广东省佛山市2023-2024学年高一下学期7月期末教学质量检测生物试题
一、单项选择题:本题共20小题,每小题3分,共60分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对得3分,错选、不选得0分。
1.(2024高一下·佛山期末)小肠干细胞能够分化形成小肠上皮细胞、杯状细胞、潘氏细胞和肠内分泌细胞。下列关于这几种细胞的叙述,错误的是( )
A.小肠干细胞分化程度最低,具有全能性
B.一般情况下,分化形成的4种细胞中遗传物质相同
C.杯状细胞和潘氏细胞中基因的表达情况不同
D.小肠上皮细胞能行使保护功能,寿命较短
2.(2024高一下·佛山期末)将水母绿色荧光蛋白基因转移到小鼠的受精卵中,培育形成的转基因小鼠在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。下列叙述正确的是( )
A.转基因小鼠的后代在紫外线的照射下均能发光
B.水母和小鼠的基因都是4种碱基对的随机排列
C.绿色荧光蛋白基因是具有遗传效应的DNA片段
D.小鼠不同细胞内绿色荧光蛋白基因的数目都相同
3.(2024高一下·佛山期末)陕西凤翔雍山血池遗址是迄今发现规模最大的秦汉皇家祭祀遗址。科研人员提取遗址中马骨样本线粒体DNA并进行测序,证实这些古代马属于已灭绝的马属动物奥氏马,这对研究家马的起源和驯化具有重要意义。下列叙述正确的是( )
A.DNA提取与测序为生物进化提供细胞学的证据
B.可从DNA序列分析奥氏马和家马的亲缘关系
C.与化石相比,DNA测序能更直接证明生物进化
D.奥氏马的灭绝不会影响其他马属动物的进化
4.(2024高一下·佛山期末)下列关于科学家与其所用科学方法的叙述,错误的是( )
A.施莱登和施旺运用不完全归纳法建立了细胞学说
B.赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术证明DNA是遗传物质
C.梅塞尔森和斯塔尔用假说—演绎法证明了DNA的半保留复制
D.沃森和克里克通过构建概念模型揭示了DNA的双螺旋结构
5.(2024高一下·佛山期末)急性胰腺炎患者的腺泡细胞由于细胞自噬系统损伤和紊乱,无法清除功能失调的线粒体,进而引发炎症,腺泡细胞自噬的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.自噬体与溶酶体的融合体现了膜的流动性
B.通过溶酶体降解后的产物能为细胞提供营养
C.溶酶体合成的水解酶能够降解损伤的线粒体
D.促进细胞自噬能够缓解急性胰腺炎的炎症反应
6.(2024高一下·佛山期末)在跑步过程中,参与呼吸作用并在线粒体基质中作为反应物的是( )
A.水 B.氧气
C.还原型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
7.(2024高一下·佛山期末)超氧化物歧化酶(SOD)能够清除体内多余的自由基,其含量能够直观体现生物体抗氧化、抗衰老的程度。科研人员探究余甘子提取物对秀丽隐杆线虫的抗衰老作用,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在生命活动中,细胞在不断地产生自由基
B.自由基攻击生物膜,对生物膜损伤比较大
C.该实验中对自变量的控制遵循了“减法原理”
D.余甘子提取物通过促进SOD合成而发挥抗氧化的作用
8.(2024高一下·佛山期末)虾酱是沿海地区人民习惯食用的一种鲜香型调味料。某品牌虾酱以当地特色虾为主要原料,在相应酶的作用下发酵制成。下列叙述错误的是( )
A.酶都是具有催化作用的蛋白质
B.加酶后发酵反应所需活化能比加酶前低
C.发酵过程要注意对温度和pH的控制
D.底物充足时,发酵速率与酶量呈正相关
9.(2024高一下·佛山期末)普通的水稻很难在盐碱地中生存,海水稻却能在其中正常生长。海水稻抗逆性相关生理过程如图所示。据图分析,海水稻能在高盐碱度土壤中生活的原因不包括( )
A.水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞,用于生命活动
B.Na+通过主动运输进入细胞并储存于液泡中,从而增大细胞液浓度,利于吸水
C.细胞通过主动运输将细胞质基质中的H+运输到细胞外,以中和盐碱地过多的碱
D.H+的运输与Na+的运输相联系,有利于应对因土壤溶液pH变化而影响根细胞吸水
10.(2024高一下·佛山期末)科研工作者在显微镜下观察到某种蝗虫减数分裂过程中一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉并相互连接的现象(如图)。下列关于该现象的分析,错误的是( )
A.可能有多个片段同时发生上述现象
B.发生该过程需要相关的酶剪切DNA
C.该现象发生在减数分裂Ⅰ的后期
D.该现象说明,部分基因可能发生了重组
11.(2024高一下·佛山期末)夏黑葡萄又名夏黑无核,肉质口感硬脆,浓甜爽口,被誉为“东方黑珍珠”。夏黑葡萄由巨峰葡萄(4N=76)与无核白葡萄(2N=38)杂交选育而成。下列叙述正确的是( )
A.夏黑葡萄自交所得后代都为三倍体
B.巨峰葡萄与无核白葡萄存在生殖隔离
C.巨峰葡萄与无核白葡萄的配子数量比为2:1
D.由巨峰葡萄的配子直接发育而来的个体为二倍体
12.(2024高一下·佛山期末)人的双眼皮和单眼皮由一对等位基因控制,双眼皮为显性性状,单眼皮为隐性性状。一对夫妇均为双眼皮,他们生了一个单眼皮儿子。关于儿子表现为单眼皮的原因,下列分析不合理的是( )
A.儿子携带了Y染色体 B.受到环境因素影响
C.发生了基因突变 D.双亲都是单眼皮基因的携带者
13.(2024高一下·佛山期末)牙本质发育不全Ⅱ型是一种单基因遗传病,某该病家系的系谱图如图所示,其中Ⅱ6为杂合子。下列叙述正确的是( )
A.该病为伴X染色体显性遗传病
B.仅考虑该病,图中的患者均为杂合子
C.Ⅱ6与正常男性的后代均不患病
D.Ⅱ1与Ⅱ2生一个正常儿子的概率为1/2
14.(2024高一下·佛山期末)清远麻鸡的快慢羽性状常被用于初生雏鸡时鉴定雌雄,这对性状受位于Z染色体上的M/m基因控制,两个基因结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.慢羽公鸡体细胞中不存在m基因
B.与M基因相比,m基因发生了染色体结构变异
C.M基因和m基因中,(A+G)/(T+C)的比例不同
D.可在初生雏鸡时鉴定性别的亲本组合是慢羽母鸡×快羽公鸡
15.(2024高一下·佛山期末)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌的过程中,下列哪一项不符合事实( )
A.检测到上清液有放射性
B.检测到沉淀物有放射性
C.检测到子代噬菌体DNA有放射性
D.检测到子代噬菌体外壳有放射性
16.(2024高一下·佛山期末)转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物。下列叙述错误的是( )
A.转录泡可存在细胞分裂前的间期
B.转录泡的水解产物有氨基酸和核苷酸
C.在同一个DNA上可能有多个转录泡
D.转录泡沿DNA模板链5'→3'方向移动
17.(2024高一下·佛山期末)在细胞质中,一个mRNA分子上通常可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中各核糖体的移动方向相同
B.图中各核糖体合成的肽链相同
C.各核糖体与mRNA结合的起始部位不同
D.各核糖体与mRNA结合的起始时间不同
18.(2024高一下·佛山期末)柳穿鱼是一种园林花卉,图a示两种柳穿鱼花的形态结构。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,进一步研究发现两者Lcyc基因的甲基化情况如图b所示。下列叙述错误的是( )
A.控制两种花的Lcyc基因碱基排列顺序一致
B.Lcyc基因的甲基化修饰抑制了基因的表达
C.控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度较高
D.用上述两个植株进行杂交实验,F2的性状分离比为3:1
19.(2024高一下·佛山期末)某实验小组探究生活中常见的5种抗生素对同种大肠埃希氏菌的选择作用,结果如下表。下列叙述错误的是( )
抗生素类型 青霉素 头孢唑林 头孢他啶 四环素 阿奇霉素
第一代抑菌圈平均半径(cm) 0.95 1.17 0.28 1.31 0.19
第二代抑菌圈平均半径(cm) 0.74 0.76 0.25 0.70 0.00
抑菌圈缩小百分比 22% 35% 11% 46% 100%
注:抑菌圈缩小百分比=(上一代抑菌圈半径-当代抑菌圈半径)/上一代抑菌圈半径×100%
A.从第一代抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌用于第二代的培养
B.各类抗生素的培养基中抑菌圈均缩小,说明适应具有普遍性
C.该细菌对阿奇霉素的耐药性最弱,对头孢他啶的耐药性最强
D.各个培养基的大肠埃希氏菌种群基因频率都发生了定向改变
20.(2024高一下·佛山期末)研究发现,果蝇眼色色素的产生必须有显性基因A,aa时眼色为白色;基因B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。纯种的白眼雌果蝇和纯种的红眼雄果蝇杂交得F1,F1自交得F2。F2的表型如下:紫眼♂144只,紫眼♀284只,白眼♂94只,白眼♀98只,红眼♂148只。下列叙述错误的是( )
A.基因A位于常染色体上,基因B位于X染色体上
B.F1雌雄果蝇均为紫眼
C.F2紫眼雌果蝇中纯合子占1/4
D.F2雄果蝇的基因型有6种
二、非选择题:本大题共4小题,40分。
21.(2024高一下·佛山期末)彩叶扶桑的叶片大部分为绿色,常杂以红色、黄色、白色或粉红色条纹,具有很高的观赏效果,广泛运用在园林种植中。科研工作者研究了不同光照强度对彩叶扶桑叶片生理特征的影响,相关结果见下表和下图。
光照强度 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 气孔导度/(μmol·m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol·m-2·s-1)
100% 2.274 0.086 363.5
60% 1.642 0.072 380.0
24% 1.437 0.069 382.9
11% 0.869 0.059 396.8
注:表中数据为日均值;气孔导度指气孔张开的程度;胞间CO2浓度指植物细胞间隙的CO2浓度。
回答下列问题:
(1)100%光强组叶片在光合作用过程中主要吸收 光,捕获的光能有以下两方面用途:① ;② 。
(2)与100%光强组相比,24%光强组的彩叶扶桑叶片的绿色更 (填“深”或“浅”)。分析在该光照条件下,彩叶扶桑叶片叶色改变的意义是 。
(3)叶片光合作用利用的CO2除来自外界环境外,还可来自 (填细胞中的场所)。与11%光强组相比,60%光强组胞间CO2浓度较低的原因是 。
(2024高一下·佛山期末)肝豆状核变性(简称WD)是一种常染色体隐性遗传病,由位于13号染色体上的ATP7B基因突变导致。现有一个患有WD的13三体综合征(体细胞中有3条13号染色体)患儿,其父母表型均正常。回答下列问题:
22.人体产生的正常配子中染色体数目为 条。人体在不同时期产生的配子,染色体的组合一般是 (填“相同”或“不同”)的。
23.上述患儿产生的原因是:其父亲或母亲的生殖细胞在进行减数分裂时 ,从而形成异常的配子。若异常配子的形成与母亲有关,在图中标出与该异常配子形成有关的初级卵母细胞、次级卵母细胞和卵细胞的基因型 (正常和突变后的ATP7B基因分别用+、-表示)。
24.检测发现该患者妹妹的ATP7B基因发生了突变,但并未表现出WD的症状,其原因可能是 (答两点)。
(2024高一下·佛山期末)结直肠癌(CRC)是全球三大恶性肿瘤之一,早期无明显症状,容易发生转移,因此明确CRC的发展和转移途径至关重要。研究人员发现,H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移,某种miRNA能抑制H基因的表达,具体调节机制如图所示。
回答下列问题:
25.H基因属于 (“原癌基因”或“抑癌基因”)。与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中H基因的 发生了改变。
26.图中H基因控制H蛋白的合成主要包括 (填序号)两个阶段,最终表达出的H蛋白会进一步导致CRC细胞间的 降低,导致CRC细胞在体内转移。
27.据图分析,该miRNA能够抑制H基因表达的原因是 。
28.结合上述信息,提出一种从分子水平抑制CRC发展和转移的思路: 。
(2024高一下·佛山期末)玉米(雌雄同株植物)是我国种植面积最大的粮食作物。图示玉米的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置。
回答下列问题:
29.由图可知,将纯合糯性玉米与纯合非糯性玉米间行种植,果穗成熟后糯性植株上所结籽粒的性状为 。
30.为验证基因的自由组合定律,可选用哪两对等位基因进行分析 。
31.图示玉米籽粒中淀粉合成的部分途径。已知籽粒中果糖和葡萄糖含量越高则籽粒越甜,支链淀粉的含量越高则籽粒糯性越强。由图可知,W(w)基因控制玉米性状的途径是 。推测缺乏S非甜基因对玉米籽粒性状的影响是 。
32.现有各基因型的纯种玉米若干,设计实验验证基因W、w与基因S、s在染色体上的位置关系(不考虑变异)。
实验思路: ,观察并统计子代的表型及比例。
预测结果: 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、小肠干细胞属于多能干细胞,分化程度最低,但是小肠干细胞没有全能性,A错误;
B、在细胞分化过程中遗传物质不变,因为细胞分化实质是基因的选择性表达,B正确;
C、杯状细胞和潘氏细胞中基因的表达情况不同,因为细胞分化实质是基因的选择性表达,C正确;
D、小肠上皮细胞能行使保护功能,寿命较短,一般1-2天或者几天,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程。其结果是在空间上细胞产生差异,在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。细胞分化的本质是基因组在时间和空间上的选择性表达,通过不同基因表达的开启或关闭,最终产生标志性蛋白质。
以下是关于细胞分化的详细解释:
特点:
1.持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度。
2.稳定性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。
3.不可逆性:细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行(即全能性逐渐减小)。然而,在某些条件下,分化了的细胞也可能发生可逆性变化,回到其未分化状态,这一过程称为去分化。
4.时空性:在个体发育过程中,多细胞生物细胞既有时间上的分化,也有空间上的分化。
实现原理:
细胞分化的实现原理是基因组在时间和空间上的选择性表达。不同基因表达的开启或关闭导致了细胞在形态、结构和功能上的差异。
影响因素:
细胞分化受多种因素影响,包括卵细胞质的影响、细胞核的影响、核质相互作用的影响等。胚胎细胞间的相互作用、环境因素(如激素、物理化学因子等)也会对细胞分化的方向产生影响。
生物学意义:
细胞分化是生物个体发育的基础,它使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。通过细胞分化,可以形成不同的细胞群,从而使不同的细胞具有不同的功能,使生物体的代谢更高效,从而使个体更能适应环境的生存。
2.【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、在紫外线的照射下不一定能发光,因为转基因小鼠的后代不一定含有水母绿色荧光蛋白基因,A错误;
B、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,所以不能说水母和老鼠的基因都是4种碱基对的随机排列,B错误;
C、绿色荧光蛋白基因是具有遗传效应的DNA片段,因为绿色荧光蛋白是从水母中提取出来的,水母的遗传物质是DNA,C正确;
D、小鼠不同细胞内绿色荧光蛋白基因的数目不一定相同,如处于有丝分裂后期的细胞中该基因数目是其他体细胞中该基因数目的两倍,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因具有以下几个基本特点:
1.遗传信息的载体:基因携带了生物体遗传给下一代的信息,这些信息决定了生物体的基本性状和特征
2.可复制性:基因在生物体的生长和繁殖过程中能够进行自我复制,确保遗传信息的稳定传递。
3.控制性状:基因通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。不同的基因控制合成不同的蛋白质,从而赋予生物体不同的结构和功能。
4.突变和变异:基因在复制和传递过程中可能发生突变或变异,这些变化可能导致生物体性状的改变。这些变化是生物进化的重要驱动力之一。
需要注意的是,虽然基因是DNA片段,但并非所有的DNA都是基因。在DNA分子中,只有那些具有遗传效应、能够控制生物体性状和特性的片段才被称为基因。此外,基因还受到环境因素的影响,环境因素与基因相互作用共同决定生物体的性状和特性。
3.【答案】B
【知识点】生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、DNA提取与测序为生物进化提供分子水平上的证据,A错误;
B、分析奥氏马和家马的DNA序列的相似程度来判断亲缘关系,B正确;
C、化石是证明生物进化的直接证据,C错误;
D、奥氏马和其它马属动物之间存在一定的种间关系(竞争),这种种间竞争关系会影响其他马属动物的进化,D错误。
故答案为:B。
【分析】种群和进化的关系非常密切,具体表现如下:
1.种群是生物进化的基本单位:种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。一个物种中的一个个体是不能长期生存的,物种长期生存的基本单位是种群。生物进化是通过自然选择实现的,而自然选择的对象不是个体,而是一个群体,即种群。因此,种群是生物进化的基本单位。
2.种群的基因库和基因频率在进化中起关键作用:种群中全部基因的总和(基因库)在传宗接代过程中维持相对稳定,但由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的。这种基因频率变化的方向是由自然选择决定的,因此,生物的进化实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
3.种群内的交配和繁殖促进进化:种群内的个体不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。这种交配和繁殖过程使得种群中的基因得以传递和重组,进而推动生物进化。
4.隔离在物种形成中的作用:隔离常有地理隔离和生殖隔离两种。地理隔离是指分布在不同自然区域的种群,由于地理空间上的隔离无法相遇而不能进行基因交流。生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配,或者交配后不能产生出可育的后代的现象。这两种隔离方式都有助于物种的形成和进化。
4.【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;DNA分子的复制;细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、施莱登和施旺运用了不完全归纳法,他们只是观察了部分动植物的组织,从而归纳出细胞学说,A正确;
B、赫尔希和蔡斯分别用35S或32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,从而证明了DNA是噬菌体的遗传物质,所以赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法证明了DNA是遗传物质,B正确;
C、梅塞尔森和斯塔尔运用假说—演绎法,提出DNA是半保留复制的假说,进行演绎推理和实验,最后发现实验结果与预测结果一致,从而证明了DNA的半保留复制,C正确;
D、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,沃森和克里克用物理模型构建的方法发现了DNA的双螺旋结构,D错误。
故答案为:D。
【分析】构建模型法和同位素标记法是科学研究中常用的两种方法,它们各自具有不同的特点和应用领域。
构建模型法
构建模型法是通过建立简化、概括性的描述来研究和认识对象的方法。这种描述可以是定性的,也可以是定量的,形式多样,包括物理模型、概念模型、数学模型等。
1.物理模型:以实物或图画形式直观表达认识对象的特征,如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型。
2.概念模型:通过文字、符号等方式表达研究对象的概念和关系,如生态系统中的食物链和食物网模型。
3.数学模型:利用数学语言和方法,对研究对象的本质进行抽象和概括,如种群增长模型、酶促反应动力学模型等。
构建模型法的优点在于能够简化复杂的系统,突出主要因素,忽略次要因素,从而更清晰地揭示研究对象的本质和规律。它在物理学、生物学、经济学等多个领域都有广泛应用。
同位素标记法:
同位素标记法是利用放射性核素或稳定性核素及其化合物作为示踪剂,对研究对象进行标记和追踪的方法。
1.原理:同位素是指具有相同质子数但不同中子数的原子,它们之间的化学性质和生物学性质相似,但物理性质(如放射性)不同。利用这些差异,可以追踪物质在生物体或化学反应中的运行和变化规律。
2.应用:同位素标记法在生物学、医学、化学等领域有广泛应用。例如,在生物学中,可以利用放射性同位素标记的氨基酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程;在医学中,可以利用放射性同位素标记的药物进行体内示踪和诊断。
3.优缺点:同位素标记法具有灵敏度高、定位定量准确、符合生理条件等优点,但也存在放射性同位素对生物体有辐射效应、需要专门训练和安全防护措施等缺点。
假说演绎法,又称为假说演绎推理,是现代科学研究中常用的一种科学方法。它的基本步骤包括:在观察和分析基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的;反之,则说明假说是错误的。
5.【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点;其它细胞器及分离方法;细胞自噬
【解析】【解答】A、自噬体与溶酶体的融合依赖生物膜的流动性,这个过程体现了膜具有一定的流动性,A正确;
B、溶酶体能降解细胞中受损或功能退化的细胞结构等,用于维持处于营养缺乏条件下的细胞生存所需的物质和能量,B正确;
C、核糖体是合成蛋白质的场所,溶酶体内的水解酶化学本质是蛋白质,所以溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成的,C错误;
D、细胞自噬能够清除功能失调的线粒体来缓解急性胰腺炎的炎症反应,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞自噬是近年来生物学领域的研究热点之一,它是一种细胞自我降解和回收利用的过程。以下是关于细胞自噬的详细解释:
基本概念:
细胞自噬是指细胞通过降解自身结构和功能,从而获得营养和能量的一种自我调节机制。在自噬过程中,细胞内部的物质被包裹成囊泡,并运送到溶酶体中进行降解和回收利用。
作用机制:
细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。在生理条件下,细胞的基础自噬活性能清除细胞内老化、受损的生物大分子和细胞器等,以维持正常的细胞生物学功能。在外界压力、饥饿、缺氧和内质网应激等特殊情况下,细胞通过自噬降解老化、受损的生物大分子和细胞器等,能获得能量来源和重建所需物质,以维持细胞的基本生命活动。
完整过程:
完整的自噬发生过程包括自噬启动、自噬体形成、自噬溶酶体形成、降解及再利用。自噬过程是由大量蛋白质和蛋白质复合物所控制的,每种蛋白质负责调控自噬体启动与形成的不同阶段。
与疾病的关系:
细胞自噬与多种疾病的发生和发展密切相关。例如,自噬功能的紊乱参与肿瘤、自身免疫疾病、神经系统疾病、心脑血管病、代谢糖尿病等多种疾病的发生和发展。在肿瘤中,自噬具有双重作用,既可以抑制肿瘤的发生,也可以在某些情况下促进肿瘤的发展。
6.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】在跑步过程中,人体同时进行无氧呼吸和有氧呼吸,无氧呼吸只在细胞质基质中进行,有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行,由有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸和水分解产生二氧化碳和[H]并释放能量,因此在线粒体基质中作为反应物的应为丙酮酸和水。分析得知:A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸是细胞代谢的两种重要方式,它们在多个方面存在显著的差异。以下是对这两种呼吸方式的详细比较:
1. 氧气的参与:
有氧呼吸:需要氧气的参与。在这个过程中,氧气作为最终电子受体,与高能电子载体传递的电子结合,形成水,并释放出大量能量。
无氧呼吸:不消耗氧气。它主要依赖细胞内的无氧环境,通过酶的催化作用将葡萄糖等有机物分解成乙醇、二氧化碳或乳酸,并释放少量能量。
2. 反应场所:
有氧呼吸:主要发生在细胞的线粒体中,特别是线粒体基质和内膜上。线粒体是细胞内的“能量工厂”,含有丰富的酶和氧气,支持有氧呼吸的高效进行。
无氧呼吸:主要发生在细胞质基质中。由于不依赖氧气,它可以在缺氧环境下进行。
3. 代谢产物:
有氧呼吸:主要产物是二氧化碳和水,这些产物对生物体无害,并且能够通过进一步的代谢途径被利用或排出体外。
无氧呼吸:根据生物种类的不同,无氧呼吸的产物可能是乙醇和二氧化碳(如酵母菌),或者是乳酸(如乳酸菌和人在剧烈运动时产生的)。这些产物在某些情况下可能对生物体有害,如乳酸积累可能导致肌肉酸痛。
4. 能量产量:
有氧呼吸:能够高效地产生能量,因为氧气作为最终电子受体,使得电子传递链能够释放出大量能量。
无氧呼吸:虽然也能产生一定的能量,但由于其代谢途径较为简单,且不以氧化磷酸化为特征,因此产生的能量相对较少。
5. 适应环境:
有氧呼吸:需要充足的氧气环境来支持其进行。
无氧呼吸:适用于缺氧环境,如生物体在水淹、剧烈运动或疾病状态下,当有氧呼吸无法满足能量需求时,无氧呼吸可以提供一定的能量补充。
6. 代谢过程:
有氧呼吸:包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个主要阶段,每个阶段都有特定的酶参与催化反应。
无氧呼吸:通常分为两个阶段,即糖酵解阶段和随后的乳酸或乙醇生成阶段,同样涉及特定酶的作用。
7.【答案】C
【知识点】衰老细胞的主要特征;细胞衰老的原因探究
8.【答案】A
【知识点】酶的本质及其探索历程;酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、酶是由活细胞产生的、具有催化作用的有机物,少数酶是 RNA,绝大多数酶是蛋白质,A错误;
B、加酶后发酵反应所需活化能比加酶前低,这是由于酶能降低化学反应所需的活化能,B正确;
C、温度和pH会影响酶活性,因此发酵过程要注意对温度和pH的控制,C正确;
D、底物充足时,酶量越多,酶促反应速率越快,即发酵速率与酶量呈正相关,D正确。
故答案为:A。
【分析】酶的特性主要包括以下几个方面:
1.高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高,能够显著加快化学反应的速率。酶的这种高效性使得生物体内的各种生化反应能够在较短时间内完成,从而维持生物体的正常生理功能。
2.专一性:酶对于特定的底物具有选择性,只能催化一种或一类特定的化学反应。这是因为酶的活性部位与底物的结构相互匹配,形成酶-底物复合物,从而实现催化作用。这种专一性使得生物体内的各种生化反应能够有条不紊地进行,避免了不必要的能量浪费和物质干扰。
3.多样性:酶的种类繁多,大约有4000多种。不同的酶具有不同的催化特性和功能,参与生物体内各种复杂的生化反应过程。这种多样性使得生物体能够适应各种环境变化和代谢需求。
4.温和性:酶所催化的化学反应一般在较温和的条件下进行,如常温、常压和生理pH值等。这种温和性使得酶在生物体内能够稳定地发挥作用,避免了极端条件对酶活性的破坏。
5.活性可调节性:酶的活性可以通过多种机制进行调节,包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。这种调节机制使得生物体能够根据不同的环境和代谢需求调整酶的活性,从而维持生物体的稳态和适应性。
6.可再生性:酶在催化反应中并不消耗,而是参与反应后可以再次使用。酶可以通过其他分子的作用进行再生,从而持续地催化反应。这种可再生性使得酶成为生物体内不可或缺的催化剂。
7.易变性:由于大多数酶是蛋白质,因此它们容易受到高温、强酸、强碱等极端条件的影响而变性失活。这种易变性要求我们在使用酶的过程中要注意保持适宜的环境条件,以确保酶的活性和稳定性。
9.【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、水以协助扩散方式进出细胞,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白,A正确;
B、由图,Na+从细胞膜外顺浓度梯度进入细胞质基质,是协助扩散,Na+由细胞质基质进入液泡的过程是低浓度到高浓度,是主动运输,能量来自H+的浓度梯度,B错误;
C、H+从细胞质基质运输到细胞外,消耗ATP,这个过程属于主动运输,以中和盐碱地过多的碱,C正确;
D、Na+通过Na+/H+逆向转运蛋白由细胞质基质到细胞膜外或由细胞质基质进入细胞液的直接驱动力是H+浓度梯度,因此H+的运输与Na+的运输相联系,有利于应对因土壤溶液pH变化而影响根细胞吸水,D正确。
故答案为:B。
【分析】协助扩散和主动运输是两种不同类型的物质跨膜运输方式,它们在多个方面存在显著的差异。
协助扩散:
协助扩散,也称为促进扩散,是被动运输的一种形式。它不需要消耗细胞代谢产生的能量(ATP),而是利用膜两侧的浓度梯度(或电化学梯度)作为动力,通过镶嵌在细胞膜上的载体蛋白(如离子载体和通道蛋白)的协助来完成物质的跨膜运输。
特点:
运输方向:从高浓度区域向低浓度区域运输。
运输速度:比自由扩散转运速率高,但存在最大转运速率。
特异性:载体蛋白具有特异性,只能与特定溶质结合。
载体蛋白饱和性:在一定限度内,运输速率与物质浓度成正比,但超过一定限度后,由于载体蛋白的结合位点已达饱和,运输速率不再增加。
主动运输:
主动运输是一种需要消耗能量的物质跨膜运输方式。它逆浓度梯度(或电化学梯度)将物质从低浓度区域运输到高浓度区域,需要借助于镶嵌在细胞膜上的特异性传递蛋白质分子(载体蛋白)作为载体,并消耗细胞代谢所产生的能量(如ATP)来完成。
特点:
运输方向:从低浓度区域向高浓度区域运输。
膜转运蛋白依赖性:每种物质都由专门的载体进行运输。
消耗能量:直接利用ATP水解释放的能量,或与某种释放能量的过程偶联在一起。
载体蛋白功能:载体蛋白具有将被运载物从低浓度区域转运到高浓度区域的能力,通过改变其空间结构来释放被运载物。
区别总结:
动力来源:协助扩散是被动运输,利用浓度梯度作为动力;主动运输则逆浓度梯度进行,需要消耗能量。
运输方向:协助扩散从高浓度到低浓度;主动运输从低浓度到高浓度。
载体蛋白作用:两者都需要载体蛋白的协助,但主动运输的载体蛋白具有更复杂的结构和功能,能够逆浓度梯度运输物质。
能量消耗:协助扩散不消耗能量;主动运输消耗能量。
10.【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】A、由图可知,可能有多个片段同时发生上述现象,A正确;
B、发生该过程需要相关的酶剪切DNA,这样才能实现一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉并相互连接,B正确;
C、该现象不可能发生在减数分裂Ⅰ的后期,是由于减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离,C错误;
D、一对同源染色体的非姐妹染色体单体上的基因可能不同,所以该现象说明部分基因可能发生了重组,D正确。
故答案为:C。
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。以下是减数分裂的详细过程,根据搜索结果可以将其划分为几个关键阶段:
1. 间期Ⅰ
这一阶段是原始生殖细胞进入减数分裂之前的物质准备阶段,包括G1、S和G2期。
在S期,DNA进行复制,但复制过程不完全,一般认为有0.3%的DNA在减数分裂Ⅰ前期的偶线期完成复制。
细胞在这一阶段进行物质积累和DNA复制,为后续的分裂做准备。
2. 减数分裂Ⅰ
前期Ⅰ
中期Ⅰ
