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生物：山东省威海市2022-2023学年高一下学期期末试题（解析版）
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这是一份生物：山东省威海市2022-2023学年高一下学期期末试题（解析版），共22页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 根据基因分离定律和自由组合定律判断，下列说法正确的是（ ）
A. 表型相同的生物基因型一定相同
B. 杂合子的自交后代不会出现纯合子
C. 位于两对同源染色体上的基因的分离和组合互不干扰
D. 基因的分离发生在配子形成的过程中，基因的自由组合发生在合子形成的过程中
【答案】C
【详解】A、表型相同的生物基因型不一定相同，如DD和Dd都表现为高茎，A错误；
B、杂合子的自交后代可能出现纯合子，如Aa自交后可以出现AA和aa的纯合子，B错误；
C、如果两对等位基因位于非同源染色体上，则其分离或组合是互不干扰的，遵循自由组合定律，C正确；
D、基因的分离定律和自由组合定律都发生在配子形成过程中，D错误。
故选C。
2. 某同学用红豆（代表基因A）和绿豆（代表基因a）建立人群中某常染色体隐性遗传病的遗传模型。甲乙两容器中均放入30颗红豆和10颗绿豆摇匀，从每个容器内随机取出一颗豆子放在一起并记录基因组合的类型，再将豆子放回各自的容器中摇匀，按上述步骤重复100次。下列说法错误的是（ ）
A. 容器中的豆子种类及比例模拟的是人群中男性或女性群体产生的配子种类及比例
B. 从每个容器内随机取出一颗豆子放在一起模拟的是雌雄配子随机结合
C. 重复100次实验后，Aa组合的比例约为3/16
D. 人群中该隐性遗传病的发病率约为1/16
【答案】C
【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、甲乙两容器中均放入30颗红豆和10颗绿豆摇匀，且由于建立的是常染色体隐性遗传病的遗传模型，因此性状表现与性别无关，故容器中可表示人群中男性或女性群体产生的配子种类及比例，A正确；
B、从每个容器内随机取出一颗豆子放在一起模拟的是雌雄配子随机结合，且容器中代表的是群体中两种配子的比例为3∶1，B正确；
C、容器中代表的是群体中两种配子的比例为3∶1，因此，重复100次实验后，Aa组合的比例约为2×1/4×3/4=3/8，C错误；
D、根据容器中两种配子的比例可推测，人群中该隐性遗传病的发病率约为1/4×1/4=1/16，D正确。
故选C。
3. 小鼠皮毛的黄色与黑色由常染色体上一对等位基因控制。选择雌、雄黄鼠交配，F1中黄鼠与黑鼠的数量比总是2：1．下列说法错误的是（ ）
A. 小鼠皮毛的黄色对黑色为显性
B. 黄色皮毛小鼠均为杂合子
C. F1中黄色基因的基因频率为1/3
D. F1小鼠自由交配，F2中黑鼠的比例为4/9
【答案】D
【分析】分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
【详解】A、题意知，黄鼠杂交后代发生性状分离，出现一定比例的黑鼠，说明黄鼠对黑鼠是显性，A正确；
B、用A/a表示相关基因，黄鼠杂交后代发生性状分离，出现一定比例的黑鼠，因此亲本黄鼠的基因型是Aa，Aa×Aa→AA: Aa:aa=1: 2: 1，实际后代黄鼠：黑鼠=2：1，说明A显性纯合致死，F1基因型及比例为：Aa: aa=2: 1，B正确；
CD、F1基因型及比例为：Aa: aa=2: 1，所以F1中黄色基因（A）的基因频率为：2/3×1/2=1/3，a基因频率为：1-1/3=2/3，F1小鼠自由交配，理论上F2中黑鼠（aa）的比例为：2/3×2/3=4/9，但A显性纯合致死，所以F2中黑鼠（aa）的比例为4/8=1/2，C正确，D错误。
故选D。
4. 某植物的直叶片（B）对卷叶片（b）为显性，红花（D）对白花（d）为显性。让多株基因型为BbDd的植株与个体X杂交，F1的表型及比例为直叶片红花：卷叶片红花：直叶片白花：卷叶片白花＝3：1：3：1．下列说法正确的是（ ）
A. B/b和D/d可能位于一对同源染色体上
B. X的基因型为bbDd
C. F1中与亲本性状相同的个体比例为3/4
D. F1中杂合子的比例为7/8
【答案】C
【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】AB、让多株基因型为BbDd的植株与个体X杂交，F1的表型及比例为直叶片红花∶卷叶片红花∶直叶片白花∶卷叶片白花＝3∶1∶3∶1，该比例可分解为直叶片∶卷叶片＝3∶1，红花∶白花＝1∶1，可推测X的基因型为Bbdd，根据该比例能推测B/b和D/d分别位于两对同源染色体上，AB错误；
C、亲本的基因型为BbDd和Bbdd，则F1中与亲本性状相同的个体为B_ _ _，所占的比例为3/4×1=3/4，C正确；
D、亲本的基因型为BbDd和Bbdd，则F1中纯合子的比例为1/2×1/2=1/4，则杂合子的比例为1-1/4=3/4，D错误。
故选C。
5. 下图a~d分别是水稻（2n＝24）花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列说法错误的是（ ）
A. 图a细胞中核DNA分子数是精细胞中的4倍
B. 图b细胞中染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板的位置
C. 图c细胞处于减数分裂I后期
D. 图d细胞中核DNA分子数：染色体数＝1：1
【答案】B
【分析】题图分析：a中同源染色体联会，处于减数第一次分裂前期；b中同源染色体成对的排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期；c中每一侧有12条染色体，应该处于减数第一次分裂后期；d中已经形成四个细胞，表示减数分裂已经结束；
【详解】A、图a细胞处于减数第一次分裂前期，细胞经过了DNA复制和有关蛋白质的形成，此时细胞中核DNA分子数是精细胞中的4倍，A正确；
B、图b细胞处于减数第一次分裂中期，此时细胞中同源染色体排列在细胞中央赤道板的两侧，B错误；
C、图c细胞中同源染色体分离，并分别向两极移动，处于减数分裂I后期，C正确；
D、图d已经形成四个细胞，处于减数第二 次分裂末期，此时细胞中核DNA分子数∶染色体数＝1∶1，D正确。
故选B。
6. 研究发现，抗维生素D佝偻病基因（D）和红绿色盲基因（a）均位于X染色体上，外耳道多毛症基因位于Y染色体上。下列说法正确的是（ ）
A. 基因D与基因a的基本骨架的排列顺序不同
B. 抗维生素D佝偻病男性患者与正常女性婚配后儿子均为患者、女儿均正常
C. 人群中红绿色盲患者男性多于女性
D. 男性和女性均会出现外耳道多毛症的性状
【答案】C
【分析】基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
【详解】A、基因是由遗传效应的DNA片段，DNA的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接，故基因D与基因a的基本骨架的排列顺序相同，A错误；
B、抗维生素D佝偻病男性患者（基因型为XDY）与正常女性（基因型为XdXd）婚配后儿子（基因型为XdY）均正常、女儿（XDXd）均为患者，B错误；
C、红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病，在男性中患病率高于女性，C正确；
D、外耳道多毛症基因位于Y染色体上，只有男性会出现外耳道多毛症的性状，女性不会，D错误。
故选C。
7. SGO蛋白是一种位于动物细胞内姐妹染色单体着丝粒位置的蛋白质，在细胞分裂间期合成，具有保护黏连蛋白（将姐妹染色单体黏连在一起的蛋白质）不被水解酶破坏的作用。下列说法正确的是（ ）
A. SGO蛋白在细胞核中合成并发挥作用
B. 有丝分裂后期或减数分裂II后期会发生SGO蛋白失活的现象
C. 黏连蛋白被水解的同时不可能发生等位基因的分离
D. 若阻断SGO蛋白的合成，则会导致基因突变的发生
【答案】B
【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂前间期：染色体的复制；（2）减数第一次分裂：①前期：联会；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：①前期：染色体散乱分布；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、蛋白质的合成场所是核糖体，故SGO蛋白在核糖体中合成，A错误；
B、SGO蛋白是一种位于动物细胞内姐妹染色单体着丝粒位置的蛋白质，在有丝分裂后期或减数分裂II后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，会发生SGO蛋白失活的现象，B正确；
C、黏连蛋白被水解可以发生在减数分裂II后期，若在减数分裂I时发生了互换，则姐妹染色单体可能含有等位基因，故黏连蛋白被水解的同时可能发生等位基因的分离，C错误；
D、SGO蛋白是一种保护黏连蛋白的蛋白质，若阻断SGO蛋白的合成，可能导致姐妹染色单体的形成和分离等异常，但基因突变是DNA分子发生碱基对的增添、替换或缺失造成的，与SGO蛋白无直接关系，D错误。
故选B。
8. 烟草花叶病毒（TMV）和车前草花叶病毒（HRV）同属于RNA病毒，都可以使烟草患病，但患病时叶片的症状表现不同。研究人员将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，检测叶片细胞中病毒的RNA和蛋白质类型。下列说法错误的是（ ）
A. 导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同
B. 烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其主要的遗传物质
C. 重组实验最终只能检测到TMV的RNA和蛋白质
D. 重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞
【答案】B
【分析】RNA病毒的遗传物质是RNA，RNA决定RNA病毒的遗传性状。蛋白质不是RNA病毒的遗传物质，不能决定RNA病毒的遗传性状。
【详解】A、导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同，即病毒TMV和HRV的遗传信息的不同是其RNA中的碱基序列不同导致的，A正确；
B、烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其遗传物质，不是主要遗传物质，B错误；
C、将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病。由于RNA是RNA病毒的遗传物质，且RNA来自TMV，因此能检测到TMV的RNA和蛋白质，C正确；
D、病毒为专性寄生物，没有独立代谢系统，因此，重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞，D正确。
故选B。
9. 根据鸡羽毛中是否有黑白相间的橫斑条纹可将鸡分为芦花鸡和非芦花鸡，研究发现芦花性状由Z染色体上的显性基因控制。养鸡场欲根据早期雏鸡羽毛的特征区分雌性和雄性，以达到多养母鸡多产蛋的目的，应选用的雌雄组合为（ ）
A. 芦花雌鸡与非芦花雄鸡
B. 非芦花雌鸡与芦花雄鸡
C. 非芦花雌鸡与非芦花雄鸡
D. 芦花雌鸡与芦花雄鸡
【答案】A
【分析】题意分析，性别决定方式为ZW型，雄性的性染色体组成为ZZ，雌性个体的性染色体组成为ZW，芦花雌鸡的基因型为ZBW，非芦花雌鸡的基因型为ZbW；芦花雄鸡的基因型为ZBZB和ZBZb，非芦花雄鸡的基因型为ZbZb。
【详解】养鸡场为提高经济效益，欲根据早期雏鸡羽毛的特征区分雌性和雄性，结合伴性遗传的特征可知，应选择隐性的雄鸡和显性的雌鸡进行杂交，即选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡进行杂交，即ZbZb和ZBW杂交，产生的后代的基因型为ZBZb和ZbW，即雌鸡均为非芦花，雄鸡全为芦花，据此判断，A正确。
故选A。
10. 格里菲思肺炎链球菌转化实验中，将R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离得到R型细菌和S型细菌。下列说法正确的是（ ）
A. 与S型细菌相比，R型细菌的毒性较强可能与其具有多糖类荚膜有关
B. 加热杀死的S型细菌中蛋白质和DNA的功能均不受影响
C. 加热杀死的S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞内指导蛋白质的合成
D. R型细菌转化成S型细菌的原理是基因突变
【答案】C
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，没有证明转化因子是什么物质，而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原理，最终证明DNA是遗传物质
