湖北省武汉市江岸区2025-2026学年高一下学期期末考试生物试卷
展开 这是一份湖北省武汉市江岸区2025-2026学年高一下学期期末考试生物试卷,共5页。试卷主要包含了下列说 法正确的是,5%的个体患病等内容,欢迎下载使用。
孟德尔选用豌豆(两性花2n 14 )、玉米(单性花2n 20 )开展杂交实验,豌豆实验成功率更高。下列分析错误的是()
传粉方式差异,使得自然状态下豌豆纯合度高
自然状态下豌豆只能自交,玉米可自交也可杂交
豌豆雌雄同花,比玉米更容易进行人工杂交实验
豌豆染色体数目比玉米少,利于分析遗传规律
某精原细胞减数分裂过程中,染色体行为发生变化,会对配子遗传组成产生不同影响。下列叙述不匹配的是()
同源染色体联会紊乱,一般不能产生可育配子
同源染色体姐妹染色单体互换,增加配子的多样性
某染色体着丝粒不分裂,部分配子染色体数目异常
一对同源染色体不分离,全部配子染色体数目异常
21 三体综合征患者表现为智力低下、发育迟缓,其体细胞内 21 号染色体比正常人多一条。下列说法错误的是()
患者细胞内 21 号染色体数有 3 条,染色体共 47 条
可借助显微镜观察染色体的组成初步筛查是否患病
基因检测、适龄生育可以有效降低该病的发病风险
病因可能是亲代 MⅠ后期或 MⅡ后期染色体异常分配所致
南瓜果实的白色(B)对黄色(b)为显性,盘状(D)对球状(d)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。现有对一株白色盘状南瓜植株 X 与黄色球状南瓜杂交产生 F1 南瓜植株,再对 F1 南瓜植株进行测交,F2代南瓜果实的表型及其比例为白色盘状:白色球状:黄色盘状:黄色球状=1:1:3:3。那么,植株 X 的基因型为( )
A. BbDDB. BBDdC. BbDdD. BBDD
玉米粒色有紫色粒和白色粒两种表型,选纯种的紫色粒植株与白色粒植株为亲本杂交,得到的 F1 均为紫色粒,F1 自交得到的 F2 中表型及比例为紫色粒:白色粒=9:7。有人对此提出了两种观点,观点一:粒色受独立遗传的两对基因控制;观点二:粒色受一对基因控制,但存在某种基因的花粉部分不育。下列叙述错误的是( )
若观点一成立,则 F1 减数分裂产生配子过程中发生了基因重组
若观点二成立,则 F1 产生的含显性基因的花粉可能有 6/7 不育
选亲本中白色粒为父本与 F1 进行杂交,不能判断哪种观点正确
F2 白色籽粒个体自交,后代个体不会出现性状分离,仍为白色
下图 a 表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上 DNA 含量的关系,图 b 表示果蝇同一个体处于细胞分裂不同时期的细胞(不考虑变异的情况),下列叙述正确的是()
图 b 甲细胞处于图 a 中的 CD 段,即处于减数分裂Ⅱ的后期
图 b 乙细胞中同源染色体分离,之后将产生两个次级精母细胞
图 b 丙细胞处于图 a 中的 BC 段,该细胞中含有 2 个染色体组
图 a 中处于 BC 段细胞中的每条染色体均含 2 条姐妹染色单体
果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。某同学用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体:♀黄体:♂灰体:♂黄体为 1:1:1:1.下列说 法正确的是()
若黄色为显性,基因一定位于常染色体
若灰色为显性,基因一定位于 X 染色体
若基因位于常染色体上,可以确定显隐性
若基因位于 X 染色体上,则灰色为隐性
T2 噬菌体侵染细菌实验中,标记的 T2 噬菌体与未标记的宿主细菌经“短时间”保温,搅拌、离心后检测放射性。下列有关实验的说法正确的是()
未标记的 T2 噬菌体侵染含 32P 的肺炎链球菌获得含 32P 的 T2 噬菌体
“短时间”的标准是 DNA 充分注入宿主细菌且宿主细菌尚未裂解
用 35S 标记 T2 噬菌体,离心后检测放射性主要分布在沉淀物中
该实验利用放射性同位素标记技术证明了 DNA 是主要遗传物质
DNA 条形码技术利用一段短的、标准的 DNA 序列作为“分子身份证”来识别生物物种(如图)。下列说法错误的是()
“分子身份证”的 DNA 序列含两个游离的磷酸基团
“分子身份证”的原理是碱基排列顺序具有特异性
图中 7、9 的名称分别是胸腺嘧啶脱氧核苷酸、氢键
图中的 1、2 通过氢键相连,10 彻底水解后得到 6 种化合物
图甲为果蝇核 DNA 的电镜照片,图中的泡状结构叫作 DNA 复制泡,是 DNA 上正在复制的部分。复制进行时,复制起点会出现一种 Y 形结构,称为复制叉,如图乙。其中 a~h 代表相应位置。下列叙述错误的是( )
一条染色体上同时存在多个复制泡,可加快复制速率
形成 DNA 复制泡需要的酶主要有解旋酶、DNA 聚合酶
DNA 复制时沿子链5' 3' 方向进行,b 为母链的 5'端
图甲、乙表明 DNA 复制是半保留、多起点、双向复制的
脑源性神经营养因子(BDNF),能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若 BDNF 基因表达受阻会导致精神分裂症的发生。BDNF 基因表达及调控过程如图。下列叙述错误的是( )
图中甲、乙过程分别是转录、翻译过程
乙过程中核糖体移动的方向是左→右
抑制丙过程会缓解精神分裂症的发生
乙过程形成的 BDNF 经加工后才具活性
蜜蜂雌性幼虫取食花粉、花蜜时,DNA 甲基转移酶 3(DNMT3)基因正常表达,使 DNA 部分区域甲基化,调控基因表达,幼虫发育为工蜂(卵巢退化);取食蜂王浆时,其中的特殊蛋白质抑制 DNMT3 基因表达,DNA 不能发生甲基化,幼虫则发育为蜂王(卵巢发达)。下列叙述错误的是( )
DNA 甲基化改变蜜蜂种群中蜂王和工蜂的碱基序列
DNA 甲基化不利于 RNA 聚合酶与基因相关片段结合
花粉、花蜜中的物质可能促进雌性幼虫的①、②过程
工蜂中敲除 DNMT3 基因也有可能发育为蜂王
我国栽培的水稻有粳稻(北方)和籼稻(南方)。研究发现粳稻的 bZIP73 基因通过一系列作用,增强了粳稻对低温的耐受性。粳稻与籼稻的 bZIP73 基因有 1 个脱氧核苷酸不同,从而导致两种水稻的相应蛋白质存在 1 个氨基酸不同。下列表述错误的是( )
该变异属可遗传变异,不可通过光学显微镜观察到
1 个脱氧核苷酸差异源自基因突变中碱基的替换
脱氧核苷酸的改变发生在基因的终止密码子之前
蛋白质存在 1 个氨基酸的差异造成二者表型不同
氨基酸序列
表型
