精品解析:海南省省直辖县级行政单位2022-2023学年高一下学期7月期末生物试题(解析版)
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这是一份精品解析:海南省省直辖县级行政单位2022-2023学年高一下学期7月期末生物试题(解析版),共17页。试卷主要包含了 图1和图2均为某二倍体动物等内容,欢迎下载使用。
海南省 2022—2023学年高一年级学业水平诊断(二)
生物学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15 小题,每小题3分,共45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. 细胞代谢是细胞生命活动的基础,细胞代谢的进行离不开酶和ATP,下列有关酶和ATP的叙述,正确的是( )
A. 加热、酶和无机催化剂都能降低过氧化多分解反应的活化能
B. 常用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液作为实验材料,验证酶的专一性
C. 剧烈运动过程中,肌细胞内ATP与ADP的含量不能达到动态平衡
D. ATP中的能最可来源于光能和化学能,也可转化为光能和化学能
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶的本质为蛋白质或RNA,酶具有高效性、专一性和作用条件温和的特点, 影响酶活性的因素有温度、酸碱度和酶的抑制剂等,作用机理是降低化学反应所需要的活化能。
2、ATP的中文名称叫三磷酸腺苷,其结构简式为A-P~P~P,ATP为直接能源物质, 在体内含量不高,可与ADP在体内迅速转化。
【详解】A、加热能提供能量,不能降低化学反应所需的活化能,而酶和无机催化剂都能降低过氧化多分解反应的活化能,A错误;
B、无论蔗糖是否被淀粉酶水解,均不能与碘液发生颜色反应,故不能用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液作为实验材料,验证酶的专一性,B错误;
C、机体无论处于安静状态还是剧烈运动,肌细胞内ATP与ADP的含量均能达到动态平衡,剧烈运动时,ATP与ADP的转换速率加快,为机体提供更多能量,C错误;
D、光合作用过程合成ATP的能量来源于光能,呼吸作用过程合成ATP能量来源于化学能,ATP水解释放的能量也可以转化成光能和化学能,D正确。
故选D。
2. 骨髓移植能有效治疗白血病,原因是移植后的骨髓造血干细胞可在患者体内增殖、分化为白细胞等多种血细胞。下列有关分析错误的是( )
A. 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
B. 造血干细胞增殖过程中,核DNA复制一次,染色体加倍两次
C. 造血干细胞分化为白细胞的过程中RNA的种类发生改变
D. 造血干细胞的增殖、分化没有体现细胞的全能性
【答案】B
【解析】
【分析】造血干细胞属于多能干细胞,能够分裂分化出各种血细胞,如红细胞、白细胞、血小板,补充到血液中去。
【详解】A、细胞增殖能增加细胞的数量,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,A正确;
B、造血干细胞的增殖方式为有丝分裂,有丝分裂核DNA复制一次(在间期),后期着丝粒分裂,染色体加倍一次,B错误;
C、细胞分化的实质是基因选择性表达,造血干细胞分化为白细胞的过程中RNA的种类发生改变,C正确;
D、细胞全能性指的是已经高度分化的细胞仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,而造血干细胞只能分化产生多种血细胞而不能分化成机体的各种细胞,该过程并没有体现细胞的全能性,D正确。
故选B。
3. “少白头”是由遗传因素、长时间暴晒或不良生活习惯等原因引起的毛囊中部分黑色素细胞衰老,导致青少年头发变白的现象。下列有关叙述正确的是( )
A. “少白头”患者体内大多数细胞都处于衰老状态
B. “少白头”患者衰老细胞内自由基含量比正常细胞低
C. “少白头”患衰老的黑色素细胞中细胞核体积会变大
D. “少白头”患者衰老的黑色素细胞中酪氨酸酶活性升高
【答案】C
【解析】
【分析】衰老细胞的特征: (1) 细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2) 细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低; (3) 细胞色素随着细胞衰老逐渐累积; (4) 有些酶的活性降低; (5) 呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、对于多细胞生物来说,细胞衰老不等同于个体衰老,“少白头”患者体内并非大多数细胞都处于衰老状态,A错误;
B、自由基学说认为,辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质等物质,使细胞衰老,故“少白头”患者衰老细胞内自由基含量比正常细胞高,B错误;
