广东省江门市新会区江门市新会第一中学2024-2025学年高一下学期5月月考生物试题
一、单项选择题(共16小题,共40分,第1-12小题,每小题2分,第13-16题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2025高一下·新会月考)下列有关科学史中生物实验研究、实验方法或技术手段的叙述,正确的是( )
A.“探究光合作用O2的来源”“研究细胞膜的流动性”“追踪分泌蛋白的合成路径”等实验均运用了同位素标记法
B.希尔在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气,铁盐的作用与 NADPH相同
C.沃森和克里克共同建立了DNA双螺旋结构模型,并提出了遗传物质半保留复制的假说
D.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,通过加入相关酶来验证 DNA是遗传物质,利用了“加法原理”
2.(2025高一下·新会月考)肺炎支原体是一种常见的可引起人体呼吸道感染的单细胞生物,白色念珠菌是一种可引起人体消化道感染的真菌。下列关于肺炎支原体和白色念珠菌的叙述,错误的是( )
A.二者最主要的区别是肺炎支原体无以核膜为界限的细胞核
B.二者的遗传物质均为DNA
C.二者都具有细胞壁、细胞膜、细胞质
D.二者均在自身细胞中的核糖体上合成蛋白质
3.(2025高一下·新会月考)变式探究种子主要的储藏物质有淀粉、脂肪等,这些物质是种子萌发和幼苗生长必备的。如图为三类种子的淀粉、脂肪含量示意图,下列说法错误的是( )
A.推测相同质量的三类种子萌发时消耗的O2量最少的是小麦种子
B.小麦种子中的淀粉为储能物质,可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
C.检测细胞中的脂肪颗粒应选用花生种子,检测时需要使用显微镜
D.若将小麦种子与花生种子均放入水中,推测小麦种子体积变化更大
4.(2025高一下·新会月考)如图所示为人体肺泡结构,Ⅰ型细胞的特殊扁平形态的构建与细胞骨架有关;Ⅱ型细胞主要负责分泌肺泡表面活性物质(含有部分脂质和蛋白质),降低肺泡表面张力,避免肺泡坍缩。下列叙述正确的是( )
A.细胞骨架由纤维素组成,细胞骨架被破坏会影响分泌蛋白的合成和运输
B.DNA分子也存在骨架,DNA的基本骨架是由核糖和磷酸交替连接所构成的
C.Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞都有生物膜系统,能为细胞内的相关酶提供附着位点
D.Ⅱ型细胞膜上的膜蛋白都具有结合信号分子和运输功能
5.(2025高一下·新会月考)为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A.胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B.胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C.氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D.氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
6.(2025高一下·新会月考)盐地碱蓬是一种典型的盐碱地指示植物,具有高盐耐受能力,可通过离子转运机制贮存大量的Na+,降低土壤盐分含量。下列有关叙述错误的是( )
A.盐地碱蓬细胞逆浓度梯度吸收Na+时需与载体蛋白结合
B.取盐地碱蓬细胞进行质壁分离实验时可观察到单层液泡膜
C.盐地碱蓬根毛细胞从土壤溶液中吸水时不消耗ATP
D.萎蔫的盐地碱蓬叶肉细胞置于清水中,会使细胞液浓度变小
7.(2025高一下·新会月考)宫颈癌为全球第四大常见女性恶性肿瘤,与人乳头瘤病毒(HPV)感染和病毒持续性侵袭有关。茯苓酸为茯苓的主要成分之一,科研人员研究了茯苓酸对宫颈癌细胞增殖的影响,所得部分实验数据如图。下列说法错误的是( )
注:CK为空白对照组;FL为茯苓酸低浓度组;FM为茯苓酸中浓度组;FH为茯苓酸高浓度组,各组细胞总数相同。
A.4组细胞凋亡率的差异说明细胞凋亡还受环境的影响
B.茯苓酸处理对宫颈癌细胞的细胞周期时长无影响
C.FH组处于G1期的细胞数量少于CK组
D.茯苓酸可能通过将细胞阻滞在G1期抑制癌细胞增殖
8.(2025高一下·新会月考)生物兴趣小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响设置了两组实验,对照组为正常成肌细胞,实验组为ROCK1基因过度表达的成肌细胞。向体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR,可一定程度反映细胞呼吸情况),结果如图所示。下列叙述正确的是( )
(注:寡霉素为ATP合酶抑制剂;FCCP可作用于线粒体内膜,是线粒体解偶联剂,可使线粒体不能产生ATP;抗霉素A为呼吸链抑制剂,可完全阻止线粒体耗氧。)
A.该实验的自变量是实验处理的时间和加入的试剂种类
B.ROCK1过度表达会使细胞耗氧率增加,加入寡霉素会使细胞产生ATP减少
C.FCCP的加入使细胞耗氧量增加,细胞产生的能量均以热能形式释放
D.抗霉素A加入后,成肌细胞只能进行无氧呼吸,无法产生[H]和CO2
9.(2025高一下·新会月考)Hedgehog(Hh)信号通路在动物的诸多发育过程中起着关键作用,它控制着细胞生长、增殖与分化。已知SAG分子是激活Hh信号通路的信号分子之一,可获得没有活性的NVOC﹣SAG。NKX2.I基因表达出的NKX2.1蛋白是胚胎细胞发育成神经细胞的关键蛋白,科研人员为了探究SAG分子的作用及紫外线对NVOC﹣SAG的影响,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.无活性的NVOC﹣SAG在紫外线照射下,可基本上恢复SAG的作用
B.Hh信号通路被各种信号激活后,都将有30%左右的胚胎细胞发育成神经细胞
C.胚胎细胞发育成神经细胞的过程中,NKX2.I基因和呼吸酶基因均发生了表达
D.该实验表明人为干预下,胚胎的发育进程在一定程度上是可以控制的
10.(2025高一下·新会月考)C5对CO2和O2都有一定的亲和力,当CO2/O2的值高时,C5与CO2发生图中的①反应,当CO2/O2的值低时,C5与O2发生图中的②反应,C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。下列分析正确的是( )
A.①过程的发生场所是细胞质基质
B.①过程消耗细胞产生的ATP
C.光呼吸的②③过程增强,光合作用产生的有机物减少
D.有氧呼吸产生NADH的场所有线粒体基质和线粒体内膜
11.(2025高一下·新会月考)K1荚膜大肠杆菌可引发脑膜炎,研究小组使用荧光标记某种噬菌体快速检测K1荚膜大肠杆菌,其原理为:用荧光染料标记的噬菌体与K1荚膜大肠杆菌混合培养一定时间,定时取菌液制成装片在荧光显微镜下观察,结果如表所示,下列叙述不正确的是( )
时间 荧光情况
5min 大肠杆菌表面出现清晰的环状荧光
10min 大肠杆菌表面环状荧光模糊,大肠杆菌内出现荧光
15min 大多数大肠杆菌表面的环状荧光不完整,大肠杆菌附近出现弥散的荧光小点
A.实验中荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA
B.可以通过离心后从沉淀中吸取菌液制作装片
C.发荧光的子代噬菌体所占比例随培养代数的增多而增多
D.培养5min时检测结果最佳
12.(2025高一下·新会月考)下图为某DNA复制过程的部分图解,其中rep蛋白具有解旋的功能。下列叙述正确的是( )
A.rep蛋白的作用是破坏A与C、T与G之间的氢键
B.推测DNA单链结合蛋白可防止DNA单链之间重新配对
C.子链的延伸方向与复制叉的移动方向一致
D.冈崎片段连接成子链的过程需要RNA聚合酶
13.(2025高一下·新会月考)DNA折纸术是利用DNA分子的特殊结构和碱基互补配对的规则,将一条长的DNA单链(脚手架链)的特定区域进行折叠,并用短链(订书钉链)加以固定,构造出预期的结构(如图折叠成的发夹结构)。下列说法正确的是( )
A.a链为订书钉链,b链为脚手架链
B.a链中的嘌呤总数是磷酸基团总数的一半
C.a、b链的互补区域的碱基序列(5'→3')不可能相同
D.CG碱基对越多,a、b链的互补区域的稳定性越高
14.(2025高一下·新会月考)下图为甲病(用A/a表示)和乙病(用B/b表示)的遗传系谱图,其中乙病为伴性遗传病,据此判断以下说法错误的是( )
A.甲病常染色体显性遗传病,乙病属于伴X染色体隐性遗传病
B.II-5为纯合子的概率是1/2
C.Ⅱ-7和Ⅱ-8生育一个男孩,健康的概率是1/4
D.III-10和只患乙病的男性结婚,生育的孩子只患乙病的概率是1/24
15.(2025高一下·新会月考)在细胞分裂过程中,染色体的着丝粒分裂时可能会发生异常横裂,从而形成两条“等臂染色体”如图,“等臂染色体”随后会分别移向细胞两极。基因型为Aa(位于I号染色体)的卵原细胞进行细胞分裂时,一条I号染色体发生了异常横裂。不考虑染色体互换的情况,下列说法正确的是( )
A.染色体发生异常横裂,会导致子细胞染色数目异常
B.若该卵原细胞进行有丝分裂,子细胞的基因组成有3种可能
C.若该卵原细胞进行减数分裂,产生卵细胞的基因组成有5种可能
D.若该卵原细胞减数分裂产生的卵细胞中不含A,则减数第二次分裂产生的极体的基因组成有6种可能
16.(2025高一下·新会月考)甜瓜的性别分化由分别位于三对同源染色体上的3对等位基因控制,具体机制如下图(图中“+”表示箭头左侧事件发生后,右侧事件方能发生;“-”表示箭头左侧事件发生后,右侧事件无法发生)。一朵花既有雄蕊又有雌蕊时为两性花,仅有雄蕊时为雄花,仅有雌蕊时为雌花。野生型甜瓜基因型为AABBEE。不同部位花发育过程中乙烯含量有差异,且此差异不受上述3对基因的影响。
下列叙述正确的是( )
A.A/a、B/b、E/e所在的三对同源染色体为甜瓜的性染色体
B.一株野生型甜瓜的某些部位开雌花,另一些部位开两性花
C.野生型与AAbbee杂交,F2为野生型:全雌花:全雄花=9:3:4
D.野生型与AAbbEE杂交,F2为野生型:全雄花=3:1
二、非选择题(共4题,共60分)
17.(2025高一下·新会月考)广东省徐闻县盛产菠萝,有“菠萝的海”美誉。在进化过程中,菠萝形成了如下图所示的特殊光合作用机制,能适应干旱高温的生长环境。
回答下列问题:
(1)据图可知,能与CO2结合的物质有 。用14C标记环境中的CO2,则菠萝利用其合成(CH2O)过程中,14C的转移途径为 。
(2)参与卡尔文循环的CO2的来源包括 。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔的意义是 ,从而适应干旱高温的环境。
(3)菠萝心腐病是由疫霉属真菌引起的土传病害,严重影响菠萝产量。芽孢杆菌是农业上常用的一种促进农作物生长发育、提高土壤抗病性的生防菌。某团队通过田间实验,研究不同施肥方式对心腐病、土壤化学性质及根际土壤细菌多样性的影响,结果如下表所示。
施肥方式 发病率/% 致病菌数量 /(logCFU·g-1) pH 有机物质 /% 土壤微生物群落物种多样性
CK 17.33 3.83 4.93 0.12 4.2
YJ 15.00 3.71 6.02 0.31 4.6
KN 7.67 3.15 5.76 0.52 4.8
KY 11.67 3.23 6.10 0.72 5.9
【注】CK:化肥处理;YJ:普通有机肥处理;KN:羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌;KY:羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌
①根据实验结果可知,预防心腐病效果最好的施肥方式是 (填“CK”“YJ”“KN”或“KY”)。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理,研究人员可作出的假设是 ,进而抑制疫霉属真菌数量。
②要验证①所提出的假设,接下来的研究方向是 。
18.(2025高一下·新会月考)小鼠(2n=40)是良好的实验动物,科研人员以小鼠为材料观察了减数分裂过程, 实验步骤和实验结果如下。请回答下列问题。
实验步骤:
①将曲细精管剪成 1mm 短管,适度研磨、离心,取中层细胞悬液 3 -5mL,加适量蒸馏水,置 37℃水浴中低渗处理 15-20min。
②离心,取细胞沉淀,加新鲜配制的甲醇冰醋酸固定液 3-5mL,固定 20min,其间用小吸管慢慢将细胞团轻轻打散。
③再离心, 取细胞沉淀, 加固定液, 制成较浓的细胞悬液。
④取洁净玻片,滴一滴细胞悬液,立即用口吹散细胞,酒精灯上微热烤干,用染料染色,显微观察。实验结果:
(1)步骤①中曲细精管研磨、离心后,取“中层细胞”的原因是 。中层细胞悬液加适量蒸馏水低渗处理对观察有什么好处? 。
(2)步骤②中使用甲醇冰醋酸固定液的作用是 。步骤④中可用 染料染色。
(3)将图示照片按细胞分裂先后顺序进行排序 (请用字母和箭头表示) 。图中 B 所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的 倍,孟德尔自由组合定律发生于图中 (填字母)所示时期。
(4)有一项研究发现,细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失的雌性小鼠所产生的卵细胞异常,但在减数分裂过程中姐妹染色单体能正常分开。为进一步揭示CyclinB3的功能,研究者对正常雌鼠与CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比,如图所示。
由图分析可知,Cyclin B3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体,但未排出第一极体,表明Cyclin B3缺失的卵母细胞被阻滞于 (时期)。推测细胞周期蛋白B3功能是 。
19.(2025高一下·新会月考)玉米是雌雄异花、雌雄同株的植物,同样也是遗传学研究的重要模式生物。在自然界中,玉米既可以植株间相互传粉,又可以同株异花传粉,过程如图所示。回答下列问题:
(1)玉米能作为遗传学研究的重要模式生物,请说出两点理由: 。
(2)玉米的宽叶和窄叶为一对相对性状,某实验小组将纯种宽叶与纯种窄叶两个品种间行种植,将宽叶和窄叶植株所结的玉米种子单独收获,第二年分别播种到两块环境相同的试验田甲和乙中。根据两块试验田玉米的叶形,能否判断宽叶与窄叶的显隐关系 (填“能”或“不能”),写出你判断的依据 。
(3)实验小组查阅资料发现,玉米花斑叶对正常叶为显性,分别由基因A和a控制。据资料记载,杂合子形成的含基因a的配子会出现致死,具体有两种情况且不同时出现,第一种情况:基因型为Aa的个体形成的含基因a的雄配子一半致死。第二种情况:基因型为Aa的个体形成的含基因a的雌配子一半致死。
