云南省大理白族自治州祥云县祥华中学2023-2024学年高一下学期6月月考生物试题
1.(2024高一下·祥云月考)下列关于遗传学的基本概念的叙述中,正确的是( )
A.狗的长毛和卷毛都是相对性状
B.两纯合子杂交,子代只表现出一种性状,则此性状一定为显性性状
C.基因型相同,表现型不一定相同
D.杂交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离
2.(2024高一下·祥云月考)下列关于孟德尔的分离定律与自由组合定律的说法,正确的是( )
A.“分离”指子二代出现的性状分离,“自由组合”指雌雄配子的自由结合
B.一对性状的遗传一定遵循分离定律,两对性状的遗传一定遵循自由组合定律
C.同源染色体指减数分裂过程中配对的两条染色体,其上的等位基因遵循分离定律
D.分离定律可以发生在有丝分裂过程中,自由组合定律只发生在减数分裂过程中
3.(2024高一下·祥云月考)豌豆细胞核有控制茎高度的基因D和d。它们的根本区别是( )
A.在染色体上的位置不同 B.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同
C.所含的脱氧核苷酸种类不同 D.D能表达遗传信息而d则不能
4.(2024高一下·祥云月考)下列关于减数分裂和受精作用的叙述,错误的是( )
A.减数分裂过程中DNA复制两次
B.减数分裂过程中细胞连续分裂两次
C.受精作用使受精卵中染色体数目恢复到体细胞水平
D.受精作用时卵细胞一般不会与多个精子的细胞核融合
5.(2024高一下·祥云月考) 粳稻(WW)与糯稻(ww)杂交,F1都是粳稻.纯种粳稻的花粉经碘染色后呈蓝黑色,纯种糯稻的花粉经碘染色后呈红褐色.F1的花粉粒经碘染色后( )
A.3/4呈蓝色,1/4呈红褐色 B.1/2呈蓝黑色,1/2呈红褐色
C.都呈蓝黑色 D.都呈红褐色
6.(2024高一下·祥云月考)果蝇X染色体上的几个基因的位置如图所示。下列相关说法正确的是( )
A.图中所示的基因都能控制果蝇的性别,其遗传都属于伴性遗传
B.该染色体上的非等位基因在形成配子时可自由组合
C.白眼基因、红宝石眼基因和朱红眼基因互为等位基因
D.正常情况下,雌果蝇的体细胞中棒眼基因最多有4个
7.(2024高一下·祥云月考)家蚕的性别决定为ZW型,雄蚕性染色体为ZZ,雌蚕性染色体为ZW。研究发现雄蚕比雌蚕食桑量低,产丝率高。家蚕的皮肤正常(T)对皮肤透明(t)为显性,这对基因只位于Z染色体上。请设计一个杂交组合,单就皮肤性状便能在幼虫时期辨别性别淘汰雌蚕( )
A.皮肤透明雄蚕×皮肤正常雌蚕 B.皮肤正常雄蚕×皮肤透明雌蚕
C.皮肤透明雌蚕×皮肤透明雄蚕 D.皮肤正常雌蚕×皮肤正常雄蚕
8.(2024高一下·祥云月考)如图是基因型为AaBb的某动物(2n)体内一个细胞的分裂示意图下列相关叙述正确的是( )
A.姐妹染色单体上出现基因A和a是基因突变造成的
B.该细胞中的基因A/a、B/b自由组合会产生4种基因型的生殖细胞
C.该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb
D.该细胞是初级卵母细胞,其1/4的子细胞中染色体异常
9.(2024高一下·祥云月考)下列有关“核酸是遗传物质”的相关实验分析,错误的是( )
A.格里菲思的肺炎链球菌活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌能稳定遗传
B.艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验中,S型菌的DNA与R型菌混合培养会出现S型活菌
C.赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质
D.用烟草花叶病毒(TMV)的RNA感染烟草,烟草叶片出现感染病毒的症状
10.(2024高一下·祥云月考)下图甲是加热杀死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是( )
A.图甲中,BC段R型细菌减少的原因是R型细菌大量转化为S型细菌
B.若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化,两种细菌数量变化与图甲相似
C.图乙中搅拌的目的是使噬菌体的DNA与蛋白质分开
D.图乙经离心的试管中,沉淀物中也有具少量的放射性
11.(2024高一下·祥云月考)科学家在研究小鼠毛色的遗传时发现,纯合黄色小鼠(AvyAvy)与黑色小鼠(aa)杂交,F1(Avya)中小鼠的体色表现为介于黄色和黑色之间的过渡类型。进一步研究发现,F1中不同体色小鼠的Avy基因碱基序列相同,但有不同程度的甲基化现象,甲基化程度越高,Avy基因表达受到的抑制越明显。下列推测正确的是( )
A.该种小鼠体色的遗传不遵循孟德尔的遗传定律
B.被甲基化的基因的遗传信息发生改变,从而使生物体的性状发生改变
C.Avy基因的甲基化程度越高,F1小鼠的体色就越浅
D.基因的甲基化可能会阻止RNA聚合酶与Avy基因前端的结合
12.(2024高一下·祥云月考)某生物兴趣小组将大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使大肠杆菌DNA的含氮碱基都含有15N。然后再将其转入含14N的培养基中培养,提取亲代及子代的DNA,离心分离,如图①~⑤为可能的结果。下列有关叙述,错误的是( )
A.实验过程中,所使用的研究方法是同位素标记法、密度梯度离心法
B.根据含14N或15N的DNA离心后的位置,⑤为亲代、②为子一代
C.若出现图中③的结果(带宽比3:1),则亲代DNA进行了3次复制
D.若将DNA处理成单链后再离心,也可以证明DNA的复制为半保留复制
13.(2024高一下·祥云月考)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( )
A.在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基
B.基因是具备遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有许多个基因
C.一个基因含有多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列次序决定的
D.染色体是DNA的重要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子
14.(2024高一下·祥云月考)下图所示为某基因表达的过程示意图,①~⑦代表不同的结构或物质,Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是( )
A.过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶,①链的左末端为3'-端
B.过程Ⅱ中RNA结合多个⑤,利于迅速合成出大量的蛋白质
C.除碱基T和U不同外,②④链的碱基排列顺序相同
D.该图示可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程
15.(2024高一下·祥云月考)关于下图所示的过程,有关叙述正确的是( )
A.噬菌体在含脱氧核糖核苷酸的溶液中进行①过程
B.正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程
C.③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D.细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用
16.(2024高一下·祥云月考)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞,从而一定传给子代个体
17.(2024高一下·祥云月考) 下列有关生命科学研究方法与发展过程的叙述,错误的是( )
A.摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过假说—演绎法证明基因在染色体上
B.艾弗里所进行的肺炎链球菌转化实验中,自变量的控制主要遵循了加法原理
C.沃森和克里克研究DNA分子结构时,主要运用了物理模型建构的方法
D.科学家在证明DNA半保留复制的实验中运用了同位素标记技术和离心技术
18.(2024高一下·祥云月考)蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成,雄蜂产生精子时,遗传因子数目不减半,一雌蜂和一雄蜂做亲本交配产生F1代,在F1代雌雄个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、Ab、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种,则亲本的基因型( )
A.aabb×AB B.aaBb×Ab C.Aabb×aB D.AABB×ab
19.(2024高一下·祥云月考)囊性纤维化是一种常见的遗传病,研究表明,在大约70%的患者中,编码CFTR蛋白(一种跨膜蛋白)的基因模板链上缺失AAA或AAG三个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,进而影响了CFTR蛋白的结构,使CFTR蛋白转运氯离子的功能异常,该病目前还没有有效的治疗措施。下列相关分析错误的是( )
A.编码苯丙氨酸的密码子为AAA或AAG
B.氨基酸的排列顺序影响蛋白质的空间结构
C.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D.细胞中合成CFTR蛋白需要3种RNA参与
20.(2024高一下·祥云月考) 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列,打乱了编码淀粉分支酶的基因,导致淀粉分支酶出现异常,活性大大降低,进而使细胞内淀粉含量降低。这种变异方式属于( )
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
21.(2024高一下·祥云月考)葡萄与爬山虎均是葡萄科常见植物,将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,可获得无子葡萄。下列叙述正确的是( )
A.爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离
B.爬山虎花粉引起葡萄果实发生了基因突变
C.无子葡萄经无性繁殖产生的植株仍结无子果实
D.无子葡萄的果肉细胞含一个染色体组
22.(2024高一下·祥云月考) 下列关于生物变异的叙述,正确的是( )
A.DNA分子中碱基对发生增添、缺失或替换均能导致基因突变
B.新冠病毒传播过程中不断发生变异,最可能是基因突变导致的
C.用高倍显微镜能看到癌细胞中抑癌基因发生了基因突变
D.基因重组可以发生在同源染色体的姐妹染色单体之间
23.(2024高一下·祥云月考)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,正确的是( )
A.实验中的“低温”是指零上4℃左右
B.植物细胞指洋葱的外表皮细胞
C.卡诺氏液的作用是解离组织细胞
D.直接用高倍镜观察染色体数目发生变化的细胞
24.(2024高一下·祥云月考)下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,不正确的是( )
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.多倍体一定是由受精卵发育而来的
C.体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体
D.由六倍体小麦的配子发育成单倍体中有三个染色体组
25.(2024高一下·祥云月考)考古学家从岩土沉积物中提取古生物遗骸DNA或蛋白质分子并和现代生物的分子信息库进行比对,作为研究生物进化的细胞和分子水平上的证据。下列叙述错误的是( )
A.两种生物的DNA单链形成的杂合双链区的部位越多,说明亲缘关系越近
B.细胞和分子水平上的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
C.比较细胞色素C氨基酸序列的差异作为证据是因为进化过程中其分子结构相对稳定
D.细胞色素C氨基酸序列相同的两个生物个体不一定是同一个物种
26.(2024高一下·祥云月考)漫长的进化历程中,鸟类很多构造都被舍弃了以减轻体重,例如,飞翔的鸟类没有膀胱和直肠,通过泄殖腔及时将粪尿混合物排出体外,使鸟类变得更轻,飞得更快,下列有关说法错误的是( )
A.用拉马克的观点解释鸟类无膀胱:因为长期不用膀胱储存尿液导致膀胱退化
B.用达尔文的观点解释鸟类无直肠:因为无直肠的个体容易生存,容易留下后代
C.鸟类通过减轻体重适应环境,不会改变环境,所以没有发生与环境的协同进化
D.通过比较鸟类的DNA和蛋白质的差异可以判断它们的亲缘关系远近及进化顺序
27.(2024高一下·祥云月考)狍属于鹿科动物。在鹿科动物中,物种间线粒体中Cytb基因序列差异约在4%~12%之间。某研究发现,中国东北狍与西伯利亚狍、欧洲狍的线粒体中Cytb基因序列差异分别为1.61%、4.21%。下列有关叙述正确的是( )
A.基因组测序为鹿科动物的分类提供了细胞水平证据
B.中国东北狍与欧洲狍在自然条件下能进行基因交流
C.中国东北狍与西伯利亚狍、欧洲狍一定属于同一物种
D.自然选择在中国东北狍的进化过程中起着主导作用
28.(2024高一下·祥云月考)下列关于进化的叙述正确的是( )
A.生物进化的实质是种群基因频率发生定向改变。其方向由自然选择决定
B.斑马和驴杂交能产生后代斑驴兽或驴斑兽,斑马和驴之间不存在生殖隔离
C.所有生物的生命活动都是靠能量驱动的,这可以作为生物都有共同祖先的证据
D.一个种群中的全部个体所含有的全部A和a基因叫作这个种群的基因库
29.(2024高一下·祥云月考)如图是关于现代生物进化理论的概念图,下列分析合理的是( )
A.①直接作用于生物个体的表型
B.基因突变和重组、①③是新物种形成的3个基本条件
C.④表示地理隔离,是新物种形成的标志之一
D.⑤表示生物多样性,是协同进化的结果
30.(2024高一下·祥云月考)下列关于图解的理解正确的是( )
A.分离定律的实质表现在图甲中①②③
B.自由组合定律的实质表现在图乙中的④⑤⑥
C.图甲中③过程的随机性是子代Aa占1/2的原因之一
D.图乙中子代aaBB的个体在aaB_中占的比例为1/16
31.(2024高一下·祥云月考)某自花传粉或异花传粉的二倍体植物,其花色有紫色、红色、黄色和白色,分别由复等位基因A、a1、a2、a3控制,基因的显隐性关系为:A>a1>a2>a3,其中a3a3个体有50%的死亡,将紫花(Aa3)自交得F1。下列叙述错误的是( )
A.控制花色的基因A、a1、a2、a3的遗传遵循基因的分离定律
B.将F1中的紫花与白花个体杂交,子代基因型和花色均最多有4种
C.F1的基因型及比例为AA:Aa3:a3a3=2:4:1
D.若含A的花粉50%不育,则Aa1自交后代紫花中稳定遗传的占1/4
32.(2024高一下·祥云月考)下列甲、乙、丙、丁图分别是基因型为AaBb的某生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请据图判断下列说法错误的是( )
A.图甲中细胞①对应图乙中的AB段
B.图甲中对应图乙HI段的是细胞③④
C.图甲中对应图丙Ⅱ时期的是细胞①②
D.图甲中细胞④对应图丁的I阶段
33.(2024高一下·祥云月考)下列关于放射性同位素标记的有关说法正确的是( )
A.某生物卵原细胞(2N=4)的每对同源染色体中有一条染色体的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂。处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有2条
B.某生物体细胞中有1对同源染色体,将该细胞置于3H的培养基中培养一段时间后,使其DNA均被带上放射性。若让其连续分裂2次,产生的子细胞中具有放射性的细胞有4个
C.将一条链被15N标记的某DNA分子(第1代),转移到含14N的培养基上培养到第n代,则只含14N的DNA分子为2n-2
D.用3H、15N、32P和35S标记的噬菌体侵染细菌,可在子代噬菌体的DNA中找到3H、15N、32P
34.(2024高一下·祥云月考)人类在生产和生活中大量使用抗生素是引起细菌抗药性增强的重要原因。最近研究也表明 细菌耐药性的扩散也不完全是被动的,耐药菌能够通过一些生理作用把易感细菌转化为抗药性细菌。下图是细菌抗药性形成示意图,有关叙述正确的是( )
A.由于不同浓度抗生素的处理导致细菌个体间产生了抗药性的差异
B.由此可以推测适时更换不同种类的抗生素可以减缓更强抗药性细菌的产生
C.导致细菌种群强抗药性基因的频率提高的过程是图中的 b、d
D.抗药性细菌接触并使易感细菌发生抗药性转化的这种变异属于基因突变
35.(2024高一下·祥云月考)生物兴趣小组开展人类遗传病发病率和遗传方式的调查活动,发现某家系同时有甲遗传病(基因为A、a)和乙遗传病(基因为B、b)患者,系谱如图1;对部分家庭成员是否携带甲病基因进行核酸分子检测,结果如图2,已知乙病为常染色体遗传病,且在人群中的发病率为1/10000。上述基因均不位于Y染色体上,下列叙述错误的是( )
A.甲病属于常染色体隐性遗传病
B.Ⅲ9是患病男孩的概率是11/27
C.Ⅱ7同时携带两种致病基因的概率是4/9
D.Ⅱ7与另一健康男子再婚,生一个患乙病孩子的概率约为1/303
36.(2024高一下·祥云月考)如图表示有关遗传信息传递的模拟实验,相关叙述合理的是( )
A.若X是mRNA,Y是多肽,则管内必须加入氨基酸
B.若X是DNA一条链,Y含有U,则管内必须加入逆转录酶
C.若X是tRNA,Y是多肽,则管内必须加入脱氧核苷酸
D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内必须加入DNA酶
37.(2024高一下·祥云月考)遗传密码的破译需要解决“碱基组合与氨基酸之间对应关系的规律”这一难题。下图是遗传密码破译过程中的蛋白质体外合成实验示意图,下列叙述错误的是( )
A.实验中每个试管内只加入多个同种氨基酸作为翻译的原料,UUU……作为翻译的模板
B.图示实验操作需要在实验前除去细胞提取液中的DNA和mRNA
C.图示实验添加多聚尿嘧啶核苷酸后,出现多聚苯丙氨酸,说明苯丙氨酸的密码子就是UUU
D.图示实验中其他操作和成分不变,可用GGG……代替UUU……,来破解GGG决定的氨基酸种类
38.(2024高一下·祥云月考)用基因型为Aa的小麦分别进行:①连续自交、②随机交配、③连续自交并逐代淘汰隐性个体、④随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是( )
A.要尽快获得AA纯种小麦,③比④更慢
B.曲线Ⅱ的F3和曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率相等
C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体(子)的比例比上一代增加(1/2)n
D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间产生A和a的配子比例始终相等
39.(2024高一下·祥云月考)某植物的花色有黄色、褐色、蓝色、红色和紫色5种,其由位于常染色体上且独立遗传的三对等位基因(A/a、B/b、D/d)控制。当植株基因型为A_B_dd时,花瓣呈现紫色。野生型植株都为紫色纯合子,甲、乙、丙三个突变株自交,F1的结果如下:
突变株甲(紫色)→F1:3/4紫色、1/4黄色
突变株乙(红色)→F1:9/16红色,3/16紫色、4/16黄色
突变株丙(红色)→F1:9/16红色、3/16紫色、3/16褐色、1/16蓝色
下列叙述错误的是( )
A.若野生型植株与突变株甲杂交,F1全部表现为紫色
B.若突变株甲与突变株乙杂交,F1中紫色植株的概率可能为3/8
C.突变株丙自交所得F1中的紫色植株与褐色植株杂交,子代中褐色杂合子的概率为1/9
D.突变株乙自交所得F1中的紫色植株与突变株乙杂交,子代中黄色纯合子的概率为1/12
40.(2024高一下·祥云月考)在一个果蝇种群中,雌雄果蝇数量相等,且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中A的基因频率为80%,a的基因频率为20%。在I、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程,定期随机抽取计算出A和a的基因频率变化曲线如图所示。则下列说法错误的是( )
说明:实线表示A的基因频率变化,虚线表示a的基因频率变化
A.若该对等位基因只位于X染色体上,经历三个时间段后,种群中XAXa、XAY的基因型频率分别为32%、20%
B.若该基因位于常染色体上,Ⅰ和Ⅲ的时间阶段中雌雄杂合子的基因型频率都是32%,II时间段中杂合子的基因型频率可以达到最大值
C.在第Ⅰ和Ⅲ时间段中A和a的基因频率不变,多次繁殖的后代基因型频率也不变
D.经历了I、Ⅱ、Ⅲ时间段,该种群产生了进化,但不一定有新物种产生
41.(2024高一下·祥云月考)小熊猫和大熊猫是两个不同的物种。小熊猫喜食箭竹的竹笋、嫩枝和竹叶,各种野果、树叶、苔藓、以及捕食小鸟或其它小动物、昆虫等,而大熊猫99%的食物都是竹子。最新群体遗传学的研究表明,现存大熊猫并未走到进化历史的尽头,仍然具有进化潜力。回答下列问题:
(1)现代生物进化理论认为,现存大熊猫与小熊猫进化的原材料是 ,其中的基因突变不一定改变生物性状的原因是 ;大熊猫与小熊猫是两个物种的原因是 。
(2)大熊猫和小熊猫之间性状的差异,体现了 多样性层次。这种多样性的形成主要是生物与环境之间 的结果。
(3)科学家经研究发现。熊猫的祖先也是食肉动物,作为捕食者,其在客观上起到了促进种群发展的作用,“收割理论”认为捕食者往往捕食 的物种,这样就会避免一种或少数几种生物占绝对优势,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加 。
(4)某大熊猫种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%(各种基因型个体生存能力相同)。几年后 对该种群进行调查时,发现基因型AA 的个体占30%,基因型为aa的个体占40%。该种群 (填“发生”或“没发生”)进化、原因是 。
