产生的杂交种育性正常且具有杂种优势。回答下列问题:
(1)培育杂交水稻时,选育雄性不育植株的目的是______。繁殖不育系时,不育系只能作______(填“父本”或“母本”)。
(2)根据题干信息,水稻细胞中与育性相关的基因型有______种。
(3)不育系与恢复系进行单行收获的原因是______。
(4)在三系法杂交育种中,选育恢复系非常关键。研究人员发现几株性状优良、纯度高但不含R基因的水稻植株X,现利用基因工程技术将两个R基因导入不同的植株X中来培育恢复系,为确定R基因导入的结果,研究人员的思路是将植株X作为亲本与不育系混合种植,单株收获不育系植株所结种子后,再种植并统计后代的育性情况及其数量比例,请依据上述思路完善结果分析:
①若后代雄性不育植株:雄性可育植株=1:1,则两个R导入到植株X的一条染色体上。
②若______,则说明两个R导入到植株X的一对同源染色体上。
③若后代雄性不育植株:雄性可育植株=1∶3,则说明两个R导入到植株X的非同源染色体上。
【答案】(1) 省去人工去雄(降低人工成本) 母本
(2)6
(3)单行收获可分别获得恢复系和杂交种
(4)后代植株均为雄性可育植株
【分析】1、细胞质遗传又称为母系遗传,细胞质基因来自母本,细胞核基因的遗传符合孟德尔遗传规律。
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形成配子时,位于同源染色体上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上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)在培育杂交水稻时,为省去人工去雄(降低人工成本,提高种子质量),可选育雄性不育植株为母本。由于不育系A的花粉不育,繁殖不育系时,不育系A只能作母本。
(2)根据题干信息,水稻细胞中与育性相关的基因型有6种,分别为N(rr),N(RR)、N(Rr)、S(rr),S(RR)、S(Rr)。
(3)由题意可知,保持系能够保持不育系,其细胞质中含有可育的N基因,因此为N(rr);恢复系含有能恢复细胞质雄性不育性的核基因恢复基因(R),其还能保持杂交优势,其一定为纯合子,因此其基因型为N(RR)或S(RR)。不育系与恢复系间行种植并单行收获是因为间行种植易于不育系与恢复系之间杂交,单行收获可以分别获得恢复系和杂交种。
(4)若两个R导入到植株X的一对同源染色体上,则植株X产生配子为R,植株X作为亲本与不育系S(rr)混合种植,单株收获不育系植株所结种子的基因型为S(Rr),即后代植株均为雄性可育植株。
11.新疆紫草是一种中药材,其花为两性花。新疆紫草的抗病和感病是一对由遗传因子(B/b)控制的相对性状。研究人员用抗病紫草进行下列实验:
P:抗病紫草自交→F1:抗病紫草:感病紫草=2:1
回答下列问题:
(1)新疆紫草的抗病和感病这对相对性状中,______为隐性性状,判断依据是______。
(2)实验中自交后代抗病紫草:感病紫草为2:1,对此现象的解释,研究人员做出了两个假设:
假设一:遗传因子组成BB致死。若该假设成立,则抗病紫草的遗传因子组成有______种;F1中感病紫草与抗病紫草进行正反交实验得F2,F2的遗传因子组成及比例为______;F2中抗病紫草自交得F3,F3中感病紫草的比例为______。
假设二:亲本紫草产生的雌配子正常,但带有遗传因子B的花粉(雄配子)有一半致死。为对此假设进行验证,设计了两组实验:①F1的抗病紫草(♀)×感病紫草(♂);②F1的抗病紫草(♂)×感病紫草(♀)。若①中子代的性状表现及比例为______,②中子代的性状表现及比例为______,则证明假设正确。
【答案】(1) 感病 抗病紫草自交子代发生了性状分离
(2) 1 假设一:Bb:bb=1:1 1/3 抗病紫草:感病紫草=5:3 抗病紫草:感病紫草=5:6
【分析】1、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;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着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。
2、分析题意可知,抗病紫草自交后代出现性状分离,说明抗病为显性性状,感病为隐性性状。
【详解】(1)抗病紫草自交后代为抗病紫草∶感病紫草=2∶1,即抗病紫草自交子代发生了性状分离(或亲本为抗病紫草,而子代有新产生的感病紫草),说明抗病为显性性状,感病为隐性性状。
(2)根据题意,假设一:遗传因子组成BB致死。若该假设成立,则抗病紫草的遗传因子组成有1种即Bb,那么感病紫草遗传因子组成为bb;F1中感病紫草bb与抗病紫草Bb进行正反交实验得F2,F2的遗传因子组成及比例为Bb∶bb=1∶1,F2中抗病紫草Bb自交得F3,F3(2/3Bb、1/3bb)中感病紫草bb的比例为1/3。假设二:亲本紫草产生的雌配子正常,但带有遗传因子B的花粉(雄配子)有一半致死。按照假设二那么亲代抗病紫草Bb自交,母本产生的雌配子为1/2B、1/2b,父本产生的花粉为1/3B、2/3b,那么后代抗病紫草1/6BB、1/2Bb,感病紫草1/3bb,即抗病紫草中1/4BB、3/4Bb,感病紫草bb,为对此假设进行验证,设计了两组实验:①F1的抗病紫草(♀)(1/4BB、3/4Bb)×感病紫草(♂)bb;②F1的抗病紫草(♂)(1/4BB、3/4Bb)×感病紫草(♀)bb。若假设成立,则①中F1的抗病紫草(♀)(1/4BB、3/4Bb)产生雌配子为B=BB+1/2Bb=5/8、b=bb+1/2Bb=3/8,感病紫草(♂)bb产生的花粉为b,则子代为5/8BB、3/8bb,因此子代的性状表现及比例为抗病紫草∶感病紫草=5∶3;②中F1的抗病紫草(♂)(1/4BB、3/4Bb)产生的花粉(正常配子比例为B:b=5:3,由于带有遗传因子B的花粉(雄配子)有一半致死,所以B:b=5/2:3=5:6)为5/11B、6/11b,感病紫草(♀)bb产生的雌配子为b,故子代为5/11Bb、6/11bb,那么子代性状表现及比例为抗病紫草∶感病紫草=5∶6。
12.已知兔子(2n=44)的毛色基因有3种等位基因类型,包括D、Dch、Dh分别控制棕色、灰色、白色。某小组进行了部分杂交实验,结果如下表所示。
杂交组合
亲代
子代
甲
棕色×棕色
棕色:灰色=2:1
乙
棕色×棕色
棕色:白色=2:1
丙
灰色×灰色
灰色
丁
棕色×灰色
棕色:浅灰色=1:1
回答下列问题:
(1)由结果可知,控制兔子毛色的等位基因的显隐性关系为________(基因间用“>”连接)。甲和乙组子代出现2:1比例的原因是________。
(2)丁组棕色个体的基因型为_______,浅灰色雌兔和浅灰色雄兔交配,理论上后代出现的表型及比例为________。浅灰色兔子与多只棕色兔子交配,最多可出现_______种毛色。
(3)现有多只棕色雄性兔子,可通过调查实验来确定其含有灰色基因还是白色基因。调查方法:调查每只棕色雄性兔子与___________的杂交后代。若调查某雄性兔子的子代兔子毛色除了棕色外只有白色,说明_________若调查某雄性兔子的子代兔子的毛色______,说明_______。
【答案】(1) D>Dch、D>Dh 基因型DD的个体纯合致死
(2) DDh 灰:浅灰:白=1:2:1 4
(3) 多只白色雌性兔子 该棕色雄性兔子含有白色基因 除了棕色外只有浅灰色 该棕色雄性兔子含有灰色基因
【分析】基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上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。
【详解】(1)组合甲中棕色与棕色杂交,子代棕色:灰色=2:1,可知棕色D对灰色Dch是显性,且基因型DD的棕色个体纯合致死。组合乙中棕色与棕色杂交,子代棕色:白色=2:1,说明棕色D对白色Dh是显性。组合丙中灰色和灰色的后代全是灰色,说明灰色是纯合子DchDch。组合丁中灰色的基因型为DchDch,棕色的基因型是DDh时,后代为DDch棕色:DchDh浅灰色=1:1。综上所述,D>Dch、D>Dh,Dch和Dh在一起时显示中间色。
(2)组合丁中灰色的基因型为DchDch,棕色的基因型是DDh,后代为DDch棕色:DchDh浅灰色=1:1。浅灰色DchDh雌雄兔交配,后代为DchDch灰色:DchDh浅灰色:DhDh白色=1:2:1。浅灰色DchDh与棕色(DDh或DDch)交配,若棕色兔为DDh,则后代为棕色、浅灰色和白色;若棕色兔为DDch,则后代为棕色、灰色、浅灰色。所以,浅灰色兔子与多只棕色兔子交配最多可出现4种毛色。
(3)若要调查棕色雄性兔子含有灰色基因还是白色基因,可调查棕色雄性兔子与多只白色雌兔杂交的后代,若调查结果中出现了子代兔子毛色除了棕色外只有白色,说明选用的雌兔为白色,亲本雄性兔子的基因型为DDh,含有白色基因;若调查结果子代兔子的毛色除了棕色只有浅灰色,说明该棕色雄性兔子的基因型为DDch,含有灰色基因。
常考点5:9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用
13.香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢过程逐步合成蓝色中间产物和紫色色素,此过程是由B、b和D、d两对等位基因控制(见下图),两对基因不在同一对染色体上。其中具有紫色色素的植株开紫花,只具有蓝色中间产物的开蓝花,两者都没有的则开白花。下列叙述错误的是( )
基因B
↓
酶B
↓
基因D
↓
酶D
↓
前体物质
白色
━━━→
中间物质
蓝色
━━━→
紫色色素
紫色
A.只有香豌豆基因型为B_D_时,才能开紫花
B.基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间物质,所以开白花
C.基因型为BbDd的香豌豆自花传粉,后代表现型比例为9:3:4
D.基因型BbDd与bbdd测交,后代表现型的比例为1:1:1:1
【答案】D
【详解】A、 由图可知,合成紫色素需要酶B和酶D催化,即需要基因B和D,因此只有香豌豆基因型为B_D_时,才能开紫花,A正确;
B、由图可知,合成中间产物需要B基因,基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间物质,所以开白花,B正确;
C、 根据题意和图解可以判断,香豌豆开三种不同颜色花,而颜色是由两对等位基因共同决定的,B_D_对应紫色,B_dd对应蓝色,bb_ _对应白色。基因型为BbDd的香豌豆自花传粉,后代的基因型之比为B_D_∶B_dd∶bbD_∶bbdd=9∶3∶3∶1,其中bbD_和bbdd都是白色,后代表型比例为9∶3∶4,C正确;
D、基因型BbDd与bbdd测交,子代有BbDd(紫色)、Bbdd(蓝色)、bbDd(白色)、bbdd(白色),后代表型紫色:蓝色:白色=1∶1∶2,D错误。
14.某二倍体自花传粉植物,花色由独立遗传的两对等位基因控制,A_B_为紫花,A_bb为红花,aa_为白花。现用紫花植株自交,子代紫花:红花:白花=9:3:4。下列叙述错误的是( )
A.亲本紫花植株基因型为AaBb
B.白花中纯合子占1/2
C.子代红花自交后代不发生性状分离
D.该遗传体现基因互作
【答案】C
【详解】A、亲本紫花植株自交子代比例为9:3:4,符合两对独立遗传基因自交后代9:3:3:1的变式,说明亲本基因型为AaBb(双杂合),A正确;
B、子代白花基因型为aa__(包括aaBB、aaBb、aabb),其中纯合子为aaBB和aabb,占白花个体比例(1/4 aaBB + 1/4 aabb)÷(1/4 aaBB + 2/4 aaBb + 1/4 aabb)= 2/4 = 1/2,B正确;
C、子代红花基因型为A_bb,包括AAbb和Aabb。Aabb个体自交后代可产生aa__白花(性状分离),故"不发生性状分离"错误,C错误;
D、两对基因共同控制同一性状(花色),且子代比例偏离常规孟德尔比例,体现基因互作,D正确。
故选C。
15.某种鸟类羽毛的颜色由等位基因B和b控制,有黑色、黄色两种颜色;等位基因R和r影响该鸟类的体色,两对基因均位于常染色体上。现有三组不同基因型的鸟类各若干只,甲黑色,乙黄色,丙黄色,研究者进行了如表所示的杂交实验,下列有关叙述错误的是( )
杂交亲本
子一代表现型及比例
子一代相互交配产生子二代的表现型及比例
甲×乙
只有黑色
黑色:黄色=3:1
乙×丙
只有黄色
黄色:黑色=13:3
A.基因型为BbRR的个体表现型应该为黑色
B.羽毛颜色的遗传符合自由组合定律
C.R基因会抑制B基因的表达
D.乙丙杂交子二代中,黄色个体中纯合子的比例应是3/13
【答案】A
【详解】AC、鸟类羽毛的颜色由等位基因B和b控制,有黑色、黄色两种颜色,并受另一对基因R/r影响,根据比例可以推测,黑色个体的基因型为B-rr,并且R基因的存在抑制B基因的表达,A错误,C正确;
B、分析实验二实验结果13:3可知,该比例为9:3:3:1的变形,说明该性状受两对等位基因控制,并遵循基因的自由组合定律,B正确;
D、根据以上分析可知,乙个体的基因型为bbrr,丙个体的基因型为BBRR,再结合实验一可知,甲个体的基因型为BBrr,乙丙杂交子一代基因型为BbRr,则子二代黄色纯合子的基因型为BBRR、bbRR、bbrr,共三份,即黄色个体中纯合子的比例为3/13,D正确。
16.有一种植物的花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,有色基因A对白色基因a为显性,基因I存在时抑制基因A的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因A和a的作用。现有3组杂交实验,流程及结果如下图。请回答下列问题:
组别
①
②
③
P
F1
F2
甲(有色)×乙(白色)
↓
有色
↓⊗
有色:白色
3∶1
甲(有色)×丙(白色)
↓
白色
↓⊗
白色∶有色
3∶1
乙(白色)×丙(白色)
↓
白色
↓
?
(1)在该种植物种群中,有色花植株的基因型有________种,白色花植株的基因型有________种。
(2)杂交实验①中,亲本甲和乙的基因型分别为________、________。F2有色花植株的基因型为____________。若F2中有色花植株自交,后代中白色花植株比例为________。
(3)杂交实验②中,F2白色花植物中纯合子的比例为________。若F2中白色花植株随机传粉,后代白色花植株中杂合子比例为________。
(4)杂交实验③中,F1白色花的基因型为________。其自交得到F2表型及比例是__________。
【答案】(1) 2/二 7/七
(2) AAii aaii AAii、Aaii 1/6
(3) 1/3 1/2
(4) AaIi 白色花:有色花=13:3
【详解】(1)根据题意,基因I抑制A的表达,因此有色花植株基因型为A-ii,共 2 种(AAii、Aaii)。白色花植株基因型为A-I-、aaI-、aaii,共7种(AAII、AAIi、AaII、AaIi、aaII、aaIi、aaii)。
(2)杂交实验①中,亲本甲(有色)× 乙(白色),F1全为有色(A-ii),F2有色:白色=3:1,说明F1基因型为Aaii。因此,亲本甲为AAii,乙为aaii。 F2有色花植株基因型为AAii(1/3)、Aaii(2/3)。F2有色花植株自交:AAii 自交后代全为 AAii(有色),Aaii 自交后代中A-ii(有色)占3/4、aaii(白色)占1/4。所以F2中有色花植株自交,后代中白色花植株比例为=2/3×1/4=1/6。
(3)杂交实验②中,亲本甲(AAii)× 丙(白色),F1全为白色(A-I-),F2白色:有色 = 3:1,说明F1基因型为AAIi,丙的基因型为AAII。F2中白色花植株基因型及比例AAII :AAIi =1:2,纯合子占1/3。F2中白色花植株为1/3AAII、2/3AAIi,产生的配子为2/3AI、1/3Ai,植株随机传粉,后代的基因型及比例为AAII:AAIi:AAii=4:4:1,因此后代白色花植株(AAII:AAIi=4:4)中杂合子比例为1/2。
(4)杂交实验③中,乙(白色)为aaii,丙(白色)为AAII,F1的基因型为AaIi,其自交得到F2表型及比例是A-I-(白色):A-ii(有色):aaI-(白色):aaii(白色)=9:3:3:1,即F1自交得到 F2表型及比例白色花:有色花=13:3。
17.研究人员选择果皮黄绿色、果肉白色、果皮有覆纹的纯合甜瓜植株(甲)与果皮黄色、果肉橘红色、果皮无覆纹的纯合甜瓜植株(乙)杂交,F₁表现为果皮黄绿色、果肉橘红色、果皮有覆纹。F₁自交得F2,分别统计F2各对性状的表现及株数,结果如表所示。
甜瓜性状
果皮颜色(A,a)
果肉颜色(B,b)
果皮覆纹
F2的性状表现及株数
黄绿色482
黄色158
橘红色478
白色162
有覆纹361
无覆纹279
(1)据表中数据_____(填“能”或“不能”)判断出A和a、B和b这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,理由是_____。
(2)完善下列实验方案,验证果皮覆纹性状由两对等位基因控制,且两对等位基因自由组合。实验方案:让F₁与植株_____(填“甲”或“乙”)杂交,统计子代的表现型及比例。
预期结果:子代的表现型及比例为_____。
(3)若果皮颜色、覆纹两对性状的遗传遵循基因自由组合定律,则理论上F2中果皮黄色无覆纹甜瓜约有_____株。
【答案】(1) 不能 F2的每对相对性状是单独统计的,没有对两对性状组合类型的数据进行统计。
(2) 乙 有覆纹︰无覆纹=1︰3
(3)70
【详解】(1)根据F2果肉颜色和果皮颜色的性状分离比接近3∶1可推测A/a、B/b的遗传符合基因分离定律,但由于F2的每对相对性状是单独统计的,没有对两对性状组合类型的数据进行统计,所以不能判断出这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)从表格中的数据分析,F2中有覆纹︰无覆纹≈9︰7,说明果皮覆纹性状由两对等位基因控制,且两对等位基因自由组合,若要证明果皮覆纹性状由两对等位基因控制,且两对等位基因自由组合,可进行测交实验,即让F1与隐性纯合子(乙)杂交,后代中出现果皮有覆纹︰无覆纹=1︰3的结果即可证明。
(3)若果皮颜色、覆纹两对性状的遗传遵循基因自由组合定律,则理论上F2中果皮黄色无覆纹甜瓜所占的比例为1/4×7/16=7/64,F2的总株数为640(任意一对性状的株数之和),故F2中果皮黄色无覆纹甜瓜约有640×7/64=70(株)。
常考点6:基因连锁与交换定律
18.某些生物的雌雄个体在产生配子时基因连锁类型不同,雌性个体产生配子时完全连锁,雄性个体部分初级精母细胞在形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的互换而发生互换。某昆虫减数分裂符合上述规律,该昆虫体色灰体(A)对黑体(a)为显性,其眼色红眼(B)对白眼(b)为显性。现有基因型为AaBb(如下图所示)的雌雄个体相互交配,若子代中灰体红眼:灰体白眼:黑体红眼:黑体白眼=29:1:1:9,则亲本在减数分裂时发生互换的精原细胞的比例为( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
【答案】A