C、衰老细胞体积变小,细胞核体积变大,物质运输效率低,代谢慢,C正确;
D、衰老黑色素细胞中酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成减少,从而出现“少白头”现象,D错误。
故选C。
4. 蛋白激酶B是与细胞增殖有关的一类酶,在细胞周期中具有调控染色质螺旋化为染色体、诱导核仁解体等重要作用。下列有关分析不合理的是( )
A. 细胞周期包括分裂间期、前期、中期、后期和末期
B. 蛋白激酶B可能是在分裂间期在核糖体上合成的
C. 分裂前期之后细胞内蛋白激酶B的活性显著升高
D. 蛋白激酶B抑制剂可能使正在分裂细胞停留在分裂前期
【答案】C
【解析】
【分析】细胞周期是指一次分裂完成到下一 次分裂完成所经历的时间, 包括分裂间期和分裂期,分裂间期占细胞周期绝大多数的时间,分裂期包括前期、中期、后期、末期4个时期。
【详解】A、细胞周期包括分裂间期和分裂期,其中分裂期又包括前期、中期、后期和末期,A正确;
B、由题意可知,蛋白激酶B在细胞周期中具有调控染色质螺旋化为染色体、诱导核仁解体等重要作用,说明蛋白激酶B可能参与调控分裂前期,故蛋白激酶B可能是在分裂间期在核糖体上合成的,B正确;
C、蛋白激酶B可能参与调控分裂前期,分裂前期完成后,细胞内蛋白激酶B的活性显著下降,C错误;
D、蛋白激酶B抑制剂可能导致染色质不能进一步螺旋化为染色体、不能诱导核仁解体,使正在分裂的细胞停留在分裂前期,D正确。
故选C。
5. 图1和图2均为某二倍体动物(AaBb)性腺中的细胞分裂示意图,不考虑基因突变和染色体变异,下列叙述不合理的是( )
A. 图1和图2细胞中心粒都在分裂间期倍增
B. 图1和图2细胞分裂过程中都会发生基因重组
C. 图1细胞含有4对同源染色体、8个核DNA分子
D. 若图2细胞继续分裂,则最终能产生2种生殖细胞
【答案】B
【解析】
【分析】分析图1:图中含有同源染色体且发生着丝粒分裂,说明该细胞处于有丝分裂后期;
分析图2:图中正发生同源染色体分离,说明该细胞处于减数第一次分裂后期。
【详解】A、图1发生有丝分裂,图2发生减数分裂,两种细胞的中心粒都在分裂间期倍增,A正确;
B、图1细胞处于有丝分裂,不会发生基因重组;图2处于减数第一次分裂后期,会发生非同源染色体自由组合,即发生基因重组,B错误;
C、图1细胞处于有丝分裂后期,该细胞中含有4对同源染色体、8条染色体,8个核DNA分子,C正确;
D、若图2细胞处于减数第一次分裂后期,且细胞质均等分裂,说明该细胞为初级精母细胞。由图可知,未发生交叉互换(互换),若该细胞继续分裂,则可产生两种次级精母细胞,最终能产生4个2种生殖细胞,D正确。
故选B。
6. 果蝇眼色的朱红眼和暗红眼是由一对等位基因控制的相对性状。现有朱红眼和暗红眼两个纯合品系果蝇,欲判断眼色性状的显隐性及基因的相对位置,不考虑该对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上的情况,最好选择下列哪项杂交组合( )
①朱红眼♀×朱红眼♂②暗红眼♀×暗红眼♂③朱红眼♀×暗红眼♂④暗红眼♀×朱红眼♂
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【分析】位于性染色体上的基因控制的性状在遗传时会出现与性别相关联的现象,若相关基因位于常染色体上,则性状一般与性别无关。
【详解】果蝇眼色的朱红眼和暗红眼是由一对等位基因控制的相对性状,若要判断显隐性,则可以用具有相对性状的纯种个体进行杂交,后代所表现出来的性状即显性性状;若要判断这一对等位基因的位置,则可以用具有相对性状的纯种个体进行正反交,若正反交结果一致,则这对等位基因位于常染色体上,若正反交结果不一致,则说明这对等位基因位于性染色体上,综上所述,最好选择③朱红眼♀×暗红眼♂、④暗红眼♀×朱红眼♂杂交组合,B正确,ACD错误。
故选B。
7. 科学技术和科学方法是生物学实验取得成功的重要条件,在探索遗传物质及遗传规律的实验中,科学家运用了多种科学技术和科学方法。下列有关叙述正确的是( )
A. 萨顿运用假说—演绎法证明了基因位于染色体上
B. 孟德尔运用完全归纳法发现了分离定律和自由组合定律
C. 赫尔希和蔡斯运用同位素标记法证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
D. 艾弗里运用“加法原理”对自变量进行控制证明了蛋白质不是遗传物质
【答案】C
【解析】
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、萨顿通过对比基因和染色体行为提出基因在染色体的假说,摩尔根运用假说一演绎法证明基因在染色体 上。
【详解】A、萨顿运用类比推理法提出了基因位于染色体上的假说;摩尔根选择红眼果蝇和白眼果蝇杂交,并应用假说—演绎法证明了基因位于染色体上,A错误;
B、孟德尔运用假说—演绎法发现了分离定律和自由组合定律,B错误;
C、赫尔希和蔡斯选择恰当的实验材料—T2噬菌体,并运用放射性同位素标记法证明了DNA是其遗传物质,C正确;