42.(2024高一下·祥云月考)如图1为实验小组同学绘制的某二倍体动物(2N=4)精原细胞的分裂模式图,图2表示相应细胞中染色体、核DNA、染色单体的数量。据图回答下列问题:
(1)图1中绘制错误的分裂模式图是 (填图1中标号),判断的理由是 ;
(2)图2中表示核DNA数目的是 (填“a”“b”或“c”)。图1中与图2中1对应的细胞是 (填图1中标号)。图2中的Ⅲ对应减数分裂的 期。
(3)若该精原细胞的基因型为AaBb,其减数第一次分裂产生了一个基因型为AABBbb的次级精母细胞,则该精原细胞产生的4个精细胞的基因型是 。
43.(2024高一下·祥云月考)玉米(2N=20)是雌雄同株的植物,顶生雄花序,侧生雌花序,已知玉米的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,现有两个纯合的玉米品种甲(DDRR)和乙(ddrr),试根据下图分析回答:
(1)玉米的这两对等位基因的遗传遵循 定律。
(2)将图1中F1代与另一玉米品种丙杂交,后代的表现型及比例如图2所示,则丙的基因型为 。丙的测交后代中与丙基因型相同的概率是 。
(3)已知玉米高秆植株易倒伏,农业生产希望获得不易倒伏、不易染病且稳定遗传的品种,按照图1中的程序得到F2代后,对植株进行病原体感染处理,选出表现型为 的植株,通过多次自交并不断选择后获得所需的新品种。将F2代中上述表现型的植株自交,F3中表现型符合生产要求的植株占 。
(4)科研人员在统计实验田中成熟玉米植株的存活率时发现,易感植株存活率是1/2,高秆植株存活率是2/3,其他植株的存活率是1,据此得出上图1中F2成熟植株表现型有 种,比例为 (不论顺序)。
44.(2024高一下·祥云月考)如图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的相关生理过程(图乙、丙)的示意图。回答下列问题:
(1)解旋酶破坏的化学键是图甲中的 (填序号),DNA 聚合酶催化形成的化学键是图甲中的 (填序号)。
(2)图乙可以看出该过程具有 和 的特点。抑制癌细胞中的该过程可以抑制癌细胞的增殖,原因是 。
(3)图丙中的过程 (填图丙中的序号)与图乙过程相同,酶C的名称是 ,图丙涉及的酶C的作用是 。图丙中过程③完成后,形成的肽链结构 (填“相同”或“不相同”)。
45.(2024高一下·祥云月考)某家族涉及甲、乙两种遗传病,甲病由等位基因A/a控制,乙病由等位基因B/b控制,且乙病的致病基因位于X染色体上。小组成员对该家族部分个体的这两对基因进行凝胶电泳分离,得到如图2所示带谱(四种条带各代表一种基因)。回答下列问题。
(1)甲病是 染色体 遗传病,等位基因A/a和B/b在遗传上 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(2)写出Ⅰ1、Ⅱ6关于两种遗传病的基因型: 。检测Ⅲ3关于两对基因的带谱,可能具有图2中的条带是条带 (填数字)。Ⅱ3和Ⅱ4再生育一个既患甲病又患乙病男孩的概率是 。
(3)写出Ⅲ2两种致病基因的来源(图中的最终来源):甲病,一个a来自Ⅱ1,另一a个来自 ;乙病一个b来自Ⅱ1,另一个b来自 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性;基因型和表现型的关系
2.【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
【解析】【解答】A、“分离”不是二代性状的分离,是指等位基因的分离,而“自由组合”不是雌雄配子的自由结合,是指非同源染色体上非等位基因的自由结合,A错误;
B、若一对性状由一对等位基因控制,该性状的遗传一定遵循分离定律;若控制两对性状的基因为同源染色体上的基因时,这两对性状遗传不遵循自由组合定律,B错误;
C、同源染色体指减数分裂过程中配对的两条染色体,其等位基因遵循分离定律,并且在减数第一次分裂后期发生等位基因的分离,C正确;
D、分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂过程中,而不是有丝分裂,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因分离定律和自由组合定律是遗传学中的两个基本定律,它们分别描述了基因在遗传给下一代时的行为规律。1.基因分离定律:
基因分离定律,也称为孟德尔第一定律,是奥地利遗传学家孟德尔在豌豆杂交实验中发现的。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(即等位基因)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。简言之,就是等位基因在杂种形成配子时会分离,分别进入不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。
2.自由组合定律:
自由组合定律,也称为孟德尔第二定律,是孟德尔在豌豆杂交实验中进一步发现的。这个定律指出,在生物的体细胞中,控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。简言之,就是非同源染色体上的非等位基因在形成配子时会自由组合,进入同一个配子中,随配子遗传给后代。
这两个定律共同构成了现代遗传学的基础,揭示了生物遗传的基本规律。通过这两个定律,我们可以理解生物体性状的遗传方式,预测杂交后代的基因型和表现型,以及进行遗传育种等工作。
3.【答案】B
【知识点】基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、控制茎高度的基因D和d属于等位基因,在同源染色体上相同位置,A错误;
B、脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,因此控制茎高度的基因D和d的根本区别是4种脱氧核苷酸的排列顺序不同或碱基对的排列顺序不同,B正确;
C、所含的脱氧核苷酸种类相同,而排列顺序不同,C错误;
D、d也能表达遗传信息,在杂合子中隐性基因编码的蛋白质无活性或者低活性,D错误。
故答案为:B。
【分析】D和d是一对等位基因,是两个不同的基因。基因是有遗传效应的DNA片段,基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序就是遗传信息,不同基因所含的遗传信息不同,这也是不同基因的根本区别。
4.【答案】A
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;受精作用
【解析】【解答】A、减数分裂过程前DNA复制一次,A错误;
B、减数分裂过程中细胞连续分裂两次,B正确;
C受精卵染色体数目恢复到体细胞水平是因为精子和卵细胞融合,C正确;
D、精子头部进入卵细胞后,卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应来阻止其他精子进入,D正确。
故答案为:A。
【分析】减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。以下是减数分裂过程的详细步骤:
1. 间期Ⅰ
DNA和染色体复制:在细胞分裂前的间期,进行DNA和染色体的复制。复制后的每条染色体包含两条姐妹染色单体,但染色体数目不变。DNA数目变为原细胞的两倍。
物质准备:间期Ⅰ还包括G1、S和G2期,细胞在这一阶段进行物质积累和DNA复制。与有丝分裂间期相比,S期明显延长,且只完成99.7%的DNA复制,其余0.3%在第一次减数分裂前期的偶线期完成。
2. 减数分裂Ⅰ
前期Ⅰ:
细线期:染色质逐渐凝集成细长的染色体丝,DNA已复制但分辨不出染色单体的双线结构。
偶线期:同源染色体互相靠拢并配对,形成联会复合体。
粗线期:二价体螺旋化缩短变粗,形成四分体,非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。
双线期:联会复合体解体,同源染色体开始分离。
终变期:染色体继续螺旋化,核仁、核膜消失。
中期Ⅰ:同源染色体着丝点对称排列在赤道板两端,纺锤丝微管与二价体着丝粒相连。
后期Ⅰ:随纺锤丝的牵引,同源染色体分离,分别移向细胞的两极,每条染色体含有两条姐妹染色单体。
末期Ⅰ:细胞一分为二,形成次级精母细胞或次级卵母细胞和第一极体。
3. 间期Ⅱ(可选)
在某些情况下,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间有一个短暂的间期Ⅱ,但这个过程很短,可以忽略不计。
4. 减数分裂Ⅱ
前期Ⅱ:次级精母细胞或次级卵母细胞中染色体再次聚集,形成纺锤体。
中期Ⅱ:染色体着丝点排在赤道板上。
后期Ⅱ:着丝点分裂,染色体移向两极。
末期Ⅱ:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体(雌性中第一极体也分裂为两个第二极体,但通常只保留一个卵细胞,三个极体退化)。
减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子,保证了有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性,并通过遗传物质的交换和重组增加了后代的遗传多样性。
5.【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】粳稻(WW)与糯稻(ww)杂交,F1都是粳稻,其基因型为Ww,则形成的花粉有两种,W或者w各占1/2,F1的花粉粒经碘染色后1/2呈蓝黑色,1/2呈红褐色,分析得知:B正确,ACD错误。
故答案为:B。
【分析】分离定律和自由组合定律是遗传学中的两个基本定律,它们分别描述了不同遗传现象的本质和规律。
分离定律,也被称为孟德尔第一定律,它揭示了生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。具体来说,在杂合体中决定同一性状的成对的遗传因子,在形成配子时彼此分离,互不干扰地分别进入不同的配子中。这一定律揭示了遗传因子的独立性,即不同遗传因子在遗传过程中互不干扰,各自独立地分配到配子中去。
自由组合定律,也被称为孟德尔第二定律,是孟德尔在发现分离定律之后的进一步研究成果。它表明在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。也就是说,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。这一定律进一步揭示了遗传因子的组合方式,即不同遗传因子在遗传过程中可以自由地组合,形成各种可能的组合方式。
6.【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、图中所示的基因都与控制果蝇的性别无关,都不是伴性遗传,A错误;
B、该染色体上的非等位基因位于同一条染色体上,位于同源染色体上的基因在形成配子时不能自由组合,B错误;
C、等位基因位于同源染色体上,白眼基因、红宝石眼基因和朱红眼基因不是等位基因,所以他们不是同源染色体,C错误;
D、一般雌果蝇的体细胞中棒眼基因最多有4个,所以雌果蝇为纯合棒眼果蝇,该果蝇体细胞处于有丝分裂后期,D正确。
故答案为:D。
【分析】基因的自由组合定律,或称基因的独立分配定律,是遗传学的三大定律之一(另外两个是基因的分离定律和基因的连锁和交换定律)。该定律由奥地利遗传学家孟德尔(G.J.Mendel)经豌豆杂交试验发现。
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;在减数分裂的过程中,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。当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交时,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。
孟德尔在做两对相对性状的杂交实验时发现,非等位基因(Y、y)和(R、r)可以自由组合,导致后代出现四种表现型,其比例为9:3:3:1。这一结果表明,它是由两对基因分别由基因的分离定律独自分离的比例3:1产生的。
在育种工作中,使用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以便不同亲本地优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。在医学实践中,根据基因的自由组合定律来分析家系中的两种遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
此外,自由组合定律的适用范围包括有性生殖生物的性状遗传、真核生物的性状遗传、细胞核遗传、两对或多对性状遗传,以及控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上。
7.【答案】A
【知识点】交配类型及应用;伴性遗传
8.【答案】C
【知识点】卵细胞的形成过程;基因重组及其意义;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、据图,姐妹染色单体上出现A和a基因是交叉互换造成的,而不是基因突变,A错误;
B、该细胞会出现ABb、aBb、A、a四种基因型的子细胞,但是该细胞只有一个卵细胞,所以该细胞中的基因A/a、B/b自由组合不会产生4种基因型的生殖细胞,B错误;
C、该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb,C正确;
D、该细胞是初级卵母细胞,但是一对同源染色体未分开,产生的四个子细胞染色体均出现异常,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因突变和染色体异常是生物学中两个重要且相互关联的概念,但它们在本质上有所区别。
1.基因突变
基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,进而引起的基因结构的改变。这种改变是遗传信息发生变化的一种形式,能够导致遗传特征的变异,并可能对后代产生影响。基因突变的类型主要包括点突变、染色体结构变异和染色体数目变异等。其中,点突变是最常见的类型,涉及单个基因上某一碱基对的改变。
2.染色体异常
染色体异常则是指染色体在形态、结构或数目上发生的异常。这种异常可以由多种因素引起,包括遗传、物理、化学、生物等多个方面。在细胞分裂过程中,如果染色体分离出现障碍,就可能出现染色体数目异常,包括整倍体和非整倍体。整倍体是以染色体组为单位的增减,如单倍体、三倍体、四倍体等;非整倍体则是指细胞核内染色体数不是染色体组的整倍数。
3.两者之间的关系
基因突变和染色体异常之间存在一定的关联。染色体是遗传信息的载体,包含多个基因,由DNA和蛋白质组成。因此,基因突变(即DNA分子中的碱基对改变)可能会影响到染色体的结构和功能。同时,染色体异常(如染色体数目的改变)也可能导致基因功能的改变,因为染色体上的基因会随之发生变化。
9.【答案】C
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
10.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、图甲中,BC段R型细菌减少的原因是R型细菌被小鼠免疫系统消灭,A错误;
B、若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化,两种细菌数量都呈S型增长,且R型细菌的数量远大于S型细菌,这是因为没有免疫系统的作用,B错误;
C、搅拌的目的不是使噬菌体的DNA与蛋白质分开,而是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体与细菌分离,C错误;
D、图乙经离心的试管中,有些吸附在细菌表面的噬菌体进入沉淀物是由于搅拌不充分导致的,沉淀物中也有具少量的放射性,D正确。
故答案为:D。
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌实验是遗传学中的一个经典实验,主要用于证明DNA是遗传物质。以下是该实验的详细解释:
实验背景:
由于艾弗里试验中提取的DNA纯度最高时也含有0.02%的蛋白质,因此有人对实验结论表示怀疑。赫尔希和蔡斯为了得到更具有说服力的实验结果,以T2噬菌体为实验材料进行了这项实验。
实验材料:
T2噬菌体:作为实验材料,噬菌体在侵染大肠杆菌时能够将自己的遗传物质和非遗传物质分开。噬菌体的组成物质只有蛋白质和DNA,因此是科学家进行遗传物质研究的最佳选择。
大肠杆菌:原核生物,作为噬菌体的寄主细胞,其体积和重量都远大于噬菌体。
实验过程:
1.标记噬菌体:
使用含有放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌,再用这些大肠杆菌培养T2噬菌体,从而得到DNA含有32P标记的噬菌体。
使用含有放射性同位素35S的培养基进行类似的操作,得到蛋白质含有35S标记的噬菌体。
2.侵染实验:
将标记好的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。
3.检测与观察:
通过离心等方法分离出上清液(培养液)和沉淀物(大肠杆菌含子代噬菌体)。
检测不同部位的放射性物质,从而判断DNA和蛋白质的行踪。
实验结果:
使用32P标记的噬菌体侵染实验后,发现子代噬菌体的DNA中含有32P标记,而大肠杆菌中未检测到32P标记的DNA。这说明DNA进入到了大肠杆菌中。
使用35S标记的噬菌体侵染实验后,发现子代噬菌体的外壳蛋白中未检测到35S标记,而大肠杆菌中也未检测到35S标记的蛋白质。这说明蛋白质并没有进入到大肠杆菌中。
实验结论:
噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是遗传物质,而蛋白质则不是。这一结论进一步支持了DNA作为遗传物质的核心地位。
11.【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;表观遗传
【解析】【解答】A、等位基因遵循孟德尔的分离定律,控制小鼠体色的基因Avy和a属于等位基因,所以其遵循孟德尔的分离定律,A错误;
B、基因的甲基化未改变基因的碱基排序,其遗传信息未发生改变。基因的甲基化只是影响基因的表达,使生物性状发生改变,所以生物性状的改变不是由遗传信息改变而导致的,B错误;
C、基因的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,F1小鼠体色的颜色就越深,C 错误;
D、基因的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,推测基因的甲基化可能阻止RNA聚合酶与该基因的结合,从而抑制Avy基因的表达,D正确。
故答案为:D。
【分析】表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。以下是对表观遗传的详细解释:
一、表观遗传的特点
1.可遗传:这类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:表观遗传修饰是可逆的,即基因表达可以在不同条件下被重新调整。
3.无DNA序列改变:表观遗传的变化不能用DNA序列的变化来解释,即DNA序列本身并未发生改变。
二、表观遗传的调节机制:
1.DNA修饰
2.组蛋白修饰
3.基因组印记
4.非编码RNA
5.染色质重塑
三、表观遗传的应用:
1.疾病早期诊断:如胃肠癌的早期诊断,通过检测异常DNA甲基化标志物。
2.疾病防治:通过调节表观遗传修饰来防治肿瘤,如使用抑制乙酰化酶的药物或去乙酰化酶抑制剂。
3.植物发育与育种:表观遗传修饰在植物生长发育和遗传育种中具有重要意义,如通过甲基化转移酶调节转座子Ac/Ds的活动。
12.【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、本实验的研究方法是同位素标记法(用14N、15N标记)、密度梯度离心法,A正确;
B、亲代DNA两条链均含有15N,离心后为⑤,在含14N的培养液中增殖一代,则形成的两个DNA均为一条链含15N,一条链为14N,离心后为②,B正确;
C、由子一代DNA继续增殖,得到的子二代中共四个DNA,离心后应为1/2中带(14N/15N)、1/2轻带(14N/14N),即图①;子二代继续增殖形成的子三代共8个DNA,两个DNA的一条链含15N,一条链为14N,其余6个DNA的两条链均为14N,离心后应为1/4中带(14N/15N)、3/4轻带(14N/14N),即图③,C正确;
D、若将DNA处理成单链后再离心,不管是全保留复制还是半保留复制都只能得到两个条带(14N条带和15N条带),所以不能证明DNA的复制为半保留复制,D错误。
故答案为:D。
【分析】DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,通过这个过程,一个原始DNA分子会产生两个相同的DNA分子。DNA复制是生物遗传的基础,它确保了生物体在细胞分裂时能够传递完整的遗传信息给下一代细胞。
DNA复制的过程主要包括引发、延伸和终止三个阶段。这个过程是通过半保留复制的机制来完成的,即新合成的每个DNA分子都包含了一条来自母链的旧链和一条新合成的链。这种复制方式确保了遗传信息的稳定性和连续性。
1.引发阶段:DNA复制始于基因组中的特定位置(复制起点),启动蛋白识别并结合到这些位置,然后募集其他蛋白质一起形成前复制复合物。这个复合物解开双链DNA,形成复制叉,为后续的DNA合成提供模板。
2.延伸阶段:在复制叉上,DNA聚合酶等酶类利用解开的单链DNA作为模板,按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。这个过程是连续的,但需要注意的是,由于DNA聚合酶只能合成5'→3'方向的链,而后随链的合成是分段进行的,形成冈崎片段,这些片段随后被连接起来形成完整的后随链。
3.终止阶段:DNA复制在特定的基因位点(复制终止位点)终止。这个位点的序列被特定的蛋白质识别并结合,阻止了复制叉的前进,从而完成复制过程。
13.【答案】A
【知识点】DNA分子的结构;基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、DNA中与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基,A错误;
B、基因是具备遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上有多个基因,并且基因在DNA上成线性排列,B正确;
