山东省潍坊市重点高中2025届高三上学期11月教学质量检测生物含答案
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这是一份山东省潍坊市重点高中2025届高三上学期11月教学质量检测生物含答案,共32页。试卷主要包含了单项选择题,不定项选择题等内容,欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(共45分)
一、单项选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分)
1. 生物大分子一般是指生物体内的分子量大于10KD(千道尔顿)的物质,如蛋白质、核酸和多糖等,它们还可相互结合以复合大分子的形式存在。生物大分子的方向性指的是生物大分子中的单体分子在化学结构上存在某种方向性。下列说法正确的是( )
A. 生物大分子是由许多不含碳链单体连接成的多聚体,碳链为生物大分子的基本骨架
B. 生物大分子是构成生命的基础物质,都在生物新陈代谢中发挥作用
C. 蛋白质分子有氨基端到羧基端的方向性,单链核酸分子有5到3的方向性
D. 真核细胞核内存在核酸和蛋白质的复合体,原核生物中不存在
【答案】C
【解析】
【分析】多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多基本组成单位(单体)连接而成,多糖的单体是单糖,蛋白质的单体是氨基酸,核酸的单体是核苷酸。
【详解】A、生物大分子是由许多单体连接成的多聚体,例如蛋白质是由氨基酸等单体构成的,单体是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,因此生物大分子都是以碳链为基本骨架,A错误;
B、生物大分子是构成生命的基础物质,不一定都在生物新陈代谢中发挥作用,如核酸中的 RNA,B错误;
C、蛋白质分子有氨基端到羧基端的方向性,单链核酸分子有5到3的方向性,C正确;
D、真核细胞核内存在核酸和蛋白质的复合体,如染色体,原核生物中也存在,如 DNA 复制时, DNA 聚合酶与 DNA 结合,D错误。
故选C。
2. 微管是细胞骨架的重要组成部分。观察活细胞时,可以看到许多细胞器或膜状小泡沿微管做定向运动。若用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,可使该过程停止。有丝分裂前期,细胞质微管解聚,解聚产物被用于组装纺锤体微管。紫杉醇可使微管不停地组装而不会解聚。下列说法错误的是( )
A. 高尔基体产生的囊泡向细胞膜运输,通常由细胞骨架提供运输轨道
B. 轴突中由微管参与的突触小泡运输过程是个需能的靶向过程
C. 紫杉醇的作用结果会使细胞周期运行停止,该机理可用于临床上肿瘤治疗
D. 若用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,细胞器失去锚定位点,但细胞形态不会改变
【答案】D
【解析】
【分析】微管是构成细胞骨架的重要组分,参与细胞内物质运输﹑细胞迁移、极性建立和形态维持等多种生命活动。细胞骨架的主要成分是蛋白质纤维。
【详解】A、根据题意,活细胞时,可以看到许多细胞器或膜状小泡沿微管做定向运动,而微管是细胞骨架的重要组成部分,故高尔基体产生的囊泡向细胞膜运输,通常由细胞骨架提供运输轨道,A正确;
B、突触小泡的运输需要沿微管做定向运动,根据题干,用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,可使该过程停止,ATP酶活性会影响细胞中能量的产生,故轴突中由微管参与的突触小泡运输过程是个需能的靶向过程,B正确;
C、根据题意,紫杉醇可使微管不停地组装而不会解聚,有丝分裂前期,细胞质微管解聚,解聚产物被用于组装纺锤体微管,紫杉醇的作用结果会使细胞周期运行停止,停留在有丝分裂前期,阻止细胞的增殖,该机理可用于临床上肿瘤治疗,C正确;
D、若用抑制 ATP 酶活性的药物处理细胞,可以看到许多细胞器或膜状小泡沿微管做定向运动会停止,微管是细胞骨架的重要组成部分,而细胞骨架维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞,因此若用抑制ATP酶活性的药物处理细胞,细胞器失去锚定位点,细胞形态发生改变,D错误。
故选D。
3. 下图是叶绿素a的分子结构式,其结构中包括四个吡咯构成的卟啉环,其功能是吸收光。四个吡咯与金属镁元素结合,酸性条件下,叶绿素a分子很容易失去卟啉环中的镁成为脱镁叶绿素。①为亲水端,②为疏水端,二者可与磷脂分子相连。下列说法正确的是( )
A. ①和②的存在利于叶绿素a在类囊体膜上固定并发挥吸收光能的作用
B. 图中结构式说明微量元素镁可构成细胞重要化合物的成分,缺少镁元素的植物叶片发黄
C. 叶绿素a与其合成相关的基因、催化其合成的酶共同元素只有C、H、O
D. 绿叶中色素的提取和分离实验中,放入少许碳酸钙的目的是中和由于加入二氧化硅后产生的H+
【答案】A
【解析】
【分析】无机盐的主要存在形式是离子,有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分;许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有的无机盐还对维持渗透压和酸碱平衡具有重要作用。
【详解】A、①为亲水端,②为疏水端,二者可与磷脂分子相连,①和②的存在利于叶绿素a在类囊体膜上固定并发挥吸收光能的作用,A正确;
B、镁是大量元素,B错误;
C、酶的化学本质是蛋白质或RNA,其化学元素组成都含有C、H、O、N,其合成相关的基因,组成元素为C、H、O、N、P,如图叶绿素a分子含有C、H、O、N、Mg元素,共有的元素是C、H、O、N,C错误;
D、绿叶中色素的提取和分离实验中,放入少许碳酸钙的目的是保护叶绿素不被破坏,D错误。
故选A。
4. 蔗糖是光合作用的主要产物之一,研究发现,甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径,分别如图中①、②所示。下列叙述正确的是( )
A. H+-ATP酶起作用时,质外体的pH肯定持续降低
B. 图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
C. 转运蛋白都含有被转运分子或离子的结合部位
D. 加入H+-ATP酶抑制剂不影响蔗糖进入伴胞细胞的运输速率
【答案】B
【解析】
【分析】1、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需转运蛋白和能量;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量等。
2、分析题图:细胞间可通过通道(途径①)进行信息交流;蔗糖经途径②进入伴胞细胞时,H+顺浓度梯度进入细胞,其产生的化学势能驱动蔗糖-H+同向运输器转运蔗糖,即蔗糖经途径②进入伴胞细胞不消耗ATP;图中转运蛋白均为载体蛋白,载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域,该结构域对被运载物有较强的亲和性,在被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定,然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开,故图中转运蛋白(载体蛋白)在执行功能时空间结构发生可逆变化。
