精品解析:山东省烟台市龙口崇实中学2026-2027学年高三上学期10月月考生物试题
2026-10-13
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内容正文:
高三生物10月月考试题
一、单选题
1. 赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料证明了DNA是遗传物质。下列有关T2噬菌体的叙述,正确的是( )
A. 要获得35S标记的T2噬菌体需要用含35S的培养基直接培养
B. 用含35S的噬菌体进行实验,保温时间过长会使沉淀物中出现较强的放射性
C. 合成子代T2噬菌体蛋白质外壳的原材料来自大肠杆菌
D. 子代噬菌体蛋白质外壳的加工场所在大肠杆菌的高尔基体
2. 豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状。研究发现,控制圆粒豌豆的基因序列中插入了一段外源DNA序列,导致合成的淀粉分支酶缺失61个氨基酸,活性大大降低,使细胞内淀粉含量减少,最终使豌豆失水而皱缩。下列叙述错误的是( )
A. 控制豌豆圆粒和皱粒性状的基因属于等位基因
B. 皱粒豌豆的产生是控制淀粉分支酶的基因突变所致
C. 该实例表明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
D. 相比于圆粒基因,皱粒基因转录出的mRNA上终止密码子可能提前出现
3. 甲磺酸乙酯(EMS)能在鸟嘌呤的N上加上乙基,使得鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。现将水稻种子用EMS溶液浸泡,从而获得若干性状变异的植株。下列叙述错误的是( )
A. 用EMS溶液浸泡后某一性状出现多种变异类型,说明变异具有随机性
B. 用EMS溶液浸泡水稻种子是为了提高基因突变频率,促使新基因的产生
C. EMS诱导导致水稻种子细胞的DNA发生变化,染色体的结构和数目不变
D. 某种性状变异的一株水稻自交后代出现两种表型,该变异为显性突变
4. 基因对比发现粳稻与籼稻的bZIP73基因仅一对核苷酸有差异,从而导致两种水稻相应蛋白质存在一个氨基酸的差异。下列说法正确的是( )
A. 基因的碱基序列改变,一定会导致蛋白质失去活性
B. 相关蛋白质中一个氨基酸的差异是由基因突变导致的
C. 这种差异会引起基因数目或排列顺序发生改变
D. 这种差异是由基因中碱基的缺失导致的
5. 在人类中,第16号染色体有时在靠近着丝粒的长臂上有一个严重染色的区域,可以通过显微镜看到特征“斑点”。这种特征“斑点”的存在是该染色体的一个不变的特征,并且是可遗传的。一对夫妇怀上了一个孩子,但胎儿出现了多种异常并最终流产了。当对胎儿的染色体进行研究时,发现它有三条16号染色体(16号染色体是三体的),三个16号染色体中有两个有这种特征的斑点。母亲的两个16号同源染色体都没有斑点,但父亲的斑点是杂合的。下列有关叙述错误的是( )
A. 胎儿的两个有特征斑点的16号染色体一个来自父亲,一个来自母亲
B. 胎儿的三条16号染色体是由于父亲减数第二次分裂非正常分离导致
C. 亲本产生的造成该胎儿异常的配子占该次减数分裂所产生配子的比率为25%
D. 胎儿异常并流产的原因可能是16号染色体上携带有生长发育的重要基因
6. 核糖体上存在A位、P位和F位3个重要的功能部位,如图。A位是新进入的tRNA结合位,P位是肽链延伸过程中的tRNA结合位,E位释放已经卸载氨基酸的tRNA。下列叙述错误的是( )
A. 图中核糖体沿着mRNA移动的方向是a端→b端
B. 图中P位结合的tRNA上的反密码子是5′—GUC—3'
C. 反密码子与终止密码子的碱基互补配对使翻译终止
D. 通常mRNA上会相继结合多个核糖体提高翻译效率
7. 下图表示细胞中遗传信息传递的规律,下列叙述中不正确的是( )
A. 同一个DNA经②过程可以产生不同的RNA
B. 进行③所代表的生理过程需要多种RNA参与
C. 一个RNA上可同时进行多个③所代表的过程
D. 完成图中各过程所需的酶的功能完全不相同
8. 如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A. 该致病基因不位于Y染色体上
B. 若Ⅱ-1不携带该致病基因,则Ⅱ-2一定为杂合子
C. 若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2一定患病
D. 若Ⅰ-2正常,且Ⅰ-1不携带该致病基因,则Ⅲ-2生育的男孩患病的概率是1/8
9. 如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中,错误的是( )
A. 属于基因重组,可能会使子代出现变异
B. 发生在形成配子的过程中
C. 发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间
D. 导致染色单体上的等位基因重组
10. 如图表示一段DNA的空间结构和平面结构示意图,下列说法错误的是( )
A. 由图可知,DNA分子是由两条链反向平行盘旋成的双螺旋结构
B. ①为氢键,③④⑤组成的结构名称为腺嘌呤脱氧核苷酸
C. DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
D. 组成DNA的基本骨架为交替排列的脱氧核糖和磷酸
11. 拟南芥DNA甲基化修饰可对盐胁迫做出应答,产生较稳定的表型改变来应对高盐环境变化。当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,并通过减数分裂进行遗传,该现象称为“胁迫跨代记忆”。下列分析正确的是( )
A. “胁迫跨代记忆”会导致基因突变
B. 高盐环境下拟南芥通过DNA甲基化改变表型
C. 若长期不受盐胁迫,已甲基化拟南芥的后代均可DNA去甲基化
D. 可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新物种
12. 某基因型为AaBb的植株自花传粉,经检测发现Ab的花粉中有50%的致死率,则其后代出现双隐性表型个体的概率约为( )
A. 1/12 B. 1/14 C. 1/16 D. 3/28
13. 山羊的毛色有白色和灰色,角形有盘状和直角状。山羊甲、乙交配.所得F1均表现为灰毛盘状角,F1雌雄交配所得F2的表型及比例为灰毛盘状角:白毛盘状角:灰毛直角:白毛直角=27:21:9:7。上述所涉及的基因位于非同源染色体上,下列推断错误的是( )
A. 山羊的毛色和角形分别受一对等位基因控制
B. 盘状角对直角为显性,若仅考虑角形,F1的基因型相同
C. F2中白毛直角杂合子雌雄交配,F3中灰毛直角个体占1/8
D. F2的灰毛个体中,约有1/9的个体测交子代均为灰毛
14. 葫芦科中一种被称为喷瓜的植物,又称“铁炮瓜”,喷瓜的性别是由3个基因、、决定的,对为显性,对为显性。喷瓜个体只要有基因即为雄株,无而有基因时为雌雄同株,只有基因时为雌株。下列叙述正确的是( )
A. 、之间互为等位基因
B. 自然界中雄性既有纯合子植株,又有杂合子植株
C. 若只考虑决定性别的基因,自然界中喷瓜亲本交配的组合类型共有10种
D. 雌雄同株群体进行随机交配,子代不会出现雌性植株
15. 下图是某家族一单基因遗传病的遗传系谱图,已知I-1不含致病基因,不考虑变异,下列分析不正确的是( )
