四川省雅安市2024-2025学年高一下学期期末考试 生物试题(解析版)
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这是一份四川省雅安市2024-2025学年高一下学期期末考试 生物试题(解析版),共19页。试卷主要包含了单项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1. 多细胞生物要经历细胞增殖、分化、衰老和凋亡等过程。下列叙述正确的是( )
A. 细胞凋亡与溶酶体有关,而细胞自噬与溶酶体无关
B. 细胞衰老、分化和癌变都会导致细胞的形态、结构、功能发生变化
C. 细胞分化是基因选择性表达的结果,高度分化后的细胞均不具有全能性
D. 造血干细胞形成各种血细胞的过程体现了细胞的全能性
【答案】B
【分析】A、细胞凋亡需要溶酶体中的水解酶分解细胞结构,而细胞自噬同样依赖溶酶体降解受损细胞器或大分子,A错误;
B、细胞衰老(如形态改变、酶活性降低)、分化(结构功能专一化)、癌变(形态结构异常、无限增殖)均会导致细胞形态、结构和功能变化,B正确;
C、细胞分化是基因选择性表达的结果,高度分化的细胞仍保留全能性(如植物细胞离体培养可发育成个体),C错误;
D、造血干细胞形成血细胞是细胞分化,没有体现细胞的全能性,D错误。
故选B。
2. ERV是远古逆转录病毒侵染宿主生殖细胞后整合到基因组中的残留序列。我国科学家首次发现,ERV受表观遗传抑制,细胞衰老时,该抑制作用去除,ERV被激活,衰老过程加速。下列说法错误的是( )
A. ERV是研究病毒与人类进化过程的分子生物学证据
B. 衰老细胞内多种酶活性降低,新陈代谢速率减慢
C. 研究靶向ERV的小分子药物可以抑制细胞的衰老
D. 干扰表观遗传去抑制过程对细胞的衰老具有促进作用
【答案】D
【分析】细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,衰老细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
【详解】A、ERV是远古逆转录病毒侵染宿主生殖细胞后整合到基因组中的残留序列,它记录了病毒与人类在进化过程中的相互作用,所以ERV是研究病毒与人类进化过程的分子生物学证据,A正确;
B、细胞衰老的特征之一是细胞内多种酶活性降低,新陈代谢速率减慢,这是细胞衰老的基本特征,B正确;
C、已知ERV受表观遗传抑制,细胞衰老时该抑制作用去除,ERV被激活,衰老过程加速,那么研究靶向ERV的小分子药物,抑制ERV的激活,就有可能抑制细胞的衰老,C正确;
D、细胞衰老时表观遗传抑制去除,ERV被激活,衰老过程加速,那么干扰表观遗传去抑制过程,即保持ERV处于被抑制状态,就可以延缓细胞的衰老,而不是促进细胞的衰老,D错误。
故选D。
3. 如图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中,一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂图像之间的对应关系图,其对应图像完全正确的选项是( )
A. ②④⑤B. ①④⑤C. ①③④D. ②③⑤
【答案】A
【详解】①处表示有丝分裂前期,此时不会出现同源染色体的联会,①错误;
②处表示有丝分裂后期,此时着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,且在纺锤丝的牵引下均匀地移向两极,②正确;
③处表示减数分裂Ⅰ中期,此时同源染色体应成对地排列在赤道板上,③错误;
④处表示减数分裂Ⅱ中期,此时没有同源染色体,且着丝点都排列在赤道板上,④正确;
⑤处表示减数第二次分裂Ⅱ后期,此时没有同源染色体,且着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并在纺锤丝的牵引下均匀地移向两极,⑤正确。
综上所述,①③对应图像错误、②④⑤对应图像正确,即A正确、BCD错误。
故选A。
4. 研究发现,细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的粘连蛋白有关。动物细胞内存在一种SGO蛋白,主要集中在染色体的着丝粒位置,保护粘连蛋白不被特定水解酶破坏,结合图示分析,相关叙述错误的是( )
A. 粘连蛋白与SGO蛋白结构不同的根本原因是控制它们合成的基因不同
B. 粘连蛋白被特定水解酶水解后,染色单体分离,此过程受基因调控
C. 如果阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成,则图示过程会滞后进行
