内容正文:
2025-2026学年度第二学期普宁二中高一级第三次月考
生物学试卷
一、选择题:本题共20小题,共50分。第1-15小题,每小题2分;第16-20小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 相对性状是指一种生物同一种性状的不同表现类型。下列属于相对性状的是( )
A. “黄狸黑狸,得鼠者雄”中的“黄狸”与“黑狸”
B. “少小离家老大回,乡音无改鬓毛衰”中的“少小”与“老大”
C. “黑发不知勤学早,白首方悔读书迟”中的“黑发”与“白首”
D. “苔花如米小,也学牡丹开”中的“苔花小”与“牡丹大”
2. 假说演绎法包括“提出问题、作出假设、演绎推理、验证假设、得出结论”五个基本环节,下列叙述正确的是( )
A. 提出问题建立在纯合亲本豌豆杂交和F1自交的遗传实验基础上
B. “染色体上的遗传因子在体细胞中成对存在”是孟德尔假说的核心之一
C. “若F1产生配子时成对的遗传因子分离,则测交后代的高茎与矮茎植株的数量比应为1:1”属于“验证假设”
D. 孟德尔完成测交实验,统计发现子代中高茎:矮茎植株的数量比接近1:1,这属于得出结论
3. 高中生物学实验经常出现“酒精”,下列关于“酒精”叙述正确的是( )
A. 在酸性条件下用重铬酸钾溶液鉴定发酵液中的酒精,溶液颜色由蓝变绿再变黄
B. 利用绿叶中色素在无水酒精中的溶解度不同,实现色素的分离
C. 经低温培养的洋葱根尖用卡诺氏液固定后,用体积分数为95%的酒精冲洗
D. 观察植物细胞有丝分裂实验中,质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1:1比例混合,主要作用是促进醋酸洋红溶液使染色体着色
4. 下列有关科学史或生物学实验的研究方法,叙述正确的是( )
A. 分离各种细胞器和梅塞尔森证明DNA的半保留复制——差速离心法
B. 研究光合作用氧气来源和噬菌体侵染细菌实验——放射性同位素标记法
C. 摩尔根证明“基因在染色体上”和艾弗里的肺炎链球菌转化实验——假说一演绎法
D. 探究酵母菌细胞呼吸方式和噬菌体侵染细菌实验——对比实验法
5. 两纯合玉米杂交得F1,F1自交得F2,F2籽粒性状表型及比例为紫色非甜:紫色甜:白色非甜:白色甜=27:9:21:7。下列叙述正确的是( )
A. 籽粒口味性状受两对等位基因控制
B. 籽粒颜色性状受一对等位基因控制
C. 只考虑籽粒颜色,F2紫色籽粒的基因型有5种
D. 只考虑籽粒口味,F2中杂合子占1/2
6. 下图甲到戊表示某高等动物细胞分裂过程中不同时期图像,下列叙述错误的是( )
A. 图中染色体数目相等的是甲、丙和戊 B. 图中含有同源染色体的是甲、乙和丙
C. 图中进行有丝分裂的细胞包括甲、乙、丙 D. 根据戊图像判断,该高等动物为雄性
7. 某二倍体雄性动物(XY型)细胞分裂过程中细胞核DNA数和染色体组数变化如图所示,图中a-d表示相关时期。下列叙述错误的是( )
A. a时期的细胞可能处于减数第二次分裂前期或中期
B. b时期的细胞中含有姐妹染色单体
C. c时期的细胞可能正在发生同源染色体的分离
D. d时期的细胞正在进行有丝分裂,细胞中含有2条X和2条Y染色体
8. 基因转录时作为模板的链叫作模板链,另一条叫作编码链。如图为某真核细胞一个DNA分子上a、b、c三个基因的分布,甲、乙为DNA的两条链,图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的DNA片段。下列说法正确的是( )
A. 正常情况下,基因a中(A+C)/(T+G)的值与基因b中(A+C)/(T+G)的值不相等
B. 位置Ⅰ和Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换,属于基因突变
C. 基因a、b的转录方向依次为:→、←
D. 基因c转录出的mRNA的碱基序列与该基因的编码链不完全相同
9. 端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,端粒酶以自身RNA为模板,催化脱氧核苷酸连接到DNA单链末端,延长端粒DNA,作用原理如图。多次重复图示过程,直至端粒延伸至正常长度。下列有关端粒DNA和端粒酶的说法,不正确的是( )
A. 构成端粒酶的单体有氨基酸和核糖核苷酸
B. 癌细胞能够无限增殖,可能是癌细胞中的端粒酶含量更多或活性更强
C. 端粒酶延长端粒DNA的过程属于中心法则中的逆转录过程
D. 图中延伸方向是端粒DNA单链的3′端到5′端
10. 丙肝病毒(HCV)是一种正链RNA(+RNA)病毒,主要侵染肝细胞,引发肝炎,其增殖过程如图所示。核苷酸类似物PSⅠ797能够抑制HCV的增殖。下列说法正确的是( )
A. 图示过程①②③中所涉及的碱基配对的方式不完全相同
B. 艾滋病病毒(HⅠV)的增殖方式和HCV的增殖方式相同
C. 过程①消耗的嘧啶核苷酸数和过程②消耗的嘧啶核苷酸数相等
D. 核苷酸类似物PSⅠ797可能通过抑制①或②达到治疗丙肝的目的
11. 表观遗传有DNA甲基化、染色体失活、非编码RNA调控等形式。启动子是RNA聚合酶结合的部位,驱动基因转录出mRNA。下列叙述正确的是( )
A. 男性经常抽烟会明显降低精子中的甲基化水平
B. DNA甲基化修饰通常发生在脱氧核苷酸的磷酸基团上
C. 启动子甲基化通过抑制RNA聚合酶与启动子的结合,从而抑制基因的转录
D. 表观遗传现象只发生在体细胞中,不会发生在生殖细胞中
12. 人体未成熟红细胞中的PK基因编码丙酮酸激酶(PK),基因的首端和尾端分别有一段DNA序列,称为启动子和终止子,可以调控基因的转录。如果PK基因突变会导致PK活性降低,ATP生成减少,使Na+累积进而使红细胞变成球形,最终破裂,造成溶血性贫血。下列有关叙述正确的是( )
A. 人体正常成熟红细胞合成丙酮酸激酶所需能量主要来自有氧呼吸第三阶段
B. RNA聚合酶读取到突变PK基因上的终止子时停止转录
C. 转录过程中,PK基因的两条链均可以作为模板链
D. 该病说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
13. 灯刷染色体是雌性两栖类动物在进行减数分裂时,正在联会的同源染色体之间部分连接形成的一种稳定的“二价体”结构,该结构出现后减数分裂过程暂停。灯刷染色体会向外延伸形成“侧环”(如图所示),“侧环”的DNA转录活跃,与营养物质储备密切相关。下列叙述错误的是( )
A. 灯刷染色体存在于初级卵母细胞中,可在光学显微镜下观察到
B. 灯刷染色体存在于减数第一次分裂前期,可能发生基因重组
C. “侧环”为松散的染色质状态,可为DNA聚合酶提供结合位点
D. “侧环”上DNA的转录产物,可能为蛋白质的合成提供模板