A. 此致病基因可能位于X、Y染色体的同源区段
B. Ⅱ-3与正常男性生出患病孩子的概率为1/2
C. Ⅰ-2、Ⅱ-2和Ⅲ-1的基因型可能都相同
D. Ⅱ-1与Ⅱ-2再生育一个男孩患病的概率为1/2
二、多选题
16. 科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,以EdU作为细胞DNA复制的标记,揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A. 对照组中也有衰老的细胞
B. 蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累
C. 据图可推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量上升
D. 含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛
17. 图1为某种遗传病的家系图,图2为图1中家庭成员的DNA经限制酶处理后不同片段的电泳条带图(若只呈现一条带,说明只含有基因B或b),不考虑基因突变。下列说法不正确的是( )
A. 该病为隐性基因控制的遗传病
B. Ⅱ-2的患病基因一定来自于I-2
C. Ⅱ-1产生原因可能是I-2减数分裂发生了互换
D. Ⅱ-2与女性携带者婚配,子代女儿全部患病
18. 玉米植株的B/b和D/d为两对等位基因且相关基因无致死现象。某基因型为BbDd的玉米植株产生的雌、雄配子的种类及其比例均为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,已知少数细胞发生了染色体互换。下列有关说法,正确的是( )
A. B和d位于同一条染色体上
B. B和D位于同一条染色体上
C. 用该玉米植株进行测交,可验证基因的自由组合定律
D. 该玉米植株自交,理论上后代中纯合子所占的比例为34%
19. 下图为某果蝇染色体上相关基因转录的过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 同一个DNA上不同基因的转录模板可能在DNA的不同链上
B. 图示过程与mRNA翻译过程碱基互补配对现象一致
C. 图中mRNA可直接与核糖体结合边转录边翻译以提高效率
D. 果蝇细胞中一个核糖体上可结合多个mRNA以提高翻译效率
20. 鼠的灰色(A)对褐色(a)是一对相对性状,被甲基化修饰的基因不能表达。下列相关说法错误的是( )
A. DNA甲基化多数发生在碱基尿嘧啶上
B. 基因印记在亲代减数分裂过程中建立
C. 亲代雄鼠中的A基因来自其母方
D. 子代小鼠表现为灰色∶褐色=3∶1
三、解答题
21. 某二倍体高等动物(2n=4)细胞内同源染色体对数变化如图1所示。该种动物某个体的基因型为AaBbEe,其体内某精原细胞的细胞分裂示意图如图2所示。
(1)图1中,cd段对应的细胞中含有____________个染色体组,基因的自由组合定律发生在____________段(填字母),hi段对应细胞中含有的染色体数目为____________。
(2)图2所示细胞的核DNA分子数为____________。从染色体变异的角度分析,图中所示的变异属于____________。若图2细胞在后续的分裂过程中只发生一次异常,生成一个基因组成为BBbE的精细胞,与该精细胞同时生成的其他3个精细胞的基因组成分别为____________。
(3)若图2所示细胞是由某个精原细胞(DNA均被放射性3H标记)在含1H的培养基中先经一次有丝分裂后再经减数分裂形成,那么图示细胞中含有放射性的染色单体数为____________。
22. 心肌细胞因高度分化而不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。请结合下图回答问题:
(1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是________。过程①需要的酶是________,原料是________。
(2)过程②中,模板的右侧是________(填“3'”或“5'”)端,最终合成的、、三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”或“不同”)。该过程除mRNA外,还需要tRNA的参与,其作用是________。
(3)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少________而被抑制,最终导致________合成减少甚至无法合成。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是___________________。
23. 玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。请分析回答下列有关遗传学问题:
(1)某玉米品种2号染色体上的基因S、s和M、m各控制一对相对性状,基因S在编码蛋白质时,控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图1所示。已知起始密码子为AUG或GUG。
①基因S发生转录时,作为模板链的是图1中的___________链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则该处对应的密码子将改变为____________。
②某基因型为SsMm的植株自花传粉,后代出现了4种表现型,在此过程中出现的变异的类型属___________,其原因是在减数分裂过程中发生了______________________。
(2)玉米的高秆易倒伏(H)对矮秆抗倒伏(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。图2表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ~Ⅲ)培育优良品种(hhRR)的过程。
①利用方法Ⅰ培育优良品种时,获得hR植株常用的方法为_______________________________,这种植株由于___________,因此需要用___________(填化学试剂名称)处理其幼苗使染色体数目加倍,获得纯合二倍体植株;该试剂的作用机理是____________________。图2所示的三种方法(Ⅰ~Ⅲ)中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法___________,其原因是___________________________________________________。
②用方法Ⅱ培育优良品种时,先将基因型为HhRr的植株自交获得子代(F2),F2代植株中自交会发生性状分离的基因型共有____________种,这些植株在全部F2代中的比例为___________。
24. 某昆虫的性别决定类型为XY型。该昆虫的灰身对黑身为显性,由位于常染色体上的基因E/e控制;长翅对残翅为显性,由位于X染色体上的基因F/f控制。当灰身长翅雌性个体(EeXFXf)与灰身残翅雄性个体(EeXfY)杂交时,后代中灰身∶黑身=2∶1,长翅雌性∶残翅雌性∶长翅雄性∶残翅雄性=2∶1∶2∶1。回答下列有关问题:
(1)上述实验中分离比异常是由于某一性别特定基因型的配子致死导致,推测致死配子为______。若让子代中的黑身长翅雄性个体与亲本中的灰身长翅雌性个体回交,回交子代雌性个体中黑身长翅所占的比例为______。
(2)该昆虫的有刚毛和无刚毛受一对等位基因控制,但相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的(不考虑XY染色体同源区段)。研究人员用一只有刚毛雌性个体与一只无刚毛雄性个体杂交,子代中有刚毛雌性∶无刚毛雌性∶有刚毛雄性∶无刚毛雄性=1∶1∶1∶1,则无刚毛性状的遗传方式可能为______。为了进一步探究你的假设,以子代昆虫为材料进行一次杂交实验:
实验设计:选取多只表型为______的雄性个体和多只表型为______的雌性个体随机交配,观察子代的表型(只观察表型情况,不统计数量及比例)
预期结果及结论:________________________。
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高三生物10月月考试题
一、单选题
1. 赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料证明了DNA是遗传物质。下列有关T2噬菌体的叙述,正确的是( )
A. 要获得35S标记的T2噬菌体需要用含35S的培养基直接培养
B. 用含35S的噬菌体进行实验,保温时间过长会使沉淀物中出现较强的放射性
C. 合成子代T2噬菌体蛋白质外壳的原材料来自大肠杆菌
D. 子代噬菌体蛋白质外壳的加工场所在大肠杆菌的高尔基体
【答案】C
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆菌为材料,用放射性同位素标记法证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、病毒没有细胞结构,不能独立生活,T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内,所以培养T2噬菌体需要用活的大肠杆菌,A错误;
B、用含35S的噬菌体进行实验,放射性出现在上清液中,保温时间过长不会使沉淀物中出现较强的放射性,B错误;
C、病毒营寄生生活,合成子代噬菌体的原材料来自大肠杆菌,C正确;
D、大肠杆菌是原核生物,无高尔基体,D错误。
故选C。
2. 豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状。研究发现,控制圆粒豌豆的基因序列中插入了一段外源DNA序列,导致合成的淀粉分支酶缺失61个氨基酸,活性大大降低,使细胞内淀粉含量减少,最终使豌豆失水而皱缩。下列叙述错误的是( )
A. 控制豌豆圆粒和皱粒性状的基因属于等位基因
B. 皱粒豌豆的产生是控制淀粉分支酶的基因突变所致
C. 该实例表明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
D. 相比于圆粒基因,皱粒基因转录出的mRNA上终止密码子可能提前出现
【答案】C
【解析】
【详解】A、等位基因是指位于同源染色体相同位置控制一对相对性状的基因,豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状,且控制豌豆圆粒和皱粒的基因位于同源染色体的相同位置,A正确;
B、皱粒性状是由基因中插入外源DNA序列(属于基因结构的改变)引起的,属于基因突变中的增添,B正确;
C、该实例中,基因突变导致淀粉分支酶氨基酸序列缺失(蛋白质结构改变),进而影响酶活性,属于基因通过控制酶的合成控制生物的代谢进而控制生物的性状,C错误;
D、控制圆粒豌豆的基因序列中插入了一段外源DNA序列,使原本编码氨基酸的密码子变为终止密码子,或使终止密码子提前出现,导致翻译提前终止,导致合成的淀粉分支酶缺失61个氨基酸,D正确。
故选C。
3. 甲磺酸乙酯(EMS)能在鸟嘌呤的N上加上乙基,使得鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。现将水稻种子用EMS溶液浸泡,从而获得若干性状变异的植株。下列叙述错误的是( )
A. 用EMS溶液浸泡后某一性状出现多种变异类型,说明变异具有随机性
B. 用EMS溶液浸泡水稻种子是为了提高基因突变频率,促使新基因的产生
C. EMS诱导导致水稻种子细胞的DNA发生变化,染色体的结构和数目不变
D. 某种性状变异的一株水稻自交后代出现两种表型,该变异为显性突变
【答案】A
【解析】
【分析】基因突变是基因的碱基对的增添、缺失或替换,基因突变具有低频性、随机性、不定向性和多害少利性等。
【详解】A、基因突变的随机性是指基因突变可以发生在任何时期,任何DNA分子上,用EMS溶液浸泡后某一性状出现多种变异类型,体现的是变异的不定向性,A错误;
B、根据题意可知,甲磺酸乙酯(EMS)能在鸟嘌呤的N上加上乙基,使得鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对,即引发基因突变,故用EMS溶液浸泡水稻种子是为了提高基因突变频率,促使新基因的产生,B正确;
C、基因突变不改变染色体上基因的相对位置和数目,故EMS诱导导致水稻种子细胞的DNA发生变化,染色体的结构和数目不变,C正确;
D、某种性状变异的一株水稻自交后代出现两种表型,即发生性状分离,说明亲本经过突变后变为显性杂合体,即该变异为显性突变,D正确。
故选A。
4. 基因对比发现粳稻与籼稻的bZIP73基因仅一对核苷酸有差异,从而导致两种水稻相应蛋白质存在一个氨基酸的差异。下列说法正确的是( )
A. 基因的碱基序列改变,一定会导致蛋白质失去活性
B. 相关蛋白质中一个氨基酸的差异是由基因突变导致的
C. 这种差异会引起基因数目或排列顺序发生改变
D. 这种差异是由基因中碱基的缺失导致的
【答案】B
【解析】
【分析】基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因虽然十分稳定,能在细胞分裂时精确地复制自己,但这种稳定性是相对的。在一定的条件下基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式,就是在一个位点上,突然出现了一个新基因,代替了原有基因,这个基因叫做突变基因。
【详解】A、基因的碱基序列改变,导致基因突变,而密码子具有简并性,因此不一定会导致蛋白质失去活性,A错误;
B、相关蛋白质中一个氨基酸的差异是由基因突变导致的,是基因序列中一个碱基对的替换导致,B正确;
C、基因突变不会改变基因数目,C错误;
D、基因突变可能是由于基因内部碱基对的缺失、插入或替换导致,D错误。
故选B。
5. 在人类中,第16号染色体有时在靠近着丝粒的长臂上有一个严重染色的区域,可以通过显微镜看到特征“斑点”。这种特征“斑点”的存在是该染色体的一个不变的特征,并且是可遗传的。一对夫妇怀上了一个孩子,但胎儿出现了多种异常并最终流产了。当对胎儿的染色体进行研究时,发现它有三条16号染色体(16号染色体是三体的),三个16号染色体中有两个有这种特征的斑点。母亲的两个16号同源染色体都没有斑点,但父亲的斑点是杂合的。下列有关叙述错误的是( )
A. 胎儿的两个有特征斑点的16号染色体一个来自父亲,一个来自母亲