C、基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,一个基因含有多个脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的排列顺序代表基因的遗传信息,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的,C正确;
D、DNA主要存在于细胞核中的染色体上,所以说染色体是DNA的重要载体,一般情况下一条染色体上含有l个DNA分子,当染色体复制后,着丝粒分裂前一条染色体上含有2个DNA分子,D正确。
故选A。
【分析】基因和染色体是生物学中两个重要且紧密相关的概念。以下是对它们之间关系的详细解释:
基因:
定义:基因是生物体遗传的基本单位,存在于细胞的染色体上,呈线状排列。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)构成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成。
功能:基因编码了生物体所需的所有蛋白质,从而决定了个体的遗传特征和功能。
染色体:
定义:染色体是细胞核中由DNA和蛋白质两种物质组成的结构,它们是DNA分子的主要载体。染色体由DNA和蛋白质紧密结合而成,主要作用是保护和稳定DNA分子,同时也参与基因的表达和调控。
功能:
遗传信息的携带:染色体由DNA分子组成,DNA中包含了生物体的遗传指令,即基因。
遗传信息的传递:在细胞分裂过程中,染色体会复制并分配到新的细胞中,确保遗传信息从一代传递到下一代。
基因表达的调控:染色体上的DNA序列不仅包含基因,还包括调控基因表达的元件,如启动子、增强子和沉默子等。
基因和染色体的关系:
基因位于染色体上:基因是染色体上具有特定遗传信息的DNA片段,一个染色体上有多个基因,并且每个基因决定了个体的某些特征或功能。
平行关系:染色体与基因在遗传上存在平行关系。例如,染色体成对存在,基因也成对存在;个体中成对的基因一个来自父本,另一个来自母本,染色体也是如此。
共同组成遗传信息的基本单位:基因和染色体一起组成了遗传信息的基本单位,确保了生物体遗传信息的稳定性和连续性。
14.【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、过程Ⅰ表示转录过程,③表示为RNA聚合酶,①链是模板链,其左末端为5'-端,其右端才是3'-端,A错误;
B、过程Ⅱ表示翻译,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体⑤,同时进行多条肽链的合成,所以少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质,B正确;
C、由图,转录的模板链为①,但是转录并不是模板链全部转录,而是部分转录,所以即使除碱基T和U不同外,②非模板链和④mRNA链的碱基排列顺序也不相同,C错误;
D、真核细胞的核基因转录场所主要是细胞核,翻译场所是细胞质中的核糖体,转录和翻译一般在不同空间发生,图中是边转录边翻译,D错误。
故答案为:B。
【分析】转录和翻译是基因表达的两个关键步骤,它们分别负责将DNA中的遗传信息转移到RNA中,以及将RNA中的信息转化为蛋白质。以下是这两个过程的详细解释:
一、转录过程:
转录是通过称为DNA依赖性RNA聚合酶的酶催化的一系列聚合反应,将DNA链上的遗传信息转移到RNA链中的过程。这是基因表达的第一步,信息从一个结构(DNA)传递到另一个结构(RNA)。
1.起始:
识别特定的DNA序列,称为启动子序列,它表示基因的开始。
RNA聚合酶与启动子结合,然后在特定区域将DNA双螺旋两条链之间的氢键断开,使DNA解旋,形成单链区。
以非编码链(模板链)为模板,开始合成RNA互补链。
2.延长:
RNA链的合成方向是从5'端向3'端。
RNA聚合酶以首位核苷酸的3'-OH为基础逐个加入NTP(核苷三磷酸),形成磷酸二酯键,使RNA逐步延伸。
3.终止:
转录的终止可以由多种机制调控,包括依赖Rho因子和非依赖Rho因子的方式。
终止后,RNA聚合酶与DNA模板分离,释放RNA链。
4.后加工(主要在真核生物中):
转录后修饰包括剪接内含子、添加5'端甲基化帽子和3'端多聚A尾巴等步骤。
二、翻译过程:
翻译是蛋白质合成的过程,其中关于RNA的信息以多肽链的形式表达。这是基因表达的第二步也是最后一步。
1.起始:
mRNA与核糖体结合,形成起始复合体。
核糖体的小亚基识别并结合mRNA上的起始位点(通常是AUG密码子)。
2.延长:
活化氨基酸与tRNA结合,并转运到核糖体上。
氨酰-tRNA进入核糖体的A位,与肽酰-tRNA上的肽链形成新的肽键。
核糖体沿着mRNA移动,逐个翻译密码子,直到遇到终止密码子。
3.终止:
当核糖体遇到终止密码子(UAA、UGA、UAG)时,翻译停止。
释放翻译完成的肽链,同时核糖体从mRNA上解离。
4.后加工(在细胞器中进行):
肽链在内质网和高尔基体中进行折叠和修饰,最终形成具有特定空间结构和功能的蛋白质。
15.【答案】B
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、不能将噬菌体放在含有脱氧核糖核苷酸的溶液中进行DNA复制过程,因为噬菌体是病毒,病毒没有细胞结构,并且病毒只能寄生在活细胞中生存繁殖,A错误;
B、正常的真核生物细胞内可进行遗传物质复制和表达过程,即可发生①DNA复制、②转录、⑤翻译过程,B正确;
C、逆转录过程和RNA的复制过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中,所以③④过程常见于RNA病毒侵入细胞时,C错误;
D、细胞中①过程的发生需要解旋酶的催化作用,但RNA是单链,所以④过程的发生不需要解旋酶,D错误。
故答案为:B。
【分析】中心法则(也称为分子生物学的中心教条)是现代生物学中最重要最基本的规律之一,它描述了遗传信息在生物体内的传递和表达过程。中心法则主要包括以下几个过程:
1.DNA复制:这是遗传信息在DNA分子之间的传递过程。在细胞分裂前,DNA分子会进行自我复制,形成两个完全相同的DNA分子,每个新分子都包含与原始分子相同的遗传信息。DNA复制是生物体生长和繁殖的基础。
2.转录:转录是遗传信息从DNA传递到RNA的过程。在转录过程中,DNA的一条链(模板链)被RNA聚合酶读取,并以此为模板合成一条互补的RNA链(mRNA)。这条RNA链将携带DNA中的遗传信息,用于后续的蛋白质合成。
3.翻译:翻译是遗传信息从RNA传递到蛋白质的过程。在翻译过程中,mRNA被核糖体读取,并以此为模板合成多肽链(蛋白质的前体)。这个过程中,mRNA上的遗传信息被转化为蛋白质中的氨基酸序列。
4.逆转录:逆转录是中心法则的补充过程,它描述了在某些病毒(如逆转录病毒)中,RNA可以逆转录成DNA的过程。这个过程需要逆转录酶的参与,并且与DNA复制相反,是遗传信息从RNA向DNA的传递。
5.RNA复制:在某些病毒(如RNA病毒)中,RNA可以直接进行复制,形成新的RNA分子。这个过程与DNA复制类似,但发生在RNA分子之间。
需要注意的是,中心法则的原始表述(由弗朗西斯·克里克于1958年提出)仅包括DNA复制、转录和翻译三个过程,即遗传信息从DNA传递到RNA,再从RNA传递到蛋白质。然而,随着生物学的发展,人们发现了逆转录和RNA复制等过程,这些过程被视为中心法则的补充。
16.【答案】B
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性
【解析】【解答】A、等位基因位于同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因,图中与结肠癌有关的基因位于一组非同源染色体上,所以图示中结肠癌有关的基因不是等位基因,A错误;
B、由图,当4处基因突变累积后,正常细胞才成为癌细胞,由此可知结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果,B正确;
C、基因突变的随机性是指基因突变可以发生在个体发育的任何时期、任何一个DNA分子中,DNA分子任何部位,图中过程可说明随机性,但基因突变是不定向的,C错误;
D、基因突变若发生在配子中,可遗传给后代,基因突变若发生在体细胞中,一般不能遗传给后代,所以基因突变不一定传递给子代,D错误。
故答案为:B。
【分析】基因的增添、缺失和替换是基因突变中的三种主要类型,它们分别描述了DNA序列中基因结构的变化方式。
1.基因的增添:
基因的增添指的是在DNA序列中插入了一段新的基因序列或碱基序列。这种增添可能是由于外界因素(如转座子、病毒整合等)的作用,也可能是由于DNA复制或修复过程中的错误导致的。基因的增添可能改变原有基因的表达模式或产生新的基因功能,但也可能对生物体造成不利影响,如干扰正常基因的表达或引起遗传疾病。
2.基因的缺失:
基因的缺失则是指DNA序列中某段基因序列或碱基序列的丢失。这种缺失同样可以由外界因素(如辐射、化学物质等)引起,也可以是遗传过程中的自发事件。基因的缺失可能导致蛋白质编码的中断或改变,进而影响蛋白质的结构和功能。在某些情况下,基因缺失可能是有害的,但在其他情况下,它可能并不产生明显的表型效应,甚至在某些进化过程中起到积极作用。
3.基因的替换:
基因的替换是指DNA序列中某个或某些碱基被其他碱基所取代,导致基因序列的改变。这种替换可能是点突变的一种形式,即单个碱基的替换;也可能是更大范围的序列替换,如基因重组过程中的片段交换。基因的替换可以改变蛋白质的编码序列,从而影响蛋白质的结构和功能。替换后的基因可能具有新的功能,也可能导致蛋白质功能的丧失或改变。
17.【答案】B
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;DNA分子的复制;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过假说-演绎法证明基因在染色体上,A正确;
B、艾弗里所进行的肺炎链球菌转化实验中,自变量的控制主要遵循了减法原理,B错误;
C、沃森和克里克研究DNA分子结构时,主要运用了物理模型建构的方法,C正确;
D、科学家在证明DNA半保留复制的实验中运用了同位素标记技术和离心技术,D正确。
故答案为:B。
【分析】在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
18.【答案】A
【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
【解析】【解答】由F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、Ab、ab四种,可知F1代雌蜂基因型AaBb,又F2代雌蜂基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb,都含有ab,结合F1代雌蜂基因型,可知,F1的雄蜂基因型就是ab,那么要求亲本雌蜂只产生一种配子ab,因此亲本雌蜂为aabb,F1雌蜂基因型为AaBb,因此亲本雄蜂为AB。
故答案为:A。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶在杂合子的细胞中,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,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
19.【答案】A
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、编码CFTR蛋白(一种跨膜蛋白)的基因缺失了AAA或AAG三个碱基,则mRNA上缺失了UUU或UUC,且苯丙氨酸的密码子是UUU或UUC,A错误;
B、CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,导致氨基酸的排列顺序发生了改变,进而影响了CFTR蛋白的空间结构,B正确;
C、据题可知,基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C正确;
D、细胞中合成CFTR蛋白需要mRNA(翻译的模板)、tRNA(携带氨基酸)以及rRNA(组成核糖体),D正确。
故答案为:A。
【分析】基因的增添、缺失和替换是基因突变中的三种主要类型,它们分别描述了DNA序列中基因结构的变化方式。
1.基因的增添:
基因的增添指的是在DNA序列中插入了一段新的基因序列或碱基序列。这种增添可能是由于外界因素(如转座子、病毒整合等)的作用,也可能是由于DNA复制或修复过程中的错误导致的。基因的增添可能改变原有基因的表达模式或产生新的基因功能,但也可能对生物体造成不利影响,如干扰正常基因的表达或引起遗传疾病。
2.基因的缺失:
基因的缺失则是指DNA序列中某段基因序列或碱基序列的丢失。这种缺失同样可以由外界因素(如辐射、化学物质等)引起,也可以是遗传过程中的自发事件。基因的缺失可能导致蛋白质编码的中断或改变,进而影响蛋白质的结构和功能。在某些情况下,基因缺失可能是有害的,但在其他情况下,它可能并不产生明显的表型效应,甚至在某些进化过程中起到积极作用。
3.基因的替换:
基因的替换是指DNA序列中某个或某些碱基被其他碱基所取代,导致基因序列的改变。这种替换可能是点突变的一种形式,即单个碱基的替换;也可能是更大范围的序列替换,如基因重组过程中的片段交换。基因的替换可以改变蛋白质的编码序列,从而影响蛋白质的结构和功能。替换后的基因可能具有新的功能,也可能导致蛋白质功能的丧失或改变。
20.【答案】A
【知识点】基因重组及其意义;基因突变的类型;染色体结构的变异;染色体数目的变异
【解析】【解答】题意显示,皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列,使淀粉分支酶基因的碱基序列发生了改变,导致淀粉分支酶出现异常 ,故该变异属于基因突变,A正确、BCD错误。
故答案为:A。
【分析】可遗传的变异有三种基因突变、染色体变异和基因重组: (1)基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变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。 (2)基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。 (3)染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
21.【答案】A
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;物种的概念与形成
【解析】【解答】A、生殖隔离是指在自然条件下,由于生物之间不能交配或者交配后不能产生可育后代的现象。生物之间无法交配,无法受精或产生后代无法存活、后代不育等都属于生殖隔离。将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,获得的葡萄中没有种子,则爬山虎花粉中的精子与葡萄的卵细胞没有完成受精,由此可知爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离,A正确;
B、涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上的爬山虎花粉是促使葡萄产生生长素,促进子房发育成无子葡萄,该过程引起葡萄果实发生基因突变,而B错误;
C、这种无子葡萄是经生长素作用产生的,其细胞中遗传物质未发生改变,故该无子葡萄经无性繁殖产生的植株在自然条件下结有子果实,C错误;
D、无子葡萄的果肉细胞是由母本子房壁细胞经有丝分裂和分化形成,而母本葡萄是二倍体,所以无子葡萄的果肉细胞含二个染色体组,D错误。
故答案为:A。
【分析】生殖隔离和地理隔离是生物学中两个重要的概念,它们在物种形成和进化过程中起着关键作用。
1.生殖隔离:
生殖隔离是指不同物种或种群之间由于生理、行为或地理上的障碍而无法进行有效的交配和繁殖,从而保持各自的遗传独立性和物种纯度。生殖隔离可以由多种因素引起,包括地理隔离、行为差异、生理结构不兼容等。根据隔离的严重程度,生殖隔离可以分为前/后生殖隔离和强生殖隔离。
生殖隔离在生物进化中的重要性体现在以下几个方面:
(1)阻断基因流:生殖隔离可以阻止不同种群间的基因交流,从而保持各自种群的遗传独特性。
(2)推动物种分化:长期的生殖隔离可以使不同种群在遗传上逐渐分化,形成新的物种。
(3)维持物种稳定:生殖隔离可以防止基因污染,保持物种的适应性和生存能力。
2.地理隔离:
地理隔离是指同一种生物由于地理上的障碍(如山脉、河流、海洋等)而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象。地理隔离是形成生殖隔离的一种重要方式,但并不是唯一的方式。
22.【答案】B
【知识点】基因重组及其意义;基因突变的特点及意义;基因突变的类型
【解析】【解答】A、若碱基对的增添、缺失或替换发生在DNA分子不具有遗传效应的片段,因此不会导致基因突变,A错误;
B、新冠病毒的可遗传变异来源只有基因突变一种,因此新冠病毒传播过程中不断发生变异,最可能是基因突变导致的,B正确;
C、基因突变在光学显微镜下观察不到,C错误;
D、基因重组可以发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,即同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组,D错误。
故答案为:B。
【分析】生物变异是指生物体在遗传物质、基因型或表型上发生的可遗传变化。根据变异发生的原因,生物变异可以分为以下几类:
基因突变:基因内部发生的改变,包括点突变、插入或缺失突变等。这些突变可能导致蛋白质结构和功能的改变,从而影响生物体的性状。
基因重组:指在有性生殖过程中,来自双亲的基因重新组合,形成新的基因型。这种变异可以增加生物体的遗传多样性。
染色体变异:包括染色体数目变异和结构变异。染色体数目变异如三体、单体等,结构变异如缺失、重复、倒位、易位等。这些变异可能影响生物体的性状和遗传信息的表达。
23.【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、实验中将根尖放入零上4℃左右的条件下,使根尖细胞染色体数目加倍,由此可知“低温”是指零上4℃左右,A正确;
B、实验选择的是根尖分生区细胞,因为洋葱的外表皮细胞不能分裂,B错误;
C、卡诺氏液的作用是固定细胞形态,而不是解离组织细胞,C错误;
D、需要先在低倍镜下找到细胞,再使用高倍镜观察,不可直接使用高倍镜观察,D错误。
故答案为:A。
【分析】低温诱导染色体数目实验是一个重要的生物学实验,用于观察和研究低温对植物染色体数目的影响。以下是该实验的主要内容和步骤:实验原理:
用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体不能被拉向两极,以致细胞不能分裂成两个子细胞,从而导致染色体数目发生变化。
实验材料与用具:
实验材料:通常选用具有分裂能力的植物组织,如洋葱的根尖分生区细胞。
实验用具:培养皿、滤纸、布、杯子、剪刀、显微镜、玻片、盖玻片、卡诺氏液(用于固定细胞形态)、改良苯酚品红染液(或其他碱性染液)、体积分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精等。
实验步骤:
1.诱导培养:将植物(如洋葱)置于装满清水的广口瓶上,让洋葱底部接触瓶中的水面,诱导其生长不定根。待洋葱长出约1cm长的不定根后,进行低温诱导处理。
2.低温诱导:将长出不定根的洋葱放入冰箱中,在4℃条件下培养36小时。
3.固定细胞形态:剪取低温诱导后的根尖0.5~1cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5~1小时,以固定细胞形态。然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,洗去附着在根尖表面的卡诺氏液。
4.制作装片:经过解离(使细胞分离开)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用碱性染液进行染色)等步骤后,将细胞制成装片。
5.观察:使用显微镜先低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相,再换用高倍镜观察。视野中应既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。
实验结果与分析:
通过观察和计数,可以发现低温诱导后植物细胞的染色体数目发生了明显变化。这种变化是植物对寒冷环境的一种适应机制,有助于提高植物的抗寒能力。
24.【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、一个染色体组中不含同源染色体,因为每套非同源染色体才称为一个染色体组,A正确;
B、用秋水仙素处理二倍体幼苗获得的四倍体,所以多倍体不一定是由受精卵发育而来的,B错误;
C、体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体,C正确;
D、由配子发育直接而来的个体,体细胞中不管含几个染色体组,都称为单倍体,所以由六倍体小麦的配子发育成的单倍体中有三个染色体组,D正确。
故答案为:B。
【分析】染色体组、单倍体和多倍体是生物学中涉及染色体结构和数量的重要概念。以下是对这些概念的详细解释:
染色体组:
染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,这些染色体在形态和功能上各不相同,但又互相协助,携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。一个染色体组中的染色体都是非同源的,即它们之间没有相互配对的染色体。这个概念最初由H. Winkler在1920年提出,后来经过木原均等人的发展,赋予了其功能上的含义。
单倍体:
单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。简单来说,就是由配子(如精子或卵细胞)直接发育而成的个体。单倍体的体细胞中可能含有一个或多个染色体组,这取决于原物种的染色体组数。例如,二倍体生物的单倍体含有一个染色体组,而四倍体生物的单倍体则含有两个染色体组。单倍体一般比较矮小纤弱,且高度不育,因为它们在进行减数分裂时容易发生联会紊乱。
多倍体:
多倍体则是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。多倍体在生物界中广泛存在,特别是在高等植物中更为常见。多倍体的形成可以通过染色体复制后细胞不分裂,导致染色体成倍增加(形成同源多倍体),也可以通过不同物种杂交产生(形成异源多倍体)。多倍体植株通常具有茎粗、叶大、花大、果实大等特点,但生长速度可能较慢,且往往晚熟。此外,多倍体植株的营养物质含量(如糖类和蛋白质)通常也会有所增加。
总结:
染色体组是细胞中的一组非同源染色体,携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。单倍体是由配子直接发育而成的个体,其体细胞中含有本物种配子染色体数目的染色体组。而多倍体则是体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体,在生物界中广泛存在,并具有一系列独特的生物学特性。
25.【答案】B
【知识点】生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、形成杂合双链区的部位越多,DNA碱基序列的一致性越高,说明在生物进化过程中,DNA碱基序列发生的变化越小,亲缘关系越近,A正确;
B、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,B错误;
C、细胞素色C是细胞中普遍含有的一种蛋白质,不同物种之间的亲缘关系越近,其细胞色素C的结构越相似,反之差异越大。可以根据不同生物细胞色素C的氨基酸序列推测这些生物的亲缘关系,因为生物虽然朝着不同的方向进化,但是细胞色素C的很多氨基酸序列的进化非常保守,C正确;
D、由于细胞色素C的很多氨基酸序列的进化是非常保守的,进化过程中其分子结构相对稳定,但两个生物个体细胞色素C氨基酸序列相同也不能证明这两个生物体一定是同一个物种,D正确。
故答案为:B。
【分析】研究生物进化在细胞和分子水平上的证据主要包括以下几个方面:
1.细胞的共同特征:
当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,这些细胞具有共同的物质基础和结构基础。这些共同特征支持了生物有共同祖先的论点。不同生物的细胞在结构和功能上的相似性,以及它们都能够进行基本的生命活动,如代谢和增殖,是生物进化在细胞水平上的重要证据。
2.生物大分子的结构和功能变化:
随着分子生物学的不断发展,进化研究也进入了分子进化的研究水平。分子进化是指生物进化过程中生物大分子(核酸和蛋白质)结构和功能的变化以及这些变化与生物进化的关系。DNA和蛋白质等生物大分子的结构和功能在进化过程中发生了显著的变化,这些变化记录了生物进化的历史。通过比较不同生物DNA和蛋白质的序列和结构,可以推断出它们之间的进化关系。
3.基因序列的相似性:
每个物种的基因都有一段来自其祖先的传承历史。在生物进化的过程中,一般情况下从低等到高等,基因的数量是逐渐增加的;同时,DNA中的碱基序列也发生了变化。基于基因的DNA序列比对数据,可以推断出相应物种之间的进化关系。物种之间基因的DNA序列相似程度越高,其亲缘关系就越近。例如,黑猩猩与人的DNA相似性最高,这表明黑猩猩与人的亲缘关系更近。
4.同源基因和同源蛋白质:
同源基因是具有共同的进化起源,序列结构和功能相似的基因。同源蛋白质则是在不同生物中功能相似、氨基酸序列也相似的蛋白质。这些同源基因和同源蛋白质的存在,进一步支持了生物有共同祖先的论点。例如,细胞色素c是电子传递链上的关键蛋白质,从需氧的原核生物到人类,都有细胞色素c,并且其氨基酸序列具有很高的相似性。
5.蛋白质结构的保守性:
蛋白质的结构比其序列更加保守。通过比较蛋白质的空间结构,可以发现蛋白质的结构共性,这对于研究蛋白质的功能和蛋白质之间的进化关系有重要意义。例如,细胞色素c的分子结构是比较保守的,其空间结构中与血红素结合直接有关的区域是保守的,这对于细胞色素c的功能是十分重要的。
26.【答案】C
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;生物具有共同的祖先;自然选择与适应
27.【答案】D
【知识点】物种的概念与形成;生物具有共同的祖先;自然选择与适应
【解析】【解答】A、基因组测序为鹿科动物的分类提供了分子水平证据,A错误;
B、由题可知物种间线粒体中Cytb基因序列差异约在4%~12%之间,中国东北狍与欧洲狍的线粒体中Cytb基因序列差异为4.21%,所以中国东北狍与欧洲狍属于不同物种,并且中国东北狍与欧洲狍在自然条件下不能进行基因交流,B错误;
C、由B项,中国东北狍与欧洲狍不属于同一物种,中国东北狍与西伯利亚狍的线粒体中Cytb基因序列差异为1.61%,故中国东北狍与西伯利亚狍可能属于同一物种,C错误;
D、在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,该过程导致生物朝着一定的方向不断进化;所以自然选择在中国东北狍的进化过程中起着主导作用,D正确。
故答案为:D。
【分析】现代生物进化理论是基于达尔文自然选择学说发展而来的,它更加深入地解释了生物进化的机制和过程。以下是现代生物进化理论的主要内容:
1.种群是生物进化的基本单位:
现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,而不是单一的生物个体。种群是指生活在同一地域的同种生物的所有个体,它们通过基因交流保持遗传联系。
2.遗传变异是生物进化的原材料:
遗传变异是生物进化的基础,它提供了生物进化的原材料。遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异等过程。这些变异在种群中是不定向的,既有有利的变异,也有不利的变异。
3.自然选择决定生物进化的方向:
在自然环境中,生物面临着各种生存压力,如食物短缺、天敌捕食等。那些具有有利变异的个体更有可能在生存斗争中获胜,并将这些有利变异遗传给后代。经过长期的自然选择,有利变异在种群中逐渐积累,导致生物朝着一定的方向进化。
4.生物进化的实质是种群基因频率的改变:
现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于遗传变异、基因重组和自然选择等因素的作用,种群中的基因频率会不断发生变化。这些变化在长时间尺度上累积,导致生物种群在遗传上发生显著变化,进而形成新的物种。
5.隔离在物种形成中的作用:
隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配。隔离包括地理隔离和生殖隔离两种形式。地理隔离使不同种群之间无法进行基因交流,从而导致它们朝着不同的方向进化。当这种差异达到一定程度时,就会形成生殖隔离,即种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代。这时,一个新的物种就形成了。
6.进化理论的证据和支持:
现代生物进化理论得到了大量证据的支持,包括化石记录、生物地理学、比较解剖学、生物化学和分子生物学等。这些证据从不同角度证明了生物进化的存在和机制。
28.【答案】A
【知识点】基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变,A正确;
B、斑马和驴属于两个物种,存在生殖隔离,因为能交配并产生可育后代的两种生物才属于同一物种,斑驴兽或驴斑兽不可育,故二者不是一个物种,B错误;
C、并非所有生物的生命活动都是靠能量驱动的,有些生命活动不需要能量,如水的吸收,C错误;
D、一个种群中全部个体所含有的全部基因,是这个种群的基因库,D错误。
故答案为:A。
【分析】现代生物进化理论是基于达尔文自然选择学说发展而来的,它更加深入地解释了生物进化的机制和过程。以下是现代生物进化理论的主要内容:
1.种群是生物进化的基本单位:
现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,而不是单一的生物个体。种群是指生活在同一地域的同种生物的所有个体,它们通过基因交流保持遗传联系。
2.遗传变异是生物进化的原材料:
遗传变异是生物进化的基础,它提供了生物进化的原材料。遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异等过程。这些变异在种群中是不定向的,既有有利的变异,也有不利的变异。
3.自然选择决定生物进化的方向:
在自然环境中,生物面临着各种生存压力,如食物短缺、天敌捕食等。那些具有有利变异的个体更有可能在生存斗争中获胜,并将这些有利变异遗传给后代。经过长期的自然选择,有利变异在种群中逐渐积累,导致生物朝着一定的方向进化。
4.生物进化的实质是种群基因频率的改变:
现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于遗传变异、基因重组和自然选择等因素的作用,种群中的基因频率会不断发生变化。这些变化在长时间尺度上累积,导致生物种群在遗传上发生显著变化,进而形成新的物种。
5.隔离在物种形成中的作用:
隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配。隔离包括地理隔离和生殖隔离两种形式。地理隔离使不同种群之间无法进行基因交流,从而导致它们朝着不同的方向进化。当这种差异达到一定程度时,就会形成生殖隔离,即种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代。这时,一个新的物种就形成了。
6.进化理论的证据和支持:
现代生物进化理论得到了大量证据的支持,包括化石记录、生物地理学、比较解剖学、生物化学和分子生物学等。这些证据从不同角度证明了生物进化的存在和机制。
29.【答案】A
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、①自然选择直接作用于生物个体的表型,A正确;
B、基因突变和重组、①自然选择、③④隔离是新物种形成的3个基本条件,B错误;
C、④表示生殖隔离,生殖隔离是新物种形成的标志之一,C错误;
D、⑤表示生态系统多样性,生态系统的多样性是协同进化的结果,D错误。
故答案为:A。
【分析】现代生物进化理论是基于达尔文自然选择学说发展而来的,它更加深入地解释了生物进化的机制和过程。以下是现代生物进化理论的主要内容:
1.种群是生物进化的基本单位:
现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,而不是单一的生物个体。种群是指生活在同一地域的同种生物的所有个体,它们通过基因交流保持遗传联系。
2.遗传变异是生物进化的原材料:
遗传变异是生物进化的基础,它提供了生物进化的原材料。遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异等过程。这些变异在种群中是不定向的,既有有利的变异,也有不利的变异。
3.自然选择决定生物进化的方向:
在自然环境中,生物面临着各种生存压力,如食物短缺、天敌捕食等。那些具有有利变异的个体更有可能在生存斗争中获胜,并将这些有利变异遗传给后代。经过长期的自然选择,有利变异在种群中逐渐积累,导致生物朝着一定的方向进化。
4.生物进化的实质是种群基因频率的改变:
现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于遗传变异、基因重组和自然选择等因素的作用,种群中的基因频率会不断发生变化。这些变化在长时间尺度上累积,导致生物种群在遗传上发生显著变化,进而形成新的物种。
5.隔离在物种形成中的作用:
隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配。隔离包括地理隔离和生殖隔离两种形式。地理隔离使不同种群之间无法进行基因交流,从而导致它们朝着不同的方向进化。当这种差异达到一定程度时,就会形成生殖隔离,即种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代。这时,一个新的物种就形成了。
6.进化理论的证据和支持:
现代生物进化理论得到了大量证据的支持,包括化石记录、生物地理学、比较解剖学、生物化学和分子生物学等。这些证据从不同角度证明了生物进化的存在和机制。
30.【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
【解析】【解答】A、分离定律的实质是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,表现在图甲中①②,而不是①②③,A错误;
B、自由组合定律的实质是在减数分裂过程中,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,表现在图乙中的④⑤,而不是④⑤⑥,B错误;
C、图甲中③过程代表在受精作用中雌、雄配子的随机结合,③过程的随机性是子代Aa占1/2的原因之一,C正确;
D、在图乙的子代中,aaB_个体包括1/8aaBb和1/16aaBB,所以子代中aaBB的个体在aaB_中占的比例为1/3,D错误。
故答案为:C。
【分析】减数分裂和受精作用是生物有性生殖过程中的两个关键步骤,它们共同确保了生物体在遗传上的稳定性和多样性。
减数分裂:
减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。在这个过程中,DNA只复制一次,但细胞会连续分裂两次,最终形成四个子细胞,每个子细胞的染色体数目只有母细胞的一半。因此,减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子,即精子和卵细胞。
减数分裂的全过程可以划分为四个阶段:间期Ⅰ、减数分裂Ⅰ、间期Ⅱ和减数分裂Ⅱ。其中,减数分裂Ⅰ包括前期Ⅰ(细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期)、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ,是遗传物质交换与重组的主要阶段。减数分裂Ⅱ则相对简单,主要是染色体的分离和细胞的分裂。
受精作用:
受精作用是指精子和卵细胞融合形成受精卵的过程。在受精作用进行时,通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。随后,在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜,以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久,里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇,使彼此的染色体会合在一起。这样,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
受精作用是一个复杂的过程,包括精子穿过放射冠、透明带和卵细胞膜,以及原核的形成和配子的配合等阶段。在受精过程中,还会发生一系列的生化反应,如顶体反应、皮层反应和原核融合等。
减数分裂和受精作用的意义:
减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,以及生物的遗传和变异,都是十分重要的。减数分裂通过减少染色体数目,确保了生殖细胞在遗传上的稳定性和多样性;而受精作用则通过精子和卵细胞的融合,重新组合了遗传物质,为后代的发育提供了物质基础。
31.【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、控制花色的复等位基因A、a1、a2、a3之间互为一对等位基因,遵循基因分离定律,A正确;
B、a3a3个体有50%的死亡,Aa3自交后代中,AA(紫色):Aa3:(紫色)a3a3(白色)=1:2:(1×50%)=2:4:1,将F1中的紫花与白花个体杂交,即AA与a3a3杂交或Aa3与a3a3杂交,子代基因型和花色均最多有2种,B错误;
C、a3a3个体有50%的死亡,Aa3自交后代中,AA(紫色):Aa3:(紫色)a3a3(白色)=1:2:(1×50%)=2:4:1,C正确;
D、若含A的花粉50%不育,Aa1产生的雌配子中A:a1=1:1,Aa1产生的雌配子中A:a1=1:2,Aa1自交后代的基因型及比例为:AA(紫色):Aa1(紫色):a1a1(红色)=1:3:2,Aa1自交后代紫花中稳定遗传的AA占1/4,D正确。
故答案为:B。
【分析】基因分离定律,又称孟德尔第一定律,是奥地利科学家孟德尔通过豌豆杂交试验发现的遗传学基本规律之一。其适用范围主要包括以下几个方面:
1.细胞核遗传:
基因分离定律主要适用于细胞核遗传,即细胞核内染色体的遗传。细胞核遗传的变异主要发生在细胞的有性生殖过程中,通过精子和卵细胞的形成实现。
2.真核生物的形状遗传:
基因分离定律适用于真核生物的形状遗传,即生物体中由细胞核基因控制的形状的遗传。这些形状包括生物体的形态、生理和生化特征等。
3.进行有性生殖的性状遗传:
基因分离定律适用于进行有性生殖的性状遗传。有性生殖是指生物体通过雌雄配子的结合形成后代的生殖方式。在有性生殖过程中,父母双方的基因通过配子遗传给后代,因此基因分离定律在有性生殖中起重要作用。
4.一对相对性状的遗传:
基因分离定律适用于一对相对性状的遗传。相对性状是指同一性状的不同表现类型,如豌豆花色中的红花和白花。在孟德尔的实验中,他通过研究一对相对性状的遗传,发现了基因分离定律。
32.【答案】D
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、图甲的①处于有丝分裂中期,对应图乙的AB段,并且AB段包括有丝分裂间期、前期和中期,A正确;
B、HI段是减数第二次分裂及以后的时期,图甲可对应的时期是③减数第二次分裂中期和④减数第二次分裂后期,B正确;
C、图丙②时期是有丝分裂前期和中期或减数第一次分裂所有时期,对应图甲的①有丝分裂中期和②减数第一次分裂后期,C正确;
D、图甲的④是减数第二次分裂后期,没有染色单体,图丁I阶段为体细胞还未进行有丝或者减数分裂,所以细胞④不对应图丁的Ⅰ阶段,D错误。
故答案为:D。
【分析】有丝分裂和减数分裂是两种不同的细胞分裂方式,它们在细胞遗传物质的分配和子细胞产生方面存在显著差异。
有丝分裂:
有丝分裂是真核细胞进行体细胞增殖的主要方式,它通过将染色体数目保持不变的方式,产生两个遗传信息相同的子细胞。有丝分裂包括四个阶段:前期、中期、后期和末期。在有丝分裂过程中,细胞核内的染色体首先复制,然后通过纺锤体的形成和染色体向两极的移动,将染色体均等地分配到两个子细胞中。
减数分裂:
减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。与有丝分裂不同,减数分裂在细胞分裂前只复制一次DNA,但会连续进行两次分裂,最终产生四个子细胞,每个子细胞的染色体数目只有母细胞的一半。因此,减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子,即精子和卵细胞。
有丝分裂与减数分裂的区别:
1.染色体复制次数:
有丝分裂:DNA复制一次,细胞分裂一次;
减数分裂:DNA复制一次,细胞连续分裂两次。
2.染色体分离方式:
有丝分裂:同源染色体不分离,染色体随机分配到两个子细胞中;
减数分裂:同源染色体分离,通过随机组合形成不同的配子。
3.子细胞染色体数目:
有丝分裂:子细胞染色体数目与母细胞相同;
减数分裂:子细胞染色体数目为母细胞的一半。
4.结果:
有丝分裂:产生两个遗传信息相同的体细胞;
减数分裂:产生单倍体的配子,为有性生殖提供基础。
33.【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA复制是半保留复制,该生物的卵原细胞(2N=4)的每对同源染色体中的一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,所以复制后的每个DNA分子均有一条链被标记,由此可知处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有4条,A错误;
B、某生物的体细胞中有1对同源染色体,将该体细胞置于3H的培养基中培养一段时间后,使其DNA均被标上放射性,在第一次分裂结束后产生的子细胞中均有放射性标记,但继续分裂一次后,具有放射性的DNA分子将随机分配,产生的子细胞中具有放射性的细胞可能有4个,也可能两2个,也可能3个,B错误;
C、将一条链被15N标记的某DNA分子(第1代),转移到含14N的培养基上培养到第n代,则只含14N的分子为2n-1,C错误;
D、噬菌体只把DNA注入细菌体内,利用细菌体内的原料合成子代噬菌体,S是蛋白质特有的元素,DNA含有H、N、P,用3H、15N、32P和35S标记的噬菌体侵染细菌,可在子代噬菌体的DNA中找到3H、15N、32P,D正确。
故答案为:D。
【分析】DNA的复制过程是一个复杂而精细的生物化学过程,它确保了生物体在遗传上的稳定性和连续性。以下是DNA复制过程的主要步骤:1. 起始阶段:
解旋:在DNA复制开始时,双链DNA分子在拓扑异构酶、解链酶和单链DNA结合蛋白等酶的作用下,局部解开双螺旋结构,形成单链DNA分子,并产生复制叉。复制叉是DNA复制过程中解旋酶结合并解开DNA双链的起始点。
RNA引物合成:在复制叉上,引物酶识别并结合到单链DNA模板上,催化合成一段RNA短链作为引物。RNA引物的长度通常为几个到几十个核苷酸,其3'端含有游离的羟基,用于后续DNA链的合成。
2. 复制阶段:
DNA链的延长:在RNA引物提供3'-OH末端的基础上,DNA聚合酶(如DNA聚合酶Ⅲ)催化DNA链的延长。由于DNA聚合酶只能催化5'→3'方向的链合成,因此一条链(前导链)能够连续合成,而另一条链(后随链)则分段合成,形成冈崎片段。
冈崎片段的连接:随着复制的进行,后随链上会形成多个冈崎片段。当冈崎片段延长至一定长度后,DNA聚合酶Ⅰ会水解RNA引物,并催化合成一段DNA填补空缺,随后DNA连接酶将相邻的DNA片段连接起来,形成完整的DNA链。
3. 终止阶段:
复制终止:DNA复制在特定的基因位点终止,该位点的终止序列被特定的蛋白质识别并结合,阻止了复制叉的前进,从而终止复制过程。在细菌中,当两个复制叉在染色体的另一端相遇时,复制也会终止。
复制特点:
半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一个单链为模板,合成两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一个亲代DNA链。
双向复制云南省大理白族自治州祥云县祥华中学2023-2024学年高一下学期6月月考生物试题
1.(2024高一下·祥云月考)下列关于遗传学的基本概念的叙述中,正确的是( )
