内容正文:
高一生物
(75分钟;100分)
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. 下列有关生物科学史上一些重要探究活动的叙述,正确的是( )
A. 欧文顿基于实验研究作出了细胞膜是由磷脂组成的推测
B. 富兰克林根据DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋状
C. 萨顿等人基于性状与性别的关联实验证明了基因在染色体上
D. 孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了两大遗传定律
【答案】D
【解析】
【详解】A、欧文顿在1895年进行了一系列实验,使用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验,他发现能够溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,他基于实验研究作出了细胞膜是由脂质组成的推测,但没有提出细胞膜是由磷脂组成的,A错误;
B、沃森和克里克根据DNA衍射图谱中的相关数据,推算出DNA呈螺旋状,B错误;
C、摩尔根等人把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来,证明了基因在染色体上,C错误;
D、孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了性状分离比,总结出了遗传学两大定律,D正确。
2. 用32P或14C标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短暂保温,再进行搅拌、离心后检测放射性元素的分布情况。下列相关分析正确的是( )
A. 32P标记组,沉淀物中放射性明显低于上清液
B. 14C标记组,沉淀物和上清液中放射性均较高
C. 32P标记组,32P存在于所有子代噬菌体的DNA中
D. 14C标记组,14C存在于子代噬菌体的DNA和蛋白质中
【答案】B
【解析】
【详解】AC、32P标记组只标记了DNA分子,在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,只有DNA分子进入大肠杆菌作为模板进行半保留复制,所以32P只存在于部分子代噬菌体的DNA中,故沉淀物中放射性明显高于上清液,A、C错误;
BD、14C标记组同时标记了DNA和蛋白质,故沉淀物和上清液中放射性均较高,但由于侵染时只有噬菌体的DNA进入细菌内,且DNA进行半保留复制,故14C只存在于部分子代噬菌体的DNA中,B正确,D错误。
3. 某动物的体色黑体与白体是一对相对性状。为研究体色的显隐性关系及相关基因在染色体的位置情况,研究人员用白体雄性个体与多只基因型相同的黑体雌性个体杂交得到大量子代,子代雌性均为白体,雄性均为黑体。下列相关分析错误的是( )
A. 若该动物性别决定方式为XY型,则黑体为隐性,白体为显性
B. 若该动物性别决定方式为XY型,则控制体色的基因仅位于X染色体上
C. 若该动物性别决定方式为ZW型,则亲代雄性个体为纯合子
D. 控制体色的基因可能在常染色体上,相关基因的表达受性激素影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、假定控制体色的基因用A/a表示,若该动物性别决定方式为XY型,若黑体为隐性,白体为显性,亲代基因型为XaXa(黑体)、XAY(白体),后代雌性均为白体(XAXa),雄性均为黑体(XaY),A正确;
B、若该动物性别决定方式为XY型,亲代基因型为XaXa(黑体)、XAY/XAYa(白体),后代雌性均为白体(XAXa),雄性均为黑体(XaY/XaYa),即控制体色的基因仅位于X染色体上或者位于X、Y染色体同源区段,B错误;
C、若该动物性别决定方式为ZW型,亲代基因型为ZaZa(白体)、ZAW(黑体),后代雄性均为黑体(ZAZa),雌性均为白体(ZaW),此时亲代雄性个体可以为纯合子,C正确;
D、控制体色的基因如果在常染色体上,而子代性状与性别相关,说明相关基因的表达受性激素影响,D正确。
4. 白蛋白是一类血液中广泛存在的蛋白质,如血清白蛋白。它们通常由一条链状多肽链构成,具有多种生理功能。已知某白蛋白分子中含有m个氧原子、n个氮原子,下列关于该白蛋白的叙述,错误的是( )
A. 该白蛋白分子中,肽键最多有m-2个
B. 该白蛋白基因中,最多有6n个碱基
C. 该白蛋白的空间结构的形成与氢键有关
D. 该白蛋白经高温处理后,该白蛋白的功能可能会丧失
【答案】B
【解析】
【详解】A、白蛋白由一条肽链构成,设肽键数为x,则氨基酸数为x+1。氧原子来源:肽键中的氧、羧基末端的2个氧、R基中的氧;则总氧原子数m = x + 2 + R基中氧数,因此x = m-2 -R基中氧数。当R基氧数为0时,x取最大值m-2,即肽键最多有m-2个,A正确;
B、由于终止密码子不编码氨基酸以及基因的非编码区、内含子等的存在,所以该白蛋白基因中,碱基数一定大于6n个,B错误;
C、蛋白质的空间结构的形成与二硫键、氢键等化学键有关,C正确;
D、高温会破坏蛋白质的空间结构,因而可能会导致该白蛋白的功能丧失,D正确。
5. 豌豆子叶的黄色对绿色为显性,种子的圆粒对皱粒为显性,两种性状分别由两对独立遗传的基因控制。现用黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交,F1中绿色皱粒豌豆所占比例为1/8,下列推断合理的是( )
A. 两个亲本中一个为纯合子,一个为杂合子
B. 亲本黄色圆粒豌豆能产生2种配子
C. 子代中纯合子的比例为1/6
D. 子代有4种表型和6种基因型
【答案】D
【解析】
【详解】A、设子叶的黄色、绿色分别由Y、y基因控制,种子的圆粒、皱粒分别由R、r基因控制,则亲本黄色圆粒豌豆的基因型为Y_R_,绿色圆粒豌豆的基因型为yyR_,F1中绿色皱粒豌豆(基因型为yyrr)所占比例为1/8,后代有yy个体出现,说明亲本的基因型组合在Y/y基因上为Yy×yy,后代有rr个体出现,说明亲本的基因型组合在R/r基因上为Rr×Rr,结合两对基因考虑,亲本黄色圆粒豌豆的基因型为YyRr,绿色圆粒豌豆的基因型为yyRr,两个亲本均为杂合子,A错误;