①欲探究某花斑叶植株的基因型,最简单的判断方法是 。用你所述的方法进行判断时,在有花斑叶玉米和正常叶玉米的大田中,操作上需要注意 。
②基因型为Aa的个体自交子代正常叶植株所占比例为 。现有各种基因型的玉米植株,请你设计最简单的杂交实验来判断且验证是第一种情况还是第二种情况:
a、实验设计思路: 。
b、实验结果及结论:
若是第一情况,则为 。
若是第二情况,则为 。
20.(2025高一下·新会月考)真核细胞中,DNA复制的过程伴随着染色单体的形成。研究者用植物根尖分生组织做实验,通过对色差染色体的观察,又一次证明了“DNA半保留复制”。5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似。用姬姆萨染料对根尖染色时,DNA两条链均不含5-BrdU的染色单体着色为深蓝、均含5-BrdU的染色单体着色为浅蓝,若DNA两条链中一条链含有5-BrdU,另一条链不含5-BrdU,染色单体着色也为深蓝。研究者将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养,在第一个、第二个、第三个细胞周期取样,观察中期细胞染色体的颜色并绘图,结果见图1。
(1)5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似,能够取代后者与 (碱基种类)配对。
(2)有研究者认为,第一次分裂中期的染色体颜色能够否认“全保留复制”假说,理由是:DNA若是“全保留复制”,两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的 (填字母)所示,这两条染色单体的颜色应分别是 。
(3)研究者认为,第二次分裂中期出现色差染色体的原因是“DNA半保留复制”。请结合图2进行分析:若DNA进行半保留复制,则两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的 (填字母)所示,这两条染色单体的颜色应分别是 。
(4)若继续将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养到第三个周期,请在答题纸中完成绘制图1中第三次分裂中期的染色体标记的情况 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】光合作用的发现史;肺炎链球菌转化实验;DNA分子的结构
【解析】【解答】A、“探究光合作用O2的来源”用18O分别标记H2O和CO2、“追踪分泌蛋白的合成路径”用3H标记氨基酸,运用了同位素示踪法。但“研究细胞膜的流动性”运用的是荧光标记法,将红色和绿色荧光染料分别标记不同细胞的膜蛋白,然后将两种细胞融合观察荧光分布情况,A不符合题意;
B、希尔反应中,铁盐作为氧化剂,接受了水在光下分解产生的电子等,从而使水分解产生氧气。而NADPH在光合作用暗反应中作为还原剂,参与C3的还原,铁盐的作用与NADPH不同,B不符合题意;
C、1953年沃森和克里克共同建立了DNA双螺旋结构模型,之后他们又提出了遗传物质半保留复制的假说,C符合题意;
D、艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,通过加入DNA酶、蛋白酶等相关酶去除相应物质,观察转化是否发生,从而验证DNA是遗传物质,这利用了“减法原理”,即排除某种因素对研究对象的影响,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中氧气的来源。证明光合作用释放的氧气来自水。
(2)1953年,沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
(3)1944年,艾弗里用提纯的S型细菌的DNA、RNA、蛋白质分别与R型细菌混合培养,后来又用DNA酶降解DNA成分,用RNA酶降解RNA成分,用蛋白酶降解蛋白质成分,再分别用降解溶液与R型细菌混合培养,检测R型细菌能否被转化为S型细菌。
2.【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、肺炎支原体属于原核生物,白色念珠菌是真核生物,它们最主要的区别在于肺炎支原体没有以核膜为界限的细胞核,A不符合题意;
B、因为肺炎支原体和白色念珠菌都属于细胞生物,所以它们的遗传物质都是DNA,B不符合题意;
C、肺炎支原体没有细胞壁,而白色念珠菌有细胞壁,C符合题意;
D、肺炎支原体只有核糖体这一种细胞器,白色念珠菌有多种细胞器,其中包括核糖体。无论原核细胞还是真核细胞,蛋白质都在自身细胞中的核糖体上合成,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,遗传物质相对集中于拟核区域,无核膜、核仁;真核细胞有核膜包被的细胞核,有明显核仁等构造。原核细胞只有核糖体这一种细胞器;真核细胞有线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等多种细胞器。原核细胞细胞壁主要成分是肽聚糖(支原体无细胞壁);真核细胞中植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁成分各异,动物细胞没有细胞壁。
3.【答案】B
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、从中可以看出,小麦种子中脂肪含量相对较低,淀粉含量较高。因为与糖类相比,相同质量的脂肪氧化分解耗氧量大,所以推测相同质量的三类种子萌发时,消耗的O2量最少的是小麦种子,A不符合题意;
B、小麦种子中的淀粉是储能物质,但是淀粉属于非还原糖,还原糖才可以与斐林试剂在水浴加热的条件下反应产生砖红色沉淀,而淀粉不能,B符合题意;
C、花生种子中脂肪含量较高,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。在检测细胞中的脂肪颗粒时应选用花生种子,并且观察时需要使用显微镜,C不符合题意;
D、脂肪不溶于水,而小麦种子中含有的可溶性糖可溶于水,若将小麦种子与花生种子均放入水中,小麦种子吸水更多,所以推测小麦种子体积变化更大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)糖类是细胞的主要能源物质,也是细胞结构的重要组成成分。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等。
(2)脂质主要由C、H、O三种元素组成,其中氢原子较糖类多,而氧原子较糖类少。有些脂质还含有N和P等元素。常见的脂质有油脂、磷脂和固醇等,通常不溶于水,而溶于有机溶剂,如丙酮、乙醚、四氯化碳等。
4.【答案】C
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;细胞的生物膜系统;DNA分子的结构;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架被破坏会影响分泌蛋白的合成和运输;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,并非纤维素,A不符合题意;
B、DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接所构成的,而不是核糖,B不符合题意;
C、Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞都是人体细胞,属于真核细胞,真核细胞具有生物膜系统,生物膜系统广阔的膜面积能为细胞内的相关酶提供附着位点,C符合题意;
D、Ⅱ型细胞膜上的膜蛋白有多种功能,但不是所有膜蛋白都具有结合信号分子和运输功能,膜蛋白的功能具有多样性和特异性,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
(2)脱氧核糖上有5个碳原子,依次编号为1'~5'。相邻的脱氧核糖通过5'碳和3'碳之间形成的磷酸二酯键相连,组成“磷酸–脱氧核糖–磷酸–脱氧核糖……”的结构,成为DNA单链的基本骨架。
(3)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
5.【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、从图能看到,在氨基酸匮乏的培养基中加入蛋白质后,正常胰腺癌细胞数量增加,但和氨基酸充足时相比还是少很多。这说明胰腺癌细胞能摄取利用胞外蛋白,不过没办法完全解决氨基酸匮乏的问题,A不符合题意;
B、LYSET在溶酶体形成里很关键,LYSET缺失的胰腺癌细胞,溶酶体形成有问题。从左图能发现,LYSET缺失的胰腺癌细胞在氨基酸匮乏且有蛋白质的培养基中,细胞数量增长很少,这就表明胰腺癌细胞得依靠溶酶体分解摄取的蛋白质来获取氨基酸,B不符合题意;
C、当氨基酸匮乏时,如果抑制LYSET功能,溶酶体形成就会受阻碍,这样细胞分解胞外蛋白获取氨基酸的能力就会下降,合成蛋白质的能力也会跟着降低,而不是升高,C符合题意;
D、从图能看到,在氨基酸充足的培养基中,正常胰腺癌细胞和LYSET缺失的胰腺癌细胞数量增长情况差不多,这说明在氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸没什么明显影响,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分泌蛋白的合成和运输过程:内质网上的核糖体→合成肽链→进入内质网→加工一定空间结构的蛋白质→囊泡运输高尔基体→进一步加工成熟的蛋白质→囊泡运输细胞膜→分泌到细胞外分泌蛋白。
6.【答案】B
【知识点】质壁分离和复原;渗透作用;主动运输
【解析】【解答】A、盐地碱蓬细胞逆浓度梯度吸收Na+,这种运输方式属于主动运输。主动运输需要载体蛋白的协助,并且物质要与载体蛋白结合才能进行转运,A不符合题意;
B、在光学显微镜下,我们是无法直接观察到单层液泡膜的。当对盐地碱蓬细胞进行质壁分离实验时,能够观察到的是原生质体和细胞壁分离的现象,而不是单层液泡膜,B符合题意;
C、盐地碱蓬根毛细胞从土壤溶液中吸水,这是一种被动运输的方式,不需要消耗ATP,C不符合题意;
D、当把萎蔫的盐地碱蓬叶肉细胞放到清水中时,细胞会发生渗透吸水,细胞液的浓度会因为水分的进入而变小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
7.【答案】B
【知识点】细胞周期;细胞的凋亡
【解析】【解答】A、不同组别的细胞凋亡率存在差异,这表明细胞凋亡除了受自身基因调控外,还会受到茯苓酸这种环境因素的影响,A不符合题意;
B、不同浓度的茯苓酸处理后,细胞在不同时期的比例发生了变化,这会影响细胞周期的时长,而不是对细胞周期时长无影响,B符合题意;
C、FH组处于G1期的细胞比例高于CK组,但FH组细胞凋亡率很高,由于各组细胞总数相同,所以FH组处于G1期的细胞数量少于CK组,C不符合题意;
D、茯苓酸浓度越高,处于G1期的细胞占比就越大,这意味着茯苓酸或许是通过让细胞停留在G1期,从而起到抑制癌细胞增殖的作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是,在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
(2)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,与细胞坏死不同。新细胞的产生和一些细胞的凋亡同时存在于多细胞生物体中。
8.【答案】B
【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】A、该实验的自变量不仅有实验处理的时间和加入的试剂种类,还有ROCK1是否过度表达,A不符合题意;
B、实验组(ROCK1基因过度表达的成肌细胞)的细胞耗氧率比对照组高,这表明ROCK1过度表达会使细胞耗氧率增加。寡霉素是ATP合酶抑制剂,加入后会抑制ATP合成,细胞呼吸受影响,从而使细胞产生ATP减少,B符合题意;
C、FCCP加入后细胞耗氧量增加,虽然它使线粒体不能产生ATP,但细胞呼吸除了线粒体内膜上的反应,在细胞质基质和线粒体基质中进行的反应仍会有部分能量用于合成ATP,并非产生的能量均以热能形式释放,C不符合题意;
D、抗霉素A加入后,线粒体耗氧被完全阻止,成肌细胞只能进行无氧呼吸,会产生[H],但不能产生CO2,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
9.【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、对比图中SAG组与NVOC-SAG+紫外线组,从纵坐标数据可以看出,两组中表达出NKX2.1蛋白的细胞占比相近。因为SAG分子能激活Hh信号通路,进而影响胚胎细胞发育,所以由此可以推断出无活性的NVOC-SAG在紫外线照射下,可基本上恢复SAG的作用,A不符合题意;
B、需要注意的是,题图中纵坐标代表的是SAG分子激活Hh信号通路后表达出NKX2.1蛋白的细胞占比,并非是胚胎细胞发育成神经细胞的比例。题干明确指出NKX2.1蛋白是胚胎细胞发育成神经细胞的关键蛋白,但不能简单将表达出NKX2.1蛋白的细胞占比等同于胚胎细胞发育成神经细胞的比例,所以不能得出Hh信号通路被各种信号激活后,都将有30%左右的胚胎细胞发育成神经细胞这一结论,B符合题意;
C、在胚胎细胞发育成神经细胞的过程中,一方面,NKX2.1基因需要表达出NKX2.1蛋白,这是胚胎细胞发育成神经细胞的关键;另一方面,细胞要进行正常的生命活动,呼吸作用必不可少,所以呼吸酶基因会表达出呼吸酶,为细胞的各项生命活动提供能量,C不符合题意;
D、在该实验中,在SAG分子上引入NVOC基团使其变为无活性的NVOC-SAG,以及对NVOC-SAG进行紫外线照射等操作,都属于人为干预手段。从实验结果可以看出,通过这些人为干预,胚胎细胞的发育进程(具体表现为表达出NKX2.1蛋白的细胞占比发生变化)在一定程度上是可以控制的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫作细胞分化。
10.【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、①过程是CO2的固定,根据光合作用的知识,CO2固定发生在叶绿体基质,而不是细胞质基质,A不符合题意;
B、因为①过程是CO2的固定,在光合作用暗反应中,CO2固定这一步骤不消耗ATP,消耗ATP的是C3的还原过程,B不符合题意;
C、光呼吸过程(②③过程)会消耗细胞中的C5,C5是光合作用暗反应中的重要物质,C5减少会使光合作用减弱,进而导致光合作用产生的有机物减少,C符合题意;