D. 图中染色体行为变化可发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期
【答案】C
【详解】A、蛋白质结构不同的根本原因是控制其合成的基因不同(基因携带遗传信息,决定蛋白质的氨基酸序列和空间结构 ),故A选项正确;
B、粘连蛋白被特定水解酶水解后,姐妹染色单体分离,这一过程是细胞分裂程序的一部分,受基因调控(如水解酶的合成、激活受基因控制 ),故B选项正确;
C、SGO 蛋白保护粘连蛋白不被水解酶破坏,若阻断 SGO 蛋白合成,粘连蛋白会提前被水解,导致染色单体分离提前,图示过程(染色单体保持连接的阶段 )会提前终止,而非滞后 ,故C选项错误;
D、染色单体分离发生在有丝分裂后期(姐妹染色单体分离,染色体数目加倍 )和减数第二次分裂后期(姐妹染色单体分离,形成配子染色体 ),图示染色体行为(染色单体分离前的连接与分离 )对应这两个时期,故D选项正确。
故选C
5. 研究表明,中国境内生存着四川大熊猫和陕西大熊猫两个亚种(同一物种),近30万年来一直处于地理隔离状态。下列说法正确的是( )
A. 种群是生物进化的基本单位,种群内个体之间差异小利于种群的进化
B. 两亚种分化未形成生殖隔离,其差异属于物种多样性范畴
C. 长期地理隔离可能导致两亚种基因库差异显著,体现两亚种大熊猫协同进化
D. 大熊猫由肉食性进化为以植物为主的杂食性的实质是种群基因频率的定向改变
【答案】D
【详解】A、种群是生物进化的基本单位,种群内个体之间差异小不利于种群的进化,A错误;
B、四川和陕西大熊猫为同一物种的亚种,其差异属于遗传多样性而非物种多样性,B错误;
C、协同进化指不同物种或生物与无机环境的相互影响,同一物种的亚种地理隔离后独立进化不属协同进化,C错误;
D、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,大熊猫食性变化的实质即基因频率改变,D正确。
故选D。
6. 下图为某DNA 分子片段,假设该片段中 A+T 占碱基总数的30%。若对该片段进行体外复制,下列叙述错误的是( )
A. ①和②为模板合成的子链碱基序列互补
B. 复制时需要DNA 聚合酶催化氢键的形成
C. 复制3次至少需要9800个鸟嘌呤脱氧核苷酸
D. 碱基互补配对原则保证了复制的准确性
【答案】B
【详解】A、①和②为互补关系,分别以它们为模板复制出的两条子链也表现为互补关系,A正确;
B、DNA分子复制时需要DNA聚合酶催化,催化单个的脱氧核苷酸连接到DNA子链上,该过程中催化的是磷酸二酯键的形成,B错误;
C、该DNA分子片段为1985+15=2000个碱基对,G=2000×2×(1-30%)×0.5=1400,复制3次,需要1400×(23-1)=9800个鸟嘌呤脱氧核苷酸,C正确;
D、碱基互补配对原则,A和T配对,G和C配对,保证了复制的准确性,DNA双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板,D正确。
故选B。
7. 西瓜消暑解渴,深受人们喜爱。如图是新品种西瓜的两种培育过程,A-I为相关过程,下列叙述错误的是( )
A. A和I过程可用秋水仙素处理,抑制纺锤体的形成
B. D和E过程都需要人工授粉,两次授粉目的相同
C. H过程产生的单倍体,体细胞中含有1个染色体组
D. 图中无子西瓜联会紊乱致配子不育,无种子形成
【答案】B
【详解】A、A过程(二倍体→四倍体 )和I过程(单倍体→纯合二倍体 )均可通过秋水仙素处理(抑制纺锤体形成,使染色体加倍 )实现,A正确;
B、D过程(四倍体与二倍体杂交 )人工授粉目的是获得三倍体种子(培育无籽西瓜的原料 );E 过程(三倍体植株)人工授粉目的是刺激子房发育成果实(三倍体联会紊乱无法产生配子,需授粉提供生长素 ),B错误;
C、单倍体是由配子直接发育而来的个体,二倍体配子含1个染色体组,因此单倍体体细胞染色体组与配子一致,C正确;
D、三倍体含有奇数个染色体组,联会时同源染色体配对紊乱,无法产生可育配子,因此果实无种子,D正确。
故选B。
8. 下列关于人类遗传病的叙述,正确的是( )
A. 推测女性白化病患者后代的发病率需要对多个白化病家系进行调查
B. 通过观察胎儿细胞染色体组成,可以确定胎儿是否患有唐氏综合征、红绿色盲
C. 人类遗传病检测和预防的主要手段是遗传咨询和产前诊断
D. 所有先天性疾病都可通过产前诊断来确定
【答案】C
【分析】人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病,包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。遗传病的检测和预防手段主要是遗传咨询和产前诊断。优生措施:禁止近亲结婚,提倡适龄生育等。
