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北京市通州区2022-2023学年高三上学期期中生物试题
一、单选题
1.(2022高三上·通州期中)下列能用分离定律解释的是( )
A.人类红绿色盲的遗传规律 B.线粒体疾病的发病规律
C.同卵双胞胎存在性状差异 D.乳酸菌的某种性状丧失
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、控制人类红绿色盲的基因位于X染色体上,其遗传遵循基因的分离定律,A正确;
B、线粒体遗传具有母系遗传的特点,不遵循分离定律,B错误;
C、同卵双胞胎的基因相同,但是存在部分性状差异,导致性状差异的原因可能是基因突变、表观遗传、或是环境的影响,C错误;
D、乳酸菌不含有染色体,其遗传不遵循分离定律,D错误。
故答案为:A。
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在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后代。
2.(2022高三上·通州期中)孟德尔的豌豆杂交实验中,F1代黄色圆粒自交会发生性状分离,其实质是非同源染色体上的非等位基因自由组合,此过程发生在( )
A.受精作用 B.有丝分裂后期
C.减数分裂I后期 D.减数分裂Ⅱ后期
【答案】C
【知识点】孟德尔遗传实验-自由组合
【解析】【解答】减数第一次分裂后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,导致F1代黄色圆粒自交发生性状分离,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】基因的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.(2022高三上·通州期中)关于揭示遗传奥秘的几个重要事件,下列说法合理的是( )
A.孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因
B.萨顿通过实验证明了基因在染色体上
C.随着RNA复制和逆转录过程的发现,推翻了传统的中心法则
D.科学家通过T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质
【答案】D
【知识点】中心法则及其发展;孟德尔遗传实验-自由组合;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔通过豌豆杂交实验提出“生物的性状是由遗传因子决定的”,孟德尔那时候并没有基因的概念,A错误;
B、萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上的假说,摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上,B错误;
C、RNA复制和逆转录过程的发现,是传统的中心法则的补充,C错误;
D、科学家通过T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。
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。
3、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体上的假说,摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。
4、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
4.(2022高三上·通州期中)某生物兴趣小组为验证肺炎链球菌转化实验的结论,将加热致死的S型肺炎链球菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取液并均分到编号为①②③④的四支试管中,下列实验不能获得活的S型细菌的是( )
A.将①号试管中的提取液加入无菌水,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
B.在②号试管的提取液中加入蛋白酶,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
C.在③号试管的提取液中加入DNA酶,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
D.在④号试管的提取液中加入RNA酶,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、①号试管中存在S细菌的DNA,R型活细菌混合培养后可获得活的S型细菌,A不符合题意;
B、在②号试管的提取液中加入蛋白酶可水解蛋白质,但S型细菌的DNA还在,处理一段时间后与R型活细菌混合培养可获得活的S型细菌,B不符合题意;
C、在③号试管的提取液中加入DNA酶,DNA酶可水解S型细菌的DNA,处理一段时间后与R型活细菌混合培养不能发生转化,不能获得活的S型细菌,C符合题意;
D、在④号试管的提取液中加入RNA酶,S型细菌的DNA还在,处理一段时间后与R型活细菌混合培养,能获得活的S型细菌,D不符合题意。
故答案为:C。
【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。
5.(2022高三上·通州期中)某二倍体生物的DNA中碱基A约占27%,关于该生物核酸的说法错误的是( )
A.DNA复制后A约占27% B.RNA中U约占27%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.DNA中的C约占23%
【答案】B
【知识点】碱基互补配对原则;DNA分子的结构
【解析】【解答】A、DNA中碱基A约占27%,即T约占27%,DNA 分子为半保留复制,复制时遵循碱基互补配对原则,则 DNA 复制后的 A 约占27%,A 正确;
B、由于 RNA 为单链结构,且 RNA 是以 D NA 的一条单链为模板进行转录而来,故 RN A 中 U 不一定占27%,B错误;
C、 DNA 遵循碱基互补配对原则, 故DNA分子中A = T 、 G = C ,则( A + G )/( T + C )=1, C正确;
D、DNA中碱基A约占27%, A = T,G = C ,即T约占27%,C+G=46%,C=G=23%,D正确。
故答案为:B。
【分析】碱基互补配对原则的规律:
(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
(2)DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。
6.(2022高三上·通州期中)下图表示玉米叶肉细胞中某段DNA的①和②两个生理过程,相关说法正确的是( )
A.图中参与①过程的DNA模板链是α链
B.mRNA上每个密码子都有tRNA与之对应
C.玉米其他类型的细胞中密码子与氨基酸的对应关系相同
D.亲代叶肉细胞的遗传信息通过①过程传递给子代叶肉细胞
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、图中①为转录过程,其碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,图中mRNA的碱基序列为UACGAU,故图中参与①过程的DNA模板链是β链,A错误;
B、通常情况下,终止密码子没有与之对应的氨基酸,故mRNA上的终止密码子没有tRNA与之对应,B错误;
C、生物共用一套密码子,故玉米其他类型的细胞中密码子与氨基酸的对应关系相同,C正确;
D、亲代叶肉细胞的遗传信息通过DNA复制过程传递给子代叶肉细胞,而图中①是转录过程,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、分析题图:图中①为转录过程,②为翻译过程。
2、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;
3、翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来转运氨基酸。
7.(2022高三上·通州期中)人类受精卵的形成包括减数分裂和受精作用,其中不能影响遗传多样性的过程是( )
A.减数分裂联会时非姐妹染色单体间互换
B.减数分裂过程中非同源染色体自由组合
C.受精作用过程精子和卵细胞的随机结合
D.减数分裂产生的精子含一整套非同源染色体
【答案】D
【知识点】减数分裂概述与基本过程;受精作用
【解析】【解答】A、减数分裂过程中联会形成四分体发生同源染色体非姐妹染色体上等位基因发生互换导致同源染色体上非等位基因自由组合,A不符合题意;
B、减数第一次分裂后期,由于同源染色体上等位基因分离导致非同源染色体上非等位基因表型为自由组合,B不符合题意;
C、受精作用过程精子和卵细胞的随机结合,使受精卵中基因有多种可能性,C不符合题意;
D、减数分裂产生的精子含一整套非同源染色体,所有精子都是相同的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型、②交叉互换型。
2、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
8.(2022高三上·通州期中)小鼠的性别决定方式为XY型,某小鼠的染色体核型如图所示,关于该鼠染色体核型的分析及推论说法错误的是( )
A.该鼠的性别表现为雌性
B.该鼠体细胞含有39条染色体
C.该鼠减数分裂的过程中,很容易发生联会紊乱
D.依据有丝分裂后期显微摄影制作染色体核型图
【答案】D
【知识点】减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、小鼠的性别决定方式为XY型,该小鼠有两条X染色体,性别表现为雌性,A正确;
B、该小鼠体细胞中,4号染色体和5号染色体连接成一条染色体(4号-5号染色体),故染色体条数为20×2-1=39,B正确;
C、该鼠减数分裂第一次分裂前期,由于4号-5号染色体与4号染色体和5号染色体发生联会,容易造成联会紊乱,C正确;
D、有丝分裂后期,着丝粒断裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极,与图示不符,D错误。
故答案为:D。
【分析】减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
9.(2022高三上·通州期中)白化病是一种单基因遗传病,患者由于缺乏酪氨酸酶,引起皮肤及附属器官黑色素缺乏,黑色素具有抵御紫外线的作用,下列说法错误的是( )
A.白化病的发病率受环境因素影响较大
B.白化病人患皮肤癌的风险高于正常人
C.白化病基因的碱基排列顺序与正常基因不同
D.基因通过控制酪氨酸酶的合成间接控制肤色
【答案】A
【知识点】人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、多基因遗传病的发病率受环境因素影响较大,而白化病是一种单基因遗传病,其发病率受环境因素影响不大,A错误;
B、白化病人皮肤及附属器官黑色素缺乏,而黑色素具有抵御紫外线的作用,故白化病人患皮肤癌的风险高于正常人,B正确;
C、白化病基因是由于正常基因发生基因突变导致的,基因突变是由于基因中碱基对的替换、增添或缺失导致的,故白化病基因的碱基排列顺序与正常基因不同,C正确;