【详解】A、与R型细菌相比，S型细菌具有荚膜多糖，S型细菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A错误；
B、加热杀死的S型细菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型细菌的蛋白质功能丧失；而加热杀死的S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，B错误；
C、加热杀死S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后使R型细菌具有了S型细菌的性状，可知加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后指导蛋白质的合成，C正确；
D、R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的基因组中，故其原理是基因重组，D错误。
故选C。
11. 将DNA双链均被32P标记的大肠杆菌置于含31P的培养基中连续分裂3次后获得了多个子代大肠杆菌。下列说法错误的是（ ）
A. 解旋酶解开DNA双螺旋的过程需要能量驱动
B. 含31P的DNA单链占全部DNA单链数的7/8
C. 含31P的大肠杆菌数占全部大肠杆菌数的3/4
D. 含31P的游离脱氧核苷酸被连接在新合成DNA子链的3′端
【答案】C
【分析】DNA复制在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链，延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
【详解】A、DNA复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，A正确；
B、根据DNA半保留复制特点，将DNA双链均被32P标记的大肠杆菌置于含31P的培养基中连续分裂3次后，被32P标记的DNA单链数为2，被31P标记的DNA单链数为23×2-2=14，含31P的DNA单链占全部DNA单链数的14÷（23×2）=7/8，B正确；
C、所有的大肠杆菌都被31P标记，含31P的大肠杆菌数占全部大肠杆菌数的100%，C错误；
D、新合成的DNA链从5′端向3′端延伸，因此，含31P的游离脱氧核苷酸被连接在新合成DNA子链的3′端，D正确。
故选C。
12. 人类遗传病有多种类型，分析其遗传方式对检测和预防遗传病具有重要意义。下列说法错误的是（ ）
A. 遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的疾病
B. 调查某遗传病的发病率应该在患者家系中进行
C. 检测父母是否携带某遗传病的致病基因可以预测后代患该病的概率
D. 用正常基因取代或修复遗传病患者细胞中有缺陷的基因可以达到治疗该病的目的
【答案】B
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。
（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。
（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
【详解】A、遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的疾病，分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病，A正确；
B、应在某患者家系中调查单基因遗传病的遗传方式，在随机的人群中调查遗传病的发病率，B错误；
C、通过遗传咨询和产前诊断，能够有效预防遗传病的产生和发展，如检测父母是否携带某遗传病的致病基因可以预测后代患该病的概率，C正确；
D、用正常基因取代或修复遗传病患者细胞中有缺陷的基因可以达到治疗该病的目的，该方法属于基因治疗，D正确。
故选B。
13. 启动子是位于基因上游的有特殊序列的DNA片段，研究发现启动子区域发生的甲基化修饰往往会影响RNA聚合酶的识别和结合，从而引起抑癌基因和DNA修复基因等的沉默，最终导致癌症的发生。下列说法正确的是（ ）
A. 启动子区域发生的甲基化修饰通过直接影响翻译过程从而引起基因沉默
B. 抑癌基因沉默导致的相应蛋白质活性减弱或失去活性可能引起细胞癌变
C. 上述发现为证明“基因突变导致癌症发生”提供了有利的佐证
D. 去除启动子区域从而防止其发生甲基化修饰是癌症预防和治疗的新思路
【答案】B
【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、启动子区域发生的甲基化修饰通过直接影响转录过程从而引起基因沉默，A错误；
B、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，抑癌基因沉默导致的相应蛋白质活性减弱或失去活性，进而可能引起细胞癌变，B正确；
C、上述发现为启动子区域发生甲基化引起的基因沉默，进而可能导致癌症的发生，但基因相关区域发生甲基化过程中没有引起碱基序列的改变，因而该发现不能为证明“基因突变导致癌症发生”提供了有利的佐证，C错误；
D、去除启动子的甲基化应该是癌症预防和治疗的新思路，因为相关基因的表达需要启动子的驱动，D错误。
故选B。
14. 达尔文的自然选择学说是被人们普遍接受的生物进化理论，随着生物科学的发展，该学说逐渐发展完善形成了现代生物进化理论。下列说法错误的是（ ）
A. 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
B. 自然选择使种群的基因频率发生定向改变
C. 隔离是物种形成的必要条件
D. 生物多样性的形成就是新物种不断形成的过程
【答案】D
【分析】现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成．其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、种群基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，A正确；
B、自然选择决定生物进化的方向，而生物进化的过程实质是种群基因频率发生定向改变的过程，即自然选择使种群的基因频率发生定向改变，B正确；
C、隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的产生是衡量新物种形成的标志，C正确；
D、生物多样性包括三个层次，基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，可见，新物种不断形成的过程不能代表物种多样性形成的全部，D错误。
故选D。
15. 镰状细胞贫血是由于血红蛋白基因模板链（转录时的模板）中某段碱基序列由正常的CTC变为异常的CAC，导致其指导合成的血红蛋白β链中第6位氨基酸由谷氨酸替换成缬氨酸而引起的遗传病。假设控制正常血红蛋白合成的基因为A，控制异常血红蛋白合成的基因为a。下列说法正确的是（ ）
A. 镰状细胞贫血产生的根本原因是β链中氨基酸的种类发生替换
B. a基因中碱基对之间的氢键数目少于A基因
C. 基因型为Aa的个体中A和a分布在同一DNA分子两条链的同一位置
D. 镰状细胞贫血是一种可以用显微镜诊断的单基因遗传病
【答案】D
【详解】A、镰刀型细胞贫血症是由于基因中发生碱基对的替换，由正常的CTC变为异常的CAC，A错误；
B、碱基A-T之间含有两个氢键，碱基序列由正常的CTC变为异常的CAC，a基因中碱基对之间的氢键数目等于A基因，B错误；
C、基因型为Aa的个体中A和a分布在同源染色体相同位置，C错误；
D、镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，血红蛋白基因突变导致红细胞由圆饼形变为镰刀型，可以利用光学显微镜检测红细胞形态判断是否为镰状细胞贫血，D正确。
故选D。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 某高等植物的花色有红色和白色，甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白花品种，甲分别与乙、丙杂交产生F1，F1自交产生F2，结果如下表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 红花与白花性状至少由3对等位基因控制
B. 1组的F2白花中纯合子的比例为3/7
C. 2组的F1与丙杂交，子代中红花的比例为3/4
D. 若乙与丙杂交得到的F1全部为红花，则F1自交产生的F2 中红花：白花＝9：7
【答案】ABD
【分析】题表分析：甲×乙杂交产生的F1全是红花，F1自交产生的F2中红花∶白花=9∶7，说明该植物的花色受两对等位基因控制，且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律；甲×丙产生的F1全是红花，F1自交产生的F2中红色∶白色=9∶7，说明植物的花色受两对等位基因控制，且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。又因为甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白花品种，因此该植物的花色至少受三对等位基因控制。
【详解】A、甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白花品种，且两组实验均能说明植物花色受两对等位基因控制，且遵循基因自由组合定律，因此综合分析可得出，植物的花色至少由三对等位基因控制，A正确；
B、假定用A/a、B/b、C/c表示三对基因，若甲、乙的基因型用AAbbCC、aaBBCC表示，则F2中白花的基因型为1AAbbCC、2AabbCC、1aaBBCC、2aaBbCC和1aabbCC，可见，纯合子占3/7，B正确；
C、若甲、丙的基因型分别用AAbbCC、AABBcc，则2组的F1的基因型为AABbCc，其与丙AABBcc杂交，子代中红花的比例为1×1×1/2=1/2，C错误；
D、乙的基因型为aaBBCC，丙的基因型为AABBcc，若乙与丙杂交，所得F1全部为红花（AaBBCc），则F1自交产生的F2 中红花∶白花＝9∶7，D正确。
故选ABD。
17. 图1和2分别表示某动物（2n=4）细胞正常分裂过程中不同时期的分裂图像及染色体、染色单体和核DNA数量的关系图。下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙细胞中含有的染色体组数分别为2、2、1
B. 乙细胞的名称为初级卵母细胞或极体
C. 丙细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量关系可用III表示
D. 乙→丙过程中细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的变化可用II→III表示
【答案】CD
【分析】题图分析，图1甲细胞含有同源染色体，且染色体的着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，处于有丝分裂后期；乙细胞细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，丙细胞不含同源染色体，处于减数第二次分裂中期；图2中a是染色体、b是染色单体、c是核DNA。Ⅰ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶0∶1，没有染色单体，且染色体数目与体细胞相同，应该处于分裂间期的开始阶段或减数第二次分裂后期。Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2，且染色体数目与体细胞相同，可能处于有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂过程；Ⅲ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2，但染色体数目只有正常体细胞的一半，可能处于减数第二次分裂前期和中期；Ⅳ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶0∶1，没有染色单体，且染色体数目是正常体细胞的一半，可能处于减数第二次分裂末期。
【详解】A、甲细胞处于有丝分裂后期，细胞中染色体数目暂时加倍，因此其中含有4个染色体组；乙细胞处于减数第一次分裂后期，细胞中含有2个染色体组，丙细胞中不含同源染色体，处于减数第二次分裂中期，其中含有1个染色体组，A错误；
B、乙细胞中发生的是同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，且细胞质不均等分裂，因此该细胞的名称为初级卵母细胞，B错误；
C、丙细胞处于减数第二次分裂中期，其中染色体数目是体细胞的一半，且每条染色体含有2个染色单体，因此，该细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量关系可用III表示，C正确；