14. 下图表示不同细胞发生变异的染色体的联会图像,生物某些变异可通过联会时的图像差异来识别。甲、乙两图分别表示细胞分裂过程中出现“环形圈”、“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。下列叙述正确的是( )
A. 丙图是四分体的非姐妹染色单体之间交换,导致等位基因发生基因重组
B. 甲、乙、丙三图中发生的变异均可能遗传给下一代
C. 甲图是由于碱基的增添或缺失,导致基因突变
D. 上述三种变异类型分别属于染色体结构变异、染色体数目变异和基因重组
15. 普通六倍体小麦(6n=42)是由一粒小麦、节节草和山羊草等不同种的野生植物杂交后,逐渐进化而来的,其进化历程如图所示。普通六倍体小麦与二倍体黑麦为可杂交的近缘作物,育种专家欲用普通六倍体小麦和黑麦培养适应高寒地区且高产的八倍体小黑麦。下列说法正确的是( )
A. 杂交种甲的花粉母细胞染色体数目为2n=14条,减数分裂染色体正常联会
B. 二粒小麦体细胞中染色体形态有14种,杂交种乙为异源三倍体
C. 诱导杂交种甲或乙染色体加倍,低温和秋水仙素的作用原理不同
D. 将小麦与黑麦进行杂交获取种子,直接播种种子就可获取八倍体小黑麦
16. 玉米粒的颜色由基因A/a控制,玉米粒的形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%:黄色皱缩9%:白色饱满9%:白色皱缩16%。不考虑致死、其他变异等情况,下列对上述两对性状遗传的分析中错误的是( )
A. 根据上述比例推导,F1的两对等位基因通过自由组合产生4种配子
B. 控制上述性状的两对等位基因均遵循分离定律
C. F1测交后代表型之比可能为4:1:1:4
D. 两对等位基因位于一对同源染色体上,且基因a和b在同一条染色体上
17. 某雌雄异体二倍体动物,雌性个体(2n=48)体细胞有两条相同的性染色体X,雄性个体(2n=47)体细胞仅有一条性染色体X。下列关于基因型为AaXB的雄性个体进行有丝分裂和减数分裂过程的叙述,正确的是( )
A. 处于有丝分裂后期的精原细胞有47对同源染色体
B. 处于减数第一次分裂后期的初级精母细胞有2种基因型
C. 次级精母细胞中含有的性染色体数为0条或2条
D. 正常情况下该雄性个体减数分裂产生基因型为A、a、AXB、aXB的4种精子
18. 表观遗传有多种调控机制,组蛋白乙酰化或去乙酰化是其中一种。组蛋白去乙酰化酶(HDAC)不仅可调控组蛋白乙酰化过程,还可参与多种生命活动。某科研小组通过比较海参共附生菌核青霉三种菌株的分生孢子产量(104/cm2)、次级代谢产物含量(mg/cm2)等变化,揭示了HDAC基因在海参共附生菌核青霉生长发育中的调控作用,部分结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 组蛋白的去乙酰化通过改变基因的碱基序列,进而影响基因表达
B. 图甲中菌株3去乙酰化程度最高,控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最强
C. 图乙中的数据表明,HDAC可以促进次级代谢产物的合成
D. 海参共附生菌核青霉中控制相关性状的基因的表达情况受HDAC基因的直接影响
19. 杜氏进行性肌营养不良受一对等位基因(A、a)控制,患者由于骨盆带肌肉和肩胛带肌肉病变萎缩,导致肌无力。如图是该病患者家系的系谱图及部分成员有关基因的电泳图,电泳图中条带的有无可推测相关基因的存在与否。下列相关叙述正确的是( )
A. 该病在男性中的发病率等于女性中的发病率
B. 2号个体的电泳图与3号个体的电泳图相同的概率是100%
C. 4号个体的致病基因来自1号和2号
D. 3号个体与一正常男性结婚,生育的男孩患病概率为1/4
20. 将某动物(2n=20)一个精原细胞全部核DNA分子双链用32P标记,置于不含32P的培养液中,经过连续两次分裂后产生4个子细胞。下列说法不正确的是( )
A. 若两次分裂均为有丝分裂,则第二次分裂后期,1个细胞中被32P标记的染色体为20条
B. 若进行减数分裂,则减数分裂Ⅱ后期,1个次级精母细胞中被32P标记的染色体为20条
C. 若4个子细胞中所有染色体都被32P标记,则该细胞只进行减数分裂
D. 若4个子细胞都含有被32P标记的染色体,则该细胞只进行有丝分裂
二、非选择题:本题共4小题,共50分。
21. 某二倍体植物的性别决定方式是XY型(2n=36),其花色和花型分别受一对等位基因控制,白色与红色是一对相对性状,由基因A/a控制,大花与小花是一对相对性状,由基因B/b控制,2对等位基因独立遗传。现在用若干纯合的亲本进行杂交得到F1,再让F1相互杂交得到F2,F2中白色大花植株有268,白色小花植株有93,红色大花植株有89,红色小花植株有29。不考虑X、Y染色体的同源区段。回答下列问题:
(1)根据题干信息可知,两对相对性状中,属于显性性状的是_______。F1相互杂交得到F2中同时出现4种表现型,称为_______。
(2)基因A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律,两对等位基因在染色体上的位置关系可能存在三种情况:
①基因A/a与B/b都位于常染色体上;
②基因A/a在常染色体上,基因B/b在X染色体上;
③基因A/a在X染色体上,基因B/b在常染色体上。
现有若干纯合的植株作为实验材料,请用一次杂交实验判断基因A/a与B/b的位置。写出实验思路和预期实验结果及结论。
实验思路:_______。
预期结果及结论:①若子代全为白色大花,则_______;
②若子代_______,则A/a在常染色体上,B/b在X染色体上;
③若子代_______,则A/a在X染色体上,B/b在常染色体上。
22. 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关,铁应答元件能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,如图所示。请回答相关问题。
(1)图中一个铁蛋白mRNA上同时结合2个核糖体,这样的生物学意义是_______。
(2)图中核糖体的移动方向应是_______(填“从左到右”或“从右到左”,1分),据图推测该甘氨酸的密码子是_______(要标明方向,格式为5′-XXX-3′)。
(3)若指导铁蛋白合成的基因碱基数为2N,则铁蛋白由_______N/3个氨基酸组成(填“大于”或“等于”或“小于”)
(4)若一个铁蛋白基因一条链上的一个碱基A变成C,则该基因经过n次复制后,产生的基因中发生突变的基因占_______。
(5)据图分析,Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,解除对铁蛋白的_______过程的抑制作用,铁蛋白的表达量升高,储存细胞内多余的Fe3+。
