内容正文:
夏津一中2025-2026学年下学期5月份月考
高一年级生物试题
一、选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 1905年,威尔森发现宽头虫雌虫有14条染色体(含两条X染色体),雄虫有13条染色体(含一条X染色体)。下列推测不合理的是( )
A. 位于X染色体上的基因不存在等位基因
B. 卵细胞与不含X染色体的精子受精后发育为雄虫
C. 雄虫减数分裂过程中的细胞最多含有14条染色体
D. 雌虫减数分裂时形成的四分体数量比雄虫多1个
2. 某对夫妇正常,生出一患遗传病女儿。家系基因检测报告表明,患儿常染色体上一个TUBB3基因三个碱基对缺失,为新生显性突变,该基因与先天性眼外肌纤维化3A型相关,也与大脑皮质发育不良伴他脑畸形相关。下列叙述错误的是( )
A. 该患儿的致病基因遗传自父亲和母亲
B. 基因中碱基对缺失、替换或增添,均属于基因突变
C. 基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系
D. 若患儿成人后生子,建议进行遗传咨询和产前诊断对遗传病进行检测和预防
3. 在DNA复制起始时,复制起始位点被有序地激活,复制起始位点处的DNA双链被打开。DNA复制过程中,非复制区保持着亲代双链结构,复制区的双链会分开,二者的衔接区域称为复制叉。真核生物DNA复制时可以形成多个大小不一的复制叉。下列说法错误的是( )
A. 复制叉的出现体现DNA半保留复制的特点
B. 复制区DNA的两条链的模板都可以作为模板
C. 通过检测复制起始位点结合蛋白在染色质上的位置可以鉴定复制起始位点
D. 真核细胞的DNA复制可以在多个复制起始位点进行,但不一定同时开始
4. 唐氏综合征是一种症状严重的遗传病,患者比正常人多一条21号染色体。图为某患者及其父母的第21号染色体上的STR序列的扩增结果。下列叙述错误的是( )
注:M为标准片段,n1、n2、n3、n4为单元的不同重复次数
A. 唐氏综合征患者能产生可育的配子
B. 患者细胞内的基因数目比正常人多
C. 患者细胞内DNA的嘌呤与嘧啶比例发生了改变
D. 患者的母亲在形成卵细胞时第21号染色体没有分离
5. 大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A. 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B. 细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C. 核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D. 编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
6. 某雌雄异株植物的叶形受三对等位基因D/d、E/e、F/f控制,三对基因均位于常染色体上,当显性基因D、E、F同时存在时为心形叶,其余情况均为卵形叶。一株纯合的心形叶雌株与隐性纯合的卵形叶雄株杂交得F1,F1随机传粉得到F2.已知F1雌雄株产生的配子的基因组成及占比情况均如表所示。下列叙述错误的是( )
配子
DEF
DeF
dEF
deF
DEf
Def
dEf
def
占比
21%
4%
4%
21%
21%
4%
4%
21%
A. 推测基因D/d、E/e的遗传不遵循基因的自由组合定律
B. F1中32%的精原细胞在减数分裂Ⅰ前期发生了染色体互换
C. F2中基因型为DdEeFf的个体所占比例为9.14%
D. F1测交,子代的表型及比例为心形叶︰卵形叶=21︰79
7. 丹霞山岩壁缝隙中的某草本植物,其叶片形状有针形和卵形两种。近几十年来,由于气候变化,丹霞山局部区域变得更加干旱。下列相关叙述正确的是( )
A. 该植物叶片形状的变异是由环境引起的
B. 卵形叶片个体在干旱环境中会发生定向突变
C. 干旱环境下该植物种群中针形叶片个体的比例会逐渐增加
D. 自然选择直接作用于该植物的基因,导致种群基因频率发生改变
8. 水稻品系甲抗稻瘟病,品系乙耐旱。抗病基因和耐旱基因独立遗传。我国科学家将甲、乙杂交,在F2群体中筛选出既抗病又耐旱的新品系丙。该过程最可能的原因是( )
A. 杂交过程中发生基因突变,产生新基因
B. F1减数分裂时,非同源染色体自由组合
C. F1减数分裂时,同源染色体的非姐妹染色单体互换
D. 干旱的栽培环境诱导水稻发生染色体变异
9. 利用航天技术可以培育出具有新性状的植株。我国科学家从太空返回地面的某油菜品种中筛选出高产突变体,该突变体内控制蛋白酶Ch1的基因发生了突变,导致蛋白酶Ch1的第34位氨基酸种类发生变化,蛋白酶Ch1的活性也因此增强,从而促进了油菜籽产量的提高。下列分析合理的是( )
A. 基因突变、基因重组或染色体变异均可以导致生物新性状的出现
B. 基因Ch1指导蛋白酶Ch1合成的过程中需要消耗脱氧核苷酸和氨基酸
C. 基因Ch1发生了碱基的增添或缺失,该类变异为生物进化提供丰富的原材料
D. 因基因突变频率低,进行突变育种时,需要处理大量种子才可能得到高产突变体
10. 生物体染色体上的等位基因所在部位可以进行配对联会,非等位基因所在部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现如图①至图④系列变异,字母代表基因,下列说法正确的是( )
A. ①的变化发生在同源染色体之间,属于染色体易位
B. ②的变化只改变了基因的排列顺序,不会影响生物性状
C. ③状况的出现是染色体部分片段缺失或增加所导致的
D. ④为染色体数目变异,此细胞为三倍体细胞
11. 单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果(每个基因序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。患者的父亲、母亲分别只有①、②突变位点,但均未患病。下列叙述正确的是( )
A. 未突变P基因的位点①碱基对为A-T
B. ①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C. 患者同源染色体的①和②位点间发生交换可导致基因重组
D. 上述①和②位点的突变可体现基因突变的普遍性
12. 药物敏感试验旨在了解某病原微生物对各种抗生素的敏感程度,以指导临床合理选用抗生素。纸片扩散法是试验的常用方法,在纸片周围会形成透明如图所示的抑菌圈。下列叙述错误的是( )
A. 其他条件不变,增大各抗生素的浓度可得到与图示相同的结果
B. 抑菌圈大小与致病菌对各种抗生素的敏感程度成正比关系
C. 不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响
D. 从抑菌圈边缘挑取菌落重复实验,抑菌圈直径逐渐减小
13. 在以洋葱(2n=16)为材料进行“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中,下列有关叙述正确的是( )
A. 在观察低温处理的洋葱根尖装片时,可以看到一个细胞中染色体的连续变化情况
