内容正文:
高一生物学期中
时量:75分钟 满分:100分
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24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. 小鼠的长尾对短尾为显性,且该对性状由常染色体上一对等位基因控制。现欲以某杂合长尾雄小鼠为实验材料,直接验证基因的分离定律。下列实验方案最合理的是( )
A. 让该小鼠与纯合长尾雌小鼠交配,观察后代性状
B. 让该小鼠与短尾雌小鼠测交,观察后代的表型及比例
C. 让该小鼠与杂合长尾雌小鼠交配,观察后代是否出现长尾的性状
D. 直接用显微镜观察该小鼠的染色体形态
2. 番茄是闭花、自花授粉植物,其果实红色和黄色受一对等位基因控制。一株红色番茄和黄色番茄杂交,全为红色番茄,自交得到的中红色番茄∶黄色番茄=3∶1.将中的红色番茄种植在农田中,自然状态下,下一代红色番茄中的杂合子的比例为( )
A. 4/9 B. 1/2 C. 2/5 D. 1/3
3. 图甲表示洋葱(2N=16)根尖细胞的有丝分裂图像,图乙表示水稻(2N=24)花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片,a至d为减数分裂I,e和f为减数分裂Ⅱ,图中的短线表示长度为5μm。下列说法正确的是( )
A. 图甲视野中能表示一个完整的细胞周期的顺序依次是1→2→3→4→5
B. 图甲实验制片流程为:解离→漂洗→染色→制片
C. 图乙的e可看到2个细胞,每个细胞含有的染色体数目为6对
D. 图甲、乙细胞分裂的末期,可在显微镜下观察到细胞中央出现的细胞板逐渐扩展形成细胞壁
4. 模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”(实验一)中用小桶甲和乙分别代表植物的雌、雄生殖器官,用不同颜色的彩球代表D、d的雌雄配子;“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验(实验二)中可用橡皮泥制作染色体模型,细绳代表纺锤丝。下列实验中模拟正确的是( )
A. 模拟活动中两条颜色相同的染色体模型代表一对同源染色体
B. 实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球来分别模拟D和d配子
C. 实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开,可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
D. 模拟活动可以解释减数分裂产生配子中染色体组合多样性的原因
5. 关于生物学研究中的实验材料、方法,下列叙述错误的是( )
选项
生物学研究
实验材料
科学方法
A
探究细胞膜的流动性
人细胞、鼠细胞
荧光标记法
B
证明基因在染色体上
果蝇
假说—演绎法
C
证明DNA半保留复制
大肠杆菌
离心法
D
噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体、肺炎链球菌
同位素标记法
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有关摩尔根和他的学生的果蝇杂交实验,叙述错误的是( )
A. 白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼推测红眼对白眼为显性
B. F1雌雄果蝇相互交配产生的后代中雄果蝇都是白眼
C. F1雌蝇与白眼雄蝇测交,后代雌雄个体中红、白眼都各半,结果符合预期
D. 摩尔根首次把一个特定的基因定位到一条染色体上,证明了基因位于染色体上
7. 果蝇某条染色体上部分基因的分布如图甲所示,该条染色体经变异后部分基因的分布如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲中控制朱红眼和深红眼的基因属于等位基因
B. 一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列
C. 该染色体上的所有基因在果蝇的所有细胞中都能表达
D. 甲染色体上的黄身基因与乙染色体上的截翅基因可以自由组合
8. 某兴趣小组对格里菲思的实验进行了改良,将R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、加热杀死的S型细菌和R型细菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四个相同的培养基上,在适宜的无菌条件下进行培养,一段时间后,菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 该实验中的自变量有培养基成分、培养时间等
B. 该实验的因变量是培养基中接种物质的种类和培养基上生长的菌落种类
C. 以上实验结果能证明加热杀死的S型细菌的DNA已进入R型细菌中
D. 只有丁发生了细菌转化,但并非所有的R型活细菌都转化为S型活细菌
9. 质粒是能够自主复制的小型环状DNA,其部分片段放大如图所示。该质粒共有个碱基对,其中胞嘧啶占全部碱基的20%。下列说法正确的是( )
A. 图中①、②、③可构成腺嘌呤脱氧核苷酸或者胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B. 质粒中的每个磷酸基团均和两个脱氧核糖连接,每个脱氧核糖均和两个磷酸基团连接
C. 该质粒可能的碱基排列顺序有种,这种分子多样性是其携带遗传信息的基础
D. 该质粒复制需要多种酶参与,复制三次需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个
10. 生长在太平洋的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 000多个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了水母的绿光荧光蛋白基因的转基因动物,在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A. 基因是有遗传效应的DNA片段
B. 基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C. 基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D. DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
11. 科研团队采用AI人工智能模型根据蛋白质结构逆向设计基因序列。已知某蛋白质片段的部分氨基酸序列及其对应密码子的基因序列(非模板链)如下表。下列叙述错误的是( )
氨基酸位置
氨基酸类型
对应密码子的基因非模板链序列(5′→3′)
10
丝氨酸(Ser)
TCT/TCC/TCA/TCG
11
精氨酸(Arg)
CGT/CGC/CGA/CGG/AGA/AGG
12
亮氨酸(Leu)
CTT/CTC/CTA/CTG/TTA/TTG
13
终止
TAA/TAG/TGA
A. 利用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据碱基互补配对原则
B. 位置10处的丝氨酸对应密码子有4种,说明密码子具有简并性
