精品解析:河南省实验中学2026-2027学年高三上学期测评(二)生物试卷
2026-09-29
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河南省实验中学2026—2027学年高三年级测评(二)
生物
考试时间:75分钟 分值:100分
一、选择题(总分50分,每道2.5分,共20道题)
1. 关于大肠杆菌和水绵的共同点,表述正确的是( )
A. 都是真核生物
B. 能量代谢都发生在细胞器中
C. 都能进行光合作用
D. 都具有核糖体
2. 不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质(%)
49
18
64
62
78
脂质(%)
43
79
26
28
22
糖类(%)
8
3
10
10
少
下列有关叙述错误的是( )
A. 蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B. 高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C. 哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D. 表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
3. 钙(Ca2+)是植物生长发育必需的矿质元素。下图为逆境时拟南芥根细胞Ca2+跨膜运输示意图,以下说法正确的是( )
A. 逆境促进ICAs基因表达有利于Ca2+吸收
B. 根细胞通过ICAs吸收Ca2+需要消耗能量
C. Ca2+进入细胞和进入液泡的方式相同
D. Ca2+进入细胞和进入液泡使用同一种膜转运蛋白
4. 为探究pH对酶活性的影响,研学小组将新鲜土豆片(含过氧化氢酶)放入过氧化氢溶液中,观察土豆片上浮所用时间,结果如图。
下列叙述错误的是( )
A. 实验中温度、过氧化氢浓度等保持相同且适宜
B. 将土豆片与过氧化氢溶液混合后再调pH
C. 判断过氧化氢酶的较适宜pH在7左右
D. pH=1或13的组,实验后调中性,土豆片仍不上浮
5. 肠道上皮细胞的衰老与老年性结肠炎的发生密切相关。在老年人结肠上皮细胞中,酶NAT含量升高。NAT通过化学修饰来稳定D基因mRNA,促进蛋白D合成,进而驱动细胞衰老。相关叙述正确的是( )
A. 细胞衰老不是正常的生命现象
B. 衰老的结肠上皮细胞中各种酶活性均下降
C. NAT促进D基因的转录
D. NAT抑制剂可能有利于缓解老年性结肠炎
6. 酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A. DNA复制后A约占32% B. DNA中C约占18%
C. DNA中(A+G)/(T+C)=1 D. RNA中U约占32%
7. 研究人员通过实验确定一种新型病毒的遗传物质是RNA。下列能为该结论提供证据的是( )
A. 检测病毒核酸的碱基组成,发现嘌呤数与嘧啶数相同
B. 将病毒核酸与二苯胺试剂常温混合后直接观察,未出现蓝色反应
C. 用3H标记宿主细胞中的尿嘧啶,在增殖产生的子代病毒中检测到放射性
D. 用RNA酶处理过的病毒核酸侵染宿主细胞,细胞病变比例与对照组无显著差异
8. 研究发现mRNA的甲基化可使mRNA降解,细胞中的YTHDF1蛋白可识别甲基化修饰的mRNA,调节基因表达,机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A. mRNA甲基化通过影响转录抑制基因的表达
B. YTHDF1蛋白是催化甲基化修饰的关键酶
C. YTHDF1的识别作用会降低翻译过程的效率
D. mRNA甲基化不改变基因的碱基排列顺序
9. 研究者将1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中,低温下培养24h。提取子代大肠杆菌的DNA,解开DNA双螺旋变成单链,然后进行密度梯度离心,试管中出现2条条带,见下图。下列叙述错误的是( )
A. 由结果推测该大肠杆菌的增殖周期大约为8h
B. 根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式
C. 解开DNA双螺旋的实质是破坏配对碱基之间的氢键
D. 将子代DNA进行密度梯度离心可得到相同位置的2条条带
10. 噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。
下列有关叙述不正确的是( )
A. E基因包含273个碱基,编码90个氨基酸
B. E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′
C. 噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸
D. E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同
11. 人类对遗传物质作用机理的探索经历了漫长的过程,下列有关基因转录、翻译的叙述,错误的是( )
密码子
氨基酸
AGC
丝氨酸
UGC
丝氨酸
GCU
丙氨酸
CGA
精氨酸
A. 图1中①过程需要RNA聚合酶催化,②过程以氨基酸为原料
B. 若以DNA整条链为模板合成的mRNA中C占26%、G占22%,则DNA中A占26%
C. 图1②过程中结构a的移动方向为从右向左
D. 图2所示tRNA携带的氨基酸是丝氨酸
12. 我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载:“凡五谷种子,浥郁则不生,生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是( )
A. 农业生产中,种子储藏需要干燥的环境
B. 种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱
C. 霉菌在种子上大量繁殖,消耗了种子的营养物质,不利于种子正常萌发
D. 发霉过程中,微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
13. 下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。
反应过程
原料
产物
①
H2O
O2
②
NADP+
NADPH
③
ADP
ATP
④
CO2
(CH2O)
对上述反应过程的叙述,错误的是( )
A. ①只有在光下才能进行 B. ①②③在叶绿体基质中进行
C. ④所需的还原剂为NADPH D. ④消耗ATP和NADPH中的能量
14. 乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)为无氧呼吸所需的酶,实验人员测定了某植物在水淹条件下根细胞两种酶活性变化,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 两种酶主要分布在该植物的细胞质基质中
B. 两种酶催化的反应都没有ATP的合成
C. 在实验时间内,水淹时间延长,两种酶活性增强
D. 整个水淹期间,乙醇发酵强度低于乳酸发酵
15. 剧烈运动过程中,骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是( )