D、有氧呼吸产生NADH(还原型辅酶Ⅰ)的场所有细胞质基质(有氧呼吸第一阶段)和线粒体基质(有氧呼吸第二阶段),线粒体内膜是消耗NADH产生水的场所,不是产生NADH的场所,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(2)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
11.【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、从表格数据来看,10min时大肠杆菌表面环状荧光变得模糊,而大肠杆菌内出现了荧光,这表明标记后的物质能够进入大肠杆菌内部,所以标记的应该是DNA,A不符合题意;
B、大肠杆菌具有细胞结构,比病毒重,通过离心操作后,大肠杆菌会沉淀在底部,所以可以从沉淀物中吸取菌液来制作装片,B不符合题意;
C、因为DNA分子复制具有半保留复制的特点,亲代噬菌体的数量是固定的,随着培养代数的增加,发荧光的子代噬菌体所占比例会逐渐减少,而不是增多,C符合题意;
D、在5min时,大肠杆菌表面出现了清晰的环状荧光,此时荧光现象最为明显,检测结果最佳,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。
12.【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、rep蛋白具有解旋功能,它的作用是破坏A与T、C与G之间的氢键,而不是A与C、T与G之间的氢键,A不符合题意;
B、DNA单链结合蛋白缠绕在DNA单链上,能够防止DNA单链之间重新配对从而重新螺旋化,B符合题意;
C、DNA子链延伸的方向是5'→3',两条子链中只有一条的合成方向与复制叉的移动方向一致,另一条的合成方向与复制叉的移动方向相反,C不符合题意;
D、冈崎片段是两段DNA链,将它们连接成子链需要DNA连接酶进行催化,而不是RNA聚合酶,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】DNA聚合酶和其他一些特定蛋白质被招募到DNA上,以打开的母链为模板,以4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)为原料,遵循碱基配对的原则,从5'到3'方向合成新生链。
13.【答案】D
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、由DNA折纸术的概念可知,长的DNA单链为脚手架链,短链为订书钉链。观察可知,a链较长,b链较短,所以a链为脚手架链,b链为订书钉链,A不符合题意;
B、a链为单链DNA,在单链DNA中,嘌呤(A、G)总数不一定等于嘧啶(T、C)总数,而碱基总数等于磷酸基团总数,所以a链中的嘌呤总数不一定是磷酸基团总数的一半,B不符合题意;
C、a、b链的互补区域的碱基序列有可能相同,如回文序列,C不符合题意;
D、在DNA双链中,A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键。a、b链的互补区域中,CG碱基对越多,形成的氢键数量越多,a、b链的互补区域的稳定性越高,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】DNA分子是由两条长链组成的,这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中,每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,即脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架,排列在主链的外侧,碱基则位于主链内侧。DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对,由氢键连接。其中,腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连,这就是碱基互补配对原则。
14.【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;遗传系谱图
【解析】【解答】A、关于甲病,Ⅱ-3(甲病)×Ⅱ-4(甲病)→Ⅲ-9(正常,女),故甲病是常染色体显性遗传病。关于乙病,Ⅰ-1(正常,女)×Ⅰ-2(不患乙病,男)→Ⅱ-7(乙病,男),且乙病为伴性遗传病,故乙病是伴X隐性遗传病,A不符合题意;
B、甲病是常染色体显性遗传病,乙病是伴X隐性遗传病,Ⅰ-1(正常,女)×Ⅰ-2(甲病,男)→Ⅱ-4(甲病,女)、Ⅱ-7(乙病,男),则Ⅰ-1的基因型为aaXBXb,Ⅰ-2的基因型为AaXBY,故Ⅱ-5(正常,女)的基因型可能是1/2aaXBXB、1/2aaXBXb,因此Ⅱ-5为纯合子(aaXBXB)的概率是1/2,B不符合题意;
C、Ⅰ-1(正常,女,aaXBXb)×Ⅰ-2(甲病,男,AaXBY)→Ⅱ-7(乙病,男),则Ⅱ-7的基因型是aaXbY。Ⅱ-7(乙病,男,aaXbY)×Ⅱ-8(正常,女,aaXBX-)→Ⅲ-13(乙病,男,aaXbY),故Ⅱ-8的基因型是aaXBXb。Ⅱ-7(乙病,男,aaXbY)×Ⅱ-8(正常,女,aaXBXb)→男孩(1/2aaXBY、1/2aaXbY),因此他们生育一个男孩,这个男孩健康(aaXBY)的概率应该是1/2,而不是1/4,C符合题意;
D、Ⅱ-3(甲病,男,A-XBY)×Ⅱ-4(甲病,女,1/2AaXBXB、1/2AaXBXb)→Ⅲ-9(正常,女,aaXBX-)、Ⅲ-10(甲病,女,A-XBX-,其中3/4 XBXB、1/4XBXb)、Ⅲ-11(正常,男,aaXBY),则Ⅱ-3的基因型是AaXBY,Ⅲ-10的基因型是A-XBX-,其中1/3AA、2/3Aa;3/4 XBXB、1/4XBXb。只患乙病的男性的基因型是aaXbY,因此当Ⅲ-10和只患乙病的男性(aaXbY)结婚时,患甲病的概率是1-2/3×1/2=2/3,患乙病的概率是1/2×1/4=1/8,那么只患乙病的概率是(1-2/3)×1/8=1/24,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
15.【答案】C
【知识点】减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、染色体发生异常横裂,只是染色体结构改变,着丝粒分裂后染色体仍能正常移向细胞两极,不会导致子细胞染色体数目异常,A不符合题意;
B、若该卵原细胞进行有丝分裂,一条I号染色体发生异常横裂。假设正常染色体为Aa,若含a的染色体发生异常横裂,会产生Aaa、A两种基因组成的子细胞;若含A的染色体发生异常横裂,会产生AAa、a两种基因组成的子细胞,所以子细胞基因组成有4种可能,B不符合题意;
C、0表示没有相应的基因。正常情况下,卵原细胞减数分裂产生的卵细胞基因型为A或a。由于一条I号染色体发生异常横裂,减数第二次分裂时,姐妹染色单体上的基因为AA或aa,着丝粒横裂,卵细胞的基因型可能为AA、aa、0,再加上正常的A、a,故产生卵细胞的基因组成有5种可能,C符合题意;
D、正常情况下,减数第二次分裂产生的极体基因型可能为A或a。因为一条I号染色体发生异常横裂,减数第二次分裂时,姐妹染色单体上的基因为AA或aa,着丝粒横裂,极体的基因型可能为AA、aa、0(表示没有相应的基因),所以减数第二次分裂产生的极体基因组成有5种可能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】进行有性生殖的生物,在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中,染色体只复制一次,而细胞经减数分裂连续分裂两次,最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此,在减数分裂过程中同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
16.【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、仅表明甜瓜的性别分化由位于三对同源染色体上的3对等位基因控制,但没有给出任何关于后代性别及比例与这三对染色体遗传相关的信息,所以不能判定这三对同源染色体就是性染色体,A不符合题意;
B、乙烯抑制B基因表达,B基因表达抑制E基因表达,E基因表达促进雌蕊发育,雌蕊发育促进A基因表达,A基因表达抑制雄蕊发育。对于野生型甜瓜(基因型AABBEE),在某些部位乙烯含量较低时,B基因表达,进而抑制E基因表达,雌蕊不发育,A基因不表达,雄蕊发育;在某些部位乙烯含量较高时,B基因不表达,E基因表达,雌蕊发育,A基因表达,雄蕊不发育。这就意味着雌蕊和雄蕊不会在同一部位同时存在,即不能开两性花,B不符合题意;
C、野生型(AABBEE)和AAbbee杂交,F1基因型为AABbEe。根据自由组合定律,F2的基因型及比例为AAB_E_(野生型):AAB_ee:AAbbE_:AAbbee=9:3:3:1。结合B项的分析,AAbbee和AAB_ee由于无E基因,雌蕊不发育(A基因不表达),表现为全雄花,AAbbE_表现为全雌花,所以F2中野生型:全雌花:全雄花=9:3:4,C符合题意;
D、野生型(AABBEE)和AAbbEE杂交,F1基因型为AABbEE,F2基因型为AAB_EE:AAbbEE=3:1。F2中应该是野生型:全雌花=3:1,而不是野生型:全雄花=3:1,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)基因对性状的控制方式有两种,一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制性状;另一种是直接控制蛋白质的结构来控制性状。
17.【答案】(1)磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)、C5;14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)
(2)苹果酸分解释放,细胞呼吸作用产生;保证光合作用正常进行、减少水分蒸发
(3)KN;枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性;探究土壤pH对疫霉属真菌的影响(或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系)(与①的假设匹配且合理即可)
【知识点】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;光合作用综合
【解析】【解答】(1)二氧化碳能与磷酸烯醇式丙酮酸结合生成草酰乙酸,还能在卡尔文循环中与C5结合生成C3,所以能与CO2结合的物质有磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)、C5。因为菠萝特殊的光合作用机制,夜晚气孔开放吸收CO2,14CO2先与磷酸烯醇式丙酮酸结合生成草酰乙酸,草酰乙酸再转化为苹果酸,白天苹果酸分解产生14CO2,14CO2参与卡尔文循环,与C5结合生成14C3,14C3经还原生成(14CH2O),所以14C的转移途径为14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)。
(2)观察可知,参与卡尔文循环的CO2一部分来自苹果酸分解,同时细胞呼吸作用产生的CO2也可参与卡尔文循环,所以来源包括苹果酸分解释放,细胞呼吸作用产生。菠萝生长在干旱高温环境中,白天气孔关闭以减少水分蒸发,将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔,夜晚固定CO2储存起来,白天利用储存的CO2进行卡尔文循环,保证了光合作用正常进行,同时减少了水分蒸发,从而适应干旱高温环境。
(3)①分析表格数据,KN施肥方式下菠萝心腐病的发病率7.67%最低,所以预防心腐病效果最好的施肥方式是KN。从表格数据看,KN施肥方式下土壤pH较高,土壤微生物群落物种多样性也较高,所以可作出假设:枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性,进而抑制疫霉属真菌数量。
②要验证上述假设,因为假设中涉及土壤pH和土壤微生物与抑制疫霉属真菌数量的关系,所以接下来的研究方向可以是探究土壤pH对疫霉属真菌的影响,或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系。
【分析】(1)光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(2)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
(1)分析题图可知,CO2能与磷酸烯醇式丙酮酸结合转化为草酰乙酸,CO2还能参与卡尔文循环,与C5结合生成C3。菠萝的特殊光合作用机制是夜晚气孔开放,吸收二氧化碳并转化为苹果酸储存起来,白天气孔关闭,将夜晚储存的苹果酸分解形成二氧化碳参与卡尔文循环,因此用14C标记环境中的CO2,则菠萝利用其合成(CH2O)过程中,14C的转移途径为14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)。
(2)分析题图并结合细胞代谢可知,参与卡尔文循环的CO2的来源包括苹果酸分解释放,细胞呼吸作用产生。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔是对所处环境的适应过程,保证光合作用正常进行、减少水分蒸发,有利于菠萝抵抗干旱高温胁迫。
(3)①分析题图可知,KN处理后菠萝心腐病的发病率最低,预防心腐病效果最好。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理,研究人员可作出的假设是枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性。
②要验证①所提出的假设,接下来的研究方向是探究土壤pH对疫霉属真菌的影响。
18.【答案】(1)减数分裂的细胞主要位于中层;使细胞适当膨胀,染色体分散,有利于实验观察
(2)杀死或固定细胞、染色体的形态;甲紫(或醋酸洋红或改良的苯酚品红)
(3)B→A→E→C→D;2;A
(4)减数分裂Ⅰ中期(减数第一次分裂中期);促进同源染色体的分离
【知识点】精子的形成过程;观察细胞的减数分裂实验;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1)对于取“中层细胞”的原因:在曲细精管中,减数分裂的细胞主要位于中层,所以取中层细胞便于观察减数分裂过程。中层细胞悬液加适量蒸馏水低渗处理的好处:细胞在低渗溶液中会吸收水分适当膨胀,使得染色体能够更好地分散开来,这样在显微镜下观察时,染色体的形态和行为更清晰,有利于实验观察。