豌豆高茎性状由 Lc 基因控制,该基因编码的赤霉素 3β-羟化酶参与赤霉素活化,影响茎秆伸长。分析野生型 Lc、普通矮秆 lc、极矮秆 lce 的氨基酸序列及基因序列如图。下列有关叙述错误的是( )
Lc 基因通过控制酶的合成来控制代谢进而控制茎高
lc 基因的 mRNA 第 229 位密码子 3’端的 G 变为 A
lce 突变体多肽链变短的原因是提前出现终止密码子
极矮秆 lce 的赤霉素 3β-羟化酶活性低于普通矮秆 lc
基因 a
单链 DNA
……TAC
ATT
TNA
CCA
GTA……
基因 A
单链 DNA
……TAC
ATT
TGA
CCA
GTA……
mRNA
……AUG
UAA
ACU
GGU
CAU……
多肽
……
-
-
-
-
-……
果蝇的等位基因 A、a 的部分序列相关信息如表所示。基因 a 与 A 的单链序列相比,只有表中带下划线的碱基不同,但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知 AUG 为起始密码子,UAA、UAG、UGA 为终止密码子。据表推断,基因 a 中 N 代表的碱基为( )
注:“ ”表示对应位置的氨基酸
A. 腺嘌呤B. 胞嘧啶C. 鸟嘌呤D. 胸腺嘧啶
如图是某种单基因遗传病的遗传系谱图(已知致病基因不位于 X、Y 染色体的同源区段上),下列说法正确的是( )
该致病基因可能位于 X 染色体上
野生型 Lc
高杆
lc 突变体
普通矮杆
lce 突变体
极矮杆
Ⅰ2、Ⅰ3 和Ⅱ2 基因型不一定相同
Ⅰ4 与Ⅱ4 基因型一定相同
若Ⅲ1 是男孩,则患病概率为 1/2
基因渐渗是物种之间进行基因交流的现象。山羊大约 3000—5000 年前迁徙至青藏高原,通过基因渐渗将捻角山羊的部分基因转移和整合到山羊中,最终形成了我国的西藏山羊。下列说法错误的是()
基因渐渗打破生殖隔离,两种山羊杂交可产生可育后代
西藏山羊种群是进化的基本单位,全部基因构成基因库
地理隔离会大幅提升两种山羊间发生基因渐渗的概率
西藏山羊的形成是青藏高原环境定向选择的最终结果
果蝇基因剂量补偿效应是指雌雄果蝇个体的某些基因剂量(数量)不同,但基因表达产物的量基本相同的现象。图示是雌、雄果蝇通过调节性别致死基因(Sxl)调控 X 染色体转录水平的示意图。下列叙述错误的是( )
果蝇的剂量补偿效应是通过调控转录水平来实现的
Sxl 基因编码蛋白阻止 msl-2 蛋白在雌性中发挥作用
雄果蝇通过 2 倍上调转录水平以平衡剂量补偿效应
敲除编码 mle、msl 系列基因,X 染色体上基因不表达
非选择题:本题共 4 小题,共 64 分。
荧光杂交可用荧光标记的特异 DNA 片段为探针,与染色体上对应的 DNA 片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位。
回答下列问题:
图 1 表示 DNA 荧光探针的制备过程:DNA 酶Ⅰ随机切开脱氧核苷酸之间的键形成短片段,随后在 DNA 聚合酶Ⅰ的作用下,以荧光标记的为原料,合成荧光标记的 DNA 探针。
图 2 表示荧光探针与待测基因结合的原理:先将探针与染色体共同煮沸,使 DNA 双链中的
键断裂,形成单链。随后降温至 55℃的过程中,探针的碱基按照原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子,并在特定条件下发出荧光。
已知荧光探针 1、2 分别与 A、B 基因结合,而均不能结合 a、b 基因。植物甲(AABB)与植物乙
(aabb)杂交获得 F₁,探针 1、2 与 F₁有丝分裂中期的细胞结合可观察到个荧光点;F₁经减数分裂Ⅰ形成的子细胞,每个子细胞可能观察到个荧光点(不考虑互换)。
该技术还能证明 DNA 的半保留复制:①将大肠杆菌置于含红色荧光标记原料的培养基中培养多代,
使亲代 DNA 双链均带红色荧光;②转移至含绿色荧光标记原料的培养基中,分别培养至第 1 代、第 2
代;③提取 DNA 后,用单分子荧光成像技术直接观察单个 DNA 分子的荧光信号(无需离心分离)。若第 1 代和第 2 代 DNA 分子荧光标记情况为,则证明 DNA 为半保留复制。
秀丽隐杆线虫是研究真核生物基因表达调控机制的经典模式生物。科研研究发现,秀丽隐杆线虫的幼虫发育阶段(L1→L2→L3→L4)转换受 lin-4 和 lin-14 两个基因精准调控:lin-4 基因可转录产生微小 RNA( micrRNA),micrRNA 特异性结合 lin-14mRNA,使幼虫正常从 L1 发育到 L2,部分过程如图:
回答下列问题:
lin-4 在酶的作用下,通过过程产生 micrRNA.与 lin-14 相比,lin-4 的特殊性是转录产物不能翻译为蛋白质,其原因可能是。
据题分析,lin-14 蛋白质对秀丽隐杆线虫从 L1 发育至 L2 阶段起(填“促进”或“抑制”)作用。
科研小组选取秀丽隐杆线虫受精卵进行了如下三组实验:甲组:野生型,发育正常
乙组:无 micrRNA,发育停留在 L1
丙组:敲除 lin-4 基因但回补过量 micrRNA,发育恢复检测甲、乙、丙三组线虫幼虫体内 LIN-14 蛋白含量。
该实验的目的是:。预期甲、乙、丙三组秀丽隐杆线虫幼虫体内 LIN-14 蛋白含量顺序为:
。
上述实例中,lin-4 基因调控 lin-14 基因表达是否属于表观遗传并说明理由。
芦花鸡羽毛上有黑白相间的横斑条纹,非芦花鸡没有横斑条纹,该性状由 Z 染色体上的基因 B/b 控制的;雄羽与母羽由等位基因 A/a 控制,公鸡有母羽和雄羽,母鸡只有母羽。一只非芦花公鸡与多只芦花母鸡杂交,F₁中,母羽芦花公鸡:雄羽芦花公鸡:母羽非芦花母鸡=3:1:4(不考虑致死、突变和染色体互
换)。回答下列问题:
根据上述结果可知,雄羽和母羽中显性性状是,该鸡芦花性状的遗传方式是
。
芦花鸡黑色条纹中的黑色素是由酪氨酸经过代谢而形成,这说明基因控制生物性状的方式是
。
若 F₁中公鸡和母鸡随机交配,F2 中表型为母羽非芦花鸡所占的比例是。选择 F2 中基因型为的鸡杂交可以通过观察子代雏鸡是芦花还是非芦花实现性别的鉴定。
母鸡存在变为公鸡的性反转现象,表现出能与其他母鸡交配和“牝鸡司晨”(母鸡报晓)等特征。若鸡群中有一只芦花性反转公鸡,该公鸡与非芦花母鸡杂交,后代的表型及比例为。(已知 WW 胚胎致死)
某鸡群中雌鸡和雄鸡个体数的比例为 1:1,处于遗传平衡。研究发现雌性个体中有 1/10 患某病(由 Z
染色体上 h 基因决定)。下列叙述正确的是(多选)。
该种群 h 基因的频率是 10%
该种群有 5.5%的个体患病
若随机交配,h 基因频率不变
若患病个体全死亡,H 基因频率不变
