精品解析:重庆市南开中学校2026-2027学年高三上学期11月阶段性检测生物学试题
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内容正文:
重庆南开中学高2027届高三年级质量检测(三)
生物试题
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列关于蓝细菌的叙述,错误的是( )
A. 无生物膜系统 B. 能以CO2为碳源
C. 可发生基因突变 D. 可进行无丝分裂
2. 下列关于黄豆的叙述,正确的是( )
A. 黄豆细胞中各种元素大多以离子的形式存在
B. 黄豆细胞与动物细胞共有的糖类有葡萄糖、核糖和脱氧核糖等
C. 在使用双缩脲试剂鉴定豆浆中蛋白质时,溶液颜色由无色变为紫色
D. 黄豆中含有较多的脂肪,其单体是甘油和脂肪酸
3. 2026年诺贝尔生理学或医学奖授予光遗传学领域的奠基性工作。光遗传学技术的核心是将来源于单细胞藻类的光门控离子通道蛋白(ChR2)表达于小鼠神经元表面,当受到蓝光照射时ChR2开启引起阳离子(如Na+、Ca2+、H+)跨膜流动,从而实现用蓝光精准控制神经活动。下列关于ChR2的叙述,正确的是( )
A. ChR2在转运阳离子时会与被转运的离子结合从而改变结构
B. 单细胞藻类中ChR2的作用可能是帮助藻类感知光照变化
C. ChR2能转运多种阳离子,因此不具有特异性
D. ChR2在神经元的合成与运输过程会导致高尔基体膜面积增大
4. 乳酸循环是人体的重要代谢。剧烈运动时,肌肉细胞产生大量的乳酸,通过血液进入肝脏细胞,经过一系列反应重新生成葡萄糖,葡萄糖再度被肌肉细胞摄取利用,具体过程如图。下列叙述正确的是( )
A. ①和④对应的两个化学反应是可逆反应
B. 血液中的、可以与进入血液的乳酸反应,维持酸碱平衡
C. ④过程不产生ATP,但可以产生NAD+,有利于③的进行
D. 肌肉细胞中的糖原也可以分解产生葡萄糖进入血液后被肝细胞摄取
5. 我国科学家最新研究发现,环磷酸腺苷(cAMP)通过激活PKA激酶,使Bora蛋白第59位丝氨酸磷酸化,进而招募AuroraA激酶激活Plk1,调控下游相关基因表达最终启动有丝分裂。若将Bora蛋白第59位氨基酸替换为丙氨酸,构建Bora-S59A(磷酸化缺陷型)突变体,则细胞有丝分裂起始时间将显著延迟。下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞有丝分裂起始时间指的是细胞开始进入分裂间期的时刻
B. Bora蛋白的磷酸化是一个吸能过程,和ATP的合成相联系
C. 丙氨酸的R基上可能没有能进行磷酸化修饰的基团
D. 若提高Bora-S59A突变体中cAMP浓度,可恢复正常的有丝分裂起始时间
6. 几丁质是一种在自然界含量丰富的多糖,图1、图2分别表示温度和pH对几丁质酶活性的影响。下列叙述正确的是( )
A. 进行图1实验时应将酶与几丁质先混合再保温
B. 进行图2实验时应该把温度设置为50℃左右
C. 不同温度下几丁质酶为几丁质的分解提供的活化能存在差异
D. 进行图1实验时可以用斐林试剂检测几丁质的分解情况
7. 泛素是一种小分子蛋白质,可以参与某些细胞自噬的过程,具体机制如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 溶酶体能合成多种水解酶,可降解受损的细胞器,从而维持细胞稳态
B. 长期进食障碍的病人,机体进行细胞自噬的速度可能加快
C. 如果泛素合成受阻,会导致错误折叠的蛋白质在细胞内积累
D. 溶酶体与自噬体的融合过程,需要膜上蛋白质的参与
8. 某动物的基因型是Aa,等位基因A和a分离的时期最不可能是( )
A. 有丝分裂的后期
B. 减数第一次分裂后期
C. 减数第二次分裂后期
D. 减数第一和二次分裂后期
9. V型发尖和平发尖由一对等位基因控制。某兴趣小组对此性状进行了调查研究,相关数据如表所示。下列说法错误的是( )
组号
被调查家庭数
父母表型
V型发尖子女
平发尖子女
一
28
均为V型发尖
21(性别不详)
7(男3女4)
二
41
有一方是V型发尖
33(全女)
17(全男)
A. 第一组中有些家庭的父母可能均为纯合子
B. 通过第一组和第二组均可判断V型发尖为显性性状
C. 通过已有数据可以确定V型发尖为常染色体遗传
D. 一对V型发尖父母的儿子为平发尖,他们的V型发尖女儿为纯合子的概率是1/3
10. 种子中的种皮是由珠被发育而成,和母本基因型一致。现有基因型分别为GG(种皮灰色)和gg(种皮白色)两个豌豆亲本杂交产生F1,再进行连续自交。已知G对g显性,则种皮灰色∶白色=5∶3的分离比将出现于( )
A. F2代每株植株所结种子
B. F2代所有植株所结种子
C. F3代每株植株所结种子
D. F3代所有植株所结种子
11. 科学家在研究斑马鱼的Capn3α基因功能时,发现一种遗传补偿现象:Capn3α基因正常表达时,斑马鱼肝脏发育为正常大小,如果降低该基因的表达量,会导致斑马鱼的肝脏变小;如果使该基因发生无义突变失去功能,斑马鱼的肝脏大小也正常。进一步研究发现,Capn3α基因在无义突变后,可以通过上调其同源基因的表达来弥补其功能,机制如下图所示,下列说法错误的是( )
A. 无义mRNA能作为模板指导Upf3a蛋白的合成
B. Capn3α基因与其同源基因序列可能有一定的相似性
C. 若欲使Capn3α基因的表达量降低,可使其启动子甲基化
D. 该遗传补偿现象是在转录的水平上调节同源基因的表达
12. 某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记,其中一对同源染色体上有基因A和a,现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂,产生四个细胞,分裂过程中无可遗传变异发生。下列有关四个细胞的叙述错误的有( )
A. 若每个细胞中均含4条染色体,则一定有一半细胞含有a基因
B. 若细胞中的每条核DNA均含15N,则每个细胞中均含8条染色体
C. 若每个细胞中均含8条染色体,则每个细胞中均含1个A基因和1个a基因
D. 若某个细胞中有3/4的核DNA含15N,则每个细胞均含8条染色体
13. 当细胞缺乏氨基酸时,某种RNA无法结合氨基酸(空载),空载的该种RNA与核糖体结合后引发RelA利用GDP和ATP合成ppGpp(如图甲)。ppGpp是细胞内的一种信号分子,可提高A类基因或降低B类基因的转录水平,也可直接影响翻译过程(如图乙)。下列叙述错误的是( )
A. 图甲中涉及3类RNA,缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA
B. 图乙中所示的mRNA左侧是5′端右侧是3′端
C. 可推测rRNA基因属于B类基因,氨基酸合成酶基因属于A类基因
D. ppGpp调节机制属于负反馈调节,能缓解氨基酸缺乏造成的影响
