北京市第五十五中学2023-2024学年高一下学期期中考试生物试题(原卷版+解析版)
展开高一生物(等级考)
本试卷共10页,共100分,调研时长90分钟
第一部分(选择题 共50分)
(共35小题,1~20题每小题1分,21~35题每小题2分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)
1. 一对相对性状纯合亲本的杂交实验如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉,实现亲本杂交
B. F1自交后代中同时出现紫花、白花的现象称为性状分离
C. 该图中紫花、白花的显隐性只能由P和F1确定,不能由F1和F2确定
D. F2的紫花豌豆中纯合子比例为
【答案】B
【解析】
【分析】
亲本为纯合紫花和白花,子一代表现为紫花,据此可判断紫花为显性,白花为隐性。根据子二代表现为紫花白花=3∶1,可判断花色性状的遗传遵循基因的分离定律。
【详解】A、豌豆为闭花授粉植物,应在开花前对母本去雄,A错误;
B、F1表现为紫花,自交后代中同时出现紫花、白花现象,这一现象称为性状分离,B正确;
C、该图中紫花、白花的显隐性可以由P和F1确定,也能由F1和F2确定,C错误;
D、F2的紫花豌豆中纯合子与杂合子比列为1:2,因此F2的紫花豌豆中纯合子比例为1/3,D错误。
故选B。
【点睛】
2. 下列叙述正确的是( )
A. 两个纯合子相交,后代必定是纯合子B. 两个杂合子相交,后代必定是杂合子
C. 纯合子自交的后代都是纯合子D. 测交后代都是杂合子
【答案】C
【解析】
【分析】体细胞内同时含有等位基因的为杂合子,体细胞内不含等位基因的为纯合子。
【详解】A、两个纯合子相交,后代不一定是纯合子,例如AA和aa杂交,后代为Aa杂合子,A错误;
B、两个杂合子相交,后代不一定是杂合子,例如Aa和Aa杂交,后代为AA、Aa、aa,既有纯合子也有杂合子,B错误;
C、纯合子不含等位基因,自交的后代也肯定不含等位基因,都是纯合子,C正确;
D、测交后代不一定是杂合子,例如Aa和aa测交,后代为Aa、aa,既有纯合子也有杂合子,D错误。
故选C。
3. 某生物的基因型为AaBb,这两对基因的遗传符合自由组合定律。该生物测交后代中,与两个亲本基因型都不同的个体所占的百分比是( )
A. 25%B. 50%C. 75%D. 100%
【答案】B
【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。
【详解】A、基因型为AaBb的个体测交,亲代为AaBb×aabb,后代中与亲本基因型不同的个体(aaBb、Aabb)所占的比例是50%,A错误;
B、基因型为AaBb的个体测交,根据基因自由组合定律,亲代为AaBb×aabb,后代的基因型及比例为:AaBb:aaBb:Aabb:aabb=1:1:1:1,后代中与亲本基因型都不同的个体(aaBb、Aabb)所占的比例是50%,B正确;
C、后代的基因型及比例为:AaBb:aaBb:Aabb:aabb=1:1:1:1,后代中与亲本基因型不同的个体(aaBb、Aabb)所占的比例是50%,C错误;
D、该生物测交后代中,与两个亲本基因型都不同的个体所占的百分比是50%,D错误。
故选B。
4. 遗传因子组成为AabbDD的个体自交后,其后代性状表现的比例接近于( )
A. 9∶3∶3∶1B. 3∶3∶1∶1C. 1∶2∶1D. 3∶1
【答案】D
【解析】
【分析】逐对分析法:首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题;其次根据基因的分离定律计算出每一对相对性状所求的比例,最后再相乘。
【详解】基因型为Aa个体自交,后代表现型之比为3:1,基因型为bb的个体自交,后代均为隐性性状;基因型为DD的个体自交,后代表现型均为显性性状,因此基因型为AabbDD的个体自交后,其后代表现型的比例为(3:1)×1×1=3:1。ABC错误,D正确。
故选D。
5. 小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(T)对易染病(t)为显性,两对基因可自由组合。现用DDTT与ddtt两个品系作亲本,在F2中选育矮秆抗病类型,F2中最理想的基因型(纯合子)在F2中所占比例为
A. 1/16B. 2/16C. 3/16D. 4/16
【答案】A
【解析】
【分析】
孟德尔的两对相对性状的杂交实验简记:双亲纯种显和隐;杂交F1全显性;F2四性状——两个亲本、两个重组,比值恰为9∶3∶3∶1。9为两显性(性状),3为两重组(性状),1为两隐性(性状)。
【详解】高秆抗病(DDTT)与矮秆不抗病(ddtt)品种杂交得F1(DdTt),F1自交所得F2有9种基因型,4种表现型,其中矮秆抗病类型的基因型有ddTT和ddTt两种,最合乎理想的基因型为ddTT,在F2中所占比例为1/4×1/4=1/16。故A正确,B、C、D错误。
故选A。
【点睛】
6. 有丝分裂和减数分裂的共同点是 ( )
A. 同源染色体联会B. 姐妹染色单体分开
C. 子细胞染色体数目减半D. 非同源染色体自由组合
【答案】B
【解析】
【分析】同源染色体:减数第一次分裂期开始不久,初级精母细胞中原来分散的染色体进行两两配对。配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,叫做同源染色体。
【详解】A、有丝分裂没有同源染色体的联会,A错误;
B、有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都有着丝点分裂,姐妹染色单体的分开的过程,B正确;
C、有丝分裂结果子代与亲代染色体数目相同没有减半,C错误;
D、有丝分裂没有非同源染色体自由组合的过程,D错误。
故选B。
7. 果蝇红眼基因(W)对白眼基因(w)为显性,位于X染色体上。在摩尔根的果蝇杂交实验中,下列叙述正确的是
A. 亲本雌果蝇的基因型为XWXw
B. F2白眼果蝇中既有雄性,又有雌性
C. F1全为红眼果蝇,F2出现性状分离
D. 控制果蝇眼色的基因和性染色体遵循自由组合定律
【答案】C
【解析】
【详解】在摩尔根的果蝇杂交实验中,亲本雌果蝇的基因型为XWXW,亲本雄果蝇的基因型为XwY;F1的基因型为XWXw、XWY,全为红眼果蝇;F1雌雄果蝇交配,F2的基因型及其比例为XWXW ∶XWXw ∶ XWY ∶XwY=1∶1∶1∶1,表现型及其比例为红眼∶白眼=3∶1,可见F2出现性状分离,F2白眼果蝇均为雄性;控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,遵循基因的分离定律且表现为伴性遗传。综上分析,A、B、D均错误,C正确。
【点睛】摩尔根的果蝇杂交实验现象及解释
8. 一对色觉正常的夫妇生了一个红绿色盲的男孩。男孩的外祖父、外祖母和祖母色觉都正常,祖父为色盲。该男孩的色盲基因来自( )
A. 祖父B. 祖母C. 外祖父D. 外祖母
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:已知色盲是伴X隐性遗传病,则该红绿色盲男孩的基因型是XbY,其致病基因Xb一定来自于他的妈妈(而与父亲无关,父亲提供的是Y),但是妈妈正常,所以妈妈的基因型是XBXb,由题干已知外祖父母色觉都正常,外祖父给妈妈的一定是XB,则妈妈的色盲基因肯定来自于外祖母(XBXb)。
考点:本题考查伴性遗传的相关知识点,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度。