同源染色体成对排列在赤道板上(两侧),纺锤丝形成纺锤体。
后期Ⅰ
同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极。
末期Ⅰ
细胞质分裂,形成两个子细胞,即次级精母细胞或次级卵母细胞和第一极体。
3. 间期Ⅱ
在这一阶段,细胞主要进行短暂的休整和准备,不进行DNA复制。
4. 减数分裂Ⅱ
前期Ⅱ
染色体排列散乱,但此时已无同源染色体。
中期Ⅱ
染色体的着丝点排列在赤道板上。
后期Ⅱ
着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,并分别移向细胞两极。
末期Ⅱ
细胞质分裂,每个细胞形成两个子细胞。在雄性中,次级精母细胞最终形成精细胞;在雌性中,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体,而第一极体分裂为两个第二极体(但通常只有卵细胞存活,极体退化)。
11.【答案】B
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、巨峰葡萄(4N=76)与无核白葡萄(2N=38)杂交选育的夏黑葡萄(3N=57)为三倍体,因为夏黑葡萄原始生殖细胞中有三套染色体组,减数分裂时出现联会紊乱,一般不能形成可育的配子,所以无法自交所得后代,A错误;
B、生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代的过程。据题,巨峰葡萄与无核白葡萄杂交选育的夏黑葡萄为不可育后代,所以巨峰葡萄与无核白葡萄存在生殖隔离,B正确;
C、巨峰葡萄产生的配子(2N=38),无核白葡萄的配子(N=19),数量比为1:1,C错误;
D、由巨峰葡萄的配子直接发育而来的个体为单倍体,不是二倍体D错误。
故答案为:B。
【分析】染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但又互相协助,共同携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。这个概念最初由H. Winkler在1920年提出,他认为单倍体的一整套染色体即为一个染色体组。
染色体组的主要特点包括:
1.非同源性:染色体组中的染色体都是非同源的,即它们之间没有相同的遗传信息。
2.形态和功能多样性:染色体组中的染色体在形态和大小上各不相同,各自承担不同的功能。
3.遗传信息的完整性:一个染色体组携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。
在生物体中,染色体组的数目和类型决定了生物体的遗传特征和繁殖方式。例如,人类的染色体组是22条常染色体+X染色体+Y染色体,共24条,其中只有雄性人类(XY)才携带有人类生长发育的全部信息。
染色体组的异常可能会导致生物体出现遗传疾病或生长发育问题。因此,在医学和遗传学领域,对染色体组的研究具有重要意义。
此外,染色体组的概念还涉及到生物的倍性分类,如一倍体、二倍体、多倍体等。这些分类是基于生物体体细胞中染色体组的数目来确定的。
12.【答案】C
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性;基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、人的体细胞内的23对染色体,有一对染色体与人的性别有关,叫做性染色体,男性的性染色体是XY,因此儿子携带了Y染色体,A正确;
B、儿子表现为单眼皮的原因可能是受到了环境因素的影响,B正确;
CD、夫妇均为双眼皮,他们生了一个单眼皮儿子,说明双亲都是单眼皮基因的携带者,没有发生基因突变,C错误、D正确。
故答案为:C。
【分析】生物的性状是指生物体的外部形态和结构。不同的生物具有不同的性状,这些性状是由生物的基因和环境因素共同作用而形成的。
生物的性状可以包括许多方面,如身体的大小、形状、颜色、纹理、结构等等。例如,人类具有直立行走的能力,而其他动物则具有不同的行走方式;鸟类的翅膀和鸟喙的性状也各不相同。
生物的性状也可以反映其生态适应性和生存策略。例如,一些动物的性状可以帮助它们逃避天敌或捕捉猎物,而一些植物的性状则可以帮助它们吸收阳光和养分。
13.【答案】B
【知识点】伴性遗传;调查人类遗传病
【解析】【解答】A 、Ⅱ6为杂合子,且为患者,由此可得该病为显性病,若该病为伴X染色体显性遗传病,I1是患者,则Ⅱ5应该也是患者,与题干矛盾,所以该病为常染色显性遗传病。A错误;
B、仅考虑该病,Ⅰ1的子代有正常人,因此其基因型为Aa;Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅱ6的母亲为正常人(aa),因此基因型均为Aa;Ⅲ1、Ⅲ4的的母亲为正常人(aa),因此基因型为Aa,均为杂合子,B正确;
C、Ⅱ6(Aa)与正常男性(aa)的后代有可能患病,C错误;
D、Ⅱ1(Aa)与Ⅱ2(aa)生一个正常儿子的概率为1/2×1/2=1/4,D错误。
故答案为:B。
【分析】由题图可知,牙本质发育不全Ⅱ型是一种单基因遗传病,某该病家系的系谱图如图所示,其中Ⅱ6为杂合子。Ⅱ6为患者,因此该病为显性病,若该病为伴X染色体显性遗传病,Ⅰ1是患者,则Ⅱ5应该也是患者,与题干矛盾,因此该病为常染色显性遗传病。(若该病的致病基因为A、a)。
遗传病是指由基因或染色体缺陷引起的疾病,这些疾病可以从父母遗传给子女。遗传病的种类非常多,根据遗传特点的差异,可以分为四类。
第一类是通过染色体遗传的疾病,如唐氏综合征。这种遗传病的患者可能会出现肢体畸形、面容异常及智力低下等多种表征。
第二类是通过单个基因遗传的疾病,如白化病、血友病以及先天性耳聋等。由于父母的单个基因发生了突变,遗传后会导致后代患上相同的疾病。
第三类则是多个基因发生变化,再加上后天环境的影响所造成的遗传病,如哮喘、唇腭裂、癫痫、先天性心脏病、精神分裂和脊柱裂等疾病,而高血脂、高血压和糖尿病及肥胖症也具有相同的遗传特性。
14.【答案】D
【知识点】伴性遗传;染色体结构的变异
【解析】【解答】A、慢羽公鸡基因型可能为ZMZM、ZMZm,所以慢羽公鸡体细胞可能存在m基因,A错误;
B、与M基因相比,m基因发生了基因突变,而不是染色体结构变异,B错误;
C、M基因和m基因中,(A+G)/(T+C)的比例相同,都是1,C错误;
D、慢羽母鸡×快羽公鸡,子代公鸡全为慢羽,母鸡全为快羽,可在初生雏鸡时鉴定性别,D正确。
故答案为:D。
【分析】鸡为ZW型性别决定生物,雌鸡性染色体组成为ZW,雄鸡为ZZ。
伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式。具体来说,人一共有23对染色体,其中22对是常染色体,1对是性染色体,如果性染色体是XX则为女性,如果是XY则为男性。如果致病的基因在X或者是Y染色体上,传递给下一代的时候引起遗传病,这种遗传方式即是伴性遗传。
伴性遗传病根据致病基因在性染色体上的显隐性,又可分为X伴性显性遗传病和X伴性隐性遗传病两种,尤以后者多见,比如血友病、色盲、肌营养不良等。
X伴性显性遗传病:特点是男女都会发病,但女性的发病率约为男性的两倍,因为女性有两条X染色体,没有正常染色体的掩盖作用,所以发病时往往症状较重。
X伴性隐性遗传病:特点是患病的男子远多于女子,甚至在某些病中很难发现女患者。这是因为女性需要两条X染色体上都有致病基因才会发病,而男性只要一条X染色体上有致病基因就会发病。
15.【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、32P标记的噬菌体的DNA侵染大肠杆菌时,如果保温时间过长,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,经搅拌离心后也会导致上清液出现放射性,如果保温时间过短,亲代DNA未完全注入大肠杆菌中,搅拌离心后,上清液会出现放射性;A正确;
B、被32P标记的噬菌体的DNA注入大肠杆菌内部,经过搅拌离心后分布在沉淀物中,B正确;
C、可以检测到子代噬菌体DNA有放射性,这是由于DNA的复制为半保留复制,以亲代DNA为模板合成子代DNA,C正确;
D、噬菌体外壳为蛋白质,32P不参与构成蛋白质,因此子代噬菌体外壳无放射性,D错误。
故答案为:D。
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌的过程是一个复杂而精确的过程,具体可以分为以下几个步骤:
1.吸附:噬菌体通过其尾部的末端(如六根尾丝或纤毛结构)与大肠杆菌表面的受体结合,使噬菌体与宿主细菌发生接触,从而实现吸附。
2.注入:噬菌体释放出溶菌酶,破坏大肠杆菌的局部细胞膜,然后噬菌体的DNA通过尾管进入大肠杆菌细胞内,而蛋白质外壳则留在外面。
3.复制和合成:在噬菌体DNA的指导下,以大肠杆菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA,同时以大肠杆菌体内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳。这一过程中,噬菌体会利用宿主细胞的代谢机制进行基因组的复制和转录,并产生所需的蛋白质。
4.组装:噬菌体利用新合成的DNA和蛋白质外壳进行组装,形成一个新的噬菌体颗粒。
5.释放:当噬菌体增殖到一定数量后,会通过破坏宿主细胞的细胞膜使细胞裂解,从而释放出几十个至几百个子代噬菌体。这些子代噬菌体随后会侵染邻近的细菌细胞,继续上述的侵染过程。
16.【答案】D
【知识点】遗传信息的转录
【解析】【解答】A、转录泡可存在细胞分裂前的间期,因为细胞分裂前的间期会完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,蛋白质的合成需要经历转录过程,A正确;
B、转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物,并且转录泡经水解之后产物有氨基酸、脱氧核苷酸和核糖核苷酸,B正确;
C、一个DNA分子上有很多的基因,所以可能有多个转录泡,C正确;
D、由于子链的合成方向为5'→3',因此转录时RNA聚合酶沿模板链3’→5’方向移动,D错误。
故答案为:D。
【分析】转录是遗传信息从DNA流向RNA的过程,是基因表达的第一步,对于生物体的正常功能至关重要。以下是转录过程的基本概述:
1,准备阶段:DNA双螺旋结构在转录起始点附近解旋,形成一个转录泡,暴露出模板链。
2,起始阶段:RNA聚合酶识别并结合到DNA的启动子区域。形成由RNA聚合酶、DNA模板和核苷三磷酸(NTP)构成的三元起始复合物,转录开始。
3,延伸阶段:RNA聚合酶沿着模板链移动,根据碱基互补原则(A-U,C-G),将核苷酸逐一添加到新生的RNA链上。
核心酶负责RNA的合成,β’亚基插入DNA螺旋的“小沟”中,维持酶的稳定性。
4,终止阶段:当RNA聚合酶遇到终止子序列时,转录停止。转录复合物解体,释放出合成的RNA链。
17.【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、图中各核糖体的移动方向相同,所以方向是从左向右,A正确;
B、因为有相同的模板mRNA,故图中各核糖体合成的肽链相同,B正确;
C、各核糖体与mRNA结合的起始部位相同,都是起始密码子,C错误;
D、由于形成的肽链长度不同,所以各核糖体与mRNA结合的起始时间不同,D正确。
故答案为:C。
【分析】翻译过程,又称蛋白质合成,是指按照mRNA上的密码子顺序合成蛋白质的过程,是基因表达的最后阶段。翻译过程可以分为起始、延伸和终止三个阶段。
起始阶段:
在起始阶段,由mRNA、多种蛋白质因子以及tRNA等组成的大分子复合物(称为起始复合物)形成。在真核生物中,起始因子识别并结合到mRNA的5'端帽结构,帮助核糖体结合到mRNA的起始密码子(通常是AUG)。
延伸阶段:
在延伸阶段,按照mRNA上的密码子顺序,由氨酰tRNA结合到核糖体的A位点(接受位点),在延伸因子的帮助下,通过肽链的生成将氨基酸残基连接起来,并不断从P位点(供体位点)移动到A位点。然后,tRNA从A位点脱落,转移到E位点(逃逸位点),最后从核糖体上脱落。
终止阶段:
当核糖体识别到mRNA上的终止密码子时(如UAA、UAG或UGA),没有对应的氨酰tRNA能够识别这些密码子,导致转位过程无法进行,从而触发释放因子与终止密码子结合,释放新合成的多肽链,完成翻译过程。
翻译的特点:
1.特异性:每种氨基酸对应一个特定的氨酰tRNA。
2. 协同性:整个翻译过程需要多种蛋白质因子和tRNA共同参与和协同作用才能完成。
3. 动态性:翻译过程中,核糖体和tRNA在mRNA上不断移动和变化。
4. 保真性:通过校对和纠错机制确保蛋白质合成的准确性。
18.【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、表观遗传是指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。所以Lcyc基因在发生甲基化之后,基因的碱基序列并没有发生改变,A正确;
B、Lcyc基因的甲基化修饰会影响RNA聚合酶的结合,导致转录过程无法发生,从而抑制基因的表达,进而对表型产生影响,B正确;
C、据图,控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高,C正确;
D、用上述两个植株进行杂交实验,由于亲本样品数量较少,因此F2的性状分离比不一定为3:1,D错误。
故答案为:D。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变,且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。具体来说,表观遗传涉及了基因表达的可调控性,而不直接改变DNA的碱基序列。
表观遗传的主要特点包括:
1.可遗传性:这种改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
2.可逆性:有些表观遗传的改变是可逆的,这与DNA序列改变不同。
3.无DNA序列改变:表观遗传改变不涉及DNA序列的变化,而是通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等方式影响基因表达。
表观遗传的主要机制包括:
1.DNA甲基化:是最常见的表观遗传修饰形式,它通过甲基化酶将甲基基团添加到DNA分子上,影响基因表达。
2.组蛋白修饰:包括组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等,这些修饰可以影响染色质的疏松和凝集状态,从而影响基因表达。
3.非编码RNA调控:非编码RNA(如miRNA、lncRNA等)通过RNA干扰等方式调控基因表达。
19.【答案】C
【知识点】基因频率的概念与变化;培养基对微生物的选择作用
20.【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、据题意可知,F2中雌雄表现不一致,说明两对基因至少有一对位于性染色体上,假定两对基因都位于X染色体上,亲代基因型为XaBXaB、XAbY,F1基因型为XaBXAb、XaBY,F2中雌性白色和紫色比例为1:1,雄性中白色和红色比例为1:1,与题意不符;假定A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,亲代基因型为aaXBXB、AAXbY,F1基因型为AaXBXb、AaXBY,F2中雌性白色和紫色比例为1:3,雄性中白色:红色:紫色比例为2:3:3,与题意相符;假定A/a位于X染色体上,B/b位于常染色体上,亲代基因型为BBXaXa、bbXAY,F1基因型为BbXAXa、BbXaY,F2中雌性会出现红色,与题意不符,因此基因A位于常染色体上,基因B位于X染色体上,A正确;
B、基因A位于常染色体上,基因B位于X染色体上,亲代基因型为aaXBXB、AAXbY,F1基因型为AaXBXb、AaXBY,F1雌雄果蝇均为紫眼,B正确;
C、F2紫眼雌果蝇有A_XBX-,其中纯合子为1/3×1/2=1/6,C错误;
D、F2雄果蝇的基因型有AAXBY、AaXBY、aaXBY、AAXbY、AaXbY、aaXbY,共6种,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因的分离定律和自由组合定律是遗传学中的两个基本定律,它们分别描述了生物体在遗传给下一代时,基因如何分离和组合的规律。
基因的分离定律:
基因的分离定律,又称孟德尔第一定律,是奥地利遗传学家孟德尔在进行豌豆杂交实验时发现的。这个定律指出,在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(即基因)成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。简而言之,就是等位基因(位于同源染色体相同位置上,控制同一性状的不同表现类型的一对基因)在形成配子时会分离,分别进入不同的配子中。
基因的自由组合定律:
基因的自由组合定律,又称孟德尔第二定律,它揭示了非同源染色体上的非等位基因在遗传给后代时,可以自由组合的规律。这个定律是孟德尔在解释两对相对性状的遗传规律时提出的。它指出,在减数分裂过程中,随着同源染色体的分开,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。这样,一个母细胞经过减数分裂所产生的四个子细胞,就可能产生数量相等的、不同类型的配子。当雌雄配子结合时,结合的方式也是随机的,一个雄配子可以与许多个雌配子结合,同样,一个雌配子也可以与许多个雄配子结合,这就进一步增加了后代基因型和表现型的多样性。
21.【答案】(1)红、蓝紫;将水分解为氧和H+;为ATP的合成提供能量
(2)深;有利于对光能的吸收和利用,从而加快光合作用的速率
(3)线粒体;光合作用消耗的二氧化碳多
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【答案】22.23;不同
23.减数第一次分裂后期同源染色体进入同一个细胞中或减数第二次分裂后期姐妹染色体分离后进入到同一个细胞中;
24.①由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变②显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变
【知识点】卵细胞的形成过程;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】(1)人体有23对同源染色体,所以人体产生的正常配子中染色体数目为23条。由于非同源染色体自由组合,人体在不同时期产生的配子,染色体的组合一般是不同的。
(2)现有一个患有WD的13三体综合征(体细胞中有3条13号染色体)患儿,该患儿产生的原因是:其父亲或母亲的生殖细胞在进行减数分裂时减数第一次分裂后期同源染色体进入同一个细胞中或减数第二次分裂后期姐妹染色体分离后进入到同一个细胞中,最终导致体细胞中有三条13号染色体。
母亲卵原细胞在间期完成DNA复制,所以初级卵母细胞的基因型为 ,减数第一次分裂同源染色体分离,所以次级卵母细胞的基因型为 ,若异常配子的形成与母亲有关,那么卵细胞应该有2个突变后的ATP7B基因,所以卵细胞的基因型为 。
(3) 检测发现该患者妹妹的ATP7B基因发生了突变,但并未表现出WD的症状,①由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变②显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,还有可能是基因突变的位置在内含子区域,在转录后内含子会被切除,所以表现型也不会改变。
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,从而引起的基因结构的改变。这是遗传信息发生改变的一种形式,可以导致遗传特征的改变,并可能影响到后代。
基因突变的特点和类型:
1.发生时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,但通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
2.原因:基因突变可以是自发的,也可以是诱导的。自发突变体和诱导突变体之间没有本质区别,诱变剂的作用只会增加基因的突变率。
基因突变的影响:
基因突变可能会引起多种后果,包括:
1.遗传疾病:一些基因突变会导致遗传疾病的发生,如囊性纤维化、血友病等。
2.异常表型:某些基因突变可能导致个体的表型出现异常变化,如面部畸形、身高异常等。
3.癌症:基因突变是肿瘤形成和发展的重要因素,突变可以导致细胞的正常调控机制失控,导致细胞无限增殖和分化,最终形成肿瘤。
4.药物反应性:个体的基因突变可能影响药物的代谢和响应,从而影响药物的疗效。
基因突变的治疗和预防:
由于基因突变是遗传信息的变化,因此通常无法通过药物治疗来纠正。对于由基因突变引起的疾病,治疗方法可能包括手术、药物治疗、基因治疗等,具体取决于疾病的类型和严重程度。
22.人体有23对同源染色体,所以人体产生的正常配子中染色体数目为23条。由于非同源染色体自由组合,人体在不同时期产生的配子,染色体的组合一般是不同的。
23.现有一个患有WD的13三体综合征(体细胞中有3条13号染色体)患儿,该患儿产生的原因是:其父亲或母亲的生殖细胞在进行减数分裂时减数第一次分裂后期同源染色体进入同一个细胞中或减数第二次分裂后期姐妹染色体分离后进入到同一个细胞中,最终导致体细胞中有三条13号染色体。
母亲卵原细胞在间期完成DNA复制,所以初级卵母细胞的基因型为 ,减数第一次分裂同源染色体分离,所以次级卵母细胞的基因型为 ,若异常配子的形成与母亲有关,那么卵细胞应该有2个突变后的ATP7B基因,所以卵细胞的基因型为 。
24.检测发现该患者妹妹的ATP7B基因发生了突变,但并未表现出WD的症状,①由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变②显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,还有可能是基因突变的位置在内含子区域,在转录后内含子会被切除,所以表现型也不会改变。
【答案】25.原癌基因;表达水平
26.①④;黏着性
27.miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对,并使H基因mRNA降解
28.向CRC细胞中导入miRNA对应的基因
【知识点】细胞癌变的原因;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)原癌基因表达的蛋白质的功能:细胞正常的生长和增殖所必需的。原癌基因突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。研究人员发现,H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移,因此H基因属于原癌基因。与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中H基因的表达水平发生了改变。
(2)基因的表达包括转录和翻译两个过程,即图中的①(转录)和④(翻译)。癌细胞特征:①能够无限增殖,②形态结构发生显著变化,③细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。因此H蛋白会进一步导致CRC细胞间的黏着性降低,导致CRC细胞在体内转移。
(3)据图分析,该miRNA能够抑制H基因表达的原因是miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对,并使H基因mRNA降解。
(4) 根据图中miRNA能够抑制H基因表达,因此可以向CRC细胞中导入miRNA对应的基因,从而从分子水平抑制CRC发展和转移。
【分析】细胞癌变是指细胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分化、生长和分裂,从而失控出现了异常增殖,进而变成癌细胞的过程。这个过程涉及多个方面的因素,包括致癌因子的作用、原癌基因和抑癌基因的突变、细胞生长和分裂的失控等。
细胞癌变的原因:
1.致癌因子的作用:致癌因子包括化学致癌因子(如石棉、苯、四氯化碳、焦油、黄曲霉素等)、物理致癌因子(如放射性物质发出的电离辐射、X射线、紫外线等)和病毒致癌因子(如DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒)。
2.原癌基因和抑癌基因的突变:原癌基因存在于正常细胞中,具有引起细胞癌变潜能的基因;抑癌基因又称肿瘤抑制基因,是细胞中的一类正常的“管家”基因。当这些基因发生突变时,细胞的生长和分裂会失控,进而变成癌细胞。
3.不良生活习惯和机体免疫力低下:如吸烟、饮酒、抑郁等因素也会使细胞异常的增殖、增生,脱离免疫监视,容易引起肿瘤细胞发生。
细胞癌变的基本特征:
1.细胞分裂分化失去控制,具有无限增殖的能力:癌细胞失去了生长的接触抑制,同时自身又能分泌刺激自身增殖的生长因子促进自身分裂;丧失了程序化衰亡机制;失去了间隙连接,使细胞之间在代谢和分裂分化上失去了通讯联系而不能协调。
2.易分散易转移:癌细胞能合成并分泌一些蛋白酶,降解细胞表面的某些结构,使胞外基质中纤粘连蛋白显著减少,细胞间黏性降低;同时,癌细胞可以进出毛细血管,通过循环系统在体内长距离转移。
3.细胞形态发生显著变化:癌细胞之间的形态特征相近,但与周围正常细胞往往相差很大。
4.细胞质膜产生了新的抗原:癌细胞丢失了质膜上的主要组织相容性抗原(MHC),经修饰膜上的原有抗原而产生了新的质膜抗原。
细胞癌变的预防和治疗:
1.预防:对于细胞癌变的预防,可以采取避免致癌因子的暴露、保持健康的生活习惯、定期体检等措施。
2.治疗:细胞癌变的治疗应根据肿瘤的大小、组织分化程度、患者年龄和身体状态来选择合适的治疗方案。治疗方法包括手术切除、放化疗、免疫治疗等。
注意事项:细胞癌变是一个复杂的过程,涉及多个方面的因素。早期发现和治疗是提高治愈率的关键。定期体检和筛查对于预防和治疗细胞癌变具有重要意义。对于具体的治疗方案,请咨询专业医生或医疗机构的建议。
25.原癌基因表达的蛋白质的功能:细胞正常的生长和增殖所必需的。原癌基因突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。研究人员发现,H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移,因此H基因属于原癌基因。与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中H基因的表达水平发生了改变。
26.基因的表达包括转录和翻译两个过程,即图中的①(转录)和④(翻译)。癌细胞特征:①能够无限增殖,②形态结构发生显著变化,③细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。因此H蛋白会进一步导致CRC细胞间的黏着性降低,导致CRC细胞在体内转移。
27.据图分析,该miRNA能够抑制H基因表达的原因是miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对,并使H基因mRNA降解。
28.根据图中miRNA能够抑制H基因表达,因此可以向CRC细胞中导入miRNA对应的基因,从而从分子水平抑制CRC发展和转移。
【答案】29.既有糯性籽粒又有非糯籽粒
30.s甜质基因和c非紫冠基因(或s甜质基因和w糯性基因)
31.通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;籽粒更甜、糯性不强
32.纯种甜质糯性玉米(ssww)和纯种非甜质非糯性玉米(SSWW)杂交获得F1,F1自交获得F2;若F2中非甜质非糯性:非甜质糯性:甜质非糯性:甜质糯性=9:3:3:1,说明控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上;若若F2中非甜质非糯性:甜质糯性=3:1,说明控制这两对性状的基因位于一对同源染色体上。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;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;基因连锁和互换定律
【解析】【解答】(1)由图可知,非糯性对糯性为显性,纯合糯性(ww)玉米与纯合非糯性(WW)玉米间行种植,糯玉米纯合体植株能自交和杂交,其子代基因型为ww和Ww,因此糯玉米纯合体植株果穗上的玉米籽粒表型为糯性籽粒和非糯籽粒。
(2)位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,由图可知,s甜质基因位于3号染色体,c非紫冠基因和w糯性基因位于9号染色体,所以研究s甜质基因和c非紫冠基因(或s甜质基因和w糯性基因)可以验证基因的自由组合定律。
(3)由图可知,W(w)基因控制W酶(w酶)来影响直链淀粉的含量,从而影响玉米的糯性。所以W(w)基因控制玉米性状的途径是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。缺乏S非甜基因导致无S酶,所以果糖和葡萄糖的含量积累,籽粒更甜;产物ADP-Glc的含量下降,支链淀粉的含量下降,糯性不强。
(4) W、w与基因S、s在染色体上的位置关系有两种可能性,一是两对基因位于非同源染色体上,基因的遗传遵循自由组合定律,二是两对基因位于同源染色体上,基因的遗传遵循连锁互换定律中的完全连锁(不考虑变异)。所以实验思路是纯种甜质糯性玉米(ssww)和纯种非甜质非糯性玉米(SSWW)杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2中子代的表型及比例。预测结果:若F2中非甜质非糯性:非甜质糯性:甜质非糯性:甜质糯性=9:3:3:1,说明控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上;若若F2中非甜质非糯性:甜质糯性=3:1,说明控制这两对性状的基因位于一对同源染色体上。
【分析】基因的分离定律和自由组合定律是现代遗传学中的两个基本定律,它们由孟德尔通过豌豆杂交实验发现并提出。
基因的分离定律(孟德尔第一定律)
基因的分离定律指的是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(基因)成对存在,不相融合。在形成配子(即生殖细胞)时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,并随配子遗传给后代。这个定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同的配子中。
基因的自由组合定律(孟德尔第二定律)
基因的自由组合定律则是指当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交时,在子一代(F1)产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。也就是说,一对等位基因与另一对等位基因的分离与组合互不干扰,各自独立地分配到配子中。这个定律的实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。
实践应用
这两个定律在遗传学、育种学和医学等领域都有广泛的应用。例如,在杂交育种中,通过利用这两个定律,可以预测杂交后代的基因型和表现型,从而选择出符合人类需求的优良品种。在医学中,可以根据这两个定律分析遗传病的发病规律和遗传概率,为遗传病的预测、诊断和治疗提供理论依据。
29.由图可知,非糯性对糯性为显性,纯合糯性(ww)玉米与纯合非糯性(WW)玉米间行种植,糯玉米纯合体植株能自交和杂交,其子代基因型为ww和Ww,因此糯玉米纯合体植株果穗上的玉米籽粒表型为糯性籽粒和非糯籽粒。
30.位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,由图可知,s甜质基因位于3号染色体,c非紫冠基因和w糯性基因位于9号染色体,所以研究s甜质基因和c非紫冠基因(或s甜质基因和w糯性基因)可以验证基因的自由组合定律。
31.由图可知,W(w)基因控制W酶(w酶)来影响直链淀粉的含量,从而影响玉米的糯性。所以W(w)基因控制玉米性状的途径是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。缺乏S非甜基因导致无S酶,所以果糖和葡萄糖的含量积累,籽粒更甜;产物ADP-Glc的含量下降,支链淀粉的含量下降,糯性不强。
32.W、w与基因S、s在染色体上的位置关系有两种可能性,一是两对基因位于非同源染色体上,基因的遗传遵循自由组合定律,二是两对基因位于同源染色体上,基因的遗传遵循连锁互换定律中的完全连锁(不考虑变异)。所以实验思路是纯种甜质糯性玉米(ssww)和纯种非甜质非糯性玉米(SSWW)杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2中子代的表型及比例。预测结果:若F2中非甜质非糯性:非甜质糯性:甜质非糯性:甜质糯性=9:3:3:1,说明控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上;若若F2中非甜质非糯性:甜质糯性=3:1,说明控制这两对性状的基因位于一对同源染色体上。