A. 60 s时,肌细胞的无氧呼吸产生乳酸
B. 78.6 s时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C. 肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用
D. 运动后期,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化
16. 研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )
A. 产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B. 该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C. 类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D. 与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素
17. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出( )
A. 低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
18. 如图1表示基因型为AaXᴮXᵇ的生物体某个细胞分裂过程中某种物质或结构数量变化的相关模式图,图2表示图1过程某些时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞经历图1过程最终形成一个基因型为aXBXb的子细胞,则其他的子细胞基因型可能有4种
B. 图1的CD段对应图2的I时期,图2的II时期对应图1的AB、EG、HI段
C. 若该细胞的核DNA双链均被32P标记,在普通培养基中完成图1所示过程后,至少3个子细胞带标记
D. 图1还可表示细胞内染色体组数在细胞分裂不同时期的变化
19. 下图分别表示某动物(2n=8)精巢中处于分裂期的甲细胞和乙细胞,用红色荧光和绿色荧光分别标记其中两条染色体的着丝粒,在荧光显微镜下观察着丝粒随时间的变化,发现其依次出现在细胞①→③(或①→④)的不同位置处。下列说法正确的是( )
A. 乙细胞①→②阶段发生同源染色体的联会,②阶段细胞中有 4 个四分体
B. 甲细胞的着丝粒到达③位置时,细胞内的染色体数为 4n
C. 乙细胞荧光点从③向④移动过程中,该细胞中可能存在 16 条染色体
D. 甲细胞和乙细胞中均标记的是一对同源染色体的着丝粒
20. 野生型油菜含糖量低且对病原菌的抵抗力弱。科学家通过基因工程技术分别构建了抗病和高糖的纯合品系,并进行了以下三组实验:
实验一:野生型×抗病纯合品系→F1(抗病)自交→F2(抗病:不抗病=3:1)。
实验二:野生型×高糖纯合品系→F1(高糖)自交→F2(高糖:低糖=3:1)。
实验三:F1(抗病)×F1(高糖)杂交→F2(抗病高糖:抗病低糖 :不抗病高糖 :不抗病低糖=1:1:1:1)
下列相关叙述错误的是( )
A. 从实验结果可以推出,抗病和高糖均为显性性状
B. 将实验一中F2抗病个体自交,后代抗病植株中能稳定遗传的个体的比例为3/5
C. 将实验二中 F2高糖个体自由交配,后代表现为高糖的比例为 8/9
D. 实验三的结果说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律
二、填空题(共50分)
21. 强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,光合作用全过程中光能转化为_____________________。
(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有_________(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是_____________________。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制_________(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过_________发挥作用。
22. 捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构,由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成,L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,L蛋白还参与叶绿素合成的调控,相关过程如图(a)。回答下列问题。
(1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素,滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是___________;与WT相比,该条带的颜色深浅变化是___________。相较于WT植株,l植株叶绿体内中间物1含量___________,l植株叶片暗反应中C3的___________反应过程会受影响。
(2)通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量,结果如图(b)所示,结构2是___________。
(3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示,其中l对应的是___________(填“甲”“乙”或“丙”),与WT相比,两突变体表型差异产生的原因是___________。
(4)为进一步验证L蛋白的功能,应在WT、l两种实验材料基础上,再补充两组不同的实验材料,分别为___________。
23. 研究人员在水稻辐射诱变群体中筛选到一株黄叶植株(突变型),将其与绿叶植株(野生型)杂交,F1全部为绿叶;F1自交,F2中绿叶196株,黄叶63株。回答下列问题:
(1)水稻叶色性状中,隐性性状为________。让F2中的绿叶植株全部自交,后代表型及比例为________。
(2)基因组分析发现,突变型的基因Y1的序列上有1个碱基发生缺失(图a)。起始密码子:AUG;终止密码子:UAA、UAG、UGA。
注:省略部分不含有起始密码子、终止密码子对应的序列,碱基数为3的倍数。
①基因Y1通过________过程形成mRNA。在该mRNA中,片段1对应的碱基序列是5′-________-3′。
②与野生型的基因Y相比,基因Y1编码的肽链长度________(填“变长”“变短”或“不变”),原因是_________。
(3)基因Y1编码的肽链无法形成有活性的蛋白质,根据图b推测基因Y的作用是________。
24. I.甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状,由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制,其显性基因决定花色的过程如图所示:
(1)基因型为AAbb和AaBb的个体,其表现型分别是________和________。若这两个个体杂交,子代基因型共有________种,其中表现为紫色的基因型是________。
(2)基因型AABB和aabb的个体杂交,得到F1,F1自交得到F2,在F2中不同于F1的表现型比例是________;且在F2中白花植株的基因型有________种,其中纯合子的概率占________。若F1进行测交,后代的表型和比例应该是________。
Ⅱ.荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该性状的遗传涉及两对等位基因,分别用A、a和B、b表示。为探究荠菜果实形状的遗传规律,进行了杂交实验(如图)。
(3)F1测交后代的表现型及比例为________,选两种基因型的亲本杂交,F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同,推断亲本基因型为________。
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河南省实验中学2026—2027学年高三年级测评(二)
生物
考试时间:75分钟 分值:100分
一、选择题(总分50分,每道2.5分,共20道题)
1. 关于大肠杆菌和水绵的共同点,表述正确的是( )
A. 都是真核生物
B. 能量代谢都发生在细胞器中
C. 都能进行光合作用
D. 都具有核糖体
【答案】D
【解析】
【分析】原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的典型的细胞核(没有核膜、核仁和染色体);原核生物没有复杂的细胞器,只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸(DNA和RNA)和蛋白质等物质,且遗传物质是DNA。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,水绵是真核生物,A错误;
B、大肠杆菌只具有核糖体,无线粒体等其他细胞器,能量代谢不发生在细胞器中,B错误;
C、大肠杆菌无光合色素,不能进行光合作用,C错误;
D、原核生物和真核生物都具有核糖体这一细胞器,D正确。
故选D。
2. 不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质(%)
49
18
64
62
78
脂质(%)
43
79
26
28
22
糖类(%)
8
3
10
10
少
下列有关叙述错误的是( )
A. 蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B. 高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C. 哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D. 表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
【答案】C
【解析】
【分析】流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的。
(2)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层;大多数蛋白质也是可以流动的。
(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白。除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【详解】A、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的,大多数蛋白质也是可以流动的,因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性,A正确;
B、糖蛋白与细胞识别作用有密切关系,因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关,B正确;
C、哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体,C错误;
D、功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,由表格内容可知,线粒体内膜的蛋白质最高,其功能最复杂,神经鞘细胞质膜的蛋白质最少,其功能最简单,D正确。
故选C。
3. 钙(Ca2+)是植物生长发育必需的矿质元素。下图为逆境时拟南芥根细胞Ca2+跨膜运输示意图,以下说法正确的是( )
A. 逆境促进ICAs基因表达有利于Ca2+吸收
B. 根细胞通过ICAs吸收Ca2+需要消耗能量
C. Ca2+进入细胞和进入液泡的方式相同
D. Ca2+进入细胞和进入液泡使用同一种膜转运蛋白
【答案】A
【解析】
【详解】A、由图可知,逆境刺激根细胞膜上的受体后,信号传递到细胞核可促进ICAs基因表达,使细胞膜上ICAs通道蛋白数量增加,促进Ca²⁺进入细胞,有利于Ca²⁺吸收,A正确;
B、细胞外Ca²⁺浓度高于细胞质基质,根细胞通过ICAs通道吸收Ca²⁺属于顺浓度梯度的协助扩散,不需要消耗能量,B错误;
C、Ca²⁺进入细胞是协助扩散,而液泡内Ca²⁺浓度高于细胞质基质,Ca²⁺进入液泡是逆浓度梯度的主动运输,二者运输方式不同,C错误;
D、Ca²⁺进入细胞的转运蛋白是ICAs,进入液泡的转运蛋白是CAXs、ACAs,二者不是同一种膜转运蛋白,D错误。
4. 为探究pH对酶活性的影响,研学小组将新鲜土豆片(含过氧化氢酶)放入过氧化氢溶液中,观察土豆片上浮所用时间,结果如图。
下列叙述错误的是( )
A. 实验中温度、过氧化氢浓度等保持相同且适宜
B. 将土豆片与过氧化氢溶液混合后再调pH
C. 判断过氧化氢酶的较适宜pH在7左右
D. pH=1或13的组,实验后调中性,土豆片仍不上浮
【答案】B
【解析】
【详解】A、H2O2溶液的浓度、温度属于无关变量,无关变量会影响实验结果,要保持相同且适宜,A正确;
B、若先将土豆片(含过氧化氢酶)和过氧化氢混合,再调节pH,酶会在pH达到预设值前就提前催化过氧化氢分解,会导致实验结果出现误差,正确操作应为先调pH,再混合酶和底物,B错误;
C、从图中可知,pH约为7时,土豆片完全上浮时间最短,说明过氧化氢酶活性最高,最适pH约为7,C正确;
D、pH为1和13时,溶液过酸或过碱,酶失活,即使后续调回中性,酶活性也无法恢复,不能催化过氧化氢产生氧气,因此土豆片仍不上浮,D正确。
5. 肠道上皮细胞的衰老与老年性结肠炎的发生密切相关。在老年人结肠上皮细胞中,酶NAT含量升高。NAT通过化学修饰来稳定D基因mRNA,促进蛋白D合成,进而驱动细胞衰老。相关叙述正确的是( )
A. 细胞衰老不是正常的生命现象
B. 衰老的结肠上皮细胞中各种酶活性均下降
C. NAT促进D基因的转录
D. NAT抑制剂可能有利于缓解老年性结肠炎
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞衰老是细胞正常的生命历程,属于机体正常的生理现象,对细胞更新、稳态维持有积极意义,A错误;
B、衰老细胞的特征是多种酶活性降低,但并非所有酶活性均下降,本题中与衰老相关的NAT酶在衰老结肠上皮细胞中含量升高,活性并未下降,B错误;