D、白化病患者是由于体内缺乏酪氨酸酶导致的,体现了基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、生物的性状由基因和环境共同决定的,基因型相同的个体表现型不一定相同,表现型相同的个体基因型也不一定相同。
2、基因控制生物的性状,基因对性状的控制途径:①基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状;②基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状;基因与性状不是简单的线性关系,大多数情况下,一个基因控制一个性状,有的情况下,一个基因与多个性状有关,一个性状也可能由多个基因共同控制;基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用,精细地调节生物的性状。
10.(2022高三上·通州期中)如图为小鼠结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因(1-4)的变化。下列关于基因1、2、3、4的说法错误的是( )
A.很可能是原癌基因或抑癌基因
B.控制同一性状,属于等位基因
C.突变后细胞形态结构发生显著变化
D.表达产物与细胞的生长增殖有关
【答案】B
【知识点】细胞癌变的原因;基因突变的类型
【解析】【解答】A、癌变是原癌基因和抑癌基因发生多处突变引起的结果,基因1、2、3、4可能是原癌基因或抑癌基因,A正确;
B、由图可知,基因1、2、3、4位于不同的染色体上,不属于等位基因,B错误;
C、基因突变后发生癌变,导致细胞形态结构发生显著变化,C正确;
D、癌变细胞具有无限增殖的特征,说明基因1、2、3、4表达产物与细胞的生长增殖有关,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、由图可知,基因1、2、3、4位于不同染色体的不同位置,不属于等位基因。
2、一般发生在生殖细胞中的变异可遗传给后代,发生在体细胞中的变异不能遗传给后代。
3、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。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。
11.(2022高三上·通州期中)为快速培育抗除草剂的水稻(2n=24),育种工作者用下图所示方法进行育种,下列说法错误的是( )
A.过程①的原理是植物的花粉细胞具有全能性
B.过程②可提高幼苗的突变率,属于诱变育种
C.过程②③获得的叶片变黄的植株未发生基因突变
D.过程⑤也可以通过调控温度实现染色体数目加倍
【答案】C
【知识点】诱变育种;单倍体育种
【解析】【解答】A、花粉细胞具有发育形成完整个体所需的全套遗传物质,因此经①获得的单倍体幼苗,其理论依据是细胞的全能性,A正确;
B、过程②经γ射线照射后,可能会发生基因突变或染色体变异,经过除草剂筛选,获得了抗除草剂的幼苗,属于诱变育种,B正确;
C、而经②③过程获得的部分叶片变黄色的植株,因为突变造成叶绿色不能合成,C错误;
D、经过⑤处理后可获得单倍体抗除草剂植株,经过低温处理后染色体数目加倍,成为具有稳定遗传的抗除草剂性状,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、杂交育种的原理是基因重组;其优点是可以将不同个体的优良性状集中于同一个体上,且方法简单,可预见强。
2、诱变育种的原理是基因突变;方法是用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错,从而引起基因突变;其优点是可提高变异频率,出现新性状,大幅度改良某些性状,加速育种进程。
3、单倍体育种的原理是染色体变异;方法是用花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍;优点是纯合体自交后代不发生性状分离,因而能明显缩短育种年限。
4、多倍体育种的原理是染色体变异;方法是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;优点是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
5、基因工程育种的原理是基因重组;优点是能按照人们的意愿定向改造生物的性状。
6、分析图解可知,该育种方式中综合运用了单倍体育种和诱变育种,其中γ射线照射是为了诱导基因发生突变,而除草剂是起了选择的作用。由于基因突变大多数是有害的,少数是有利的,因此用除草剂选择后只有少部分植物的叶片保持绿色。
12.(2022高三上·通州期中)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食,调查不同区域囊鼠深色表型频率并计算基因频率,结果如图所示,下列说法错误的是( )
A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域分布受自然选择影响
B.与浅色岩区相比,深色熔床岩区囊鼠的杂合体频率低
C.在深色熔床岩区的深色囊鼠的基因型分别为D
D.DdD.与深色熔床岩区相比,浅色岩区囊鼠隐性纯合体频率高
【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、据图分析可知,深色囊鼠在深色熔岩床区表现型频率高,而在浅色岩P区和浅色岩Q区频率较低,因此,深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响,A正确;
B、浅色岩P区,囊鼠的杂合体频率(Dd)=2×0.1×0.9=0.18,而深色熔岩床区囊鼠的杂合体(Dd)频率=2×0.7×0.3=0.42,与浅色岩P相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率高,B错误;
C、囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,因此,浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd,C正确;
D、浅色岩Q区隐性纯合体(dd)的频率=0.7×0.7=0.49,而浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体(dd)的频率=0.9×0.9=0.81,因此,与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高,D正确。
故答案为:B。
【分析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③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,最终导致新物种的形成。③其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。
13.(2022高三上·通州期中)关于遗传病与优生,下列说法错误的是( )
A.遗传病一般是由致病基因引起的疾病
B.适龄生育可以减少或避免某些遗传病的发生
C.产前诊断可确定胎儿是否患21三体综合征
D.借助基因检测技术诊断胎儿是否患红绿色盲
【答案】A
【知识点】人类遗传病的类型及危害;人类遗传病的监测和预防
【解析】【解答】A、遗传病是指由于遗传物质改变引起的疾病,染色体异常遗传病没有致病基因,A错误;
B、适龄生育的人群生殖细胞质量优良,可以在一定程度上减少或避免某些遗传病的发生,B正确;
C、21三体综合征是患者的21号染色体比正常人多了一条,即三条21号染色体,通过产前诊断可确定胎儿是否患21三体综合征,C正确;
D、红绿色盲为X染色体上的隐性遗传病,借助基因检测技术可诊断胎儿是否携带有红绿色盲的致病基因,D正确。
故答案为:A。
【分析】遗传病的监测和预防:
(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
(3)禁止近亲婚配:降低隐性遗传病的发病率。
调查人类遗传病时,最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病,如色盲、白化病等;若调查的是遗传病的发病率,则应在群体中抽样调查,选取的样本要足够的多,且要随机取样;若调查的是遗传病的遗传方式,则应以患者家庭为单位进行调查,然后画出系谱图,再判断遗传方式。
14.(2022高三上·通州期中)黄瓜的花有单性花与两性花之分,位于非同源染色体上的F基因和M基因均是乙烯合成途径的关键基因,而乙烯的含量影响着花芽的性别分化,其作用机制如图所示。以下说法正确的是( )
A.基因型为FFMM、ffMM、FFmm的个体表型分别是雌花、雌花、两性花
B.基因型为FfMm和Ffmm的亲本杂交后代中,雌花个体占全部植株的
C.对基因型为FFmm的黄瓜植株外源施加乙烯抑制剂,可出现雌花
D.雌花的形成是负反馈调节的结果
【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、F基因存在时会合成乙烯,促进雌蕊的发育,同时激活M基因,M基因的表达会进一步促进乙烯合成而抑制雄蕊的发育,故可推知,F_M_的植株开雌花,F_mm的植株开两性花,ffM_和 ffmm的植株开雄花,A错误;
B、基因型为FfMm和Ffmm的亲本杂交后代中,雌花个体为F_Mm占全部植株的3/4×1/2= 3/8,B正确;
C、当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加乙烯的抑制剂时,低度的乙烯会不能促进雌蕊的发育,不能出现雌花,C错误;
D、M基因的表达会促进乙烯的产生,乙烯的产生又会促进M基因的表达,即二者之间存在正反馈,造成乙烯持续积累,进而抑制雄蕊发育,D错误。
故答案为:B。
【分析】F基因、M基因分别可以控制乙烯的合成,进而分别控制雌蕊和雄蕊的发育;F基因存在,可以合成乙烯,可以促进雌蕊的发育并抑制雄蕊的发育,乙烯存在的前提下,激活M基因表达,进一步促进乙烯合成,会抑制雄蕊的发育,促进雌花发育。从图中可知,F基因存在时,促进雌蕊发育;M基因存在,会抑制雄蕊发育。
15.(2022高三上·通州期中)科研人员提取的一种新型抗生素可抑制某种超级细菌的繁殖,下列相关说法正确的是( )
A.使用新型抗生素会导致这种超级细菌的灭绝
B.抗生素诱发细菌发生基因突变成为超级细菌
C.超级细菌基因频率的改变标志着新物种的形成
D.使用抗生素,细菌种群基因频率发生定向改变
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、使用超级细菌少数个体对新型抗生素有抗性,不会导致这种超级细菌的灭绝,A错误;
B、抗生素不是诱发基因突变的因素,不会诱发细菌发生基因突,B错误;
C、新物种行程的标志是生殖隔离,不是基因频率的改变,C错误;
D、使用抗生素,对抗生素有抗性的细菌能生存,细菌种群基因频率发生定向改变,D正确。
故答案为:D。
【分析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③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,最终导致新物种的形成。③其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。
二、综合题
16.(2022高三上·通州期中)为揭示茄子果皮色和果肉色的遗传规律,科研人员进行了系列实验。
(1)用绿果皮植株和紫果皮植株杂交,F1均为紫果皮,F2中紫果皮株数为84,绿果皮株数为26,初步判断茄子果皮色中 为显性,果皮色的遗传符合基因的 定律。