B. 胎儿的三条16号染色体是由于父亲减数第二次分裂非正常分离导致
C. 亲本产生的造成该胎儿异常的配子占该次减数分裂所产生配子的比率为25%
D. 胎儿异常并流产的原因可能是16号染色体上携带有生长发育的重要基因
【答案】A
【解析】
【分析】受精作用:卵细胞和精子相互识别、融合成受精卵的过程。
特点:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中染色体数目,其中一半的染色体来自父方,一半来自母方。
【详解】A、由题中信息“母亲的两个16号同源染色体都没有斑点,但父亲的斑点是杂合的”可知,胎儿峰两个有斑点的16号染色体全部来自父亲,A错误;
B、由于母亲的16号染色体没有斑点,而父亲的16号染色体的斑点是杂合的,可推测,父亲的精子形成过程中,减数第二次分裂非正常分裂,导致产生含有两条有斑点的16号染色体,B正确;
C、一个精原细胞减数分裂完成后产生4个精子,造成该胎儿异常的配子(两条16号染色体)占其中一个,故比率为25%,C正确;
D、因为胎儿的染色体数目异常,可能造成胎儿异常甚至流产,D正确;
故选A。
6. 核糖体上存在A位、P位和F位3个重要的功能部位,如图。A位是新进入的tRNA结合位,P位是肽链延伸过程中的tRNA结合位,E位释放已经卸载氨基酸的tRNA。下列叙述错误的是( )
A. 图中核糖体沿着mRNA移动的方向是a端→b端
B. 图中P位结合的tRNA上的反密码子是5′—GUC—3'
C. 反密码子与终止密码子的碱基互补配对使翻译终止
D. 通常mRNA上会相继结合多个核糖体提高翻译效率
【答案】C
【解析】
【分析】①遗传信息的翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程;②mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,每3个这样的碱基叫作一个密码子,密码子的读取方向为5'到3'。
【详解】A、根据图中信息可知,A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是延伸中的tRNA结合位点,E位点是释放已经卸载氨基酸的tRNA,由此可知,tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点,即核糖体沿着mRNA的移动方向是a端→b端,A正确;
B、核糖体沿着mRNA从5'→3'端方向延伸,P位点的密码子5'→3'端为GAC,则tRNA上的反密码子是5′—GUC—3',B正确;
C、终止密码子没有对应的反密码子,C错误;
D、通常mRNA上会相继结合多个核糖体,即多聚核糖体,能使少量的mRNA翻译出大量的蛋白质,提高翻译效率,D正确。
故选C。
7. 下图表示细胞中遗传信息传递的规律,下列叙述中不正确的是( )
A. 同一个DNA经②过程可以产生不同的RNA
B. 进行③所代表的生理过程需要多种RNA参与
C. 一个RNA上可同时进行多个③所代表的过程
D. 完成图中各过程所需的酶的功能完全不相同
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:①是DNA复制,②是转录,③是翻译,④是RNA复制,⑤是逆转录。
【详解】A、同一DNA上含有多个不同的基因,经②转录可形成不同的RNA,A正确;
B、③为翻译,需要mRNA、tRNA和rRNA等多种RNA参与,B正确;
C、多个核糖体可结合到同一mRNA上,形成多聚核糖体,利用少量RNA在短时间内合成大量蛋白质,因此一个RNA上可同时进行多个③所代表的过程,C正确;
D、不同过程所需酶的功能都是催化功能,据图可知,①和②过程的酶都是催化形成DNA,②和④过程所需的酶都是催化RNA合成,D错误。
故选D。
8. 如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( )
A. 该致病基因不位于Y染色体上
B. 若Ⅱ-1不携带该致病基因,则Ⅱ-2一定为杂合子
C. 若Ⅲ-5正常,则Ⅱ-2一定患病
D. 若Ⅰ-2正常,且Ⅰ-1不携带该致病基因,则Ⅲ-2生育的男孩患病的概率是1/8
【答案】D
【解析】
【详解】A、由于该家系中有女患者,所以该致病基因不位于Y染色体上,A正确;
B、若Ⅱ-1不携带该病致病基因,由于Ⅲ-3是患者,他的致病基因只能来自Ⅱ-2。假如该病为常染色体隐性遗传,假设相关基因为A和a,无论Ⅱ-2是Aa还是aa,由于Ⅱ-1不携带该病致病基因(其基因型为AA),所以不可能生出患病的Ⅲ-3。故该病还剩3种情况: 常染色体显性遗传、伴X染色体显性遗传、X染色体隐性遗传。在这三种情况下,Ⅱ-2都是杂合子,B正确;
C、若Ⅲ-5正常,双亲Ⅱ-3、Ⅱ-4均患病:若为隐性遗传病,双亲均为隐性纯合,子女一定携带致病基因患病,与Ⅲ-5正常矛盾,因此该病一定为显性遗传病;Ⅱ-2和正常的Ⅱ-1(显性遗传病中正常为隐性纯合)生育了患病儿子Ⅲ-3,致病基因一定来自Ⅱ-2,因此Ⅱ-2一定携带致病基因、一定患病,C正确;
D、若Ⅰ-2正常,Ⅰ-1不携带致病基因,却生育了患病儿子Ⅱ-3,排除常显、常隐、伴X显,只能是伴X染色体隐性遗传病:Ⅱ-1(正常男)基因型为XAY,Ⅱ-2(携带者,生育了患病儿子)基因型为XAXa;Ⅲ-2是正常女性,基因型为1/2XAXA、1/2XAXa,其婚配生育的男孩中X只能由该女性提供,则男孩患病(XaY)的概率为:1/2(Ⅲ-2为携带者的概率)×1/2(传递Xa给男孩的概率)=1/4,D错误。
9. 如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中,错误的是( )
A. 属于基因重组,可能会使子代出现变异
B. 发生在形成配子的过程中
C. 发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间
D. 导致染色单体上的等位基因重组
【答案】D
【解析】
【分析】基因重组:
1、概念:在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合;
2、类型:(1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合;(2)交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生重组;
3、意义:(1)形成生物多样性的重要原因之一;(2)是生物变异的来源之一,对生物的进化也具有重要的意义。
【详解】A、图中染色体为同源染色体,发生了交叉互换,属于基因重组,可能会使子代出现变异,A正确;
B、交叉互换发生形成配子的过程中,即减数第一次分裂前期,B正确;
C、交叉互换发生在同源染色体上非姐妹染色单体之间,C正确;
D、导致染色单体上的非等位基因重组,D错误。
故选D。
10. 如图表示一段DNA的空间结构和平面结构示意图,下列说法错误的是( )
A. 由图可知,DNA分子是由两条链反向平行盘旋成的双螺旋结构
B. ①为氢键,③④⑤组成的结构名称为腺嘌呤脱氧核苷酸
C. DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
D. 组成DNA的基本骨架为交替排列的脱氧核糖和磷酸
【答案】C
【解析】