【详解】雌性个体产生配子时完全连锁,产生AB和ab两种配子,数量相等,假设雄性个体有比例为x的精原细胞发生一次互换,产生四种配子AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,各占x/4,比例为(1-x)的精原细胞不发生互换,产生AB和ab两种配子,数量相等,各占(1-x)/2,所以雄性个体产生四种配子AB:Ab:aB:ab=[x/4+(1-x)/2]:x/4:x/4:[x/4+(1-x)/2],雌雄个体交配,子代灰体红眼:灰体白眼:黑体红眼:黑体白眼=29:1:1:9,灰体白眼占比为x/4×1/2=1/40,则x=20%。A正确,BCD错误。
19.已知AaBb个体自交,子代出现了4种表型,比例为51:24:24:1,推测原因最可能是( )
A.存在致死现象,某些表型个体全部或部分死亡
B.生物的表型受到了环境的影响
C.两对基因连锁遗传,未发生交叉互换
D.形成配子的比例是AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1
【答案】D
【详解】A、若存在致死现象,子代表型比例总和会小于自由组合的16份对应比例,本题中51:24:24:1总和为100,无个体死亡的数量特征,A错误;
B、环境对表型的影响一般无固定的规律性分离比,题干比例数值规律明确,与环境影响无关,B错误;
C、若两对基因连锁且未发生交叉互换,AaBb只能产生2种类型的配子,自交后代最多出现2~3种表型,不会出现4种表型,C错误;
D、若配子比例为AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1,自交后代中aabb占(1/10)×(1/10)=1/100,A_bb占(4/10)²+2×(4/10)×(1/10)=24/100,aaB_同理占24/100,剩余A_B_占1-1/100-24/100-24/100=51/100,完全符合题干的51:24:24:1的比例,D正确。
故选D。
20.棉铃虫是严重危害棉花的一种害虫 科研工作者发现苏云金芽孢杆菌中的毒蛋白基因B和豇豆中的胰蛋白酶抑制剂基因D均可导致棉铃虫死亡。现将基因B和基因D同时导入棉花的一条染色体上获得抗虫棉。棉花的短果枝由基因A控制,研究者获得了多个基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株,AaBD植株自交得到F1(不考虑减数分裂时的互换)。下列说法正确的是( )
A.若F1表型比例为9:3:3:1,则果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上
B.若F1中短果枝抗虫:长果枝不抗虫=3:1,则基因B、D与基因A位于同一条染色体上
C.若F1中短果枝抗虫:短果枝不抗虫:长果枝抗虫=2:1:1,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株产生配子的基因组成为A和aBD
D.若F1中长果枝不抗虫植株比例为1/16,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株产生配子的基因组成为AB、AD、aB、aD
【答案】ABC
【详解】A、 已知B、D位于一条染色体上,如果短果枝基因A和抗虫基因分别位于两对同源染色体上,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株自交,子代中短果枝(A-):长果枝(aa)=3:1,抗虫(BD-):不抗虫=3:1,因此F1表现型及其比例为短果枝抗虫:长果枝抗虫:短果枝不抗虫:长果枝不抗虫=9:3:3:1,A正确;
B、 如果B、D基因与A基因位于同一条染色体上,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉产生的配子及其比例为ABD:a=1:1,其自交所得F1中短果枝抗虫:长果枝不抗虫=3:1,B正确;
C、如果B、D基因与a基因位于同一条染色体上,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉产生的配子及其比例为aBD:A=1:1,其自交所得F1的基因型及比例是AaBD:AA:aaBBDD=2:1:1,表现型及其比例为短果枝抗虫:短果枝不抗虫:长果枝抗虫=2:1:1,C正确;
D、由于B、D位于同一条染色体上,如果不考虑互换,则不会产生基因型为AB、AD、aB、aD的四种类型的配子,D错误。
故选ABC。
21.大麦是二倍体植物,两性花,有芒(N)对无芒(n)、散穗(M)对密穗(m)为显性。纯种有芒散穗大麦与纯种无芒密穗大麦杂交得F1,F1与无芒密穗大麦进行杂交,得到F2,有芒散穗400株、无芒散穗100株、有芒密穗100株、无芒密穗400株,回答下列问题。
(1)为保证大麦杂交过程顺利进行,需要先对母本进行_____处理。为防止传粉昆虫对实验造成干扰,在完成杂交授粉后还需对_____(填“母本”或“父本”)进行_____处理。
(2)由实验结果分析,N/n和M/m两对基因不遵循自由组合定律,判断依据是:_____。
(3)已知因四分体时期染色单体互换,导致染色单体上的基因重组而新出现的配子称为重组型配子,重组率又称交换率是指重组型配子数占总配子数的百分率。F1形成配子时,N/n和M/m两对基因之间的重组率为_____。
(4)若F1进行自交,重组率不变的情况下,F2中杂合无芒散穗株占_____。
(5)已知两对基因之间重组率的大小与两对基因在染色体上的距离成正比,现测得大麦某一条染色体上的A、B、C、D这四个基因两两间的重组率:(A-B)22%、(B-D)2%、(B-C)7%(C-D)9%、(D-A)20%、(C-A)29%。据此推断,这四个基因在该染色体上的排列顺序,已知AB基因位点,请在下图中画出C、D基因的位置_____。
【答案】(1) 去雄 母本 套袋
(2)F1测交实验中,F2中有芒散穗、无芒散穗、有芒密穗、无芒密穗的数量比并不接近1:1:1:1,所以不遵循自由组合定律
(3)20%(1/5)
(4)8%(2/25)
(5)
【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】(1)对于两性花植物进行杂交时,为防止自花授粉,需要先对母本进行去雄处理。 完成杂交授粉后,为防止外来花粉干扰,需要对母本进行套袋处理。
(2)若两对基因遵循自由组合定律,F1(NnMm)与无芒密穗(nnmm)测交,后代有芒散穗(NnMm) : 无芒散穗(nnMm) : 有芒密穗(Nnmm) : 无芒密穗(nnmm)应为1:1:1:1,而实际得到有芒散穗400株、无芒散穗100株、有芒密穗100株、无芒密穗400株,不符合1:1:1:1的比例,所以N/n和M/m两对基因不遵循自由组合定律。
(3)F1(NnMm)与nnmm测交,后代有芒散穗(NnMm)和无芒密穗(nnmm)为亲本型,无芒散穗(nnMm)和有芒密穗(Nnmm)为重组型。重组型个体数为100+100=200,总个体数为400+100+100+400=1000。因为测交后代的表现型比例与F1产生的配子比例相同,所以重组率=200÷1000×100%=20%。
(4)F1(NnMm)产生的配子及比例为NM:nm:Nm:nM=4:4:1:1。F1自交,F2中杂合无芒散穗(nnMm)的比例为2×1/10×4/10=8/100=8%。
(5)根据基因重组率与基因在染色体上的距离成正比,A−B为22%,B−D为2%,D−A为20%,B−C为7%,C−D为9%,C−A为29%。因为B−D距离较小,所以D靠近B,又因为D−A为20%,A−B为22%,所以D位于A和B之间,且D靠近B。C−A为29%,说明C与A最远,由C与B靠近,因此这四个基因在染色体上的位置如图所示:
常考点7:同源染色体、联会、四分体
22.在“减数分裂模型的制作研究”活动中,先制作4个蓝色(2个5cm、2个8cm)和4个红色(2个5cm,2个8cm)的橡皮泥条,再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程,下列叙述错误的是( )
A.将4个5cm橡皮泥条按不同颜色扎在一起再并排,模拟1对同源染色体的配对
B.将2个8cm红色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体
C.模拟减数分裂Ⅰ后期时,细胞同一极的橡皮泥条颜色可以不同
D.模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
【答案】A
【详解】A、将4个5cm橡皮泥条(2蓝、2红)要按同颜色扎在一起(如两个蓝色扎成1个复制的父本染色体,两个红色扎成1个复制的母本染色体),再并排,模拟1对同源染色体的配对(联会),A错误;
B、将2个8cm红色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体,其中两个橡皮泥条代表姐妹染色单体,符合染色体复制后的结构,B正确;
C、模拟减数分裂Ⅰ后期时,同源染色体分离,但细胞同一极的染色体颜色可能相同(如所有染色体均来自父本或母本),也可以不同,C正确;
D、模拟减数分裂Ⅱ后期时,姐妹染色单体分离,移向两极的染色体数量相等,因此细胞一极的橡皮泥条数(代表染色体)应与另一极相同,D正确。
23.减数分裂和有丝分裂是真核细胞的两种重要分裂方式。下列关于减数分裂和有丝分裂的比较,错误的是( )
A.两者都在分裂前的间期进行DNA的复制
B.两者在前期都会有联会现象和四分体产生
C.减数分裂包含两次连续的细胞分裂,而有丝分裂只有一次
D.与亲代细胞相比,减数分裂完成后子细胞中染色体数目减半,而有丝分裂不变
【答案】B
【详解】A、有丝分裂和减数分裂都会在分裂前的间期完成DNA复制,A正确;
B、联会、四分体是减数第一次分裂前期特有的现象,有丝分裂过程中无同源染色体联会行为,也不会形成四分体,B错误;
C、减数分裂过程中染色体仅复制1次,细胞连续分裂2次,有丝分裂染色体复制1次,细胞仅分裂1次,C正确;
D、减数分裂产生的子细胞染色体数目比亲代细胞减半,有丝分裂产生的子细胞与亲代细胞染色体数目一致,D正确。
24.下列关于某雌性哺乳动物卵原细胞(2n=24)减数分裂过程的叙述,错误的是( )
A.减数分裂过程中染色质DNA的复制仅进行1次
B.减数第一次分裂发生了同源染色体的联会
C.减数第二次分裂发生了同源染色体的分离
D.经减数分裂产生的卵细胞中染色体数为12
【答案】C
【详解】A、减数分裂过程中,染色体复制一次,细胞连续分裂两次,染色体是DNA的主要载体,染色体复制一次,DNA复制一次,A正确;
B、减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对形成四分体,即发生联会现象,B正确;
C、在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,减数第二次分裂发生的是姐妹染色单体分离,C错误;
D、卵原细胞(2n=24)经减数分裂产生的卵细胞的染色体只有原来的一半,染色体数为12,D正确。
故选C。
常考点8:减 Ⅰ、减 Ⅱ 各时期特征
25.雄性笨蝗是染色体组成为22+XO的二倍体动物,性染色体只有一条X。其部分染色体如图所示,染色体1和2是一对大小不等的特殊同源染色体。下列叙述正确的是( )
A.雄笨蝗减数分裂前期Ⅰ的细胞中含有12个四分体
B.因为同源染色体分离,雄笨蝗有丝分裂产生的子细胞只有1/2含X染色体
C.雄笨蝗细胞内的染色体数目可能为11、12、22、23、24、46
D.雄笨蝗减数分裂产生同时含X染色体和染色体1的精子的概率为1/8
【答案】C
【详解】A、雄笨蝗有23条染色体,只有11对同源染色体,减数分裂前期I的细胞中含有11个四分体,A错误;
B、 有丝分裂过程中,染色体复制后平均分配,子细胞的染色体组成与亲代一致,即都为22+XO,所以所有子细胞都含X染色体,B错误;
C、雄笨蝗细胞有丝分裂过程中的染色体数可能为23、46,减数分裂中染色体数可能为23、11、12、22、24,C正确;
D、雄笨蝗减数分裂时,染色体1和2是同源染色体,X染色体单独存在,染色体1进入配子的概率为1/2,X染色体进入配子的概率为1/2,二者独立,所以产生同时含X染色体和染色体1的精子的概率为1/2 ×1/2=1/4,D错误。
26.某雄果蝇体细胞中的染色体组成及部分基因位置如图所示。某实验小组取其精巢制作装片,选择细胞观察染色体数目,并检测图示基因的分布情况。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.含有基因D和d的细胞中,应该有8条染色体
B.不含基因b的细胞中,应该只有1条Y染色体
C.基因型为BD、Bd、bD、bd的4个细胞可能来自同一精原细胞
D.含有16条染色体、4个染色体组的细胞处于有丝分裂末期
【答案】C
【详解】A、同时含有基因D和d说明同源染色体仍在一个细胞中,该细胞可以是处于有丝分裂后期的细胞,此时着丝粒分裂,染色体数为16条,并非一定是8条,A错误;
B、b位于常染色体上,不含b的细胞可以是含X染色体的精细胞/次级精母细胞,这类细胞不含Y染色体,B错误;
C、一个精原细胞进行减数分裂时,若同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,最终可以产生BD、Bd、bD、bd共4种基因型的精细胞,因此四个细胞可以来自同一个精原细胞,C正确;
D、着丝粒分裂、染色体加倍后,细胞才会出现16条染色体、4个染色体组,该时期是有丝分裂后期;有丝分裂末期细胞已经分裂为两个子细胞,每个子细胞染色体数恢复为8条、2个染色体组,D错误。
27.二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成如图所示,图中①②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。不考虑变异情况,下列叙述正确的是( )
A.一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,可存在于a与b中,但不存在于c与d中
B.在减数第一次分裂中期,同源染色体①与②排列在细胞中央的赤道板两侧
C.在减数第二次分裂后期,一个次级精母细胞中可能会同时存在X和Y染色体
D.若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在与其同时产生的另一个精子中
【答案】AB
【详解】A、一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子位于两条姐妹染色单体中,因而可存在于a与b中,但不存在于c与d中,A正确;
B、在减数第一次分裂中期,同源染色体①与②的着丝点排列在细胞中央的赤道板两侧,B正确;
C、不考虑变异的情况下,减数第一次分裂时同源染色体X和Y已经分离,分别进入不同的次级精母细胞,因此减数第二次分裂后期的次级精母细胞不可能同时存在X和Y,C错误;
D、减数第一次分裂,同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合,若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则d与染色体a、b的另一条同源染色体在同一个次级精母细胞中,所以b与d不可能出现在同时产生的另一个精子中,D错误。
常考点9:有丝分裂 vs 减数分裂图像判断
28.若某生物(2n=4)的基因型为AaXBY,生殖器官中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞。如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.图甲为初级精母细胞,图乙处于有丝分裂后期
B.图甲、乙细胞中均有同源染色体
C.A与a的分离可发生在甲时期
D.正常情况下,乙细胞产生的子细胞基因型不相同
【答案】D
【详解】A、甲图:同源染色体分离,细胞质均等分裂,雄性生殖器官中该细胞为初级精母细胞。乙图:染色体加倍、姐妹染色单体分离,存在同源染色体,为有丝分裂后期,A正确;
B、甲图(减数第一次分裂后期):同源染色体正在分离,细胞中存在同源染色体。乙图(有丝分裂后期):有丝分裂全过程细胞中均存在同源染色体,B正确;
C、A与a是等位基因,位于同源染色体上;减数第一次分裂后期(甲时期)同源染色体分离,等位基因A与a随之分离,C正确;
D、乙细胞为有丝分裂后期,有丝分裂的核心特征是染色体复制后平均分配到两个子细胞中,子细胞基因型与母细胞完全相同,因此两个子细胞基因型相同,D错误。
29.如图表示细胞分裂和受精作用过程中DNA含量和染色体数目的变化,据图分析以下结论正确的是( )
①0~a阶段为有丝分裂,a~b阶段为减数分裂
②L点→M点所示过程与细胞膜的流动性有关
③GH段和OP段,细胞中含有的染色体数相等
④MN段发生了核DNA含量的加倍
A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④
【答案】B
【详解】①观察可知,0 - a 阶段核 DNA 复制一次,细胞分裂一次,符合有丝分裂的特点;a - b 阶段核 DNA 复制一次,细胞分裂两次,符合减数分裂的特点,所以 0 - a 阶段为有丝分裂,a - b 阶段为减数分裂,①正确;
②L点→M 点所示过程为受精作用,受精作用中精子和卵细胞的融合与细胞膜的流动性有关,②正确;
③GH 段为减数第一次分裂,染色体数与体细胞相同;OP 段为有丝分裂后期,染色体数是体细胞的 2 倍,所以 GH 段和 OP 段细胞中含有的染色体数不相等,③错误;
④MN 段为有丝分裂的间期、前期和中期,间期进行 DNA 的复制,发生了核 DNA 含量的加倍,④正确。
故选B。
30.Ⅰ.下图1表示某动物(2n=4)生殖器官内正常的细胞分裂图,图2表示不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图。请回答下列问题。
(1)根据图1中的______细胞可以判断该动物的性别,乙细胞产生的子细胞可继续进行的分裂方式是______。
(2)图1中甲细胞的前一时期→甲细胞的过程对应于图2中的______(用罗马数字和箭头表示)。
(3)下图A是上图1丙细胞产生的一个生殖细胞,根据染色体的类型和数目,判断图B中可能与其一起产生的生殖细胞有______。
(4)一个完整细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又可划分为G1期、S期、G2期。利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期,进行的部分实验如下:用含3H-TdR培养某动物细胞,经X小时后获得细胞群甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR培养液继续培养得到细胞群乙。实验测得该细胞的细胞周期时长如表所示,单位为h。
细胞周期总长
G1期
S期
G2期
M期
18
4.1
8.9
2.8
2.2
①使用DNA合成阻断剂,会使处于______(填“M”“G1”“S”或“G2”)期的细胞立刻被抑制。
②细胞群甲转换至不含3H-TdR培养液培养时间的要求是______,然后再转入含3H-TdR培养液中培养足够长时间,从而使细胞同步在______。
【答案】(1) 丙 有丝分裂(或有丝分裂和减数分裂)
(2)Ⅳ→Ⅲ
(3)①③
(4) S 大于8.9h,小于9.1h; G1/S 期交界处
【分析】细胞周期指由连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止所经历的过程,所需的时间叫细胞周期。
【详解】(1)丙细胞(初级精母细胞)细胞质均等分裂,直接证明该动物为雄性;乙为有丝分裂后期,其产生的子细胞为体细胞。该动物为雄性,生殖器官中的体细胞可继续进行有丝分裂(补充自身细胞),若子细胞为精原细胞,还可启动减数分裂。