14. 华中农业大学在柑橘细胞工程领域进行了系统研究:酸橙耐低温但果质酸苦,甜橙果实品质优但冷敏感,研究发现,利用体细胞杂交得到的杂种植株生物量积累比双亲快速,根尖分生区比双亲长,且低温耐受性介于双亲之间,技术路线如下图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 图中制备好的酸橙叶肉原生质体的细胞液浓度低于或等于原酸橙叶肉细胞
B. 诱导植物原生质体融合的方法包括电融合法、PEG融合法和灭活病毒诱导法
C. 由杂种细胞得到杂种植株过程中需改变光照条件
D. 杂种植株的性状表现都是双亲中间型
15. 下图1为甲、乙两种单基因遗传病的系谱图。用某种限制酶对图1中部分个体的甲病相关基因切割后电泳,甲病相关基因的酶切位点及电泳结果如图2所示。乙病致病基因(位于细胞核)由于导致女性卵巢萎缩而发病,其基因频率为1/10,7号个体携带1个乙病致病基因,不考虑X、Y染色体的同源区段,下列描述错误的是( )
A. 据图推测甲病遗传方式为伴X染色体隐性遗传
B. 乙病的遗传方式可能多种,能排除的遗传方式是伴X显性遗传
C. 推测10号个体是患甲病男孩的概率是1/4
D. 推测10号个体患乙病的概率1/4或1/44
第Ⅱ卷(非选择题 共45分)
二、非选择题(共55分)
16. 光系统是指由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,包括光系统Ⅰ(PS Ⅰ)和光系统Ⅱ(PS Ⅱ),图1为光系统发生的反应示意图。D1蛋白是对PS Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白,强光会影响D1蛋白的功能,请回答下列问题:
(1)PS Ⅱ吸收的光能可用于水的光解,该过程产生的O2被同一细胞的线粒体利用至少需要跨________层生物膜,PS Ⅰ产生的NADPH的作用是________________。
(2)强光条件下,叶绿体内会生成大量自由基,使D1蛋白高度磷酸化,并形成D1蛋白交联聚合物。在正常光照条件下,植物可以通过多种酶把D1蛋白交联聚合物降解为未磷酸化的D1蛋白,聚合物的降解包含去磷酸化和交联聚合物解聚两个过程。已知用一定浓度氟化钠处理叶片可抑制去磷酸化。欲探究D1蛋白交联聚合物降解的先后顺序,利用生长状况相同的拟南芥叶片和氟化钠为材料设计实验,设计实验思路并写出预期结果。
实验思路:_______________________________________________________________________________。
结果预测:若________________,则先发生去磷酸化,再发生交联聚合物解聚。
(3)进一步研究发现,叶绿素酶(由CLH1和CLH2组成)能协助降解受损的D1,利于新合成的D1替代受损的D1,从而恢复PS Ⅱ的活性。研究人员选择拟南芥幼苗进行进一步的实验,测定其对高光的耐受性,结果如图2所示。根据结果分析,协助降解受损的D1的是________(填“CLH1”或“CLH2”),判断依据是__________________________________________________________。
17. 洋葱(2N=16)是高中生物学实验中常用的材料。某校生物兴趣小组围绕洋葱开展了系列探究实践活动。请回答下列问题:
(1)将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于4%的NaCl溶液中,图甲是显微镜视野观察到的现象,出现这种现象的原因:____________________________(答出两点)。图乙为某同学观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂看到的图像,在制作装片时解离这一步骤的目的是____________________________。
(2)图丙为某同学绘制的有丝分裂细胞中染色体、核DNA的数量关系柱形图。图乙细胞A的染色体数目是________,该细胞对应图丙中的________(填字母)时期。
(3)一个细胞周期可依次分为G1、S、G2、M四个阶段,其中S期为DNA复制期,M期为分裂期。常用标记有丝分裂百分率法(PLM)测定细胞周期时长:在洋葱细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H-TDR),短暂培养一段时间后更换正常培养液,使已处于S期的全部细胞中的DNA被3H标记,而其他时期的细胞则不带标记;不同时间取样做细胞放射自显影,找出正处于有丝分裂期的细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。相关结果如图丁所示,T3为________期时长,推测PLM在a处下降的原因是________________________。
18. 我国中科院的研究团队成功培育出世界上首例双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如下图所示,请分析回答:
(1)动物细胞培养基一般呈淡红色,某次培养过程中,通入细胞培养箱的气体为90%空气和10%的CO2,培养基迅速转化为黄色。推测使培养基呈现淡红色的物质的作用是__________________。
(2)要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚,在对卵母细胞进行去核时,常采用_____________(答出1点即可)等方法处理。重构胚形成后,需用物理或化学方法(如电刺激、_______、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活,重构胚通常需要发育到__________阶段才能进行胚胎移植。
(3)关于该技术,下列说法错误的是_______。
A. 获得孤雌小鼠和孤雄小鼠的培育方式都属于无性繁殖
B. 该技术实现了哺乳动物的同性繁殖,有利于种群进化
C. 精子游向具卵细胞细胞核特点的ahESC所需能量都来自线粒体
D. 早期胚胎发育过程中滋养层细胞沿透明带内壁扩展,将来发育成胎盘和胎膜的一部分
(4)ahESC与精子和去核卵母细胞融合后,不考虑致死情况,得到的融合细胞的性染色体组成可能是_________________。
19. 野生型纯合小麦成熟期叶片正常枯黄,该表型受位于非同源染色体上序列相同的两个基因A1、A2控制。M1、M2为两个纯合高产变异株,均在成熟期叶片绿色时间延长(持绿),分别由A1突变为a1、A2突变为a2所得。科学家将M1、M2杂交,得到F1,F1自交得到F2。上述基因某条单链部分序列如图所示。
(1)上述单链属于基因的________链。A1、A2、a1、a2________(填“是”或“不是”)一组等位基因,理由是________________________________________________________________。
