【生物】广东省肇庆市2024-2025学年高一下学期期末考试试题（解析版）

这是一份【生物】广东省肇庆市2024-2025学年高一下学期期末考试试题（解析版），共18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. 合适的实验材料能推开新发现的大门，摩尔根证实基因在染色体上所用的实验材料是（ ）
A. 豌豆B. 果蝇C. 大肠杆菌D. 地雀
【答案】B
【详解】摩尔根用果蝇作为实验材料，证明了基因位于染色体上，B正确，ACD错误。
故选B。
2. 下列技术的应用原理中，不能体现细胞或细胞核的全能性的是（ ）
A. 胡萝卜的组织培养B. 克隆猴“华华”的培育
C. 袁隆平的杂交水稻D. 花药离体培养形成单倍体
【答案】C
【分析】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。细胞具有全能性的原因是细胞含有该生物全部的遗传物质。细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，则不能体现细胞的全能性。
【详解】A、胡萝卜的组织培养利用离体的细胞或组织发育成完整个体，体现了细胞的全能性，A错误；
B、克隆猴“华华”通过核移植技术，将体细胞核导入去核卵母细胞，体现了细胞核的全能性，B错误；
C、杂交水稻通过不同品种杂交实现基因重组，属于有性生殖，未涉及细胞或细胞核的全能性，C正确；
D、花药离体培养形成单倍体，利用生殖细胞的全能性，属于细胞全能性的体现，D错误。
故选C。
3. 细胞的生命历程往往包括分裂、分化、衰老和死亡几个阶段。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 有丝分裂的过程能保证细胞中的遗传物质均能平均分配
B. 所有以细胞为组成单位的生物都存在细胞分化的现象
C. 细胞衰老时会出现细胞核体积变大、染色质收缩的现象
D. 细胞凋亡和癌变都由基因控制且不利于个体的正常发育
【答案】C
【详解】A、有丝分裂过程中，细胞核内的遗传物质平均分配，但细胞质中的遗传物质（如线粒体DNA）分配不均，A错误；
B、原核生物（如细菌）由细胞构成，但它们是单细胞生物，不存在细胞分化现象，B错误；
C、细胞衰老时，细胞核体积增大、染色质固缩，C正确；
D、细胞凋亡由基因控制，对个体发育有利（如胚胎期指间细胞凋亡形成手指），而癌变由基因突变导致，不利于个体，D错误。
故选C。
4. 研究人员观察的芦笋根尖细胞的有丝分裂，并对染色体进行统计分析，结果如图。下列叙述错误的是（ ）
A. 制作临时装片的流程为解离→漂洗→染色→制片
B. 观察到有丝分裂前期细胞染色体形态结构最清晰
C. 图中的芦笋根尖细胞有2个染色体组
D. 芦笋花粉母细胞减数分裂可形成10个四分体
【答案】B
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。
【详解】A、制作临时装片的流程为解离→漂洗→染色→制片，A正确；
B、有丝分裂中期，染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上，染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，而不是前期，B错误；
C、题图中芦笋根尖细胞有丝分裂图显示此时处于有丝分裂前期，有2个染色体组，20条染色体，C正确；
D、四分体是减数分裂过程中同源染色体两两配对形成的结构，已知芦笋体细胞中含有20条染色体，即10对同源染色体，所以芦笋花粉母细胞减数分裂时可形成10个四分体，D正确。
故选B。
5. 某种哺乳动物外观的黑色（D）对白色（d）为显性，直毛（H）对卷毛（h）为显性。这两对基因分别位于不同对的同源染色体上。表型为黑色直毛的个体与“个体X”交配，子代的表型及比例是黑色直毛：黑色卷毛：白色直毛：白色卷毛=3：3：1：1。“个体X”的基因型是（ ）
A. DdHhB. ddHhC. ddhhD. Ddhh
【答案】D
