2022-2023学年天津市耀华中学高三11月第二次月考生物试题含解析
展开天津市耀华中学2022-2023学年高三11月第二次月考
生物试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下图中甲、乙、丙分别表示三种人体细胞外液,其中I、Ⅱ、Ⅲ分别表示生活在甲、乙、丙中的细胞。下列分析正确的是( )
A.甲的渗透压主要与蛋白质含量有关,无机盐的浓度对其影响不大
B.若Ⅱ表示肝细胞,则乙中的葡萄糖浓度不一定高于甲
C.甲中含激素、血浆蛋白、DNA聚合酶、乳酸等物质
D.若乙中有神经递质,则Ⅱ可表示神经元,淋巴细胞都生活在丙中
【答案】B
【分析】甲和乙能进行双向交换,乙只能到丙,可判断乙是组织液,丙是淋巴,甲是血浆。血浆、组织液和淋巴构成了内环境;内环境中包含水、激素、神经递质、缓冲物质、小分子有机物、无机盐等成分;只存在于细胞内的成分不属于内环境,如呼吸酶和血红蛋白等,不能进入细胞的大分子不属于内环境,如纤维素等;消化酶不存在于内环境,细胞膜上的载体不属于内环境。
【详解】A、甲是血浆,渗透压的大小取决于蛋白质和无机盐,A错误;
B、若Ⅱ表示肝细胞,当血糖浓度低的时候肝糖原分解生成葡萄糖,甲的葡萄糖浓度高于乙,B正确;
C、甲是血浆,含有激素、血浆蛋白、乳酸等,但不含DNA聚合酶,DNA聚合酶存在于细胞内,C错误;
D、若乙中有神经递质,②可表示神经元;淋巴细胞可生活在甲血浆和丙淋巴中,D错误。
故选B。
2.下列有关内环境稳态的叙述中,正确的是( )
A.将一定量的盐酸加入等量的人体血浆与0.9%的NaC1溶液中,两者的pH值变化相同
B.内环境稳态是机体在神经系统的调节下,由各个器官、系统的协调活动共同维持的
C.在正常情况下,内环境的各项理化性质是保持不变的
D.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
【答案】D
【分析】内环境稳态是在神经、体液和免疫调节的共同作用下,通过机体的各器官,系统的分工合作,协调统一而实现的;内环境中血糖含量、温度、pH等保持在适宜的范围内,是机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、由于人体血浆中含有缓冲物质,可起到缓冲作用,所以用一定量酸分别滴定等量的人体血浆与0.9%NaCl溶液,两者的pH变化不同,A错误;
B、内环境稳态是机体在神经-体液-免疫调节下,通过各个器官、系统的协调活动共同维持的,是化学成分和理化性质相对稳定的状态,B错误;
C、正常情况下,内环境的各项理化性质是在适宜的范围内保持动态平衡的,C错误;
D、正常情况下,内环境的各项理化性质是经常处于变动之中的,但保持在适宜的范围内,是机体进行正常生命活动的必要条件,D正确。
故选D。
3.S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【答案】D
【分析】艾弗里实验将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能够转化为S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就越有效;如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,就不能使R型细菌发生转化。说明转化因子是DNA。题干中利用酶的专一性,研究“转化因子”的化学本质。
【详解】A、步骤①中、酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A错误;
B、步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果,B错误;
C、步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;
D、S型细菌有荚膜,菌落光滑,R型细菌无荚膜,菌落粗糙。步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态,判断是否出现S型细菌,D正确。
故选D。
4.某单链RNA病毒的遗传物质是正链 RNA(+RNA)。该病毒感染宿主后,合成相应物质的过程如图所示,其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是( )
A.+RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能
B.病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C.过程①②③的进行需 RNA 聚合酶的催化
D.过程④在该病毒的核糖体中进行
【答案】A
【分析】1、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繁殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。
2、题图分析:图示①、②过程表示RNA的自我复制过程,需要RNA聚合酶,其中①是以+RNA为模板合成-RNA的过程,②表示以-RNA为模板合成+RNA的过程。③④表示以+RNA为模板翻译出蛋白质的过程。
【详解】A、结合图示可以看出,以+RNA 复制出的子代 RNA为模板合成了蛋白质,因此+RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能,A正确;
B、病毒蛋白基因是RNA,为单链结构,通过两次复制过程将基因传递给子代,而不是通过半保留复制传递给子代,B错误;
C、①②过程是RNA复制,原料是4种核糖核苷酸,需要RNA聚合酶;而③过程是翻译,原料是氨基酸,不需要RNA聚合酶催化,C错误;
D、病毒不具有细胞结构,没有核糖体,过程④在宿主细胞的核糖体中进行,D错误。
故选A。