(2)步骤②中使用甲醇冰醋酸固定液的作用:它能够杀死细胞,同时固定细胞和染色体的形态,防止细胞和染色体的形态在后续操作中发生改变,影响观察效果。步骤④中对染色体染色,由于染色体容易被碱性染料染成深色,常用的碱性染料有甲紫(或醋酸洋红或改良的苯酚品红)。
(3)细胞分裂先后顺序的判断:A细胞中同源染色体分离,是减数第一次分裂后期;B细胞中同源染色体成对排列在赤道板上,是减数第一次分裂中期;C细胞中着丝点分裂,姐妹染色单体分开,是减数第二次分裂后期;D细胞形成了四个子细胞,是减数第二次分裂末期;E细胞中染色体的着丝点排列在赤道板上,没有同源染色体,是减数第二次分裂中期。所以细胞分裂先后顺序为B→A→E→C→D。染色单体数的比较:B细胞处于减数第一次分裂中期,染色体已经复制,每条染色体含有2条染色单体,此时细胞中的染色单体数为80;E细胞处于减数第二次分裂中期,经过减数第一次分裂同源染色体分离,染色体数目减半,每条染色体仍含有2条染色单体,此时细胞中的染色单体数为40,所以图中B所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的2倍。孟德尔自由组合定律的发生时期:孟德尔自由组合定律发生在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,对应图中的A时期。
(4)由图分析可知,正常小鼠的卵母细胞在减数第一次分裂中期形成纺锤体,随后同源染色体分离,排出第一极体;而Cyclin B3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体,但未排出第一极体,说明其被阻滞于减数分裂Ⅰ中期(减数第一次分裂中期)。推测细胞周期蛋白B3的功能:因为CyclinB3缺失的卵母细胞同源染色体不能分离,所以推测细胞周期蛋白B3功能是促进同源染色体的分离。
【分析】进行有性生殖的生物,在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中,染色体只复制一次,而细胞经减数分裂连续分裂两次,最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此,在减数分裂过程中同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
(1)由于减数分裂的细胞一般位于中层,因此在对曲细精管研磨、离心后,取“中层细胞”进行观察了减数分裂过程;细胞处于低渗溶液中会适当膨胀,染色体分散,更有利于实验观察,因此在中层细胞悬液中加适量蒸馏水低渗处理,但在低渗处理时应注意控制时间(温度)等条件,否则会导致细胞提前破裂染色体丢失或膨胀不足而影响观察。
(2)甲醇冰醋酸固定液的作用是固定细胞、染色体的形态;步骤④是对染色体进行染色,常用的染液为碱性染料,如甲紫或醋酸洋红染液或改良的苯酚品红。
(3)根据图示可知,A是减数第一次分裂后期,B是减数第一次分裂中期,C是减数第二次分裂后期,D是减数第二次分裂末期,E是减数第二次分裂中期,由此细胞分裂先后顺序进行排序为B→A→E→C→D;根据图示可知,图中 B 所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的2倍,孟德尔自由组合定律发生于同源染色体分离,非同源染色体自由组合时,发生在减数第一次分裂后期,由此可知对应图中的A。
(4)由图1可知,与正常小鼠相比,CyclinB3缺失小鼠的同源染色体不能分离,减数第二次分裂过程不能正常进行,细胞停滞在MⅠ期(减数第一次分裂中期),由此可推测CyclinB3的功能是促进同源染色体的分离。
19.【答案】(1)有易于区分的相对性状、容易种植、种子多、易于人工杂交、单性花不用去雄
(2)能;若某块试验田的玉米只有一种叶形,则此叶形为显性,另一叶形为隐性
(3)自交(观察子代是否有正常叶个体);在雌花成熟前进行套袋,人工授粉后再次套袋;1/6;实验设计思路:将杂合子植株与正常叶植株进行正反交,分别观察子代表型及比例;实验结果及结论:第一种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1;第二种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1
【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;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】(1)玉米有易于区分的相对性状,比如宽叶和窄叶等;它容易种植,对生长环境要求相对不苛刻;玉米的种子数量多,有利于进行大量的遗传实验统计;易于进行人工杂交操作;并且玉米是单性花,在杂交实验中不用进行去雄处理,这些特点都使得玉米成为遗传学研究的重要模式生物。
(2)将纯种宽叶与纯种窄叶两个品种间行种植,把宽叶和窄叶植株所结的玉米种子单独收获,第二年分别播种到两块环境相同的试验田甲和乙中。根据两块试验田玉米的叶形,能判断宽叶与窄叶的显隐关系。判断依据是:如果某块试验田的玉米只有一种叶形,那么此叶形为显性,另一叶形为隐性。因为如果该叶形是隐性,那么在与显性品种间行种植时,接受显性花粉后会表现出显性性状,而如果该叶形是显性,自交后代只会表现出显性性状。
(3)①欲探究某花斑叶植株的基因型,最简单的判断方法是让该花斑叶植株自交,观察子代是否有正常叶个体。如果子代出现正常叶个体,说明该花斑叶植株的基因型为Aa;如果子代全为花斑叶个体,说明该花斑叶植株的基因型为AA。在操作上需要注意在雌花成熟前进行套袋,防止外来花粉的干扰,人工授粉后再次套袋,保证自交的准确性。
②基因型为Aa的个体自交,在第一种情况(含基因a的雄配子一半致死)下,雄配子中A:a=2:1,雌配子中A:a=1:1,子代正常叶植株(aa)所占比例为1/6;在第二种情况(含基因a的雌配子一半致死)下,雌配子中A:a=2:1,雄配子中A:a=1:1,子代正常叶植株(aa)所占比例也为1/6。
要设计最简单的杂交实验来判断是第一种情况还是第二种情况,实验设计思路是将杂合子植株(Aa)与正常叶植株(aa)进行正反交,分别观察子代表型及比例。
若是第一种情况,正交(Aa♀×aa♂)时,雌配子A:a=1:1,雄配子A:a=2:1(因为含a的雄配子一半致死),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为(1/2×2/3+1/2×1/3):(1/2×1/3)=3:1?不对,重新计算:正交中,Aa♀产生的雌配子A占1/2,a占1/2;aa♂产生的雄配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=1/2:1/2=1:1。反交(Aa♂×aa♀)时,Aa♂产生的雄配子A占2/3,a占1/3(因为含a的雄配子一半致死);aa♀产生的雌配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=2/3:1/3=2:1。若是第二种情况,正交(Aa♀×aa♂)时,Aa♀产生的雌配子A占2/3,a占1/3(因为含a的雌配子一半致死);aa♂产生的雄配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=2/3:1/3=2:1。反交(Aa♂×aa♀)时,Aa♂产生的雄配子A占1/2,a占1/2;aa♀产生的雌配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=1/2:1/2=1:1。
【分析】基因的分离定律的实质是: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,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(1) 玉米具有易于区分的相对性状、容易种植、种子多、易于人工杂交、单性花不用去雄等特点,因而能作为遗传学研究的重要模式生物。
(2)能。玉米是雌雄同株异花植物,可自交也可异交。纯种宽叶(假设为AA)与纯种窄叶(aa)间行种植时,宽叶植株可结AA(自交)和Aa(异交)的种子,窄叶植株可结aa(自交)和Aa(异交)的种子。若宽叶为显性,宽叶植株结的种子(AA、Aa)均表现为宽叶,窄叶植株结的种子(aa、Aa)中aa为窄叶、Aa为宽叶,故窄叶植株的种子播种后会出现宽叶和窄叶(性状分离);若窄叶为显性,窄叶植株结的种子(aa、Aa)均表现为窄叶,宽叶植株结的种子(aa、Aa)中aa为宽叶、Aa为窄叶,故宽叶植株的种子播种后会出现宽叶和窄叶(性状分离)。因此,若某块试验田的玉米只有一种叶形(自交的纯合子后代),则此叶形为显性;另一块试验田的玉米出现两种叶形(杂合子自交的性状分离),则另一叶形为隐性。因此根据两块试验田玉米的叶形,能判断宽叶与窄叶的显隐关系。
(3)①欲探究某花斑叶植株的基因型,最简单的判断方法是让其自交(观察子代是否有正常叶个体)。使用自交进行判断时,在有花斑叶玉米和正常叶玉米的大田中,操作上需要注意在雌花成熟前进行套袋,人工授粉后再次套袋(防止外来花粉的感染)。
②基因型为Aa的个体自交,由于含有基因a的雌配子或雄配子有一般致死,因而含有a的雌配子或雄配子的比例为1/3,因此子代正常叶植株所占比例为1/2×1/3=1/6。为了判断且验证是第一种情况还是第二种情况,则需要用基因型为Aa的杂合子植株与正常叶玉米进行正反交,统计后代的性状表现即可。因此实验设计思路是将杂合子植株与正常叶植株进行正反交,分别观察子代表型及比例;实验结果及结论:第一种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1;第二种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1。
20.【答案】(1)A(腺嘌呤)
(2)AB;深蓝色和浅蓝色
(3)BC;浅蓝色和深蓝色
(4)
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;DNA分子的结构;DNA分子的复制
【解析】【解答】(1)胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤脱氧核苷酸配对,由于5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似,所以5-BrdU可以取代胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤(A)配对。(2)将植物根尖分生组织置于含5-BrdU的培养液进行培养,若DNA以全保留复制模式进行复制,在第一次分裂中期,染色体上会出现两种染色单体:一种染色单体的DNA双链均不含5-BrdU,对应图2中的A,该染色单体呈深蓝色;另一种染色单体的DNA双链均含5-BrdU,对应图2中的B,其染色单体颜色为浅蓝色。
(3)在第一次DNA复制完成后,新形成的DNA分子均携带一条含5-BrdU的链。进入第二个复制周期,基于半保留复制机制,每条染色体的两条姐妹染色单体呈现出不同的5-BrdU掺入状态:其中一条染色单体的DNA双链均含有5-BrdU,对应图2中的B,在染色后呈现浅蓝色;另一条染色单体的DNA仅一条链掺入5-BrdU,另一条链不含,对应图2中的C,染色后显现深蓝色。
(4)在第三个分裂周期中期,细胞内的染色体呈现出两种不同的5-BrdU掺入状态。第一种状态下,染色体的两条姐妹染色单体均被5-BrdU标记,在染色后显浅蓝色;第二种状态下,染色体的两条姐妹染色单体中,一条单体的DNA双链均含有5-BrdU,而另一条单体的DNA则为杂合链,即一条链含5-BrdU,另一条链不含,且这两种染色体类型的数量比为1:1,如图所示:
【分析】 (1)DNA的复制是以半保留的方式进行的。DNA聚合酶和其他一些特定蛋白质被招募到DNA上,以打开的母链为模板,以4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)为原料,遵循碱基配对的原则,从5'到3'方向合成新生链。
(2)DNA分子是由两条长链组成的,这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中,每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,即脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架,排列在主链的外侧,碱基则位于主链内侧。DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对,由氢键连接。其中,腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连,这就是碱基互补配对原则。
(1)胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤脱氧核苷酸配对,根据题目信息“5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似”可得5-BrdU可以取代其与腺嘌呤(A)配对。
(2)根据题目信息“将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养”可得,如果DNA是全保留复制,则第一次分裂中期的染色体上一条单体的DNA两条链全部不含5-BrdU,对应图2的A,其染色单体着色为深蓝色,另一条染色单体上的DNA两条链全部含5-BrdU,对应图2的B,其染色单体着色为浅蓝色。
(3)第一次复制结束后,每个DNA分子都有一条链含有5-BrdU,当进行第二个周期时,进行半保留复制,每条染色体中一条单体的DNA分子两条链全部含有5-BrdU,对应图2中的B,染色单体着色为浅蓝色,另一条单体的DNA一条链含有5-BrdU,另一条链不含5-BrdU,对应图2中的C,染色单体着色为深蓝色。
(4)在第三个分裂周期的中期,细胞中存在两种情况,一条染色体中两条单体都含有5-BrdU,着色成浅蓝色,另一种染色体中有条单体的DNA分子全含有5-BrdU,另一个单体中的DNA分子一条链含有5-BrdU,另一条链不含有5-BrdU,比例为1:1,如图所示:。
1 / 1广东省江门市新会区江门市新会第一中学2024-2025学年高一下学期5月月考生物试题
一、单项选择题(共16小题,共40分,第1-12小题,每小题2分,第13-16题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2025高一下·新会月考)下列有关科学史中生物实验研究、实验方法或技术手段的叙述,正确的是( )