B. 若在显微镜下观察到染色体数为32的细胞,并不能确定低温诱导成功
C. 低温影响了纺锤体的形成,进而导致着丝粒无法断裂,同源染色体不能移向两极
D. 该实验洗去卡诺氏液用体积分数75%的酒精
14. 果蝇体色中灰身对黑身为显性,由位于常染色体上的B/b基因控制,只含一个B或b基因的个体不能成活。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图,下列叙述错误的是( )
A. 图中乙属于诱变过程中得到的染色体变异个体
B. 图中筛选①可用光学显微镜实现筛选目的
C. F1中有1/2果蝇的细胞含有异常染色体
D. F1中雌雄果蝇的体色理论上均为灰色
15. 一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列说法错误的是( )
A. 若产生的精子AXB:aXB:AY:aY=1:1:1:1,则是减数第一次分裂后期基因自由组合的结果
B. 若某细胞中无染色单体,且基因组成为AAXBXB,则该细胞可能处于减数第二次分裂后期
C. 处于减数第一次分裂后期和处于减数第二次分裂后期细胞核DNA数不同
D. 若产生了一个AaXB的精子,与该精子同时产生的另三个精子为AaXB、Y、Y
二、不定向选择题(共5题,每题3分,共15分。每题至少有一个答案是正确的,多选得0分,少选得1分)
16. 研究人员让35S标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,经过短时间保温、搅拌、离心后,检测上清液和沉淀物的放射性强弱。下列说法正确的是( )
A. 标记噬菌体时应将其接种到含35S的普通培养基中
B. 搅拌不充分时会导致上清液的放射性强度减弱
C. 保温时间过短不会影响上清液的放射性强度
D. 子代噬菌体全部含有32P,少量的含有35S
17. 研究发现,运动产生的DHA会抑制EZH2(可修饰染色体的组蛋白)的活性,使染色体的空间结构改变,进而促进ATF3基因的表达,驱动黑色素肿瘤细胞(MMC)的凋亡。下列说法错误的是( )
A. EZH2可以抑制染色体的解螺旋 B. 从功能上分析,ATF3基因属于原癌基因
C. 增强EZH2活性可延长MMC的细胞周期 D. EZH2调控ATF3基因表达属于表观遗传
18. 水稻(2n=24)南粳46粳型,具有抗稻瘟病抗倒伏不抗虫的性状,控制三种性状的三对等位基因独立遗传。为培育出优良抗虫品种,科研人员设计如下流程,下列叙述正确的是( )
A. 过程①利用紫外线照射可提高基因突变频率
B. 过程②为花药离体培养,体现了植物细胞的全能性
C. 过程③可用低温处理,抑制细胞的着丝粒分裂
D. 该过程育种原理是基因突变和染色体变异
19. 在动物中嗅觉主要依靠感觉器官中的各种嗅觉受体来介导。编码嗅觉受体的基因有很多,不同动物中的编码嗅觉受体的基因数目差异很大。研究发现,人类基因组中约有800个嗅觉受体基因,其中50%左右是假基因;而小鼠基因组中有约1400个嗅觉受体基因,但是其中只有20-25%是假基因。下列关于嗅觉受体的说法中,正确的有( )
A. 小鼠比人具有更多功能性的嗅觉受体基因,可能是人比小鼠对嗅觉的依赖降低
B. 嗅觉受体基因的多样性是种群不同个体间嗅觉能力差异的遗传基础
C. 人类基因组中嗅觉受体基因都互为等位基因,是基因突变的结果
D. 假基因不具有任何功能,在进化过程中不利于生物多样性的形成
20. 研究人员用T4噬菌体(双链DNA)侵染大肠杆菌,将感染的大肠杆菌置于含3H—尿嘧啶的培养基中培养,一段时间后粉碎菌体,分离得到RNA。将获得的RNA分别与T4噬菌体和大肠杆菌热变性的DNA杂交,形成杂交分子。检测各组杂交分子的放射性强度,结果如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 该实验不能用含3H—胸腺嘧啶的培养基培养大肠杆菌
B. 菌体利用3H—尿嘧啶的过程需要DNA聚合酶的参与
C. 说明T4噬菌体侵染后可能抑制大肠杆菌基因的转录
D. 将杂交分子彻底水解最多能获得6种小分子的产物
三、非选择题(本题共5道题,共55分。)
21. 果蝇(2N=8)是遗传学研究的良好材料,其性染色体组成与性别的对应关系如表所示。果蝇的红眼对白眼为显性性状,由一对等位基因控制,科研工作者利用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇作为亲本进行了相关实验,实验过程如图所示。回答下列问题:
性染色体组成
XX
XY
XXY
XO
XYY
性别
雌性、可育
雄性、可育
雌性、可育
雄性、不育
雄性、可育
注:O表示缺少一条性染色体,性染色体组成为YO、XXX、YY的个体均在胚胎时期死亡。
(1)有人认为F1出现上述结果的原因是发生了基因突变,但也有人提出反对意见。结合所学的基因突变的相关知识,你认为该人提出反对意见的依据是____________。
(2)若基因突变的原因已被排除,则F1出现上述结果的原因最可能是___________,该过程中发生了_____(填具体变异类型),该变异___(填“可以”或“不可以”)在光学显微镜下观察到。
(3)若(2)结论成立,则是否可以确定F1中白眼雌果蝇含有3个染色体组?_____(填“是”或“否”)。
22. 人类7号和9号染色体之间可发生易位(染色体片段移接到另一条非同源染色体上),如图1所示,其中7+、9+表示易位的染色体,7和7+、9和9+可以正常联会。若易位后细胞内基因种类和总数量不变,则相应个体为染色体易位携带者,表型正常;细胞中有3个R片段的个体表现为痴呆;只有1个R片段会发生早期胚胎流产。图2为某家族的遗传系谱图,已知Ⅱ-1的染色体组成正常。回答下列问题:
(1)人类遗传病通常是指由________而引起的人类疾病。若要调查血友病的发病率,应在________(填“患者家系”或“广大人群”)中随机调查。
(2)染色体变异分为染色体________和________的变异,图1变异属于后者。图2中Ⅱ-2可以产生________种配子,Ⅲ-3染色体组成正常的概率是________,Ⅲ-4是染色体易位携带者的概率是________。
(3)Ⅲ-2痴呆患者是由于体细胞中有3个R片段导致的,其7号和9号染色体的组成为________,若其与染色体正常的男性结婚,可产生正常后代的概率是________。
23. 通过各种方法改善农作物的遗传性状,提高粮食产量一直是科学家不断努力追求的目标。如图表示一些育种途径,请回答相关问题:
(1)①途径称为杂交育种,所利用的原理是________,这种育种方法可以得到符合要求的纯合子。
(2)最常用的试剂M是________,该试剂能让细胞内染色体数目加倍的机理是________。相对于①途径,②途径的优势在于________。
(3)经③途径所得到的植株基因型为________。
(4)某植物种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状类型,令其自交,则自交子一代所有个体中基因型为AA的个体占________,经这种人工选择作用,该种群是否发生了进化?________。(是或否)
