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【期中真题】山东师范大学附中2021-2022学年高三上学期期中生物试题.zip
展开2019级2021—2022学年第一学期学分认定考试生物试题
一、单项选择题:
1. 研究发现,COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一。内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质。内质网驻留蛋白的羧基端有一段特殊的信号肽,若内质网驻留蛋白被意外包装进入COPⅡ转运膜泡,会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就会识别信号肽并与之结合,将整个蛋白质通过COPI转运膜泡送回内质网。下列叙述正确的是( )
A. 内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系
B. 如果内质网驻留蛋白上缺乏信号肽,该蛋白质不可能被分泌到细胞外
C. 信号肽与信号肽受体识别与结合的过程说明细胞间存在信息交流
D. 内质网驻留蛋白的合成和转运需要高尔基体的加工
【答案】A
【解析】
【分析】题干信息“内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质。”、“内质网驻留蛋白的羧基端有一段特殊的信号肽,若内质网驻留蛋白被意外包装进入COPⅡ转运膜泡,会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就会识别信号肽并与之结合,将整个蛋白质通过COPI转运膜泡送回内质网”
【详解】A、根据题干信息可知,内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系,A正确;
B、根据题干信息“高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就会识别信号肽并与之结合,将整个蛋白质通过COPI转运膜泡送回内质网”,因此如果缺乏信号肽,则该蛋白质不会被送回内质网,因此可能被分泌到细胞外,B错误;
C、信号肽与信号肽受体识别与结合的过程不是发生在细胞之间的,所以不能说明细胞间存在信息交流,C错误;
D、内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质,可见内质网驻留蛋白的合成和转运不需要高尔基体的加工,D错误。
故选A。
【点睛】
2. 体检项目之一:受试人口服13C标记的尿素胶囊,一段时间后,吹气。若被检者呼出的CO2中含有13C的13CO2达到一定值,则该被检者为幽门螺杆菌的感染者(幽门螺杆菌主要寄生于人体胃中,产脲酶,脲酶催化尿素分解为NH3和CO2)。下列推测错误的是( )
A. 感染者呼出的13CO2是由幽门螺杆菌呼吸作用产生的
B. 感染者呼出的13CO2是不能由人体细胞呼吸作用产生的
C. 幽门螺杆菌能够产生脲酶,脲酶在幽门螺杆菌的核糖体中合成
D. 感染者胃部组织有NH3的产生
【答案】A
【解析】
【分析】脲酶属于蛋白质,是在幽门螺旋杆菌的核糖体上合成的,幽门螺旋杆菌属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,没有内质网、高尔基体等其他细胞器。
【详解】A、感染者呼出的13CO2是幽门螺杆菌分泌的脲酶分解13C标记的尿素产生的,幽门螺杆菌以及人体细胞均不能利用13C标记的尿素作为细胞呼吸的底物,A错误;
B、幽门螺杆菌以及人体细胞呼吸作用产生的CO2来自呼吸作用的底物葡萄糖,尿素不是它们的呼吸底物,所以幽门螺杆菌以及人体细胞呼吸作用产生的CO2均不含13C标记,B正确;
C、脲酶属于蛋白质,是在幽门螺旋杆菌的核糖体上合成的,C正确;
D、脲酶能够催化尿素分解为NH3和CO2,而通过给受试人服用13C标记的尿素胶囊,一段时间后,检测被检者呼出的CO2中含有13C的13CO2的量可确定是否为幽门螺杆菌感染者,感染者呼出的13CO2是脲酶分解13C标记的尿素产生的,同时产生NH3,即感染者胃部组织有NH3的产生,D正确。
故选A。
3. 为研究环境因素对水稻突变型植株和野生型植株光合速率的影响,进行了相关实验,结果如图所示。(图1是在30℃下测得的光强度对两种植株光合速率的影响;图2在光强度为 1000μmol·m-2·s-1下测得温度对光合速率的影响)。下列有关说法,正确的是( )
A. 相比野生型植株,突变型植株更适合在低温弱光下种植
B. 30℃时,在图2光强度下,突变型植株比野生型植株在相同时间内合成更多有机物
C. 在35℃下重复图1实验,A、B点向右上移动,且A的移动幅度比B大
D. 在1200μmol·m-2·s-1光强下重复图2实验,C、D均向上移动
【答案】B
【解析】
【分析】据图分析:图1实验的自变量是光照强度、植株的种类,图2实验的自变量是温度、植株的种类,因变量都是光合速率。图1中随着光照强度的增加,两种植株的光合速率都先增加后趋于稳定,但是当光照强度大于4×102μmol•m-2•s-1以后,突变型植株的光合速率一直高于野生型植株;图2中随着温度的升高,两种植物的光合速率都表现为先增加后下降,但是在20℃-40℃范围内,突变型的光合速率一直高于野生型植株,且两者的最适宜温度相同(都是35℃)。
【详解】A、由题图2分析,相比野生型植株,突变型植株在40℃下仍具有较大的光合速率,因此更适合在高温强光下种植,A错误;
B、由图1可知,30℃时突变型植株和野生型植株的呼吸速率相等;由题图2分析,30℃时突变型植株比野生型植株的净光合速率(O2释放速率)高,合成的有机物(总光合)=净光合速率+呼吸速率,故30℃时相同时间内突变型植株合成的有机物更多,B正确;
C、由图2可知,在35℃下,突变型植株与野生型植株的净光合速率差值,相较于在30℃下的更大,因此在35℃下重复图1实验,A、B点向右上移动,且B的移动幅度比A大,C错误;
D、结合图1和图2,在1200μmol•m-2•s-1光强下重复图2实验,由于野生型植株在1000μmol•m-2•s-1和1200μmol•m-2•s-1下光合速率不变,故D不移动,D错误。
故选B。
4. 如果将含有两对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记,并供给14N的原料,让其先进行一次有丝分裂,然后进行减数分裂,下列有关叙述错误的是( )
A. 在减数第一次分裂过程中,细胞内有4个被15N标记的DNA
B. 在产生的8个精子中,最多有4个精子不含15N标记的DNA
C. 在减数第二次分裂中,细胞内含有2条被15N标记的染色体
D. 在减数第二次后期,细胞内被15N标记的DNA数目可能是4个,也可能是2个
【答案】D
【解析】
【分析】该精原细胞经一次有丝分裂后,形成的两个精原细胞中每条染色体均含15N,精原细胞进行减数分裂,复制得到的染色体中一条染色单体含15N,一条染色单体不含15N,减Ⅰ后期同源染色体分离,形成的两个次级精母细胞。减Ⅱ后期姐妹染色单体分离,形成的两个染色体一个含15N,一个不含15N,则两个含15N的染色体可能同时进入同一个精细胞,也可能分别进入两个精细胞。