(2)和野生型相比,a1、a2基因表达产物长度变化分别是________;在上述基因模板链转录过程中,RNA聚合酶移动的方向是________。
(3)若“\\”代表90个碱基,推测a2基因表达产物含________个氨基酸残基;F2全部个体中持绿的个体比例是________。
20. 二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验:在种子资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如下表。根据研究组的实验研究,回答下列问题:
杂交组合
F1表型
F2表型
甲×乙
不甜
1/4甜、3/4不甜
甲×丙
甜
3/4甜、1/4不甜
乙×丙
甜
13/16甜、3/16不甜
(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙的基因型分别为________;乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有种________。若用乙×丙中F2植株进行自交,F3中甜∶不甜比例为________。
(2)下图中,代谢途径①能解释上表中的杂交实验结果,除此以外还有代谢途径________。
(3)某兴趣小组为探究(2)中的两条途径哪条正确,做了如下实验设计:选取基因型为AABb的植株,先提供充足的不甜物质,一段时间后检测细胞中甜物质的含量变化。若细胞中甜物质大量增加,则为途径________;若细胞中甜物质含量几乎不变(或略有下降),则为另一途径。
(4)某同学认为(3)实验中,即使细胞中甜物质大量增加,也不能完全证明该途径。需选择________(基因型)的植株重复(3)的实验操作,若细胞中甜物质________,结合(3)实验结果,可以完全证明该途径中的所有路线。
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重庆南开中学高2027届高三年级质量检测(三)
生物试题
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列关于蓝细菌的叙述,错误的是( )
A. 无生物膜系统 B. 能以CO2为碳源
C. 可发生基因突变 D. 可进行无丝分裂
【答案】D
【解析】
【详解】A、生物膜系统是由细胞膜、核膜和具膜细胞器的膜共同构成的,蓝细菌属于原核生物,无核膜,也没有具膜的细胞器,因此不存在生物膜系统,A正确;
B、蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,可进行光合作用,属于自养型生物,能够以CO2为碳源合成有机物,B正确;
C、基因突变具有普遍性,是所有生物都可发生的变异类型,蓝细菌的遗传物质是DNA,在细胞增殖过程中DNA复制时可能发生基因突变,C正确;
D、无丝分裂是真核细胞的分裂方式之一,蓝细菌属于原核生物,其分裂方式为二分裂,不能进行无丝分裂,D错误。
2. 下列关于黄豆的叙述,正确的是( )
A. 黄豆细胞中各种元素大多以离子的形式存在
B. 黄豆细胞与动物细胞共有的糖类有葡萄糖、核糖和脱氧核糖等
C. 在使用双缩脲试剂鉴定豆浆中蛋白质时,溶液颜色由无色变为紫色
D. 黄豆中含有较多的脂肪,其单体是甘油和脂肪酸
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞中的各种元素大多以化合物的形式存在,无机盐才主要以离子形式存在,A错误;
B、葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质,核糖是RNA的组成成分、脱氧核糖是DNA的组成成分,这三类糖类在黄豆(植物)细胞和动物细胞中普遍存在,属于共有的糖类,B正确;
C、双缩脲试剂本身因含有铜离子呈浅蓝色,鉴定蛋白质时溶液是从浅蓝色变为紫色,并非从无色开始变色,C错误;
D、脂肪不属于生物大分子,不存在“单体”这一结构层次,脂肪仅由甘油和脂肪酸组成,D错误。
3. 2026年诺贝尔生理学或医学奖授予光遗传学领域的奠基性工作。光遗传学技术的核心是将来源于单细胞藻类的光门控离子通道蛋白(ChR2)表达于小鼠神经元表面,当受到蓝光照射时ChR2开启引起阳离子(如Na+、Ca2+、H+)跨膜流动,从而实现用蓝光精准控制神经活动。下列关于ChR2的叙述,正确的是( )
A. ChR2在转运阳离子时会与被转运的离子结合从而改变结构
B. 单细胞藻类中ChR2的作用可能是帮助藻类感知光照变化
C. ChR2能转运多种阳离子,因此不具有特异性
D. ChR2在神经元的合成与运输过程会导致高尔基体膜面积增大
【答案】B
【解析】
【详解】A、ChR2属于离子通道蛋白,离子通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合,“与被转运物质结合、发生构象改变”是载体蛋白的转运特点,A错误;
B、ChR2是受光照调控开放的离子通道蛋白,可在光照刺激下引发离子跨膜流动,对于无复杂神经系统的单细胞藻类而言,该蛋白可帮助其感知光照变化,完成趋光等生命活动,B正确;
C、通道蛋白的特异性是指其只允许与自身通道的直径、形状、电荷特性相适配的物质通过,ChR2仅允许特定阳离子通过,不允许阴离子等其他物质随意通过,仍具有特异性,C错误;
D、ChR2是细胞膜上的膜蛋白,其合成与运输过程中,内质网形成的囊泡与高尔基体融合会使高尔基体膜面积暂时增加,之后高尔基体形成的囊泡将蛋白运输至细胞膜,高尔基体膜面积又相应减少,整体膜面积基本保持稳定,不会出现膜面积增大的情况,D错误。
4. 乳酸循环是人体的重要代谢。剧烈运动时,肌肉细胞产生大量的乳酸,通过血液进入肝脏细胞,经过一系列反应重新生成葡萄糖,葡萄糖再度被肌肉细胞摄取利用,具体过程如图。下列叙述正确的是( )
A. ①和④对应的两个化学反应是可逆反应
B. 血液中的、可以与进入血液的乳酸反应,维持酸碱平衡
C. ④过程不产生ATP,但可以产生NAD+,有利于③的进行
D. 肌肉细胞中的糖原也可以分解产生葡萄糖进入血液后被肝细胞摄取
【答案】C
【解析】
【详解】A、可逆反应的定义是同一条件下正、逆反应可同时进行,①是肝细胞内乳酸生成丙酮酸的反应,④是肌细胞内丙酮酸生成乳酸的反应,两个反应发生在不同细胞中,反应的底物浓度、辅酶环境等条件均不同,不属于可逆反应,A错误;
B、进入血液的乳酸为酸性物质,可与血液中碱性缓冲成分HCO3-、HPO42-反应以维持pH稳定;H2PO4-属于酸性缓冲成分,仅能与碱性物质反应,无法和酸性的乳酸发生反应,B错误;
C、④是肌细胞内丙酮酸生成乳酸的无氧呼吸第二阶段,该过程不产生ATP;反应中NADH被氧化生成NAD+,而③糖酵解过程需要NAD+作为辅酶参与反应,因此生成的NAD+可保障③过程持续进行,C正确;
D、肌肉细胞中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,肌糖原分解产生的葡萄糖-6-磷酸无法转化为葡萄糖释放进入血液,D错误。
