内容正文:
秘密★启用前
太原师范学院附属中学2025级高二年级开学监测
生物学试题
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上填写好自己的考号、姓名、校班等信息。将条形码横贴在答题卡“考生条形码粘贴区”。
3.考生作答时,请将答案正确地填写在答题卡上,答在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
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. 微囊藻属于蓝细菌,具有光合片层结构,水绵是一种丝状绿藻,两者均可引起水华。核酸复合物由核酸与其他物质结合而成。下列叙述正确的是( )
A. 微囊藻的细胞中存在DNA-蛋白质复合物
B. 水绵与微囊藻最主要的区别是有无中心体
C. 微囊藻的光合片层上含有藻蓝素与叶黄素
D. 水华是海水中N、P等元素含量过高引起
【答案】A
【解析】
【详解】A、微囊藻属于原核生物,虽无染色体结构,但在DNA复制、转录过程中,DNA会与本质为蛋白质的DNA聚合酶、RNA聚合酶结合,形成DNA-蛋白质复合物,因此其细胞中存在该类复合物,A正确;
B、水绵是真核生物,微囊藻是原核生物,二者最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核,B错误;
C、微囊藻(蓝细菌)的光合片层上含有叶绿素和藻蓝素,C错误;
D、水华是淡水水域中N、P等元素含量过高引发的藻类大量繁殖现象,海水中N、P过高引发的同类现象称为赤潮,D错误。
2. 阳江是“海上丝绸之路”重要节点城市,海产种类丰富。下列叙述错误的是( )
A. 1g脂肪比1g糖原氧化分解释放的能量多,某些鱼类在繁殖期间常依赖脂肪供能
B. 胆固醇在人体内可参与血液中脂质的运输,也是动物细胞膜的重要成分
C. 鱼类洄游过程中,在糖类代谢障碍时脂肪可大量转化为糖类
D. “海鲜粥”中大米富含淀粉,虾蟹的壳含壳多糖
【答案】C
【解析】
【详解】A、脂肪中氢的比例远高于糖原,氧化分解时消耗更多O2,释放的能量更多,脂肪是生物体内良好的储能物质,繁殖期鱼类可依赖脂肪供能,A正确;
B、胆固醇属于脂质,是动物细胞膜的重要组成成分,同时可参与人体内血液中脂质的运输,B正确;
C、糖类供应充足时可以大量转化为脂肪,但脂肪不能大量转化为糖类,仅在糖类代谢障碍、供能不足时少量转化为糖类补充供能,C错误;
D、大米的主要储能多糖是淀粉,虾蟹外壳的主要多糖为壳多糖(几丁质),D正确。
3. 内质网上的PDZD8蛋白与线粒体外膜上的FKBP8蛋白能直接结合,形成“分子栓”将两个细胞器连接起来,内质网与线粒体之间的接触位点在细胞内的信号传导、物质交换中起着关键作用。下列叙述错误的是( )
A. PDZD8与FKBP8的相互作用,体现了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
B. 内质网上PDZD8蛋白缺失,会使内质网与线粒体之间的接触位点减少
C. 抑制内质网与线粒体的接触,会影响内质网对蛋白质等大分子物质的合成、加工和运输
D. 除了线粒体外,内质网还与核膜等在结构和功能上紧密联系
【答案】A
【解析】
【详解】A、PDZD8与FKBP8是同一细胞内内质网膜和线粒体外膜上的蛋白,二者的相互作用体现的是细胞内细胞器间的信息交流,并非不同细胞之间的信息交流,且该过程未涉及细胞膜的功能,A错误;
B、由题干可知,两种蛋白结合可形成“分子栓”连接内质网和线粒体,若PDZD8蛋白缺失,可结合的位点减少,内质网与线粒体的接触位点随之减少,B正确;
C、内质网合成、加工和运输蛋白质等大分子物质需要线粒体提供能量,且二者接触位点参与物质交换和信号传导,抑制二者接触会影响内质网的相关功能,C正确;
D、内质网是细胞内物质运输的重要通道,内连核膜、外连细胞膜,除线粒体外还与核膜等结构在结构和功能上紧密联系,D正确。
4. 下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A. 自由扩散和协助扩散都不需要膜上转运蛋白的参与
B. 水分子只能通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞
C. 载体蛋白和通道蛋白在转运分子或离子时,均不会发生自身构象的改变
D. 被动运输都是顺浓度梯度进行跨膜运输的,不消耗细胞内化学反应释放的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A、自由扩散不需要转运蛋白参与,但协助扩散必须借助膜上的转运蛋白(载体蛋白或通道蛋白)完成运输,A错误;
B、水分子进出细胞有两种方式,既可以通过自由扩散直接穿过磷脂双分子层,也可以通过水通道蛋白以协助扩散的方式运输,B错误;
C、载体蛋白转运分子或离子时,会与被转运物质结合并发生自身构象改变,仅通道蛋白转运物质时一般不发生构象改变,C错误;
D、被动运输包含自由扩散和协助扩散,两类运输的共性是顺浓度梯度跨膜运输,不需要消耗细胞内化学反应释放的能量,D正确。
5. 科研人员为降解PET塑料,以蛋白质纤维为骨架构建了“蛋白模块”支架。该支架可将PET、MHET两种降解酶以8~30纳米间距有序排布。相较于使用等量游离酶,其降解效率可提升三倍以上,且多次使用后仍保持约75%的活性,远高于游离酶。下列说法错误的是( )
A. 真核细胞内有蛋白质纤维组成的细胞骨架
B. PET降解酶和MHET降解酶需在适宜pH下保存
C. 酶在重复使用后,其空间结构会发生改变
D. 该技术是通过提高酶的浓度来提升降解效率
【答案】D
【解析】
【详解】A、真核细胞内的细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,具有维持细胞形态、参与细胞物质运输、信息传递等功能,A正确;
B、酶的活性受pH影响,过酸或过碱都会破坏酶的空间结构导致酶失活,因此PET降解酶和MHET降解酶需要在适宜pH下保存,B正确;
C、酶的空间结构与活性直接相关,该酶多次使用后活性下降,说明部分酶的空间结构发生了不可逆的改变,C正确;
D、题干明确说明该技术使用的酶与游离酶等量,酶浓度未提升,降解效率提高是因为两种酶有序排布,有利于催化反应连续高效进行,D错误。
6. 转分化是一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。研究人员对诱导成年小鼠胰腺腺泡细胞转分化为胰岛B细胞进行了相关研究,部分过程如下图所示,图中指针表示Dnmt3a基因的表达量。下列叙述正确的是( )