高粱(2n=20)是全球重要的粮食作物。野生型高粱小穗含 2 朵小花,通常下位花败育,仅上位花结实,单小穗只产 1 粒种子。我国科研团队发现一种结 2 粒种子的“双粒小穗”杂合突变体,该突变体与 H3 基因 编码的 H3 组蛋白的修饰有关,遗传机制如图。
注::表达水平低;:表达水平高;:甲基化回答下列问题:
高粱“双粒小穗”突变体的产生原因是发生了变异,该突变体一个染色体组含
条染色体。
若利用该杂合突变体快速获得稳定遗传的双粒高粱纯合品种,具体操作步骤是。
野生型高粱(单粒)与纯合双粒突变体杂交得 F1,F1 自交,F2 中单粒与双粒的分离比为
(不考虑互换)。
该变异不改变 DG1 基因的编码序列,但显著上调其表达量,推测其原因是。
高一生物学试卷
选择题:本题共 18 小题,每小题 2 分,共 36 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。
孟德尔选用豌豆(两性花2n 14 )、玉米(单性花2n 20 )开展杂交实验,豌豆实验成功率更高。下列分析错误的是()
传粉方式差异,使得自然状态下豌豆纯合度高
自然状态下豌豆只能自交,玉米可自交也可杂交
豌豆雌雄同花,比玉米更容易进行人工杂交实验
豌豆染色体数目比玉米少,利于分析遗传规律
【答案】C
【解析】
【详解】A、豌豆为自花传粉、闭花受粉植物,自然状态下一般只能自交,因此纯合度高,A 正确; B、自然状态下豌豆闭花受粉,仅能进行自交;玉米为单性花、雌雄同株,既可以同株异花传粉完成自交,也可以异株传粉完成杂交,B 正确;
豌豆是雌雄同花,人工杂交时需要在花蕾期完成去雄、套袋操作,步骤繁琐;玉米为单性花,人工杂交时无需进行去雄操作,比豌豆更易开展人工杂交实验,C 错误;
豌豆体细胞染色体数为 14 条,玉米为 20 条,豌豆染色体数目更少,更便于遗传规律的分析,D 正确。
某精原细胞减数分裂过程中,染色体行为发生变化,会对配子遗传组成产生不同影响。下列叙述不匹配的是()
同源染色体联会紊乱,一般不能产生可育配子
同源染色体姐妹染色单体互换,增加配子的多样性
某染色体着丝粒不分裂,部分配子染色体数目异常
一对同源染色体不分离,全部配子染色体数目异常
【答案】B
【解析】
【详解】A、减数分裂过程中同源染色体需正常联会、平均分配才能产生染色体数目正常的可育配子,若同源染色体联会紊乱,无法正常完成染色体的分离,一般不能产生可育配子,A 正确;
减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换可实现基因重组,增加配子的多样性;姐妹染色单体是经复制形成的,基因组成完全相同,二者互换不会改变遗传信息,无法增加配子多样
性,B 错误;
若减数第二次分裂时某染色体着丝粒不分裂,该完整染色体将进入一个子细胞,最终形成的配子中一半多一条该染色体,一半少一条该染色体,即部分配子染色体数目异常,C 正确;
若减数第一次分裂时一对同源染色体不分离,形成的两个次级精母细胞染色体数目均异常,经正常的减数第二次分裂后,产生的 4 个配子染色体全部数目异常(2 个多 1 条染色体,2 个少一条染色体),D 正确。
21 三体综合征患者表现为智力低下、发育迟缓,其体细胞内 21 号染色体比正常人多一条。下列说法错误的是( )
患者细胞内 21 号染色体数有 3 条,染色体共 47 条
可借助显微镜观察染色体的组成初步筛查是否患病
基因检测、适龄生育可以有效降低该病的发病风险
病因可能是亲代 MⅠ后期或 MⅡ后期染色体异常分配所致
【答案】C
【解析】
【详解】A、正常人体细胞染色体总数为 46 条,21 三体综合征患者的 21 号染色体比正常人多 1 条,即有 3 条 21 号染色体,染色体总数为 47 条,A 正确;
21 三体综合征属于染色体数目变异,染色体可经碱性染料染色后在光学显微镜下观察,因此可通过观察染色体数目初步筛查是否患病,B 正确;
21 三体综合征是染色体数目异常导致的遗传病,不属于基因结构或序列异常引发的遗传病,基因检测无法诊断该病;适龄生育可降低减数分裂染色体异常分离的概率从而降低发病风险,但基因检测仅能在产前判断胎儿是否患病,无法降低发病风险,C 错误;
该病成因是亲代产生配子时,减数第一次分裂(MⅠ)后期 21 号同源染色体未分离,或减数第二次分裂(MⅡ)后期 21 号姐妹染色单体未分离,导致配子多携带 1 条 21 号染色体,与正常配子结合后形成三体受精卵,D 正确。
南瓜果实的白色(B)对黄色(b)为显性,盘状(D)对球状(d)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。现有对一株白色盘状南瓜植株 X 与黄色球状南瓜杂交产生 F1 南瓜植株,再对 F1 南瓜植株进行测交,F2代南瓜果实的表型及其比例为白色盘状:白色球状:黄色盘状:黄色球状=1:1:3:3。那么,植株 X 的基因型为( )
A. BbDDB. BBDdC. BbDdD. BBDD
【答案】A
【解析】
【详解】两对基因独立遗传:白色 B(显)/黄色 b(隐);盘状 D(显)/球状 d(隐)。黄色球状南瓜基因型为 bbdd,只能产生一种配子 bd。白色盘状 X×bbdd→F1;F1 测交(与 bbdd 杂交)→ F2 表型比为白色盘状:白色球状:黄色盘状:黄色球状=1:1:3:3。F1 产生的配子类型及比例= F2 表型比例(因为 bbdd 只提供 bd 配子,后代表型由 F1 配子决定)。拆分两对性状,分别分析比例:①颜色,白色总数=1+1=2;黄色总数=3+3=6,白色:黄色=2:6=1:3;②形状,盘状总数=1+3=4;球状总数=1+3=4,盘状:球状=1: 1。反推 F1 产生的配子比例,测交后代比例= F1 配子比例,形状基因 D/d:后代盘状(Dd):球状(dd)=1:
1,说明 F1 关于形状的配子:D:d = 1:1 →F1 形状基因型为 Dd。颜色基因 B/b:后代白色(Bb):黄色 (bb)=1:3,说明 F1 关于颜色的配子:B:b = 1:3。反推植株 X 的基因型(X×bbdd 得到 F1),黄色球状 bbdd 只能传给子代配子 bd,因此 F1 的基因型= X 配子+bd ,分析颜色 B/b:F1 配子 B:b=1:3,说明 F1群体有两种基因型:若 F1 为 Bb:产生配子 B:b=1:1 ;若 F1 为 bb:产生配子全为 b。设 F1 中 Bb 占 x, bb 占 1-x,总配子 B=x/2,总配子 b=x/2 + (1-x),由 B:b=1:3: x/2:(x/2 + (1-x))=1/3,解得 x=1/2, 即 F1 中 Bb:bb = 1:1,X(白色,含 B)× bb→子代 Bb:bb=1:1,可推出 X 颜色基因型为 Bb。形状 D/d: F1 全部为 Dd(配子 D:d=1:1),X(盘状,含 D)×dd→子代全 Dd,可推出 X 形状基因型为 DD。合并 X 基因型为 BbDD,A 正确,BCD 错误。
