湖南省2024-2025学年高一下学期期中测试生物试卷（原卷版+解析版）

这是一份湖南省2024-2025学年高一下学期期中测试生物试卷（原卷版+解析版），共26页。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24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. 下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（ ）
A. 细胞分化使多细胞生物体的细胞功能趋向全面化
B. 处于营养物质缺乏条件下的细胞，其自噬强度可能会增强
C. 细胞衰老过程中，细胞体积和细胞核体积均变小，染色质收缩
D. 极端理化因素导致的细胞死亡与细胞的衰老死亡均是程序性死亡
2. 玉米籽粒的甜与非甜是一对相对性状。将纯种甜玉米与纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米的果穗上结有甜籽粒和非甜籽粒。下列分析错误的是（ ）
A. 玉米籽粒的非甜为显性性状，甜为隐性性状
B. 甜玉米的果穗上结有两种籽粒的现象属于性状分离
C. 玉米花是单性花，自然状态下玉米也可以进行自交
D. 甜玉米果穗上结的甜籽粒都是纯合子、非甜籽粒都是杂合子
3. 孟德尔以豌豆为材料进行杂交实验，运用假说—演绎法揭示了遗传的基本规律。下列有关该经典实验的叙述，正确的是（ ）
A. 一对相对性状的杂交实验中，F2中3：1的性状分离比是否具有普遍性，属于提出问题
B. 配子随机结合是孟德尔对分离现象解释的关键内容，其核心在于等位基因的分离
C. 两对相对性状的杂交实验表明，产生的雌配子与雄配子的类型及数量完全相同
D. 孟德尔用F1与隐性纯合子进行测交实验，属于假说—演绎法中的演绎推理
4. 某种昆虫的体色有绿身和黑身，翅型有长翅和残翅，这两对性状分别受不同常染色体上的一对等位基因控制。现用纯种绿身残翅昆虫与纯种黑身长翅昆虫作为亲本进行杂交，产生的F1再自由交配产生F2。下列分析错误的是（ ）
A. 该昆虫的体色与翅型的遗传遵循自由组合定律
B. 若F1的表型为绿身长翅，则绿身、长翅为显性性状
C. F2出现性状分离，其中与亲本表型不同的个体占3/8
D. 对F1进行测交，测交后代各种表型的比例为1：1：1：1
5. 如图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列说法正确的是（ ）
A. 图A所示细胞中所有染色体均散乱分布细胞中
B. 图B所示细胞所处的分裂时期是减数分裂I后期
C. 上述细胞图像按时间排序为A→C→E→D→B→F
D. 图D所示细胞中染色体成对地排列在细胞中央
6. 下列关于高等生物受精作用的说法，错误的是（ ）
A. 受精作用的实质是精卵细胞的细胞核融合
B. 受精卵中的基因，一半来自父方，一半来自母方
C. 受精过程可使卵细胞的细胞呼吸和物质合成变得活跃
D. 每种生物前后代染色体数目的恒定与受精作用密切相关
7. 下列有关双链DNA分子结构的叙述，正确的是（ ）
A. 不同DNA分子中嘌呤数与嘧啶数的比例具有特异性
B. 沃森和克里克构建DNA结构模型采用的是假说—演绎法
C. 沃森和克里克以富兰克林拍摄的DNA衍射图谱为基础推算DNA呈双螺旋结构
D. 从双链DNA的一端起始，若一条链是从3'端到5′端的，则另一条链是从5'端到3′端的
8. 某细菌有一段小型、环状、闭合、双链的DNA分子，称为Ti质粒。Ti质粒中腺嘌呤有a个，占Ti质粒全部碱基的比例为b，下列叙述正确的是（ ）
A. 该细菌通过有丝分裂进行增殖
B. 1个Ti质粒中含有2个游离的磷酸基团
C. Ti质粒复制时，DNA聚合酶沿模板链的5′→3′方向移动
D. Ti质粒复制n次，共需要消耗（2n-1）（a/2b-a）个胞嘧啶
9. 艾弗里的研究团队在重复格里菲思的肺炎链球菌转化实验时发现，当R型活菌与加热致死的S型菌在体外混合培养时，始终无法成功转化出S型菌落。进一步研究表明，在体外培养条件下、S型菌的竞争能力显著弱于R型菌。基于这一发现，研究团队对实验方案进行了系统性优化，最终成功建立了稳定的肺炎链球菌体外转化体系，具体实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 本实验的自变量为是否加入R型活菌与抗R型菌血清
B. 本实验证明了S型菌中的DNA促使R型菌转化为S型菌
C. 组别2中可能存在S型菌，但其无法快速大量增殖形成菌落
D. 抗R型菌血清通过促进S型菌的生长导致S型菌落的形成
10. 在遗传学的发展历程中，多位科学家通过精妙的实验设计和严谨的推理，逐步揭示了遗传的基本规律。下列有关遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ）
A 孟德尔分析豌豆杂交实验结果时运用了统计学方法
B. 萨顿以蝗虫细胞为实验材料，证明了基因在染色体上
C. 在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，对自变量的控制利用了减法原理
D. 梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法进行实验
11. 科学家利用机器人成功模拟了某生物精子和卵细胞的形成和随机受精的过程。已知模拟实验中父本和母本的基因型均为AaBb，且两对基因独立遗传。不考虑基因突变和染色体变异，下列关于这一实验的说法，错误的是（ ）
A. 机器人模拟的随机受精过程可体现出基因的自由组合定律
B 精子和卵细胞形成过程中，姐妹染色单体分离发生于减数分裂Ⅱ
C. 该生物产生的配子基因型类型共有4种，分别为AB、Ab、aB、ab
D. 若机器人模拟了1000次受精作用，则后代中基因型为AABb的个体约占12.5%
12. 果蝇的翅型、体色和眼型性状各由一对等位基因控制，其中残翅、黑体和棒眼均为隐性性状。控制翅型和体色的基因位于Ⅱ号染色体上，控制眼型的基因位于X染色体上。某小组以纯合的残翅黑体棒眼雌果蝇和纯合的长翅灰体圆眼雄果蝇为亲本杂交得F1，F1相互交配得F2。不考虑染色体互换，下列分析正确的是（ ）
A F2中有27种基因型、8种表型B. F2中黑体棒眼雌果蝇占1/8
C. F2中长翅黑体雄果蝇占3/32D. F2中长翅灰体圆眼果蝇占3/8
二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
13. 端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加、截短的部分向内延伸，最终造成细胞衰老。癌细胞具有无限增殖能力，其含有端粒酶，能够将截短的端粒DNA序列末端加长。下列有关说法正确的是（ ）
A. 端粒是指染色体两端的具有特殊序列的DNA—蛋白质复合体
B. 端粒DNA序列缩短会使基因受损，从而使细胞的活动渐趋异常