B、亲本黄色圆粒豌豆的基因型为YyRr,且两种性状分别由两对独立遗传的基因控制,因此可产生四种配子,即YR、Yr、yR、yr,B错误;
C、亲本的基因型组合为YyRr×yyRr,则后代中纯合子的基因型为yyrr和yyRR,其中yyrr占1/2×1/4=1/8,yyRR占1/2×1/4=1/8,二者共占1/8+1/8=1/4,C错误;
D、亲本的基因型组合为YyRr×yyRr,只考虑Y、y基因,后代有2种基因型、2种表型;只考虑R、r基因,后代有3种基因型、2种表型;同时考虑两对基因,后代的表型有2×2=4种,基因型有2×3=6种,D正确。
6. 某同学选用两个不透明的箱子、若干个大小相等的红色(标记为A)和黄色(标记为a)小球进行“性状分离比的模拟实验”。下列相关叙述正确的是( )
A. 每个箱子内两种小球的数量可以不相等
B. 每次抓完后小球无须放回,抓球次数要多
C. 不会出现前两次抓取小球得到的组合都是aa的情况
D. 该实验模拟了等位基因的分离和雌雄配子的随机结合
【答案】D
【解析】
【详解】A、每个箱子内两种小球代表两种雌配子或雄配子,由于雌(或雄)配子中A∶a=1∶1,因此每个箱子内两种小球的数量必须相等,A错误;
B、每次抓取记录后应将小球放回,这样才能保证下次抓取不同颜色小球的概率相等,B错误;
C、由于每次抓取到a的概率都是1/2,每次抓取后得到小球组合为aa的概率为1/4,两次抓取并组合的过程互不干扰,因此可能出现前两次抓取小球得到的组合都是aa的情况,C错误;
D、从每个箱子内抓取一个小球模拟的是等位基因的分离,将抓取的小球进行组合,模拟的是雌雄配子的随机结合,D正确。
7. 下图是某种动物处于细胞分裂不同时期部分染色体变化的图像。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 该个体是雄性个体,④为次级精母细胞
B. 细胞①③④中染色体与核DNA数量之比均为1∶1
C. 图中含有四分体的细胞有①③④
D. 细胞③⑤属于有丝分裂的过程
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图可知,④处于减数分裂Ⅰ后期,细胞质均等分裂,故该个体为雄性个体,④为初级精母细胞,A错误;
B、细胞①③④中染色体与核DNA数量之比均为1∶2,B错误;
C、图中含有四分体的细胞只有①,C错误;
D、根据图形可知,细胞③⑤属于有丝分裂的过程,D正确。
8. 某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微镜观察,测定不同细胞中的染色体数和核DNA分子数,结果如图。下列分析错误的是( )
A. 细胞a可能是卵细胞或极体
B. 细胞f和细胞g都含有同源染色体
C. 细胞c和细胞g都可能发生了姐妹染色单体分离
D. 细胞c和细胞g都不会发生同源染色体分离
【答案】A
【解析】
【详解】A、由于是用显微镜观察蝗虫精巢切片,则观察的是雄性个体的细胞,因此细胞a不可能是卵细胞或极体,A错误;
B、同源染色体分离进入两个子细胞之前,细胞内都有同源染色体,也就是说有丝分裂和减数分裂Ⅰ时期均有同源染色体。细胞f的核DNA数为4N,但染色体数为2N,处于有丝分裂前期、中期或减数分裂Ⅰ;细胞g的核DNA数为4N,染色体数为4N,处于有丝分裂后期,故细胞f和细胞g都含有同源染色体,B正确;
C、着丝粒分裂导致姐妹染色单体分离,细胞c的核DNA数为2N,染色体数为2N,可能处于分裂间期的G1期、有丝分裂末期或减数分裂Ⅱ后期,若处于减数分裂Ⅱ后期,则发生了姐妹染色单体分离;细胞g的核DNA数为4N,染色体数为4N,处于有丝分裂后期,发生了姐妹染色单体分离,C正确;
D、减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离,细胞c可能处于分裂间期的G1期、有丝分裂末期、减数分裂Ⅱ后期,细胞g处于有丝分裂后期,此时二者都不会发生同源染色体分离,D正确。
9. 如图所示DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N。该DNA分子含有碱基500对,其中A占碱基总数的20%。下列有关说法正确的是( )
A. 解旋酶和RNA聚合酶均可作用于③
B. ②是尿嘧啶脱氧核苷酸
C. 该DNA复制3次需要消耗1 400个胞嘧啶
D. 将此DNA放在含14N标记的培养液中复制3代,子代中含15N标记的DNA占7/8
【答案】A
【解析】
【详解】A、由图可知,③为氢键,解旋酶和RNA聚合酶均可作用于③,A正确;
B、由图可知,②是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,B错误;
C、该DNA分子中含碱基500对,其中A占碱基总数的20%,所以G=C=(500×2-500×2×20%×2)÷2=300个,该DNA复制3次需要消耗(23-1)×300=2 100个胞嘧啶,C错误;
D、将此DNA放在含14N标记的培养液中复制3代,根据题意“DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N”可知,子代中只有一个DNA含有15N,所以含15N的DNA占1/8,D错误。
故选A。
10. 下图为DNA复制示意图,其中①~③表示物质,④~⑨表示结构部位。下列叙述错误的是( )
A. 物质①为DNA聚合酶,②为解旋酶
B. 物质③为游离的脱氧核苷酸,共有4种
C. ④~⑨中表示3'端的有④⑦⑨
D. ④⑦处具有游离的磷酸基团
【答案】C
【解析】
【详解】A、图示为DNA分子复制过程,其中①为DNA聚合酶,能催化子链合成;②为解旋酶,能解开双链,A正确;
B、物质③为游离的脱氧核苷酸,是DNA复制的原料,组成DNA的脱氧核苷酸共有4种,B正确;
C、子链的延伸方向为5'端→3'端,由此可知,④~⑨中表示3'端的有⑤⑥,C错误;
D、DNA分子中每一条链的5'端均含有1个游离的磷酸基团,④⑦为5'端,具有游离的磷酸基团,D正确。