(2)甲细胞(减 Ⅱ 后期)的前一时期是减数第二次分裂中期:染色体数 2、染色单体4、DNA4→对应图 2中的Ⅳ。 甲细胞(减 Ⅱ 后期):着丝粒分裂,染色单体消失,染色体数暂时加倍(4)、DNA 数 4→对应图 2中的Ⅲ。 因此,该过程为Ⅳ→Ⅲ。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞所含染色体应该相同(若发生互换,则只有少数部分不同),因此与图A细胞来自同一个次级精母细胞的是图B中的③,①的两条染色体都是黑色的,是其同源染色体,所以也是来自同一个初级精母细胞。
(3)G1 期:物质准备,为 S 期做准备; S 期:DNA 合成(复制); G2 期:为 M 期做物质准备; M 期:细胞分裂。
① DNA 合成阻断剂的作用时期: DNA 合成仅发生在S 期,因此阻断剂会立刻抑制S 期细胞的 DNA 复制。
②对细胞群乙进行处理时,应使原来处于S期的细胞度过S期且不进入下一个S期,使原来处于G1/S交界处的细胞度过S期,故洗脱的时间要求是大于S,小于G2+M+G1,所以要求大于8.9h,小于9.1h。第二次阻断足够长时间,细胞均处于G1/S交界处。
31.图甲表示某二倍体动物(2n=10)某器官内细胞分裂示意图,图乙表示该动物细胞分裂过程中某物质或结构的数量变化部分曲线。回答下列问题:
(1)该动物的性别为______,图甲中属于有丝分裂过程的有______(填序号)。细胞④的名称是______,染色体数为______条。
(2)若图乙表示减数分裂Ⅱ产生子细胞的过程,则图乙曲线表示______的数量变化,m的数值为______,bc段形成的原因是______。
(3)若细胞①着丝粒分裂异常,导致一对姐妹染色单体提前分离,分开的染色体会随机移向细胞的某一极,则形成的一个子细胞中染色体数目可能为______条。
(4)若细胞②中一对同源染色体未分离,随机移向细胞的某一极,则该细胞形成的一个成熟生殖细胞中染色体数目可能为______条。
【答案】(1) 雌性 ①③ (第一)极体 10
(2) 染色单体 10 着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
(3)9或10或11
(4)4或6
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物在形成成熟生殖细胞的过程中所进行的一种特殊的有丝分裂方式,该过程中细胞连续进行两次分裂(减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ),但染色体只复制一次,最终导致成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞(卵原细胞/精原细胞)减少一半,为受精作用时染色体数目恢复到体细胞水平奠定基础,保证了生物亲子代间染色体数目的稳定性。
【详解】(1)从细胞分裂图像特征可判断,该器官中存在细胞质不均等分裂的卵原细胞减数分裂过程,因此该动物为雌性。有丝分裂的特点是细胞中存在同源染色体,且无联会、分离等减数分裂特有的行为,细胞①(有丝分裂后期,着丝粒分裂、染色体加倍)和细胞③(有丝分裂中期,染色体着丝粒排列在赤道板)符合有丝分裂特征,故为①③。该动物为雌性,细胞④是减数分裂完成后形成的子细胞,且结合分裂特征判断为 (第一)极体 ;该细胞处于分裂后期(着丝粒分裂),染色体数目暂时加倍,与体细胞染色体数一致,为10条。
(2)减数分裂Ⅱ的特点:前期和中期细胞中有染色单体,后期着丝粒分裂,染色单体消失,子细胞中无染色单体,该数量变化与图乙曲线(从b降至m最终为0)完全匹配,因此曲线表示染色单体的数量变化。该动物体细胞2n=10,减数分裂Ⅱ前期、中期的细胞中染色单体数为10,着丝粒分裂后染色单体开始分离消失,因此m为10。bc段染色单体数量骤减,直接原因是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,原本连接在同一着丝粒上的姐妹染色单体彼此分离,成为独立的染色体,染色单体因此消失。
(3)细胞①为有丝分裂后期,正常情况下着丝粒分裂后,染色体平均分配,子细胞染色体数为10条;若一对姐妹染色单体提前分离,且分开的染色体会随机移向某一极: 若该对提前分离的染色体均移向一极,该极子细胞染色体数为11条,另一极为9条; 若提前分离的染色体分别移向两极,染色体分配仍均衡,子细胞染色体数为10条。 因此子细胞染色体数可能为9、10、11条。
(4)细胞②为减数分裂Ⅰ的细胞,正常情况下减数分裂Ⅰ同源染色体分离,形成的次级卵母细胞/极体染色体数为5条,再经减数分裂Ⅱ形成的成熟生殖细胞染色体数为5条;若一对同源染色体未分离,随机移向某一极:该极形成的次级卵母细胞/极体染色体数为6条,经减数分裂Ⅱ后,成熟生殖细胞染色体数为6条;另一极形成的次级卵母细胞/极体染色体数为4条,经减数分裂Ⅱ后,成熟生殖细胞染色体数为4条。 因此成熟生殖细胞染色体数可能为4或6条。
32.下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像,请据图回答:
(1)图1中AB段形成的原因是___________,该过程发生于细胞分裂的___________期,图1中CD段形成的原因是___________。
(2)图2中___________号细胞处于图1中的BC段,图2中___________号细胞处于图1中的DE段。
(3)就图2分析可知,2号细胞含有___________条染色单体,有___________个DNA,有___________对同源染色体。该细胞处于___________期,其产生的子细胞名称为___________。
(4)正常情况下等位基因不可能存在于图2中___________号,等位基因指___________。
【答案】(1) DNA复制(或染色体复制) 间/S 着丝粒一分为二
(2) 2、3 1
(3) 8/八 8/八 2/二/两 减数第一次分裂后 次级卵母细胞和第一极体
(4) 3 位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因
【详解】(1)图1中AB段,每条染色体上DNA含量加倍,是由于细胞间期的S期DNA复制所形成的;CD段每条染色体上DNA数量减半,是由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分离形成的。
(2)图1中的BC段可表示有丝分裂前期和中期的细胞或减数第一次分裂前期到减数第二次分裂中期时的细胞,故图2中的2、3号细胞位于图1的BC段;图1中的DE段可表示有丝分裂末期的细胞或减数第二次分裂后期和末期的细胞,故图2中的1号细胞位于图1的DE段。
(3)细胞中的染色体数目等于着丝粒数目,据此可知,图2的2号细胞中有4条染色体,每条染色体有2个染色单体,故有8条染色单体,8个核DNA;细胞中含有两对同源染色体,位于减数第一次分裂后期,又由于细胞的细胞质不均等分裂可判断该细胞为初级卵母细胞,其产生的子细胞为次级卵母细胞和第一极体。
(4)等位基因是位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因,由于减数第二次分裂细胞中不含同源染色体,故正常情况下等位基因不可能存在于图2中3号细胞(处于减数第二次分裂中期)。
常考点10:减数分裂异常情况分析
33.动粒是真核细胞中位于着丝粒两侧、成对存在的蛋白复合体,是纺锤丝(星射线)的结合位点,如图1所示。已知动粒蛋白因子MEIKIN缺失的个体不能形成可育配子,为探究其机制,研究人员利用正常雄鼠和MEIKIN缺失雄鼠(均2n=40)进行实验,分别对两者减数分裂Ⅰ中期相同时刻成对动粒之间的平均距离、不同分裂时刻距离赤道板>3μm的染色体数进行测定,结果如图2、图3所示。下列说法错误的是( )
A.真核细胞中,动粒蛋白与纺锤丝(星射线)的结合发生在分裂前期
B.图2中,MEIKIN缺失鼠初级精母细胞核DNA和染色体数可能分别为80、60
C.图3中,M时期为MⅡ,MEIKIN缺失鼠的着丝粒整齐排列在赤道板上
D.图3中,进行重复实验可以避免偶然因素的影响,保证实验结果的可靠性
【答案】C
【详解】A、根据题意,动粒的蛋白质能与细胞相应一极发出的纺锤丝结合,发生在分裂前期,然后在纺锤丝的牵引下向赤道板位置移动,A正确;
B、图2中,MEIKIN缺失鼠初级精母细胞(2n=40)已完成DNA复制,所以核DNA数为80,MEIKIN基因缺失后姐妹染色单体动粒之间的距离会变大,说明有部分姐妹染色单体分开移向了两极,所以染色体数大于40有可能为60,B正确;
C、图3显示,M时期正常鼠染色体动粒到赤道板的距离接近0,说明着丝粒排列在赤道板上,所以M时期为减数分裂Ⅱ中期,MEIKIN基因缺失小鼠的染色体与赤道板的距离增大,说明部分染色体远离赤道板,C错误;
D、进行重复实验可以避免偶然因素对实验结果的影响,通过多次实验取平均值等方式,能使实验结果更可靠,更准确地反映真实情况,D正确。
故选C。
34.图为显微镜下二倍体细叶百合(2n=24)花粉母细胞减数分裂各时期的图像。下列相关叙述正确的是( )
A.图B、C和D细胞中染色体数相同,且都具有姐妹染色单体和四分体
B.图D和图G所示的细胞分裂过程中均可能发生等位基因的分离
C.图F细胞的染色体数目及同源染色体的对数相对于图C细胞均减半
D.减数分裂过程中若某对同源染色体未分离,则图H细胞中有1/2细胞异常
【答案】B
【详解】A、图B处于减数第一次分裂前期,图C处于减数第一次分裂中期,图D处于减数第一次分裂后期。这三个时期的细胞中染色体数均为2n=24条,且都具有姐妹染色单体。四分体是减数第一次分裂前期同源染色体两两配对形成的结构,图B中存在四分体,而图C、D中同源染色体已经排列在赤道板或移向细胞两极,不存在四分体,A错误;
B、图D处于减数第一次分裂后期,此时同源染色体分离,若发生交叉互换或基因突变,同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离。图G处于减数第二次分裂后期,若在减数第一次分裂前期发生了交叉互换,姐妹染色单体上可能存在等位基因,此时着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,会发生等位基因的分离,B正确;
C、图C处于减数第一次分裂中期,细胞中染色体数目为2n=24条,有12对同源染色体。图F处于减数第二次分裂中期,细胞中染色体数目减半,为n=12条,由于减数第一次分裂后期同源染色体分离,所以此时细胞中没有同源染色体,即同源染色体对数为0,C错误;
D、减数分裂过程中若某对同源染色体未分离,则产生的两个次级精母细胞均异常,经过减数第二次分裂后,形成的4个精细胞都异常,即图H细胞中有4个细胞异常,而不是1/2的细胞异常,D错误。
故选B。
35.某雌性个体表现为XX/XXX性嵌合体(体内部分细胞为XX核型,部分细胞为XXX核型),该个体发育过程中无明显外界环境干扰,只有一条X染色体的细胞无法正常发育。其性嵌合体的形成最可能与下列哪种细胞分裂异常相关( )
A.亲代雌性减数分裂Ⅰ时,两条X染色体未分离
B.亲代雌性减数分裂Ⅱ时,一条X染色体的姐妹染色单体未分离
C.该个体早期胚胎卵裂期,某细胞有丝分裂时某条X染色体的姐妹染色单体未分离
D.形成该个体的受精卵减数分裂过程中,联会的两条X染色体未分离
【答案】C
【详解】A、亲代雌性减数分裂Ⅰ时,若两条X染色体未分离,会形成XX或缺失X的配子,导致整个受精卵为XXX或XO,而非嵌合体,A不符合题意;
B、亲代雌性减数分裂Ⅱ时,若X染色体姐妹染色单体未分离,会形成XX配子,受精后整个个体为XXX,而非嵌合体,B不符合题意;
C、该个体早期胚胎卵裂期(有丝分裂阶段),若某细胞X染色体姐妹染色单体未分离,会导致部分子细胞为XXX,另一部分为X(无法存活),最终形成XX/XXX嵌合体,C符合题意;
D、受精卵进行的是有丝分裂,而非减数分裂,且减数分裂仅发生在生殖细胞形成配子时,D不符合题意。
故选C。
36.图甲是小鼠(基因型为AaXBY)在减数分裂过程中不同时期的细胞示意图(只显示部分染色体)。图乙表示不同减数分裂时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。回答下列问题:
(1)图甲中细胞①的名称是_______。图甲中可能发生染色体互换的是细胞_______(填序号)所在的时期。
(2)图甲中的细胞③所在的时期对应图乙中的_______(填序号)时期。图乙各时期的排序是_______(用序号和箭头表示)。图乙中出现核DNA数目由4N→2N的变化原因是_______。
(3)若该小鼠经过减数分裂最终形成一个基因型为 aaXB的配子,则原因可能是________(答出1点)。
【答案】(1) 初级精母细胞 ②
(2) Ⅱ Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ 同源染色体分离后分别进入两个子细胞,使得每个次级精母细胞只获得初级精母细胞中核DNA的一半
(3)减数分裂Ⅱ后期,基因a所在的姐妹染色单体(或染色体)未分离,移向了细胞同一极
【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互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道面上;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)减数第二次分裂过程:①前期:染色体散乱地分布在细胞中;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】(1)已知小鼠的基因型为AaXBY,该小鼠为雄性,据图甲可知,细胞①正发生同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,故细胞①的名称为初级精母细胞。发生染色体互换的时期为减数第一次分裂前期,即图甲中细胞②。
(2)据图甲可知,细胞③处于减数第二次分裂后期,此时细胞中,染色体数为2N,染色单体为0,核DNA数为2N,对应图乙中Ⅱ时期。图乙中Ⅰ时期所示染色体数为2N,染色单体为4N,核DNA数为4N,可表示减数第一次分裂的各时期,Ⅱ时期表示减数第二次分裂后期,Ⅲ时期所示染色体数为N,染色单体为2N,核DNA数为2N,可表示减数第二次分裂前、中期,Ⅳ时期所示染色体数为N,染色单体为0,核DNA数为N,可表示减数分裂结束后的精细胞,故图乙各时期的排序是Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ。图乙中出现核DNA数目由4N→2N,即减数第一次分裂结束产生两个子细胞,故该变化的原因为同源染色体分离后分别进入两个子细胞,使得每个次级精母细胞只获得初级精母细胞中核DNA的一半。
(3)已知小鼠的基因型为AaXBY,若该小鼠经过减数分裂最终形成一个基因型为 aaXB的配子,其原因可能是减数分裂Ⅱ后期,基因a所在的姐妹染色单体(或染色体)未分离,移向了细胞同一极。
37.研究人员对某基因型为AaBb的紫贻贝细胞分裂过程进行了观察分析。图1为该紫贻贝细胞分裂过程示意图(仅表示部分染色体),图2表示不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图。回答下列问题:
(1)图1中丙细胞的名称是______;图2中b代表的是______;甲细胞属于图2中时期______的细胞。
(2)若图2中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ属于同一次减数分裂,则出现的先后顺序是______。
(3)图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有______。
(4)若该紫贻贝为雄性,减数分裂时产生了一个aBB的精子,与其来自同一个次级精母细胞的精子的基因型为______,导致这种现象产生的原因是______。
(5)利用该紫贻贝进行快速育种过程中,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑突变,获得的二倍体一定是纯合子的是______。
【答案】(1) 初级精母细胞 染色单体 Ⅲ
(2)Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅴ
(3)Ⅰ、Ⅱ
(4) a 减数分裂Ⅱ后期含B的两条姐妹染色单体分开后移向了同一极
(5)③
【分析】图1中甲图中无同源染色体,发生了着丝粒的分裂,甲图中的细胞处于减数分裂Ⅱ后期;图乙中存在同源染色体,着丝粒分裂,乙图中的细胞处于有丝分裂后期;丙图中有同源染色体,发生着同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合,图丙的细胞处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质均等分裂,故该细胞为初级精母细胞,该动物为雄性个体。图2中a表示的是染色体的数目,b表示的是姐妹染色体的数目,c表示的是核DNA的数目,故Ⅰ可以表示有丝分裂后期,Ⅱ可以表示有丝分裂前期、中期以及减数分裂Ⅰ前期、中期、后期和末期,Ⅲ可以表示间期以及减数分裂Ⅱ后期和末期,Ⅳ可以表示减数分裂Ⅱ前期和中期,Ⅴ表示减数分裂Ⅱ末期结束形成子细胞中染色体和DNA数目情况。
【详解】(1)丙图中有同源染色体,发生着同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合,图丙的细胞处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质均等分裂,故该细胞为初级精母细胞,b表示的是姐妹染色单体的数目;图1中甲图中无同源染色体,发生了着丝粒的分裂,甲图中的细胞处于减数分裂Ⅱ后期,Ⅲ可以表示间期以及减数分裂Ⅱ后期和末期,故甲细胞属于图2中时期Ⅲ。
(2)图2中a表示的是染色体的数目,b表示的是姐妹染色体的数目,c表示的是核DNA的数目,故Ⅰ可以表示有丝分裂后期,Ⅱ可以表示有丝分裂前期、中期以及减数分裂Ⅰ前期、中期、后期和末期,Ⅲ可以表示间期以及减数分裂Ⅱ后期和末期,Ⅳ可以表示减数分裂Ⅱ前期和中期,Ⅴ表示减数分裂Ⅱ末期结束形成子细胞中染色体和DNA数目情况,若图2中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ属于同一次减数分裂,则出现的先后顺序是Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅴ。
(3)图2中a表示的是染色体的数目,b表示的是姐妹染色体的数目,c表示的是核DNA的数目,故Ⅰ可以表示有丝分裂后期,Ⅱ可以表示有丝分裂前期、中期以及减数分裂Ⅰ前期、中期、后期和末期,Ⅲ可以表示间期以及减数分裂Ⅱ后期和末期,Ⅳ可以表示减数分裂Ⅱ前期和中期,Ⅴ表示减数分裂Ⅱ末期结束形成子细胞中染色体和DNA数目情况,一定具有同源染色体的细胞类型有Ⅰ、Ⅱ。
(4)若该精原细胞的基因型为AaBb,进行DNA复制之后就是AAaaBBbb,减数分裂产生了一个aBB的精子,说明在减数第一次分裂结束的时候a和B基因是组合在一起的,该次级精母细胞的基因型是aaBB,因此与aBB来自同一个次级精母细胞的精子的基因型为a,导致这种现象产生的原因是在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后,含B的两条姐妹染色单体分开后移向了同一极。