【详解】A、H+在H+-ATP酶的作用下运出细胞,但会在蔗糖-H+同向运输器的作用下再进入细胞中,故质外体的pH 是相对稳定的状态,A错误;
B、高等植物细胞间可以形成通道,细胞间可通过通道进行信息交流,故图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流,B正确;
C、转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白;载体蛋白只容许与与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,不需要结合,C错误;
D、加入H+-ATP酶抑制剂会影响H+运出细胞,进而影响细胞对蔗糖的吸收,D错误。
故选B。
5. 骨关节炎是一种退行性疾病,科研人员通过提取菠菜的类囊体,制成了纳米级类囊体单元(NTUs),然后用小鼠软骨细胞膜(CM)进行封装,制备出CM-NTUs,注射到患有骨关节炎的小鼠膝关节。对该部位进行光照后,发现细胞内的合成代谢得到了改善,软骨退化减慢,体内衰老细胞活力大大恢复。下列说法错误的是( )
A. 观察菠菜细胞中叶绿体的形态和分布,可取其稍带些叶肉的下表皮作材料
B. 患者关节内软骨细胞缺乏ATP,可能是其患骨关节炎的病因
C. 对CM-NTUs进行光照后,可以相继发生光反应和暗反应过程
D. 用CM对NTUs进行封装,能够避免NTUs被小鼠免疫系统清除
【答案】C
【解析】
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程,该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中;暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】A、观察菠菜细胞中叶绿体的形态和分布,可取其稍带些叶肉的下表皮作材料,因为该部位叶绿体数量少,且较大,A正确;
BC、分析题意,光照小鼠注射部位后,由于该部位含有纳米级类囊体单元,因而可以进行光合作用的光反应,进而合成了ATP和NADPH,因此症状显著缓解,即在细胞内的纳米级类囊体单元上合成了ATP和NADPH,据此推测患者关节内软骨细胞缺乏ATP,可能是其患骨关节炎的病因,B正确,C错误;
D、研究人员把CM-NTUs不是NTUs注入患病小鼠的膝关节,这是因为用小鼠软骨细胞膜对NTUs进行封装后,一方面为类囊体发生作用提供了合适的内部环境,另一方面也对NTUs起到了保护作用,避免被免疫系统清除,D正确。
故选C。
6. 科研小组分别在林窗(阳光充足)处和荫蔽林下,测定长势相同的樟子松幼苗的光合速率、气孔阻力等指标,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 实验中,温度、CO2浓度是影响樟子松幼苗光合速率的无关变量,可不同
B. 8:00-10:00时段林窗组幼苗单位叶面积CO2消耗量小于10:00-12:00时段
C. 12:00-14:00时段林窗组幼苗光合速率减弱,是气孔阻力增大导致的
D. 将樟子松幼苗从林下移至林窗,短时间内叶绿体中C3的合成速率减慢
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干分析可知,6:00-10:00时,林窗和林下马尾松幼苗光合速率上升,10:00-18:00时,林窗下的马尾松幼苗光合速率下降,但10:00-14:00时,林下马尾松幼苗的光合速率基本不变,14:00-18:00时,林下马尾松幼苗光合速率下降,林窗下的马尾松幼苗光合速率大于林下。
【详解】A、实验中,温度、CO2浓度是影响樟子松幼苗光合速率的无关变量,需相同且适宜,A错误;
B、由图可知,8:00-10:00时段光合作用的总量比10:00-12:00时段少,故8:00-10:00时段林窗组幼苗单位叶面积CO2消耗量小于10:00-12:00时段,B正确;
C、12:00-14:00时林窗组气孔阻力下降,但光合速率仍下降,说明与气孔阻力的变化无关,C错误;
D、将樟子松幼苗从林下移至林窗,光照增强,光反应加快,产生的NADPH和ATP增多,C3的消耗增多,但生成的C3不变,导致C3的含量减少,故短时间内C3的合成速率增加,D错误。
故选B。
7. 某科研团队开发出了无细胞蛋白质合成体系,发现其中存在一些小RNA,为研究其功能进行了实验。实验一:将大量的14C亮氨酸加入到一种无细胞体系中,一段时间后分离出小RNA并进行检测,结果如图甲所示;实验二:将14C亮氨酸—小RNA复合物与附着有核糖体的内质网提取物混合,在不同时间检测分离出的新合成的蛋白质和小RNA的放射性,结果如图乙所示。下列有关说法正确的是( )
A. 实验一中使用的无细胞体系中应含有核糖体和mRNA
B. 两个实验中均存在亮氨酸与小RNA结合和分离的过程
C. 与亮氨酸结合的小RNA中含有亮氨酸的密码子
D. 根据实验结果推测,无细胞蛋白质合成体系的小RNA应为tRNA
【答案】D
【解析】
【分析】基因的表达包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用利用核糖核苷酸合成RNA的过程,翻译是以mRNA模板,核糖体沿着mRNA移动而翻译出具有一定氨基酸顺序的多肽,在此过程中密码子与反密码子碱基互补配对。
【详解】A、由图乙,实验二中使用的无细胞体系中应含有核糖体和mRNA,因为图中有新合成的蛋白质,实验一应该和实验二是对照实验,则实验一中使用的无细胞体系中应不含核糖体和mRNA,A错误;
B、甲图实验一中,随着加入的亮氨酸的量增加,结合RNA的亮氨酸的量也一直增加,因此实验一亮氨酸和RNA没有分离,B错误;
C、翻译时,与亮氨酸结合的小RNA应该是tRNA,其中含有亮氨酸的反密码子,密码子是mRNA上三个相邻碱基,C错误;
D、翻译时,与亮氨酸结合的小RNA应该是tRNA,无细胞蛋白质合成体系的小RNA应为tRNA,D正确。
故选D。
8. 某果蝇(2n=8)的基因型为AaBbRrXTY,四对等位基因分别位于四对同源染色体上。该果蝇的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,分裂过程只发生了一次异常。下列判断正确的是( )
A. 乙、丙、丁细胞均含4条染色体
B. 乙的基因组成可能是abrY或BRXT
C. 减数第一次分裂前期细胞中含3个四分体
D. 减数第二次分裂后期细胞中含8或9条染色体
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
【详解】A、果蝇体细胞中有8条染色体,甲的基因组成为AABRXT,属于染色体变异,发生在减数第二次分裂后期携带 A 基因的两个姐妹染色单体分开形成的子染色体没有分别移向细胞两极,导致该细胞内有5条染色体,则与甲一同形成的另一个精细胞中的染色体数量减少一个,为3条染色体,因为分过程只发生了一次异常,所以另外两个精细胞均含4条染色体, A 错误;
B、如果乙与甲是相同的次级精母细胞形成的,则其基因组成为BRXT,如果乙不是与甲由同一次级精母细胞形成的,根据互补关系,则乙基因组成为 abrY,B正确;