A. 转分化过程体现了动物细胞的全能性
B. 适当降低Dnmt3a的表达,可提升胰岛B细胞的比例
C. 胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞中蛋白质种类完全不同
D. 胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞中mRNA的种类相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞全能性的体现需要已分化的细胞发育成完整个体,转分化仅是一种分化细胞转变为另一种分化细胞,未形成完整个体,不能体现动物细胞的全能性,A错误;
B、由图可知,Dnmt3a表达量中等时细胞成功转化为胰岛B细胞,表达量高时细胞转化失败,因此适当降低Dnmt3a的表达,可减少转化失败的细胞占比,提升胰岛B细胞的比例,B正确;
C、胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞中呼吸酶基因等管家基因都会表达,二者的蛋白质种类不是完全不同,C错误;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞功能不同,选择表达的基因存在差异,因此mRNA的种类不完全相同,D错误。
7. 现有甲、乙两个纸箱及两种大小相同、颜色不同的彩球若干,某同学利用这些材料进行性状分离比的模拟实验。下列说法错误的是( )
A. 同一个纸箱中两种彩球的数量可以不相等
B. 从每个纸箱中分别抓取一个彩球进行组合并统计后,需要将彩球放回原纸箱
C. 甲、乙两个纸箱分别代表雌、雄生殖器官,两个纸箱内彩球总量可以不相等
D. 多次抓取后统计实验结果,同色彩球与不同色彩球组合出现的比例大致相等
【答案】A
【解析】
【详解】A、同一个纸箱中两种彩球分别对应某一生殖器官产生的两种基因型的配子,杂合子产生的两种配子数量相等,因此同一个纸箱中两种彩球的数量必须相等,A错误;
B、抓取彩球统计后放回原纸箱,可保证每次抓取时每种配子被抓取的概率相等,维持配子的比例稳定,保证实验结果准确,B正确;
C、甲、乙两个纸箱分别代表雌、雄生殖器官,自然界中雄配子总数量远多于雌配子,因此两个纸箱内彩球总量可以不相等,仅需保证每个纸箱内两种彩球的比例为1:1即可,C正确;
D、实验中配子随机结合,后代基因型比例为DD:Dd:dd=1:2:1,同色彩球组合(DD、dd)共占2份,不同色彩球组合(Dd)占2份,多次抓取后统计的结果更接近理论值,因此两者出现的比例大致相等,D正确。
8. 用紫茉莉的红花品种与白花品种杂交得到的F1全为粉红花,F1自交,F2中出现1/4的红花、2/4的粉红花、1/4的白花。下列相关推测正确的是( )
A. 紫茉莉花色的遗传不符合基因的分离定律
B. F1出现粉红花是细胞融合遗传的结果
C. 若将粉红花和红花杂交子代不会出现白花
D. 若将粉红花和白花杂交子代可能出现红花
【答案】C
【解析】
【详解】AB、F2的分离比为1:2:1,说明是不完全显性,杂合子的性状介于红花和白花之间,表现为粉红花,符合基因的分离定律,不属于融合遗传,AB错误;
C、若将粉红花(Aa)和红花(AA或aa)杂交,子代基因型为:AA、Aa或Aa、aa,表型为红花和粉红花,不会出现白花,C正确;
D、若将粉红花(Aa)和白花(aa或AA)杂交,子代基因型为:Aa、aa或AA、Aa,表型为粉红花和白花,不可能出现红花,D错误。
9. 蝗虫性别决定为XO型(雌性XX,雄性XO),雌性2n=24(22条常染色体+2条X),雄性2n=23(22条常染色体+1条X)。下列相关叙述正确的是( )
A. 蝗虫体细胞有丝分裂后期含有2个染色体组
B. 雌性蝗虫减数分裂可产生两种性染色体组成的卵细胞
C. 雄性蝗虫体细胞内无同源染色体
D. 减数分裂过程中同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期
【答案】D
【解析】
【详解】A、有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,染色体组也随之加倍,蝗虫体细胞原本含2个染色体组,后期应含4个染色体组,A错误;
B、雌性蝗虫性染色体组成为XX,减数分裂产生的卵细胞性染色体均为X,仅有一种性染色体组成,B错误;
C、雄性蝗虫体细胞内22条常染色体可组成11对同源染色体,仅X染色体无同源染色体,并非细胞内无同源染色体,C错误;
D、减数分裂过程中,同源染色体联会是减数第一次分裂前期的典型特征,D正确。
10. 下列关于经典遗传学实验的叙述,正确的是( )
A. 豌豆花大易人工杂交,自然状态下易受外来花粉干扰
B. 测交实验的目的是提出合理假说解释性状分离现象
C. 萨顿通过蝗虫细胞观察得出基因在染色体上的结论
D. 摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上
【答案】D
【解析】
【详解】A、豌豆是自花传粉、闭花授粉植物,自然状态下一般为纯种,不易受外来花粉干扰,A错误;
B、孟德尔提出合理假说是为了解释性状分离现象,测交实验的目的是验证假说是否成立,B错误;
C、萨顿通过蝗虫细胞观察,运用类比推理法仅提出了“基因在染色体上”的假说,并未得出该结论,C错误;
D、摩尔根通过果蝇红眼、白眼的杂交实验,运用假说-演绎法证明了基因在染色体上,D正确。
11. 下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A. 磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B. 双链DNA中G占比越高,DNA热稳定性越高
C. 两条链之间的氢键由DNA聚合酶催化形成
D. 若一条链的G+C占65%,则另一条链的A+T也占65%
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA的基本骨架由磷酸与脱氧核糖交替连接构成,核糖是RNA的组成成分,A错误;
B、双链DNA中,G与C之间通过3个氢键连接,A与T之间通过2个氢键连接,G占比越高,DNA分子中氢键总数越多,热稳定性越高,B正确;
C、DNA聚合酶催化的是脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成,两条链间的氢键不需要酶催化即可自发形成,C错误;
D、根据碱基互补配对原则,一条链的G+C占比等于另一条链的G+C占比,若一条链G+C占65%,则另一条链G+C也占65%,其A+T占比为1-65%=35%,D错误。