(6)若要改造铁蛋白分子,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_______。
23. 编码P通道蛋白的P基因只在女性卵母细胞中表达,“卵母细胞死亡”是由于P基因发生基因突变后,加速了卵子内部ATP的释放,引起卵细胞死亡,导致不孕症,该病由常染色体上一对等位基因A/a控制。图1为某不育女性家族系谱图,图2为家族部分成员该对等位基因的两条编码链部分测序结果。回答下列问题:
(注:图2箭头处C/T的含义为一个基因编码链该位点为C,另一个为T;C的含义为个体中两个基因的编码链该位点均为C)
(1)该不孕症的遗传方式为_______,根据图2分析,引起该不孕症的根本原因是_______。
(2)Ⅱ-1与Ⅱ-2的致病基因来自于_______,Ⅱ3与Ⅱ4生出患病孩子的概率是_______。Ⅱ-4怀孕后到医院进行遗传咨询,了解到若妊娠早期对胎儿羊水中的脱屑进行检查,可判断后代是否会患这种遗传病。可供选择的措施如下:
A.性别检测 B.基因检测 C.染色体数目检测
Ⅱ-4可采取的产前诊断措施是_______(填字母),原因是_______。
(3)P基因除了上述突变位点外,还有另外3个突变位点,如图3所示,这体现了基因突变具有_______性。
24. 研究人员利用60Co-γ射线处理植物材料时,可能引起基因突变,也可能使染色体断裂后重接,引起染色体结构变异。棉花(2N=26)一般为白色,由7号染色体上的基因AA决定,研究人员利用60Co-γ射线处理大量纯合白色棉花的萌发种子进行诱变育种,得到图甲所示突变体,粉红色的棉花Aa,在此基础上,研究人员继续利用60Co-γ射线对Aa进行诱变育种,得到图乙、丙所示的突变体(只显示相关染色体及基因位置),回答下列问题:
(1)图甲、乙、丙均表现为粉色,科研人员经过研究发现棉花红色素由a决定,且红色程度与a基因的数量呈正相关。将图甲中的粉红色棉花Aa单独培养并进行自交,得到子代棉花有白色、粉色、红色三种性状,由此推断子代棉花为白色:粉色:红色的比例关系为_______。
(2)图乙和图丙中发生的变异分别属于染色体结构变异中的_______。图丙植株产生的各种类型的配子活力相同,受精卵中同时缺少A和a基因时不能存活。图丙植株单独培养并进行自交,存活子代中红色棉的比例为_______。
(3)若用适宜浓度的秋水仙素适时处理甲,则可获得基因型为AAaa的四倍体棉花,秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是_______。该四倍体在减数第一次前期可以形成_______个四分体,其自交后代中基因型为aaaa的深红色棉花所占比例为_______。
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2025-2026学年度第二学期普宁二中高一级第三次月考
生物学试卷
一、选择题:本题共20小题,共50分。第1-15小题,每小题2分;第16-20小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 相对性状是指一种生物同一种性状的不同表现类型。下列属于相对性状的是( )
A. “黄狸黑狸,得鼠者雄”中的“黄狸”与“黑狸”
B. “少小离家老大回,乡音无改鬓毛衰”中的“少小”与“老大”
C. “黑发不知勤学早,白首方悔读书迟”中的“黑发”与“白首”
D. “苔花如米小,也学牡丹开”中的“苔花小”与“牡丹大”
【答案】A
【解析】
【详解】A、“黄狸”与“黑狸”均属于猫这一物种,描述的是猫的毛色这同一性状,黄色、黑色是毛色的不同表现类型,符合相对性状的定义,A正确;
B、“少小”与“老大”是人的不同生长发育阶段,不属于同一性状的不同表现类型,不符合相对性状定义,B错误;
C、“黑发”与“白首”是同一个体不同生长发育阶段的头发颜色表现,并非同种生物不同个体的同一性状的稳定差异表现,不属于相对性状,C错误;
D、苔和牡丹是两种不同的生物,不满足相对性状“同一种生物”的前提要求,因此二者的花的大小不属于相对性状,D错误。
2. 假说演绎法包括“提出问题、作出假设、演绎推理、验证假设、得出结论”五个基本环节,下列叙述正确的是( )
A. 提出问题建立在纯合亲本豌豆杂交和F1自交的遗传实验基础上
B. “染色体上的遗传因子在体细胞中成对存在”是孟德尔假说的核心之一
C. “若F1产生配子时成对的遗传因子分离,则测交后代的高茎与矮茎植株的数量比应为1:1”属于“验证假设”
D. 孟德尔完成测交实验,统计发现子代中高茎:矮茎植株的数量比接近1:1,这属于得出结论
【答案】A
【解析】
【详解】A、孟德尔先完成了纯合亲本豌豆杂交、F1自交的实验,观察到F2出现3:1的性状分离比,才基于实验现象提出问题,A正确;
B、孟德尔提出假说时还没有“染色体”的相关研究结论,未提出遗传因子位于染色体上的观点,B错误;
C、该表述是根据假说内容推导预期实验结果的过程,属于演绎推理环节,验证假设是实际开展测交实验的操作,C错误;
D、统计测交实验的结果属于验证假设的环节,根据实验结果总结出遗传规律才属于得出结论,D错误。
3. 高中生物学实验经常出现“酒精”,下列关于“酒精”叙述正确的是( )
A. 在酸性条件下用重铬酸钾溶液鉴定发酵液中的酒精,溶液颜色由蓝变绿再变黄
B. 利用绿叶中色素在无水酒精中的溶解度不同,实现色素的分离
C. 经低温培养的洋葱根尖用卡诺氏液固定后,用体积分数为95%的酒精冲洗
D. 观察植物细胞有丝分裂实验中,质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1:1比例混合,主要作用是促进醋酸洋红溶液使染色体着色
【答案】C
【解析】
【详解】A、酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应,溶液颜色由橙色变为灰绿色;“由蓝变绿再变黄”是溴麝香草酚蓝水溶液检测CO₂的颜色变化,A错误;
B、无水酒精的作用是溶解、提取绿叶中的色素,色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸条上的扩散速度不同,B错误;
C、低温诱导植物染色体数目变化实验中,卡诺氏液固定根尖细胞形态后,需用体积分数为95%的酒精冲洗残留的卡诺氏液,C正确;
D、观察植物细胞有丝分裂实验中,盐酸和酒精的混合液为解离液,作用是使组织中的细胞相互分离开,便于后续制片观察,而非促进染色体着色,D错误。
4. 下列有关科学史或生物学实验的研究方法,叙述正确的是( )
A. 分离各种细胞器和梅塞尔森证明DNA的半保留复制——差速离心法
B. 研究光合作用氧气来源和噬菌体侵染细菌实验——放射性同位素标记法
C. 摩尔根证明“基因在染色体上”和艾弗里的肺炎链球菌转化实验——假说一演绎法
D. 探究酵母菌细胞呼吸方式和噬菌体侵染细菌实验——对比实验法
【答案】D