【分析】基因分离定律的实质：在杂合的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随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子代。
【详解】表型为黑色直毛（D_H_）的个体与“个体X”交配，子代的表型及比例是黑色直毛：黑色卷毛：白色直毛：白色卷毛=3：3：1：1，即颜色比例为3:1（Dd×Dd），毛型比例为1:1（Hh×hh），故亲本黑色直毛基因型为DdHh，“个体X”基因型为Ddhh，ABC错误，D正确。
故选D。
6. 刑侦人员通过比对DNA指纹图，从而快速锁定1号为犯罪嫌疑人，3个怀疑对象的DNA指纹图不同的主要原因是（ ）
A. DNA中脱氧核苷酸的数量不同
B. DNA中脱氧核苷酸的种类不同
C. DNA中脱氧核苷酸的序列不同
D. DNA中磷酸和脱氧核糖的序列不同
【答案】C
【详解】A、脱氧核苷酸数量不同不是DNA指纹差异的“主要原因”（即使数量相近，序列不同也会差异），A错误；
B、所有DNA的脱氧核苷酸种类均为A、T、C、G四种，种类相同，B错误；
C、脱氧核苷酸序列不同直接决定DNA分子的特异性，符合指纹图差异的本质，C正确；
D、DNA中磷酸和脱氧核糖构成基本骨架，排列方式固定（重复连接），无“序列”差异，D错误。
故选C。
7. 赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程如下图。下列分析正确的是（ ）

A. 本实验第一步为用32P标记的噬菌体侵染大肠细菌
B. 子代噬菌体的外壳是在大肠杆菌的核糖体上合成的
C. 搅拌的目的是使T2噬菌体与大肠杆菌充分接触
D. 本实验的结果直接证明DNA是噬菌体的遗传物质
【答案】B
【详解】A、赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的实验结果由题图可知，上清液的放射性很高，说明是用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的，A错误；
B、噬菌体没有细胞结构，因此子代噬菌体的外壳是在大肠杆菌的核糖体上合成的，B正确；
C、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，C错误；
D、这个实验可以证明蛋白质没有进入大肠杆菌，没有发挥作用，但不能证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。
故选B。
8. 强辐射通过损伤DNA导致细胞癌变。研究发现水熊虫合成的损伤抑制蛋白（Dsup）可与染色体的核小体特异性结合，促进受损DNA分子的修复。下列推测正确的是（ ）
A. DNA受损伤的后果是碱基配对不遵守碱基互补配对原则
B. 细胞癌变的原因是强辐射诱发原癌基因的形成和表达
C. Dsup能参与修复因强辐射而受损的线粒体DNA
D. 水熊虫的DNA损伤修复机制为预防肿瘤提供策略
【答案】D
【详解】由原核细胞构成的生物叫原核生物，由真核细胞构成的生物叫真核生物；原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色体，原核细胞只有核糖体一种细胞器，但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构，也含有核酸和蛋白质等物质。
【分析】A、DNA损伤可能导致复制错误，但碱基配对原则本身未被破坏，而是损伤可能引起突变，A错误；
B、原癌基因是细胞固有基因，强辐射导致其突变或过量表达，而非“形成”，B错误；
C、Dsup结合染色体核小体（细胞核内），而线粒体DNA位于细胞质，无法被Dsup修复，C错误；
D、Dsup修复DNA损伤可减少癌变风险，其机制可为肿瘤预防提供参考，D正确。
故选D。
9. 果蝇发育早期，X射线可诱发控制红色素合成的R基因从染色质浓缩程度低的区域更换到同一条染色质浓缩程度高的区域，导致眼睛呈现红白嵌合的花斑。下列推测正确的是（ ）
A. X射线使R基因的碱基序列发生变化
B. 果蝇部分细胞发生了染色体易位
C. 花斑眼表型是R基因表达程度差异所致