C、果蝇体细胞中有8条染色体,4对同源染色体,在减数第一次分裂前期细胞中含4个四分体,C错误;
D、甲的基因组成为AABRXT,减数第二次分裂后期细胞中含10条染色体,与甲由同一次级精母细胞形成的精细胞,在减数第二次分裂后期细胞中含6条染色体,另外两个细胞,减数第二次分裂后期着丝粒分裂,使姐妹染色单体分离形成子染色体,导致细胞中染色体数量加倍为8条,在减数第二次分裂后期细胞中不可能出现9条染色体,D错误。
故选B。
9. 奥密克戎新冠病毒为有包膜病毒,可以通过膜融合进入宿主细胞。奥密克戎入侵人体细胞后,其RNA直接指导合成两条超长复制酶多肽,再剪切成多个多肽链,然后该病毒RNA才能在这些剪切后形成的复制酶的催化下开始复制。下列说法正确的是( )
A. 奥密克戎需在宿主细胞内增殖,侵入方式和T2噬菌体相同
B. 奥密克戎增殖过程中需要宿主细胞的核糖体等细胞器参与
C. 奥密克戎增殖过程所需要的酶都是由病毒RNA控制合成的
D. 一个含32P的奥密克戎以31P为原料增殖,产生的子代病毒中含32P的有2个
【答案】B
【解析】
【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,只有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素殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。
【详解】A、奥密克戎有包膜,通过膜融合进入宿主细胞,而T2噬菌体是直接吸附后注入,不存在膜融合的现象,A 错误;
B、奥密克戎增殖过程中需要宿主细胞提供核糖体,还需要线粒体提供能量, B正确;
C、奥密克戎的 RNA 进入宿主细胞之后,能指导合成复制酶催化自身 RNA 的复制过程,此后病毒蛋白质合成过程所需要的酶是由宿主细胞提供,C错误;
D、一个含 32P 的奥密克戎以31P为原料增殖,病毒 RNA 是单链的,产生的子代病毒中含32P的有1个,D错误。
故选B。
10. 果蝇(2n=8)的某精原细胞每条染色体的DNA两条链均被32P标记,将其置于31P培养液中先进行一次有丝分裂,再进行减数分裂。下图表示某一阶段细胞中染色体组数变化,下列叙述错误的是( )
A. 若a=2,则处于BC段的细胞中每个核DNA都有1条链带32P标记
B. 若a=2,则处于BC段的细胞中含有2条X染色体和2条Y染色体
C. 若a=1,则处于BC段的细胞中有一半的染色体带32P标记
D. 若a=1,则处于BC段的细胞中含有Y染色体的数目为0或1或2
【答案】D
【解析】
【分析】1、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期: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。
2、有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA变化特点(体细胞染色体为2N):(1)染色体变化:后期加倍(4N),平时不变(2N);(2)DNA变化:间期加倍(2N→4N),末期还原(2N);(3)染色单体变化:间期出现(0→4N),后期消失(4N→0),存在时数目同DNA。
3、DNA分子复制方式为半保留复制。
【详解】A、若a=2,则处于BC段的细胞中有4个染色体组,故处于有丝分裂后期,由于DNA的半保留复制,此时每个核DNA都有1条链带32P标记,A正确;
B、若a=2,则此时细胞内有4个染色体组,处于有丝分裂后期,雄果蝇处于BC段的细胞中含有2条X染色体和2条Y染色体,B正确;
CD、若a=1,则处于BC段的细胞中有两个染色体组,此时细胞减数第二次分裂后期,此时细胞中Y染色体的数目为0或2,由于细胞先进行一次有丝分裂,再进行减数分裂和DNA的半保留复制,此时细胞中有一半的染色体带32P标记,C正确,D错误。
故选D。
11. miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解,图中前体mRNA中U+C=40%。circRNA是细胞内一种富含miRNA结合位点的闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高细胞对mRNA的翻译水平。下列说法错误的是( )
A. 前体mRNA的形成与DNA复制过程都存在氢键的形成与断裂
B. 在细胞质中circRNA对miRNA的竞争性结合能力比mRNA强
C. 若降低细胞内circRNA的含量,可提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡
D. 转录成前体mRNA的DNA片段中A+G=50%
【答案】C
【解析】
【分析】结合题意分析题图可知, miRNA 能与 mRNA 结合,使其降解,降低 mRNA 的翻译水平。当 miRNA 与 circRNA 结合时,就不能与 mRNA 结合,从而提高 mRNA 的翻译水平。
【详解】A、由图示可知,前体 mRNA 的形成和DNA复制过程中都存在DNA双链的解开和DNA双链的恢复,即伴随氢键的形成与断裂,A正确;
B、miRNA 既能与 mRNA 结合,降低 mRNA 的翻译水平,又能与 circRNA 结合,提高 mRNA 的翻译水平,故 circRNA 和 mRNA 在细胞质中通过对 miRNA 的竞争性结合,调节基因表达,因此在细胞质中circRNA对miRNA的竞争性结合能力比mRNA强,B正确;
C、若降低细胞内 circRNA 的含量,则其与 miRNA 结合减少,导致 miRNA 与 mRNA 大量结合,降低 P 基因表达,C错误;
D、DNA 转录成前体mRNA的时候,碱基进行互补配对,DNA两条链之间是互补配对的,因此转录成前体的DNA片段中A+G=(A+G)/(A+T+C+G)=(A+G)/(A+A+G+G)=50%,D正确。
故选C。
12. 某家族有甲、乙两种单基因遗传病,其中一种病的致病基因位于X染色体上。控制甲病的基因用A/a表示,某遗传标记与A/a基因紧密连锁,可特异性标记并追踪A/a基因在家系中的遗传。图1是该家族的遗传系谱图,图2是家族中部分个体DNA标记成分(N1、N2)的体外复制产物电泳结果图,不考虑基因突变和X、Y同源区段情况。下列说法正确的是( )
A. 甲病为常染色体隐性遗传病,乙病与血友病遗传方式相同
B. I1和Ⅱ3基因型一定相同,I3与Ⅲ1基因可能相同
C. N1和A连锁,N2和a连锁
D. Ⅱ2和Ⅱ3再生一个孩子患甲病的概率为1/6
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图可知,图1中Ⅰ1、Ⅰ2不患甲病,Ⅱ1患甲病,说明甲病为隐性基因致病,且为常染色体遗传(若为伴X染色体遗传,则Ⅰ2患甲病);故乙病伴X染色体遗传。由于Ⅰ1患乙病,Ⅱ2不患乙病,可排除伴X隐性遗传,则乙病为显性遗传。
【详解】A、Ⅰ1、Ⅰ2不患甲病,Ⅱ1患甲病,说明甲病为隐性基因致病,且为常染色体遗传(若为伴X染色体遗传,则Ⅰ2患甲病),乙病伴X染色体遗传。由于Ⅰ1患乙病,Ⅱ2不患乙病,可排除伴X隐性遗传,则乙病为显性遗传,而血友病为伴X染色体隐性遗传,A错误;