【详解】A、调查遗传病的发病率应在广大人群中随机抽样调查,A错误;
B、唐氏综合征(21三体)可通过染色体数目观察确诊,但红绿色盲属于伴X隐性单基因遗传病,需通过基因检测而非染色体观察确定,B错误;
C、遗传咨询和产前诊断是预防遗传病的主要手段,C正确;
D、先天性疾病包含遗传病和孕期环境因素导致的疾病(如药物致畸),后者无法通过产前诊断确定,D错误。
故选C。
9. 图甲表示细胞内合成RNA的过程,图乙表示a、b、c三个核糖体相继结合到一个mRNA分子上,并沿着mRNA移动合成肽链的过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图乙中核糖体沿箭头②的方向移动
B. 与甲相比,乙特有的碱基的配对方式为A-U
C. 图乙过程可迅速合成大量的蛋白质
D. 活细胞均能发生图甲和图乙过程
【答案】C
【详解】A、图乙为翻译过程,根据核糖体上翻译出的多肽链的长度可以看出,图中核糖体沿箭头①的方向移动,A错误;
B、图甲为转录,转录的模板是DNA的一条链,产物是RNA,涉及的碱基配对关系为A-U、G-C、T-A;图乙为翻译,翻译的碱基配对发生在RNA之间,为A-U、G-C,因此与乙相比,甲特有的碱基的配对方式为T-A,B错误;
C、图乙过程中多个核糖体结合到同一条mRNA上,同时进行多条肽链的合成,说明少量的mRNA可迅速合成大量的蛋白质,C正确;
D、图甲为转录过程,图乙为翻译过程,蛋白质的合成过程需要经过转录和翻译两个步骤,活细胞中在不停的进行蛋白质的合成,因此,一般情况下,活细胞均能发生图甲和图乙过程,但哺乳动物成熟的红细胞中不再进行转录和翻译过程,D错误。
故选C。
10. 某家族患有甲、乙两种遗传病,分别受一对等位基因的控制,其中一种病的致病基因位于X染色体上。研究人员通过调查得到了该家族的遗传系谱图。下列有关叙述错误的是( )
A. 乙病在男性和女性中的发病率不同
B. 若儿子患乙病,则其母亲一定患乙病
C. I-4与Ⅱ-1的基因型不同
D. 甲病在男性和女性中的发病率相同
【答案】C
【详解】A、Ⅰ-3和Ⅰ-4均不患甲病,生了一个患甲病的女儿(Ⅱ-3),由此可以确定甲病为常染色体隐性遗传病;据题意“其中一种病的致病基因位于X染色体上”,可知乙病的致病基因位于X染色体上,若乙病为X染色体隐性遗传病,该家系中Ⅰ-4患乙病,Ⅱ-2未患病,由此判断乙病的遗传方式为伴X染色体显性遗传,女性发病率大于男性,A正确;
B、乙病的遗传方式为伴X染色体显性遗传,儿子的X染色体来自于母亲,若儿子患乙病,则其母亲一定患乙病,B正确;
C、假定控制甲病的基因为A、a,控制乙病的基因为B、b,分析甲病,Ⅰ-4不患甲病但所生的Ⅱ-3患甲病,Ⅰ-4基因型为Aa,Ⅱ-1不患甲病,但其父亲有甲病,Ⅱ-1基因型为Aa。Ⅰ-4患乙病但所生的Ⅱ-2不患乙病,Ⅰ-4基因型为XBXb,Ⅱ-1患乙病,但其母亲没有乙病,Ⅱ-1基因型为XBXb,I-4与Ⅱ-1的基因型相同,C错误;
D、甲病是常染色体隐性遗传病,男女患病的概率是相同的,D正确。
故选C。
11. 研究表明,胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上的受体结合,会激活细胞生成一种复合物,并转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,从而阻止细胞异常增殖,抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是( )
A. 恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移
B. 从功能来看,复合物诱导的靶基因属于原癌基因
C. 细胞癌变后,癌细胞的细胞周期比正常细胞短
D. 开发促进TGF-β1合成的药物,可治疗癌症
【答案】B
【分析】癌细胞是指受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。细胞癌变的原因包括外因和内因,外因是各种致癌因子,内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜的糖蛋白等物质减少。
【详解】A、恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,导致细胞间黏着性下降,易分散转移,A正确;