D. 控制白色的基因在上述染色质浓缩程度低的区域
【答案】C
【详解】A、X射线在此过程中未改变R基因的碱基序列，而是导致其位置变化，属于染色体结构变异而非基因突变，A错误；
B、染色体易位指染色体片段移至非同源染色体，而题干中R基因在同一条染色体上移动，属于倒位而非易位，B错误；
C、R基因移至浓缩程度高的区域（异染色质）后表达受抑制，部分细胞中R基因沉默（白色），部分正常表达（红色），形成花斑眼，C正确；
D、白色表型是因R基因无法表达，而非存在控制白色的基因。浓缩程度低的区域原本允许R基因正常表达，D错误。
故选C。
10. 人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病，主要分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。下列叙述正确的是（ ）
A. 不携带遗传病基因的个体，表型一定正常
B. 调查高度近视的遗传方式应在患者的家系中分析
C. 原发性高血压在人群中的发病率比红绿色盲遗传病低
D. 维护公众的知情权应公布遗传病患者的基因检测报告
【答案】B
【详解】A、染色体异常遗传病的个体可能不携带致病基因，如21三体综合征患者多了一条21号染色体，但其体内可能不含特定致病基因，表型仍异常，A错误；
B、调查遗传病的遗传方式需通过家系分析，无论单基因或多基因遗传病（如高度近视可能为多基因遗传），均需在家系中研究性状传递规律，B正确；
C、原发性高血压属于多基因遗传病，在人群中发病率较高（通常超过1%），而红绿色盲为单基因隐性遗传病，男性发病率约为5%，C错误；
D、遗传病患者的基因检测报告涉及个人隐私，公布会侵犯患者权益，不符合医学伦理，D错误。
故选B。
11. 2025年，我国科学家发现了龙城热河蝎化石。据化石分析，龙城热河蝎生活在陆地，须肢纤细，毒针较长，具有诸多海洋生物的原始特征。下列叙述正确的是（ ）
A. 表明龙城热河蝎的进化历程是从简单到复杂
B. 保留海洋生物的原始特征是自然选择的结果
C. 与现存蝎子基因差异的根本原因是基因重组
D. 地层中化石为研究生物进化提供了间接证据
【答案】B
【详解】A、龙城热河蝎具有海洋生物的原始特征，说明其可能是从水生到陆生的过渡类型，但无法直接推断其进化历程是“从简单到复杂”，A错误；
B、保留海洋生物的原始特征可能是由于这些特征在陆地环境中仍具有适应性，未被自然选择淘汰，因此是自然选择的结果，B正确；
C、现存蝎子与龙城热河蝎基因差异的根本原因是基因突变（而非基因重组），基因重组仅导致现有基因的重新组合，C错误；
D、地层中的化石是研究生物进化的直接证据（如形态结构对比），而非间接证据，D错误；
故选B。
12. 通过对同源基因组和染色体结构的研究，发现67种（物种）鳞翅目昆虫的W染色体可能源自同一祖先，而且W染色体在进化历程中通过基因转移融入了部分细菌基因。下列叙述正确的是（ ）
A. 上述研究为W染色体来自同一祖先提供了分子水平的证据
B. 研究表明物种是生物进化和繁殖的基本单位
C. 基因转移说明鳞翅目昆虫与细菌不存在生殖隔离
D. 融入后会使鳞翅目昆虫的种群基因频率发生定向改变
【答案】A
【分析】A、同源基因组和染色体结构的比较属于分子生物学证据，能够为W染色体同源提供支持，A正确；
B、现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，而非物种，B错误；
C、基因转移（如水平基因转移）可能发生在不同物种间，但生殖隔离指物种间无法交配或产生可育后代，与基因转移无关，C错误；
D、基因转移会导致基因频率变化，但“定向改变”需自然选择驱动，题干未提及选择作用，仅融入基因不必然导致定向改变，D错误。
故选A
13. 下图果蝇细胞中基因沉默蛋白（PeG）的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列叙述正确的是（ ）
A. PeG的缺失会使DNA的长度增加，但基因的种类不变
B. 上述肿瘤的形成是因为细胞的遗传信息发生改变
C. 染色质从凝集状态到松散状态依赖于解旋酶的参与