BC、Ⅰ2的基因型为Aa,Ⅱ1基因型为aa,可判断Ⅰ1中N1和A、a连锁,Ⅱ1中N1和a连锁,Ⅰ2中N2和A连锁,假设用B/b表示乙病的基因,结合图2可知,则Ⅰ1基因型为AaXBXb,Ⅰ2的基因型为AaXbY,Ⅰ3的基因型为A_XbXb,Ⅰ4基因型为aaXBY,Ⅱ2表型正常,含有来自父本的a和来自母本的A,基因型为AaXbY,Ⅱ3基因型为AaXBXb。,Ⅰ1基因型为AaXBXb,Ⅱ3基因型为AaXBXb,二者基因型相同,Ⅰ3的基因型为A_XbXb,Ⅱ2基因型为AaXbY,Ⅲ1基因型可能为A_XbXb,I3与Ⅲ1基因型可能相同,B正确,C错误;
D、Ⅱ2基因型为AaXbY,Ⅱ3基因型为AaXBXb,两人再生一个孩子患甲病的概率为1/4,D错误。
故选B。
13. 2017年我国科学家以深圳拟兰为材料成功解开兰花进化之谜。该团队通过对深圳拟兰基因组的分析,发现6600万年前兰花曾发生一次全基因组复制事件,即为兰花复制了一套基因。其通过后来的基因收缩与扩张,迅速适应了各种新的生态环境,比如深圳拟兰的种子缺乏胚乳,没有胚乳种子使自身体积变得非常细小。下列选项正确的是( )
A. 深圳拟兰基因收缩与扩张可以导致其发生进化
B. 不同的生境不利于进化出不同的兰花物种
C. 深圳拟兰的种子容易远距离传播和降落到树上或石头上,不利于生命的延续
D. 兰花的全基因组复制事件,由于只是单纯重复,没有产生可遗传变异
【答案】A
【解析】
【分析】1、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库。
2、协同进化:
(1)概念: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。
(2)原因:生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
【详解】A、通过基因收缩与扩张,迅速适应了各种新的生态环境,说明基因频率发生了定向变化,所以深圳拟兰基因收缩与扩张可以导致其发生进化,A正确;
B、在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向的改变,不同的生境有利于进化出不同的兰花物种,B错误;
C、深圳拟兰的种子容易远距离传播和降落到树上或石头上,有利于生命的延续,C错误;
D、兰花全基因组复制事件,即为兰花复制了一套基因,在复制过程中可能发生基因突变,所以产生可遗传变异,D错误。
故选A。
14. 北草蜥是肉食性动物,它的祖先却是素食主义者。现有一个野生北草蜥种群处于遗传平衡状态,它的某一性状由一对等位基因 A、a来控制,其中 A的基因频率为70%。下列说法正确的是
A. 北草蜥种群中所有个体含有的 A、a 基因构成了该种群的基因库
B. A 基因频率高于 a,表明 A控制的性状将更加适应变化的环境
C. 北草蜥食性进化的实质是种群对有利变异的保存
D. 若A、a 位于常染色体上,则显性个体中纯合雄性北草蜥所占比例为7/26
【答案】D
【解析】
【分析】1、遗传平衡定律:种群足够大,种群个体之间进行随机交配,没有突变,没有自然选择和迁入和迁出,种群中的基因频率和基因型频率保持不变。
2、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
【详解】A、种群基因库是指一个种群中所有个体的全部基因,仅是A、a基因不能构成北草蜥种群的基因库,A错误;
B、A 基因频率高于 a,表明 A控制的性状更适合当前所处的环境,B错误;
C、北草蜥食性进化的实质是种群基因频率的定向改变,C错误;
D、由于野生北草蜥种群处于遗传平衡状态, A的基因频率为70%=7/10,a的基因频率=1-7/10=3/10,所以显性个体中纯合北草蜥所占比例为:(7/10)2÷[1-(3/10)2]=49/91,而雄性占1/2,所以显性个体中纯合雄性北草蜥所占比例为49/91×1/2=49/182=7/26,D正确。
故选D。
15. 自然界中,同源染色体上不同对基因间的重组情况在雌雄个体间的表现可能不同。家蚕中,血液黄色(Y)对白色(y)为显性,幼蚕皮斑普通斑(P)对素白斑(p)为显性。让纯合普通斑黄血蚕与素白斑白血蚕杂交得F1,并进行以下杂交实验:
杂交1:F1(♀)×素白斑白血(♂)→F2 普通斑黄血:素白斑白血=1:1;
杂交2:F1(♂)×素白斑白血(♀)→F2 普通斑黄血:普通斑白血:素白斑黄血:素白斑白血=3:1:1:3。
以上的杂交子代中每种表现型的雌雄数量相当。下列叙述正确的是( )
A. 杂交1与杂交2实质上互为正反交实验,而它们不都是测交实验
B. 因为杂交1与杂交2结果不同,所以Y/y和P/p两对基因中至少有一对位于性染色体上
C. 杂交1说明Y/y和P/p两对基因没有重组,而杂交2说明Y/y和P/p符合自由组合关系
D. 若选取F1(♀)×F1(♂)进行杂交,可预测子代中普通斑黄血所占的比例为11/16
【答案】D
【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。
【详解】A、让纯合普通斑黄血蚕与素白斑白血蚕杂交得F1,则F1是双杂合子PpYy,杂交1与杂交2都是双杂合子和素白斑白血ppyy杂交,都是测交实验,A错误;
B、题干说自然界中,同源染色体上不同对基因间的重组情况在雌雄个体间的表现可能不同,因此杂交1与杂交2结果不同,是出现了基因重组,并且,子代也未表现和性别相关,B错误;
C、杂交1与杂交2都是双杂合子PpYy和素白斑白血ppyy杂交,都是测交实验,杂交2如果符合自由组合,则子二代,应该出现1:1:1:1,因此Y/y和P/p不符合自由组合关系,C错误;
D、杂交1与杂交2都是双杂合子PpYy和素白斑白血ppyy杂交,都是测交实验,则可根据子二代的比例推出F1(♀)能产生产生的卵细胞为1/2PY、1/2py,F1(♂)产生的精子为3/8PY、3/8py、1/8Py、1/8pY。若选取F1(♀)×F1(♂)进行杂交子代中普通斑黄血所占的比例=3/16+3/16+3/16+1/16+1/16=11/16,D正确。
故选D。
二、不定项选择题(本题包括5个小题,每小题3分,共15分)
16. “垃圾DNA”是指细胞中高度螺旋化不易测序的DNA片段。研究发现这些片段与细胞分裂、癌变、凋亡等调控密切相关,当这些片段使细胞内部环境恶化到一定程度时会触发细胞分裂、凋亡过程,其关系如图所示(纵坐标表示细胞内部环境,范围0~1,0为最差,1为最好)。下列相关叙述错误的是( )
A. 引起细胞凋亡是内部环境恶化程度引起的主动过程
B. 在细胞内部环境由1恶化到0的过程中,随细胞分裂到凋亡,恶化程度逐渐减小
C. 若细胞内部环境经常处于略低于A的状态,则细胞更容易发生癌变
D. 最初科学家认定这些片段是“垃圾DNA”的依据可能是其高度螺旋化而难以转录
【答案】B
【解析】
【分析】细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用。
【详解】A、据图细胞内部环境由1恶化到0引起的细胞凋亡是主动过程,A正确;
B、细胞内部环境由1恶化到0的过程其恶化程度是逐渐增大,B错误;
C、若细胞内部环境经常处于略低于A的状态,则细胞会恶性增殖容易发生癌变,C正确;
D、“垃圾DNA”高度螺旋化,难以解旋,所以难以转录,D正确。
故选B。