B、由题意“胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上的受体结合,激活胞内信号分子,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖”,可知复合物诱导的靶基因属于抑癌基因,B错误;
C、细胞癌变后,癌细胞代谢旺盛,其细胞周期将比正常细胞更短,C正确;
D、TGF-β₁通过抑制细胞异常增殖发挥抑癌作用,促进其合成的药物可治疗癌症,D正确。
故选B。
12. 基因重组使产生的配子种类多样化,进而产生基因组合多样化的子代。下列关于基因重组的叙述,正确的是( )
A. 基因重组指生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合
B. 非姐妹染色单体之间的交换属于基因重组
C. 基因重组发生在精卵结合形成受精卵的过程中
D. 基因重组产生新的基因,对生物的进化具有重要意义
【答案】A
【详解】A、基因重组的本义是指生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合,基因重组是生物变异的重要来源,A正确;
B、减数第一次分裂的前期,同源染色体上非姐妹染色单体的(交叉)互换可引起基因重组,减数第一次分裂的后期,非同源染色体的自由组合能导致基因重组,B错误;
C、基因重组发生在减数分裂过程中,可导致配子种类多样化,雌雄配子的随机结合不属于基因重组,C错误;
D、基因突变能产生新的基因,基因重组能增加配子类型,进而增加有性生殖后代的多样性和变异性,可见基因重组对生物的进化具有重要意义,D错误。
故选A。
13. 假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,包括“提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论”等基本环节。利用该方法,孟德尔发现了两个遗传规律。下列关于孟德尔研究过程及结果的分析正确的是( )
A. 孟德尔做出的“演绎”是测交后代应出现1:1或1:1:1:1的性状分离比
B. 为了验证做出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了杂合子的自交实验
C. 孟德尔发现的遗传规律可以解释所有有性生殖生物的遗传现象
D. 孟德尔所作假设的核心内容是生物体能产生数量相等的雌雄配子
【答案】A
【详解】A.孟德尔做出的“演绎”是杂合子与隐性个体杂交后代应发生1:1或1:1:1:1的性状分离比,A正确;
B、为了验证做出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验,B错误;
C、孟德尔发现的遗传规律可以解释进行有性生殖生物的细胞核基因的部分遗传现象,C错误;
D、孟德尔所作假设的核心内容是“在生物的体细胞中,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”。且一般雄配子数目要多于雌配子,D错误;
故选A。
14. 某植物的花色受两对常染色体上的等位基因A/a、B/b控制,花瓣中含红色物质的花为红花,含橙色物质的花为橙花,含白色物质的花为白花,相关合成途径如图所示。现让一株纯合红花植株与纯合白花植株杂交得到F1,F1自交得到F2,F2中出现三种花色的植株(不考虑其他变异),下列分析错误的是( )
A. F1全部表现为红花植株,且其基因型为AaBb
B. 基因A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律
C. F2橙花植株的基因型有aaBB和aaBb两种
D. F2红花植株中纯合个体所占的比例为1/12
【答案】D
【分析】据图示可知,据题意可知,红花的基因型为A_ _ _,橙花的基因型是aaB_,白花基因型为aabb。
【详解】A、分析题图:红花的基因型为A_ _ _,橙花的基因型是aaB_,白花基因型为aabb。F2出现三种花色,则F1基因型为AaBb,表现为红花,A正确;
B、据图示可知,植物的花色受两对常染色体上的等位基因A/a、B/b控制,基因A/a与B/b的遗传遵循自由组合定律,B正确;
C、F1AaBb自交得到F2,F2出现三种花色的植株,即红花:橙花:白花=12:3:1,橙花的基因型是aaB_,F2橙花植株的基因型有aaBB和aaBb两种,C正确;
D、F1AaBb自交得到F2,F2出现三种花色的植株,即红花:橙花:白花=12:3:1,其中红花中纯合子(AABB,AAbb)的占比为1/6,D错误。
故选D。