1 / 1广东省佛山市2023-2024学年高一下学期7月期末教学质量检测生物试题
一、单项选择题:本题共20小题,每小题3分,共60分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对得3分,错选、不选得0分。
1.(2024高一下·佛山期末)小肠干细胞能够分化形成小肠上皮细胞、杯状细胞、潘氏细胞和肠内分泌细胞。下列关于这几种细胞的叙述,错误的是( )
A.小肠干细胞分化程度最低,具有全能性
B.一般情况下,分化形成的4种细胞中遗传物质相同
C.杯状细胞和潘氏细胞中基因的表达情况不同
D.小肠上皮细胞能行使保护功能,寿命较短
【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、小肠干细胞属于多能干细胞,分化程度最低,但是小肠干细胞没有全能性,A错误;
B、在细胞分化过程中遗传物质不变,因为细胞分化实质是基因的选择性表达,B正确;
C、杯状细胞和潘氏细胞中基因的表达情况不同,因为细胞分化实质是基因的选择性表达,C正确;
D、小肠上皮细胞能行使保护功能,寿命较短,一般1-2天或者几天,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程。其结果是在空间上细胞产生差异,在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。细胞分化的本质是基因组在时间和空间上的选择性表达,通过不同基因表达的开启或关闭,最终产生标志性蛋白质。
以下是关于细胞分化的详细解释:
特点:
1.持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度。
2.稳定性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。
3.不可逆性:细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行(即全能性逐渐减小)。然而,在某些条件下,分化了的细胞也可能发生可逆性变化,回到其未分化状态,这一过程称为去分化。
4.时空性:在个体发育过程中,多细胞生物细胞既有时间上的分化,也有空间上的分化。
实现原理:
细胞分化的实现原理是基因组在时间和空间上的选择性表达。不同基因表达的开启或关闭导致了细胞在形态、结构和功能上的差异。
影响因素:
细胞分化受多种因素影响,包括卵细胞质的影响、细胞核的影响、核质相互作用的影响等。胚胎细胞间的相互作用、环境因素(如激素、物理化学因子等)也会对细胞分化的方向产生影响。
生物学意义:
细胞分化是生物个体发育的基础,它使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。通过细胞分化,可以形成不同的细胞群,从而使不同的细胞具有不同的功能,使生物体的代谢更高效,从而使个体更能适应环境的生存。
2.(2024高一下·佛山期末)将水母绿色荧光蛋白基因转移到小鼠的受精卵中,培育形成的转基因小鼠在紫外线的照射下,也能像水母一样发光。下列叙述正确的是( )
A.转基因小鼠的后代在紫外线的照射下均能发光
B.水母和小鼠的基因都是4种碱基对的随机排列
C.绿色荧光蛋白基因是具有遗传效应的DNA片段
D.小鼠不同细胞内绿色荧光蛋白基因的数目都相同
【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、在紫外线的照射下不一定能发光,因为转基因小鼠的后代不一定含有水母绿色荧光蛋白基因,A错误;
B、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,所以不能说水母和老鼠的基因都是4种碱基对的随机排列,B错误;
C、绿色荧光蛋白基因是具有遗传效应的DNA片段,因为绿色荧光蛋白是从水母中提取出来的,水母的遗传物质是DNA,C正确;
D、小鼠不同细胞内绿色荧光蛋白基因的数目不一定相同,如处于有丝分裂后期的细胞中该基因数目是其他体细胞中该基因数目的两倍,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因具有以下几个基本特点:
1.遗传信息的载体:基因携带了生物体遗传给下一代的信息,这些信息决定了生物体的基本性状和特征
2.可复制性:基因在生物体的生长和繁殖过程中能够进行自我复制,确保遗传信息的稳定传递。
3.控制性状:基因通过控制蛋白质的合成来影响生物体的性状。不同的基因控制合成不同的蛋白质,从而赋予生物体不同的结构和功能。
4.突变和变异:基因在复制和传递过程中可能发生突变或变异,这些变化可能导致生物体性状的改变。这些变化是生物进化的重要驱动力之一。
需要注意的是,虽然基因是DNA片段,但并非所有的DNA都是基因。在DNA分子中,只有那些具有遗传效应、能够控制生物体性状和特性的片段才被称为基因。此外,基因还受到环境因素的影响,环境因素与基因相互作用共同决定生物体的性状和特性。
3.(2024高一下·佛山期末)陕西凤翔雍山血池遗址是迄今发现规模最大的秦汉皇家祭祀遗址。科研人员提取遗址中马骨样本线粒体DNA并进行测序,证实这些古代马属于已灭绝的马属动物奥氏马,这对研究家马的起源和驯化具有重要意义。下列叙述正确的是( )
A.DNA提取与测序为生物进化提供细胞学的证据
B.可从DNA序列分析奥氏马和家马的亲缘关系
C.与化石相比,DNA测序能更直接证明生物进化
D.奥氏马的灭绝不会影响其他马属动物的进化
【答案】B
【知识点】生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、DNA提取与测序为生物进化提供分子水平上的证据,A错误;
B、分析奥氏马和家马的DNA序列的相似程度来判断亲缘关系,B正确;
C、化石是证明生物进化的直接证据,C错误;
D、奥氏马和其它马属动物之间存在一定的种间关系(竞争),这种种间竞争关系会影响其他马属动物的进化,D错误。
故答案为:B。
【分析】种群和进化的关系非常密切,具体表现如下:
1.种群是生物进化的基本单位:种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。一个物种中的一个个体是不能长期生存的,物种长期生存的基本单位是种群。生物进化是通过自然选择实现的,而自然选择的对象不是个体,而是一个群体,即种群。因此,种群是生物进化的基本单位。
2.种群的基因库和基因频率在进化中起关键作用:种群中全部基因的总和(基因库)在传宗接代过程中维持相对稳定,但由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的。这种基因频率变化的方向是由自然选择决定的,因此,生物的进化实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
3.种群内的交配和繁殖促进进化:种群内的个体不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。这种交配和繁殖过程使得种群中的基因得以传递和重组,进而推动生物进化。
4.隔离在物种形成中的作用:隔离常有地理隔离和生殖隔离两种。地理隔离是指分布在不同自然区域的种群,由于地理空间上的隔离无法相遇而不能进行基因交流。生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配,或者交配后不能产生出可育的后代的现象。这两种隔离方式都有助于物种的形成和进化。
4.(2024高一下·佛山期末)下列关于科学家与其所用科学方法的叙述,错误的是( )
A.施莱登和施旺运用不完全归纳法建立了细胞学说
B.赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术证明DNA是遗传物质
C.梅塞尔森和斯塔尔用假说—演绎法证明了DNA的半保留复制
D.沃森和克里克通过构建概念模型揭示了DNA的双螺旋结构
【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;DNA分子的复制;细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、施莱登和施旺运用了不完全归纳法,他们只是观察了部分动植物的组织,从而归纳出细胞学说,A正确;
B、赫尔希和蔡斯分别用35S或32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,从而证明了DNA是噬菌体的遗传物质,所以赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法证明了DNA是遗传物质,B正确;
C、梅塞尔森和斯塔尔运用假说—演绎法,提出DNA是半保留复制的假说,进行演绎推理和实验,最后发现实验结果与预测结果一致,从而证明了DNA的半保留复制,C正确;
D、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,沃森和克里克用物理模型构建的方法发现了DNA的双螺旋结构,D错误。
故答案为:D。
【分析】构建模型法和同位素标记法是科学研究中常用的两种方法,它们各自具有不同的特点和应用领域。
构建模型法
构建模型法是通过建立简化、概括性的描述来研究和认识对象的方法。这种描述可以是定性的,也可以是定量的,形式多样,包括物理模型、概念模型、数学模型等。
1.物理模型:以实物或图画形式直观表达认识对象的特征,如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型。
2.概念模型:通过文字、符号等方式表达研究对象的概念和关系,如生态系统中的食物链和食物网模型。
3.数学模型:利用数学语言和方法,对研究对象的本质进行抽象和概括,如种群增长模型、酶促反应动力学模型等。
构建模型法的优点在于能够简化复杂的系统,突出主要因素,忽略次要因素,从而更清晰地揭示研究对象的本质和规律。它在物理学、生物学、经济学等多个领域都有广泛应用。
同位素标记法:
同位素标记法是利用放射性核素或稳定性核素及其化合物作为示踪剂,对研究对象进行标记和追踪的方法。
1.原理:同位素是指具有相同质子数但不同中子数的原子,它们之间的化学性质和生物学性质相似,但物理性质(如放射性)不同。利用这些差异,可以追踪物质在生物体或化学反应中的运行和变化规律。
2.应用:同位素标记法在生物学、医学、化学等领域有广泛应用。例如,在生物学中,可以利用放射性同位素标记的氨基酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程;在医学中,可以利用放射性同位素标记的药物进行体内示踪和诊断。
3.优缺点:同位素标记法具有灵敏度高、定位定量准确、符合生理条件等优点,但也存在放射性同位素对生物体有辐射效应、需要专门训练和安全防护措施等缺点。
假说演绎法,又称为假说演绎推理,是现代科学研究中常用的一种科学方法。它的基本步骤包括:在观察和分析基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的;反之,则说明假说是错误的。
5.(2024高一下·佛山期末)急性胰腺炎患者的腺泡细胞由于细胞自噬系统损伤和紊乱,无法清除功能失调的线粒体,进而引发炎症,腺泡细胞自噬的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.自噬体与溶酶体的融合体现了膜的流动性
B.通过溶酶体降解后的产物能为细胞提供营养
C.溶酶体合成的水解酶能够降解损伤的线粒体
D.促进细胞自噬能够缓解急性胰腺炎的炎症反应
【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点;其它细胞器及分离方法;细胞自噬
【解析】【解答】A、自噬体与溶酶体的融合依赖生物膜的流动性,这个过程体现了膜具有一定的流动性,A正确;
B、溶酶体能降解细胞中受损或功能退化的细胞结构等,用于维持处于营养缺乏条件下的细胞生存所需的物质和能量,B正确;
C、核糖体是合成蛋白质的场所,溶酶体内的水解酶化学本质是蛋白质,所以溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成的,C错误;
D、细胞自噬能够清除功能失调的线粒体来缓解急性胰腺炎的炎症反应,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞自噬是近年来生物学领域的研究热点之一,它是一种细胞自我降解和回收利用的过程。以下是关于细胞自噬的详细解释:
基本概念:
细胞自噬是指细胞通过降解自身结构和功能,从而获得营养和能量的一种自我调节机制。在自噬过程中,细胞内部的物质被包裹成囊泡,并运送到溶酶体中进行降解和回收利用。
作用机制:
细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。在生理条件下,细胞的基础自噬活性能清除细胞内老化、受损的生物大分子和细胞器等,以维持正常的细胞生物学功能。在外界压力、饥饿、缺氧和内质网应激等特殊情况下,细胞通过自噬降解老化、受损的生物大分子和细胞器等,能获得能量来源和重建所需物质,以维持细胞的基本生命活动。
完整过程:
完整的自噬发生过程包括自噬启动、自噬体形成、自噬溶酶体形成、降解及再利用。自噬过程是由大量蛋白质和蛋白质复合物所控制的,每种蛋白质负责调控自噬体启动与形成的不同阶段。
与疾病的关系:
细胞自噬与多种疾病的发生和发展密切相关。例如,自噬功能的紊乱参与肿瘤、自身免疫疾病、神经系统疾病、心脑血管病、代谢糖尿病等多种疾病的发生和发展。在肿瘤中,自噬具有双重作用,既可以抑制肿瘤的发生,也可以在某些情况下促进肿瘤的发展。
6.(2024高一下·佛山期末)在跑步过程中,参与呼吸作用并在线粒体基质中作为反应物的是( )
A.水 B.氧气
C.还原型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】在跑步过程中,人体同时进行无氧呼吸和有氧呼吸,无氧呼吸只在细胞质基质中进行,有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行,由有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸和水分解产生二氧化碳和[H]并释放能量,因此在线粒体基质中作为反应物的应为丙酮酸和水。分析得知:A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸是细胞代谢的两种重要方式,它们在多个方面存在显著的差异。以下是对这两种呼吸方式的详细比较:
1. 氧气的参与:
有氧呼吸:需要氧气的参与。在这个过程中,氧气作为最终电子受体,与高能电子载体传递的电子结合,形成水,并释放出大量能量。
无氧呼吸:不消耗氧气。它主要依赖细胞内的无氧环境,通过酶的催化作用将葡萄糖等有机物分解成乙醇、二氧化碳或乳酸,并释放少量能量。
2. 反应场所:
有氧呼吸:主要发生在细胞的线粒体中,特别是线粒体基质和内膜上。线粒体是细胞内的“能量工厂”,含有丰富的酶和氧气,支持有氧呼吸的高效进行。
无氧呼吸:主要发生在细胞质基质中。由于不依赖氧气,它可以在缺氧环境下进行。
3. 代谢产物:
有氧呼吸:主要产物是二氧化碳和水,这些产物对生物体无害,并且能够通过进一步的代谢途径被利用或排出体外。
无氧呼吸:根据生物种类的不同,无氧呼吸的产物可能是乙醇和二氧化碳(如酵母菌),或者是乳酸(如乳酸菌和人在剧烈运动时产生的)。这些产物在某些情况下可能对生物体有害,如乳酸积累可能导致肌肉酸痛。
4. 能量产量:
有氧呼吸:能够高效地产生能量,因为氧气作为最终电子受体,使得电子传递链能够释放出大量能量。
无氧呼吸:虽然也能产生一定的能量,但由于其代谢途径较为简单,且不以氧化磷酸化为特征,因此产生的能量相对较少。
5. 适应环境:
有氧呼吸:需要充足的氧气环境来支持其进行。
无氧呼吸:适用于缺氧环境,如生物体在水淹、剧烈运动或疾病状态下,当有氧呼吸无法满足能量需求时,无氧呼吸可以提供一定的能量补充。
6. 代谢过程:
有氧呼吸:包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个主要阶段,每个阶段都有特定的酶参与催化反应。
无氧呼吸:通常分为两个阶段,即糖酵解阶段和随后的乳酸或乙醇生成阶段,同样涉及特定酶的作用。
7.(2024高一下·佛山期末)超氧化物歧化酶(SOD)能够清除体内多余的自由基,其含量能够直观体现生物体抗氧化、抗衰老的程度。科研人员探究余甘子提取物对秀丽隐杆线虫的抗衰老作用,实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在生命活动中,细胞在不断地产生自由基