C. 精氨酸对应密码子的基因序列富含C或G,G—C含量与DNA稳定性有关
D. 若位置13基因模板链设计为3′—TCC—5′,则相应mRNA翻译时对应的氨基酸为丝氨酸
12. 环境因素可通过表观遗传修饰影响生物性状。研究人员对比分析了长期吸烟者与不吸烟者的精子样本,获得如下数据。下列推断不合理的是( )
检测项目
不吸烟者
长期吸烟者
精子浓度(×10⁶/mL)
46.75±0.33
37.81±0.34
精子总活力(%)
47.89±0.34
43.81±0.21
DNA甲基化水平(相对值)
1.00
显著升高
A. 吸烟者精子DNA甲基化水平升高,可能会抑制某些基因的表达
B. 吸烟引起的DNA甲基化会改变基因的碱基序列,并可传递给子代
C. 烟雾中的尼古丁等有害物质可能会干扰精母细胞的减数分裂过程
D. 该研究从表观遗传角度为“吸烟危害生殖健康”提供了科学依据
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
13. 蜜蜂(2n=32)中,蜂王和工蜂由受精卵发育而来,雄蜂(n=16)由未受精的卵细胞发育而来。蜜蜂卵细胞通过正常减数分裂形成,而雄蜂在产生精子的过程中,它的精母细胞进行的是一种特殊形式的减数分裂,分裂过程如图(图中显示部分染色体)。下列叙述正确的是( )
A. 蜜蜂的雄蜂体细胞染色体数和精子染色体数相同
B. 雄蜂的精子在形成过程中不存在同源染色体的分离
C. 蜂王和工蜂体内细胞染色体数目最多为32条
D. 蜜蜂通过减数分裂产生精子和卵细胞时,细胞质均经历两次不均等分裂
14. 在DNA复制时,3H—脱氧核苷掺入新合成的DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H—脱氧核苷的染色体区段显深色,仅单链掺人的显浅色,未掺入的不显色。将一个不含3H的果蝇(2n=8)精原细胞放在含3H的培养基中培养,让其先进行一次有丝分裂,然后进行减数分裂,不考虑染色体互换。下列说法正确的是( )
A. 有丝分裂中期可观察到呈深色的染色体有8条
B. 初级精母细胞中可观察到部分区段呈深色、部分区段呈浅色的染色体
C. 减数分裂得到的8个精细胞中,DNA都呈深色的细胞可能有4个
D. 产生的精子中,4个DNA分子可能都呈深色或都呈浅色
15. 母性效应是指子代某一性状的表现型由母本的核基因型决定,而不受自身基因型的支配。例如椎实螺(一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖;但若单独饲养,也可以进行自体受精)螺壳的旋向由一对等位基因D(右旋)和d(左旋)控制,D对d是完全显性,遗传上遵循母性效应。下列叙述正确的是( )
A. ♀DD×♂Dd,F1自交,F2个体中表现为右旋的纯合体所占比例为1/4
B. 椎实螺螺壳表现为左旋的个体基因型可能为DD、Dd或dd
C. 以纯合左旋(dd)椎实螺作母本,纯合右旋(DD)椎实螺作父本进行交配产生F1,F1自交产生的F2全部表现为右旋
D. 欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意的右旋椎实螺作父本进行交配,统计杂交后代的性状
16. 萤火虫(性别决定为XY型)的体色有红色、黄色和棕色3种,受常染色体上的基因E/e、X染色体上的基因F/f控制。已知含有基因F的个体体色均为红色,含基因E但不含基因F的个体体色均为黄色,其余情况体色均为棕色。现有一只红色个体与一只黄色个体交配,子代中1/16为棕色雄性个体。以下叙述正确的是( )
A. 萤火虫体色的遗传遵循分离定律和自由组合定律
B. 黄色萤火虫的基因型有4种,红色萤火虫的基因型有8种
C. 亲本雄性个体产生基因型为eXf的配子的概率为1/4
D. 亲本雌性表现型为黄色,基因型为EeXfXf
第Ⅱ卷非选择题(共60分)
三、非选择题(本题共5小题,共60分。)
17. 水稻的光反应过程如图1所示。科研人员利用激光照射获得水稻突变体,将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下,检测二者叶肉细胞的各项指标,所得结果如图2、3所示。
(1)光合作用过程中,暗反应为光反应提供的原料有________。据图1分析,类囊体膜两侧H+浓度梯度产生的生理过程有________。
(2)据图2、图3分析,推断在干旱条件下,突变型叶肉细胞的光合速率________(填“大于”或“小于”)野生型叶肉细胞的光合速率,推断理由是________。
(3)进一步研究发现,在干旱条件下,突变体的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合,称为“气孔振荡”,推测在干旱条件下植物“气孔振荡”的意义是________。
18. 甲乙两种酶参与葡萄糖和糖原之间的转化,任一酶的基因发生突变导致相应酶功能缺陷,均会引发糖原积累病。图1和图2分别为甲乙两种酶功能缺陷导致的糖原积累病患者家系,甲酶缺陷由一对等位基因A和a控制,乙酶缺陷由另外一对等位基因B和b控制,且已知这两对等位基因中只有一对位于X染色体上。回答下列问题。
(1)甲酶缺陷的遗传方式是________;若图1家系不考虑乙酶缺陷,据此推测,“?”为患病女性的概率是________。
(2)若不考虑甲酶缺陷,图2中Ⅲ1与家系中Ⅱ1个体同时继承了亲代Ⅰ1个体b基因的概率为________。
(3)现对相关疾病基因进行检测。下表记录了两个家族中部分家庭成员的检测结果(注:“+”表示存在,“-”表示不存在;“×”表示未检测)。
图1家族
图2家族
Ⅱ3
Ⅱ4
Ⅰ1
Ⅰ2
Ⅱ2
Ⅱ3
基因A、a
基因1
+
-
+
×
×
+
基因2
+
+
+
+
基因B、b
基因3
+
+
×
+
-
+
基因4
-
+
+
+
+
表中基因1是________。图1Ⅲ3可能的基因型种类数为________。若图1中的Ⅲ3与图2中的Ⅱ1婚配,则其子女正常的概率是________。
19. 科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素标记技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
组别
①组
②组
③组
④组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带(14N/14N)
仅为重带(15N/15N)
仅为中带(15N/14N)
1/2轻带(14N/14N)
1/2中带(15N/14N)
请分析并回答。
(1)由表可知,要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B,需要进行的处理是__________________________________________。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第③组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第①组和第②组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是____________________。
(3)分析讨论:
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自________(填“A”或“B”)代,据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:DNA条带的位置________(填“有变化”或“无变化”)。