【详解】AB、有丝分裂过程中DNA进行半保留复制,在减数第一次分裂过程中,细胞内有4个被15N标记的DNA,由于减Ⅱ后期姐妹染色单体分离,形成的两个染色体一个含15N,一个不含15N,两个含15N的染色体可能同时进入同一个精细胞,所以在产生的8个精子中,最多有4个精子不含15N标记的DNA,AB正确;
C、由于在减数第一次分裂中同源染色体分离,所以在减数第二次分裂中,细胞内含有2条被15N标记的染色体,C正确;
D、在减数第二次后期,细胞内被15N标记的DNA数目只能是2个,D错误。
故选D。
5. Na+-K+泵是普遍存在于动物细胞表面的一种载体蛋白,如图所示,它具有ATP酶活性,能将Na+排出细胞外,同时将K+运进细胞内,以维持细胞内外Na+和K+的浓度差。载体蛋白1和载体蛋白2依赖细胞两侧的Na+浓度差完成相应物质的运输。下列叙述错误的是( )
A. 图中所示过程说明细胞膜具有选择透过性
B. 图中细胞对C6H12O6和K+的吸收方式均为协助扩散
C. 载体蛋白2可能与细胞内pH的调节有关
D. 图中各种载体蛋白不只具有运输功能
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:载体蛋白1在Na+-K+泵转运离子的过程同时又把Na+从和葡萄糖运进细胞内,而载体蛋白2在Na+-K+泵转运离子的过程同时又把Na+转运到细胞内,把氢离子运出细胞。
【详解】A、图中所示过程说明细胞对物质输入和输出有选择性,说明细胞膜具有选择透过性,A正确;
B、K+运进细胞内均需要消耗能量,吸收葡萄糖利用钠离子通过载体蛋白1顺浓度梯度运输产生的势能进行主动运输,图中细胞对C6H12O6和K+的吸收方式属于主动运输,B错误;
C、载体蛋白2可以将氢离子运出细胞外,可能与细胞内pH的调节有关,C正确;
D、“Na+-K+泵”具有ATP酶活性,也可协助钠离子和钾离子运输,所以Na+-K+泵既有运输功能,又有催化功能,D正确。
故选B。
6. 图甲表示某二倍体动物减数第一次分裂形成的子细胞:图乙表示该动物的细胞中每条染色体上的DNA含量变化;图丙表示该动物一个细胞中染色体组数的变化。下列叙述正确的是( )
A. 甲图中基因A、a所在的染色体是已发生基因突变的X染色体
B. 图甲可对应于图乙中的bc段和图丙中的kl段
C. 图乙中的bc段和图丙中的hj段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期
D. 图乙中的cd段和图丙中的jk段形成的原因都与质膜的流动性有关
【答案】C
【解析】
【分析】分析甲图:甲细胞不含同源染色体,且着丝点都排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期。
分析乙图:ab段形成的原因是DNA复制;bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期;cd段形成的原因是着丝点(粒)分裂;de段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。
分析丙图:fg表示有丝分裂前期和中期、hj表示后期、kl表示末期。
【详解】A、图甲表示某二倍体动物减数第一次分裂形成子细胞,其中染色体上出现基因A、a可能是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换的结果,也可能是基因突变的结果,且基因A、a所在的染色体不是X染色体,而是常染色体,A错误;
B、图甲细胞中每条染色体含有2个DNA分子,对应于图乙中的bc段;图甲细胞进行的是减数分裂,而图丙表示有丝分裂,B错误;
C、图乙中的bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期,而图丙中的 hj 段表示有丝分裂后期,因此图乙中的 bc 段和图丙中的 hj 段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期,C正确;
D、图乙中的cd段和图丙中的曲线形成的原因都是与着丝点(粒)的分裂有关,D错误。
故选C。
【点睛】
7. 孟德尔发现了两大遗传规律,摩尔根证明了基因在染色体上。下列有关孟德尔和摩尔根两位遗传学家对于上述研究的叙述,错误的是( )
A. 两位科学家在研究过程中均使用了假说—演绎法
B. 两位科学家选择的实验材料都具有多对易于区分的相对性状
C. 摩尔根在实验过程中成为了孟德尔的坚定支持者
D. 孟德尔认为体细胞中的基因是成对存在的
【答案】D
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说,摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。
【详解】A、两位科学家在研究过程中均使用了假说—演绎法,A正确;
B、孟德尔利用的实验材料是豌豆,摩尔根利用的实验材料是果蝇,两位科学家选择的实验材料都具有多对易于区分的相对性状,B正确;
C、摩尔根在实验过程中发现F2出现3∶1的性状分离比,与孟德尔的分离定律吻合,成为了孟德尔的坚定支持者,C正确;
D、孟德尔认为体细胞中的遗传因子是成对存在的,他当时并没有基因的概念,D错误。
故选D。
8. 某种牵牛花花色的遗传受染色体上的一对等位基因控制,用纯合红色牵牛花和纯合紫色牵牛花杂交,F1全是粉红色牵牛花。让F1粉红色牵牛花自交,F2中出现红色、粉红色和紫色三种类型的牵牛花,比例为1:2:1。若取F2中的粉红色牵牛花和紫色牵牛花分别自交,则后代的表现型及比例接近于( )
A. 红色:粉红色:紫色=1:2:1 B. 红色:粉红色:紫色=1:4:1
C. 紫色:粉红色:红色=3:2:1 D. 紫色:粉红色:红色=4:4:1
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意可知,F1所表现出来的性状与亲本性状不同,但F2中出现红色、粉红色和白色,说明红色对白色为不完全显性,杂合子表现为双亲的中间性状。紫色牵牛花基因型可能为AA、红色牵牛花基因型为aa(或者紫色牵牛花基因型可能为aa、红色牵牛花基因型为AA)。假设亲本纯合紫牵牛花的基因型为AA,纯合红色牵牛花基因型为aa,则粉红色牵牛花F1的基因型是Aa。
【详解】由分析可知,粉色是中间性状,粉红色牵牛花F1基因型是Aa,F1自交后,F2中AA:Aa:aa=1:2:1,由F2的表现型可判断,紫色牵牛花基因型为AA或aa。F2中粉红色牵牛花、紫色牵牛花的比例Aa:AA=2:1,分别进行自交,则1/3AA自交后代还是1/3AA,2/3Aa自交后代出现性状分离,即2/3×(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)=1/6AA+1/3Aa+1/6aa,则F2中粉红色牵牛花、紫色牵牛花分别进行自交,后代表现型及比例为紫色牵牛花AA(1/3+1/6):粉红色牵牛花Aa(1/3):红色牵牛花(1/6)=3:2:1;若紫色牵牛花基因型可能为aa、红色牵牛花基因型为AA,则后代表现型及比例为红色牵牛花AA(1/3+1/6):粉红色牵牛花Aa(1/3):紫色牵牛花(1/6)=3:2:1。因此C正确,ABD错误。