5. 我国科学家最新研究发现,环磷酸腺苷(cAMP)通过激活PKA激酶,使Bora蛋白第59位丝氨酸磷酸化,进而招募AuroraA激酶激活Plk1,调控下游相关基因表达最终启动有丝分裂。若将Bora蛋白第59位氨基酸替换为丙氨酸,构建Bora-S59A(磷酸化缺陷型)突变体,则细胞有丝分裂起始时间将显著延迟。下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞有丝分裂起始时间指的是细胞开始进入分裂间期的时刻
B. Bora蛋白的磷酸化是一个吸能过程,和ATP的合成相联系
C. 丙氨酸的R基上可能没有能进行磷酸化修饰的基团
D. 若提高Bora-S59A突变体中cAMP浓度,可恢复正常的有丝分裂起始时间
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞周期中分裂间期是为有丝分裂进行物质准备的阶段,有丝分裂起始指细胞进入分裂期的时刻,并非进入分裂间期的时刻,A错误;
B、Bora蛋白的磷酸化属于吸能过程,吸能反应与ATP的水解相联系,而非ATP的合成,B错误;
C、Bora-S59A是磷酸化缺陷型突变体,说明替换后的丙氨酸的R基上不存在可进行磷酸化修饰的基团,无法完成该位点的磷酸化过程,C正确;
D、cAMP的作用是通过激活PKA激酶,介导Bora蛋白第59位丝氨酸的磷酸化;Bora-S59A突变体的该位点已替换为无法磷酸化的丙氨酸,即使提高cAMP浓度,也无法完成该位点的磷酸化,不能恢复正常的有丝分裂起始时间,D错误。
6. 几丁质是一种在自然界含量丰富的多糖,图1、图2分别表示温度和pH对几丁质酶活性的影响。下列叙述正确的是( )
A. 进行图1实验时应将酶与几丁质先混合再保温
B. 进行图2实验时应该把温度设置为50℃左右
C. 不同温度下几丁质酶为几丁质的分解提供的活化能存在差异
D. 进行图1实验时可以用斐林试剂检测几丁质的分解情况
【答案】B
【解析】
【详解】A、探究温度对酶活性的影响时,若先将酶与几丁质混合再保温,在达到预设温度前酶就会与底物发生反应,干扰实验结果,正确操作应先将酶和底物分别在预设温度下保温后再混合,A错误;
B、图2是探究pH对几丁质酶活性的实验,温度属于无关变量,需保持相同且适宜,由图1可知该酶的最适温度约为50℃,因此实验时应将温度设置为50℃左右,排除温度对实验结果的干扰,B正确;
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,而非为化学反应提供活化能,C错误;
D、斐林试剂检测还原糖时需要50~65℃水浴加热,该操作会改变图1实验中各组预设的温度条件,使低温组的酶在加热过程中继续催化反应,无法准确反映不同预设温度下的酶活性,因此不能用斐林试剂检测几丁质的分解情况,D错误。
7. 泛素是一种小分子蛋白质,可以参与某些细胞自噬的过程,具体机制如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 溶酶体能合成多种水解酶,可降解受损的细胞器,从而维持细胞稳态
B. 长期进食障碍的病人,机体进行细胞自噬的速度可能加快
C. 如果泛素合成受阻,会导致错误折叠的蛋白质在细胞内积累
D. 溶酶体与自噬体的融合过程,需要膜上蛋白质的参与
【答案】A
【解析】
【详解】A、溶酶体内部的多种水解酶本质为蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,溶酶体仅储存水解酶,无法合成水解酶,其可通过降解受损细胞器维持细胞稳态,A错误;
B、长期进食障碍的病人,机体营养摄入不足,细胞可通过加快细胞自噬,分解自身非必需的物质和结构,为细胞代谢提供所需的物质与能量,因此细胞自噬速度可能加快,B正确;
C、由题图可知,错误折叠的蛋白质需要结合泛素,才能被自噬受体识别并包裹进入自噬体,最终被溶酶体降解;若泛素合成受阻,错误折叠的蛋白质无法被识别清除,会在细胞内积累,C正确;
D、溶酶体与自噬体的膜融合过程依赖膜间的识别作用,该过程需要膜上蛋白质的参与,D正确。
8. 某动物的基因型是Aa,等位基因A和a分离的时期最不可能是( )
A. 有丝分裂的后期
B. 减数第一次分裂后期
C. 减数第二次分裂后期
D. 减数第一和二次分裂后期
【答案】A
【解析】
【详解】A、正常有丝分裂过程中,间期染色体复制后,每条染色体的两条姐妹染色单体携带的基因完全相同,后期着丝粒分裂,不会发生A和a的分离。只有当间期发生极低频率的基因突变,导致姐妹染色单体上出现等位基因时,才可能在有丝分裂后期发生A和a的分离,该情况发生概率极低,是最不可能的,A符合题意;
B、减数第一次分裂后期,同源染色体发生分离,位于同源染色体上的等位基因A和a会随同源染色体的分开而分离,是正常减数分裂过程中必然发生的,B不符合题意;
C、若减数分裂过程中,四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换(属于正常的基因重组类型),或减数分裂间期发生基因突变,会导致次级性母细胞内的姐妹染色单体上出现等位基因A和a;减数第二次分裂后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离,就会发生A和a的分离,C不符合题意;
D.当减数分裂过程中发生交叉互换时,减数第一次分裂后期会随同源染色体分离发生一次A和a的分离,同时由于姐妹染色单体上存在等位基因,减数第二次分裂后期着丝点分裂时会再次发生A和a的分离,因此两个时期都可发生A和a的分离,D不符合题意。
9. V型发尖和平发尖由一对等位基因控制。某兴趣小组对此性状进行了调查研究,相关数据如表所示。下列说法错误的是( )
组号
被调查家庭数
父母表型
V型发尖子女
平发尖子女
一
28
均为V型发尖
21(性别不详)
7(男3女4)
二
41
有一方是V型发尖
33(全女)
17(全男)
A. 第一组中有些家庭的父母可能均为纯合子
B. 通过第一组和第二组均可判断V型发尖为显性性状
C. 通过已有数据可以确定V型发尖为常染色体遗传
D. 一对V型发尖父母的儿子为平发尖,他们的V型发尖女儿为纯合子的概率是1/3
【答案】B
【解析】
【详解】AC、第一组中父母均为V型发尖,却生育了平发尖子女,说明V型发尖为显性性状,且子女中有女性为平发尖可判断相关基因位于常染色体上(如果位于X染色体上父亲为V型发尖,女儿也一定为V型发尖)。28个被调查家庭中,部分家庭父母为杂合子(如Aa×Aa),可生育隐性纯合的平发尖子女;其余家庭父母为显性纯合子(如AA×AA、AA×Aa),子女全为V型发尖,因此确实存在父母均为纯合子的家庭,AC正确;
B、第二组中父母有一方是V型发尖一方为平发尖,子女既有V型发尖也有平发尖,无法判断显隐性关系,B错误;