20. 转铁蛋白(Tf)能与细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)结合,介导含铁的蛋白质从细胞外进入细胞内。细胞内转铁蛋白受体mRNA(TfR-mRNA)的稳定性受Fe3+含量的调节(如图),铁反应元件是TfR-mRNA上一段富含碱基A、U的序列,当细胞中Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而不能与铁反应元件结合,导致TfR-mRNA易水解。回答下列问题。
(1)转铁蛋白受体在________合成,并由内质网、高尔基体加工后由高尔基体分泌的________运输至细胞膜上。
(2)图中3个结构a在mRNA上的移动最终合成的三条肽链通常________(填“相同”或“不同”),依据是________。
(3)若要改造转铁蛋白受体分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由_____________。
(4)TfR-mRNA中铁反应元件能形成茎环结构,这种茎环结构不影响TfR的氨基酸序列,理由是__________________________________。
21. 科研人员得到4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型果蝇进行杂交实验,结果如下表所示(“+”表示红眼,“m”表示浅红眼)。
组别
亲本果蝇
F1果蝇的表型
F2果蝇的表型及数量
雌性
雄性
雌性
雄性
雌性
雄性
+
m
+
m
Ⅰ
A
野生型
+
+
762
242
757
239
Ⅱ
B
野生型
+
+
312
101
301
105
Ⅲ
C
野生型
+
m
114
104
111
102
Ⅳ
D
野生型
+
m
160
151
155
149
(1)据表分析,4种突变体均是单基因的________(填“显性”或“隐性”)突变果蝇。
(2)突变位点一定在相同染色体上的突变体是________,判断理由是________________________。
(3)为探究不同浅红眼突变基因位点之间的关系,科研人员以不同突变体为材料进行了系列杂交实验。
①先进行“A×B”杂交,发现在F1果蝇中,所有个体均表现为浅红眼,由此得出的结论是_______________。
②又进行“B×C”杂交,发现F1果蝇全部表现为红眼。再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中红眼个体与浅红眼个体数量的比值约为9∶7.由此判断,在F2雌性果蝇中红眼个体和F2雄性果蝇中红眼个体的概率分别为______________。
③再进行“C×D”杂交,发现F1中雌性果蝇全部表现为红眼,而雄性个体全部表现为浅红眼。再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中,雌性个体有1/2表现为红眼,而雄性个体只有1%表现为红眼。由此判断,F1雌性果蝇在减数分裂形成卵细胞时,约有________%的初级卵母细胞在这两个眼色基因位点之间发生了1次交换。
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高一生物学期中
时量:75分钟 满分:100分
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24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. 小鼠的长尾对短尾为显性,且该对性状由常染色体上一对等位基因控制。现欲以某杂合长尾雄小鼠为实验材料,直接验证基因的分离定律。下列实验方案最合理的是( )
A. 让该小鼠与纯合长尾雌小鼠交配,观察后代性状
B. 让该小鼠与短尾雌小鼠测交,观察后代的表型及比例
C. 让该小鼠与杂合长尾雌小鼠交配,观察后代是否出现长尾的性状
D. 直接用显微镜观察该小鼠的染色体形态
【答案】B
【解析】
【详解】A、纯合长尾雌小鼠基因型为AA,与杂合长尾雄鼠(Aa)交配,后代基因型为AA、Aa,全部表现为长尾,无性状分离,无法验证基因分离定律,A错误;
B、短尾雌小鼠基因型为aa,二者测交,若后代长尾:短尾=1:1,可说明杂合长尾雄鼠产生了A、a两种比例相等的配子,直接验证基因分离定律,B正确;
C、杂合长尾雌小鼠基因型为Aa,二者交配后代本就存在大量长尾个体,观察是否出现长尾无法判断基因的传递规律,无法验证分离定律,应观察是否出现短尾来判断基因的传递规律,C错误;
D、等位基因是有遗传效应的DNA片段,无法通过显微镜观察染色体形态判断等位基因的分离,不能验证基因分离定律,D错误。
2. 番茄是闭花、自花授粉植物,其果实红色和黄色受一对等位基因控制。一株红色番茄和黄色番茄杂交,全为红色番茄,自交得到的中红色番茄∶黄色番茄=3∶1.将中的红色番茄种植在农田中,自然状态下,下一代红色番茄中的杂合子的比例为( )
A. 4/9 B. 1/2 C. 2/5 D. 1/3
【答案】C
【解析】
【详解】红色番茄和黄色番茄杂交,F1全为红色番茄,可知红色为显性性状,黄色为隐性性状,若用Aa表示控制该性状的基因型,则亲本基因型分别为AA、aa,F1的基因型为Aa,F2中基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,F2中的红色番茄的基因型及比例为AA:Aa=1:2,番茄是闭花、自花授粉植物,自然状态下番茄自交,下一代aa比例为2/3×1/4=1/6,Aa=2/3×1/2=2/6,AA=3/6,因此下一代红色番茄中的杂合子的比例为2/5,C正确,ABD错误。
3. 图甲表示洋葱(2N=16)根尖细胞的有丝分裂图像,图乙表示水稻(2N=24)花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片,a至d为减数分裂I,e和f为减数分裂Ⅱ,图中的短线表示长度为5μm。下列说法正确的是( )
A. 图甲视野中能表示一个完整的细胞周期的顺序依次是1→2→3→4→5
B. 图甲实验制片流程为:解离→漂洗→染色→制片
C. 图乙的e可看到2个细胞,每个细胞含有的染色体数目为6对
D. 图甲、乙细胞分裂的末期,可在显微镜下观察到细胞中央出现的细胞板逐渐扩展形成细胞壁
【答案】B
【解析】
【详解】A、图甲中2为间期,视野中能表示一个完整的细胞周期的顺序依次是2→1→3→4→5,A错误;
B、图甲实验制片流程为:解离→漂洗→染色→制片,B正确;
C、图乙的e可看到2个细胞,但每个细胞均已无同源染色体,含有的染色体数目应为12条,C错误;
D、细胞分裂的末期,不能在显微镜下观察到细胞中央出现的细胞板逐渐扩展形成细胞壁,因为解离过程中细胞已经死亡,D错误。
4. 模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”(实验一)中用小桶甲和乙分别代表植物的雌、雄生殖器官,用不同颜色的彩球代表D、d的雌雄配子;“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验(实验二)中可用橡皮泥制作染色体模型,细绳代表纺锤丝。下列实验中模拟正确的是( )
A. 模拟活动中两条颜色相同的染色体模型代表一对同源染色体