玉米粒色有紫色粒和白色粒两种表型,选纯种的紫色粒植株与白色粒植株为亲本杂交,得到的 F1 均为紫色粒,F1 自交得到的 F2 中表型及比例为紫色粒:白色粒=9:7。有人对此提出了两种观点,观点一:粒色受独立遗传的两对基因控制;观点二:粒色受一对基因控制,但存在某种基因的花粉部分不育。下列叙述错误的是( )
若观点一成立,则 F1 减数分裂产生配子过程中发生了基因重组
若观点二成立,则 F1 产生的含显性基因的花粉可能有 6/7 不育
选亲本中白色粒为父本与 F1 进行杂交,不能判断哪种观点正确
F2 白色籽粒个体自交,后代个体不会出现性状分离,仍为白色
【答案】C
【解析】
【详解】A、若观点一成立,粒色受两对独立遗传的基因控制,F1 为双杂合子,减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合,属于基因重组,A 正确;
若观点二成立,设相关基因为 A/a,F1 为 Aa,雌配子正常 A:a=1:1,若含显性基因 A 的花粉有 6/7不育,则可育雄配子 A:a=1/7:1=1:7,后代 aa(白色)的概率为 1/2×7/8=7/16,符合 F2 紫:白=9:7 的比例,B 正确;
选亲本白色粒为父本与 F1 杂交:若观点一成立,父本为隐性纯合子(aabb),测交后代紫:白=1:3;若观点二成立,父本为 aa,F1 作为母本雌配子正常,测交后代紫:白=1:1,两种结果不同,可以判断哪
种观点正确,C 错误;
若观点一成立,白色粒个体均至少有一对隐性基因纯合,自交后代不会出现双显性个体,全为白色;若观点二成立,白色粒均为隐性纯合子(aa),自交后代全为白色,因此后代都不会出现性状分离,D 正确。
下图 a 表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上 DNA 含量的关系,图 b 表示果蝇同一个体处于细胞分裂不同时期的细胞(不考虑变异的情况),下列叙述正确的是()
图 b 甲细胞处于图 a 中的 CD 段,即处于减数分裂Ⅱ的后期
图 b 乙细胞中同源染色体分离,之后将产生两个次级精母细胞
图 b 丙细胞处于图 a 中的 BC 段,该细胞中含有 2 个染色体组
图 a 中处于 BC 段细胞中的每条染色体均含 2 条姐妹染色单体
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲细胞着丝粒分裂,确实处于图 aCD 段,但甲细胞存在同源染色体,属于有丝分裂后期,不是减数分裂Ⅱ后期,A 错误;
乙细胞细胞质不均等分裂,是雌性个体的初级卵母细胞,同源染色体分离后将产生次级卵母细胞和第一极体,不会产生次级精母细胞,B 错误;
丙细胞每条染色体含 2 个 DNA,处于图 aBC 段,但该细胞无同源染色体,只含有 1 个染色体组,C 错误;
图 aBC 段每条染色体的 DNA 含量为 2,说明着丝粒还未分裂,因此每条染色体均含有 2 条姐妹染色单体,D 正确。
果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。某同学用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体:♀黄体:♂灰体:♂黄体为 1:1:1:1.下列说 法正确的是()
若黄色为显性,基因一定位于常染色体
若灰色为显性,基因一定位于 X 染色体
若基因位于常染色体上,可以确定显隐性
若基因位于 X 染色体上,则灰色为隐性
【答案】A
【解析】
【详解】A、若黄色为显性,假设基因位于 X 染色体,则亲本灰体雌蝇为隐性纯合子(XaXa),黄体雄蝇为 XAY,杂交子代雌性全为黄体、雄性全为灰体,不符合题干 1:1:1:1 的性状比,因此基因只能位于常染色体,A 正确;
若灰色为显性,基因既可以位于 X 染色体(亲本为 XAXa 灰雌、XaY 黄雄,杂交结果符合题意),也可以位于常染色体(亲本为 Aa 灰雌、aa 黄雄,杂交结果符合题意),并非一定位于 X 染色体,B 错误;
若基因位于常染色体上,灰色为显性时(Aa×aa)、黄色为显性时(aa×Aa),杂交均可得到题干 1: 1:1:1 的性状比,无法确定显隐性,C 错误;
若基因位于 X 染色体上,若灰色为隐性,则黄体雄蝇为显性个体(XAY),杂交子代雌性全为黄体、雄性全为灰体,不符合题意;只有灰色为显性时才符合杂交结果,因此灰色为显性,D 错误。
T2 噬菌体侵染细菌实验中,标记的 T2 噬菌体与未标记的宿主细菌经“短时间”保温,搅拌、离心后检测放射性。下列有关实验的说法正确的是( )
未标记的 T2 噬菌体侵染含 32P 的肺炎链球菌获得含 32P 的 T2 噬菌体
“短时间”的标准是 DNA 充分注入宿主细菌且宿主细菌尚未裂解
用 35S 标记 T2 噬菌体,离心后检测放射性主要分布在沉淀物中
该实验利用放射性同位素标记技术证明了 DNA 是主要遗传物质
【答案】B
【解析】
【详解】A、T2 噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,不能侵染肺炎链球菌,因此无法利用含 32P 的肺炎链球菌获得带标记的 T2 噬菌体,A 错误;
“短时间”保温的标准是噬菌体的 DNA 已经充分注入宿主细菌,同时宿主细菌还未裂解释放子代噬菌体,避免对后续放射性检测结果产生干扰,B 正确;
35S 标记的是 T₂噬菌体的蛋白质外壳,侵染过程中蛋白质外壳不进入细菌,搅拌离心后蛋白质外壳分布在上清液中,因此放射性主要集中在上清液,C 错误;
该实验仅证明了 DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质,“DNA 是主要遗传物质”是基于绝大多数生物的遗传物质都是 DNA 得出的结论,本实验无法得出该结论,D 错误。
DNA 条形码技术利用一段短的、标准的 DNA 序列作为“分子身份证”来识别生物物种(如图)。下列说法错误的是()
“分子身份证”的 DNA 序列含两个游离的磷酸基团
“分子身份证”的原理是碱基排列顺序具有特异性
图中 7、9 的名称分别是胸腺嘧啶脱氧核苷酸、氢键
图中的 1、2 通过氢键相连,10 彻底水解后得到 6 种化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A、“分子身份证”是双链 DNA 片段,每条 DNA 单链的 5'端各有 1 个游离的磷酸基团,因此共含 2 个游离的磷酸基团,A 正确;