12. 最新分子生物学研究表明,真核细胞DNA复制存在时序程序,即基因组不同区域复制先后有序,多种蛋白与酶协同作用,配合碱基纠错系统,保障遗传信息稳定传递。下列关于DNA复制的叙述,错误的是( )
A. DNA复制时两条子链的合成方向均为3'→5'
B. 时序程序调控复制进程,依赖多种调控蛋白发挥作用
C. 半保留复制搭配碱基纠错系统,可有效降低复制差错
D. 人体内的细胞并不都能够持续进行DNA复制
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到子链的3'端,因此DNA复制时两条子链的合成方向均为5'→3',A错误;
B、题干明确说明DNA复制存在时序程序,需要多种蛋白与酶协同作用,因此时序程序对复制进程的调控依赖多种调控蛋白发挥作用,B正确;
C、半保留复制过程严格遵循碱基互补配对原则,搭配碱基纠错系统,可有效减少碱基错配,降低复制差错,保障遗传信息稳定传递,C正确;
D、人体内高度分化的细胞(如神经细胞、成熟红细胞等)不具备分裂能力,不会进行DNA复制,只有连续分裂的细胞才会持续进行DNA复制,D正确。
13. 下列有关遗传信息翻译的叙述,正确的是( )
A. 翻译时mRNA中的遗传信息会传递给tRNA
B. 翻译和RNA复制过程中的碱基配对方式相同
C. 翻译过程中mRNA在核糖体上不断移动,使肽链不断延长
D. mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
【答案】B
【解析】
【详解】A、翻译过程中mRNA的遗传信息会传递给多肽(蛋白质),tRNA仅作为转运氨基酸的工具,不接收mRNA的遗传信息,A错误;
B、翻译时是mRNA与tRNA(均为RNA)之间的碱基配对,RNA复制时是模板RNA与子代RNA之间的碱基配对,二者碱基配对方式均为A-U、U-A、C-G、G-C,配对方式相同,B正确;
C、翻译过程中是核糖体沿mRNA移动读取密码子,C错误;
D、mRNA上的终止密码子不编码氨基酸,没有对应的tRNA反密码子,D错误。
14. 我国科研人员经研究发现,妊娠前患糖尿病会在卵母细胞中留下代谢印记——DNA去甲基化酶水平显著下降,这使得它在修饰父亲来源的葡萄糖激酶基因时去甲基化不足,导致这个重要的胰岛素分泌基因呈高甲基化状态,因此后代更容易出现胰岛素分泌不足。下列叙述正确的是( )
A. 妊娠前患糖尿病,葡萄糖激酶基因的高甲基化不会遗传给下一代
B. 母亲妊娠前患糖尿病,可能导致后代细胞中父亲来源的葡萄糖激酶基因转录受到抑制
C. 葡萄糖激酶基因的高度甲基化不影响生物个体的表型
D. 葡萄糖激酶基因的高度甲基化会改变基因中的碱基排列顺序
【答案】B
【解析】
【详解】A、妊娠前患糖尿病的母本卵母细胞的修饰会导致后代中父亲来源的葡萄糖激酶基因呈高甲基化状态,说明该高甲基化修饰可遗传给下一代,A错误;
B、基因高甲基化会阻碍RNA聚合酶与基因的结合,抑制基因的转录过程,葡萄糖激酶基因是调控胰岛素分泌的关键基因,其转录受抑制会导致胰岛素分泌不足,B正确;
C、由题意可知,葡萄糖激酶基因高甲基化会使后代更容易出现胰岛素分泌不足,说明该修饰会影响个体表型,C错误;
D、DNA甲基化属于表观遗传修饰,仅给碱基添加甲基基团,不会改变基因的碱基排列顺序,D错误。
15. 图中的①②过程分别表示细胞癌变发生的两种机制,下列叙述正确的是( )
A. 人正常的体细胞中不存在原癌基因
B. 原癌基因的主要作用是抑制细胞的生长和增殖
C. 只要原癌基因表达产生了正常蛋白质,细胞就不会癌变
D. 原癌基因和癌基因的碱基序列不同
【答案】D
【解析】
【详解】A、人正常体细胞中本来就存在原癌基因和抑癌基因,二者是维持细胞正常生命活动必需的基因,A错误;
B、原癌基因的作用是调节细胞周期,控制细胞生长和增殖的进程,抑制细胞异常生长和增殖是抑癌基因的功能,B错误;
C、由图中②过程可知,即使原癌基因表达产生正常蛋白质,若原癌基因拷贝数增多,导致正常蛋白质表达过量,细胞也会发生癌变,C错误;
D、癌基因是原癌基因发生基因突变产生的,基因突变会导致基因的碱基序列发生改变,因此原癌基因和癌基因的碱基序列不同,D正确。
16. 黑脉金斑蝶幼虫以含有毒物质强心苷(小分子有机物)的马利筋为食,并将毒素储存在体内,减少被天敌捕食的风险。马利筋持续提高毒性,黑脉金斑蝶也同步进化出更强的抗毒能力,二者在相互“攻防”中长期共存。下列相关叙述错误的是( )
A. 黑脉金斑蝶与马利筋之间存在协同进化
B. 黑脉金斑蝶幼虫的捕食有利于马利筋的适应性进化
C. 马利筋毒性的增强是黑脉金斑蝶幼虫对其定向选择的结果
D. 马利筋通过提高毒性直接诱导黑脉金斑蝶幼虫产生更强的抗毒突变
【答案】D
【解析】
【详解】A、协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,黑脉金斑蝶与马利筋相互“攻防”、同步进化,二者存在协同进化,A正确;
B、黑脉金斑蝶幼虫的捕食对马利筋形成选择压力,毒性更强的马利筋更易存活繁殖,有利于马利筋发生适应性进化,B正确;
C、自然选择是定向的,黑脉金斑蝶幼虫对马利筋的捕食起到定向选择的作用,使毒性更强的马利筋存活并繁殖后代,导致马利筋毒性逐代增强,C正确;
D、变异是不定向的,黑脉金斑蝶种群中原本就存在抗毒能力不同的变异个体,马利筋提高毒性仅起到定向选择的作用,筛选出抗毒能力强的个体,并非直接诱导抗毒突变的产生,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 盐碱地在我国的分布范围广、面积大,种植耐盐碱的“海水稻”不仅能够提高粮食产量,还能改善盐碱地的土壤肥力。回答下列问题:
(1)一般而言,植物通过主动运输吸收土壤中的无机盐,依赖膜上的______________蛋白,并需要消耗______________。
(2)海水稻的部分耐盐机制如图所示,通过细胞膜与液泡膜上的泵,借助共转运H+形成的势能,将Na+逆浓度运往______________和______________,降低细胞质中Na+的浓度,减轻盐害。液泡也积累了Na+,提高了______________的浓度,从而保证海水稻根细胞具有较强的吸水能力。
(3)液泡膜上另有一种向内运输H+的转运蛋白,以维持液泡中H+的浓度,这种转运蛋白运输H+的方式是____________________。这种运输H+的转运蛋白实际是一种酶,在这个过程中酶具有物质运输和______________的功能。