B. 实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球来分别模拟D和d配子
C. 实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开,可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
D. 模拟活动可以解释减数分裂产生配子中染色体组合多样性的原因
【答案】D
【解析】
【详解】A、同源染色体是形态大小一般相同、分别来自父方和母方的染色体,模拟时应选择形态大小相同、颜色不同的染色体模型代表一对同源染色体,颜色相同的染色体代表来源一致的染色体(如姐妹染色单体分开形成的子染色体),A错误;
B、性状分离比的模拟实验要求两种配子被抓取的概率均等,绿豆和黄豆的大小、重量存在明显差异,会干扰抓取的随机性,无法保证D、d配子被抓取的概率相同,B错误;
C、着丝粒分裂是自行分裂的结果,并非纺锤丝牵引导致,牵拉细绳仅能模拟纺锤丝牵引已经完成分裂的子染色体向细胞两极移动的过程,不能模拟着丝粒分裂,C错误;
D、减数分裂染色体变化的模拟活动中,可直观模拟非同源染色体自由组合、同源染色体非姐妹染色单体交叉互换的过程,二者是减数分裂产生的配子染色体组合具有多样性的核心原因,因此该模拟活动可以解释该现象,D正确。
5. 关于生物学研究中的实验材料、方法,下列叙述错误的是( )
选项
生物学研究
实验材料
科学方法
A
探究细胞膜的流动性
人细胞、鼠细胞
荧光标记法
B
证明基因在染色体上
果蝇
假说—演绎法
C
证明DNA半保留复制
大肠杆菌
离心法
D
噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体、肺炎链球菌
同位素标记法
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、探究细胞膜流动性的经典实验为用不同荧光分别标记人、鼠细胞膜的蛋白质,诱导细胞融合后观察荧光分布,实验材料为人细胞、鼠细胞,采用荧光标记法,A正确;
B、摩尔根以果蝇为实验材料,通过假说—演绎法研究果蝇眼色遗传规律,证明了基因在染色体上,B正确;
C、证明DNA半保留复制的实验以大肠杆菌为材料,用同位素标记N元素后,通过密度梯度离心法区分不同密度的DNA,用到离心法,C正确;
D、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的病毒,噬菌体侵染细菌实验的材料为T2噬菌体和大肠杆菌,肺炎链球菌是肺炎链球菌转化实验的材料,本选项实验材料对应错误,D错误。
6. 下列有关摩尔根和他的学生的果蝇杂交实验,叙述错误的是( )
A. 白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼推测红眼对白眼为显性
B. F1雌雄果蝇相互交配产生的后代中雄果蝇都是白眼
C. F1雌蝇与白眼雄蝇测交,后代雌雄个体中红、白眼都各半,结果符合预期
D. 摩尔根首次把一个特定的基因定位到一条染色体上,证明了基因位于染色体上
【答案】B
【解析】
【详解】A、具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代表现出的性状为显性性状,白眼雄蝇与纯合红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,可推测红眼对白眼为显性,A正确;
B、F1基因型为XWXw(红眼雌蝇)、XWY(红眼雄蝇),二者相互交配,后代雄果蝇基因型为XWY(红眼)、XwY(白眼),既有红眼也有白眼,并非都为白眼,B错误;
C、F1雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwY)测交,后代基因型为XWXw、XwXw、XWY、XwY,雌雄个体中红眼、白眼均各占一半,符合假说演绎的实验预期结果,C正确;
D、摩尔根通过该实验首次将控制果蝇白眼的特定基因定位到X染色体上,通过实验证明了基因位于染色体上,D正确。
7. 果蝇某条染色体上部分基因的分布如图甲所示,该条染色体经变异后部分基因的分布如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲中控制朱红眼和深红眼的基因属于等位基因
B. 一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列
C. 该染色体上的所有基因在果蝇的所有细胞中都能表达
D. 甲染色体上的黄身基因与乙染色体上的截翅基因可以自由组合
【答案】B
【解析】
【详解】A、等位基因是指位于同源染色体相同位置、控制相对性状的基因,朱红眼和深红眼基因位于同一条染色体上,属于非等位基因,A错误;
B、从图中可看出一条染色体上分布有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,B正确;
C、果蝇不同体细胞会发生基因的选择性表达,该染色体上的所有基因不会在果蝇的所有细胞中都表达,C错误;
D、基因自由组合发生在非同源染色体的非等位基因之间,而甲染色体上的黄身基因与乙染色体上的截翅基因位于同源染色体上,不能发生自由组合,D错误。
8. 某兴趣小组对格里菲思的实验进行了改良,将R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、加热杀死的S型细菌和R型细菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四个相同的培养基上,在适宜的无菌条件下进行培养,一段时间后,菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 该实验中的自变量有培养基成分、培养时间等
B. 该实验的因变量是培养基中接种物质的种类和培养基上生长的菌落种类
C. 以上实验结果能证明加热杀死的S型细菌的DNA已进入R型细菌中
D. 只有丁发生了细菌转化,但并非所有的R型活细菌都转化为S型活细菌
【答案】D
【解析】
【详解】AB、该实验的自变量是培养基中接种物质的种类,因变量是培养基上生长的菌落种类,培养基成分、培养时间等为无关变量,AB错误;
C、以上实验结果只能说明加热杀死的S型菌可以使R型菌发生转化,不能说明加热杀死的S型菌的DNA已进入R型菌中,C错误;
D、由图可知,只有丁组培养基上同时出现了R型菌落(黑色)和S型菌落(白色),而甲、乙、丙组均未出现两种菌落同时存在的情况,故只有丁发生了细菌转化,同时丁组培养基上仍有大量R型菌落,说明并非所有的R型活细菌都转化为S型活细菌,D正确。
9. 质粒是能够自主复制的小型环状DNA,其部分片段放大如图所示。该质粒共有个碱基对,其中胞嘧啶占全部碱基的20%。下列说法正确的是( )
A. 图中①、②、③可构成腺嘌呤脱氧核苷酸或者胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B. 质粒中的每个磷酸基团均和两个脱氧核糖连接,每个脱氧核糖均和两个磷酸基团连接
C. 该质粒可能的碱基排列顺序有种,这种分子多样性是其携带遗传信息的基础
D. 该质粒复制需要多种酶参与,复制三次需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个
【答案】B
【解析】
【详解】A、图中①是磷酸,②是脱氧核糖,③是含氮碱基。 腺嘌呤脱氧核苷酸或者胸腺嘧啶脱氧核苷酸中的磷酸应该连接在脱氧核糖的5号碳上,A错误;