17. 将小麦幼苗叶片放在温度适宜的密闭容器内,测得该容器内氧气量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 用溴麝香草酚蓝溶液检测0~5min容器内的气体,可观察到溶液由蓝变绿再变黄
B. B点时,小麦叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率
C. 若小麦叶片的呼吸速率保持不变,则5~15min叶片产生氧气的速率为6×10-5ml/min
D. 与A点相比,B点时叶绿体基质中C3含量增加
【答案】AB
【解析】
【分析】分析图解:0-5min期间,黑暗条件下,叶片只进行呼吸作用,密闭容器内的氧气量下降;5-15min期间,光照条件下,叶片同时进行光合作用和呼吸作用,并且光合作用强度大于呼吸作用,密闭容器内的氧气量上升,15min后达到稳定。
【详解】A、溴麝香草酚蓝溶液检测二氧化碳,0-5min期间,黑暗条件下,叶片只进行呼吸作用,释放二氧化碳,容器内含有二氧化碳,可观察到溶液由蓝变绿再变黄,A正确;
B、密闭容器中氧气浓度取决于有氧呼吸强度和光合作用强度的大小,B点时氧气浓度不变,说明B点时叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率;B正确;
C、黑暗条件下测得的细胞呼吸速率=2×10-8ml/min;而在光照下测得的是净光合作用速率=4×10-8ml/min,氧气产生量为总光合作用速率,即为细胞呼吸速率与净光合作用速率之和,是6×10-8 ml/min,C错误;
D、与A点相比,B点时容器内的二氧化碳含量变少,C3生成减少,还原不变,所以C3含量减少,D错误。
故选AB。
18. 人体内DU145细胞是一种癌细胞,该细胞中的XIAP基因能抑制凋亡和促进癌细胞的增殖。研究人员将目的基因导入DU145细胞中,其直接表达的shRNA经过运输、剪切等作用,与XIAP转录的mRNA发生结合而使XIAP基因沉默,过程如图所示。图中①~⑨代表生理过程,Dicer是一种核糖核酸内切酶,RISC称为RNA诱导沉默复合体,染色体组蛋白乙酰化会使染色体中蛋白质与DNA的结构变得松散。下列叙述正确的是( )
A. 过程⑨中A核糖体先与mRNA结合,翻译过程从左往右进行
B. 若XIAP基因中碱基C有a个,则该基因复制第3次需要胞嘧啶脱氧核苷酸7a个
C. 使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂有助于过程①⑦的进行
D. 过程⑥说明RISC可以对XIAP基因的mRNA进行切割和降解
【答案】CD
【解析】
【分析】DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,一条链上相邻的脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链,DNA分子一般是由2条反向 平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
【详解】A、图中⑨过程底物为mRNA,产物是肽链,该过程称为翻译。图中右侧核糖体上肽链较左侧肽链短,说明右侧核糖体先与mRNA结合,翻译过程从右往左进行,A错误;
B、若XIAP基因中碱基C有a个,在DNA分子中C=G,则该基因复制第3次需要胞嘧啶脱氧核苷酸=(23-22)a=4a个,B错误;
C、图中①⑦进行的是转录,染色体组蛋白乙酰化会使染色体中蛋白质与DNA的结构变得松散,有利于DNA解螺旋,组蛋白去乙酰化酶抑制剂,有利于染色体组蛋白乙酰化,可促进基因转录,C正确;
D、由图可知,过程⑥中RISC可以对XIAP基因的mRNA进行切割和降解,导致XIAP基因的表达产物凋亡抑制因子(XIAP蛋白) 不能合成,从而使癌细胞的增殖受到抑制,D正确。
故选CD。
19. 家蚕(2n=56)的性别决定方式是ZW型。若家蚕野生型和味盲型分别由Z染色体上R、r基因控制,蚕卵颜色的紫灰和白色分别由10号染色体上的B、b基因控制。已知雄蚕的吐丝率更高,为了在家蚕还未孵化时通过卵色判断蚕的性别,科研育种人员采用辐射的方法处理,获得了一只如图所示的味盲型紫灰卵雌蚕(10号染色体上基因用b0表示)(注:仅有一个卵色基因的卵不能孵化成幼蚕)。以下说法错误的是( )
A. 该处理产生的变异属于染色体结构变异,诱变后得到的雌蚕染色体数目发生改变
B. 用该突变体与隐性纯合子为亲本杂交,子代中味盲型白卵雄幼蚕的概率为1/3
C. 用该突变体与味盲型白卵异性蚕杂交,选取白卵,淘汰紫灰卵
D. 该突变体可以产生、、三种类型的配子
【答案】AD
【解析】
【分析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,其中结构变异又包括缺失(一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异)、倒位(染色体中某一片段位置颠倒180°后重新结合到原部位引起的变异)、易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异)和重复(染色体增加某一片段引起的变异)。
【详解】A、由图可知,10 号染色体上B基因易位到W染色体,属于染色体结构变异,诱变后的雌蚕染色体数目没有发生改变,A错误;
B、 该突变体基因型为b0ZrWB,产生的配子种类以及比例为bZr:0Zr:bWB:0WB=1:1:1:1,隐性纯合子基因型为bbZrZr(味盲型白卵雄蚕),产生配子的种类为bZr,仅有一个卵色基因的卵不能孵化成幼蚕,则子代基因型及比例为bbZrZr:bbZrWB:b0ZrWB=1:1:1,其中味盲型白卵雄幼蚕(bbZrZr)的概率为1/3,B正确;
C、用该突变体与味盲型白卵异性蚕杂交,即b0ZrWB×bbZrZr,结合B项可知,能够正常孵化为幼蚕的基因型为bbZrZr、bbZrWB、b0ZrWB,味盲型白卵异性蚕产生配子的种类为bZr,且雄蚕的吐丝率更高,故突变体所产生的能够正常孵化为幼蚕的卵只有:bZr,即应选取白卵,淘汰紫灰卵,C正确;
D、结合B项可知,该突变体可以产生 bZr、0Zr、bWB、0WB四种类型的配子,D错误。
故选AD。
20. 某二倍体植株的花色由A、a和B、b两对等位基因控制,A基因控制红色素的合成,B基因控制蓝色素的合成,含A、B基因的植株开紫花,不含A、B基因的植株开白花。现将纯合紫花植株与白花植株杂交得F1,F1全为紫花植株,F1自交得F2,F2中紫花植株∶红花植株∶蓝花植株∶白花植株=41∶7∶7∶9。不考虑基因突变和致死,下列说法正确的是( )
A. 两对等位基因的遗传符合自由组合定律
B. F2中与F1基因型相同的个体占5/16
C. F1形成配子时,有1/2的细胞在减数分裂Ⅰ前期染色体发生了交换
D. F2中的红花植株与蓝花植株杂交,子代中白花植株占9/49
【答案】BCD
【解析】
【分析】自由组合的实质:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【详解】A、由题可知,白花植株基因型为aabb,纯合紫花植株基因型应为AABB,F1自交得F2,由于F2的比例不是9∶3∶3∶1或其变式,因此两对基因的遗传不符合自由组合定律,A错误;