C. 原核细胞内不存在端粒，因此端粒学说不能解释原核细胞的衰老
D. 可通过促进端粒酶的合成或提高端粒酶的活性来抑制癌细胞增殖
14. XY染色体起源假说认为，X和Y最初是普通的同源染色体，随着进化逐渐发生了分化，如今仅存在部分同源区段，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. X染色体上可能出现重复基因
B. Y染色体上的基因都与性别决定有关
C. 哺乳动物的细胞中不可能出现4条性染色体
D. 减数分裂时X与Y染色体形成的四分体中可以交换片段
15. 某植物果实的大小由一对等位基因B、b控制，B基因具有“自私性”。在杂合子（Bb）形成配子时，B基因会杀死部分含b基因的雌配子。现用大果实（BB）植株和小果实（bb）植株杂交，F1全为中等果实（Bb）。若F1自交，F2中大果实：中等果实：小果实=3：4：1。下列分析错误的是（ ）
A. F1自交时，含b基因的雌配子中有2/3被杀死
B. 若F2进行自交，获得的F3的中等果实的比例将下降
C. 若F2进行自由交配，则F2产生雌配子的比例为B：b=4：1
D. 自私基因通过“绞杀”等位基因提高了自身传递给子代的概率
16. 如图是赫尔希与蔡斯进行的噬菌体侵染细菌实验的示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 若沉淀物b中放射性偏高，可能是由于搅拌不充分
B. 若上清液c中放射性偏高，可能是由于混合培养时间不适宜
C. 若该实验操作无误，则其实验结论为“DNA是噬菌体的遗传物质”
D. 实验中需用含35S和32P的大肠杆菌的培养基培养噬菌体以标记其成分
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
17. 2024年9月，我国科学家首次利用化学重编程诱导多能干细胞（CiPS）制备出胰岛细胞并进行移植，制备胰岛细胞的流程如图所示，该技术实现了1型糖尿病的临床功能性治愈。回答下列问题：

（1）从患者脂肪组织中提取的细胞变为CiPS细胞的过程中，细胞在________上发生稳定性差异；从脂肪组织细胞到CiPS细胞再到胰岛细胞，发生此两种变化的本质都是________的结果。
（2）在生物体内，脂肪组织中的细胞不能直接转变为CiPS细胞，这体现了__________。
（3）科学家将非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体，这说明；________；科学家获得非洲爪蟾新个体的过程中利用了体细胞核移植技术，结合图示从操作过程的角度进行分析，利用CiPS制备胰岛细胞的技术与体细胞核移植技术的不同点有__________（答出2点）。
（4）该研究成果为糖尿病患者提供了新的治疗方式，也为干细胞疗法在重大疾病治疗上的广泛应用开辟了新途径。但有人对此项技术的广阔应用前景存在担忧，你认为他们的担忧是：________（答出1点）。
18. 某雌雄同株植物的花色有红色、白色和粉红色三种，由一对等位基因D、d控制，且基因D与红色素的形成有关；叶形有窄叶和宽叶两种，由一对等位基因E、e控制。为了研究该植物花色和叶形的遗传规律，研究人员将红花宽叶植株与白花窄叶植株杂交得到F1，F1自交得F2，F2的表型及数量如表所示。回答下列问题：
（1）基因D、d和基因E、e的遗传____（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律，理由是_______。
（2）为验证（1）中的推测，请从本实验的F1及F2中选择合适的个体进行实验，简要写出实验思路，并预期结果。
①实验思路：________________________。
②预期结果：________________________。
（3）该植物中，红花宽叶植株的基因型有________种。F2中白花宽叶植株的基因型为________；F2中的白花宽叶植株自交，F3白花宽叶植株中纯合子的比例为________________。
19. 图1表示某高等动物形成配子的过程中，处于不同时期的细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系；图2的甲、乙、丙表示该动物在进行细胞分裂时部分染色体变化的图像。回答下列问题：

（1）a、c分别代表_______。考虑间期，图1中肯定不含同源染色体的时期有_______（填图1中序号）。
（2）图2甲细胞的分裂方式及时期是________，乙细胞处于图1中的________（填图1中序号）。
（3）图2乙细胞中染色体的主要行为是________；乙细胞产生的子细胞名称为_____；丙细胞中a、b、c的数量分别是_________。
20. 图1表示某种真核生物DNA片段的结构；图2为探究DNA复制方式的相关研究过程。回答下列问题：
（1）DNA分子的基本骨架是由_________交替连接组成的；图1中④的名称为___________；DNA复制时，催化⑤断裂需要的酶是__________。
（2）图1双链DNA片段中，碱基A占26%，其中一条链中的碱基C占该单链所有碱基的30%，则另一条链中的碱基C占该单链所有碱基的______。
（3）根据图2所示的实验结果，可判断DNA复制的方式是_______，作出该判断的原因是_________。若继续进行图2实验，再使细胞分裂三次，则培养液中只含14N的细胞所占的比例为_________。
21. 苯丙酮尿症是人类12号染色体上的苯丙氨酸羟化酶（PAH）基因突变后引发的单基因遗传病，会导致苯丙氨酸（一种必需氨基酸）积累，产生多方面的严重后果。据调查，某地正常人群中每100个人中有2人是苯丙酮尿症致病基因的携带者。图1为人体内苯丙氨酸代谢的部分途径，图2为该地某患者家系的遗传系谱图，苯丙酮尿症的相关等位基因用A、a表示，假肥大性肌营养不良的相关等位基因用B、b表示。已知I-4不携带这两种病的致病基因（不考虑基因突变和X、Y染色体同源区段的遗传）。回答下列问题：
（1）已知肾上腺素、甲状腺激素与机体的生长发育有关，还会影响神经系统的功能。若不对苯丙酮尿症患者进行干预，则其会出现生长发育迟缓、智力发育落后等症状，结合图1分析，其原因是____________。我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目，免费为患儿提供奶粉，这种特殊奶粉和正常奶粉的区别是__________________。
（2）由图2初步判定假肥大性肌营养不良的遗传方式是______。若已通过基因检测技术确定Ⅲ-4是苯丙酮尿症致病基因的携带者，则其苯丙酮尿症致病基因直接来源于______（填图2的个体编号），其假肥大性肌营养不良致病基因最终来源于____________（填图2的个体编号）。
（3）图2中Ⅲ-3的基因型是______。Ⅱ-1与Ⅱ-2所生的Ⅲ-2不患病的概率为____________。