A.“探究光合作用O2的来源”“研究细胞膜的流动性”“追踪分泌蛋白的合成路径”等实验均运用了同位素标记法
B.希尔在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气,铁盐的作用与 NADPH相同
C.沃森和克里克共同建立了DNA双螺旋结构模型,并提出了遗传物质半保留复制的假说
D.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,通过加入相关酶来验证 DNA是遗传物质,利用了“加法原理”
【答案】C
【知识点】光合作用的发现史;肺炎链球菌转化实验;DNA分子的结构
【解析】【解答】A、“探究光合作用O2的来源”用18O分别标记H2O和CO2、“追踪分泌蛋白的合成路径”用3H标记氨基酸,运用了同位素示踪法。但“研究细胞膜的流动性”运用的是荧光标记法,将红色和绿色荧光染料分别标记不同细胞的膜蛋白,然后将两种细胞融合观察荧光分布情况,A不符合题意;
B、希尔反应中,铁盐作为氧化剂,接受了水在光下分解产生的电子等,从而使水分解产生氧气。而NADPH在光合作用暗反应中作为还原剂,参与C3的还原,铁盐的作用与NADPH不同,B不符合题意;
C、1953年沃森和克里克共同建立了DNA双螺旋结构模型,之后他们又提出了遗传物质半保留复制的假说,C符合题意;
D、艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,通过加入DNA酶、蛋白酶等相关酶去除相应物质,观察转化是否发生,从而验证DNA是遗传物质,这利用了“减法原理”,即排除某种因素对研究对象的影响,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中氧气的来源。证明光合作用释放的氧气来自水。
(2)1953年,沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
(3)1944年,艾弗里用提纯的S型细菌的DNA、RNA、蛋白质分别与R型细菌混合培养,后来又用DNA酶降解DNA成分,用RNA酶降解RNA成分,用蛋白酶降解蛋白质成分,再分别用降解溶液与R型细菌混合培养,检测R型细菌能否被转化为S型细菌。
2.(2025高一下·新会月考)肺炎支原体是一种常见的可引起人体呼吸道感染的单细胞生物,白色念珠菌是一种可引起人体消化道感染的真菌。下列关于肺炎支原体和白色念珠菌的叙述,错误的是( )
A.二者最主要的区别是肺炎支原体无以核膜为界限的细胞核
B.二者的遗传物质均为DNA
C.二者都具有细胞壁、细胞膜、细胞质
D.二者均在自身细胞中的核糖体上合成蛋白质
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、肺炎支原体属于原核生物,白色念珠菌是真核生物,它们最主要的区别在于肺炎支原体没有以核膜为界限的细胞核,A不符合题意;
B、因为肺炎支原体和白色念珠菌都属于细胞生物,所以它们的遗传物质都是DNA,B不符合题意;
C、肺炎支原体没有细胞壁,而白色念珠菌有细胞壁,C符合题意;
D、肺炎支原体只有核糖体这一种细胞器,白色念珠菌有多种细胞器,其中包括核糖体。无论原核细胞还是真核细胞,蛋白质都在自身细胞中的核糖体上合成,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,遗传物质相对集中于拟核区域,无核膜、核仁;真核细胞有核膜包被的细胞核,有明显核仁等构造。原核细胞只有核糖体这一种细胞器;真核细胞有线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等多种细胞器。原核细胞细胞壁主要成分是肽聚糖(支原体无细胞壁);真核细胞中植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶,真菌细胞壁成分各异,动物细胞没有细胞壁。
3.(2025高一下·新会月考)变式探究种子主要的储藏物质有淀粉、脂肪等,这些物质是种子萌发和幼苗生长必备的。如图为三类种子的淀粉、脂肪含量示意图,下列说法错误的是( )
A.推测相同质量的三类种子萌发时消耗的O2量最少的是小麦种子
B.小麦种子中的淀粉为储能物质,可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
C.检测细胞中的脂肪颗粒应选用花生种子,检测时需要使用显微镜
D.若将小麦种子与花生种子均放入水中,推测小麦种子体积变化更大
【答案】B
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、从中可以看出,小麦种子中脂肪含量相对较低,淀粉含量较高。因为与糖类相比,相同质量的脂肪氧化分解耗氧量大,所以推测相同质量的三类种子萌发时,消耗的O2量最少的是小麦种子,A不符合题意;
B、小麦种子中的淀粉是储能物质,但是淀粉属于非还原糖,还原糖才可以与斐林试剂在水浴加热的条件下反应产生砖红色沉淀,而淀粉不能,B符合题意;
C、花生种子中脂肪含量较高,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。在检测细胞中的脂肪颗粒时应选用花生种子,并且观察时需要使用显微镜,C不符合题意;
D、脂肪不溶于水,而小麦种子中含有的可溶性糖可溶于水,若将小麦种子与花生种子均放入水中,小麦种子吸水更多,所以推测小麦种子体积变化更大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)糖类是细胞的主要能源物质,也是细胞结构的重要组成成分。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等。
(2)脂质主要由C、H、O三种元素组成,其中氢原子较糖类多,而氧原子较糖类少。有些脂质还含有N和P等元素。常见的脂质有油脂、磷脂和固醇等,通常不溶于水,而溶于有机溶剂,如丙酮、乙醚、四氯化碳等。
4.(2025高一下·新会月考)如图所示为人体肺泡结构,Ⅰ型细胞的特殊扁平形态的构建与细胞骨架有关;Ⅱ型细胞主要负责分泌肺泡表面活性物质(含有部分脂质和蛋白质),降低肺泡表面张力,避免肺泡坍缩。下列叙述正确的是( )
A.细胞骨架由纤维素组成,细胞骨架被破坏会影响分泌蛋白的合成和运输
B.DNA分子也存在骨架,DNA的基本骨架是由核糖和磷酸交替连接所构成的
C.Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞都有生物膜系统,能为细胞内的相关酶提供附着位点
D.Ⅱ型细胞膜上的膜蛋白都具有结合信号分子和运输功能
【答案】C
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;细胞的生物膜系统;DNA分子的结构;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架被破坏会影响分泌蛋白的合成和运输;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,并非纤维素,A不符合题意;
B、DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接所构成的,而不是核糖,B不符合题意;
C、Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞都是人体细胞,属于真核细胞,真核细胞具有生物膜系统,生物膜系统广阔的膜面积能为细胞内的相关酶提供附着位点,C符合题意;
D、Ⅱ型细胞膜上的膜蛋白有多种功能,但不是所有膜蛋白都具有结合信号分子和运输功能,膜蛋白的功能具有多样性和特异性,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
(2)脱氧核糖上有5个碳原子,依次编号为1'~5'。相邻的脱氧核糖通过5'碳和3'碳之间形成的磷酸二酯键相连,组成“磷酸–脱氧核糖–磷酸–脱氧核糖……”的结构,成为DNA单链的基本骨架。
(3)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
5.(2025高一下·新会月考)为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A.胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B.胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C.氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D.氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、从图能看到,在氨基酸匮乏的培养基中加入蛋白质后,正常胰腺癌细胞数量增加,但和氨基酸充足时相比还是少很多。这说明胰腺癌细胞能摄取利用胞外蛋白,不过没办法完全解决氨基酸匮乏的问题,A不符合题意;
B、LYSET在溶酶体形成里很关键,LYSET缺失的胰腺癌细胞,溶酶体形成有问题。从左图能发现,LYSET缺失的胰腺癌细胞在氨基酸匮乏且有蛋白质的培养基中,细胞数量增长很少,这就表明胰腺癌细胞得依靠溶酶体分解摄取的蛋白质来获取氨基酸,B不符合题意;
C、当氨基酸匮乏时,如果抑制LYSET功能,溶酶体形成就会受阻碍,这样细胞分解胞外蛋白获取氨基酸的能力就会下降,合成蛋白质的能力也会跟着降低,而不是升高,C符合题意;
D、从图能看到,在氨基酸充足的培养基中,正常胰腺癌细胞和LYSET缺失的胰腺癌细胞数量增长情况差不多,这说明在氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸没什么明显影响,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分泌蛋白的合成和运输过程:内质网上的核糖体→合成肽链→进入内质网→加工一定空间结构的蛋白质→囊泡运输高尔基体→进一步加工成熟的蛋白质→囊泡运输细胞膜→分泌到细胞外分泌蛋白。
6.(2025高一下·新会月考)盐地碱蓬是一种典型的盐碱地指示植物,具有高盐耐受能力,可通过离子转运机制贮存大量的Na+,降低土壤盐分含量。下列有关叙述错误的是( )
A.盐地碱蓬细胞逆浓度梯度吸收Na+时需与载体蛋白结合
B.取盐地碱蓬细胞进行质壁分离实验时可观察到单层液泡膜
C.盐地碱蓬根毛细胞从土壤溶液中吸水时不消耗ATP
D.萎蔫的盐地碱蓬叶肉细胞置于清水中,会使细胞液浓度变小
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原;渗透作用;主动运输
【解析】【解答】A、盐地碱蓬细胞逆浓度梯度吸收Na+,这种运输方式属于主动运输。主动运输需要载体蛋白的协助,并且物质要与载体蛋白结合才能进行转运,A不符合题意;
B、在光学显微镜下,我们是无法直接观察到单层液泡膜的。当对盐地碱蓬细胞进行质壁分离实验时,能够观察到的是原生质体和细胞壁分离的现象,而不是单层液泡膜,B符合题意;
C、盐地碱蓬根毛细胞从土壤溶液中吸水,这是一种被动运输的方式,不需要消耗ATP,C不符合题意;
D、当把萎蔫的盐地碱蓬叶肉细胞放到清水中时,细胞会发生渗透吸水,细胞液的浓度会因为水分的进入而变小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
7.(2025高一下·新会月考)宫颈癌为全球第四大常见女性恶性肿瘤,与人乳头瘤病毒(HPV)感染和病毒持续性侵袭有关。茯苓酸为茯苓的主要成分之一,科研人员研究了茯苓酸对宫颈癌细胞增殖的影响,所得部分实验数据如图。下列说法错误的是( )
注:CK为空白对照组;FL为茯苓酸低浓度组;FM为茯苓酸中浓度组;FH为茯苓酸高浓度组,各组细胞总数相同。
A.4组细胞凋亡率的差异说明细胞凋亡还受环境的影响
B.茯苓酸处理对宫颈癌细胞的细胞周期时长无影响
C.FH组处于G1期的细胞数量少于CK组
D.茯苓酸可能通过将细胞阻滞在G1期抑制癌细胞增殖
【答案】B
【知识点】细胞周期;细胞的凋亡
【解析】【解答】A、不同组别的细胞凋亡率存在差异,这表明细胞凋亡除了受自身基因调控外,还会受到茯苓酸这种环境因素的影响,A不符合题意;
B、不同浓度的茯苓酸处理后,细胞在不同时期的比例发生了变化,这会影响细胞周期的时长,而不是对细胞周期时长无影响,B符合题意;
C、FH组处于G1期的细胞比例高于CK组,但FH组细胞凋亡率很高,由于各组细胞总数相同,所以FH组处于G1期的细胞数量少于CK组,C不符合题意;
D、茯苓酸浓度越高,处于G1期的细胞占比就越大,这意味着茯苓酸或许是通过让细胞停留在G1期,从而起到抑制癌细胞增殖的作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是,在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中,从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
(2)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,与细胞坏死不同。新细胞的产生和一些细胞的凋亡同时存在于多细胞生物体中。
8.(2025高一下·新会月考)生物兴趣小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响设置了两组实验,对照组为正常成肌细胞,实验组为ROCK1基因过度表达的成肌细胞。向体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR,可一定程度反映细胞呼吸情况),结果如图所示。下列叙述正确的是( )
(注:寡霉素为ATP合酶抑制剂;FCCP可作用于线粒体内膜,是线粒体解偶联剂,可使线粒体不能产生ATP;抗霉素A为呼吸链抑制剂,可完全阻止线粒体耗氧。)
A.该实验的自变量是实验处理的时间和加入的试剂种类
B.ROCK1过度表达会使细胞耗氧率增加,加入寡霉素会使细胞产生ATP减少
C.FCCP的加入使细胞耗氧量增加,细胞产生的能量均以热能形式释放
D.抗霉素A加入后,成肌细胞只能进行无氧呼吸,无法产生[H]和CO2
【答案】B
【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】A、该实验的自变量不仅有实验处理的时间和加入的试剂种类,还有ROCK1是否过度表达,A不符合题意;
B、实验组(ROCK1基因过度表达的成肌细胞)的细胞耗氧率比对照组高,这表明ROCK1过度表达会使细胞耗氧率增加。寡霉素是ATP合酶抑制剂,加入后会抑制ATP合成,细胞呼吸受影响,从而使细胞产生ATP减少,B符合题意;