B、每个磷酸基团:在链中间的磷酸与两个脱氧核糖相连,在链末端的磷酸与一个脱氧核糖相连。但在环状 DNA中,没有游离的末端,因此每个磷酸基团均与两个脱氧核糖连接。 每个脱氧核糖:在链中间的脱氧核糖与两个磷酸基团相连,在链末端的脱氧核糖与一个磷酸基团相连。但在环状 DNA中,没有游离的末端,因此每个脱氧核糖均与两个磷酸基团连接,B正确;
C、胞嘧啶占全部碱基的20%,则该质粒的碱基排列顺序小于46000种,C错误;
D、由题意可知,该质粒共有6×103个碱基对,即1.2×104个碱基,其中C占全部碱基的20%,所以A+T占60%,C+G占40%,A的数量为30%×1.2×104=3.6×103个,则该DNA分子复制三次时需要消耗胞嘧啶的数量为(23-1)×3.6×103=2.52×104个,D错误。
10. 生长在太平洋的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 000多个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了水母的绿光荧光蛋白基因的转基因动物,在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A. 基因是有遗传效应的DNA片段
B. 基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C. 基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D. DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据题干信息“生长在太平洋的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种海蜇DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段--绿色荧光蛋白基因”可知,基因是DNA分子上的片段,是具有遗传效应的DNA片段,A正确;
B、根据以上分析已知,基因在DNA分子上,是具有一定功能的特异性的碱基排列顺序,B正确;
C、基因是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位,C正确;
D、基因是有遗传效应的DNA片段,只有基因才能控制生物性状,因此DNA上有些片段是不能控制生物性状的,D错误。
故选D。
11. 科研团队采用AI人工智能模型根据蛋白质结构逆向设计基因序列。已知某蛋白质片段的部分氨基酸序列及其对应密码子的基因序列(非模板链)如下表。下列叙述错误的是( )
氨基酸位置
氨基酸类型
对应密码子的基因非模板链序列(5′→3′)
10
丝氨酸(Ser)
TCT/TCC/TCA/TCG
11
精氨酸(Arg)
CGT/CGC/CGA/CGG/AGA/AGG
12
亮氨酸(Leu)
CTT/CTC/CTA/CTG/TTA/TTG
13
终止
TAA/TAG/TGA
A. 利用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据碱基互补配对原则
B. 位置10处的丝氨酸对应密码子有4种,说明密码子具有简并性
C. 精氨酸对应密码子的基因序列富含C或G,G—C含量与DNA稳定性有关
D. 若位置13基因模板链设计为3′—TCC—5′,则相应mRNA翻译时对应的氨基酸为丝氨酸
【答案】D
【解析】
【详解】A、由蛋白质氨基酸序列逆向推导基因序列时,需先推导对应的mRNA序列,再通过碱基互补配对原则推导DNA序列,因此预测基因结构要依据碱基互补配对原则,A正确;
B、密码子简并性是指一种氨基酸可对应多种密码子的特性,位置10处的丝氨酸对应4种密码子,可体现密码子的简并性,B正确;
C、DNA中G-C碱基对之间有3个氢键,A-T碱基对之间有2个氢键,G-C含量越高DNA稳定性越强;精氨酸对应的基因序列中C、G占比高,G-C含量与DNA稳定性有关,C正确;
D、转录时mRNA与模板链碱基互补配对,若模板链为3′—TCC—5′,则对应mRNA的密码子为5′—AGG—3′,结合表格可知该密码子对应氨基酸为精氨酸,不是丝氨酸,D错误。
12. 环境因素可通过表观遗传修饰影响生物性状。研究人员对比分析了长期吸烟者与不吸烟者的精子样本,获得如下数据。下列推断不合理的是( )
检测项目
不吸烟者
长期吸烟者
精子浓度(×10⁶/mL)
46.75±0.33
37.81±0.34
精子总活力(%)
47.89±0.34
43.81±0.21
DNA甲基化水平(相对值)
1.00
显著升高
A. 吸烟者精子DNA甲基化水平升高,可能会抑制某些基因的表达
B. 吸烟引起的DNA甲基化会改变基因的碱基序列,并可传递给子代
C. 烟雾中的尼古丁等有害物质可能会干扰精母细胞的减数分裂过程
D. 该研究从表观遗传角度为“吸烟危害生殖健康”提供了科学依据
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA甲基化是常见的表观遗传修饰,通常会阻碍RNA聚合酶与基因启动子的结合,从而抑制相关基因的表达,因此吸烟者精子DNA甲基化水平升高可能抑制某些基因的表达,A正确;
B、DNA甲基化属于表观遗传修饰,表观遗传的特点是不改变基因的碱基序列,仅改变基因的表达状态,因此吸烟引起的DNA甲基化不会改变基因的碱基序列,B错误;
C、精子是精母细胞经减数分裂产生的,表格显示长期吸烟者的精子浓度、总活力均显著低于不吸烟者,可推测烟雾中的尼古丁等有害物质可能干扰了精母细胞的减数分裂过程,C正确;
D、本研究发现吸烟会改变精子的DNA甲基化水平(表观遗传修饰),同时降低精子的浓度和活力,从表观遗传角度为“吸烟危害生殖健康”提供了科学依据,D正确。
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
13. 蜜蜂(2n=32)中,蜂王和工蜂由受精卵发育而来,雄蜂(n=16)由未受精的卵细胞发育而来。蜜蜂卵细胞通过正常减数分裂形成,而雄蜂在产生精子的过程中,它的精母细胞进行的是一种特殊形式的减数分裂,分裂过程如图(图中显示部分染色体)。下列叙述正确的是( )
A. 蜜蜂的雄蜂体细胞染色体数和精子染色体数相同
B. 雄蜂的精子在形成过程中不存在同源染色体的分离
C. 蜂王和工蜂体内细胞染色体数目最多为32条
D. 蜜蜂通过减数分裂产生精子和卵细胞时,细胞质均经历两次不均等分裂
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、雄蜂是单倍体,体细胞染色体数为16;结合题图的特殊减数分裂,最终只有1个精细胞得到全部染色体,精子染色体数也为16,和雄蜂体细胞染色体数相同,A正确;
B、雄蜂由未受精卵细胞发育而来,体细胞中本身没有同源染色体,因此其精子形成过程中不会发生同源染色体的分离,B正确;
C、蜂王和工蜂由受精卵发育而来,是二倍体,正常体细胞染色体数为32;当体细胞进行有丝分裂后期时,着丝粒分裂,染色体数目加倍,变为64条,因此细胞染色体数目最多为64条,不是32条,C错误;
D、结合题图可知,雄蜂产生精子的两次减数分裂,细胞质均为不均等分裂;蜂王(雌蜂)产生卵细胞时,初级卵母细胞、次级卵母细胞的细胞质分裂均为不均等分裂,因此蜜蜂产生精子和卵细胞的减数分裂过程中,细胞质均经历两次不均等分裂,D正确。