15. ClB品系雌果蝇(2n=8)的一条X染色体同时携带棒状眼基因B(正常眼基因为b)和隐性致死基因e(如图),e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死。用射线辐射正常眼雄果蝇甲,为检测甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,将甲与ClB品系雌果蝇交配得F1,在F1中选取大量棒状眼雌果蝇,与F1的雄果蝇杂交,统计F2的雌、雄数量比。下列分析正确的是( )
A. 基因B和e在减数分裂过程中遵循自由组合定律
B. 果蝇在减数分裂Ⅰ中有8个四分体、16个DNA分子
C. F1中XB的基因频率是1/4,正常眼果蝇约占2/3
D. 若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,则F2中没有雄果蝇
【答案】D
【详解】A、据图可知,基因B和e在同一条染色体上,连锁遗传,在减数分裂过程中不遵循自由组合定律,A错误;
B、果蝇体细胞中有8条染色体,经过DNA复制和联会,减数分裂Ⅰ中有4个四分体,16个DNA分子,B错误;
C、因未知甲精子中X染色体上是否发生了类似基因e的其他隐性致死突变,可将甲基因型写为Xb?Y,将甲Xb?Y与ClB品系雌果蝇XBeXb交配得F1,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,则F1中有1/3XbY、1/3Xb?Xb、1/3XBeXb?,假设F1中各种基因型个体数量均为a,则XB的基因频率是a÷(a+2a+2a)=1/5,正常眼果蝇约占1/3XbY+1/3Xb?Xb=2/3,C错误;
D、从F1中选取棒眼雌果蝇(XBeXb?)与F1的雄果蝇(XbY)杂交,e纯合时(XBeXBe、XBeY)会使胚胎致死,因此得到F2的雄果蝇基因型为Xb?Y,若雄果蝇甲发生其他隐性致死突变,Xb?Y死亡,则F2中没有雄果蝇,D正确。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. miRNA是前体miRNA经加工后形成的一类具有调控功能的小RNA分子(18~25个核苷酸),它含有一段序列能够自我配对形成“茎环”结构。下图是某真核细胞内miRNA形成及调控W基因表达的过程示意图。研究发现,miRNA调控W基因形成的肽链比正常肽链短。请回答下列问题。
(1)真核细胞中miRNA的基本组成单位是______,它和mRNA合成的场所主要是______。
(2)图中过程①表示______,催化该过程的酶是______。
(3)在细胞质中加工时,______化学键断裂,使得miRNA“茎环”消失。
(4)据图推测,miRNA阻断W基因表达的机制是______。
(5)研究表明,miRNA还能通过影响基因的甲基化作用对靶基因进行调控作用,这种对靶基因的影响能遗传,这种现象叫作______。
【答案】(1)①. 核糖核苷酸 ②. 细胞核
(2)①. 转录 ②. RNA聚合酶
(3)磷酸二酯键 (4)miRNA与W基因mRNA碱基互补配对,使核糖体无法翻译配对序列,导致翻译提前终止
(5)表观遗传
【分析】图中①表示转录过程,该过程发生在细胞核中,需要RNA聚合酶;②过程显示miRNA蛋白复合物转移到了X基因的mRNA上,进而抑制了X基因的翻译过程。
【解析】(1)miRNA的基本单位是核糖核苷酸,真核细胞中RNA主要在细胞核中合成。
(2)过程①表示转录,需要RNA聚合酶的催化。
(3)RNA在细胞质中加工的过程中,会发生磷酸二酯键的断裂。
(4)由图可知,miRNA与W基因mRNA碱基互补配对,使核糖体无法翻译配对序列,导致翻译提前终止,从而阻断W基因的表达。
(5)miRNA能通过影响基因的甲基化作用对靶基因进行调控作用,该过程不影响基因的碱基序列,但会影响基因的表达,属于表观遗传。
17. 关于DNA是遗传物质的推测,科学家找到了很多直接或者间接的证据,并解决了很多技术难题,提出了科学的模型。回答下列问题:
(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从死亡小鼠体内可以分离得到的细菌为______(填“R型”“S型”或“R型和S型”)。
(2)T2噬菌体侵染细菌实验中搅拌的目的是______,离心后沉淀物放射性较高的组别,标记的元素是______。
(3)科学家发现某种病毒易导致感染动物死亡,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,科学家展开了相关实验,请完成实验设计:
Ⅰ:实验步骤:
①取健康且生长状况基本一致的小鼠若干,随即均分为三组,编号为A、B、C。
②分别向A组小鼠注射适量病毒核酸提取物+RNA酶,向B组小鼠注射______,向C组小鼠注射______,其中C为对照组。