B.自由基攻击生物膜,对生物膜损伤比较大
C.该实验中对自变量的控制遵循了“减法原理”
D.余甘子提取物通过促进SOD合成而发挥抗氧化的作用
【答案】C
【知识点】衰老细胞的主要特征;细胞衰老的原因探究
8.(2024高一下·佛山期末)虾酱是沿海地区人民习惯食用的一种鲜香型调味料。某品牌虾酱以当地特色虾为主要原料,在相应酶的作用下发酵制成。下列叙述错误的是( )
A.酶都是具有催化作用的蛋白质
B.加酶后发酵反应所需活化能比加酶前低
C.发酵过程要注意对温度和pH的控制
D.底物充足时,发酵速率与酶量呈正相关
【答案】A
【知识点】酶的本质及其探索历程;酶促反应的原理;酶的特性
【解析】【解答】A、酶是由活细胞产生的、具有催化作用的有机物,少数酶是 RNA,绝大多数酶是蛋白质,A错误;
B、加酶后发酵反应所需活化能比加酶前低,这是由于酶能降低化学反应所需的活化能,B正确;
C、温度和pH会影响酶活性,因此发酵过程要注意对温度和pH的控制,C正确;
D、底物充足时,酶量越多,酶促反应速率越快,即发酵速率与酶量呈正相关,D正确。
故答案为:A。
【分析】酶的特性主要包括以下几个方面:
1.高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高,能够显著加快化学反应的速率。酶的这种高效性使得生物体内的各种生化反应能够在较短时间内完成,从而维持生物体的正常生理功能。
2.专一性:酶对于特定的底物具有选择性,只能催化一种或一类特定的化学反应。这是因为酶的活性部位与底物的结构相互匹配,形成酶-底物复合物,从而实现催化作用。这种专一性使得生物体内的各种生化反应能够有条不紊地进行,避免了不必要的能量浪费和物质干扰。
3.多样性:酶的种类繁多,大约有4000多种。不同的酶具有不同的催化特性和功能,参与生物体内各种复杂的生化反应过程。这种多样性使得生物体能够适应各种环境变化和代谢需求。
4.温和性:酶所催化的化学反应一般在较温和的条件下进行,如常温、常压和生理pH值等。这种温和性使得酶在生物体内能够稳定地发挥作用,避免了极端条件对酶活性的破坏。
5.活性可调节性:酶的活性可以通过多种机制进行调节,包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。这种调节机制使得生物体能够根据不同的环境和代谢需求调整酶的活性,从而维持生物体的稳态和适应性。
6.可再生性:酶在催化反应中并不消耗,而是参与反应后可以再次使用。酶可以通过其他分子的作用进行再生,从而持续地催化反应。这种可再生性使得酶成为生物体内不可或缺的催化剂。
7.易变性:由于大多数酶是蛋白质,因此它们容易受到高温、强酸、强碱等极端条件的影响而变性失活。这种易变性要求我们在使用酶的过程中要注意保持适宜的环境条件,以确保酶的活性和稳定性。
9.(2024高一下·佛山期末)普通的水稻很难在盐碱地中生存,海水稻却能在其中正常生长。海水稻抗逆性相关生理过程如图所示。据图分析,海水稻能在高盐碱度土壤中生活的原因不包括( )
A.水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞,用于生命活动
B.Na+通过主动运输进入细胞并储存于液泡中,从而增大细胞液浓度,利于吸水
C.细胞通过主动运输将细胞质基质中的H+运输到细胞外,以中和盐碱地过多的碱
D.H+的运输与Na+的运输相联系,有利于应对因土壤溶液pH变化而影响根细胞吸水
【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、水以协助扩散方式进出细胞,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白,A正确;
B、由图,Na+从细胞膜外顺浓度梯度进入细胞质基质,是协助扩散,Na+由细胞质基质进入液泡的过程是低浓度到高浓度,是主动运输,能量来自H+的浓度梯度,B错误;
C、H+从细胞质基质运输到细胞外,消耗ATP,这个过程属于主动运输,以中和盐碱地过多的碱,C正确;
D、Na+通过Na+/H+逆向转运蛋白由细胞质基质到细胞膜外或由细胞质基质进入细胞液的直接驱动力是H+浓度梯度,因此H+的运输与Na+的运输相联系,有利于应对因土壤溶液pH变化而影响根细胞吸水,D正确。
故答案为:B。
【分析】协助扩散和主动运输是两种不同类型的物质跨膜运输方式,它们在多个方面存在显著的差异。
协助扩散:
协助扩散,也称为促进扩散,是被动运输的一种形式。它不需要消耗细胞代谢产生的能量(ATP),而是利用膜两侧的浓度梯度(或电化学梯度)作为动力,通过镶嵌在细胞膜上的载体蛋白(如离子载体和通道蛋白)的协助来完成物质的跨膜运输。
特点:
运输方向:从高浓度区域向低浓度区域运输。
运输速度:比自由扩散转运速率高,但存在最大转运速率。
特异性:载体蛋白具有特异性,只能与特定溶质结合。
载体蛋白饱和性:在一定限度内,运输速率与物质浓度成正比,但超过一定限度后,由于载体蛋白的结合位点已达饱和,运输速率不再增加。
主动运输:
主动运输是一种需要消耗能量的物质跨膜运输方式。它逆浓度梯度(或电化学梯度)将物质从低浓度区域运输到高浓度区域,需要借助于镶嵌在细胞膜上的特异性传递蛋白质分子(载体蛋白)作为载体,并消耗细胞代谢所产生的能量(如ATP)来完成。
特点:
运输方向:从低浓度区域向高浓度区域运输。
膜转运蛋白依赖性:每种物质都由专门的载体进行运输。
消耗能量:直接利用ATP水解释放的能量,或与某种释放能量的过程偶联在一起。
载体蛋白功能:载体蛋白具有将被运载物从低浓度区域转运到高浓度区域的能力,通过改变其空间结构来释放被运载物。
区别总结:
动力来源:协助扩散是被动运输,利用浓度梯度作为动力;主动运输则逆浓度梯度进行,需要消耗能量。
运输方向:协助扩散从高浓度到低浓度;主动运输从低浓度到高浓度。
载体蛋白作用:两者都需要载体蛋白的协助,但主动运输的载体蛋白具有更复杂的结构和功能,能够逆浓度梯度运输物质。
能量消耗:协助扩散不消耗能量;主动运输消耗能量。
10.(2024高一下·佛山期末)科研工作者在显微镜下观察到某种蝗虫减数分裂过程中一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉并相互连接的现象(如图)。下列关于该现象的分析,错误的是( )
A.可能有多个片段同时发生上述现象
B.发生该过程需要相关的酶剪切DNA
C.该现象发生在减数分裂Ⅰ的后期
D.该现象说明,部分基因可能发生了重组
【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因重组及其意义
【解析】【解答】A、由图可知,可能有多个片段同时发生上述现象,A正确;
B、发生该过程需要相关的酶剪切DNA,这样才能实现一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉并相互连接,B正确;
C、该现象不可能发生在减数分裂Ⅰ的后期,是由于减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离,C错误;
D、一对同源染色体的非姐妹染色体单体上的基因可能不同,所以该现象说明部分基因可能发生了重组,D正确。
故答案为:C。
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。以下是减数分裂的详细过程,根据搜索结果可以将其划分为几个关键阶段:
1. 间期Ⅰ
这一阶段是原始生殖细胞进入减数分裂之前的物质准备阶段,包括G1、S和G2期。
在S期,DNA进行复制,但复制过程不完全,一般认为有0.3%的DNA在减数分裂Ⅰ前期的偶线期完成复制。
细胞在这一阶段进行物质积累和DNA复制,为后续的分裂做准备。
2. 减数分裂Ⅰ
前期Ⅰ
中期Ⅰ
同源染色体成对排列在赤道板上(两侧),纺锤丝形成纺锤体。
后期Ⅰ
同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极。
末期Ⅰ
细胞质分裂,形成两个子细胞,即次级精母细胞或次级卵母细胞和第一极体。
3. 间期Ⅱ
在这一阶段,细胞主要进行短暂的休整和准备,不进行DNA复制。
4. 减数分裂Ⅱ
前期Ⅱ
染色体排列散乱,但此时已无同源染色体。
中期Ⅱ
染色体的着丝点排列在赤道板上。
后期Ⅱ
着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,并分别移向细胞两极。
末期Ⅱ
细胞质分裂,每个细胞形成两个子细胞。在雄性中,次级精母细胞最终形成精细胞;在雌性中,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体,而第一极体分裂为两个第二极体(但通常只有卵细胞存活,极体退化)。
11.(2024高一下·佛山期末)夏黑葡萄又名夏黑无核,肉质口感硬脆,浓甜爽口,被誉为“东方黑珍珠”。夏黑葡萄由巨峰葡萄(4N=76)与无核白葡萄(2N=38)杂交选育而成。下列叙述正确的是( )
A.夏黑葡萄自交所得后代都为三倍体
B.巨峰葡萄与无核白葡萄存在生殖隔离
C.巨峰葡萄与无核白葡萄的配子数量比为2:1
D.由巨峰葡萄的配子直接发育而来的个体为二倍体
【答案】B
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、巨峰葡萄(4N=76)与无核白葡萄(2N=38)杂交选育的夏黑葡萄(3N=57)为三倍体,因为夏黑葡萄原始生殖细胞中有三套染色体组,减数分裂时出现联会紊乱,一般不能形成可育的配子,所以无法自交所得后代,A错误;
B、生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代的过程。据题,巨峰葡萄与无核白葡萄杂交选育的夏黑葡萄为不可育后代,所以巨峰葡萄与无核白葡萄存在生殖隔离,B正确;
C、巨峰葡萄产生的配子(2N=38),无核白葡萄的配子(N=19),数量比为1:1,C错误;
D、由巨峰葡萄的配子直接发育而来的个体为单倍体,不是二倍体D错误。
故答案为:B。
【分析】染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但又互相协助,共同携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。这个概念最初由H. Winkler在1920年提出,他认为单倍体的一整套染色体即为一个染色体组。
染色体组的主要特点包括:
1.非同源性:染色体组中的染色体都是非同源的,即它们之间没有相同的遗传信息。
2.形态和功能多样性:染色体组中的染色体在形态和大小上各不相同,各自承担不同的功能。
3.遗传信息的完整性:一个染色体组携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。
在生物体中,染色体组的数目和类型决定了生物体的遗传特征和繁殖方式。例如,人类的染色体组是22条常染色体+X染色体+Y染色体,共24条,其中只有雄性人类(XY)才携带有人类生长发育的全部信息。
染色体组的异常可能会导致生物体出现遗传疾病或生长发育问题。因此,在医学和遗传学领域,对染色体组的研究具有重要意义。
此外,染色体组的概念还涉及到生物的倍性分类,如一倍体、二倍体、多倍体等。这些分类是基于生物体体细胞中染色体组的数目来确定的。
12.(2024高一下·佛山期末)人的双眼皮和单眼皮由一对等位基因控制,双眼皮为显性性状,单眼皮为隐性性状。一对夫妇均为双眼皮,他们生了一个单眼皮儿子。关于儿子表现为单眼皮的原因,下列分析不合理的是( )
A.儿子携带了Y染色体 B.受到环境因素影响
C.发生了基因突变 D.双亲都是单眼皮基因的携带者
【答案】C
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性;基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、人的体细胞内的23对染色体,有一对染色体与人的性别有关,叫做性染色体,男性的性染色体是XY,因此儿子携带了Y染色体,A正确;
B、儿子表现为单眼皮的原因可能是受到了环境因素的影响,B正确;
CD、夫妇均为双眼皮,他们生了一个单眼皮儿子,说明双亲都是单眼皮基因的携带者,没有发生基因突变,C错误、D正确。
故答案为:C。
【分析】生物的性状是指生物体的外部形态和结构。不同的生物具有不同的性状,这些性状是由生物的基因和环境因素共同作用而形成的。
生物的性状可以包括许多方面,如身体的大小、形状、颜色、纹理、结构等等。例如,人类具有直立行走的能力,而其他动物则具有不同的行走方式;鸟类的翅膀和鸟喙的性状也各不相同。
生物的性状也可以反映其生态适应性和生存策略。例如,一些动物的性状可以帮助它们逃避天敌或捕捉猎物,而一些植物的性状则可以帮助它们吸收阳光和养分。
13.(2024高一下·佛山期末)牙本质发育不全Ⅱ型是一种单基因遗传病,某该病家系的系谱图如图所示,其中Ⅱ6为杂合子。下列叙述正确的是( )
A.该病为伴X染色体显性遗传病
B.仅考虑该病,图中的患者均为杂合子
C.Ⅱ6与正常男性的后代均不患病
D.Ⅱ1与Ⅱ2生一个正常儿子的概率为1/2
【答案】B
【知识点】伴性遗传;调查人类遗传病
【解析】【解答】A 、Ⅱ6为杂合子,且为患者,由此可得该病为显性病,若该病为伴X染色体显性遗传病,I1是患者,则Ⅱ5应该也是患者,与题干矛盾,所以该病为常染色显性遗传病。A错误;
B、仅考虑该病,Ⅰ1的子代有正常人,因此其基因型为Aa;Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅱ6的母亲为正常人(aa),因此基因型均为Aa;Ⅲ1、Ⅲ4的的母亲为正常人(aa),因此基因型为Aa,均为杂合子,B正确;
C、Ⅱ6(Aa)与正常男性(aa)的后代有可能患病,C错误;
D、Ⅱ1(Aa)与Ⅱ2(aa)生一个正常儿子的概率为1/2×1/2=1/4,D错误。
故答案为:B。
【分析】由题图可知,牙本质发育不全Ⅱ型是一种单基因遗传病,某该病家系的系谱图如图所示,其中Ⅱ6为杂合子。Ⅱ6为患者,因此该病为显性病,若该病为伴X染色体显性遗传病,Ⅰ1是患者,则Ⅱ5应该也是患者,与题干矛盾,因此该病为常染色显性遗传病。(若该病的致病基因为A、a)。
遗传病是指由基因或染色体缺陷引起的疾病,这些疾病可以从父母遗传给子女。遗传病的种类非常多,根据遗传特点的差异,可以分为四类。
第一类是通过染色体遗传的疾病,如唐氏综合征。这种遗传病的患者可能会出现肢体畸形、面容异常及智力低下等多种表征。
第二类是通过单个基因遗传的疾病,如白化病、血友病以及先天性耳聋等。由于父母的单个基因发生了突变,遗传后会导致后代患上相同的疾病。
第三类则是多个基因发生变化,再加上后天环境的影响所造成的遗传病,如哮喘、唇腭裂、癫痫、先天性心脏病、精神分裂和脊柱裂等疾病,而高血脂、高血压和糖尿病及肥胖症也具有相同的遗传特性。
14.(2024高一下·佛山期末)清远麻鸡的快慢羽性状常被用于初生雏鸡时鉴定雌雄,这对性状受位于Z染色体上的M/m基因控制,两个基因结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.慢羽公鸡体细胞中不存在m基因
B.与M基因相比,m基因发生了染色体结构变异
C.M基因和m基因中,(A+G)/(T+C)的比例不同
D.可在初生雏鸡时鉴定性别的亲本组合是慢羽母鸡×快羽公鸡
【答案】D
【知识点】伴性遗传;染色体结构的变异
【解析】【解答】A、慢羽公鸡基因型可能为ZMZM、ZMZm,所以慢羽公鸡体细胞可能存在m基因,A错误;
B、与M基因相比,m基因发生了基因突变,而不是染色体结构变异,B错误;
C、M基因和m基因中,(A+G)/(T+C)的比例相同,都是1,C错误;
D、慢羽母鸡×快羽公鸡,子代公鸡全为慢羽,母鸡全为快羽,可在初生雏鸡时鉴定性别,D正确。
故答案为:D。
【分析】鸡为ZW型性别决定生物,雌鸡性染色体组成为ZW,雄鸡为ZZ。
伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式。具体来说,人一共有23对染色体,其中22对是常染色体,1对是性染色体,如果性染色体是XX则为女性,如果是XY则为男性。如果致病的基因在X或者是Y染色体上,传递给下一代的时候引起遗传病,这种遗传方式即是伴性遗传。
伴性遗传病根据致病基因在性染色体上的显隐性,又可分为X伴性显性遗传病和X伴性隐性遗传病两种,尤以后者多见,比如血友病、色盲、肌营养不良等。
X伴性显性遗传病:特点是男女都会发病,但女性的发病率约为男性的两倍,因为女性有两条X染色体,没有正常染色体的掩盖作用,所以发病时往往症状较重。
X伴性隐性遗传病:特点是患病的男子远多于女子,甚至在某些病中很难发现女患者。这是因为女性需要两条X染色体上都有致病基因才会发病,而男性只要一条X染色体上有致病基因就会发病。