高一生物学
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24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. 下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（ ）
A. 细胞分化使多细胞生物体的细胞功能趋向全面化
B. 处于营养物质缺乏条件下的细胞，其自噬强度可能会增强
C. 细胞衰老过程中，细胞体积和细胞核体积均变小，染色质收缩
D. 极端理化因素导致的细胞死亡与细胞的衰老死亡均是程序性死亡
【答案】B
【解析】
【分析】衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
【详解】A、细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，结果是使细胞功能专门化，A错误；
B、自噬是细胞在营养缺乏时分解自身受损或衰老的细胞器/蛋白质，以提供能量和原料的生存机制，处于营养物质缺乏条件下的细胞，其自噬强度可能会增强，B正确；
C、细胞衰老过程中，细胞体积减小，细胞核体积变大，C错误；
D、极端的理化因素或病理性刺激对机体会造成伤害，这些不利因素可能引起细胞坏死，不属于细胞的程序性死亡，D错误。
故选B。
2. 玉米籽粒的甜与非甜是一对相对性状。将纯种甜玉米与纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米的果穗上结有甜籽粒和非甜籽粒。下列分析错误的是（ ）
A. 玉米籽粒的非甜为显性性状，甜为隐性性状
B. 甜玉米的果穗上结有两种籽粒的现象属于性状分离
C. 玉米的花是单性花，自然状态下玉米也可以进行自交
D. 甜玉米果穗上结的甜籽粒都是纯合子、非甜籽粒都是杂合子
【答案】B
【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；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】AD、玉米既可以自交，也可以杂交，甜玉米的果穗上结有甜籽粒和非甜籽粒，说明甜为隐性，非甜为显性，故甜玉米果穗上既有aa（甜），也有Aa（非甜），即甜玉米果穗上结的甜籽粒都是纯合子、非甜籽粒都是杂合子，AD正确；
B、性状分离指杂合子后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，甜玉米的果穗上结有两种籽粒的现象不属于性状分离，B错误；
C、玉米为雌雄同株单性花，雄花花粉可能落到同一植株雌花上完成自交，C正确。
故选B。
3. 孟德尔以豌豆为材料进行杂交实验，运用假说—演绎法揭示了遗传的基本规律。下列有关该经典实验的叙述，正确的是（ ）
A. 一对相对性状的杂交实验中，F2中3：1的性状分离比是否具有普遍性，属于提出问题
B. 配子随机结合是孟德尔对分离现象解释的关键内容，其核心在于等位基因的分离
C. 两对相对性状的杂交实验表明，产生的雌配子与雄配子的类型及数量完全相同
D. 孟德尔用F1与隐性纯合子进行测交实验，属于假说—演绎法中的演绎推理
【答案】A
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律（基因的分离定律和自由组合定律）运用了假说—演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
①提出问题（在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题）；
②作出假设（生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的；体细胞中的遗传因子成对存在；配子中的遗传因子成单存在；受精时雌雄配子随机结合）；
③演绎推理（如果这个假说是正确的，这样F1会产生两种数量相等的配子，这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型）；
④实验验证（测交实验验证，结果确实产生了两种数量相等的类型）；
⑤得出结论（就是分离定律）。
【详解】A、一对相对性状的杂交实验中，F2中3:1的性状分离比是否具有普遍性，属于提出问题，A正确；
B、F1产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子细胞中，是孟德尔对分离现象解释的关键内容，B错误；
C、两对相对性状的杂交实验表明，产生的雌配子与雄配子的类型相同，但数量不同，C错误；
D、孟德尔用F1与隐性纯合子进行测交实验，属于假说一演绎法中的实验验证，D错误。
故选A。
4. 某种昆虫的体色有绿身和黑身，翅型有长翅和残翅，这两对性状分别受不同常染色体上的一对等位基因控制。现用纯种绿身残翅昆虫与纯种黑身长翅昆虫作为亲本进行杂交，产生的F1再自由交配产生F2。下列分析错误的是（ ）
A. 该昆虫的体色与翅型的遗传遵循自由组合定律
B. 若F1的表型为绿身长翅，则绿身、长翅为显性性状
C. F2出现性状分离，其中与亲本表型不同的个体占3/8
D. 对F1进行测交，测交后代各种表型的比例为1：1：1：1
【答案】C
【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自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、两对性状分别受不同常染色体上的等位基因控制，因此该昆虫的体色与翅型的遗传遵循自由组合定律，A正确；
B、亲本为纯种绿身残翅昆虫与纯种黑身长翅，若F1的表型为绿身长翅，则绿身、长翅为显性性状，B正确；
C、由于显隐性未知，F2出现性状分离，其中与亲本表型不同的个体占3/8或5/8，C错误；
D、由于该昆虫的体色与翅型的遗传遵循自由组合定律，对F1进行测交，测交后代各种表型的比例为1：1：1：1，D正确。
故选C。
5. 如图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列说法正确的是（ ）
A. 图A所示细胞中所有染色体均散乱分布在细胞中
B. 图B所示细胞所处的分裂时期是减数分裂I后期
C. 上述细胞图像按时间排序为A→C→E→D→B→F
D. 图D所示细胞中染色体成对地排列在细胞中央
【答案】C
【解析】
【分析】图 A 处于减数分裂 Ⅰ 前期；图 B 处于减数分裂 Ⅱ后期期；图 C 处于减数分裂 Ⅰ 中期；图 D 处于减数分裂 Ⅱ 中期；图 E 处于减数分裂 Ⅰ 后期；图 F 处于减数分裂 Ⅱ 末期。
【详解】A、图 A 细胞处于减数分裂 Ⅰ 前期，同源染色体处于联会状态，并非所有染色体均散乱分布，A错误；
B、图 B 中细胞已经完成减数第一次分裂，形成两个子细胞，且染色体移向细胞的两极，故为减数Ⅱ后期，B错误；