D. PeG的研究为高度分化的细胞在体外增殖提供了解决思路
【答案】D
【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、由题图可知，PeG的缺失会使染色质的结构变松散，不会改变DNA的长度和基因的种类，A错误；
B、题述肿瘤的形成是因为细胞内促进细胞分裂的蛋白质表达增多，导致细胞增殖失控，遗传信息没有发生改变，B错误；
C、染色质从凝集状态到松散状态并没有解开DNA的双螺旋结构，因此解旋酶没有发挥作用，C错误；
D、研究发现，PeG缺失可以导致细胞增殖失控，为高度分化的细胞在体外增殖提供了解决思路，D正确。
故选D。
14. 番茄（2N=24）营养丰富深受人们喜爱。为研究番茄果肉和果皮颜色的遗传规律，科研人员用两个纯系番茄植株杂交，结果如下图。下列说法错误的是（ ）
A. 果肉颜色这一相对性状由两对等位基因控制且其遗传遵循自由组合定律
B. 若只考虑果肉颜色，则F2中红色肉番茄中纯合子所占比例为1/6
C. 将F1进行测交，后代的表型和比例为黄皮红色肉：透明皮红色肉：黄皮黄色肉：透明皮橙色肉=1：1：1：1
D. 若只考虑果肉颜色，取F2所有的黄色肉植株随机交配，则F₃的表型及比例为黄色肉：橙色肉=7：1
【答案】D
【分析】果皮这对相对性状受一对等位基因控制，而果肉这对相对性状受两对等位基因控制。
【详解】AB、由题图可知，F1黄皮红色肉番茄自交，F2中黄皮：透明皮=（108+37）：（35+12）=145：47≈3：1，说明控制果皮的基因（用A/a表示）位于一对同源染色体上，符合基因的分离定律。F2中红色肉：黄色肉：橙色肉=（108+35）：37：12=143：37：12≈12：3：1，说明控制果肉颜色的基因（用B/b和D/d表示）至少位于两对同源染色体上。假设黄皮的基因型为A_，透明皮的基因型为aa，红色肉的基因型为B___，黄色肉的基因型为bbD_，橙色肉的基因型为bbdd。故亲本的基因型分别为AABBDD、aabbdd。F1的基因型为AaBbDd，F1自交，F2应出现2×3=6种表型，上述杂交实验F2中未出现黄皮橙色肉和透明皮黄色肉的性状，推测其原因最可能是控制果皮颜色的A基因和控制果肉颜色的B基因位于同一条染色体上，且不发生互换（或控制果皮颜色的a基因和控制果肉颜色的b基因位于同一条染色体上，且不发生互换）。由题图可知，F1黄皮红色肉自交，F2中红色肉：黄色肉：橙色肉=（108+35）：37：12=143：37：12≈12：3：1，说明果肉颜色是由两对等位基因控制且其遗传遵循自由组合定律；故F2中红色肉番茄中纯合子占（BBDD+BBdd）/（B_D_+B_dd）=（1/16+1/16）/（9/16+3/16）=1/6，AB正确；
CD、F1可产生4种比例相同的配子，即ABD：ABd：abD：abd=1：1：1：1，将F1与表型为透明皮橙色肉（aabbdd）的个体杂交，后代的表型及比例为黄皮红色肉：透明皮红色肉：黄皮黄色肉：透明皮橙色肉=1：1：1：1，C正确；假设一显一隐的黄色肉基因型为bbDD：bbDd=1：2，其产生配子的类型及概率为bD：bd=2：1，其后代的基因型及比例为bbDD：bbDd：bbdd=4：4：1，即F3的果肉表型及比例为黄色肉：橙色肉=8：1，D错误
15. 普通西瓜（2n=22）是一年生蔓生藤本植物，味甜多汁，但因果瓤中分布很多种子而影响大多数消费者的口感。科研人员成功培育无子西瓜的过程如图，下列叙述正确的是（ ）

A. 2次人工授粉的目的都是提高成功受精的概率
B. 经秋水仙素处理的甲最终都能发育成乙（4n=44）
C. 低温与用秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同
D. 无子西瓜不能形成种子，属于不可遗传的变异
【答案】C
【详解】A、第一次授粉，让四倍体西瓜（母本）与二倍体西瓜（父本）杂交，目的是通过异源授粉获得三倍体种子；第二次授粉，目的是用二倍体西瓜的花粉刺激三倍体西瓜的子房发育成果实（无子西瓜），但此时花粉仅起激素作用，不涉及受精，两次人工授粉的目的不同，A错误；