D、乙→丙过程中发生了同源染色体分离、非同源染色体自由组合的过程，通过该过程产生的子细胞中染色体数目减半，因此，该过程中细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的变化可用II→III表示，D正确。
故选CD。
18. 海蜘蛛是一种在深海中生存了5亿年的节肢动物，其视觉器官高度退化，身体透明不易被发现且几乎没有任何营养价值，在海洋中不存在天敌。下列说法正确的是（ ）
A. 深海无光的环境导致海蜘蛛产生了视觉器官退化的变异并遗传给后代
B. 海蜘蛛身体透明是适应环境的有利变异
C. 自然选择对海蜘蛛不起作用
D. 海蜘蛛与其他物种以及无机环境之间不存在协同进化
【答案】B
【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、视觉器官退化在自然选择之前就已存在，深海无光的环境只是选择并保存了适应性强的个体，A错误；
B、变异的有利或有害是相对的，分析题意可知，海蜘蛛身体透明不易被发现，能够更好地适应环境，故是有利变异，B正确；
C、自然选择决定生物进化的方向，自然选择对海蜘蛛起作用，C错误；
D、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，海蜘蛛与其他物种以及无机环境之间存在协同进化，D错误。
故选B。
19. 已知甲（由A/a控制）、乙（由B/b控制）两病均为单基因遗传病，其中一种病的致病基因位于X染色体上。某家族中存在上述两种遗传病，研究人员依据调查情况绘制如下遗传系谱图。下列说法正确的是（ ）
A. 乙病是常染色体隐性遗传病
B. III9的乙病致病基因来自Ⅰ1的概率是100%
C. 若II7和II8再生育一个孩子，则该孩子为正常女孩的概率为3/8
D. 若III11与不携带致病基因的正常男性婚配，则所生孩子不可能同时患甲、乙两病
【答案】BD
【分析】系谱图分析：Ⅱ3和Ⅱ4表现正常，却生出了患甲病的女儿，因而可知甲病为常染色体隐性遗传病，又知I1和I2都不患乙病病，但他们有一个患乙病的儿子，根据无中生有为隐性，可判断乙病为隐性遗传病，又知，甲、乙中一种病的致病基因位于X染色体上，则可推测乙病为伴X隐性遗传病。
【详解】A、Ⅱ3和Ⅱ4表现正常，却生出了患甲病的女儿和患乙病的儿子，因而可知，甲病为常染色体隐性遗传病，而乙病是隐性遗传病，题中显示两病中有一种病为伴X遗传病，因而可推测，乙病为伴X隐性遗传病，A错误；
B、III9关于乙病的基因型可表示为XbY，其乙病致病基因来自其母亲Ⅱ4（XBXb），Ⅰ2表现正常，其关于乙病的基因型可表示为XBY，可见，III9的乙病致病基因来自Ⅰ1的概率是100%，B正确；
C、若II7和II8均不患甲病，却生出了患甲病的孩子，说明二者关于甲病的基因型均为Aa，II7患乙病，其基因型为XbY，II8表现正常，却生出了患乙病的孩子，因此该个体的基因型为XBXb，二者再生育一个孩子，则该孩子为正常女孩的概率为3/4×1/4=3/16，C错误；
D、II7和II8的基因型分别为AaXbY、AaXBXb，则III11的基因型为（1/3AAXBXb、2/3AaXBXb），与不携带致病基因的正常男性（AAXBY）婚配，可见二者所生孩子都不会患甲病，因而不可能生出同时患甲、乙两病的孩子，D正确。
故选BD。
20. 基因通过复制在亲子代间传递，通过指导蛋白质合成控制生物体的性状。研究小组检测出某基因首端的部分序列如下图甲所示，该序列可指导编码4个氨基酸；表乙表示部分氨基酸对应的密码子。研究发现图甲所示序列的模板链中有3个碱基同时发生改变，导致mRNA上有3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没有改变。下列说法错误的是（ ）
表乙：
A. 基因复制和指导蛋白质合成时DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别是DNA和RNA
B. 图甲中的α链是转录的模板链
C. 该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—谷氨酸
D. 碱基改变后产生的mRNA序列有4种可能
【答案】ABD
【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、基因复制的产物是DNA，而指导蛋白质合成过程中需要通过转录过程以DNA的一条链为模板合成RNA，前者需要DNA聚合酶催化，后者需要RNA聚合酶催化，可见二者结合位点均是DNA，A错误；
B、AUG为起始密码，因此，图甲中的α链不是转录的模板链，图甲转录出的mRNA中的碱基序列为CAUGUAUACAGAA，B错误；
C、图甲转录出的mRNA中的碱基序列为CAUGUAUACAGAA，起始密码为AUG，此后的密码子依次为UAU、ACA、GAA，根据密码子表可知该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—谷氨酸，C正确；
D、题中显示，研究发现图甲所示序列的模板链中有3个碱基同时发生改变，导致mRNA上有3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没有改变，结合表格可知，UAU可变成UAG（1种可能）、ACA可变成ACU和ACC（2种可能）、GAA可变成GAG（1中可能），可见，碱基改变后产生的mRNA序列有1×2×1=2种可能，D错误。
故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 已知与番茄果肉颜色相关的三对等位基因A/a、B/b、H/h分别位于三对同源染色体上，它们共同参与控制番茄果肉颜色的过程如下图所示。番茄红素积累会使果肉呈红色，番茄红素较少时果肉呈黄色，前体物质2积累使果肉呈橙色。已知基因H在番茄果实中的表达量较低，且研究过程中基因H始终处于纯合状态。
（1）据图分析，基因型为aabb的番茄颜色为______；基因型为aaBB的番茄呈黄色的原因是______。
（2）选用纯合黄色番茄和纯合橙色番茄杂交，F1番茄全为红色，F1自交，F2番茄的颜色及比例为______；F2橙色番茄中纯合子的比例为______。F2中所有黄色番茄植株间随机授粉，F3番茄的颜色及比例为______。
（3）现有1株纯合橙色番茄植株甲，欲通过一次杂交实验确定其基因型，可采用的方法是让植株甲与基因型为______的纯合子植株杂交，预期的实验结果和结论是______。
【答案】（1）①. 橙色 ②. 基因型为aaBB的番茄果肉细胞中没有酶A，基因H表达出少量酶H，催化前体物质1生成少量前体物质2，再在酶B的催化作用下生成少量番茄红素，使番茄果肉呈黄色
（2）①. 红色：黄色：橙色＝9：3：4 ②. 1/2 ③. 黄色：橙色＝8：1
（3）①. aaBBHH（aaBB）②. 若子代番茄全为红色，则甲的基因型为AAbbHH，若子代番茄全为黄色，则甲的基因型为aabbHH
【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。
【小问1详解】
结合图示信息可知，基因型为aabb的番茄细胞中没有酶A，基因H表达出少量酶H，催化前体物质1生成少量前体物质2，因而表现为橙色；基因型为aaBB的番茄也表现黄色，这是基因型为aaBB的番茄果肉细胞中没有酶A，基因H表达出少量酶H，催化前体物质1生成少量前体物质2，再在酶B的催化作用下生成少量番茄红素，使番茄果肉呈黄色。
【小问2详解】
选用纯合黄色番茄和纯合橙色（AAbb）番茄杂交，F1番茄全为红色，说明黄色番茄的基因型为aaBB，F1的基因型为AaBb，其自交产生的F2番茄的颜色及比例为红色（A_B_）∶黄色（aaB_）∶橙色（A_bb、aabb）＝9∶3∶4；F2橙色番茄中纯合子的基因型为AAbb和aabb，各占1份，因此，F2橙色番茄中纯合子的比例为1/2。F2中所有黄色番茄植株（1/3aaBB、2/3aaBb，该群体中配子比例为aB∶ab=2∶1）间随机授粉，F3番茄中橙色个体出现的比例为1/3×1/3=1/9，因此，F3番茄的颜色及比例为黄色∶橙色＝8∶1
【小问3详解】
现有1株纯合橙色番茄植株甲（AAbbHH或aabbHH），欲通过一次杂交实验确定其基因型，可采用的方法是让植株甲与基因型为aaBBHH的纯合子植株杂交，观察后代的性状表现即可得出相应的结论。
若甲的基因型为AAbbHH，则子代番茄全为红色（AaBbHH）；
若甲的基因型为aabbHH，则子代番茄全为黄色（aaBbHH）。
22. 家鸽是最早被人们驯化的鸟类，因其善于飞翔常用于通讯和竞翔。
（1）家鸽品种起源于野生崖鸽，用现代生物进化理论解释，野生崖鸽种群的______为进化提供了原材料。从崖鸽到家鸽的进化过程中，既保持了遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性，试从配子形成的角度对遗传多样性的原因进行分析______（写出发生的现象和具体时期）。
（2）“以雌定棚”是很多鸽友总结的经验，原因是雌鸽在身体耐性等方面对后代的影响更大。试从受精卵中遗传物质来源的角度分析上述做法的依据______。
（3）家鸽视网膜中的MagR基因和Cry基因共同表达时产生的磁感应受体蛋白MagR和光受体蛋白Cry一起参与形成含铁的杆状多聚体，该多聚体能够识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。MagR基因和Cry基因表达时遗传信息的传递过程可表示为______。视网膜细胞与肌细胞的形态、结构和功能均不相同，其根本原因是这两种细胞内的______不同。
（4）若MagR基因和Cry基因同时失去功能，则家鸽因视网膜细胞中的杆状多聚体不能正常合成而失去定向运动能力，无法导航。欲验证上述结论，实验思路为：______。
【答案】（1）①. 突变和基因重组 ②. 减数分裂Ⅰ的四分体时期发生的同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和减数分裂Ⅰ后期发生的非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性，进而导致遗传多样性
（2）受精卵细胞核中的遗传物质一半来自母方，而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方
（3）①. （MagR和Cry）基因→转录→（MagR和Cry）mRNA→翻译→（MagR和Cry）蛋白质 ②. mRNA
（4）取生长发育状况相同的健康家鸽若干均分为甲、乙两组，甲组同时敲除MagR基因和Cry基因，乙组不作任何处理；饲养一段时间后分别测定两组家鸽视网膜细胞中杆状多聚体的含量，然后在同一条件下放飞两组家鸽，观察其定向运动能力
【分析】①减数分裂过程中，因同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体的自由组合而导致配子中染色体组合的多样性。②受精时精子的头部进入卵细胞，精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。③基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段。④现代生物进化理论的主要内容有：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向进化；隔离导致物种的形成。
【小问1详解】
现代生物进化理论认为：突变和基因重组为生物进化提高原材料。配子中染色体组合的多样性，其原因是：减数分裂Ⅰ的四分体时期发生的同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和减数分裂Ⅰ后期发生的非同源染色体的自由组合。
【小问2详解】
受精卵中的遗传物质包括细胞核中的遗传物质和细胞质中的遗传物质，细胞核中的遗传物质一半来自母方、一半来自父方，而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
【小问3详解】
基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段，转录时遗传信息从DNA传到mRNA，翻译时遗传信息从mRNA传到蛋白质，因此MagR基因和Cry基因表达时遗传信息的传递过程可表示为：（MagR和Cry）基因→转录→（MagR和Cry）mRNA→翻译→（MagR和Cry）蛋白质。视网膜细胞与肌细胞是通过细胞分化形成的，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，因此二者的形态、结构和功能均不相同的根本原因是这两种细胞内的mRNA不同。
【小问4详解】
若通过实验来验证MagR基因和Cry基因同时失去功能，家鸽因视网膜细胞中的杆状多聚体不能正常合成而失去定向运动能力，无法导航，则自变量可以是MagR基因和Cry基因的有无，因变量是家鸽视网膜细胞中杆状多聚体的含量与定向运动能力，而其它对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜，据此并结合实验设计遵循的原则可以确定实验思路为：取生长发育状况相同的健康家鸽若干均分为甲、乙两组，甲组同时敲除MagR基因和Cry基因，乙组不作任何处理；饲养一段时间后分别测定两组家鸽视网膜细胞中杆状多聚体的含量，然后在同一条件下放飞两组家鸽，观察其定向运动能力。