11. 现在人们认为,基因组含有两类遗传信息,一类是传统意义上的遗传信息,即基因组DNA序列所提供的遗传信息;另一类则是表观遗传学信息,即基因组DNA的修饰,它提供了何时、何地、以何种方式去应用DNA遗传信息的指令。下列叙述错误的是( )
A. 细胞的遗传信息并不只与基因的四种碱基的排列顺序有关
B. DNA上的部分碱基发生甲基化修饰属于表观遗传学信息
C. 基因型相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
D. 柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,促进了基因的表达
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞的遗传信息不仅仅蕴藏在四种碱基的排列顺序之中,还与表观遗传等有关,A正确;
B、DNA的甲基化是指生物基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响,甲基化修饰属于表观遗传学信息,B正确;
C、表观遗传影响基因的表达,进而影响生物的性状,因此同卵双胞胎基因型相同,但他们之间存在微小差异,C正确;
D、基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了RNA聚合酶与启动部位结合,进而抑制了基因表达,D错误。
12. 科学研究发现,神经细胞中组蛋白乙酰化可使与兴奋性密切相关的基因表达量增加,有助于记忆的形成。下列说法错误的是( )
A. 组蛋白乙酰化后,细胞DNA序列不改变
B. 组蛋白乙酰化使染色质结构松弛,促进基因表达
C. 该细胞中发生的组蛋白乙酰化可通过配子遗传给下一代
D. 可通过增强神经细胞的组蛋白乙酰化程度来治疗某些相关病症
【答案】C
【解析】
【详解】A、组蛋白乙酰化是指染色质中组蛋白乙酰化,而DNA序列没有改变,A正确;
B、组蛋白乙酰化可破坏染色质中组蛋白和DNA之间的紧密结合,使染色质结构松弛,促进基因表达,B正确;
C、该细胞为神经细胞,高度分化,不再发生分裂,因此,该细胞中发生的组蛋白乙酰化不可以通过配子遗传给下一代,C错误;
D、由题意可知,神经细胞中组蛋白乙酰化可使与兴奋性密切相关的基因表达量增加,有助于记忆的形成,因此,可通过增强神经细胞的组蛋白乙酰化程度来治疗相关病症,如记忆障碍等,D正确。
13. 下列关于格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌的转化实验以及噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A. 三个实验的设计思路是一致的
B. 三个实验都用到了同位素标记法
C. 三个实验都能得出DNA是遗传物质的结论
D. 三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA
【答案】D
【解析】
【分析】肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思所做的体内转化实验和艾弗里所做的体外转化实验,前者证明S型细菌中存在某种“转化因子”,后者证明DNA是遗传物质。②噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、三个实验中,只有艾弗里所做的肺炎链球菌的体外转化实验和赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验的设计思路相同,A错误;
B、格里菲思所做的肺炎链球菌的体内转化实验和艾弗里所做的肺炎链球菌的体外转化实验都没有用到同位素标记法, B错误;
C、三个实验中,格里菲思所做的肺炎链球菌的体内转化实验,依据观察到的实验现象推断:加热致死的S型细菌内有“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,并没有证明DNA是遗传物质,C错误;
D、三个实验所涉及的生物有噬菌体、小鼠、细菌,它们的遗传物质都是DNA,D正确。
故选D。
14. 有一种被命名为L19RNA的核酶,可以催化某些RNA的切割和连接,其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链。下列关于该酶的叙述,正确的是( )
A. L19RNA核酶的底物RNA中胞嘧啶的数量多于尿嘧啶的数量
B. L19RNA核酶作用的专一性是通过酶与底物之间的碱基互补配对来实现的
C. L19RNA核酶彻底水解后的产物是四种核糖核苷酸
D. L19RNA核酶发挥作用的原理是为化学反应提供了活化能
【答案】B
【解析】
【详解】A、题目中描述L19RNA核酶的活性部位富含嘌呤,根据碱基互补配对原则,其底物RNA中富含嘧啶,但不能确定胞嘧啶的数量和尿嘧啶的数量,A错误;
B、由于L19RNA核酶的活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链,因此,可推测L19RNA核酶作用的专一性是通过酶与底物之间的碱基互补配对来实现的,B正确;
C、L19RNA核酶彻底水解后可得到4种碱基、1种五碳糖(核糖)和磷酸基团,C错误;
D、酶的作用原理是降低化学反应所需的活化能,不能提供活化能,D错误。
15. 丙型肝炎病毒(HCV)是单股正链(+RNA)病毒,其宿主细胞是肝细胞,在核衣壳外包绕着囊膜,囊膜上有刺突。HCV入侵或感染宿主细胞通过受体介导的胞吞作用,需要其刺突识别并结合宿主细胞细胞膜上的受体来完成。HCV侵染肝细胞后的增殖过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. HCV与T2噬菌体侵入宿主细胞的方式不同
B. 在HCV内合成的物质N可对过程①②进行催化
C. 肝细胞主要为HCV的复制提供能量和原料等
D. 病毒的+RNA含有多个起始密码子和终止密码子
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题意可知,HCV通过胞吞的方式侵入宿主细胞,而T2噬菌体是将其DNA注入宿主细胞,A正确;
B、图示物质N可对过程①②进行催化作用,但HCV是病毒,没有细胞结构,不能合成物质N,B错误;