9. T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了( )
A. DNA是遗传物质B. RNA是遗传物质
C. 蛋白质是遗传物质D. 糖类是遗传物质
【答案】A
【解析】
【分析】1、肺炎双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。
2、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】噬菌体属于DNA病毒,只含有DNA和蛋白质,而且噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳留在细菌外,根据噬菌体侵染细菌之后的后续放射性分析发现子代噬菌体中检测到了32P的放射性,而没有检测到35S的放射性,由此证明了DNA才是在亲子代之间有连续性的物质,因此该实验证明DNA是遗传物质。即A正确。
故选A。
10. 新型冠状病毒是一种RNA病毒。当其遗传物质RNA完全水解后,得到的化学物质是( )
A. 氨基酸、葡萄糖、含氮碱基B. 核糖、核苷酸、葡萄糖
C. 氨基酸、核苷酸、葡萄糖D. 核糖、含氮碱基、磷酸
【答案】D
【解析】
【分析】1、核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种,构成DNA与 RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基形成,每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成。
2、脱氧核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异有:①五碳糖不同,脱氧核苷酸中的五碳糖是脱氧核糖,核糖核苷酸中的五碳糖是核糖;②碱基不完全相同,脱氧核苷酸中的碱基是A、T、 G、C,核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C。
【详解】新型冠状病毒是一种RNA病毒。每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成,当其遗传物质RNA完全水解后,得到的是核糖、含氮碱基、磷酸。D正确,A、B、C错误。
故选D。
11. 下列关于DNA分子双螺旋结构主要特点的叙述,正确的是( )
A. 核苷酸通过肽键互相连接
B. A与T配对,C与G配对
C. DNA分子的两条链方向相同
D. 碱基和磷酸交替排列在内侧
【答案】B
【解析】
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、核苷酸通过磷酸二酯键互相连接,A错误;
B、在DNA分子双螺旋结构中,碱基通过氢键连接形成碱基对且遵循碱基互补配对原则,A与T配对,C与G配对,B正确;
C、DNA分子的两条链方向相反,C错误;
D、碱基和磷酸交替排列在外侧,D错误。
故选B。
12. 假设一个DNA分子中有2000个碱基对,已知含有胞嘧啶880个,推算这个DNA分子中应含有的胸腺嘧啶数是
A. 880个B. 120个C. 1120个D. 2000个
【答案】C
【解析】
【详解】依题意和碱基互补配对原则,在该DNA分子中,A+T+C+G=4000个,C=G=880个,则该DNA分子中A=T=(4000-880-880)÷2=1120个,ABD错误,C正确。
故选C。
13. 决定自然界中真核生物多样性和特异性的根本原因是( )
A. 蛋白质分子的多样性和特异性
B. DNA分子的多样性和特异性
C. 氨基酸种类的多样性和特异性
D. 化学元素和化合物的多样性和特异性
【答案】B
【解析】
【分析】1、DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性。、
2、DNA分子的特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
【详解】生物的性状是由遗传物质决定的,而绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此决定自然界中生物多样性和特异性的根本原因是生物体内DNA分子的多样性和特异性,ACD错误,B正确。
故选B。
14. 图为DNA分子部分结构示意图,以下叙述正确的是
A. 若A链中A+T占48%,则B链A+T占52%
B. ④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸
C. A链、B链的方向相反,共含有两个游离的磷酸基团
D. DNA分子中碱基排列在内侧,构成基本骨架
【答案】C
【解析】
【分析】由上图可知DNA两条链,A链与B链方向相反,且①为磷酸,②为脱氧核糖,③为胞嘧啶(含氮碱基),④并不是一个脱氧核苷酸,只是上一个脱氧核苷酸的磷酸基团与下一个脱氧核苷酸的胞嘧啶和脱氧核糖相连形成的结构而已,⑤为氢键,⑥和⑦均为磷酸二酯键。
【详解】若A链中A+T占整个DNA分子碱基总量的48%,由于A链与B链是互补的,则B链中A+T也是占碱基总量的48%,故A错误;④并不是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸,只是上一个脱氧核苷酸的磷酸基团与下一个脱氧核苷酸的胞嘧啶和脱氧核糖相连形成的结构,故B错误;A链从上到下,方向为5’端到3’端、B链的方向则恰好相反,每条链5’端含一个游离的磷酸基团,故共含有两个游离的磷酸基团,C项正确;DNA分子中碱基排列在内侧,A与T配对,C与G配对,碱基之间通过氢键相连,而外侧是磷酸与脱氧核糖交替连接构成基本骨架,故D项错误;综上所述,选C项。
【点睛】本题结合DNA分子部分结构示意图,考查DNA分子结构特点,意在考查考生的识图能力和识记能力;能理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确判断的能力。
15. 1958年科学家Taylr用3H标记蚕豆根尖细胞(含12条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含3H标记的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期和后期,一个细胞中被标记的染色体条数分别是( )
A. 中期12、后期12B. 中期12、后期24
C. 中期6、后期6D. 中期6、后期12
【答案】A
【解析】
【分析】1、DNA复制是以亲代DNA分子为模板,合成子代DNA分子的过程。
2、DNA复制的条件:模板、能量、原料和酶。
3、DNA复制的特点,半保留复制。
【详解】A、蚕豆根尖细胞进行有丝分裂,每一次分裂都有DNA的复制,而DNA的复制是半保留复制的过程。第一次分裂DNA的双链打开,以它们为模板合成新的DNA分子,这样,第一次分裂结束,每一个染色体的DNA的两条链,一条含3H(母链),另一条不含3H(子链)。第二次复制时合成的两个DNA,一个含3H,另一个不含3H。它们与蛋白质结合构成同一个染色体的姐妹染色单体,即中期的每一个染色体都含有3H标记。后期,染色单体分离形成两条染色体,染色体加倍,含3H标记的染色体12条,A正确;
B、后期一个细胞中被标记的染色体条数为12条,B错误;
C、中期一个细胞中被标记的染色体条数为12、后期一个细胞中被标记的染色体条数为12,C错误;
D、中期一个细胞中被标记的染色体条数为12,D错误。
故选A