23. 遗传物质实验证据的获得和DNA双螺旋结构模型的建立，揭示了遗传物质的化学本质及结构特点。随着科学技术的不断发展，科学家尝试按照人们的愿望将从一种生物体内获取的有意义的基因转入到另一种生物体内，以创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
（1）艾弗里、赫尔希和蔡斯分别通过不同的实验证明了DNA是遗传物质，两个实验在设计思路上的共同点是______；对于“DNA是主要的遗传物质”的正确理解是______。
（2）将发光水母的绿色荧光蛋白（GFP）基因插入到小鼠受精卵的染色体DNA上，转基因小鼠在紫外线照射下也能像水母一样发光，由此说明基因与DNA的关系是______。GFP基因在小鼠体细胞内表达的过程中，RNA聚合酶的具体作用是______；翻译时核糖体与mRNA的结合部位会形成______个tRNA的结合位点。
（3）真核细胞的基因由编码区和非编码区组成，编码区包括外显子和内含子，编码区转录形成的初始转录产物hnRNA中包含与内含子和外显子对应的序列，随后与内含子对应的序列被特异性切除，与外显子对应的序列连接形成成熟的mRNA作为翻译的模板。原核细胞的基因不存在内含子序列，因而可边转录边翻译。若将发光水母的GFP基因转移到大肠杆菌的DNA分子中，则______（填“能”或“不能”）得到发光的大肠杆菌，原因是______。
【答案】（1）①. 设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应 ②. 绝大多数生物的遗传物质是DNA
（2）①. 基因是有遗传效应的DNA片段 ②. 使DNA双链解开，连接游离的核糖核苷酸 ③. 2##二##两
（3）①. 不能 ②. 发光水母的GFP基因中含有内含子，在大肠杆菌中其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出绿色荧光蛋白，所以无法获得发光大肠杆菌
【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中，利用了同位素标记法，用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为：吸附→注入→合成→组装→释放。
【小问1详解】
艾弗里、赫尔希和蔡斯分别通过不同的实验证明了DNA是遗传物质，两个实验在设计思路上的共同点是设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应；由于绝大多数生物（细胞生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA，故“DNA是主要的遗传物质”。
【小问2详解】
分析题意，将水母的绿色荧光蛋白（GFP）基因片段单独插入到小鼠体内，转基因小鼠在紫外线照射下也能像水母一样发光，说明基因是有遗传效应的DNA片段；RNA聚合酶能够识别并与启动子结合，催化转录的进行，其作用是使DNA双链解开，连接游离的核糖核苷酸；翻译时核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。
【小问3详解】
由于发光水母的GFP基因中含有内含子，在大肠杆菌中其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出绿色荧光蛋白，所以无法获得发光大肠杆菌，故若将发光水母的GFP基因转移到大肠杆菌的DNA分子中，不能得到发光的大肠杆菌。
24. 水稻的每朵花中都有雄蕊和雌蕊，可自花传粉也可异花传粉。科研人员用化学诱变剂EMS处理大量野生型水稻品系，获得了一株雄性不育植株以及一些具有不同新性状的植株。
（1）用EMS处理大量野生型水稻品系后得到的上述结果说明基因突变具有______的特点。研究人员进一步研究发现，雄性不育是由于10号染色体上某个碱基对发生替换引起的，经对比后发现10号染色体的末端区域有三个部位发生了碱基对的替换，其中两个位于下图所示的基因甲和基因乙的间隔区，一个位于基因丙内部。由此推断控制雄性不育的基因应位于______（填“基因甲和基因乙的间隔区”或“基因丙内部”），理由是_____。
（2）假设雄性不育性状与可育性状由等位基因M/m控制，将诱变获得的雄性不育植株作______（填“父本”或“母本”）与纯合野生型植株杂交，后代中50%可育、50%雄性不育，由此推断雄性不育为______突变，杂交后代出现该结果的原因是______。研究人员无法通过杂交育种的方式获得纯合雄性不育植株，原因是______。
（3）为解决育种过程中雄性不育性状不易辨别和筛选的问题，研究人员尝试选取其它性状对其进行标记，具体过程是：将高秆（DD）雄性不育水稻与矮秆（dd）可育水稻杂交，选取子代雄性不育水稻进行测交，发现测交后代中高秆雄性不育：高秆可育：矮秆雄性不育：矮秆可育＝159：2：3：163，该结果说明雄性不育基因与高秆基因的位置关系是______，据此可知育种过程中选取表型为______（填“高秆”或“矮秆”）的植株即可实现在开花前对雄性不育株的筛选；测交后代中出现高秆可育和矮秆雄性不育表型的原因是______。
【答案】（1）①. 低频性、不定向性 ②. 基因丙内部 ③. 基因甲和基因乙的间隔区发生碱基对的替换不能引起基因序列的改变，不属于基因突变，只有发生在基因丙内部的碱基对的替换能引起基因序列的改变，属于基因突变
（2）①. 母本 ②. 显性 ③. 该雄性不育植株为杂合子，产生的雌配子中雄性不育基因M与雄性可育基因（野生型基因）m的比例为1：1，与基因组成为m的雄配子结合，后代中Mm：mm＝1：1 ④. 不存在含雄性不育基因M的雄配子
（3）①. 位于同一条染色体上 ②. 高秆 ③. 减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换，产生了基因组成为Dm和dM的雌配子，与基因组成为dm的雄配子结合，从而产生了高秆可育和矮秆雄性不育植株
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。
【小问1详解】
科研人员用化学诱变剂EMS处理大量野生型水稻品系，获得了一株雄性不育植株以及一些具有不同新性状的植株，该事实说明基因突变具有低频性、不定向性。研究发现，雄性不育是由于10号染色体上某个碱基对发生替换引起的，经对比后发现10号染色体的末端区域有三个部位发生了碱基对的替换，其中两个位于下图所示的基因甲和基因乙的间隔区，一个位于基因丙内部。由此推断控制雄性不育的基因应位于基因丙内部”，做出此判断的依据是：基因甲和基因乙的间隔区发生碱基对的替换不能引起基因序列的改变，不属于基因突变，只有发生在基因丙内部的碱基对的替换能引起基因序列的改变，才可能会引起性状的改变，即表现为雄性不育。
【小问2详解】
假设雄性不育性状与可育性状由等位基因M/m控制，将诱变获得的雄性不育植株只能作母本，且作母本避免了去雄的麻烦，该植株与纯合野生型植株杂交，后代中50%可育、50%雄性不育，由此推断雄性不育为显性突变，其基因型可表示为Mm，杂交后代出现50%可育、50%雄性不育的原因可描述为：该雄性不育植株为杂合子，产生的雌配子中雄性不育基因M与雄性可育基因（野生型基因）m的比例为1∶1，与基因组成为m的雄配子结合，后代中Mm∶mm＝1∶1。研究人员无法通过杂交育种的方式获得纯合雄性不育植株（MM），这是因为M基因控制雄性不育，因而群体中没有含M基因的花粉，因而不能产生基因型为MM的纯合不育植株。
【小问3详解】
将高秆（DD）雄性不育水稻与矮秆（dd）可育水稻杂交，选取子代雄性不育水稻进行测交，发现测交后代中高秆雄性不育∶高秆可育∶矮秆雄性不育∶矮秆可育＝159∶2∶3∶163，该比例不符合1∶1∶1∶1，说明控制株高和育性的两对等位基因不符合基因自由组合定律，即雄性不育基因与高秆基因位于同一条染色体上（即D、M在一条染色体上），据此可知育种过程中选取表型为高秆的植株即可实现在开花前对雄性不育株的筛选；测交后代中高秆可育和矮秆雄性不育表型出现的原因是基因型为DdMm（D和M、d和m连锁）的个体在产生配子的过程中减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换，产生了基因组成为Dm和dM的雌配子，与基因组成为dm的雄配子结合，从而产生了高秆可育和矮秆雄性不育植株。
25. 农业生产中使用杀虫剂杀灭害虫时往往初期效果明显，但随着时间的推移害虫会逐渐对杀虫剂产生抗药性，且这种抗药性能够遗传，最后形成有抗药性的害虫品系。对于抗药品系出现的原因，研究小组的同学提出两种假说：①抗药品系的出现是杀虫剂选择的结果；②抗药品系的出现是害虫接触杀虫剂后发生定向变异的结果。为探究上述假说是否成立，研究小组利用果蝇和杀虫剂DDT进行了如下实验。
实验一：将许多果蝇置于同一培养瓶中自由交配，并在培养瓶中放置喷有一定剂量DDT的玻璃片；逐代增加DDT的剂量，十多代后获得抗药性比原品系增加几百倍的果蝇品系。
实验二：将同一家系果蝇分成若干组，每组均分为A、B两部分，分别置于不同的培养瓶中培养，用相同剂量的DDT处理每组中的A部分，选取死亡率最低一组中的B部分果蝇饲养繁殖，再将其后代分成若干组，每组均分为A、B两部分，重复上述实验。十多代后获得抗药性比原品系增加几百倍的果蝇品系。
（1）实验一中的果蝇在用DDT处理前，______（填“存在”或“不存在”）DDT抗性；实验二中不同培养瓶中B部分果蝇______（填“接触”或“不接触”）DDT。两组实验的最终结果支持假说______（填“①”或“②”）。两组实验最终获得的抗药果蝇品系______（填“是”或“不是”）新物种，原因是______。
（2）进一步研究发现，抗药品系果蝇体内含有脱氯化氢酶基因，该基因的表达产物能将DDT转变为无毒的乙烯化合物DDE，上述实例中基因控制生物体性状的途径是______。具有DDT抗性的果蝇相互交配，后代出现无DDT抗性的个体，研究小组的同学给出两种合理的解释：①DDT抗性由显性基因控制，杂合子抗性果蝇杂交，后代出现无抗性的隐性纯合子；②______。
（3）假设害虫抗药与不抗药分别由常染色体上的等位基因A和a控制，某害虫种群中，不抗药个体占16%，使用杀虫剂淘汰不抗药害虫，剩余个体自由交配，子代中A基因的频率为______。上述过程中害虫______（填“发生”或“未发生”）进化。
（4）结合上述实验过程及计算结果从进化的角度解释害虫抗药性增强的原因______。
【答案】（1）①. 存在 ②. 不接触 ③. ① ④. 不是 ⑤. 抗药果蝇品系与原来的果蝇不存在生殖隔离
（2）①. 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状 ②. DDT抗性由隐性基因控制，纯合抗性果蝇相互交配，后代发生基因突变，隐性抗药基因突变为显性不抗药基因
（3）① 5/7 ②. 发生
（4）害虫中存在抗药和不抗药变异，杀虫剂的使用具有选择作用，使抗药性强的害虫生存和繁殖的机会增多，抗药基因在害虫种群中的基因频率逐年上升，表现为抗药性逐代增强
【分析】现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
小问1详解】
果蝇的DDT抗性不是DDT引起的，在用DDT处理前，就存在DDT抗性。根据题干“用相同剂量的DDT处理每组中的A部分，选取死亡率最低一组中的B部分果蝇饲养繁殖”可知，实验二中不同培养瓶中B部分果蝇不接触DDT，作为对照组。
上述两组实验在十多代后检测果蝇的DDT抗性基本一致，说明果蝇具有DDT抗性是DDT对抗性害虫进行选择的结果，即两组实验的最终结果支持假说①。新物种形成的标志是出现生殖隔离，因为抗药果蝇品系与原来的果蝇不存在生殖隔离，所以两组实验最终获得的抗药果蝇品系不是新物种。
【小问2详解】
基因控制生物性状的两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，因此上述实例中基因控制生物体性状的途径是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状。DDT抗性由隐性基因或显性基因控制，若DDT抗性由隐性基因控制，具有DDT抗性的果蝇相互交配，正常情况下后代应都为有DDT抗性的果蝇，但后代出现了无DDT抗性的个体，原因可能是纯合抗性果蝇相互交配，后代发生基因突变，隐性抗药基因突变为显性不抗药基因。
【小问3详解】
某害虫种群中，不抗药个体（基因型为aa）占16%，则a的基因频率为0.4，A的基因频率为0.6，AA个体占0.6×0.6=36%，Aa个体占2×0.4×0.6=48%，使用杀虫剂淘汰不抗药害虫，剩余个体（3/7AA、4/7Aa）自由交配，A的基因频率为5/7，a的基因频率为2/7，则子代中A基因的频率为5/7。因为种群的基因频率发生了改变，所以上述过程中害虫发生进化。
【小问4详解】
变异是不定向的，害虫中存在抗药和不抗药变异，杀虫剂的使用具有选择作用，使抗药性强的害虫生存和繁殖的机会增多，不具有抗药性的淘汰，则抗药基因在害虫种群中的基因频率逐年上升，表现为抗药性逐代增强。
组别
杂交组合
F1
F2
1
甲×乙
红花
901红花，699白花
2
甲×丙
红花
630红花，490白花
氨基酸
密码子
氨基酸
密码子