C、图 A 处于减数分裂 Ⅰ 前期；图 B 处于减数分裂 Ⅱ后期期；图 C 中染色体排列在赤道板位置，处于减数分裂 Ⅰ 中期；图 D 中染色体着丝粒位于赤道板上，处于减数分裂 Ⅱ 中期；图 E 中染色体移向两极，处于减数分裂 Ⅰ 后期；图 F 形成了 4 个子细胞，处于减数分裂 Ⅱ 末期。所以细胞图像按时间排序为 A→C→E→D→B→F ，C正确；
D、D 处于减数分裂 Ⅱ 中期，没有同源染色体，D错误。
故选C。
6. 下列关于高等生物受精作用的说法，错误的是（ ）
A. 受精作用的实质是精卵细胞的细胞核融合
B. 受精卵中的基因，一半来自父方，一半来自母方
C. 受精过程可使卵细胞的细胞呼吸和物质合成变得活跃
D. 每种生物前后代染色体数目的恒定与受精作用密切相关
【答案】B
【解析】
【分析】受精作用是指在生物体的有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。精子与卵细胞融合成为受精卵的过程。在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞。尾部留在外面。紧接着，在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇，使彼此的染色体会合在一起。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
【详解】A、受精作用是精子和卵细胞的融合，因为遗传物质主要存在于细胞核中，所以精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合是受精作用的实质，A正确；
B、受精卵细胞核中的遗传物质，一半来自父方，一半来自母方，受精卵细胞质中的遗传物质几乎全来自于卵细胞，B错误；
C、未受精时，卵细胞的细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢，受精作用后，受精卵的细胞呼吸和物质代谢变得十分活跃，快速进行细胞分裂、分化，新生命开始了发有过程，C正确；
D、高等生物进行有性生殖，所以每种生物前后代染色体数目的恒定与受精作用密切相关，D正确。
故选B。
7. 下列有关双链DNA分子结构的叙述，正确的是（ ）
A. 不同DNA分子中嘌呤数与嘧啶数的比例具有特异性
B. 沃森和克里克构建DNA结构模型采用的是假说—演绎法
C. 沃森和克里克以富兰克林拍摄的DNA衍射图谱为基础推算DNA呈双螺旋结构
D. 从双链DNA一端起始，若一条链是从3'端到5′端的，则另一条链是从5'端到3′端的
【答案】D
【解析】
【分析】20世纪50年代初，英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年，意识到DNA是一种螺旋结构。女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片。当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后，沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构，沃森和克里克继续循着这个思路深入探讨，根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构，并构建了DNA分子双螺旋结构模型。
【详解】A、双链 DNA 分子中，遵循碱基互补配对原则，即 A（腺嘌呤）与 T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与 C（胞嘧啶）配对，所以嘌呤数（A + G）始终等于嘧啶数（T + C），该比例不具有特异性，A 错误；
B、沃森和克里克构建 DNA 结构模型采用的是物理模型构建法，而非假说 — 演绎法，B错误；
C、沃森和克里克以富兰克林拍摄的 DNA 衍射图谱为重要基础，推算出 DNA 呈螺旋结构 ，C 错误；
D、双链 DNA 分子中，两条链反向平行，从双链 DNA 的一端起始，若一条链是从 3' 端到 5′端的，则另一条链是从 5' 端到 3′端的 ，D 正确。
故选D。
8. 某细菌有一段小型、环状、闭合、双链的DNA分子，称为Ti质粒。Ti质粒中腺嘌呤有a个，占Ti质粒全部碱基的比例为b，下列叙述正确的是（ ）
A. 该细菌通过有丝分裂进行增殖
B. 1个Ti质粒中含有2个游离的磷酸基团
C. Ti质粒复制时，DNA聚合酶沿模板链的5′→3′方向移动
D. Ti质粒复制n次，共需要消耗（2n-1）（a/2b-a）个胞嘧啶
【答案】D
【解析】
【分析】DNA复制过程为：（1）解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开；（2）合成子链：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；（3）形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
【详解】A、细菌的增殖方式是二分裂，A错误；
B、质粒分子为环状DNA，无游离的磷酸基团，B错误；
C、DNA聚合酶合成子链的方向是5′→3′，但模板链与子链反向平行，故沿模板链的方向是3′→5′，C错误；
D、Ti质粒中腺嘌呤有a个，占Ti质粒全部碱基的比例为b，则总的碱基比例=a/b，其中胞嘧啶数目=(a/b-2a)/2个，Ti质粒复制n次，共需要消耗（2n-1）（a/2b-a）个胞嘧啶，D正确。
故选D。
9. 艾弗里的研究团队在重复格里菲思的肺炎链球菌转化实验时发现，当R型活菌与加热致死的S型菌在体外混合培养时，始终无法成功转化出S型菌落。进一步研究表明，在体外培养条件下、S型菌的竞争能力显著弱于R型菌。基于这一发现，研究团队对实验方案进行了系统性优化，最终成功建立了稳定的肺炎链球菌体外转化体系，具体实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 本实验的自变量为是否加入R型活菌与抗R型菌血清
B. 本实验证明了S型菌中的DNA促使R型菌转化为S型菌
C. 组别2中可能存在S型菌，但其无法快速大量增殖形成菌落
D. 抗R型菌血清通过促进S型菌的生长导致S型菌落的形成
【答案】C
【解析】
【分析】R型和S型肺炎链球菌的区别是前者没有荚膜（菌落表现粗糙），后者有荚膜（菌落表现光滑）。由肺炎链球菌转化实验可知，只有S型菌有毒，会导致小鼠死亡，S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。
【详解】A、自变量应为是否加入加热致死的S型菌和抗R型菌血清，A错误；
B、本实验未直接分离S型菌的DNA或其他成分，无法直接证明DNA是转化因子，B错误；
