精品解析:贵州省黔南2025-2026学年高一下学期7月期末考试生物试题
2026-07-12
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修2 遗传与进化 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 贵州省 |
| 地区(市) | 黔南布依族苗族自治州 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.72 MB |
| 发布时间 | 2026-07-12 |
| 更新时间 | 2026-07-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58772262.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
保密★启用前
2025—2026学年度第二学期学科素养练习
高一生物学
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑,若需改动,须擦净另涂;非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48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. 在不考虑基因突变和染色体变异等的情况下,下列叙述正确的是( )
A. 玉米的籽粒颜色与叶片颜色是一对相对性状
B. 若高秆玉米自交产生高秆和矮秆后代,则高秆为显性性状
C. 甜玉米与非甜玉米杂交,子代会出现甜与非甜的性状分离现象
D. 控制玉米籽粒饱满度的等位基因在体细胞中成对存在、相互融合
2. 关于孟德尔的两对相对性状的杂交实验,叙述错误的是( )
A. 无论正交还是反交,子一代均为黄色圆粒
B. 孟德尔在总结遗传规律时,运用了归纳法
C. 子二代会出现亲本没有的性状组合
D. 孟德尔依据假说,演绎推理出的预期结果为9∶3∶3∶1
3. 2025年10月,中国科学院动物研究所严格筛选出4只“航天小鼠”(2n=40)随神舟二十一号载人飞船上行,1只雌鼠在返回地面后受孕,并于12月顺利产下9只幼崽。如图为该雌鼠卵原细胞部分染色体正常分裂过程的部分示意图,据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该雌鼠在减数分裂过程中最多会出现20个四分体
B. 处于图乙所对应时期的细胞中有2个染色体组
C. 减数分裂过程中染色体的数目减半发生在图乙结束后
D. 该雌鼠在不同时期形成的卵细胞,其染色体组合具有多样性
4. 在遗传学经典实验中,实验方法的选择直接影响实验结果。下列关于实验方法的叙述错误的是( )
A. 在豌豆杂交实验中,不需要人为地对母本个体进行去雄和套袋操作
B. 玉米雄花花粉落在同一植株的雌花柱头上,所完成的传粉属于自交
C. 根据测交实验的后代表型及比例,可以推测待测个体产生的配子种类及比例
D. 噬菌体侵染细菌实验运用了放射性同位素标记法
5. 人类遗传病已成为威胁人类健康的一个重要因素。下列关于遗传病的分析正确的是( )
A. 红绿色盲女性与正常男性结婚,儿子患色盲的概率与女儿患色盲的概率相同
B. 白化病是一种由显性基因控制的遗传病,在人群中男女的发病率相同
C. 抗维生素D佝偻病的女性患者中,可能存在发病程度不同的情况
D. 血友病的致病基因位于常染色体上,在遗传上与性别无关联
6. 科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。下列叙述错误的是( )
A. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,控制自变量采用了“加法原理”
B. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,保温时间和搅拌程度会影响实验结果
C. 研究发现烟草花叶病毒只含有蛋白质和RNA,RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
D. 以上研究表明绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以在生物界中DNA是主要的遗传物质
7. DNA的结构与功能是相适应的。下列有关叙述正确的是( )
A. DNA是由两条核糖核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
B. DNA的复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程
C. DNA分子中碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的特异性
D. 对细胞生物而言,基因是有遗传效应的DNA或RNA片段
8. 基因指导蛋白质合成的过程就是基因的表达。如图所示,甲是大肠杆菌基因表达的过程示意图,乙是酵母菌核基因表达的过程示意图,丙是支原体结构模式图。下列叙述错误的是( )
A. 图甲和图丙说明原核生物的转录和翻译在同一空间同时进行
B. 图乙中mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫作1个密码子
C. tRNA和rRNA也参与蛋白质的合成过程,但本身不会翻译为蛋白质
D. 图丙说明支原体的遗传信息可以从RNA流向DNA,也可以流向蛋白质
9. 柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。Lcyc基因的启动子区域发生甲基化修饰后,会抑制该基因转录,进而使花的形态为辐射对称(正常为两侧对称),且这种甲基化修饰可遗传给子代。下列叙述错误的是( )
A. 甲基化不改变Lcyc基因的碱基排列顺序
B. 上述表观遗传修饰为可遗传变异,可为生物进化提供原材料
C. 甲基化后细胞内Lcyc基因转录的mRNA的含量增加
D. 去甲基化酶激活剂处理已甲基化的柳穿鱼,其后代的花表现为两侧对称
10. 关于可遗传的变异,下列有关叙述正确的是( )
A. 基因突变的随机性表现为一个基因可突变成多个等位基因
B. 基因重组会改变基因的数目和位置
C. 大多数染色体结构变异对生物体是有利的
D. 有丝分裂和减数分裂都可能发生基因突变和染色体变异
11. 生活中不少人受到肥胖困扰,肥胖既和饮食、运动相关,也有部分由遗传因素主导。遗传性肥胖是一类典型的人类遗传病,属于多基因遗传病。下列关于人类遗传病的叙述正确的是( )
A. 人类遗传病通常是指由基因突变引起的人类疾病
B. 通过羊水检查、B超检查、以及基因检测等可确定胎儿是否患有镰状细胞贫血