甲硫氨酸
AUG（起始）
苏氨酸
ACU、ACC、ACA、ACG
色氨酸
UGG
脯氨酸
CCU、CCC、CCA、CCG
谷氨酸
GAA、GAG
接氨酸
GUU、GUC、GUA、GUG
酪氨酸
UAG、UAU
组氨酸
CAU、CAC
1. 根据基因分离定律和自由组合定律判断，下列说法正确的是（ ）
A. 表型相同的生物基因型一定相同
B. 杂合子的自交后代不会出现纯合子
C. 位于两对同源染色体上的基因的分离和组合互不干扰
D. 基因的分离发生在配子形成的过程中，基因的自由组合发生在合子形成的过程中
【答案】C
【详解】A、表型相同的生物基因型不一定相同，如DD和Dd都表现为高茎，A错误；
B、杂合子的自交后代可能出现纯合子，如Aa自交后可以出现AA和aa的纯合子，B错误；
C、如果两对等位基因位于非同源染色体上，则其分离或组合是互不干扰的，遵循自由组合定律，C正确；
D、基因的分离定律和自由组合定律都发生在配子形成过程中，D错误。
故选C。
2. 某同学用红豆（代表基因A）和绿豆（代表基因a）建立人群中某常染色体隐性遗传病的遗传模型。甲乙两容器中均放入30颗红豆和10颗绿豆摇匀，从每个容器内随机取出一颗豆子放在一起并记录基因组合的类型，再将豆子放回各自的容器中摇匀，按上述步骤重复100次。下列说法错误的是（ ）
A. 容器中的豆子种类及比例模拟的是人群中男性或女性群体产生的配子种类及比例
B. 从每个容器内随机取出一颗豆子放在一起模拟的是雌雄配子随机结合
C. 重复100次实验后，Aa组合的比例约为3/16
D. 人群中该隐性遗传病的发病率约为1/16
【答案】C
【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、甲乙两容器中均放入30颗红豆和10颗绿豆摇匀，且由于建立的是常染色体隐性遗传病的遗传模型，因此性状表现与性别无关，故容器中可表示人群中男性或女性群体产生的配子种类及比例，A正确；
B、从每个容器内随机取出一颗豆子放在一起模拟的是雌雄配子随机结合，且容器中代表的是群体中两种配子的比例为3∶1，B正确；
C、容器中代表的是群体中两种配子的比例为3∶1，因此，重复100次实验后，Aa组合的比例约为2×1/4×3/4=3/8，C错误；
D、根据容器中两种配子的比例可推测，人群中该隐性遗传病的发病率约为1/4×1/4=1/16，D正确。
故选C。
3. 小鼠皮毛的黄色与黑色由常染色体上一对等位基因控制。选择雌、雄黄鼠交配，F1中黄鼠与黑鼠的数量比总是2：1．下列说法错误的是（ ）
A. 小鼠皮毛的黄色对黑色为显性
B. 黄色皮毛小鼠均为杂合子
C. F1中黄色基因的基因频率为1/3
D. F1小鼠自由交配，F2中黑鼠的比例为4/9
【答案】D
【分析】分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
【详解】A、题意知，黄鼠杂交后代发生性状分离，出现一定比例的黑鼠，说明黄鼠对黑鼠是显性，A正确；
B、用A/a表示相关基因，黄鼠杂交后代发生性状分离，出现一定比例的黑鼠，因此亲本黄鼠的基因型是Aa，Aa×Aa→AA: Aa:aa=1: 2: 1，实际后代黄鼠：黑鼠=2：1，说明A显性纯合致死，F1基因型及比例为：Aa: aa=2: 1，B正确；
CD、F1基因型及比例为：Aa: aa=2: 1，所以F1中黄色基因（A）的基因频率为：2/3×1/2=1/3，a基因频率为：1-1/3=2/3，F1小鼠自由交配，理论上F2中黑鼠（aa）的比例为：2/3×2/3=4/9，但A显性纯合致死，所以F2中黑鼠（aa）的比例为4/8=1/2，C正确，D错误。
故选D。
4. 某植物的直叶片（B）对卷叶片（b）为显性，红花（D）对白花（d）为显性。让多株基因型为BbDd的植株与个体X杂交，F1的表型及比例为直叶片红花：卷叶片红花：直叶片白花：卷叶片白花＝3：1：3：1．下列说法正确的是（ ）
A. B/b和D/d可能位于一对同源染色体上
B. X的基因型为bbDd
C. F1中与亲本性状相同的个体比例为3/4
D. F1中杂合子的比例为7/8
【答案】C
【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】AB、让多株基因型为BbDd的植株与个体X杂交，F1的表型及比例为直叶片红花∶卷叶片红花∶直叶片白花∶卷叶片白花＝3∶1∶3∶1，该比例可分解为直叶片∶卷叶片＝3∶1，红花∶白花＝1∶1，可推测X的基因型为Bbdd，根据该比例能推测B/b和D/d分别位于两对同源染色体上，AB错误；
C、亲本的基因型为BbDd和Bbdd，则F1中与亲本性状相同的个体为B_ _ _，所占的比例为3/4×1=3/4，C正确；
D、亲本的基因型为BbDd和Bbdd，则F1中纯合子的比例为1/2×1/2=1/4，则杂合子的比例为1-1/4=3/4，D错误。
故选C。
5. 下图a~d分别是水稻（2n＝24）花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列说法错误的是（ ）
A. 图a细胞中核DNA分子数是精细胞中的4倍
B. 图b细胞中染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板的位置
C. 图c细胞处于减数分裂I后期
D. 图d细胞中核DNA分子数：染色体数＝1：1
【答案】B
【分析】题图分析：a中同源染色体联会，处于减数第一次分裂前期；b中同源染色体成对的排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期；c中每一侧有12条染色体，应该处于减数第一次分裂后期；d中已经形成四个细胞，表示减数分裂已经结束；
【详解】A、图a细胞处于减数第一次分裂前期，细胞经过了DNA复制和有关蛋白质的形成，此时细胞中核DNA分子数是精细胞中的4倍，A正确；
B、图b细胞处于减数第一次分裂中期，此时细胞中同源染色体排列在细胞中央赤道板的两侧，B错误；
C、图c细胞中同源染色体分离，并分别向两极移动，处于减数分裂I后期，C正确；
D、图d已经形成四个细胞，处于减数第二 次分裂末期，此时细胞中核DNA分子数∶染色体数＝1∶1，D正确。
故选B。
6. 研究发现，抗维生素D佝偻病基因（D）和红绿色盲基因（a）均位于X染色体上，外耳道多毛症基因位于Y染色体上。下列说法正确的是（ ）
A. 基因D与基因a的基本骨架的排列顺序不同
B. 抗维生素D佝偻病男性患者与正常女性婚配后儿子均为患者、女儿均正常
C. 人群中红绿色盲患者男性多于女性
D. 男性和女性均会出现外耳道多毛症的性状
【答案】C
【分析】基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
【详解】A、基因是由遗传效应的DNA片段，DNA的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接，故基因D与基因a的基本骨架的排列顺序相同，A错误；
B、抗维生素D佝偻病男性患者（基因型为XDY）与正常女性（基因型为XdXd）婚配后儿子（基因型为XdY）均正常、女儿（XDXd）均为患者，B错误；
C、红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病，在男性中患病率高于女性，C正确；
D、外耳道多毛症基因位于Y染色体上，只有男性会出现外耳道多毛症的性状，女性不会，D错误。
故选C。
7. SGO蛋白是一种位于动物细胞内姐妹染色单体着丝粒位置的蛋白质，在细胞分裂间期合成，具有保护黏连蛋白（将姐妹染色单体黏连在一起的蛋白质）不被水解酶破坏的作用。下列说法正确的是（ ）
A. SGO蛋白在细胞核中合成并发挥作用
B. 有丝分裂后期或减数分裂II后期会发生SGO蛋白失活的现象
C. 黏连蛋白被水解的同时不可能发生等位基因的分离
D. 若阻断SGO蛋白的合成，则会导致基因突变的发生
【答案】B
【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂前间期：染色体的复制；（2）减数第一次分裂：①前期：联会；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：①前期：染色体散乱分布；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、蛋白质的合成场所是核糖体，故SGO蛋白在核糖体中合成，A错误；
B、SGO蛋白是一种位于动物细胞内姐妹染色单体着丝粒位置的蛋白质，在有丝分裂后期或减数分裂II后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，会发生SGO蛋白失活的现象，B正确；
C、黏连蛋白被水解可以发生在减数分裂II后期，若在减数分裂I时发生了互换，则姐妹染色单体可能含有等位基因，故黏连蛋白被水解的同时可能发生等位基因的分离，C错误；
D、SGO蛋白是一种保护黏连蛋白的蛋白质，若阻断SGO蛋白的合成，可能导致姐妹染色单体的形成和分离等异常，但基因突变是DNA分子发生碱基对的增添、替换或缺失造成的，与SGO蛋白无直接关系，D错误。
故选B。
8. 烟草花叶病毒（TMV）和车前草花叶病毒（HRV）同属于RNA病毒，都可以使烟草患病，但患病时叶片的症状表现不同。研究人员将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，检测叶片细胞中病毒的RNA和蛋白质类型。下列说法错误的是（ ）
A. 导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同
B. 烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其主要的遗传物质
C. 重组实验最终只能检测到TMV的RNA和蛋白质
D. 重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞
【答案】B
【分析】RNA病毒的遗传物质是RNA，RNA决定RNA病毒的遗传性状。蛋白质不是RNA病毒的遗传物质，不能决定RNA病毒的遗传性状。
【详解】A、导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同，即病毒TMV和HRV的遗传信息的不同是其RNA中的碱基序列不同导致的，A正确；
B、烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其遗传物质，不是主要遗传物质，B错误；
C、将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病。由于RNA是RNA病毒的遗传物质，且RNA来自TMV，因此能检测到TMV的RNA和蛋白质，C正确；
D、病毒为专性寄生物，没有独立代谢系统，因此，重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞，D正确。
故选B。
9. 根据鸡羽毛中是否有黑白相间的橫斑条纹可将鸡分为芦花鸡和非芦花鸡，研究发现芦花性状由Z染色体上的显性基因控制。养鸡场欲根据早期雏鸡羽毛的特征区分雌性和雄性，以达到多养母鸡多产蛋的目的，应选用的雌雄组合为（ ）
A. 芦花雌鸡与非芦花雄鸡
B. 非芦花雌鸡与芦花雄鸡
C. 非芦花雌鸡与非芦花雄鸡
D. 芦花雌鸡与芦花雄鸡
【答案】A
【分析】题意分析，性别决定方式为ZW型，雄性的性染色体组成为ZZ，雌性个体的性染色体组成为ZW，芦花雌鸡的基因型为ZBW，非芦花雌鸡的基因型为ZbW；芦花雄鸡的基因型为ZBZB和ZBZb，非芦花雄鸡的基因型为ZbZb。
【详解】养鸡场为提高经济效益，欲根据早期雏鸡羽毛的特征区分雌性和雄性，结合伴性遗传的特征可知，应选择隐性的雄鸡和显性的雌鸡进行杂交，即选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡进行杂交，即ZbZb和ZBW杂交，产生的后代的基因型为ZBZb和ZbW，即雌鸡均为非芦花，雄鸡全为芦花，据此判断，A正确。
故选A。
10. 格里菲思肺炎链球菌转化实验中，将R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离得到R型细菌和S型细菌。下列说法正确的是（ ）
A. 与S型细菌相比，R型细菌的毒性较强可能与其具有多糖类荚膜有关
B. 加热杀死的S型细菌中蛋白质和DNA的功能均不受影响
C. 加热杀死的S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞内指导蛋白质的合成
D. R型细菌转化成S型细菌的原理是基因突变
【答案】C
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，没有证明转化因子是什么物质，而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原理，最终证明DNA是遗传物质
【详解】A、与R型细菌相比，S型细菌具有荚膜多糖，S型细菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A错误；