(4)为探究海水稻根细胞吸收Na+的方式是主动运输还是被动运输,研究者设计如下实验:将海水稻分为等量两组,甲组加入破坏细胞呼吸的试剂,乙组不加入,检测细胞对Na+的吸收速率。若__________________________________________________________________________________,则为主动运输。
【答案】(1) ①. 载体 ②. 能量
(2) ①. 细胞外 ②. 液泡 ③. 细胞液
(3) ①. 主动运输 ②. 催化
(4)甲组对Na+的吸收速率明显低于乙组
【解析】
【小问1详解】
主动运输是逆浓度梯度运输无机盐,需要膜上载体蛋白协助,同时消耗细胞呼吸产生的能量。
【小问2详解】
结合题图和耐盐机制:细胞膜上的转运蛋白将细胞质中Na⁺逆浓度运出细胞,液泡膜上的转运蛋白将细胞质中Na⁺逆浓度运入液泡,二者都可以降低细胞质Na⁺浓度,减轻盐害;Na⁺积累在液泡中,会升高液泡内细胞液的浓度(渗透压),使根细胞渗透压升高,保证根细胞的吸水能力。
【小问3详解】
图中Na⁺/H⁺交换会使液泡中的H⁺流出到细胞质基质,为维持液泡的H⁺浓度,需要将细胞质基质的H⁺重新逆浓度运入液泡,该过程逆浓度梯度,需要ATP水解供能,属于主动运输;该转运蛋白是H⁺-ATP酶,既作为载体转运H⁺,又能催化ATP水解供能,因此同时具有物质运输和催化功能。
【小问4详解】
主动运输需要消耗细胞呼吸提供的能量,被动运输不需要能量。若抑制细胞呼吸后,甲组Na⁺吸收速率明显低于不处理的乙组,说明Na⁺吸收需要能量,运输方式为主动运输。
18. 水稻是我国重要的粮食作物,光合效率是影响水稻产量的重要因素。通常情况下,叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但有研究发现,叶绿素含量降低的某一突变体水稻,在强光照条件下,其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因,研究人员在同等强光条件下,测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略),结果如表。
植株类型
光反应
暗反应
光能转化效率
类囊体薄膜电子传递速率
RuBP羧化酶含量
Vmax
野生型
0.49
180.1
4.6
129.5
突变体
0.66
199.5
7.5
164.5
注:RuBP羧化酶催化CO2固定;Vmax代表RuBP羧化酶催化的最大速率。
回答下列问题:
(1)RuBP羧化酶催化的底物是______,该过程发生在______(部位)。
(2)据表分析,在相同强光条件下突变体水稻光合速率高于野生型的原因是_______________________________________________________________________。
(3)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略),结果如图。
①在田间遮阴条件下,突变体水稻产量明显低于野生型,造成这个结果的内因是_______________________________________________________________________,外因是遮阴环境光照强度低,光反应受限制而减弱。
②根据以上结果,推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度),突变体水稻较野生型______(填“高”或“低”或“相等”)。
(4)除光照外,CO2浓度也是影响光合作用的重要因素。在水稻大田种植过程中,试提出提高CO2供应量的一种具体措施_______________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. CO2和RuBP(五碳化合物) ②. 叶绿体基质
(2)突变体的光能转化效率更高,类囊体薄膜电子传递速率更快,光反应更强;同时RuBP羧化酶含量更高,CO2固定的最大速率更大,暗反应更强,整体光合速率更高
(3) ①. 突变体叶绿素含量低,吸收捕获光能的能力更弱 ②. 高
(4)增施农家肥(或合理密植保证田间通风,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
RuBP羧化酶催化暗反应的CO2固定过程,该过程是CO2与RuBP(五碳化合物)结合生成三碳化合物,因此底物是CO2和RuBP;暗反应的场所是叶绿体基质。
【小问2详解】
从表格数据可以看出,光反应层面:突变体的光能转化效率、类囊体薄膜电子传递速率都高于野生型,说明突变体的光能转化效率更高,类囊体薄膜电子传递速率更快,光反应更强,能够为暗反应提供更多的ATP和NADPH,支撑更高的暗反应速率。 暗反应层面:突变体的RuBP羧化酶含量更多,且该酶的最大催化速率Vmax更大,说明突变体暗反应CO2固定的最大速率更大,暗反应更强,因此整体光合速率更高。
【小问3详解】
①题干已知该突变体叶绿素含量本身低于野生型,这是突变体遮阴下产量低的内因:叶绿素少导致低光照条件下吸收的光能更少,进一步限制了光合速率。
②突变体在低光照下光合速率远低于野生型,说明其需要更高的光照强度才能让光合速率等于呼吸速率,因此光补偿点高于野生型。
【小问4详解】
大田生产中,增施有机肥(农家肥)可通过微生物分解有机肥释放CO2,合理通风可使外界CO2及时补充到田间,都能提高CO2供应量。
19. 图甲表示大肠杆菌细胞中遗传信息传递的部分过程,图乙是甲④的放大图。据图回答下列问题:
(1)如图甲所示,DNA双链解开,以其中一条链为模板合成mRNA,该过程需要的酶是__________,需要的原料有__________。
(2)若图甲的mRNA中尿嘧啶与腺嘌呤之和占48%,推测与该mRNA合成有关的DNA分子中胞嘧啶占__________。
(3)能特异性识别密码子的是图乙中的__________(填a、b或c),该分子还具有__________功能。
(4)图乙中核糖体结合位点2正被转运的氨基酸是__________。相关密码子见表:
氨基酸
天冬酰胺
亮氨酸
异亮氨酸
精氨酸
丝氨酸
密码子
AAU、AAC
UUA、UUG
AUU、AUC
AGA、AGG
UCU、UCA
(5)如图甲所示,一个mRNA上结合有多个核糖体,其生物学意义是__________。
【答案】(1) ①. RNA聚合酶 ②. 核糖核苷酸 (2)26%
(3) ①. b ②. 转运相应的氨基酸
(4)异亮氨酸 (5)少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,提高了蛋白质的合成效率