故选:C。
【点睛】
9. 某高等动物的毛色由常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,A对a、B对b为完全显性,其中A基因控制黑色素的合成,B基因控制黄色素的合成,两种色素均不合成时毛色呈白色。当A、B基因同时存在时,二者的转录产物会形成双链结构进而无法继续表达。纯合的黑色和黄色亲本杂交,F1为白色,F1随机交配获得F2。以下分析错误的是( )
A. 自然界中,该高等动物白色个体的基因型共有5种,黑色和黄色各有2种
B. 若F2中黑色:黄色:白色个体之比接近3:3:10,则两对基因独立遗传
C. 若检测F2中的黑色个体是纯合子还是杂合子,可将其与白色纯合子杂交
D. 若F1减数分裂时两对基因发生了重组,则增强了生物变异的多样性
【答案】C
【解析】
【分析】本题主要考查基因的分离定律和自由组合定律。据题意可知,白色的基因型为A_ B_ 、aabb,黄色个体的基因型为aaB_,黑色个体的基因型为A_ bb,用纯合的黑色和黄色亲本杂交,F1为白色,则亲本的基因型为aaBB和AAbb。
【详解】A、该高等动物白色个体基因型共有AABB、AaBB、AaBb、 AABb、aabb共5种 ,黄色个体的基因型为aaBB和aaBb共2种,黑色个体的基因型为AAbb和Aabb共2种,A正确;
B、若F2中黑色:黄色:白色个体之比接近3:3:10,即F2的表现型之和为16,是9:3:3:1的变式,说明控制毛色的两对等位基因位于两对非同源染色体上,能独立遗传,遵循基因的自由组合定律,B正确;
C、若检测F2中的黑色个体A_ bb是纯合子还是杂合子,可进行测交实验,即选择基因型为aabb的白色纯合子与之杂交,但白色纯合子还有AABB,故不能用白色纯合子进行检测,C错误;
D、若F1减数分裂时两对基因发生了重组,就会产生多种配子,能丰富后代的多样性,则增强了生物变异的多样性,D正确。
故选C。
10. 纯种黄色(HH)小鼠与纯种黑色(hh)小鼠杂交,子一代小鼠却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明,H基因上有一段特殊的碱基序列,该序列有多个位点可发生甲基化修饰(如图所示)。当没有发生甲基化时,H可正常表达,小鼠为黄色。反之,H基因表达就受到抑制,且发生甲基化的位点越多,基因表达被抑制的效果越明显。结合上述信息,下列叙述错误的是( )
A. 此实验表明基因型与表现型之间的关系,并不是简单的一一对应关系
B. 甲基化修饰导致H基因的碱基对的排列顺序发生改变,产生了不同的等位基因
C. 基因型是Hh的小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化的位点的增多而加深(黑)
D. 纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色小鼠杂交,正常情况下子一代小鼠的基因型都是Hh
【答案】B
【解析】
【分析】表观遗传学则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。根据题意可知,当H基因被甲基化时,H基因表达就受到抑制,且发生甲基化的位点越多,基因表达被抑制的效果越明显,隐性基因越容易表达。
【详解】A、此实验表明:基因型与表现型之间的关系,并不是简单的——对应关系,基因对性状的控制实际上是通过基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在复杂的相互作用,形成了一个错综复杂的网络,精细地控制着生物体的性状,A正确;
B、由题可知,甲基化修饰没有导致H基因的碱基对的排列顺序发生改变,不产生等位基因,B错误;
C、由题可知,基因型是Hh的小鼠随H基因发生甲基化的位点的增多,基因表达被抑制的效果越明显,h基因越能表达,其体毛颜色越加深(黑),C正确;
D、纯种黄色体毛(HH)小鼠与纯种黑色(hh)小鼠杂交,正常情况下子一代小鼠的基因型都是Hh,D正确;
故选B。
11. 最新研究发现白癜风致病根源与人体血清中的酪氨酸酶活性减小或丧失有关。当编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变时,表达产物将变为酶A,下表显示酶A与酪氨酸酶相比,可能出现的四种情况,下列相关叙述正确的是( )
比较指标
①
②
③
④
患者白癜风面积
30%
20%
10%
5%
酶A氨基酸数目/酪氨酸酶氨基酸数目
1.1
1
1
0.9
A. ①④中碱基的改变导致染色体变异
B. ②③中碱基的改变一定不会改变生物的性状
C. ①④可能导致控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子位置改变
D. ②③中氨基酸数目没有改变,对应的mRNA中碱基排列顺序也不会改变
【答案】C
【解析】
【分析】基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。
基因突变后转录形成的mRNA的碱基序列发生改变,导致翻译形成的蛋白质中的氨基酸序列改变,进而使生物性状发生改变。碱基对替换往往引起mRNA上的一个密码子变化,碱基对的增添或缺失往往引起多个密码子的变化。
【详解】A、①④中碱基的改变,可能是碱基对的增添或缺失造成的,属于基因突变,A错误;
B、若②③中碱基的改变导致编码的氨酸种类发生改变,则可能会改变生物的性状,B错误;
C、①④可能是因为控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子位置改变,①的酶A氨基酸数目/酪氨酸酶氨基酸数目为1.1,可能是终止密码子延后出现,使翻译的肽链延长,同理可知 ④可能是终止密码子提前出现,使翻译的肽链变短,C正确;
D、②③中的氨基酸数目没有改变,但氨基酸的种类可能改变,对应的mRNA中的碱基排列顺序可能会改变,D错误。
故选C。
12. 科学家哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯以及迈克尔·霍顿,因在丙型肝炎病毒(HCV)研究方面所做出的贡献面获得诺贝尔生理学或医学奖。HCV是一种具包膜的单链+RNA病毒,该+RNA能作为翻译的模板合成包括RNA依赖的RNA聚合酶NS5B在内的多种病毒蛋白,经血液循环与脂蛋白结合后感染肝细胞。HCV通过抵抗细胞凋亡而影响机体对被病毒感染细胞的清除,使病毒在肝细胞内持续复制而造成肝损伤。下说法错误的是( )
A. 肝细胞表面的脂蛋白受体可能介导HCV对肝细胞的入侵
B. 该病毒+RNA上含有与tRNA上反密码子互补配对的碱基序列
C. 促进细胞凋亡相关基因的表达将导致被HCV感染的肝细胞异常增殖
D. NS5B抑制剂可成为治疗丙型肝炎的靶点药物
【答案】C
【解析】