(2)用白果皮植株和紫果皮植株杂交,实验结果见下表:
亲代组合 F1 F2
白果皮植株×紫果皮植株 均为紫果皮 紫果皮∶绿果皮∶白果皮≈12∶3∶1
由表可知果皮色的遗传受两对等位基因控制,且 色果皮基因会阻碍 色果皮基因发挥作用。
(3)用白色果肉植株和绿白色果肉植株杂交,F1的果肉均为 色,且F2中绿白色果肉植株与白色果肉植株的比值约为3∶1,说明果肉色由一对等位基因控制。
(4)后续研究表明茄子果皮颜色和果肉颜色两对性状独立遗传。研究者用一株紫皮绿白肉植株(基因型为AAbbCC)和白皮白肉植株(基因型为aabbcc)杂交,F1均为紫皮绿白肉植株,F1自交得到F2中出现紫皮绿白肉、紫皮白肉、绿皮绿白肉、白皮白肉4种表型,比例约为 。F2中未出现表型为 的植株,推测其原因可能是绿白色果肉基因抑制了 基因的表达使表皮呈现出果肉的颜色。
【答案】(1)紫果皮(或紫皮);分离
(2)紫;绿
(3)绿白
(4)9∶3∶3∶1;白皮绿白肉;白色果皮
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】分析表格:白果皮植株×紫果皮植株→F1均为紫果皮,F1自交,F2紫果皮:绿果皮:白果皮≈12:3:1,该比例属于9:3:3:1的变式,说明茄子果皮眼色受两对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律。
(1)F1均为紫果皮,F2中紫果皮株数为84,绿果皮株数为26,紫果皮:绿果皮≈3:1,说明紫果皮为显性性状,该性状由一对等位基因控制,符合基因的分离定律。
(2)白果皮与紫果皮杂交,子一代全为紫果皮,子一代自交,紫果皮:绿果皮:白果皮=12:3:1,说明该相对性状是由两对相对性状控制,且遵循基因的自由组合定律,紫色果皮基因会阻碍绿色果皮基因发挥作用。
(3)F2中绿白色果肉植株与白色果肉植株的比值约为3∶1,说明绿白色果肉对白色果肉为显性,故F1的果肉均为绿白色。
(4)已知茄子果皮颜色和果肉颜色两对性状独立遗传,F1均为紫皮绿白肉植株,F1自交得到F2中出现紫皮绿白肉、紫皮白肉、绿皮绿白肉、白皮白肉4种表型,F2中出现紫皮白肉、绿皮绿白肉,说明出现了基因的自由组合,说明A/a、C/c位于两对同源染色体上,F1的基因型为AabbCc,F2中紫皮绿白肉(A_bbC_)、紫皮白肉(A_bbcc)、绿皮绿白肉(aabbC_)、白皮白肉(aabbcc)=9∶3∶3∶1,aabbC_的基因型应为白皮绿白肉,但表现型却为绿皮绿白肉,推测其原因可能是绿白色果肉(C_)基因抑制了白色果皮(aabb)基因的表达使表皮呈现出果肉的颜色(绿皮绿白肉)。
【分析】(一)F2出现9∶3∶3∶1的4个条件
(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,而且等位基因要完全显性。
(2)不同类型的雌、雄配子都能发育良好,且受精的机会均等。
(3)所有后代都应处于比较一致的环境中,而且存活率相同。
(4)供实验的群体要足够大,个体数量要足够多。
(二)对9:3:3:1的理解:
9指的是F2中A_B_个体,具体包括4AaBb:2AABb:2AaBB:1AABB;
3指的是F2中aaB_个体,具有包括2aaBb:1aaBB;
3指的是F2中A_bb个体,具体包括2Aabb:1AAbb;
1指的是F2中aabb个体。
在涉及9:3:3:1的试题中,可尝试用分数解题。
17.(2022高三上·通州期中)WAS综合征是一种由WAS基因(位于X染色体上)突变引起的遗传性免疫缺陷症。请回答以下问题:
(1)图1是某WAS综合征家系图,请据图判断该病为 性遗传病。一般情况下正常男性的女儿并不会患该病,原因是: 。
(2)研究人员证实患者甲表现为WAS综合征与其体内的X染色体失活有关。如图2所示,X染色体失活是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一失去活性而使该染色体上的基因无法转录,该染色体成为异染色体(巴氏小体),进而其功能受抑制。
①据上述资料判断甲的基因型为 (控制该病的基因用B/b表示),其患病的原因是来自 X染色体非随机失活,从而只表达 基因。
②据上述分析可知,患者甲体内WAS综合征相关的基因 (填“有”或“没有”)发生改变,其表型发生了改变,且此现象可以遗传。因此患者甲出现WAS综合征症状的现象属于 现象。
(3)哺乳动物雌性个体的X染色体失活遵循n-1法则(n为该个体体内X染色体的数量)。据此判断正常男性和正常女性失活的X染色体数量分别为 。结合人类的性染色体组成及X染色体上有功能的基因数量分析X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是 。
【答案】(1)隐;正常男性具有一个位于X染色体上的显性正常基因,传递给女儿后女儿一定表现为正常
(2)XBXb;父亲(或I-1);Xb(或b);没有;表观遗传
(3)0和1;维持雌性个体与雄性个体的X染色体上有功能的基因数量相同
【知识点】伴性遗传;表观遗传
【解析】【解答】分析系谱图:Ⅰ-1号、Ⅰ-2号不患病,却生出了患病的Ⅱ-1和甲,“无中生有为隐性”,说明该病为隐性遗传,由题目可知,WAS基因位于X染色体上,可推测该病为伴X隐性遗传病。
(1)Ⅰ-1号、Ⅰ-2号不患病,却生出了患病的Ⅱ-1、甲,“无中生有为隐性”,说明该病为隐性遗传病,正常男性具有一个位于X染色体上的显性正常基因,传递给女儿后女儿一定表现为正常,故正常男性的女儿并不会患该病。
(2)由题意可知,WAS综合征与其体内的X染色体失活有关,甲为女性,其父亲不患病,但甲却患病,可推测甲的基因型为XBXb,来自父亲XB的基因失活,只能表达Xb基因导致患病。
患者甲体内WAS综合征相关的基因仍为XBXb,并没有发生改变,基因型改变,但其表型发生了改变,且此现象可以遗传的现象属于表观遗传。
(3)正常男性有1条X染色体,失活的X染色体数量为1-1=0,正常女性有2条X染色体,失活的X染色体数量为2-1=1,X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义为维持雌性个体与雄性个体的X染色体上有功能的基因数量相同。
【分析】速判遗传方式的方法
18.(2022高三上·通州期中)狂犬病是由狂犬病毒(RABV)引起的一种人兽共患病。科研人员对RABV的增殖机制及其与宿主相互作用的机制进行了研究。
(1)RABV进入机体后会通过神经纤维运动到中枢神经系统后大量增殖,图1为RABV在神经元中的增殖过程。请据图1回答问题:
RABV在宿主细胞内进行1 过程,此过程需要的原料由 提供。请从图2所示的完整中心法则中选择出RABV在宿主细胞内遗传信息的传递所涉及的过程,包括 (填写序号)。
(2)华中农业大学狂犬病研究团队报道了一种新型的长链非编码RNA(EDAL)能够显著抑制RABV的增殖,其机制如图3所示
①科研人员将EDAL基因导入小鼠体内,一段时间后用RABV感染小鼠,EDAL基因 出的EDAL会与E酶结合并 (填“促进”或“抑制”)其修饰。在此转基因小鼠体内,未经修饰的E酶会与侵入细胞的RABV一起 。
②已知P蛋白可以通过抑制子代RABV逃逸避免其侵染更多的细胞。据图3可知,经修饰后的E酶进入细胞核后可使P基因启动子甲基化,从而 ,降低P蛋白的含量。
(3)传统观点认为E酶只能非特异性结合长链非编码RNA。上述研究的意义是: 。
【答案】(1)复制;宿主细胞;③④(位置可以更换)
(2)转录(或表达);抑制;进入溶酶体后被降解;抑制P基因的转录(或抑制P基因的表达)
(3)揭示E酶能够特异性结合长链非编码RNA,为抗RABV药物的设计提供了新思路。
【知识点】中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)过程1为转录,狂犬病毒(RABV)无细胞结构,在宿主细胞内进行复制过程,此过程需要的原料由宿主细胞提供。RABV在宿主细胞内遗传信息的传递所涉及的过程,包括RNA的复制和翻译过程,为③④。
(2)①EDAL为RNA,RNA由DNA转录而来,故EDAL基因转录出的EDAL会与E酶结合,从而导致用于修饰的E酶减少,抑制了E酶的修饰,由图可知,未经修饰的E酶会与侵入细胞的RABV一起进入溶酶体后被降解。
②由图3可知,经修饰后的E酶进入细胞核后可使P基因启动子甲基化,抑制P基因的转录,降低P蛋白的含量。
(3)上述研究揭示了E酶能够特异性结合长链非编码RNA,为抗RABV药物的设计提供了新思路。
【分析】1、图1表示RABV在神经元中的增殖过程,其中1为复制,2为翻译。图2表示的完整中心法则,其中①是DNA复制,②是转录,③是翻译,④是RNA复制,⑤是逆转录。图3表示一种新型的长链非编码RNA(EDAL)抑制RABV的增殖的作用机制。
2、中心法则内容:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
19.(2022高三上·通州期中)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗
无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子(UAA、UAG或UGA),从而使肽链合成提前终止,造成蛋白质的功能改变,引发相关疾病。约有10%~15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因(如CRISPR-Cas9相关的基因编辑工具)通过一定的方式导入人体靶细胞内,达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达,都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达,但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。
抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而来,它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译,获得有功能的全长蛋白。
I型黏多糖贮积症的病因,是相关基因发生无义突变,产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mLdua和Flag基因融合的载体(图1),以及针对该无义突变设计的sup-tRNA表达载体(产生的sup-tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr,简写作sup-tRNATyr),将其导入细胞进行研究,发现与具有相似作用的化合物G418比较,sup--tRNA的作用更加显著(图2);进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup-tRNA导入患病小鼠模型中,实验显示能够降低黏多糖过度积存,实现对该病症的有效治疗,其疗效可以持续半年以上。
从整体来看,G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机,而sup-tRNA引入的氨基酸较为单一,且不会影响内源tRNA稳态,所以sup-tRNA在个体治疗中具有很高的安全性,因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。
(1)侵染时,作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的 发生识别,引发内吞,进入细胞后释放单链DNA作为模板,利用宿主细胞的 催化合成其互补DNA链,再经过 过程产生sup-tRNA。