24. 蝴蝶全世界大约有14000余种,主要分布在美洲,在世界其他地区除了南北极寒冷地带以外,都有分布。蝴蝶大多数翅色艳丽,有的则呈现枯叶色,这都是对环境的一种适应。
(1)枯叶色的蝴蝶飞到鲜艳的花丛中,更易被天敌捕食,由此可见适应具有_________性。
(2)假设某蝴蝶种群足够大且没有其他因素干扰,种群内随机交配产生子代。某一时间段内种群中Aa与aa的基因型频率相等,则其子代中显性纯合子所占的比例为____________。据图分析,该种群在________时间段内发生了进化,判断依据是_____________。
(3)科学家发现了两种外观形态、生活习性非常类似的蝴蝶甲和乙。经基因组分析发现,甲、乙两种蝴蝶完全相同;经染色体组成分析发现,蝴蝶甲含有32对同源染色体,蝴蝶乙含有64对同源染色体。蝴蝶甲和乙_____(填“属于”或“不属于”)同一物种,原因是____________。
25. 第三代杂交水稻是指以核雄性不育系为母本,常规品种为父本配制而成的新型杂交水稻。核雄性不育系与光温敏核雄性不育水稻比较,核雄性不育系在任何时期都是不育的,不因环境改变而改变。
(1)杂交水稻不能逐代留种的原因是________。
(2)研究发现,水稻温敏核雄性不育是 TMS5 基因发生隐性突变引起的。在 tms5 突变体中,成熟 tRNA 的相对含量降低,尤其是丙氨酸 tRNA 的相对含量降低最为显著;在 tms5 突变体中过表达丙氨酸 tRNA 可使花粉育性显著恢复。该研究分别利用了自变量控制中的________原理;从基因表达的角度,分析水稻温敏核雄性不育的主要机理是________。
(3)通过化学诱变,筛选得到基因型为 mm(m 位于 10 号染色体上)的核雄性不育突变体。M 为育性恢复基因、A为雄配子致死基因、R为红色荧光蛋白基因,利用转基因技术将基因M、A、R一起导入mm个体,并使其插入到同一条染色体上(除10号染色体),得到转基因可育个体。转基因个体自交,F1的基因型及比例为________,F1个体之间随机授粉,得到的种子中雄性不育种子所占比例为________,快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是________。
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夏津一中2025-2026学年下学期5月份月考
高一年级生物试题
一、选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 1905年,威尔森发现宽头虫雌虫有14条染色体(含两条X染色体),雄虫有13条染色体(含一条X染色体)。下列推测不合理的是( )
A. 位于X染色体上的基因不存在等位基因
B. 卵细胞与不含X染色体的精子受精后发育为雄虫
C. 雄虫减数分裂过程中的细胞最多含有14条染色体
D. 雌虫减数分裂时形成的四分体数量比雄虫多1个
【答案】A
【解析】
【分析】配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方,叫作同源染色体。在减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象叫作联会。由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体,因此,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。
【详解】A、对于雄虫而言,仅含一条X染色体,从这个角度看,位于X染色体上的基因在雄虫中确实不存在等位基因,但对于雌虫,含有两条X染色体,X染色体上的基因在雌虫体内是存在等位基因的,A错误;
B、已知雄虫含13条染色体(含一条X染色体),若卵细胞与不含X染色体的精子受精,受精卵的染色体组成情况符合雄虫的染色体特征,所以这种情况下发育为雄虫的推测合理,B正确;
C、雄虫正常体细胞有13条染色体,在减数分裂过程中,处于减数第二次分裂后期时,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,此时细胞中最多可含有14条染色体,C正确;
D、雌虫有14条染色体,可形成7个四分体,雄虫有13条染色体,可形成6个四分体,所以雌虫减数分裂时形成的四分体数量比雄虫多1个,D正确。
故选A。
2. 某对夫妇正常,生出一患遗传病女儿。家系基因检测报告表明,患儿常染色体上一个TUBB3基因三个碱基对缺失,为新生显性突变,该基因与先天性眼外肌纤维化3A型相关,也与大脑皮质发育不良伴他脑畸形相关。下列叙述错误的是( )
A. 该患儿的致病基因遗传自父亲和母亲
B. 基因中碱基对缺失、替换或增添,均属于基因突变
C. 基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系
D. 若患儿成人后生子,建议进行遗传咨询和产前诊断对遗传病进行检测和预防
【答案】A
【解析】
【详解】A、题干中“新生显性突变”表明该致病基因是患儿自身新发生的,并非遗传自父亲和母亲,A错误;
B、基因突变是指DNA分子中碱基对的缺失、替换或增添,这些都属于基因突变的范畴,B正确;
C、 TUBB3基因与先天性眼外肌纤维化3A型及大脑皮质发育不良伴他脑畸形两种疾病相关,体现了基因的多效性(一因多效),说明基因与性状并非简单一一对应,C正确;
D、患儿携带显性致病基因,其后代有遗传风险,进行遗传咨询和产前诊断是预防遗传病的有效手段,符合高中生物遗传病预防知识,D正确。
故选A。
3. 在DNA复制起始时,复制起始位点被有序地激活,复制起始位点处的DNA双链被打开。DNA复制过程中,非复制区保持着亲代双链结构,复制区的双链会分开,二者的衔接区域称为复制叉。真核生物DNA复制时可以形成多个大小不一的复制叉。下列说法错误的是( )
A. 复制叉的出现体现DNA半保留复制的特点
B. 复制区DNA的两条链的模板都可以作为模板
C. 通过检测复制起始位点结合蛋白在染色质上的位置可以鉴定复制起始位点
D. 真核细胞的DNA复制可以在多个复制起始位点进行,但不一定同时开始
【答案】A
【解析】
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、复制叉的出现是DNA部分片段还未解旋,部分DNA片段已经解旋形成单链,复制叉的出现体现DNA边解旋边复制的特点,A错误;
B、DNA复制时,解旋形成的两条单链分别作为模板,B正确;
C、DNA复制需要酶参与,而酶作用需要和反应物染色质结合,解旋酶的化学本质是蛋白质,因此通过检测复制起始位点结合蛋白在染色质上的位置可以鉴定复制起始位点,C正确;
D、真核生物DNA复制时可以形成多个大小不一的复制叉,说明真核细胞的DNA复制可以在多个复制起始位点进行,但不一定同时开始,D正确。
故选A。
4. 唐氏综合征是一种症状严重的遗传病,患者比正常人多一条21号染色体。图为某患者及其父母的第21号染色体上的STR序列的扩增结果。下列叙述错误的是( )
注:M为标准片段,n1、n2、n3、n4为单元的不同重复次数
A. 唐氏综合征患者能产生可育的配子
B. 患者细胞内的基因数目比正常人多