C、FCCP加入后细胞耗氧量增加,虽然它使线粒体不能产生ATP,但细胞呼吸除了线粒体内膜上的反应,在细胞质基质和线粒体基质中进行的反应仍会有部分能量用于合成ATP,并非产生的能量均以热能形式释放,C不符合题意;
D、抗霉素A加入后,线粒体耗氧被完全阻止,成肌细胞只能进行无氧呼吸,会产生[H],但不能产生CO2,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
9.(2025高一下·新会月考)Hedgehog(Hh)信号通路在动物的诸多发育过程中起着关键作用,它控制着细胞生长、增殖与分化。已知SAG分子是激活Hh信号通路的信号分子之一,可获得没有活性的NVOC﹣SAG。NKX2.I基因表达出的NKX2.1蛋白是胚胎细胞发育成神经细胞的关键蛋白,科研人员为了探究SAG分子的作用及紫外线对NVOC﹣SAG的影响,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.无活性的NVOC﹣SAG在紫外线照射下,可基本上恢复SAG的作用
B.Hh信号通路被各种信号激活后,都将有30%左右的胚胎细胞发育成神经细胞
C.胚胎细胞发育成神经细胞的过程中,NKX2.I基因和呼吸酶基因均发生了表达
D.该实验表明人为干预下,胚胎的发育进程在一定程度上是可以控制的
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、对比图中SAG组与NVOC-SAG+紫外线组,从纵坐标数据可以看出,两组中表达出NKX2.1蛋白的细胞占比相近。因为SAG分子能激活Hh信号通路,进而影响胚胎细胞发育,所以由此可以推断出无活性的NVOC-SAG在紫外线照射下,可基本上恢复SAG的作用,A不符合题意;
B、需要注意的是,题图中纵坐标代表的是SAG分子激活Hh信号通路后表达出NKX2.1蛋白的细胞占比,并非是胚胎细胞发育成神经细胞的比例。题干明确指出NKX2.1蛋白是胚胎细胞发育成神经细胞的关键蛋白,但不能简单将表达出NKX2.1蛋白的细胞占比等同于胚胎细胞发育成神经细胞的比例,所以不能得出Hh信号通路被各种信号激活后,都将有30%左右的胚胎细胞发育成神经细胞这一结论,B符合题意;
C、在胚胎细胞发育成神经细胞的过程中,一方面,NKX2.1基因需要表达出NKX2.1蛋白,这是胚胎细胞发育成神经细胞的关键;另一方面,细胞要进行正常的生命活动,呼吸作用必不可少,所以呼吸酶基因会表达出呼吸酶,为细胞的各项生命活动提供能量,C不符合题意;
D、在该实验中,在SAG分子上引入NVOC基团使其变为无活性的NVOC-SAG,以及对NVOC-SAG进行紫外线照射等操作,都属于人为干预手段。从实验结果可以看出,通过这些人为干预,胚胎细胞的发育进程(具体表现为表达出NKX2.1蛋白的细胞占比发生变化)在一定程度上是可以控制的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫作细胞分化。
10.(2025高一下·新会月考)C5对CO2和O2都有一定的亲和力,当CO2/O2的值高时,C5与CO2发生图中的①反应,当CO2/O2的值低时,C5与O2发生图中的②反应,C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。下列分析正确的是( )
A.①过程的发生场所是细胞质基质
B.①过程消耗细胞产生的ATP
C.光呼吸的②③过程增强,光合作用产生的有机物减少
D.有氧呼吸产生NADH的场所有线粒体基质和线粒体内膜
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、①过程是CO2的固定,根据光合作用的知识,CO2固定发生在叶绿体基质,而不是细胞质基质,A不符合题意;
B、因为①过程是CO2的固定,在光合作用暗反应中,CO2固定这一步骤不消耗ATP,消耗ATP的是C3的还原过程,B不符合题意;
C、光呼吸过程(②③过程)会消耗细胞中的C5,C5是光合作用暗反应中的重要物质,C5减少会使光合作用减弱,进而导致光合作用产生的有机物减少,C符合题意;
D、有氧呼吸产生NADH(还原型辅酶Ⅰ)的场所有细胞质基质(有氧呼吸第一阶段)和线粒体基质(有氧呼吸第二阶段),线粒体内膜是消耗NADH产生水的场所,不是产生NADH的场所,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(2)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
11.(2025高一下·新会月考)K1荚膜大肠杆菌可引发脑膜炎,研究小组使用荧光标记某种噬菌体快速检测K1荚膜大肠杆菌,其原理为:用荧光染料标记的噬菌体与K1荚膜大肠杆菌混合培养一定时间,定时取菌液制成装片在荧光显微镜下观察,结果如表所示,下列叙述不正确的是( )
时间 荧光情况
5min 大肠杆菌表面出现清晰的环状荧光
10min 大肠杆菌表面环状荧光模糊,大肠杆菌内出现荧光
15min 大多数大肠杆菌表面的环状荧光不完整,大肠杆菌附近出现弥散的荧光小点
A.实验中荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA
B.可以通过离心后从沉淀中吸取菌液制作装片
C.发荧光的子代噬菌体所占比例随培养代数的增多而增多
D.培养5min时检测结果最佳
【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、从表格数据来看,10min时大肠杆菌表面环状荧光变得模糊,而大肠杆菌内出现了荧光,这表明标记后的物质能够进入大肠杆菌内部,所以标记的应该是DNA,A不符合题意;
B、大肠杆菌具有细胞结构,比病毒重,通过离心操作后,大肠杆菌会沉淀在底部,所以可以从沉淀物中吸取菌液来制作装片,B不符合题意;
C、因为DNA分子复制具有半保留复制的特点,亲代噬菌体的数量是固定的,随着培养代数的增加,发荧光的子代噬菌体所占比例会逐渐减少,而不是增多,C符合题意;
D、在5min时,大肠杆菌表面出现了清晰的环状荧光,此时荧光现象最为明显,检测结果最佳,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。
12.(2025高一下·新会月考)下图为某DNA复制过程的部分图解,其中rep蛋白具有解旋的功能。下列叙述正确的是( )
A.rep蛋白的作用是破坏A与C、T与G之间的氢键
B.推测DNA单链结合蛋白可防止DNA单链之间重新配对
C.子链的延伸方向与复制叉的移动方向一致
D.冈崎片段连接成子链的过程需要RNA聚合酶
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、rep蛋白具有解旋功能,它的作用是破坏A与T、C与G之间的氢键,而不是A与C、T与G之间的氢键,A不符合题意;
B、DNA单链结合蛋白缠绕在DNA单链上,能够防止DNA单链之间重新配对从而重新螺旋化,B符合题意;
C、DNA子链延伸的方向是5'→3',两条子链中只有一条的合成方向与复制叉的移动方向一致,另一条的合成方向与复制叉的移动方向相反,C不符合题意;
D、冈崎片段是两段DNA链,将它们连接成子链需要DNA连接酶进行催化,而不是RNA聚合酶,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】DNA聚合酶和其他一些特定蛋白质被招募到DNA上,以打开的母链为模板,以4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)为原料,遵循碱基配对的原则,从5'到3'方向合成新生链。
13.(2025高一下·新会月考)DNA折纸术是利用DNA分子的特殊结构和碱基互补配对的规则,将一条长的DNA单链(脚手架链)的特定区域进行折叠,并用短链(订书钉链)加以固定,构造出预期的结构(如图折叠成的发夹结构)。下列说法正确的是( )
A.a链为订书钉链,b链为脚手架链
B.a链中的嘌呤总数是磷酸基团总数的一半
C.a、b链的互补区域的碱基序列(5'→3')不可能相同
D.CG碱基对越多,a、b链的互补区域的稳定性越高
【答案】D
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、由DNA折纸术的概念可知,长的DNA单链为脚手架链,短链为订书钉链。观察可知,a链较长,b链较短,所以a链为脚手架链,b链为订书钉链,A不符合题意;
B、a链为单链DNA,在单链DNA中,嘌呤(A、G)总数不一定等于嘧啶(T、C)总数,而碱基总数等于磷酸基团总数,所以a链中的嘌呤总数不一定是磷酸基团总数的一半,B不符合题意;
C、a、b链的互补区域的碱基序列有可能相同,如回文序列,C不符合题意;
D、在DNA双链中,A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键。a、b链的互补区域中,CG碱基对越多,形成的氢键数量越多,a、b链的互补区域的稳定性越高,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】DNA分子是由两条长链组成的,这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中,每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,即脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架,排列在主链的外侧,碱基则位于主链内侧。DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对,由氢键连接。其中,腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连,这就是碱基互补配对原则。
14.(2025高一下·新会月考)下图为甲病(用A/a表示)和乙病(用B/b表示)的遗传系谱图,其中乙病为伴性遗传病,据此判断以下说法错误的是( )
A.甲病常染色体显性遗传病,乙病属于伴X染色体隐性遗传病
B.II-5为纯合子的概率是1/2
C.Ⅱ-7和Ⅱ-8生育一个男孩,健康的概率是1/4
D.III-10和只患乙病的男性结婚,生育的孩子只患乙病的概率是1/24
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;遗传系谱图
【解析】【解答】A、关于甲病,Ⅱ-3(甲病)×Ⅱ-4(甲病)→Ⅲ-9(正常,女),故甲病是常染色体显性遗传病。关于乙病,Ⅰ-1(正常,女)×Ⅰ-2(不患乙病,男)→Ⅱ-7(乙病,男),且乙病为伴性遗传病,故乙病是伴X隐性遗传病,A不符合题意;
B、甲病是常染色体显性遗传病,乙病是伴X隐性遗传病,Ⅰ-1(正常,女)×Ⅰ-2(甲病,男)→Ⅱ-4(甲病,女)、Ⅱ-7(乙病,男),则Ⅰ-1的基因型为aaXBXb,Ⅰ-2的基因型为AaXBY,故Ⅱ-5(正常,女)的基因型可能是1/2aaXBXB、1/2aaXBXb,因此Ⅱ-5为纯合子(aaXBXB)的概率是1/2,B不符合题意;
C、Ⅰ-1(正常,女,aaXBXb)×Ⅰ-2(甲病,男,AaXBY)→Ⅱ-7(乙病,男),则Ⅱ-7的基因型是aaXbY。Ⅱ-7(乙病,男,aaXbY)×Ⅱ-8(正常,女,aaXBX-)→Ⅲ-13(乙病,男,aaXbY),故Ⅱ-8的基因型是aaXBXb。Ⅱ-7(乙病,男,aaXbY)×Ⅱ-8(正常,女,aaXBXb)→男孩(1/2aaXBY、1/2aaXbY),因此他们生育一个男孩,这个男孩健康(aaXBY)的概率应该是1/2,而不是1/4,C符合题意;
D、Ⅱ-3(甲病,男,A-XBY)×Ⅱ-4(甲病,女,1/2AaXBXB、1/2AaXBXb)→Ⅲ-9(正常,女,aaXBX-)、Ⅲ-10(甲病,女,A-XBX-,其中3/4 XBXB、1/4XBXb)、Ⅲ-11(正常,男,aaXBY),则Ⅱ-3的基因型是AaXBY,Ⅲ-10的基因型是A-XBX-,其中1/3AA、2/3Aa;3/4 XBXB、1/4XBXb。只患乙病的男性的基因型是aaXbY,因此当Ⅲ-10和只患乙病的男性(aaXbY)结婚时,患甲病的概率是1-2/3×1/2=2/3,患乙病的概率是1/2×1/4=1/8,那么只患乙病的概率是(1-2/3)×1/8=1/24,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
15.(2025高一下·新会月考)在细胞分裂过程中,染色体的着丝粒分裂时可能会发生异常横裂,从而形成两条“等臂染色体”如图,“等臂染色体”随后会分别移向细胞两极。基因型为Aa(位于I号染色体)的卵原细胞进行细胞分裂时,一条I号染色体发生了异常横裂。不考虑染色体互换的情况,下列说法正确的是( )
A.染色体发生异常横裂,会导致子细胞染色数目异常
B.若该卵原细胞进行有丝分裂,子细胞的基因组成有3种可能
C.若该卵原细胞进行减数分裂,产生卵细胞的基因组成有5种可能
D.若该卵原细胞减数分裂产生的卵细胞中不含A,则减数第二次分裂产生的极体的基因组成有6种可能
【答案】C
【知识点】减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、染色体发生异常横裂,只是染色体结构改变,着丝粒分裂后染色体仍能正常移向细胞两极,不会导致子细胞染色体数目异常,A不符合题意;
B、若该卵原细胞进行有丝分裂,一条I号染色体发生异常横裂。假设正常染色体为Aa,若含a的染色体发生异常横裂,会产生Aaa、A两种基因组成的子细胞;若含A的染色体发生异常横裂,会产生AAa、a两种基因组成的子细胞,所以子细胞基因组成有4种可能,B不符合题意;
C、0表示没有相应的基因。正常情况下,卵原细胞减数分裂产生的卵细胞基因型为A或a。由于一条I号染色体发生异常横裂,减数第二次分裂时,姐妹染色单体上的基因为AA或aa,着丝粒横裂,卵细胞的基因型可能为AA、aa、0,再加上正常的A、a,故产生卵细胞的基因组成有5种可能,C符合题意;
D、正常情况下,减数第二次分裂产生的极体基因型可能为A或a。因为一条I号染色体发生异常横裂,减数第二次分裂时,姐妹染色单体上的基因为AA或aa,着丝粒横裂,极体的基因型可能为AA、aa、0(表示没有相应的基因),所以减数第二次分裂产生的极体基因组成有5种可能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】进行有性生殖的生物,在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中,染色体只复制一次,而细胞经减数分裂连续分裂两次,最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此,在减数分裂过程中同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