③相同条件下隔离培养三组小鼠一段时间,观察比较各组小鼠的存活情况。
Ⅱ:结果预测及结论:
若______,说明DNA是该病毒的遗传物质;若______,说明RNA是该病毒的遗传物质。
【答案】(1)R型和S型
(2)①. 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 ②. P
(3)①. 等量核酸提取物+DNA酶 ②. 等量核酸提取物 ③. A、C组有小鼠死亡,B组存活 ④. B、C组有小鼠死亡,A组存活
【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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【解析】(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,将R型活菌与加热致死的S型菌混合后注射到小鼠体内,有部分R型活菌转化为S型菌,导致小鼠死亡,所以从死亡的小鼠体内可以分离到的细菌是S型菌和R型菌,上述过程中发生了基因重组。
(2)搅拌是为了让吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。32P标记组离心后,放射性主要集中在沉淀物中,35S标记组,放射性主要集中在上清液中,故离心后沉淀物放射性较高的组别,标记的元素是P。
(3) I、分析题意,该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”,观察指标是小白鼠是否发病,自变量是使用的酶的种类,DNA酶能催化DNA水解,RNA酶能催化RNA水解,即通过减法原理判断起遗传作用的物质。步骤②中A组注射适量的病毒核酸提取物和RNA酶,则B组应注射等量的病毒核酸提取物和DNA酶,C为对照组,故C应注射等量的病毒核酸提取物(和生理盐水)。
Ⅱ、预期实验结果:若病毒M的遗传物质为DNA,加入DNA酶的组别会失去遗传作用,故A、C组有小鼠死亡,B组存活。若RNA是该病毒的遗传物质,则加入RNA酶的组别会失去遗传作用,即B、C组有小鼠死亡,A组存活。
18. 棉铃虫严重影响棉花作物的产量和经济效益,为防治棉铃虫对棉花的危害,棉农起初喷洒杀虫剂R控制虫害,但几年后效果不明显。后来棉农通过种植Bt毒蛋白基因的抗虫棉来控制害虫。但随着转基因棉花的广泛种植,棉铃虫种群的抗性也在不断发展。如图是近年棉铃虫种群数量变化的曲线。回答下列相关问题:
(1)棉农喷洒杀虫剂R防治棉铃虫,但几年后效果不明显,从进化的角度解释棉铃虫产生抗药性的原因______。
(2)现代生物进化理论认为棉铃虫从A点到E点都发生了进化,其原因是______。从______点开始,棉农开始种植转Bt毒蛋白基因的抗虫棉。
(3)研究人员在不同区域发现了两只单基因突变的Bt抗性棉铃虫个体1和2,将其带回实验室用普通棉花叶片进行饲养,并使其与纯合敏感型棉铃虫杂交,以研究两种Bt抗性的遗传方式。杂交实验过程及结果如下(不考虑变异)。请回答下列问题。
由实验1的杂交结果可以判断,抗性1属于______(填“显性”或“隐性”)突变。若给实验2的F2饲喂转基因棉花叶片,其随机交配产生的后代表型及比例为______。
【答案】(1)杀虫剂R的使用,导致不抗药棉铃虫生存和繁殖的机会减少,抗药棉铃虫生存和繁殖的机会增加,种群中抗药基因频率增加。
(2)①. 种群基因频率改变 ②. C
(3)①. 隐性 ②. 敏感性:Bt抗性=1:8
【分析】实验1:Bt抗性个体1×敏感性→敏感性(F1)→雌雄交配→敏感性:Bt抗性=3:1,可判断抗性1为隐性突变,满足分离定律。
实验2:Bt抗性个体2×敏感性→敏感性:Bt抗性=1:1,该比值符合一对相对性状的测交实验,亲本一个为杂合子,一个为纯合子,现已知敏感性棉铃虫为纯合子,所以Bt抗性个体2为杂合子,抗性2为显性突变。
【解析】(1)棉铃虫群体中有抗药和不抗药的变异,杀虫剂R的使用,导致不抗药棉铃虫生存和繁殖的机会减少,抗药棉铃虫生存和繁殖的机会增加,种群中抗药基因频率增加,棉铃虫产生抗药性。
(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变,棉铃虫从A点到E点都发生了进化的理由是种群基因频率的改变。C点之后种群的基因数量下降,且维持在较低的水平,故推测从C点开始种植转Bt毒蛋白基因的抗虫棉。