C、组别2种是R型活菌+加热杀死的S型菌，其中S型菌可能让少量的R型菌发生转化产生S型菌，但由于初始数量较少，且S型菌的竞争能力显著弱于R型菌，导致其无法快速增殖形成菌落，C正确；
D、据组别1和组别3可知， 两者的区别在于抗R型菌血清的有无，第3组中加入抗R型菌血清，其中的R型菌落（较小），说明抗R型菌血清中可能存在某种物质能抑制R型菌的快速增殖，D错误。
故选C。
10. 在遗传学的发展历程中，多位科学家通过精妙的实验设计和严谨的推理，逐步揭示了遗传的基本规律。下列有关遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ）
A. 孟德尔分析豌豆杂交实验结果时运用了统计学方法
B. 萨顿以蝗虫细胞为实验材料，证明了基因在染色体上
C. 在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，对自变量的控制利用了减法原理
D. 梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法进行实验
【答案】B
【解析】
【分析】1、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→得出结论。
2、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；艾弗里体外转化实验证明DNA遗传物质。
【详解】A、孟德尔利用统计学的方法分析豌豆杂交实验，揭示了基因的分离定律和自由组合定律，A正确；
B、萨顿以蝗虫细胞为实验材料，提出了基因在染色体上的假说，B错误；
C、艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验利用了自变量控制中的“减法原理”，即用酶将不同成分水解，观察其转化R菌的效果，C正确；
D、塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，将亲代大肠杆菌DNA用15N标记，然后用14N为原料进行复制，运用同位素标记法和密度梯度离心证明了DNA进行半保留复制，D正确。
故选B。
11. 科学家利用机器人成功模拟了某生物精子和卵细胞的形成和随机受精的过程。已知模拟实验中父本和母本的基因型均为AaBb，且两对基因独立遗传。不考虑基因突变和染色体变异，下列关于这一实验的说法，错误的是（ ）
A. 机器人模拟的随机受精过程可体现出基因的自由组合定律
B. 精子和卵细胞形成过程中，姐妹染色单体分离发生于减数分裂Ⅱ
C. 该生物产生的配子基因型类型共有4种，分别为AB、Ab、aB、ab
D. 若机器人模拟了1000次受精作用，则后代中基因型为AABb的个体约占12.5%
【答案】A
【解析】
【分析】基因的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。验证自由组合定律，就是验证杂种F1产生配子时，决定同一性状的成对遗传因子是否彼此分离，决定不同性状的遗传因子是否自由组合，产生四种不同遗传因子组成的配子，因此最佳方法为测交。
【详解】A、基因的自由组合定律发生在减数分裂过程中，A错误；
B、精子和卵细胞形成过程中，姐妹染色单体分离发生于减数分裂Ⅱ后期，B正确；
C、两对基因独立遗传，遵循基因的自由组合定律，因此该生物基因型为AaBb，产生的配子基因型类型共有4种，分别为AB、Ab、aB、ab，C正确；
D、亲本基因型为AaBb×AaBb，后代中基因型为AABb的概率为1/4×1/2=1/8，若机器人模拟了1000次受精作用，则后代中基因型为AABb的个体约占1000×1/8÷1000=12.5%，D正确。
故选A。
12. 果蝇的翅型、体色和眼型性状各由一对等位基因控制，其中残翅、黑体和棒眼均为隐性性状。控制翅型和体色的基因位于Ⅱ号染色体上，控制眼型的基因位于X染色体上。某小组以纯合的残翅黑体棒眼雌果蝇和纯合的长翅灰体圆眼雄果蝇为亲本杂交得F1，F1相互交配得F2。不考虑染色体互换，下列分析正确的是（ ）
A. F2中有27种基因型、8种表型B. F2中黑体棒眼雌果蝇占1/8
C. F2中长翅黑体雄果蝇占3/32D. F2中长翅灰体圆眼果蝇占3/8
【答案】D
【解析】
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制，这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关，这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】A、分析题意，果蝇的翅型（设为V/v）、体色（设为B/b）和眼型（设为A/a）性状各由一对等位基因控制，其中残翅、黑体和棒眼均为隐性性状，某小组以纯合亲本雌果蝇（残翅、黑体、棒眼）为vv bb XᵃXᵃ与雄果蝇（长翅、灰体、圆眼）VV BB XᴬY杂交，F₁翅型和体色（Ⅱ号染色体连锁）Vv Bb（长翅灰体），眼型中雌蝇为XᴬXᵃ（圆眼），雄蝇为XᵃY（棒眼），逐对考虑，F₂基因型及比例为1VV BB、2Vv Bb、1vv bb，有3种表型，眼型相关：3长翅灰体，1残翅黑体，有2种表型，综上所述，F2中基因型数目=翅型和体色（3种） × 眼型（雌2种，雄2种） = 3 × 4 = 12种，A错误；
B、F2中黑体（vv bb）概率=1/4，棒眼雌果蝇XᵃXᵃ=1/4，故黑体棒眼雌果蝇占1/4×1/4=1/16，B错误；
C、由于控制翅型和体色的基因位于Ⅱ号染色体上，不考虑染色体互换，相关配子只有V B和 v b，故子代中不存在长翅黑体（V-bb）类型，C错误；
D、F2中长翅灰体概率（V-B-）×圆眼果蝇（XᴬXᵃ、XAY）=3/4×1/2=3/8，D正确。
故选D。
二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
13. 端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加、截短的部分向内延伸，最终造成细胞衰老。癌细胞具有无限增殖能力，其含有端粒酶，能够将截短的端粒DNA序列末端加长。下列有关说法正确的是（ ）
A. 端粒是指染色体两端的具有特殊序列的DNA—蛋白质复合体
B. 端粒DNA序列缩短会使基因受损，从而使细胞的活动渐趋异常
C. 原核细胞内不存在端粒，因此端粒学说不能解释原核细胞的衰老
D. 可通过促进端粒酶的合成或提高端粒酶的活性来抑制癌细胞增殖
【答案】ABC
【解析】
【分析】端粒学说：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。端粒酶是一种逆转录酶，以自身的RNA为模板，在其蛋白质组分的催化下合成端粒DNA序列，从而提高细胞分裂能力。
【详解】A、端粒是指染色体两端的具有特殊序列的DNA—蛋白质复合体，A正确；
B、端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常，B正确；