【分析】病毒是一类没有细胞结构的生物,主要有由蛋白质外壳和内部的遗传物质构成,不能独立的生活和繁殖,只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。
【详解】A、由HCV经血液循环与脂蛋白结合后感染肝细胞可知,肝细胞表面的脂蛋白受体可能介导HCV对肝细胞的入侵,A正确;
B、该+RNA能作为翻译的模板合成包括RNA依赖的RNA聚合酶NS5B在内的多种病毒蛋白,所以说该病毒+RNA上含有与tRNA上反密码子互补配对的碱基序列(即密码子),B正确;
C、HCV能够抵抗细胞凋亡使病毒在肝细胞内持续复制而造成肝损伤,而不是促进细胞凋亡相关基因的表达将导致被HCV感染的肝细胞异常增殖,C错误;
D、NS5B抑制剂即RNA聚合酶抑制剂,因为能抑制RNA复制,所以能抑制病毒繁殖,因而可成为治疗丙型肝炎的靶点药物,D正确。
故选C。
13. 羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对,一个精原细胞在进行核DNA复制时,一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化(不考虑其他变异),下列不可能出现的现象是( )
A. 进行两次有丝分裂后,只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶
B. 形成的初级精母细胞中可能有四条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶
C. 产生的四个精子中,只有两个精子的DNA序列发生改变
D. DNA序列发生改变的精子正常受精后,发育成具有突变性状的个体
【答案】B
【解析】
【分析】1、DNA分子复制方式为半保留复制;
2、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂;(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化,若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的一条链上,则进行两次有丝分裂后,只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶,A不符合题意;
B、产生的初级精母细胞中可能有1条或2条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶,不可能有四条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶,B符合题意;
C、若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的两条链上,则产生的四个精子中,只有两个精子的DNA序列发生改变,C不符合题意;
D、DNA序列发生改变的精子与正常卵细胞结合受精后,并发育成的个体可能具有突变性状,D不符合题意。
故选B。
14. 下列有关遗传、变异、进化、育种的叙述,正确的是( )
A. 三倍体香蕉某一性状发生了变异,其变异可能来自基因重组
B. 生物的各种变异均可为进化提供原材料
C. 若体细胞的姐妹染色单体上存在等位基因,则说明发生了基因突变
D. 花药离体培养所获得的新个体即为纯合子
【答案】C
【解析】
【分析】可遗传的变异有三种来源:基因突变、染色体变异和基因重组:
(1)基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
(2)基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。
(3)染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、三倍体香蕉是不可育的,因此其变异不可能来自基因重组,A错误;
B、生物的可遗传变异可为进化提供原材料,B错误;
C、由于体细胞进行有丝分裂不进行减数分裂,若体细胞的姐妹染色单体上存在等位基因,则说明发生了基因突变,C正确;
D、花药离体培养所获得的新个体可能是纯合子,也可能是杂合子,D错误。
故选C。
15. 内环境是人体细胞生活的主要环境,也是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。关于人体内环境及稳态调节的叙述,正确的是( )
A. 内环境是人体进行新陈代谢的主要场所
B. 血液中CO2增多引起呼吸频率加快,是通过体液和神经共同调节的
C. 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压升高并产生渴觉
D. 剧烈运动后大量排汗能调节体温和渗透压相对稳定
【答案】B
【解析】
【分析】1、内环境是指体内细胞生存的液体环境,主要包括组织液、血浆和淋巴等细胞外液。
2、关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点:
(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程;
(2)定义:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态;
(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络。
【详解】A、人体新陈代谢的主要场所在细胞质基质,A错误;
B、血液中CO2增多引起位于脑干的呼吸中枢兴奋,导致呼吸频率加快,是通过体液和神经共同调节的,B正确;
C、渴觉的产生在大脑皮层,C错误;
D、排汗是调节人体的体温,不能维持渗透压稳定,D错误。
故选B。
二、不定项选择题:
16. 某果实的颜色由两对等位基因B、b和R、r控制,其中B控制黑色,R控制红色,且B基因的存在能完全抑制R基因的表达,现向某基因型为BbRr的植株导入了一个隐性致死基因s,然后让该植株自交,自交后代F1表现型比例为黑色:红色:白色=8:3:1,据此下列说法中正确的是( )
A. s基因导入到B基因所在的染色体上
B. F1的全部黑色植株中存在6种基因型
C. 控制果实颜色的两对等位基因遵循基因的自由组合定律
D. 对该转基因植株进行测交,子代黑色:红色:白色=2:1:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据题意可知,黑色果实的基因型为B-R-和B-rr,红色果实的基因型为bbR-,白色果实的基因型为bbrr。BbRr的植株若没有导入致死基因,自交后代黑色:红色:白色=12:3:1,导入致死基因后比例变为8:3:1,说明黑色植株中某些个体死亡,推测可能是基因型为BB的植株死亡。因此s导入的是B基因所在的染色体。
【详解】A、据分析可知,s基因导入到B基因所在的染色体上,A正确;
B、因为s和B在同一染色体上,基因型为BB的个体死亡,则F1的全部黑色植株有BbRRs、BbRrs、Bbrrs共三种,B错误;
C、控制果实颜色的两对等位基因遵循基因的自由组合定律,C正确;