B、加热杀死的S型细菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型细菌的蛋白质功能丧失；而加热杀死的S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，B错误；
C、加热杀死S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后使R型细菌具有了S型细菌的性状，可知加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后指导蛋白质的合成，C正确；
D、R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的基因组中，故其原理是基因重组，D错误。
故选C。
11. 将DNA双链均被32P标记的大肠杆菌置于含31P的培养基中连续分裂3次后获得了多个子代大肠杆菌。下列说法错误的是（ ）
A. 解旋酶解开DNA双螺旋的过程需要能量驱动
B. 含31P的DNA单链占全部DNA单链数的7/8
C. 含31P的大肠杆菌数占全部大肠杆菌数的3/4
D. 含31P的游离脱氧核苷酸被连接在新合成DNA子链的3′端
【答案】C
【分析】DNA复制在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链，延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
【详解】A、DNA复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，A正确；
B、根据DNA半保留复制特点，将DNA双链均被32P标记的大肠杆菌置于含31P的培养基中连续分裂3次后，被32P标记的DNA单链数为2，被31P标记的DNA单链数为23×2-2=14，含31P的DNA单链占全部DNA单链数的14÷（23×2）=7/8，B正确；
C、所有的大肠杆菌都被31P标记，含31P的大肠杆菌数占全部大肠杆菌数的100%，C错误；
D、新合成的DNA链从5′端向3′端延伸，因此，含31P的游离脱氧核苷酸被连接在新合成DNA子链的3′端，D正确。
故选C。
12. 人类遗传病有多种类型，分析其遗传方式对检测和预防遗传病具有重要意义。下列说法错误的是（ ）
A. 遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的疾病
B. 调查某遗传病的发病率应该在患者家系中进行
C. 检测父母是否携带某遗传病的致病基因可以预测后代患该病的概率
D. 用正常基因取代或修复遗传病患者细胞中有缺陷的基因可以达到治疗该病的目的
【答案】B
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。
（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。
（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
【详解】A、遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的疾病，分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病，A正确；
B、应在某患者家系中调查单基因遗传病的遗传方式，在随机的人群中调查遗传病的发病率，B错误；
C、通过遗传咨询和产前诊断，能够有效预防遗传病的产生和发展，如检测父母是否携带某遗传病的致病基因可以预测后代患该病的概率，C正确；
D、用正常基因取代或修复遗传病患者细胞中有缺陷的基因可以达到治疗该病的目的，该方法属于基因治疗，D正确。
故选B。
13. 启动子是位于基因上游的有特殊序列的DNA片段，研究发现启动子区域发生的甲基化修饰往往会影响RNA聚合酶的识别和结合，从而引起抑癌基因和DNA修复基因等的沉默，最终导致癌症的发生。下列说法正确的是（ ）
A. 启动子区域发生的甲基化修饰通过直接影响翻译过程从而引起基因沉默
B. 抑癌基因沉默导致的相应蛋白质活性减弱或失去活性可能引起细胞癌变
C. 上述发现为证明“基因突变导致癌症发生”提供了有利的佐证
D. 去除启动子区域从而防止其发生甲基化修饰是癌症预防和治疗的新思路
【答案】B
【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、启动子区域发生的甲基化修饰通过直接影响转录过程从而引起基因沉默，A错误；
B、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，抑癌基因沉默导致的相应蛋白质活性减弱或失去活性，进而可能引起细胞癌变，B正确；
C、上述发现为启动子区域发生甲基化引起的基因沉默，进而可能导致癌症的发生，但基因相关区域发生甲基化过程中没有引起碱基序列的改变，因而该发现不能为证明“基因突变导致癌症发生”提供了有利的佐证，C错误；
D、去除启动子的甲基化应该是癌症预防和治疗的新思路，因为相关基因的表达需要启动子的驱动，D错误。
故选B。
14. 达尔文的自然选择学说是被人们普遍接受的生物进化理论，随着生物科学的发展，该学说逐渐发展完善形成了现代生物进化理论。下列说法错误的是（ ）
A. 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
B. 自然选择使种群的基因频率发生定向改变
C. 隔离是物种形成的必要条件
D. 生物多样性的形成就是新物种不断形成的过程
【答案】D
【分析】现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成．其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、种群基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，A正确；
B、自然选择决定生物进化的方向，而生物进化的过程实质是种群基因频率发生定向改变的过程，即自然选择使种群的基因频率发生定向改变，B正确；
C、隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的产生是衡量新物种形成的标志，C正确；
D、生物多样性包括三个层次，基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，可见，新物种不断形成的过程不能代表物种多样性形成的全部，D错误。
故选D。
15. 镰状细胞贫血是由于血红蛋白基因模板链（转录时的模板）中某段碱基序列由正常的CTC变为异常的CAC，导致其指导合成的血红蛋白β链中第6位氨基酸由谷氨酸替换成缬氨酸而引起的遗传病。假设控制正常血红蛋白合成的基因为A，控制异常血红蛋白合成的基因为a。下列说法正确的是（ ）
A. 镰状细胞贫血产生的根本原因是β链中氨基酸的种类发生替换
B. a基因中碱基对之间的氢键数目少于A基因
C. 基因型为Aa的个体中A和a分布在同一DNA分子两条链的同一位置
D. 镰状细胞贫血是一种可以用显微镜诊断的单基因遗传病
【答案】D
【详解】A、镰刀型细胞贫血症是由于基因中发生碱基对的替换，由正常的CTC变为异常的CAC，A错误；
B、碱基A-T之间含有两个氢键，碱基序列由正常的CTC变为异常的CAC，a基因中碱基对之间的氢键数目等于A基因，B错误；
C、基因型为Aa的个体中A和a分布在同源染色体相同位置，C错误；
D、镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，血红蛋白基因突变导致红细胞由圆饼形变为镰刀型，可以利用光学显微镜检测红细胞形态判断是否为镰状细胞贫血，D正确。
故选D。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 某高等植物的花色有红色和白色，甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白花品种，甲分别与乙、丙杂交产生F1，F1自交产生F2，结果如下表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 红花与白花性状至少由3对等位基因控制
B. 1组的F2白花中纯合子的比例为3/7
C. 2组的F1与丙杂交，子代中红花的比例为3/4
D. 若乙与丙杂交得到的F1全部为红花，则F1自交产生的F2 中红花：白花＝9：7
【答案】ABD
【分析】题表分析：甲×乙杂交产生的F1全是红花，F1自交产生的F2中红花∶白花=9∶7，说明该植物的花色受两对等位基因控制，且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律；甲×丙产生的F1全是红花，F1自交产生的F2中红色∶白色=9∶7，说明植物的花色受两对等位基因控制，且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。又因为甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白花品种，因此该植物的花色至少受三对等位基因控制。
【详解】A、甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白花品种，且两组实验均能说明植物花色受两对等位基因控制，且遵循基因自由组合定律，因此综合分析可得出，植物的花色至少由三对等位基因控制，A正确；
B、假定用A/a、B/b、C/c表示三对基因，若甲、乙的基因型用AAbbCC、aaBBCC表示，则F2中白花的基因型为1AAbbCC、2AabbCC、1aaBBCC、2aaBbCC和1aabbCC，可见，纯合子占3/7，B正确；
C、若甲、丙的基因型分别用AAbbCC、AABBcc，则2组的F1的基因型为AABbCc，其与丙AABBcc杂交，子代中红花的比例为1×1×1/2=1/2，C错误；
D、乙的基因型为aaBBCC，丙的基因型为AABBcc，若乙与丙杂交，所得F1全部为红花（AaBBCc），则F1自交产生的F2 中红花∶白花＝9∶7，D正确。
故选ABD。
17. 图1和2分别表示某动物（2n=4）细胞正常分裂过程中不同时期的分裂图像及染色体、染色单体和核DNA数量的关系图。下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙细胞中含有的染色体组数分别为2、2、1
B. 乙细胞的名称为初级卵母细胞或极体
C. 丙细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量关系可用III表示
D. 乙→丙过程中细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的变化可用II→III表示
【答案】CD
【分析】题图分析，图1甲细胞含有同源染色体，且染色体的着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，处于有丝分裂后期；乙细胞细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，丙细胞不含同源染色体，处于减数第二次分裂中期；图2中a是染色体、b是染色单体、c是核DNA。Ⅰ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶0∶1，没有染色单体，且染色体数目与体细胞相同，应该处于分裂间期的开始阶段或减数第二次分裂后期。Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2，且染色体数目与体细胞相同，可能处于有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂过程；Ⅲ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2，但染色体数目只有正常体细胞的一半，可能处于减数第二次分裂前期和中期；Ⅳ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶0∶1，没有染色单体，且染色体数目是正常体细胞的一半，可能处于减数第二次分裂末期。
【详解】A、甲细胞处于有丝分裂后期，细胞中染色体数目暂时加倍，因此其中含有4个染色体组；乙细胞处于减数第一次分裂后期，细胞中含有2个染色体组，丙细胞中不含同源染色体，处于减数第二次分裂中期，其中含有1个染色体组，A错误；
B、乙细胞中发生的是同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，且细胞质不均等分裂，因此该细胞的名称为初级卵母细胞，B错误；
C、丙细胞处于减数第二次分裂中期，其中染色体数目是体细胞的一半，且每条染色体含有2个染色单体，因此，该细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量关系可用III表示，C正确；
D、乙→丙过程中发生了同源染色体分离、非同源染色体自由组合的过程，通过该过程产生的子细胞中染色体数目减半，因此，该过程中细胞内染色体、染色单体和核DNA数量的变化可用II→III表示，D正确。
故选CD。