B、F1紫花植株的基因型为AaBb,且A、B基因位于一条染色体上,a、b基因位于同源的另一条染色体上。根据F2中白花植株(aabb)所占比例为9/64分析,F1产生的四种配子的比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶1∶1∶3,F2中AaBb所占比例为20/64,即5/16,B正确;
C、若不发生交叉互换,F1产生的两种配子为AB∶ab=2∶2,现F1产生的四种配子的比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶1∶1∶3,说明有一半的细胞发生了交叉互换,产生了四种配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,故F1形成配子时,有1/2的细胞在减数分裂Ⅰ前期染色体发生了交换,C正确;
D、F2中的红花植株(1/7AAbb、6/7Aabb)与蓝花植株(1/7aaBB、6/7aaBb)杂交,蓝花植株产生的配子为4/7Ab、3/7ab,红花植株产生的配子为4/7aB、3/7ab,子代中白花植株(aabb)占3/7×3/7=9/49,D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷(共55分)
21. 痛风又名高尿酸血症,是嘌呤代谢紊乱而导致人体内尿酸(以尿酸盐存在)生成、重吸收(肾小管上皮细胞膜上有尿酸盐转运蛋白URAT1)与排泄之间的动态失衡引起的代谢性疾病。嘌呤在肝脏中被代谢转化为尿酸进入内环境,尿酸主要通过肾脏排泄,其次是通过消化道排出,当人体尿酸生成过多,或通过肾脏排出尿酸出现障碍,可导致痛风。回答下列相关问题:
(1)人体代谢产生的嘌呤主要来源于____等生物大分子的分解。高尿酸血症患者缺乏尿酸氧化酶,导致嘌呤分解产生尿酸无法被氧化从而使血液中尿酸含量升高,与尿酸氧化酶的形成有关的RNA有_____。
(2)研究发现天然化合物F和碱性水都有降尿酸的作用,实验结果如下表(组A和组B为正常鼠,组C~F采用组B得到的模型鼠)。
①据表分析与对照组A相比,模型组B的自变量是_______。根据URAT1检测结果,推测C组降低大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是________。
②分析D、E和F三组的结果,得出结论:_______。
(3)除人和猿类外,其他哺乳动物的尿酸可在尿酸氧化酶(氧嗪酸是一种尿酸氧化酶抑制剂)的催化下生成更容易排出体外的尿囊素。研究人员分三组(A组为对照组)进行相关实验并测定血清中的尿酸、肌酐(一种反映肾功能的代谢废物)等指标如下图。
根据实验结果分析,氧嗪酸有助于建立高尿酸血症大鼠模型,其导致大鼠血尿酸水平升高的机制是_____;腺嘌呤也能导致大鼠的血清尿酸水平升高,根据上述实验结果分析,其原因可能是_____。
【答案】(1) ①. 核酸 ②. mRNA、tRNA、rRNA
(2) ①. 有无尿酸氧化酶抑制剂 ②. 减少肾小管上皮细胞尿酸盐转运蛋白的量 ③. 在一定范围内,随饮用水pH的升高对降血清尿酸的作用更显著
(3) ①. 氧嗪酸抑制了尿酸氧化酶的活性导致尿酸转化为尿囊素减少,使血尿酸水平升高 ②. 腺嘌呤灌胃处理使大鼠肾功能受损,尿酸排泄减少,从而使血尿酸水平升高
【解析】
【分析】DNA和RNA中含有腺嘌呤和鸟嘌呤,高尿酸患者应减少高嘌呤食物摄入,高尿酸血症可导致尿酸盐结晶沉积于肾脏引起痛风,最终引起肾功能衰竭。
【小问1详解】
嘌呤是核酸的组成成分,来自于核酸的初步水解;尿酸氧化酶是蛋白质,其合成需要mRNA做模板,tRNA运输氨基酸,rRNA构成核糖体作为合成场所。
【小问2详解】
①据表分析与对照组A相比,组B的自变量是有无尿酸氧化酶抑制剂。据表可知灌服化合物F组的URAT1相对含量比模型组B低,说明化合物F可以通过降低肾小管上皮细胞膜上尿酸盐转运蛋白URAT1相对含量来减少回收,从而使血清尿酸含量降低。
②从D、E和F三组的结果可知饮用一定范围pH的水,随着pH的升高对降血清尿酸的作用更显著。
【小问3详解】
①实验中实验组中的氧嗪酸、腺嘌呤均溶解在羧甲基纤维素钠溶液中,因此A组为对照组,目的是排除羧甲基纤维素钠溶液对实验结果的影响。实验结果表明氧嗪酸与腺嘌呤相比,建立了更加稳定的高尿酸血症大鼠模型,从表中数据分析B组大鼠10天测得的尿酸水平与对照组相比显著升高,此时肌酐水平与对照组相比基本不变,20天测得的肌酐水平出现升高,说明氧嗪酸先导致尿酸水平升高,进而影响肾功能,因此氧嗪酸做为一种尿酸酶抑制剂,抑制了尿酸酶的活性,导致尿酸转化为尿囊素减少,使血尿酸水平升高。
②从表中数据分析,C组大鼠10天测得的尿酸水平与对照组相比基本不变,此时肌酐水平与对照组相比显著升高,20天测得的尿酸水平才出现升高,说明腺嘌呤先引起肾脏损伤,进而引起尿酸水平升高。因此腺嘌呤灌胃处理导致大鼠肾脏损伤,尿酸排泄减少,从而使血尿酸水平升高。
22. 目前全球土壤盐渍化问题严重,盐渍环境下,植物生长会受到抑制。为了解盐胁迫对水稻光合作用的影响,科研人员探究了不同程度盐胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应,结果如下表所示。
(1)水稻叶肉细胞中叶绿素主要吸收的光为___________。测定叶片叶绿素含量时,可用___________提取光合色素:分离色素时,色素在滤纸条上的扩散速度与___________有关。
(2)导致光合速率降低的因素包括气孔限制因素(CO2供应不足)和非气孔限制因素(CO2得不到充分利用)。盐胁迫处理,导致水稻光合速率降低的因素属于_______(填“气孔”或“非气孔”)限制因素。盐碱胁迫条件下,叶片等部位合成的________含量上升,该激素可能诱导气孔关闭。
(3)研究表明,盐胁迫会使植物体内的可溶性小分子物质含量升高,从而减少盐胁迫对水分吸收的影响,可能的原因是________________。
(4)有关研究表明,叶片喷施含Ca2+的溶液可以缓解高盐对水稻的胁迫,为验证这一结论,在上述实验的基础上还应增加两组实验,这两组实验的处理分别是______________、_____________。
(5)已知植物的光合作用速率与体内的一种激酶(TOR)有关,TOR可促进蛋白质的合成,加快代谢和生长。为确定光合作用与TOR活性的关系,研究者对正常光照条件下的某植物进行黑暗处理12小时后,再次进行光照处理,实验结果如下图所示,推测出光合作用可增强TOR活性,其中__________阶段起直接作用。正常光照条件下,停止光照后的短时间内即可测得TOR活性降低,其原因是______________。
【答案】(1) ①. 红光和蓝紫光 ②. 无水乙醇 ③. 溶解度
(2) ①. 非气孔 ②. 脱落酸
(3)使其细胞液浓度增大以进一步适应高盐环境,会增加对水分的吸收
(4) ①. 含高浓度NaCl的完全营养液培养+叶片喷施不含Ca2+的蒸馏水 ②. 含高浓度NaCl的完全营养液培养+叶片喷施含Ca2+的溶液
(5) ①. 碳反应 ②. 缺少光反应提供的ATP与NADPH,碳反应无法进行,导致TOR活性降低
【解析】
【分析】在光合色素分离和提取时,根据色素可以溶解在有机溶剂中,可用无水乙醇提取光合色素;分离色素时,色素的溶解度与在滤纸条上的扩散速度有关,溶解度越大扩散速度越快。分析表格,在高盐胁迫下,细胞叶绿素含量,光合速率降低。
【小问1详解】