C. 患者细胞内DNA的嘌呤与嘧啶比例发生了改变
D. 患者的母亲在形成卵细胞时第21号染色体没有分离
【答案】C
【解析】
【详解】A、唐氏综合征患者的染色体组成为 47 条(21 号染色体多一条),在减数分裂时,虽然染色体联会和分离会出现异常,但仍有概率产生可育的配子,A正确;
B、患者比正常人多一条 21 号染色体,这条染色体上携带了额外的基因,所以细胞内的基因数目比正常人多,B正确;
C、DNA 分子中遵循碱基互补配对原则,嘌呤(A+G)和嘧啶(T+C)的比例始终为 1:1,不会因为染色体数目增加而改变,C错误;
D、从 STR 序列扩增结果来看,患儿的 21 号染色体 STR 序列包含母亲的 n2、n3 和父亲的 n1、n4,说明母亲在形成卵细胞时,21 号染色体没有正常分离,导致卵细胞携带了两条 21 号染色体,D正确。
5. 大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A. 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B. 细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C. 核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D. 编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
【答案】D
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的条件:模板(DNA的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻译过程的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
【详解】A、一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;
B、细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;
C、当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;
D、大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
故选D。
6. 某雌雄异株植物的叶形受三对等位基因D/d、E/e、F/f控制,三对基因均位于常染色体上,当显性基因D、E、F同时存在时为心形叶,其余情况均为卵形叶。一株纯合的心形叶雌株与隐性纯合的卵形叶雄株杂交得F1,F1随机传粉得到F2.已知F1雌雄株产生的配子的基因组成及占比情况均如表所示。下列叙述错误的是( )
配子
DEF
DeF
dEF
deF
DEf
Def
dEf
def
占比
21%
4%
4%
21%
21%
4%
4%
21%
A. 推测基因D/d、E/e的遗传不遵循基因的自由组合定律
B. F1中32%的精原细胞在减数分裂Ⅰ前期发生了染色体互换
C. F2中基因型为DdEeFf的个体所占比例为9.14%
D. F1测交,子代的表型及比例为心形叶︰卵形叶=21︰79
【答案】C
【解析】
【详解】A、由题表可知,亲本的基因型组合为DDEEFF×ddeeff,F1(DdEeFf)产生的基因组成为DEF、deF、DEf、def的配子所占比例较高且相等,推测基因D/d、E/e位于一对同源染色体上,二者的遗传不遵循基因的自由组合定律,A正确;
B、1个精原细胞进行减数分裂时,若发生同源染色体的非姐妹染色单体间的片段互换,则产生4种比例相等的精细胞,其中重组型配子占1/2,据表分析,重组型配子所占比例为4%+4%+4%+4%=16%,则初级精母细胞中发生交换的占16%×2=32%,B正确;
C、由表可知,F2中基因型为DdEeFf的个体所占比例为2×21%×21%(♂DEF×♀def+♀DEF×♂def)+2×21%×21%(♂deF×♀DEf+♀deF×♂DEf)+2×4%×4%(♂DeF×♀dEf+♀DeF×♂dEf)+2×4%×4%(♂dEF×♀Def+♀dEF×♂Def)=18.28%,C错误;
D、F1(DdEeFf)测交,根据F1配子比例可知,子代中心形叶个体的基因型为DdEeFf,所占比例为21%,则子代的表型及比例为心形叶︰卵形叶=21︰79,D正确。
7. 丹霞山岩壁缝隙中的某草本植物,其叶片形状有针形和卵形两种。近几十年来,由于气候变化,丹霞山局部区域变得更加干旱。下列相关叙述正确的是( )
A. 该植物叶片形状的变异是由环境引起的
B. 卵形叶片个体在干旱环境中会发生定向突变
C. 干旱环境下该植物种群中针形叶片个体的比例会逐渐增加
D. 自然选择直接作用于该植物的基因,导致种群基因频率发生改变
【答案】C
【解析】
【详解】A、生物的变异包括可遗传变异(遗传物质改变引起)和不可遗传变异(环境因素引起),叶片形状的变异不一定是环境引起,可由基因突变产生,A错误;
B、突变具有不定向性,干旱环境只起到选择作用,不会诱导生物发生定向突变,B错误;
C、针形叶片可减少水分蒸发,更适应干旱环境,在自然选择作用下,针形叶片个体的生存和繁殖机会更高,种群中其比例会逐渐增加,C正确;
D、自然选择直接作用于生物的个体表现型,而非直接作用于基因,通过对表型的选择,定向改变种群基因频率,D错误。
8. 水稻品系甲抗稻瘟病,品系乙耐旱。抗病基因和耐旱基因独立遗传。我国科学家将甲、乙杂交,在F2群体中筛选出既抗病又耐旱的新品系丙。该过程最可能的原因是( )
A. 杂交过程中发生基因突变,产生新基因
B. F1减数分裂时,非同源染色体自由组合
C. F1减数分裂时,同源染色体的非姐妹染色单体互换
D. 干旱的栽培环境诱导水稻发生染色体变异
【答案】B
【解析】
【详解】抗病基因和耐旱基因独立遗传,说明二者位于非同源染色体上,F1为同时携带抗病、耐旱基因的双杂合子,减数分裂产生配子时非同源染色体自由组合,使非同源染色体上的非等位基因发生重组,可产生同时含两种优良基因的配子,受精后F2即可出现既抗病又耐旱的个体,是该过程最可能的原因,B符合题意,ACD不符合题意。
9. 利用航天技术可以培育出具有新性状的植株。我国科学家从太空返回地面的某油菜品种中筛选出高产突变体,该突变体内控制蛋白酶Ch1的基因发生了突变,导致蛋白酶Ch1的第34位氨基酸种类发生变化,蛋白酶Ch1的活性也因此增强,从而促进了油菜籽产量的提高。下列分析合理的是( )
A. 基因突变、基因重组或染色体变异均可以导致生物新性状的出现
B. 基因Ch1指导蛋白酶Ch1合成的过程中需要消耗脱氧核苷酸和氨基酸
C. 基因Ch1发生了碱基的增添或缺失,该类变异为生物进化提供丰富的原材料
D. 因基因突变频率低,进行突变育种时,需要处理大量种子才可能得到高产突变体
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因突变和染色体变异可导致新性状,但基因重组仅导致原有性状的重新组合,不产生新性状,A错误;