C、端粒存在于真核生物染色体的末端，原核细胞内不存在端粒，因此端粒学说不能解释原核细胞的衰老，C正确；
D、癌细胞具有无限增殖能力，其端粒酶能够将截短的端粒DNA序列末端加长，因此可通过抑制端粒酶的合成或降低端粒酶的活性来抑制癌细胞增殖，D错误。
故选ABC。
14. XY染色体起源假说认为，X和Y最初是普通的同源染色体，随着进化逐渐发生了分化，如今仅存在部分同源区段，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. X染色体上可能出现重复基因
B. Y染色体上的基因都与性别决定有关
C. 哺乳动物的细胞中不可能出现4条性染色体
D. 减数分裂时X与Y染色体形成四分体中可以交换片段
【答案】BC
【解析】
【分析】决定性别的基因位于性染色体上，与性别决定有关的染色体叫性染色体，与性别决定无关的染色体叫常染色体。性染色体是一对同源染色体。
【详解】A、图中Y染色体断裂，断裂部分连接到X染色体上，由于XY染色体存在同源区段，所以X染色体上可能出现重复基因，A正确；
B、Y染色体上的基因不一定都与性别决定有关，B错误；
C、哺乳动物体细胞中存在两条性染色体，有丝分裂后期染色体着丝粒分开，所以可能出现四条性染色体，C错误；
D、XY是同源染色体，存在部分同源区段，所以减数分裂时X与Y染色体形成的四分体中可以交换片段，D正确。
故选BC。
15. 某植物果实大小由一对等位基因B、b控制，B基因具有“自私性”。在杂合子（Bb）形成配子时，B基因会杀死部分含b基因的雌配子。现用大果实（BB）植株和小果实（bb）植株杂交，F1全为中等果实（Bb）。若F1自交，F2中大果实：中等果实：小果实=3：4：1。下列分析错误的是（ ）
A. F1自交时，含b基因的雌配子中有2/3被杀死
B. 若F2进行自交，获得的F3的中等果实的比例将下降
C. 若F2进行自由交配，则F2产生雌配子的比例为B：b=4：1
D. 自私基因通过“绞杀”等位基因提高了自身传递给子代的概率
【答案】BC
【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。
【详解】A、由题意可知，在杂合子（Bb）形成配子时，B基因会杀死部分含b基因的雌配子，F2中小果实的比例为1/8，F1中b雄配子的比例为1/2，则b雌配子的比例为1/4，即F1中Bb产生雌配子的种类及比例为B：b=3：1，即含b基因的雌配子中有2/3被杀死，A正确；
B、由题意可知，Bb自交子代中等果实Bb的概率仍为1/2，因此可知，F2进行自交，获得的F3的中等果实的比例不变，B错误；
C、F2群体（3/8 BB、4/8 Bb、1/8 bb）自由交配时，雄配子中B：b=5：3；BB产生雌配子B=3/8，bb产生b=1/8，在杂合子Bb中含b基因的雌配子中有2/3被杀死，b=4/8×1/4=1/8,B=4/8×3/4=3/8，故总雌配子B:b = (3/8+3/8) ：(1/8+1/8) = 6/8 : 2/8 = 3:1，C错误；
D、B基因通过杀死b雌配子，提高自身在子代中的传递概率，D正确。
故选BC。
16. 如图是赫尔希与蔡斯进行的噬菌体侵染细菌实验的示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 若沉淀物b中放射性偏高，可能是由于搅拌不充分
B. 若上清液c中放射性偏高，可能是由于混合培养时间不适宜
C. 若该实验操作无误，则其实验结论为“DNA是噬菌体的遗传物质”
D. 实验中需用含35S和32P的大肠杆菌的培养基培养噬菌体以标记其成分
【答案】ABC
【解析】
【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，正常情况下蛋白质外壳不进入大肠杆菌细胞，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，若搅拌不充分，会有部分35S标记的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌上，随大肠杆菌一起进入沉淀物，导致沉淀物 b 中放射性偏高 ，A正确；
B、32P标记的是噬菌体的 DNA，若混合培养时间过短，部分噬菌体的 DNA 还未注入大肠杆菌；若混合培养时间过长，部分子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来，这两种情况都会导致上清液 c 中放射性偏高，所以若上清液 c 中放射性偏高，可能是由于混合培养时间不适宜 ，B正确；
C、在该实验操作无误的情况下，通过对32P标记组和35S标记组实验结果的分析，能得出 “DNA 是噬菌体的遗传物质” 的结论 ，C正确；
D、实验中需用含35S或32P的大肠杆菌的培养基培养噬菌体以标记其成分，D错误。
故选ABC。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
17. 2024年9月，我国科学家首次利用化学重编程诱导多能干细胞（CiPS）制备出胰岛细胞并进行移植，制备胰岛细胞的流程如图所示，该技术实现了1型糖尿病的临床功能性治愈。回答下列问题：

（1）从患者脂肪组织中提取的细胞变为CiPS细胞的过程中，细胞在________上发生稳定性差异；从脂肪组织细胞到CiPS细胞再到胰岛细胞，发生此两种变化的本质都是________的结果。
（2）在生物体内，脂肪组织中的细胞不能直接转变为CiPS细胞，这体现了__________。
（3）科学家将非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体，这说明；________；科学家获得非洲爪蟾新个体的过程中利用了体细胞核移植技术，结合图示从操作过程的角度进行分析，利用CiPS制备胰岛细胞的技术与体细胞核移植技术的不同点有__________（答出2点）。
（4）该研究成果为糖尿病患者提供了新的治疗方式，也为干细胞疗法在重大疾病治疗上的广泛应用开辟了新途径。但有人对此项技术的广阔应用前景存在担忧，你认为他们的担忧是：________（答出1点）。
【答案】（1） ①. 形态、结构和生理功能 ②. 基因选择性表达
（2）细胞分化具有不可逆性
（3） ①. 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 ②. ①CiPS制备胰岛细胞技术不需要进行核移植操作；②CiPS制备胰岛细胞技术是通过化学重编程诱导实现细胞类型转变，而体细胞核移植技术是将体细胞核移入去核卵细胞。
（4）导致肿瘤发生的风险
【解析】
【分析】诱导多能干细胞（iPS细胞）：通过特定的因子导入和培养条件，可以从人的皮肤等体细胞出发，诱导其成为具有无限增殖能力并可分化为人体各种组织脏器的多能干细胞。
【小问1详解】