16. 下列关于DNA分子结构和功能的叙述,正确的是( )
A. 双链DNA分子中一条链上的磷酸和五碳糖是通过氢键连接的
B. DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基团位于同一侧
C. DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
D. 存在于细胞核、叶绿体、线粒体中的DNA均能够储存遗传信息
【答案】D
【解析】
【分析】DNA双螺旋结构的主要特点:
1、DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
2、DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定的规律:G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对,A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对。
【详解】A、双链DNA分子中一条链上的磷酸和五碳糖是通过磷酸二酯键连接的,A错误;
B、DNA分子的两条链是反向平行的,但游离的磷酸基团位于两条单链的相反端,B错误;
C、DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连,C错误;
D、存在于细胞核、叶绿体、线粒体中的DNA均能够储存遗传信息,也能进行遗传信息的表达,D正确。
故选D。
17. 已知A和T间有2个氢键,G和C间有3个氢键,甲DNA分子有30%的腺嘌呤,乙DNA分子有30%鸟嘌呤,对这两个DNA分子结构稳定性判断正确的是 ( )
A. 甲强于乙B. 乙强于甲C. 甲等于乙D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干信息分析,已知A和T间有2个氢键,G和C间有3个氢键,DNA分子中氢键越多,打开氢键需要消耗的能量就越多,因此DNA分子中G-C碱基对越多,DNA分子越稳定。
【详解】由题意知,甲DNA的腺嘌呤A有30%,则G=50%-30%=20%;乙DNA分子的鸟嘌呤G有30%,可见甲、乙DNA分子中乙DNA分子的G-C碱基对的比例较高,因此乙DNA分子更稳定,故选B。
18. 如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。判断下列说法中正确的是( )
A. 分析题图可知①链应为DNA中的α链
B. DNA形成②的过程发生在细胞核
C. 酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA
D. 图中②与③配对过程在核糖体上
【答案】D
【解析】
【分析】基因经转录形成的mRNA上的碱基序列与基因的其中一条链遵循碱基互补配对。翻译时,tRNA携带着氨基酸,通过自身的反密码子与mRNA上密码子的碱基互补配对而准确将氨基酸带入相应位置,合成肽链。
【详解】A、形成mRNA(②链)与β链的碱基满足互补配对原则,所以①链应为DNA中的β链,A错误;
B、DNA形成②的过程为转录,结合题干该生物为蓝细菌,则②转绿发生在细胞质,B错误;
C、携带酪氨酸和天冬氨酸的tRNA上的反密码子分别是AUG和CUA,根据碱基互补配对原则可知,酪氨酸的密码子是UAC,天冬氨酸的密码子是GAU,C错误;
D、图中②与③配对过程即为翻译的过程,发生在核糖体上,D正确。
故选D。
19. 下图表示中心法则,①~⑤代表生理过程。下列说法错误的是( )
A. 真核生物①过程主要发生在细胞核B. ②③过程表示基因的表达
C. ④过程表示遗传信息的转录D. DNA、RNA均是遗传信息的载体
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:①为DNA分子复制,②为转录,③为翻译,④是逆转录,⑤是RNA复制过程,据此分析作答。
【详解】A、①为DNA分子复制,该过程在真核生物中主要发生在细胞核,A正确;
B、②为转录,③为翻译,转录和翻译统称为基因的表达,B正确;
C、④是从RNA到DNA的过程,称为逆转录,C错误;
D、DNA和RNA都是核酸,核酸均是遗传信息的载体,D正确。
故选C。
20. 科学家将饱睡一宿后的志愿者,随机分为正常睡眠组和睡眠干预组(在有灯光的房间内一夜不睡觉),检测发现睡眠干预组一些基因甲基化水平改变:与脂肪合成、蛋白质分解相关基因表达活跃,而产能基因表达降低。下列叙述错误的是( )
A. 有灯光照射的房间模拟了白天的生活场景
B. 甲基化不改变基因序列但生物表型可发生改变
C. 基因甲基化造成的表型效应不能遗传给后代
D. 该研究为熬夜会导致肥胖提供了证据支持
【答案】C
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
【详解】A、睡眠干预组是在有灯光的房间内一夜不睡觉,所以有灯光照射的房间模拟了白天的生活场景,A正确;
BC、甲基化不改变碱基的序列,但基因表达和表型会发生可遗传变化,B正确,C错误;
D、睡眠干预组与脂肪合成相关基因表达活跃,该研究为熬夜会导致肥胖提供了证据支持,D正确。
故选C。
21. 原核细胞和真核细胞最明显的区别是( )
A. 有无核物质B. 有无核糖体C. 有无细胞膜D. 有无核膜
【答案】D
【解析】
【分析】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,即没有核膜、核仁和染色体。但原核细胞含有核糖体、细胞膜、细胞质结构,也含有核酸和蛋白质等物质。据此答题。
【详解】原核细胞与真核细胞相比,最明显的区别是原核细胞没有被核膜包被的细胞核。
故选D。
【点睛】
22. 通常,动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的过程是( )
A. 核膜、核仁消失B. 形成纺锤体
C. 中心粒周围发出星射线D. 着丝粒分裂
【答案】C
【解析】
【分析】动植物细胞有丝分裂的区别:前期形成纺锤体的方式不同,动物细胞是中心体发出星射线形成纺锤体,而植物细胞是细胞两极发出的纺锤丝形成的纺锤体。末期产生子细胞的方式不同,动物细胞是由细胞膜有中间向内凹陷最后缢裂成两个子细胞,植物细胞是在赤道板的部位形成细胞板并由中央向四周扩展形成细胞壁,进而形成了两个子细胞。
【详解】A、核膜、核仁消失是动、植物细胞有丝分裂过程共有的特征,与题意不符,A错误;
B、纺锤体形成是动、植物细胞有丝分裂过程都有的特征,与题意不符,B错误;
C、动物细胞有中心粒,有丝分裂前期在中心粒的周围发出星射线形成纺锤体,植物细胞纺锤体的形成是由细胞两极发出纺锤丝形成的,这是动植物细胞有丝分裂的区别点,C正确;
D、着丝粒分裂也是动植物细胞有丝分裂后期共有的特征,与题意不符,D错误。
故选C。
23. 下列各项中属于相对性状的是( )
A. 水稻的早熟和晚熟
B. 眼大和眼角上翘
C. 桃树的红花和绿叶
D. 豌豆的高茎和水稻的矮茎
【答案】A
【解析】
【分析】相对性状是指同种生物相同性状的不同表现类型。判断生物的性状是否属于相对性状需要扣住关键词“同种生物”和“同一性状”答题。
【详解】A、水稻的早熟和晚熟符合“同种生物”和“同一性状”,属于相对性状,A正确;
B、眼大和眼角上翘符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,B错误;
C、桃树的红花和绿叶符合“同种生物”,但不符合“同一性状”,不属于相对性状,C错误;