C、转录是以DNA为模板合成mRNA的过程,题干明确NAT的作用是稳定已合成的D基因mRNA,促进翻译过程合成蛋白D,并未促进D基因的转录,C错误;
D、由题干可知,NAT含量升高会驱动肠道上皮细胞衰老,与老年性结肠炎的发生密切相关,因此NAT抑制剂可抑制NAT的作用,减少肠道上皮细胞衰老,可能有利于缓解老年性结肠炎,D正确。
6. 酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A. DNA复制后A约占32% B. DNA中C约占18%
C. DNA中(A+G)/(T+C)=1 D. RNA中U约占32%
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌为真核生物,细胞中含有DNA和RNA两种核酸;其中DNA分子为双链结构,A=T,G=C,RNA分子为单链结构。据此分析作答。
【详解】A、DNA分子为半保留复制,复制时遵循A-T、G-C的配对原则,则DNA复制后的A约占32%,A正确;
B、酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则A=T=32%,G=C=(1-2×32%)/2=18%,B正确;
C、DNA遵循碱基互补配对原则,A=T、G=C,则(A+G)/(T+C)=1,C正确;
D、由于RNA为单链结构,且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来,故RNA中U不一定占32%,D错误。
故选D。
7. 研究人员通过实验确定一种新型病毒的遗传物质是RNA。下列能为该结论提供证据的是( )
A. 检测病毒核酸的碱基组成,发现嘌呤数与嘧啶数相同
B. 将病毒核酸与二苯胺试剂常温混合后直接观察,未出现蓝色反应
C. 用3H标记宿主细胞中的尿嘧啶,在增殖产生的子代病毒中检测到放射性
D. 用RNA酶处理过的病毒核酸侵染宿主细胞,细胞病变比例与对照组无显著差异
【答案】C
【解析】
【详解】A、双链DNA和双链RNA都符合嘌呤数与嘧啶数相等的规律,单链DNA或RNA的嘌呤数和嘧啶数不一定相等,该结果无法证明核酸为RNA,A错误;
B、二苯胺试剂与DNA反应呈现蓝色需要沸水浴加热的条件,常温下混合不发生显色反应,因此未出现蓝色不能说明病毒不含DNA,无法证明遗传物质是RNA,B错误;
C、尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基,用³H标记宿主细胞的尿嘧啶后,子代病毒中检测到放射性,说明子代病毒合成核酸时利用了尿嘧啶,可证明其遗传物质是RNA,C正确;
D、RNA酶可特异性水解RNA,若病毒遗传物质为RNA,经RNA酶处理后核酸会被降解,侵染宿主细胞后病变比例应显著低于对照组,实验结果与对照组无差异说明遗传物质不是RNA,D错误。
8. 研究发现mRNA的甲基化可使mRNA降解,细胞中的YTHDF1蛋白可识别甲基化修饰的mRNA,调节基因表达,机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A. mRNA甲基化通过影响转录抑制基因的表达
B. YTHDF1蛋白是催化甲基化修饰的关键酶
C. YTHDF1的识别作用会降低翻译过程的效率
D. mRNA甲基化不改变基因的碱基排列顺序
【答案】D
【解析】
【详解】A、转录是以DNA为模板合成mRNA的过程,而mRNA甲基化发生在转录之后,不是通过影响转录来抑制基因的表达,而是通过促进mRNA的降解来抑制基因的表达,A错误;
B、YTHDF1蛋白可识别甲基化修饰的mRNA,抑制其降解,使其表达生成肽链,而不是起到催化mRNA甲基化的酶,B错误;
C、甲基化的mRNA会降解,YTHDF1作用于甲基化的mRNA,抑制其降解,使其表达生成肽链,从而能提高翻译过程的效率,C错误;
D、mRNA甲基化是对mRNA分子上的碱基进行化学修饰(添加甲基),不改变DNA(基因)的碱基排列顺序,也不改变mRNA的碱基排列顺序,只是影响mRNA的稳定性和翻译效率,D正确。
9. 研究者将1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中,低温下培养24h。提取子代大肠杆菌的DNA,解开DNA双螺旋变成单链,然后进行密度梯度离心,试管中出现2条条带,见下图。下列叙述错误的是( )
A. 由结果推测该大肠杆菌的增殖周期大约为8h
B. 根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式
C. 解开DNA双螺旋的实质是破坏配对碱基之间的氢键
D. 将子代DNA进行密度梯度离心可得到相同位置的2条条带
【答案】D
【解析】
【详解】A、初始1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌,在15N培养液中复制n次后,总DNA单链数为2n+1条,其中14N单链始终为2条,15N单链为2n+1−2条;由于14N单链的密度比15N单链低,由图可知14N单链所占比例为1/8,总DNA单链数为2÷1/8=16,故2n+1=16,则得n=3,说明24h内完成3次复制,因此增殖周期约为24÷3=8h,A正确;
B、本实验是将DNA解旋为单链后离心,仅能得到14N单链和15N单链的两条条带,无法区分DNA的复制方式是半保留复制、全保留复制还是弥散复制,即根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式,B正确;
C、DNA双螺旋的维系依赖配对碱基之间的氢键,解开双螺旋的实质就是破坏这些氢键,使两条链分离,C正确;
D、若不解旋直接对子代双链DNA进行密度梯度离心,子代DNA有14N/15N(中带)和15N/15N(重带)两种类型,会出现2条位置不同的条带,由于双链与单链的密度不同,因此与解旋后单链离心得到的条带位置不同,D错误。
10. 噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。
下列有关叙述不正确的是( )
A. E基因包含273个碱基,编码90个氨基酸
B. E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′
C. 噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸
D. E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、翻译时每个氨基酸对应基因上3个相邻碱基,此外还有1个不编码氨基酸的终止密码子对应3个碱基,因此编码90个氨基酸共需要(90+1)×3=273个碱基,A正确;
B、E基因中编码第2、3个氨基酸的原单链DNA序列为5'-GTACGC-3',根据碱基互补配对、DNA反向平行的特点,其互补DNA序列为5'-GCGTAC-3' ,B正确;
C、DNA复制的原料是4种脱氧核糖核苷酸,且需要DNA聚合酶催化脱氧核苷酸连接形成子链,C正确;
D、E基因和D基因编码区重叠部分的翻译阅读框(碱基读取的起始位置)不同,相同的碱基序列会编码出不同的氨基酸序列,D错误。
11. 人类对遗传物质作用机理的探索经历了漫长的过程,下列有关基因转录、翻译的叙述,错误的是( )
密码子
氨基酸