5.选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述,错误的是( )
A.用小球藻为实验材料,研究卡尔文循环
B.用肺炎链球菌为实验材料,研究DNA半保留复制
C.用T2噬菌为实验材料,研究DNA是遗传物质
D.用果蝇为实验材料,研究基因在染色体上
【答案】B
【分析】1、卡尔文循环指的是光合作用的暗反应阶段,在小球藻的叶绿体基质完成,在此过程中他所运用的科学方法被称为同位素标记法。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是遗传物质。3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤: 分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体分别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,该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、小球藻含有叶绿体,能进行光合作用,暗反应发生在叶绿体基质,可以用同位素标记法利用小球藻研究卡尔文循环,A正确;
B、肺炎链球菌可用于格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,用于研究生物的遗传物质;研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌,B错误;
C、赫尔希与蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验,证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、摩尔根用果蝇为实验材料,利用假说演绎法,证明基因在染色体上,D正确。
故选B。
6.蛋白D是某种小鼠正常发育所必需,缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的 A基因能控制该蛋白的合成,a基因则不能。A基因的表达受P 序列(一段 DNA 序列)的调控,如图所示。P序列在精子中是非甲基化,传给子代能正常表达;在卵细胞中是甲基化,传给子代不能正常表达。有关叙述错误的是( )
A.侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配,子代小鼠不一定是侏儒鼠
B.基因型为Aa 的侏儒鼠,A基因一定来自于母本
C.降低甲基化酶的活性,发育中的小鼠侏儒症状都能一定程度上缓解
D.A基因转录形成的mRNA通常会结合多个核糖体,产生氨基酸序列相同的多条肽链
【答案】C
【分析】表观遗传是指基因序列不发生改变,而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象,其中DNA的甲基化是常见的表观遗传。由图可知基因A上游的P序列没有甲基化,则其可正常表达,一般P序列被甲基化则其无法表达。
【详解】A、若侏儒雌鼠(aa)与侏儒雄鼠(Aa,其中A基因来自于母方)杂交后代中基因型为Aa的雌雌鼠生长发育均正常,A正确;
B、P序列在精子中是非甲基化,传给子代能正常表达;在卵细胞中是甲基化,传给子代不能正常表达,故基因型为Aa 的侏儒鼠,A基因一定来自于母本,B正确;
C、降低甲基化酶的活性,导致P序列甲基化程度降低,对A基因表达的抑制作用降低,从而使得发育中的小鼠侏儒症状(基因型为Aa)能一定程度上缓解,但基因型为aa的症状无法缓解,C错误;
D、A基因转录形成的mRNA通常会结合多个核糖体,由于mRNA碱基序列相同,所以产生的多条肽链氨基酸序列相同,D正确。
故选C。
7.图甲表示某二倍体动物减数第一次分裂形成的子细胞;图乙表示该动物的细胞中每条染色体上的DNA含量变化;图丙表示该动物一个细胞中染色体组数的变化。下列有关叙述正确的是( )
A.基因A、a所在的染色体是已发生基因突变的X染色体
B.图甲可对应于图乙中的bc段和图丙中的k1段
C.图乙中的bc段和图丙中的hj段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期
D.图乙中的cd段和图丙中gh段形成的原因都与质膜的流动性有关
【答案】C
【分析】分析甲图:甲细胞不含同源染色体,且着丝点都排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期。分析乙图:ab段形成的原因是DNA复制;bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期;cd段形成的原因是着丝点分裂;de段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。分析丙图:根据染色体组数变化可知,图示为有丝分裂过程,fg表示有丝分裂前期和中期、hj表示有丝分裂后期、kl表示有丝分裂末期。
【详解】A、图甲中染色体上出现基因A、a可能是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换的结果,也可能是基因突变的结果,且基因A、a所在的染色体不是X染色体,而是常染色体,A错误;
B、图甲细胞中每条染色体含有2个DNA分子,对应于图乙中的bc段;图甲细胞进行的是减数分裂,而图丙表示有丝分裂,B错误;
C、图乙中的bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期,而图丙中的hj段表示有丝分裂后期,因此图乙中的bc段和图丙中的hj段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期,C正确;
D、图乙中的cd段和图丙中gh段形成的原因都是由于着丝点的分裂,D错误。