不同物种的 DNA 碱基排列顺序具有特异性,可作为区分不同物种的依据,是“分子身份证”的原理,
B 正确;
根据碱基互补配对原则,与 A 配对的 4 为胸腺嘧啶,结合 5 脱氧核糖、6 磷酸,可知 7 是胸腺嘧啶脱氧核苷酸;9 是连接互补碱基对的化学键,为氢键,C 正确;
氢键仅存在于互补配对的碱基之间,1 与 G 互补配对、2 与 T 互补配对,二者并非互补配对关系,不通过氢键相连;10 是一条脱氧核苷酸链,彻底水解可得到磷酸、脱氧核糖、4 种含氮碱基,共 6 种化合物,D 错误。
图甲为果蝇核 DNA 的电镜照片,图中的泡状结构叫作 DNA 复制泡,是 DNA 上正在复制的部分。复制进行时,复制起点会出现一种 Y 形结构,称为复制叉,如图乙。其中 a~h 代表相应位置。下列叙述错误的是( )
一条染色体上同时存在多个复制泡,可加快复制速率
形成 DNA 复制泡需要的酶主要有解旋酶、DNA 聚合酶
DNA 复制时沿子链5' 3' 方向进行,b 为母链的 5'端
图甲、乙表明 DNA 复制是半保留、多起点、双向复制的
【答案】C
【解析】
【详解】A、果蝇核 DNA 分子长度较大,一条染色体(一个 DNA)上同时出现多个复制泡,说明多个复制起点同时进行复制,可以明显加快 DNA 复制的速率,A 正确;
复制泡是 DNA 正在复制的区域,复制过程首先需要解旋酶打开 DNA 双链,再通过 DNA 聚合酶催化合成新的子链,因此形成复制泡主要需要解旋酶和 DNA 聚合酶,B 正确;
DNA 复制时,子链延伸方向始终为 5 ′ →3′ 。根据图乙:下方子链延伸方向向右,说明该子链左端为 5′端、右端为 3′ 端;该子链与(下侧母链)反向平行,因此下侧母链左端 b 为 3′端,C 错误;
图甲存在多个复制泡,说明 DNA 复制是多起点复制;图乙复制泡两侧都有复制叉,说明是双向复制;图乙中每个新合成的双链 DNA 都保留一条亲代母链,可体现半保留复制的特点,D 正确。
脑源性神经营养因子(BDNF),能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若 BDNF 基因表达受阻会导致精神分裂症的发生。BDNF 基因表达及调控过程如图。下列叙述错误的是()
图中甲、乙过程分别是转录、翻译过程
乙过程中核糖体移动的方向是左→右
抑制丙过程会缓解精神分裂症的发生
乙过程形成的 BDNF 经加工后才具活性
【答案】B
【解析】
【详解】A、甲过程是以 BDNF 基因的一条链为模板合成 mRNA,属于转录过程;乙过程是以 mRNA 为模板合成多肽链,属于翻译过程,A 正确;
翻译过程中,核糖体上的肽链越长,说明翻译进行的时间越久,核糖体移动的方向是从肽链短的核糖体指向肽链长的核糖体,图中右侧核糖体肽链更短、左侧更长,因此核糖体移动方向是右→左,B 错误;
丙过程是 miRNA-195 与 BDNF 的 mRNA 结合,使 mRNA 无法与核糖体结合,抑制 BDNF 的合成,进而引发精神分裂;抑制丙过程可使 BDNF 正常合成,能够缓解精神分裂的发生,C 正确;
乙过程翻译得到的产物是多肽链,需要经过折叠、加工形成特定的空间结构后才具有生物活性,D 正确。
蜜蜂雌性幼虫取食花粉、花蜜时,DNA 甲基转移酶 3(DNMT3)基因正常表达,使 DNA 部分区域甲基化,调控基因表达,幼虫发育为工蜂(卵巢退化);取食蜂王浆时,其中的特殊蛋白质抑制 DNMT3 基因表达,DNA 不能发生甲基化,幼虫则发育为蜂王(卵巢发达)。下列叙述错误的是( )
DNA 甲基化改变蜜蜂种群中蜂王和工蜂的碱基序列
DNA 甲基化不利于 RNA 聚合酶与基因相关片段结合
花粉、花蜜中的物质可能促进雌性幼虫的①、②过程
工蜂中敲除 DNMT3 基因也有可能发育为蜂王
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA 甲基化是在 DNA 的碱基上结合甲基基团的修饰,不会改变 DNA 的碱基序列,属于表观遗传的调控方式,A 错误;
RNA 聚合酶需要与基因的启动子区域结合才能启动转录过程,DNA 甲基化会阻碍 RNA 聚合酶与基因相关片段的结合,进而抑制基因表达,B 正确;
由题干可知,雌性幼虫取食花粉、花蜜时 DNMT3 基因正常表达,图中①是转录过程、②是翻译过程,因此推测花粉、花蜜中的物质可能促进这两个过程,C 正确;
敲除 DNMT3 基因后,细胞无法合成 DNA 甲基转移酶 3,DNA 不能发生甲基化,与取食蜂王浆抑制
DNMT3 基因表达的效果类似,因此工蜂幼虫也有可能发育为蜂王,D 正确。
我国栽培的水稻有粳稻(北方)和籼稻(南方)。研究发现粳稻的 bZIP73 基因通过一系列作用,增强了粳稻对低温的耐受性。粳稻与籼稻的 bZIP73 基因有 1 个脱氧核苷酸不同,从而导致两种水稻的相应蛋白质
存在 1 个氨基酸不同。下列表述错误的是()
该变异属可遗传变异,不可通过光学显微镜观察到
1 个脱氧核苷酸差异源自基因突变中碱基的替换
脱氧核苷酸的改变发生在基因的终止密码子之前
蛋白质存在 1 个氨基酸的差异造成二者表型不同
【答案】CD
【解析】
【详解】A、该变异为基因突变,属于可遗传变异,基因突变是分子层面的碱基序列改变,无法通过光学显微镜观察到,A 正确;
仅 1 个脱氧核苷酸改变且仅对应 1 个氨基酸差异,说明该突变为碱基替换,若为碱基增添或缺失会导致突变位点后多个氨基酸序列发生改变,B 正确;
密码子是 mRNA 上决定氨基酸的 3 个相邻碱基,终止密码子位于 mRNA 上,水稻基因是有遗传效应的 DNA 片段,不存在密码子,C 错误;
表型是基因和环境共同作用的结果,不能只归因于蛋白质氨基酸差异,D 错误。
氨基酸序列
表型
野生型 Lc
高杆
lc 突变体
普通矮杆
lce 突变体
极矮杆
豌豆高茎性状由 Lc 基因控制,该基因编码的赤霉素 3β-羟化酶参与赤霉素活化,影响茎秆伸长。分析野生型 Lc、普通矮秆 lc、极矮秆 lce 的氨基酸序列及基因序列如图。下列有关叙述错误的是()
Lc 基因通过控制酶的合成来控制代谢进而控制茎高
lc 基因的 mRNA 第 229 位密码子 3’端的 G 变为 A
lce 突变体多肽链变短的原因是提前出现终止密码子
极矮秆 lce 的赤霉素 3β-羟化酶活性低于普通矮秆 lc
【答案】B
【解析】
【详解】A、题干明确说明 Lc 基因编码赤霉素 3β-羟化酶,该酶参与赤霉素活化进而影响茎秆伸长,说明 Lc 基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制茎高性状,A 正确;