D、该转基因个体为BbRrs,对该转基因植株进行测交即与bbrr杂交,子代有BbRrs、Bbrrs、bbRr、bbrr,子代没有致死个体,因此子代黑色:红色:白色二2:1:1,D正确。
故选ACD。
【点睛】
17. 当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA(携带氨基酸tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时,tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 当细胞缺乏氨基酸时,空载tRNA只通过激活蛋白激酶抑制基因表达
B. ①过程所需的嘧啶数与嘌呤数不一定相等
C. ②过程中a核糖体结合过的tRNA最多
D. 终止密码子与d核糖体距离最近
【答案】BC
【解析】
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段,真核细胞的转录在细胞核完成,模板是DNA的一条链,原料是游离的核糖核苷酸,翻译在核糖体上进行,原料是氨基酸,需要tRNA识别并转运氨基酸,翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA,但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
【详解】A、当细胞缺乏氨基酸时,空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制基因表达,也可以抑制基因的转录,A错误;
B、①过程表示的是转录,所需的嘧啶数与嘌呤数不一定相等,B正确;
C、②过程表示的是翻译,翻译的方向是从右向左,故相比bcd核糖体,a核糖体结合过的tRNA最多,C正确;
D、由图可知,终止密码在mRNA的左侧,故终止密码子与d核糖体距离最远,D错误。
故选BC
【点睛】本题结合图解,考查遗传信息转录和翻译,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能正确分析题图,再结合图中信息准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
18. 磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A和a、B和b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如下图所示。下列说法中错误的是( )
A. 产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B. 该研究通过抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率
C. 图示表明基因可以通过直接控制蛋白质和脂质的合成来控制性状
D. 图示中过程①、过程②中不会发生T与A的碱基配对现象
【答案】ACD
【解析】
【分析】分析题意和题图:基因A控制合成酶a,使PEP转化为油脂。基因B的链2正常表达出酶b,可使PEP转化为蛋白质。以基因B的链1诱导转录出的RNA可与链2正常转录出的mRNA形成双链RNA,干扰酶b的合成,抑制PEP转化为蛋白质,从而提高油脂产量。
【详解】A、根据图示可分析出产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为A_ bb、aaB_ ,A错误;
B、当抑制基因B表达后,其形成的RNA会与mRNA形成双链,从而通过抑制翻译过程减少酶b的量,使PEP形成油脂,提高产油率,B正确;
C、图示表明基因是通过控制酶的合成控制代谢,进而控制生物的性状,C错误;
D、图示中过程①与过程②分别由基因B中的链1、链2转录,转录时DNA上的碱基T与RNA上的碱基A能发生互补配对,D错误。
故选ACD。
【点睛】本题结合图解,考查遗传信息的转录和翻译、基因与性状的关系,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程,识记基因控制性状的途径,能正确分析题图,从中提取有效信息准确答题。
19. 近日,科学家在墨西哥湾的深海中发现了一种新的鮫鏮鱼,雌鱼头顶自带“钓鱼竿”—若干个肉状突起,可发出光源,吸引猎物。雄鱼则吸附在雌鱼体表提供繁殖所需的精子,同时通过雌鱼血液获取营养物质。下列叙述正确的是( )
A. 头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期诱导的结果
B. 雌雄鱼的生活繁殖方式是它们长期共同进化中相互适应形成的
C. 鮟鱇鱼种群在深海环境条件稳定时,基因频率也可能会改变
D. 只有基因突变和基因重组可以为生物进化提供原材料
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论:种群是进化的基本单位,突变和基因重组为进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离导致物种的形成。
【详解】A、头顶发光的“钓鱼竿”是突变的结果,突变是不定向的,头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期自然选择的结果,A错误;
B、雌雄鱼是相同物种,共同进化是不同物种之间,生物和环境之间,B错误;
C、鮟鱇鱼种群在深海环境条件稳定时,基因频率也可能会改变,如突变和基因重组也会影响基因频率,C正确;
D、基因突变、染色体变异、基因重组都会为进化提供原材料,D错误。
故选C。
20. 人在恐惧、焦虑、紧张等情况下机体会发生体温上升、心跳加快、血压升高、排尿量增加等一系列的生理变化,这些变化受肾上腺素和钠尿肽等的调节。钠尿肽是心房壁细胞在受到牵拉(如血量过多)时合成并释放的肽类激素,能减少肾脏对水分的重吸收。下列说法正确的是( )
A. 钠尿肽作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞
B. 肾上腺素分泌增多引起心脏血输出量增多,会导致钠尿肽释放量增多
C. 钠尿肽与性激素的合成过程及释放方式相似
D. 在尿量的调节中,钠尿肽与抗利尿激素具有协同作用
【答案】AB
【解析】
【分析】题意显示,钠尿肽是心房壁细胞在一定刺激下合成并分泌的肽类激素,根据其作用可知该激素作用的部位是肾小管和集合管,作用效果是减弱肾小管和集合管对水分的重吸收作用。
抗利尿激素是下丘脑分泌细胞合成,通过垂体释放的激素,其作用效果是促进肾小管和集合管对水分的重吸收,进而使尿量减少。
【详解】A、由分析可知,钠尿肽作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞,A正确;
B、结合题意可知,肾上腺素的作用效果是引起机体体温升高,心跳加快、血压升高,据此可推测肾上腺素分泌增多会引起心脏血输出量增多,进而导致钠尿肽释放量增多,B正确;
C、钠尿肽的化学本质是肽类化合物,因此其合成过程需要经过氨基酸的脱水缩合过程完成,而性激素属于小分子的脂类,其合成部位是内质网,显然两者的合成过程存在较大差异,C错误;