B、基因表达(转录和翻译)过程中消耗核糖核苷酸(转录)和氨基酸(翻译),脱氧核苷酸用于DNA复制,与基因表达无关,B错误;
C、题干中突变仅导致第34位氨基酸变化,应为碱基替换(若增添或缺失会引起移码突变,导致后续氨基酸序列改变),C错误;
D、基因突变频率低,诱变育种需处理大量材料以提高获得有利突变的概率,D正确。
故选D。
10. 生物体染色体上的等位基因所在部位可以进行配对联会,非等位基因所在部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现如图①至图④系列变异,字母代表基因,下列说法正确的是( )
A. ①的变化发生在同源染色体之间,属于染色体易位
B. ②的变化只改变了基因的排列顺序,不会影响生物性状
C. ③状况的出现是染色体部分片段缺失或增加所导致的
D. ④为染色体数目变异,此细胞为三倍体细胞
【答案】C
【解析】
【分析】分析图可知:①属于染色体易位、②属于染色体倒位、③有可能是一条染色体缺失部分片段,也可能是另一条染色体增加部分片段、④是染色体数目个别增加。
【详解】A、①属于染色体易位,发生在非同源染色体之间,A错误;
B、②属于染色体倒位,会导致性状发生改变,B错误;
C、③有可能是一条染色体缺失部分片段,也可能是另一条染色体增加部分片段,导致有部分片段无法联合,C正确;
D、④是染色体数目个别增加,但不叫三倍体,而是三体细胞,D错误。
故选C。
11. 单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果(每个基因序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。患者的父亲、母亲分别只有①、②突变位点,但均未患病。下列叙述正确的是( )
A. 未突变P基因的位点①碱基对为A-T
B. ①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C. 患者同源染色体的①和②位点间发生交换可导致基因重组
D. 上述①和②位点的突变可体现基因突变的普遍性
【答案】B
【解析】
【详解】A、结合图示可知,患者均获得父亲和母亲的下面一条链,均为突变的链,说明未突变P基因的位点①碱基对为C-G,A错误;
B、结构决定功能,①和②位点的突变均导致基因结构发生改变,均会导致P基因功能的改变,B正确;
C、患者同源染色体的①和②位点属于P基因内部位点,两者发生交换,将导致P基因的碱基序列发生改变,属于基因突变,C错误;
D、P基因的不同位点均可能发生突变,说明基因突变是随机的,D错误。
故选B。
12. 药物敏感试验旨在了解某病原微生物对各种抗生素的敏感程度,以指导临床合理选用抗生素。纸片扩散法是试验的常用方法,在纸片周围会形成透明如图所示的抑菌圈。下列叙述错误的是( )
A. 其他条件不变,增大各抗生素的浓度可得到与图示相同的结果
B. 抑菌圈大小与致病菌对各种抗生素的敏感程度成正比关系
C. 不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响
D. 从抑菌圈边缘挑取菌落重复实验,抑菌圈直径逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】A、进行药敏试验,增大各种抗生素的浓度可能会使滤纸周围的抑菌圈增大,使实验结果发生变化,A错误;
B、抑菌圈越大,说明致病菌对该种抗生素的敏感性越大,反之则越小,故抑菌圈大小与致病菌对各种抗生素的敏感程度成正比关系,B正确;
C、抗生素的扩散速度(如分子大小、水溶性)会影响其在平板上的分布,从而影响抑菌圈的大小,进而影响实验结果的准确性,C正确;
D、抑菌圈边缘的菌落具有耐药性,挑选这种菌落重复实验,由于抗生素的选择作用,抗性菌株逐渐增多,因此抑菌圈直径会逐渐减小,D正确。
13. 在以洋葱(2n=16)为材料进行“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中,下列有关叙述正确的是( )
A. 在观察低温处理的洋葱根尖装片时,可以看到一个细胞中染色体的连续变化情况
B. 若在显微镜下观察到染色体数为32的细胞,并不能确定低温诱导成功
C. 低温影响了纺锤体的形成,进而导致着丝粒无法断裂,同源染色体不能移向两极
D. 该实验洗去卡诺氏液用体积分数75%的酒精
【答案】B
【解析】
【分析】低温会抑制纺锤体的形成,引起染色体数目的加倍。
【详解】A、观察装片时细胞已死亡,无法看到染色体连续变化,A错误;
B、正常有丝分裂后期染色体数也为32,故不能仅凭此确认低温诱导成功,B正确;
C、低温抑制纺锤体形成,但着丝粒仍会断裂,且同源染色体分离仅发生在减数分裂,C错误;
D、该实验洗去卡诺氏液用体积分数95%的酒精,D错误。
故选B。
14. 果蝇体色中灰身对黑身为显性,由位于常染色体上的B/b基因控制,只含一个B或b基因的个体不能成活。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图,下列叙述错误的是( )
A. 图中乙属于诱变过程中得到的染色体变异个体
B. 图中筛选①可用光学显微镜实现筛选目的
C. F1中有1/2果蝇的细胞含有异常染色体
D. F1中雌雄果蝇的体色理论上均为灰色
【答案】C
【解析】
【分析】一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构变异;独立遗传的两对等位基因在减数分裂过程中遵循自由组合定律。
【详解】A、图中乙细胞含B基因的常染色体片段移接到了X染色体上,所以属于诱变育种得到的染色体变异个体,A正确;
B、染色体变异可用光学显微镜观察到,故图中筛选①可用光学显微镜实现筛选目的,B正确;
C、根据自由组合定律,乙产生的精子类型有BXB、BY、XB、Y,甲产生的卵细胞类型为bX,因此子代有BbXBX 、BbXY 、bXBX 、bXY(死亡),无B基因的常染色体和有B的X染色体都是异常染色体,故F1中有2/3果蝇的细胞含有异常染色体,C错误;
D、F1中雌雄果蝇都有B基因,所以体色理论上均为灰色,D正确。
故选C。
15. 一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列说法错误的是( )
A. 若产生的精子AXB:aXB:AY:aY=1:1:1:1,则是减数第一次分裂后期基因自由组合的结果
B. 若某细胞中无染色单体,且基因组成为AAXBXB,则该细胞可能处于减数第二次分裂后期
C. 处于减数第一次分裂后期和处于减数第二次分裂后期细胞核DNA数不同
D. 若产生了一个AaXB的精子,与该精子同时产生的另三个精子为AaXB、Y、Y
【答案】A
【解析】
【详解】A、一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂,发生交叉互换(如A与a互换),导致四种精子类型,A错误;
B、减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分离,细胞中无染色单体,若某细胞基因组成为AAXᴮXᴮ,可能出现在减数第二次分裂后期,B正确;