C、HCV主要感染肝细胞,说明肝细胞为HCV的宿主细胞,为病毒的复制提供能量和原料等,C正确;
D、图中+RNA作为翻译的模板,合成的蛋白质包括蛋白酶、衣壳蛋白和N三种,说明病毒的+RNA含有多个起始密码子和终止密码子,这样才可以实现一种RNA模板能合成多种蛋白质,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 某种羊的性别决定方式为XY型,已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因N/n控制;黑毛和白毛由等位基因M/m控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表型为有角,nn的表型为无角;母羊中基因型为NN的表型为有角,nn或Nn的表型为无角。现有一只有角母羊和某公羊(甲)杂交,生下一只无角羊(乙)。
①公羊甲的基因型可能为_____,乙羊的性别是_____(填“雌性”或“雄性”)。
②若乙羊与一只无角羊杂交,生出一只无角羊的概率是_____。
(2)某同学为了确定等位基因M/m是位于X染色体上还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定等位基因M/m是位于X染色体上还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若_____,则说明等位基因M/m位于X染色体上;若_____,则说明等位基因M/m位于常染色体上。
(3)一般来说,对于性别决定方式为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有3种;当其位于X染色体上时,基因型有_____种;当其位于X和Y染色体的同源区段上时(如图所示),基因型有_____种。
【答案】(1) ①. Nn或nn ②. 雌性 ③. 3/4
(2) ①. 白毛个体全为雄性 ②. 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1
(3) ①. 5##五 ②. 7##七
【解析】
【小问1详解】
①题干说明母羊中只有基因型NN表现为有角,因此亲本有角母羊基因型一定是NN,只能传给子代N基因,因此子代乙一定携带N基因。乙表现为无角:若乙是雄性,公羊中只有nn才表现为无角,和乙携带N矛盾,因此乙只能是雌性,基因型为Nn;Nn的n来自公羊甲,说明甲一定携带n基因,因此甲的基因型为Nn或nn。
② 乙基因型为Nn母羊,一只无角羊杂交,这只无角羊一定是公羊,基因型nn,两者杂交,子代基因型1/2Nn,1/2nn,Nn是公羊时为有角,母羊时无角,所有有角羊概率=1/2Nn×1/2=1/4,无角羊概率=1-1/4=3/4。
【小问2详解】
若M/m位于X染色体上:纯合黑毛母羊XMXM× 纯合白毛公羊XmY,子二代中白毛个体只有雄性XmY,因此白毛全为雄性; 若M/m位于常染色体上,白毛性状和性别无关,因此白毛个体中雌雄比例为1:1。
【小问3详解】
若等位基因只位于X染色体上:雌性有XAXA、XAXa、XaXa共3种,雄性有XAY、XaY共2种,合计3+2=5种; 若等位基因位于X、Y的同源区段:雌性仍为3种基因型,雄性有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa共4种,合计3+4=7种。
17. 某DNA分子由1000个碱基对组成,且两条链均被15N标记,其中一条链中A+T所占的比例为40%。图1为该DNA分子的部分片段示意图。请回答下列问题:
(1)由图示可知,①的名称是_____,由④⑤⑥共同构成的物质的名称是_____。
(2)洋葱根尖细胞中能发生DNA复制的场所有_____。DNA复制过程中,能使碱基之间的氢键断裂的酶是_____,复制时是以DNA分子的两条链为模板进行的。
(3)将该DNA分子置于不含15N标记的培养液中复制三代,复制过程共需要消耗的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为_____个。
(4)DNA能够精确复制的原因是复制按照碱基互补配对和_____。
(5)为证明DNA复制的方式是半保留复制而不是全保留复制,科学家利用大肠杆菌进行了相关实验:将大肠杆菌放在15NH4Cl培养液中培养若干代,再将其转移到14NH4Cl培养液中培养,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA带的位置。图2表示几种可能的离心结果,则:
①大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代,若DNA为全保留复制,则DNA带的分布应如图2中试管_____所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带,证明DNA是半保留复制,则大肠杆菌增殖三代后,含14N的DNA分子占_____%。
③若14N-DNA的相对分子质量为a,15N-DNA的相对分子质量为b,将在15NH4Cl培养液中培养若干代的大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中繁殖四代,第四代大肠杆菌DNA分子的平均相对分子质量是_____(用字母a、b表示)。
【答案】(1) ①. 胸腺嘧啶 ②. 鸟嘌呤脱氧核苷酸
(2) ①. 细胞核、线粒体 ②. 解旋酶
(3)4200 (4)DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
(5) ①. C ②. 100 ③. (15a+b)/16
【解析】
【小问1详解】
图1中 A 与①配对,根据碱基互补配对原则(A-T,G-C),①为胸腺嘧啶(T)。 ④是鸟嘌呤(G),⑤是脱氧核糖,⑥是磷酸,三者共同构成鸟嘌呤脱氧核苷酸
【小问2详解】
洋葱根尖细胞中,DNA 分布在细胞核和线粒体中,所以 DNA 复制的场所是细胞核、线粒体。DNA 复制时,解旋酶可以断裂碱基对之间的氢键,使 DNA 双链解开。
【小问3详解】