【解析】
【详解】A、分离各种细胞器利用差速离心法,但梅塞尔森证明DNA半保留复制使用的是密度梯度离心法,二者方法不同,A错误;
B、研究光合作用氧气来源实验中使用的18O是稳定同位素,无放射性,属于稳定同位素标记法;噬菌体侵染细菌实验使用32P、35S等放射性同位素标记,B错误;
C、摩尔根证明“基因在染色体上”使用了假说-演绎法,艾弗里的肺炎链球菌转化实验通过分离S型菌的不同成分分别验证功能,未使用假说-演绎法,C错误;
D、探究酵母菌细胞呼吸方式设置有氧、无氧两个实验组,噬菌体侵染细菌实验设置32P标记组、35S标记组两个实验组,两类实验均无空白对照组,通过实验组间的相互对照得出结论,都属于对比实验法,D正确。
5. 两纯合玉米杂交得F1,F1自交得F2,F2籽粒性状表型及比例为紫色非甜:紫色甜:白色非甜:白色甜=27:9:21:7。下列叙述正确的是( )
A. 籽粒口味性状受两对等位基因控制
B. 籽粒颜色性状受一对等位基因控制
C. 只考虑籽粒颜色,F2紫色籽粒的基因型有5种
D. 只考虑籽粒口味,F2中杂合子占1/2
【答案】D
【解析】
【详解】A、籽粒口味的F2表型比例为非甜:甜=3:1,符合一对等位基因的分离定律,说明口味受1对等位基因控制,A错误;
B、籽粒颜色的F2表型比例为紫色:白色=9:7,是9:3:3:1的变形,说明颜色受2对等位基因控制,B错误;
C、只考虑籽粒颜色,根据F2表型及比例可知,紫色为双显性个体(设为A_B_),基因型包括AABB、AABb、AaBB、AaBb共4种,C错误;
D、只考虑籽粒口味,F1为杂合子(设为Cc),自交后代基因型为CC:Cc:cc=1:2:1,杂合子占1/2,D正确。
6. 下图甲到戊表示某高等动物细胞分裂过程中不同时期图像,下列叙述错误的是( )
A. 图中染色体数目相等的是甲、丙和戊 B. 图中含有同源染色体的是甲、乙和丙
C. 图中进行有丝分裂的细胞包括甲、乙、丙 D. 根据戊图像判断,该高等动物为雄性
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲(有丝分裂前期)、丙(有丝分裂中期)的染色体数均为4条,戊为减数第二次分裂后期,着丝粒分裂使染色体数暂时恢复为4条,三者染色体数目相等,A正确;
B、有丝分裂全过程都含有同源染色体,减数第二次分裂的细胞无同源染色体,因此甲、乙(有丝分裂后期)、丙含有同源染色体,丁(减数第二次分裂中期)、戊(减数第二次分裂后期)不含,B正确;
C、甲是有丝分裂前期、乙是有丝分裂后期、丙是有丝分裂中期,三者都属于进行有丝分裂的细胞,C正确;
D、戊为减数第二次分裂后期,细胞质均等分裂,既可能是雄性的次级精母细胞,也可能是雌性的第一极体,无法据此判断该高等动物为雄性,D错误。
7. 某二倍体雄性动物(XY型)细胞分裂过程中细胞核DNA数和染色体组数变化如图所示,图中a-d表示相关时期。下列叙述错误的是( )
A. a时期的细胞可能处于减数第二次分裂前期或中期
B. b时期的细胞中含有姐妹染色单体
C. c时期的细胞可能正在发生同源染色体的分离
D. d时期的细胞正在进行有丝分裂,细胞中含有2条X和2条Y染色体
【答案】B
【解析】
【详解】A、a时期的细胞中含有2N个核DNA、1个染色体组,因此可能处于减数分裂Ⅱ前期或中期,有N条染色体,A正确;
B、b时期的细胞中含有2N个核DNA、2个染色体组,因此可能处于间期(G1期)、减数分裂Ⅱ后期,不含有姐妹染色单体,B错误;
C、c时期的细胞含有4N个核DNA、2个染色体组,可能处于减数分裂Ⅰ时期,可能正在发生同源染色体的分离,C正确;
D、d时期的细胞中含有4N个核DNA、4个染色体组,因此d时期的细胞进行的是有丝分裂,处于有丝分裂后期、末期,且该动物为雄性动物,因此细胞中含有2条X和2条Y染色体,D正确。
8. 基因转录时作为模板的链叫作模板链,另一条叫作编码链。如图为某真核细胞一个DNA分子上a、b、c三个基因的分布,甲、乙为DNA的两条链,图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的DNA片段。下列说法正确的是( )
A. 正常情况下,基因a中(A+C)/(T+G)的值与基因b中(A+C)/(T+G)的值不相等
B. 位置Ⅰ和Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换,属于基因突变
C. 基因a、b的转录方向依次为:→、←
D. 基因c转录出的mRNA的碱基序列与该基因的编码链不完全相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、双链DNA分子遵循碱基互补配对原则,即A=T、G=C,因此任意双链DNA片段中(A+C)/(T+G)的值均为1,基因a和基因b都属于双链DNA片段,该数值相等,A错误;
B、基因突变的定义是DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换,进而引起基因结构的改变,而Ⅰ、Ⅱ是无遗传效应的DNA片段,不属于基因,因此该区域的碱基变异不属于基因突变,B错误;
C、转录时RNA聚合酶沿模板链的3'→5'方向移动,合成mRNA的方向为5'→3'。基因a的模板链为乙链,乙链的基因a区段3'端在右侧,因此转录方向为←;基因b的模板链为甲链,甲链的基因b区段3'端在左侧,因此转录方向为→,C错误;
D、真核基因的编码区包含内含子和外显子,转录产生的前体mRNA需要切除内含子对应的序列,加工为成熟mRNA,且mRNA中用碱基U替代编码链中的碱基T,因此基因c转录出的mRNA的碱基序列与该基因的编码链不完全相同,D正确。
9. 端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,端粒酶以自身RNA为模板,催化脱氧核苷酸连接到DNA单链末端,延长端粒DNA,作用原理如图。多次重复图示过程,直至端粒延伸至正常长度。下列有关端粒DNA和端粒酶的说法,不正确的是( )
A. 构成端粒酶的单体有氨基酸和核糖核苷酸
B. 癌细胞能够无限增殖,可能是癌细胞中的端粒酶含量更多或活性更强
C. 端粒酶延长端粒DNA的过程属于中心法则中的逆转录过程
D. 图中延伸方向是端粒DNA单链的3′端到5′端
【答案】D
【解析】
【详解】A、端粒酶是由催化蛋白和RNA模板组成的,蛋白质的基本单体是氨基酸,RNA的基本单体是核糖核苷酸,所以构成端粒酶的单体有氨基酸和核糖核苷酸,A正确;
B、端粒DNA会随着细胞分裂次数增加而逐渐缩短,当端粒缩短到一定程度细胞就会停止分裂走向衰老凋亡。而癌细胞能够无限增殖,很可能是因为癌细胞中端粒酶含量更多或活性更强,能不断延长端粒DNA,维持细胞的分裂能力,B正确;
C、端粒酶以自身RNA为模板,催化脱氧核苷酸连接到DNA单链末端,这个过程是以RNA为模板合成DNA,和中心法则里的逆转录过程(RNA→DNA)本质一致,C正确;