D、豌豆的高茎和水稻的矮茎符合“同一性状”,但不符合“同种生物”,不属于相对性状,D错误。
故选A。
【点睛】本题考查生物的性状与相对性状,重点考查相对性状,要求考生识记相对性状的概念,能扣住概念中的关键词“同种生物”和“同一性状”对各选项作出正确的判断。
24. 将基因型为AABbCc的植株自交,这三对基因的遗传符合自由组合定律,则其后代的表现型应有几种( )
A. 2 种B. 3种C. 4种D. 8种
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意分析可知:基因型为AABbCc的植株中共含两对等位基因,所以其自交后代的表现型2×2=4种;基因型应有3×3=9种;故选C
【考点定位】基因的自由组合规律的实质及应用
【名师点睛】解决本题需要学生明确三点基本知识:
一是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。二是逐对分析法:首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题;其次根据基因的分离定律计算出每一对相对性状所求的比例,最后再相乘。三是含一对等位基因Aa的个体自交,后代表现型有2种,比例为3:1;基因型有AA、Aa、aa3种,比例为1:2:1。
25. 四分体是细胞在减数分裂过程中( )
A. 一对同源染色体配对时的四个染色单体
B. 互相配对的四条染色体
C. 大小形态相同的四条染色体
D. 两条染色体的四个染色单体
【答案】A
【解析】
【分析】减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对形成四分体,因此一个四分体就是一对同源染色体,由此可判断一个四分体含2条染色体(2个着丝粒),4条染色单体,4个DNA分子。
【详解】在减数第一次分裂过程中,同源染色体发生联会,联会的一对同源染色体上含有4条染色单体,称为一个四分体。因此一个四分体就是指在减数分裂过程中,同源染色体配对,联会后每对同源染色体中含有四条染色单体,即A正确。
故选D。
26. 一个患有牙齿珐琅质褐色病症的男性与正常女性结婚,子代中男性均正常,女性均为患者。子代男性与正常女性结婚后,所生子女均正常,而子代女性与正常男性结婚后,所生子女发病率为50%,这种遗传病属于( )
A. 伴X染色体显性遗传病
B. 伴Y染色体显性遗传病
C. 伴X染色体隐性遗传病
D. 常染色体显性遗传病
【答案】A
【解析】
【分析】伴X染色体的显性遗传病,女性患者远多于男性患者,男性患者的母亲和女儿一定患病。
【详解】分析题意可知,牙齿珐琅质褐色病中,男患者和正常女人婚配,女儿都是患者,其儿子都正常,说明相关基因位于 X 染色体上,子代患病女性与正常男性结婚后,所生子女发病率为 50%,说明该患病女性为杂合子,则该病为 X染色体上显性遗传病,A正确,BCD错误。
故选A。
27. 一般情况下,下列有关性染色体的叙述正确的是( )
A. 只存在于生殖细胞中B. 在体细胞增殖时不发生联会
C. 存在于一切生物细胞中D. 在次级精母细胞中发生联会
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A、性染色体在配子、体细胞中都会存在,,A错误;
B、体细胞增殖一般是有丝分裂,不会出现联会现象,B正确;
C、不所有生物都有性染色体,如豌豆,C错误;
D、但减数第二次分裂没有性染色体的联会现象。D错误;
故选B
【点睛】
28. 下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述,错误的是( )
A. 格里菲思的实验证明已经加热致死的S型细菌中存在某种促进R型活细菌转化的因子
B. 艾弗里的实验证明促成R型细菌向S型细菌转化的物质是DNA
C. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质
D. 将S型细菌的DNA与R型活细菌混合后可将R型活细菌全部转化为S型活细菌
【答案】D
【解析】
【分析】肺炎双球菌转化实验: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型菌中存在某种转化因子,能将S型菌转化为R型菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开,单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验,即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养,该实验的结果证明了转化因子是DNA,即证明了DNA是遗传物质,而蛋白质不是。
【详解】A、由于加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡,所以格里菲思的实验证明加热杀死的S型菌存在某种促进细菌转化的因子,A正确;
B、艾弗里将S型细菌的各种成分分离开,分别与R型细菌混合,根据实验结果,证明了DNA是遗传物质,B正确;
C、艾弗里的肺炎链球菌转化实验每个实验组就利用了“减法原理”,即每个实验组利用各种水解酶特异性地去除了一种物质,C正确;
D、将S型细菌的DNA与R型活细菌混合后可将少数的R型活细菌转化为S型活细菌,且转化效率与DNA的纯度有关,D错误。
故选D。
【点睛】
29. 下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中,不正确的是( )
A. 该实验证明了子代噬菌体的各种性状是通过DNA遗传的
B. 侵染过程的“合成”阶段,噬菌体以自身的DNA作为模板,而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供
C. 为确认蛋白质外壳是否注入细菌体内,可用35S标记噬菌体
D. 若用32P对噬菌体双链DNA进行标记,让其侵染未被标记的大肠杆菌后连续复制n次,则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n
【答案】D
【解析】
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。
2、过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(模板:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
【详解】A、该实验证明了在噬菌体的亲子代之间,只有DNA有连续性,子代噬菌体的性状是通过DNA遗传的,DNA是噬菌体的遗传物质,A正确;
B、侵染过程的“合成”阶段,噬菌体以自身的DNA作为模板,而原料(核苷酸和氨基酸)、ATP、酶、场所(核糖体)等条件均由细菌提供,B正确;
C、为确认蛋白质外壳是否注入细菌体内,可用35S标记噬菌体,因为S是噬菌体蛋白质外壳的特有元素,C正确;
D、DNA复制是半保留方式复制,一个DNA分子有两条链,若用32P对噬菌体双链DNA进行标记,让其侵染未被标记的大肠杆菌后连续复制n次,子代总数有2n个DNA分子,其中含32P的DNA有2个,则含32P的DNA应占子代DNA总数的2/2n,D错误。
故选D。
30. 下图表示某兴趣小组所做的噬菌体侵染细菌实验,下列有关说法正确的是( )
A. 噬菌体DNA的复制通常发生在噬菌体分裂前的间期
B. b中提取出来的子代噬菌体含35S
C. 如果搅拌不充分,则离心后b的放射性会增强
D. 仅由图中实验即可得出DNA是遗传物质