A.狗的长毛和卷毛都是相对性状
B.两纯合子杂交,子代只表现出一种性状,则此性状一定为显性性状
C.基因型相同,表现型不一定相同
D.杂交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离
【答案】C
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性;基因型和表现型的关系
2.(2024高一下·祥云月考)下列关于孟德尔的分离定律与自由组合定律的说法,正确的是( )
A.“分离”指子二代出现的性状分离,“自由组合”指雌雄配子的自由结合
B.一对性状的遗传一定遵循分离定律,两对性状的遗传一定遵循自由组合定律
C.同源染色体指减数分裂过程中配对的两条染色体,其上的等位基因遵循分离定律
D.分离定律可以发生在有丝分裂过程中,自由组合定律只发生在减数分裂过程中
【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
【解析】【解答】A、“分离”不是二代性状的分离,是指等位基因的分离,而“自由组合”不是雌雄配子的自由结合,是指非同源染色体上非等位基因的自由结合,A错误;
B、若一对性状由一对等位基因控制,该性状的遗传一定遵循分离定律;若控制两对性状的基因为同源染色体上的基因时,这两对性状遗传不遵循自由组合定律,B错误;
C、同源染色体指减数分裂过程中配对的两条染色体,其等位基因遵循分离定律,并且在减数第一次分裂后期发生等位基因的分离,C正确;
D、分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂过程中,而不是有丝分裂,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因分离定律和自由组合定律是遗传学中的两个基本定律,它们分别描述了基因在遗传给下一代时的行为规律。1.基因分离定律:
基因分离定律,也称为孟德尔第一定律,是奥地利遗传学家孟德尔在豌豆杂交实验中发现的。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(即等位基因)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。简言之,就是等位基因在杂种形成配子时会分离,分别进入不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。
2.自由组合定律:
自由组合定律,也称为孟德尔第二定律,是孟德尔在豌豆杂交实验中进一步发现的。这个定律指出,在生物的体细胞中,控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。简言之,就是非同源染色体上的非等位基因在形成配子时会自由组合,进入同一个配子中,随配子遗传给后代。
这两个定律共同构成了现代遗传学的基础,揭示了生物遗传的基本规律。通过这两个定律,我们可以理解生物体性状的遗传方式,预测杂交后代的基因型和表现型,以及进行遗传育种等工作。
3.(2024高一下·祥云月考)豌豆细胞核有控制茎高度的基因D和d。它们的根本区别是( )
A.在染色体上的位置不同 B.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同
C.所含的脱氧核苷酸种类不同 D.D能表达遗传信息而d则不能
【答案】B
【知识点】基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、控制茎高度的基因D和d属于等位基因,在同源染色体上相同位置,A错误;
B、脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,因此控制茎高度的基因D和d的根本区别是4种脱氧核苷酸的排列顺序不同或碱基对的排列顺序不同,B正确;
C、所含的脱氧核苷酸种类相同,而排列顺序不同,C错误;
D、d也能表达遗传信息,在杂合子中隐性基因编码的蛋白质无活性或者低活性,D错误。
故答案为:B。
【分析】D和d是一对等位基因,是两个不同的基因。基因是有遗传效应的DNA片段,基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序就是遗传信息,不同基因所含的遗传信息不同,这也是不同基因的根本区别。
4.(2024高一下·祥云月考)下列关于减数分裂和受精作用的叙述,错误的是( )
A.减数分裂过程中DNA复制两次
B.减数分裂过程中细胞连续分裂两次
C.受精作用使受精卵中染色体数目恢复到体细胞水平
D.受精作用时卵细胞一般不会与多个精子的细胞核融合
【答案】A
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;受精作用
【解析】【解答】A、减数分裂过程前DNA复制一次,A错误;
B、减数分裂过程中细胞连续分裂两次,B正确;
C受精卵染色体数目恢复到体细胞水平是因为精子和卵细胞融合,C正确;
D、精子头部进入卵细胞后,卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应来阻止其他精子进入,D正确。
故答案为:A。
【分析】减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。以下是减数分裂过程的详细步骤:
1. 间期Ⅰ
DNA和染色体复制:在细胞分裂前的间期,进行DNA和染色体的复制。复制后的每条染色体包含两条姐妹染色单体,但染色体数目不变。DNA数目变为原细胞的两倍。
物质准备:间期Ⅰ还包括G1、S和G2期,细胞在这一阶段进行物质积累和DNA复制。与有丝分裂间期相比,S期明显延长,且只完成99.7%的DNA复制,其余0.3%在第一次减数分裂前期的偶线期完成。
2. 减数分裂Ⅰ
前期Ⅰ:
细线期:染色质逐渐凝集成细长的染色体丝,DNA已复制但分辨不出染色单体的双线结构。
偶线期:同源染色体互相靠拢并配对,形成联会复合体。
粗线期:二价体螺旋化缩短变粗,形成四分体,非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。
双线期:联会复合体解体,同源染色体开始分离。
终变期:染色体继续螺旋化,核仁、核膜消失。
中期Ⅰ:同源染色体着丝点对称排列在赤道板两端,纺锤丝微管与二价体着丝粒相连。
后期Ⅰ:随纺锤丝的牵引,同源染色体分离,分别移向细胞的两极,每条染色体含有两条姐妹染色单体。
末期Ⅰ:细胞一分为二,形成次级精母细胞或次级卵母细胞和第一极体。
3. 间期Ⅱ(可选)
在某些情况下,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间有一个短暂的间期Ⅱ,但这个过程很短,可以忽略不计。
4. 减数分裂Ⅱ
前期Ⅱ:次级精母细胞或次级卵母细胞中染色体再次聚集,形成纺锤体。
中期Ⅱ:染色体着丝点排在赤道板上。
后期Ⅱ:着丝点分裂,染色体移向两极。
末期Ⅱ:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体(雌性中第一极体也分裂为两个第二极体,但通常只保留一个卵细胞,三个极体退化)。
减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子,保证了有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性,并通过遗传物质的交换和重组增加了后代的遗传多样性。
5.(2024高一下·祥云月考) 粳稻(WW)与糯稻(ww)杂交,F1都是粳稻.纯种粳稻的花粉经碘染色后呈蓝黑色,纯种糯稻的花粉经碘染色后呈红褐色.F1的花粉粒经碘染色后( )
A.3/4呈蓝色,1/4呈红褐色 B.1/2呈蓝黑色,1/2呈红褐色
C.都呈蓝黑色 D.都呈红褐色
【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】粳稻(WW)与糯稻(ww)杂交,F1都是粳稻,其基因型为Ww,则形成的花粉有两种,W或者w各占1/2,F1的花粉粒经碘染色后1/2呈蓝黑色,1/2呈红褐色,分析得知:B正确,ACD错误。
故答案为:B。
【分析】分离定律和自由组合定律是遗传学中的两个基本定律,它们分别描述了不同遗传现象的本质和规律。
分离定律,也被称为孟德尔第一定律,它揭示了生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。具体来说,在杂合体中决定同一性状的成对的遗传因子,在形成配子时彼此分离,互不干扰地分别进入不同的配子中。这一定律揭示了遗传因子的独立性,即不同遗传因子在遗传过程中互不干扰,各自独立地分配到配子中去。
自由组合定律,也被称为孟德尔第二定律,是孟德尔在发现分离定律之后的进一步研究成果。它表明在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。也就是说,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。这一定律进一步揭示了遗传因子的组合方式,即不同遗传因子在遗传过程中可以自由地组合,形成各种可能的组合方式。
6.(2024高一下·祥云月考)果蝇X染色体上的几个基因的位置如图所示。下列相关说法正确的是( )
A.图中所示的基因都能控制果蝇的性别,其遗传都属于伴性遗传
B.该染色体上的非等位基因在形成配子时可自由组合
C.白眼基因、红宝石眼基因和朱红眼基因互为等位基因
D.正常情况下,雌果蝇的体细胞中棒眼基因最多有4个
【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、图中所示的基因都与控制果蝇的性别无关,都不是伴性遗传,A错误;
B、该染色体上的非等位基因位于同一条染色体上,位于同源染色体上的基因在形成配子时不能自由组合,B错误;
C、等位基因位于同源染色体上,白眼基因、红宝石眼基因和朱红眼基因不是等位基因,所以他们不是同源染色体,C错误;
D、一般雌果蝇的体细胞中棒眼基因最多有4个,所以雌果蝇为纯合棒眼果蝇,该果蝇体细胞处于有丝分裂后期,D正确。
故答案为:D。
【分析】基因的自由组合定律,或称基因的独立分配定律,是遗传学的三大定律之一(另外两个是基因的分离定律和基因的连锁和交换定律)。该定律由奥地利遗传学家孟德尔(G.J.Mendel)经豌豆杂交试验发现。
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;在减数分裂的过程中,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。当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交时,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。
孟德尔在做两对相对性状的杂交实验时发现,非等位基因(Y、y)和(R、r)可以自由组合,导致后代出现四种表现型,其比例为9:3:3:1。这一结果表明,它是由两对基因分别由基因的分离定律独自分离的比例3:1产生的。
在育种工作中,使用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以便不同亲本地优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。在医学实践中,根据基因的自由组合定律来分析家系中的两种遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
此外,自由组合定律的适用范围包括有性生殖生物的性状遗传、真核生物的性状遗传、细胞核遗传、两对或多对性状遗传,以及控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上。
7.(2024高一下·祥云月考)家蚕的性别决定为ZW型,雄蚕性染色体为ZZ,雌蚕性染色体为ZW。研究发现雄蚕比雌蚕食桑量低,产丝率高。家蚕的皮肤正常(T)对皮肤透明(t)为显性,这对基因只位于Z染色体上。请设计一个杂交组合,单就皮肤性状便能在幼虫时期辨别性别淘汰雌蚕( )
A.皮肤透明雄蚕×皮肤正常雌蚕 B.皮肤正常雄蚕×皮肤透明雌蚕
C.皮肤透明雌蚕×皮肤透明雄蚕 D.皮肤正常雌蚕×皮肤正常雄蚕
【答案】A
【知识点】交配类型及应用;伴性遗传
8.(2024高一下·祥云月考)如图是基因型为AaBb的某动物(2n)体内一个细胞的分裂示意图下列相关叙述正确的是( )
A.姐妹染色单体上出现基因A和a是基因突变造成的
B.该细胞中的基因A/a、B/b自由组合会产生4种基因型的生殖细胞
C.该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb
D.该细胞是初级卵母细胞,其1/4的子细胞中染色体异常
【答案】C
【知识点】卵细胞的形成过程;基因重组及其意义;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、据图,姐妹染色单体上出现A和a基因是交叉互换造成的,而不是基因突变,A错误;
B、该细胞会出现ABb、aBb、A、a四种基因型的子细胞,但是该细胞只有一个卵细胞,所以该细胞中的基因A/a、B/b自由组合不会产生4种基因型的生殖细胞,B错误;
C、该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb,C正确;
D、该细胞是初级卵母细胞,但是一对同源染色体未分开,产生的四个子细胞染色体均出现异常,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因突变和染色体异常是生物学中两个重要且相互关联的概念,但它们在本质上有所区别。
1.基因突变
基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,进而引起的基因结构的改变。这种改变是遗传信息发生变化的一种形式,能够导致遗传特征的变异,并可能对后代产生影响。基因突变的类型主要包括点突变、染色体结构变异和染色体数目变异等。其中,点突变是最常见的类型,涉及单个基因上某一碱基对的改变。
2.染色体异常
染色体异常则是指染色体在形态、结构或数目上发生的异常。这种异常可以由多种因素引起,包括遗传、物理、化学、生物等多个方面。在细胞分裂过程中,如果染色体分离出现障碍,就可能出现染色体数目异常,包括整倍体和非整倍体。整倍体是以染色体组为单位的增减,如单倍体、三倍体、四倍体等;非整倍体则是指细胞核内染色体数不是染色体组的整倍数。
3.两者之间的关系
基因突变和染色体异常之间存在一定的关联。染色体是遗传信息的载体,包含多个基因,由DNA和蛋白质组成。因此,基因突变(即DNA分子中的碱基对改变)可能会影响到染色体的结构和功能。同时,染色体异常(如染色体数目的改变)也可能导致基因功能的改变,因为染色体上的基因会随之发生变化。
9.(2024高一下·祥云月考)下列有关“核酸是遗传物质”的相关实验分析,错误的是( )
A.格里菲思的肺炎链球菌活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌能稳定遗传
B.艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验中,S型菌的DNA与R型菌混合培养会出现S型活菌
C.赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质
D.用烟草花叶病毒(TMV)的RNA感染烟草,烟草叶片出现感染病毒的症状
【答案】C
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
10.(2024高一下·祥云月考)下图甲是加热杀死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是( )
A.图甲中,BC段R型细菌减少的原因是R型细菌大量转化为S型细菌
B.若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化,两种细菌数量变化与图甲相似
C.图乙中搅拌的目的是使噬菌体的DNA与蛋白质分开
D.图乙经离心的试管中,沉淀物中也有具少量的放射性
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、图甲中,BC段R型细菌减少的原因是R型细菌被小鼠免疫系统消灭,A错误;
B、若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化,两种细菌数量都呈S型增长,且R型细菌的数量远大于S型细菌,这是因为没有免疫系统的作用,B错误;
C、搅拌的目的不是使噬菌体的DNA与蛋白质分开,而是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体与细菌分离,C错误;
D、图乙经离心的试管中,有些吸附在细菌表面的噬菌体进入沉淀物是由于搅拌不充分导致的,沉淀物中也有具少量的放射性,D正确。
故答案为:D。
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌实验是遗传学中的一个经典实验,主要用于证明DNA是遗传物质。以下是该实验的详细解释:
实验背景:
由于艾弗里试验中提取的DNA纯度最高时也含有0.02%的蛋白质,因此有人对实验结论表示怀疑。赫尔希和蔡斯为了得到更具有说服力的实验结果,以T2噬菌体为实验材料进行了这项实验。
实验材料:
T2噬菌体:作为实验材料,噬菌体在侵染大肠杆菌时能够将自己的遗传物质和非遗传物质分开。噬菌体的组成物质只有蛋白质和DNA,因此是科学家进行遗传物质研究的最佳选择。
大肠杆菌:原核生物,作为噬菌体的寄主细胞,其体积和重量都远大于噬菌体。
实验过程:
1.标记噬菌体:
使用含有放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌,再用这些大肠杆菌培养T2噬菌体,从而得到DNA含有32P标记的噬菌体。
使用含有放射性同位素35S的培养基进行类似的操作,得到蛋白质含有35S标记的噬菌体。
2.侵染实验:
将标记好的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。
3.检测与观察:
通过离心等方法分离出上清液(培养液)和沉淀物(大肠杆菌含子代噬菌体)。
检测不同部位的放射性物质,从而判断DNA和蛋白质的行踪。
实验结果:
使用32P标记的噬菌体侵染实验后,发现子代噬菌体的DNA中含有32P标记,而大肠杆菌中未检测到32P标记的DNA。这说明DNA进入到了大肠杆菌中。
使用35S标记的噬菌体侵染实验后,发现子代噬菌体的外壳蛋白中未检测到35S标记,而大肠杆菌中也未检测到35S标记的蛋白质。这说明蛋白质并没有进入到大肠杆菌中。
实验结论:
噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是遗传物质,而蛋白质则不是。这一结论进一步支持了DNA作为遗传物质的核心地位。
11.(2024高一下·祥云月考)科学家在研究小鼠毛色的遗传时发现,纯合黄色小鼠(AvyAvy)与黑色小鼠(aa)杂交,F1(Avya)中小鼠的体色表现为介于黄色和黑色之间的过渡类型。进一步研究发现,F1中不同体色小鼠的Avy基因碱基序列相同,但有不同程度的甲基化现象,甲基化程度越高,Avy基因表达受到的抑制越明显。下列推测正确的是( )
A.该种小鼠体色的遗传不遵循孟德尔的遗传定律
B.被甲基化的基因的遗传信息发生改变,从而使生物体的性状发生改变
C.Avy基因的甲基化程度越高,F1小鼠的体色就越浅
D.基因的甲基化可能会阻止RNA聚合酶与Avy基因前端的结合
【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;表观遗传
【解析】【解答】A、等位基因遵循孟德尔的分离定律,控制小鼠体色的基因Avy和a属于等位基因,所以其遵循孟德尔的分离定律,A错误;
B、基因的甲基化未改变基因的碱基排序,其遗传信息未发生改变。基因的甲基化只是影响基因的表达,使生物性状发生改变,所以生物性状的改变不是由遗传信息改变而导致的,B错误;
C、基因的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,F1小鼠体色的颜色就越深,C 错误;
D、基因的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,推测基因的甲基化可能阻止RNA聚合酶与该基因的结合,从而抑制Avy基因的表达,D正确。
故答案为:D。
【分析】表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。以下是对表观遗传的详细解释:
一、表观遗传的特点
1.可遗传:这类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:表观遗传修饰是可逆的,即基因表达可以在不同条件下被重新调整。
3.无DNA序列改变:表观遗传的变化不能用DNA序列的变化来解释,即DNA序列本身并未发生改变。
二、表观遗传的调节机制:
1.DNA修饰
2.组蛋白修饰
3.基因组印记
4.非编码RNA
5.染色质重塑
三、表观遗传的应用:
1.疾病早期诊断:如胃肠癌的早期诊断,通过检测异常DNA甲基化标志物。
2.疾病防治:通过调节表观遗传修饰来防治肿瘤,如使用抑制乙酰化酶的药物或去乙酰化酶抑制剂。
3.植物发育与育种:表观遗传修饰在植物生长发育和遗传育种中具有重要意义,如通过甲基化转移酶调节转座子Ac/Ds的活动。
12.(2024高一下·祥云月考)某生物兴趣小组将大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使大肠杆菌DNA的含氮碱基都含有15N。然后再将其转入含14N的培养基中培养,提取亲代及子代的DNA,离心分离,如图①~⑤为可能的结果。下列有关叙述,错误的是( )
A.实验过程中,所使用的研究方法是同位素标记法、密度梯度离心法
B.根据含14N或15N的DNA离心后的位置,⑤为亲代、②为子一代
C.若出现图中③的结果(带宽比3:1),则亲代DNA进行了3次复制
D.若将DNA处理成单链后再离心,也可以证明DNA的复制为半保留复制
【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、本实验的研究方法是同位素标记法(用14N、15N标记)、密度梯度离心法,A正确;
B、亲代DNA两条链均含有15N,离心后为⑤,在含14N的培养液中增殖一代,则形成的两个DNA均为一条链含15N,一条链为14N,离心后为②,B正确;