AGC
丝氨酸
UGC
丝氨酸
GCU
丙氨酸
CGA
精氨酸
A. 图1中①过程需要RNA聚合酶催化,②过程以氨基酸为原料
B. 若以DNA整条链为模板合成的mRNA中C占26%、G占22%,则DNA中A占26%
C. 图1②过程中结构a的移动方向为从右向左
D. 图2所示tRNA携带的氨基酸是丝氨酸
【答案】D
【解析】
【分析】图示为翻译的过程,在细胞质中,翻译是一个快速高效的过程。通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、图1中①过程表示转录,该过程需要RNA聚合酶催化,产物是mRNA,②过程表示翻译,该过程以氨基酸为原料,A正确;
B、若mRNA是以图中DNA整条链为模板转录获得的,mRNA中C占26%、G占22%,则DNA中C+G的含量是48%,DNA中A+T=1-48%=52%,由于A和T的数量相等,故该DNA中A所占的比例为52%÷2=26%,B正确;
C、翻译时,右侧tRNA结合的氨基酸已经用于合成肽链,左侧tRNA结合的氨基酸还未利用,因此图1中②过程中结构a的移动方向为从右向左,C正确;
D、密码子的阅读方向为5′→3′,反密码子的阅读方向为3′→5′,图2中tRNA上的反密码子为GCU,则其对应的密码子为CGA,该密码子决定的氨基酸是精氨酸,D错误。
故选D。
12. 我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载:“凡五谷种子,浥郁则不生,生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是( )
A. 农业生产中,种子储藏需要干燥的环境
B. 种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱
C. 霉菌在种子上大量繁殖,消耗了种子的营养物质,不利于种子正常萌发
D. 发霉过程中,微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
【答案】B
【解析】
【分析】自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【详解】A、种子储藏需要干燥环境,以减少自由水含量,降低细胞呼吸速率,减少有机物消耗,A正确;
B、种子受潮时,自由水比例应升高而非降低,结合水比例下降,此时细胞代谢应增强而非减弱。但若种子发霉死亡,代谢停止,但选项描述的水分变化方向错误,B错误;
C、霉菌繁殖会消耗种子储存的有机物,导致种子缺乏萌发所需营养,C正确;
D、霉菌代谢产物(如毒素)可能破坏种子细胞结构或抑制酶活性,阻碍萌发,D正确;
故选B。
13. 下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。
反应过程
原料
产物
①
H2O
O2
②
NADP+
NADPH
③
ADP
ATP
④
CO2
(CH2O)
对上述反应过程的叙述,错误的是( )
A. ①只有在光下才能进行 B. ①②③在叶绿体基质中进行
C. ④所需的还原剂为NADPH D. ④消耗ATP和NADPH中的能量
【答案】B
【解析】
【详解】A、①是水的光解,属于光反应过程,仅在有光条件下才能进行,A正确;
B、①②③均属于光反应过程,发生场所为叶绿体类囊体薄膜,不是叶绿体基质,B错误;
C、④为暗反应阶段,C₃还原过程所需的还原剂为NADPH,C正确;
D、暗反应中C₃的还原过程需要消耗ATP和NADPH中的能量,将活跃化学能转化为有机物中稳定的化学能,D正确。
14. 乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)为无氧呼吸所需的酶,实验人员测定了某植物在水淹条件下根细胞两种酶活性变化,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 两种酶主要分布在该植物的细胞质基质中
B. 两种酶催化的反应都没有ATP的合成
C. 在实验时间内,水淹时间延长,两种酶活性增强
D. 整个水淹期间,乙醇发酵强度低于乳酸发酵
【答案】D
【解析】
【详解】A、乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)主要参与无氧呼吸过程,这两种酶通常分布在细胞质基质中,因为无氧呼吸的整个过程都在这一区域完成,A正确;
B、无氧呼吸过程中,仅有少量ATP在糖酵解阶段产生,而两种酶催化的反应并不直接涉及ATP的合成,B正确;
C、实验数据显示,在水淹条件下,随着缺氧时间的延长,两种酶的活性呈现上升趋势,这表明植物通过增强无氧呼吸来适应缺氧环境,C正确;
D、水淹时,实验数据表明LDH的活性增加量远低于ADH的活性增加量,说明乳酸发酵在此阶段处于弱势,D错误。
15. 剧烈运动过程中,骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是( )
A. 60 s时,肌细胞的无氧呼吸产生乳酸
B. 78.6 s时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C. 肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用
D. 运动后期,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化
【答案】B
【解析】
【详解】A、60s时有氧呼吸供能占比不足100%,说明骨骼肌细胞同时进行无氧呼吸,人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸,A正确;
B、78.6s时有氧呼吸供能占比为50%,即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等,由于消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸,因此此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸,二者消耗葡萄糖量不相等,B错误;
C、细胞中ATP水解生成ADP和Pi并释放能量,ADP和Pi又可在呼吸作用等放能反应中重新合成ATP,因此ADP可循环利用,C正确;
D、运动后期有氧呼吸供能占比升高,说明供氧逐渐充足,氧气参与有氧呼吸第三阶段,可促进线粒体内反应物的彻底氧化分解,D正确。
16. 研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )
A. 产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B. 该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C. 类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D. 与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素
【答案】A