D、在尿量的调节中,钠尿肽的作用效果是使尿量增多,而抗利尿激素的作用效果是促进肾小管和集合管对水分的重吸收作用,进而使尿量减少,显然二者在尿量调节过程中具有拮抗作用,D错误。
故选AB。
21. 水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:
(1)进行水稻杂交实验时,应首先将未成熟花的全部__________除去,并套上纸袋,此植株作为__________。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为__________。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组
杂交组合
F1叶色
第1组
W × X
浅绿
第2组
W × Y
绿
第3组
W × Z
绿
第4组
X × Y
绿
第5组
X × Z
绿
第6组
Y × Z
绿
实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体__________的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为__________。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为__________。
【答案】(1) ①. 雄蕊 ②. 母本 ③. 绿叶:浅绿叶=3:1
(2) ①. Y、Z ②. 三组均为绿叶:浅绿叶=1:1 ③. 第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7
【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。
【小问1详解】
水稻为雌雄同株两性花,利用水稻进行杂交时,应先除去母本未成熟花的全部雄蕊(防止自花受粉),并套袋,防止外来花粉干扰;若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。
【小问2详解】
分析表格:W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,第1组W、X杂交,F1仍为浅绿叶,说明W和X为相同隐性基因控制;第2组W、Y杂交,第3组W、Z杂交,F1均表现绿叶,说明W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因,即属于非等位基因。设W(X)的浅绿叶基因为a,Y的浅绿叶基因为b,Z的浅绿叶基因为c,当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)×Y(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交后代F2为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶)、2AaBbCC(绿叶),即绿叶:浅绿叶=1:1;同理第5组和第6组的结果也是绿叶:浅绿叶=1:1。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)×Y(AAbbCC),结果与上一小问X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上时相同,即绿叶:浅绿叶=1:1;第5组为X(aaBBCC)×Z(AABBcc),F1基因型为AaBBCc,F1产生配子时,A、a和C、c可以进行自由组合,产生4种配子,自交后代F2符合9:3:3:1,由于何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶,则F2的表现型为绿叶:浅绿叶=9:7;第6组为Y(AAbbCC)×Z(AABBcc),F1基因型为AABbCc,F1产生配子时,B、b和C、c可以进行自由组合,F2结果与第5组相同,即绿叶:浅绿叶=9:7。
【点睛】本题结合可遗传变异,考查基因的分离定律和基因的自由组合定律的相关知识,解题本题关键是根据杂交实验的表格获取到基因类型和所在位置,再结合所学知识解决问题。
22. 早期地球大气中的O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种催化CO2固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度,促进了CO2的固定。回答下列问题:
(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO2被C5___________(填名称)固定形成C3,进而被____________还原生成糖类,此过程发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程,图中HCO3-浓度最高的场所是__________(填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。
(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO3-转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisco附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力__________(填“高于”或“低于”或“等于”)Rubisco。图中由Pyr转变为PEP的过程属于__________(填“吸能反应”或“放能反应”)。
②若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用__________技术。
(4)大气成分的改变是_______________之间在相互影响中不断进化和发展的结果。
【答案】(1) ①. 核酮糖—1,5—二磷酸(RuBP) ②. NADPH ③. 叶绿体基质
(2) ①. 叶绿体 ②. 呼吸作用和光合作用
(3) ①. 高于 ②. 吸能反应 ③. 同位素标记(同位素示踪)
(4)生物与无机环境
【解析】
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应:
(1) 光反应:场所在叶绿体类囊体薄膜,完成水的光解产生[H]和氧气,以及ATP的合成;
(2) 暗反应:场所在叶绿体基质中,包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供H]和ATP。
【小问1详解】
光合作用的暗反应中,CO2被C5核酮糖—1,5—二磷酸(RuBP)固定形成三碳化合物,进而被NADPH还原生成糖类,此过程发生在叶绿体基质中。
【小问2详解】
图示可知,HCO3-运输需要消耗ATP,说明HCO3-离子是通过主动运输的,主动运输一般是逆浓度运输,由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由呼吸作用提供,叶绿体中的ATP由光合作用提供。