(2)除了引入的氨基酸较为单一,不影响内源tRNA稳态,我们还可推断,用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处 (填“能”或“不能”)继续往后翻译,具有很高的安全性。
(3)研究者构建mLdua突变基因和Flag基因融合的载体,目的是通过检测 来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译。实验结果表明,相比于化合物G418,sup-tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效,支持这一结论的依据是: 。
(4)有文献报道,已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略,这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup-tRNA的应用价值 。
【答案】(1)(特异性)受体;DNA聚合酶;转录
(2)不能
(3)Flag蛋白;转入sup-tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞
(4)一种sup-tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病
【知识点】中心法则及其发展;DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】(1)侵染时,作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的受体识别后,才能发生内吞作用,进入细胞;以DNA为模板合成新的DNA的过程是DNA分子复制,该过程需要的酶是DNA聚合酶;由DNA合成RNA的过程是转录。
(2)密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基,其中终止密码子是翻译终止的信号,故用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处不能继续往后翻译。
(3)分析题意可知,抑制性tRNA的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译,图示无义突变位于mLdua内部,Flag相当于标记基因,故研究者构建mLdua突变基因和Flag基因融合的载体,目的是通过检测Flag蛋白的有无来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译:若能合成Flag,则证明能够继续向后翻译;据图可知,转入sup-tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞,故可得相对于化合物G418,sup-tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效的结论。
(4)分析题意“已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变”“常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略,这将是一项耗费惊人的项目”可知:一种sup-tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病,故具有重要的应用价值。
【分析】1、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;
翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来转运氨基酸。
2、由题意可知,无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子(UAA、UAG或UGA),从而使肽链合成提前终止,造成蛋白质的功能改变,引发相关疾病。而抑制性tRNA(sup-tRNA)可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不终止而是继续向后进行翻译,获得有功能的全长蛋白。
20.(2022高三上·通州期中)水稻(2n=24)是两性花,可进行自花传粉和异花传粉。研究人员通过γ射线诱变获得了一株雄性不育水稻突变体。
(1)野生型水稻在产生花粉的时候,1个花粉母细胞(相当于精原细胞)的细胞核DNA经过 次复制,细胞经过 次连续的分裂,产生 个子细胞。在减数分裂I中期,细胞中可以观察到 个四分体。子细胞经过一系列变化形成精子,包裹在花粉粒中,脂质是花粉粒外壁(花粉壁)的重要成分。
(2)测序结果显示位于1号染色体上的脂质转运蛋白编码基因LTP突变为Itp是导致雄性不育的原因。与野生型相比,转录非模板链变化如图1,发生了碱基对的 ,氨基酸排列顺序改变,从左往右看,与野生型相比,开始出现差异的氨基酸是(写出氨基酸的变化) 。
(3)将完整的LTP基因与绿色荧光蛋白基因GFP融合转入突变体中,突变体育性恢复,根据 ,可推测LTP蛋白定位于花药绒毡层细胞的细胞膜。进一步将不同的融合基因分别导入水稻原生质体,观察在细胞中的定位,结果如下表。已知完整的融合蛋白含有SP和TM区段,缺少 区段的LTP蛋白不能定位到细胞膜上,而突变LTP蛋白即使完整,依然不能正确定位,推测突变使该区段丢失而导致功能障碍。
(4)脂质对于花粉壁的发育有重要作用,实验表明,突变体花粉壁发育异常。进一步研究发现,另一脂质转运蛋白OsC6与LTP之间有相互作用,OsC6定位于绒毡层细胞质和花药小腔,请根据它们的分布(图2)提出脂质由绒毡层细胞运输至花粉壁的机制 。
【答案】(1)一;两;4;12
(2)缺失;苏氨酸-精氨酸
(3)绿色荧光分布于绒毡层细胞的细胞膜;TM(C端跨膜区)
(4)位于绒毡层细胞膜的LTP能够招募位于绒毡层细胞质和花药小腔中的OsC6进行脂质分子接力运输,使其从绒毡层运输到花粉壁,从而调控花粉壁的正常发育(绒毡层细胞质中的OsC6与脂质分子结合,将脂质分子转移给绒毡层细胞膜上的LTP,LTP再将脂质分子交给花药小腔中的OsC6,运输至花粉壁,调控花粉壁的正常发育)
【知识点】精子的形成过程;基因突变的特点及意义
【解析】【解答】(1)减数分裂细胞复制一次连续分裂两次,一个精原细胞可以产生四个精细胞,水稻是二倍体植株,减数第一次分裂中期同源染色体整齐的排列在赤道板上,一对同源染色体等于一个四分体,根据题目可知水稻(2n=24),两两配对有12对同源染色体,所以在减数分裂I中期,细胞中可以观察到12个四分体。
(2)根据题目可知突变体基因...GCC GCA CGC TC...与野生型...GCC GCC ACG CT...相比缺少了碱基C,把这种现象叫做碱基对的缺失;氨基酸排列顺序改变,从左往右看,与野生型相比,题意所示为非模板链,模板链为:野生型...CGG CGG TGC GA...突变型...CGG CGT GCG CT...,转录后野生型...GCC GCC ACG CU...突变型...GCC GCA CGC GA...对照图一密码子可知氨基酸变化:苏氨酸-精氨酸。
(3)根据题目意思已知结论写假设,根据绿色荧光分布于绒毡层细胞的细胞膜可推测LTP蛋白定位于花药绒毡层细胞的细胞膜;结合表格信息对比,可知定位在细胞膜上的基因片段完整包含SP、GFP、正常LTP和TM,缺少TM的定位在内质网上,所以缺少TM(C端跨膜区)区段的LTP蛋白不能定位到细胞膜上。
(4)据图二分析以及题(3)可知位于绒毡层细胞膜的LTP能够招募位于绒毡层细胞质和花药小腔中的OsC6进行脂质分子接力运输,使其从绒毡层运输到花粉壁,从而调控花粉壁的正常发育。
【分析】1、减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时,从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
2、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;
翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来转运氨基酸。
21.(2022高三上·通州期中)长颈鹿的脖子长达2-3米,这一极端形态演化的成因吸引着一代又一代科学家进行探究。
(1)法国博物学家拉马克认为长颈鹿为了取食高处的树叶,脖子越伸越长,长颈这一 可以遗传给后代,如此循环往复,导致长颈鹿出现极端形态。
(2)英国博物学家达尔文则认为长颈鹿的群体中同时存在长脖子和短脖子的个体,长脖子的个体可以取食到更高处的叶子,容易存活下来,而短脖子的个体则容易饿死,食物起到了 的作用。
(3)雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”:甩动脖子和头部组成的“流星锤”,击打对手的薄弱部位。1996年两位动物行为专家分析了雌雄长颈鹿头颈部重量的差异(如下图),发现 ,说明强壮的头颈在雄性中肯定具有某种优势,头颈强壮的雄性可能更容易在争夺配偶时获胜,从而提出求偶竞争才是长颈鹿长颈的主要原因这一新观点。
(4)近日我国古生物学家领衔的国际团队对出土于新疆的古生物——獬豸盘角鹿化石进行研究,找到了支持雄性求偶竞争与头颈部演化的 证据。研究者据此将长颈演化的观点进行综合:长颈鹿的长颈作为雄性求偶斗争中的利器被保留,又成为其取食高处嫩叶的倚仗。
(5)我们还可以寻找分子证据,例如通过 的方法为长颈鹿长颈的演化提供有力支持。
【答案】(1)性状
(2)自然选择(或定向选择或选择)
(3)与雌性不同,雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长
(4)直接
(5)基因测序
【知识点】拉马克学说和自然选择学说;现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】(1)脖子长是一种形态特征,是一种性状,可以从亲代传给子代。
(2)长脖子个体能得到更多食物,在生存斗争中有优势,食物起到了选择作用。
(3)据图,随着年龄的增长,雄性头部、颈部的质量一直在增大,而雌性是先增大后稳定,说明强壮的头颈在雄性中有某种优势。
(4)化石是研究生物进化的直接证据。
(5)化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,为生物进化论提供了有力的支持。可以通过基因测序的方法从分子水平寻找证据为长颈鹿长颈的演化提供有力支持。
【分析】1、拉马克的进化学说的主要内容
(1)生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。
(2)生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续变异的个体。
(3)对于生物进化的原因,他认为:一是“用进废退”的法则;二是“获得性遗传”的法则.但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。
2、达尔文的自然选择学说:
内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
意义:科学地解释了生物进化的原因和物种多样性形成的原因。
局限性:①对遗传和变异的本质不能做出科学的解释;②对生物进化的解释局限于个体水平;③强调物种形成都是自然选择的结果,不能很好地解释物种大爆发等现象。