故选C。
8.某夫妇表现型正常,生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩。该个体的异常配子可能来源于以下的图几(图中发生异常的染色体为性染色体,忽略性染色体异型差异)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】分析题意,XXY的男孩是减数分裂异常导致,多的一条X染色体可能来自于父亲或母亲,由于该夫妇表现正常,设相关基因为B、b,则双亲基因型为XBXb、XBY。
【详解】色盲属于伴X染色体隐性遗传病,设相关基因为B、b,一对表现型正常的夫妇生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩,则该男孩的基因型是XbXbY,该夫妇的基因型为XBXb、XBY,异常男孩可能是由于母亲在减数第二次分裂后期两条Xb的姐妹染色单体没有分离所致,即发生在次级卵母细胞中,此时细胞质应不均等分裂,细胞中无姐妹染色单体,也也无同源染色体,D符合题意。
故选D。
9.某种小鼠的毛色受AY(黄色)、A(鼠色)、a(黑色)3个基因控制,三者互为等位基因,AY对A、a为完全显性,A对a为完全显性,并且基因型AYAY胚胎致死(不计入个体数)。下列叙述错误的是( )
A.若AYa个体与AYA个体杂交,则F1有3种基因型
B.若AYa个体与Aa个体杂交,则F1有3种表现型
C.若1只黄色雄鼠与若干只黑色雌鼠杂交,则F1可同时出现鼠色个体与黑色个体
D.若1只黄色雄鼠与若干只纯合鼠色雌鼠杂交,则F1可同时出现黄色个体与鼠色个体
【答案】C
【分析】由题干信息可知,AY对A、a为完全显性,A对a为完全显性,AYAY胚胎致死,因此小鼠的基因型及对应毛色表型有AYA(黄色)、AYa(黄色)、AA(鼠色)、Aa(鼠色)、aa(黑色),据此分析。
【详解】A、若AYa个体与AYA个体杂交,由于基因型AYAY胚胎致死,则F1有AYA、AYa、Aa共3种基因型,A正确;
B、若AYa个体与Aa个体杂交,产生的F1的基因型及表现型有AYA(黄色)、AYa(黄色)、Aa(鼠色)、aa(黑色),即有3种表现型,B正确;
C、若1只黄色雄鼠(AYA或AYa)与若干只黑色雌鼠(aa)杂交,产生的F1的基因型为AYa(黄色)、Aa(鼠色),或AYa(黄色)、aa(黑色),不会同时出现鼠色个体与黑色个体,C错误;
D、若1只黄色雄鼠(AYA或AYa)与若干只纯合鼠色雌鼠(AA)杂交,产生的F1的基因型为AYA(黄色)、AA(鼠色),或AYA(黄色)、Aa(鼠色),则F1可同时出现黄色个体与鼠色个体,D正确。
故选C。
10.科研人员测定某噬菌体单链DNA的序列,得到其编码蛋白质的一些信息,如下图所示。据此作出的分析,不正确的是
A.谷氨酸(Glu)至少有两种密码子
B.终止密码子分别为TAA或TGA
C.一个碱基对替换可能引起两种蛋白发生改变
D.基因重叠能经济地利用DNA的遗传信息量
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知:不同的基因共用了相同的序列,这样就增大了遗传信息储存的容量;基因突变就是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变,基因突变后控制合成的蛋白质的分子量可能不变、可能减少、也可能增加。
【详解】A、90号和149号都编码Glu,并且碱基不同,所以Glu至少有两种密码子,A正确;
B、密码子是mRNA编码一个氨基酸的三个碱基,而这是DNA分子,没有密码子,B错误;
C、由于两个基因共用一个DNA分子片段,所以一个碱基对替换可能引起两种蛋白发生改变,C正确;
D、图中基因D的碱基序列中包含了基因E的起始到基因E的终止,由此看出基因发生了重叠,这样就增大了遗传信息储存的容量,也能经济地利用DNA的遗传信息量,D正确。
故选B。
【点睛】本题考查了噬菌体的遗传物质特殊的特殊情况,分析清楚噬菌体的基因结构是解题的关键。
11.如图①②③④分别表示不同的变异类型,基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是( )
A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D.①②变异类型均可发生在有丝分裂过程中
【答案】C
【分析】由图可知,①发生了交叉互换,属于基因重组;②是非同源染色体交换了片段,是易位,属于染色体变异;③发生了基因突变,④发生了染色体的缺失或重复,属于染色体变异。
【详解】A、可遗传变异包含基因突变、基因重组、染色体变异,由分析可知,①基因重组、②易位,属于染色体变异、③基因突变、④染色体的缺失或重复,属于染色体变异;故①-④均属于能够遗传的变异,A错误;
B、染色体结构变异中的缺失,则导致该片段上所有基因随之缺失,图③示基因内部碱基对的缺失,导致基因内部分子结构的改变,属于基因突变,B错误;
C、不论是染色体结构变异中的缺失或是重复,均会导致同源染色体中一条比另一条长,进而联会后出现图形④,C正确;
D、注意①与②的区别:①同源染色体之间互换片段,属于基因重组,发生在减数分裂的四分体时期,②为非同源染色体之间互换片段,属于染色体结构变异中的易位,可发生在减数分裂和有丝分裂,D错误。
故选C。
12.下列符合生物进化理论的叙述正确的是( )
A.长期使用青霉素会出现抗药性的细菌是细菌定向变异的结果
B.浅色桦尺蛾和黑色桦尺蛾之间协同进化可体现物种的多样性
C.若两个物种能杂交产生后代则说明它们一定不存在生殖隔离
D.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
【答案】D
【分析】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,这就是协同进化.种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、变异是不定向的,青霉素的作用是选择变异,不是引起变异,A错误;