C、由子一代DNA继续增殖,得到的子二代中共四个DNA,离心后应为1/2中带(14N/15N)、1/2轻带(14N/14N),即图①;子二代继续增殖形成的子三代共8个DNA,两个DNA的一条链含15N,一条链为14N,其余6个DNA的两条链均为14N,离心后应为1/4中带(14N/15N)、3/4轻带(14N/14N),即图③,C正确;
D、若将DNA处理成单链后再离心,不管是全保留复制还是半保留复制都只能得到两个条带(14N条带和15N条带),所以不能证明DNA的复制为半保留复制,D错误。
故答案为:D。
【分析】DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,通过这个过程,一个原始DNA分子会产生两个相同的DNA分子。DNA复制是生物遗传的基础,它确保了生物体在细胞分裂时能够传递完整的遗传信息给下一代细胞。
DNA复制的过程主要包括引发、延伸和终止三个阶段。这个过程是通过半保留复制的机制来完成的,即新合成的每个DNA分子都包含了一条来自母链的旧链和一条新合成的链。这种复制方式确保了遗传信息的稳定性和连续性。
1.引发阶段:DNA复制始于基因组中的特定位置(复制起点),启动蛋白识别并结合到这些位置,然后募集其他蛋白质一起形成前复制复合物。这个复合物解开双链DNA,形成复制叉,为后续的DNA合成提供模板。
2.延伸阶段:在复制叉上,DNA聚合酶等酶类利用解开的单链DNA作为模板,按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。这个过程是连续的,但需要注意的是,由于DNA聚合酶只能合成5'→3'方向的链,而后随链的合成是分段进行的,形成冈崎片段,这些片段随后被连接起来形成完整的后随链。
3.终止阶段:DNA复制在特定的基因位点(复制终止位点)终止。这个位点的序列被特定的蛋白质识别并结合,阻止了复制叉的前进,从而完成复制过程。
13.(2024高一下·祥云月考)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( )
A.在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基
B.基因是具备遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有许多个基因
C.一个基因含有多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列次序决定的
D.染色体是DNA的重要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子
【答案】A
【知识点】DNA分子的结构;基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、DNA中与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基,A错误;
B、基因是具备遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上有多个基因,并且基因在DNA上成线性排列,B正确;
C、基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,一个基因含有多个脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的排列顺序代表基因的遗传信息,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的,C正确;
D、DNA主要存在于细胞核中的染色体上,所以说染色体是DNA的重要载体,一般情况下一条染色体上含有l个DNA分子,当染色体复制后,着丝粒分裂前一条染色体上含有2个DNA分子,D正确。
故选A。
【分析】基因和染色体是生物学中两个重要且紧密相关的概念。以下是对它们之间关系的详细解释:
基因:
定义:基因是生物体遗传的基本单位,存在于细胞的染色体上,呈线状排列。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)构成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成。
功能:基因编码了生物体所需的所有蛋白质,从而决定了个体的遗传特征和功能。
染色体:
定义:染色体是细胞核中由DNA和蛋白质两种物质组成的结构,它们是DNA分子的主要载体。染色体由DNA和蛋白质紧密结合而成,主要作用是保护和稳定DNA分子,同时也参与基因的表达和调控。
功能:
遗传信息的携带:染色体由DNA分子组成,DNA中包含了生物体的遗传指令,即基因。
遗传信息的传递:在细胞分裂过程中,染色体会复制并分配到新的细胞中,确保遗传信息从一代传递到下一代。
基因表达的调控:染色体上的DNA序列不仅包含基因,还包括调控基因表达的元件,如启动子、增强子和沉默子等。
基因和染色体的关系:
基因位于染色体上:基因是染色体上具有特定遗传信息的DNA片段,一个染色体上有多个基因,并且每个基因决定了个体的某些特征或功能。
平行关系:染色体与基因在遗传上存在平行关系。例如,染色体成对存在,基因也成对存在;个体中成对的基因一个来自父本,另一个来自母本,染色体也是如此。
共同组成遗传信息的基本单位:基因和染色体一起组成了遗传信息的基本单位,确保了生物体遗传信息的稳定性和连续性。
14.(2024高一下·祥云月考)下图所示为某基因表达的过程示意图,①~⑦代表不同的结构或物质,Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是( )
A.过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶,①链的左末端为3'-端
B.过程Ⅱ中RNA结合多个⑤,利于迅速合成出大量的蛋白质
C.除碱基T和U不同外,②④链的碱基排列顺序相同
D.该图示可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、过程Ⅰ表示转录过程,③表示为RNA聚合酶,①链是模板链,其左末端为5'-端,其右端才是3'-端,A错误;
B、过程Ⅱ表示翻译,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体⑤,同时进行多条肽链的合成,所以少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质,B正确;
C、由图,转录的模板链为①,但是转录并不是模板链全部转录,而是部分转录,所以即使除碱基T和U不同外,②非模板链和④mRNA链的碱基排列顺序也不相同,C错误;
D、真核细胞的核基因转录场所主要是细胞核,翻译场所是细胞质中的核糖体,转录和翻译一般在不同空间发生,图中是边转录边翻译,D错误。
故答案为:B。
【分析】转录和翻译是基因表达的两个关键步骤,它们分别负责将DNA中的遗传信息转移到RNA中,以及将RNA中的信息转化为蛋白质。以下是这两个过程的详细解释:
一、转录过程:
转录是通过称为DNA依赖性RNA聚合酶的酶催化的一系列聚合反应,将DNA链上的遗传信息转移到RNA链中的过程。这是基因表达的第一步,信息从一个结构(DNA)传递到另一个结构(RNA)。
1.起始:
识别特定的DNA序列,称为启动子序列,它表示基因的开始。
RNA聚合酶与启动子结合,然后在特定区域将DNA双螺旋两条链之间的氢键断开,使DNA解旋,形成单链区。
以非编码链(模板链)为模板,开始合成RNA互补链。
2.延长:
RNA链的合成方向是从5'端向3'端。
RNA聚合酶以首位核苷酸的3'-OH为基础逐个加入NTP(核苷三磷酸),形成磷酸二酯键,使RNA逐步延伸。
3.终止:
转录的终止可以由多种机制调控,包括依赖Rho因子和非依赖Rho因子的方式。
终止后,RNA聚合酶与DNA模板分离,释放RNA链。
4.后加工(主要在真核生物中):
转录后修饰包括剪接内含子、添加5'端甲基化帽子和3'端多聚A尾巴等步骤。
二、翻译过程:
翻译是蛋白质合成的过程,其中关于RNA的信息以多肽链的形式表达。这是基因表达的第二步也是最后一步。
1.起始:
mRNA与核糖体结合,形成起始复合体。
核糖体的小亚基识别并结合mRNA上的起始位点(通常是AUG密码子)。
2.延长:
活化氨基酸与tRNA结合,并转运到核糖体上。
氨酰-tRNA进入核糖体的A位,与肽酰-tRNA上的肽链形成新的肽键。
核糖体沿着mRNA移动,逐个翻译密码子,直到遇到终止密码子。
3.终止:
当核糖体遇到终止密码子(UAA、UGA、UAG)时,翻译停止。
释放翻译完成的肽链,同时核糖体从mRNA上解离。
4.后加工(在细胞器中进行):
肽链在内质网和高尔基体中进行折叠和修饰,最终形成具有特定空间结构和功能的蛋白质。
15.(2024高一下·祥云月考)关于下图所示的过程,有关叙述正确的是( )
A.噬菌体在含脱氧核糖核苷酸的溶液中进行①过程
B.正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程
C.③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D.细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用
【答案】B
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、不能将噬菌体放在含有脱氧核糖核苷酸的溶液中进行DNA复制过程,因为噬菌体是病毒,病毒没有细胞结构,并且病毒只能寄生在活细胞中生存繁殖,A错误;
B、正常的真核生物细胞内可进行遗传物质复制和表达过程,即可发生①DNA复制、②转录、⑤翻译过程,B正确;
C、逆转录过程和RNA的复制过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中,所以③④过程常见于RNA病毒侵入细胞时,C错误;
D、细胞中①过程的发生需要解旋酶的催化作用,但RNA是单链,所以④过程的发生不需要解旋酶,D错误。
故答案为:B。
【分析】中心法则(也称为分子生物学的中心教条)是现代生物学中最重要最基本的规律之一,它描述了遗传信息在生物体内的传递和表达过程。中心法则主要包括以下几个过程:
1.DNA复制:这是遗传信息在DNA分子之间的传递过程。在细胞分裂前,DNA分子会进行自我复制,形成两个完全相同的DNA分子,每个新分子都包含与原始分子相同的遗传信息。DNA复制是生物体生长和繁殖的基础。
2.转录:转录是遗传信息从DNA传递到RNA的过程。在转录过程中,DNA的一条链(模板链)被RNA聚合酶读取,并以此为模板合成一条互补的RNA链(mRNA)。这条RNA链将携带DNA中的遗传信息,用于后续的蛋白质合成。
3.翻译:翻译是遗传信息从RNA传递到蛋白质的过程。在翻译过程中,mRNA被核糖体读取,并以此为模板合成多肽链(蛋白质的前体)。这个过程中,mRNA上的遗传信息被转化为蛋白质中的氨基酸序列。
4.逆转录:逆转录是中心法则的补充过程,它描述了在某些病毒(如逆转录病毒)中,RNA可以逆转录成DNA的过程。这个过程需要逆转录酶的参与,并且与DNA复制相反,是遗传信息从RNA向DNA的传递。
5.RNA复制:在某些病毒(如RNA病毒)中,RNA可以直接进行复制,形成新的RNA分子。这个过程与DNA复制类似,但发生在RNA分子之间。
需要注意的是,中心法则的原始表述(由弗朗西斯·克里克于1958年提出)仅包括DNA复制、转录和翻译三个过程,即遗传信息从DNA传递到RNA,再从RNA传递到蛋白质。然而,随着生物学的发展,人们发现了逆转录和RNA复制等过程,这些过程被视为中心法则的补充。
16.(2024高一下·祥云月考)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞,从而一定传给子代个体
【答案】B
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性
【解析】【解答】A、等位基因位于同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因,图中与结肠癌有关的基因位于一组非同源染色体上,所以图示中结肠癌有关的基因不是等位基因,A错误;
B、由图,当4处基因突变累积后,正常细胞才成为癌细胞,由此可知结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果,B正确;
C、基因突变的随机性是指基因突变可以发生在个体发育的任何时期、任何一个DNA分子中,DNA分子任何部位,图中过程可说明随机性,但基因突变是不定向的,C错误;
D、基因突变若发生在配子中,可遗传给后代,基因突变若发生在体细胞中,一般不能遗传给后代,所以基因突变不一定传递给子代,D错误。
故答案为:B。
【分析】基因的增添、缺失和替换是基因突变中的三种主要类型,它们分别描述了DNA序列中基因结构的变化方式。
1.基因的增添:
基因的增添指的是在DNA序列中插入了一段新的基因序列或碱基序列。这种增添可能是由于外界因素(如转座子、病毒整合等)的作用,也可能是由于DNA复制或修复过程中的错误导致的。基因的增添可能改变原有基因的表达模式或产生新的基因功能,但也可能对生物体造成不利影响,如干扰正常基因的表达或引起遗传疾病。
2.基因的缺失:
基因的缺失则是指DNA序列中某段基因序列或碱基序列的丢失。这种缺失同样可以由外界因素(如辐射、化学物质等)引起,也可以是遗传过程中的自发事件。基因的缺失可能导致蛋白质编码的中断或改变,进而影响蛋白质的结构和功能。在某些情况下,基因缺失可能是有害的,但在其他情况下,它可能并不产生明显的表型效应,甚至在某些进化过程中起到积极作用。
3.基因的替换:
基因的替换是指DNA序列中某个或某些碱基被其他碱基所取代,导致基因序列的改变。这种替换可能是点突变的一种形式,即单个碱基的替换;也可能是更大范围的序列替换,如基因重组过程中的片段交换。基因的替换可以改变蛋白质的编码序列,从而影响蛋白质的结构和功能。替换后的基因可能具有新的功能,也可能导致蛋白质功能的丧失或改变。
17.(2024高一下·祥云月考) 下列有关生命科学研究方法与发展过程的叙述,错误的是( )
A.摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过假说—演绎法证明基因在染色体上
B.艾弗里所进行的肺炎链球菌转化实验中,自变量的控制主要遵循了加法原理
C.沃森和克里克研究DNA分子结构时,主要运用了物理模型建构的方法
D.科学家在证明DNA半保留复制的实验中运用了同位素标记技术和离心技术
【答案】B
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;DNA分子的复制;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过假说-演绎法证明基因在染色体上,A正确;
B、艾弗里所进行的肺炎链球菌转化实验中,自变量的控制主要遵循了减法原理,B错误;
C、沃森和克里克研究DNA分子结构时,主要运用了物理模型建构的方法,C正确;
D、科学家在证明DNA半保留复制的实验中运用了同位素标记技术和离心技术,D正确。
故答案为:B。
【分析】在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
18.(2024高一下·祥云月考)蜜蜂的雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成,雄蜂产生精子时,遗传因子数目不减半,一雌蜂和一雄蜂做亲本交配产生F1代,在F1代雌雄个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、Ab、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种,则亲本的基因型( )
A.aabb×AB B.aaBb×Ab C.Aabb×aB D.AABB×ab
【答案】A
【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
【解析】【解答】由F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、Ab、ab四种,可知F1代雌蜂基因型AaBb,又F2代雌蜂基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb,都含有ab,结合F1代雌蜂基因型,可知,F1的雄蜂基因型就是ab,那么要求亲本雌蜂只产生一种配子ab,因此亲本雌蜂为aabb,F1雌蜂基因型为AaBb,因此亲本雄蜂为AB。
故答案为:A。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶在杂合子的细胞中,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,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
19.(2024高一下·祥云月考)囊性纤维化是一种常见的遗传病,研究表明,在大约70%的患者中,编码CFTR蛋白(一种跨膜蛋白)的基因模板链上缺失AAA或AAG三个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,进而影响了CFTR蛋白的结构,使CFTR蛋白转运氯离子的功能异常,该病目前还没有有效的治疗措施。下列相关分析错误的是( )
A.编码苯丙氨酸的密码子为AAA或AAG
B.氨基酸的排列顺序影响蛋白质的空间结构
C.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D.细胞中合成CFTR蛋白需要3种RNA参与
【答案】A
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、编码CFTR蛋白(一种跨膜蛋白)的基因缺失了AAA或AAG三个碱基,则mRNA上缺失了UUU或UUC,且苯丙氨酸的密码子是UUU或UUC,A错误;
B、CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,导致氨基酸的排列顺序发生了改变,进而影响了CFTR蛋白的空间结构,B正确;
C、据题可知,基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C正确;
D、细胞中合成CFTR蛋白需要mRNA(翻译的模板)、tRNA(携带氨基酸)以及rRNA(组成核糖体),D正确。
故答案为:A。
【分析】基因的增添、缺失和替换是基因突变中的三种主要类型,它们分别描述了DNA序列中基因结构的变化方式。
1.基因的增添:
基因的增添指的是在DNA序列中插入了一段新的基因序列或碱基序列。这种增添可能是由于外界因素(如转座子、病毒整合等)的作用,也可能是由于DNA复制或修复过程中的错误导致的。基因的增添可能改变原有基因的表达模式或产生新的基因功能,但也可能对生物体造成不利影响,如干扰正常基因的表达或引起遗传疾病。
2.基因的缺失:
基因的缺失则是指DNA序列中某段基因序列或碱基序列的丢失。这种缺失同样可以由外界因素(如辐射、化学物质等)引起,也可以是遗传过程中的自发事件。基因的缺失可能导致蛋白质编码的中断或改变,进而影响蛋白质的结构和功能。在某些情况下,基因缺失可能是有害的,但在其他情况下,它可能并不产生明显的表型效应,甚至在某些进化过程中起到积极作用。
3.基因的替换:
基因的替换是指DNA序列中某个或某些碱基被其他碱基所取代,导致基因序列的改变。这种替换可能是点突变的一种形式,即单个碱基的替换;也可能是更大范围的序列替换,如基因重组过程中的片段交换。基因的替换可以改变蛋白质的编码序列,从而影响蛋白质的结构和功能。替换后的基因可能具有新的功能,也可能导致蛋白质功能的丧失或改变。
20.(2024高一下·祥云月考) 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列,打乱了编码淀粉分支酶的基因,导致淀粉分支酶出现异常,活性大大降低,进而使细胞内淀粉含量降低。这种变异方式属于( )
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
【答案】A
【知识点】基因重组及其意义;基因突变的类型;染色体结构的变异;染色体数目的变异
【解析】【解答】题意显示,皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列,使淀粉分支酶基因的碱基序列发生了改变,导致淀粉分支酶出现异常 ,故该变异属于基因突变,A正确、BCD错误。
故答案为:A。
【分析】可遗传的变异有三种基因突变、染色体变异和基因重组: (1)基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变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。 (2)基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。 (3)染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
21.(2024高一下·祥云月考)葡萄与爬山虎均是葡萄科常见植物,将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,可获得无子葡萄。下列叙述正确的是( )
A.爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离
B.爬山虎花粉引起葡萄果实发生了基因突变
C.无子葡萄经无性繁殖产生的植株仍结无子果实
D.无子葡萄的果肉细胞含一个染色体组
【答案】A
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;物种的概念与形成
【解析】【解答】A、生殖隔离是指在自然条件下,由于生物之间不能交配或者交配后不能产生可育后代的现象。生物之间无法交配,无法受精或产生后代无法存活、后代不育等都属于生殖隔离。将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,获得的葡萄中没有种子,则爬山虎花粉中的精子与葡萄的卵细胞没有完成受精,由此可知爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离,A正确;
B、涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上的爬山虎花粉是促使葡萄产生生长素,促进子房发育成无子葡萄,该过程引起葡萄果实发生基因突变,而B错误;