【答案】C
【解析】
【分析】1.噬菌体是DNA病毒,由DNA和蛋白质组成,其没有细胞结构,不能再培养基中独立生存。
2.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。
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。该实验的结论:DNA是遗传物质。
【详解】A、噬菌体为非细胞生物,为专性寄生物,其DNA的复制发生在噬菌体侵染的大肠杆菌细胞中,A错误;
B、合成子代噬菌体的原料是大肠杆菌提供的,由于大肠杆菌不含有35S的放射性,因此,b中提取出来的子代噬菌体不含35S,B错误;
C、如果搅拌不充分,则会导致噬菌体与大肠杆菌分离不充分,从而导致带有放射性的噬菌体进入沉淀物中,即会导致离心后b的放射性会增强,C正确;
D、仅由图中实验不能得出DNA是遗传物质的结论,因为还缺乏32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验,D错误。
故选C。
【点睛】
31. 一个DNA分子复制完毕后,新形成的DNA子链( )
A. 是DNA母链的片段
B. 与DNA母链之一相同
C. 与DNA母链相同,但U取代T
D. 与DNA母链完全不同
【答案】B
【解析】
【分析】DNA在进行复制的时,碱基对间的氢键断裂,双链解旋分开,以每条链作为模板在其上合成互补链,经过一系列酶(DNA聚合酶、解旋酶等)的作用生成两个新的DNA分子,每个子代DNA分子的两条链中都有一条来自亲代DNA,一条是新合成的。
【详解】A、由于DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程,所以DNA复制完毕后,得到的DNA子链不可能是DNA母链的片段,A错误;
B、由于DNA复制是半保留复制,因此复制完毕,新形成的DNA子链与DNA模板链互补,与母链之一相同,B正确;
C、DNA复制时遵循碱基互补配对,A与T配对,G与C配对,新形成的DNA子链与DNA模板链互补,另一条母链相同,C错误;
D、由于复制是以DNA的双链为模板,遵循碱基互补配对原则,所以新形成的DNA子链与DNA模板链互补,与母链之一相同,D错误。
故选B。
32. 下列关于“加法原理”和“减法原理”的理解,正确的是( )
A. 在对照实验中,对照组中的自变量通常可以用“加法原理”和“减法原理”进行控制
B. 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物体现了“加法原理”
C. “比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,实验组滴加肝脏研磨液体现了“加法原理”
D. “探究不同pH对唾液淀粉酶的影响”实验中,加入盐酸或氢氧化钠溶液体现了“减法原理”
【答案】C
【解析】
【分析】1、加法原理是给研究对象施加自变量进行干预。也就是说,实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果,即知道自变量,不知道因变量。
2、减法原理是排除自变量对研究对象的干扰,同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言,结果已知,但不知道此结果是由什么原因导致的,实验的目的是为了探求确切的原因变量。
【详解】A、对照实验中,实验组中的自变量通常可以用“加法原理”或“减法原理”进行控制,A错误;
B、艾弗里实验中,用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物,是为了特异性地去除细胞提取物中的蛋白质、RNA、DNA等成分,体现了“减法原理”,B错误;
C、“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,实验组滴加肝脏研磨液体现了“加法原理”,C正确;
D、“探究不同pH对唾液淀粉酶的影响”实验中,加入盐酸或氢氧化钠溶液体现了“加法原理”,D错误。
故选C。
33. 下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,正确的是
A. 一个基因含多个脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的排列顺序决定基因的特异性
B. 基因是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上只含一个基因
C. 在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的都是两个磷酸基团和一个碱基
D. 原核生物的染色体主要由DNA和蛋白质组成
【答案】A
【解析】
【分析】染色体的主要成分是DNA和蛋白质,一条染色体上含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、基因的基本单位是脱氧核苷酸,故一个基因含多个脱氧核苷酸,脱氧核苷酸特定的排列顺序决定基因的特异性,A正确;
B、基因是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上常含有多个基因,B错误;
C、在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的可能是两个磷酸基团或一个磷酸基团,C错误;
D、原核生物无染色体,D错误。
故选A。
【点睛】在DNA分子结构中,除末端(末端脱氧核糖只连接一个磷酸基团)外,与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸基团和一个碱基。
34. 玉米的一个基因由3000个脱氧核苷酸组成,该基因控制合成的蛋白质中所含氨基酸的数目最多有( )
A. 1500B. 500C. 1000D. 3000
【答案】B
【解析】
【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,所以mRNA中的碱基数目是DNA中碱基数目的一半;翻译时以mRNA为模板合成蛋白质的过程,而mRNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸的数目是mRNA碱基数目的,即DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数=6∶3∶1。
【详解】基因表达过程中 存在的数量关系为:基因中的碱基数目∶mRNA中的碱基数目∶蛋白质中的氨基酸数目=6∶3∶1,某基因由3000个脱氧核苷酸组成,其控制合成的蛋白质中含有的氨基酸数为3000÷6= 500个,B正确。
故选B。
35. 生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光,这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了水母的绿光荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A. 基因是有遗传效应的DNA片段
B. 基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C. 基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D. DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