B、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,这就是协同进化;浅色桦尺蛾和黑色桦尺蛾是同一种生物,不能协同进化,B错误;
C、若两个物种能杂交产生后代且后代不育,则说明它们存在生殖隔离,C错误;
D、利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征,化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,D正确。
故选D。
13.有关进化与生物多样性的叙述中,不正确的是( )
A.生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变
B.某校学生(男女各半)中,有红绿色盲患者3.5%(均为男生),色盲携带者占5%,则该校学生中的色盲基因频率为5.67%
C.新物种产生一定存在进化,进化一定意味着新物种的产生
D.生物多样性是协同进化的结果
【答案】C
【分析】种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、自然选择决定生物进化的方向,从而使基因频率定向改变,A正确;
B、设该校男女学生各200人,由于色盲是伴X染色体隐性遗传,Y染色体上无对应的等位基因,且色盲携带者是女性,因此该校学生中的色盲基因频率(200x3.5%+200x5%) ,(200x2+200) x100%≈5.67%, B正确;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,所以种群基因频率的变化意味着生物进化了,但不能代表新物种的产生,C错误;
D、生物多样性是协同进化的结果,生物多样性主要包括三个层次的内容:遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性,D正确。
故选C。
14.若某种生物的遗传物质碱基组成如下图,则此生物最可能是 ( )
A.T2噬菌体 B.肺炎双球菌
C.烟草花叶病毒 D.酵母菌
【答案】C
【分析】DNA 分子结构中,两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕,构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面,碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补,通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连,形成相当稳定的组合。碱基互补配对的原则为A-T、G-C,因此嘌呤数目(A+G)=嘧啶数目(T+C)。
【详解】该生物的遗传物质中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不同,说明该生物的遗传物质为RNA。A、B、D生物的遗传物质均为DNA,只有C项生物的遗传物质为RNA。
故选C。
15.脊柱发育不良(SMD K)的发生与常染色体上TRP V 4基因的突变有关。现有一SMD K患者家系如下图1,科研人员对该家系各成员TRP V 4基因所在的同源染色体上相应位点序列进行检测,结果如下表,下列叙述正确的是( )
成员
测序结果
I-1、I-2、Ⅱ-1
…TACTTCACCCGTGGGCTGAAG…
Ⅱ-2、III-1
…TACTTCACCCGTGGGCTGAAG…和…TACTTCACCCATGGGCTGAAG
A.Ⅱ-2的致病基因来自于I-1和I-2
B.TRPV 4基因发生了A-T碱基对替换为G-C导致突变
C.I-1产生配子时发生了TRP V 4基因隐性突变可能导致该家系SMDK发生
D.Ⅱ-2早期胚胎细胞中发生了TRP V 4基因显性突变可能导致该家系SMD K发生
【答案】D
【分析】根据测序结果,分析是否携带致病基因,并且根据系谱图判断携带致病基因的原因;根据测序结果分析基因突变的原因,是做题的关键。
【详解】A、根据系谱图推测I-1和I-2应该携带致病基因,但是根据表格中TRPV4基因测序结果,可知I-1和I-2并不携带致病基因;II-2、III-1同源染色体上只携带一个致病基因,该致病基因为显性基因,III-1的致病基因来自于II-2,而II-2的致病基因来自于基因突变(新基因产生的途径),A错误;
B、根据表格TRPV4基因序列比对,可知TRPV4基因发生了G-C碱基对替换为A-T,从而导致基因突变,B错误;
C、I-1产生配子时发生了TRP V 4基因隐性突变,因为I-2不携带致病基因,则II-2为致病基因携带者,不会导致该家系SMDK发生,C错误;
D、Ⅱ-2早期胚胎细胞中发生了TRP V 4基因显性突变,II-2会出现SMDK,II-1不携带致病基因,会导致后代有可能患病,所以可能导致该家系SMDK发生,D正确。
故选D。
16.某地草地贪夜蛾(二倍体)幼虫大量啃食植物的茎和叶,严重危害农作物。使用有机磷杀虫剂对其防治一段时间后,其抗药性快速增强。研究发现其常染色体上抗性相关基因a可突变为a1、a2。对该地草地贪夜蛾的基因型及比例进行调查,结果如表下列叙述,正确的是( )
草地贪夜蛾的基因型及比例
项目
基因型%
aa
aa1
aa2
a1a1
a1a2
a2a2
比例
20
18
24
1
15
22
A.a1、a2的产生体现了基因突变的不定向性
B.各基因型的产生体现了自然选择的不定向性
C.该种群中a1、a2基因频率分别为21.9%和51.9%
D.a、a1、a2的遗传不遵循基因分离定律
【答案】A
【分析】基因频率的计算:(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。(2)一个基因的频率=基因个数÷全部等位基因数×100%。