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成;光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的,暗反应场所在叶绿体基质中,所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质,A正确;
B、该反应体系中能进行光合作用整个过程,不断消耗的物质有CO2和H2O,B错误;
C、类囊体产生的ATP参与C3的还原,产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中,C错误;
D、该体系含有类囊体,而类囊体的薄膜上含有光合作用色素,D错误。
故选A。
【点睛】本题需要考生将人工装置和光合作用的过程及场所联系,综合分析解答。
17. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出( )
A. 低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
【答案】D
【解析】
【分析】由题图分析可得:
(1)图中所展现有两个影响光合速率的因素:一个是CO2的浓度,另一个是温度。
(2)当温度相同时,光合速率会随着CO2的浓度升高而增大;当CO2的浓度相同时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小。
(3)当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知,当CO2浓度一定时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小,A正确;
B、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃,可以表明在一定范围内,CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高,B正确;
C、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,光合速率随温度的升高而改变程度不大,光合速率在温度的升高下,持续在数值为10处波动,而CO2浓度为其他数值时,光合速率随着温度的升高变化程度较大,曲线有较大的变化趋势,所以表明CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小,C正确;
D、分析题图可知,10℃条件下,CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时,光合速率有显著提高,而370μL·L-1至1000μL·L-1时,光合速率无明显的提高趋势,而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时,两者光合速率数值接近同一数值,所以不能表明10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高,D错误。
故选D。
18. 如图1表示基因型为AaXᴮXᵇ的生物体某个细胞分裂过程中某种物质或结构数量变化的相关模式图,图2表示图1过程某些时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞经历图1过程最终形成一个基因型为aXBXb的子细胞,则其他的子细胞基因型可能有4种
B. 图1的CD段对应图2的I时期,图2的II时期对应图1的AB、EG、HI段
C. 若该细胞的核DNA双链均被32P标记,在普通培养基中完成图1所示过程后,至少3个子细胞带标记
D. 图1还可表示细胞内染色体组数在细胞分裂不同时期的变化
【答案】A
【解析】
【详解】A、该细胞经历图1过程,即先进行有丝分裂产生2个卵原细胞,再进行减数分裂产生8个子细胞,则与aXBXb来自同一个卵原细胞的另外三个细胞可能为aXBXb 、A、A ,该卵原细胞的子细胞有2种。另一个卵原细胞正常分裂,则子细胞为2个AXB和2个aXb(或2个AXb和2个aXB),也是2种。所以该细胞经历图1过程最终形成一个aXBXb的子细胞,则其他的子细胞基因型可能有4种,A正确;
B、图1中的CD段为有丝分裂后期,对应图2中的Ⅰ(无染色单体,染色体数量是体细胞的2倍);图2的Ⅱ时期含染色单体,染色体数目与体细胞相同,对应图1的AB中后段(G₂期、有丝分裂前、中期)、FG段(减数第一次分裂)、HI前半段(减数第二次分裂前、中期),B错误;
C、该细胞核的DNA初始状态为双链均被标记,由题干信息可知,细胞经过了1次有丝分裂和1次减数分裂,有丝分裂结束后每个DNA分子均为一条链被标记,一条链未被标记,减数第一次分裂前的间期DNA复制,减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极,共得到8个子细胞,至少4个被标记,C错误;
D、图1呈现的是细胞内同源染色体对数在细胞分裂不同时期的变化,减数第二次分裂同源染色体对数是0,若表示染色体组,数量变化应该是2→4→2(有丝分裂)→1→2→1(减数分裂),因此图1不能表示染色体组数的变化,D错误。
19. 下图分别表示某动物(2n=8)精巢中处于分裂期的甲细胞和乙细胞,用红色荧光和绿色荧光分别标记其中两条染色体的着丝粒,在荧光显微镜下观察着丝粒随时间的变化,发现其依次出现在细胞①→③(或①→④)的不同位置处。下列说法正确的是( )
A. 乙细胞①→②阶段发生同源染色体的联会,②阶段细胞中有 4 个四分体
B. 甲细胞的着丝粒到达③位置时,细胞内的染色体数为 4n
C. 乙细胞荧光点从③向④移动过程中,该细胞中可能存在 16 条染色体
D. 甲细胞和乙细胞中均标记的是一对同源染色体的着丝粒
【答案】A
【解析】
【详解】A、图乙① - ②阶段发生了同源染色体的联会,该动物细胞中2n=8,因而②阶段细胞中有 4 个四分体,A正确;
B、甲细胞① - ③过程可能为有丝分裂或减数第二次分裂,若是有丝分裂则细胞内的染色体数为4,若是减数第二次分裂,则细胞内的染色体数为2,B错误;
C、乙细胞荧光点从③向④移动过程中,发生了同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,该细胞中染色体数目仍等于体细胞中的染色体数目,即该细胞中可能存在8条染色体,C错误;
D、图乙① - ②阶段发生了同源染色体的联会,因而推测乙中两条染色体是一对同源染色体,但图甲为有丝分裂或减数第二次分裂,甲细胞中的两条染色体不一定是一对同源染色体,D错误。
故选A。
20. 野生型油菜含糖量低且对病原菌的抵抗力弱。科学家通过基因工程技术分别构建了抗病和高糖的纯合品系,并进行了以下三组实验:
实验一:野生型×抗病纯合品系→F1(抗病)自交→F2(抗病:不抗病=3:1)。
实验二:野生型×高糖纯合品系→F1(高糖)自交→F2(高糖:低糖=3:1)。
实验三:F1(抗病)×F1(高糖)杂交→F2(抗病高糖:抗病低糖 :不抗病高糖 :不抗病低糖=1:1:1:1)
下列相关叙述错误的是( )
A. 从实验结果可以推出,抗病和高糖均为显性性状
B. 将实验一中F2抗病个体自交,后代抗病植株中能稳定遗传的个体的比例为3/5
C. 将实验二中 F2高糖个体自由交配,后代表现为高糖的比例为 8/9
D. 实验三的结果说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律
【答案】D