【答案】D
【解析】
【分析】
染色体的主要成分是DNA和蛋白质,染色体是DNA的主要载体;基因是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位,DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸;基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、根据题干信息“生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光,这是因为该种海蜇DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段--绿色荧光蛋白基因”可知,基因是DNA分子上的片段,是具有遗传效应的DNA片段,A正确;
B、根据以上分析已知,基因在DNA分子上,是具有一定功能的特异性的碱基排列顺序,B正确;
C、基因是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位,C正确;
D、基因是有遗传效应的DNA片段,只有基因才能控制生物性状,因此DNA上有些片段是不能控制生物性状的,D错误。
故选D。
第二部分 非选择题(共50分)
36. 下图是某二倍体动物(2n=4)进行减数分裂的相关图像。图1为不同时期染色体数、染色单体数和DNA数量关系;图2为细胞不同分裂时期的图像,请回答:
(1)图1中a、b、c柱表示染色单体的是_______,I、II、III、Ⅳ各时期中存在同源染色体的是__________。
(2)图1中III可代表的时期为____________。由II变为III,相当于图2中______→______的过程。
(3)某动物基因型为AaBb,精原细胞经减数分裂产生的一个精细胞如图3所示,请写出源于此精原细胞的另外三个精细胞的基因组成____________。
【答案】(1) ①. b ②. I和II
(2) ①. 减数第二次分裂前期和中期 ②. 乙 ③. 丙 (3)aBb、A、A
【解析】
【分析】图1中:a是染色体、b是染色单体、c是DNA。Ⅰ表示正常体细胞未进行DNA复制;Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1:2:2,可能是有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂过程;Ⅲ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1:2:2,但数目均只有Ⅱ中的一半,可能是减数第二次分裂前期和中期;Ⅳ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1:0:1,没有染色单体,且数目是正常体细胞的一半,可能处于减数第二次分裂末期。
【小问1详解】
图1三种柱状结构a、b、c中,表示染色单体的是b,在着丝点分裂后消失.同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,所以Ⅰ和Ⅱ时期所对应的细胞中存在同源染色体,Ⅲ和Ⅳ时期所对应的细胞中不存在同源染色体。
【小问2详解】
Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1:2:2,且染色体数目减半,因此III可代表的时期为减数第二次分裂前期和中期,图1中由Ⅱ变为Ⅲ,进行的是减数第一次分裂,所以相当于图2中的乙变为丙过程。
【小问3详解】
图中细胞基因型为aBb,说明B与b的同源染色体没有发生分离,1个精原细胞产生4个精细胞,种类为2种,因此另外三个精细胞的基因组成aBb、A、A。
37. 甜玉米和糯玉米都是人们喜爱的玉米鲜食品种,两种玉米籽粒的颜色鲜亮程度不同。玉米的非甜与甜受一对等位基因(H、h) 控制,h基因表达使玉米籽粒中几乎不能合成淀粉,导致可溶性糖含量较高(甜玉米)。玉米的非糯与糯受另一对等位基因 (R、r)的控制,r基因表达使籽粒中合成的淀粉均为支链淀粉,具有很强的糯性(糯玉米)。请回答问题:
(1)根据上述这两对基因的效应分析,基因型为 hhrr的玉米籽粒的表现型是_________。据此分析,自然界中无法获得既糯又甜的籽粒的原因是_________。
(2)研究人员欲通过杂交手段筛选出基因型为hhrr的玉米品种,其工作流程如下:
①用纯种甜玉米(hhRR)与纯种糯玉米(HHrr) 杂交,获得F1;种植F1并自交,获得的F2代玉米籽粒中非甜非糯、糯、甜的数量比是9:3:4,说明这两对基因位于_____,它们的遗传符合_________定律。F2的糯玉米基因型是_________。
②将上述过程获得的F2的糯玉米进行栽培并自交,发现其中约有__________比例的植株自交后代发生性状分离,从这些果穗上根据颜色差异挑出_________(填“非甜非糯”或“糯”或“甜”)籽粒,即为所需品种。
③在挑出的个体中随机取样,与①中F1的杂交,若后代性状类型及数量比是_________,则说明挑出的个体是hhrr个体。
(3)若能够获得基因型为hhrr品种,用基因型为HHrr糯玉米品种与其杂交,子一代玉米籽粒口味均为____________。子一代自交,所结果穗上糯籽粒与甜籽粒的数量比是__________,且在玉米果穗上随机相间排列,能获得更好的口感。
【答案】 ①. 甜(玉米) ②. 只要h基因纯合,其表达就不能合成淀粉;R或r基因是否表达都不会影响h基因控制的籽粒性状 ③. 两对同源染色体上 ④. 自由组合 ⑤. HHrr、Hhrr ⑥. 2/3 ⑦. 甜 ⑧. 非甜非糯:糯:甜=1:1:2 ⑨. 糯 ⑩. 3:1
【解析】
【分析】根据题意分析可知,H_显性个体表现为非甜玉米性状,hh隐性个体表现为甜玉米性状,R_显性个体表现为非糯玉米性状,rr隐性个体表现为糯玉米性状;同时hh隐性基因影响r基因表达合成淀粉,即使得含hh基因的玉米均不能表现出糯玉米性状。
【详解】(1)根据h基因表达使玉米籽粒中几乎不能合成淀粉,导致可溶性糖含量较高(甜玉米),因此基因型为hhrr玉米籽粒的表现型是甜玉米。据此分析,只要h基因纯合,其表达就不能合成淀粉;R或r基因是否表达都不会影响h基因控制的籽粒性状,因此自然界中无法获得既糯又甜的籽粒。
(2)①根据F1自交,获得的F2代玉米籽粒中非甜非糯、糯、甜的数量比是9:3:4,是9:3:3:1的变式,说明这两对基因位于两对同源染色体上,它们的遗传符合自由组合定律,且F1为HhRr,F2的糯玉米基因型是H_rr,即HHrr、Hhrr。
②将上述过程获得的F2的糯玉米进行栽培并自交,其中约有2/3比例的植株自交后代发生性状分离,后代有H_rr、hhrr,从这些果穗上根据颜色差异挑出甜(hhrr)籽粒。
③在挑出的个体中随机取样,若挑出的个体是hhrr个体,与①中F1(HhRr)杂交,后代为HhRr:Hhrr:hhRr:hhrr=1:1:1:1,则后代性状类型及数量比是非甜非糯:糯:甜=1:1:2。
(3)若能够获得基因型为hhrr品种,用基因型为HHrr糯玉米品种与其杂交,子一代玉米籽粒(Hhrr)口味均为糯。子一代自交,后代为H_rr:hhrr=3:1,即所结果穗上糯籽粒与甜籽粒的数量比是3:1,且在玉米果穗上随机相间排列,能获得更好的口感。
【点睛】H、h基因与R、r基因位于两对同源染色体上,遗传时遵循自由组合定律,但是需要注意h基因在表达时,会影响r基因的表达,使hhRR、hhRr和hhrr均表现为甜玉米,故在统计表现型比例时,需要注意h基因影响的特殊情况。