【分析】DNA分子结构的主要特点:DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
【详解】A、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构,A正确;
B、①是氢键,③(脱氧核糖)、④(磷酸)、⑤(腺嘌呤)组成的结构名称为腺嘌呤脱氧核苷酸,B正确;
C、链状DNA绝大多数脱氧核糖均连接着两个磷酸和一个碱基分子,但是3’端的脱氧核糖只链接一个磷酸,C错误;
D、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧,构成基本骨架,中间为氢键连接的碱基对,D正确。
故选C。
11. 拟南芥DNA甲基化修饰可对盐胁迫做出应答,产生较稳定的表型改变来应对高盐环境变化。当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,并通过减数分裂进行遗传,该现象称为“胁迫跨代记忆”。下列分析正确的是( )
A. “胁迫跨代记忆”会导致基因突变
B. 高盐环境下拟南芥通过DNA甲基化改变表型
C. 若长期不受盐胁迫,已甲基化拟南芥的后代均可DNA去甲基化
D. 可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新物种
【答案】B
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、“胁迫跨代记忆”与DNA甲基化修饰有关,DNA甲基化属于表观遗传,表观遗传不会改变基因,A错误;
B、拟南芥DNA甲基化修饰可对盐胁迫做出应答,产生较稳定的表型改变来应对高盐环境变化,高盐属于胁迫环境,推测高盐环境下拟南芥通过DNA甲基化改变表型,B正确;
C、当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,并通过减数分裂进行遗传,说明若长期不受盐胁迫,拟南芥后代也不会均DNA去甲基化,C错误;
D、在逆境下,拟南芥DNA甲基化修饰可对逆境做出应答,产生较稳定的表型改变,因此可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新品种,D错误。
故选B。
12. 某基因型为AaBb的植株自花传粉,经检测发现Ab的花粉中有50%的致死率,则其后代出现双隐性表型个体的概率约为( )
A. 1/12 B. 1/14 C. 1/16 D. 3/28
【答案】B
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;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】对于AaBb个体而言,自花传粉,后代中要想出现aabb的双隐性表型的个体,须有ab的卵细胞与ab的精子的结合,AaBb个体,产生ab的卵细胞的概率为1/4,依题意,Ab的花粉中有50%的致死率,则可知,雄配子AB:Ab:aB:ab=2:1:2:2,即产生ab的精子的概率为2/7,故后代出现双隐性表型个体的概率,B正确,ACD错误。
故选B。
13. 山羊的毛色有白色和灰色,角形有盘状和直角状。山羊甲、乙交配.所得F1均表现为灰毛盘状角,F1雌雄交配所得F2的表型及比例为灰毛盘状角:白毛盘状角:灰毛直角:白毛直角=27:21:9:7。上述所涉及的基因位于非同源染色体上,下列推断错误的是( )
A. 山羊的毛色和角形分别受一对等位基因控制
B. 盘状角对直角为显性,若仅考虑角形,F1的基因型相同
C. F2中白毛直角杂合子雌雄交配,F3中灰毛直角个体占1/8
D. F2的灰毛个体中,约有1/9的个体测交子代均为灰毛
【答案】A
【解析】
【分析】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、由题意可知,子二代中灰色:白毛=9:7,是9:3:3:1的变式,故该相对性状受两对等位基因控制,A错误;
B、由于子一代全为盘状角,但子二代却出现盘状角:直角=3:1,则盘状角为显性,若仅考虑角形,F₁的基因型相同均为杂合子,B正确;
C、F₂中白毛直角杂合子雌雄交配,由于直角为隐性性状,不考虑其影响,若用A.a以及B.b来表示毛色,则白毛杂合子为Aabb:aaBb=1:1,计算产生的配子所占比例则Ab=1/4,aB=1/4,ab=1/2,则子三代中灰毛直角个体1/4×1/4×2=1/8,C正确;
D、若用A.a以及B.b来表示毛色,则子二代灰毛个体基因型及比例为AABB:AABb:AaBB:AaBb=1:2:2:4,即组合②灰毛子代中有1/9的个体基因型为AABB,它们测交结果都是灰毛,D正确。
故选A。
14. 葫芦科中一种被称为喷瓜的植物,又称“铁炮瓜”,喷瓜的性别是由3个基因、、决定的,对为显性,对为显性。喷瓜个体只要有基因即为雄株,无而有基因时为雌雄同株,只有基因时为雌株。下列叙述正确的是( )
A. 、之间互为等位基因
B. 自然界中雄性既有纯合子植株,又有杂合子植株
C. 若只考虑决定性别的基因,自然界中喷瓜亲本交配的组合类型共有10种
D. 雌雄同株群体进行随机交配,子代不会出现雌性植株
【答案】A
【解析】
【详解】A、等位基因是位于同源染色体相同位置、控制相对性状的基因,aD、 a+ , ad均是控制喷瓜性别这一相对性状的基因,互为等位基因,A正确;
B、雌株和雌雄同株都不含aD基因,无法产生携带aD的雌配子,因此自然界不存在aDaD的雄性纯合子,雄性只有杂合子,B错误;
C、喷瓜雄株基因型为aDa+、aDad(共2种),雌雄同株基因型为a+a+、a+ad(共2种),雌株基因型为adad(共1种)。交配组合包括:雄株×雌雄同株(2×2=4种)、雄株×雌株(2×1=2种)、雌雄同株自交/杂交(3种),雌株×雌雄同株(1×2=2种)总计11种,C错误;
D、雌雄同株群体中存在基因型为a+ad的个体,随机交配时可产生含ad的雌雄配子,二者结合会得到adad的雌性植株,D错误。
15. 下图是某家族一单基因遗传病的遗传系谱图,已知I-1不含致病基因,不考虑变异,下列分析不正确的是( )
A. 此致病基因可能位于X、Y染色体的同源区段
B. Ⅱ-3与正常男性生出患病孩子的概率为1/2
C. Ⅰ-2、Ⅱ-2和Ⅲ-1的基因型可能都相同
D. Ⅱ-1与Ⅱ-2再生育一个男孩患病的概率为1/2
【答案】D
【解析】
【详解】A、假设该单基因用A、a表示,已知Ⅰ-1不含致病基因,Ⅰ-2患病,他们的儿子Ⅱ-2、女儿Ⅱ-3都患病。所以该单基因遗传病不可能是常染色体隐性遗传病,也不可能是伴X隐性遗传病,也不可能是X、Y染色体的同源区段的隐性遗传,由于Ⅱ-2患病,其女儿Ⅲ-2正常,所以也不可能为伴X显性遗传病,若该病为常染色体显性遗传病,Ⅰ-1为aa,Ⅰ-2为AA或Aa,Ⅱ-1为aa,Ⅱ-2为Aa,Ⅱ-3为Aa,Ⅲ-1为Aa,Ⅲ-2为aa,符合遗传图谱;若此致病基因位于X、Y染色体的同源区段显性遗传病,Ⅰ-1为XaXa,Ⅰ-2为XAYA,Ⅱ-1为XaXa,Ⅱ-2为XaYA,Ⅱ-3为XAXa,Ⅲ-1为XaYA,Ⅲ-2为XaXa,符合遗传图谱,A正确;
B、若该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ-3为Aa,和正常男性aa生出患病孩子的概率为1/2;若此致病基因位于X、Y染色体的同源区段显性遗传病,Ⅱ-3为XAXa,和正常男性XaYa生出患病孩子的概率为1/2;B正确;