(5)该紫贻贝的基因型是AaBb,进行DNA复制之后就是AAaaBBbb,抑制第一极体形成,减数分裂Ⅱ正常,会产生AaBb的子细胞,①错误;若考虑在减数第一次分裂前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,减数分裂Ⅰ结束后,可能产生AaBB或Aabb或aaBb的子细胞,抑制第二极体形成,获得的二倍体不一定是纯合子,②错误;经减数分裂完成后卵细胞可能是AB或aB或Ab或ab,卵裂过程进行的是有丝分裂,该基因复制后加倍,不考虑突变,抑制第一次卵裂,一定会形成二倍体纯合子,③正确。
常考点11:伴性遗传的遗传规律及应用
38.果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅,下列叙述错误的是( )
A.亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B.雌、雄亲本产生含BXr配子的比例都是1/4
C.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
D.F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
【答案】D
【详解】A、现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1的雄果蝇中出现白眼残翅雄果蝇(bbXrY),因此亲本控制翅型的基因型肯定为Bb×Bb。据题干信息,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅,说明F1雄蝇中白眼与红眼的比例为1:1,故亲本雌性的基因型为BbXRXr(红眼长翅果蝇),则另一亲本白眼长翅果蝇为雄性,其基因型为BbXrY,A正确;
B、双亲的基因型为BbXRXr和BbXrY,因此亲本产生的配子中含BXr的配子都占1/4,B正确;
C、白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr,经减数分裂产生的极体和卵细胞的基因型都为bXr,C正确;
D、F1出现长翅雄果蝇(B_)的概率为3/4×1/2=3/8,D错误。
39.光泽小眼突变体是家蚕(ZW型)中的染色体单基因隐性突变品种之一。研究者取一正常眼家蚕与该突变体雌蚕作亲本杂交获得,再取正常眼雄性个体与亲本突变体回交获得,统计和均为正常眼∶光泽小眼=1∶1。下列说法错误的是( )
A.家蚕正常眼基因与光泽小眼基因的本质区别是碱基对的序列不同
B.依据提供的杂交组合及数据不能确定该突变基因仅位于Z染色体上
C.若将正常眼雌雄个体相互交配,则子代中正常眼∶光泽小眼=3∶1
D.若突变体雌性家蚕减数分裂中发生染色体互换,则表型比例将发生变化
【答案】D
【详解】A、等位基因的本质区别在于基因中碱基序列的差异,A正确;
B、若基因位于常染色体(设正常眼A_,光泽小眼aa),亲本正常眼(Aa)×突变雌(aa)→F₁全Aa(正常眼):aa(光泽小眼)=1:1,F₁正常眼雄(Aa)×亲本突变雌(aa)回交→BC₁正常眼∶小眼=1∶1,符合数据;若基因仅位于Z染色体(设正常眼Z⁺,突变基因Zᵃ),亲本正常眼雄(Z⁺Za)×突变雌(ZᵃW)→F₁雄(Z⁺Zᵃ)正常眼、雄(ZaZᵃ)正常眼、雌(Z⁺W)正常眼、雌(ZaW)正常眼,F₁正常眼雄(Z⁺Zᵃ)×亲本突变雌(ZᵃW)→BC₁:雄(Z⁺Zᵃ正常眼、ZᵃZᵃ小眼)、雌(Z⁺W正常眼、ZᵃW小眼),正常眼∶小眼=1∶1,同样符合,不能确定该突变基因仅位于Z染色体上,B正确;
C、若基因在常染色体,将F1正常眼雌雄个体Aa相互交配,自交子代AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,正常眼∶小眼=3∶1;若基因在Z染色体,F₁雄(Z⁺Zᵃ)×雌(Z⁺W)→子代雄:Z⁺Z⁺、Z⁺Zᵃ(均正常眼),雌:Z⁺W(正常眼)、ZᵃW(小眼),正常眼∶小眼=3∶1,C正确;
D、该突变基因的突变类型为单基因隐性突变,减数分裂中发生的交换不影响产生的配子的比例,BC1代表型比例不会发生变化,D错误。
故选D。
40.果蝇(2n=8)翅膀的有、无分别受基因B/b控制,翅形受基因D/d控制。基因h纯合时,对雄性个体无影响,但会使雌性个体反转成不育雄性;基因H对性别无影响。某实验室利用果蝇进行交配实验,实验设计及结果如表所示,其中父本、母本各为1只,F1自由交配得到F2,子代数量足够多。不考虑X、Y染色体的同源区段,回答下列问题:
P
长翅雌果蝇×无翅雄果蝇
F1
长翅雌果蝇:长翅雄果蝇:残翅雄果蝇=2:1:1
F2
长翅雌果蝇:无翅雌果蝇:长翅雄果蝇:残翅雄果蝇:无翅雄果蝇=21:7:18:9:9
(1)通过F1的表型及比例,是否能判断基因B/b和D/d的遗传遵循自由组合定律?________(填“是”或“否”),判断依据是________。
(2)长翅对残翅为________(填“显”或“隐”)性,亲本的基因型分别为________(考虑3对基因)。
(3)现将基因H、h共有的特异DNA片段制备成带有荧光标记的基因探针,取F2中雄性个体的精巢,用该探针与精巢细胞中的相应基因进行结合,从而出现荧光标记点。若观察到某细胞中出现两个荧光标记点,则是否可以判断该细胞所属的雄性个体不育?________(填“是”或“否”),原因是________(只考虑基因H、h)。
【答案】(1) 否 F1中的翅形出现了伴性遗传现象,说明基因B/b和D/d中至少有一对等位基因位于X染色体上。假设基因D/d位于X染色体上,则基因B/b无论位于常染色体上,还是位于X染色体上,均会出现表中F1的实验结果(合理即可)
(2) 显 BBXDHXdh、bbXDHY(顺序不做要求)
(3) 否 F2中雄性个体的基因型为XHY、XhY、XhXh,前两者为可育,后者为不育,前两者在减数分裂时,由于DNA的复制,细胞中也可以出现两个荧光标记点(合理即可)
【详解】(1)F1中雌性只有长翅,说明基因B/b和D/d中至少有一对等位基因位于X染色体上。假设基因D/d位于X染色体上,则基因B/b无论位于常染色体上,还是位于X染色体上,均会出现表中F1的实验结果,说明B/b和D/d可以位于两对同源染色体也可以位于一对同源染色体,无法判断是否遗传遵循自由组合定律。
(2)F1中雄性的表型既有长翅,也有残翅,说明亲本中雌性的基因型为XDXd,因此长翅对残翅为显性。F2中雌、雄所占比例不同,且没有残翅雌果蝇,说明基因h和d均位于X染色体上,有无翅雌,说明B/b和D/d位于两对同源染色体。由此可知,亲本雌性的基因型为BBXDHXdh。F1中雌、雄所占比例相同,说明没有发生性别反转,因此亲本雄性的基因型为bbXDHY。
(3)F2中雄性个体的基因型为XHY、XhY、XhXh,前两者为可育,后者为不育,前两者在减数分裂时,由于DNA的复制,细胞中也可以出现两个荧光标记点。因此观察到某细胞中出现两个荧光标记点时,无法判断该细胞所属的雄性个体是否不育。
41.研究人员发现了一种新的亮红眼突变型果蝇,为探究亮红眼基因突变体的形成机制,设计了一系列实验。
(1)亮红眼突变型果蝇与野生型果蝇进行_______实验后,F1均为野生型,F2野生型与亮红眼表现型比为3:1,亮红眼果蝇雌雄个体数相当,说明亮红眼是一种位于_______染色体上的隐性突变性状。
(2)红眼突变型果蝇还有朱红眼、朱砂眼和猩红眼等类型,朱红眼(a)、朱砂眼(b)和猩红眼(d)三个基因分别位于2号、X和3号染色体上,为探究亮红眼突变基因(用字母E或e表示)与上述三种基因的关系,以四种突变型果蝇为亲本进行杂交实验,结果如表所示。
杂交后代
亮红眼♂×朱红眼♀
亮红眼♂×朱砂眼♀
亮红眼♂×猩红眼♀
野生型
突变型
野生型
突变型
野生型
突变型
F1
57♂:66♀
0
77
63
0
1147♂:110♀
F2
116♂:118♀
90♂:92♀
75♂:79♀
110♂:109♀
0
227♂:272♀
①亮红眼与朱红眼果蝇杂交,F2性状分离比接近于9:7,可知控制亮红眼与朱红眼的基因位于_______对同源染色体上,遵循______定律。
②亮红眼与朱砂眼果蝇杂交,F1雄果蝇的基因型为__________。
③亮红眼与猩红眼果蝇杂交,F1、F2果蝇中没有出现野生型,则可以推测亮红眼基因与猩红眼基因的关系是_________。
(3)果蝇的黑檀体基因是3号染色体上的隐性基因,减数分裂时,雄果蝇染色体不发生交叉互换,雌果蝇发生.为确定亮红眼基因位于3号染色体上,用纯合的亮红眼果蝇与纯合的黑檀体果蝇杂交产生F1,再将___________________,若实验结果为_______=1:1,说明亮红眼基因位于3号染色体上。
(4)果蝇的眼色与色素合成细胞产生的眼黄素有关,眼黄素由色氨酸经过酶促反应合成.研究发现亮红眼果蝇眼睛中眼黄素显著偏低,而色氨酸酶促反应途径没有受到影响.由此推测,亮红眼基因与色氨酸____________________________有关。
【答案】(1) 正交和反交 常
(2) 两 基因的自由组合 EeXbY e基因是d的等位基因
(3) F1作为父本进行测交 亮红眼:黑檀体
(4)进入色素合成细胞
【详解】(1)为了判断亮红眼突变基因在染色体上的位置,以及其显隐性,可以利用亮红眼突变型果蝇与野生型果蝇进行正反交实验,若正反交F1均为野生型,F2野生型与亮红眼表现型比为3:1,亮红眼果蝇雌雄个体数相当,与性别无关,说明亮红眼是一种位于常染色体上的隐性突变性状。
(2)亮红眼与朱红眼果蝇杂交,F2性状分离比接近于9:7,由此可判断控制亮红眼与朱红眼的基因位于两对同源染色体上,且遵循自由组合定律。亮红眼eeXBY与朱砂眼EEXbXb果蝇杂交,F1雄果蝇的基因型为EeXbY 。亮红眼与猩红眼果蝇杂交,F1、F2果蝇中没有出现野生型,说明亮红眼与猩红眼果蝇均不含有野生型基因,e基因是d的等位基因(e基因是d基因的新的突变)。
(3)设黑檀体基因为f,确定亮红眼基因e位于3号染色体上,用纯合的亮红眼果蝇eeFF与纯合的黑檀体果蝇EEff杂交产生F1基因型为EeFf,为避免交叉互换的发生,应将F1作为父本进行测交。若亮红眼基因位于3号染色体上,则F1产生eF和Ef两种配子,实验结果为亮红眼∶黑檀体=1∶1。
(4)亮红眼果蝇眼睛中眼黄素显著偏低,而色氨酸酶促反应途径没有受到影响。由此推测,亮红眼基因与色氨酸进入色素合成细胞量减少有关。
常考点12:基因在染色体上位置的判定方法问题
42.某种鸟类(ZW型的)羽毛中,金色(Y)对银色(y)为显性,有斑点(R)对无斑点(r)为显性,其中一对等位基因位于Z染色体上。现将一只金色有斑点个体与一只银色有斑点个体杂交,F1雄性中约1/8为银色无斑点,下列判断正确的是( )
A.亲本金色有斑点为母本
B.位于Z染色体的基因为R/r
C.F1雄性个体中表现为金色有斑点的纯合子占1/6
D.母本产生的配子中含r且含y的配子比例为1/4
【答案】D
【详解】AB、1只金色有斑点个体与1只银色有斑点个体杂交,F1雄鸟中约有1/8为银色无斑点,即1/2×1/4,即R、r这对基因后代出现rr的概率是1/4,亲本基因型都是Rr,F1雄鸟中约有1/8为银色无斑点,进一步可推测出亲本的基因型为 RrZYZy和RrZyW,故亲本金色有斑点为父本,AB错误;
C、基因型为 RrZYZy和RrZyW,F1雄性个体中表现为金色有斑点的纯合子(RRZYZY)的概率为1/4×0=0,C错误;
D、母本的基因型是RrZyW,其产生的配子中rZy的比例为1/4,D正确。
故选D。
43.已知果蝇的翅型和眼色分别由等位基因A/a和B/b控制(不考虑X和Y染色体的同源区段)。现有多只基因型相同的雌果蝇与多只基因型相同的雄果蝇自由交配得到F1,F1的表型及比例如下表所示。下列说法正确的是( )
表型
长翅红眼
长翅白眼
残翅红眼
残翅白眼
雌蝇(只)
151
0
52
0
雄蝇(只)
77
75
25
26
A.控制果蝇翅型和眼色的基因分别位于X染色体和常染色体上
B.亲本中雌果蝇的基因型为AaXBXB
C.将F1长翅红眼雌果蝇进行测交,F2中纯合子所占比例为5/24
D.F1长翅红眼雄果蝇基因型有2种,其中杂合子占1/2
【答案】C
【详解】A、F1中无论雌果蝇还是雄果蝇长翅:残翅=3:1,即翅型与性别无关,因此控制果蝇翅型的基因位于常染色体上,长翅为显性;红眼和白眼在雌蝇只有红眼,在雄性中红眼:白眼=1:1,可推断控制眼色的基因位于X染色体上,红眼为显性,A错误;
B、F1中长翅:残翅=3:1,该比例符合杂合子自交的后代结果,亲本控制翅型基因型为Aa×Aa;F1雄果蝇中红眼:白眼=1:1,雌性中只有红眼没有白眼,即亲本基因型可表示为XBXb×XBY,因此亲本中雌果蝇基因型为AaXBXb,B错误;
C、将F1长翅红眼雌果蝇(1/3AaXBXb、1/3AaXBXB、1/6AAXBXb、1/6AAXBXB)进行测交,即与aaXbY进行交配,则F2中纯合子所占比例为1/3×1/2×3/4+1/3×1/2×1/2=5/24,C正确;
D、亲本为AaXBXb×AaXBY,Aa×Aa→1AA:2Aa:1aa,XBXb×XBY→1XBXB:1XBY:1XBXb:1XbY,因此F1长翅红眼雄果蝇基因型有2种,即AAXBY、AaXBY,其中杂合子占2/3,D错误。
故选C。
常考点13:遗传系谱图中遗传方式的判定及应用
44.某遗传病存在甲和乙两种致病类型,其中基因A、a控制甲型,基因B、b控制乙型。图1是该病的家系图,图2是该家系部分成员相关基因的电泳图(条带①~④表示不同基因)。已知II4只患乙型病。下列说法错误的是( )
A.条带①③分别表示基因A和B
B.Ⅱ2和Ⅱ5基因型相同,Ⅱ2与Ⅱ3基因型相同的概率为1/2
C.Ⅲ4同时携带a和b基因的概率为1/3
D.Ⅱ1和Ⅱ2再生育一个患病儿子的概率是5/16
【答案】BC
【详解】A、Ⅰ2含有条带①②③④,其表型正常,所以该病是隐性遗传病,Ⅱ4只患乙型病,且Ⅱ4含有条带①②④,说明条带③代表基因B,Ⅰ1表型正常,只含有条带①③,说明其只含有基因A和基因B,所以条带①代表基因A,A正确;
B、Ⅰ1不携带致病基因,但Ⅱ4患病,说明B、b位于X染色体上,Ⅲ2基因型是aaXBXb,所以Ⅱ2的基因型是AaXBXb,Ⅲ3基因型是aaXbY,Ⅱ5基因型是AaXBXb,所以Ⅱ2和Ⅱ5基因型相同;Ⅰ1的基因型是AAXBY,Ⅰ2基因型是AaXBXb,Ⅱ3与Ⅱ2基因型相同的概率为1/2×1/2=1/4,B错误;
C、Ⅱ4基因型为AaXbY,Ⅱ5基因型是AaXBXb,Ⅲ4基因型是A_XBXb,同时携带a和b基因的概率为2/3,C错误;
D、Ⅲ2基因型是aaXBXb,所以Ⅱ1的基因型是AaXBY,Ⅱ2的基因型是AaXBXb,Ⅱ1和Ⅱ2再生育一个患病儿子(aaXBY、A_XbY、aaXbY)的概率是1/4×1/4+3/4×1/4+1/4×1/4=5/16,D正确。
故选BC。
45.下图是人类甲病(A、a)和乙病(B、b)的遗传系谱图,两病中只有一种病是伴性遗传方式,个体3只携带一种致病基因。下列叙述正确的是( )
A.根据系谱图推断,甲病是伴性遗传,且致病基因是隐性
B.个体5的基因型是AaXBXb,产生aXb的卵细胞概率为1/4
C.个体7的甲病的致病基因只来自个体1
D.个体10同时患甲、乙两种病的概率是1/24
【答案】AC
【详解】A、双亲5号和6号均正常,生育了患乙病的女儿8号、患甲病的儿子9号,说明两种病都是隐性遗传病;乙病是女性患病,但其父亲6号正常,因此乙病为常染色体隐性遗传病;题干说明“两病中只有一种为伴性遗传”,因此甲病为伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、甲病A/a位于X染色体,乙病B/b位于常染色体,因此5号不患病B_XAX-,生育了bb(乙病)的8号和XaY(甲病)的9号,基因型应为BbXAXa,B错误;
C、7号是甲病男性,基因型为XaY,致病基因Xa来自母亲4号;4号的Xa一定来自其父亲1号(4号正常,不可能从母亲2号获得Xa否则基因型为XaXa会患病),C正确;
D、乙病:由于2号患乙病为bb所以4号基因型Bb,题干中说明个体3正常且只携带一种致病基因,所以3号基因型Bb,7号不患乙病,7为Bb的概率是2/3,8号患乙病为bb,因此子代10号患乙病概率为2/3×1/2=1/3;甲病:7号患甲病为XaY,由于5号为XAXa,6号为XAY,8号不患甲病,所以基因型为1/2XAXA、1/2XAXa,子代10号患甲病概率为1/2×1/2=1/4;10号同时患两种病概率为1/3×1/4=1/12,D错误。
46.图甲为某种单基因遗传病的系谱图,相关基因用A、a表示(A/a不位于X、Y同源区段),图乙为人类性染色体的结构示意图。已知双胞胎一般情况下分为同卵双胞胎和异卵双胞胎,同卵双胞胎是由一个受精卵分裂形成的,异卵双胞胎直接由两个受精卵形成。请据图回答下列问题:
(1)图甲中遗传病的遗传方式为_______。关于该病,图甲女性中基因一定相同的个体有_______。
(2)Ⅲ-7与Ⅲ-8为双胞胎,能否根据图甲中二者的表现型判断其是同卵双胞胎还是异卵双胞胎?_______(选填“能”或“不能”),理由是_______。
(3)图乙中,红绿色盲基因所在位置是_______(填序号)区段,该病在男性中的发病率_______(选填“大于”“小于”或“等于”)在女性中的发病率。已知Ⅱ-3为红绿色盲基因的携带者;Ⅱ-4不患红绿色盲。若Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个女儿,成年后与健康男性婚配后,所生后代患一种病的概率为_______。
【答案】(1) 常染色体显性遗传 Ⅱ-3、Ⅱ-5、Ⅲ-7、Ⅲ-8和Ⅲ-9
(2) 不能 无论二者是同卵双胞胎还是异卵双胞胎,其表现型均存在相同的情况
(3) Ⅱ 大于 5/16
【分析】分析图甲:Ⅰ-1、Ⅰ-2患病,二者的女儿Ⅱ-5正常,可推出该病为常染色体显性遗传病;分析图乙:图中Ⅰ区段为X染色体与Y染色体的同源区段,在此区段中有等位基因;Ⅱ为X染色体上特有区段,Ⅲ为Y染色体上特有区段。
【详解】(1)依据图甲遗传系谱图,Ⅰ-1、Ⅰ-2患病,二者的女儿Ⅱ-5正常,可推出该病为常染色体显性遗传病,Ⅰ-1、Ⅰ-2的基因型均为Aa;Ⅱ-3正常,Ⅱ-4患病,二者的女儿Ⅲ-7正常,则Ⅱ-4为Aa,Ⅱ-3、Ⅱ-5、Ⅱ-6、Ⅲ-7、Ⅲ-8、Ⅲ-9的基因型均为aa,图甲女性中基因一定相同的个体有Ⅱ-3、Ⅱ-5、Ⅲ-7、Ⅲ-8和Ⅲ-9。
(2)无论Ⅲ-7与Ⅲ-8为同卵双胞胎还是异卵双胞胎,二者表现型均相同,因此不能根据图甲中二者的表现型判断其是同卵双胞胎还是异卵双胞胎。
(3)红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病,基因位于Ⅱ区段;伴X染色体隐性遗传病在男性中的发病率大于在女性中的发病率;假设控制红绿色盲的基因为B、b,Ⅱ-3的基因型为aaXBXb,Ⅱ-4的基因型为AaXBY,二者再生一个女儿,其基因型为1/2AaXBX-、1/2aaXBX-,两对基因分开考虑,先考虑A、a,该女儿的基因型为1/2Aa、1/2aa,表现正常男子的基因型为aa,二者婚配,后代患病的概率为1/2×1/2=1/4,正常的概率为3/4。再考虑B、b,该女儿基因型为1/2XBXB、1/2XBXb,表现正常男子的基因型为XBY,二者婚配,后代患病的概率为1/2×1/4=1/8,正常的概率为7/8。两对基因结合起来考虑,所生后代只患一种病的概率是1/4×7/8+3/4×1/8=5/16。
47.如图为某种遗传病的系谱图,已知Ⅱ﹣1含有d基因,Ⅱ﹣2的基因型为AaXDY,Ⅱ﹣3与Ⅱ﹣4的后代男孩均患病、女孩均正常,在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,回答下列问题:
(1)Ⅱ﹣2的D基因来自双亲中的____________。Ⅱ﹣2的一个精原细胞减数分裂可产生____________种基因型的配子.