15.(2024高一下·佛山期末)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌的过程中,下列哪一项不符合事实( )
A.检测到上清液有放射性
B.检测到沉淀物有放射性
C.检测到子代噬菌体DNA有放射性
D.检测到子代噬菌体外壳有放射性
【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、32P标记的噬菌体的DNA侵染大肠杆菌时,如果保温时间过长,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,经搅拌离心后也会导致上清液出现放射性,如果保温时间过短,亲代DNA未完全注入大肠杆菌中,搅拌离心后,上清液会出现放射性;A正确;
B、被32P标记的噬菌体的DNA注入大肠杆菌内部,经过搅拌离心后分布在沉淀物中,B正确;
C、可以检测到子代噬菌体DNA有放射性,这是由于DNA的复制为半保留复制,以亲代DNA为模板合成子代DNA,C正确;
D、噬菌体外壳为蛋白质,32P不参与构成蛋白质,因此子代噬菌体外壳无放射性,D错误。
故答案为:D。
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌的过程是一个复杂而精确的过程,具体可以分为以下几个步骤:
1.吸附:噬菌体通过其尾部的末端(如六根尾丝或纤毛结构)与大肠杆菌表面的受体结合,使噬菌体与宿主细菌发生接触,从而实现吸附。
2.注入:噬菌体释放出溶菌酶,破坏大肠杆菌的局部细胞膜,然后噬菌体的DNA通过尾管进入大肠杆菌细胞内,而蛋白质外壳则留在外面。
3.复制和合成:在噬菌体DNA的指导下,以大肠杆菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA,同时以大肠杆菌体内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳。这一过程中,噬菌体会利用宿主细胞的代谢机制进行基因组的复制和转录,并产生所需的蛋白质。
4.组装:噬菌体利用新合成的DNA和蛋白质外壳进行组装,形成一个新的噬菌体颗粒。
5.释放:当噬菌体增殖到一定数量后,会通过破坏宿主细胞的细胞膜使细胞裂解,从而释放出几十个至几百个子代噬菌体。这些子代噬菌体随后会侵染邻近的细菌细胞,继续上述的侵染过程。
16.(2024高一下·佛山期末)转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物。下列叙述错误的是( )
A.转录泡可存在细胞分裂前的间期
B.转录泡的水解产物有氨基酸和核苷酸
C.在同一个DNA上可能有多个转录泡
D.转录泡沿DNA模板链5'→3'方向移动
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录
【解析】【解答】A、转录泡可存在细胞分裂前的间期,因为细胞分裂前的间期会完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,蛋白质的合成需要经历转录过程,A正确;
B、转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物,并且转录泡经水解之后产物有氨基酸、脱氧核苷酸和核糖核苷酸,B正确;
C、一个DNA分子上有很多的基因,所以可能有多个转录泡,C正确;
D、由于子链的合成方向为5'→3',因此转录时RNA聚合酶沿模板链3’→5’方向移动,D错误。
故答案为:D。
【分析】转录是遗传信息从DNA流向RNA的过程,是基因表达的第一步,对于生物体的正常功能至关重要。以下是转录过程的基本概述:
1,准备阶段:DNA双螺旋结构在转录起始点附近解旋,形成一个转录泡,暴露出模板链。
2,起始阶段:RNA聚合酶识别并结合到DNA的启动子区域。形成由RNA聚合酶、DNA模板和核苷三磷酸(NTP)构成的三元起始复合物,转录开始。
3,延伸阶段:RNA聚合酶沿着模板链移动,根据碱基互补原则(A-U,C-G),将核苷酸逐一添加到新生的RNA链上。
核心酶负责RNA的合成,β’亚基插入DNA螺旋的“小沟”中,维持酶的稳定性。
4,终止阶段:当RNA聚合酶遇到终止子序列时,转录停止。转录复合物解体,释放出合成的RNA链。
17.(2024高一下·佛山期末)在细胞质中,一个mRNA分子上通常可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中各核糖体的移动方向相同
B.图中各核糖体合成的肽链相同
C.各核糖体与mRNA结合的起始部位不同
D.各核糖体与mRNA结合的起始时间不同
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、图中各核糖体的移动方向相同,所以方向是从左向右,A正确;
B、因为有相同的模板mRNA,故图中各核糖体合成的肽链相同,B正确;
C、各核糖体与mRNA结合的起始部位相同,都是起始密码子,C错误;
D、由于形成的肽链长度不同,所以各核糖体与mRNA结合的起始时间不同,D正确。
故答案为:C。
【分析】翻译过程,又称蛋白质合成,是指按照mRNA上的密码子顺序合成蛋白质的过程,是基因表达的最后阶段。翻译过程可以分为起始、延伸和终止三个阶段。
起始阶段:
在起始阶段,由mRNA、多种蛋白质因子以及tRNA等组成的大分子复合物(称为起始复合物)形成。在真核生物中,起始因子识别并结合到mRNA的5'端帽结构,帮助核糖体结合到mRNA的起始密码子(通常是AUG)。
延伸阶段:
在延伸阶段,按照mRNA上的密码子顺序,由氨酰tRNA结合到核糖体的A位点(接受位点),在延伸因子的帮助下,通过肽链的生成将氨基酸残基连接起来,并不断从P位点(供体位点)移动到A位点。然后,tRNA从A位点脱落,转移到E位点(逃逸位点),最后从核糖体上脱落。
终止阶段:
当核糖体识别到mRNA上的终止密码子时(如UAA、UAG或UGA),没有对应的氨酰tRNA能够识别这些密码子,导致转位过程无法进行,从而触发释放因子与终止密码子结合,释放新合成的多肽链,完成翻译过程。
翻译的特点:
1.特异性:每种氨基酸对应一个特定的氨酰tRNA。
2. 协同性:整个翻译过程需要多种蛋白质因子和tRNA共同参与和协同作用才能完成。
3. 动态性:翻译过程中,核糖体和tRNA在mRNA上不断移动和变化。
4. 保真性:通过校对和纠错机制确保蛋白质合成的准确性。
18.(2024高一下·佛山期末)柳穿鱼是一种园林花卉,图a示两种柳穿鱼花的形态结构。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,进一步研究发现两者Lcyc基因的甲基化情况如图b所示。下列叙述错误的是( )
A.控制两种花的Lcyc基因碱基排列顺序一致
B.Lcyc基因的甲基化修饰抑制了基因的表达
C.控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度较高
D.用上述两个植株进行杂交实验,F2的性状分离比为3:1
【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、表观遗传是指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。所以Lcyc基因在发生甲基化之后,基因的碱基序列并没有发生改变,A正确;
B、Lcyc基因的甲基化修饰会影响RNA聚合酶的结合,导致转录过程无法发生,从而抑制基因的表达,进而对表型产生影响,B正确;
C、据图,控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高,C正确;
D、用上述两个植株进行杂交实验,由于亲本样品数量较少,因此F2的性状分离比不一定为3:1,D错误。
故答案为:D。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变,且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。具体来说,表观遗传涉及了基因表达的可调控性,而不直接改变DNA的碱基序列。
表观遗传的主要特点包括:
1.可遗传性:这种改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
2.可逆性:有些表观遗传的改变是可逆的,这与DNA序列改变不同。
3.无DNA序列改变:表观遗传改变不涉及DNA序列的变化,而是通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等方式影响基因表达。
表观遗传的主要机制包括:
1.DNA甲基化:是最常见的表观遗传修饰形式,它通过甲基化酶将甲基基团添加到DNA分子上,影响基因表达。
2.组蛋白修饰:包括组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等,这些修饰可以影响染色质的疏松和凝集状态,从而影响基因表达。
3.非编码RNA调控:非编码RNA(如miRNA、lncRNA等)通过RNA干扰等方式调控基因表达。
19.(2024高一下·佛山期末)某实验小组探究生活中常见的5种抗生素对同种大肠埃希氏菌的选择作用,结果如下表。下列叙述错误的是( )
抗生素类型 青霉素 头孢唑林 头孢他啶 四环素 阿奇霉素
第一代抑菌圈平均半径(cm) 0.95 1.17 0.28 1.31 0.19
第二代抑菌圈平均半径(cm) 0.74 0.76 0.25 0.70 0.00
抑菌圈缩小百分比 22% 35% 11% 46% 100%
注:抑菌圈缩小百分比=(上一代抑菌圈半径-当代抑菌圈半径)/上一代抑菌圈半径×100%
A.从第一代抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌用于第二代的培养
B.各类抗生素的培养基中抑菌圈均缩小,说明适应具有普遍性
C.该细菌对阿奇霉素的耐药性最弱,对头孢他啶的耐药性最强
D.各个培养基的大肠埃希氏菌种群基因频率都发生了定向改变
【答案】C
【知识点】基因频率的概念与变化;培养基对微生物的选择作用
20.(2024高一下·佛山期末)研究发现,果蝇眼色色素的产生必须有显性基因A,aa时眼色为白色;基因B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。纯种的白眼雌果蝇和纯种的红眼雄果蝇杂交得F1,F1自交得F2。F2的表型如下:紫眼♂144只,紫眼♀284只,白眼♂94只,白眼♀98只,红眼♂148只。下列叙述错误的是( )
A.基因A位于常染色体上,基因B位于X染色体上
B.F1雌雄果蝇均为紫眼
C.F2紫眼雌果蝇中纯合子占1/4
D.F2雄果蝇的基因型有6种
【答案】C
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、据题意可知,F2中雌雄表现不一致,说明两对基因至少有一对位于性染色体上,假定两对基因都位于X染色体上,亲代基因型为XaBXaB、XAbY,F1基因型为XaBXAb、XaBY,F2中雌性白色和紫色比例为1:1,雄性中白色和红色比例为1:1,与题意不符;假定A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,亲代基因型为aaXBXB、AAXbY,F1基因型为AaXBXb、AaXBY,F2中雌性白色和紫色比例为1:3,雄性中白色:红色:紫色比例为2:3:3,与题意相符;假定A/a位于X染色体上,B/b位于常染色体上,亲代基因型为BBXaXa、bbXAY,F1基因型为BbXAXa、BbXaY,F2中雌性会出现红色,与题意不符,因此基因A位于常染色体上,基因B位于X染色体上,A正确;
B、基因A位于常染色体上,基因B位于X染色体上,亲代基因型为aaXBXB、AAXbY,F1基因型为AaXBXb、AaXBY,F1雌雄果蝇均为紫眼,B正确;
C、F2紫眼雌果蝇有A_XBX-,其中纯合子为1/3×1/2=1/6,C错误;
D、F2雄果蝇的基因型有AAXBY、AaXBY、aaXBY、AAXbY、AaXbY、aaXbY,共6种,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因的分离定律和自由组合定律是遗传学中的两个基本定律,它们分别描述了生物体在遗传给下一代时,基因如何分离和组合的规律。
基因的分离定律:
基因的分离定律,又称孟德尔第一定律,是奥地利遗传学家孟德尔在进行豌豆杂交实验时发现的。这个定律指出,在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(即基因)成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。简而言之,就是等位基因(位于同源染色体相同位置上,控制同一性状的不同表现类型的一对基因)在形成配子时会分离,分别进入不同的配子中。
基因的自由组合定律:
基因的自由组合定律,又称孟德尔第二定律,它揭示了非同源染色体上的非等位基因在遗传给后代时,可以自由组合的规律。这个定律是孟德尔在解释两对相对性状的遗传规律时提出的。它指出,在减数分裂过程中,随着同源染色体的分开,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。这样,一个母细胞经过减数分裂所产生的四个子细胞,就可能产生数量相等的、不同类型的配子。当雌雄配子结合时,结合的方式也是随机的,一个雄配子可以与许多个雌配子结合,同样,一个雌配子也可以与许多个雄配子结合,这就进一步增加了后代基因型和表现型的多样性。
二、非选择题:本大题共4小题,40分。
21.(2024高一下·佛山期末)彩叶扶桑的叶片大部分为绿色,常杂以红色、黄色、白色或粉红色条纹,具有很高的观赏效果,广泛运用在园林种植中。科研工作者研究了不同光照强度对彩叶扶桑叶片生理特征的影响,相关结果见下表和下图。
光照强度 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 气孔导度/(μmol·m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol·m-2·s-1)
100% 2.274 0.086 363.5
60% 1.642 0.072 380.0
24% 1.437 0.069 382.9
11% 0.869 0.059 396.8
注:表中数据为日均值;气孔导度指气孔张开的程度;胞间CO2浓度指植物细胞间隙的CO2浓度。
回答下列问题:
(1)100%光强组叶片在光合作用过程中主要吸收 光,捕获的光能有以下两方面用途:① ;② 。
(2)与100%光强组相比,24%光强组的彩叶扶桑叶片的绿色更 (填“深”或“浅”)。分析在该光照条件下,彩叶扶桑叶片叶色改变的意义是 。
(3)叶片光合作用利用的CO2除来自外界环境外,还可来自 (填细胞中的场所)。与11%光强组相比,60%光强组胞间CO2浓度较低的原因是 。
【答案】(1)红、蓝紫;将水分解为氧和H+;为ATP的合成提供能量
(2)深;有利于对光能的吸收和利用,从而加快光合作用的速率
(3)线粒体;光合作用消耗的二氧化碳多
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
(2024高一下·佛山期末)肝豆状核变性(简称WD)是一种常染色体隐性遗传病,由位于13号染色体上的ATP7B基因突变导致。现有一个患有WD的13三体综合征(体细胞中有3条13号染色体)患儿,其父母表型均正常。回答下列问题:
22.人体产生的正常配子中染色体数目为 条。人体在不同时期产生的配子,染色体的组合一般是 (填“相同”或“不同”)的。
23.上述患儿产生的原因是:其父亲或母亲的生殖细胞在进行减数分裂时 ,从而形成异常的配子。若异常配子的形成与母亲有关,在图中标出与该异常配子形成有关的初级卵母细胞、次级卵母细胞和卵细胞的基因型 (正常和突变后的ATP7B基因分别用+、-表示)。
24.检测发现该患者妹妹的ATP7B基因发生了突变,但并未表现出WD的症状,其原因可能是 (答两点)。
【答案】22.23;不同
23.减数第一次分裂后期同源染色体进入同一个细胞中或减数第二次分裂后期姐妹染色体分离后进入到同一个细胞中;
24.①由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变②显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变
【知识点】卵细胞的形成过程;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】(1)人体有23对同源染色体,所以人体产生的正常配子中染色体数目为23条。由于非同源染色体自由组合,人体在不同时期产生的配子,染色体的组合一般是不同的。