16.(2025高一下·新会月考)甜瓜的性别分化由分别位于三对同源染色体上的3对等位基因控制,具体机制如下图(图中“+”表示箭头左侧事件发生后,右侧事件方能发生;“-”表示箭头左侧事件发生后,右侧事件无法发生)。一朵花既有雄蕊又有雌蕊时为两性花,仅有雄蕊时为雄花,仅有雌蕊时为雌花。野生型甜瓜基因型为AABBEE。不同部位花发育过程中乙烯含量有差异,且此差异不受上述3对基因的影响。
下列叙述正确的是( )
A.A/a、B/b、E/e所在的三对同源染色体为甜瓜的性染色体
B.一株野生型甜瓜的某些部位开雌花,另一些部位开两性花
C.野生型与AAbbee杂交,F2为野生型:全雌花:全雄花=9:3:4
D.野生型与AAbbEE杂交,F2为野生型:全雄花=3:1
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、仅表明甜瓜的性别分化由位于三对同源染色体上的3对等位基因控制,但没有给出任何关于后代性别及比例与这三对染色体遗传相关的信息,所以不能判定这三对同源染色体就是性染色体,A不符合题意;
B、乙烯抑制B基因表达,B基因表达抑制E基因表达,E基因表达促进雌蕊发育,雌蕊发育促进A基因表达,A基因表达抑制雄蕊发育。对于野生型甜瓜(基因型AABBEE),在某些部位乙烯含量较低时,B基因表达,进而抑制E基因表达,雌蕊不发育,A基因不表达,雄蕊发育;在某些部位乙烯含量较高时,B基因不表达,E基因表达,雌蕊发育,A基因表达,雄蕊不发育。这就意味着雌蕊和雄蕊不会在同一部位同时存在,即不能开两性花,B不符合题意;
C、野生型(AABBEE)和AAbbee杂交,F1基因型为AABbEe。根据自由组合定律,F2的基因型及比例为AAB_E_(野生型):AAB_ee:AAbbE_:AAbbee=9:3:3:1。结合B项的分析,AAbbee和AAB_ee由于无E基因,雌蕊不发育(A基因不表达),表现为全雄花,AAbbE_表现为全雌花,所以F2中野生型:全雌花:全雄花=9:3:4,C符合题意;
D、野生型(AABBEE)和AAbbEE杂交,F1基因型为AABbEE,F2基因型为AAB_EE:AAbbEE=3:1。F2中应该是野生型:全雌花=3:1,而不是野生型:全雄花=3:1,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
(2)基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)基因对性状的控制方式有两种,一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制性状;另一种是直接控制蛋白质的结构来控制性状。
二、非选择题(共4题,共60分)
17.(2025高一下·新会月考)广东省徐闻县盛产菠萝,有“菠萝的海”美誉。在进化过程中,菠萝形成了如下图所示的特殊光合作用机制,能适应干旱高温的生长环境。
回答下列问题:
(1)据图可知,能与CO2结合的物质有 。用14C标记环境中的CO2,则菠萝利用其合成(CH2O)过程中,14C的转移途径为 。
(2)参与卡尔文循环的CO2的来源包括 。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔的意义是 ,从而适应干旱高温的环境。
(3)菠萝心腐病是由疫霉属真菌引起的土传病害,严重影响菠萝产量。芽孢杆菌是农业上常用的一种促进农作物生长发育、提高土壤抗病性的生防菌。某团队通过田间实验,研究不同施肥方式对心腐病、土壤化学性质及根际土壤细菌多样性的影响,结果如下表所示。
施肥方式 发病率/% 致病菌数量 /(logCFU·g-1) pH 有机物质 /% 土壤微生物群落物种多样性
CK 17.33 3.83 4.93 0.12 4.2
YJ 15.00 3.71 6.02 0.31 4.6
KN 7.67 3.15 5.76 0.52 4.8
KY 11.67 3.23 6.10 0.72 5.9
【注】CK:化肥处理;YJ:普通有机肥处理;KN:羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌;KY:羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌
①根据实验结果可知,预防心腐病效果最好的施肥方式是 (填“CK”“YJ”“KN”或“KY”)。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理,研究人员可作出的假设是 ,进而抑制疫霉属真菌数量。
②要验证①所提出的假设,接下来的研究方向是 。
【答案】(1)磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)、C5;14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)
(2)苹果酸分解释放,细胞呼吸作用产生;保证光合作用正常进行、减少水分蒸发
(3)KN;枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性;探究土壤pH对疫霉属真菌的影响(或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系)(与①的假设匹配且合理即可)
【知识点】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;光合作用综合
【解析】【解答】(1)二氧化碳能与磷酸烯醇式丙酮酸结合生成草酰乙酸,还能在卡尔文循环中与C5结合生成C3,所以能与CO2结合的物质有磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)、C5。因为菠萝特殊的光合作用机制,夜晚气孔开放吸收CO2,14CO2先与磷酸烯醇式丙酮酸结合生成草酰乙酸,草酰乙酸再转化为苹果酸,白天苹果酸分解产生14CO2,14CO2参与卡尔文循环,与C5结合生成14C3,14C3经还原生成(14CH2O),所以14C的转移途径为14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)。
(2)观察可知,参与卡尔文循环的CO2一部分来自苹果酸分解,同时细胞呼吸作用产生的CO2也可参与卡尔文循环,所以来源包括苹果酸分解释放,细胞呼吸作用产生。菠萝生长在干旱高温环境中,白天气孔关闭以减少水分蒸发,将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔,夜晚固定CO2储存起来,白天利用储存的CO2进行卡尔文循环,保证了光合作用正常进行,同时减少了水分蒸发,从而适应干旱高温环境。
(3)①分析表格数据,KN施肥方式下菠萝心腐病的发病率7.67%最低,所以预防心腐病效果最好的施肥方式是KN。从表格数据看,KN施肥方式下土壤pH较高,土壤微生物群落物种多样性也较高,所以可作出假设:枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性,进而抑制疫霉属真菌数量。
②要验证上述假设,因为假设中涉及土壤pH和土壤微生物与抑制疫霉属真菌数量的关系,所以接下来的研究方向可以是探究土壤pH对疫霉属真菌的影响,或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系。
【分析】(1)光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中,叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量,裂解水,生成高能化合物ATP和NADPH,同时释放氧气;NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应(卡尔文循环),最终将二氧化碳合成为糖分子,并将能量储存到糖分子中。
(2)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,前者需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化,释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
(1)分析题图可知,CO2能与磷酸烯醇式丙酮酸结合转化为草酰乙酸,CO2还能参与卡尔文循环,与C5结合生成C3。菠萝的特殊光合作用机制是夜晚气孔开放,吸收二氧化碳并转化为苹果酸储存起来,白天气孔关闭,将夜晚储存的苹果酸分解形成二氧化碳参与卡尔文循环,因此用14C标记环境中的CO2,则菠萝利用其合成(CH2O)过程中,14C的转移途径为14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)。
(2)分析题图并结合细胞代谢可知,参与卡尔文循环的CO2的来源包括苹果酸分解释放,细胞呼吸作用产生。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔是对所处环境的适应过程,保证光合作用正常进行、减少水分蒸发,有利于菠萝抵抗干旱高温胁迫。
(3)①分析题图可知,KN处理后菠萝心腐病的发病率最低,预防心腐病效果最好。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理,研究人员可作出的假设是枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性。
②要验证①所提出的假设,接下来的研究方向是探究土壤pH对疫霉属真菌的影响。
18.(2025高一下·新会月考)小鼠(2n=40)是良好的实验动物,科研人员以小鼠为材料观察了减数分裂过程, 实验步骤和实验结果如下。请回答下列问题。
实验步骤:
①将曲细精管剪成 1mm 短管,适度研磨、离心,取中层细胞悬液 3 -5mL,加适量蒸馏水,置 37℃水浴中低渗处理 15-20min。
②离心,取细胞沉淀,加新鲜配制的甲醇冰醋酸固定液 3-5mL,固定 20min,其间用小吸管慢慢将细胞团轻轻打散。
③再离心, 取细胞沉淀, 加固定液, 制成较浓的细胞悬液。
④取洁净玻片,滴一滴细胞悬液,立即用口吹散细胞,酒精灯上微热烤干,用染料染色,显微观察。实验结果:
(1)步骤①中曲细精管研磨、离心后,取“中层细胞”的原因是 。中层细胞悬液加适量蒸馏水低渗处理对观察有什么好处? 。
(2)步骤②中使用甲醇冰醋酸固定液的作用是 。步骤④中可用 染料染色。
(3)将图示照片按细胞分裂先后顺序进行排序 (请用字母和箭头表示) 。图中 B 所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的 倍,孟德尔自由组合定律发生于图中 (填字母)所示时期。
(4)有一项研究发现,细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失的雌性小鼠所产生的卵细胞异常,但在减数分裂过程中姐妹染色单体能正常分开。为进一步揭示CyclinB3的功能,研究者对正常雌鼠与CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比,如图所示。
由图分析可知,Cyclin B3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体,但未排出第一极体,表明Cyclin B3缺失的卵母细胞被阻滞于 (时期)。推测细胞周期蛋白B3功能是 。
【答案】(1)减数分裂的细胞主要位于中层;使细胞适当膨胀,染色体分散,有利于实验观察
(2)杀死或固定细胞、染色体的形态;甲紫(或醋酸洋红或改良的苯酚品红)
(3)B→A→E→C→D;2;A
(4)减数分裂Ⅰ中期(减数第一次分裂中期);促进同源染色体的分离
【知识点】精子的形成过程;观察细胞的减数分裂实验;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1)对于取“中层细胞”的原因:在曲细精管中,减数分裂的细胞主要位于中层,所以取中层细胞便于观察减数分裂过程。中层细胞悬液加适量蒸馏水低渗处理的好处:细胞在低渗溶液中会吸收水分适当膨胀,使得染色体能够更好地分散开来,这样在显微镜下观察时,染色体的形态和行为更清晰,有利于实验观察。
(2)步骤②中使用甲醇冰醋酸固定液的作用:它能够杀死细胞,同时固定细胞和染色体的形态,防止细胞和染色体的形态在后续操作中发生改变,影响观察效果。步骤④中对染色体染色,由于染色体容易被碱性染料染成深色,常用的碱性染料有甲紫(或醋酸洋红或改良的苯酚品红)。
(3)细胞分裂先后顺序的判断:A细胞中同源染色体分离,是减数第一次分裂后期;B细胞中同源染色体成对排列在赤道板上,是减数第一次分裂中期;C细胞中着丝点分裂,姐妹染色单体分开,是减数第二次分裂后期;D细胞形成了四个子细胞,是减数第二次分裂末期;E细胞中染色体的着丝点排列在赤道板上,没有同源染色体,是减数第二次分裂中期。所以细胞分裂先后顺序为B→A→E→C→D。染色单体数的比较:B细胞处于减数第一次分裂中期,染色体已经复制,每条染色体含有2条染色单体,此时细胞中的染色单体数为80;E细胞处于减数第二次分裂中期,经过减数第一次分裂同源染色体分离,染色体数目减半,每条染色体仍含有2条染色单体,此时细胞中的染色单体数为40,所以图中B所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的2倍。孟德尔自由组合定律的发生时期:孟德尔自由组合定律发生在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,对应图中的A时期。
(4)由图分析可知,正常小鼠的卵母细胞在减数第一次分裂中期形成纺锤体,随后同源染色体分离,排出第一极体;而Cyclin B3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体,但未排出第一极体,说明其被阻滞于减数分裂Ⅰ中期(减数第一次分裂中期)。推测细胞周期蛋白B3的功能:因为CyclinB3缺失的卵母细胞同源染色体不能分离,所以推测细胞周期蛋白B3功能是促进同源染色体的分离。
【分析】进行有性生殖的生物,在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中,染色体只复制一次,而细胞经减数分裂连续分裂两次,最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此,在减数分裂过程中同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
(1)由于减数分裂的细胞一般位于中层,因此在对曲细精管研磨、离心后,取“中层细胞”进行观察了减数分裂过程;细胞处于低渗溶液中会适当膨胀,染色体分散,更有利于实验观察,因此在中层细胞悬液中加适量蒸馏水低渗处理,但在低渗处理时应注意控制时间(温度)等条件,否则会导致细胞提前破裂染色体丢失或膨胀不足而影响观察。