B、用秋水仙素处理二倍体幼苗时，并非所有细胞都会被成功诱导为四倍体（如可能部分细胞未完成染色体数目加倍），可能为嵌合体（含二倍体和四倍体细胞），并非全部发育为四倍体乙（4n=44），因此甲（处理后的植株）还需要筛选，B错误；
C、低温与用秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同，均是通过抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体复制后无法分离到子细胞中，从而使染色体数目加倍，即两者的作用机制本质一致，C正确；
D、无子西瓜是三倍体（3n=33），其联会紊乱导致不育，无法形成种子，但该性状源于染色体数目变异，属于可遗传的变异，D错误。
故选C。
16. 为探究不同种抗生素对细菌的选择作用，实验人员在接种了细菌的培养基中同时放置了含不同种抗生素的圆形滤纸片（如图），一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径，结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 对照组是用含无菌水的滤纸片进行处理的
B. 抑菌圈之外存活的菌落都具有耐药性
C. 耐药性增强的主要原因是基因突变产生了新基因
D. 日常生活中针对细菌感染应同时使用多种抗生素
【答案】A
【分析】图示分析，本实验的自变量是抗生素的种类，检测指标是抑菌圈的大小，抑菌圈越小，说明金黄色葡萄球菌对该种抗生素的抗性越强。
【详解】A、该实验中，对照组抑菌圈的直径始终为0，说明其滤纸片不含抗生素，故对照组是用含无菌水的滤纸片进行处理的，以确保与实验组的处理方式一致（仅缺少抗生素），A正确；
B、抑菌圈外的细菌可能包括未被抗生素完全抑制的敏感菌（因局部浓度不足）和耐药菌，并非所有存活的菌落都具有耐药性，B错误；
C、耐药性增强的主要原因是抗生素的选择作用，而非基因突变产生新基因。细菌群体中原本可能存在少量耐药菌（由随机突变产生），抗生素的使用可筛选出这些耐药菌并使其比例增加。基因突变为变异提供原材料，但主导因素是自然选择，C错误；
D、同时使用多种抗生素可能加速多重耐药菌的出现，因不同抗生素的选择压力会促使细菌进化出更广泛的耐药性，正确的做法是合理交替使用抗生素，避免滥用，D错误。
故选A。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
17. 某同学为巩固对细胞分裂过程的识记与理解，绘制某人（2N=46）的细胞分裂模式图（仅画出部分染色体），如图1；构建人的减数分裂过程中出现的I～Ⅳ四种类型细胞中核DNA、染色体、染色单体的数量变化的模式图，如图2。
回答下列问题：
（1）据图1可推测，此人的性别是_____（填“男性”或“女性”），判断的依据是_____。
（2）在图2中，当细胞类型从Ⅱ变化为Ⅲ时，该过程中染色体的主要行为是______。
（3）图1细胞④的名称是_____，对应图2的细胞类型是______，m所表示的数量是______
（4）若一对表现正常的夫妇生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩（色盲基因：a），可能的原因是_____。
【答案】（1）①. 男性 ②. 细胞②所示的减数分裂Ⅰ后期时，细胞质均等缢裂
（2）同源染色体分开，非同源染色体自由组合，分别进入不同的细胞中
（3）①. 次级精母细胞 ②. Ⅰ ③. 46
（4）次级卵母细胞中X染色体的着丝粒分裂后，所形成的2条X染色体移向细胞同一极
【解析】（1）据图1中②细胞可推测，此人的性别是男性，因为②细胞中的同源染色体分离，非同源染色体自由组合，处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等缢裂，该细胞为初级精母细胞。