C. 单基因遗传病是指受一个基因控制的遗传病
D. 多基因遗传病在群体中发病率较高,且容易受环境因素影响
12. CRISPR/Cas9基因编辑技术机理如图所示,Cas9蛋白(一种来自细菌的核酸酶)在向导RNA的引导下,切割特定DNA序列,以实现基因的定点编辑敲除、单碱基编辑和基因片段的精准替换。下列叙述错误的是( )
A. 该基因编辑导致的变异属于可遗传变异
B. 该基因编辑技术可用于治疗21三体综合征
C. 该基因编辑技术能够实现定点插入、删除或替换部分碱基对
D. 在向导RNA的引导下,Cas9蛋白使特定DNA中的磷酸二酯键断裂
13. 在农业生产中常以二倍体番茄为材料培育四倍体番茄,以此提升果实品质。下列关于育种的叙述,正确的是( )
A. 用秋水仙素处理二倍体番茄休眠的种子,可获得四倍体番茄
B. 四倍体番茄植株茎秆粗壮,果实更大,维生素C含量更高
C. 该育种的原理是染色体结构变异
D. 多倍体植株都可以用种子繁殖后代
14. 下列关于生物进化证据、自然选择学说、协同进化的相关叙述,错误的是( )
A. 分布于不同地层中的化石为生物进化提供了直接的证据
B. 群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
C. 生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程
D. 不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响导致生物多样性
15. 某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体,这一性状由一对等位基因控制,黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占56%,基因型为Bb的个体占8%,基因型为bb的个体占36%。不考虑变异和致死等情况,下列有关分析正确的是( )
A. 在一个种群基因库中,某个基因占全部基因数的比值,叫作基因频率
B. 该种群B的基因频率为64%,b的基因频率为36%
C. 该种群自由交配两代后,bb的基因型频率是36%
D. 若该种群中B的基因频率持续增加,可能是基因b决定的生物性状不适应环境而被淘汰
16. 下图所示的遗传系谱图中有甲(由A、a控制)、乙(由B、b控制)两种遗传病,其中一种为红绿色盲。相关叙述错误的是( )
A. 甲病遗传方式为常染色体隐性遗传 B. Ⅱ-3的基因型为AaXBY
C. Ⅱ-3和Ⅱ-4生一个正常孩子的概率是3/8 D. Ⅲ-12的色盲基因来自Ⅱ-8
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17. 基因型为GgXFY的某雄性动物(2n=4),其体内细胞正常分裂过程中不同时期图像如图1所示,图2表示该动物体内细胞中不同时期染色体、染色单体和核DNA含量的关系。回答下列问题:
(1)图1中①表示的细胞分裂方式是__________;③表示的分裂过程是__________。
(2)图2中a表示染色体,则b、c分别表示__________;图1中A细胞有__________对同源染色体,C细胞对应图2中的__________(填罗马数字)时期。
(3)正常分裂情况下,该动物细胞中非等位基因自由组合发生在__________(用图1中的数字序号表示)分裂过程中。不考虑突变、互换等情况,该动物可以形成__________种生殖细胞,其基因型为__________。
18. R环(R-loop)是指当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA-DNA杂交体,这时非模板链与RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。R环的存在可能会阻碍基因的转录过程,诱发DNA双链断裂,从而影响基因组的稳定性。下图为原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。回答下列问题:
(1)DNA复制过程中,独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过__________保证了复制能准确地进行。图中酶C是__________,其催化的生理过程中,R环中有__________条核苷酸链,RNA-DNA杂交体中碱基配对类型有__________(写具体配对类型)。
(2)过程②代表__________,此过程__________(填“需要”或“不需要”)解旋酶催化,过程①需要的酶A是__________。
(3)若在mRNA的起始密码子之后插入3个胞嘧啶核糖核苷酸(即增添3个碱基C),则合成的多肽链除在甲硫氨酸后多一个脯氨酸之外,其余氨基酸序列没有变化,由此说明__________(答两点)。
19. 昆虫体表的颜色丰富多样,具有重要的生态学和行为学意义。某昆虫紫翅(A)对黄翅(a)为显性,绿眼(B)对白眼(b)为显性,控制这两对性状的基因独立遗传。现有紫翅白眼与黄翅绿眼的亲本个体杂交,F1均为紫翅绿眼,F1雌雄个体相互交配得到F2共1253只,其中紫翅940只,黄翅313只,绿眼941只,白眼312只。回答下列问题:
(1)由此判断该昆虫翅色和眼色的遗传符合__________,亲本基因型为__________,F2中紫翅白眼个体所占比例为__________。
(2)F2中重组类型(与亲本表型不同)是__________,F2中与亲本表型相同的个体占比为__________。
(3)现欲确定F2中某一只黄翅绿眼雄性昆虫的基因组成,最好采取__________的方法,请简述实验思路,预测实验结果和结论。
实验思路:__________;
实验结果和结论:__________。
20. 黔南州是贵州省玉米主产区之一,当地春、夏季光照充足,雨量充沛,适宜玉米生长,年均种植面积高达几十万亩。根据当地气候环境,育种工作者开展玉米抗病(病虫害)、高产等性状的遗传育种研究,育种流程如下图所示。现有两个纯合玉米品种:品种甲为高秆抗病,基因型为DDRR;品种乙为矮秆感病,基因型为ddrr。两对基因独立遗传,其中高秆(D)对矮秆(d)显性,抗病(R)对感病(r)显性。不考虑基因突变和互换,回答下列问题:
(1)F1自交得到的F2中,出现矮秆抗病的新类型,该变异类型属于__________。F2中矮秆抗病植株自交,若后代发生性状分离,则该植株为__________(填“纯合子”或“杂合子”)。
(2)为快速获得纯合矮秆抗病植株,需取F1的__________,获得单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理,秋水仙素的作用机理是__________。