C、这种无子葡萄是经生长素作用产生的,其细胞中遗传物质未发生改变,故该无子葡萄经无性繁殖产生的植株在自然条件下结有子果实,C错误;
D、无子葡萄的果肉细胞是由母本子房壁细胞经有丝分裂和分化形成,而母本葡萄是二倍体,所以无子葡萄的果肉细胞含二个染色体组,D错误。
故答案为:A。
【分析】生殖隔离和地理隔离是生物学中两个重要的概念,它们在物种形成和进化过程中起着关键作用。
1.生殖隔离:
生殖隔离是指不同物种或种群之间由于生理、行为或地理上的障碍而无法进行有效的交配和繁殖,从而保持各自的遗传独立性和物种纯度。生殖隔离可以由多种因素引起,包括地理隔离、行为差异、生理结构不兼容等。根据隔离的严重程度,生殖隔离可以分为前/后生殖隔离和强生殖隔离。
生殖隔离在生物进化中的重要性体现在以下几个方面:
(1)阻断基因流:生殖隔离可以阻止不同种群间的基因交流,从而保持各自种群的遗传独特性。
(2)推动物种分化:长期的生殖隔离可以使不同种群在遗传上逐渐分化,形成新的物种。
(3)维持物种稳定:生殖隔离可以防止基因污染,保持物种的适应性和生存能力。
2.地理隔离:
地理隔离是指同一种生物由于地理上的障碍(如山脉、河流、海洋等)而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象。地理隔离是形成生殖隔离的一种重要方式,但并不是唯一的方式。
22.(2024高一下·祥云月考) 下列关于生物变异的叙述,正确的是( )
A.DNA分子中碱基对发生增添、缺失或替换均能导致基因突变
B.新冠病毒传播过程中不断发生变异,最可能是基因突变导致的
C.用高倍显微镜能看到癌细胞中抑癌基因发生了基因突变
D.基因重组可以发生在同源染色体的姐妹染色单体之间
【答案】B
【知识点】基因重组及其意义;基因突变的特点及意义;基因突变的类型
【解析】【解答】A、若碱基对的增添、缺失或替换发生在DNA分子不具有遗传效应的片段,因此不会导致基因突变,A错误;
B、新冠病毒的可遗传变异来源只有基因突变一种,因此新冠病毒传播过程中不断发生变异,最可能是基因突变导致的,B正确;
C、基因突变在光学显微镜下观察不到,C错误;
D、基因重组可以发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,即同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组,D错误。
故答案为:B。
【分析】生物变异是指生物体在遗传物质、基因型或表型上发生的可遗传变化。根据变异发生的原因,生物变异可以分为以下几类:
基因突变:基因内部发生的改变,包括点突变、插入或缺失突变等。这些突变可能导致蛋白质结构和功能的改变,从而影响生物体的性状。
基因重组:指在有性生殖过程中,来自双亲的基因重新组合,形成新的基因型。这种变异可以增加生物体的遗传多样性。
染色体变异:包括染色体数目变异和结构变异。染色体数目变异如三体、单体等,结构变异如缺失、重复、倒位、易位等。这些变异可能影响生物体的性状和遗传信息的表达。
23.(2024高一下·祥云月考)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,正确的是( )
A.实验中的“低温”是指零上4℃左右
B.植物细胞指洋葱的外表皮细胞
C.卡诺氏液的作用是解离组织细胞
D.直接用高倍镜观察染色体数目发生变化的细胞
【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、实验中将根尖放入零上4℃左右的条件下,使根尖细胞染色体数目加倍,由此可知“低温”是指零上4℃左右,A正确;
B、实验选择的是根尖分生区细胞,因为洋葱的外表皮细胞不能分裂,B错误;
C、卡诺氏液的作用是固定细胞形态,而不是解离组织细胞,C错误;
D、需要先在低倍镜下找到细胞,再使用高倍镜观察,不可直接使用高倍镜观察,D错误。
故答案为:A。
【分析】低温诱导染色体数目实验是一个重要的生物学实验,用于观察和研究低温对植物染色体数目的影响。以下是该实验的主要内容和步骤:实验原理:
用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体不能被拉向两极,以致细胞不能分裂成两个子细胞,从而导致染色体数目发生变化。
实验材料与用具:
实验材料:通常选用具有分裂能力的植物组织,如洋葱的根尖分生区细胞。
实验用具:培养皿、滤纸、布、杯子、剪刀、显微镜、玻片、盖玻片、卡诺氏液(用于固定细胞形态)、改良苯酚品红染液(或其他碱性染液)、体积分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精等。
实验步骤:
1.诱导培养:将植物(如洋葱)置于装满清水的广口瓶上,让洋葱底部接触瓶中的水面,诱导其生长不定根。待洋葱长出约1cm长的不定根后,进行低温诱导处理。
2.低温诱导:将长出不定根的洋葱放入冰箱中,在4℃条件下培养36小时。
3.固定细胞形态:剪取低温诱导后的根尖0.5~1cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5~1小时,以固定细胞形态。然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,洗去附着在根尖表面的卡诺氏液。
4.制作装片:经过解离(使细胞分离开)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用碱性染液进行染色)等步骤后,将细胞制成装片。
5.观察:使用显微镜先低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相,再换用高倍镜观察。视野中应既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。
实验结果与分析:
通过观察和计数,可以发现低温诱导后植物细胞的染色体数目发生了明显变化。这种变化是植物对寒冷环境的一种适应机制,有助于提高植物的抗寒能力。
24.(2024高一下·祥云月考)下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,不正确的是( )
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.多倍体一定是由受精卵发育而来的
C.体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体
D.由六倍体小麦的配子发育成单倍体中有三个染色体组
【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、一个染色体组中不含同源染色体,因为每套非同源染色体才称为一个染色体组,A正确;
B、用秋水仙素处理二倍体幼苗获得的四倍体,所以多倍体不一定是由受精卵发育而来的,B错误;
C、体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体,C正确;
D、由配子发育直接而来的个体,体细胞中不管含几个染色体组,都称为单倍体,所以由六倍体小麦的配子发育成的单倍体中有三个染色体组,D正确。
故答案为:B。
【分析】染色体组、单倍体和多倍体是生物学中涉及染色体结构和数量的重要概念。以下是对这些概念的详细解释:
染色体组:
染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,这些染色体在形态和功能上各不相同,但又互相协助,携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。一个染色体组中的染色体都是非同源的,即它们之间没有相互配对的染色体。这个概念最初由H. Winkler在1920年提出,后来经过木原均等人的发展,赋予了其功能上的含义。
单倍体:
单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。简单来说,就是由配子(如精子或卵细胞)直接发育而成的个体。单倍体的体细胞中可能含有一个或多个染色体组,这取决于原物种的染色体组数。例如,二倍体生物的单倍体含有一个染色体组,而四倍体生物的单倍体则含有两个染色体组。单倍体一般比较矮小纤弱,且高度不育,因为它们在进行减数分裂时容易发生联会紊乱。
多倍体:
多倍体则是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。多倍体在生物界中广泛存在,特别是在高等植物中更为常见。多倍体的形成可以通过染色体复制后细胞不分裂,导致染色体成倍增加(形成同源多倍体),也可以通过不同物种杂交产生(形成异源多倍体)。多倍体植株通常具有茎粗、叶大、花大、果实大等特点,但生长速度可能较慢,且往往晚熟。此外,多倍体植株的营养物质含量(如糖类和蛋白质)通常也会有所增加。
总结:
染色体组是细胞中的一组非同源染色体,携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。单倍体是由配子直接发育而成的个体,其体细胞中含有本物种配子染色体数目的染色体组。而多倍体则是体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体,在生物界中广泛存在,并具有一系列独特的生物学特性。
25.(2024高一下·祥云月考)考古学家从岩土沉积物中提取古生物遗骸DNA或蛋白质分子并和现代生物的分子信息库进行比对,作为研究生物进化的细胞和分子水平上的证据。下列叙述错误的是( )
A.两种生物的DNA单链形成的杂合双链区的部位越多,说明亲缘关系越近
B.细胞和分子水平上的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
C.比较细胞色素C氨基酸序列的差异作为证据是因为进化过程中其分子结构相对稳定
D.细胞色素C氨基酸序列相同的两个生物个体不一定是同一个物种
【答案】B
【知识点】生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、形成杂合双链区的部位越多,DNA碱基序列的一致性越高,说明在生物进化过程中,DNA碱基序列发生的变化越小,亲缘关系越近,A正确;
B、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,B错误;
C、细胞素色C是细胞中普遍含有的一种蛋白质,不同物种之间的亲缘关系越近,其细胞色素C的结构越相似,反之差异越大。可以根据不同生物细胞色素C的氨基酸序列推测这些生物的亲缘关系,因为生物虽然朝着不同的方向进化,但是细胞色素C的很多氨基酸序列的进化非常保守,C正确;
D、由于细胞色素C的很多氨基酸序列的进化是非常保守的,进化过程中其分子结构相对稳定,但两个生物个体细胞色素C氨基酸序列相同也不能证明这两个生物体一定是同一个物种,D正确。
故答案为:B。
【分析】研究生物进化在细胞和分子水平上的证据主要包括以下几个方面:
1.细胞的共同特征:
当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,这些细胞具有共同的物质基础和结构基础。这些共同特征支持了生物有共同祖先的论点。不同生物的细胞在结构和功能上的相似性,以及它们都能够进行基本的生命活动,如代谢和增殖,是生物进化在细胞水平上的重要证据。
2.生物大分子的结构和功能变化:
随着分子生物学的不断发展,进化研究也进入了分子进化的研究水平。分子进化是指生物进化过程中生物大分子(核酸和蛋白质)结构和功能的变化以及这些变化与生物进化的关系。DNA和蛋白质等生物大分子的结构和功能在进化过程中发生了显著的变化,这些变化记录了生物进化的历史。通过比较不同生物DNA和蛋白质的序列和结构,可以推断出它们之间的进化关系。
3.基因序列的相似性:
每个物种的基因都有一段来自其祖先的传承历史。在生物进化的过程中,一般情况下从低等到高等,基因的数量是逐渐增加的;同时,DNA中的碱基序列也发生了变化。基于基因的DNA序列比对数据,可以推断出相应物种之间的进化关系。物种之间基因的DNA序列相似程度越高,其亲缘关系就越近。例如,黑猩猩与人的DNA相似性最高,这表明黑猩猩与人的亲缘关系更近。
4.同源基因和同源蛋白质:
同源基因是具有共同的进化起源,序列结构和功能相似的基因。同源蛋白质则是在不同生物中功能相似、氨基酸序列也相似的蛋白质。这些同源基因和同源蛋白质的存在,进一步支持了生物有共同祖先的论点。例如,细胞色素c是电子传递链上的关键蛋白质,从需氧的原核生物到人类,都有细胞色素c,并且其氨基酸序列具有很高的相似性。
5.蛋白质结构的保守性:
蛋白质的结构比其序列更加保守。通过比较蛋白质的空间结构,可以发现蛋白质的结构共性,这对于研究蛋白质的功能和蛋白质之间的进化关系有重要意义。例如,细胞色素c的分子结构是比较保守的,其空间结构中与血红素结合直接有关的区域是保守的,这对于细胞色素c的功能是十分重要的。
26.(2024高一下·祥云月考)漫长的进化历程中,鸟类很多构造都被舍弃了以减轻体重,例如,飞翔的鸟类没有膀胱和直肠,通过泄殖腔及时将粪尿混合物排出体外,使鸟类变得更轻,飞得更快,下列有关说法错误的是( )
A.用拉马克的观点解释鸟类无膀胱:因为长期不用膀胱储存尿液导致膀胱退化
B.用达尔文的观点解释鸟类无直肠:因为无直肠的个体容易生存,容易留下后代
C.鸟类通过减轻体重适应环境,不会改变环境,所以没有发生与环境的协同进化
D.通过比较鸟类的DNA和蛋白质的差异可以判断它们的亲缘关系远近及进化顺序
【答案】C
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;生物具有共同的祖先;自然选择与适应
27.(2024高一下·祥云月考)狍属于鹿科动物。在鹿科动物中,物种间线粒体中Cytb基因序列差异约在4%~12%之间。某研究发现,中国东北狍与西伯利亚狍、欧洲狍的线粒体中Cytb基因序列差异分别为1.61%、4.21%。下列有关叙述正确的是( )
A.基因组测序为鹿科动物的分类提供了细胞水平证据
B.中国东北狍与欧洲狍在自然条件下能进行基因交流
C.中国东北狍与西伯利亚狍、欧洲狍一定属于同一物种
D.自然选择在中国东北狍的进化过程中起着主导作用
【答案】D
【知识点】物种的概念与形成;生物具有共同的祖先;自然选择与适应
【解析】【解答】A、基因组测序为鹿科动物的分类提供了分子水平证据,A错误;
B、由题可知物种间线粒体中Cytb基因序列差异约在4%~12%之间,中国东北狍与欧洲狍的线粒体中Cytb基因序列差异为4.21%,所以中国东北狍与欧洲狍属于不同物种,并且中国东北狍与欧洲狍在自然条件下不能进行基因交流,B错误;
C、由B项,中国东北狍与欧洲狍不属于同一物种,中国东北狍与西伯利亚狍的线粒体中Cytb基因序列差异为1.61%,故中国东北狍与西伯利亚狍可能属于同一物种,C错误;
D、在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,该过程导致生物朝着一定的方向不断进化;所以自然选择在中国东北狍的进化过程中起着主导作用,D正确。
故答案为:D。
【分析】现代生物进化理论是基于达尔文自然选择学说发展而来的,它更加深入地解释了生物进化的机制和过程。以下是现代生物进化理论的主要内容:
1.种群是生物进化的基本单位:
现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,而不是单一的生物个体。种群是指生活在同一地域的同种生物的所有个体,它们通过基因交流保持遗传联系。
2.遗传变异是生物进化的原材料:
遗传变异是生物进化的基础,它提供了生物进化的原材料。遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异等过程。这些变异在种群中是不定向的,既有有利的变异,也有不利的变异。
3.自然选择决定生物进化的方向:
在自然环境中,生物面临着各种生存压力,如食物短缺、天敌捕食等。那些具有有利变异的个体更有可能在生存斗争中获胜,并将这些有利变异遗传给后代。经过长期的自然选择,有利变异在种群中逐渐积累,导致生物朝着一定的方向进化。
4.生物进化的实质是种群基因频率的改变:
现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于遗传变异、基因重组和自然选择等因素的作用,种群中的基因频率会不断发生变化。这些变化在长时间尺度上累积,导致生物种群在遗传上发生显著变化,进而形成新的物种。
5.隔离在物种形成中的作用:
隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配。隔离包括地理隔离和生殖隔离两种形式。地理隔离使不同种群之间无法进行基因交流,从而导致它们朝着不同的方向进化。当这种差异达到一定程度时,就会形成生殖隔离,即种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代。这时,一个新的物种就形成了。
6.进化理论的证据和支持:
现代生物进化理论得到了大量证据的支持,包括化石记录、生物地理学、比较解剖学、生物化学和分子生物学等。这些证据从不同角度证明了生物进化的存在和机制。
28.(2024高一下·祥云月考)下列关于进化的叙述正确的是( )
A.生物进化的实质是种群基因频率发生定向改变。其方向由自然选择决定
B.斑马和驴杂交能产生后代斑驴兽或驴斑兽,斑马和驴之间不存在生殖隔离
C.所有生物的生命活动都是靠能量驱动的,这可以作为生物都有共同祖先的证据
D.一个种群中的全部个体所含有的全部A和a基因叫作这个种群的基因库
【答案】A
【知识点】基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变,A正确;
B、斑马和驴属于两个物种,存在生殖隔离,因为能交配并产生可育后代的两种生物才属于同一物种,斑驴兽或驴斑兽不可育,故二者不是一个物种,B错误;
C、并非所有生物的生命活动都是靠能量驱动的,有些生命活动不需要能量,如水的吸收,C错误;
D、一个种群中全部个体所含有的全部基因,是这个种群的基因库,D错误。
故答案为:A。
【分析】现代生物进化理论是基于达尔文自然选择学说发展而来的,它更加深入地解释了生物进化的机制和过程。以下是现代生物进化理论的主要内容:
1.种群是生物进化的基本单位:
现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,而不是单一的生物个体。种群是指生活在同一地域的同种生物的所有个体,它们通过基因交流保持遗传联系。
2.遗传变异是生物进化的原材料:
遗传变异是生物进化的基础,它提供了生物进化的原材料。遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异等过程。这些变异在种群中是不定向的,既有有利的变异,也有不利的变异。
3.自然选择决定生物进化的方向:
在自然环境中,生物面临着各种生存压力,如食物短缺、天敌捕食等。那些具有有利变异的个体更有可能在生存斗争中获胜,并将这些有利变异遗传给后代。经过长期的自然选择,有利变异在种群中逐渐积累,导致生物朝着一定的方向进化。
4.生物进化的实质是种群基因频率的改变:
现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于遗传变异、基因重组和自然选择等因素的作用,种群中的基因频率会不断发生变化。这些变化在长时间尺度上累积,导致生物种群在遗传上发生显著变化,进而形成新的物种。
5.隔离在物种形成中的作用:
隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配。隔离包括地理隔离和生殖隔离两种形式。地理隔离使不同种群之间无法进行基因交流,从而导致它们朝着不同的方向进化。当这种差异达到一定程度时,就会形成生殖隔离,即种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代。这时,一个新的物种就形成了。
6.进化理论的证据和支持:
现代生物进化理论得到了大量证据的支持,包括化石记录、生物地理学、比较解剖学、生物化学和分子生物学等。这些证据从不同角度证明了生物进化的存在和机制。
29.(2024高一下·祥云月考)如图是关于现代生物进化理论的概念图,下列分析合理的是( )
A.①直接作用于生物个体的表型
B.基因突变和重组、①③是新物种形成的3个基本条件
C.④表示地理隔离,是新物种形成的标志之一
D.⑤表示生物多样性,是协同进化的结果
【答案】A
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、①自然选择直接作用于生物个体的表型,A正确;
B、基因突变和重组、①自然选择、③④隔离是新物种形成的3个基本条件,B错误;
C、④表示生殖隔离,生殖隔离是新物种形成的标志之一,C错误;
D、⑤表示生态系统多样性,生态系统的多样性是协同进化的结果,D错误。
故答案为:A。
【分析】现代生物进化理论是基于达尔文自然选择学说发展而来的,它更加深入地解释了生物进化的机制和过程。以下是现代生物进化理论的主要内容:
1.种群是生物进化的基本单位:
现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,而不是单一的生物个体。种群是指生活在同一地域的同种生物的所有个体,它们通过基因交流保持遗传联系。
2.遗传变异是生物进化的原材料:
遗传变异是生物进化的基础,它提供了生物进化的原材料。遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异等过程。这些变异在种群中是不定向的,既有有利的变异,也有不利的变异。
3.自然选择决定生物进化的方向:
在自然环境中,生物面临着各种生存压力,如食物短缺、天敌捕食等。那些具有有利变异的个体更有可能在生存斗争中获胜,并将这些有利变异遗传给后代。经过长期的自然选择,有利变异在种群中逐渐积累,导致生物朝着一定的方向进化。
4.生物进化的实质是种群基因频率的改变:
现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于遗传变异、基因重组和自然选择等因素的作用,种群中的基因频率会不断发生变化。这些变化在长时间尺度上累积,导致生物种群在遗传上发生显著变化,进而形成新的物种。
5.隔离在物种形成中的作用:
隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配。隔离包括地理隔离和生殖隔离两种形式。地理隔离使不同种群之间无法进行基因交流,从而导致它们朝着不同的方向进化。当这种差异达到一定程度时,就会形成生殖隔离,即种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代。这时,一个新的物种就形成了。