根据题意,模板链的碱基编号从 3′端开始计数,第 229 位氨基酸对应密码子的三个碱基,对应模板链位置为 3×(229−1)+1=685 位,即 lc 突变的第 685 位碱基,是模板链上该密码子对应区域的 3′端第一个碱 基;根据碱基互补配对和反向平行的特点,模板链该位置对应 mRNA 第 229 位密码子 5′端的碱基:模板链原碱基为 C,对应 mRNA 为 G,突变后模板链为 T,对应 mRNA 为 A,即密码子 5′端的 G 变为 A,B 错误;
lce 第 376 位缺失一个 C,移码突变,导致后面读码改变,使 mRNA 上提前出现终止密码,所以肽链变短,C 正确;
Lc 基因编码的赤霉素 3β-羟化酶参与赤霉素活化,影响茎秆伸长,据此推测,极矮秆 lce 的赤霉素 3β-
羟化酶活性低于普通矮秆,因而赤霉素含量低,进而表现极矮秆,D 正确。
基因 a
单链 DNA
……TAC
ATT
TNA
CCA
GTA……
基因 A
单链 DNA
……TAC
ATT
TGA
CCA
GTA……
mRNA
……AUG
UAA
ACU
GGU
CAU……
多肽
……
-
-
-
-
-……
果蝇的等位基因 A、a 的部分序列相关信息如表所示。基因 a 与 A 的单链序列相比,只有表中带下划线的碱基不同,但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知 AUG 为起始密码子,UAA、UAG、UGA 为终止密码子。据表推断,基因 a 中 N 代表的碱基为( )
注:“ ”表示对应位置的氨基酸
A. 腺嘌呤B. 胞嘧啶C. 鸟嘌呤D. 胸腺嘧啶
【答案】A
【解析】
【详解】由表格可知,基因 A 的单链 DNA 与 mRNA 是碱基互补配对的,说明基因 A 的单链 DNA 是模板链,如果从左往右读,第二个 UAA 就是终止密码子,与能翻译出氨基酸相矛盾,说明阅读的方向是从右往左,所以 mRNA 右侧是 5'端,左侧是 3'端,而模板链左侧是 5'端,右侧是 3'端,基因 a 与 A 的单链序列相比,只有表中带下划线的碱基不同,所以基因 a 也是模板链,左侧是 5'端,右侧是 3’端。将基因 a 中的 5'TNA3'写成 3'ANT5',对应的密码子是 5'UXA3',X 与 N 碱基互补配对。若 N=A,则 X=U,密码子是
UUA,不是终止密码子,不会减少氨基酸的个数;若 N=T,则 X=A,密码子是 UAA,是终止密码子,会减少氨基酸的个数;若 N=G,与碱基不一样相矛盾;若 N=C,则 X=G,密码子是 UGA,是终止密码子,会减少氨基酸的个数。基因 a 与 A 的单链序列编码多肽链的氨基酸数目相同,符合要求的是 N 为 A(腺嘌呤),A 正确,BCD 错误。
如图是某种单基因遗传病的遗传系谱图(已知致病基因不位于 X、Y 染色体的同源区段上),下列说法正确的是( )
该致病基因可能位于 X 染色体上
Ⅰ2、Ⅰ3 和Ⅱ2 基因型不一定相同
Ⅰ4 与Ⅱ4 基因型一定相同
若Ⅲ1 是男孩,则患病概率为 1/2
【答案】D
【解析】
【详解】A、若致病基因为 X 染色体显性,男患者Ⅰ2 的女儿Ⅱ1 应患病,但Ⅱ1 正常;若为 X 染色体隐性,女患者Ⅰ3 的儿子Ⅱ4 应患病,但Ⅱ4 正常,因此致病基因不可能位于 X 染色体上,A 错误;
若为常染色体显性遗传,Ⅰ2、Ⅰ3 均为杂合子 Aa,Ⅱ2 也为 Aa;若为常染色体隐性遗传,三者均为隐性纯合子 aa,因此三者基因型一定相同,B 错误;
若为常染色体显性遗传,Ⅰ4 和Ⅱ4 均为正常隐性纯合子 aa,基因型相同;若为常染色体隐性遗传,Ⅰ4 为正常个体,基因型可为 AA 或 Aa,Ⅱ4 一定为杂合子 Aa,二者基因型不一定相同,C 错误;
该病为常染色体遗传病,患病概率与性别无关:若为常显,Ⅱ2(Aa)和Ⅱ3(aa)生育子代患病概率为 1/2;若为常隐,Ⅱ2(aa)和Ⅱ3(Aa)生育子代患病概率也为 1/2,因此Ⅲ1 为男孩时患病概率为 1/2,D 正确。
基因渐渗是物种之间进行基因交流的现象。山羊大约 3000—5000 年前迁徙至青藏高原,通过基因渐渗将捻角山羊的部分基因转移和整合到山羊中,最终形成了我国的西藏山羊。下列说法错误的是( )
基因渐渗打破生殖隔离,两种山羊杂交可产生可育后代
西藏山羊种群是进化的基本单位,全部基因构成基因库
地理隔离会大幅提升两种山羊间发生基因渐渗的概率
西藏山羊的形成是青藏高原环境定向选择的最终结果
【答案】C
【解析】
【详解】A、基因渐渗是物种间的基因交流现象,捻角山羊的基因能整合到山羊种群中,说明两种山羊杂交可产生可育后代,打破了物种间的生殖隔离,A 正确;
现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,一个种群中全部个体所含的全部基因构成该种群的基因库,西藏山羊种群的全部基因构成其基因库,B 正确;
地理隔离会阻碍不同种群间的交配、基因交流,会降低两种山羊间发生基因渐渗的概率,而非提升, C 错误;
自然选择是定向的,青藏高原的特定环境对山羊进行了定向选择,最终筛选出适应高原环境的西藏山羊,D 正确。
果蝇基因剂量补偿效应是指雌雄果蝇个体的某些基因剂量(数量)不同,但基因表达产物的量基本相同的现象。图示是雌、雄果蝇通过调节性别致死基因(Sxl)调控 X 染色体转录水平的示意图。下列叙述错误的是( )
果蝇的剂量补偿效应是通过调控转录水平来实现的
Sxl 基因编码蛋白阻止 msl-2 蛋白在雌性中发挥作用
雄果蝇通过 2 倍上调转录水平以平衡剂量补偿效应
敲除编码 mle、msl 系列基因,X 染色体上基因不表达
【答案】D
【解析】
【详解】A、题图明确显示:雌性两条 X 染色体为基础水平转录,雄性唯一的 X 染色体为高水平转录,通过改变转录的强弱(转录水平),平衡雌雄 X 染色体基因剂量差异,因此剂量补偿效应依靠调控转录水
平实现,A 正确;
分析题图可知,在雌性果蝇中,Sxl 基因编码蛋白会抑制 msl - 2 蛋白发挥作用,进而影响转录水平, B 正确;
雄果蝇中没有 Sxl 基因编码蛋白的抑制作用,msl - 2 蛋白能发挥作用,使 X 染色体转录水平上调 2
倍,以此平衡与雌性果蝇的基因剂量差异,C 正确;
据图可知,雌性个体中 Sxl 基因表达后抑制 msl-2 的表达,进而使 mle、msl-1 和 msl-3 蛋白质复合体没有活性,从而使 X 染色体基础水平转录,若敲除编码 mle、msl-1、msl-3 的基因,则 mle、msl-1 和 msl-3蛋白质复合体不能合成,从而使 X 染色体基础水平转录,D 错误。