【解析】
【小问1详解】
DNA双链解开合成mRNA的过程是转录,转录过程需要RNA聚合酶的催化,它既能解开DNA双链,又能催化核糖核苷酸聚合形成mRNA。转录的原料是四种核糖核苷酸,分别是腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。
【小问2详解】
mRNA中尿嘧啶(U)与腺嘌呤(A)之和占48%,根据碱基互补配对原则,DNA模板链中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之和也占48%,那么整个DNA分子中A+T占48%,C+G占1-48%=52%,又因为DNA分子中C=G,所以胞嘧啶(C)占52%÷2=26%。
【小问3详解】
图乙中b是tRNA,tRNA上的反密码子能特异性识别mRNA上的密码子,还能转运相应的氨基酸到核糖体上参与翻译过程。
【小问4详解】
图乙中核糖体结合位点2对应的mRNA上的密码子是5'-AUU-3',根据表格中的密码子表,AUU对应的氨基酸是异亮氨酸。
【小问5详解】
一个mRNA上结合有多个核糖体,其生物学意义是:少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,提高了蛋白质的合成效率。
20. 雌雄同株异花植物西瓜(2n=22)果实易开裂,为培育抗开裂品种,科研人员选择皮薄弹性小和皮厚弹性大的纯合二倍体西瓜杂交,具体流程如图所示。已知西瓜皮的厚度(A、a)和弹性(B、b)由两对等位基因控制,西瓜皮的性状指当代植株基因型控制的性状,回答下列问题:
(1)西瓜皮的厚度和弹性为______________时,西瓜表现为抗裂。A、a和B、b两对基因的遗传遵循孟德尔的______________定律。
(2)F2抗裂西瓜中,抗裂性状能稳定遗传的个体所占比例为______________。
(3)种子会影响二倍体西瓜的食用口感,科研人员用抗裂纯合的二倍体西瓜作为亲本培育三倍体无子西瓜,具体步骤为:
①用秋水仙素处理二倍体西瓜的______________,获得四倍体植株。
②用四倍体作为母本与______________倍体西瓜进行杂交,收获三倍体种子。
③种植三倍体种子,开花后,授以二倍体西瓜的花粉,母本所结西瓜因______________而无子。
【答案】(1) ①. 皮薄弹性大 ②. 自由组合
(2)1/9 (3) ①. 幼苗(或萌发的种子) ②. 二 ③. 同源染色体联会紊乱,不能形成正常种子
【解析】
【小问1详解】
分析题图可知,F2抗裂:不抗裂=9:7,这是9:3:3:1的变形,由此推测,F1的基因型为AaBb,F2抗裂的基因型为A_B_,F2不抗裂的基因型为A_bb、aaB_、aabb,所以当西瓜皮的厚度和弹性为皮薄弹性大时,西瓜表现为抗裂。F2表型比为9:3:3:1的变形,说明A、a和B、b两对基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律。
【小问2详解】
F2抗裂西瓜一共占9份,抗裂性状能稳定遗传的个体(AABB)占1份,F2抗裂西瓜中,抗裂性状能稳定遗传的个体所占比例为1/9。
【小问3详解】
①用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子,使其染色体加倍,获得四倍体植株。
②以四倍体为母本,二倍体为父本杂交,得到三倍体种子。
③三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常配子,故果实无子。
21. 孟德尔在探索遗传规律时,巧妙设计了实验程序并运用了“假说—演绎法”。现有豌豆(自花传粉、闭花受粉植物)和玉米(雌雄同株异花植物)两种材料,已知玉米的非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性花粉遇碘液变蓝黑色,糯性花粉遇碘液变橙红色。请结合所学知识回答下列问题:
(1)在进行人工杂交实验时,若以豌豆为母本,必须在花蕊未成熟时进行去雄并套袋,其目的是_______________________________________;若改用玉米作为母本进行同样的杂交实验,则可以省去去雄环节,直接对雌花序套袋即可,原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)采用花粉鉴定法可以直接在显微镜下观察配子的种类及比例,从而验证分离定律。现将纯种非糯性玉米与纯种糯性玉米杂交获得F1,取F1植株的花粉滴加碘液染色后观察。理论上,显微镜下观察到的花粉颜色及比例为______________。这一实验结果从细胞水平直观地证明了分离定律的实质,即在杂合子形成配子时,__________________________________________________________________________________________________。将F1自交得F2,任取一株F2中的玉米花粉加碘液染色,不考虑致死等特殊情况,放在显微镜下观察,理论上出现的花粉颜色及比例可能有_____________________________________________________。
(3)玉米的另一对基因B/b控制籽粒的重量,BB为重粒,Bb为中粒,bb为轻粒。现有纯合非糯性重粒(WWBB)、纯合糯性轻粒(wwbb)、纯合非糯性轻粒(WWbb)和纯合糯性重粒(wwBB)四个品系的玉米种子。请利用上述材料,设计一组最简便的杂交实验方案,以探究控制非糯性/糯性的W/w基因与控制籽粒重量的B/b基因是否位于同一对同源染色体上(不考虑交叉互换)。
①实验思路:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②结果分析与结论:
若F2代表型及比例为非糯性重粒:非糯性中粒:非糯性轻粒:糯性重粒:糯性中粒:糯性轻粒,则说明__________________________________________________;若F2代表型及比例为________________________________________________________________________________________________________,则说明这两对等位基因位于同一对同源染色体上。
【答案】(1) ①. 防止自花传粉和外来花粉干扰 ②. 玉米为雌雄同株异花植物,雌花序与雄花序分开,不会发生自花传粉,因此不需去雄
(2) ①. 蓝黑色:橙红色=1:1 ②.