（2）据题图2信息可知，b会变成0，因此是染色单体，c的数量和a的数量相等，或者是a的两倍，因此c是核DNA，a是染色体。图1表示某男性个体进行减数分裂时，处于连续的四个不同阶段，Ⅰ中染色体：核DNA=1：1，无染色单体，为减数分裂还未开始的精原细胞，Ⅱ中染色体：核DNA：染色单体=1：2：2，为减数分裂Ⅰ的细胞即初级精母细胞，Ⅲ中染色体：核DNA：染色单体=1：2：2，但染色体减半，为减数分裂Ⅰ前期和中期的细胞即次级精母细胞，Ⅳ染色体：核DNA=1：1，无染色单体，且染色体和核DNA都减半，为减数分裂结束形成的子细胞，即精细胞。图2中细胞类型从Ⅱ变化为Ⅲ时，发生在减数分裂Ⅰ后期，此时同源染色体联会后分开，非同源染色体自由组合，分别进入不同的细胞中。
（3）图1中细胞④不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，此时细胞名称为次级精母细胞，染色体：核DNA数=1：1，均为2N，对应图2中的I，m的数值为2N=46。
（4）若一对表现正常的夫妇生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩（色盲基因：a），说明色盲男孩的基因型是XaXaY，由于父母都表现正常，两条Xa一定是母亲传给他的，说明次级卵母细胞减数分裂Ⅱ后期，含Xa染色体的着丝粒分裂后，所形成的2条Xa染色体移向细胞同一极。
18. 葡萄糖二酸（GA）可作为原料应用于食品、能源和医药等领域，已知M酶和U酶是合成GA途径中的两个关键酶，科研人员尝试设计2种重组质粒导入不同的大肠杆菌分别实现对GA的工业化生产和检测。重组质粒、目的基因的构建及相互关系如图。
回答下列问题：
（1）据图分析，断开的质粒与目的基因连接起来形成的重组质粒，其化学本质是_____，组成结构的基本骨架是_____，含有游离的磷酸基团数量是_____个。
（2）若培养液中存在GA，则说明在含重组质粒1的大肠杆菌中，目的基因已成功表达，表达的过程包括_____，发生场所是在______。
（3）已知激活后的GFP基因能合成绿色荧光蛋白，试述含有重组质粒2的大肠杆菌检测GA的原理：____。
【答案】（1）①. DNA ②. 磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧 ③. 0
（2）①. 转录和翻译 ②. 细胞质（或拟核区）
（3）GA与C基因过量表达的C蛋白结合（形成的复合体），激活GFP基因，合成绿色荧光蛋白，产生绿色荧光现象
【分析】这道题目通过图示展示了两种重组质粒的设计与应用：重组质粒1包含M酶基因和U酶基因，导入大肠杆菌后可表达关键酶，实现葡萄糖二酸（GA）的工业化生产；重组质粒2包含C基因和GFP基因，当GA与C蛋白结合后激活GFP基因表达绿色荧光蛋白，从而用于GA的检测。题目考查了重组质粒的DNA本质（环状结构、磷酸-脱氧核糖骨架）、基因表达的转录与翻译过程（拟核和细胞质），以及基因工程在代谢产物合成与检测中的实际应用，体现了基因操作技术在工业与检测领域的重要作用。
【解析】（1）由题图可知，质粒可以和目的基因拼接起来。质粒的化学本质是DNA，因此，重组质粒的化学本质也是DNA，即重组质粒的基本骨架是磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，重组质粒是环状DNA，所以含有游离的磷酸基团数量是0个。
（2）由题干和题图可知，M酶和U酶是合成GA途径中的两个关键酶，因此GA是由基因通过控制酶的合成控制细胞代谢合成的。若培养液中存在GA，则说明在含重组质粒1的大肠杆菌中，目的基因已成功表达，表达的过程包括转录和翻译，发生场所是细胞质（或拟核区）。
（3）含有重组质粒2的大肠杆菌可以表达C蛋白，C蛋白和GA结合可以激活GFP基因的表达，从而产生绿色荧光蛋白，产生绿色荧光现象。
19. 果蝇（2n=8）是遗传学常用的动物实验材料。野生型果蝇的体色为灰体，在某灰体果蝇种群中发现有2只雄果蝇的体色分别是黑檀体和黑条体，科学家对果蝇的体色进行相关研究。回答下列问题：
（1）黑檀体雄果蝇体细胞的染色体显微照片如图1，该细胞中染色单体的数量是_____，其中的一个染色体组由________（用图中序号和字母表示）组成。
（2）让黑檀体雄果蝇与和灰体雌果蝇杂交，获得的F1代初级精母细胞中Ⅲ号染色体的行为如图2，由此判断黑檀体果蝇的变异类型为________。若F1代不能产生生殖细胞，则黑檀体雄果蝇________（填“属于”或“不属于”）灰体果蝇种群，原因是_______。