已知:该 DNA 分子由 1000 个碱基对(共 2000 个碱基)组成,一条链中A+T 占40%。 整个 DNA分子中A+T的比例=单链中A+T 的比例=40%,所以A+T=2000×40%=800个。 则 G+C = 2000-800=1200 个,又因为G=C,所以C=1200÷2=600 个。 DNA 复制三代,共产生23=8个DNA 分子,其中新合成的链数对应的 DNA 数为8−1=7个。 所需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量= 600×7=4200 个。
【小问4详解】
DNA能够精确复制的原因是碱基互补配对原则,保证复制准确进行,DNA 分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。
【小问5详解】
①大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代,若DNA为全保留复制,子代2个DNA分子中一个DNA全被15N标记(最重,为丙),另一个DNA全被14N标记(最轻,为甲),所以DNA带的分布应如图2中试管C所示。
②增殖三代后,共23=8个 DNA 分子,其中只有2个DNA 分子含15N−14N),其余6个均为14N−14N,所有 DNA 分子都含14N,所以含14N的 DNA 分子占100%。
③15N-15N的DNA在14N中复制4次,得到16个DNA,有2个DNA为15N-14N,有14个DNA为14N-14N,14N-DNA相对分子质量为a,15N-DNA相对分子质量为b,15N-14N相对分子质量为(a+b)/2,,因此16个DNA总相对分子质量=2×[(a+b)/2]+14a=15a+b,DNA分子的平均相对分子质量=(15a+b)/16。
18. 基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义,RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA,其作用机制如图2所示。回答下列问题:
(1)图1所示为遗传信息表达的_________过程,该过程共需要4种______作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在________。若合成的RNA中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的______________。
(2)图2的②过程中核糖体的移动方向是________(填“从左向右”或“从右向左”),图中3个核糖体合成的肽链结构最终_______(填“相同”或“不同”)。
(3)由图2可知,miRNA调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列通过______________发生结合,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制_______过程。
【答案】(1) ①. 转录 ②. 核糖核苷酸 ③. 细胞核 ④. 13%
(2) ①. 从左向右 ②. 相同
(3) ①. 碱基互补配对 ②. 翻译
【解析】
【分析】分析图1可知,该过程是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,即表示转录过程;图2①表示转录合成RNA,②表示以mRNA为直接模板翻译出多肽链过程,③表示mRNA和miRNA形成核酸杂交分子的过程。
【小问1详解】
分析图1可知,该过程是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,即表示转录过程,该过程共需要4(腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸)种核糖核苷酸作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在细胞核。合成的RNA过程中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,则DNA模板链中胸腺嘧啶和腺嘌呤之和占该链碱基总数43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则DNA模板链的胸腺嘧啶占该链碱基总数13%,则合成的RNA中的腺嘌呤占该链碱基总数的13%。
【小问2详解】
根据肽链的长短,可判断图2的②过程中,核糖体的移动方向是从左向右,由于模板链相同,图中3个核糖体合成的肽链结构相同。
【小问3详解】
miRNA基因调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列发生碱基互补配对,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制翻译过程。
19. 玉米是我国重要的粮食作物,通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序)。已知玉米非甜味(A)对甜味(a)为显性,非糯性(B)对糯性(b)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米,其基因型如表所示。请回答下列问题:
品系
甲
乙
丙
基因型
AABB
aaBB
AAbb
(1)玉米适合做研究遗传规律的实验材料,原因是_____。
(2)若要验证基因的自由组合定律,应选择乙与丙作为亲本进行杂交实验,理由是_____。
(3)用乙与丙杂交得到F1,F1自交得F2,则在F2中能稳定遗传的非甜味糯性玉米占_____;在F2的非甜味非糯性玉米中,不能稳定遗传的占_____。
(4)从上述F2中取出一粒甜味非糯性种子,在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其基因型,将其与_____(填“甲”“乙”或“丙”)杂交,预计可能的实验结果,并得出相应的结论:
①若子代的表型为_____,则该甜味非糯性种子的基因型为aaBB;