6.进化理论的证据和支持:
现代生物进化理论得到了大量证据的支持,包括化石记录、生物地理学、比较解剖学、生物化学和分子生物学等。这些证据从不同角度证明了生物进化的存在和机制。
30.(2024高一下·祥云月考)下列关于图解的理解正确的是( )
A.分离定律的实质表现在图甲中①②③
B.自由组合定律的实质表现在图乙中的④⑤⑥
C.图甲中③过程的随机性是子代Aa占1/2的原因之一
D.图乙中子代aaBB的个体在aaB_中占的比例为1/16
【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
【解析】【解答】A、分离定律的实质是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,表现在图甲中①②,而不是①②③,A错误;
B、自由组合定律的实质是在减数分裂过程中,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,表现在图乙中的④⑤,而不是④⑤⑥,B错误;
C、图甲中③过程代表在受精作用中雌、雄配子的随机结合,③过程的随机性是子代Aa占1/2的原因之一,C正确;
D、在图乙的子代中,aaB_个体包括1/8aaBb和1/16aaBB,所以子代中aaBB的个体在aaB_中占的比例为1/3,D错误。
故答案为:C。
【分析】减数分裂和受精作用是生物有性生殖过程中的两个关键步骤,它们共同确保了生物体在遗传上的稳定性和多样性。
减数分裂:
减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。在这个过程中,DNA只复制一次,但细胞会连续分裂两次,最终形成四个子细胞,每个子细胞的染色体数目只有母细胞的一半。因此,减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子,即精子和卵细胞。
减数分裂的全过程可以划分为四个阶段:间期Ⅰ、减数分裂Ⅰ、间期Ⅱ和减数分裂Ⅱ。其中,减数分裂Ⅰ包括前期Ⅰ(细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期)、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ,是遗传物质交换与重组的主要阶段。减数分裂Ⅱ则相对简单,主要是染色体的分离和细胞的分裂。
受精作用:
受精作用是指精子和卵细胞融合形成受精卵的过程。在受精作用进行时,通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。随后,在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜,以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久,里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇,使彼此的染色体会合在一起。这样,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
受精作用是一个复杂的过程,包括精子穿过放射冠、透明带和卵细胞膜,以及原核的形成和配子的配合等阶段。在受精过程中,还会发生一系列的生化反应,如顶体反应、皮层反应和原核融合等。
减数分裂和受精作用的意义:
减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,以及生物的遗传和变异,都是十分重要的。减数分裂通过减少染色体数目,确保了生殖细胞在遗传上的稳定性和多样性;而受精作用则通过精子和卵细胞的融合,重新组合了遗传物质,为后代的发育提供了物质基础。
31.(2024高一下·祥云月考)某自花传粉或异花传粉的二倍体植物,其花色有紫色、红色、黄色和白色,分别由复等位基因A、a1、a2、a3控制,基因的显隐性关系为:A>a1>a2>a3,其中a3a3个体有50%的死亡,将紫花(Aa3)自交得F1。下列叙述错误的是( )
A.控制花色的基因A、a1、a2、a3的遗传遵循基因的分离定律
B.将F1中的紫花与白花个体杂交,子代基因型和花色均最多有4种
C.F1的基因型及比例为AA:Aa3:a3a3=2:4:1
D.若含A的花粉50%不育,则Aa1自交后代紫花中稳定遗传的占1/4
【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、控制花色的复等位基因A、a1、a2、a3之间互为一对等位基因,遵循基因分离定律,A正确;
B、a3a3个体有50%的死亡,Aa3自交后代中,AA(紫色):Aa3:(紫色)a3a3(白色)=1:2:(1×50%)=2:4:1,将F1中的紫花与白花个体杂交,即AA与a3a3杂交或Aa3与a3a3杂交,子代基因型和花色均最多有2种,B错误;
C、a3a3个体有50%的死亡,Aa3自交后代中,AA(紫色):Aa3:(紫色)a3a3(白色)=1:2:(1×50%)=2:4:1,C正确;
D、若含A的花粉50%不育,Aa1产生的雌配子中A:a1=1:1,Aa1产生的雌配子中A:a1=1:2,Aa1自交后代的基因型及比例为:AA(紫色):Aa1(紫色):a1a1(红色)=1:3:2,Aa1自交后代紫花中稳定遗传的AA占1/4,D正确。
故答案为:B。
【分析】基因分离定律,又称孟德尔第一定律,是奥地利科学家孟德尔通过豌豆杂交试验发现的遗传学基本规律之一。其适用范围主要包括以下几个方面:
1.细胞核遗传:
基因分离定律主要适用于细胞核遗传,即细胞核内染色体的遗传。细胞核遗传的变异主要发生在细胞的有性生殖过程中,通过精子和卵细胞的形成实现。
2.真核生物的形状遗传:
基因分离定律适用于真核生物的形状遗传,即生物体中由细胞核基因控制的形状的遗传。这些形状包括生物体的形态、生理和生化特征等。
3.进行有性生殖的性状遗传:
基因分离定律适用于进行有性生殖的性状遗传。有性生殖是指生物体通过雌雄配子的结合形成后代的生殖方式。在有性生殖过程中,父母双方的基因通过配子遗传给后代,因此基因分离定律在有性生殖中起重要作用。
4.一对相对性状的遗传:
基因分离定律适用于一对相对性状的遗传。相对性状是指同一性状的不同表现类型,如豌豆花色中的红花和白花。在孟德尔的实验中,他通过研究一对相对性状的遗传,发现了基因分离定律。
32.(2024高一下·祥云月考)下列甲、乙、丙、丁图分别是基因型为AaBb的某生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请据图判断下列说法错误的是( )
A.图甲中细胞①对应图乙中的AB段
B.图甲中对应图乙HI段的是细胞③④
C.图甲中对应图丙Ⅱ时期的是细胞①②
D.图甲中细胞④对应图丁的I阶段
【答案】D
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、图甲的①处于有丝分裂中期,对应图乙的AB段,并且AB段包括有丝分裂间期、前期和中期,A正确;
B、HI段是减数第二次分裂及以后的时期,图甲可对应的时期是③减数第二次分裂中期和④减数第二次分裂后期,B正确;
C、图丙②时期是有丝分裂前期和中期或减数第一次分裂所有时期,对应图甲的①有丝分裂中期和②减数第一次分裂后期,C正确;
D、图甲的④是减数第二次分裂后期,没有染色单体,图丁I阶段为体细胞还未进行有丝或者减数分裂,所以细胞④不对应图丁的Ⅰ阶段,D错误。
故答案为:D。
【分析】有丝分裂和减数分裂是两种不同的细胞分裂方式,它们在细胞遗传物质的分配和子细胞产生方面存在显著差异。
有丝分裂:
有丝分裂是真核细胞进行体细胞增殖的主要方式,它通过将染色体数目保持不变的方式,产生两个遗传信息相同的子细胞。有丝分裂包括四个阶段:前期、中期、后期和末期。在有丝分裂过程中,细胞核内的染色体首先复制,然后通过纺锤体的形成和染色体向两极的移动,将染色体均等地分配到两个子细胞中。
减数分裂:
减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式。与有丝分裂不同,减数分裂在细胞分裂前只复制一次DNA,但会连续进行两次分裂,最终产生四个子细胞,每个子细胞的染色体数目只有母细胞的一半。因此,减数分裂的结果是形成单倍体(n)配子,即精子和卵细胞。
有丝分裂与减数分裂的区别:
1.染色体复制次数:
有丝分裂:DNA复制一次,细胞分裂一次;
减数分裂:DNA复制一次,细胞连续分裂两次。
2.染色体分离方式:
有丝分裂:同源染色体不分离,染色体随机分配到两个子细胞中;
减数分裂:同源染色体分离,通过随机组合形成不同的配子。
3.子细胞染色体数目:
有丝分裂:子细胞染色体数目与母细胞相同;
减数分裂:子细胞染色体数目为母细胞的一半。
4.结果:
有丝分裂:产生两个遗传信息相同的体细胞;
减数分裂:产生单倍体的配子,为有性生殖提供基础。
33.(2024高一下·祥云月考)下列关于放射性同位素标记的有关说法正确的是( )
A.某生物卵原细胞(2N=4)的每对同源染色体中有一条染色体的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂。处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有2条
B.某生物体细胞中有1对同源染色体,将该细胞置于3H的培养基中培养一段时间后,使其DNA均被带上放射性。若让其连续分裂2次,产生的子细胞中具有放射性的细胞有4个
C.将一条链被15N标记的某DNA分子(第1代),转移到含14N的培养基上培养到第n代,则只含14N的DNA分子为2n-2
D.用3H、15N、32P和35S标记的噬菌体侵染细菌,可在子代噬菌体的DNA中找到3H、15N、32P
【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA复制是半保留复制,该生物的卵原细胞(2N=4)的每对同源染色体中的一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标记,该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂,所以复制后的每个DNA分子均有一条链被标记,由此可知处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有4条,A错误;
B、某生物的体细胞中有1对同源染色体,将该体细胞置于3H的培养基中培养一段时间后,使其DNA均被标上放射性,在第一次分裂结束后产生的子细胞中均有放射性标记,但继续分裂一次后,具有放射性的DNA分子将随机分配,产生的子细胞中具有放射性的细胞可能有4个,也可能两2个,也可能3个,B错误;
C、将一条链被15N标记的某DNA分子(第1代),转移到含14N的培养基上培养到第n代,则只含14N的分子为2n-1,C错误;
D、噬菌体只把DNA注入细菌体内,利用细菌体内的原料合成子代噬菌体,S是蛋白质特有的元素,DNA含有H、N、P,用3H、15N、32P和35S标记的噬菌体侵染细菌,可在子代噬菌体的DNA中找到3H、15N、32P,D正确。
故答案为:D。
【分析】DNA的复制过程是一个复杂而精细的生物化学过程,它确保了生物体在遗传上的稳定性和连续性。以下是DNA复制过程的主要步骤:1. 起始阶段:
解旋:在DNA复制开始时,双链DNA分子在拓扑异构酶、解链酶和单链DNA结合蛋白等酶的作用下,局部解开双螺旋结构,形成单链DNA分子,并产生复制叉。复制叉是DNA复制过程中解旋酶结合并解开DNA双链的起始点。
RNA引物合成:在复制叉上,引物酶识别并结合到单链DNA模板上,催化合成一段RNA短链作为引物。RNA引物的长度通常为几个到几十个核苷酸,其3'端含有游离的羟基,用于后续DNA链的合成。
2. 复制阶段:
DNA链的延长:在RNA引物提供3'-OH末端的基础上,DNA聚合酶(如DNA聚合酶Ⅲ)催化DNA链的延长。由于DNA聚合酶只能催化5'→3'方向的链合成,因此一条链(前导链)能够连续合成,而另一条链(后随链)则分段合成,形成冈崎片段。
冈崎片段的连接:随着复制的进行,后随链上会形成多个冈崎片段。当冈崎片段延长至一定长度后,DNA聚合酶Ⅰ会水解RNA引物,并催化合成一段DNA填补空缺,随后DNA连接酶将相邻的DNA片段连接起来,形成完整的DNA链。
3. 终止阶段:
复制终止:DNA复制在特定的基因位点终止,该位点的终止序列被特定的蛋白质识别并结合,阻止了复制叉的前进,从而终止复制过程。在细菌中,当两个复制叉在染色体的另一端相遇时,复制也会终止。
复制特点:
半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一个单链为模板,合成两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一个亲代DNA链。
双向复制:DNA复制从特定位点开始,可以单向或双向进行,但以双向复制为主。
半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向合成DNA链,因此前导链的合成是连续的,而后随链的合成则是不连续的,形成冈崎片段。
34.(2024高一下·祥云月考)人类在生产和生活中大量使用抗生素是引起细菌抗药性增强的重要原因。最近研究也表明 细菌耐药性的扩散也不完全是被动的,耐药菌能够通过一些生理作用把易感细菌转化为抗药性细菌。下图是细菌抗药性形成示意图,有关叙述正确的是( )
A.由于不同浓度抗生素的处理导致细菌个体间产生了抗药性的差异
B.由此可以推测适时更换不同种类的抗生素可以减缓更强抗药性细菌的产生
C.导致细菌种群强抗药性基因的频率提高的过程是图中的 b、d
D.抗药性细菌接触并使易感细菌发生抗药性转化的这种变异属于基因突变
【答案】B
【知识点】基因重组及其意义;基因频率的概念与变化;自然选择与适应
【解析】【解答】A、细菌的抗药性变异在使用抗生素之前就已经存在,只是通过抗生素的选择作用,具有抗药性的个体被选择而保留下来,所以不是由于不同浓度抗生素的处理导致细菌个体间产生了抗药性的差异,A错误;
B、适时更换不同种类的抗生素可以减缓更强抗药性细菌的产生,因为长期使用同一种抗生素,会通过a、c过程产生耐该抗生素的菌群,B正确;
C、通过抗生素的选择作用a、c,不具有抗药性的个体被杀死,具有抗药性的个体被选择而保留下来,所以导致细菌种群强抗药性基因的频率提高的过程是图中的a、c,C错误;
D、若易感细菌接触抗药性细菌后发生抗药性转化,即抗药性的相关基因转移到了易感细菌体内,该变异属于基因重组,D错误。
故答案为:B。
【分析】抗药性和基因的定向选择之间存在密切的关系。
首先,抗药性(也称为耐药性)是指生物体(如细菌、病毒、寄生虫或昆虫等)在接触药物后,逐渐产生对药物不敏感或抵抗药物作用的能力。这种抗药性的产生往往与生物体内部的遗传变异有关。具体来说,抗药性基因是使生物体或细胞具有抵抗某种药物特性的基因,多为突变型微生物的质粒DNA所具有的能编码对药物具有抗性产物的基因。
其次,基因的定向选择是自然选择的一种形式,它是指在一定时期内,环境对生物体个体的性状进行筛选,使得适应环境的性状得到保留和传递,而不适应环境的性状则被淘汰。在药物使用的背景下,农药或抗生素等药物会对生物体种群中的个体进行选择,那些具有抗药性变异的个体更有可能在药物环境中生存下来并繁殖后代,从而将抗药性基因传递给下一代。
因此,可以说抗药性的产生是基因定向选择的结果。在未使用农药或抗生素之前,生物体种群中就存在少量的抗药性变异个体。当药物被使用时,这些药物会对种群中的个体进行选择,使得抗药性个体逐渐增多,种群的抗药性基因频率也随之增加。随着时间的推移,药物对害虫或病原体的防治效果会越来越差,这就是因为种群中已经积累了大量的抗药性基因。
需要注意的是,抗药性的产生是一个复杂的生物学过程,它不仅与基因的定向选择有关,还受到多种因素的影响,如药物的种类、使用方式、环境条件等。因此,在防治害虫或病原体时,需要综合考虑多种因素,制定合理的防治策略,以延缓或避免抗药性的产生。
35.(2024高一下·祥云月考)生物兴趣小组开展人类遗传病发病率和遗传方式的调查活动,发现某家系同时有甲遗传病(基因为A、a)和乙遗传病(基因为B、b)患者,系谱如图1;对部分家庭成员是否携带甲病基因进行核酸分子检测,结果如图2,已知乙病为常染色体遗传病,且在人群中的发病率为1/10000。上述基因均不位于Y染色体上,下列叙述错误的是( )
A.甲病属于常染色体隐性遗传病
B.Ⅲ9是患病男孩的概率是11/27
C.Ⅱ7同时携带两种致病基因的概率是4/9
D.Ⅱ7与另一健康男子再婚,生一个患乙病孩子的概率约为1/303
【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化;基因诊断和基因治疗;调查人类遗传病
【解析】【解答】A、若只考虑甲病,由图2,根据限制酶切点的位置看出正常基因通过限制酶切成两段基因片段,突变基因通过限制酶切下为一整个基因片段。Ⅰ2只有一种突变基因片段,Ⅰ2是纯合子,Ⅰ3、Ⅰ4有3种不同的基因片段,分别是正常基因和突变基因,说明Ⅰ3、Ⅰ4均为杂合子,Ⅱ8有两个正常基因片段,Ⅱ8为纯合子;由图1可知,Ⅰ2患甲病,Ⅰ3、Ⅰ4均为正常个体,Ⅱ8不患甲病;故突变基因为甲病致病基因,甲病为隐性遗传病。若甲病为伴X染色体隐性遗传病,则图1中Ⅰ3、Ⅰ4基因型不同,酶切结果也不同,与图示结果不符,故可判断甲病是常染色体隐性遗传病,A正确;
B、由A项,只考虑甲病:I2基因型为aa,I3和I4基因型均为Aa,Ⅱ8基因型为AA;由图1可知Ⅱ6基因型为aa,Ⅱ7基因型为1/3AA、2/3Aa;则Ⅲ9患甲病(aa)的概率为2/3×1/2=1/3;分析乙病(只考虑乙病):正常个体I3和I4的子代Ⅱ8患乙病,则乙病属于隐性遗传病,根据题干信息可知,乙病属于常染色体隐性遗传病,则Ⅱ8基因型为bb,故I3和I4基因型均为Bb,Ⅱ7基因型为1/3BB、2/3Bb;Ⅱ5患乙病基因型为bb,则I1和I2基因型均为Bb,故Ⅱ6基因型为1/3BB、2/3Bb;由Ⅱ6和Ⅱ7乙病基因型可以得出Ⅲ9患乙病(bb)的概率为2/3×2/3×1/4=1/9,故Ⅲ9患病的概率是患甲病的概率+患乙病的概率+同时患甲病和乙病的概率=1/3+1/9+1/3×1/9=13/27,Ⅲ9患病男孩的概率是13/27×1/2=13/54,B错误;
C、根据B项,只考虑甲病,Ⅱ7基因型为1/3AA、2/3Aa;只考虑乙病,Ⅱ7基因型为1/3BB、2/3Bb;则Ⅱ7同时携带两种致病基因的概率是2/3×2/3=4/9,C正确;
D、只考虑乙病,Ⅱ7基因型为1/3BB、2/3Bb;由题干信息乙病在人群中的发病率为1/10000,则b基因频率为1/100,B基因频率为99/100,BB=(99/100)2,Bb的基因型频率=2×1/100×99/100,该健康男子为Bb的概率=Bb/(BB+Bb)=Bb/(1-bb)=2/101;Ⅱ7与另一健康男子再婚,要生一个患乙病的孩子,则Ⅱ7的基因型为Bb,健康男子的基因型为Bb,故Ⅱ7与另一健康男子再婚,生一个患乙病孩子(bb)的概率为=2/3×2/101×1/4=1/303,D正确。
故答案为:B。
【分析】一、分析甲病:根据限制酶切点的位置看出正常基因通过限制酶切成两段基因片段,突变基因通过限制酶切下为一个基因片段。I3、Ⅰ4有3个不同的基因片段,故I3、I4同时含有正常基因和突变基因,为杂合子;Ⅱ8也不患甲病,但有两个基因片段,故Ⅱ8为只有正常基因的纯合子;Ⅰ2只有一段基因片段,即只有突变的基因,且据图1可知I2患甲病,故突变基因为甲病致病基因,甲病为隐性遗传病,若甲病为伴X染色体隐性遗传病,则图1中Ⅰ3、Ⅰ4基因型不同,酶切结果也不同,与图示结果不符,故可判断甲病是常染色体隐性遗传病,致病基因为a;只考虑甲病,则I2基因型为aa,I3和I4基因型均为Aa,Ⅱ8基因型为AA。
二、分析乙病:I1和I2、I3和I4都不患乙病,但I1和I2的子代Ⅱ5、I3和I4的子代Ⅱ8患乙病,可确定乙病为隐性遗传病,结合题干信息,确定乙病为常染色体隐性遗传病,假设致病基因为b。
三、人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病,这些疾病可以通过遗传方式在家族中代代相传。根据搜索结果,人类遗传病主要可以分为以下几大类:
1.单基因遗传病:
由一对等位基因控制,单个基因突变即可引起疾病。
可进一步分为常染色体显性遗传病(如家族性高胆固醇血症、多指症等)、常染色体隐性遗传病(如先天性聋哑、白化病等)、X染色体显性遗传病(如抗维生素D的佝偻病)、X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲症等)和Y染色体遗传病(如外耳道多毛症)。
2.多基因遗传病:
由多对基因控制,且受环境因素影响较大。
常见病包括高血压病、糖尿病、哮喘、精神分裂症、唇裂、无脑儿等。
3.染色体病:
由于染色体数目或结构异常引起的遗传病。
可分为常染色体病和性染色体病。常染色体病如21-三体综合征(唐氏综合征)、猫叫综合征等;性染色体病如性腺发育不良症(特纳氏综合征、克氏综合征)。
4.线粒体遗传病:
由于线粒体基因突变导致的疾病,通常呈现母系遗传的特点。
常见病包括线粒体肌病、线粒体脑肌病等。
5.代谢系统遗传病:
指因维持机体正常代谢所必需的某些由多肽和(或)蛋白组成的酶、受体、载体及膜泵生物合成发生遗传缺陷,即编码这类多肽(蛋白)的基因发生突变而导致的疾病。
需要注意的是,遗传病具有遗传性、先天性、终身性、多样性和垂直传递性等特点。由于遗传物质可以代代相传,因此遗传病的重要特点是会向下一代遗传。
36.(2024高一下·祥云月考)如图表示有关遗传信息传递的模拟实验,相关叙述合理的是( )
A.若X是mRNA,Y是多肽,则管内必须加入氨基酸
B.若X是DNA一条链,Y含有U,则管内必须加入逆转录酶
C.若X是tRNA,Y是多肽,则管内必须加入脱氧核苷酸
D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内必须加入DNA酶
【答案】A
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、 若X是mRNA,Y 是多肽,此时管内模拟的是翻译过程,翻译过程中合成蛋白质必须加入氨基酸,A正确;
B、 若X是DNA的一条链,Y含有U,所以Y是RNA,此时管内模拟的是转录过程,转录过程中必须加入RNA聚合酶,B错误;
C、若X是tRNA,Y是多肽,此时管内模拟的是翻译过程,翻译过程中必须加入氨基酸,C错误;
D、若X是HIV的RNA,Y 是DNA,此时管内模拟的是逆转录过程,逆转录过程必须加入逆转录酶,D错误。
故答案为:A。
【分析】中心法则(也称为分子生物学的中心教条)是现代生物学中最重要最基本的规律之一,它描述了遗传信息在生物体内的传递和表达过程。中心法则主要包括以下几个过程:
1.DNA复制:这是遗传信息在DNA分子之间的