(3)现有另一对玉米品种:品种丙为高产感病(AArr),品种丁为低产抗病(aaRR),高产(A)对低产(a)显性,两对基因位于一对同源染色体上。
①让该对品种杂交获得的F1(AaRr)与低产抗病(aaRR)杂交,后代中__________(填“有”或“无”)高产抗病个体,请解释该结果的原因:__________。
②若将纯种高产抗病新品种在某地区长期大面积单一种植,几年后其抗病效果下降。从生物进化角度分析,原因是__________。
21. 微生物具有结构简单,繁殖速度快等特点,是生物学研究的常用材料。科学家以微生物为材料,对遗传物质的本质及复制方式等进行了相关实验研究。
实验一:格里菲思将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注入小鼠体内,小鼠死亡并从中分离出S型活细菌。艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物。然后分别用蛋白酶、RNA酶、DNA酶或酯酶处理细胞提取物,然后进行转化实验。结果表明,只有DNA酶处理后的细胞提取物失去了转化活性。
实验二:梅塞尔森(M.Meselson)和斯塔尔(F.Stahl)将大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中培养若干代,然后转移到含14NH4Cl的普通培养液中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心,观察记录离心管中DNA的位置。
注:两条链均被15N标记的DNA离心后分布在试管底部;一条链被15N标记、另一条链被14N标记的DNA离心后分布在试管中部;两条链均被14N标记的DNA离心后分布在试管上部。
实验三:科学家发现DRT3是细菌抗噬菌体的防御系统,通过冷冻电镜技术解析了DRT3的分子结构,发现DRT3由两种酶(Drt3a、Drt3b)和一个非编码RNA(ncRNA)组成。该系统能合成高度规则的poly(GT/AC)双链DNA,其中Drt3a以ncRNA为模板催化合成DNA单链,该研究的发现为合成生物学提供了新路径。
回答下列问题:
(1)格里菲思实验中,加热致死的S型细菌能使R型活细菌转化为S型活细菌,说明S型细菌含有某种__________。综合实验一,可得出的结论是__________。
(2)实验二中大肠杆菌在含15N的培养液中培养若干代,其目的是__________,当该实验进行到第四代,含15N的DNA占比为__________。若DNA复制方式为全保留复制,预测第一代DNA离心后的条带分布情况为__________。
(3)实验三中的Drt3a为__________酶,写出该酶催化过程中遗传信息流动的方向__________(用箭头和文字表示)。
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保密★启用前
2025—2026学年度第二学期学科素养练习
高一生物学
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑,若需改动,须擦净另涂;非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48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. 在不考虑基因突变和染色体变异等的情况下,下列叙述正确的是( )
A. 玉米的籽粒颜色与叶片颜色是一对相对性状
B. 若高秆玉米自交产生高秆和矮秆后代,则高秆为显性性状
C. 甜玉米与非甜玉米杂交,子代会出现甜与非甜的性状分离现象
D. 控制玉米籽粒饱满度的等位基因在体细胞中成对存在、相互融合
【答案】B
【解析】
【详解】A、相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型,玉米籽粒颜色与叶片颜色属于不同性状,不属于一对相对性状,A错误;
B、高秆玉米自交后代同时出现高秆和矮秆,发生了性状分离,说明亲本高秆为杂合子,杂合子表现的性状为显性性状,因此高秆为显性性状,B正确;
C、性状分离是指杂种后代同时出现显性性状和隐性性状的现象,若甜玉米与非甜玉米均为纯合子,杂交子代只会表现出显性性状,不会出现性状分离,因此子代不一定出现甜与非甜的性状分离现象,C错误;
D、控制玉米籽粒饱满度的等位基因在体细胞中成对存在,但等位基因相互独立、不会相互融合,在形成配子时会随同源染色体的分开而分离,D错误。
2. 关于孟德尔的两对相对性状的杂交实验,叙述错误的是( )
A. 无论正交还是反交,子一代均为黄色圆粒
B. 孟德尔在总结遗传规律时,运用了归纳法
C. 子二代会出现亲本没有的性状组合
D. 孟德尔依据假说,演绎推理出的预期结果为9∶3∶3∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A、孟德尔以纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒为亲本进行杂交,无论正交还是反交,子一代均表现为显性性状黄色圆粒,A正确;
B、孟德尔对多对相对性状的杂交实验结果进行整理、总结,运用归纳法得出了遗传规律,B正确;
C、子二代中除了黄色圆粒、绿色皱粒的亲本类型,还出现了黄色皱粒、绿色圆粒的重组性状,即亲本没有的性状组合,C正确;
D、9:3:3:1是孟德尔两对相对性状杂交实验中观察到的子二代实际性状分离比,属于提出问题阶段的实验现象;孟德尔依据假说演绎推理出的预期结果是测交后代性状分离比为1:1:1:1,D错误。
3. 2025年10月,中国科学院动物研究所严格筛选出4只“航天小鼠”(2n=40)随神舟二十一号载人飞船上行,1只雌鼠在返回地面后受孕,并于12月顺利产下9只幼崽。如图为该雌鼠卵原细胞部分染色体正常分裂过程的部分示意图,据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该雌鼠在减数分裂过程中最多会出现20个四分体
B. 处于图乙所对应时期的细胞中有2个染色体组
C. 减数分裂过程中染色体的数目减半发生在图乙结束后
D. 该雌鼠在不同时期形成的卵细胞,其染色体组合具有多样性
【答案】C
【解析】
【详解】A、1个四分体由1对同源染色体联会形成,小鼠体细胞有20对同源染色体,因此减数分裂过程中最多会出现20个四分体,A正确;
B、图乙为减数第二次分裂后期,着丝粒分裂使染色体数目暂时恢复到体细胞水平,此时细胞中含有2个染色体组,B正确;
C、减数分裂染色体数目减半的原因是同源染色体分离,该过程发生在减数第一次分裂结束时,并非图乙对应的减数第二次分裂结束后,C错误;