D、从图里可以看到,端粒DNA单链的延伸方向是从5'端到3'端(新的脱氧核苷酸是添加到DNA链的3'端),D错误。
10. 丙肝病毒(HCV)是一种正链RNA(+RNA)病毒,主要侵染肝细胞,引发肝炎,其增殖过程如图所示。核苷酸类似物PSⅠ797能够抑制HCV的增殖。下列说法正确的是( )
A. 图示过程①②③中所涉及的碱基配对的方式不完全相同
B. 艾滋病病毒(HⅠV)的增殖方式和HCV的增殖方式相同
C. 过程①消耗的嘧啶核苷酸数和过程②消耗的嘧啶核苷酸数相等
D. 核苷酸类似物PSⅠ797可能通过抑制①或②达到治疗丙肝的目的
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①②为RNA复制,是RNA与RNA的碱基配对,过程③为翻译,是mRNA与tRNA的碱基配对,三者的碱基配对方式均为A-U、U-A、G-C、C-G,配对方式完全相同,A错误;
B、HIV是逆转录病毒,增殖过程存在逆转录(RNA→DNA)的步骤,HCV是RNA复制病毒,无逆转录过程,二者增殖方式不同,B错误;
C、过程①消耗的嘧啶核苷酸数等于模板+RNA的嘌呤核苷酸数,过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于模板-RNA的嘌呤核苷酸数(即+RNA的嘧啶核苷酸数),单链RNA中嘌呤数和嘧啶数不一定相等,因此二者消耗的嘧啶核苷酸数不一定相等,C错误;
D、过程①②为RNA复制过程,需要核糖核苷酸作为原料,核苷酸类似物PSI797可干扰RNA复制的原料供应,通过抑制①或②过程抑制HCV增殖,达到治疗丙肝的目的,D正确。
11. 表观遗传有DNA甲基化、染色体失活、非编码RNA调控等形式。启动子是RNA聚合酶结合的部位,驱动基因转录出mRNA。下列叙述正确的是( )
A. 男性经常抽烟会明显降低精子中的甲基化水平
B. DNA甲基化修饰通常发生在脱氧核苷酸的磷酸基团上
C. 启动子甲基化通过抑制RNA聚合酶与启动子的结合,从而抑制基因的转录
D. 表观遗传现象只发生在体细胞中,不会发生在生殖细胞中
【答案】C
【解析】
【详解】A、男性经常抽烟会导致精子中的DNA甲基化水平明显升高,而非降低,A错误;
B、DNA甲基化修饰通常发生在脱氧核苷酸的碱基(如胞嘧啶)上,并非磷酸基团,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位,启动子甲基化会抑制RNA聚合酶与启动子的结合,无法驱动转录过程,从而抑制基因的转录,C正确;
D、表观遗传既可以发生在体细胞中,也可以发生在生殖细胞中,生殖细胞的表观修饰还可通过配子遗传给后代,D错误。
12. 人体未成熟红细胞中的PK基因编码丙酮酸激酶(PK),基因的首端和尾端分别有一段DNA序列,称为启动子和终止子,可以调控基因的转录。如果PK基因突变会导致PK活性降低,ATP生成减少,使Na+累积进而使红细胞变成球形,最终破裂,造成溶血性贫血。下列有关叙述正确的是( )
A. 人体正常成熟红细胞合成丙酮酸激酶所需能量主要来自有氧呼吸第三阶段
B. RNA聚合酶读取到突变PK基因上的终止子时停止转录
C. 转录过程中,PK基因的两条链均可以作为模板链
D. 该病说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
【答案】B
【解析】
【详解】A、人体正常成熟红细胞无细胞核、核糖体等细胞器,无法合成蛋白质(丙酮酸激酶),且成熟红细胞无线粒体,仅能进行无氧呼吸,能量来自无氧呼吸,A错误;
B、终止子是位于基因尾端的DNA调控序列,RNA聚合酶读取到基因上的终止子时会停止转录过程,B正确;
C、转录过程中仅能以基因的一条链作为模板链,C错误;
D、该病是PK基因突变导致丙酮酸激酶(酶)活性降低,通过影响代谢过程进而改变性状,属于基因通过控制酶的合成控制代谢过程、间接控制生物性状,D错误。
13. 灯刷染色体是雌性两栖类动物在进行减数分裂时,正在联会的同源染色体之间部分连接形成的一种稳定的“二价体”结构,该结构出现后减数分裂过程暂停。灯刷染色体会向外延伸形成“侧环”(如图所示),“侧环”的DNA转录活跃,与营养物质储备密切相关。下列叙述错误的是( )
A. 灯刷染色体存在于初级卵母细胞中,可在光学显微镜下观察到
B. 灯刷染色体存在于减数第一次分裂前期,可能发生基因重组
C. “侧环”为松散的染色质状态,可为DNA聚合酶提供结合位点
D. “侧环”上DNA的转录产物,可能为蛋白质的合成提供模板
【答案】C
【解析】
【详解】A、灯刷染色体是减数分裂联会时期的结构,联会发生在减数第一次分裂前期,对应的细胞是初级卵母细胞,染色体结构可在光学显微镜下观察到,A正确;
B、联会是减数第一次分裂前期的特征,该时期同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换,属于基因重组,因此可能发生基因重组,B正确;
C、由题干可知“侧环”的DNA转录活跃,转录过程需要RNA聚合酶结合启动转录,DNA聚合酶是DNA复制过程所需的酶,C错误;
D、“侧环”上DNA转录的产物主要是mRNA,mRNA是翻译过程中蛋白质合成的模板,D正确。
14. 下图表示不同细胞发生变异的染色体的联会图像,生物某些变异可通过联会时的图像差异来识别。甲、乙两图分别表示细胞分裂过程中出现“环形圈”、“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。下列叙述正确的是( )
A. 丙图是四分体的非姐妹染色单体之间交换,导致等位基因发生基因重组
B. 甲、乙、丙三图中发生的变异均可能遗传给下一代
C. 甲图是由于碱基的增添或缺失,导致基因突变
D. 上述三种变异类型分别属于染色体结构变异、染色体数目变异和基因重组
【答案】B
【解析】
【详解】AB、甲图中“环形圈”的出现,是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段,因此属于染色体结构变异中的重复或缺失;乙图中的“十字形结构”的出现,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,该种变异应属于染色体结构变异中的易位;丙图中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换而导致基因重组,所以甲、乙、丙三图均能发生在减数分裂过程中,发生的变异均属于可遗传的变异,均可遗传给下一代,A错误,B正确;
C、甲图是由于个别染色体片段的重复或缺失,导致染色体上基因数目发生改变,C错误;
D、甲、乙、丙三种变异类型分别属于染色体结构变异、染色体结构变异和基因重组,D错误。