（3）灰体基因和黑条体基因的测序结果如图3，说明黑条体基因是灰体基因缺失_______个碱基对而形成的。继续研究发现，灰体基因能正常编码E蛋白，黑条体果蝇体内能检测到E蛋白mRNA，却检测不到E蛋白。请推测缺失片段的作用可能是_______。
【答案】（1）①. 16 ②. Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
（2）①. 倒位（或染色体结构变异或染色体变异）②. 不属于 ③. 黑檀体果蝇已与灰体果蝇形成生殖隔离，不是同一物种，种群是同一物种的一类生物
（3）①. 953 ②. 转录形成的RNA为核糖体提供结合位点，能引导核糖体结合到E蛋白mRNA的起始位点
【分析】二倍体生物产生的一个配子中的全部染色体称为一个染色体组。一个染色体组中含有该种生物生长发育的全套遗传信息。
【解析】（1）黑檀体雄果蝇体细胞的染色体显微照片中显示，此时该细胞含有8条染色体，且都有染色单体，因此染色单体数量为16条，染色体组由所有非同源的常染色体+一条性染色体组成，因此其中的一个染色体组是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
（2）由图2可知，同源染色体正在配对，但是部分基因翻转过来，这是染色体结构变异中的倒位。F1不能产生生殖细胞，说明黑檀体果蝇和灰体果蝇不能进行基因交流，不能产生可育后代，因此两者之间已经存在生殖隔离，属于两个不同的物种，种群是同一物种的一类生物。
（3）由图3可知，黑条体基因是灰体基因缺失283+747-77=953个碱基对形成的。研究发现，灰体基因能正常编码E蛋白，黑条体果蝇体内能检测到E蛋白mRNA，却检测不到E蛋白，因此推测缺失片段的作用可能是转录形成的RNA为核糖体提供结合位点，能引导核糖体结合到E蛋白mRNA的起始位点，没有这一段序列就无法进行翻译。
20. 科研人员在观察某种昆虫（性别决定方式为ZW型）亲子代的翅缘颜色和眼色遗传时，进行如下研究并发现了有趣的遗传现象：控制灰翅的纯合子在雌性中均表现为黑翅缘。控制翅缘颜色的基因为A/a，控制眼色的基因为B/b。
回答下列问题：
（1）控制该昆虫眼色的基因位于_______染色体上，显性性状是______。
（2）F1的基因型是_____，F2中黑翅缘青眼的基因型有______种，其中纯合子所占的比例为______。
（3）从F2中随机选取一只黑翅缘雌性，请你设计一组杂交实验判断它的基因型，写出预期实验结果及结论（仅考虑翅缘的颜色性状）。
实验设计思路：_________________。
预期实验结果及结论：__________________。
【答案】（1）①. Z ②. 赤眼
（2）①. AaZBZb和AaZbW ②. 5 ③. 3/7
（3）①. 取灰翅缘雄性与黑翅缘雌性杂交，观察后代翅缘颜色的表型 ②. 若子代中黑翅缘雌性：灰翅缘雄性=1：1，则说明亲代的黑翅缘雌性的基因型是aa；若子代中黑翅缘雌性：黑翅缘雄性：灰翅缘雄性=2：1：1（黑翅缘：灰翅缘=3：1），则说明亲代的黑翅缘雌性的基因型是Aa；若子代中全为黑翅缘，则说明亲代的黑翅缘雌性的基因型是AA
【解析】（1）根据纯合子亲本交配后F1雌雄眼色不同（雌为青眼，雄为赤眼），说明眼色基因位于性染色体（Z）上，且亲本雌性的基因型为ZBW（赤眼），雄性的基因型为ZbZb（青眼）。F1中雌性的基因型为ZbW（青眼），雄性的基因型为ZBZb（赤眼），且赤眼为显性性状。
（2）亲本为纯合黑翅和灰翅，F1均表现为黑翅，F2中雄性黑翅：灰翅为3：1，说明控制翅缘颜色的基因位于常染色体上。由题干可知，雌性所有基因型（AA、Aa、aa）均表现为黑翅缘；雄性中基因型AA、Aa为黑翅缘，基因型aa为灰翅缘。控制翅缘颜色和眼色的基因位于非同源染色体上，因此其遗传遵循基因的自由组合定律。可以推导出亲本的基因型为aaZbZb和AAZBW，F1的基因型为AaZBZb和AaZbW。F2中黑翅缘青眼的基因型种类：雌性黑翅缘青眼的基因型为AAZbW、AaZbW、aaZbW，雄性黑翅缘青眼的基因型为AAZbZb、AaZbZb，总计5种。其中基因型AAZbW、aaZbW、AAZbZb为3种纯合子，故纯合子占黑翅缘青眼的比例为3/7。