等位基因随同源染色体分离,分别进入不同的配子中 ③.
全为蓝黑色或全为橙红色或蓝黑色:橙红色=1:1
(3) ①. 取纯合非糯性轻粒(WWbb)和纯合糯性重粒(wwBB)杂交获得F1后,再自交得F2,观察并统计F2的表现型及比例
或取纯合非糯性重粒(WWBB)和纯合糯性轻粒(wwbb)杂交获得F1后,再自交得F2,观察并统计F2的表现型及比例 ②. 控制糯性的基因W/w和控制籽粒重量的基因B/b在两对同源染色体上 ③. 非糯性轻粒:非糯性中粒:糯性重粒=1:2:1或非糯性重粒:非糯性中粒:糯性轻粒=1:2:1
【解析】
【小问1详解】
豌豆为自花传粉,闭花授粉植物,人工授粉时需要在花蕊未成熟时去除雄蕊,避免自花传粉。为防止外来花粉干扰,还需进行套袋处理。玉米为雌雄同株异花植物,雌花序和雄花序不在同一朵花,所以不用进行去雄处理,人工授粉后避免外来花粉干扰可直接套袋处理。
【小问2详解】
纯种非糯性玉米(WW)和纯种糯性玉米(ww)杂交获得F1为非糯性玉米(Ww),F1产生的含W的花粉和含w的花粉数量相等,非糯性花粉遇碘液变蓝黑色,糯性花粉遇碘液变橙红色,所以蓝黑色:橙红色=1:1,产生这样结果是因为杂合子经减数分裂形成配子时,控制非糯性/糯性的基因W/w随同源染色体分离,分别进入不同的配子中,从而产生两种比例相等的配子;
F1自交得F2有3种基因型:WW、Ww、ww,其产生的花粉分别为W、W:w=1:1、w,所以花粉的颜色及比例为全为蓝黑色、蓝黑色:橙红色=1:1、全为橙红色。
【小问3详解】
取纯合非糯性轻粒(WWbb)和纯合糯性重粒(wwBB)或纯合非糯性重粒(WWBB)和纯合糯性轻粒(wwbb)杂交获得F1,再自交得F2,观察并统计F2的表现型及比例
F2的表现型及比例为非糯性重粒:非糯性中粒:非糯性轻粒:糯性重粒:糯性中粒:糯性轻粒=3:6:3:1:2:1,由此可知非糯性:糯性=3:1,重粒:中粒:轻粒=1:2:1,上述性状分离比可拆分为(3:1)×(1:2:1),符合两对基因独立遗传自由组合的自交分离比,说明两对基因在两对同源染色体上,
若这两对基因位于同一对同源染色体上,则亲本Wb和wB或WB和wb位于同一条染色体上,遗传过程中遵循分离定律,所以上述亲本杂交F1均为WwBb,F1自交得F2,F2基因型为WWbb:WwBb:wwBB=1:2:1,或WWBB:WwBb:wwbb=1:2:1,因此F2表现型及比例为非糯性轻粒:非糯性中粒:糯性重粒=1:2:1或非糯性重粒:非糯性中粒:糯性轻粒=1:2:1。
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生物学试题
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上填写好自己的考号、姓名、校班等信息。将条形码横贴在答题卡“考生条形码粘贴区”。
3.考生作答时,请将答案正确地填写在答题卡上,答在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
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. 微囊藻属于蓝细菌,具有光合片层结构,水绵是一种丝状绿藻,两者均可引起水华。核酸复合物由核酸与其他物质结合而成。下列叙述正确的是( )
A. 微囊藻的细胞中存在DNA-蛋白质复合物
B. 水绵与微囊藻最主要的区别是有无中心体
C. 微囊藻的光合片层上含有藻蓝素与叶黄素
D. 水华是海水中N、P等元素含量过高引起
2. 阳江是“海上丝绸之路”重要节点城市,海产种类丰富。下列叙述错误的是( )
A. 1g脂肪比1g糖原氧化分解释放的能量多,某些鱼类在繁殖期间常依赖脂肪供能
B. 胆固醇在人体内可参与血液中脂质的运输,也是动物细胞膜的重要成分
C. 鱼类洄游过程中,在糖类代谢障碍时脂肪可大量转化为糖类
D. “海鲜粥”中大米富含淀粉,虾蟹的壳含壳多糖
3. 内质网上的PDZD8蛋白与线粒体外膜上的FKBP8蛋白能直接结合,形成“分子栓”将两个细胞器连接起来,内质网与线粒体之间的接触位点在细胞内的信号传导、物质交换中起着关键作用。下列叙述错误的是( )
A. PDZD8与FKBP8的相互作用,体现了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
B. 内质网上PDZD8蛋白缺失,会使内质网与线粒体之间的接触位点减少
C. 抑制内质网与线粒体的接触,会影响内质网对蛋白质等大分子物质的合成、加工和运输
D. 除了线粒体外,内质网还与核膜等在结构和功能上紧密联系
4. 下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A. 自由扩散和协助扩散都不需要膜上转运蛋白的参与
B. 水分子只能通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞
C. 载体蛋白和通道蛋白在转运分子或离子时,均不会发生自身构象的改变
D. 被动运输都是顺浓度梯度进行跨膜运输的,不消耗细胞内化学反应释放的能量
5. 科研人员为降解PET塑料,以蛋白质纤维为骨架构建了“蛋白模块”支架。该支架可将PET、MHET两种降解酶以8~30纳米间距有序排布。相较于使用等量游离酶,其降解效率可提升三倍以上,且多次使用后仍保持约75%的活性,远高于游离酶。下列说法错误的是( )
A. 真核细胞内有蛋白质纤维组成的细胞骨架
B. PET降解酶和MHET降解酶需在适宜pH下保存
C. 酶在重复使用后,其空间结构会发生改变
D. 该技术是通过提高酶的浓度来提升降解效率
6. 转分化是一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。研究人员对诱导成年小鼠胰腺腺泡细胞转分化为胰岛B细胞进行了相关研究,部分过程如下图所示,图中指针表示Dnmt3a基因的表达量。下列叙述正确的是( )
A. 转分化过程体现了动物细胞的全能性
B. 适当降低Dnmt3a的表达,可提升胰岛B细胞的比例
C. 胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞中蛋白质种类完全不同
D. 胰腺腺泡细胞和胰岛B细胞中mRNA的种类相同
7. 现有甲、乙两个纸箱及两种大小相同、颜色不同的彩球若干,某同学利用这些材料进行性状分离比的模拟实验。下列说法错误的是( )