38. 下图甲表示DNA的复制过程,将甲图中某一片段放大后如图乙所示。请据图回答:
(1)图甲中酶E是解旋酶,能作用于图乙中的________键(填图中的字母)。由图甲可知,DNA复制的方式为________,图乙中的①的名称是________。
(2)复制开始时,在细胞提供的能量驱动下,以____________模板,__________为原料,按照________原则,各自合成与母链互补的子链,每条子链与母联盘绕成双螺旋结构,形成新的DNA分子。
(3)已知图甲中亲代DNA分子有P个胸腺嘧啶,占碱基总数的比例为Q,则该DNA中含有胞嘧啶________个。
【答案】(1) ①. m ②. 半保留复制 ③. 腺嘌呤脱氧核苷酸
(2) ①. DNA的两条链 ②. (4种游离的)脱氧核苷酸 ③. 碱基互补配对
(3)P/2Q-P
【解析】
【分析】1、分析甲图:该图是DNA分子复制过程,E的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开,形成单链DNA,故是解旋酶,F是催化以DNA单链d为模板形成DNA分子的子链c,是DNA聚合酶。
2、分析图乙:该图是DNA分子的平面结构,①腺嘌呤脱氧核苷酸,②是脱氧核糖。
【小问1详解】
图甲中酶E是解旋酶,解旋酶的作用部位是氢键,对应图乙中的m;由图甲可以看出形成的新DNA分子中都含有一条模板链和一条子链,因此DNA分子的复制是半保留复制。图乙中的碱基是A腺嘌呤,故①是构成DNA的基本单位腺嘌呤脱氧核苷酸。
【小问2详解】
复制开始时,在细胞提供的能量驱动下,以DNA的两条链模板,(4种游离的)脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的子链,每条子链与母联盘绕成双螺旋结构,形成新的DNA分子。
【小问3详解】
DNA分子有P个胸腺嘧啶,占碱基总数的比例为Q,则该DNA分子的数目为P÷Q,由于DNA分子中A=T,G=C,故该DNA中含有胞嘧啶C=(P÷Q-2P)÷2=P/2Q-P个。
39. 2017年,三位科学家因发现生物昼夜节律的分子机制而获得诺贝尔奖。请回答问题:
(1)1984年,科学家首次成功分离了节律基因(per)。per基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的___________。该过程在细胞的___________中,以该基因的一条链为模板,以四种_______为原料转录为mRNA,进而在核糖体上___________出PER蛋白。
(2)CLK-CYC复合物能激活per基因转录,PER蛋白与TIM蛋白结合后才能进入细胞核。白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,周期约为24小时,表现出昼夜节律,其分子调节机制如下图所示。
①白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,导致___________,PER蛋白进入细胞核受阻。
②夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,经___________进入细胞核,使核内的PER蛋白含量升高,同时___________ per基因转录。
(3)生物节律与人类健康息息相关,节律紊乱会引发一系列健康问题。上述研究对于我们健康文明的生活方式有哪些启示?___________。
【答案】 ①. 表达 ②. 细胞核 ③. 核糖核苷酸 ④. 翻译 ⑤. PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少 ⑥. 核孔 ⑦. 抑制 ⑧. 规律作息,保持良好生活习惯等
【解析】
【分析】
【详解】(1)基因控制蛋白质合成的过程称为基因的表达,故per基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的表达。基因的表达过程包括转录和翻译两步,前者主要发生在细胞核中,而后者发生在细胞质基质中的核糖体上,据此分析为,该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种核糖核苷酸为原料转录为mRNA,进而在核糖体上翻译出PER蛋白。(2)根据题目信息可知,白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,据此作答:
①结合图示可知,白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,故此PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少,PER蛋白进入细胞核受阻。
②核孔是大分子物质出入细胞核的通道,故可推测,夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,是经核孔进入细胞核的,使核内的PER蛋白含量升高,同时抑制 per基因转录。
(3)生理的节律性是生物节律形成的内因,如果生活不规律,就会引发因为节律紊乱导致的一系列健康问题。因此为了身体的健康,我们需要规律作息,保持良好生活习惯。
【点睛】熟知基因表达的基础知识是解答本题的关键!同时本题关注了学生提取信息解答信息能力的考查,本题最后两问是学生较难分析的考点。
40. 遗传病是威胁人类健康的一个重要因素,甲图为某种单基因遗传病(相关基因用A、a表示)的部分遗传系谱图,其中Ⅲ7个体的一个精原细胞形成精子的过程如乙图所示,请分析回答下列问题:
(1)据甲图分析,该遗传病的遗传方式最可能是__________。图中Ⅱ6的基因型是__________。
(2)乙图中细胞①的名称为__________,若细胞②处于减数第二次分裂中期,此时细胞的主要特征__________排赤道板。
(3)甲图中Ⅲ7个体色觉正常,他与一表现正常的女性婚配后生下一个患此遗传病且色盲(相关基因用B和b表示)的孩子,Ⅲ7基因型是__________,其妻子基因型是__________,该孩子的性别为__________性。已知该孩子是由乙图中的③与卵细胞结合成的受精卵发育而来的,若该卵细胞与乙图中的④结合,则由受精卵发育成的个体基因型是__________。若这对夫妇再生一个孩子,表现正常的概率为__________。
(4)若上述(3)中的Ⅲ7个体的一个精原细胞在减数第一次分裂过程中性染色体没有分离,而减数第二次分裂正常,则此细胞产生的精子的基因组成为__________。
【答案】(1) ①. 常染色体隐性遗传 ②. Aa
(2) ①. 初级精母细胞 ②. 染色体的着丝粒
(3) ①. AaXBY ②. AaXBXb ③. 男 ④. AaXBXb ⑤. 9/16
(4)a、AXBY或A,aXBY
【解析】
【分析】人类遗传病的遗传方式:根据遗传系谱图推测,“无中生有”是隐性,“无”指的是父母均不患病,“有”指的是子代中有患病个体;隐性遗传看女病,后代女儿患病父亲正常的话是常染色体遗传。“有中生无”是显性,“有”指的是父母患病,“无”指的是后代中有正常个体;显性遗传看男病,儿子正常母亲患病为常染色体遗传,母女都患病为伴X染色体遗传。母亲和女儿都正常,遗传病只在男子之间遗传的话,极有可能是伴Y染色体遗传。
【小问1详解】
分析图甲可知,Ⅱ5和Ⅱ6正常,后代女儿患病,说明该病是常染色体隐性基因控制的,Ⅱ6是携带者,基因型是Aa。
【小问2详解】