水稻叶肉细胞中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。在光合色素分离和提取时,根据色素可以溶解在有机溶剂中,可用无水乙醇提取光合色素;分离色素时,色素的溶解度与在滤纸条上的扩散速度有关,溶解度越大扩散速度越快。
【小问2详解】
重度盐胁迫下,气孔导度虽然减小,但胞间二氧化碳浓度反而增大,说明净光合速率下降不是由于气孔因素导致的 。盐碱胁迫条件下,叶片等部位合成的脱落酸含量上升,该激素可能诱导气孔关闭。
【小问3详解】
植物能适应高盐环境,大分子物质水解为可溶性小分子物质,进而使其细胞液浓度增大以进一步适应高盐环境,会增加对水分的吸收。
【小问4详解】
依据题意要求“叶片喷施含Ca2+的溶液可以缓解高盐对花生的胁迫,为验证这一结论”可知,要达到实验目的,还应增加含高浓度NaCl的完全营养液培养+叶片喷施不含Ca2+的蒸馏水、含高浓度NaCl的完全营养液培养+叶片喷施含Ca2+的溶液。
【小问5详解】
由图可知,黑暗条件下P-RPS6/RPS6值比光照条件下小,即黑暗条件下TOR活性比光照条件下弱,说明光合作用可增强 TOR活性;对比再次光照处理下的-GLA组和+GLA组可知,+GLA组的P-RPS6/RPS6值低于-GLA组,结合GLA是一种暗反应抑制剂,说明光合作用可增强TOR活性是碳反应起直接作用。由于碳反应需要光反应提供ATP与NADPH,则停止光照后的短时间内,暗反应无法进行,而暗反应对增强TOR活性起直接作用,从而导致TOR活性降低。
23. 某家禽等位基因M/m控制黑色素的合成(MM与Mm的效应相同),并与等位基因T/t共同控制喙色,与等位基因R/r共同控制羽色。研究者利用纯合品系P1(黑喙黑羽)、P2(黑喙白羽)和P3(黄喙白羽)进行相关杂交实验,并统计F1和F2的部分性状,结果见表。
回答下列问题:
(1)由实验1可判断该家禽喙色的遗传遵循___定律,F2的花喙个体中纯合体占比为___。
(2)为探究M/m基因的分子作用机制,研究者对P1和P3的M/m基因位点进行PCR扩增后电泳检测,并对其调控的下游基因表达量进行测定,结果见图1和图2。由此推测M基因发生了碱基的___而突变为m,导致其调控的下游基因表达量___,最终使黑色素无法合成。
(3)实验2中F1灰羽个体的基因型为___,F2中白羽个体的基因型有___种。若F2的黑羽个体间随机交配,所得后代中白羽个体占比为___,黄喙黑羽个体占比为___。
(4)利用现有的实验材料设计调查方案,判断基因T/t和R/r在染色体上的位置关系(不考虑染色体交换)。
调查方案:___。
结果分析:若___(写出表型和比例),则T/t和R/r位于同一对染色体上;否则,T/t和R/r位于两对染色体上。
【答案】(1) ①. 自由组合(或“孟德尔第二”) ②. 1/3
(2) ①. 增添 ②. 下降
(3) ①. MmRr(或"MmRrTt”) ②. 5 ③. 1/9 ④. 0
(4) ①. 对实验2中F2个体的喙色和羽色进行调查统计 ②. F2中黑喙灰羽:花喙黑羽:黑喙白羽:黄喙白羽=6:3:3:4
【解析】
【分析】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】
由题干信息可知,该家禽喙色由M/m和T/t共同控制,实验1的F2中喙色表型有三种,比例为9:3:4,是9:3:3:1的变式,表明F1产生的雌雄配子各有4种,且比例相同,受精时雌雄配子结合方式有16种。因此,家禽喙色的遗传遵循自由组合规律。F2中花喙个体(有黑色素合成)的基因型有两种,分别为MMtt(1/16)和Mmtt(2/16),其中纯合体MMtt占比为1/3。
【小问2详解】
由实验1结果可知,针对M/m基因位点,P1基因型为MM,P3基因型为mm,对P1的M基因PCR扩增后产物大小约为1200bp,而P3的m基因大小约为7800bp,推测M基因发生了碱基的增添而突变为m。当M基因突变为m后,其调控的下游基因表达量明显下降,最终影响了黑色素的合成。
【小问3详解】
由题干信息可知,该家禽羽色由M/m和R/r共同控制,实验2的F2中羽色表型有三种,比例为3:6:7,是9:3:3:1的特殊分离比,因此F1灰羽个体基因型为MmRr。F2的黑羽和灰羽个体共占9/16,基因型为M_R_。白羽占7/16,基因型共5种,分别为mmRR(1/16)、mmRr(2/16)、MMrr(1/16)、Mmrr(2/16)和mmrr(1/16)。F2中基因型为M_R_的黑羽和灰羽的比例为3:6,因此,F2黑羽个体在基因型为M_R_的个体中占比为1/3。由于MM和Mm的表型效应相同,黑羽个体中两种基因型及其占比为MMRR(1/3)和MmRR(2/3)。黑羽个体随机交配所得后代中,白羽个体(mmRR)的占比为1/9。由实验1和实验2结果可知,黄喙个体基因型为mmT_和mmtt,黑羽的基因型为M_RR,因此不存在黄喙黑羽的个体,即黄喙黑羽个体占比为0。
【小问4详解】
综合实验1和实验2的结果可知,P1的基因型为MMTTRR,P2的基因型为MMTTrr,P3的基因型为mmttRR。利用现有材料进行调查实验,判断T/t和R/r在染色体上的位置关系,需要选择对TtRr双杂合个体随机交配的子代进行统计分析。实验2中的F1基因型为MmTtRr,因此应对实验2的F2个体喙色和羽色进行调查统计。如果T/t和R/r在同一对染色体上,由亲本的基因型可知F1个体中三对基因在染色体上的位置关系如下图 。不考虑染色体互换,F1可产生等比例的四种雌雄配子MTr、MtR、mTr、mtR。雌雄配子随机结合,产生的F2表型及比例为灰羽黑喙:黑羽花喙:白羽黑喙:白羽黄喙=6:3:3:4。
24. 某家系甲病和乙病的系谱图如图所示。已知两病独立遗传,各由一对等位基因控制,且基因不位于Y染色体。甲病在人群中的发病率为1/2500。
回答下列问题:
(1)甲病的遗传方式是______,判断依据是______。
(2)从系谱图中推测乙病的可能遗传方式有______种。为确定此病的遗传方式,可用乙病的正常基因和致病基因分别设计DNA探针,只需对个体______(填系谱图中的编号)进行核酸杂交,根据结果判定其基因型,就可确定遗传方式。
(3)若检测确定乙病是一种常染色体显性遗传病。同时考虑两种病,Ⅲ3个体的基因型可能有______种,若她与一个表型正常的男子结婚,所生的子女患两种病的概率为______。
(4)研究发现,甲病是一种因上皮细胞膜上转运Cl-的载体蛋白功能异常所导致的疾病,乙病是一种因异常蛋白损害神经元的结构和功能所导致的疾病,甲病杂合子和乙病杂合子中均同时表达正常蛋白和异常蛋白,但在是否患病上表现不同,原因是甲病杂合子中异常蛋白不能转运Cl-,正常蛋白______;乙病杂合子中异常蛋白损害神经元,正常蛋白不损害神经元,也不能阻止或解除这种损害的发生,杂合子表型为______。
【答案】(1) ①. 常染色体隐性遗传(病) ②. Ⅱ1和Ⅱ2均无甲病,生出患甲病女儿Ⅲ1,可判断出该病为隐性病,且其父亲Ⅱ1为正常人,若为伴X染色体隐性遗传,则其父亲异常
(2) ①. 2 ②. Ⅱ4
(3) ①. 4 ②. 2/459
(4) ①. 能行使转运C1-的功能,杂合子表型正常
②. 患(乙)病
【解析】