②若子代的表型为_____,则该甜味非糯性种子的基因型为aaBb。
【答案】(1)有许多易于区分的相对性状,后代数量多,易培养,单性花(易操作)
(2)乙与丙之间具有两对相对性状,杂交后代的基因型是AaBb,含有两对等位基因
(3) ①. 1/16 ②. 8/9
(4) ①. 丙 ②. 全为非甜味非糯性 ③. 非甜味非糯性∶非甜味糯性=1∶1
【解析】
【小问1详解】
玉米有许多易于区分的相对性状,后代数量多,易培养,单性花(易操作),适合做研究遗传规律的实验材料。
【小问2详解】
乙的基因型为aaBB,丙的基因型为AAbb,二者之间具有两对相对性状,杂交后代的基因型是AaBb,含有两对等位基因,能用于验证自由组合定律。
【小问3详解】
乙(aaBB)和丙(AAbb)杂交得到的F1的基因型是AaBb,F1自交得F2,则在F2中能稳定遗传的非甜味糯性玉米(AAbb)占1/4×1/4=1/16;在F2的非甜味非糯性玉米(A_B_)中,可以稳定遗传的是AABB占1/3×1/3=1/9,所以不能稳定遗传的占1-1/9=8/9。
【小问4详解】
在上述F2中取出一粒甜味非糯性种子,其基因型可能是aaBB或aaBb,若探究其基因型,可与品系丙(AAbb)进行交配实验,观察并统计子代的表型及比例。
①若子代全为非甜味非糯性,则该甜味非糯性种子的基因型为aaBB;
②若子代非甜味非糯性:非甜味糯性=1:1,则该甜味非糯性种子的基因型为aaBb。
20. 植物体内的转录因子OrERF是一类蛋白质,在植物抵抗逆境,如干旱、低温和高盐时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因中的转录非模板链上游部分进行测序,结果如图1。请回答下列问题:
(1)OrERF基因的本质是_____。在转录过程中mRNA分子的合成方向是_____。据图可知,其转录的mRNA上的起始密码子为_____。
(2)据图可知,OrERF基因可表达出多种不同的蛋白质,理由是_____。
(3)在细胞质内合成蛋白质的过程非常迅速,主要原因是在翻译过程中_____。实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平结果如图2,实验结果表明_____。
【答案】(1) ①. 具有遗传效应的DNA片段 ②. 从5'端到3'端 ③. AUG
(2)OrERF基因上各个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下发挥作用,导致此基因表达出不同的OrERF蛋白,以适应环境
(3) ①. 1个mRNA分子可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成 ②. 自然条件下OrERF基因的表达能力较低,高盐处理12小时后OrERF基因的表达能力显著增加
【解析】
【小问1详解】
水稻的遗传物质是DNA,所以OrERF基因的本质是有遗传效应的DNA片段;转录时RNA聚合酶沿着DNA模板链的3'端到5'端移动,所以mRNA分子的合成方向是从5’端到3’端,起始密码的编码区序列为ATG,则其模板链为TAC,因此mRNA上的起始密码子为AUG。
【小问2详解】
由于OrERF基因上存在高温诱导元件、干旱应答元件和低温应答元件,各个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下发挥作用,导致此基因表达出不同的OrERF蛋白,以适应环境,说明了基因表达受环境的影响。
【小问3详解】
由于翻译过程中1个mRNA分子可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,所以细胞质内合成蛋白质的过程非常迅速;从图中可以看出,在自然条件下(处理时间为0,说明是在自然情况下或者低盐条件下)OrERF基因的表达能力较低,高盐处理12小时后,与处理时间为0对比,表达水平从不到2升高到12左右,说明表达能力显著增加。
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高一生物
(75分钟;100分)
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. 下列有关生物科学史上一些重要探究活动的叙述,正确的是( )
A. 欧文顿基于实验研究作出了细胞膜是由磷脂组成的推测
B. 富兰克林根据DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋状
C. 萨顿等人基于性状与性别的关联实验证明了基因在染色体上
D. 孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了两大遗传定律
2. 用32P或14C标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短暂保温,再进行搅拌、离心后检测放射性元素的分布情况。下列相关分析正确的是( )
A. 32P标记组,沉淀物中放射性明显低于上清液
B. 14C标记组,沉淀物和上清液中放射性均较高
C. 32P标记组,32P存在于所有子代噬菌体的DNA中
D. 14C标记组,14C存在于子代噬菌体的DNA和蛋白质中
3. 某动物的体色黑体与白体是一对相对性状。为研究体色的显隐性关系及相关基因在染色体的位置情况,研究人员用白体雄性个体与多只基因型相同的黑体雌性个体杂交得到大量子代,子代雌性均为白体,雄性均为黑体。下列相关分析错误的是( )
A. 若该动物性别决定方式为XY型,则黑体为隐性,白体为显性
B. 若该动物性别决定方式为XY型,则控制体色的基因仅位于X染色体上
C. 若该动物性别决定方式为ZW型,则亲代雄性个体为纯合子
D. 控制体色的基因可能在常染色体上,相关基因的表达受性激素影响
4. 白蛋白是一类血液中广泛存在的蛋白质,如血清白蛋白。它们通常由一条链状多肽链构成,具有多种生理功能。已知某白蛋白分子中含有m个氧原子、n个氮原子,下列关于该白蛋白的叙述,错误的是( )
A. 该白蛋白分子中,肽键最多有m-2个
B. 该白蛋白基因中,最多有6n个碱基
C. 该白蛋白的空间结构的形成与氢键有关
D. 该白蛋白经高温处理后,该白蛋白的功能可能会丧失