(2)Ⅱ﹣3的基因型为____ ,Ⅱ﹣4的基因型为____________。
(3)Ⅲ﹣1与Ⅲ﹣2婚配,后代患病的概率是____________。Ⅲ﹣3与一正常男性结婚,生育患该病孩子的概率_________(填“高于”、“等于”或“低于”)群体发病率。
【答案】(1) Ⅰ﹣2 2
(2) AAXdXd aaXDY
(3) 5/8 高于
【分析】分析题意及系谱图可知:只有A基因和D基因同时存在时才表现为正常,aaXDX_或aaXDY、A_XdY或A_XdXd均表现为患病。
【详解】(1)D基因位于X染色体上,男性的X染色体遗传自母亲。Ⅱ﹣2的基因型为AaXDY,其D基因来自双亲中的Ⅰ﹣2。在减数第一次分裂过程中,因为同源染色体分离、非同源染色体自由组合,所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞;减数第二次分裂类似于有丝分裂,因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞,由此可见,一个精原细胞通过减数分裂可形成4个精子,但只有2种基因型。
(2)已知Ⅱ﹣1含有d基因,Ⅱ﹣2的基因型为AaXDY,说明只有A基因和D基因同时存在时才表现为正常,Ⅱ﹣1为A_XDXd,据此并结合系谱图显示的“Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2均正常、其女儿Ⅲ-1患病”可推知a基因纯合时患病,Ⅲ-1的基因型为aaXDXD或aaXDXd。系谱图显示:Ⅱ﹣3和Ⅱ﹣4均患病,已知Ⅱ﹣3与Ⅱ﹣4的后代男孩均患病、女孩均正常,由此推知不存在D基因、且含有d基因的情况下也患病,进而推知:Ⅱ﹣3的基因型为AAXdXd,Ⅱ﹣4的基因型为aaXDY。
(3)Ⅲ﹣1的基因型为1/2aaXDXD、1/2aaXDXd,Ⅲ﹣2的基因型为AaXdY,二者婚配,后代患病的概率是1-1/2A_×[1/2×1(XDXd+XDY)+1/2×1/2 (XDXd+XDY)] =5/8。群体中存在基因型为AAXDXD、AAXDY的个体,Ⅲ﹣3的基因型为AaXDXd,与一正常男性(A_ XDY)结婚,生育患该病孩子的概率高于群体发病率。
常考点14:肺炎双球菌转化和噬菌体侵染实验
48.下图是用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程,A代表噬菌体侵染细菌、B代表噬菌体空壳、C代表大肠杆菌。下列有关叙述正确的是( )
A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,培养液中需含32P的无机盐
B.噬菌体侵染大肠杆菌的过程中搅拌的目的是使噬菌体的DNA与蛋白质分开
C.上述用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验可以证明DNA是噬菌体的遗传物质
D.延长保温时间会提高噬菌体侵染细菌的成功率,也会使上清液中放射性的比例升高
【答案】D
【详解】A、噬菌体的DNA被32P标记,而大肠杆菌不需要被32P标记,如果培养液中加入32P的无机盐,会导致大肠杆菌和子代噬菌体都带上放射性,无法区分实验结果,A错误;
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离,B错误;
C、该实验仅标记了噬菌体的DNA,缺少用35S标记蛋白质的对照实验,无法单独证明DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;
D、延长保温时间,一方面会提高噬菌体侵染细菌的成功率,另一方面,子代噬菌体在大肠杆菌内增殖完成后会裂解大肠杆菌,释放到上清液中,使上清液中放射性比例升高,D正确。
49.下列有关DNA是主要的遗传物质的相关实验叙述,正确的是( )
A.格里菲斯的实验直接证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里等人通过放射性标记证明蛋白质不是遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验的关键在于观察DNA能否引起菌株转化
D.从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草叶片感染病毒
【答案】D
【详解】A、格里菲斯的肺炎链球菌转化实验仅发现“转化因子”的存在,未直接证明DNA是遗传物质,A错误;
B、艾弗里团队通过酶解法分别降解DNA、蛋白质等成分,证明DNA是遗传物质,B错误;
C、赫尔希和蔡斯实验的关键在于利用同位素标记法(32P标记DNA、35S标记蛋白质)并借助离心分离,观察子代噬菌体的放射性分布,而非菌株转化,C错误;
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,其提取的RNA可感染烟草叶片并复制出完整病毒,该实验证明RNA也可作为遗传物质,D正确。
故选D。
50.图1是T2噬菌体DNA片段的平面结构示意图,图2所示的是赫尔希和蔡斯实验的部分过程。请据图回答下列问题。
(1)图1中4的名称是_______,赫尔希和蔡斯实验中,同位素标记的是图中__________(填序号)位置。
(2)T2噬菌体的遗传物质与新冠病毒相比,特有的化学组成是_______(填中文名称)。子代T2噬菌体的外壳是在_______上(填细胞器名称)合成的。
(3)图2实验中,搅拌的目的是_______,若经离心处理后,实验结果出现较大误差:上清液出现了较高的放射性,请分析该现象出现的可能原因有(从培养时间过短和过长两方面说明)_______。
(4)由图2实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是_______(填“35S”或“32P”),图2实验_______(填“能”或“不能”)证明DNA是遗传物质。
(5)在35S组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系是_______
(6)一个DNA双链均被32P标记的噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。含32P与含31P的子代噬菌体的比例为_______。
(7)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质,原因是_______。
【答案】(1) 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 1
(2) 脱氧核糖、胸腺嘧啶(T) (大肠杆菌的)核糖体
(3) 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来
(4) 32P 不能
(5)④
(6)1:50
(7)DNA和蛋白质均有C元素
【分析】1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记的新技术,完成了对证明DNA是遗传物质的更具说服力的实验,即T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,其实验步骤是:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质;该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】(1)图1中4由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤(与胸腺嘧啶配对)构成,所以4表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,依据图2可知,上清液中放射性很低,沉淀物中放射性很高,所以进行的是32P的标记,标记的图1中的1,即磷酸。
(2)T2噬菌体的遗传物质是DNA,新冠病毒的遗传物质是RNA,DNA与RNA相比较,特有的化学组成是胸腺嘧啶和脱氧核糖。子代T2噬菌体的外壳是以噬菌体的DNA为模板,以大肠杆菌的氨基酸为原料,在大肠杆菌的核糖体上合成的。
(3)图2实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,若经离心处理后,实验结果出现较大误差:上清液出现了较高的放射性,则与操作中的保温时间长短有关:①若培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来,都会导致离心后,上清液中出现较高的放射性。
(4)结合小问1可知,图2实验中,用于标记的是噬菌体的同位素是32P,该实验中由于缺乏35S的标记的实验组,所以不能证明DNA是遗传物质。
(5)由于35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,噬菌体的蛋白质外壳并没有注入大肠杆菌内部,所以无论保温时间多长,上清液中的放射性强度不变。
(6)1个DNA双链被32P标记后,产生100个子代噬菌体,含有100个DNA分子,DNA分子的复制为半保留复制,含有32P的DNA分子有2个,含有32P标记的DNA分子有100个,所以含32P与含31P的子代噬菌体的比例为2:100=1:50。
(7)由于DNA和蛋白质中都含有C,所以上述实验不能用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质。
51.按照图示1→2→3→4进行实验,本实验验证了朊病毒是蛋白质(几乎不含P元素)侵染因子,它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物,题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题:
(1)本实验采用的方法是________,先在1培养标记牛脑组织细胞,再在2培养标记朊病毒,采用此操作顺序的主要依据是________。
(2)从理论上讲,离心后上清液中_______(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,出现上述结果的原因是________。
(3)如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,检测放射性应主要位于________中,原因是________。
(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是:一般病毒入侵细胞是向宿主细胞提供________(物质)。
【答案】(1) 同位素标记法 朊病毒无细胞结构,必需寄生于活细胞中
(2) 几乎不能 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质,所以几乎不含P元素,所以上清液和沉淀物中都几乎不能检测到32P
(3) 沉淀物 大量35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞,少量朊病毒不能侵染成功
(4)核酸
【分析】根据题意可知,朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物,它不能独立生活,在活细胞内才能利用宿主细胞提供的原料,完成自身的增殖过程。
【详解】(1)实验采用了32P和35S标记病毒,所以采用了同位素标记法,朊病毒不能独立生活,在活细胞内才能增殖,所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞牛脑组织细胞,再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞,完成对朊病毒的标记。
(2)朊病毒不含核酸只含蛋白质,所以几乎不含P元素,所以上清液和沉淀物中都几乎不能检测到32P。
(3)用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞,少量朊病毒不能侵染成功,所以放射性物质主要位于沉淀物中,上清液中含少量放射性物质。
(4)一般病毒含有核酸,而朊病毒不含核酸,所以一般病毒入侵细胞是向宿主细胞提供核酸。
常考点15:DNA 双螺旋结构特点
52.某双链DNA分子,G和C总和为1500,占碱基总数的60%。下列叙述正确的是( )
A.该DNA分子含有2500个游离的磷酸
B.该DNA分子含有4998个磷酸二酯键
C.该DNA分子含有3250个氢键
D.若一条链中G占30%,则另一条链中A占20%
【答案】C
【详解】A、双链DNA分子每条链仅有一个游离的磷酸基团(位于5'端),故共有2个游离磷酸基团,A错误;
B、磷酸二酯键数=核苷酸数-链数。由题干知总碱基数=1500÷60%=2500个,即核苷酸总数2500个。双链DNA含两条链,故磷酸二酯键数=2500-2=2498个,B错误。
C、氢键数需分类计算:①G-C碱基对:因G+C=1500且G=C,故G-C对数为750对,每对含3个氢键,共2250个;②A-T碱基对:总碱基对数=2500/2=1250对,A-T对数=1250-750=500对,每对含2个氢键,共1000个。总氢键数=2250+1000=3250个,C正确;
D、依据碱基互补配对原则,一条链中G占30%,则互补链中C占比应等于该链G占比(30%)。双链中A总占比=(100%-60%)/2=20%,仅根据这些不能得出另一条链中A占20%,D错误。
故选C。
53.某双链DNA分子中,若鸟嘌呤占全部碱基的比例为20%,则腺嘌呤占全部碱基的比例为( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
【答案】B
【详解】在双链DNA分子中,碱基遵循互补配对原则:腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,因此A=T,G=C。已知G占全部碱基的20%,则C也占20%,G+C=40%,故A+T=60%。由于A=T,腺嘌呤(A)占A+T的一半,即30%。B符合题意。
故选B。
54.在含有4种碱基的DNA区段中,鸟嘌呤有a个,占该区段全部碱基的比例为b,则( )
A.b<0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个
D.胸腺嘧啶为b(1/2a-1)个
【答案】A
【详解】AB、在双链DNA中,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,且G=C。若G占全部碱基的比例为b,则C的比例也为b,因此G+C的比例为2b。由于DNA含有4种碱基(A、T、G、C),且A+T的比例为1-2b。因A、T均存在(题干明确含4种碱基),故A+T>0,即1-2b>0,解得b<0.5,A正确,B错误;
C、设总碱基数为N,则G=a,且b=a/N,故N=a/b。因G=C,故胞嘧啶数量C=a,C错误;
D、胸腺嘧啶(T)的数量需通过A+T的总量计算:A+T=N-(G+C)=a/b-2a。因A=T,故T=[a/b-2a]/2=a(1/2b-1),D错误。
故选A。
常考点16:DNA 半保留复制
55.如图是人体细胞中某DNA片段结构示意图。有关叙述正确的是( )
A.图中M可表示鸟嘌呤或胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
B.图中N处的化学键可被解旋酶和DNA酶催化水解
C.图中A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径
D.该DNA片段经相关酶彻底水解后可形成三种小分子
【答案】C
【详解】A、M所组成的碱基对含有两个氢键,因此M可表示腺嘌呤或胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,A错误;
B、图中N处的化学键(氢键)可被解旋酶水解,DNA酶水解的是磷酸二酯键,B错误;
C、DNA双螺旋结构中,嘌呤(双环结构)与嘧啶(单环结构)配对,A-T和G-C碱基对都是一个双环加一个单环,因此具有相同的形状和直径,可维持DNA双螺旋直径恒定,C正确;
D、该DNA片段经相关酶彻底水解后可形成磷酸、脱氧核糖、4种碱基,共六种小分子,D错误。
56.DNA复制时,一条子链的合成是连续的,称为前导链;另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段,最后连成一条完整的长链),称为后随链。下列叙述错误的是( )
A.图中新合成的前导链和后随链之间可以通过氢键形成一个新的DNA分子
B.前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基的数目
C.根据新合成子链的延伸方向,可判断图中b和c处是模板链的3'端
D.图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶所催化合成的新链来填补
【答案】A
【详解】A、DNA 复制为半保留复制,新合成的前导链与模板链(如 b 链)形成一个 DNA 分子,后随链与另一条模板链(如a链)形成另一个 DNA 分子,前导链和后随链之间不会直接形成新的DNA分子,A错误;
B、前导链和后随链均以同一段 DNA 的两条链为模板合成,两条模板链互补,因此前导链的碱基序列与后随链的模板链互补,后随链的碱基序列与前导链的模板链互补。根据碱基互补配对原则,前导链中嘌呤碱基数目等于后随链中嘧啶碱基数目,B正确;
C、DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸加到子链的3′ 端,根据新合成子链的延伸方向,可判断图中b和c处是模板链的3′ 端,C正确;
D、由于DNA聚合酶不能发动新链的合成,只能催化已有链的延长,因此DNA合成是由引物引发的,图中所示的“空白”区域是去除引物后形成的,可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补,D正确。
57.将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈双链环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,错误的是( )
A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1:3
B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循基因分离定律
C.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链数为2n+1-2
D.复制n次一共需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2
【答案】ABD
【详解】A、DNA复制为半保留复制,形成的子代DNA含有一条亲代链和一条新形成的子代链,所以DNA第二次复制产生的4个子代DNA分子中,有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶1,A错误;
B、大肠杆菌属于原核生物,不能进行减数分裂,细胞内的基因不遵循基因分离定律,B错误;
C、复制n次可以合成DNA分子数为2n,共有2n+1条链,只有两条母链不含放射性,所以形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2条,C正确;
D、拟核DNA中共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶,则A=T=a,G=C=(m-2a)/2,复制n次需要胞嘧啶的数目是 (2n−1)(m/2−a) ,D错误。
58.下图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解,请据图探讨相关问题:
(1)图1是构成DNA的基本单位,与RNA的基本单位相比,它特有的成分是________。
(2)图2中催化磷酸二酯键形成的酶是________。图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链,如果DNA耐高温的能力越强,则________(选填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。
(3)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异,请结合图5和有关RNA的结构说明其原因:________。
(4)图4一条链中相邻两个碱基连接的结构是________。减数分裂中,每个DNA复制后形成的两个子代DNA互相分离的时期是________。
(5)若该DNA分子中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为________;若该DNA分子共有含氮碱基1600个,其中一条单链上(A+T):(C+G)=3:5,则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是________个。
(6)将某雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后,置于不含32P的培养基中培养,若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程,则含有32P的子细胞数为________个;若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程,则含有32P的子细胞数为________个。
【答案】(1)脱氧核糖和胸腺嘧啶(T)
(2) DNA聚合酶 G-C
(3)DNA双螺旋结构较RNA单链结构更稳定
(4) 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 减数分裂Ⅱ后期
(5) 7% 900
(6) 4/四 2、3或4
【详解】(1)DNA的基本单位是脱氧核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸。脱氧核苷酸与核糖核苷酸相比,特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶(T)。
(2)图2中催化磷酸二酯键形成的酶是DNA聚合酶。DNA分子中,氢键越多越稳定,G-C之间有3个氢键,A-T之间有2个氢键,所以如果DNA耐高温的能力越强,则G-C碱基对的比例越高。
(3)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定,RNA是单链结构,稳定性差,所以RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异,原因是DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定。
(4)图4一条链中相邻两个碱基连接的结构是脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖。减数分裂中,每个DNA复制后形成的两个子代DNA位于姐妹染色单体上,姐妹染色单体互相分离的时期是减数分裂Ⅱ后期。
(5)已知DNA分子中G占碱基总数的38%,根据碱基互补配对原则,C也占38%,则A=T=(1 - 38%×2)÷2 = 12%。其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为12% - 5% = 7%。若该DNA分子共有含氮碱基1600个,其中一条单链上(A+T):(C+G)=3:5,则该DNA分子中(A+T):(C+G)=3:5,A+T的总数为1600×(3/8)= 600个,A=T=300个。该DNA分子连续复制两次,共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是300×(22-1)= 900个。
(6)将某雄性哺乳动物细胞一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后,置于不含32P的培养基中培养,由于DNA分子的半保留复制,在减数分裂间期,DNA进行复制,复制后每个DNA分子一条链含32P,一条链不含32P。在减数分裂过程中,同源染色体分离,分别进入不同的子细胞,经过一次完整的减数分裂,形成的4个子细胞中每个子细胞都含有标记的DNA,所以含有32P的子细胞数为4个。细胞完成一次有丝分裂后,每个细胞中染色体上的DNA分子有一条链含32P,一条链不含32P。当细胞进行第二次有丝分裂时,DNA又进行一次半保留复制,中期时每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体上的DNA分子一条链含32P,一条链不含32P,另一条单体上的DNA分子两条链都不含32P,后期时姐妹染色单体分开成为染色体,随机移向细胞两极(每个细胞分裂形成的2个子细胞至少有1个具有32P),所以经过两次有丝分裂后,含有32P的子细胞数可能为2个、3个或4个。
常考点17:转录和翻译
59.脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育,若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。BDNF基因的表达及调控过程如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.①过程中RNA聚合酶会与启动子结合,以启动转录
B.②过程中,核糖体沿着mRNA的5'端向3'端移动
C.miRNA与BDNF基因转录的mRNA的碱基序列相同
D.过程④miRNA与mRNA结合后抑制了翻译的进行
【答案】C
【详解】A、①表示转录,在转录过程中,RNA聚合酶需要与基因的启动子结合,启动转录,A正确;
B、②表示翻译,在翻译过程中,核糖体沿着mRNA的5'3'端移动,B正确;
C、miRNA与BDNF的mRNA通过碱基互补配对结合形成双链,二者碱基序列互补,而非相同,C错误;
D、由图可知,miRNA与mRNA结合后,mRNA无法与核糖体结合,因此抑制了翻译过程,D正确。
60.条锈菌病毒PsV5是一种正义单链RNA病毒,其基因组中存在特殊的“双向”编码现象,即正义RNA可指导RNA聚合酶的合成,与正义RNA链碱基互补的反义RNA链可指导另一种蛋白质的合成。下列叙述错误的是( )
A.PsV5的基因组彻底水解后可得到6种小分子物质
B.PsV5的基因组复制一次消耗的嘧啶碱基和嘌呤碱基数目相等
C.反义RNA链在指导蛋白质合成时,核糖体沿其3'端向5'端移动
D.反义RNA链指导的蛋白质合成可能发生在RNA聚合酶合成之后
【答案】C
【详解】A、PsV5的基因组为RNA,彻底水解产物包括磷酸、核糖及四种含氮碱基,共6种小分子物质,A正确;
B、PsV5基因组复制时,以正义RNA为模板合成反义RNA,消耗的嘧啶碱基和嘌呤碱基数目取决于模板链的碱基组成。由于模板链中嘌呤与嘧啶数目相等(A=U,C=G),因此消耗的两种碱基数相等,B正确;