D、减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换、减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,都会导致不同卵细胞的染色体组合具有多样性,D正确。
4. 在遗传学经典实验中,实验方法的选择直接影响实验结果。下列关于实验方法的叙述错误的是( )
A. 在豌豆杂交实验中,不需要人为地对母本个体进行去雄和套袋操作
B. 玉米雄花花粉落在同一植株的雌花柱头上,所完成的传粉属于自交
C. 根据测交实验的后代表型及比例,可以推测待测个体产生的配子种类及比例
D. 噬菌体侵染细菌实验运用了放射性同位素标记法
【答案】A
【解析】
【详解】A、豌豆是自花传粉、闭花授粉植物,进行杂交实验时,为避免母本自花传粉以及外来花粉的干扰,必须在花蕾期对母本进行去雄操作,并且去雄后和人工授粉后都需要套袋处理,A错误;
B、自交指遗传因子组成相同的个体间的交配,同一玉米植株的雄花花粉落到同株雌花柱头上,属于同一个体的雌雄配子结合,属于自交,B正确;
C、测交是将待测个体与隐性纯合子杂交,隐性纯合子只能产生一种含隐性遗传因子的配子,因此测交后代的表型及比例可直接反映待测个体产生的配子种类及比例,C正确;
D、噬菌体侵染细菌实验中,分别用35S标记噬菌体的蛋白质外壳、32P标记噬菌体的DNA,运用了放射性同位素标记法,D正确。
5. 人类遗传病已成为威胁人类健康的一个重要因素。下列关于遗传病的分析正确的是( )
A. 红绿色盲女性与正常男性结婚,儿子患色盲的概率与女儿患色盲的概率相同
B. 白化病是一种由显性基因控制的遗传病,在人群中男女的发病率相同
C. 抗维生素D佝偻病的女性患者中,可能存在发病程度不同的情况
D. 血友病的致病基因位于常染色体上,在遗传上与性别无关联
【答案】C
【解析】
【详解】A、红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,设相关基因为B/b,色盲女性基因型为XbXb,正常男性基因型为XBY,子代儿子基因型均为XbY,患色盲概率为1,女儿基因型均为XBXb,为携带者不患色盲,患病概率为0,二者患病概率不同,A错误;
B、白化病是常染色体隐性遗传病,由隐性基因控制,B错误;
C、抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,设相关基因为D/d,女性患者基因型有XDXD(纯合)和XDXd(杂合)两种,杂合子发病程度轻于纯合子,因此可能存在发病程度不同的情况,C正确;
D、血友病是伴X染色体隐性遗传病,致病基因位于X染色体上,遗传上与性别相关联,D错误。
6. 科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。下列叙述错误的是( )
A. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,控制自变量采用了“加法原理”
B. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,保温时间和搅拌程度会影响实验结果
C. 研究发现烟草花叶病毒只含有蛋白质和RNA,RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
D. 以上研究表明绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以在生物界中DNA是主要的遗传物质
【答案】A
【解析】
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,通过向S型菌细胞提取物中加入不同酶,特异性去除某一种物质来探究转化因子的本质,控制自变量采用的是“减法原理”,A错误;
B、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,保温时间过短会导致部分噬菌体未注入DNA,保温过长会导致大肠杆菌裂解释放子代噬菌体,搅拌不充分会导致噬菌体蛋白质外壳未与大肠杆菌分离,都会影响放射性的分布,进而影响实验结果,B正确;
C、烟草花叶病毒只含有蛋白质和RNA,相关侵染和重建实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,C正确;
D、题述研究及后续研究证明,除少数RNA病毒外,绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此生物界中DNA是主要的遗传物质,D正确。
7. DNA的结构与功能是相适应的。下列有关叙述正确的是( )
A. DNA是由两条核糖核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
B. DNA的复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程
C. DNA分子中碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的特异性
D. 对细胞生物而言,基因是有遗传效应的DNA或RNA片段
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,由两条脱氧核糖核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,核糖核苷酸是RNA的基本组成单位,A错误;
B、DNA复制为半保留复制,是以亲代DNA的两条链为模板,以游离的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA的过程,B正确;
C、DNA分子中碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,碱基的特定排列顺序才构成DNA分子的特异性,C错误;
D、细胞生物的遗传物质是DNA,因此细胞生物的基因是有遗传效应的DNA片段,只有部分RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段,D错误。
8. 基因指导蛋白质合成的过程就是基因的表达。如图所示,甲是大肠杆菌基因表达的过程示意图,乙是酵母菌核基因表达的过程示意图,丙是支原体结构模式图。下列叙述错误的是( )
A. 图甲和图丙说明原核生物的转录和翻译在同一空间同时进行
B. 图乙中mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫作1个密码子
C. tRNA和rRNA也参与蛋白质的合成过程,但本身不会翻译为蛋白质
D. 图丙说明支原体的遗传信息可以从RNA流向DNA,也可以流向蛋白质
【答案】D