14. 在DNA复制时,3H—脱氧核苷掺入新合成的DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H—脱氧核苷的染色体区段显深色,仅单链掺人的显浅色,未掺入的不显色。将一个不含3H的果蝇(2n=8)精原细胞放在含3H的培养基中培养,让其先进行一次有丝分裂,然后进行减数分裂,不考虑染色体互换。下列说法正确的是( )
A. 有丝分裂中期可观察到呈深色的染色体有8条
B. 初级精母细胞中可观察到部分区段呈深色、部分区段呈浅色的染色体
C. 减数分裂得到的8个精细胞中,DNA都呈深色的细胞可能有4个
D. 产生的精子中,4个DNA分子可能都呈深色或都呈浅色
【答案】CD
【解析】
【详解】A、有丝分裂中期含8条染色体,DNA的复制方式为半保留复制,有丝分裂时 DNA复制一次,每个DNA分子中有一条链含3H,因此可观察到呈浅色的染色体有8条,A错误;
B、DNA分子的复制方式为半保留复制,精原细胞先进行了一次有丝分裂,每个DNA分子中都是一条链含3H,一条链不含3H,该细胞进行减数分裂 DNA 再复制一次,初级精母细胞中每条染色体含有两条染色单体,一条染色单体上的 DNA分子两条链都含3H,呈深色,另一条染色单体上的 DNA 分子一条链含3H,一条链不含3H,呈浅色,B错误;
C、1个精原细胞先进行一次有丝分裂,产生2个精原细胞,每个精原细胞进行减数分裂,形成的2个初级精母细胞中每条染色体含有两条染色单体,一条染色单体上的DNA分子两条链都含3H,呈深色,另一条染色单体上的DNA分子一条链含3H,一条链不含3H,呈浅色,形成的4个次级精母细胞中每条染色体含有两条染色单体,一条染色单体上的DNA分子两条链都含3H,呈深色,另一条染色单体上的DNA分子一条链含3H,一条链不含3H,呈浅色,故每个次级精母细胞最终分裂形成的2个精细胞中DNA都呈深色的细胞可能有1个或0个(4个次级精母细胞形成情况相同,共产生8个精细胞),故减数分裂得到的8个精细胞中,DNA都呈深色的细胞可能有4个、3个、2个、1个、0个,C正确;
D、根据D选项分析可知,形成的4个次级精母细胞中每条染色体含有两条染色单体,一条染色单体上的DNA分子两条链都含3H,呈深色,另一条染色单体上的DNA分子一条链含3H,一条链不含3H,呈浅色,每个次级精母细胞最终分裂形成的2个精细胞中DNA都呈深色的细胞可能有1个或0个或2个精细胞中都呈浅色可能有1个或0个(4个次级精母细胞形成情况相同,共产生8个精细胞),故产生的精子中,4个DNA分子可能都呈深色或都呈浅色,D正确。
故选CD。
15. 母性效应是指子代某一性状的表现型由母本的核基因型决定,而不受自身基因型的支配。例如椎实螺(一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖;但若单独饲养,也可以进行自体受精)螺壳的旋向由一对等位基因D(右旋)和d(左旋)控制,D对d是完全显性,遗传上遵循母性效应。下列叙述正确的是( )
A. ♀DD×♂Dd,F1自交,F2个体中表现为右旋的纯合体所占比例为1/4
B. 椎实螺螺壳表现为左旋的个体基因型可能为DD、Dd或dd
C. 以纯合左旋(dd)椎实螺作母本,纯合右旋(DD)椎实螺作父本进行交配产生F1,F1自交产生的F2全部表现为右旋
D. 欲判断某左旋椎实螺的基因型,可用任意的右旋椎实螺作父本进行交配,统计杂交后代的性状
【答案】CD
【解析】
【分析】根据题意分析可知:椎实螺螺壳的旋向是由一对核基因控制的,遵循基因的分离定律。由于旋向的遗传规律是子代螺壳旋向只由其母本核基因型决定,与其自身基因型无关,所以后代的性状受母本影响,取决于母本的基因型所决定的性状。
【详解】A、♀DD×♂Dd,F1中个体的基因型为1/2DD、1/2Dd,F2个体全部表现为右旋,其中纯合子所占的比例为1/2+(1/2)×(1/2)=3/4, A错误;
B、螺壳表现为左旋,说明母本的基因型为dd,故表现为螺壳左旋的子代基因型为dd或Dd,B错误;
C、以纯合左旋(dd)椎实螺作母本,纯合右旋(DD)椎实螺作父本进行交配产生F1的基因型为Dd,F1自交产生的表现为其Dd的性状,所以F2全部为右旋,C正确;
D、根据B项分析可知,左旋螺的基因型为Dd或dd,故可以用任意右旋椎实螺作父本与该螺杂交,若子代螺壳为右旋,则该左旋螺的基因型为Dd,若子代螺壳为左旋,则该左旋螺的基因型为dd,D正确。
故选CD。
16. 萤火虫(性别决定为XY型)的体色有红色、黄色和棕色3种,受常染色体上的基因E/e、X染色体上的基因F/f控制。已知含有基因F的个体体色均为红色,含基因E但不含基因F的个体体色均为黄色,其余情况体色均为棕色。现有一只红色个体与一只黄色个体交配,子代中1/16为棕色雄性个体。以下叙述正确的是( )
A. 萤火虫体色的遗传遵循分离定律和自由组合定律
B. 黄色萤火虫的基因型有4种,红色萤火虫的基因型有8种
C. 亲本雄性个体产生基因型为eXf的配子的概率为1/4
D. 亲本雌性表现型为黄色,基因型为EeXfXf
【答案】AC
【解析】
【分析】由题干分析可知,萤火虫的表型和基因型的对应关系为:E_XF_红色,eeXF_红色,E_XfXf黄色,E_XfY黄色,eeXfXf棕色,eeXfY棕色。现有一只红色个体(E_XF_或eeXF_)与一只黄色个体(E_XfXf或E_XfY)交配,子代中1/16为棕色雄性个体(eeXfY)。由=×,可知两亲本杂交后代中ee=,XfY=,所以两亲本为EeXFXf和EeXfY。
【详解】A、萤火虫体色受两对非同源染色体上的非等位基因控制,所以其遗传遵循分离定律和自出组合定律,A正确;
B、黄色萤火虫的基因型(E_XfXf或E_XfY)有4种,红色萤火虫的基因型(E_XF_或eeXF_)有6+3=9种,B错误;
C、亲本雄性个体(EeXfY)产生基因型为eXf的配子的概率为×=,C正确;
D、亲本雌性表现型为红色,基因型为EeXFXf,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷非选择题(共60分)
三、非选择题(本题共5小题,共60分。)
17. 水稻的光反应过程如图1所示。科研人员利用激光照射获得水稻突变体,将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下,检测二者叶肉细胞的各项指标,所得结果如图2、3所示。
(1)光合作用过程中,暗反应为光反应提供的原料有________。据图1分析,类囊体膜两侧H+浓度梯度产生的生理过程有________。
(2)据图2、图3分析,推断在干旱条件下,突变型叶肉细胞的光合速率________(填“大于”或“小于”)野生型叶肉细胞的光合速率,推断理由是________。
(3)进一步研究发现,在干旱条件下,突变体的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合,称为“气孔振荡”,推测在干旱条件下植物“气孔振荡”的意义是________。
【答案】(1) ①. ADP、NADP+、Pi ②. 水的光解产生H+、质体氢醌(PQ)将基质中的H+转运到类囊体腔
(2) ①. 大于 ②. 突变体叶绿素含量更高,光反应更强;气孔导度更大,RuBP羧化酶含量更高,固定利用CO2更快,胞间CO2浓度更低说明CO2消耗更多,因此光合速率更大
(3)
气孔开放时保证CO2供应,气孔闭合时减少蒸腾作用失水,使植物在干旱条件下既能减少水分流失,又能维持较高的光合作用,适应干旱环境
【解析】
【小问1详解】