15. 普通六倍体小麦(6n=42)是由一粒小麦、节节草和山羊草等不同种的野生植物杂交后,逐渐进化而来的,其进化历程如图所示。普通六倍体小麦与二倍体黑麦为可杂交的近缘作物,育种专家欲用普通六倍体小麦和黑麦培养适应高寒地区且高产的八倍体小黑麦。下列说法正确的是( )
A. 杂交种甲的花粉母细胞染色体数目为2n=14条,减数分裂染色体正常联会
B. 二粒小麦体细胞中染色体形态有14种,杂交种乙为异源三倍体
C. 诱导杂交种甲或乙染色体加倍,低温和秋水仙素的作用原理不同
D. 将小麦与黑麦进行杂交获取种子,直接播种种子就可获取八倍体小黑麦
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题图可知,甲由一粒小麦(二倍体)与节节草(二倍体)杂交而来,杂交种甲体细胞条染色体,但体细胞中含一组一粒小麦的染色体、一组节节草的染色体,没有同源染色体,故花粉母细胞染色体数不可表示为2n=14,A错误;
B、甲经染色体加倍后成为二粒小麦,含有一对来自一粒小麦的染色体、一对来自节节草的染色体,一粒小麦和节节草每组染色体都含有7条染色体,所以二粒小麦的体细胞中染色体的形态共14种,其与山羊草杂交得到的乙经染色体加倍后得到六倍体普通小麦,所以可知乙为异源三倍体,B正确;
C、低温和秋水仙素诱导染色体加倍,都是通过抑制纺锤体的形成来阻止染色体被拉向细胞两极,原理相同,C错误;
D、由题干信息可知,普通六倍体小麦与二倍体黑麦属于可杂交的进缘作物,两者杂交得到的种子为含有4个染色体组,其种子需要经过染色体加倍后才能得到八倍体小黑麦,D错误。
16. 玉米粒的颜色由基因A/a控制,玉米粒的形状由基因B/b控制,现用纯种黄色饱满玉米和白色皱缩玉米杂交,F1全部表现为黄色饱满。F1自交得到F2,F2的表型及比例为黄色饱满66%:黄色皱缩9%:白色饱满9%:白色皱缩16%。不考虑致死、其他变异等情况,下列对上述两对性状遗传的分析中错误的是( )
A. 根据上述比例推导,F1的两对等位基因通过自由组合产生4种配子
B. 控制上述性状的两对等位基因均遵循分离定律
C. F1测交后代表型之比可能为4:1:1:4
D. 两对等位基因位于一对同源染色体上,且基因a和b在同一条染色体上
【答案】A
【解析】
【详解】A、若两对等位基因通过自由组合产生配子,F1产生的4种配子比例应为1∶1∶1∶1,F2表型比例应为9∶3∶3∶1,与题中比例不符,说明两对基因不遵循自由组合,A错误;
B、单独分析每对性状:F2中黄色∶白色=(66%+9%)∶(9%+16%)=3∶1,饱满:皱缩=(66%+9%)∶(9%+16%)=3∶1,符合基因分离定律的性状分离比,说明两对等位基因均遵循分离定律,B正确;
C、题意显示,F2的表型及比例为黄色饱满66%∶黄色皱缩9%∶白色饱满9%∶白色皱缩16%,即基因型为aabb的个体占比为16%,说明F1产生的ab配子比例为4/10,在交换的情况下F1产生的配子比例表现为两多两少,即AB配子占比为4/10,重组配子Ab、aB各占1/10,即F1产生的配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶1∶1∶4,因此,F1测交后代表型之比可能为4∶1∶1∶4,C正确;
D、根据C项可知,F1中AB、ab配子占比远高于重组型配子,说明A与B连锁在一条染色体上,a与b连锁在另一条同源染色体上,两对等位基因位于一对同源染色体上,D正确。
17. 某雌雄异体二倍体动物,雌性个体(2n=48)体细胞有两条相同的性染色体X,雄性个体(2n=47)体细胞仅有一条性染色体X。下列关于基因型为AaXB的雄性个体进行有丝分裂和减数分裂过程的叙述,正确的是( )
A. 处于有丝分裂后期的精原细胞有47对同源染色体
B. 处于减数第一次分裂后期的初级精母细胞有2种基因型
C. 次级精母细胞中含有的性染色体数为0条或2条
D. 正常情况下该雄性个体减数分裂产生基因型为A、a、AXB、aXB的4种精子
【答案】D
【解析】
【详解】A、该雄性体细胞含23对同源常染色体,1条无同源的X染色体,有丝分裂后期着丝粒分裂,常染色体同源对数加倍为46对,2条由复制而来的X不属于同源染色体,总同源染色体对数为46对,A错误;
B、减数第一次分裂后期的初级精母细胞仍为一个完整细胞,基因组成为AAaaXBXB,仅1种基因型,B错误;
C、减数第一次分裂后,部分次级精母细胞获得1条X,该类细胞在减数第二次分裂前、中期性染色体数为1条,后期着丝粒分裂后为2条;未获得X的次级精母细胞性染色体数始终为0,故性染色体数可为0、1、2条,C错误;
D、该雄性个体减数分裂时,常染色体上的等位基因A、a分离,X染色体随机进入不同次级精母细胞,大量精原细胞分裂后可产生A、a、AXB、aXB共4种精子,D正确。
18. 表观遗传有多种调控机制,组蛋白乙酰化或去乙酰化是其中一种。组蛋白去乙酰化酶(HDAC)不仅可调控组蛋白乙酰化过程,还可参与多种生命活动。某科研小组通过比较海参共附生菌核青霉三种菌株的分生孢子产量(104/cm2)、次级代谢产物含量(mg/cm2)等变化,揭示了HDAC基因在海参共附生菌核青霉生长发育中的调控作用,部分结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 组蛋白的去乙酰化通过改变基因的碱基序列,进而影响基因表达
B. 图甲中菌株3去乙酰化程度最高,控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最强
C. 图乙中的数据表明,HDAC可以促进次级代谢产物的合成
D. 海参共附生菌核青霉中控制相关性状的基因的表达情况受HDAC基因的直接影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、组蛋白的去乙酰化是通过改变染色质的结构(让染色质更紧密)来影响基因表达,它并不会改变基因的碱基序列,A错误;
B、HDAC是组蛋白去乙酰化酶,菌株3是HDAC基因过量表达菌株,它的去乙酰化程度最高;从图甲可以看到菌株3的分生孢子产量最低,说明控制分生孢子产量的基因表达受到的抑制最强,B正确;
C、对比图乙里的野生型菌株1、敲除HDAC基因的菌株2和HDAC基因过量表达的菌株3:菌株2(无HDAC)次级代谢产物含量最高,菌株3(HDAC过量)次级代谢产物含量最低,说明HDAC是抑制次级代谢产物的合成,而不是促进,C错误;
D、HDAC基因通过控制酶的合成,调控组蛋白乙酰化状态,间接影响相关性状基因的表达,D错误。
19. 杜氏进行性肌营养不良受一对等位基因(A、a)控制,患者由于骨盆带肌肉和肩胛带肌肉病变萎缩,导致肌无力。如图是该病患者家系的系谱图及部分成员有关基因的电泳图,电泳图中条带的有无可推测相关基因的存在与否。下列相关叙述正确的是( )
A. 该病在男性中的发病率等于女性中的发病率
B. 2号个体的电泳图与3号个体的电泳图相同的概率是100%