18. 海蜘蛛是一种在深海中生存了5亿年的节肢动物，其视觉器官高度退化，身体透明不易被发现且几乎没有任何营养价值，在海洋中不存在天敌。下列说法正确的是（ ）
A. 深海无光的环境导致海蜘蛛产生了视觉器官退化的变异并遗传给后代
B. 海蜘蛛身体透明是适应环境的有利变异
C. 自然选择对海蜘蛛不起作用
D. 海蜘蛛与其他物种以及无机环境之间不存在协同进化
【答案】B
【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、视觉器官退化在自然选择之前就已存在，深海无光的环境只是选择并保存了适应性强的个体，A错误；
B、变异的有利或有害是相对的，分析题意可知，海蜘蛛身体透明不易被发现，能够更好地适应环境，故是有利变异，B正确；
C、自然选择决定生物进化的方向，自然选择对海蜘蛛起作用，C错误；
D、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，海蜘蛛与其他物种以及无机环境之间存在协同进化，D错误。
故选B。
19. 已知甲（由A/a控制）、乙（由B/b控制）两病均为单基因遗传病，其中一种病的致病基因位于X染色体上。某家族中存在上述两种遗传病，研究人员依据调查情况绘制如下遗传系谱图。下列说法正确的是（ ）
A. 乙病是常染色体隐性遗传病
B. III9的乙病致病基因来自Ⅰ1的概率是100%
C. 若II7和II8再生育一个孩子，则该孩子为正常女孩的概率为3/8
D. 若III11与不携带致病基因的正常男性婚配，则所生孩子不可能同时患甲、乙两病
【答案】BD
【分析】系谱图分析：Ⅱ3和Ⅱ4表现正常，却生出了患甲病的女儿，因而可知甲病为常染色体隐性遗传病，又知I1和I2都不患乙病病，但他们有一个患乙病的儿子，根据无中生有为隐性，可判断乙病为隐性遗传病，又知，甲、乙中一种病的致病基因位于X染色体上，则可推测乙病为伴X隐性遗传病。
【详解】A、Ⅱ3和Ⅱ4表现正常，却生出了患甲病的女儿和患乙病的儿子，因而可知，甲病为常染色体隐性遗传病，而乙病是隐性遗传病，题中显示两病中有一种病为伴X遗传病，因而可推测，乙病为伴X隐性遗传病，A错误；
B、III9关于乙病的基因型可表示为XbY，其乙病致病基因来自其母亲Ⅱ4（XBXb），Ⅰ2表现正常，其关于乙病的基因型可表示为XBY，可见，III9的乙病致病基因来自Ⅰ1的概率是100%，B正确；
C、若II7和II8均不患甲病，却生出了患甲病的孩子，说明二者关于甲病的基因型均为Aa，II7患乙病，其基因型为XbY，II8表现正常，却生出了患乙病的孩子，因此该个体的基因型为XBXb，二者再生育一个孩子，则该孩子为正常女孩的概率为3/4×1/4=3/16，C错误；
D、II7和II8的基因型分别为AaXbY、AaXBXb，则III11的基因型为（1/3AAXBXb、2/3AaXBXb），与不携带致病基因的正常男性（AAXBY）婚配，可见二者所生孩子都不会患甲病，因而不可能生出同时患甲、乙两病的孩子，D正确。
故选BD。
20. 基因通过复制在亲子代间传递，通过指导蛋白质合成控制生物体的性状。研究小组检测出某基因首端的部分序列如下图甲所示，该序列可指导编码4个氨基酸；表乙表示部分氨基酸对应的密码子。研究发现图甲所示序列的模板链中有3个碱基同时发生改变，导致mRNA上有3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没有改变。下列说法错误的是（ ）
表乙：
A. 基因复制和指导蛋白质合成时DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别是DNA和RNA
B. 图甲中的α链是转录的模板链
C. 该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—谷氨酸
D. 碱基改变后产生的mRNA序列有4种可能
【答案】ABD
【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、基因复制的产物是DNA，而指导蛋白质合成过程中需要通过转录过程以DNA的一条链为模板合成RNA，前者需要DNA聚合酶催化，后者需要RNA聚合酶催化，可见二者结合位点均是DNA，A错误；
B、AUG为起始密码，因此，图甲中的α链不是转录的模板链，图甲转录出的mRNA中的碱基序列为CAUGUAUACAGAA，B错误；
C、图甲转录出的mRNA中的碱基序列为CAUGUAUACAGAA，起始密码为AUG，此后的密码子依次为UAU、ACA、GAA，根据密码子表可知该基因编码的多肽链首端4个氨基酸是甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—谷氨酸，C正确；
D、题中显示，研究发现图甲所示序列的模板链中有3个碱基同时发生改变，导致mRNA上有3个密码子各自改变了1个碱基，但编码的氨基酸序列没有改变，结合表格可知，UAU可变成UAG（1种可能）、ACA可变成ACU和ACC（2种可能）、GAA可变成GAG（1中可能），可见，碱基改变后产生的mRNA序列有1×2×1=2种可能，D错误。
故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 已知与番茄果肉颜色相关的三对等位基因A/a、B/b、H/h分别位于三对同源染色体上，它们共同参与控制番茄果肉颜色的过程如下图所示。番茄红素积累会使果肉呈红色，番茄红素较少时果肉呈黄色，前体物质2积累使果肉呈橙色。已知基因H在番茄果实中的表达量较低，且研究过程中基因H始终处于纯合状态。
（1）据图分析，基因型为aabb的番茄颜色为______；基因型为aaBB的番茄呈黄色的原因是______。
（2）选用纯合黄色番茄和纯合橙色番茄杂交，F1番茄全为红色，F1自交，F2番茄的颜色及比例为______；F2橙色番茄中纯合子的比例为______。F2中所有黄色番茄植株间随机授粉，F3番茄的颜色及比例为______。
（3）现有1株纯合橙色番茄植株甲，欲通过一次杂交实验确定其基因型，可采用的方法是让植株甲与基因型为______的纯合子植株杂交，预期的实验结果和结论是______。
【答案】（1）①. 橙色 ②. 基因型为aaBB的番茄果肉细胞中没有酶A，基因H表达出少量酶H，催化前体物质1生成少量前体物质2，再在酶B的催化作用下生成少量番茄红素，使番茄果肉呈黄色
（2）①. 红色：黄色：橙色＝9：3：4 ②. 1/2 ③. 黄色：橙色＝8：1
（3）①. aaBBHH（aaBB）②. 若子代番茄全为红色，则甲的基因型为AAbbHH，若子代番茄全为黄色，则甲的基因型为aabbHH
【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。
【小问1详解】
结合图示信息可知，基因型为aabb的番茄细胞中没有酶A，基因H表达出少量酶H，催化前体物质1生成少量前体物质2，因而表现为橙色；基因型为aaBB的番茄也表现黄色，这是基因型为aaBB的番茄果肉细胞中没有酶A，基因H表达出少量酶H，催化前体物质1生成少量前体物质2，再在酶B的催化作用下生成少量番茄红素，使番茄果肉呈黄色。
【小问2详解】
选用纯合黄色番茄和纯合橙色（AAbb）番茄杂交，F1番茄全为红色，说明黄色番茄的基因型为aaBB，F1的基因型为AaBb，其自交产生的F2番茄的颜色及比例为红色（A_B_）∶黄色（aaB_）∶橙色（A_bb、aabb）＝9∶3∶4；F2橙色番茄中纯合子的基因型为AAbb和aabb，各占1份，因此，F2橙色番茄中纯合子的比例为1/2。F2中所有黄色番茄植株（1/3aaBB、2/3aaBb，该群体中配子比例为aB∶ab=2∶1）间随机授粉，F3番茄中橙色个体出现的比例为1/3×1/3=1/9，因此，F3番茄的颜色及比例为黄色∶橙色＝8∶1
【小问3详解】
现有1株纯合橙色番茄植株甲（AAbbHH或aabbHH），欲通过一次杂交实验确定其基因型，可采用的方法是让植株甲与基因型为aaBBHH的纯合子植株杂交，观察后代的性状表现即可得出相应的结论。
若甲的基因型为AAbbHH，则子代番茄全为红色（AaBbHH）；
若甲的基因型为aabbHH，则子代番茄全为黄色（aaBbHH）。
22. 家鸽是最早被人们驯化的鸟类，因其善于飞翔常用于通讯和竞翔。
（1）家鸽品种起源于野生崖鸽，用现代生物进化理论解释，野生崖鸽种群的______为进化提供了原材料。从崖鸽到家鸽的进化过程中，既保持了遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性，试从配子形成的角度对遗传多样性的原因进行分析______（写出发生的现象和具体时期）。
（2）“以雌定棚”是很多鸽友总结的经验，原因是雌鸽在身体耐性等方面对后代的影响更大。试从受精卵中遗传物质来源的角度分析上述做法的依据______。
（3）家鸽视网膜中的MagR基因和Cry基因共同表达时产生的磁感应受体蛋白MagR和光受体蛋白Cry一起参与形成含铁的杆状多聚体，该多聚体能够识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。MagR基因和Cry基因表达时遗传信息的传递过程可表示为______。视网膜细胞与肌细胞的形态、结构和功能均不相同，其根本原因是这两种细胞内的______不同。
（4）若MagR基因和Cry基因同时失去功能，则家鸽因视网膜细胞中的杆状多聚体不能正常合成而失去定向运动能力，无法导航。欲验证上述结论，实验思路为：______。
【答案】（1）①. 突变和基因重组 ②. 减数分裂Ⅰ的四分体时期发生的同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和减数分裂Ⅰ后期发生的非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性，进而导致遗传多样性
（2）受精卵细胞核中的遗传物质一半来自母方，而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方
（3）①. （MagR和Cry）基因→转录→（MagR和Cry）mRNA→翻译→（MagR和Cry）蛋白质 ②. mRNA
（4）取生长发育状况相同的健康家鸽若干均分为甲、乙两组，甲组同时敲除MagR基因和Cry基因，乙组不作任何处理；饲养一段时间后分别测定两组家鸽视网膜细胞中杆状多聚体的含量，然后在同一条件下放飞两组家鸽，观察其定向运动能力
【分析】①减数分裂过程中，因同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体的自由组合而导致配子中染色体组合的多样性。②受精时精子的头部进入卵细胞，精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。③基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段。④现代生物进化理论的主要内容有：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向进化；隔离导致物种的形成。
【小问1详解】
现代生物进化理论认为：突变和基因重组为生物进化提高原材料。配子中染色体组合的多样性，其原因是：减数分裂Ⅰ的四分体时期发生的同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和减数分裂Ⅰ后期发生的非同源染色体的自由组合。
【小问2详解】
受精卵中的遗传物质包括细胞核中的遗传物质和细胞质中的遗传物质，细胞核中的遗传物质一半来自母方、一半来自父方，而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
【小问3详解】
基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段，转录时遗传信息从DNA传到mRNA，翻译时遗传信息从mRNA传到蛋白质，因此MagR基因和Cry基因表达时遗传信息的传递过程可表示为：（MagR和Cry）基因→转录→（MagR和Cry）mRNA→翻译→（MagR和Cry）蛋白质。视网膜细胞与肌细胞是通过细胞分化形成的，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，因此二者的形态、结构和功能均不相同的根本原因是这两种细胞内的mRNA不同。
【小问4详解】
若通过实验来验证MagR基因和Cry基因同时失去功能，家鸽因视网膜细胞中的杆状多聚体不能正常合成而失去定向运动能力，无法导航，则自变量可以是MagR基因和Cry基因的有无，因变量是家鸽视网膜细胞中杆状多聚体的含量与定向运动能力，而其它对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜，据此并结合实验设计遵循的原则可以确定实验思路为：取生长发育状况相同的健康家鸽若干均分为甲、乙两组，甲组同时敲除MagR基因和Cry基因，乙组不作任何处理；饲养一段时间后分别测定两组家鸽视网膜细胞中杆状多聚体的含量，然后在同一条件下放飞两组家鸽，观察其定向运动能力。
23. 遗传物质实验证据的获得和DNA双螺旋结构模型的建立，揭示了遗传物质的化学本质及结构特点。随着科学技术的不断发展，科学家尝试按照人们的愿望将从一种生物体内获取的有意义的基因转入到另一种生物体内，以创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