光合作用中,光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应消耗ATP、NADPH后,产生的ADP、Pi和NADP+进而给光反应提供合成ATP和NADPH的原料。根据图1可知,类囊体腔的H+来自两个过程:水的光解释放H+到类囊体腔,同时PQ将叶绿体基质的H+转运到类囊体腔,使类囊体膜两侧形成H+浓度梯度。
【小问2详解】
从图2可知,突变体叶绿素和RuBP羧化酶(固定CO2的关键酶)含量都高于野生型;从图3可知,突变体气孔导度更大,进入叶肉细胞的CO2更多,而突变体胞间CO2浓度更低,说明突变体对CO2的固定消耗更快,光反应和暗反应强度均高于野生型,因此光合速率更大。
【小问3详解】
干旱环境中,持续开放气孔会导致植物蒸腾作用过强、失水过多;持续闭合气孔会导致CO2供应不足、光合速率下降。周期性气孔振荡平衡了两个过程:既减少了水分过度散失,又能保证光合作用的CO2供应,提升了植物对干旱环境的适应性。
18. 甲乙两种酶参与葡萄糖和糖原之间的转化,任一酶的基因发生突变导致相应酶功能缺陷,均会引发糖原积累病。图1和图2分别为甲乙两种酶功能缺陷导致的糖原积累病患者家系,甲酶缺陷由一对等位基因A和a控制,乙酶缺陷由另外一对等位基因B和b控制,且已知这两对等位基因中只有一对位于X染色体上。回答下列问题。
(1)甲酶缺陷的遗传方式是________;若图1家系不考虑乙酶缺陷,据此推测,“?”为患病女性的概率是________。
(2)若不考虑甲酶缺陷,图2中Ⅲ1与家系中Ⅱ1个体同时继承了亲代Ⅰ1个体b基因的概率为________。
(3)现对相关疾病基因进行检测。下表记录了两个家族中部分家庭成员的检测结果(注:“+”表示存在,“-”表示不存在;“×”表示未检测)。
图1家族
图2家族
Ⅱ3
Ⅱ4
Ⅰ1
Ⅰ2
Ⅱ2
Ⅱ3
基因A、a
基因1
+
-
+
×
×
+
基因2
+
+
+
+
基因B、b
基因3
+
+
×
+
-
+
基因4
-
+
+
+
+
表中基因1是________。图1Ⅲ3可能的基因型种类数为________。若图1中的Ⅲ3与图2中的Ⅱ1婚配,则其子女正常的概率是________。
【答案】(1) ①. 伴X染色体隐性 ②. 0
(2)1/2 (3) ①. a ②. 2 ③. 9/16
【解析】
【小问1详解】
结合图2分析,Ⅰ1与Ⅰ2均没有糖原积累病,所生的女儿Ⅱ1个体有糖原积累病,说明乙酶缺陷属于常染色体隐性;据图1分析,Ⅱ1个体和Ⅱ2个体均没有糖原积累病,所生的孩子Ⅲ1个体有糖原积累病,说明甲酶缺陷属于隐性遗传,已知控制甲酶缺陷和乙酶缺陷的这两对等位基因中有一对位于X染色体上,乙酶缺陷属于常染色体隐性,则甲酶缺陷属于伴X染色体隐性遗传。若图1家系不考虑乙酶缺陷,Ⅲ1个体基因型为XaY,Xa来自于母亲Ⅱ2,结合Ⅱ1个体和Ⅱ2个体都是正常表型,推测Ⅱ1个体和Ⅱ2个体基因型为XAY、XAXa,Ⅱ1个体的XA必然会遗传给女儿,“?”的基因型种类及比例为1/2XAXA,1/2XAXa,表型都是正常,即“?”为患病女性的概率是0。
【小问2详解】
已知乙酶缺陷是常染色体隐性遗传,若不考虑甲酶缺陷,Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1个体有糖原积累病,基因型为bb。Ⅰ1与Ⅰ2的基因型均为Bb,Ⅲ1个体的一个b基因必定来自Ⅱ2个体,Ⅱ2个体患病,遗传给其女儿的b基因有1/2的可能来自亲代Ⅰ1个体。Ⅱ1个体患病,b基因也必定一个来自亲代Ⅰ1个体,因此该个体与家系中Ⅱ1个体同时继承了亲代Ⅰ1个体b基因的概率为1/2。
【小问3详解】
甲酶缺陷受A、a调控,属于伴X染色体隐性遗传,Ⅲ1个体基因型为XaY,Xa必然来自Ⅱ3,Ⅱ3表型正常,基因型为XAXa,Ⅱ4个体基因型为XAY,表格中Ⅱ4个体只有基因2,说明基因2为基因A。乙酶缺陷属于常染色体隐性,乙酶缺陷受B、b调控,图2中Ⅱ2个体患病,仅有b基因,该个体没有基因3,但有基因4,说明基因4是基因b。综上所述,再结合表格信息,推测图1中Ⅱ3基因型为BBXAXa,Ⅱ4基因型为BbXAY,图1 Ⅲ3有糖原积累病,可能的基因型为BBXaY或BbXaY两种。图1中的Ⅲ3基因型种类及比例为1/2BBXaY、1/2BbXaY;图2中Ⅰ2有乙酶缺陷的孩子(必然含有b),且自己表型正常,基因型为BbXAY,Ⅰ2的XA遗传给了女儿Ⅱ1;表格显示Ⅰ1个体基因型为XAXa,结合她有乙酶缺陷的孩子(必然含有b),且自己表型正常,基因型为BbXAXa;Ⅱ1有乙酶缺陷的糖原积累病(bb),则她的基因型种类及比例为1/2bbXAXA、1/2bbXAXa;仅考虑A、a,图1中的Ⅲ3配子不含XA,图2中的Ⅱ1产生XA的概率为3/4,子女正常的概率为3/4;仅考虑B、b,图1中的Ⅲ3配子是B的概率是3/4,图2中的Ⅱ1不产生B配子,子女正常的概率为3/4,因此其子女正常的概率为3/4×3/4=9/16。
19. 科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素标记技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
组别
①组
②组
③组
④组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带(14N/14N)
仅为重带(15N/15N)
仅为中带(15N/14N)
1/2轻带(14N/14N)
1/2中带(15N/14N)
请分析并回答。
(1)由表可知,要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B,需要进行的处理是__________________________________________。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第③组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第①组和第②组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是____________________。
(3)分析讨论:
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自________(填“A”或“B”)代,据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:DNA条带的位置________(填“有变化”或“无变化”)。
【答案】(1)必须经过多代培养,且培养液中的15NH4Cl是唯一氮源
(2)半保留复制 (3) ①. B ②. 半保留 ③. 不能 ④. 无变化
【解析】
【小问1详解】
要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B,即第2组的结果,应培养多代,且培养液中唯一氮源为15NH4Cl。
【小问2详解】
第3组实验结果最为重要,因为B的DNA为15N/15N型,B的子Ⅰ代的DNA为15N/14N型,但中带只有与轻带和重带进行比较才能得出,所以它要与第1组和第2组的结果进行比较,才能说明DNA的复制方式为半保留复制。
【小问3详解】
①若B的子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻带”和“重带”两条密度带,说明DNA的复制方式不是半保留复制,而是全保留复制,重带来自原来的B。