C. 4号个体的致病基因来自1号和2号
D. 3号个体与一正常男性结婚,生育的男孩患病概率为1/4
【答案】B
【解析】
【详解】AC、从系谱图可知,1号和2号表现正常却生出患病儿子4号,说明该病为隐性遗传病,再结合电泳图,4号对应的条带为基因a,又因为1号父亲正常且只含A基因,则4号的致病基因只能来自母亲2号,排除常染色体隐性遗传病,则该病为伴X染色体隐性遗传病,遗传特点是患者中男性多于女性,AC错误;
B、4号的致病基因只能来自母亲2号,又因2号表型正常,则2号基因型为XAXa,由3 号个体的电泳图可知其基因型也为XAXa,则二者电泳图相同,B正确;
D、3 号个体的基因型XAXa,与正常男性(XAY)婚配,生育的男孩患病(XaY)概率为 1/2,D错误。
20. 将某动物(2n=20)一个精原细胞全部核DNA分子双链用32P标记,置于不含32P的培养液中,经过连续两次分裂后产生4个子细胞。下列说法不正确的是( )
A. 若两次分裂均为有丝分裂,则第二次分裂后期,1个细胞中被32P标记的染色体为20条
B. 若进行减数分裂,则减数分裂Ⅱ后期,1个次级精母细胞中被32P标记的染色体为20条
C. 若4个子细胞中所有染色体都被32P标记,则该细胞只进行减数分裂
D. 若4个子细胞都含有被32P标记的染色体,则该细胞只进行有丝分裂
【答案】D
【解析】
【详解】A、若两次分裂均为有丝分裂,第一次分裂结束后子细胞每条染色体的DNA均为一条链含32P、一条链不含;第二次分裂间期DNA复制后,每条染色体的2条姐妹染色单体中仅1条含32P,后期着丝粒分裂,染色体数目加倍为40条,其中被32P标记的为20条,A正确;
B、若进行减数分裂,DNA仅复制1次,每条染色单体的DNA均含32P;减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍为20条,全部带有32P标记,B正确;
C、若为有丝分裂,第二次分裂后期姐妹染色单体随机移向两极,子细胞会出现不含32P的染色体,不可能所有子细胞的全部染色体都带标记;减数分裂过程中DNA仅复制1次,所有子细胞的全部染色体均含32P,因此4个子细胞所有染色体都被标记时只能是减数分裂,C正确;
D、减数分裂产生的4个精细胞全部都含有32P标记的染色体;有丝分裂过程中姐妹染色单体随机分配,也可能出现4个子细胞均含标记染色体的情况,因此无法判断是否只进行有丝分裂,D错误。
二、非选择题:本题共4小题,共50分。
21. 某二倍体植物的性别决定方式是XY型(2n=36),其花色和花型分别受一对等位基因控制,白色与红色是一对相对性状,由基因A/a控制,大花与小花是一对相对性状,由基因B/b控制,2对等位基因独立遗传。现在用若干纯合的亲本进行杂交得到F1,再让F1相互杂交得到F2,F2中白色大花植株有268,白色小花植株有93,红色大花植株有89,红色小花植株有29。不考虑X、Y染色体的同源区段。回答下列问题:
(1)根据题干信息可知,两对相对性状中,属于显性性状的是_______。F1相互杂交得到F2中同时出现4种表现型,称为_______。
(2)基因A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律,两对等位基因在染色体上的位置关系可能存在三种情况:
①基因A/a与B/b都位于常染色体上;
②基因A/a在常染色体上,基因B/b在X染色体上;
③基因A/a在X染色体上,基因B/b在常染色体上。
现有若干纯合的植株作为实验材料,请用一次杂交实验判断基因A/a与B/b的位置。写出实验思路和预期实验结果及结论。
实验思路:_______。
预期结果及结论:①若子代全为白色大花,则_______;
②若子代_______,则A/a在常染色体上,B/b在X染色体上;
③若子代_______,则A/a在X染色体上,B/b在常染色体上。
【答案】(1) ①. 白色、大花 ②. 性状分离
(2) ①. 用纯合的红色小花雌性与白色大花雄性杂交,观察后代中雌雄的表型和比例 ②. 两对基因均位于常染色体上 ③. 雌性全是白色大花,雄性全是白色小花 ④. 雌性全是白色大花,雄性全是红色大花
【解析】
【小问1详解】
根据F2中白色:红色=3:1,大花:小花=3:1可知,白色和大花均为显性性状。F1只有一种表现型,F1自交后代出现四种表现型的现象叫做性状分离。
【小问2详解】
要通过一次杂交实验判断基因A/a与B/b的位置,应该选择隐雌与显雄进行杂交,即选择纯合红色小花雌株与纯合白色大花雄株杂交,观察并统计子代雌雄个体的表现型。若两对基因都在常染色体,则亲本:aabb(♀)×AABB(♂) ,子代全部基因型AaBb,雌雄全为白色大花 。若A/a常染色体,B/b在 X 染色体,亲本:aaXbXb(♀)×AAXBY(♂),子代雌:AaXBXb(白色大花)、 子代雄:AaXbY(白色小花) ,即雌株全为白色大花,雄株全为白色小花;若A/a在 X 染色体,B/b常染色体,亲本:bbXaXa(♀)×BBXAY(♂),子代雌:BbXAXa(白色大花)、雄:BbXaY(红色大花),即雌株全为白色大花,雄株全为红色大花。
22. 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关,铁应答元件能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,如图所示。请回答相关问题。
(1)图中一个铁蛋白mRNA上同时结合2个核糖体,这样的生物学意义是_______。
(2)图中核糖体的移动方向应是_______(填“从左到右”或“从右到左”,1分),据图推测该甘氨酸的密码子是_______(要标明方向,格式为5′-XXX-3′)。
(3)若指导铁蛋白合成的基因碱基数为2N,则铁蛋白由_______N/3个氨基酸组成(填“大于”或“等于”或“小于”)
(4)若一个铁蛋白基因一条链上的一个碱基A变成C,则该基因经过n次复制后,产生的基因中发生突变的基因占_______。
(5)据图分析,Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,解除对铁蛋白的_______过程的抑制作用,铁蛋白的表达量升高,储存细胞内多余的Fe3+。
(6)若要改造铁蛋白分子,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_______。
【答案】(1)少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质
(2) ①. 从左到右 ②. 5'-GGU-3'
(3)小于 (4)1/2
(5)翻译 (6)C变成A
【解析】
【小问1详解】
一个mRNA上同时结合多个核糖体,少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质,大大提高了翻译的效率,在短时间内就能满足细胞对铁蛋白的需求。