(2)甲醇冰醋酸固定液的作用是固定细胞、染色体的形态;步骤④是对染色体进行染色,常用的染液为碱性染料,如甲紫或醋酸洋红染液或改良的苯酚品红。
(3)根据图示可知,A是减数第一次分裂后期,B是减数第一次分裂中期,C是减数第二次分裂后期,D是减数第二次分裂末期,E是减数第二次分裂中期,由此细胞分裂先后顺序进行排序为B→A→E→C→D;根据图示可知,图中 B 所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的2倍,孟德尔自由组合定律发生于同源染色体分离,非同源染色体自由组合时,发生在减数第一次分裂后期,由此可知对应图中的A。
(4)由图1可知,与正常小鼠相比,CyclinB3缺失小鼠的同源染色体不能分离,减数第二次分裂过程不能正常进行,细胞停滞在MⅠ期(减数第一次分裂中期),由此可推测CyclinB3的功能是促进同源染色体的分离。
19.(2025高一下·新会月考)玉米是雌雄异花、雌雄同株的植物,同样也是遗传学研究的重要模式生物。在自然界中,玉米既可以植株间相互传粉,又可以同株异花传粉,过程如图所示。回答下列问题:
(1)玉米能作为遗传学研究的重要模式生物,请说出两点理由: 。
(2)玉米的宽叶和窄叶为一对相对性状,某实验小组将纯种宽叶与纯种窄叶两个品种间行种植,将宽叶和窄叶植株所结的玉米种子单独收获,第二年分别播种到两块环境相同的试验田甲和乙中。根据两块试验田玉米的叶形,能否判断宽叶与窄叶的显隐关系 (填“能”或“不能”),写出你判断的依据 。
(3)实验小组查阅资料发现,玉米花斑叶对正常叶为显性,分别由基因A和a控制。据资料记载,杂合子形成的含基因a的配子会出现致死,具体有两种情况且不同时出现,第一种情况:基因型为Aa的个体形成的含基因a的雄配子一半致死。第二种情况:基因型为Aa的个体形成的含基因a的雌配子一半致死。
①欲探究某花斑叶植株的基因型,最简单的判断方法是 。用你所述的方法进行判断时,在有花斑叶玉米和正常叶玉米的大田中,操作上需要注意 。
②基因型为Aa的个体自交子代正常叶植株所占比例为 。现有各种基因型的玉米植株,请你设计最简单的杂交实验来判断且验证是第一种情况还是第二种情况:
a、实验设计思路: 。
b、实验结果及结论:
若是第一情况,则为 。
若是第二情况,则为 。
【答案】(1)有易于区分的相对性状、容易种植、种子多、易于人工杂交、单性花不用去雄
(2)能;若某块试验田的玉米只有一种叶形,则此叶形为显性,另一叶形为隐性
(3)自交(观察子代是否有正常叶个体);在雌花成熟前进行套袋,人工授粉后再次套袋;1/6;实验设计思路:将杂合子植株与正常叶植株进行正反交,分别观察子代表型及比例;实验结果及结论:第一种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1;第二种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1
【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;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】(1)玉米有易于区分的相对性状,比如宽叶和窄叶等;它容易种植,对生长环境要求相对不苛刻;玉米的种子数量多,有利于进行大量的遗传实验统计;易于进行人工杂交操作;并且玉米是单性花,在杂交实验中不用进行去雄处理,这些特点都使得玉米成为遗传学研究的重要模式生物。
(2)将纯种宽叶与纯种窄叶两个品种间行种植,把宽叶和窄叶植株所结的玉米种子单独收获,第二年分别播种到两块环境相同的试验田甲和乙中。根据两块试验田玉米的叶形,能判断宽叶与窄叶的显隐关系。判断依据是:如果某块试验田的玉米只有一种叶形,那么此叶形为显性,另一叶形为隐性。因为如果该叶形是隐性,那么在与显性品种间行种植时,接受显性花粉后会表现出显性性状,而如果该叶形是显性,自交后代只会表现出显性性状。
(3)①欲探究某花斑叶植株的基因型,最简单的判断方法是让该花斑叶植株自交,观察子代是否有正常叶个体。如果子代出现正常叶个体,说明该花斑叶植株的基因型为Aa;如果子代全为花斑叶个体,说明该花斑叶植株的基因型为AA。在操作上需要注意在雌花成熟前进行套袋,防止外来花粉的干扰,人工授粉后再次套袋,保证自交的准确性。
②基因型为Aa的个体自交,在第一种情况(含基因a的雄配子一半致死)下,雄配子中A:a=2:1,雌配子中A:a=1:1,子代正常叶植株(aa)所占比例为1/6;在第二种情况(含基因a的雌配子一半致死)下,雌配子中A:a=2:1,雄配子中A:a=1:1,子代正常叶植株(aa)所占比例也为1/6。
要设计最简单的杂交实验来判断是第一种情况还是第二种情况,实验设计思路是将杂合子植株(Aa)与正常叶植株(aa)进行正反交,分别观察子代表型及比例。
若是第一种情况,正交(Aa♀×aa♂)时,雌配子A:a=1:1,雄配子A:a=2:1(因为含a的雄配子一半致死),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为(1/2×2/3+1/2×1/3):(1/2×1/3)=3:1?不对,重新计算:正交中,Aa♀产生的雌配子A占1/2,a占1/2;aa♂产生的雄配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=1/2:1/2=1:1。反交(Aa♂×aa♀)时,Aa♂产生的雄配子A占2/3,a占1/3(因为含a的雄配子一半致死);aa♀产生的雌配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=2/3:1/3=2:1。若是第二种情况,正交(Aa♀×aa♂)时,Aa♀产生的雌配子A占2/3,a占1/3(因为含a的雌配子一半致死);aa♂产生的雄配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=2/3:1/3=2:1。反交(Aa♂×aa♀)时,Aa♂产生的雄配子A占1/2,a占1/2;aa♀产生的雌配子只有a。所以子代基因型及比例为Aa:aa=1/2:1/2=1:1。
【分析】基因的分离定律的实质是: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,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(1) 玉米具有易于区分的相对性状、容易种植、种子多、易于人工杂交、单性花不用去雄等特点,因而能作为遗传学研究的重要模式生物。
(2)能。玉米是雌雄同株异花植物,可自交也可异交。纯种宽叶(假设为AA)与纯种窄叶(aa)间行种植时,宽叶植株可结AA(自交)和Aa(异交)的种子,窄叶植株可结aa(自交)和Aa(异交)的种子。若宽叶为显性,宽叶植株结的种子(AA、Aa)均表现为宽叶,窄叶植株结的种子(aa、Aa)中aa为窄叶、Aa为宽叶,故窄叶植株的种子播种后会出现宽叶和窄叶(性状分离);若窄叶为显性,窄叶植株结的种子(aa、Aa)均表现为窄叶,宽叶植株结的种子(aa、Aa)中aa为宽叶、Aa为窄叶,故宽叶植株的种子播种后会出现宽叶和窄叶(性状分离)。因此,若某块试验田的玉米只有一种叶形(自交的纯合子后代),则此叶形为显性;另一块试验田的玉米出现两种叶形(杂合子自交的性状分离),则另一叶形为隐性。因此根据两块试验田玉米的叶形,能判断宽叶与窄叶的显隐关系。
(3)①欲探究某花斑叶植株的基因型,最简单的判断方法是让其自交(观察子代是否有正常叶个体)。使用自交进行判断时,在有花斑叶玉米和正常叶玉米的大田中,操作上需要注意在雌花成熟前进行套袋,人工授粉后再次套袋(防止外来花粉的感染)。
②基因型为Aa的个体自交,由于含有基因a的雌配子或雄配子有一般致死,因而含有a的雌配子或雄配子的比例为1/3,因此子代正常叶植株所占比例为1/2×1/3=1/6。为了判断且验证是第一种情况还是第二种情况,则需要用基因型为Aa的杂合子植株与正常叶玉米进行正反交,统计后代的性状表现即可。因此实验设计思路是将杂合子植株与正常叶植株进行正反交,分别观察子代表型及比例;实验结果及结论:第一种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1;第二种情况为正交 Aa(♀)×aa(♂),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 2:1,反交 Aa(♂)×aa(♀),子代花斑叶(Aa)与正常叶(aa)的比例为 1:1。
20.(2025高一下·新会月考)真核细胞中,DNA复制的过程伴随着染色单体的形成。研究者用植物根尖分生组织做实验,通过对色差染色体的观察,又一次证明了“DNA半保留复制”。5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似。用姬姆萨染料对根尖染色时,DNA两条链均不含5-BrdU的染色单体着色为深蓝、均含5-BrdU的染色单体着色为浅蓝,若DNA两条链中一条链含有5-BrdU,另一条链不含5-BrdU,染色单体着色也为深蓝。研究者将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养,在第一个、第二个、第三个细胞周期取样,观察中期细胞染色体的颜色并绘图,结果见图1。
(1)5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似,能够取代后者与 (碱基种类)配对。
(2)有研究者认为,第一次分裂中期的染色体颜色能够否认“全保留复制”假说,理由是:DNA若是“全保留复制”,两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的 (填字母)所示,这两条染色单体的颜色应分别是 。
(3)研究者认为,第二次分裂中期出现色差染色体的原因是“DNA半保留复制”。请结合图2进行分析:若DNA进行半保留复制,则两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的 (填字母)所示,这两条染色单体的颜色应分别是 。
(4)若继续将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养到第三个周期,请在答题纸中完成绘制图1中第三次分裂中期的染色体标记的情况 。
【答案】(1)A(腺嘌呤)
(2)AB;深蓝色和浅蓝色
(3)BC;浅蓝色和深蓝色
(4)
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;DNA分子的结构;DNA分子的复制
【解析】【解答】(1)胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤脱氧核苷酸配对,由于5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似,所以5-BrdU可以取代胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤(A)配对。(2)将植物根尖分生组织置于含5-BrdU的培养液进行培养,若DNA以全保留复制模式进行复制,在第一次分裂中期,染色体上会出现两种染色单体:一种染色单体的DNA双链均不含5-BrdU,对应图2中的A,该染色单体呈深蓝色;另一种染色单体的DNA双链均含5-BrdU,对应图2中的B,其染色单体颜色为浅蓝色。
(3)在第一次DNA复制完成后,新形成的DNA分子均携带一条含5-BrdU的链。进入第二个复制周期,基于半保留复制机制,每条染色体的两条姐妹染色单体呈现出不同的5-BrdU掺入状态:其中一条染色单体的DNA双链均含有5-BrdU,对应图2中的B,在染色后呈现浅蓝色;另一条染色单体的DNA仅一条链掺入5-BrdU,另一条链不含,对应图2中的C,染色后显现深蓝色。
(4)在第三个分裂周期中期,细胞内的染色体呈现出两种不同的5-BrdU掺入状态。第一种状态下,染色体的两条姐妹染色单体均被5-BrdU标记,在染色后显浅蓝色;第二种状态下,染色体的两条姐妹染色单体中,一条单体的DNA双链均含有5-BrdU,而另一条单体的DNA则为杂合链,即一条链含5-BrdU,另一条链不含,且这两种染色体类型的数量比为1:1,如图所示:
【分析】 (1)DNA的复制是以半保留的方式进行的。DNA聚合酶和其他一些特定蛋白质被招募到DNA上,以打开的母链为模板,以4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)为原料,遵循碱基配对的原则,从5'到3'方向合成新生链。
(2)DNA分子是由两条长链组成的,这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中,每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,即脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架,排列在主链的外侧,碱基则位于主链内侧。DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对,由氢键连接。其中,腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连,这就是碱基互补配对原则。
(1)胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤脱氧核苷酸配对,根据题目信息“5-溴尿嘧啶脱氧核苷(5-BrdU)结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似”可得5-BrdU可以取代其与腺嘌呤(A)配对。
(2)根据题目信息“将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养”可得,如果DNA是全保留复制,则第一次分裂中期的染色体上一条单体的DNA两条链全部不含5-BrdU,对应图2的A,其染色单体着色为深蓝色,另一条染色单体上的DNA两条链全部含5-BrdU,对应图2的B,其染色单体着色为浅蓝色。
(3)第一次复制结束后,每个DNA分子都有一条链含有5-BrdU,当进行第二个周期时,进行半保留复制,每条染色体中一条单体的DNA分子两条链全部含有5-BrdU,对应图2中的B,染色单体着色为浅蓝色,另一条单体的DNA一条链含有5-BrdU,另一条链不含5-BrdU,对应图2中的C,染色单体着色为深蓝色。
(4)在第三个分裂周期的中期,细胞中存在两种情况,一条染色体中两条单体都含有5-BrdU,着色成浅蓝色,另一种染色体中有条单体的DNA分子全含有5-BrdU,另一个单体中的DNA分子一条链含有5-BrdU,另一条链不含有5-BrdU,比例为1:1,如图所示:。
1 / 1