【小问3详解】
①PEPC参与催化HCO~3+PEP过程,说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco.②图2所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH,图中由Pyr转变为PEP的过程需要消耗ATP,说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用同位素示踪技术。
【小问4详解】
大气成分的改变是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的结果。
【点睛】本题的知识点是光合作用的过程,旨在考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系,并学会根据题干和题图获取信息,利用相关信息结合所学知识进行推理、解答问题。
23. 某小组绘制了某家族的系谱图如图1所示,并对部分家庭成员是否携带甲病基因进行核酸分子检测。不同分子质量的基因片段在电泳时会形成不同条带,结果如图2所示。甲、乙两病的致病基因均不位于XY同源区段,甲病由基因B/b控制,乙病由基因D/d控制,请据图回答∶
(1)甲病的遗传方式是_____________,判断依据是_____________________________。
(2)限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的_____________断开。
(3)若乙病基因位于常染色体上,且在人群中的患病概率为1/256,则图1中Ⅲ11只患甲病的概率是_______; Ⅱ5与人群中一健康男子结婚,他们生一个患乙病男孩的概率是__________。
(4)若乙病基因位于X染色体上,则Ⅱ9的基因型为_______。Ⅱ9和Ⅱ10再生二胎,________(填“能”或“不能”)通过染色体分析确定胎儿是否患病。
【答案】(1) ①. 常染色体隐性遗传 ②. I3、I4均含有B和b基因且不患病,说明患病为隐性性状且基因位于常染色体上
(2)磷酸二酯键 (3) ①. 4/27 ②. 1/102
(4) ①. BBXdY ②. 不能
【解析】
【分析】限制酶发现于原核生物体内,现已分离出100多种,几乎所有的原核生物都含有这种酶,是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。分析图2可知,甲病正常基因内部含有限制酶的切割位点,被限制酶切割成两段,而突变基因只在两端有限制酶切割位点,I3、I4有3个不同的基因片段,说明是杂合子,二者不患甲病,说明该病为常染色体隐性遗传。Ⅱ9只有甲病的正常的基因,I2只有突变的甲病基因。I1和I2不患乙病,但生有患乙病的Ⅱ6,可判断乙病为隐性遗传病,但不能判断致病基因位于常染色体还是X染色体上,由于甲病为常染色体隐性遗传,故I1的基因型为BbXDY或BbDd;
【小问1详解】
根据分析可知,I3、 I4均含有B和b基因且不患病,说明患病为隐性性状,且甲、乙两病的致病基因均不位于XY同源区段,则该基因位于常染色体上,即甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传。
【小问2详解】
限制酶主要存在于微生物(细菌、霉菌等)中,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子,是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶(“分子手术刀”)。
【小问3详解】
若乙病基因位于常染色体上,且在人群中的患病概率为1/256,则乙病基因d的基因频率为1/16,D的基因频率为15/16,由于Ⅱ6患乙病,所以I1和I2基因型均为Dd,则 Ⅱ7基因型为1/3DD、2/3Dd,同理Ⅱ8基因型为1/3DD、2/3Dd,则III11患乙病的概率是2/3×2/3×1/4=1/9,不患乙病的概率为8/9;I2患甲病,所以 Ⅱ7基因型为Bb,I3、I4均含有B和b基因,所以 Ⅱ8基因型为1/3BB、2/3Bb,故III11患甲病的概率为2/3×1/4=1/6,即III11只患甲病的概率是1/6×8/9=4/27。II5基因型为1/3DD、2/3Dd,人群中一健康男子为携带者的概率为(2×1/16×15/16)÷(1-1/16×1/16)=2/17, 所以II5与人群中一健康男子结婚,他们生一个患乙病男孩的概率是2/3×2/17×1/4×1/2=1/102。
【小问4详解】
若乙病基因位于X染色体上,结合电泳图可知,II9的基因型为BBXdY,II10基因型为bbXDXd,II9和II10再生二胎,由于无论甲病还是乙病都是单基因遗传病,所以不能通过染色体分析确定胎儿是否患病。
【点睛】本题考查伴性遗传的规律和自由组合定律的应用,意在考查考生获取信息、判断遗传方式并进行相关计算的能力。
24. 玉米(2n=20)是一年生雌雄同株异花传粉的植物。现阶段我国大面积种植的玉米品种均为杂合子,杂交种(F1)的杂种优势明显,在高产、抗病等方面杂合子表现出的某些性状优于其纯合亲本,但在F2会出现杂种优势衰退现象。
(1)F2发生杂种优势衰退的原因可能是F1在形成配子时发生了__________,使F2出现一定比例的纯合子所致。若要研究玉米的基因组,需测定__________条染色体的全部DNA序列,解读其中的遗传信息。
(2)玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因(E、e)控制,现将若干大粒玉米杂交种平均分为甲、乙两组,相同条件下隔离种植,甲组自然状态授粉,乙组人工控制其自交授粉。若所有的种子均正常发育,在第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率分别为________、________。
(3)玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因,已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的黄色籽粒植株A,其细胞中9号染色体如图1。
为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,用植株A进行自交实验获得F1,若F1表现型及比例为____________,则T基因位于异常染色体上;若F1表现型及比例为____________,则T基因位于正常染色体上。
(4)若植株A中T基因位于异常染色体上,以植株A为父本进行测交产生图2所示个体植株B,其变异类型为____________,请从减数分裂的角度分析植株B产生的原因____________________。植株B能正常进行减数分裂,授粉给正常白色籽粒玉米,杂交后代的表现型及比例为____________。
【答案】(1) ①. 等位基因分离 ②. 10
(2) ①. 1/2 ②. 3/4