(2)现有一个患有WD的13三体综合征(体细胞中有3条13号染色体)患儿,该患儿产生的原因是:其父亲或母亲的生殖细胞在进行减数分裂时减数第一次分裂后期同源染色体进入同一个细胞中或减数第二次分裂后期姐妹染色体分离后进入到同一个细胞中,最终导致体细胞中有三条13号染色体。
母亲卵原细胞在间期完成DNA复制,所以初级卵母细胞的基因型为 ,减数第一次分裂同源染色体分离,所以次级卵母细胞的基因型为 ,若异常配子的形成与母亲有关,那么卵细胞应该有2个突变后的ATP7B基因,所以卵细胞的基因型为 。
(3) 检测发现该患者妹妹的ATP7B基因发生了突变,但并未表现出WD的症状,①由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变②显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,还有可能是基因突变的位置在内含子区域,在转录后内含子会被切除,所以表现型也不会改变。
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,从而引起的基因结构的改变。这是遗传信息发生改变的一种形式,可以导致遗传特征的改变,并可能影响到后代。
基因突变的特点和类型:
1.发生时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,但通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
2.原因:基因突变可以是自发的,也可以是诱导的。自发突变体和诱导突变体之间没有本质区别,诱变剂的作用只会增加基因的突变率。
基因突变的影响:
基因突变可能会引起多种后果,包括:
1.遗传疾病:一些基因突变会导致遗传疾病的发生,如囊性纤维化、血友病等。
2.异常表型:某些基因突变可能导致个体的表型出现异常变化,如面部畸形、身高异常等。
3.癌症:基因突变是肿瘤形成和发展的重要因素,突变可以导致细胞的正常调控机制失控,导致细胞无限增殖和分化,最终形成肿瘤。
4.药物反应性:个体的基因突变可能影响药物的代谢和响应,从而影响药物的疗效。
基因突变的治疗和预防:
由于基因突变是遗传信息的变化,因此通常无法通过药物治疗来纠正。对于由基因突变引起的疾病,治疗方法可能包括手术、药物治疗、基因治疗等,具体取决于疾病的类型和严重程度。
22.人体有23对同源染色体,所以人体产生的正常配子中染色体数目为23条。由于非同源染色体自由组合,人体在不同时期产生的配子,染色体的组合一般是不同的。
23.现有一个患有WD的13三体综合征(体细胞中有3条13号染色体)患儿,该患儿产生的原因是:其父亲或母亲的生殖细胞在进行减数分裂时减数第一次分裂后期同源染色体进入同一个细胞中或减数第二次分裂后期姐妹染色体分离后进入到同一个细胞中,最终导致体细胞中有三条13号染色体。
母亲卵原细胞在间期完成DNA复制,所以初级卵母细胞的基因型为 ,减数第一次分裂同源染色体分离,所以次级卵母细胞的基因型为 ,若异常配子的形成与母亲有关,那么卵细胞应该有2个突变后的ATP7B基因,所以卵细胞的基因型为 。
24.检测发现该患者妹妹的ATP7B基因发生了突变,但并未表现出WD的症状,①由于密码子的简并性,基因突变不一定引起个体表现型发生改变②显性纯合子中只有一个基因发生隐性突变,表现型也不发生改变,还有可能是基因突变的位置在内含子区域,在转录后内含子会被切除,所以表现型也不会改变。
(2024高一下·佛山期末)结直肠癌(CRC)是全球三大恶性肿瘤之一,早期无明显症状,容易发生转移,因此明确CRC的发展和转移途径至关重要。研究人员发现,H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移,某种miRNA能抑制H基因的表达,具体调节机制如图所示。
回答下列问题:
25.H基因属于 (“原癌基因”或“抑癌基因”)。与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中H基因的 发生了改变。
26.图中H基因控制H蛋白的合成主要包括 (填序号)两个阶段,最终表达出的H蛋白会进一步导致CRC细胞间的 降低,导致CRC细胞在体内转移。
27.据图分析,该miRNA能够抑制H基因表达的原因是 。
28.结合上述信息,提出一种从分子水平抑制CRC发展和转移的思路: 。
【答案】25.原癌基因;表达水平
26.①④;黏着性
27.miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对,并使H基因mRNA降解
28.向CRC细胞中导入miRNA对应的基因
【知识点】细胞癌变的原因;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)原癌基因表达的蛋白质的功能:细胞正常的生长和增殖所必需的。原癌基因突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。研究人员发现,H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移,因此H基因属于原癌基因。与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中H基因的表达水平发生了改变。
(2)基因的表达包括转录和翻译两个过程,即图中的①(转录)和④(翻译)。癌细胞特征:①能够无限增殖,②形态结构发生显著变化,③细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。因此H蛋白会进一步导致CRC细胞间的黏着性降低,导致CRC细胞在体内转移。
(3)据图分析,该miRNA能够抑制H基因表达的原因是miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对,并使H基因mRNA降解。
(4) 根据图中miRNA能够抑制H基因表达,因此可以向CRC细胞中导入miRNA对应的基因,从而从分子水平抑制CRC发展和转移。
【分析】细胞癌变是指细胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分化、生长和分裂,从而失控出现了异常增殖,进而变成癌细胞的过程。这个过程涉及多个方面的因素,包括致癌因子的作用、原癌基因和抑癌基因的突变、细胞生长和分裂的失控等。
细胞癌变的原因:
1.致癌因子的作用:致癌因子包括化学致癌因子(如石棉、苯、四氯化碳、焦油、黄曲霉素等)、物理致癌因子(如放射性物质发出的电离辐射、X射线、紫外线等)和病毒致癌因子(如DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒)。
2.原癌基因和抑癌基因的突变:原癌基因存在于正常细胞中,具有引起细胞癌变潜能的基因;抑癌基因又称肿瘤抑制基因,是细胞中的一类正常的“管家”基因。当这些基因发生突变时,细胞的生长和分裂会失控,进而变成癌细胞。
3.不良生活习惯和机体免疫力低下:如吸烟、饮酒、抑郁等因素也会使细胞异常的增殖、增生,脱离免疫监视,容易引起肿瘤细胞发生。
细胞癌变的基本特征:
1.细胞分裂分化失去控制,具有无限增殖的能力:癌细胞失去了生长的接触抑制,同时自身又能分泌刺激自身增殖的生长因子促进自身分裂;丧失了程序化衰亡机制;失去了间隙连接,使细胞之间在代谢和分裂分化上失去了通讯联系而不能协调。
2.易分散易转移:癌细胞能合成并分泌一些蛋白酶,降解细胞表面的某些结构,使胞外基质中纤粘连蛋白显著减少,细胞间黏性降低;同时,癌细胞可以进出毛细血管,通过循环系统在体内长距离转移。
3.细胞形态发生显著变化:癌细胞之间的形态特征相近,但与周围正常细胞往往相差很大。
4.细胞质膜产生了新的抗原:癌细胞丢失了质膜上的主要组织相容性抗原(MHC),经修饰膜上的原有抗原而产生了新的质膜抗原。
细胞癌变的预防和治疗:
1.预防:对于细胞癌变的预防,可以采取避免致癌因子的暴露、保持健康的生活习惯、定期体检等措施。
2.治疗:细胞癌变的治疗应根据肿瘤的大小、组织分化程度、患者年龄和身体状态来选择合适的治疗方案。治疗方法包括手术切除、放化疗、免疫治疗等。
注意事项:细胞癌变是一个复杂的过程,涉及多个方面的因素。早期发现和治疗是提高治愈率的关键。定期体检和筛查对于预防和治疗细胞癌变具有重要意义。对于具体的治疗方案,请咨询专业医生或医疗机构的建议。
25.原癌基因表达的蛋白质的功能:细胞正常的生长和增殖所必需的。原癌基因突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。研究人员发现,H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移,因此H基因属于原癌基因。与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中H基因的表达水平发生了改变。
26.基因的表达包括转录和翻译两个过程,即图中的①(转录)和④(翻译)。癌细胞特征:①能够无限增殖,②形态结构发生显著变化,③细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。因此H蛋白会进一步导致CRC细胞间的黏着性降低,导致CRC细胞在体内转移。
27.据图分析,该miRNA能够抑制H基因表达的原因是miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对,并使H基因mRNA降解。
28.根据图中miRNA能够抑制H基因表达,因此可以向CRC细胞中导入miRNA对应的基因,从而从分子水平抑制CRC发展和转移。
(2024高一下·佛山期末)玉米(雌雄同株植物)是我国种植面积最大的粮食作物。图示玉米的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置。
回答下列问题:
29.由图可知,将纯合糯性玉米与纯合非糯性玉米间行种植,果穗成熟后糯性植株上所结籽粒的性状为 。
30.为验证基因的自由组合定律,可选用哪两对等位基因进行分析 。
31.图示玉米籽粒中淀粉合成的部分途径。已知籽粒中果糖和葡萄糖含量越高则籽粒越甜,支链淀粉的含量越高则籽粒糯性越强。由图可知,W(w)基因控制玉米性状的途径是 。推测缺乏S非甜基因对玉米籽粒性状的影响是 。
32.现有各基因型的纯种玉米若干,设计实验验证基因W、w与基因S、s在染色体上的位置关系(不考虑变异)。
实验思路: ,观察并统计子代的表型及比例。
预测结果: 。
【答案】29.既有糯性籽粒又有非糯籽粒
30.s甜质基因和c非紫冠基因(或s甜质基因和w糯性基因)
31.通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;籽粒更甜、糯性不强
32.纯种甜质糯性玉米(ssww)和纯种非甜质非糯性玉米(SSWW)杂交获得F1,F1自交获得F2;若F2中非甜质非糯性:非甜质糯性:甜质非糯性:甜质糯性=9:3:3:1,说明控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上;若若F2中非甜质非糯性:甜质糯性=3:1,说明控制这两对性状的基因位于一对同源染色体上。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;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;基因连锁和互换定律
【解析】【解答】(1)由图可知,非糯性对糯性为显性,纯合糯性(ww)玉米与纯合非糯性(WW)玉米间行种植,糯玉米纯合体植株能自交和杂交,其子代基因型为ww和Ww,因此糯玉米纯合体植株果穗上的玉米籽粒表型为糯性籽粒和非糯籽粒。
(2)位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,由图可知,s甜质基因位于3号染色体,c非紫冠基因和w糯性基因位于9号染色体,所以研究s甜质基因和c非紫冠基因(或s甜质基因和w糯性基因)可以验证基因的自由组合定律。
(3)由图可知,W(w)基因控制W酶(w酶)来影响直链淀粉的含量,从而影响玉米的糯性。所以W(w)基因控制玉米性状的途径是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。缺乏S非甜基因导致无S酶,所以果糖和葡萄糖的含量积累,籽粒更甜;产物ADP-Glc的含量下降,支链淀粉的含量下降,糯性不强。
(4) W、w与基因S、s在染色体上的位置关系有两种可能性,一是两对基因位于非同源染色体上,基因的遗传遵循自由组合定律,二是两对基因位于同源染色体上,基因的遗传遵循连锁互换定律中的完全连锁(不考虑变异)。所以实验思路是纯种甜质糯性玉米(ssww)和纯种非甜质非糯性玉米(SSWW)杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2中子代的表型及比例。预测结果:若F2中非甜质非糯性:非甜质糯性:甜质非糯性:甜质糯性=9:3:3:1,说明控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上;若若F2中非甜质非糯性:甜质糯性=3:1,说明控制这两对性状的基因位于一对同源染色体上。
【分析】基因的分离定律和自由组合定律是现代遗传学中的两个基本定律,它们由孟德尔通过豌豆杂交实验发现并提出。
基因的分离定律(孟德尔第一定律)
基因的分离定律指的是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(基因)成对存在,不相融合。在形成配子(即生殖细胞)时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,并随配子遗传给后代。这个定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同的配子中。
基因的自由组合定律(孟德尔第二定律)
基因的自由组合定律则是指当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交时,在子一代(F1)产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。也就是说,一对等位基因与另一对等位基因的分离与组合互不干扰,各自独立地分配到配子中。这个定律的实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。
实践应用
这两个定律在遗传学、育种学和医学等领域都有广泛的应用。例如,在杂交育种中,通过利用这两个定律,可以预测杂交后代的基因型和表现型,从而选择出符合人类需求的优良品种。在医学中,可以根据这两个定律分析遗传病的发病规律和遗传概率,为遗传病的预测、诊断和治疗提供理论依据。
29.由图可知,非糯性对糯性为显性,纯合糯性(ww)玉米与纯合非糯性(WW)玉米间行种植,糯玉米纯合体植株能自交和杂交,其子代基因型为ww和Ww,因此糯玉米纯合体植株果穗上的玉米籽粒表型为糯性籽粒和非糯籽粒。
30.位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,由图可知,s甜质基因位于3号染色体,c非紫冠基因和w糯性基因位于9号染色体,所以研究s甜质基因和c非紫冠基因(或s甜质基因和w糯性基因)可以验证基因的自由组合定律。
31.由图可知,W(w)基因控制W酶(w酶)来影响直链淀粉的含量,从而影响玉米的糯性。所以W(w)基因控制玉米性状的途径是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。缺乏S非甜基因导致无S酶,所以果糖和葡萄糖的含量积累,籽粒更甜;产物ADP-Glc的含量下降,支链淀粉的含量下降,糯性不强。
32.W、w与基因S、s在染色体上的位置关系有两种可能性,一是两对基因位于非同源染色体上,基因的遗传遵循自由组合定律,二是两对基因位于同源染色体上,基因的遗传遵循连锁互换定律中的完全连锁(不考虑变异)。所以实验思路是纯种甜质糯性玉米(ssww)和纯种非甜质非糯性玉米(SSWW)杂交获得F1,F1自交获得F2,统计F2中子代的表型及比例。预测结果:若F2中非甜质非糯性:非甜质糯性:甜质非糯性:甜质糯性=9:3:3:1,说明控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上;若若F2中非甜质非糯性:甜质糯性=3:1,说明控制这两对性状的基因位于一对同源染色体上。
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