C、DNA复制,减数第一次分裂后期的细胞核DNA数为4n;经过同源染色体分离,非同源染色体自由组合,DNA数目减半,减数第二次分裂后期的核DNA数为2n,两者不同,C正确;
D、若产生AaXᴮ精子,说明减数第一次分裂时A/a未分离,形成AaXᴮ和Y的次级精母细胞;减数第二次分裂时,AaXᴮ分裂为两个AaXᴮ,Y分裂为两个Y,故另三个精子为AaXᴮ、Y、Y,D正确。
故选A。
二、不定向选择题(共5题,每题3分,共15分。每题至少有一个答案是正确的,多选得0分,少选得1分)
16. 研究人员让35S标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,经过短时间保温、搅拌、离心后,检测上清液和沉淀物的放射性强弱。下列说法正确的是( )
A. 标记噬菌体时应将其接种到含35S的普通培养基中
B. 搅拌不充分时会导致上清液的放射性强度减弱
C. 保温时间过短不会影响上清液的放射性强度
D. 子代噬菌体全部含有32P,少量的含有35S
【答案】BC
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤: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。
【详解】A、由于噬菌体是病毒,必须寄生在宿主细胞中才能生存,为了获得35S标记的噬菌体,应该将其接种到含35S的大肠杆菌的培养液中,A错误;
B、搅拌不充分时会导致噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,经离心后出现在沉淀物中,因此会导致上清液的放射性强度减弱,B正确;
C、保温时间过短会导致噬菌体没有完全侵染大肠杆菌,影响的是噬菌体DNA进入大肠杆菌,放射性35S标记的蛋白质外壳不受影响,因此不会影响上清液的放射性强度,C正确;
D、让35S标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,子代噬菌体合成蛋白质所需的原料、DNA复制多许的原料均来自大肠杆菌,且DNA为半保留复制,因此子代噬菌体全部含有32P,均不含有35S,D错误。
故选BC。
17. 研究发现,运动产生的DHA会抑制EZH2(可修饰染色体的组蛋白)的活性,使染色体的空间结构改变,进而促进ATF3基因的表达,驱动黑色素肿瘤细胞(MMC)的凋亡。下列说法错误的是( )
A. EZH2可以抑制染色体的解螺旋 B. 从功能上分析,ATF3基因属于原癌基因
C. 增强EZH2活性可延长MMC的细胞周期 D. EZH2调控ATF3基因表达属于表观遗传
【答案】BC
【解析】
【详解】A、基因表达的前提是染色体解螺旋(染色质松散),使DNA暴露以进行转录。 EZH2有活性时,会通过修饰组蛋白使染色质浓缩(抑制解螺旋),从而抑制基因表达;当EZH2被抑制后,染色质解螺旋,ATF3基因才能表达,A正确;
B、原癌基因:功能是促进细胞增殖、抑制细胞凋亡,异常激活会导致细胞癌变。抑癌基因:功能是抑制细胞异常增殖、促进细胞凋亡,阻止细胞癌变。 题干明确ATF3基因表达会“驱动黑色素瘤细胞凋亡”,因此ATF3属于抑癌基因,B错误;
C、增强EZH2活性→抑制ATF3基因表达→黑色素瘤细胞凋亡减少→细胞存活能力增强、增殖更旺盛。 癌细胞增殖旺盛意味着细胞周期缩短(分裂一次所需时间变短),而非延长,C错误;
D、表观遗传是指DNA序列不发生改变,但通过组蛋白修饰、DNA甲基化等方式改变染色质结构,从而调控基因表达的现象。 EZH2通过修饰组蛋白改变染色体空间结构,进而调控ATF3基因表达,D正确。
18. 水稻(2n=24)南粳46粳型,具有抗稻瘟病抗倒伏不抗虫的性状,控制三种性状的三对等位基因独立遗传。为培育出优良抗虫品种,科研人员设计如下流程,下列叙述正确的是( )
A. 过程①利用紫外线照射可提高基因突变频率
B. 过程②为花药离体培养,体现了植物细胞的全能性
C. 过程③可用低温处理,抑制细胞的着丝粒分裂
D. 该过程育种原理是基因突变和染色体变异
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、过程①利用紫外线照射,紫外线属于诱发基因突变的物理因素。 用紫外线照射可提高基因突变频率,从而产生新的基因,为育种提供更多的变异材料,A正确;
B、过程②为花药离体培养,将花药中的花粉培育成单倍体植株,体现了植物细胞的全能性,B正确;
C、过程③可用一定浓度的秋水仙素或低温处理单倍体幼苗,原理是在细胞分裂时通过抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,C错误;
D、该抗虫品种的育种过程有诱变育种、单倍体育种,涉及的育种原理是基因突变和染色体数目变异,D正确。
19. 在动物中嗅觉主要依靠感觉器官中的各种嗅觉受体来介导。编码嗅觉受体的基因有很多,不同动物中的编码嗅觉受体的基因数目差异很大。研究发现,人类基因组中约有800个嗅觉受体基因,其中50%左右是假基因;而小鼠基因组中有约1400个嗅觉受体基因,但是其中只有20-25%是假基因。下列关于嗅觉受体的说法中,正确的有( )
A. 小鼠比人具有更多功能性的嗅觉受体基因,可能是人比小鼠对嗅觉的依赖降低
B. 嗅觉受体基因的多样性是种群不同个体间嗅觉能力差异的遗传基础
C. 人类基因组中嗅觉受体基因都互为等位基因,是基因突变的结果
D. 假基因不具有任何功能,在进化过程中不利于生物多样性的形成
【答案】AB
【解析】
【分析】假基因:或称为伪基因,是基因家族在进化过程中形成的无功能的残留物。与正常基因相似,但丧失正常功能的DNA序列。往往存在于真核生物的多基因家族中,一般情况都不被转录,且没有明确生理意义。
但假基因也可能是有功能的,其可能以类似非编码RNA的形式起到调控作用;假基因RNA的功能:
1、假基因的反义RNA与真(母)基因的 mRNA结合减缓其翻译;
2、假基因RNA产生Endo-siRNAs;
3、假基因RNA作为ceRNA调控靶基因;
4、假基因RNA通过RNA结合蛋白或者翻译机制调控RNA表达或者蛋白翻译
【详解】A、小鼠比人具有更多功能性的嗅觉受体基因,有可能是人对嗅觉的依赖低于小鼠,A正确;
B、嗅觉受体基因的多样性决定了嗅觉受体蛋白的多样性,从而使不同个体间嗅觉能力出现差异,B正确;
C、等位基因是位于同源染色体的相同位置,控制相对性状的基因,人类基因组中嗅觉受体基因不都互为等位基因,C错误;
D、假基因也可能是有功能的,其可能以类似非编码RNA的形式起到调控作用,D错误。
故选AB。
20. 研究人员用T4噬菌体(双链DNA)侵染大肠杆菌,将感染的大肠杆菌置于含3H—尿嘧啶的培养基中培养,一段时间后粉碎菌体,分离得到RNA。将获得的RNA分别与T4噬菌体和大肠杆菌热变性的DNA杂交,形成杂交分子。检测各组杂交分子的放射性强度,结果如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 该实验不能用含3H—胸腺嘧啶的培养基培养大肠杆菌
B. 菌体利用3H—尿嘧啶的过程需要DNA聚合酶的参与
C. 说明T4噬菌体侵染后可能抑制大肠杆菌基因的转录
D. 将杂交分子彻底水解最多能获得6种小分子的产物