A. 同一个纸箱中两种彩球的数量可以不相等
B. 从每个纸箱中分别抓取一个彩球进行组合并统计后,需要将彩球放回原纸箱
C. 甲、乙两个纸箱分别代表雌、雄生殖器官,两个纸箱内彩球总量可以不相等
D. 多次抓取后统计实验结果,同色彩球与不同色彩球组合出现的比例大致相等
8. 用紫茉莉的红花品种与白花品种杂交得到的F1全为粉红花,F1自交,F2中出现1/4的红花、2/4的粉红花、1/4的白花。下列相关推测正确的是( )
A. 紫茉莉花色的遗传不符合基因的分离定律
B. F1出现粉红花是细胞融合遗传的结果
C. 若将粉红花和红花杂交子代不会出现白花
D. 若将粉红花和白花杂交子代可能出现红花
9. 蝗虫性别决定为XO型(雌性XX,雄性XO),雌性2n=24(22条常染色体+2条X),雄性2n=23(22条常染色体+1条X)。下列相关叙述正确的是( )
A. 蝗虫体细胞有丝分裂后期含有2个染色体组
B. 雌性蝗虫减数分裂可产生两种性染色体组成的卵细胞
C. 雄性蝗虫体细胞内无同源染色体
D. 减数分裂过程中同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期
10. 下列关于经典遗传学实验的叙述,正确的是( )
A. 豌豆花大易人工杂交,自然状态下易受外来花粉干扰
B. 测交实验的目的是提出合理假说解释性状分离现象
C. 萨顿通过蝗虫细胞观察得出基因在染色体上的结论
D. 摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上
11. 下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A. 磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B. 双链DNA中G占比越高,DNA热稳定性越高
C. 两条链之间的氢键由DNA聚合酶催化形成
D. 若一条链的G+C占65%,则另一条链的A+T也占65%
12. 最新分子生物学研究表明,真核细胞DNA复制存在时序程序,即基因组不同区域复制先后有序,多种蛋白与酶协同作用,配合碱基纠错系统,保障遗传信息稳定传递。下列关于DNA复制的叙述,错误的是( )
A. DNA复制时两条子链的合成方向均为3'→5'
B. 时序程序调控复制进程,依赖多种调控蛋白发挥作用
C. 半保留复制搭配碱基纠错系统,可有效降低复制差错
D. 人体内的细胞并不都能够持续进行DNA复制
13. 下列有关遗传信息翻译的叙述,正确的是( )
A. 翻译时mRNA中的遗传信息会传递给tRNA
B. 翻译和RNA复制过程中的碱基配对方式相同
C. 翻译过程中mRNA在核糖体上不断移动,使肽链不断延长
D. mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
14. 我国科研人员经研究发现,妊娠前患糖尿病会在卵母细胞中留下代谢印记——DNA去甲基化酶水平显著下降,这使得它在修饰父亲来源的葡萄糖激酶基因时去甲基化不足,导致这个重要的胰岛素分泌基因呈高甲基化状态,因此后代更容易出现胰岛素分泌不足。下列叙述正确的是( )
A. 妊娠前患糖尿病,葡萄糖激酶基因的高甲基化不会遗传给下一代
B. 母亲妊娠前患糖尿病,可能导致后代细胞中父亲来源的葡萄糖激酶基因转录受到抑制
C. 葡萄糖激酶基因的高度甲基化不影响生物个体的表型
D. 葡萄糖激酶基因的高度甲基化会改变基因中的碱基排列顺序
15. 图中的①②过程分别表示细胞癌变发生的两种机制,下列叙述正确的是( )
A. 人正常的体细胞中不存在原癌基因
B. 原癌基因的主要作用是抑制细胞的生长和增殖
C. 只要原癌基因表达产生了正常蛋白质,细胞就不会癌变
D. 原癌基因和癌基因的碱基序列不同
16. 黑脉金斑蝶幼虫以含有毒物质强心苷(小分子有机物)的马利筋为食,并将毒素储存在体内,减少被天敌捕食的风险。马利筋持续提高毒性,黑脉金斑蝶也同步进化出更强的抗毒能力,二者在相互“攻防”中长期共存。下列相关叙述错误的是( )
A. 黑脉金斑蝶与马利筋之间存在协同进化
B. 黑脉金斑蝶幼虫的捕食有利于马利筋的适应性进化
C. 马利筋毒性的增强是黑脉金斑蝶幼虫对其定向选择的结果
D. 马利筋通过提高毒性直接诱导黑脉金斑蝶幼虫产生更强的抗毒突变
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 盐碱地在我国的分布范围广、面积大,种植耐盐碱的“海水稻”不仅能够提高粮食产量,还能改善盐碱地的土壤肥力。回答下列问题:
(1)一般而言,植物通过主动运输吸收土壤中的无机盐,依赖膜上的______________蛋白,并需要消耗______________。
(2)海水稻的部分耐盐机制如图所示,通过细胞膜与液泡膜上的泵,借助共转运H+形成的势能,将Na+逆浓度运往______________和______________,降低细胞质中Na+的浓度,减轻盐害。液泡也积累了Na+,提高了______________的浓度,从而保证海水稻根细胞具有较强的吸水能力。
(3)液泡膜上另有一种向内运输H+的转运蛋白,以维持液泡中H+的浓度,这种转运蛋白运输H+的方式是____________________。这种运输H+的转运蛋白实际是一种酶,在这个过程中酶具有物质运输和______________的功能。
(4)为探究海水稻根细胞吸收Na+的方式是主动运输还是被动运输,研究者设计如下实验:将海水稻分为等量两组,甲组加入破坏细胞呼吸的试剂,乙组不加入,检测细胞对Na+的吸收速率。若__________________________________________________________________________________,则为主动运输。
18. 水稻是我国重要的粮食作物,光合效率是影响水稻产量的重要因素。通常情况下,叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但有研究发现,叶绿素含量降低的某一突变体水稻,在强光照条件下,其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因,研究人员在同等强光条件下,测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略),结果如表。
植株类型