(3) ①. 黄籽粒∶白籽粒=1∶1 ②. 全为黄籽粒
(4) ①. 染色体变异##染色体数目变异 ②. 植株A在减数分裂产生精子的过程中9号同源染色体未分离 ③. 黄籽粒∶白籽粒=2∶3
【解析】
【分析】1、杂种优势指F1杂合子表现出的某些性状优于亲本品种(纯系)的现象,也就是只有杂合子才会表现出杂种优势,显性纯合子或隐性纯合子均表现为衰退。
据图分析:图1发生了染色体结构变异,异常染色体发生了缺失,图2发生了染色体数目变异,增加了一条染色体。
小问1详解】
F1是杂合子,在减数分裂形成配子时发生了等位基因分离,使F2出现一定比例的纯合子,导致F2发生杂种优势衰退。玉米的染色体数目2n=20,雌雄同株,所以若要研究玉米的基因组,须测定10条染色体的全部DNA序列。
【小问2详解】
根据题意可知,只有杂合子才能表现杂种优势。甲组实验中自然状态授粉,进行的是随机交配,A的基因频率和a的基因频率都是1/2,因此不管种植多少年,AA=aa=(1/2)2,Aa=2×1/2×1/2=1/2,只有Aa表现为杂种优势,因此衰退率为1/2;乙组人工控制自交授粉,第3年种植时种下的是子二代,子二代的基因型及比例Aa=(1/2)2=1/4,AA=aa=(1-1/4)/2=3/8,则此时乙组杂种优势衰退率为3/8×2=3/4。
【小问3详解】
如果植株A的T基因位于正常染色体上,t基因位于异常染色体上,则植株A可以产生的卵细胞种类及比例T∶t=1∶1,只能产生T的精子,所以自交F1全为T_,表现为黄色,如果T基因位于异常染色体上,则只能产生t的精子,卵细胞的种类及比例还是T∶t=1∶1,所以子代Tt∶tt=1∶1,表现为黄色∶白色=1∶1。
【小问4详解】
植株B多了条染色体,属于染色体数目变异,植株A的T基因位于异常染色体上,其基因型是Tt,当以其为父本对其测交,即和tt的个体杂交,产生的T配子是致死的,所以子代是Ttt,所以可能原因是植株A在减数分裂产生精子的过程中9号同源染色体未分离,产生了Tt的配子。
植株B可以产生的配子T∶tt∶t∶Tt=1∶1∶2∶2,所以如果授粉给正常白色籽粒玉米(tt),含T的精子致死,所以子代基因型及比例为Ttt∶tt∶ttt=2∶2∶1,即黄籽粒∶白籽粒=2∶3
【点睛】本题结合题图,考查基因分离定律及应用、染色体变异等相关知识,重点考查染色体变异的知识。解答本题的关键是扣住题干信息“无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用”结合题图答题。
25. 2021年11月7日,泉城济南下了一场数十年来罕见的大雪,雪停后,人们纷纷去寒冷的室外打雪仗、堆雪人。科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有解耦联蛋白1(UCP1),能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差,阻碍ATP的正常产生。下图为持续寒冷刺激引起棕色脂肪组织细胞产热的示意图,请用所学的知识回答下列问题:
(1)当受到寒冷刺激时,位于皮肤和内脏的___________会产生兴奋,通过传入神经将兴奋传到___________(中枢位置),产生冷觉。寒冷环境中,人体的调节方式是___________。
(2)由图可知,去甲肾上腺素既是一种___________,也是一种___________。持续寒冷刺激时,机体维持体温恒定所需能量主要来源于消耗棕色脂肪供能,分析原因是____________________。
(3)下雪天吃火锅也是济南人的一大爱好。
①吃麻辣火锅时,有的人会面部发红、大汗淋漓,面部发红是因为皮肤_____________,大汗淋漓是因为________(中枢位置)支配汗腺使其分泌加强,这些调节都有利于增加散热,从而有利于人体维持正常体温。
②火锅蘸料如果调制得比较咸,会导致人体细胞外液的________升高,此时________会释放________激素,促进_________________________,从而调节机体细胞外液的渗透压平衡。
【答案】(1) ①. 冷觉感受器 ②. 大脑皮层 ③. 神经—体液调节
(2) ①. 神经递质 ②. 激素 ③. 棕色脂肪细胞被激活时,解耦联蛋白1(UCP1)能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差,阻碍ATP的正常产生,因此线粒体有氧呼吸第三阶段释放的能量中热能所占比例明显增大,以维持机体体温恒定。
(3) ①. (毛细)血管舒张 ②. 下丘脑 ③. 渗透压 ④. 垂体 ⑤. 抗利尿 ⑥. 肾小管和集合管对水分的重吸收
【解析】
【分析】有氧呼吸所需的ATP合成酶大量分布在线粒体内膜上,能在跨膜H+浓度梯度的推动下合成ATP.进入线粒体的UCP-1蛋白,导致H+外渗而消除胯膜的H+梯度,线粒体虽能继续产生CO2和H2O,但有氧呼吸释放的能量却大部分转变成为热能
当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少,同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水);体内水多→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水的重吸收减少→尿量增加。
【小问1详解】
当受到寒冷刺激时,位于皮肤和内脏的冷觉感受器会产生兴奋,通过传入神经将兴奋传到大脑皮层,产生冷觉,人体通过神经控制肌肉收缩和相应的腺体分泌激素促进产热,所以这是神经-体液调节。
【小问2详解】
图中传出神经可以分泌去甲肾上腺素,同时肾上腺可以分泌去甲肾上腺素,所以去甲肾上腺素是一种神经递质,也是一种激素。
根据题干信息“棕色脂肪组织其线粒体内膜含有解耦联蛋白1(UCP1),能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差,阻碍ATP的正常产生”,即如果棕色脂肪组织大量氧化分解,解耦联蛋白1(UCP1)能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差,阻碍ATP的正常产生,因此线粒体有氧呼吸第三阶段释放的能量中热能所占比例明显增大,以维持机体体温恒定。
【小问3详解】
①会面部发红、大汗淋漓,面部发红是因为皮肤毛细血管舒张,血流量增加;大汗淋漓是因为下丘脑支配汗腺使其分泌加强,这些调节都有利于增加散热。
②火锅蘸料如果调制得比较咸,会导致人体细胞外液的离子增加,导致渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,促进垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管对谁的重吸收。
【点睛】本题考查体温调节、有氧呼吸和水盐调节的有关知识,考查考生识图能力和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。
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