【答案】AC
【解析】
【分析】DNA与RNA在组成上的差别是:一是五碳糖不同,二是碱基不完全相同,DNA中含有的碱基是A、T、G、C,RNA的碱基是A、U、G、C,核酸是遗传信息的携带者,是一切生物的遗传物质。
【详解】A、该实验研究噬菌体侵染后细胞中RNA的转录模板,转录出的RNA分子带有放射性,才能与DNA杂交后显示出放射性。RNA的组成单体是核糖核苷酸,胸腺嘧啶是合成脱氧核苷酸的物质,不能用来合成核糖核酸,A正确;
B、转录需要RNA聚合酶的参与,DNA聚合酶参与DNA的复制,B错误;
C、T4噬菌体侵染后含大肠杆菌DNA组的放射性弱,说明大肠杆菌转录产生的RNA分子减少,因此T4噬菌体能抑制大肠杆菌的转录,C正确;
D、DNA—RNA杂交分子彻底水解能获得5种碱基、2种五碳糖和1种磷酸分子,D错误。
故选AC。
三、非选择题(本题共5道题,共55分。)
21. 果蝇(2N=8)是遗传学研究的良好材料,其性染色体组成与性别的对应关系如表所示。果蝇的红眼对白眼为显性性状,由一对等位基因控制,科研工作者利用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇作为亲本进行了相关实验,实验过程如图所示。回答下列问题:
性染色体组成
XX
XY
XXY
XO
XYY
性别
雌性、可育
雄性、可育
雌性、可育
雄性、不育
雄性、可育
注:O表示缺少一条性染色体,性染色体组成为YO、XXX、YY的个体均在胚胎时期死亡。
(1)有人认为F1出现上述结果的原因是发生了基因突变,但也有人提出反对意见。结合所学的基因突变的相关知识,你认为该人提出反对意见的依据是____________。
(2)若基因突变的原因已被排除,则F1出现上述结果的原因最可能是___________,该过程中发生了_____(填具体变异类型),该变异___(填“可以”或“不可以”)在光学显微镜下观察到。
(3)若(2)结论成立,则是否可以确定F1中白眼雌果蝇含有3个染色体组?_____(填“是”或“否”)。
【答案】(1)基因突变的频率较低,而F1中出现的异常个体所占的比例较高
(2) ①. 母本在减数分裂时,同源染色体未分离或姐妹染色体单体未分离,进入了细胞的同一极,产生了染色体类型为XX和O的配子 ②. 染色体数目变异 ③. 可以
(3)否
【解析】
【小问1详解】
在该实验中,F1出现红眼雄果蝇和白眼雌果蝇的比例相对较高,各占1/60,相对自发突变的低频性来说较高,而一般在自然状态下,基因突变的频率较低,而F1中出现的异常个体所占的比例较高,可以排除基因突变的可能。
【小问2详解】
果蝇的红眼对白眼为显性性状,由一对等位基因控制(用W/w表示),根据性染色体组成与性别的对应关系,亲本雌性为XwXw,雄性为XWY,子一代中白眼雌果蝇(基因型为XwXwY)、红眼雄果蝇(基因型为XWO),则应该是母本在减数分裂时,同源染色体未分离或姐妹染色体单体未分离,进入了细胞的同一极,产生了染色体类型为XX和O的配子,该过程中发生了染色体数目变异,可以在光学显微镜下观察到。
【小问3详解】
不能确定F1中白眼雌果蝇含有3个染色体组,虽然性染色体组成为XXY,但染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息,仅性染色体多一条不能直接判定含有3个染色体组。
22. 人类7号和9号染色体之间可发生易位(染色体片段移接到另一条非同源染色体上),如图1所示,其中7+、9+表示易位的染色体,7和7+、9和9+可以正常联会。若易位后细胞内基因种类和总数量不变,则相应个体为染色体易位携带者,表型正常;细胞中有3个R片段的个体表现为痴呆;只有1个R片段会发生早期胚胎流产。图2为某家族的遗传系谱图,已知Ⅱ-1的染色体组成正常。回答下列问题:
(1)人类遗传病通常是指由________而引起的人类疾病。若要调查血友病的发病率,应在________(填“患者家系”或“广大人群”)中随机调查。
(2)染色体变异分为染色体________和________的变异,图1变异属于后者。图2中Ⅱ-2可以产生________种配子,Ⅲ-3染色体组成正常的概率是________,Ⅲ-4是染色体易位携带者的概率是________。
(3)Ⅲ-2痴呆患者是由于体细胞中有3个R片段导致的,其7号和9号染色体的组成为________,若其与染色体正常的男性结婚,可产生正常后代的概率是________。
【答案】(1) ①. 遗传物质改变 ②. 广大人群
(2) ①. 染色体数目变异 ②. 染色体结构变异 ③. 4 ④. 1/2 ⑤. 1/3
(3) ①. 77⁺,99 ②. 1/2
【解析】
【小问1详解】
人类遗传病通常由遗传物质改变引起,包括基因突变和染色体变异。调查血友病等单基因遗传病的发病率时,应在广大人群中随机抽样,以获得具有代表性的数据。
【小问2详解】
染色体变异分为两类: 染色体结构变异(如易位、缺失、重复、倒位)和染色体数目变异,图1所示7号与9号染色体间片段移接属于染色体结构变异中的易位。 已知Ⅱ-1的染色体组成正常,却生出了患病的孩子,因而推测,Ⅱ-2为染色体易位携带者(基因型:77⁺、99⁺),减数分裂时可产生4种配子: 79 ,79⁺ ,7⁺9 ,7⁺9⁺ ,比例为1:1:1:1。 Ⅲ-3表型正常,其父母组合为: Ⅱ-1产生的配子类型为79 ,Ⅱ-2 产生四种类型的配子各占1/4 ,产生的子代情况为: 77,99 (正常)、 77,99⁺(早期流产) 、 77⁺,99 (痴呆), 77⁺,99⁺ (携带者) ,在正常存活后代中,正常与携带者各占1/2,故Ⅲ-3染色体组成正常的概率为1/2。 Ⅲ-4是新生儿,表型正常还是痴呆都有可能,其为染色体易位携带者的概率为1/ 3。
【小问3详解】
结合题(2)分析可知,Ⅲ-2为痴呆患者,其体细胞中含3个R片段所致。其母亲Ⅱ-1提供正常配子(79),父亲Ⅱ-2需提供7⁺9的精子,即包含的7号和9号染色体的组成77⁺,99,其产生的配子类型为79 ,79⁺ 。 该个体与染色体正常男性(7,7,9,9)婚配,可产生正常染色体的概率为1/2。
23. 通过各种方法改善农作物的遗传性状,提高粮食产量一直是科学家不断努力追求的目标。如图表示一些育种途径,请回答相关问题:
(1)①途径称为杂交育种,所利用的原理是________,这种育种方法可以得到符合要求的纯合子。
(2)最常用的试剂M是________,该试剂能让细胞内染色体数目加倍的机理是________。相对于①途径,②途径的优势在于________。
(3)经③途径所得到的植株基因型为________。
(4)某植物种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状类型,令其自交,则自交子一代所有个体中基因型为AA的个体占________,经这种人工选择作用,该种群是否发生了进化?________。(是或否)
【答案】(1)基因重组
(2) ①. 秋水仙素 ②. 抑制纺锤体的形成 ③. 明显缩短育种年限
(3)AAaaBBbb
(4) ①. 11/20 ②. 是
【解析】
【分析】判断出图中①途径是杂交育种、②途径是单倍体育种、③途径是多倍体育种、④途径是基因工程育种。