C、反义RNA链作为mRNA指导蛋白质合成时,翻译过程中核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动,而非从3'端向5'端移动,C错误;
D、正义RNA先指导RNA聚合酶合成,该酶可能参与反义RNA的合成,反义RNA再指导另一种蛋白质合成,因此反义RNA的蛋白质合成可能发生在RNA聚合酶合成之后,D正确。
故选C。
61.翻译过程中,氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰-tRNA(如图1);氨酰-tRNA与核糖体结合的情况如图2所示,其中色氨酸的氨基端和天冬氨酸的羧基端将脱水缩合形成肽键。下列叙述正确的是( )
A.图1中氨酰-tRNA中含氢键和磷酸二酯键
B.图2过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与
C.肽链的延伸过程为游离的氨基酸加在肽链的游离羧基端
D.图2中核糖体在mRNA上移动方向是从右往左
【答案】ABC
【详解】A、tRNA是单链RNA,折叠形成三叶草结构时,内部互补配对的碱基之间通过氢键连接;核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,因此氨酰-tRNA中同时含有氢键和磷酸二酯键,A正确;
B、图2为翻译过程,翻译过程中mRNA作为模板,tRNA负责转运氨基酸,rRNA是核糖体的核心组成成分,核糖体是翻译的场所,因此三种RNA都参与该过程,B正确;
C、根据题干信息,待加入的新氨基酸(色氨酸)的氨基,与肽链末端天冬氨酸的羧基脱水缩合形成肽键,反应后肽链延长,新的游离羧基端变为色氨酸的羧基,说明肽链延伸时,新氨基酸加在肽链的游离羧基端,C正确;
D、核糖体中,结合已合成肽链的tRNA在左侧,新进入的氨基酸tRNA在右侧,说明核糖体沿着mRNA从左向右移动,D错误。
62.2024年诺贝尔生理学或医学奖颁给维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆,以表彰他们“发现miRNA及其在转录后基因调控中的作用”。miRNA是一类短小的非编码RNA,它们不指导蛋白质的合成,但会影响其他基因的表达。下图是miR-223(呈链状)、HRCR(呈环状)对凋亡抑制基因ARC的调控机制。请回答下列问题:
(1)过程①需要_________酶,该酶的作用是_________。
(2)过程②左边为mRNA的_________(3’或5’)端,该过程除mRNA外,至少还需要两种RNA参与,这两种RNA分别是_________。进行②过程时,如果tRNA上的反密码子序列为3’-UAC-5’则合成与之对应密码子的基因模板链上的碱基序列为_________(要求:标注3’和5’)
(3)当心肌细胞严重缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达产生过多的miR-223,_________(填“促进”或“抑制”)心肌细胞凋亡;然后心肌细胞恢复充足供氧时,细胞会快速产生大量HRCR。据图分析,产生大量HRCR的目的是_________。
(4)近年来,针对分子靶点或通路的药物,已经成为肿瘤治疗的关键,肿瘤细胞中会产生一些正常细胞没有的蛋白质,根据以上信息提出一条靶点治疗癌症的思路_________。
【答案】(1) RNA聚合酶 识别并结合基因的启动子,使双链解开,催化与模板链配对游离的核糖核苷酸连接成RNA
(2) 5’ tRNA、rRNA 3’-TAC-5’
(3) 促进 与 miR-223 结合,减少miR-223 与ARC基因转录的mRNA结合,从而合成较多的凋亡抑制因子,抑制细胞凋亡
(4)利用RNA干扰(如设计与肿瘤细胞特异蛋白mRNA互补的miRNA),特异性降低或阻断该蛋白质的合成,从而抑制肿瘤细胞生长
【分析】图示①过程为转录,②过程为翻译,翻译形成的凋亡抑制因子可抑制细胞凋亡。
【详解】(1)过程①是转录,催化转录的酶是RNA聚合酶,它识别并结合基因的启动子,使双链解开,催化与模板链配对游离的核糖核苷酸连接成RNA。
(2)根据图中肽链的长短可知,翻译是从左往右进行的,即过程②左边为mRNA的5’端,翻译过程,除需要mRNA作为模板外,还需要tRNA和rRNA的参与。根据碱基互补配对原则可知,进行②过程时,如果tRNA上的反密码子序列为3’-UAC-5’则合成与之对应密码子(5'-GUA-3')的基因模板链上的碱基序列为3’-TAC-5’。
(3)由图可知:miR-223会与基因ARC转录的mRNA结合,抑制ARC基因的翻译(使ARC蛋白合成减少);而ARC蛋白能抑制细胞凋亡。因此,miR-223过多会促进心肌细胞凋亡。HRCR能吸附miR-223(形成核酸杂交分子2),使miR-223被 RNA 酶降解,从而解除miR-223对ARC基因翻译的抑制,让ARC蛋白合成增加,进而抑制心肌细胞凋亡。
(4)由题意可知,肿瘤细胞中会产生一些正常细胞没有的蛋白质,所以可利用RNA干扰(如设计与肿瘤细胞特异蛋白mRNA互补的miRNA),特异性降低或阻断该蛋白质的合成,从而抑制肿瘤细胞生长。
63.心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中的特异性表达能抑制其凋亡,维持心肌细胞正常数量,细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA,再经过加工产生许多非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。结合下图回答下列问题:
(1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是_____。过程①中,将DNA双螺旋解开的酶是_____。
(2)过程②中,模板的右侧是_____(3'或5')端,该过程除mRNA外,还需要tRNA的参与,其作用是_______。
(3)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。由图可知,miR—223会抑制了ARC基因表达的_____过程。
(4)据图分析,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,原因是_____。
【答案】(1) 脱氧核苷酸的排列顺序 RNA聚合酶
(2) 3' 识别mRNA上的密码子并转运氨基酸
(3)翻译
(4)HRCR可竞争性结合miR-223 防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加,从而抑制心肌细胞的死亡
【分析】题图分析,图中①为转录过程,催化该过程的酶是RNA聚合酶;②为翻译过程,其场所是核糖体,根据多肽链的长短可判断核糖体的移动方向是从左向右,由同一个mRNA模板合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸序列是相同的。
【详解】(1)不同基因的差异体现在碱基对的数目和排列顺序不同。过程①为转录,是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,这过程将DNA双螺旋解开的酶是RNA聚合酶,因为RNA聚合本身具有解旋功能。
(2)翻译时,核糖体沿着mRNA从5'端往3'端方向延伸,根据肽链的长短可知,翻译的方向是从左往右,因此过程②中,模板的右侧是3′端。翻译过程中,tRNA识别mRNA上的密码子并转运氨基酸。
(3)由图可知,miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,进而抑制了ARC基因表达的翻译过程。
(4)图中,HRCR通过与miR-223互补配对,吸附并清除miR-223,进而解除了miR-223对基因ARC表达的抑制作用,即细胞中凋亡抑制因子正常表达,即使ARC基因的表达增加进而抑制心肌细胞的死亡,因此,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。
常考点18:表观遗传
64.红耳龟的受精卵在温度低于28℃时,孵化为雄性;在高于31℃时,孵化为雌性。研究发现温度通过影响KDM6B酶基因的表达影响性别分化,其分子机制如图所示。下列说法正确的是( )
A.Dmrt1基因甲基化后,直接影响了翻译过程,属于表观遗传
B.Dmrt1基因甲基化修饰导致基因的碱基排列顺序发生改变
C.26℃时给受精卵注入KDM6B酶抑制剂,红耳龟将发育成雌性
D.环境温度通过影响酶的空间结构来决定红耳龟的性别
【答案】C
【详解】A、Dmrt1 基因甲基化后,直接影响的是转录过程,而非翻译过程。表观遗传是指 DNA 序列不变但基因表达和表型可遗传的变化,该过程属于表观遗传,A 错误;
B 、基因的甲基化属于表观遗传修饰,不会改变基因的碱基排列顺序,B 错误;
C 、26℃时(低于 28℃,正常发育为雄性),注入 KDM6B 酶抑制剂会使 KDM6B 酶基因表达降低,导致 Dmrt1 基因保持甲基化,雄性决定基因不表达,红耳龟将发育为雌性,C 正确;
D、环境温度是通过影响KDM6B 酶基因的表达量(而非酶的空间结构),来调控 Dmrt1 基因的甲基化状态,最终决定红耳龟的性别,D 错误。
故选C。
65.染色质的主要成分是DNA和组蛋白,如图表示染色质的组蛋白发生乙酰化和去乙酰化的局部图,组蛋白乙酰化可使染色质由凝集状态变成松散状态,去乙酰化则相反。下列关于染色质组蛋白乙酰化和去乙酰化的叙述,正确的是( )
A.组蛋白乙酰化改变了DNA碱基序列和双螺旋结构
B.组蛋白发生乙酰化修饰引起的变化可以遗传给后代
C.组蛋白去乙酰化可促进基因转录进而影响基因表达
D.细胞由分裂间期进入分裂期组蛋白大量发生乙酰化
【答案】B
【详解】AB、染色质的组蛋白发生乙酰化等修饰属于表观遗传,可以遗传给后代,组蛋白乙酰化没有改变DNA中碱基序列,也未改变DNA双螺旋结构。A错误,B正确;
C、染色质的组蛋白乙酰化后,染色质结构由凝集状态变成松散状态,有利于RNA聚合酶与之结合,促进转录,C错误;
D、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,该过程组蛋白会大量去乙酰化,使染色质结构更紧密,D错误。
故选B。
66.DNA甲基化发生于DNA的CG序列密集区。发生甲基化后,该段DNA和甲基化DNA结合蛋白相结合,DNA链发生高度紧密排列,无法与RNA聚合酶结合,所以这段DNA的基因就无法得到表达。下列相关说法错误的是( )
A.DNA甲基化的修饰可遗传给后代
B.柳穿鱼的Lcyc基因高度甲基化导致Lcyc基因不表达
C.基因碱基序列的甲基化程度越高,基因表达受到的抑制作用越明显
D.DNA甲基化后,基因的碱基序列发生改变
【答案】D
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰,可通过配子遗传给子代,A正确;
B、柳穿鱼的Lcyc基因因高度甲基化无法转录,导致花型变异,B正确;
C、甲基化程度越高,DNA与结合蛋白作用越强,染色质结构越紧密,RNA聚合酶越难结合,基因表达抑制越显著,C正确;
D、DNA甲基化仅添加甲基基团,不改变碱基序列(碱基种类、数量、排列顺序不变),D错误。
故选D。
67.下图是非人类灵长目动物如黑猩猩的胚胎发育到第44天和第88天时ε-珠蛋白基因和γ-珠蛋白基因的表达情况。下列叙述正确的是( )
A.黑猩猩的基因表达和表型发生变化的现象,属于表观遗传
B.启动子甲基化水平增加,导致相关ε-珠蛋白基因表达水平下降
C.黑猩猩胚胎发育出现基因甲基化可逆现象,甲基化不会改变体细胞中DNA的碱基序列
D.γ-珠蛋白基因转录时,需要解旋酶,而且边解旋边转录
【答案】ABC
【详解】A、表观遗传是指基因的碱基序列不改变,基因表达和表型发生可遗传变化的现象,黑猩猩的基因表达和表型发生变化的现象,属于表观遗传,A正确;
B、启动子甲基化水平增加,RNA聚合酶找不到转录的起点,导致相关ε-珠蛋白基因表达水平下降,B正确;
C、胚胎发育第44天左右时γ-珠蛋白基因的启动子被甲基化,发育第88天左右时γ-珠蛋白基因的启动子发生去甲基化,黑猩猩胚胎发育出现基因甲基化可逆现象,甲基化不会改变体细胞中DNA的碱基序列,C正确;
D、真核细胞的基因转录时RNA聚合酶起解旋作用,不需要解旋酶,D错误。
68.血清素转运体基因(SLC6A4)是在人类细胞中表达的一种重要基因,编码血清素转运体蛋白(5-HTT),其主要功能是回收突触间隙的血清素,维持血清素的动态平衡,对人的情绪、焦虑、压力等方面有重要影响。研究表明,焦虑症与SLC6A4基因表达异常,突触间隙血清素含量增加有关。图1为 SLC6A4 基因表达及调控过程,图2为DNA 甲基化示意图。
(1)5-HTT从合成部位到作用部位依次经过的细胞器是______。图1中③过程是______,A 处是 mRNA 的______端。
(2)图2体现基因表达产物与性状的关系是______。
(3)DNMT3蛋白是一种甲基化转移酶,下列与甲基化相关叙述正确的是______。
A.DNA 甲基化不会改变碱基序列
B.不良生活习惯对DNA 甲基化水平无影响
C.发生甲基化后的启动子可能无法与 RNA 聚合酶结合
D.组蛋白的甲基化不影响基因的表达
(4)某个体近期表现出明显的焦虑症,请结合图1、图2分析导致焦虑的内在机制可能是______。
【答案】(1) 核糖体、内质网、高尔基体 翻译 3′
(2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(3)AC
(4)miRNA-16与SLC6A4基因的mRNA结合,抑制了5-HTT的合成;SLC6A4基因发生了甲基化,基因表达受阻,5-HTT合成减少,血清素回收减少,突触间隙血清素增加导致焦虑
【分析】转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以 mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【详解】(1)5-HTT是一种膜蛋白,首先在核糖体上合成,然后进入内质网进行初步加工,再由高尔基体进一步加工、分类和包装,最终通过囊泡运输到细胞膜发挥作用。③是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,为翻译,翻译是从mRNA的5'端开始,根据核糖体结合位置及多肽链长度判断,B处为mRNA的起始端,即5'端,A处为3′端。
(2)DNMT3基因表达可以形成DNMT3蛋白,DNMT3蛋白为甲基化转移酶,甲基化转移酶通过影响DNA甲基化水平,调控SLC6A4基因的表达,体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(3)A、图示DNA甲基化是在胞嘧啶上添加甲基基团,不改变碱基序列,A正确;
B、不良生活习惯(如吸烟、饮酒)会影响甲基化水平,B错误;
C、启动子甲基化会阻碍RNA聚合酶与之结合,抑制基因转录,C正确;
D、组蛋白甲基化通过改变染色质结构调控基因表达,D错误。
故选AC。
(4)由题意可知,5-HTT的主要功能是回收突触间隙的血清素,维持血清素的动态平衡,对人的情绪、焦虑、压力等方面有重要影响。分析图1,miRNA-16与SLC6A4基因的mRNA结合,抑制了5-HTT的合成,使5-HTT合成减少;分析图2,DNMT3蛋白使SLC6A4基因甲基化,SLC6A4基因表达受阻,5-HTT合成减少,血清素回收减少,突触间隙血清素增加导致焦虑。
69.2023年,科学家发现环境因素(如压力、营养)可通过表观遗传机制影响基因表达,甚至遗传给后代。下图是某种表观遗传的示意图。
(1)图中基因发生了_______修饰,基因的碱基序列保持不变,但_______发生可遗传的变化。
(2)若某基因启动子区域被高度甲基化,其表达水平通常会降低,原因可能是_______。
(3)去甲基化药物可能成为癌症治疗的策略之一。科学家比较正常细胞与癌细胞,发现后者的甲基化水平显著_______(填“升高”或“降低”),导致细胞分裂_______(填“失控”或“受抑制”)。
(4)科学家推测父代的高糖饮食通过精子的甲基化修饰影响后代性状(高肥胖风险)。请以小鼠为实验材料设计实验进行验证这一推测,写出实验思路(无需写出具体操作细节)。_______。
【答案】(1) 甲基化 基因的表达和表型
(2)阻碍RNA聚合酶与启动子的结合(抑制转录过程)
(3) 升高 失控
(4)将雄性小鼠随机分为2组,实验组喂高糖饮食,对照组喂正常饮食,一段时间后检测两组小鼠精子中相关基因的甲基化水平,与正常饮食的雌性小鼠交配后比较两组后代肥胖表型的比例
【分析】表观遗传指的是生物体的碱基序列不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传具有普遍性、可逆性等特点。
【详解】(1)如图所示,基因发生了甲基化修饰,属于表观遗传,碱基序列不变,基因的表达和表型发生了可遗传的变化。
(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,启动转录;启动子区域高度甲基化后,会阻碍RNA聚合酶与启动子结合,表达水平通常会降低。
(3)由题可知,去甲基化药物可能成为癌症治疗的策略之一,因此,与正常细胞相比,癌细胞甲基化水平显著升高,导致细胞分裂失控。
(4)该实验是要探究父代的高糖饮食是否会通过精子的甲基化修饰影响后代性状,自变量是父代有无高糖饮食,因变量为子代性状(高肥胖风险),实验思路为:将雄性小鼠随机分为2组,实验组喂高糖饮食,对照组喂正常饮食,一段时间后检测两组小鼠精子中相关基因的甲基化水平,与正常饮食的雌性小鼠交配后比较两组后代肥胖表型的比例。
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期中常考点必刷练
常考点1:豌豆做实验材料的优点
1.用豌豆做杂交实验的材料的优点有( )
A.自花传粉,闭花授粉
B.自然状态下是纯种
C.具有易于区分的相对性状
D.花小,难以做人工杂交实验
2.用豌豆做杂交实验的材料的优点有( )
A.异花传粉,自然状况下一般是杂种
B.花小,难以做人工杂交实验
C.具有多对易于区分的相对性状,能稳定地遗传给后代,便于统计和观察
D.豌豆种子保留在豆荚内,不易丢失,便于统计
常考点2:相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离概念
3.下列各组生物性状中,属于相对性状的是( )
A.豌豆子叶的黄色与绿色
B.果蝇的残翅与红眼
C.小麦抗倒伏与水稻早熟
D.人的黑发与卷发
4.某种昆虫的体色有灰色和黑色,由常染色体上的一对等位基因控制。某研究小组进行了如下实验:灰色×灰色→灰色:黑色=3:1;灰色×黑色→灰色:黑色=1:1。据此推断,显性性状是( )
A.灰色 B.黑色 C.无法确定 D.与性别相关
5.已知山羊毛色的黑色与白色为一对相对性状,受一对位于常染色体上的等位基因控制,如图所示为某养殖场工作人员记录某批山羊的毛色以研究其遗传规律。下列相关叙述错误的是( )
A.山羊毛色白色对黑色为显性
B.图中四只白色山羊都是杂合子
C.Ⅱ4和Ⅱ5再生一只白色公山羊的概率是3/8
D.Ⅱ4和Ⅱ5杂交,子代同时出现白色和黑色山羊的现象属于性状分离
常考点3:假说 — 演绎法
6.关于孟德尔的一对相对性状的杂交实验,有关叙述正确的是( )
A.纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,子一代会出现性状分离
B.实验运用了假说——演绎法
C.设计测交实验推导出后代性状分离比为1:1,这属于实验验证
D.“成对的遗传因子彼此分离”属于演绎推理
7.孟德尔运用了假说—演绎法发现了自由组合定律。下列叙述错误的是( )
A.“提出问题”建立在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上
B.“形成配子时,不成对的遗传因子自由组合”属于假说内容
C.“推测F1测交能产生数量比为1:1:1:1的四种后代”属于演绎内容
D.“F2中性状表现为4种,数量比为9:3:3:1”属于实验验证的内容
8.孟德尔利用假说-演绎法发现了遗传的基本规律。下列关于假说-演绎法的说法,错误的是( )
A.观察现象并发现问题是假说-演绎法的前提
B.生物的性状由遗传因子决定属于假说的内容
C.统计F1高茎豌豆与矮茎豌豆杂交后代的表型及比例,属于实验验证
D.孟德尔通过假说-演绎法证明F1高茎豌豆产生的雌雄配子的数量相同
常考点4:分离定律综合问题分析
9.自私基因是通过杀死不含该基因的配子来改变分离比的基因。若自私基因E在产生配子时,能杀死自身体内不含E基因的一半雄配子。某基因型为Ee的亲本植株自交获得F1,F1个体随机授粉获得F2。下列推测错误的是( )
A.亲本存活的雄配子中,E比例2/3
B.F1中基因型为EE的比例为1/2
C.F1存活的雄配子中,e比例1/3
D.F2中基因型为Ee个体的比例为17/36
10.水稻(2n=24)的花比较小,为两性花。经研究发现:水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为R、r,细胞质中雄性可育、不育基因分别为N、S,只有基因型S(rr)表现为雄性不育,其余均为雄性可育,子代质基因均来自母本。袁隆平提出“三系法”杂交水稻系统,即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系三个纯合品系来培养杂交水稻,过程如下图所示。恢复系与不育系杂交产生的杂交种育性正常且具有杂种优势。回答下列问题:
(1)培育杂交水稻时,选育雄性不育植株的目的是______。繁殖不育系时,不育系只能作______(填“父本”或“母本”)。
(2)根据题干信息,水稻细胞中与育性相关的基因型有______种。
(3)不育系与恢复系进行单行收获的原因是______。
(4)在三系法杂交育种中,选育恢复系非常关键。研究人员发现几株性状优良、纯度高但不含R基因的水稻植株X,现利用基因工程技术将两个R基因导入不同的植株X中来培育恢复系,为确定R基因导入的结果,研究人员的思路是将植株X作为亲本与不育系混合种植,单株收获不育系植株所结种子后,再种植并统计后代的育性情况及其数量比例,请依据上述思路完善结果分析:
①若后代雄性不育植株:雄性可育植株=1:1,则两个R导入到植株X的一条染色体上。
②若______,则说明两个R导入到植株X的一对同源染色体上。
③若后代雄性不育植株:雄性可育植株=1∶3,则说明两个R导入到植株X的非同源染色体上。
11.新疆紫草是一种中药材,其花为两性花。新疆紫草的抗病和感病是一对由遗传因子(B/b)控制的相对性状。研究人员用抗病紫草进行下列实验:
P:抗病紫草自交→F1:抗病紫草:感病紫草=2:1
回答下列问题:
(1)新疆紫草的抗病和感病这对相对性状中,______为隐性性状,判断依据是______。
(2)实验中自交后代抗病紫草:感病紫草为2:1,对此现象的解释,研究人员做出了两个假设:
假设一:遗传因子组成BB致死。若该假设成立,则抗病紫草的遗传因子组成有______种;F1中感病紫草与抗病紫草进行正反交实验得F2,F2的遗传因子组成及比例为______;F2中抗病紫草自交得F3,F3中感病紫草的比例为______。
假设二:亲本紫草产生的雌配子正常,但带有遗传因子B的花粉(雄配子)有一半致死。为对此假设进行验证,设计了两组实验:①F1的抗病紫草(♀)×感病紫草(♂);②F1的抗病紫草(♂)×感病紫草(♀)。若①中子代的性状表现及比例为______,②中子代的性状表现及比例为______,则证明假设正确。
12.已知兔子(2n=44)的毛色基因有3种等位基因类型,包括D、Dch、Dh分别控制棕色、灰色、白色。某小组进行了部分杂交实验,结果如下表所示。
杂交组合
亲代
子代
甲
棕色×棕色
棕色:灰色=2:1
乙
棕色×棕色
棕色:白色=2:1
丙
灰色×灰色
灰色
丁
棕色×灰色
棕色:浅灰色=1:1
回答下列问题:
(1)由结果可知,控制兔子毛色的等位基因的显隐性关系为________(基因间用“>”连接)。甲和乙组子代出现2:1比例的原因是________。
(2)丁组棕色个体的基因型为_______,浅灰色雌兔和浅灰色雄兔交配,理论上后代出现的表型及比例为________。浅灰色兔子与多只棕色兔子交配,最多可出现_______种毛色。
(3)现有多只棕色雄性兔子,可通过调查实验来确定其含有灰色基因还是白色基因。调查方法:调查每只棕色雄性兔子与___________的杂交后代。若调查某雄性兔子的子代兔子毛色除了棕色外只有白色,说明_________若调查某雄性兔子的子代兔子的毛色______,说明_______。
常考点5:9:3:3:1和1:1:1:1的变式类型及应用
13.香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢过程逐步合成蓝色中间产物和紫色色素,此过程是由B、b和D、d两对等位基因控制(见下图),两对基因不在同一对染色体上。其中具有紫色色素的植株开紫花,只具有蓝色中间产物的开蓝花,两者都没有的则开白花。下列叙述错误的是( )
基因B
↓
酶B
↓
基因D
↓
酶D
↓
前体物质
白色
━━━→
中间物质
蓝色
━━━→
紫色色素
紫色
A.只有香豌豆基因型为B_D_时,才能开紫花
B.基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间物质,所以开白花
C.基因型为BbDd的香豌豆自花传粉,后代表现型比例为9:3:4
D.基因型BbDd与bbdd测交,后代表现型的比例为1:1:1:1
14.某二倍体自花传粉植物,花色由独立遗传的两对等位基因控制,A_B_为紫花,A_bb为红花,aa_为白花。现用紫花植株自交,子代紫花:红花:白花=9:3:4。下列叙述错误的是( )
A.亲本紫花植株基因型为AaBb
B.白花中纯合子占1/2
C.子代红花自交后代不发生性状分离
D.该遗传体现基因互作
15.某种鸟类羽毛的颜色由等位基因B和b控制,有黑色、黄色两种颜色;等位基因R和r影响该鸟类的体色,两对基因均位于常染色体上。现有三组不同基因型的鸟类各若干只,甲黑色,乙黄色,丙黄色,研究者进行了如表所示的杂交实验,下列有关叙述错误的是( )
杂交亲本
子一代表现型及比例
子一代相互交配产生子二代的表现型及比例
甲×乙
只有黑色
黑色:黄色=3:1
乙×丙
只有黄色
黄色:黑色=13:3
A.基因型为BbRR的个体表现型应该为黑色
B.羽毛颜色的遗传符合自由组合定律
C.R基因会抑制B基因的表达
D.乙丙杂交子二代中,黄色个体中纯合子的比例应是3/13
16.有一种植物的花色受常染色体上独立遗传的两对等位基因控制,有色基因A对白色基因a为显性,基因I存在时抑制基因A的作用,使花色表现为白色,基因i不影响基因A和a的作用。现有3组杂交实验,流程及结果如下图。请回答下列问题:
组别
①
②
③
P
F1
F2
甲(有色)×乙(白色)
↓
有色
↓⊗
有色:白色
3∶1
甲(有色)×丙(白色)
↓
白色
↓⊗
白色∶有色
3∶1
乙(白色)×丙(白色)
↓
白色
↓
?