【详解】AB、a产基因突变生a1、a2,三者之间互为等位基因,体现了基因突变的不定向性,自然选择是定向的,A正确、B错误;
C、a1基因频率=(18+1×2+15)÷(100×2)×100%=17.5%,a2基因频率=(24+15+22×2)÷(100×2)×100%=41.5%,C错误;
D、a、a1、a2属于复等位基因,遗传遵循基因分离定律,D错误。
故选A。
17.蜜蜂中,雌蜂是雌雄配子结合产生的,雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为:雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd;雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是( )
A.AaDd和AD
B.AaDd和aD
C.AADd和ad
D.Aadd和AD
【答案】A
【分析】雄蜂的基因型是 AD、Ad、aD、ad,因其由未受精的卵直接发育而来的,故其母本产生的卵细胞是AD、Ad、aD、ad,得出其基因型为AaDd,再据子代雌蜂的基因型 AADD、AADd、AaDD、AaDd,逆推出父本雄峰的基因型为AD。
【详解】据题意,雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的,子代中雄蜂基因型是 AD、Ad、aD、ad,所以其母本的卵细胞是AD、Ad、aD、ad,根据基因的自由组合定律,推出亲本雌蜂的基因型是AaDd,雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体,子代中雌蜂基因型是 AADD、AADd、AaDD、AaDd,而卵细胞是AD、Ad、aD、ad,所以精子是AD,故亲本中雄蜂的基因型是AD,A正确,BCD错误。
故选A。
18.基因敲除技术是目前分子生物学应用十分广泛的技术。有一种研究思路是当基因中插入某一个基因时,可造成被插入基因不能表达,从而起到敲除基因的作用。图1、图2为不同染色体上的片段,图3为一小段DNA片段。下列分析正确的是( )
A.图1中基因1对应的两条链在减数第一次分裂各自移向细胞两极
B.图2中的基因3插入图1的②位置引起的变异,属于基因重组
C.图3片段插入图1的位置①引起的变异属于易位
D.图3片段插入图1的位置②可引起DNA结构的改变,属于基因突变
【答案】B
【分析】基因重组是指在自然状态下,进行减数分裂的生物控制不同性状的基因的重新组合,人工状态下的基因工程也属于基因重组;DNA分子(基因区)中碱基对的增添、缺失或改变而引起碱基序列的改变叫做基因突变。
【详解】A、图1中基因1对应的两条链属于同一个DNA分子,在减数第一次分裂后期移向细胞同一极,A错误;
B、基因3插入图甲的②位置,与基因1和基因2位于同一个DNA分子上而引起的变异,属于基因重组,B正确;
C、图3片段插入图甲的①位置,导致基因1的碱基对增添,引起的变异属于基因突变,C错误;
D、图3片段插入图甲的②位置可引起DNA结构的改变,由于②位置为非基因片段,故不属于基因突变,D错误。
故选B。
19.某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记,其中一对同源染色体上有基因A和a,现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂,产生四个子细胞,分裂过程中无基因突变和染色体变异发生。下列叙述中正确的是( )
A.若四个子细胞中均含8条染色体,则每个子细胞中均含2个A基因
B.若四个子细胞中均含4条染色体,则每个子细胞均含有a基因
C.若每个子细胞中的全部核DNA均含15N,则每个子细胞均含4条染色体
D.若每个子细胞中有一半核DNA含15N,则每个子细胞均含4条染色体
【答案】C
【分析】减数分裂与有丝分裂的区别:有丝分裂可连续进行,有丝分裂复制一次,细胞分裂一次, 产生与亲代细胞一样的两个子细胞;减数分裂复制一次,细胞连续分裂两次,产生的子细胞中核DNA和染色体是亲代细胞的一半。
【详解】A、若四个子细胞中均含8条染色体(染色体数目与体细胞相同) ,则精原细胞进行的是有丝分裂,子细胞的基因型与体细胞相同,则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因,A错误;
B、若四个子细胞中均含4条染色体(染色体数目是体细胞的一半) ,则说明精原细胞进行的减数分裂,等位基因会发生分离,形成4个精细胞两两相同,故有一半子细胞含有a基因,B错误;
C、若四个子细胞中的核DNA均含15N,说明DNA只复制一次,则精原细胞进行的是减数分裂,产生的四个子细胞为精细胞,染色体数目是体细胞的一半,因此每个子细胞均含4条染色体,C正确;
D、若四个子细胞中有一半核DNA含15N,说明DNA不止复制一次,则细胞进行的是有丝分裂,所以每个子细胞均含8条染色体,D错误。
故选C。
20.将八氢番茄红素合成酶基因(PSY)和胡萝卜脱氢酶基因(ZDS)导入水稻细胞,培育而成的转基因植株“黄金水稻”具有类胡萝卜素超合成能力,其合成途径如图所示。已知目的基因能一次或多次插入并整合到水稻细胞染色体上(不考虑其他变异),下列叙述错误的是( )
A.若某一转基因植株自交后代中橙色大米:亮红色大米:白色大米的比例为3:12:1时,则有PSY、ZDS插在同一条染色体上
B.若有一个PSY和一个ZDS分别插入到2条非同源染色体上,则此转基因植株自交后代中白色大米:橙色大米:亮红色大米的比例为4:3:9
C.若某一转基因植株自交后代中出现白色大米:亮红色大米的比例为1:15,则PSY只插在一条染色体上
D.若只有一个PSY和一个ZDS插入到同一条染色体上,无其他位置插入这两种基因,则此转基因植株自交后代中亮红色大米:白色大米的比例为3:1
【答案】C