（1）艾弗里、赫尔希和蔡斯分别通过不同的实验证明了DNA是遗传物质，两个实验在设计思路上的共同点是______；对于“DNA是主要的遗传物质”的正确理解是______。
（2）将发光水母的绿色荧光蛋白（GFP）基因插入到小鼠受精卵的染色体DNA上，转基因小鼠在紫外线照射下也能像水母一样发光，由此说明基因与DNA的关系是______。GFP基因在小鼠体细胞内表达的过程中，RNA聚合酶的具体作用是______；翻译时核糖体与mRNA的结合部位会形成______个tRNA的结合位点。
（3）真核细胞的基因由编码区和非编码区组成，编码区包括外显子和内含子，编码区转录形成的初始转录产物hnRNA中包含与内含子和外显子对应的序列，随后与内含子对应的序列被特异性切除，与外显子对应的序列连接形成成熟的mRNA作为翻译的模板。原核细胞的基因不存在内含子序列，因而可边转录边翻译。若将发光水母的GFP基因转移到大肠杆菌的DNA分子中，则______（填“能”或“不能”）得到发光的大肠杆菌，原因是______。
【答案】（1）①. 设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应 ②. 绝大多数生物的遗传物质是DNA
（2）①. 基因是有遗传效应的DNA片段 ②. 使DNA双链解开，连接游离的核糖核苷酸 ③. 2##二##两
（3）①. 不能 ②. 发光水母的GFP基因中含有内含子，在大肠杆菌中其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出绿色荧光蛋白，所以无法获得发光大肠杆菌
【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中，利用了同位素标记法，用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为：吸附→注入→合成→组装→释放。
【小问1详解】
艾弗里、赫尔希和蔡斯分别通过不同的实验证明了DNA是遗传物质，两个实验在设计思路上的共同点是设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应；由于绝大多数生物（细胞生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA，故“DNA是主要的遗传物质”。
【小问2详解】
分析题意，将水母的绿色荧光蛋白（GFP）基因片段单独插入到小鼠体内，转基因小鼠在紫外线照射下也能像水母一样发光，说明基因是有遗传效应的DNA片段；RNA聚合酶能够识别并与启动子结合，催化转录的进行，其作用是使DNA双链解开，连接游离的核糖核苷酸；翻译时核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。
【小问3详解】
由于发光水母的GFP基因中含有内含子，在大肠杆菌中其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出绿色荧光蛋白，所以无法获得发光大肠杆菌，故若将发光水母的GFP基因转移到大肠杆菌的DNA分子中，不能得到发光的大肠杆菌。
24. 水稻的每朵花中都有雄蕊和雌蕊，可自花传粉也可异花传粉。科研人员用化学诱变剂EMS处理大量野生型水稻品系，获得了一株雄性不育植株以及一些具有不同新性状的植株。
（1）用EMS处理大量野生型水稻品系后得到的上述结果说明基因突变具有______的特点。研究人员进一步研究发现，雄性不育是由于10号染色体上某个碱基对发生替换引起的，经对比后发现10号染色体的末端区域有三个部位发生了碱基对的替换，其中两个位于下图所示的基因甲和基因乙的间隔区，一个位于基因丙内部。由此推断控制雄性不育的基因应位于______（填“基因甲和基因乙的间隔区”或“基因丙内部”），理由是_____。
（2）假设雄性不育性状与可育性状由等位基因M/m控制，将诱变获得的雄性不育植株作______（填“父本”或“母本”）与纯合野生型植株杂交，后代中50%可育、50%雄性不育，由此推断雄性不育为______突变，杂交后代出现该结果的原因是______。研究人员无法通过杂交育种的方式获得纯合雄性不育植株，原因是______。
（3）为解决育种过程中雄性不育性状不易辨别和筛选的问题，研究人员尝试选取其它性状对其进行标记，具体过程是：将高秆（DD）雄性不育水稻与矮秆（dd）可育水稻杂交，选取子代雄性不育水稻进行测交，发现测交后代中高秆雄性不育：高秆可育：矮秆雄性不育：矮秆可育＝159：2：3：163，该结果说明雄性不育基因与高秆基因的位置关系是______，据此可知育种过程中选取表型为______（填“高秆”或“矮秆”）的植株即可实现在开花前对雄性不育株的筛选；测交后代中出现高秆可育和矮秆雄性不育表型的原因是______。
【答案】（1）①. 低频性、不定向性 ②. 基因丙内部 ③. 基因甲和基因乙的间隔区发生碱基对的替换不能引起基因序列的改变，不属于基因突变，只有发生在基因丙内部的碱基对的替换能引起基因序列的改变，属于基因突变
（2）①. 母本 ②. 显性 ③. 该雄性不育植株为杂合子，产生的雌配子中雄性不育基因M与雄性可育基因（野生型基因）m的比例为1：1，与基因组成为m的雄配子结合，后代中Mm：mm＝1：1 ④. 不存在含雄性不育基因M的雄配子
（3）①. 位于同一条染色体上 ②. 高秆 ③. 减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换，产生了基因组成为Dm和dM的雌配子，与基因组成为dm的雄配子结合，从而产生了高秆可育和矮秆雄性不育植株
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。
【小问1详解】
科研人员用化学诱变剂EMS处理大量野生型水稻品系，获得了一株雄性不育植株以及一些具有不同新性状的植株，该事实说明基因突变具有低频性、不定向性。研究发现，雄性不育是由于10号染色体上某个碱基对发生替换引起的，经对比后发现10号染色体的末端区域有三个部位发生了碱基对的替换，其中两个位于下图所示的基因甲和基因乙的间隔区，一个位于基因丙内部。由此推断控制雄性不育的基因应位于基因丙内部”，做出此判断的依据是：基因甲和基因乙的间隔区发生碱基对的替换不能引起基因序列的改变，不属于基因突变，只有发生在基因丙内部的碱基对的替换能引起基因序列的改变，才可能会引起性状的改变，即表现为雄性不育。
【小问2详解】
假设雄性不育性状与可育性状由等位基因M/m控制，将诱变获得的雄性不育植株只能作母本，且作母本避免了去雄的麻烦，该植株与纯合野生型植株杂交，后代中50%可育、50%雄性不育，由此推断雄性不育为显性突变，其基因型可表示为Mm，杂交后代出现50%可育、50%雄性不育的原因可描述为：该雄性不育植株为杂合子，产生的雌配子中雄性不育基因M与雄性可育基因（野生型基因）m的比例为1∶1，与基因组成为m的雄配子结合，后代中Mm∶mm＝1∶1。研究人员无法通过杂交育种的方式获得纯合雄性不育植株（MM），这是因为M基因控制雄性不育，因而群体中没有含M基因的花粉，因而不能产生基因型为MM的纯合不育植株。
【小问3详解】
将高秆（DD）雄性不育水稻与矮秆（dd）可育水稻杂交，选取子代雄性不育水稻进行测交，发现测交后代中高秆雄性不育∶高秆可育∶矮秆雄性不育∶矮秆可育＝159∶2∶3∶163，该比例不符合1∶1∶1∶1，说明控制株高和育性的两对等位基因不符合基因自由组合定律，即雄性不育基因与高秆基因位于同一条染色体上（即D、M在一条染色体上），据此可知育种过程中选取表型为高秆的植株即可实现在开花前对雄性不育株的筛选；测交后代中高秆可育和矮秆雄性不育表型出现的原因是基因型为DdMm（D和M、d和m连锁）的个体在产生配子的过程中减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换，产生了基因组成为Dm和dM的雌配子，与基因组成为dm的雄配子结合，从而产生了高秆可育和矮秆雄性不育植株。
25. 农业生产中使用杀虫剂杀灭害虫时往往初期效果明显，但随着时间的推移害虫会逐渐对杀虫剂产生抗药性，且这种抗药性能够遗传，最后形成有抗药性的害虫品系。对于抗药品系出现的原因，研究小组的同学提出两种假说：①抗药品系的出现是杀虫剂选择的结果；②抗药品系的出现是害虫接触杀虫剂后发生定向变异的结果。为探究上述假说是否成立，研究小组利用果蝇和杀虫剂DDT进行了如下实验。
实验一：将许多果蝇置于同一培养瓶中自由交配，并在培养瓶中放置喷有一定剂量DDT的玻璃片；逐代增加DDT的剂量，十多代后获得抗药性比原品系增加几百倍的果蝇品系。
实验二：将同一家系果蝇分成若干组，每组均分为A、B两部分，分别置于不同的培养瓶中培养，用相同剂量的DDT处理每组中的A部分，选取死亡率最低一组中的B部分果蝇饲养繁殖，再将其后代分成若干组，每组均分为A、B两部分，重复上述实验。十多代后获得抗药性比原品系增加几百倍的果蝇品系。
（1）实验一中的果蝇在用DDT处理前，______（填“存在”或“不存在”）DDT抗性；实验二中不同培养瓶中B部分果蝇______（填“接触”或“不接触”）DDT。两组实验的最终结果支持假说______（填“①”或“②”）。两组实验最终获得的抗药果蝇品系______（填“是”或“不是”）新物种，原因是______。
（2）进一步研究发现，抗药品系果蝇体内含有脱氯化氢酶基因，该基因的表达产物能将DDT转变为无毒的乙烯化合物DDE，上述实例中基因控制生物体性状的途径是______。具有DDT抗性的果蝇相互交配，后代出现无DDT抗性的个体，研究小组的同学给出两种合理的解释：①DDT抗性由显性基因控制，杂合子抗性果蝇杂交，后代出现无抗性的隐性纯合子；②______。
（3）假设害虫抗药与不抗药分别由常染色体上的等位基因A和a控制，某害虫种群中，不抗药个体占16%，使用杀虫剂淘汰不抗药害虫，剩余个体自由交配，子代中A基因的频率为______。上述过程中害虫______（填“发生”或“未发生”）进化。
（4）结合上述实验过程及计算结果从进化的角度解释害虫抗药性增强的原因______。
【答案】（1）①. 存在 ②. 不接触 ③. ① ④. 不是 ⑤. 抗药果蝇品系与原来的果蝇不存在生殖隔离
（2）①. 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状 ②. DDT抗性由隐性基因控制，纯合抗性果蝇相互交配，后代发生基因突变，隐性抗药基因突变为显性不抗药基因
（3）① 5/7 ②. 发生
（4）害虫中存在抗药和不抗药变异，杀虫剂的使用具有选择作用，使抗药性强的害虫生存和繁殖的机会增多，抗药基因在害虫种群中的基因频率逐年上升，表现为抗药性逐代增强
【分析】现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
小问1详解】
果蝇的DDT抗性不是DDT引起的，在用DDT处理前，就存在DDT抗性。根据题干“用相同剂量的DDT处理每组中的A部分，选取死亡率最低一组中的B部分果蝇饲养繁殖”可知，实验二中不同培养瓶中B部分果蝇不接触DDT，作为对照组。
上述两组实验在十多代后检测果蝇的DDT抗性基本一致，说明果蝇具有DDT抗性是DDT对抗性害虫进行选择的结果，即两组实验的最终结果支持假说①。新物种形成的标志是出现生殖隔离，因为抗药果蝇品系与原来的果蝇不存在生殖隔离，所以两组实验最终获得的抗药果蝇品系不是新物种。
【小问2详解】
基因控制生物性状的两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，因此上述实例中基因控制生物体性状的途径是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状。DDT抗性由隐性基因或显性基因控制，若DDT抗性由隐性基因控制，具有DDT抗性的果蝇相互交配，正常情况下后代应都为有DDT抗性的果蝇，但后代出现了无DDT抗性的个体，原因可能是纯合抗性果蝇相互交配，后代发生基因突变，隐性抗药基因突变为显性不抗药基因。
【小问3详解】
某害虫种群中，不抗药个体（基因型为aa）占16%，则a的基因频率为0.4，A的基因频率为0.6，AA个体占0.6×0.6=36%，Aa个体占2×0.4×0.6=48%，使用杀虫剂淘汰不抗药害虫，剩余个体（3/7AA、4/7Aa）自由交配，A的基因频率为5/7，a的基因频率为2/7，则子代中A基因的频率为5/7。因为种群的基因频率发生了改变，所以上述过程中害虫发生进化。
【小问4详解】
变异是不定向的，害虫中存在抗药和不抗药变异，杀虫剂的使用具有选择作用，使抗药性强的害虫生存和繁殖的机会增多，不具有抗药性的淘汰，则抗药基因在害虫种群中的基因频率逐年上升，表现为抗药性逐代增强。
组别
杂交组合
F1
F2
1
甲×乙
红花
901红花，699白花
2
甲×丙
红花
630红花，490白花
氨基酸
密码子
氨基酸
密码子
甲硫氨酸
AUG（起始）
苏氨酸
ACU、ACC、ACA、ACG
色氨酸
UGG
脯氨酸
CCU、CCC、CCA、CCG
谷氨酸
GAA、GAG
接氨酸
GUU、GUC、GUA、GUG
酪氨酸
UAG、UAU
组氨酸
CAU、CAC
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