【解析】
【详解】A、大肠杆菌和支原体均为原核生物,无核膜包被的细胞核,转录发生在拟核区的同时,核糖体可直接结合未完全合成的mRNA进行翻译,因此转录和翻译在同一空间同时进行,A正确;
B、密码子的定义为mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基,B正确;
C、蛋白质合成过程中,tRNA负责转运氨基酸,rRNA是核糖体的组成成分,二者均参与翻译过程,但只有mRNA作为翻译的模板,tRNA和rRNA不会翻译为蛋白质,C正确;
D、支原体是原核生物,其遗传信息流动路径为DNA→DNA(复制)、DNA→RNA(转录)、RNA→蛋白质(翻译),不存在RNA流向DNA的逆转录过程,逆转录是部分RNA病毒特有的遗传信息流动路径,D错误。
9. 柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。Lcyc基因的启动子区域发生甲基化修饰后,会抑制该基因转录,进而使花的形态为辐射对称(正常为两侧对称),且这种甲基化修饰可遗传给子代。下列叙述错误的是( )
A. 甲基化不改变Lcyc基因的碱基排列顺序
B. 上述表观遗传修饰为可遗传变异,可为生物进化提供原材料
C. 甲基化后细胞内Lcyc基因转录的mRNA的含量增加
D. 去甲基化酶激活剂处理已甲基化的柳穿鱼,其后代的花表现为两侧对称
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲基化属于表观遗传修饰,仅在碱基上结合甲基基团,不改变Lcyc基因的碱基排列顺序,A正确;
B、题干明确该甲基化修饰可遗传给子代,属于可遗传变异,可遗传变异可为生物进化提供原材料,B正确;
C、题干说明Lcyc基因启动子区域甲基化会抑制该基因转录,转录受抑制会导致细胞内该基因转录的mRNA含量减少,而非增加,C错误;
D、去甲基化酶激活剂可去除Lcyc基因的甲基化修饰,使该基因恢复正常表达,花的形态恢复为两侧对称,且该去甲基化状态可遗传给后代,因此后代花表现为两侧对称,D正确。
10. 关于可遗传的变异,下列有关叙述正确的是( )
A. 基因突变的随机性表现为一个基因可突变成多个等位基因
B. 基因重组会改变基因的数目和位置
C. 大多数染色体结构变异对生物体是有利的
D. 有丝分裂和减数分裂都可能发生基因突变和染色体变异
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因突变的随机性表现为基因突变可发生在生物个体发育的任意时期、细胞内不同DNA分子上或同一DNA分子的不同部位,“一个基因可突变成多个等位基因”是基因突变的不定向性,A错误;
B、基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,仅改变基因的组合方式,不会改变基因的数目和在染色体上的位置,B错误;
C、染色体结构变异会导致染色体上的基因数目或排列顺序改变,大多数染色体结构变异对生物体是不利的,严重时可导致生物体死亡,C错误;
D、基因突变主要发生在DNA复制时期,有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都存在DNA复制;染色体变异可发生在有丝分裂和减数分裂的分裂期,因此二者都可能发生基因突变和染色体变异,D正确。
11. 生活中不少人受到肥胖困扰,肥胖既和饮食、运动相关,也有部分由遗传因素主导。遗传性肥胖是一类典型的人类遗传病,属于多基因遗传病。下列关于人类遗传病的叙述正确的是( )
A. 人类遗传病通常是指由基因突变引起的人类疾病
B. 通过羊水检查、B超检查、以及基因检测等可确定胎儿是否患有镰状细胞贫血
C. 单基因遗传病是指受一个基因控制的遗传病
D. 多基因遗传病在群体中发病率较高,且容易受环境因素影响
【答案】D
【解析】
【详解】A、人类遗传病是指由遗传物质改变引起的人类疾病,致病原因除基因突变外,染色体变异也会引发遗传病,如21三体综合征,A错误;
B、镰状细胞贫血是单基因遗传病,可通过基因检测确定是否患病,也可通过显微镜观察红细胞的形态来确定是否患该病,而B超检查只能观察胎儿的形态结构,无法判断是否患该病,B错误;
C、单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,并非受单个基因控制,C错误;
D、多基因遗传病的特点是在群体中发病率较高,且性状表现容易受环境因素影响,D正确。
12. CRISPR/Cas9基因编辑技术机理如图所示,Cas9蛋白(一种来自细菌的核酸酶)在向导RNA的引导下,切割特定DNA序列,以实现基因的定点编辑敲除、单碱基编辑和基因片段的精准替换。下列叙述错误的是( )
A. 该基因编辑导致的变异属于可遗传变异
B. 该基因编辑技术可用于治疗21三体综合征
C. 该基因编辑技术能够实现定点插入、删除或替换部分碱基对
D. 在向导RNA的引导下,Cas9蛋白使特定DNA中的磷酸二酯键断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A、该基因编辑技术会改变DNA的碱基序列,使生物的遗传物质发生改变,因此导致的变异属于可遗传变异,A正确;
B、21三体综合征属于染色体数目变异,病因是患者体细胞内多了一条21号染色体,该基因编辑技术只能对特定DNA序列的碱基进行编辑,无法改变染色体的数目,B错误;
C、根据题干信息,该技术可实现基因敲除、单碱基编辑和基因片段精准替换,说明其能够实现定点插入、删除或替换部分碱基对,C正确;
D、Cas9蛋白是核酸酶,切割DNA时会破坏DNA单链中连接相邻脱氧核苷酸的磷酸二酯键,D正确。
13. 在农业生产中常以二倍体番茄为材料培育四倍体番茄,以此提升果实品质。下列关于育种的叙述,正确的是( )
A. 用秋水仙素处理二倍体番茄休眠的种子,可获得四倍体番茄
B. 四倍体番茄植株茎秆粗壮,果实更大,维生素C含量更高
C. 该育种的原理是染色体结构变异
D. 多倍体植株都可以用种子繁殖后代
【答案】B
【解析】
【详解】A、秋水仙素通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成使染色体数目加倍,仅作用于进行旺盛有丝分裂的细胞,休眠的种子细胞几乎不发生有丝分裂,处理后无法获得四倍体番茄,A错误;
B、多倍体植株的普遍特点为茎秆粗壮,叶片、果实、种子体积更大,糖类、维生素等营养物质含量更高,四倍体番茄作为多倍体符合该特征,B正确;
C、该育种过程中染色体以染色体组为单位成倍增加,原理是染色体数目变异,不属于染色体结构变异,C错误;
D、染色体组数目为奇数的多倍体(如三倍体)减数分裂时联会紊乱,无法产生正常配子,不能形成可育种子,无法通过种子繁殖后代,D错误。