C、根据A分析可知,若该病为常染色体显性遗传病,Ⅰ-2、Ⅱ-2和Ⅲ-1的基因型可能都相同,C正确;
D、若该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ-1为aa,Ⅱ-2为Aa,再生一个男孩患病的概率为1/2。若此致病基因位于X、Y染色体的同源区段显性遗传病,Ⅱ-1为XaXa,Ⅱ-2为XaYA,再生一个男孩患病的概率为1,D错误。
故选D。
二、多选题
16. 科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,以EdU作为细胞DNA复制的标记,揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A. 对照组中也有衰老的细胞
B. 蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累
C. 据图可推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量上升
D. 含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛
【答案】C
【解析】
【分析】衰老的细胞主要具有以下特征:
(1)细胞内的水分减少,结果使细胞萎缩。体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。
(2)细胞内多种酶的活性降低。例如,由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老人的头发会变白。
(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
(4)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
【详解】A、从左图看出,对照组中SA-β-Gal含量不为0,而SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志,所以对照组中也有衰老的细胞,A正确;
B、从最右图看出,AP2A1基因过度表达组中p53蛋白含量明显比对照组多,所以可能蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累,B正确;
C、据图可知,衰老细胞中与衰老有关的蛋白质表达量增加,但不是各种蛋白质的表达量都会增加,C错误;
D、EdU作为细胞DNA复制的标记,细胞增殖过程中会发生DNA复制,所以含EdU标记的细胞所占比例越大,表明细胞增殖越旺盛,D正确。
故选C。
17. 图1为某种遗传病的家系图,图2为图1中家庭成员的DNA经限制酶处理后不同片段的电泳条带图(若只呈现一条带,说明只含有基因B或b),不考虑基因突变。下列说法不正确的是( )
A. 该病为隐性基因控制的遗传病
B. Ⅱ-2的患病基因一定来自于I-2
C. Ⅱ-1产生原因可能是I-2减数分裂发生了互换
D. Ⅱ-2与女性携带者婚配,子代女儿全部患病
【答案】CD
【解析】
【分析】本题考查遗传病类型的判别方式。
常染色体显性遗传病的特点:①男女患病概率相等; ②连续遗传;
常染色体隐性性遗传病的特点:①男女患病概率相等; ②隐性纯合发病,隔代遗传;
伴 X 显性遗传病的特点:①患者女性多于男性; ②连续遗传; ③男患者的母亲和女儿一定患病;
伴 X 隐性遗传病的特点:①患者男性多于女性; ②有隔代遗传、交叉遗传现象; ③女患者的父亲和儿子一定患病。
【详解】A、根据图1中Ⅰ-1和Ⅰ-2正常,Ⅱ-2患病,可知该病为隐性遗传病,A正确;
B、若该病为伴X染色体隐性遗传病Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型分别为XBY和XBXb,Ⅱ-2的基因型为XbY,Ⅱ-2的患病基因Xb一定来自于Ⅰ-2。若该病为常染色体隐性遗传病,Ⅰ-1的基因型为BB,Ⅱ-2的患病基因b一定来自于Ⅰ-2,B正确;
C、若该病为常染色体隐性遗传,Ⅱ-1的基因型为Bb,Ⅰ-2减数分裂是否发生互换不影响Ⅱ-1的基因型。若该病为伴X染色体隐性遗传病,则Ⅱ-1的基因型为XBXbY,是亲本发生染色体变异所致,互换不会出现这样的结果。C错误;
D、若该病为伴X染色体隐性遗传病,则子代女性XBXb不患病,若该病为常染色体隐性遗传病,则子代女性Bb不患病,D错误。
故选CD。
18. 玉米植株的B/b和D/d为两对等位基因且相关基因无致死现象。某基因型为BbDd的玉米植株产生的雌、雄配子的种类及其比例均为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,已知少数细胞发生了染色体互换。下列有关说法,正确的是( )
A. B和d位于同一条染色体上
B. B和D位于同一条染色体上
C. 用该玉米植株进行测交,可验证基因的自由组合定律
D. 该玉米植株自交,理论上后代中纯合子所占的比例为34%
【答案】AD
【解析】
【分析】据题意可知,某基因型为BbDd的玉米植株产生的雌雄配子的种类及其比例为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,不是1:1:1:1,说明两对等位基因位于一对同源染色体上,Bd和bD配子的比例较高,说明B和d位于一条染色体上,b和D位于另一条染色体上,出现BD和bd配子的原因是同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换的结果。
【详解】AB、基因型为BbDd的玉米植株产生的雌雄配子的种类及其比例为Bd:BD:bd:bD=4:1:1:4,不是1:1:1:1,说明两对等位基因位于一对同源染色体上,Bd和bD配子的比例较高,说明B和d位于一条染色体上,b和D位于另一条染色体上,出现BD和bd配子的原因是同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换的结果,基因b和基因D可能位于同源染色体的另一条染色体上,A正确,B错误;
C、由AB选项分析可知,B和d位于一条染色体上,b和D位于另一条染色体上,即两对等位基因连锁,用该玉米植株进行测交,不能验证基因的自由组合定律,C错误;
C、该玉米植株进行自交,纯合子的比例为4/10×4/10(BBdd)+1/10×1/10(BBDD)+1/10×1/10(bbdd)+4/10×4/10(bbDD)=34%,D正确。
故选AD。
19. 下图为某果蝇染色体上相关基因转录的过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 同一个DNA上不同基因的转录模板可能在DNA的不同链上
B. 图示过程与mRNA翻译过程碱基互补配对现象一致
C. 图中mRNA可直接与核糖体结合边转录边翻译以提高效率
D. 果蝇细胞中一个核糖体上可结合多个mRNA以提高翻译效率
【答案】BCD
【解析】
【详解】由图可知一个DNA上两条链均可以转录,不同基因的转录模板链可能不同,A正确;图示为转录过程,转录是DNA与RNA之间碱基互补配对,即C-G、G-C、A-U、T-A,翻译是RNA与RNA之间碱基互补配对,即C-G、G-C、A-U、U-A,不一致,B错误;果蝇是真核生物,转录发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中,因此不能边转录边翻译,C错误;一个核糖体只能结合在一条mRNA上,一个mRNA可以结合许多核糖体,D错误。