【分析】假设八氢番茄红素合成酶基因(PSY) 用A/a表示,胡萝卜脱氢酶基因(ZDS) 用B/b表示。A_ B_表现为亮红色,A_ bb表现为橙色,aa_ _ 表现为白色。
【详解】 A、若某一转基因植株自交后代中橙色大米:亮红色大米:白色大米的比例为3 :12 :1时,属于9:3:3 :1的变式,符合自由组合定律,且白色占1份,说明没有出现aaB_的基因型,亮红色增加了3份,说明存在PSY(A)和ZDS(B)在同一条染色体,即说明有一个PSY(A)和一个ZDS(B)分别插入到2条非同源染色体上,因目的基因可以多次插入,则可能有PSY、ZDS插在同一条染色体上,如:,A正确;
B、一个PSY和一个ZDS分别插入到2条非同源染色体上,假定转入PSY基因的用A表示,没有转入PSY基因的用a表示,转入ZDS基因的用B表示,没有转入ZDS基因的用b表示,转基因水稻的基因型是AaBb,由于遵循遵循自由组合定律,自交后代的基因型及比例是A_ B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1,A_B_含有两种转基因,表现为亮红色,A_ bb只含有PSY基因,表现为橙色,aaB_ 、aabb为白色,其后代中白色大米:橙色大米:亮红色大米的比例为4:3:9,B正确;
C、若某一转基因植株自交后代中出现白色大米:亮红色大米=1:15,符合9:3:3:1,不一定有PSY、ZDS插在同一条染色体上,可能如图所示 : ,C错误;
D、若有一个八氢番茄红素合成酶基因(PSY)和一个胡萝卜脱氢酶基因(ZDS)插入到同一条染色体上,符合分离定律,不符合自由组合定律,则此转基因植株基因型可视为AB/ab,自交后代中亮红色大米∶白色大米的比例为3∶1,D正确。
故选C。
二、综合题
21.图1表示遗传信息的传递方向,其中序号代表相应生理过程,图2表示基因表达的部分过程,请据图分析回答:
(1)图1中能够发生A与U(或U与A)配对的过程有_____(填序号),可在人体正常细胞内发生的过程有_____(填序号)。
(2)与DNA分子相比,RNA分子中特有的化学组成是_____和_____。
(3)图一中,①过程的模板为_____,所需的酶有_____。
(4)图2中甘氨酸的密码子是_____,mRNA的5’端在_____侧。(左或右)
(5)若要改变图2中合成的蛋白质分子,将图中天冬氨酸变成缬氨酸(缬氨酸密码子为GUU、GUC、GUA、GUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即_____。
(6)若图1蛋白质为血红蛋白,则基因通过控制_____控制生物体性状。
【答案】(1) ②③④⑤ ①③⑤
(2) 核糖 尿嘧啶
(3) DNA解旋开的每一条母链 解旋酶DNA聚合酶
(4) GGU 左
(5)T一A
(6)蛋白质的结构
【分析】分析可知,图1表示遗传信息的传递方向,其中①表示DNA自我复制,②表示逆转录,③表示转录,④表示RNA自我复制,⑤表示翻译。图2表示翻译,其中密码子是信使RNA上决定氨基酸的 3个相邻的碱基。
【详解】(1)图1中①DNA自我复制过程中的碱基配对方式为:A-T、T-A、C-G、G-C,②逆转录过程中的碱基互补配对方式为:A-T、U-A、C-G、G-C,③转录过程中的碱基互补配对方式为:A-U、T-A、C-G、G-C,④RNA分子复制过程中的碱基互补配对方式为:A-U、U-A、C-G、G-C, ⑤翻译过程中的碱基互补配对方式为:A-U、U-A、C-G、G-C,因此能够发生A与U相互配对的有②③④⑤;图1中可在人体正常细胞内发生的过程有①DNA复制、③转录、⑤翻译,而逆转录和RNA自我复制只能发生在被某些RNA病毒侵染的细胞中。
(2)与DNA分子相比,RNA分子中特有的化学组成是核糖和尿嘧啶,DNA特有的是脱氧核糖和胸腺嘧啶。
(3)①表示DNA自我复制,故DNA解旋开的每一条母链都可以作为模板。所需酶包括解旋酶、DNA聚合酶。
(4)图2中甘氨酸的密码子是位于信使RNA上三个连续的碱基,即GGU。图2中,空载tRNA从左边运输,mRNA的5’端在左侧。
(5)图中天冬氨酸密码子为GAC,相应的DNA模板链上碱基为CTG;缬氨酸密码子为GUU、GUC、GUA、GUG;若将图中天冬氨酸变成缬氨酸,且只改一个碱基,则缬氨酸密码子可为GUC,则相应DNA的模板链碱基为CAG,故T→A。
(6)若图1蛋白质为血红蛋白,则基因通过控制蛋白质的结构控制生物体性状。
22.下图甲为家鸡细胞分裂某些时期的示意图(部分染色体),图乙为家鸡某个细胞发生三个连续生理过程时细胞中染色体条数变化曲线。回答下列有关问题:
(1)完成家鸡基因组计划时需要测定_____条染色体上的DNA序列。
(2)图甲中①细胞所处时期位于图乙曲线中的_____段。若体细胞基因型为AaBb,图甲细胞②出现变异的类型_____,据图③推测,最终产生的三个极体的基因型分别为_____;
(3)图乙中,存在同源染色体的时期为_____(用图中字母表示)
(4)I和Ⅱ过程维持了前后代体细胞中_____的恒定,对于生物的_____有重要意义。
【答案】(1)21
(2) KL 基因突变 AB、ab、ab
(3)AB和IN
(4) 染色体数目 遗传和变异
【分析】①细胞每一极都具有同源染色体,没有染色单体,是有丝分裂后期;②细胞有同源染色体没有发生联会,是有丝分裂前期;③细胞上下两极不均等分裂,没有同源染色体,是减数第二次分裂后期的细胞,为次级卵母细胞;乙图中Ⅰ阶段是减数分裂过程,Ⅱ过程发生了受精作用,Ⅲ过程是有丝分裂过程。
【详解】(1)通过乙图分析,家鸡的体细胞中有20对染色体,因家鸡有性染色体,基因组计划需要测定19条常染色体加2条性染色体上的DNA序列。
(2)①细胞每一极都具有同源染色体,没有染色单体,是有丝分裂后期,处于图乙种的KL段;图甲②处于有丝分裂前期,发生的变异是基因突变;图3上面的一极形成极体,基因型是AB,根据该次级精母细胞可分析第一极体的基因型是aabb,形成两个ab的极体,故三个极体是AB、ab、ab。