14. 下列关于生物进化证据、自然选择学说、协同进化的相关叙述,错误的是( )
A. 分布于不同地层中的化石为生物进化提供了直接的证据
B. 群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
C. 生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程
D. 不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响导致生物多样性
【答案】C
【解析】
【详解】A、化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹,分布于不同地层的化石可直接反映生物进化的顺序,是生物进化最直接的证据,A正确;
B、可遗传的有利变异为适应形成提供原材料,环境的定向选择决定进化的方向,使有利变异逐代积累,二者是适应形成的必要条件,B正确;
C、生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次,并非仅指新物种不断形成的过程,C错误;
D、不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响、协同进化,经过漫长的进化过程最终形成了生物多样性,D正确。
15. 某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体,这一性状由一对等位基因控制,黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占56%,基因型为Bb的个体占8%,基因型为bb的个体占36%。不考虑变异和致死等情况,下列有关分析正确的是( )
A. 在一个种群基因库中,某个基因占全部基因数的比值,叫作基因频率
B. 该种群B的基因频率为64%,b的基因频率为36%
C. 该种群自由交配两代后,bb的基因型频率是36%
D. 若该种群中B的基因频率持续增加,可能是基因b决定的生物性状不适应环境而被淘汰
【答案】D
【解析】
【详解】A、种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值叫作基因频率,并非占全部基因数的比值,A错误;
B、B的基因频率=BB基因型频率+1/2Bb基因型频率=56%+1/2×8%=60%,b的基因频率为1-60%=40%,B错误;
C、该种群自由交配时基因频率保持不变,自由交配一代后种群达到遗传平衡,此后基因型频率不再改变,因此自由交配两代后bb的基因型频率为40%×40%=16%,C错误;
D、自然选择会定向改变种群的基因频率,若B的基因频率持续增加,说明b基因控制的性状不适应环境,携带b基因的个体更容易被淘汰,D正确。
16. 下图所示的遗传系谱图中有甲(由A、a控制)、乙(由B、b控制)两种遗传病,其中一种为红绿色盲。相关叙述错误的是( )
A. 甲病遗传方式为常染色体隐性遗传 B. Ⅱ-3的基因型为AaXBY
C. Ⅱ-3和Ⅱ-4生一个正常孩子的概率是3/8 D. Ⅲ-12的色盲基因来自Ⅱ-8
【答案】C
【解析】
【详解】A、Ⅱ-3和Ⅱ-4均正常,生育了患甲病的女儿Ⅲ-10,若甲病为伴X隐性遗传,父亲正常则女儿不可能患病,因此甲病为常染色体隐性遗传,A正确;
B、Ⅱ-3不患甲病,但生育了基因型为aa的患甲病孩子,故甲病相关基因型为Aa;Ⅱ-3不患红绿色盲,男性正常的乙病基因型为XBY,因此Ⅱ-3基因型为AaXBY,B正确;
C、Ⅱ-4生育了患甲病的孩子故甲病基因型为Aa,生育了患乙病的儿子故携带乙病致病基因,基因型为AaXBXb;二者生育正常孩子的概率=不患甲病概率×不患乙病概率=3/4×3/4=9/16,C错误;
D、Ⅲ-12为男性,X染色体来自母亲Ⅱ-8,Y染色体来自父亲Ⅱ-7,红绿色盲基因位于X染色体上,因此其色盲基因来自Ⅱ-8,D正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17. 基因型为GgXFY的某雄性动物(2n=4),其体内细胞正常分裂过程中不同时期图像如图1所示,图2表示该动物体内细胞中不同时期染色体、染色单体和核DNA含量的关系。回答下列问题:
(1)图1中①表示的细胞分裂方式是__________;③表示的分裂过程是__________。
(2)图2中a表示染色体,则b、c分别表示__________;图1中A细胞有__________对同源染色体,C细胞对应图2中的__________(填罗马数字)时期。
(3)正常分裂情况下,该动物细胞中非等位基因自由组合发生在__________(用图1中的数字序号表示)分裂过程中。不考虑突变、互换等情况,该动物可以形成__________种生殖细胞,其基因型为__________。
【答案】(1) ①. 有丝分裂 ②. 减数第二次分裂
(2) ①. 染色单体、核DNA ②. 4##四 ③. Ⅲ
(3) ①. ② ②. 4##四 ③. GXF、GY、gXF、gY
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,该雄性动物体细胞含有4条染色体,细胞A中含有8条染色体,为有丝分裂后期,细胞B中含有4条染色体,因此过程①为有丝分裂。C细胞内不含同源染色体,且细胞内含有染色单体,为减数第二次分裂图像,因此过程③为减数第二次分裂过程。
【小问2详解】
图2中a表示染色体,b在某些时期为0,因此为染色单体,则c为核DNA,图1中A细胞含有8条染色体,属于有丝分裂后期,细胞内染色体数暂时加倍,因此细胞内含有4对同源染色体,C细胞不含同源染色体,为减数第二次分裂图像,细胞内的染色体数是体细胞的一半,含有染色单体,对应图2中Ⅲ时期的数量关系。
【小问3详解】
非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期,图1中②过程为减数第一次分裂,其后期可发生非等位基因自由组合。该动物的基因型为GgXFY,减数分裂时,同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,若不考虑突变、互换等情况,该动物可以形成2×2=4种生殖细胞,其基因型为GXF、GY、gXF、gY。
18. R环(R-loop)是指当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA-DNA杂交体,这时非模板链与RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。R环的存在可能会阻碍基因的转录过程,诱发DNA双链断裂,从而影响基因组的稳定性。下图为原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。回答下列问题:
(1)DNA复制过程中,独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过__________保证了复制能准确地进行。图中酶C是__________,其催化的生理过程中,R环中有__________条核苷酸链,RNA-DNA杂交体中碱基配对类型有__________(写具体配对类型)。
(2)过程②代表__________,此过程__________(填“需要”或“不需要”)解旋酶催化,过程①需要的酶A是__________。
(3)若在mRNA的起始密码子之后插入3个胞嘧啶核糖核苷酸(即增添3个碱基C),则合成的多肽链除在甲硫氨酸后多一个脯氨酸之外,其余氨基酸序列没有变化,由此说明__________(答两点)。
【答案】(1) ①. 碱基互补配对 ②. RNA聚合酶 ③. 3##三 ④. U-A、A-T、G-C、C-G
(2) ①. 转录 ②. 不需要 ③. DNA聚合酶
(3)mRNA上每三个相邻的碱基构成一个密码子;密码子是连续不重叠阅读的(或翻译时密码子的阅读具有无间隔性)
【解析】
【小问1详解】
DNA复制过程中,独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,两条链间通过碱基互补配对,保证了复制能准确地进行。酶C能将双链解开螺旋,同时催化RNA链的形成,为RNA聚合酶。R环中含有DNA的两条链和与模板链互补的RNA的一条链,共三条核苷酸链,DNA特有的碱基是T,RNA特有的碱基是U,故RNA-DNA杂交体中碱基配对类型有A-T、G-C、C-G、U-A。
【小问2详解】
过程②是以DNA一条链为模板形成RNA的过程,为转录过程,转录过程中RNA聚合酶可将DNA两条链解开螺旋,因此不需要解旋酶。过程①为DNA复制,酶A可催化DNA子链合成,为DNA聚合酶。
【小问3详解】
由于mRNA上每三个相邻的碱基构成一个密码子,且密码子是连续不重叠阅读的(或翻译时密码子的阅读具有无间隔性),因此若在mRNA的起始密码子之后插入3个胞嘧啶核糖核苷酸(即增添3个碱基C),则起始密码子对应的甲硫氨酸后面会增加一个氨基酸,mRNA上的第三个密码子及之后的密码子碱基序列均不会改变,因此合成的多肽链除在甲硫氨酸后多一个脯氨酸之外,其余氨基酸序列没有变化。
19. 昆虫体表的颜色丰富多样,具有重要的生态学和行为学意义。某昆虫紫翅(A)对黄翅(a)为显性,绿眼(B)对白眼(b)为显性,控制这两对性状的基因独立遗传。现有紫翅白眼与黄翅绿眼的亲本个体杂交,F1均为紫翅绿眼,F1雌雄个体相互交配得到F2共1253只,其中紫翅940只,黄翅313只,绿眼941只,白眼312只。回答下列问题:
(1)由此判断该昆虫翅色和眼色的遗传符合__________,亲本基因型为__________,F2中紫翅白眼个体所占比例为__________。
(2)F2中重组类型(与亲本表型不同)是__________,F2中与亲本表型相同的个体占比为__________。
(3)现欲确定F2中某一只黄翅绿眼雄性昆虫的基因组成,最好采取__________的方法,请简述实验思路,预测实验结果和结论。
实验思路:__________;
实验结果和结论:__________。
【答案】(1) ①. 基因的自由组合定律(或基因的分离定律和自由组合定律) ②. AAbb、aaBB ③. 3/16
(2) ①. 紫翅绿眼、黄翅白眼 ②. 3/8
(3) ①. 测交 ②. 让该黄翅绿眼雄性昆虫与多只黄翅白眼(aabb)雌性昆虫杂交,统计后代的表型 ③. 若后代全部为绿眼昆虫,则该个体基因型为aaBB;若后代出现白眼昆虫(或后代绿眼∶白眼=1∶1),则该个体基因型为aaBb
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,控制两对性状的基因独立遗传,且F2中紫翅∶黄翅=940∶313≈3∶1,绿眼∶白眼=941∶312≈3∶1,即每对基因均遵循分离定律,两对独立遗传的基因遵循自由组合定律,故该昆虫翅色和眼色的遗传符合自由组合定律;亲本紫翅白眼(A_bb)和黄翅绿眼(aaB_)杂交后代全为紫翅绿眼(A_B_),说明亲本均为纯合子,基因型分别为AAbb、aaBB,F1基因型为AaBb,F1自交,子二代中紫翅白眼(A-bb)个体所占比例为3/4×1/4=3/16。
【小问2详解】
子一代基因型为AaBb,自由交配后代的表型和分离比为:紫翅绿眼∶紫翅白眼∶黄翅绿眼∶黄翅白眼=9∶3∶3∶1,由于亲本的表型为紫翅白眼、黄翅绿眼,因此与亲本表型不同的重组类型为紫翅绿眼、黄翅白眼。F2中与亲本表型相同的个体占比为3/16+3/16=3/8。
【小问3详解】
F2中黄翅绿眼雄性昆虫的基因型为aaBB或aaBb,鉴定动物基因型最简便的方法是测交:选择多只隐性纯合子黄翅白眼(aabb)雌性个体与之杂交,若该个体基因型为aaBB,测交后代全为aaBb(绿眼);若该个体基因型为aaBb,测交后代为aaBb(绿眼)∶aabb(白眼)=1∶1,会出现白眼个体。选择多只雌性交配是为了获得足够多的后代,保证结果可靠性。故实验思路为:让该黄翅绿眼雄性昆虫与多只黄翅白眼(aabb)雌性昆虫杂交,统计后代的表型;实验结果和结论为:若后代全部为绿眼昆虫,则该个体基因型为aaBB;若后代出现白眼昆虫(或后代绿眼∶白眼=1∶1),则该个体基因型为aaBb。
20. 黔南州是贵州省玉米主产区之一,当地春、夏季光照充足,雨量充沛,适宜玉米生长,年均种植面积高达几十万亩。根据当地气候环境,育种工作者开展玉米抗病(病虫害)、高产等性状的遗传育种研究,育种流程如下图所示。现有两个纯合玉米品种:品种甲为高秆抗病,基因型为DDRR;品种乙为矮秆感病,基因型为ddrr。两对基因独立遗传,其中高秆(D)对矮秆(d)显性,抗病(R)对感病(r)显性。不考虑基因突变和互换,回答下列问题:
(1)F1自交得到的F2中,出现矮秆抗病的新类型,该变异类型属于__________。F2中矮秆抗病植株自交,若后代发生性状分离,则该植株为__________(填“纯合子”或“杂合子”)。
(2)为快速获得纯合矮秆抗病植株,需取F1的__________,获得单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理,秋水仙素的作用机理是__________。
(3)现有另一对玉米品种:品种丙为高产感病(AArr),品种丁为低产抗病(aaRR),高产(A)对低产(a)显性,两对基因位于一对同源染色体上。
①让该对品种杂交获得的F1(AaRr)与低产抗病(aaRR)杂交,后代中__________(填“有”或“无”)高产抗病个体,请解释该结果的原因:__________。