②若把DNA双链分开,就无法得知DNA的复制方式了,无论是半保留复制还是全保留复制,得到的DNA双链分开后再离心,均是一条15N链和一条14N链,各占一半。
③当对B的子Ⅱ代进行培养时,子n代的离心结果还是得到两个密度带,位置和原来相同,密度带的数量和位置没有变化,1/2轻带(14N/14N),1/2中带(15N/14N)。
20. 转铁蛋白(Tf)能与细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)结合,介导含铁的蛋白质从细胞外进入细胞内。细胞内转铁蛋白受体mRNA(TfR-mRNA)的稳定性受Fe3+含量的调节(如图),铁反应元件是TfR-mRNA上一段富含碱基A、U的序列,当细胞中Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而不能与铁反应元件结合,导致TfR-mRNA易水解。回答下列问题。
(1)转铁蛋白受体在________合成,并由内质网、高尔基体加工后由高尔基体分泌的________运输至细胞膜上。
(2)图中3个结构a在mRNA上的移动最终合成的三条肽链通常________(填“相同”或“不同”),依据是________。
(3)若要改造转铁蛋白受体分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由_____________。
(4)TfR-mRNA中铁反应元件能形成茎环结构,这种茎环结构不影响TfR的氨基酸序列,理由是__________________________________。
【答案】(1) ①. 核糖体 ②. 囊泡
(2) ①. 相同 ②. 翻译的模板链(mRNA)相同
(3)C→A (4)茎环结构位于mRNA的终止密码子之后,不影响翻译
【解析】
【小问1详解】
由题干知道转铁蛋白受体是细胞膜上的蛋白质,细胞膜上的蛋白质是通过核糖体合成,由内质网、高尔基体加工,再由高尔基体分泌囊泡运输至细胞膜的。
【小问2详解】
翻译是以mRNA为模板链合成肽链的过程,图中所示的3个核糖体沿着同一条mRNA移动进行翻译,翻译的模板链(mRNA)相同,所以合成的3条肽链是相同。
【小问3详解】
色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、AUU、CUA,其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由C→A。
【小问4详解】
翻译是从起始密码子开始到终止密码子结束的,据图这种茎环结构位于mRNA的终止密码子之后,不影响翻译,所以不影响TfR的氨基酸序列。
21. 科研人员得到4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型果蝇进行杂交实验,结果如下表所示(“+”表示红眼,“m”表示浅红眼)。
组别
亲本果蝇
F1果蝇的表型
F2果蝇的表型及数量
雌性
雄性
雌性
雄性
雌性
雄性
+
m
+
m
Ⅰ
A
野生型
+
+
762
242
757
239
Ⅱ
B
野生型
+
+
312
101
301
105
Ⅲ
C
野生型
+
m
114
104
111
102
Ⅳ
D
野生型
+
m
160
151
155
149
(1)据表分析,4种突变体均是单基因的________(填“显性”或“隐性”)突变果蝇。
(2)突变位点一定在相同染色体上的突变体是________,判断理由是________________________。
(3)为探究不同浅红眼突变基因位点之间的关系,科研人员以不同突变体为材料进行了系列杂交实验。
①先进行“A×B”杂交,发现在F1果蝇中,所有个体均表现为浅红眼,由此得出的结论是_______________。
②又进行“B×C”杂交,发现F1果蝇全部表现为红眼。再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中红眼个体与浅红眼个体数量的比值约为9∶7.由此判断,在F2雌性果蝇中红眼个体和F2雄性果蝇中红眼个体的概率分别为______________。
③再进行“C×D”杂交,发现F1中雌性果蝇全部表现为红眼,而雄性个体全部表现为浅红眼。再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中,雌性个体有1/2表现为红眼,而雄性个体只有1%表现为红眼。由此判断,F1雌性果蝇在减数分裂形成卵细胞时,约有________%的初级卵母细胞在这两个眼色基因位点之间发生了1次交换。
【答案】(1)隐性 (2) ①. C和D ②. Ⅲ、Ⅳ组杂交结果,F1雌果蝇的眼色总是与父本相同,F1雄果蝇的眼色则总是与母本相同,表明两个突变位点都位于X染色体
(3) ①. A、B两种突变体的浅红眼突变基因为同一位点 ②. 3/4和3/8 ③. 4
【解析】
【小问1详解】
据表分析,4种浅红眼的果蝇突变体A、B、C和D,将它们分别与野生型果蝇进行杂交,后代均为红眼,说明红眼为显性性状,4种突变体均是单基因的隐性突变果蝇。
【小问2详解】
突变位点一定在相同染色体上的突变体是C和D ,判断理由是Ⅲ、Ⅳ组杂交结果,F1雌果蝇的眼色总是与父本相同,F1雄果蝇的眼色则总是与母本相同,表明它们的突变位点都在X 染色体上。
【小问3详解】
为探究不同浅红眼突变基因位点之间的关系,科研人员以不同突变体为材料进行了系列杂交实验。 ①先进行“♀A×♂B”杂交,也即♀A浅红眼与♂B浅红眼,两个隐性个体杂交,如果杂交后代都表现为浅红眼,那么说明控制这对相对性状的基因位置相同,如果杂交后代都表现野生型,说明控制这一对相对性状的基因位置不同。
②又进行“♀B×♂C”杂交,控制B的浅红眼基因位于常染色体上(用A、a)表示,控制C的浅红眼基因位于X染色体上(用XB、Xb表示),则♀B的基因型为aaXBXB, ♂C的基因型为AAXbY,杂交所得的F1的基因型分别是AaXBXb和AaXBY,都表现为红眼,再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中红眼个体与浅红眼个体数量的比值约为9:7(也即9:3:3:1的变式)。说明aaXbXb、aaXbY的个体也表现为浅红眼。由此判断,在F2雌性果蝇中红眼个体的比例为第一对等位基因出现A_的概率为3/4,第二对等位基因出现XbX-的概率为1,因此该数值为3/4,同理可知在F2雄性果蝇中红眼个体的比例为3/4×1/2=3/8。
③再进行“♀C×♂D”杂交,发现F1中雌性果蝇全部表现为红眼,说明控制C和D两个体的浅红眼基因是两个而不是一个,再设控制D眼色的基因XD、Xd,则♀C和♂D的基因型分别为XbDXbD、XBdY,再让F1雌雄果蝇相互交配,发现在F2果蝇中,雌性个体有1/2表现为红眼,而雄性个体只有1%表现为红眼(XBDY)。这可能是雌性个体在产生卵细胞时发生了交叉互换引起的,由于1个初级卵母细胞减数分裂只能形成一个卵细胞,由此判断,F1雌性果蝇在减数分裂形成卵细胞时,含X的精子与含Y的精子结合机会均等,各占1/2。1个初级卵母细胞减数分裂只能形成一个XBD卵细胞的机会是1/2,这样的话,也就是说每4个交叉互换的初级卵母细胞分裂形成的卵细胞才有一个和含Y的精子结合的机会,因此要形成1%的XBDY,需要有4%初级卵母细胞在这两个眼色基因位点之间发生了1次交换。
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