乙图表示的是精子的形成过程,①代表的是初级精母细胞;②若处于减数第二次分裂中期,此时细胞的主要特征是染色体的着丝粒(着丝点)整齐排列在赤道板上。
【小问3详解】
分析题意可知,Ⅲ7色觉正常,他与一表现正常的女性婚配后生下一个患此遗传病且色盲(相关基因用B和b表示)的孩子,这个孩子的基因型是aaXbY,是男性;其色盲基因来自母亲,故Ⅲ7基因型是AaXBY,其妻子的基因型为AaXBXb;形成该孩子的卵细胞是aXb,精子③是aY,由图可知,另一个精子④的基因型是AXB,则该精子与卵细胞形成的受精卵的基因型是AaXBXb;这对夫妇(AaXBY×AaXBXb)再生一个孩子,表现正常的基因组合为A_XB_,概率为(A_)3/4×(XB_)3/4=9/16。
【小问4详解】
分析题意可知,(3)中的Ⅲ7个体的一个精原细胞(AaXBY)在减数第一次分裂过程中性染色体(X和Y染色体)没有分离,减数第二次分裂正常,则此细胞产生的精子的基因组成为a、AXBY或A、aXBY。
41. 请阅读下面的文章,回答问题。
多细胞生物体的正常发育离不开细胞分化过程中高度精巧的调控。
研究表明,分化细胞中的遗传物质并没有丢失,它们只是开启或关闭了特异的基因,而表观遗传则是控制着DNA中基因开启或关闭的重要机制。表观遗传通过改变DNA或染色体蛋白质上的化学修饰形成多种不同的细胞分化方向。
表观遗传中最重要的修饰是DNA甲基化,DNA中的某些碱基加上甲基后,基因的碱基序列不会改变,但是甲基化程度的高低会影响其转录的水平,甲基化程度越高,转录水平越低。在DNA复制时,DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征,从而使其在DNA复制和细胞分裂中被保留下来。
组蛋白是真核生物细胞核中与DNA结合在一起的蛋白质。科学家发现组蛋白的多种化学修饰也能够影响基因的表达。细胞核受到某些外界刺激可能会引起组蛋白修饰的改变,进而使基因出现越来越多的甲基化,直至其表达关闭,而另一些刺激引起的组蛋白修饰会使基因去甲基化,从而开启表达过程。
基因的表观遗传修饰会不会由亲代个体传递给子代个体呢?这取决于精卵形成过程及受精后细胞中发生的复杂变化,这些复杂变化会使表观遗传会被重新编程。
怀孕早期遭受饥荒的女性,其后代罹患肥胖的概率比较高,因为表观遗传将其细胞编程为尽量减少能量消耗的模式。男性吸烟者的精子活力下降,精子中DNA的甲基化程度明显升高。怀孕期间过量饮酒是导致出生缺陷和智力发育迟缓的重要因素,动物实验显示,酒精能够改变表观遗传修饰,影响下一代表型。
人体很复杂,每个人的健康和寿命都由基因组、表观遗传、环境因素等共同影响,目前研究人员尚不能预测表观遗传效应对后代的影响有多大,但我们应通过健康的生活方式,尽可能提高自己和后代的身体素质。
(1)在多细胞生物的个体发育过程中,通过细胞分化形成多样的细胞,细胞分化的本质是___________。
(2)在DNA分子复制过程中,___________原则保证了亲子代DNA分子碱基序列的一致性。据文中信息可知,___________的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。
(3)结合所学知识推测,特定序列的甲基化可能干扰了___________酶与基因的结合,进而降低转录水平。此外,由文中信息可知,环境因素会引起___________,进而影响基因甲基化程度的高低,最终影响基因的表达。
(4)某品系小鼠的毛色受AVY基因控制,AVY基因上游一段序列的甲基化程度影响AVY基因表达,甲基化程度越高、小鼠毛色越深。为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设,研究人员利用该品系小鼠设计了以下实验。
请填写表格完善以上实验方案,并预期实验结果:___________。
(5)结合本文信息,请列举你应当采取的健康生活方式:___________。
【答案】 ①. 基因的选择性表达 ②. 碱基互补配对 ③. DNA甲基转移酶 ④. RNA聚合 ⑤. 组蛋白修饰改变 ⑥. 刚受孕的雌鼠 ⑦. 不摄入酒精 ⑧. 实验组子代小鼠的毛色差异大于对照组 ⑨. 不吸烟、不过量饮酒、不暴饮暴食
【解析】
【分析】1、细胞的分化的概念:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程;
2、细胞分化的基础和实质(1)分化的基础:每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体,即携带有本物种的全部遗传信息;(2)分化的实质:是在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程,即基因的选择性表达。
3、表观遗传通过改变DNA或染色体蛋白质上的化学修饰形成多种不同的细胞分化方向。
【详解】(1)细胞分化的本质是不同细胞中基因的选择性表达。
(2)在DNA分子复制过程中,碱基互补配对原则保证了亲子代DNA分子碱基序列的一致性。据文中信息可知,DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征,DNA甲基转移酶的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。
(3)分析题文可知,DNA甲基化程度的高低会影响其转录的水平,结合所学知识推测,特定序列的甲基化可能干扰了RNA聚合酶与基因的结合,进而降低转录水平。此外,由文中信息可知,组蛋白的多种化学修饰也能够影响基因的表达,细胞核受到某些外界刺激可能会引起组蛋白修饰的改变,进而使基因出现越来越多的甲基化,即环境因素会引起组蛋白修饰改变,进而影响基因甲基化程度的高低,最终影响基因的表达。
(4)分析题意可知,该实验目的是为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设,故自变量是组别小鼠酒精摄入情况,因变量为子代小鼠毛色,根据实验组的处理和实验设计的对照原则和单一变量原则可知,对照组也应选用刚受孕的雌鼠,不摄入酒精作对照,由于孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型,而AVY基因甲基化程度越高、小鼠毛色越深,可预期实验结果为:实验组子代小鼠的毛色差异大于对照组。
(5)结合本文信息,提到的关于影响表观遗传效应的因素有:孕期饥饿、饮酒等,可知应当采取的健康生活方式为:不吸烟、不过量饮酒、不暴饮暴食。
【点睛】本题结合表观遗传影响细胞分化从而影响生物性状为问题情境,考查考生有效提取题干信息、结合所学知识解决实际问题的能力,难度较大。DNA复制
DNA转录
翻译
时间
细胞分裂的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
细胞质中的核糖体
条件
DNA解旋酶,DNA聚合酶等,ATP
RNA聚合酶等,ATP
酶,ATP,tRNA
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
含A T C G的四种脱氧核苷酸
含A U C G的四种核糖核苷酸
20种氨基酸
模板去向
分别进入两个子代DNA分子中
与非模板链重新绕成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
组别
小鼠
酒精摄入情况
检测指标
实验组
刚受孕的雌鼠
每天摄入一定量酒精
待小鼠产仔后,观察子代小鼠毛色
对照组
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