(3)有丝分裂的全过程都存在同源染色体,减数第一次分裂存在同源染色体,故图乙种AB和IN段存在同源染色体。
(4)减数分裂使染色体数目减半,形成多样的配子,通过受精作用恢复染色体数目,形成更多样的受精卵;减数分裂和受精作用维持了前后代体细胞中染色体的恒定,对于生物的遗传有重要意义。
23.已知果蝇中,灰身与黑身是一对相对性状(相关基因用A、a表示),直毛与分叉毛是一对相对性状(相关基因用B、b表示)。现有两只亲代果蝇杂交,子代中雌、雄蝇表现型比例如下图所示。
(1)亲本雌、雄果蝇的基因型分别为_____。
(2)若子代中出现一只分叉毛雌果蝇,关于产生的原因,科研人员提出了以下几种假说:
假说一:该个体发生了一条染色体丢失;
假说二:该个体发生了上述基因所在的一条染色体部分片段(含相应基因)缺失;
假说三:该个体一条染色体上的某个基因发生了突变。
①经显微镜观察,该个体一个初级卵母细胞中_____的个数为4个,可以否定假说一;
②已知可以对B、b基因进行荧光标记。经显微镜观察,该个体初级卵母细胞中荧光点的数目为_____个,可以否定假说二;
③现已确定发生原因为基因突变,则应为_____(显/隐)性突变。让该突变个体与直毛雄蝇杂交可进一步确定。请写出遗传图解:_____
【答案】(1)AaXBXb、AaXBY
(2) 四分体 4 隐
【分析】分析柱形图:子代雌雄果蝇中灰身∶黑身=3∶1,说明控制灰身与黑身的基因位于常染色体上,且灰身(A)相对于黑身(a)是显性性状;子代雄蝇全为直毛,雌蝇中直毛∶分叉毛=1∶1,说明控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上,且直毛(B)相对于分叉毛(b)是显性性状。
【详解】(1)根据图形分析可知,子代雌雄果蝇中灰身∶黑身=3∶1,说明控制灰身与黑身的基因位于常染色体上,且灰身(A)相对于黑身(a)是显性性状,双亲的相关基因型为Aa和Aa;子代雄蝇全为直毛,雌蝇中直毛∶分叉毛=1∶1,说明控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上,且直毛(B)相对于分叉毛(b)是显性性状,双亲相关基因型为XBXb 和XBY,故亲本雌、雄果蝇的基因型分别为AaXBXb、AaXBY。
(2)①果蝇体细胞中有8条染色体,在减数分裂时能形成4个四分体,若显微镜观察到该雌性个体减数第一次分裂前期有4个四分体,说明没有丢失染色体,可以否定假说一(如果该雌性个体丢失了一条染色体,只会观察到3个四分体,则假说一成立)。
②减数第一次分裂的间期,染色体进行复制,染色体上的基因也随之复制,导致染色体上的基因加倍,对B、b基因进行荧光标记,经显微镜观察,若该初级卵母细胞中荧光点的数目为4个,可证明该雌性个体没有发生上述基因所在的一条染色体部分片段(含相应基因)缺失,可以否定假说二。
③现已确定分叉毛雌果蝇的出现是基因发生了突变,则可能是发生了B→b的隐性突变,导致该雌性个体的基因型由XBXb(直毛)变为XbXb(分叉毛),该突变雌性果蝇XbXb与直毛雄蝇XBY杂交,后代表现型及比例为直毛雌蝇∶分叉毛雄蝇=1∶1,其遗传图解如下:
24.我国是粮食生产和消费大国,创新育种是解决粮食问题的重要途径,请用所学遗传学知识解决下列育种问题。
Ⅰ.玉米是我国重要的粮食作物。已知植株长节(A)对短节(a)为显性,胚乳黄色(B)对白色(b)为显性,植株紫色(C)对绿色(c)为显性,胚乳非糯性(D)对糯性(d)为显性。玉米的部分显性基因及其在染色体上的位置如图所示(图中的1、6与9表示染色体序号),据图回答下列有关问题:
(1)让纯合的植株长节胚乳非糯性的玉米与纯合的植株短节胚乳糯性的玉米进行杂交,从F2中选择长节胚乳糯性的植株,通过__________,获得稳定遗传的长节胚乳糯性玉米,是最常规方法。
(2)让纯合的胚乳黄色植株紫色的玉米与胚乳白色植株绿色的玉米进行杂交,F2中部分个体出现胚乳黄色植株绿色和胚乳白色植株紫色表现型的植株,原因是____________________。
II.杂交育种工作的关键步骤是去雄,人工去雄耗时费力,生产上需要培育雄性不育系。
(1)现有一个含多种优良性状的新品种B,欲得到其雄性不育系,传统的方法如下图:
________________、___________
步骤1:用B与雄性不育系A(仅在细胞质中含有不育基因S)杂交,然后再经过步骤2、步骤3最终得到B的雄性不育系。请将上图中的F1和B雄性不育系基因或染色体补充完整。选择步骤3的亲本(从所给材料:A品系、B品系、F1、F2)母本________________,父本___________。步骤3需要连续进行4~6年,育种周期长。
(2)研究人员发现,CENH3基因突变体会导致早期胚死亡,通过基因编辑技术对此突变基因进行修饰改造后,得到的植株M不仅能挽救胚致死,而且将M与野生型杂交后,发现受精卵中来自M的染色体全部消失,发育为仅含有野生型染色体的__________倍体。
(3)利用基因编辑技术改造A品系的CENH3基因,若采用(2)中的方法。可以快速培育出品种B的雄性不育系。请写出简要育种思路:(可以用流程图表示)_____________________________。
【答案】 逐代自交,淘汰短节糯玉米,直到不发生性状分离 在减数分裂过程中一对6号同源染色体上的非姐妹染色单体出现交叉互换,导致形成Bc和bC类型的配子 S(AB) S(BB) F2(子代) B品 单 用A品系作母本,B品系作父本杂交得到单倍体S(B),用秋水仙素处理单倍体S(B),使染色体数目加倍得到S(BB)
【分析】1、基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
2、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。