20. 鼠的灰色(A)对褐色(a)是一对相对性状,被甲基化修饰的基因不能表达。下列相关说法错误的是( )
A. DNA甲基化多数发生在碱基尿嘧啶上
B. 基因印记在亲代减数分裂过程中建立
C. 亲代雄鼠中的A基因来自其母方
D. 子代小鼠表现为灰色∶褐色=3∶1
【答案】AD
【解析】
【详解】A、尿嘧啶是RNA上的特有碱基,DNA上没有尿嘧啶,DNA甲基化多数发生在碱基胞嘧啶上,A错误;
B、由于是在雌配子和雄配子中印记重建,即基因印记均在亲代细胞减数分裂过程中建立,B正确;
C、由图中配子形成过程中印记发生的机制可知,在雌鼠形成配子时为去甲基化,在雄鼠形成配子时印记重建为甲基化,可以断定亲代雄鼠的A基因来自它的母方,C正确;
D、雌鼠产生的雌配子A、a基因均未被甲基化,而雄鼠产生的雄配子中A、a基因都不能表达,子代小鼠的表型及比例为灰色:褐色=1:1,D错误。
三、解答题
21. 某二倍体高等动物(2n=4)细胞内同源染色体对数变化如图1所示。该种动物某个体的基因型为AaBbEe,其体内某精原细胞的细胞分裂示意图如图2所示。
(1)图1中,cd段对应的细胞中含有____________个染色体组,基因的自由组合定律发生在____________段(填字母),hi段对应细胞中含有的染色体数目为____________。
(2)图2所示细胞的核DNA分子数为____________。从染色体变异的角度分析,图中所示的变异属于____________。若图2细胞在后续的分裂过程中只发生一次异常,生成一个基因组成为BBbE的精细胞,与该精细胞同时生成的其他3个精细胞的基因组成分别为____________。
(3)若图2所示细胞是由某个精原细胞(DNA均被放射性3H标记)在含1H的培养基中先经一次有丝分裂后再经减数分裂形成,那么图示细胞中含有放射性的染色单体数为____________。
【答案】(1) ①. 4##四 ②. fg ③. 2或4
(2) ①. 8##八 ②. 易位##染色体结构变异 ③. aE、Aae、Abe
(3)4##四
【解析】
【小问1详解】
分析题图可知,分裂1始终有同源染色体,且同源染色体对数加倍后又减少,说明分裂1为有丝分裂。该生物的染色体为2n=4,体细胞中含有2个染色体组,cd段则有4个染色体组。分裂2gh段染色体对数由n→0,说明分裂2为减数第一次分裂,基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期,对应fg段。hi段对应细胞中无同源染色体,为减数第二次分裂,若细胞处于减数分裂Ⅱ前、中期,细胞中含有2条染色体,若细胞处于减数分裂Ⅱ后期,细胞中含有4条染色体。
【小问2详解】
图2中细胞有4条染色体,8个DNA分子。细胞中发生了非同源染色体交换片段,属于染色体结构变异中的易位。由图可知,图2细胞为一个初级精母细胞,由于细胞中染色体发生了易位,结合题图可以知道该初级精母细胞经减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞的基因组成分别是aBBbEE、AAabee。若图2细胞在后续的分裂过程中只发生一次异常,生成一个基因组成为BBbE的精细胞,则分裂形成此精细胞的次级精母细胞的基因组成为aBBbEE,由该次级精母细胞分裂形成的另一个精细胞的基因组成为aE;另一个次级精母细胞AAabee产生的两个精子的基因组成为Aae、Abe。
【小问3详解】
DNA 复制为半保留复制。初始精原细胞 DNA 双链均被3H标记,置于含1H培养基,经有丝分裂间期复制后所有 DNA 均为3H/1H,有丝分裂结束产生的子精原细胞中 4 条染色体全部携带放射性。减数第一次分裂前的间期再复制,每条染色体的两个染色单体中,一条染色单体的 DNA 为3H/1H,另一条染色单体的DNA为1H/1H。图 2 为减 Ⅰ 后期细胞,共 4 条染色体,每条染色体仅 1 条染色单体有放射性,因此总共有放射性染色单体数 = 4。
22. 心肌细胞因高度分化而不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。请结合下图回答问题:
(1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是________。过程①需要的酶是________,原料是________。
(2)过程②中,模板的右侧是________(填“3'”或“5'”)端,最终合成的、、三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”或“不同”)。该过程除mRNA外,还需要tRNA的参与,其作用是________。
(3)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少________而被抑制,最终导致________合成减少甚至无法合成。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是___________________。
【答案】(1) ①. 脱氧核苷酸的排列顺序不同 ②. RNA聚合酶 ③. 四种核糖核苷酸
(2) ①. 3' ②. 相同 ③. 识别mRNA上的密码子并转运氨基酸
(3) ①. 模板(或mRNA) ②. ARC蛋白(或凋亡抑制因子)
(4)HRCR可竞争性结合miR-223,防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加,从而抑制心肌细胞的凋亡
【解析】
【小问1详解】
不同基因的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。过程①为转录,是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要的酶是RNA聚合酶,原料为四种核糖核苷酸。
【小问2详解】
过程②为翻译,翻译过程中核糖体沿着mRNA从5'端往3'端方向延伸,根据肽链的长短可知(肽链越长翻译越早),翻译的方向是从左往右,因此过程②中,模板的右侧是3′端;由于翻译的模板相同,因而过程②最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同;翻译过程中,tRNA的作用是识别mRNA上的密码子并转运氨基酸。
【小问3详解】
当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,进而抑制了基因ARC的表达,使过程②因缺少模板(mRNA)而被抑制,最终导致ARC蛋白(或凋亡抑制因子)合成减少甚至无法合成,从而无法抑制细胞凋亡,导致心力衰竭。
【小问4详解】
由图可知,HRCR可竞争性结合miR-223,防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加,从而抑制心肌细胞的凋亡,因此,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。
23. 玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。请分析回答下列有关遗传学问题:
(1)某玉米品种2号染色体上的基因S、s和M、m各控制一对相对性状,基因S在编码蛋白质时,控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图1所示。已知起始密码子为AUG或GUG。
①基因S发生转录时,作为模板链的是图1中的___________链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则该处对应的密码子将改变为____________。
②某基因型为SsMm的植株自花传粉,后代出现了4种表现型,在此过程中出现的变异的类型属___________,其原因是在减数分裂过程中发生了______________________。
(2)玉米的高秆易倒伏(H)对矮秆抗倒伏(h)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,两对基因分别位于两对同源染色体上。图2表示利用品种甲(HHRR)和乙(hhrr)通过三种育种方法(Ⅰ~Ⅲ)培育优良品种(hhRR)的过程。
①利用方法Ⅰ培育优良品种时,获得hR植株常用的方法为_______________________________,这种植株由于___________,因此需要用___________(填化学试剂名称)处理其幼苗使染色体数目加倍,获得纯合二倍体植株;该试剂的作用机理是____________________。图2所示的三种方法(Ⅰ~Ⅲ)中,最难获得优良品种(hhRR)的是方法___________,其原因是___________________________________________________。
②用方法Ⅱ培育优良品种时,先将基因型为HhRr的植株自交获得子代(F2),F2代植株中自交会发生性状分离的基因型共有____________种,这些植株在全部F2代中的比例为___________。
【答案】(1) ①. b ②. GUU ③. 基因重组 ④. 同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
(2) ①. 花药离体培养 ②. 长势弱小而且高度不育 ③. 秋水仙素 ④. 抑制纺锤体的形成 ⑤. Ⅲ ⑥. 基因突变频率很低而且是不定向的 ⑦. 5 ⑧. 3/4
【解析】
【小问1详解】
①起始密码子是AUG或GUG,故其对应的模板链碱基为TAC或CAC,由于b链中有TAC序列,因此b链为模板链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失,则DNA模板链此处的三个碱基为CAA,所以该处对应的密码子将改变为GUU。②已知S、s和M、m位于一对同源染色体上(2号染色体),所以SsMm的植株自花传粉,理论上应该产生两种表现型的后代,但是后代出现了4种表现型,这是同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换的结果,属于基因重组。
【小问2详解】
①利用方法Ⅰ培育优良品种时,hR属于单倍体植株,在农业生产上常用花药离体培养获得单倍体植株,由于该种植株长势弱小而且高度不育,因此需要用秋水仙素处理其幼苗使染色体数目加倍,获得纯合二倍体植株;秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成,最终导致细胞不能分裂成两个子细胞,从而使植物细胞的染色体数目加倍。方法Ⅲ是诱变育种,具有不定向性、多害性,且基因突变频率很低,很难获得优良品种hhRR。②HhRr的植株自交获得子代的基因型有3×3=9种,其中纯合子4种,杂合子5种,杂合子自交后代会发生性状分离,所以F2植株中自交会发生性状分离的基因型共有5种,这些植株在全部F2中的比例为12/16=3/4。
24. 某昆虫的性别决定类型为XY型。该昆虫的灰身对黑身为显性,由位于常染色体上的基因E/e控制;长翅对残翅为显性,由位于X染色体上的基因F/f控制。当灰身长翅雌性个体(EeXFXf)与灰身残翅雄性个体(EeXfY)杂交时,后代中灰身∶黑身=2∶1,长翅雌性∶残翅雌性∶长翅雄性∶残翅雄性=2∶1∶2∶1。回答下列有关问题:
(1)上述实验中分离比异常是由于某一性别特定基因型的配子致死导致,推测致死配子为______。若让子代中的黑身长翅雄性个体与亲本中的灰身长翅雌性个体回交,回交子代雌性个体中黑身长翅所占的比例为______。
(2)该昆虫的有刚毛和无刚毛受一对等位基因控制,但相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的(不考虑XY染色体同源区段)。研究人员用一只有刚毛雌性个体与一只无刚毛雄性个体杂交,子代中有刚毛雌性∶无刚毛雌性∶有刚毛雄性∶无刚毛雄性=1∶1∶1∶1,则无刚毛性状的遗传方式可能为______。为了进一步探究你的假设,以子代昆虫为材料进行一次杂交实验:
实验设计:选取多只表型为______的雄性个体和多只表型为______的雌性个体随机交配,观察子代的表型(只观察表型情况,不统计数量及比例)
预期结果及结论:________________________。
【答案】(1) ①. EXf的雌配子 ②. 2/3
(2) ①. 常染色体显性、常染色体隐性或伴X染色体隐性 ②. 有刚毛 ③. 有刚毛 ④. 若均为有刚毛,则无刚毛为常染色体显性;若为有刚毛:无刚毛=3:1,则无刚毛为常染色体隐性;若雌性均为有刚毛,雄性有刚毛:无刚毛=1:1,则无刚毛为伴X染色体隐性
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
分析题意,E/e和F/f独立遗传,遵循基因的自由组合定律,当灰身长翅雄性个体(EeXFXf)与灰身残翅雄性个体(EeXfY)杂交时,正常情况下 E_:ee=3:1,XFXf:XfXf:XFY:XfY=1:1:1:1,但实际上灰身:黑身=2:1,长翅雌性:残翅雌性:长翅雄性:残翅雄性=2:1:2:1,说明灰身和残翅存在致死现象,据此推测EXf的雌配子致死会导致上述杂交结果。若让子代中的黑身长翅雄性个体eeXFY与亲本中的灰身长翅雌性个体EeXFXf回交,由于母本产生的EXf的雌配子致死,则能参与受精的雌配子及比例为EXF:eXf:eXF=1:1:1,雄配子及比例为eXF:eY=1:1,则子代雌性个体中黑身长翅(eeXFX-)所占的比例为2/3。
【小问2详解】
研究人员用一只有刚毛雌性个体与一只无刚毛雄性个体杂交,子代中有刚毛雌性∶无刚毛雌性∶有刚毛雄性∶无刚毛雄性=1∶1∶1∶1,后代无论雌雄都是有刚毛:无刚毛=1:1,则无刚毛性状的遗传方式可能为可能是常染色体显性、常染色体隐性或伴X染色体隐性;为了进一步探究,可从子代中选取个体进行一次杂交实验,应选子代中的多只表型为有刚毛的雌雄个体杂交,观察并统计子二代的表型及比例,设相关基因是A、a,则若均为有刚毛,则无刚毛为常染色体显性(aa×aa→aa);若为有刚毛:无刚毛=3:1,则无刚毛为常染色体隐性(Aa×Aa→A-:aa=3:1);若雌性均为有刚毛,雄性有刚毛:无刚毛=1:1,则无刚毛为伴X染色体隐性(XAXa×XAY→XAXA、XAXa、XAY、XaY)。
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