(1)在该种植物种群中,有色花植株的基因型有________种,白色花植株的基因型有________种。
(2)杂交实验①中,亲本甲和乙的基因型分别为________、________。F2有色花植株的基因型为____________。若F2中有色花植株自交,后代中白色花植株比例为________。
(3)杂交实验②中,F2白色花植物中纯合子的比例为________。若F2中白色花植株随机传粉,后代白色花植株中杂合子比例为________。
(4)杂交实验③中,F1白色花的基因型为________。其自交得到F2表型及比例是__________。
17.研究人员选择果皮黄绿色、果肉白色、果皮有覆纹的纯合甜瓜植株(甲)与果皮黄色、果肉橘红色、果皮无覆纹的纯合甜瓜植株(乙)杂交,F₁表现为果皮黄绿色、果肉橘红色、果皮有覆纹。F₁自交得F2,分别统计F2各对性状的表现及株数,结果如表所示。
甜瓜性状
果皮颜色(A,a)
果肉颜色(B,b)
果皮覆纹
F2的性状表现及株数
黄绿色482
黄色158
橘红色478
白色162
有覆纹361
无覆纹279
(1)据表中数据_____(填“能”或“不能”)判断出A和a、B和b这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,理由是_____。
(2)完善下列实验方案,验证果皮覆纹性状由两对等位基因控制,且两对等位基因自由组合。实验方案:让F₁与植株_____(填“甲”或“乙”)杂交,统计子代的表现型及比例。
预期结果:子代的表现型及比例为_____。
(3)若果皮颜色、覆纹两对性状的遗传遵循基因自由组合定律,则理论上F2中果皮黄色无覆纹甜瓜约有_____株。
常考点6:基因连锁与交换定律
18.某些生物的雌雄个体在产生配子时基因连锁类型不同,雌性个体产生配子时完全连锁,雄性个体部分初级精母细胞在形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的互换而发生互换。某昆虫减数分裂符合上述规律,该昆虫体色灰体(A)对黑体(a)为显性,其眼色红眼(B)对白眼(b)为显性。现有基因型为AaBb(如下图所示)的雌雄个体相互交配,若子代中灰体红眼:灰体白眼:黑体红眼:黑体白眼=29:1:1:9,则亲本在减数分裂时发生互换的精原细胞的比例为( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
19.已知AaBb个体自交,子代出现了4种表型,比例为51:24:24:1,推测原因最可能是( )
A.存在致死现象,某些表型个体全部或部分死亡
B.生物的表型受到了环境的影响
C.两对基因连锁遗传,未发生交叉互换
D.形成配子的比例是AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1
20.棉铃虫是严重危害棉花的一种害虫 科研工作者发现苏云金芽孢杆菌中的毒蛋白基因B和豇豆中的胰蛋白酶抑制剂基因D均可导致棉铃虫死亡。现将基因B和基因D同时导入棉花的一条染色体上获得抗虫棉。棉花的短果枝由基因A控制,研究者获得了多个基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株,AaBD植株自交得到F1(不考虑减数分裂时的互换)。下列说法正确的是( )
A.若F1表型比例为9:3:3:1,则果枝基因和抗虫基因分别位于两对同源染色体上
B.若F1中短果枝抗虫:长果枝不抗虫=3:1,则基因B、D与基因A位于同一条染色体上
C.若F1中短果枝抗虫:短果枝不抗虫:长果枝抗虫=2:1:1,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株产生配子的基因组成为A和aBD
D.若F1中长果枝不抗虫植株比例为1/16,则基因型为AaBD的短果枝抗虫棉植株产生配子的基因组成为AB、AD、aB、aD
21.大麦是二倍体植物,两性花,有芒(N)对无芒(n)、散穗(M)对密穗(m)为显性。纯种有芒散穗大麦与纯种无芒密穗大麦杂交得F1,F1与无芒密穗大麦进行杂交,得到F2,有芒散穗400株、无芒散穗100株、有芒密穗100株、无芒密穗400株,回答下列问题。
(1)为保证大麦杂交过程顺利进行,需要先对母本进行_____处理。为防止传粉昆虫对实验造成干扰,在完成杂交授粉后还需对_____(填“母本”或“父本”)进行_____处理。
(2)由实验结果分析,N/n和M/m两对基因不遵循自由组合定律,判断依据是:_____。
(3)已知因四分体时期染色单体互换,导致染色单体上的基因重组而新出现的配子称为重组型配子,重组率又称交换率是指重组型配子数占总配子数的百分率。F1形成配子时,N/n和M/m两对基因之间的重组率为_____。
(4)若F1进行自交,重组率不变的情况下,F2中杂合无芒散穗株占_____。
(5)已知两对基因之间重组率的大小与两对基因在染色体上的距离成正比,现测得大麦某一条染色体上的A、B、C、D这四个基因两两间的重组率:(A-B)22%、(B-D)2%、(B-C)7%(C-D)9%、(D-A)20%、(C-A)29%。据此推断,这四个基因在该染色体上的排列顺序,已知AB基因位点,请在下图中画出C、D基因的位置_____。
常考点7:同源染色体、联会、四分体
22.在“减数分裂模型的制作研究”活动中,先制作4个蓝色(2个5cm、2个8cm)和4个红色(2个5cm,2个8cm)的橡皮泥条,再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程,下列叙述错误的是( )
A.将4个5cm橡皮泥条按不同颜色扎在一起再并排,模拟1对同源染色体的配对
B.将2个8cm红色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体
C.模拟减数分裂Ⅰ后期时,细胞同一极的橡皮泥条颜色可以不同
D.模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
23.减数分裂和有丝分裂是真核细胞的两种重要分裂方式。下列关于减数分裂和有丝分裂的比较,错误的是( )
A.两者都在分裂前的间期进行DNA的复制
B.两者在前期都会有联会现象和四分体产生
C.减数分裂包含两次连续的细胞分裂,而有丝分裂只有一次
D.与亲代细胞相比,减数分裂完成后子细胞中染色体数目减半,而有丝分裂不变
24.下列关于某雌性哺乳动物卵原细胞(2n=24)减数分裂过程的叙述,错误的是( )
A.减数分裂过程中染色质DNA的复制仅进行1次
B.减数第一次分裂发生了同源染色体的联会
C.减数第二次分裂发生了同源染色体的分离
D.经减数分裂产生的卵细胞中染色体数为12
常考点8:减 Ⅰ、减 Ⅱ 各时期特征
25.雄性笨蝗是染色体组成为22+XO的二倍体动物,性染色体只有一条X。其部分染色体如图所示,染色体1和2是一对大小不等的特殊同源染色体。下列叙述正确的是( )
A.雄笨蝗减数分裂前期Ⅰ的细胞中含有12个四分体
B.因为同源染色体分离,雄笨蝗有丝分裂产生的子细胞只有1/2含X染色体
C.雄笨蝗细胞内的染色体数目可能为11、12、22、23、24、46
D.雄笨蝗减数分裂产生同时含X染色体和染色体1的精子的概率为1/8
26.某雄果蝇体细胞中的染色体组成及部分基因位置如图所示。某实验小组取其精巢制作装片,选择细胞观察染色体数目,并检测图示基因的分布情况。不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A.含有基因D和d的细胞中,应该有8条染色体
B.不含基因b的细胞中,应该只有1条Y染色体
C.基因型为BD、Bd、bD、bd的4个细胞可能来自同一精原细胞
D.含有16条染色体、4个染色体组的细胞处于有丝分裂末期
27.二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成如图所示,图中①②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。不考虑变异情况,下列叙述正确的是( )
A.一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,可存在于a与b中,但不存在于c与d中
B.在减数第一次分裂中期,同源染色体①与②排列在细胞中央的赤道板两侧
C.在减数第二次分裂后期,一个次级精母细胞中可能会同时存在X和Y染色体
D.若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在与其同时产生的另一个精子中
常考点9:有丝分裂 vs 减数分裂图像判断
28.若某生物(2n=4)的基因型为AaXBY,生殖器官中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞。如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.图甲为初级精母细胞,图乙处于有丝分裂后期
B.图甲、乙细胞中均有同源染色体
C.A与a的分离可发生在甲时期
D.正常情况下,乙细胞产生的子细胞基因型不相同
29.如图表示细胞分裂和受精作用过程中DNA含量和染色体数目的变化,据图分析以下结论正确的是( )
①0~a阶段为有丝分裂,a~b阶段为减数分裂
②L点→M点所示过程与细胞膜的流动性有关
③GH段和OP段,细胞中含有的染色体数相等
④MN段发生了核DNA含量的加倍
A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④
30.Ⅰ.下图1表示某动物(2n=4)生殖器官内正常的细胞分裂图,图2表示不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图。请回答下列问题。
(1)根据图1中的______细胞可以判断该动物的性别,乙细胞产生的子细胞可继续进行的分裂方式是______。
(2)图1中甲细胞的前一时期→甲细胞的过程对应于图2中的______(用罗马数字和箭头表示)。
(3)下图A是上图1丙细胞产生的一个生殖细胞,根据染色体的类型和数目,判断图B中可能与其一起产生的生殖细胞有______。
(4)一个完整细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又可划分为G1期、S期、G2期。利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR研究细胞周期,进行的部分实验如下:用含3H-TdR培养某动物细胞,经X小时后获得细胞群甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR培养液继续培养得到细胞群乙。实验测得该细胞的细胞周期时长如表所示,单位为h。
细胞周期总长
G1期
S期
G2期
M期
18
4.1
8.9
2.8
2.2
①使用DNA合成阻断剂,会使处于______(填“M”“G1”“S”或“G2”)期的细胞立刻被抑制。
②细胞群甲转换至不含3H-TdR培养液培养时间的要求是______,然后再转入含3H-TdR培养液中培养足够长时间,从而使细胞同步在______。
31.图甲表示某二倍体动物(2n=10)某器官内细胞分裂示意图,图乙表示该动物细胞分裂过程中某物质或结构的数量变化部分曲线。回答下列问题:
(1)该动物的性别为______,图甲中属于有丝分裂过程的有______(填序号)。细胞④的名称是______,染色体数为______条。
(2)若图乙表示减数分裂Ⅱ产生子细胞的过程,则图乙曲线表示______的数量变化,m的数值为______,bc段形成的原因是______。
(3)若细胞①着丝粒分裂异常,导致一对姐妹染色单体提前分离,分开的染色体会随机移向细胞的某一极,则形成的一个子细胞中染色体数目可能为______条。
(4)若细胞②中一对同源染色体未分离,随机移向细胞的某一极,则该细胞形成的一个成熟生殖细胞中染色体数目可能为______条。
32.下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像,请据图回答:
(1)图1中AB段形成的原因是___________,该过程发生于细胞分裂的___________期,图1中CD段形成的原因是___________。
(2)图2中___________号细胞处于图1中的BC段,图2中___________号细胞处于图1中的DE段。
(3)就图2分析可知,2号细胞含有___________条染色单体,有___________个DNA,有___________对同源染色体。该细胞处于___________期,其产生的子细胞名称为___________。
(4)正常情况下等位基因不可能存在于图2中___________号,等位基因指___________。
常考点10:减数分裂异常情况分析
33.动粒是真核细胞中位于着丝粒两侧、成对存在的蛋白复合体,是纺锤丝(星射线)的结合位点,如图1所示。已知动粒蛋白因子MEIKIN缺失的个体不能形成可育配子,为探究其机制,研究人员利用正常雄鼠和MEIKIN缺失雄鼠(均2n=40)进行实验,分别对两者减数分裂Ⅰ中期相同时刻成对动粒之间的平均距离、不同分裂时刻距离赤道板>3μm的染色体数进行测定,结果如图2、图3所示。下列说法错误的是( )
A.真核细胞中,动粒蛋白与纺锤丝(星射线)的结合发生在分裂前期
B.图2中,MEIKIN缺失鼠初级精母细胞核DNA和染色体数可能分别为80、60
C.图3中,M时期为MⅡ,MEIKIN缺失鼠的着丝粒整齐排列在赤道板上
D.图3中,进行重复实验可以避免偶然因素的影响,保证实验结果的可靠性
34.图为显微镜下二倍体细叶百合(2n=24)花粉母细胞减数分裂各时期的图像。下列相关叙述正确的是( )
A.图B、C和D细胞中染色体数相同,且都具有姐妹染色单体和四分体
B.图D和图G所示的细胞分裂过程中均可能发生等位基因的分离
C.图F细胞的染色体数目及同源染色体的对数相对于图C细胞均减半
D.减数分裂过程中若某对同源染色体未分离,则图H细胞中有1/2细胞异常
35.某雌性个体表现为XX/XXX性嵌合体(体内部分细胞为XX核型,部分细胞为XXX核型),该个体发育过程中无明显外界环境干扰,只有一条X染色体的细胞无法正常发育。其性嵌合体的形成最可能与下列哪种细胞分裂异常相关( )
A.亲代雌性减数分裂Ⅰ时,两条X染色体未分离
B.亲代雌性减数分裂Ⅱ时,一条X染色体的姐妹染色单体未分离
C.该个体早期胚胎卵裂期,某细胞有丝分裂时某条X染色体的姐妹染色单体未分离
D.形成该个体的受精卵减数分裂过程中,联会的两条X染色体未分离
36.图甲是小鼠(基因型为AaXBY)在减数分裂过程中不同时期的细胞示意图(只显示部分染色体)。图乙表示不同减数分裂时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。回答下列问题:
(1)图甲中细胞①的名称是_______。图甲中可能发生染色体互换的是细胞_______(填序号)所在的时期。
(2)图甲中的细胞③所在的时期对应图乙中的_______(填序号)时期。图乙各时期的排序是_______(用序号和箭头表示)。图乙中出现核DNA数目由4N→2N的变化原因是_______。
(3)若该小鼠经过减数分裂最终形成一个基因型为 aaXB的配子,则原因可能是________(答出1点)。
37.研究人员对某基因型为AaBb的紫贻贝细胞分裂过程进行了观察分析。图1为该紫贻贝细胞分裂过程示意图(仅表示部分染色体),图2表示不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的柱形图。回答下列问题:
(1)图1中丙细胞的名称是______;图2中b代表的是______;甲细胞属于图2中时期______的细胞。
(2)若图2中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ属于同一次减数分裂,则出现的先后顺序是______。
(3)图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有______。
(4)若该紫贻贝为雄性,减数分裂时产生了一个aBB的精子,与其来自同一个次级精母细胞的精子的基因型为______,导致这种现象产生的原因是______。
(5)利用该紫贻贝进行快速育种过程中,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑突变,获得的二倍体一定是纯合子的是______。
常考点11:伴性遗传的遗传规律及应用
38.果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅,下列叙述错误的是( )
A.亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B.雌、雄亲本产生含BXr配子的比例都是1/4
C.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
D.F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
39.光泽小眼突变体是家蚕(ZW型)中的染色体单基因隐性突变品种之一。研究者取一正常眼家蚕与该突变体雌蚕作亲本杂交获得,再取正常眼雄性个体与亲本突变体回交获得,统计和均为正常眼∶光泽小眼=1∶1。下列说法错误的是( )
A.家蚕正常眼基因与光泽小眼基因的本质区别是碱基对的序列不同
B.依据提供的杂交组合及数据不能确定该突变基因仅位于Z染色体上
C.若将正常眼雌雄个体相互交配,则子代中正常眼∶光泽小眼=3∶1
D.若突变体雌性家蚕减数分裂中发生染色体互换,则表型比例将发生变化
40.果蝇(2n=8)翅膀的有、无分别受基因B/b控制,翅形受基因D/d控制。基因h纯合时,对雄性个体无影响,但会使雌性个体反转成不育雄性;基因H对性别无影响。某实验室利用果蝇进行交配实验,实验设计及结果如表所示,其中父本、母本各为1只,F1自由交配得到F2,子代数量足够多。不考虑X、Y染色体的同源区段,回答下列问题:
P
长翅雌果蝇×无翅雄果蝇
F1
长翅雌果蝇:长翅雄果蝇:残翅雄果蝇=2:1:1
F2
长翅雌果蝇:无翅雌果蝇:长翅雄果蝇:残翅雄果蝇:无翅雄果蝇=21:7:18:9:9
(1)通过F1的表型及比例,是否能判断基因B/b和D/d的遗传遵循自由组合定律?________(填“是”或“否”),判断依据是________。
(2)长翅对残翅为________(填“显”或“隐”)性,亲本的基因型分别为________(考虑3对基因)。
(3)现将基因H、h共有的特异DNA片段制备成带有荧光标记的基因探针,取F2中雄性个体的精巢,用该探针与精巢细胞中的相应基因进行结合,从而出现荧光标记点。若观察到某细胞中出现两个荧光标记点,则是否可以判断该细胞所属的雄性个体不育?________(填“是”或“否”),原因是________(只考虑基因H、h)。
41.研究人员发现了一种新的亮红眼突变型果蝇,为探究亮红眼基因突变体的形成机制,设计了一系列实验。
(1)亮红眼突变型果蝇与野生型果蝇进行_______实验后,F1均为野生型,F2野生型与亮红眼表现型比为3:1,亮红眼果蝇雌雄个体数相当,说明亮红眼是一种位于_______染色体上的隐性突变性状。
(2)红眼突变型果蝇还有朱红眼、朱砂眼和猩红眼等类型,朱红眼(a)、朱砂眼(b)和猩红眼(d)三个基因分别位于2号、X和3号染色体上,为探究亮红眼突变基因(用字母E或e表示)与上述三种基因的关系,以四种突变型果蝇为亲本进行杂交实验,结果如表所示。
杂交后代
亮红眼♂×朱红眼♀
亮红眼♂×朱砂眼♀
亮红眼♂×猩红眼♀
野生型
突变型
野生型
突变型
野生型
突变型
F1
57♂:66♀
0
77
63
0
1147♂:110♀
F2
116♂:118♀
90♂:92♀
75♂:79♀
110♂:109♀
0
227♂:272♀
①亮红眼与朱红眼果蝇杂交,F2性状分离比接近于9:7,可知控制亮红眼与朱红眼的基因位于_______对同源染色体上,遵循______定律。
②亮红眼与朱砂眼果蝇杂交,F1雄果蝇的基因型为__________。
③亮红眼与猩红眼果蝇杂交,F1、F2果蝇中没有出现野生型,则可以推测亮红眼基因与猩红眼基因的关系是_________。
(3)果蝇的黑檀体基因是3号染色体上的隐性基因,减数分裂时,雄果蝇染色体不发生交叉互换,雌果蝇发生.为确定亮红眼基因位于3号染色体上,用纯合的亮红眼果蝇与纯合的黑檀体果蝇杂交产生F1,再将___________________,若实验结果为_______=1:1,说明亮红眼基因位于3号染色体上。
(4)果蝇的眼色与色素合成细胞产生的眼黄素有关,眼黄素由色氨酸经过酶促反应合成.研究发现亮红眼果蝇眼睛中眼黄素显著偏低,而色氨酸酶促反应途径没有受到影响.由此推测,亮红眼基因与色氨酸____________________________有关。
常考点12:基因在染色体上位置的判定方法问题
42.某种鸟类(ZW型的)羽毛中,金色(Y)对银色(y)为显性,有斑点(R)对无斑点(r)为显性,其中一对等位基因位于Z染色体上。现将一只金色有斑点个体与一只银色有斑点个体杂交,F1雄性中约1/8为银色无斑点,下列判断正确的是( )
A.亲本金色有斑点为母本
B.位于Z染色体的基因为R/r
C.F1雄性个体中表现为金色有斑点的纯合子占1/6
D.母本产生的配子中含r且含y的配子比例为1/4
43.已知果蝇的翅型和眼色分别由等位基因A/a和B/b控制(不考虑X和Y染色体的同源区段)。现有多只基因型相同的雌果蝇与多只基因型相同的雄果蝇自由交配得到F1,F1的表型及比例如下表所示。下列说法正确的是( )
表型
长翅红眼
长翅白眼
残翅红眼
残翅白眼
雌蝇(只)
151
0
52
0
雄蝇(只)
77
75
25
26
A.控制果蝇翅型和眼色的基因分别位于X染色体和常染色体上
B.亲本中雌果蝇的基因型为AaXBXB
C.将F1长翅红眼雌果蝇进行测交,F2中纯合子所占比例为5/24
D.F1长翅红眼雄果蝇基因型有2种,其中杂合子占1/2
常考点13:遗传系谱图中遗传方式的判定及应用
44.某遗传病存在甲和乙两种致病类型,其中基因A、a控制甲型,基因B、b控制乙型。图1是该病的家系图,图2是该家系部分成员相关基因的电泳图(条带①~④表示不同基因)。已知II4只患乙型病。下列说法错误的是( )
A.条带①③分别表示基因A和B
B.Ⅱ2和Ⅱ5基因型相同,Ⅱ2与Ⅱ3基因型相同的概率为1/2
C.Ⅲ4同时携带a和b基因的概率为1/3
D.Ⅱ1和Ⅱ2再生育一个患病儿子的概率是5/16
45.下图是人类甲病(A、a)和乙病(B、b)的遗传系谱图,两病中只有一种病是伴性遗传方式,个体3只携带一种致病基因。下列叙述正确的是( )
A.根据系谱图推断,甲病是伴性遗传,且致病基因是隐性
B.个体5的基因型是AaXBXb,产生aXb的卵细胞概率为1/4
C.个体7的甲病的致病基因只来自个体1
D.个体10同时患甲、乙两种病的概率是1/24
46.图甲为某种单基因遗传病的系谱图,相关基因用A、a表示(A/a不位于X、Y同源区段),图乙为人类性染色体的结构示意图。已知双胞胎一般情况下分为同卵双胞胎和异卵双胞胎,同卵双胞胎是由一个受精卵分裂形成的,异卵双胞胎直接由两个受精卵形成。请据图回答下列问题:
(1)图甲中遗传病的遗传方式为_______。关于该病,图甲女性中基因一定相同的个体有_______。
(2)Ⅲ-7与Ⅲ-8为双胞胎,能否根据图甲中二者的表现型判断其是同卵双胞胎还是异卵双胞胎?_______(选填“能”或“不能”),理由是_______。
(3)图乙中,红绿色盲基因所在位置是_______(填序号)区段,该病在男性中的发病率_______(选填“大于”“小于”或“等于”)在女性中的发病率。已知Ⅱ-3为红绿色盲基因的携带者;Ⅱ-4不患红绿色盲。若Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个女儿,成年后与健康男性婚配后,所生后代患一种病的概率为_______。
47.如图为某种遗传病的系谱图,已知Ⅱ﹣1含有d基因,Ⅱ﹣2的基因型为AaXDY,Ⅱ﹣3与Ⅱ﹣4的后代男孩均患病、女孩均正常,在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,回答下列问题:
(1)Ⅱ﹣2的D基因来自双亲中的____________。Ⅱ﹣2的一个精原细胞减数分裂可产生____________种基因型的配子.