细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。从患者脂肪组织中提取的细胞变为CiPS细胞的过程属于细胞分化，所以细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异。细胞分化的本质是基因的选择性表达，从脂肪组织细胞到CiPS细胞再到胰岛细胞，这两次变化均为细胞分化， 所以本质都是基因选择性表达的结果。
【小问2详解】
在生物体内，脂肪组织中的细胞不能直接转变为CiPS细胞，这体现了细胞分化具有不可逆性（一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡)。
【小问3详解】
·科学家将非洲爪蟾蚁的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体，这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
从操作过程的角度分析，利用CiPS制备胰岛细胞的技术与体细胞核移植技术的不同有：①CiPS制备胰岛细胞技术不需要进行核移植操作；②CiPS制备胰岛细胞技术是通过化学重编程诱导实现细胞类型转变，而体细胞核移植技术是将体细胞核移入去核卵细胞。
【小问4详解】
将干细胞用于临床治疗还存在一些问题，例如导致肿瘤发生的风险。
18. 某雌雄同株植物的花色有红色、白色和粉红色三种，由一对等位基因D、d控制，且基因D与红色素的形成有关；叶形有窄叶和宽叶两种，由一对等位基因E、e控制。为了研究该植物花色和叶形的遗传规律，研究人员将红花宽叶植株与白花窄叶植株杂交得到F1，F1自交得F2，F2的表型及数量如表所示。回答下列问题：
（1）基因D、d和基因E、e的遗传____（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律，理由是_______。
（2）为验证（1）中的推测，请从本实验的F1及F2中选择合适的个体进行实验，简要写出实验思路，并预期结果。
①实验思路：________________________。
②预期结果：________________________。
（3）该植物中，红花宽叶植株的基因型有________种。F2中白花宽叶植株的基因型为________；F2中的白花宽叶植株自交，F3白花宽叶植株中纯合子的比例为________________。
【答案】（1） ①. 遵循 ②. F2的表型比例符合（3：1）×（1：2：1）=3:6:3:1:2:1，属于9:3:3:1的变式，说明两对基因独立遗传，遵循自由组合定律
（2） ①. 让F1与白花窄叶植株（ddee）杂交，统计后代的表型及比例。 ②. 后代出现粉红花宽叶、粉红花窄叶、白花宽叶、白花窄叶四种表型，比例约为1:1:1:1。
（3） ①. 2 ②. ddEE、ddEe ③. 3/5
【解析】
【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。由此可见，同源染色体上的等位基因、非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循孟德尔的遗传定律。适用范围：①有性生殖的真核生物；②细胞核内染色体上的基因；③两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
【小问1详解】
植物的花色有红色、白色和粉红色三种，由一对等位基因D、d控制，且基因D与红色素的形成有关，叶形有窄叶和宽叶两种，由一对等位基因E、e控制。F2中植物花色的表型及比例红花：粉红花：白花≈1:2:1，叶形的表型及比例为宽叶：窄叶≈3:1， F2的表型比例符合（3宽叶：1窄叶）×（1红花：2粉红花：1白花）=3：6：3：1：2：1，符合9：3：3：1的变式，因此可知基因D、d和基因E、e的遗传遵循基因的自由组合定律。
【小问2详解】
为验证基因D、d和基因E、e的遗传遵循基因的自由组合定律，可设计测交实验，即选择F1（基因型为DdEe）与F2中白花窄叶（基因型为ddee）个体进行测交，观察子代的表型及比例。若遵循基因的自由组合定律，DdEe可产生4种比例相等的配子，即DE：De：dE：de=1:1:1:1，则DdEe与ddee杂交得后代基因型及比例为DdEe：Ddee：ddEe：ddee=1:1:1:1，表型比为粉红花宽叶：粉红花窄叶：白花宽叶：白花窄叶=1:1:1:1。
【小问3详解】
该植物中，红花宽叶植株的基因型有DDEE、DDEe，共2种。F2中白花宽叶植株的基因型为ddEE、ddEe；F2中的白花宽叶植株中基因型及比例为ddEE：ddEe=1:2，若自交F3中ddee=2/3×1/4=1/6，ddEe=2/3×1/2=2/6，即F3中基因型及比例为ddEE：ddEe：ddee=3:2:1，则白花宽叶植株（ddE_）中纯合子（ddEE）的比例为3/5。
19. 图1表示某高等动物形成配子的过程中，处于不同时期的细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系；图2的甲、乙、丙表示该动物在进行细胞分裂时部分染色体变化的图像。回答下列问题：

（1）a、c分别代表_______。考虑间期，图1中肯定不含同源染色体的时期有_______（填图1中序号）。
（2）图2甲细胞的分裂方式及时期是________，乙细胞处于图1中的________（填图1中序号）。
（3）图2乙细胞中染色体的主要行为是________；乙细胞产生的子细胞名称为_____；丙细胞中a、b、c的数量分别是_________。
【答案】（1） ①. 染色体和核DNA ②. III、IV
（2） ①. 有丝分裂后期 ②. II
（3） ①. 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 ②. 次级卵母细胞和极体 ③. 2 、4、4
【解析】
【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（着丝粒）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。
【小问1详解】
据图可知，b在一些时刻数量是0，表示姐妹染色单体，则a是染色体，c是核DNA；图1中肯定不含同源染色体的时期是减数第二次分裂时期，此时染色体数目减半，对应图中的III和IV。
【小问2详解】
图2甲细胞着丝粒分裂，细胞的每一极都有同源染色体，处于有丝分裂后期；乙细胞处于减数第一次分裂后期，此时细胞中有姐妹染色单体，可对应图1中的II。
【小问3详解】
图2乙细胞处于减数第一次分裂后期，此时细胞中染色体的主要行为是同源染色体分离，非同源染色体自由组合；乙细胞不均等分裂，表示初级卵母细胞，产生的子细胞名称为次级卵母细胞和极体；a是染色体，b是染色单体，c是核DNA，丙细胞中a、b、c的数量分别是2 、4、4。