【小问2详解】
核糖体的移动方向是从左到右:因为右侧的核糖体上合成的肽链更长,说明它先开始翻译,所以核糖体是沿着mRNA从左向右移动。 根据图中核糖体上的tRNA与mRNA的配对,以及肽链上甘氨酸的位置,对应mRNA上的碱基序列是GGU,按照密码子的方向规范书写为5'-GGU-3'。
【小问3详解】
原因:基因的碱基数为2N,转录出的mRNA碱基数量为N,但mRNA上存在终止密码子,终止密码子不编码氨基酸,同时铁蛋白mRNA的5'端还有铁应答元件等不编码氨基酸的序列,所以最终编码的氨基酸数量小于N/3。
【小问4详解】
DNA复制是半保留复制,初始的一条链碱基改变,另一条链正常,每次复制后,突变链复制出的都是突变基因,正常链复制出的都是正常基因,经过n次复制后,总产生的基因中发生突变的基因占1/2。
【小问5详解】
从图中可以看到,铁调节蛋白结合铁应答元件后,会阻碍核糖体结合mRNA,抑制翻译的起始,当Fe³⁺浓度高时,铁调节蛋白无法结合铁应答元件,翻译过程就能正常进行。
【小问6详解】
色氨酸的密码子是UGG,对应DNA模板链的碱基是ACC;亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,要通过改变一个碱基让色氨酸变成亮氨酸,密码子UGG可以变成UUG,对应DNA模板链的ACC就变成AAC,也就是模板链上的C变成A。
23. 编码P通道蛋白的P基因只在女性卵母细胞中表达,“卵母细胞死亡”是由于P基因发生基因突变后,加速了卵子内部ATP的释放,引起卵细胞死亡,导致不孕症,该病由常染色体上一对等位基因A/a控制。图1为某不育女性家族系谱图,图2为家族部分成员该对等位基因的两条编码链部分测序结果。回答下列问题:
(注:图2箭头处C/T的含义为一个基因编码链该位点为C,另一个为T;C的含义为个体中两个基因的编码链该位点均为C)
(1)该不孕症的遗传方式为_______,根据图2分析,引起该不孕症的根本原因是_______。
(2)Ⅱ-1与Ⅱ-2的致病基因来自于_______,Ⅱ3与Ⅱ4生出患病孩子的概率是_______。Ⅱ-4怀孕后到医院进行遗传咨询,了解到若妊娠早期对胎儿羊水中的脱屑进行检查,可判断后代是否会患这种遗传病。可供选择的措施如下:
A.性别检测 B.基因检测 C.染色体数目检测
Ⅱ-4可采取的产前诊断措施是_______(填字母),原因是_______。
(3)P基因除了上述突变位点外,还有另外3个突变位点,如图3所示,这体现了基因突变具有_______性。
【答案】(1) ①. 常染色体显性遗传病 ②. 基因中发生碱基替换,导致基因突变
(2) ①. Ⅰ-1 ②. 1/8 ③. B ④. 该病为常染色体显性遗传病,是基因突变导致的
(3)随机性
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ-1(正常男)、Ⅰ-2(正常女)生育 Ⅱ-1、Ⅱ-2 患病女儿,结合测序图: Ⅰ-1 该位点一条编码链 C、一条编码链 T(杂合),Ⅰ-2 两条编码链都是 C,为纯合子,表现型正常,所生女儿患病,说明致病基因为 A,即该病为常染色体显性遗传病。该病的根本原因是,基因中碱基对的替换(C→T 碱基替换),导致 P 基因发生基因突变,转录翻译出异常通道蛋白,加速卵子内部 ATP 释放,卵母细胞死亡引发不孕。
【小问2详解】
致病基因来源Ⅱ-1与 Ⅱ-2的致病基因来自Ⅰ-1(父亲 Ⅰ-1), Ⅰ-1 为杂合子Aa,Ⅰ-2 为隐性纯合aa,Ⅱ-3的基因型为1/2Aa、1/2aa,Ⅱ-4表型正常,基因型为aa,生出患病孩子即AaXX的概率为1/2×1/2×1/2=1/8。由于该病为常染色体显性遗传病,是基因突变导致的,只能通过基因检测来进行诊断,B正确。
【小问3详解】
P基因的不同位点均可发生突变,体现了基因突变的随机性。
24. 研究人员利用60Co-γ射线处理植物材料时,可能引起基因突变,也可能使染色体断裂后重接,引起染色体结构变异。棉花(2N=26)一般为白色,由7号染色体上的基因AA决定,研究人员利用60Co-γ射线处理大量纯合白色棉花的萌发种子进行诱变育种,得到图甲所示突变体,粉红色的棉花Aa,在此基础上,研究人员继续利用60Co-γ射线对Aa进行诱变育种,得到图乙、丙所示的突变体(只显示相关染色体及基因位置),回答下列问题:
(1)图甲、乙、丙均表现为粉色,科研人员经过研究发现棉花红色素由a决定,且红色程度与a基因的数量呈正相关。将图甲中的粉红色棉花Aa单独培养并进行自交,得到子代棉花有白色、粉色、红色三种性状,由此推断子代棉花为白色:粉色:红色的比例关系为_______。
(2)图乙和图丙中发生的变异分别属于染色体结构变异中的_______。图丙植株产生的各种类型的配子活力相同,受精卵中同时缺少A和a基因时不能存活。图丙植株单独培养并进行自交,存活子代中红色棉的比例为_______。
(3)若用适宜浓度的秋水仙素适时处理甲,则可获得基因型为AAaa的四倍体棉花,秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是_______。该四倍体在减数第一次前期可以形成_______个四分体,其自交后代中基因型为aaaa的深红色棉花所占比例为_______。
【答案】(1)1:2:1
(2) ①. 缺失、易位 ②. 1/15
(3) ①. 秋水仙素抑制纺锤体的形成,使着丝粒分开后的子染色体不能被拉向细胞两极,引起细胞中染色体数目加倍 ②. 26 ③. 1/36
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,AA为白花,aa为红花,Aa或a均为粉花,图甲Aa自交后代中AA白花:Aa粉花:aa红花=1:2:1。
【小问2详解】
图乙中A缺失,属于染色体结构变异中的缺失,丙图中A转移到2号非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位。图丙植株产生的配子的种类和比例为A:Aa:a:O(不含A/a)=1:1:1:1,根据棋盘法可知后代的基因型和比例,后代共有4×4=16份,其中1份OO致死,剩余15份,其中红色棉aa占1份,即1/15。
【小问3详解】
秋水仙素可以抑制细胞分裂前期纺锤体的形成,使着丝粒分开后的子染色体不能被拉向细胞两极,引起细胞中染色体数目加倍。该四倍体AAaa共含有52条染色体,26对同源染色体,在减数第一次分裂前期可以形成26个四分体。该四倍体减数分裂产生的配子的种类和比例为AA:Aa:aa=1:4:1,其自交后代中基因型为aaaa的深红色棉花所占比例为1/6×1/6=1/36。
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