（3）根据题干信息可知，F2中雌性全为黑翅缘，从F2中随机选取一只黑翅缘的雌性，其基因型可能是AA、Aa、aa，可以用灰翅缘雄性（aa）和黑翅缘雌性测交，若子代中黑翅缘雌性：灰翅缘雄性=1：1，则说明亲代的黑翅缘雌性基因型是aa；若子代中黑翅缘雌性：黑翅缘雄性：灰翅缘雄性=2：1：1（黑翅缘：灰翅缘=3：1），则说明亲代的黑翅缘雌性的基因型是Aa；若子代中全为黑翅缘，则说明亲代的黑翅缘雌性的基因型是AA。
21. 青光眼的房水排出堵塞，导致眼内压升高压迫视神经，造成不可逆性的失明。近年来由于对电子产品（手机、电脑）的过度使用，青光眼发病人群呈现明显的年轻化趋势。研究发现，位于眼球前房角中小梁网细胞内的基因TGFBI和基因GDF7的异常表达与青光眼有关，相关机制如图所示。

注：DNMT1是甲基化转移酶，使基因的甲基化水平升高；TET是去甲基化酶，使基因的甲基化水平降低。
回答下列问题：
（1）与正常眼相比，青光眼患者房水堵塞的直接原因是______。
（2）据图可知，青光眼患者的TGFB1蛋白和GDF7蛋白的含量都______（填“增加”或“减少”），原因是______。
（3）某人因过度使用电子产品，导致细胞中的基因TGFBl和基因GDF7发生上述变化而患上青光眼，此变化______（填“会”“不会”或“不一定”）遗传给后代，理由是______。
（4）据图分析，青光眼患者如果不及时校正生活习惯和接受治疗，患病程度会越来越严重，理由是______。
（5）请结合GDF7基因的表达与青光眼的关系，提出一个治疗青光眼的治疗措施：________。
【答案】（1）ECM沉积在小梁网细胞间
（2）①. 增加 ②. 基因TGFBI和基因GDF7的甲基化程度均降低，转录效率更高
（3）①. 不会 ②. 因为小梁网细胞是体细胞，不是生殖细胞内发生的变异
（4）激活通路的TGFB1蛋白和GDF7蛋白分别通过各自的途径使本身的含量继续增多
（5）抑制TET的相关活性；提高基因GDF7的甲基化水平；抑制基因GDF7的表达；减少GDF7蛋白的含量等
【解析】（1）根据题干信息可知，青光眼是由房水排出堵塞导致眼内压升高。题图中显示，TGFB1蛋白和GDF7蛋白的异常表达均会导致ECM沉积增加。ECM沉积在小梁网细胞间会堵塞房水排出的通道，直接导致房水排出受阻。因此，房水堵塞的直接原因是ECM沉积在小梁网细胞间。
（2）题图中显示，基因TGFBI和基因GDF7甲基化水平均下降，因此，TGFB1蛋白和GDF7蛋白的含量都增加，原因是两基因甲基化程度均降低，转录效率更高。
（3）由题意可知，小梁网细胞内的基因TGFBI和基因GDF7的异常表达与青光眼有关。小梁网细胞是体细胞，体细胞的基因变化不会传递给生殖细胞，因此不会遗传给后代。
（4）题图中显示，TGFB1蛋白和GDF7蛋白的异常表达会形成一个正反馈循环；TGFB1蛋白通过抑制DNMT1（TGFB1会抑制RASAL1，使其对RaS的促进作用减弱，从而导致DNMT1的作用减弱），进一步降低甲基化水平，增加自身表达。GDF7蛋白作用于基因GDF7，增加自身表达。这种正反馈机制会导致TGFB1蛋白和GDF7蛋白含量持续增加，病情逐渐加重。
（5）基因GDF7的过度表达是由于甲基化水平降低（在去甲基化酶TET的作用下）。因此，可以通过以下方式治疗青光眼：抑制TET的相关活性，减少去甲基化作用；提高基因GDF7的甲基化水平，降低其转录效率；直接抑制基因GDF7的表达或减少GDF7蛋白的含量。这些措施均可以阻断GDF7蛋白的正反馈循环，缓解病情。抗生素种类
抑菌圈直径/cm
第一代
第二代
第三代
对照组
0
0
0
四环素
4.00
3.53
3.07
罗红霉素
3.10
2.40
2.48
恩诺沙星
2.70
2.33
1.63
亲本（纯合子）
F1（全部）
F2表型及比例
雌性
黑翅缘赤眼
黑翅缘青眼
黑翅缘赤眼（4/16）、黑翅缘青眼（4/16）
雄性
灰翅缘青眼
黑翅缘赤眼
黑翅缘赤眼（3/16）、黑翅缘青
眼（3/16）、灰翅缘赤眼（1/16）、灰翅缘青眼（1/16）