3、现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③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,最终导致新物种的形成。③其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。
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北京市通州区2022-2023学年高三上学期期中生物试题
一、单选题
1.(2022高三上·通州期中)下列能用分离定律解释的是( )
A.人类红绿色盲的遗传规律 B.线粒体疾病的发病规律
C.同卵双胞胎存在性状差异 D.乳酸菌的某种性状丧失
2.(2022高三上·通州期中)孟德尔的豌豆杂交实验中,F1代黄色圆粒自交会发生性状分离,其实质是非同源染色体上的非等位基因自由组合,此过程发生在( )
A.受精作用 B.有丝分裂后期
C.减数分裂I后期 D.减数分裂Ⅱ后期
3.(2022高三上·通州期中)关于揭示遗传奥秘的几个重要事件,下列说法合理的是( )
A.孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因
B.萨顿通过实验证明了基因在染色体上
C.随着RNA复制和逆转录过程的发现,推翻了传统的中心法则
D.科学家通过T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质
4.(2022高三上·通州期中)某生物兴趣小组为验证肺炎链球菌转化实验的结论,将加热致死的S型肺炎链球菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取液并均分到编号为①②③④的四支试管中,下列实验不能获得活的S型细菌的是( )
A.将①号试管中的提取液加入无菌水,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
B.在②号试管的提取液中加入蛋白酶,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
C.在③号试管的提取液中加入DNA酶,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
D.在④号试管的提取液中加入RNA酶,处理一段时间后与R型活细菌混合培养
5.(2022高三上·通州期中)某二倍体生物的DNA中碱基A约占27%,关于该生物核酸的说法错误的是( )
A.DNA复制后A约占27% B.RNA中U约占27%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.DNA中的C约占23%
6.(2022高三上·通州期中)下图表示玉米叶肉细胞中某段DNA的①和②两个生理过程,相关说法正确的是( )
A.图中参与①过程的DNA模板链是α链
B.mRNA上每个密码子都有tRNA与之对应
C.玉米其他类型的细胞中密码子与氨基酸的对应关系相同
D.亲代叶肉细胞的遗传信息通过①过程传递给子代叶肉细胞
7.(2022高三上·通州期中)人类受精卵的形成包括减数分裂和受精作用,其中不能影响遗传多样性的过程是( )
A.减数分裂联会时非姐妹染色单体间互换
B.减数分裂过程中非同源染色体自由组合
C.受精作用过程精子和卵细胞的随机结合
D.减数分裂产生的精子含一整套非同源染色体
8.(2022高三上·通州期中)小鼠的性别决定方式为XY型,某小鼠的染色体核型如图所示,关于该鼠染色体核型的分析及推论说法错误的是( )
A.该鼠的性别表现为雌性
B.该鼠体细胞含有39条染色体
C.该鼠减数分裂的过程中,很容易发生联会紊乱
D.依据有丝分裂后期显微摄影制作染色体核型图
9.(2022高三上·通州期中)白化病是一种单基因遗传病,患者由于缺乏酪氨酸酶,引起皮肤及附属器官黑色素缺乏,黑色素具有抵御紫外线的作用,下列说法错误的是( )
A.白化病的发病率受环境因素影响较大
B.白化病人患皮肤癌的风险高于正常人
C.白化病基因的碱基排列顺序与正常基因不同
D.基因通过控制酪氨酸酶的合成间接控制肤色
10.(2022高三上·通州期中)如图为小鼠结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因(1-4)的变化。下列关于基因1、2、3、4的说法错误的是( )
A.很可能是原癌基因或抑癌基因
B.控制同一性状,属于等位基因
C.突变后细胞形态结构发生显著变化
D.表达产物与细胞的生长增殖有关
11.(2022高三上·通州期中)为快速培育抗除草剂的水稻(2n=24),育种工作者用下图所示方法进行育种,下列说法错误的是( )
A.过程①的原理是植物的花粉细胞具有全能性
B.过程②可提高幼苗的突变率,属于诱变育种
C.过程②③获得的叶片变黄的植株未发生基因突变
D.过程⑤也可以通过调控温度实现染色体数目加倍
12.(2022高三上·通州期中)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食,调查不同区域囊鼠深色表型频率并计算基因频率,结果如图所示,下列说法错误的是( )
A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域分布受自然选择影响
B.与浅色岩区相比,深色熔床岩区囊鼠的杂合体频率低
C.在深色熔床岩区的深色囊鼠的基因型分别为D
D.DdD.与深色熔床岩区相比,浅色岩区囊鼠隐性纯合体频率高
13.(2022高三上·通州期中)关于遗传病与优生,下列说法错误的是( )
A.遗传病一般是由致病基因引起的疾病
B.适龄生育可以减少或避免某些遗传病的发生
C.产前诊断可确定胎儿是否患21三体综合征
D.借助基因检测技术诊断胎儿是否患红绿色盲
14.(2022高三上·通州期中)黄瓜的花有单性花与两性花之分,位于非同源染色体上的F基因和M基因均是乙烯合成途径的关键基因,而乙烯的含量影响着花芽的性别分化,其作用机制如图所示。以下说法正确的是( )
A.基因型为FFMM、ffMM、FFmm的个体表型分别是雌花、雌花、两性花
B.基因型为FfMm和Ffmm的亲本杂交后代中,雌花个体占全部植株的
C.对基因型为FFmm的黄瓜植株外源施加乙烯抑制剂,可出现雌花
D.雌花的形成是负反馈调节的结果
15.(2022高三上·通州期中)科研人员提取的一种新型抗生素可抑制某种超级细菌的繁殖,下列相关说法正确的是( )
A.使用新型抗生素会导致这种超级细菌的灭绝
B.抗生素诱发细菌发生基因突变成为超级细菌
C.超级细菌基因频率的改变标志着新物种的形成
D.使用抗生素,细菌种群基因频率发生定向改变
二、综合题
16.(2022高三上·通州期中)为揭示茄子果皮色和果肉色的遗传规律,科研人员进行了系列实验。
(1)用绿果皮植株和紫果皮植株杂交,F1均为紫果皮,F2中紫果皮株数为84,绿果皮株数为26,初步判断茄子果皮色中 为显性,果皮色的遗传符合基因的 定律。
(2)用白果皮植株和紫果皮植株杂交,实验结果见下表:
亲代组合 F1 F2
白果皮植株×紫果皮植株 均为紫果皮 紫果皮∶绿果皮∶白果皮≈12∶3∶1
由表可知果皮色的遗传受两对等位基因控制,且 色果皮基因会阻碍 色果皮基因发挥作用。
(3)用白色果肉植株和绿白色果肉植株杂交,F1的果肉均为 色,且F2中绿白色果肉植株与白色果肉植株的比值约为3∶1,说明果肉色由一对等位基因控制。
(4)后续研究表明茄子果皮颜色和果肉颜色两对性状独立遗传。研究者用一株紫皮绿白肉植株(基因型为AAbbCC)和白皮白肉植株(基因型为aabbcc)杂交,F1均为紫皮绿白肉植株,F1自交得到F2中出现紫皮绿白肉、紫皮白肉、绿皮绿白肉、白皮白肉4种表型,比例约为 。F2中未出现表型为 的植株,推测其原因可能是绿白色果肉基因抑制了 基因的表达使表皮呈现出果肉的颜色。
17.(2022高三上·通州期中)WAS综合征是一种由WAS基因(位于X染色体上)突变引起的遗传性免疫缺陷症。请回答以下问题:
(1)图1是某WAS综合征家系图,请据图判断该病为 性遗传病。一般情况下正常男性的女儿并不会患该病,原因是: 。
(2)研究人员证实患者甲表现为WAS综合征与其体内的X染色体失活有关。如图2所示,X染色体失活是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一失去活性而使该染色体上的基因无法转录,该染色体成为异染色体(巴氏小体),进而其功能受抑制。
①据上述资料判断甲的基因型为 (控制该病的基因用B/b表示),其患病的原因是来自 X染色体非随机失活,从而只表达 基因。
②据上述分析可知,患者甲体内WAS综合征相关的基因 (填“有”或“没有”)发生改变,其表型发生了改变,且此现象可以遗传。因此患者甲出现WAS综合征症状的现象属于 现象。
(3)哺乳动物雌性个体的X染色体失活遵循n-1法则(n为该个体体内X染色体的数量)。据此判断正常男性和正常女性失活的X染色体数量分别为 。结合人类的性染色体组成及X染色体上有功能的基因数量分析X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是 。
18.(2022高三上·通州期中)狂犬病是由狂犬病毒(RABV)引起的一种人兽共患病。科研人员对RABV的增殖机制及其与宿主相互作用的机制进行了研究。
(1)RABV进入机体后会通过神经纤维运动到中枢神经系统后大量增殖,图1为RABV在神经元中的增殖过程。请据图1回答问题:
RABV在宿主细胞内进行1 过程,此过程需要的原料由 提供。请从图2所示的完整中心法则中选择出RABV在宿主细胞内遗传信息的传递所涉及的过程,包括 (填写序号)。
(2)华中农业大学狂犬病研究团队报道了一种新型的长链非编码RNA(EDAL)能够显著抑制RABV的增殖,其机制如图3所示
①科研人员将EDAL基因导入小鼠体内,一段时间后用RABV感染小鼠,EDAL基因 出的EDAL会与E酶结合并 (填“促进”或“抑制”)其修饰。在此转基因小鼠体内,未经修饰的E酶会与侵入细胞的RABV一起 。
②已知P蛋白可以通过抑制子代RABV逃逸避免其侵染更多的细胞。据图3可知,经修饰后的E酶进入细胞核后可使P基因启动子甲基化,从而 ,降低P蛋白的含量。
(3)传统观点认为E酶只能非特异性结合长链非编码RNA。上述研究的意义是: 。
19.(2022高三上·通州期中)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
利用抑制性tRNA进行无义突变遗传病的治疗
无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子(UAA、UAG或UGA),从而使肽链合成提前终止,造成蛋白质的功能改变,引发相关疾病。约有10%~15%的人类基因相关遗传疾病是由无义突变引发的。常规的基因治疗是将正常基因的cDNA序列或是有治疗价值的基因(如CRISPR-Cas9相关的基因编辑工具)通过一定的方式导入人体靶细胞内,达到替代或修复缺陷基因、治疗疾病的目的。导入基因插入位置不当、过高或过低表达,都可能会导致副作用。尽管基因编辑可以实现生理水平的基因表达,但基因编辑工具引入外源蛋白可能引发强烈的免疫反应仍然是巨大的挑战。
抑制性tRNA(sup-tRNA)由天然tRNA改造而来,它的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译,获得有功能的全长蛋白。