D、假设相关基因为A/a,V型发尖父母生育了平发尖儿子(aa),说明父母双方均为杂合子(Aa),其V型发尖女儿的基因型及比例为AA:Aa=1:2,即纯合子AA的概率为1/3,D正确。
10. 种子中的种皮是由珠被发育而成,和母本基因型一致。现有基因型分别为GG(种皮灰色)和gg(种皮白色)两个豌豆亲本杂交产生F1,再进行连续自交。已知G对g显性,则种皮灰色∶白色=5∶3的分离比将出现于( )
A. F2代每株植株所结种子
B. F2代所有植株所结种子
C. F3代每株植株所结种子
D. F3代所有植株所结种子
【答案】D
【解析】
【详解】A、种皮由母本珠被发育而来,基因型与结种母本一致,F2代每株植株的基因型固定,同一植株上所结种子的种皮表型完全相同(GG、Gg植株结灰种皮种子,gg植株结白种皮种子),A错误;
B、F2代植株的基因型及比例为GG:Gg:gg=1:2:1,其所结种子的种皮表型与植株一致,灰色种皮占比为1/4+2/4=3/4,白色种皮占比为1/4,分离比为3:1,B错误;
C、F3代每株植株的基因型固定,同一植株上所结种子的种皮表型完全一致,C错误;
D、F2代植株自交产生的F3代植株的基因型及比例为:GG占3/8、Gg占1/4、gg占3/8(计算过程:1/4GG自交全为GG,2/4Gg自交产生1/8GG、2/8Gg、1/8gg,1/4gg自交全为gg,累加得上述比例)。F3代所有植株所结种子的种皮基因型与F3植株一致,因此灰色种皮(GG、Gg)占比为3/8+1/4=5/8,白色种皮(gg)占比为3/8,分离比为5:3,D正确。
11. 科学家在研究斑马鱼的Capn3α基因功能时,发现一种遗传补偿现象:Capn3α基因正常表达时,斑马鱼肝脏发育为正常大小,如果降低该基因的表达量,会导致斑马鱼的肝脏变小;如果使该基因发生无义突变失去功能,斑马鱼的肝脏大小也正常。进一步研究发现,Capn3α基因在无义突变后,可以通过上调其同源基因的表达来弥补其功能,机制如下图所示,下列说法错误的是( )
A. 无义mRNA能作为模板指导Upf3a蛋白的合成
B. Capn3α基因与其同源基因序列可能有一定的相似性
C. 若欲使Capn3α基因的表达量降低,可使其启动子甲基化
D. 该遗传补偿现象是在转录的水平上调节同源基因的表达
【答案】A
【解析】
【详解】A、无义mRNA是Capn3α基因发生无义突变后的转录产物,携带的是Capn3α基因的遗传信息,且因存在提前终止密码无法翻译出完整的Capn3α蛋白;Upf3a蛋白是细胞内原本存在的、可识别结合无义mRNA的功能蛋白,并非以无义mRNA为模板翻译合成,A错误;
B、同源基因是起源相同、序列具有一定相似性的基因,能够补偿Capn3α的功能,说明二者序列存在相似性、功能相近,B正确;
C、启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,启动子甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子的结合,抑制基因的转录过程,从而降低Capn3α基因的表达量,C正确;
D、由图可知,该补偿机制通过改变同源基因的甲基化程度,调控同源基因的转录过程,使同源基因转录产生更多的mRNA实现功能补偿,属于转录水平的表达调节,D正确。
12. 某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记,其中一对同源染色体上有基因A和a,现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂,产生四个细胞,分裂过程中无可遗传变异发生。下列有关四个细胞的叙述错误的有( )
A. 若每个细胞中均含4条染色体,则一定有一半细胞含有a基因
B. 若细胞中的每条核DNA均含15N,则每个细胞中均含8条染色体
C. 若每个细胞中均含8条染色体,则每个细胞中均含1个A基因和1个a基因
D. 若某个细胞中有3/4的核DNA含15N,则每个细胞均含8条染色体
【答案】B
【解析】
【详解】A、若四个子细胞中均含4条染色体(染色体数目是体细胞的一半),则说明精原细胞进行的减数分裂,等位基因会发生分离,形成4个精细胞两两相同,故有一半子细胞含有a基因,A正确;
B、若四个子细胞中的核DNA均含15N,说明DNA只复制一次,则精原细胞进行的是减数分裂,产生的四个子细胞为精细胞,染色体数目是体细胞的一半,因此每个子细胞均含4条染色体,B错误;
C、若四个子细胞中均含8条染色体(染色体数目与体细胞相同),则精原细胞进行的是有丝分裂,子细胞的基因型与体细胞相同,则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因,C正确;
D、若某个细胞中有3/4的核DNA含15N,说明DNA进行了两次复制,则每个细胞均含8条染色体,D正确。
13. 当细胞缺乏氨基酸时,某种RNA无法结合氨基酸(空载),空载的该种RNA与核糖体结合后引发RelA利用GDP和ATP合成ppGpp(如图甲)。ppGpp是细胞内的一种信号分子,可提高A类基因或降低B类基因的转录水平,也可直接影响翻译过程(如图乙)。下列叙述错误的是( )
A. 图甲中涉及3类RNA,缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA
B. 图乙中所示的mRNA左侧是5′端右侧是3′端
C. 可推测rRNA基因属于B类基因,氨基酸合成酶基因属于A类基因
D. ppGpp调节机制属于负反馈调节,能缓解氨基酸缺乏造成的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、图甲的翻译过程共涉及3类RNA:作为翻译模板的mRNA、组成核糖体的rRNA、转运氨基酸的tRNA;tRNA的核心功能是结合并转运氨基酸,缺乏氨基酸时无法结合氨基酸的空载RNA即为tRNA,A正确;
B、翻译过程中,核糖体沿mRNA从5′端向3′端移动,核糖体上的多肽链越长,说明翻译进行的时间越久,位置越靠近mRNA的3′端。图乙中左侧核糖体的多肽链更长,说明左侧核糖体更靠近3′端,右侧核糖体更靠近5′端,因此mRNA的右侧是5′端、左侧是3′端,B错误;
C、根据题干,ppGpp可提高A类基因转录水平、降低B类基因转录水平。氨基酸缺乏时,细胞需要减少核糖体的合成以降低翻译过程对氨基酸的消耗,而rRNA是核糖体的核心组成成分,因此rRNA基因的转录会被ppGpp抑制,属于B类基因;同时细胞需要提高氨基酸合成酶的含量以增加氨基酸供应,因此氨基酸合成酶基因的转录会被ppGpp促进,属于A类基因,C正确;
D、氨基酸缺乏时诱导产生的ppGpp,一方面通过抑制翻译过程、降低rRNA基因转录来减少氨基酸的消耗,另一方面通过提高氨基酸合成酶基因的转录来增加氨基酸的合成,最终缓解氨基酸缺乏的影响,该调节过程使细胞内氨基酸水平维持相对稳定,属于负反馈调节,D正确。