(2)Ⅱ﹣3的基因型为____ ,Ⅱ﹣4的基因型为____________。
(3)Ⅲ﹣1与Ⅲ﹣2婚配,后代患病的概率是____________。Ⅲ﹣3与一正常男性结婚,生育患该病孩子的概率_________(填“高于”、“等于”或“低于”)群体发病率。
常考点14:肺炎双球菌转化和噬菌体侵染实验
48.下图是用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程,A代表噬菌体侵染细菌、B代表噬菌体空壳、C代表大肠杆菌。下列有关叙述正确的是( )
A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,培养液中需含32P的无机盐
B.噬菌体侵染大肠杆菌的过程中搅拌的目的是使噬菌体的DNA与蛋白质分开
C.上述用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验可以证明DNA是噬菌体的遗传物质
D.延长保温时间会提高噬菌体侵染细菌的成功率,也会使上清液中放射性的比例升高
49.下列有关DNA是主要的遗传物质的相关实验叙述,正确的是( )
A.格里菲斯的实验直接证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里等人通过放射性标记证明蛋白质不是遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验的关键在于观察DNA能否引起菌株转化
D.从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草叶片感染病毒
50.图1是T2噬菌体DNA片段的平面结构示意图,图2所示的是赫尔希和蔡斯实验的部分过程。请据图回答下列问题。
(1)图1中4的名称是_______,赫尔希和蔡斯实验中,同位素标记的是图中__________(填序号)位置。
(2)T2噬菌体的遗传物质与新冠病毒相比,特有的化学组成是_______(填中文名称)。子代T2噬菌体的外壳是在_______上(填细胞器名称)合成的。
(3)图2实验中,搅拌的目的是_______,若经离心处理后,实验结果出现较大误差:上清液出现了较高的放射性,请分析该现象出现的可能原因有(从培养时间过短和过长两方面说明)_______。
(4)由图2实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是_______(填“35S”或“32P”),图2实验_______(填“能”或“不能”)证明DNA是遗传物质。
(5)在35S组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系是_______
(6)一个DNA双链均被32P标记的噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。含32P与含31P的子代噬菌体的比例为_______。
(7)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质,原因是_______。
51.按照图示1→2→3→4进行实验,本实验验证了朊病毒是蛋白质(几乎不含P元素)侵染因子,它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物,题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题:
(1)本实验采用的方法是________,先在1培养标记牛脑组织细胞,再在2培养标记朊病毒,采用此操作顺序的主要依据是________。
(2)从理论上讲,离心后上清液中_______(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,出现上述结果的原因是________。
(3)如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,检测放射性应主要位于________中,原因是________。
(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是:一般病毒入侵细胞是向宿主细胞提供________(物质)。
常考点15:DNA 双螺旋结构特点
52.某双链DNA分子,G和C总和为1500,占碱基总数的60%。下列叙述正确的是( )
A.该DNA分子含有2500个游离的磷酸
B.该DNA分子含有4998个磷酸二酯键
C.该DNA分子含有3250个氢键
D.若一条链中G占30%,则另一条链中A占20%
53.某双链DNA分子中,若鸟嘌呤占全部碱基的比例为20%,则腺嘌呤占全部碱基的比例为( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
54.在含有4种碱基的DNA区段中,鸟嘌呤有a个,占该区段全部碱基的比例为b,则( )
A.b<0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个
D.胸腺嘧啶为b(1/2a-1)个
常考点16:DNA 半保留复制
55.如图是人体细胞中某DNA片段结构示意图。有关叙述正确的是( )
A.图中M可表示鸟嘌呤或胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
B.图中N处的化学键可被解旋酶和DNA酶催化水解
C.图中A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径
D.该DNA片段经相关酶彻底水解后可形成三种小分子
56.DNA复制时,一条子链的合成是连续的,称为前导链;另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段,最后连成一条完整的长链),称为后随链。下列叙述错误的是( )
A.图中新合成的前导链和后随链之间可以通过氢键形成一个新的DNA分子
B.前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基的数目
C.根据新合成子链的延伸方向,可判断图中b和c处是模板链的3'端
D.图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶所催化合成的新链来填补
57.将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈双链环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,错误的是( )
A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1:3
B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循基因分离定律
C.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链数为2n+1-2
D.复制n次一共需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2
58.下图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解,请据图探讨相关问题:
(1)图1是构成DNA的基本单位,与RNA的基本单位相比,它特有的成分是________。
(2)图2中催化磷酸二酯键形成的酶是________。图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链,如果DNA耐高温的能力越强,则________(选填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。
(3)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异,请结合图5和有关RNA的结构说明其原因:________。
(4)图4一条链中相邻两个碱基连接的结构是________。减数分裂中,每个DNA复制后形成的两个子代DNA互相分离的时期是________。
(5)若该DNA分子中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为________;若该DNA分子共有含氮碱基1600个,其中一条单链上(A+T):(C+G)=3:5,则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是________个。
(6)将某雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后,置于不含32P的培养基中培养,若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程,则含有32P的子细胞数为________个;若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程,则含有32P的子细胞数为________个。
常考点17:转录和翻译
59.脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育,若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。BDNF基因的表达及调控过程如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.①过程中RNA聚合酶会与启动子结合,以启动转录
B.②过程中,核糖体沿着mRNA的5'端向3'端移动
C.miRNA与BDNF基因转录的mRNA的碱基序列相同
D.过程④miRNA与mRNA结合后抑制了翻译的进行
60.条锈菌病毒PsV5是一种正义单链RNA病毒,其基因组中存在特殊的“双向”编码现象,即正义RNA可指导RNA聚合酶的合成,与正义RNA链碱基互补的反义RNA链可指导另一种蛋白质的合成。下列叙述错误的是( )
A.PsV5的基因组彻底水解后可得到6种小分子物质
B.PsV5的基因组复制一次消耗的嘧啶碱基和嘌呤碱基数目相等
C.反义RNA链在指导蛋白质合成时,核糖体沿其3'端向5'端移动
D.反义RNA链指导的蛋白质合成可能发生在RNA聚合酶合成之后
61.翻译过程中,氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰-tRNA(如图1);氨酰-tRNA与核糖体结合的情况如图2所示,其中色氨酸的氨基端和天冬氨酸的羧基端将脱水缩合形成肽键。下列叙述正确的是( )
A.图1中氨酰-tRNA中含氢键和磷酸二酯键
B.图2过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与
C.肽链的延伸过程为游离的氨基酸加在肽链的游离羧基端
D.图2中核糖体在mRNA上移动方向是从右往左
62.2024年诺贝尔生理学或医学奖颁给维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆,以表彰他们“发现miRNA及其在转录后基因调控中的作用”。miRNA是一类短小的非编码RNA,它们不指导蛋白质的合成,但会影响其他基因的表达。下图是miR-223(呈链状)、HRCR(呈环状)对凋亡抑制基因ARC的调控机制。请回答下列问题:
(1)过程①需要_________酶,该酶的作用是_________。
(2)过程②左边为mRNA的_________(3’或5’)端,该过程除mRNA外,至少还需要两种RNA参与,这两种RNA分别是_________。进行②过程时,如果tRNA上的反密码子序列为3’-UAC-5’则合成与之对应密码子的基因模板链上的碱基序列为_________(要求:标注3’和5’)
(3)当心肌细胞严重缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达产生过多的miR-223,_________(填“促进”或“抑制”)心肌细胞凋亡;然后心肌细胞恢复充足供氧时,细胞会快速产生大量HRCR。据图分析,产生大量HRCR的目的是_________。
(4)近年来,针对分子靶点或通路的药物,已经成为肿瘤治疗的关键,肿瘤细胞中会产生一些正常细胞没有的蛋白质,根据以上信息提出一条靶点治疗癌症的思路_________。
63.心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中的特异性表达能抑制其凋亡,维持心肌细胞正常数量,细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA,再经过加工产生许多非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。结合下图回答下列问题:
(1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是_____。过程①中,将DNA双螺旋解开的酶是_____。
(2)过程②中,模板的右侧是_____(3'或5')端,该过程除mRNA外,还需要tRNA的参与,其作用是_______。
(3)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。由图可知,miR—223会抑制了ARC基因表达的_____过程。
(4)据图分析,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,原因是_____。
常考点18:表观遗传
64.红耳龟的受精卵在温度低于28℃时,孵化为雄性;在高于31℃时,孵化为雌性。研究发现温度通过影响KDM6B酶基因的表达影响性别分化,其分子机制如图所示。下列说法正确的是( )
A.Dmrt1基因甲基化后,直接影响了翻译过程,属于表观遗传
B.Dmrt1基因甲基化修饰导致基因的碱基排列顺序发生改变
C.26℃时给受精卵注入KDM6B酶抑制剂,红耳龟将发育成雌性
D.环境温度通过影响酶的空间结构来决定红耳龟的性别
65.染色质的主要成分是DNA和组蛋白,如图表示染色质的组蛋白发生乙酰化和去乙酰化的局部图,组蛋白乙酰化可使染色质由凝集状态变成松散状态,去乙酰化则相反。下列关于染色质组蛋白乙酰化和去乙酰化的叙述,正确的是( )
A.组蛋白乙酰化改变了DNA碱基序列和双螺旋结构
B.组蛋白发生乙酰化修饰引起的变化可以遗传给后代
C.组蛋白去乙酰化可促进基因转录进而影响基因表达
D.细胞由分裂间期进入分裂期组蛋白大量发生乙酰化
66.DNA甲基化发生于DNA的CG序列密集区。发生甲基化后,该段DNA和甲基化DNA结合蛋白相结合,DNA链发生高度紧密排列,无法与RNA聚合酶结合,所以这段DNA的基因就无法得到表达。下列相关说法错误的是( )
A.DNA甲基化的修饰可遗传给后代
B.柳穿鱼的Lcyc基因高度甲基化导致Lcyc基因不表达
C.基因碱基序列的甲基化程度越高,基因表达受到的抑制作用越明显
D.DNA甲基化后,基因的碱基序列发生改变
67.下图是非人类灵长目动物如黑猩猩的胚胎发育到第44天和第88天时ε-珠蛋白基因和γ-珠蛋白基因的表达情况。下列叙述正确的是( )
A.黑猩猩的基因表达和表型发生变化的现象,属于表观遗传
B.启动子甲基化水平增加,导致相关ε-珠蛋白基因表达水平下降
C.黑猩猩胚胎发育出现基因甲基化可逆现象,甲基化不会改变体细胞中DNA的碱基序列
D.γ-珠蛋白基因转录时,需要解旋酶,而且边解旋边转录
68.血清素转运体基因(SLC6A4)是在人类细胞中表达的一种重要基因,编码血清素转运体蛋白(5-HTT),其主要功能是回收突触间隙的血清素,维持血清素的动态平衡,对人的情绪、焦虑、压力等方面有重要影响。研究表明,焦虑症与SLC6A4基因表达异常,突触间隙血清素含量增加有关。图1为 SLC6A4 基因表达及调控过程,图2为DNA 甲基化示意图。
(1)5-HTT从合成部位到作用部位依次经过的细胞器是______。图1中③过程是______,A 处是 mRNA 的______端。
(2)图2体现基因表达产物与性状的关系是______。
(3)DNMT3蛋白是一种甲基化转移酶,下列与甲基化相关叙述正确的是______。
A.DNA 甲基化不会改变碱基序列
B.不良生活习惯对DNA 甲基化水平无影响
C.发生甲基化后的启动子可能无法与 RNA 聚合酶结合
D.组蛋白的甲基化不影响基因的表达
(4)某个体近期表现出明显的焦虑症,请结合图1、图2分析导致焦虑的内在机制可能是______。
69.2023年,科学家发现环境因素(如压力、营养)可通过表观遗传机制影响基因表达,甚至遗传给后代。下图是某种表观遗传的示意图。
(1)图中基因发生了_______修饰,基因的碱基序列保持不变,但_______发生可遗传的变化。
(2)若某基因启动子区域被高度甲基化,其表达水平通常会降低,原因可能是_______。
(3)去甲基化药物可能成为癌症治疗的策略之一。科学家比较正常细胞与癌细胞,发现后者的甲基化水平显著_______(填“升高”或“降低”),导致细胞分裂_______(填“失控”或“受抑制”)。
(4)科学家推测父代的高糖饮食通过精子的甲基化修饰影响后代性状(高肥胖风险)。请以小鼠为实验材料设计实验进行验证这一推测,写出实验思路(无需写出具体操作细节)。_______。
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期中常考点必刷练
1.ABC
2.CD
3.A
4.A
5.B
6.B
7.D
8.D
9.B
10.(1) 省去人工去雄(降低人工成本) 母本
(2)6
(3)单行收获可分别获得恢复系和杂交种
(4)后代植株均为雄性可育植株
11.(1) 感病 抗病紫草自交子代发生了性状分离
(2) 1 假设一:Bb:bb=1:1 1/3 抗病紫草:感病紫草=5:3 抗病紫草:感病紫草=5:6
12.(1) D>Dch、D>Dh 基因型DD的个体纯合致死
(2) DDh 灰:浅灰:白=1:2:1 4
(3) 多只白色雌性兔子 该棕色雄性兔子含有白色基因 除了棕色外只有浅灰色 该棕色雄性兔子含有灰色基因
13.D
14.C
15.A
16.(1) 2/二 7/七
(2) AAii aaii AAii、Aaii 1/6
(3) 1/3 1/2
(4) AaIi 白色花:有色花=13:3
17.(1) 不能 F2的每对相对性状是单独统计的,没有对两对性状组合类型的数据进行统计。
(2) 乙 有覆纹︰无覆纹=1︰3
(3)70
18.A
19.D
20.ABC
21.(1) 去雄 母本 套袋
(2)F1测交实验中,F2中有芒散穗、无芒散穗、有芒密穗、无芒密穗的数量比并不接近1:1:1:1,所以不遵循自由组合定律
(3)20%(1/5)
(4)8%(2/25)
(5)
22.A
23.B
24.C
25.C
26.C
27.AB
28.D
29.B
30.(1) 丙 有丝分裂(或有丝分裂和减数分裂)
(2)Ⅳ→Ⅲ
(3)①③
(4) S 大于8.9h,小于9.1h; G1/S 期交界处
31.(1) 雌性 ①③ (第一)极体 10
(2) 染色单体 10 着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
(3)9或10或11
(4)4或6
32.(1) DNA复制(或染色体复制) 间/S 着丝粒一分为二
(2) 2、3 1
(3) 8/八 8/八 2/二/两 减数第一次分裂后 次级卵母细胞和第一极体
(4) 3 位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因
33.C
34.B
35.C
36.(1) 初级精母细胞 ②
(2) Ⅱ Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ 同源染色体分离后分别进入两个子细胞,使得每个次级精母细胞只获得初级精母细胞中核DNA的一半
(3)减数分裂Ⅱ后期,基因a所在的姐妹染色单体(或染色体)未分离,移向了细胞同一极
37.(1) 初级精母细胞 染色单体 Ⅲ
(2)Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅴ
(3)Ⅰ、Ⅱ
(4) a 减数分裂Ⅱ后期含B的两条姐妹染色单体分开后移向了同一极
(5)③
38.D
39.D
40.(1) 否 F1中的翅形出现了伴性遗传现象,说明基因B/b和D/d中至少有一对等位基因位于X染色体上。假设基因D/d位于X染色体上,则基因B/b无论位于常染色体上,还是位于X染色体上,均会出现表中F1的实验结果(合理即可)
(2) 显 BBXDHXdh、bbXDHY(顺序不做要求)
(3) 否 F2中雄性个体的基因型为XHY、XhY、XhXh,前两者为可育,后者为不育,前两者在减数分裂时,由于DNA的复制,细胞中也可以出现两个荧光标记点(合理即可)
41.(1) 正交和反交 常
(2) 两 基因的自由组合 EeXbY e基因是d的等位基因
(3) F1作为父本进行测交 亮红眼:黑檀体
(4)进入色素合成细胞
42.D
43.C
44.BC
45.AC
46.(1) 常染色体显性遗传 Ⅱ-3、Ⅱ-5、Ⅲ-7、Ⅲ-8和Ⅲ-9
(2) 不能 无论二者是同卵双胞胎还是异卵双胞胎,其表现型均存在相同的情况
(3) Ⅱ 大于 5/16
47.(1) Ⅰ﹣2 2
(2) AAXdXd aaXDY
(3) 5/8 高于
48.D
49.D
50.(1) 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 1
(2) 脱氧核糖、胸腺嘧啶(T) (大肠杆菌的)核糖体
(3) 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来
(4) 32P 不能
(5)④
(6)1:50
(7)DNA和蛋白质均有C元素
51.(1) 同位素标记法 朊病毒无细胞结构,必需寄生于活细胞中
(2) 几乎不能 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质,所以几乎不含P元素,所以上清液和沉淀物中都几乎不能检测到32P
(3) 沉淀物 大量35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞,少量朊病毒不能侵染成功
(4)核酸
52.C
53.B
54.A
55.C
56.A
57.ABD
58.(1)脱氧核糖和胸腺嘧啶(T)
(2) DNA聚合酶 G-C
(3)DNA双螺旋结构较RNA单链结构更稳定
(4) 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 减数分裂Ⅱ后期
(5) 7% 900
(6) 4/四 2、3或4
59.C
60.C
61.ABC
62.(1) RNA聚合酶 识别并结合基因的启动子,使双链解开,催化与模板链配对游离的核糖核苷酸连接成RNA
(2) 5’ tRNA、rRNA 3’-TAC-5’
(3) 促进 与 miR-223 结合,减少miR-223 与ARC基因转录的mRNA结合,从而合成较多的凋亡抑制因子,抑制细胞凋亡
(4)利用RNA干扰(如设计与肿瘤细胞特异蛋白mRNA互补的miRNA),特异性降低或阻断该蛋白质的合成,从而抑制肿瘤细胞生长
63.(1) 脱氧核苷酸的排列顺序 RNA聚合酶
(2) 3' 识别mRNA上的密码子并转运氨基酸
(3)翻译
(4)HRCR可竞争性结合miR-223 防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加,从而抑制心肌细胞的死亡
64.C
65.B
66.D
67.ABC
68.(1) 核糖体、内质网、高尔基体 翻译 3′
(2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(3)AC
(4)miRNA-16与SLC6A4基因的mRNA结合,抑制了5-HTT的合成;SLC6A4基因发生了甲基化,基因表达受阻,5-HTT合成减少,血清素回收减少,突触间隙血清素增加导致焦虑
69.(1) 甲基化 基因的表达和表型
(2)阻碍RNA聚合酶与启动子的结合(抑制转录过程)
(3) 升高 失控
(4)将雄性小鼠随机分为2组,实验组喂高糖饮食,对照组喂正常饮食,一段时间后检测两组小鼠精子中相关基因的甲基化水平,与正常饮食的雌性小鼠交配后比较两组后代肥胖表型的比例
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