I型黏多糖贮积症的病因,是相关基因发生无义突变,产生终止密码子UAG。研究者构建小鼠该突变基因mLdua和Flag基因融合的载体(图1),以及针对该无义突变设计的sup-tRNA表达载体(产生的sup-tRNA能够识别UAG并携带酪氨酸Tyr,简写作sup-tRNATyr),将其导入细胞进行研究,发现与具有相似作用的化合物G418比较,sup--tRNA的作用更加显著(图2);进一步利用重组腺相关病毒作为载体将sup-tRNA导入患病小鼠模型中,实验显示能够降低黏多糖过度积存,实现对该病症的有效治疗,其疗效可以持续半年以上。
从整体来看,G418在促进跨越无义突变位点继续翻译时引入的氨基酸较为随机,而sup-tRNA引入的氨基酸较为单一,且不会影响内源tRNA稳态,所以sup-tRNA在个体治疗中具有很高的安全性,因而在未来基因突变引起的疾病相关治疗中具有非常大的应用前景。
(1)侵染时,作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的 发生识别,引发内吞,进入细胞后释放单链DNA作为模板,利用宿主细胞的 催化合成其互补DNA链,再经过 过程产生sup-tRNA。
(2)除了引入的氨基酸较为单一,不影响内源tRNA稳态,我们还可推断,用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处 (填“能”或“不能”)继续往后翻译,具有很高的安全性。
(3)研究者构建mLdua突变基因和Flag基因融合的载体,目的是通过检测 来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译。实验结果表明,相比于化合物G418,sup-tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效,支持这一结论的依据是: 。
(4)有文献报道,已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略,这将是一项耗费惊人的项目。据此说明sup-tRNA的应用价值 。
20.(2022高三上·通州期中)水稻(2n=24)是两性花,可进行自花传粉和异花传粉。研究人员通过γ射线诱变获得了一株雄性不育水稻突变体。
(1)野生型水稻在产生花粉的时候,1个花粉母细胞(相当于精原细胞)的细胞核DNA经过 次复制,细胞经过 次连续的分裂,产生 个子细胞。在减数分裂I中期,细胞中可以观察到 个四分体。子细胞经过一系列变化形成精子,包裹在花粉粒中,脂质是花粉粒外壁(花粉壁)的重要成分。
(2)测序结果显示位于1号染色体上的脂质转运蛋白编码基因LTP突变为Itp是导致雄性不育的原因。与野生型相比,转录非模板链变化如图1,发生了碱基对的 ,氨基酸排列顺序改变,从左往右看,与野生型相比,开始出现差异的氨基酸是(写出氨基酸的变化) 。
(3)将完整的LTP基因与绿色荧光蛋白基因GFP融合转入突变体中,突变体育性恢复,根据 ,可推测LTP蛋白定位于花药绒毡层细胞的细胞膜。进一步将不同的融合基因分别导入水稻原生质体,观察在细胞中的定位,结果如下表。已知完整的融合蛋白含有SP和TM区段,缺少 区段的LTP蛋白不能定位到细胞膜上,而突变LTP蛋白即使完整,依然不能正确定位,推测突变使该区段丢失而导致功能障碍。
(4)脂质对于花粉壁的发育有重要作用,实验表明,突变体花粉壁发育异常。进一步研究发现,另一脂质转运蛋白OsC6与LTP之间有相互作用,OsC6定位于绒毡层细胞质和花药小腔,请根据它们的分布(图2)提出脂质由绒毡层细胞运输至花粉壁的机制 。
21.(2022高三上·通州期中)长颈鹿的脖子长达2-3米,这一极端形态演化的成因吸引着一代又一代科学家进行探究。
(1)法国博物学家拉马克认为长颈鹿为了取食高处的树叶,脖子越伸越长,长颈这一 可以遗传给后代,如此循环往复,导致长颈鹿出现极端形态。
(2)英国博物学家达尔文则认为长颈鹿的群体中同时存在长脖子和短脖子的个体,长脖子的个体可以取食到更高处的叶子,容易存活下来,而短脖子的个体则容易饿死,食物起到了 的作用。
(3)雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”:甩动脖子和头部组成的“流星锤”,击打对手的薄弱部位。1996年两位动物行为专家分析了雌雄长颈鹿头颈部重量的差异(如下图),发现 ,说明强壮的头颈在雄性中肯定具有某种优势,头颈强壮的雄性可能更容易在争夺配偶时获胜,从而提出求偶竞争才是长颈鹿长颈的主要原因这一新观点。
(4)近日我国古生物学家领衔的国际团队对出土于新疆的古生物——獬豸盘角鹿化石进行研究,找到了支持雄性求偶竞争与头颈部演化的 证据。研究者据此将长颈演化的观点进行综合:长颈鹿的长颈作为雄性求偶斗争中的利器被保留,又成为其取食高处嫩叶的倚仗。
(5)我们还可以寻找分子证据,例如通过 的方法为长颈鹿长颈的演化提供有力支持。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、控制人类红绿色盲的基因位于X染色体上,其遗传遵循基因的分离定律,A正确;
B、线粒体遗传具有母系遗传的特点,不遵循分离定律,B错误;
C、同卵双胞胎的基因相同,但是存在部分性状差异,导致性状差异的原因可能是基因突变、表观遗传、或是环境的影响,C错误;
D、乳酸菌不含有染色体,其遗传不遵循分离定律,D错误。
故答案为:A。
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在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后代。
2.【答案】C
【知识点】孟德尔遗传实验-自由组合
【解析】【解答】减数第一次分裂后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,导致F1代黄色圆粒自交发生性状分离,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】基因的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.【答案】D
【知识点】中心法则及其发展;孟德尔遗传实验-自由组合;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔通过豌豆杂交实验提出“生物的性状是由遗传因子决定的”,孟德尔那时候并没有基因的概念,A错误;
B、萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上的假说,摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上,B错误;
C、RNA复制和逆转录过程的发现,是传统的中心法则的补充,C错误;
D、科学家通过T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。
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。
3、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体上的假说,摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。
4、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
4.【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、①号试管中存在S细菌的DNA,R型活细菌混合培养后可获得活的S型细菌,A不符合题意;
B、在②号试管的提取液中加入蛋白酶可水解蛋白质,但S型细菌的DNA还在,处理一段时间后与R型活细菌混合培养可获得活的S型细菌,B不符合题意;
C、在③号试管的提取液中加入DNA酶,DNA酶可水解S型细菌的DNA,处理一段时间后与R型活细菌混合培养不能发生转化,不能获得活的S型细菌,C符合题意;
D、在④号试管的提取液中加入RNA酶,S型细菌的DNA还在,处理一段时间后与R型活细菌混合培养,能获得活的S型细菌,D不符合题意。
故答案为:C。
【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。
5.【答案】B
【知识点】碱基互补配对原则;DNA分子的结构
【解析】【解答】A、DNA中碱基A约占27%,即T约占27%,DNA 分子为半保留复制,复制时遵循碱基互补配对原则,则 DNA 复制后的 A 约占27%,A 正确;
B、由于 RNA 为单链结构,且 RNA 是以 D NA 的一条单链为模板进行转录而来,故 RN A 中 U 不一定占27%,B错误;
C、 DNA 遵循碱基互补配对原则, 故DNA分子中A = T 、 G = C ,则( A + G )/( T + C )=1, C正确;
D、DNA中碱基A约占27%, A = T,G = C ,即T约占27%,C+G=46%,C=G=23%,D正确。
故答案为:B。
【分析】碱基互补配对原则的规律:
(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
(2)DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。
6.【答案】C
【知识点】中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、图中①为转录过程,其碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,图中mRNA的碱基序列为UACGAU,故图中参与①过程的DNA模板链是β链,A错误;
B、通常情况下,终止密码子没有与之对应的氨基酸,故mRNA上的终止密码子没有tRNA与之对应,B错误;
C、生物共用一套密码子,故玉米其他类型的细胞中密码子与氨基酸的对应关系相同,C正确;
D、亲代叶肉细胞的遗传信息通过DNA复制过程传递给子代叶肉细胞,而图中①是转录过程,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、分析题图:图中①为转录过程,②为翻译过程。
2、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;
3、翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来转运氨基酸。
7.【答案】D
【知识点】减数分裂概述与基本过程;受精作用
【解析】【解答】A、减数分裂过程中联会形成四分体发生同源染色体非姐妹染色体上等位基因发生互换导致同源染色体上非等位基因自由组合,A不符合题意;
B、减数第一次分裂后期,由于同源染色体上等位基因分离导致非同源染色体上非等位基因表型为自由组合,B不符合题意;
C、受精作用过程精子和卵细胞的随机结合,使受精卵中基因有多种可能性,C不符合题意;
D、减数分裂产生的精子含一整套非同源染色体,所有精子都是相同的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型、②交叉互换型。
2、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
8.【答案】D
【知识点】减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、小鼠的性别决定方式为XY型,该小鼠有两条X染色体,性别表现为雌性,A正确;
B、该小鼠体细胞中,4号染色体和5号染色体连接成一条染色体(4号-5号染色体),故染色体条数为20×2-1=39,B正确;
C、该鼠减数分裂第一次分裂前期,由于4号-5号染色体与4号染色体和5号染色体发生联会,容易造成联会紊乱,C正确;