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、具有相对性状的纯合子杂交,子一代表现出的性状是显性性状,分析实验一,野生型×抗病纯合品系→F1(抗病),说明抗病是显性性状,而实验二中野生型×高糖纯合品系→F1(高糖),说明高糖为显性性状,A正确;
B、设抗病与不抗病由A/a控制,则实验一野生型aa×抗病纯合品系Aa得到的子一代是Aa,F2抗病个体包括1/3AA、2/3Aa,自交后中包括3/6AA、2/6Aa、1/6aa,抗病植株(A-)中能稳定遗传的个体(AA)的比例为3/5,B正确;
C、设高糖与低糖相关基因是B/b,实验二野生型×高糖纯合品系,将实验二中 F2高糖个体(1/3BB、2/3Bb)自由交配,配子类型及比例是2/3B、1/3b,后代表现为低糖bb的比例=1/3×1/3=1/9,则高糖的比例为1-1/9= 8/9,C正确;
D、实验三中F1(抗病)×F1(高糖)杂交→F2(抗病高糖:抗病低糖 :不抗病高糖 :不抗病低糖=1:1:1:1),无论是A/a与B/b位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上,两亲本各自都只能产生两种配子,F1(抗病)×F1(高糖)杂交,后代结果均为有四种表现型且比例=1:1:1:1,故统计大量后代发现有四种表现型且比例=1:1:1:1,不能说明对病原体的抗性和含糖量这两对相对性状遵循自由组合定律,D错误。
故选D。
二、填空题(共50分)
21. 强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,光合作用全过程中光能转化为_____________________。
(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有_________(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是_____________________。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制_________(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过_________发挥作用。
【答案】(1)有机物中稳定的化学能
(2) ①. CO2浓度有限/C5量不足/酶的数量、活性不足 ②. 光能吸收速率继续增加,水的光解速率继续增加
(3) ①. 减弱 ②. 促进光反应关键蛋白的合成
【解析】
【小问1详解】
在光合作用的光反应阶段,色素吸收光能,将水分解并合成 ATP 和 NADPH,此时光能转化为 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能;在暗反应阶段,ATP 和 NADPH 参与 C3 的还原,最终生成糖类等有机物,此时活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。因此,光合作用全过程中光能转化为活跃的化学能(储存在 ATP 和 NADPH 中)和稳定的化学能(储存在有机物中)。
【小问2详解】
强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,说明可能的原因是CO2供应不足、五碳化合物供应不足、C₅量不足、酶的数量或活性不足等;氧气持续增加,氧气是在光反应阶段由水的光解产生的。强光照射后,光能充足,短时间内光反应速率增强,水光解产生氧气的速率随之增强。
【小问3详解】
根据题干,光抑制会导致光合作用强度下降。观察曲线图,纵坐标为光合作用强度(相对值);据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光合作用强度较高,说明加入BR后光抑制减弱;乙组用BR处理,丙组用BR和试剂L处理,与乙组相比,丙组光合作用强度较低,由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成,说明BR可能是通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
22. 捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构,由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成,L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,L蛋白还参与叶绿素合成的调控,相关过程如图(a)。回答下列问题。
(1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素,滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是___________;与WT相比,该条带的颜色深浅变化是___________。相较于WT植株,l植株叶绿体内中间物1含量___________,l植株叶片暗反应中C3的___________反应过程会受影响。
(2)通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量,结果如图(b)所示,结构2是___________。
(3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示,其中l对应的是___________(填“甲”“乙”或“丙”),与WT相比,两突变体表型差异产生的原因是___________。
(4)为进一步验证L蛋白的功能,应在WT、l两种实验材料基础上,再补充两组不同的实验材料,分别为___________。
【答案】(1) ①. 叶绿素a ②. 变浅 ③. 增多 ④. 还原
(2)类囊体 (3) ①. 丙 ②. L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能,而S蛋白仅参与LHCP的转运
(4)突变体中转入正常的L基因表达载体,让其重新表达L蛋白;向突变体中转入不含L基因的空表达载体
【解析】
【小问1详解】
叶绿体色素分离实验中,滤纸条自上而下四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,所以第三条带对应的色素是叶绿素a。因为L基因缺失突变体缺乏L蛋白,而L蛋白参与叶绿素合成调控,所以l组叶绿素合成减少,自上而下第三条带(叶绿素a)颜色变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成,l植株叶绿素合成受阻,中间物1转化为中间物2减少,所以中间物1含量增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素,叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少,进而影响暗反应中C3的还原过程。
【小问2详解】
图(b)中,完整叶绿体的L蛋白含量最多,结构1次之,结构2不含,结合图(a)中L蛋白存在于叶绿体基质,与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,因此结构1是叶绿体基质,结构2是类囊体。