光反应
暗反应
光能转化效率
类囊体薄膜电子传递速率
RuBP羧化酶含量
Vmax
野生型
0.49
180.1
4.6
129.5
突变体
0.66
199.5
7.5
164.5
注:RuBP羧化酶催化CO2固定;Vmax代表RuBP羧化酶催化的最大速率。
回答下列问题:
(1)RuBP羧化酶催化的底物是______,该过程发生在______(部位)。
(2)据表分析,在相同强光条件下突变体水稻光合速率高于野生型的原因是_______________________________________________________________________。
(3)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略),结果如图。
①在田间遮阴条件下,突变体水稻产量明显低于野生型,造成这个结果的内因是_______________________________________________________________________,外因是遮阴环境光照强度低,光反应受限制而减弱。
②根据以上结果,推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度),突变体水稻较野生型______(填“高”或“低”或“相等”)。
(4)除光照外,CO2浓度也是影响光合作用的重要因素。在水稻大田种植过程中,试提出提高CO2供应量的一种具体措施_______________________________________________________________________。
19. 图甲表示大肠杆菌细胞中遗传信息传递的部分过程,图乙是甲④的放大图。据图回答下列问题:
(1)如图甲所示,DNA双链解开,以其中一条链为模板合成mRNA,该过程需要的酶是__________,需要的原料有__________。
(2)若图甲的mRNA中尿嘧啶与腺嘌呤之和占48%,推测与该mRNA合成有关的DNA分子中胞嘧啶占__________。
(3)能特异性识别密码子的是图乙中的__________(填a、b或c),该分子还具有__________功能。
(4)图乙中核糖体结合位点2正被转运的氨基酸是__________。相关密码子见表:
氨基酸
天冬酰胺
亮氨酸
异亮氨酸
精氨酸
丝氨酸
密码子
AAU、AAC
UUA、UUG
AUU、AUC
AGA、AGG
UCU、UCA
(5)如图甲所示,一个mRNA上结合有多个核糖体,其生物学意义是__________。
20. 雌雄同株异花植物西瓜(2n=22)果实易开裂,为培育抗开裂品种,科研人员选择皮薄弹性小和皮厚弹性大的纯合二倍体西瓜杂交,具体流程如图所示。已知西瓜皮的厚度(A、a)和弹性(B、b)由两对等位基因控制,西瓜皮的性状指当代植株基因型控制的性状,回答下列问题:
(1)西瓜皮的厚度和弹性为______________时,西瓜表现为抗裂。A、a和B、b两对基因的遗传遵循孟德尔的______________定律。
(2)F2抗裂西瓜中,抗裂性状能稳定遗传的个体所占比例为______________。
(3)种子会影响二倍体西瓜的食用口感,科研人员用抗裂纯合的二倍体西瓜作为亲本培育三倍体无子西瓜,具体步骤为:
①用秋水仙素处理二倍体西瓜的______________,获得四倍体植株。
②用四倍体作为母本与______________倍体西瓜进行杂交,收获三倍体种子。
③种植三倍体种子,开花后,授以二倍体西瓜的花粉,母本所结西瓜因______________而无子。
21. 孟德尔在探索遗传规律时,巧妙设计了实验程序并运用了“假说—演绎法”。现有豌豆(自花传粉、闭花受粉植物)和玉米(雌雄同株异花植物)两种材料,已知玉米的非糯性(W)对糯性(w)为显性,非糯性花粉遇碘液变蓝黑色,糯性花粉遇碘液变橙红色。请结合所学知识回答下列问题:
(1)在进行人工杂交实验时,若以豌豆为母本,必须在花蕊未成熟时进行去雄并套袋,其目的是_______________________________________;若改用玉米作为母本进行同样的杂交实验,则可以省去去雄环节,直接对雌花序套袋即可,原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)采用花粉鉴定法可以直接在显微镜下观察配子的种类及比例,从而验证分离定律。现将纯种非糯性玉米与纯种糯性玉米杂交获得F1,取F1植株的花粉滴加碘液染色后观察。理论上,显微镜下观察到的花粉颜色及比例为______________。这一实验结果从细胞水平直观地证明了分离定律的实质,即在杂合子形成配子时,__________________________________________________________________________________________________。将F1自交得F2,任取一株F2中的玉米花粉加碘液染色,不考虑致死等特殊情况,放在显微镜下观察,理论上出现的花粉颜色及比例可能有_____________________________________________________。
(3)玉米的另一对基因B/b控制籽粒的重量,BB为重粒,Bb为中粒,bb为轻粒。现有纯合非糯性重粒(WWBB)、纯合糯性轻粒(wwbb)、纯合非糯性轻粒(WWbb)和纯合糯性重粒(wwBB)四个品系的玉米种子。请利用上述材料,设计一组最简便的杂交实验方案,以探究控制非糯性/糯性的W/w基因与控制籽粒重量的B/b基因是否位于同一对同源染色体上(不考虑交叉互换)。
①实验思路:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②结果分析与结论:
若F2代表型及比例为非糯性重粒:非糯性中粒:非糯性轻粒:糯性重粒:糯性中粒:糯性轻粒,则说明__________________________________________________;若F2代表型及比例为________________________________________________________________________________________________________,则说明这两对等位基因位于同一对同源染色体上。
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