非选择题:本题共 4 小题,共 64 分。
荧光杂交可用荧光标记的特异 DNA 片段为探针,与染色体上对应的 DNA 片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位。
回答下列问题:
图 1 表示 DNA 荧光探针的制备过程:DNA 酶Ⅰ随机切开脱氧核苷酸之间的键形成短片段,随后在 DNA 聚合酶Ⅰ的作用下,以荧光标记的为原料,合成荧光标记的 DNA 探针。
图 2 表示荧光探针与待测基因结合的原理:先将探针与染色体共同煮沸,使 DNA 双链中的
键断裂,形成单链。随后降温至 55℃的过程中,探针的碱基按照原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子,并在特定条件下发出荧光。
已知荧光探针 1、2 分别与 A、B 基因结合,而均不能结合 a、b 基因。植物甲(AABB)与植物乙
(aabb)杂交获得 F₁,探针 1、2 与 F₁有丝分裂中期的细胞结合可观察到个荧光点;F₁经减数分裂Ⅰ形成的子细胞,每个子细胞可能观察到个荧光点(不考虑互换)。
该技术还能证明 DNA 的半保留复制:①将大肠杆菌置于含红色荧光标记原料的培养基中培养多代,使亲代 DNA 双链均带红色荧光;②转移至含绿色荧光标记原料的培养基中,分别培养至第 1 代、第 2
代;③提取 DNA 后,用单分子荧光成像技术直接观察单个 DNA 分子的荧光信号(无需离心分离)。若第 1 代和第 2 代 DNA 分子荧光标记情况为,则证明 DNA 为半保留复制。
【答案】(1)①. 磷酸二酯②. 脱氧核苷酸
①. 氢②. 碱基互补配对
①. 4②. 4 或 2 或 0
第 1 代 DNA 分子均为 1 条链含红色荧光、1 条链含绿色荧光;第 2 代 DNA 分子中一半是 1 条链含红色荧光、1 条链含绿色荧光,另一半是两条链均只含绿色荧光
【解析】
【小问 1 详解】
DNA 单链中相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接,DNA 酶切割 DNA 形成短片段,断裂的就是磷酸二酯键;DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸,因此合成荧光标记的 DNA 探针,需要荧光标记的脱氧核苷酸为原料。
【小问 2 详解】
DNA 双链中碱基对之间通过氢键连接,煮沸使 DNA 变性解旋,断裂的是氢键;降温复性时,探针与目标
DNA 遵循碱基互补配对原则特异性结合。
【小问 3 详解】
植物甲(AABB)与植物乙(aabb)杂交获得 F1 的基因型为 AaBb,有丝分裂中期,基因 A、B 所在的染色体已经发生复制,均含有荧光,故 F1 有丝分裂中期的细胞中可观察到 4 个荧光点;基因型为 AaBb 的细胞在减数分裂 I 形成的两个子细胞的基因组成可能是 AABB、AAbb、aaBB、aabb,形成的两个子细胞
中,所以可观察到 4 个或 2 个或 0 个荧光点。
【小问 4 详解】
若 DNA 为半保留复制,亲代双链均为红色荧光,转移到含绿色荧光原料的培养基复制,第 1 代每个 DNA都是 1 条母链(红色)+1 条子链(绿色);第 2 代复制后,一半 DNA 的 1 条链含红色荧光、1 条链含绿色荧光,一半 DNA 的两条链都是新合成的绿色链,因此该结果即可证明半保留复制。
秀丽隐杆线虫是研究真核生物基因表达调控机制的经典模式生物。科研研究发现,秀丽隐杆线虫的幼虫发育阶段(L1→L2→L3→L4)转换受 lin-4 和 lin-14 两个基因精准调控:lin-4 基因可转录产生微小 RNA( micrRNA),micrRNA 特异性结合 lin-14mRNA,使幼虫正常从 L1 发育到 L2,部分过程如图:
回答下列问题:
lin-4 在酶的作用下,通过过程产生 micrRNA.与 lin-14 相比,lin-4 的特殊性是转录产物不能翻译为蛋白质,其原因可能是。
据题分析,lin-14 蛋白质对秀丽隐杆线虫从 L1 发育至 L2 阶段起(填“促进”或“抑制”)作用。
科研小组选取秀丽隐杆线虫受精卵进行了如下三组实验:甲组:野生型,发育正常
乙组:无 micrRNA,发育停留在 L1
丙组:敲除 lin-4 基因但回补过量 micrRNA,发育恢复检测甲、乙、丙三组线虫幼虫体内 LIN-14 蛋白含量。
该实验的目的是:。预期甲、乙、丙三组秀丽隐杆线虫幼虫体内 LIN-14 蛋白含量顺序为:
。
上述实例中,lin-4 基因调控 lin-14 基因表达是否属于表观遗传并说明理由。
【答案】(1)①. RNA 聚合②. 转录③. micrRNA 没有与翻译相关的起始密码子、终止密码子(或 micrRNA 不具备核糖体结合位点,合理即可)
(2)抑制(3)①. 验证 micrRNA 通过抑制 lin14 的翻译调控线虫由 L1 向 L2 发育②. 乙组、甲组、丙组
(4)属于;该过程中 lin4 基因的碱基序列没有发生改变,是通过 micrRNA 抑制 lin14mRNA 的翻译实现对性状的调控,属于表观遗传(合理即可)
【解析】
【小问 1 详解】
转录过程需要 RNA 聚合酶催化,以 DNA 一条链为模板合成 RNA。基因(lin-4)以 DNA 为模板合成 RNA(micrRNA)的过程为转录。翻译过程需要 mRNA 携带起始密码子、终止密码子才能作为模板合成蛋白质,lin-4 转录出的 micrRNA 缺少翻译必需的起始密码子等序列,因此无法翻译为蛋白质。
【小问 2 详解】
题干说明:micrRNA 结合 lin-14mRNA 后,幼虫才能正常从 L1 发育到 L2,说明 micrRNA 抑制 lin-14 合成蛋白质后发育才能推进,因此 lin-14 蛋白对该发育过程起抑制作用。
【小问 3 详解】
三组实验的自变量是 micrRNA 的有无,因变量是 LIN-14 蛋白含量,因此实验目的是验证 micrRNA 通过抑制 lin14 的翻译调控线虫由 L1 向 L2 发育;乙组无 micrRNA,lin-14 翻译不受抑制,LIN-14 蛋白含量最高;甲组是野生型,有正常量 micrRNA,翻译被部分抑制,蛋白含量次之;丙组有过量 micrRNA,对翻译的抑制更强,蛋白含量最低,因此含量顺序为乙>甲>丙。
【小问 4 详解】
表观遗传是基因碱基序列不变,基因表达和表型发生可遗传改变的现象,本题中 lin-14 基因的碱基序列没有改变,仅翻译过程被 micrRNA 抑制,属于基因表达水平的可遗传调控,符合表观遗传的概念。
芦花鸡羽毛上有黑白相间的横斑条纹,非芦花鸡没有横斑条纹,该性状由 Z 染色体上的基因 B/b 控制