【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。基因自由组合定律实质: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, 在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。基因的分离定律是基因的自由组合定律的基础,两者的本质区别是基因的分离定律研究的是一对等位基因,基因的自由组合定律研究的是两对或两对以上的等位基因,所以很多自由组合的题目都可以拆分成分离定律来解题。
【小问1详解】
由系谱图可知,Ⅱ1和Ⅱ2都是正常人,却生出患甲病女儿Ⅲ1,说明甲病为隐性基因控制,设为a,正常基因为A,假设其为伴X染色体遗传,则Ⅲ1基因型为XaXa,其父亲Ⅱ1基因型为XaY,必定为患者,与系谱图不符,则可推断甲病为常染色体隐性病,Ⅲ1基因型为aa,其父母Ⅱ1和Ⅱ2基因型都是Aa。
【小问2详解】
由系谱图可知,Ⅱ4和Ⅱ5都乙病患者,二者儿子Ⅲ4为正常人,则可推知乙病由显性基因控制,设为B基因,正常基因为b,该病可能为常染色体显性遗传病,或伴X染色体显性遗传病。
若为常染色体显性遗传病,则Ⅲ4基因型为bb,其父亲Ⅱ4(是乙病患者)基因型为Bb(同时含有B基因和b基因);若为伴X染色体显性遗传病,则Ⅲ4基因型为XbY,其父亲Ⅱ4(是乙病患者)基因型为XBY(只含有B基因),若用乙病的正常基因和致病基因分别设计DNA探针,对Ⅱ4进行核酸检测,若出现两条杂交带则为常染色体显性遗传病,若只有一条杂交带,则为伴X染色体显性遗传病。
【小问3详解】
若乙病是一种常染色体显性遗传病,仅考虑乙病时,Ⅲ4基因型为bb,Ⅱ4和Ⅱ5基因型为Bb,二者所生患乙病女儿Ⅲ3基因型可能为两种:BB或Bb,且BB:Bb=1:2;若仅考虑甲病,Ⅲ5为甲病患者,其基因型为aa,Ⅱ4和Ⅱ5基因型为Aa,二者所生女儿Ⅲ3不患甲病,其基因型可能为两种:AA或Aa,且AA:Aa=1:2,综合考虑这两对基因,Ⅲ3个体的基因型可能有2×2=4种。
仅考虑甲病时,已知甲病在人群中的发病率为1/2500,即aa=1/2500,则可计算出a=1/50,A=49/50,人群中表型正常的男子所占的概率为:A_=1-1/2500=2499/2500,人群中杂合子Aa=2×1/50×49/50=98/2500,那么该正常男子为杂合子Aa的概率=98/2500÷2499/2500=2/51;由上面分析可知,Ⅲ3的基因型为2/3Aa,因此Ⅲ3与一个表型正常的男子结婚后,生出患甲病孩子的概率为aa=2/51×2/3×1/4=1/153。
仅考虑乙病,人群中的表型正常的男子基因型均为bb,且由上面分析可知,Ⅲ3基因型可能为1/3BB和2/3Bb,则二者生出患乙病孩子B_的概率=1/3+2/3×1/2=2/3。
综合考虑这两种病,Ⅲ3与一个表型正常的男子结婚后,生出患两种病的孩子的概率=1/153×2/3=2/459。
【小问4详解】
甲病为隐性基因控制的遗传病,甲病杂合子的正常基因可以表达正常的转运Cl-的载体蛋白,虽然异常基因表达的异常载体蛋白无法转运Cl-,但是正常蛋白仍然可以转运Cl-,从而使机体表现正常。
乙病为显性基因控制的遗传病,乙病杂合子的异常基因表达的异常蛋白质损害神经元,虽然正常基因表达的正常蛋白质不损害神经元,但是也无法阻止或解除这种损害的发生,因此杂合子表现为患病。
25. “中国小麦远缘杂交之父”李振声院士及其团队首创全新育种方法,为小麦染色体工程育种开辟了新途径。
(1)单体小麦和缺体小麦是小麦育种和遗传分析的基础材料。单体比正常个体少一条染色体,缺体比正常个体少一对同源染色体。普通小麦含有42条染色体,也可视为二倍体(用2n=42W表示),在培育过程中可发生________________________,从而出现单体和缺体。若不考虑同源染色体之间的差异,普通小麦共有__________种缺体。
(2)研究团队利用带有蓝粒性状标记的单体小麦(如图1),选育出能稳定遗传的可育缺体小麦。蓝粒单体小麦(E代表携带蓝粒基因的染色体)自交以后,产生三种染色体组成的后代,即:40W+E、_____________。由于蓝粒性状具剂量效应,会出现三种表型,即白粒、蓝粒和深蓝粒,其中____________粒小麦为缺体小麦。自交后,筛选得到了育性高的株系4D缺体(缺少4号染色体).
(3)二倍体黑麦(2n=14R)是小麦的近缘物种,耐旱耐寒和抗病能力都很强。为引入黑麦优良性状培育异种染色体代换的小麦新品种,研究人员进行了杂交实验,如图2。以4D缺体小麦为母本,经过人工________后授以黑麦花粉,所得F1体细胞含有条染色体。由于F1雌雄都不育,用图中①_______处理F1幼苗使其染色体加倍。经过细胞学观察,选择__________条染色体的F1植株进行回交。在F2中选择小于47条染色体的植株维续回交,所得F3植株染色体数以40条、41条、42条居多。其中可选择________条染色体的个体进行自交,即可得到染色体数恢复的小黑麦异种染色体代换系小麦,经筛选鉴定后可用于生产。该方法可大大缩短育种年限,有计划地引入异源染色体。
【答案】(1) ①. 染色体变异(染色体数目变异) ②. 21
(2) ①. 40W、40W+EE ②. 白
(3) ①. 去雄 ②. 秋水仙素 ③. 54 ④. 41
【解析】
【分析】染色体数目的变异可以分为两类: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一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。单体是比正常个体少一条染色体,缺体比正常个体少一对同源染色体,单倍体是体细胞和本物种配子中染色体组一样多,三体是多一条染色体,三倍体是多一个染色体组。
【小问1详解】
单体比正常个体少一条染色体,缺体比正常个体少一对同源染色体,都属于染色体数目变异,故在培育过程中可发生染色体变异导致单体和缺体的出现。缺体比正常个体少一对同源染色体,普通小麦含有42条染色体,即有21对同源染色体,共有21种缺体。
【小问2详解】
蓝粒单体小麦缺少一条染色体,染色体组成可表示为40W+E,由于E染色体不能配对,只考虑该染色体,可产生E和0型(不含E)两种配子,故后代包括40W+E、40W+EE,40W三种后代。缺体小麦缺少一对染色体,40W的小麦为缺体,表现为白色。组别及处理
检测指标
对照组A
模型组B
C组
D组
E组
F组
灌服生理盐水
灌服尿酸氧化酶抑制剂
灌服化合物F
饮用pH为7.0的水
饮用pH为8.2的水
饮用pH为9.3的水
血清尿酸含量(mg/dl)
1.2
6.5
3.4
6.4
4.5
3.6
URAT1相对含量
0.6
0.8
0.57
/
/
/
分组处理
叶绿素含量(mg/g)
净光合速率 [μml/(m2·s)]
气孔导度 [μml/(m2·s)]
胞间CO2浓度 (μL/L)
叶绿素a
叶绿素b
对照
2.52
0.24
36.11
1495.16
303.55
盐胁迫
轻度
2.38
0.21
2649
1242.28
307.40
中度
180
0.15
24.00
1069.34
310.98
重度
1.48
0.12
18.94
1025.03
317.62
实验
亲本
F1
F2
1
P1×P3
黑喙
9/16黑喙,3/16花喙(黑黄相间),4/16黄喙
2
P2×P3
灰羽
3/16黑羽,6/16灰羽,7/16白羽
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