14. 华中农业大学在柑橘细胞工程领域进行了系统研究:酸橙耐低温但果质酸苦,甜橙果实品质优但冷敏感,研究发现,利用体细胞杂交得到的杂种植株生物量积累比双亲快速,根尖分生区比双亲长,且低温耐受性介于双亲之间,技术路线如下图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 图中制备好的酸橙叶肉原生质体的细胞液浓度低于或等于原酸橙叶肉细胞
B. 诱导植物原生质体融合的方法包括电融合法、PEG融合法和灭活病毒诱导法
C. 由杂种细胞得到杂种植株过程中需改变光照条件
D. 杂种植株的性状表现都是双亲中间型
【答案】C
【解析】
【详解】A、制备原生质体时,酶解液为等渗或略高渗溶液,目的是避免去除细胞壁后的原生质体吸水涨破,叶肉细胞在酶解过程中会失水,因此制备得到的原生质体的细胞液浓度高于或等于原酸橙叶肉细胞,A错误;
B、灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导方法,植物原生质体融合的诱导方法包括电融合法、PEG融合法等,不包含灭活病毒诱导法,B错误;
C、由杂种细胞经植物组织培养得到杂种植株的过程中,脱分化形成愈伤组织阶段需要避光培养,避免光照诱导细胞分化、引发褐化影响愈伤组织生长;再分化形成胚状体、发育为完整植株的阶段需要光照,以促进叶绿体合成、支持光合作用,因此过程中需要改变光照条件,C正确;
D、根据题干信息,杂种植株的生物量积累速率、根尖长度均超过双亲,并非所有性状都表现为双亲的中间型,D错误。
15. 下图1为甲、乙两种单基因遗传病的系谱图。用某种限制酶对图1中部分个体的甲病相关基因切割后电泳,甲病相关基因的酶切位点及电泳结果如图2所示。乙病致病基因(位于细胞核)由于导致女性卵巢萎缩而发病,其基因频率为1/10,7号个体携带1个乙病致病基因,不考虑X、Y染色体的同源区段,下列描述错误的是( )
A. 据图推测甲病遗传方式为伴X染色体隐性遗传
B. 乙病的遗传方式可能多种,能排除的遗传方式是伴X显性遗传
C. 推测10号个体是患甲病男孩的概率是1/4
D. 推测10号个体患乙病的概率1/4或1/44
【答案】D
【解析】
【详解】A、分析图2可知,5号个体患有甲病,由电泳结果可知致病基因被酶切后,会得到0.4kb、0.6kb、0.8kb这三个片段;致病基因和正常基因碱基总数一样,可推出 正常基因被酶切后,会得到1.2kb和0.6kb两个片段;电泳条带可知,1号个体只含有1.2和0.6两条带,只含正常基因,2号个体含有正常基因,也含致病基因,5号个体来自他的母亲,故甲病为伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、乙病致病基因只会让女性患病,8号患病、9号不患病,常隐和X隐均可能。常显致病时,3号男性可为杂合子不患病,8号获得致病基因患病,9号隐性纯合不患病。X显性致病时,亲代致病基因只能在3号上,8、9号均会同时患病。因此可排除的遗传方式是伴X显性遗传,B正确;
C、已知甲病为伴X染色体隐性遗传,假定相关基因为A、a,结合图2可知,Ⅱ-6为杂合子,基因型为XAXa,Ⅱ-7表型正常,基因型为XAY,因此推测10号个体是患甲病男孩的概率是1/4,C正确;
D、假定相关基因为B、b,若该病为常染色体隐性遗传,7号个体携带1个乙病致病基因,Ⅱ-7基因型为Bb,乙病致病基因(位于细胞核)由于导致女性卵巢萎缩而发病,其基因频率为1/10,用基因频率求解,BB=81/100,bb=1/100,Bb=18/100,Ⅱ-6表型正常,是Bb的概率为18÷(18+81)=2/11,因此Ⅲ-10为bb的概率为2/11×1/4=1/22,若为男性则不患乙病,因此推测10号个体患乙病的概率1/44;若该病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ-7基因型为XbY,Ⅱ-6基因型为XBXb的概率为2/11,推测10号个体患乙病的概率1/4×2/11=1/22;若为常染色体显性遗传,则Ⅱ-6基因型为bb,父亲基因型为Bb,因此10号个体为Bb的概率为1/2,男性不患病,因此推测10号个体患乙病的概率1/4,综合分析,推测10号个体患乙病的概率1/4或1/44或1/22,D错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共45分)
二、非选择题(共55分)
16. 光系统是指由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,包括光系统Ⅰ(PS Ⅰ)和光系统Ⅱ(PS Ⅱ),图1为光系统发生的反应示意图。D1蛋白是对PS Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白,强光会影响D1蛋白的功能,请回答下列问题:
(1)PS Ⅱ吸收的光能可用于水的光解,该过程产生的O2被同一细胞的线粒体利用至少需要跨________层生物膜,PS Ⅰ产生的NADPH的作用是________________。
(2)强光条件下,叶绿体内会生成大量自由基,使D1蛋白高度磷酸化,并形成D1蛋白交联聚合物。在正常光照条件下,植物可以通过多种酶把D1蛋白交联聚合物降解为未磷酸化的D1蛋白,聚合物的降解包含去磷酸化和交联聚合物解聚两个过程。已知用一定浓度氟化钠处理叶片可抑制去磷酸化。欲探究D1蛋白交联聚合物降解的先后顺序,利用生长状况相同的拟南芥叶片和氟化钠为材料设计实验,设计实验思路并写出预期结果。
实验思路:_______________________________________________________________________________。
结果预测:若________________,则先发生去磷酸化,再发生交联聚合物解聚。
(3)进一步研究发现,叶绿素酶(由CLH1和CLH2组成)能协助降解受损的D1,利于新合成的D1替代受损的D1,从而恢复PS Ⅱ的活性。研究人员选择拟南芥幼苗进行进一步的实验,测定其对高光的耐受性,结果如图2所示。根据结果分析,协助降解受损的D1的是________(填“CLH1”或“CLH2”),判断依据是__________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 5 ②. 为暗反应中C3的还原提供还原剂和能量
(2) ①. 将生长状况相同的拟南芥叶片均分为A、B两组,先在强光下处理一段时间,然后A组不做处理,B组用一定浓度氟化钠处理后两组都恢复正常光照。一段时间后,检测两组叶片中D1蛋白交联聚合物的含量 ②. A组D1蛋白交联聚合物含量少于B组
(3) ①. CLH1 ②. 缺失CLH1的clh1组和clh1/clh2组对高光的耐受性显著低于野生型,缺失CLH2的clh2组对高光的耐受性与野生型无差异
【解析】
【小问1详解】
水光解形成氧气的过程发生在类囊体腔内,氧气经过类囊体腔、叶绿体内膜和外膜共三层膜,再通过线粒体外膜和内膜(共2层膜)最终用于需氧呼吸,因此该过程产生的O2被同一细胞的线粒体利用至少需要跨3+2=5层生物膜。PS Ⅰ产生的NADPH的作用是为暗反应中C3的还原提供还原剂和能量。