(3)实验1中,Bt抗性个体1与敏感性杂交,F1全为敏感性,F2敏感性:Bt抗性=3:1,说明抗性1属于隐性突变。实验2中,根据F2中敏感性:抗性=3:1可知,敏感性为隐性性状,设抗性2和敏感性这一对相对性状受B/b控制,则F2中敏感性的基因型为bb,抗性的基因型及比例为BB:Bb=1:2,若给实验2的F2饲喂转基因棉花叶片,则敏感性个体被杀死,只剩下抗性个体即1/3BB,2/3Bb,产生的配子及比例为2/3B、1/3b,随机交配后代BB=2/3×2/3=4/9,Bb=2×2/3×1/3=4/9,bb=1/3×1/3=1/9,所以后代Bt抗性:敏感性=8:1。
19. 细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA复制期)和G2期(DNA合成后期)。研究证明,细胞周期受到一系列蛋白的精准调控,CDC6蛋白是其中之一,决定细胞能否正常增殖。回答下列问题:
(1)细胞在分裂间期完成______,为后续的细胞分裂提供物质准备。与G1期相比,G2期核DNA与染色体数量变化分别为______。
(2)为保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在一系列检验点,只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。下表是部分检验点及其功能,检验点1和2发挥作用的时期分别是______。
(3)使用DNA合成抑制剂可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10h,7h,3h,1h。加入足量的DNA合成抑制剂,则至少培养______h,细胞才能都被抑制在S期。
(4)科研人员检测了正常细胞株系(甲)和结直肠癌细胞株系(乙)中CDC6蛋白的含量,结果如图所示。据图分析,CDC6基因属于______(选填“原癌”或“抑癌”)基因,结合原癌或抑癌基因的作用,说明判断的理由______。
(5)为进一步探究CDC6基因的功能,科研人员设计实验干扰细胞株系乙中该基因的表达,实验处理如下:
Ⅰ组:细胞株系乙
Ⅱ组:细胞株系乙+与CDC6mRNA互补的RNA
与CDC6mRNA互补的RNA的作用是______,因此可检测和比较各组中______的含量以确定干扰是否成功。
【答案】(1)①. DNA的复制和有关蛋白质的合成 ②. 加倍、不变
(2)前期、末期 (3)14
(4)①. 原癌 ②. 原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,过量表达会引起细胞癌变,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或促进细胞凋亡,表达不足会引起细胞癌变,而CDC6蛋白在乙中表达量明显高于正常细胞。
(5)①. 与CDC6mRNA互补配对,使核糖体与mRNA不能结合,翻译受阻 ②. CDC6蛋白
【解析】(1)分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。S期会进行DNA的复制,每条染色体上含有两条姐妹染色单体,故与G1期相比,G2期核DNA加倍,染色体数量不变。
(2)纺锤体在细胞分裂前期形成,会与染色体的着丝点连接,故检验点应该在分裂前期发挥作用;细胞质在分裂末期分开,故检验点2应该在分裂末期发挥作用。
(3)加入足量的DNA合成抑制剂,要使所有细胞都被抑制在S期,则要保证处在G2期起点的细胞到达S期,则至少需要经过G2+M+G1=3+1+10=14h。
(4)原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变,图1中结直肠癌细胞株系(乙)中CDC6的含量高于正常细胞株系(甲),故CDC6基因属于原癌基因。
(5)与CDC6mRNA互补的RNA可以与CDC6mRNA互补配对,使核糖体与mRNA不能结合,翻译受阻,若干扰成功则CDC6基因mRNA和CDC6蛋白的含量均减少,故可检测和比较各组中(CDC6基因mRNA和)CDC6蛋白的含量以确定干扰是否成功。
20. 粟(2n=18)是自花授粉植物,俗称小米,是我国重要的粮食作物。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色,由等位基因E和e控制,其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是粟的主要病害之一,抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种,欲选育黄色抗锈病品种。回答下列问题:
(1)授粉前,将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min,目的是______,再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行______处理。同时,以栽培种为父本进行反交。
(2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,F1自交得F2的表型及其株数如下表。
①抗锈病与感锈病中,显性性状为______,基因E、e与R、r遵循自由组合定律,判断理由是______。
②从F2中选出某黄色抗锈病甲,甲自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病,甲连续自交得到的子二代中,纯合黄色抗锈病植株的比例______。
(3)科研人员发现,F/f、E/e、R/r基因符合自由组合定律。等位基因F/f会影响锈病抗性的表达:当F存在时,R/r的抗性正常表达,反之,均表现为感锈病。现有两亲本,黄色感锈病(EErrff)和白色抗锈病(eeRRFF),欲通过杂交选育纯种黄色抗锈病植株,请写出实验设计思路______。
(4)通过实验最终获得黄色抗锈病的纯种植株,但将其自交出现了少量的黄色感锈病的植株,该现象出现的原因可能是______(答出两点)。
【答案】(1)①. 去雄 ②. 套袋
(2)①. 抗锈病 ②. F2黄色抗锈病:浅黄色抗锈病:白色抗锈病:黄色感锈病:浅黄色感锈病:白色感锈病=3:6:3:1:2:1,是9:3:3:1的变式 ③. 3/8
(3)两亲本杂交得到的F1自交,从F2中选择黄色抗锈病单独种植,观察子代是否发生性状分离,选出未发生性状分离的小米即为纯种黄色抗锈病植株。(或从F2代选黄色抗锈病,连续种植,直到不发生性状分离为止)
(4)F/R基因发生隐性突变;F基因所在的染色体片段缺失;因表观遗传基因F或R不能表达
【解析】(1)由于花粉对高温较敏感,授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45-46℃温水中10min进行人工去雄,防止自花授粉,再授以农家种的花粉后,为防止其他花粉的干扰,对授粉后的谷穗进行套袋处理,以确保杂交的准确性。该杂交的过程中,栽培稻为母本,故反交中,应该让栽培种做父本进行杂交。
(2) ①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病,说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中黄色:米黄色:白色=1:2:1,抗锈病:感锈病=3:1,黄色抗锈病:浅黄色抗锈病:白色抗锈病:黄色感锈病:浅黄色感锈病:白色感锈病=3:6:3:1:2:1,是9:3:3:1的变式,由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。
②F1的基因型为EeRr,能产生4种基因型的配子,分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病黄色感锈病,说明甲的基因型为EERr,甲连续自交,子二代中EERr的比例为(1/2)2=1/4,RR+rr=1-1/4=3/4,RR=rr=1/2×3/4=3/8。
(3)根据题意可知,抗锈病的基因型为R-F-,感锈病的基因型有:R-ff、rrF-、rrff。纯种黄色抗锈病植株的基因型为EERRFF,可以让黄色感锈病(EErrff)和白色抗锈病(eeRRFF)进行杂交,F1自交,从F2中选择黄色抗锈病E-R-F-单独种植,观察子代是否发生性状分离,选出未发生性状分离的小米即为纯种黄色抗锈病植株。
(4)黄色抗锈病的纯种植株的基因型为EERRFF,自交后代不发生形状分离,若F/R基因发生隐性突变如EERRff或F基因所在的染色体片段缺失EERR或因表观遗传基因F或R不能表达,均可能导致后代出现性状分离。亲本
F1
F1交配方式
F2
实验1
Bt抗性个体1×敏感性
全为敏感性
F1雌雄交配
敏感性:Bt抗性=3:1
实验2
Bt抗性个体2×敏感性
敏感性:Bt抗性=1:1
F1中Bt抗性
个体雌雄交配
敏感性:Bt抗性=1:3
检验点
功能
检验点1
检测染色体的着丝点有没有正确连接到纺锤体上。
检验点2
检验分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定细胞质是否分裂。
表型
黄色抗锈病
浅黄色抗锈病
白色抗锈病
黄色感锈病
浅黄色感锈病
白色感锈病
F2(株)
120
242
118
40
82
39
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