5. 豌豆子叶的黄色对绿色为显性,种子的圆粒对皱粒为显性,两种性状分别由两对独立遗传的基因控制。现用黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交,F1中绿色皱粒豌豆所占比例为1/8,下列推断合理的是( )
A. 两个亲本中一个为纯合子,一个为杂合子
B. 亲本黄色圆粒豌豆能产生2种配子
C. 子代中纯合子的比例为1/6
D. 子代有4种表型和6种基因型
6. 某同学选用两个不透明的箱子、若干个大小相等的红色(标记为A)和黄色(标记为a)小球进行“性状分离比的模拟实验”。下列相关叙述正确的是( )
A. 每个箱子内两种小球的数量可以不相等
B. 每次抓完后小球无须放回,抓球次数要多
C. 不会出现前两次抓取小球得到的组合都是aa的情况
D. 该实验模拟了等位基因的分离和雌雄配子的随机结合
7. 下图是某种动物处于细胞分裂不同时期部分染色体变化的图像。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 该个体是雄性个体,④为次级精母细胞
B. 细胞①③④中染色体与核DNA数量之比均为1∶1
C. 图中含有四分体的细胞有①③④
D. 细胞③⑤属于有丝分裂的过程
8. 某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微镜观察,测定不同细胞中的染色体数和核DNA分子数,结果如图。下列分析错误的是( )
A. 细胞a可能是卵细胞或极体
B. 细胞f和细胞g都含有同源染色体
C. 细胞c和细胞g都可能发生了姐妹染色单体分离
D. 细胞c和细胞g都不会发生同源染色体分离
9. 如图所示DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N。该DNA分子含有碱基500对,其中A占碱基总数的20%。下列有关说法正确的是( )
A. 解旋酶和RNA聚合酶均可作用于③
B. ②是尿嘧啶脱氧核苷酸
C. 该DNA复制3次需要消耗1 400个胞嘧啶
D. 将此DNA放在含14N标记的培养液中复制3代,子代中含15N标记的DNA占7/8
10. 下图为DNA复制示意图,其中①~③表示物质,④~⑨表示结构部位。下列叙述错误的是( )
A. 物质①为DNA聚合酶,②为解旋酶
B. 物质③为游离的脱氧核苷酸,共有4种
C. ④~⑨中表示3'端的有④⑦⑨
D. ④⑦处具有游离的磷酸基团
11. 现在人们认为,基因组含有两类遗传信息,一类是传统意义上的遗传信息,即基因组DNA序列所提供的遗传信息;另一类则是表观遗传学信息,即基因组DNA的修饰,它提供了何时、何地、以何种方式去应用DNA遗传信息的指令。下列叙述错误的是( )
A. 细胞的遗传信息并不只与基因的四种碱基的排列顺序有关
B. DNA上的部分碱基发生甲基化修饰属于表观遗传学信息
C. 基因型相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
D. 柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,促进了基因的表达
12. 科学研究发现,神经细胞中组蛋白乙酰化可使与兴奋性密切相关的基因表达量增加,有助于记忆的形成。下列说法错误的是( )
A. 组蛋白乙酰化后,细胞DNA序列不改变
B. 组蛋白乙酰化使染色质结构松弛,促进基因表达
C. 该细胞中发生的组蛋白乙酰化可通过配子遗传给下一代
D. 可通过增强神经细胞的组蛋白乙酰化程度来治疗某些相关病症
13. 下列关于格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌的转化实验以及噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A. 三个实验的设计思路是一致的
B. 三个实验都用到了同位素标记法
C. 三个实验都能得出DNA是遗传物质的结论
D. 三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA
14. 有一种被命名为L19RNA的核酶,可以催化某些RNA的切割和连接,其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链。下列关于该酶的叙述,正确的是( )
A. L19RNA核酶的底物RNA中胞嘧啶的数量多于尿嘧啶的数量
B. L19RNA核酶作用的专一性是通过酶与底物之间的碱基互补配对来实现的
C. L19RNA核酶彻底水解后的产物是四种核糖核苷酸
D. L19RNA核酶发挥作用的原理是为化学反应提供了活化能
15. 丙型肝炎病毒(HCV)是单股正链(+RNA)病毒,其宿主细胞是肝细胞,在核衣壳外包绕着囊膜,囊膜上有刺突。HCV入侵或感染宿主细胞通过受体介导的胞吞作用,需要其刺突识别并结合宿主细胞细胞膜上的受体来完成。HCV侵染肝细胞后的增殖过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. HCV与T2噬菌体侵入宿主细胞的方式不同
B. 在HCV内合成的物质N可对过程①②进行催化
C. 肝细胞主要为HCV的复制提供能量和原料等
D. 病毒的+RNA含有多个起始密码子和终止密码子
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 某种羊的性别决定方式为XY型,已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因N/n控制;黑毛和白毛由等位基因M/m控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表型为有角,nn的表型为无角;母羊中基因型为NN的表型为有角,nn或Nn的表型为无角。现有一只有角母羊和某公羊(甲)杂交,生下一只无角羊(乙)。
①公羊甲的基因型可能为_____,乙羊的性别是_____(填“雌性”或“雄性”)。
②若乙羊与一只无角羊杂交,生出一只无角羊的概率是_____。