20. 图1表示某种真核生物DNA片段的结构；图2为探究DNA复制方式的相关研究过程。回答下列问题：
（1）DNA分子的基本骨架是由_________交替连接组成的；图1中④的名称为___________；DNA复制时，催化⑤断裂需要的酶是__________。
（2）图1双链DNA片段中，碱基A占26%，其中一条链中的碱基C占该单链所有碱基的30%，则另一条链中的碱基C占该单链所有碱基的______。
（3）根据图2所示的实验结果，可判断DNA复制的方式是_______，作出该判断的原因是_________。若继续进行图2实验，再使细胞分裂三次，则培养液中只含14N的细胞所占的比例为_________。
【答案】（1） ①. 磷酸和脱氧核糖 ②. 鸟嘌呤脱氧核苷酸 ③. 解旋酶
（2）18% （3） ①. 半保留复制 ②. 子一代全为中带，子二代有轻带和中带 ③. 15/16
【解析】
【分析】1、DNA分子是由两条反向、平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过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；
2、DNA分子复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，规则的双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行；DNA分子复制是一个边解旋边复制和半保留复制的过程。
【小问1详解】
DNA分子的基本骨架由脱氧核糖与磷酸交替连接而成；碱基互补配对中，G与C配对，因此图1中④的名称为鸟嘌呤脱氧核苷酸；DNA复制时，催化⑤氢键断裂需要的酶是解旋酶。
【小问2详解】
根据碱基互补配对原则，A与T配对，因此在DNA分子中，A=T=26%，则G=C=24%，其中一条链中的碱基C占该单链所有碱基的30%，则另一条链中的碱基C占该单链所有碱基的18%。
小问3详解】
由图2可知，子一代全为中带，可排除全保留复制，子二代出现轻带和中带可排除弥散复制，因此可判断DNA复制的方式是半保留复制。若继续进行图2实验，再使细胞分裂三次，即DNA总复制5次，细胞数目为25=32个，其中含有15N的细胞有2个，则培养液中只含14N的细胞所占的比例为（32-2）/32=15/16。
21. 苯丙酮尿症是人类12号染色体上的苯丙氨酸羟化酶（PAH）基因突变后引发的单基因遗传病，会导致苯丙氨酸（一种必需氨基酸）积累，产生多方面的严重后果。据调查，某地正常人群中每100个人中有2人是苯丙酮尿症致病基因的携带者。图1为人体内苯丙氨酸代谢的部分途径，图2为该地某患者家系的遗传系谱图，苯丙酮尿症的相关等位基因用A、a表示，假肥大性肌营养不良的相关等位基因用B、b表示。已知I-4不携带这两种病的致病基因（不考虑基因突变和X、Y染色体同源区段的遗传）。回答下列问题：
（1）已知肾上腺素、甲状腺激素与机体的生长发育有关，还会影响神经系统的功能。若不对苯丙酮尿症患者进行干预，则其会出现生长发育迟缓、智力发育落后等症状，结合图1分析，其原因是____________。我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目，免费为患儿提供奶粉，这种特殊奶粉和正常奶粉的区别是__________________。
（2）由图2初步判定假肥大性肌营养不良的遗传方式是______。若已通过基因检测技术确定Ⅲ-4是苯丙酮尿症致病基因的携带者，则其苯丙酮尿症致病基因直接来源于______（填图2的个体编号），其假肥大性肌营养不良致病基因最终来源于____________（填图2的个体编号）。
（3）图2中Ⅲ-3的基因型是______。Ⅱ-1与Ⅱ-2所生的Ⅲ-2不患病的概率为____________。
【答案】（1） ①. PAH基因突变后，苯丙氨酸转化为酪氨酸受阻，抑制了多巴胺、肾上腺素、甲状腺激素等的合成，这些物质与人体生长发育、神经系统的发育密切相关 ②. 特殊奶粉中苯丙氨酸的含量较低
（2） ①. 伴 X 染色体隐性遗传 ②. Ⅱ - 4或Ⅱ - 5 ③. Ⅰ - 1
（3） ①. aaXBXb ②. 299/ 400
【解析】
【分析】题图分析，I1和I2正常，但生有患苯丙酮尿症的女儿II3，故该病属于常染色体隐性遗传病，I3和I4正常生出了患有假肥大性肌营养不良症，因而说明该病为隐性遗传病，又Ⅰ4不携带题中所涉及的致病基因，因而确定该病的致病基因位于X染色体上。
【小问1详解】
图中信息显示 苯丙氨酸羟化酶基因突变后，苯丙氨酸转化为酪氨酸受阻，抑制了多巴胺、肾上腺素、甲状腺激素等的合成。而多巴胺、肾上腺素、甲状腺激素等物质与人体生长发育、神经系统的发育密切相关，所以若不对苯丙酮尿症患者进行干预，该患者会出现生长发育迟缓、智力发育落后等症状。特殊奶粉是为避免患者摄入过多苯丙氨酸，所以苯丙氨酸含量比正常奶粉低。
【小问2详解】
I3和I4正常生出了患有假肥大性肌营养不良症，因而说明该病为隐性遗传病，又Ⅰ4不携带题中所涉及的致病基因，因而确定该病的致病基因位于X染色体上。Ⅲ-3患苯丙酮尿症，其父母相关的基因型为Aa，若Ⅲ-4是苯丙酮尿症致病基因的携带者，其苯丙酮尿症致病基因直接来源于Ⅱ - 4或Ⅱ - 5。Ⅲ-4患假肥大性肌营养不良，相关基因型为XbY，Xb只能由他的母亲Ⅱ - 4提供，而Ⅱ - 4的父亲不患假肥大性肌营养不良，且Xb只能由Ⅰ - 1提供。
【小问3详解】
图2中Ⅲ-3患苯丙酮尿症且父亲患假肥大性肌营养不良，其基因型应为aaXBXb。Ⅱ-2有患病姐妹，所以双亲基因型均为Aa，Ⅱ-2有1/3的概率为AA，2/3的概率为Aa。由因某地正常人群中每100个人中有2人是苯丙酮尿症致病基因的携带者，故Ⅱ-1为Aa的概率为1/ 50。Ⅱ-1（1/50Aa）与Ⅱ-2(2/3Aa)所生的Ⅲ-2患苯丙酮尿症的概率为2/3×1/ 50×1/ 4=1/ 300，不患病的概率为299/ 300。Ⅱ-1与Ⅱ-2不患假肥大性肌营养不良却生成患病男孩，那二者相关基因型为XBXb、XBY，生成不患该病的概率为3/ 4，综上可知Ⅱ-1与Ⅱ-2所生的Ⅲ-2不患病的概率为299/ 300×3/ 4=299/ 400。
组别
实验处理
实验结果
1
R型活菌
R型菌落
2
R型活菌+加热杀死的S型菌
R型菌落
3
R型活菌+抗R型菌血清
R型菌落（较小）
4
R型活菌+加热杀死的S型菌+抗R型菌血清
R型菌落和S型菌落
表型
红花宽叶
粉红花宽叶
白花宽叶
红花窄叶
粉红花窄叶
白花窄叶
F2/株
119
243
121
39
80
40
组别
实验处理
实验结果
1
R型活菌
R型菌落
2
R型活菌+加热杀死的S型菌
R型菌落
3
R型活菌+抗R型菌血清
R型菌落（较小）
4
R型活菌+加热杀死的S型菌+抗R型菌血清
R型菌落和S型菌落
表型
红花宽叶
粉红花宽叶
白花宽叶
红花窄叶
粉红花窄叶
白花窄叶
F2/株
119
243
121
39
80
40