D、有丝分裂后期,着丝粒断裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极,与图示不符,D错误。
故答案为:D。
【分析】减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
9.【答案】A
【知识点】人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、多基因遗传病的发病率受环境因素影响较大,而白化病是一种单基因遗传病,其发病率受环境因素影响不大,A错误;
B、白化病人皮肤及附属器官黑色素缺乏,而黑色素具有抵御紫外线的作用,故白化病人患皮肤癌的风险高于正常人,B正确;
C、白化病基因是由于正常基因发生基因突变导致的,基因突变是由于基因中碱基对的替换、增添或缺失导致的,故白化病基因的碱基排列顺序与正常基因不同,C正确;
D、白化病患者是由于体内缺乏酪氨酸酶导致的,体现了基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、生物的性状由基因和环境共同决定的,基因型相同的个体表现型不一定相同,表现型相同的个体基因型也不一定相同。
2、基因控制生物的性状,基因对性状的控制途径:①基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状;②基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状;基因与性状不是简单的线性关系,大多数情况下,一个基因控制一个性状,有的情况下,一个基因与多个性状有关,一个性状也可能由多个基因共同控制;基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用,精细地调节生物的性状。
10.【答案】B
【知识点】细胞癌变的原因;基因突变的类型
【解析】【解答】A、癌变是原癌基因和抑癌基因发生多处突变引起的结果,基因1、2、3、4可能是原癌基因或抑癌基因,A正确;
B、由图可知,基因1、2、3、4位于不同的染色体上,不属于等位基因,B错误;
C、基因突变后发生癌变,导致细胞形态结构发生显著变化,C正确;
D、癌变细胞具有无限增殖的特征,说明基因1、2、3、4表达产物与细胞的生长增殖有关,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、由图可知,基因1、2、3、4位于不同染色体的不同位置,不属于等位基因。
2、一般发生在生殖细胞中的变异可遗传给后代,发生在体细胞中的变异不能遗传给后代。
3、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。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。
11.【答案】C
【知识点】诱变育种;单倍体育种
【解析】【解答】A、花粉细胞具有发育形成完整个体所需的全套遗传物质,因此经①获得的单倍体幼苗,其理论依据是细胞的全能性,A正确;
B、过程②经γ射线照射后,可能会发生基因突变或染色体变异,经过除草剂筛选,获得了抗除草剂的幼苗,属于诱变育种,B正确;
C、而经②③过程获得的部分叶片变黄色的植株,因为突变造成叶绿色不能合成,C错误;
D、经过⑤处理后可获得单倍体抗除草剂植株,经过低温处理后染色体数目加倍,成为具有稳定遗传的抗除草剂性状,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、杂交育种的原理是基因重组;其优点是可以将不同个体的优良性状集中于同一个体上,且方法简单,可预见强。
2、诱变育种的原理是基因突变;方法是用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错,从而引起基因突变;其优点是可提高变异频率,出现新性状,大幅度改良某些性状,加速育种进程。
3、单倍体育种的原理是染色体变异;方法是用花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍;优点是纯合体自交后代不发生性状分离,因而能明显缩短育种年限。
4、多倍体育种的原理是染色体变异;方法是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;优点是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
5、基因工程育种的原理是基因重组;优点是能按照人们的意愿定向改造生物的性状。
6、分析图解可知,该育种方式中综合运用了单倍体育种和诱变育种,其中γ射线照射是为了诱导基因发生突变,而除草剂是起了选择的作用。由于基因突变大多数是有害的,少数是有利的,因此用除草剂选择后只有少部分植物的叶片保持绿色。
12.【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、据图分析可知,深色囊鼠在深色熔岩床区表现型频率高,而在浅色岩P区和浅色岩Q区频率较低,因此,深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响,A正确;
B、浅色岩P区,囊鼠的杂合体频率(Dd)=2×0.1×0.9=0.18,而深色熔岩床区囊鼠的杂合体(Dd)频率=2×0.7×0.3=0.42,与浅色岩P相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率高,B错误;
C、囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,因此,浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd,C正确;
D、浅色岩Q区隐性纯合体(dd)的频率=0.7×0.7=0.49,而浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体(dd)的频率=0.9×0.9=0.81,因此,与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高,D正确。
故答案为:B。
【分析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③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,最终导致新物种的形成。③其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。
13.【答案】A
【知识点】人类遗传病的类型及危害;人类遗传病的监测和预防
【解析】【解答】A、遗传病是指由于遗传物质改变引起的疾病,染色体异常遗传病没有致病基因,A错误;
B、适龄生育的人群生殖细胞质量优良,可以在一定程度上减少或避免某些遗传病的发生,B正确;
C、21三体综合征是患者的21号染色体比正常人多了一条,即三条21号染色体,通过产前诊断可确定胎儿是否患21三体综合征,C正确;
D、红绿色盲为X染色体上的隐性遗传病,借助基因检测技术可诊断胎儿是否携带有红绿色盲的致病基因,D正确。
故答案为:A。
【分析】遗传病的监测和预防:
(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
(3)禁止近亲婚配:降低隐性遗传病的发病率。
调查人类遗传病时,最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病,如色盲、白化病等;若调查的是遗传病的发病率,则应在群体中抽样调查,选取的样本要足够的多,且要随机取样;若调查的是遗传病的遗传方式,则应以患者家庭为单位进行调查,然后画出系谱图,再判断遗传方式。
14.【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、F基因存在时会合成乙烯,促进雌蕊的发育,同时激活M基因,M基因的表达会进一步促进乙烯合成而抑制雄蕊的发育,故可推知,F_M_的植株开雌花,F_mm的植株开两性花,ffM_和 ffmm的植株开雄花,A错误;
B、基因型为FfMm和Ffmm的亲本杂交后代中,雌花个体为F_Mm占全部植株的3/4×1/2= 3/8,B正确;
C、当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加乙烯的抑制剂时,低度的乙烯会不能促进雌蕊的发育,不能出现雌花,C错误;
D、M基因的表达会促进乙烯的产生,乙烯的产生又会促进M基因的表达,即二者之间存在正反馈,造成乙烯持续积累,进而抑制雄蕊发育,D错误。
故答案为:B。
【分析】F基因、M基因分别可以控制乙烯的合成,进而分别控制雌蕊和雄蕊的发育;F基因存在,可以合成乙烯,可以促进雌蕊的发育并抑制雄蕊的发育,乙烯存在的前提下,激活M基因表达,进一步促进乙烯合成,会抑制雄蕊的发育,促进雌花发育。从图中可知,F基因存在时,促进雌蕊发育;M基因存在,会抑制雄蕊发育。
15.【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、使用超级细菌少数个体对新型抗生素有抗性,不会导致这种超级细菌的灭绝,A错误;
B、抗生素不是诱发基因突变的因素,不会诱发细菌发生基因突,B错误;
C、新物种行程的标志是生殖隔离,不是基因频率的改变,C错误;
D、使用抗生素,对抗生素有抗性的细菌能生存,细菌种群基因频率发生定向改变,D正确。
故答案为:D。
【分析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③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,最终导致新物种的形成。③其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。
16.【答案】(1)紫果皮(或紫皮);分离
(2)紫;绿
(3)绿白
(4)9∶3∶3∶1;白皮绿白肉;白色果皮
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】分析表格:白果皮植株×紫果皮植株→F1均为紫果皮,F1自交,F2紫果皮:绿果皮:白果皮≈12:3:1,该比例属于9:3:3:1的变式,说明茄子果皮眼色受两对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律。
(1)F1均为紫果皮,F2中紫果皮株数为84,绿果皮株数为26,紫果皮:绿果皮≈3:1,说明紫果皮为显性性状,该性状由一对等位基因控制,符合基因的分离定律。
(2)白果皮与紫果皮杂交,子一代全为紫果皮,子一代自交,紫果皮:绿果皮:白果皮=12:3:1,说明该相对性状是由两对相对性状控制,且遵循基因的自由组合定律,紫色果皮基因会阻碍绿色果皮基因发挥作用。
(3)F2中绿白色果肉植株与白色果肉植株的比值约为3∶1,说明绿白色果肉对白色果肉为显性,故F1的果肉均为绿白色。
(4)已知茄子果皮颜色和果肉颜色两对性状独立遗传,F1均为紫皮绿白肉植株,F1自交得到F2中出现紫皮绿白肉、紫皮白肉、绿皮绿白肉、白皮白肉4种表型,F2中出现紫皮白肉、绿皮绿白肉,说明出现了基因的自由组合,说明A/a、C/c位于两对同源染色体上,F1的基因型为AabbCc,F2中紫皮绿白肉(A_bbC_)、紫皮白肉(A_bbcc)、绿皮绿白肉(aabbC_)、白皮白肉(aabbcc)=9∶3∶3∶1,aabbC_的基因型应为白皮绿白肉,但表现型却为绿皮绿白肉,推测其原因可能是绿白色果肉(C_)基因抑制了白色果皮(aabb)基因的表达使表皮呈现出果肉的颜色(绿皮绿白肉)。