(2)某同学为了确定等位基因M/m是位于X染色体上还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定等位基因M/m是位于X染色体上还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若_____,则说明等位基因M/m位于X染色体上;若_____,则说明等位基因M/m位于常染色体上。
(3)一般来说,对于性别决定方式为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有3种;当其位于X染色体上时,基因型有_____种;当其位于X和Y染色体的同源区段上时(如图所示),基因型有_____种。
17. 某DNA分子由1000个碱基对组成,且两条链均被15N标记,其中一条链中A+T所占的比例为40%。图1为该DNA分子的部分片段示意图。请回答下列问题:
(1)由图示可知,①的名称是_____,由④⑤⑥共同构成的物质的名称是_____。
(2)洋葱根尖细胞中能发生DNA复制的场所有_____。DNA复制过程中,能使碱基之间的氢键断裂的酶是_____,复制时是以DNA分子的两条链为模板进行的。
(3)将该DNA分子置于不含15N标记的培养液中复制三代,复制过程共需要消耗的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为_____个。
(4)DNA能够精确复制的原因是复制按照碱基互补配对和_____。
(5)为证明DNA复制的方式是半保留复制而不是全保留复制,科学家利用大肠杆菌进行了相关实验:将大肠杆菌放在15NH4Cl培养液中培养若干代,再将其转移到14NH4Cl培养液中培养,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA带的位置。图2表示几种可能的离心结果,则:
①大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代,若DNA为全保留复制,则DNA带的分布应如图2中试管_____所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带,证明DNA是半保留复制,则大肠杆菌增殖三代后,含14N的DNA分子占_____%。
③若14N-DNA的相对分子质量为a,15N-DNA的相对分子质量为b,将在15NH4Cl培养液中培养若干代的大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中繁殖四代,第四代大肠杆菌DNA分子的平均相对分子质量是_____(用字母a、b表示)。
18. 基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义,RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核细胞中的一类具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA,其作用机制如图2所示。回答下列问题:
(1)图1所示为遗传信息表达的_________过程,该过程共需要4种______作为原料,真核细胞中该过程发生的场所主要在________。若合成的RNA中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的43%,其DNA模板链的腺嘌呤占该链碱基总数30%,则合成的RNA中腺嘌呤占该链碱基总数的______________。
(2)图2的②过程中核糖体的移动方向是________(填“从左向右”或“从右向左”),图中3个核糖体合成的肽链结构最终_______(填“相同”或“不同”)。
(3)由图2可知,miRNA调控目的基因表达的机理是:miRNA和mRNA的序列通过______________发生结合,二者结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制_______过程。
19. 玉米是我国重要的粮食作物,通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序)。已知玉米非甜味(A)对甜味(a)为显性,非糯性(B)对糯性(b)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米,其基因型如表所示。请回答下列问题:
品系
甲
乙
丙
基因型
AABB
aaBB
AAbb
(1)玉米适合做研究遗传规律的实验材料,原因是_____。
(2)若要验证基因的自由组合定律,应选择乙与丙作为亲本进行杂交实验,理由是_____。
(3)用乙与丙杂交得到F1,F1自交得F2,则在F2中能稳定遗传的非甜味糯性玉米占_____;在F2的非甜味非糯性玉米中,不能稳定遗传的占_____。
(4)从上述F2中取出一粒甜味非糯性种子,在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其基因型,将其与_____(填“甲”“乙”或“丙”)杂交,预计可能的实验结果,并得出相应的结论:
①若子代的表型为_____,则该甜味非糯性种子的基因型为aaBB;
②若子代的表型为_____,则该甜味非糯性种子的基因型为aaBb。
20. 植物体内的转录因子OrERF是一类蛋白质,在植物抵抗逆境,如干旱、低温和高盐时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因中的转录非模板链上游部分进行测序,结果如图1。请回答下列问题:
(1)OrERF基因的本质是_____。在转录过程中mRNA分子的合成方向是_____。据图可知,其转录的mRNA上的起始密码子为_____。
(2)据图可知,OrERF基因可表达出多种不同的蛋白质,理由是_____。
(3)在细胞质内合成蛋白质的过程非常迅速,主要原因是在翻译过程中_____。实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平结果如图2,实验结果表明_____。
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