【小问1详解】
杂交育种的原理是基因重组,这种育种方法除了可以得到符合要求的纯合子,还可利用植物的杂种优势提高产量,即杂合子F1具有产量高、抗逆性强等优点。
【小问2详解】
让细胞内染色体数目加倍最常用的试剂M是秋水仙素,该试剂能抑制纺锤体的形成,导致细胞内染色体数目加倍;相对于①途径杂交育种,②途径单倍体育种的优势在于能明显缩短育种年限。
【小问3详解】
途径③是多倍体育种,由于F1的基因型是AaBb,经秋水仙素处理得到的植株基因型为AAaaBBbb。
【小问4详解】
某植物种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%,则Aa的个体占30%,则该种群A的基因频率为20%×1+30%×1/2=35%。若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状类型(即AA:Aa=2:3),令其自交,则自交子一代中AA占2/5×1+3/5×1/4=11/20=55%(11/20),Aa占3/5×1/2=3/10=30%,aa占3/5×1/4=3/20=15%,此时种群中A的基因频率为55%×1+30%×1/2=70%;可见经这种人工选择作用,该种群A的基因频率由35%变为70%,说明该种群是发生了进化。
24. 蝴蝶全世界大约有14000余种,主要分布在美洲,在世界其他地区除了南北极寒冷地带以外,都有分布。蝴蝶大多数翅色艳丽,有的则呈现枯叶色,这都是对环境的一种适应。
(1)枯叶色的蝴蝶飞到鲜艳的花丛中,更易被天敌捕食,由此可见适应具有_________性。
(2)假设某蝴蝶种群足够大且没有其他因素干扰,种群内随机交配产生子代。某一时间段内种群中Aa与aa的基因型频率相等,则其子代中显性纯合子所占的比例为____________。据图分析,该种群在________时间段内发生了进化,判断依据是_____________。
(3)科学家发现了两种外观形态、生活习性非常类似的蝴蝶甲和乙。经基因组分析发现,甲、乙两种蝴蝶完全相同;经染色体组成分析发现,蝴蝶甲含有32对同源染色体,蝴蝶乙含有64对同源染色体。蝴蝶甲和乙_____(填“属于”或“不属于”)同一物种,原因是____________。
【答案】(1)相对 (2) ①. 1/9 ②. Y1-Y3 ③. 种群中基因A的基因频率发生变化
(3) ①. 不属于 ②. 杂交产生的后代为三倍体,不育(或二者存在生殖隔离)
【解析】
【小问1详解】
枯叶色的蝴蝶飞到鲜艳的花丛中,更易被天敌捕食,说明适应具有相对性,适应具有相对性的根本原因在于遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
【小问2详解】
假设该种群的a频率为m,A=1-m,由于种群足够大且没有其他因素干扰,种群内随机交配产生子代,Aa与aa基因型频率相等,则2×m×(1-m)=m2,m=2/3,A的基因频率=1/3,故产生的子代中显性纯合子所占的比例为AA=(1/3)2=1/9。生物进化的实质是基因频率的改变,因此据图2可知,Y1-Y3时间段内种群中基因A的基因频率发生变化,因此该阶段发生了进化。
【小问3详解】
蝴蝶甲是二倍体,与蝴蝶乙(四倍体)杂交产生的后代三倍体是不可育的,因此蝴蝶甲与乙不是同一物种。
25. 第三代杂交水稻是指以核雄性不育系为母本,常规品种为父本配制而成的新型杂交水稻。核雄性不育系与光温敏核雄性不育水稻比较,核雄性不育系在任何时期都是不育的,不因环境改变而改变。
(1)杂交水稻不能逐代留种的原因是________。
(2)研究发现,水稻温敏核雄性不育是 TMS5 基因发生隐性突变引起的。在 tms5 突变体中,成熟 tRNA 的相对含量降低,尤其是丙氨酸 tRNA 的相对含量降低最为显著;在 tms5 突变体中过表达丙氨酸 tRNA 可使花粉育性显著恢复。该研究分别利用了自变量控制中的________原理;从基因表达的角度,分析水稻温敏核雄性不育的主要机理是________。
(3)通过化学诱变,筛选得到基因型为 mm(m 位于 10 号染色体上)的核雄性不育突变体。M 为育性恢复基因、A为雄配子致死基因、R为红色荧光蛋白基因,利用转基因技术将基因M、A、R一起导入mm个体,并使其插入到同一条染色体上(除10号染色体),得到转基因可育个体。转基因个体自交,F1的基因型及比例为________,F1个体之间随机授粉,得到的种子中雄性不育种子所占比例为________,快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是________。
【答案】(1)杂交水稻自交,后代纯合子比例上升,失去杂种优势
(2) ①. 减法、加法 ②. TMS5基因突变抑制转录过程,使花粉母细胞中丙氨酸tRNA的含量显著降低,进而抑制翻译过程使蛋白质的合成减少,引起雄性不育
(3) ①. ARMmm:mm=1:1 ②. 3/4 ③. 所结种子发红色荧光为转基因雄性可育,无红色荧光为雄性不育
【解析】
【分析】分析题干,雄性不育系进行杂交育种的优点是产生的花粉不育,作母本不用去雄。转基因个体细胞中,将A、R、M一起导入mm个体,并使其插入到同一条染色体上(除10号染色体),得到转基因可育个体,该个体的基因型为ARMmm。
【小问1详解】
杂交水稻不能逐代留种的原因是杂交水稻自交会发生性状分离,且后代纯合子比例上升,失去杂种优势。
【小问2详解】
对于自变量控制中的原理:在研究水稻温敏核雄性不育时,通过获得 tms5 突变体(即敲除 TMS5 基因的正常功能,相当于做减法),以及在 tms5 突变体中过表达丙氨酸 tRNA(即增加丙氨酸 tRNA 的量,相当于做加法),分别利用了自变量控制中的减法和加法原理。 从基因表达角度分析机理:TMS5 基因发生隐性突变,导致其功能异常,抑制了转录过程,使得花粉母细胞中丙氨酸 tRNA 的含量显著降低。而 tRNA 在翻译过程中负责转运氨基酸,丙氨酸 tRNA 含量降低进而抑制了翻译过程,使蛋白质的合成减少,最终引起雄性不育。
【小问3详解】
①转基因个体细胞中,将A、R、M一起导入mm个体,并使其插入到同一条染色体上(除10号染色体),得到转基因可育个体,该个体的基因型为ARMmm,由于A为雄配子致死基因,因此可以产生m、ARMm两种雌配子,但是只能产生m一种雄配子,因此后代的基因型及比例为ARMmm:mm=1:1.
②F1的基因型及比例为ARMmm:mm=1:1,F1个体之间随机授粉,mm为核雄性不育突变体,只能做母本,因此母本是1/2ARMmm和1/2mm,产生两种雌配子为3/4m、1/4ARMm,父本是ARMmm,由于A为雄配子致死基因,只能产生m一种雄配子,所以得到的种子中雄性不育种子mm所占比例为3/4;
③R为红色荧光蛋白基因,根据以上分析已知,F1个体之间随机授粉,后代雄性可育的基因型为ARMmm,种子发红色荧光,雄性不育的基因型,种子无红色荧光,因此可以根据后代种子的颜色快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子。
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