3、题图分析:雄性不育性状是由细胞核基因和细胞质基因共同作用的,让基因型为S(AA)的个体做母本与基因型为F(BB)做父本杂交,细胞质是母性遗传,故为S,核基因符合孟德尔遗传是AB,所以得到F1,其基因型是S(AB),再以S(AB)做母本与基因型为F(BB)做父本多代回交,筛选得到B的细胞质雄性不育系,即基因型为S(BB)。
【详解】Ⅰ.(1)杂交→自交→选优的育种方法,通过基因重组把不同个体的优良性状可集中于同一个体上,让纯合的植株长节胚乳非糯性的玉米与纯合的植株短节胚乳糯性的玉米进行杂交,从F2中选择长节胚乳糯性的植株,通过逐代自交,淘汰短节糯玉米,直到不发生性状分离,获得稳定遗传的长节胚乳糯性玉米,是最常规的杂交育种方法。
(2)让纯合的胚乳黄色植株紫色的玉米与胚乳白色植株绿色的玉米进行杂交,得F1(基因型为BbCc),其产生的雄(或雌)配子及比例为BC:bc=1:1。F1自交得F2,F2的表现型及比例应为胚乳黄色植株紫色:胚乳白色植株绿色=3:1,若在减数分裂过程中一对6号同源染色体上的非姐妹染色单体出现交叉互换,导致形成Bc和bC类型的配子,则F2中部分个体会出现胚乳黄色植株绿色和胚乳白色植株紫色表现型的植株。
II.(1)雄性不育性状是由细胞核基因和细胞质基因共同作用的,让基因型为S(AA)的个体做母本与基因型为F(BB)做父本杂交,细胞质是母性遗传,故为S,核基因符合孟德尔遗传是AB,所以得到F1,其基因型是S(AB),再以S(AB)做母本与基因型为F(BB)做父本多代回交,筛选得到B的细胞质雄性不育系,即基因型为S(BB),故③为S(AB)、④为S(BB)。步骤3通过两个亲本杂交,因F2含有细胞质的不育基因S,可选择F2做母本,则B品系做父本,步骤3需要连续进行4~6年的培育,最终得到B的雄性不育系,育种周期长。
(2)研究人员发现,CENH3基因突变体会导致早期胚胎死亡,通过基因编辑技术对此突变基因进行修饰改造后,得到的植株M不仅能挽救胚胎致死,而且将M与野生型杂交后,发现受精卵中来自M的染色体全部消失,发育为仅含有野生型植株配子的染色体的单倍体,这种转基因植株M称为单倍体。
(3)根据(2)中的技术,利用A快速培育出品种B的细胞质雄性不育系的育种思路如下:利用基因编辑技术改造A的CENH3基因,得到A品系的单倍体;用A品系作母本,B品系作父本杂交得到单倍体S(B),用秋水仙素处理单倍体S(B),使染色体数目加倍得到S(BB)。
【点睛】本题以玉米的多对相对性状为情境,考查自由组合定律,育种的相关知识,旨在考查考生的理解能力、获取信息的能力和实验与探究能力,以及科学思维和科学探究的核心素养。
三、实验题
25.罗汉果甜苷具有重要的药用价值,它分布在罗汉果的果肉、果皮中,种子中不含这种物质,而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果,科研人员利用秋水仙素处理二倍体罗汉果,诱导其染色体加倍,得到下表所示结果。请分析回答:
处理
秋水仙素浓度(%)
处理株数(棵)
处理时间(d)
成活率(%)
变异率(%)
滴芽尖生长点法
0. 05
30
5
100
1.28
0. 1
86. 4
24. 3
0. 2
74. 2
18. 2
(1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是_____。选取芽尖生长点作为处理的对象,理由是_____。
(2)上述研究中,自变量是_____,因变量是_____。
(3)鉴定体细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目是否加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖进行固定,再经_____、_____染色和制片,制得变异植株芽尖的临时装片,最后选择处于_____的细胞进行染色体数目统计。
(4)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,还需要继续进行的操作是_____。
【答案】(1) 抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成 芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异
(2) 秋水仙素溶液的浓度 被处理植株的成活率和变异率
(3) 解离 漂洗 有丝分裂中期
(4)用四倍体罗汉果与二倍体罗汉果杂交,获得三倍体无子罗汉果
【分析】分析表格:该实验的自变量是秋水仙素的浓度,因变量是处理植株的成活率和变异率。表中数据表明:用0.1%秋水仙素滴芽尖生长点时,变异率最高。诱导染色体数目加倍常用的方法是秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,也可以用低温诱导的方法,它们的原理相同,都是抑制纺锤体的形成。
【详解】(1)秋水仙素能诱导染色体数目加倍,其作用原理是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍;因为芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异,所以用秋水仙素处理时要选取芽尖生长点作为处理的对象。
(2)由题干可知,秋水仙素浓度是人为改变的量,为自变量;随着秋水仙素浓度改变而改变的量是处理植株的成活率和变异率,故处理植株的成活率和变异率是因变量。
(3)染色体变异可以通过显微镜观察到,但需要制作临时装片,其步骤是解离、漂洗、染色和制片;最后选择处于有丝分裂中期的细胞,进行染色体数目统计,因为该时期染色体数目清晰,形态稳定,是观察染色体数目和形态的最佳时期。
(4)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,可用四倍体罗汉果与二倍体杂交,这样即可获得三倍子无籽罗汉果。
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