【小问2详解】
本实验的目的是探究D1蛋白交联聚合物降解的先后顺序,已知在正常光照条件下,植物可以通过多种酶把D1蛋白交联聚合物降解为未磷酸化的D1蛋白,聚合物的降解包含去磷酸化和交联聚合物解聚两个过程。因此实验思路是将生长状况相同的拟南芥叶片均分为A、B两组,先在强光下处理一段时间,然后A组不做处理,B组用一定浓度氟化钠处理后两组都恢复正常光照。一段时间后,检测两组叶片中D1蛋白交联聚合物的含量。已知用一定浓度氟化钠处理叶片可抑制去磷酸化。若先去磷酸化,B组用一定浓度氟化钠处理后去磷酸化受抑制,则D1蛋白交联聚合物降解受抑制,即A组D1蛋白交联聚合物含量少于B组。
【小问3详解】
结合图示柱形图分析,缺失CLH1的clh1组和clh1/clh2组对高光的耐受性显著低于野生型,缺失CLH2的clh2组对高光的耐受性与野生型无差异,由此可知协助降解受损的D1的是CLH1。
17. 洋葱(2N=16)是高中生物学实验中常用的材料。某校生物兴趣小组围绕洋葱开展了系列探究实践活动。请回答下列问题:
(1)将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于4%的NaCl溶液中,图甲是显微镜视野观察到的现象,出现这种现象的原因:____________________________(答出两点)。图乙为某同学观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂看到的图像,在制作装片时解离这一步骤的目的是____________________________。
(2)图丙为某同学绘制的有丝分裂细胞中染色体、核DNA的数量关系柱形图。图乙细胞A的染色体数目是________,该细胞对应图丙中的________(填字母)时期。
(3)一个细胞周期可依次分为G1、S、G2、M四个阶段,其中S期为DNA复制期,M期为分裂期。常用标记有丝分裂百分率法(PLM)测定细胞周期时长:在洋葱细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H-TDR),短暂培养一段时间后更换正常培养液,使已处于S期的全部细胞中的DNA被3H标记,而其他时期的细胞则不带标记;不同时间取样做细胞放射自显影,找出正处于有丝分裂期的细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。相关结果如图丁所示,T3为________期时长,推测PLM在a处下降的原因是________________________。
【答案】(1) ①. 细胞液浓度小于外界溶液浓度、细胞壁的收缩性小于原生质层 ②. 使组织中的细胞相互分离开
(2) ①. 32 ②. a
(3) ①. S+G2 ②. 不再有新的带3H标记的细胞进入分裂期,原有带标记的细胞逐渐离开分裂期,导致带标记的分裂期细胞占比下降
【解析】
【小问1详解】
将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于4%的NaCl溶液中,图甲是显微镜视野观察到的现象,此时细胞处于质壁分离状态,发生这种现象的原因是细胞液浓度小于外界溶液浓度,且细胞壁的收缩性小于原生质层。图乙为某同学观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂看到的图像,在制作装片时解离这一步骤的目的是使组织中的细胞相互分离开,为后续装片的制作做准备。
【小问2详解】
图丙为某同学绘制的有丝分裂细胞中染色体、核DNA的数量关系柱形图。图乙细胞A处于有丝分裂后期,其中染色体数目暂时加倍,其中染色体数目是32,该细胞对应图丙中的a时期,即此时细胞中的染色体数目和核DNA数目均为32。
【小问3详解】
一个细胞周期可依次分为G1、S、G2、M四个阶段,其中S期为DNA复制期,M期为分裂期。常用标记有丝分裂百分率法(PLM)测定细胞周期时长:在洋葱细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H-TDR),短暂培养一段时间后更换正常培养液,使已处于S期的全部细胞中的DNA被3H标记,而其他时期的细胞则不带标记;不同时间取样做细胞放射自显影,找出正处于有丝分裂期的细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。相关结果如图丁所示,根据3H-TDR标记的原理,T1是G2期时长(从标记结束到第一个标记的M期细胞出现的时间),T2是M期时长(所有标记细胞都处于M期的平台期),因此T3是从标记结束到最后一个带标记细胞进入分裂期的总时长,即S+G2的总时长;a段下降是不再有新的带3H标记的细胞进入分裂期,原有带标记的细胞逐渐离开分裂期,导致带标记的分裂期细胞占比下降。
18. 我国中科院的研究团队成功培育出世界上首例双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如下图所示,请分析回答:
(1)动物细胞培养基一般呈淡红色,某次培养过程中,通入细胞培养箱的气体为90%空气和10%的CO2,培养基迅速转化为黄色。推测使培养基呈现淡红色的物质的作用是__________________。
(2)要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚,在对卵母细胞进行去核时,常采用_____________(答出1点即可)等方法处理。重构胚形成后,需用物理或化学方法(如电刺激、_______、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活,重构胚通常需要发育到__________阶段才能进行胚胎移植。
(3)关于该技术,下列说法错误的是_______。
A. 获得孤雌小鼠和孤雄小鼠的培育方式都属于无性繁殖
B. 该技术实现了哺乳动物的同性繁殖,有利于种群进化
C. 精子游向具卵细胞细胞核特点的ahESC所需能量都来自线粒体
D. 早期胚胎发育过程中滋养层细胞沿透明带内壁扩展,将来发育成胎盘和胎膜的一部分
(4)ahESC与精子和去核卵母细胞融合后,不考虑致死情况,得到的融合细胞的性染色体组成可能是_________________。
【答案】(1)作为pH指示剂,通过观察培养基颜色变化判断细胞的代谢活性和培养密度
(2) ①. 显微操作/梯度离心/紫外线短时间照射/化学物质处理 ②. Ca2+载体 ③. 桑葚胚/囊胚 (3)ABC
(4)XX、XY、YY
【解析】
【小问1详解】
动物细胞培养基一般呈淡红色,此时的气体环境是95%空气和5%的CO2;若某次培养过程中,通入细胞培养箱的气体为90%空气和10%的CO2,此时培养液的pH偏酸,颜色迅速转化为黄色。据此推测使培养基呈现淡红色的物质的作用是作为pH指示剂,通过观察培养基颜色变化判断细胞的代谢活性和培养密度。