的;雄羽与母羽由等位基因 A/a 控制,公鸡有母羽和雄羽,母鸡只有母羽。一只非芦花公鸡与多只芦花母鸡杂交,F₁中,母羽芦花公鸡:雄羽芦花公鸡:母羽非芦花母鸡=3:1:4(不考虑致死、突变和染色体互换)。回答下列问题:
根据上述结果可知,雄羽和母羽中显性性状是,该鸡芦花性状的遗传方式是
。
芦花鸡黑色条纹中的黑色素是由酪氨酸经过代谢而形成,这说明基因控制生物性状的方式是
。
若 F₁中公鸡和母鸡随机交配,F2 中表型为母羽非芦花鸡所占的比例是。选择 F2 中基因型为的鸡杂交可以通过观察子代雏鸡是芦花还是非芦花实现性别的鉴定。
母鸡存在变为公鸡的性反转现象,表现出能与其他母鸡交配和“牝鸡司晨”(母鸡报晓)等特征。若鸡群中有一只芦花性反转公鸡,该公鸡与非芦花母鸡杂交,后代的表型及比例为。(已知 WW 胚胎致死)
某鸡群中雌鸡和雄鸡个体数的比例为 1:1,处于遗传平衡。研究发现雌性个体中有 1/10 患某病(由 Z
染色体上 h 基因决定)。下列叙述正确的是(多选)。
该种群 h 基因的频率是 10%
该种群有 5.5%的个体患病
若随机交配,h 基因频率不变
若患病个体全死亡,H 基因频率不变
【答案】(1)①. 母羽②. 伴 Z 染色体显性遗传
基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状
①. 7/16②. ZbZb 和 ZBW
芦花公鸡:芦花母鸡:非芦花母鸡=1:1:1(5)ABC
【解析】
【小问 1 详解】
F1公鸡中母羽:雄羽=3:1,符合杂合子自交的性状分离比,说明母羽为显性性状;非芦花公鸡与芦花母鸡杂交,F1公鸡全为芦花、母鸡全为非芦花,说明芦花基因 B 位于 Z 染色体上,且为显性,因此芦花的遗传方式是伴 Z 染色体显性遗传。
【小问 2 详解】
酪氨酸需要在酶的催化下经代谢形成黑色素,说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
【小问 3 详解】
非芦花公鸡与多只芦花母鸡杂交,F₁中,母羽芦花公鸡:雄羽芦花公鸡:母羽非芦花母鸡=3:1:4,F1公鸡中母羽:雄羽=3:1,说明母羽是显性性状,若 A/a 位于性染色体上,亲本公鸡基因型为 ZAZa,母鸡的基因型为 ZAW 或 ZaW,结果 F1 公鸡全部是母羽或母羽∶雄羽=1∶1,与实际不符,所以说明雄羽和母羽性状的遗传属于常染色体遗传,且亲本基因型为 Aa×Aa。又 F1公鸡全为芦花、母鸡全为非芦花,性状表现和性别高度关联,符合伴 Z 染色体遗传的特点,因此属于伴性遗传,所以可推知亲本基因型为 AaZbZb(非芦花公鸡)×AaZBW(芦花母鸡),F1公鸡全为 ZBZb,母鸡全为 ZbW,A/a 基因型满足 AA:Aa:aa=1:2: 1。F1随机交配后:F2中,雌性非芦花(ZbW)占总群体的 1/4,且母鸡全为母羽;雄性非芦花(ZbZb)占总群体的 1/4,其中只有 A_(母羽)符合要求,比例为 1/4×3/4=3/16;所以 F2 中表型为母羽非芦花比例为 1/4+3/16=7/16。 要通过芦花性状鉴定性别,选择 ZbZb(非芦花公鸡)和 ZBW(芦花母鸡)杂交,子代公鸡全为芦花,母鸡全为非芦花,可直接通过性状区分性别。
【小问 4 详解】
性反转仅改变表现型,不改变染色体组成,芦花性反转公鸡基因型为 ZBW,与非芦花母鸡 ZbW 杂交,后代基因型为 ZBZb(芦花公鸡)、ZBW(芦花母鸡)、ZbW(非芦花母鸡)、WW(胚胎致死),因此存活后代表型比为芦花公鸡:芦花母鸡:非芦花母鸡=1:1:1。
【小问 5 详解】
雌性只有 1 条 Z 染色体,雌性患病(ZhW)占 1/10,说明 Z 染色体上 h 基因频率为 10%,遗传平衡下雌雄基因频率一致,A 正确;
种群雌雄各占 1/2,雄性患病(ZhZh)频率为(10%)2=1%,总患病比例=1/2×1/10+1/2×1%=5.5%,B 正确;
无突变、选择、迁移等影响因素,随机交配不改变种群基因频率,C 正确;
患病个体携带 h 基因,患病个体死亡后 h 被淘汰,h 频率下降,H 频率升高,D 错误。
高粱(2n=20)是全球重要的粮食作物。野生型高粱小穗含 2 朵小花,通常下位花败育,仅上位花结实,单小穗只产 1 粒种子。我国科研团队发现一种结 2 粒种子的“双粒小穗”杂合突变体,该突变体与 H3 基因 编码的 H3 组蛋白的修饰有关,遗传机制如图。
注::表达水平低;:表达水平高;:甲基化回答下列问题:
高粱“双粒小穗”突变体的产生原因是发生了变异,该突变体一个染色体组含
条染色体。
若利用该杂合突变体快速获得稳定遗传的双粒高粱纯合品种,具体操作步骤是。
野生型高粱(单粒)与纯合双粒突变体杂交得 F1,F1 自交,F2 中单粒与双粒的分离比为
(不考虑互换)。
该变异不改变 DG1 基因的编码序列,但显著上调其表达量,推测其原因是。
综合上述信息,提出一项可提高高粱产量的措施:。
【答案】(1)①. 染色体结构(或易位)②. 10
取该杂合突变体的花药进行花药离体培养获得单倍体幼苗,用秋水仙素处理单倍体幼苗,筛选出结双粒小穗的植株即为稳定遗传的纯合品种(合理即可)
1:3(4)染色体易位导致 DG1 基因所在片段甲基化水平降低,使 DG1 基因表达水平升高(合理即可)
(5)通过降低 H3 组蛋白的表达或降低 DG1 基因的甲基化水平(或导入高表达的 DG1 基因,合理即可)培育双粒小穗高粱品种
【解析】
【小问 1 详解】
由图可知,该变异是染色体片段发生易位,属于染色体结构变异;高粱是二倍体,体细胞染色体数
2n=20,因此 1 个染色体组含有 20÷2=10 条染色体。
【小问 2 详解】
要快速获得稳定遗传的纯合品种,选择单倍体育种,该方法可以明显缩短育种年限,操作步骤为取该杂合
突变体的花药进行花药离体培养获得单倍体幼苗,用秋水仙素处理单倍体幼苗,筛选出结双粒小穗的植株即为稳定遗传的纯合品种(合理即可)。
【小问 3 详解】
杂合突变体表现为双粒,说明双粒是显性性状,该性状由一对等位基因控制,符合基因分离定律。设显性基因控制双粒,隐性基因控制单粒,野生型单粒(隐性纯合)×纯合双粒(显性纯合),F1为双粒杂合子, F1自交后,F2中隐性性状单粒:显性性状双粒=1:3。
【小问 4 详解】
该变异不改变基因的碱基序列,只通过改变组蛋白修饰影响基因表达,属于表观遗传:染色体易位导致
DG1 基因所在片段甲基化水平降低,使 DG1 基因表达水平升高,因此 DG1 表达量升高。
【小问 5 详解】
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