②若将纯种高产抗病新品种在某地区长期大面积单一种植,几年后其抗病效果下降。从生物进化角度分析,原因是__________。
【答案】(1) ①. 基因重组 ②. 杂合子
(2) ①. 花药进行离体培养 ②. 抑制细胞分裂前期纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数量加倍
(3) ①. 有 ②. 由于两对基因位于一对同源染色体上,且A与r连锁在一条染色体、a与R连锁在另一条同源染色体,根据题意可知,不考虑交叉互换,因此F1中AaRr只能产生Ar和aR两种数量相等的配子,低产抗病个体aaRR只产生aR一种配子,后代基因型为 AaRr (高产抗病)和 aaRR (低产抗病),因此会出现高产抗病个体。 ③. 该纯种抗病品种会对病原菌进行定向选择,使病原菌种群中能够抵抗该抗病性状的抗性基因频率不断升高,病原菌对该抗病品种的适应性逐渐增强,因此该品种的抗病效果逐渐下降
【解析】
【小问1详解】
已知品种甲为高秆抗病,基因型为DDRR;品种乙为矮秆感病,基因型为ddrr。两对基因独立遗传,由图可知,子一代基因型为DdRr,减数分裂产生配子时,由于等位基因分离,非等位基因自由组合,导致产生了DR、Dr、dR和dr四种数量相等的雌、雄配子,雌、雄配子随机结合,子代会出现ddR-的矮秆抗病的新类型,该变异没有产生新基因,但形成了新的基因型,其变异类型属于基因重组。子二代中矮秆抗病植株的基因型为ddRR和ddRr,由于纯合子自交后代不发生性状分离,而杂合子自交后代发生性状分离,因此若后代发生性状分离,则该植株基因型为ddRr,为杂合子。
【小问2详解】
单倍体育种可明显缩短育种年限,单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素加倍处理两个环节,因此为快速获得纯合矮秆抗病植株,需取F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理使其染色体数量加倍。秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂前期纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数量加倍。
【小问3详解】
①由于两对基因位于一对同源染色体上,其中A与r基因位于一条染色体上,a与R位于另一条染色体上。因此不考虑突变和基因重组时,AaRr只能产生Ar和aR两种数量相等的配子,aaRR产生aR一种配子,因此子代基因型为AaRr、aaRR,表型分别为高产抗病、低产抗病,即子代有高产抗病个体出现。
②由于该抗病品种对病原体起到定向选择作用,使病原体的种群中能够抵抗该抗病性状的抗性基因频率不断升高,病原菌对该抗病品种的适应性逐渐增强,因此该纯种高产抗病新品种种植几年后的抗病效果逐渐下降。
21. 微生物具有结构简单,繁殖速度快等特点,是生物学研究的常用材料。科学家以微生物为材料,对遗传物质的本质及复制方式等进行了相关实验研究。
实验一:格里菲思将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注入小鼠体内,小鼠死亡并从中分离出S型活细菌。艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物。然后分别用蛋白酶、RNA酶、DNA酶或酯酶处理细胞提取物,然后进行转化实验。结果表明,只有DNA酶处理后的细胞提取物失去了转化活性。
实验二:梅塞尔森(M.Meselson)和斯塔尔(F.Stahl)将大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中培养若干代,然后转移到含14NH4Cl的普通培养液中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心,观察记录离心管中DNA的位置。
注:两条链均被15N标记的DNA离心后分布在试管底部;一条链被15N标记、另一条链被14N标记的DNA离心后分布在试管中部;两条链均被14N标记的DNA离心后分布在试管上部。
实验三:科学家发现DRT3是细菌抗噬菌体的防御系统,通过冷冻电镜技术解析了DRT3的分子结构,发现DRT3由两种酶(Drt3a、Drt3b)和一个非编码RNA(ncRNA)组成。该系统能合成高度规则的poly(GT/AC)双链DNA,其中Drt3a以ncRNA为模板催化合成DNA单链,该研究的发现为合成生物学提供了新路径。
回答下列问题:
(1)格里菲思实验中,加热致死的S型细菌能使R型活细菌转化为S型活细菌,说明S型细菌含有某种__________。综合实验一,可得出的结论是__________。
(2)实验二中大肠杆菌在含15N的培养液中培养若干代,其目的是__________,当该实验进行到第四代,含15N的DNA占比为__________。若DNA复制方式为全保留复制,预测第一代DNA离心后的条带分布情况为__________。
(3)实验三中的Drt3a为__________酶,写出该酶催化过程中遗传信息流动的方向__________(用箭头和文字表示)。
【答案】(1) ①.
转化因子 ②.
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质(或DNA是遗传物质,蛋白质、RNA等其他物质不是遗传物质)
(2) ①.
使大肠杆菌的DNA全部被15N标记 ②.
1/8 ③.
试管底部和上部各出现一条条带(或同时出现重带和轻带)
(3) ①.
逆转录 ②.
RNA→DNA
【解析】
【小问1详解】
格里菲思的体内转化实验中,加热致死的S型细菌能使R型活细菌发生转化,说明S型细菌中存在能引起R型细菌稳定遗传变化的转化因子。艾弗里的实验利用酶的专一性分别去除不同类物质,仅DNA酶处理后提取物失去转化活性,证明转化因子是DNA,即DNA是遗传物质,蛋白质、RNA等其他物质不是遗传物质。
【小问2详解】
在含15N的培养液中培养若干代的目的是让大肠杆菌所有DNA的氮元素均被15N标记,保证后续实验的模板均为重标记DNA。DNA为半保留复制,复制4次(第四代)共产生16个DNA分子,其中仅2个DNA分子含有亲代15N链,因此含15N的DNA占比为1/8。若为全保留复制,复制1次产生的2个DNA分别是双链全15N的重DNA、双链全14N的轻DNA,因此离心后同时出现底部重带和上部轻带。
【小问3详解】
以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录,催化该过程的酶是逆转录酶,因此Drt3a为逆转录酶,该过程遗传信息从RNA流向DNA,即RNA→DNA。
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