【分析】(一)F2出现9∶3∶3∶1的4个条件
(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制,而且等位基因要完全显性。
(2)不同类型的雌、雄配子都能发育良好,且受精的机会均等。
(3)所有后代都应处于比较一致的环境中,而且存活率相同。
(4)供实验的群体要足够大,个体数量要足够多。
(二)对9:3:3:1的理解:
9指的是F2中A_B_个体,具体包括4AaBb:2AABb:2AaBB:1AABB;
3指的是F2中aaB_个体,具有包括2aaBb:1aaBB;
3指的是F2中A_bb个体,具体包括2Aabb:1AAbb;
1指的是F2中aabb个体。
在涉及9:3:3:1的试题中,可尝试用分数解题。
17.【答案】(1)隐;正常男性具有一个位于X染色体上的显性正常基因,传递给女儿后女儿一定表现为正常
(2)XBXb;父亲(或I-1);Xb(或b);没有;表观遗传
(3)0和1;维持雌性个体与雄性个体的X染色体上有功能的基因数量相同
【知识点】伴性遗传;表观遗传
【解析】【解答】分析系谱图:Ⅰ-1号、Ⅰ-2号不患病,却生出了患病的Ⅱ-1和甲,“无中生有为隐性”,说明该病为隐性遗传,由题目可知,WAS基因位于X染色体上,可推测该病为伴X隐性遗传病。
(1)Ⅰ-1号、Ⅰ-2号不患病,却生出了患病的Ⅱ-1、甲,“无中生有为隐性”,说明该病为隐性遗传病,正常男性具有一个位于X染色体上的显性正常基因,传递给女儿后女儿一定表现为正常,故正常男性的女儿并不会患该病。
(2)由题意可知,WAS综合征与其体内的X染色体失活有关,甲为女性,其父亲不患病,但甲却患病,可推测甲的基因型为XBXb,来自父亲XB的基因失活,只能表达Xb基因导致患病。
患者甲体内WAS综合征相关的基因仍为XBXb,并没有发生改变,基因型改变,但其表型发生了改变,且此现象可以遗传的现象属于表观遗传。
(3)正常男性有1条X染色体,失活的X染色体数量为1-1=0,正常女性有2条X染色体,失活的X染色体数量为2-1=1,X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义为维持雌性个体与雄性个体的X染色体上有功能的基因数量相同。
【分析】速判遗传方式的方法
18.【答案】(1)复制;宿主细胞;③④(位置可以更换)
(2)转录(或表达);抑制;进入溶酶体后被降解;抑制P基因的转录(或抑制P基因的表达)
(3)揭示E酶能够特异性结合长链非编码RNA,为抗RABV药物的设计提供了新思路。
【知识点】中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)过程1为转录,狂犬病毒(RABV)无细胞结构,在宿主细胞内进行复制过程,此过程需要的原料由宿主细胞提供。RABV在宿主细胞内遗传信息的传递所涉及的过程,包括RNA的复制和翻译过程,为③④。
(2)①EDAL为RNA,RNA由DNA转录而来,故EDAL基因转录出的EDAL会与E酶结合,从而导致用于修饰的E酶减少,抑制了E酶的修饰,由图可知,未经修饰的E酶会与侵入细胞的RABV一起进入溶酶体后被降解。
②由图3可知,经修饰后的E酶进入细胞核后可使P基因启动子甲基化,抑制P基因的转录,降低P蛋白的含量。
(3)上述研究揭示了E酶能够特异性结合长链非编码RNA,为抗RABV药物的设计提供了新思路。
【分析】1、图1表示RABV在神经元中的增殖过程,其中1为复制,2为翻译。图2表示的完整中心法则,其中①是DNA复制,②是转录,③是翻译,④是RNA复制,⑤是逆转录。图3表示一种新型的长链非编码RNA(EDAL)抑制RABV的增殖的作用机制。
2、中心法则内容:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
19.【答案】(1)(特异性)受体;DNA聚合酶;转录
(2)不能
(3)Flag蛋白;转入sup-tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞
(4)一种sup-tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病
【知识点】中心法则及其发展;DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】(1)侵染时,作为载体的重组腺相关病毒与靶细胞膜上的受体识别后,才能发生内吞作用,进入细胞;以DNA为模板合成新的DNA的过程是DNA分子复制,该过程需要的酶是DNA聚合酶;由DNA合成RNA的过程是转录。
(2)密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基,其中终止密码子是翻译终止的信号,故用于治疗的sup-tRNA在正常终止密码子处不能继续往后翻译。
(3)分析题意可知,抑制性tRNA的反密码子通过碱基配对原则可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不启动翻译终止而是继续向后进行翻译,图示无义突变位于mLdua内部,Flag相当于标记基因,故研究者构建mLdua突变基因和Flag基因融合的载体,目的是通过检测Flag蛋白的有无来确定是否跨越无义突变位点继续向后翻译:若能合成Flag,则证明能够继续向后翻译;据图可知,转入sup-tRNA的细胞翻译产生的Flag蛋白量多于G418处理的细胞,故可得相对于化合物G418,sup-tRNA在促进无义突变位点的翻译方面更加有效的结论。
(4)分析题意“已在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变”“常规的基因治疗需要为每种疾病设计独特的治疗策略,这将是一项耗费惊人的项目”可知:一种sup-tRNA可以治疗由同一种无义突变引起的不同疾病,故具有重要的应用价值。
【分析】1、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;
翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来转运氨基酸。
2、由题意可知,无义突变是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子(UAA、UAG或UGA),从而使肽链合成提前终止,造成蛋白质的功能改变,引发相关疾病。而抑制性tRNA(sup-tRNA)可以识别无义突变的终止密码子,使得mRNA在翻译至无义突变位点时不终止而是继续向后进行翻译,获得有功能的全长蛋白。
20.【答案】(1)一;两;4;12
(2)缺失;苏氨酸-精氨酸
(3)绿色荧光分布于绒毡层细胞的细胞膜;TM(C端跨膜区)
(4)位于绒毡层细胞膜的LTP能够招募位于绒毡层细胞质和花药小腔中的OsC6进行脂质分子接力运输,使其从绒毡层运输到花粉壁,从而调控花粉壁的正常发育(绒毡层细胞质中的OsC6与脂质分子结合,将脂质分子转移给绒毡层细胞膜上的LTP,LTP再将脂质分子交给花药小腔中的OsC6,运输至花粉壁,调控花粉壁的正常发育)
【知识点】精子的形成过程;基因突变的特点及意义
【解析】【解答】(1)减数分裂细胞复制一次连续分裂两次,一个精原细胞可以产生四个精细胞,水稻是二倍体植株,减数第一次分裂中期同源染色体整齐的排列在赤道板上,一对同源染色体等于一个四分体,根据题目可知水稻(2n=24),两两配对有12对同源染色体,所以在减数分裂I中期,细胞中可以观察到12个四分体。
(2)根据题目可知突变体基因...GCC GCA CGC TC...与野生型...GCC GCC ACG CT...相比缺少了碱基C,把这种现象叫做碱基对的缺失;氨基酸排列顺序改变,从左往右看,与野生型相比,题意所示为非模板链,模板链为:野生型...CGG CGG TGC GA...突变型...CGG CGT GCG CT...,转录后野生型...GCC GCC ACG CU...突变型...GCC GCA CGC GA...对照图一密码子可知氨基酸变化:苏氨酸-精氨酸。
(3)根据题目意思已知结论写假设,根据绿色荧光分布于绒毡层细胞的细胞膜可推测LTP蛋白定位于花药绒毡层细胞的细胞膜;结合表格信息对比,可知定位在细胞膜上的基因片段完整包含SP、GFP、正常LTP和TM,缺少TM的定位在内质网上,所以缺少TM(C端跨膜区)区段的LTP蛋白不能定位到细胞膜上。
(4)据图二分析以及题(3)可知位于绒毡层细胞膜的LTP能够招募位于绒毡层细胞质和花药小腔中的OsC6进行脂质分子接力运输,使其从绒毡层运输到花粉壁,从而调控花粉壁的正常发育。
【分析】1、减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时,从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
2、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;
翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来转运氨基酸。
21.【答案】(1)性状
(2)自然选择(或定向选择或选择)
(3)与雌性不同,雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长
(4)直接
(5)基因测序
【知识点】拉马克学说和自然选择学说;现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】(1)脖子长是一种形态特征,是一种性状,可以从亲代传给子代。
(2)长脖子个体能得到更多食物,在生存斗争中有优势,食物起到了选择作用。
(3)据图,随着年龄的增长,雄性头部、颈部的质量一直在增大,而雌性是先增大后稳定,说明强壮的头颈在雄性中有某种优势。
(4)化石是研究生物进化的直接证据。
(5)化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,为生物进化论提供了有力的支持。可以通过基因测序的方法从分子水平寻找证据为长颈鹿长颈的演化提供有力支持。
【分析】1、拉马克的进化学说的主要内容
(1)生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。
(2)生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续变异的个体。
(3)对于生物进化的原因,他认为:一是“用进废退”的法则;二是“获得性遗传”的法则.但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。
2、达尔文的自然选择学说:
内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
意义:科学地解释了生物进化的原因和物种多样性形成的原因。
局限性:①对遗传和变异的本质不能做出科学的解释;②对生物进化的解释局限于个体水平;③强调物种形成都是自然选择的结果,不能很好地解释物种大爆发等现象。
3、现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③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,最终导致新物种的形成。③其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。
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