【小问2详解】
对卵母细胞进行去核时,可以采取显微操作、梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等,重构胚形成后需要采用理化方法激活,激活重构胚方法有物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等),且需要在体外培养到桑葚胚或囊胚期才能进行移植,因为此时的桑葚胚和囊胚处于游离状态。
【小问3详解】
A、获得孤雌小鼠和孤雄小鼠的培育方式都属于有性繁殖,因为用于孤雄和孤雌生殖的卵细胞和精子都是有性生殖的配子,A错误;
B、该技术实现了哺乳动物的同性繁殖,降低了遗传多样性,不利于种群进化,B错误;
C、精子游向具卵细胞细胞核特点的ahESC所需能量主要来自线粒体,有的来自细胞质基质,C错误;
D、早期胚胎发育过程中滋养层细胞沿透明带内壁扩展,将来发育成胎盘和胎膜的一部分,实现与母体之间的营养联系,D正确。
【小问4详解】
不考虑致死,由于雄性小鼠产生的精子类型为含X染色体和含Y染色体的精子,结合孤雄小鼠的产生过程可知,其染色体来源于两只雄鼠产生的精子,所以其性染色体可能是XX、XY或YY。
19. 野生型纯合小麦成熟期叶片正常枯黄,该表型受位于非同源染色体上序列相同的两个基因A1、A2控制。M1、M2为两个纯合高产变异株,均在成熟期叶片绿色时间延长(持绿),分别由A1突变为a1、A2突变为a2所得。科学家将M1、M2杂交,得到F1,F1自交得到F2。上述基因某条单链部分序列如图所示。
(1)上述单链属于基因的________链。A1、A2、a1、a2________(填“是”或“不是”)一组等位基因,理由是________________________________________________________________。
(2)和野生型相比,a1、a2基因表达产物长度变化分别是________;在上述基因模板链转录过程中,RNA聚合酶移动的方向是________。
(3)若“\\”代表90个碱基,推测a2基因表达产物含________个氨基酸残基;F2全部个体中持绿的个体比例是________。
【答案】(1) ①. 模板 ②. 不是 ③. 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,A1、A2位于非同源染色体上,不属于等位基因
(2) ①. 变短、变短 ②. 沿模板链3′→5′(图中由左往右)
(3) ①. 68 ②. 7/16
【解析】
【小问1详解】
序列中 TAC 对应起始密码子 AUG,说明该链为转录的模板链。A₁、A₂、a₁、a₂不是一组等位基因,因为等位基因是位于一对同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因,而 A₁和 A₂位于非同源染色体上,属于两个独立的基因位点。
【小问2详解】
a1突变:模板链中第 2 个密码子由 ACC 变为 ACT,转录后由 UGG 变为 UGA(终止密码子),翻译提前终止,表达产物变短。a2突变:最后一个密码子由 ACT 变为 * AC,发生移码突变,读码框改变,下游提前出现终止密码子,表达产物同样变短。模板链从 3' 端向 5' 端读取,RNA 聚合酶沿模板链 3'→5' 方向移动。
【小问3详解】
若“\\”代表90个碱基,对应的mRNA也是90个碱基,30个密码子,再结合突变位点前可翻译的密码子,加上 \\ 内可翻译的密码,直到碰到终止密码,合计可翻译 68 个氨基酸残基。M1=a1a1A2A2,M2=A1A1a2a2,F1=A1a1A2a2自交,F2中正常枯黄(A1_A2_)占 9/16,持绿(a1a1__或__a2a2)占 1-9/16=7/16。
20. 二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验:在种子资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如下表。根据研究组的实验研究,回答下列问题:
杂交组合
F1表型
F2表型
甲×乙
不甜
1/4甜、3/4不甜
甲×丙
甜
3/4甜、1/4不甜
乙×丙
甜
13/16甜、3/16不甜
(1)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则乙、丙的基因型分别为________;乙、丙杂交的F2中表现为甜的植株基因型有种________。若用乙×丙中F2植株进行自交,F3中甜∶不甜比例为________。
(2)下图中,代谢途径①能解释上表中的杂交实验结果,除此以外还有代谢途径________。
(3)某兴趣小组为探究(2)中的两条途径哪条正确,做了如下实验设计:选取基因型为AABb的植株,先提供充足的不甜物质,一段时间后检测细胞中甜物质的含量变化。若细胞中甜物质大量增加,则为途径________;若细胞中甜物质含量几乎不变(或略有下降),则为另一途径。
(4)某同学认为(3)实验中,即使细胞中甜物质大量增加,也不能完全证明该途径。需选择________(基因型)的植株重复(3)的实验操作,若细胞中甜物质________,结合(3)实验结果,可以完全证明该途径中的所有路线。
【答案】(1) ①. aabb、AABB ②. 7 ③. 49∶15
(2)③ (3)①
(4) ①. aabb ②. 大量增多
【解析】
【小问1详解】
由题干可知,甲为纯合不甜品系,基因型为AAbb,根据实验一结果可推得乙基因型为aabb,丙基因型为AABB,乙、丙杂交F1基因型为AaBb,乙、丙杂交的F2基因型为(1AA、2Aa、1aa)(1BB、2Bb、1bb),共有3×3=9种,假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,F2中表现为甜的植株基因型有7种。用乙×丙中F2植株进行自交:AABb(2/16)自交不甜占 1/4,AaBb(4/16)自交不甜占 3/16,AAbb(1/16)自交全不甜,Aabb(2/16)自交不甜占3/4;总不甜 = 15/64,甜 = 49/64,故甜:不甜 = 49:15。
【小问2详解】
不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,只有A导致不甜,当A与B同时存在时,表现为甜,除①以外还有代谢途径③。
【小问3详解】
AABb 植株:途径①中 B 催化不甜物质→甜物质,提供充足不甜物质后甜物质大量增加;若是另一途径不甜物质不能转化为甜物质,甜物质几乎不变。故甜物质大量增加对应途径①。
【小问4详解】
为完全证明途径,需选择 aabb植株重复实验:若细胞中甜物质还是大量增加 ,结合(3)实验结果,可以完全证明该途径中的所有路线。
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