【小问3详解】
l是L基因缺失突变体,L蛋白参与叶绿素合成调控,所以l植株叶绿素合成受影响更显著,表型为严重失绿,对应图(c)中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,L蛋白还参与叶绿素合成的调控,所以与WT相比,两突变体表型差异产生的原因是L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能,而S蛋白仅参与LHCP的转运。
【小问4详解】
为进一步验证L蛋白的功能,自变量是L蛋白的有无,需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体,让其重新表达L蛋白,另一组向突变体中转入不含L基因的空表达载体,排除载体本身对实验的干扰。
23. 研究人员在水稻辐射诱变群体中筛选到一株黄叶植株(突变型),将其与绿叶植株(野生型)杂交,F1全部为绿叶;F1自交,F2中绿叶196株,黄叶63株。回答下列问题:
(1)水稻叶色性状中,隐性性状为________。让F2中的绿叶植株全部自交,后代表型及比例为________。
(2)基因组分析发现,突变型的基因Y1的序列上有1个碱基发生缺失(图a)。起始密码子:AUG;终止密码子:UAA、UAG、UGA。
注:省略部分不含有起始密码子、终止密码子对应的序列,碱基数为3的倍数。
①基因Y1通过________过程形成mRNA。在该mRNA中,片段1对应的碱基序列是5′-________-3′。
②与野生型的基因Y相比,基因Y1编码的肽链长度________(填“变长”“变短”或“不变”),原因是_________。
(3)基因Y1编码的肽链无法形成有活性的蛋白质,根据图b推测基因Y的作用是________。
【答案】(1) ①. 黄叶 ②. 绿叶:黄叶=5:1
(2) ①. 转录 ②. GUGCA ③. 变短 ④. 碱基缺失使mRNA中提前出现终止密码子,翻译提前终止
(3)促进叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)的合成
【解析】
【小问1详解】
黄叶与绿叶杂交,F1全为绿叶,F2绿叶:黄叶=196:63≈3:1,符合一对等位基因的分离定律,说明黄叶是隐性性状。设控制叶色的基因为A/a,F2中绿叶基因型为1/3AA、2/3Aa,自交后,仅Aa自交能产生黄叶,黄叶比例为2/3×1/4=1/6,绿叶比例为1−1/6=5/6,因此后代表型比为绿叶:黄叶=5:1。
【小问2详解】
①基因通过转录过程合成mRNA;图中给出的序列位于DNA的5′→3′非模板链,mRNA序列和编码链仅碱基T换为U,因此片段1对应mRNA序列为5′−GUGCA−3′。 ②突变型DNA序列缺失1个碱基,缺失位点后密码子阅读框后移一位,所以碱基缺失使mRNA中提前出现终止密码子(UGA),翻译提前终止,因此编码的肽链长度变短。
【小问3详解】
由图b可知,Y1突变后,突变体的叶绿素a、叶绿素b含量均远低于野生型,可推测正常基因Y的作用是促进叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)的合成。
24. I.甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状,由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制,其显性基因决定花色的过程如图所示:
(1)基因型为AAbb和AaBb的个体,其表现型分别是________和________。若这两个个体杂交,子代基因型共有________种,其中表现为紫色的基因型是________。
(2)基因型AABB和aabb的个体杂交,得到F1,F1自交得到F2,在F2中不同于F1的表现型比例是________;且在F2中白花植株的基因型有________种,其中纯合子的概率占________。若F1进行测交,后代的表型和比例应该是________。
Ⅱ.荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该性状的遗传涉及两对等位基因,分别用A、a和B、b表示。为探究荠菜果实形状的遗传规律,进行了杂交实验(如图)。
(3)F1测交后代的表现型及比例为________,选两种基因型的亲本杂交,F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同,推断亲本基因型为________。
【答案】(1) ①. 白花 ②. 紫花 ③. 4 ④. AABb、AaBb
(2) ①. 7/16 ②. 5 ③. 3/7 ④. 紫花:白花=1:3
(3) ①. 三角形果实:卵圆形果实=3:1 ②. AAbb和aaBB
【解析】
【小问1详解】
根据题图可知,基因A控制酶A的合成,酶A能将前体物质转化为中间物质;基因B控制酶B的合成,酶B能将中间物质转化为紫色物质,所以紫花的基因型是A_B_,白花的基因型是A_bb或aaB_或aabb。 基因型为AAbb的个体,由于没有B基因,不能合成酶B,无法将中间物质转化为紫色物质,所以表现型是白花;基因型为AaBb的个体,有A基因能合成酶A将前体物质转化为中间物质,有B基因能合成酶B将中间物质转化为紫色物质,所以表现型是紫花。 AAbb和AaBb杂交,AA×Aa产生2种基因型AA、Aa,bb×Bb产生2种基因型Bb、bb,根据基因的自由组合定律,子代基因型共有2×2 = 4种。 其中表现为紫色的基因型是同时具有A和B基因的,即AABb、AaBb。
【小问2详解】
基因型AABB和aabb的个体杂交,F1的基因型为AaBb,表现为紫花。F1自交得到F2,F2的表型及比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,其中紫花(A_B_)占9/16,所以不同于F1(紫花)的表型是白花,比例是1 -9/16=7/16。 在F2中白花植株的基因型及比例为AAbb:Aabb:aaBB:aaBb:aabb=1:2:1:2:1,即白花植株的基因型共5种。其中纯合子有AAbb、aaBB、aabb,共3种,所以纯合子在白花植株中的概率占3/7。 若F1(AaBb)进行测交,即与aabb杂交,后代基因型及比例为AaBb(紫花):Aabb(白花):aaBb(白花):aabb(白花)=1:1:1:1,所以F1(AaBb)测交后代的表型及比例是紫花:白花=1:3。
【小问3详解】
F2中三角形:卵圆形=301:20≈15:1,是“9:3:3:1”的变式,说明荠菜果实形状的遗传受两对等位基因控制,且它们的遗传遵循基因的自由组合定律。由此还可推知F1的基因型为AaBb,测交后代的基因型是AaBb:aaBb:Aabb:aabb=1:1:1:1,其中AaBb、aaBb、Aabb表现为三角形果实,aabb表现为卵圆形果实,故测交后代三角形果实:卵圆形果实=3:1。若另选两种基因型的亲本杂交,F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同,说明F1的基因型仍然为AaBb,则可推断亲本基因型为AAbb和aaBB。
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