D、艾弗里在研究肺炎双球菌转化实验时,对自变量的控制符合对照实验的“减法原理”,D错误。
故选C。
8. 先天性耳聋是一种单基因遗传病,某家庭中先天性耳聋的患病情况如下图所示。下列有关分析正确的是( )
A. 常在患者家庭中调查该遗传病的发病率
B. 先天性耳聋是伴X染色体隐性遗传病
C. Ⅰ1和Ⅱ2基因型相同的概率为2/3
D. Ⅱ1和Ⅱ2再生一个患病男孩的概率为1/4
【答案】D
【解析】
【分析】调查人类遗传病时,最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病,如色盲、白化病等;若调查的是遗传病的发病率,则应在群体中抽样调查,选取的样本要足够的多,且要随机取样;若调查的是遗传病的遗传方式,则应以患者家庭为单位进行调查,然后画出系谱图,再判断遗传方式。
【详解】A、常在人群中调查该遗传病的发病率,A错误;
B、图中Ⅰ1和Ⅱ2都正常,却生出了患病的儿子,说明该病为隐性病,无法判断基因所在染色体的位置,故先天性耳聋为常染色体隐性遗传病或伴X染色体隐性遗传病,B错误;
C、无论该病为常染色体隐性遗传病还是伴X染色体隐性遗传病,Ⅰ1和Ⅱ2都是杂合子,基因型相同的概率都为1,C错误;
D、设相关基因为A/a,若该病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ1的基因型为aa,Ⅱ2的基因型为Aa,二者再生一个患病男孩的概率为1/4,若该病为伴X染色体隐性遗传病,则Ⅱ1的基因型为XaY,Ⅱ2的基因型为XAXa,二者再生一个患病男孩的概率为1/4,D正确。
故选D。
9. 某学习小组在学习DNA的结构之后,构建了如下图所示的部分DNA双链平面结构模型。下列有关分析正确的是( )
A. 该DNA结构模型存在两种类型的错误
B. 生物的遗传信息只能储存在DNA分子中
C. 双链DNA分子中通常存在两个游离的磷酸基团
D. 不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的比例都相同
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、该DNA结构模型存在3种类型的错误,构成DNA的是五碳糖为脱氧核糖而不是核糖,DNA中与A配对的是T而不是U,脱氧核糖与磷酸交替连接,磷酸之间不直接相连,A错误;
B、生物的遗传信息不仅储存在DNA分子中,也会存在于RNA分子中,B错误;
C、双链DNA分子中同一条链中的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,每条链存在一个游离的磷酸基团,故双链DNA分子通常存在两个游离的磷酸基团,C正确;
D、DNA分子具有多样性,不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的值一般不相同,D错误。
故选C。
10. DNA双链均被32P标记的一个大肠杆菌在不含放射性物质的培养液中分裂3次,若该大肠杆菌的拟核DNA分子含有5000个碱基对,其中A有3000个。不考虑变异,下列有关分析错误的是( )
A. 该拟核DNA一条链上G的数量不会超过2000个
B. 拟核DNA分子复制时需要解旋酶和DNA聚合酶等酶的催化
C. 该拟核DNA分子复制3次后,有2个拟核DNA具有放射性
D. 该拟核DNA分子第3次复制需要消耗游离的胞嘧啶1.6×104个
【答案】D
【解析】
【分析】已知DNA的复制次数,求子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数或所占的比例:一个双链DNA分子,复制n次,形成的子代DNA分子数为2n个。根据DNA分子半保留复制特点,不管亲代DNA分子复制几次,子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个,占子代DNA总数的2/2n。
【详解】A、该大肠杆菌的拟核DNA分子含有5000个碱基对,其中A有3000个,则T=3000,G=C=(5000×2-3000×2)÷2=2000,因此该拟核DNA一条链上G的数量不会超过2000个,A正确;
B、DNA分子复制时需要解旋酶解旋,DNA聚合酶催化DNA子链合成,B正确;
C、由于DNA复制为半保留复制,亲代DNA的两条链均含有32P标记,该大肠杆菌在不含放射性物质的培养液中分裂3次,则形成的8个拟核DNA中有两个含有32P,C正确;
D、根据A项分析可知,该拟核DNA中含有C=2000,第三次复制需要消耗游离的胞嘧啶数为(23-1)×2000-(22-1)×2000=8000个,D错误。
故选D。
11. 某真核细胞的核DNA分子含有x个碱基对,该DNA分子上线性排列着a个基因,每个基因平均由y个碱基组成。下列有关分析正确的是( )
A. 真核细胞的基因都位于染色体上
B. 该DNA分子的碱基对排列方式有4x种
C. 该DNA分子上任意碱基对的改变都能导致基因突变
D. 该DNA分子上基因的碱基总数所占的比例为ay/2x
【答案】D
【解析】
【分析】基因的主要载体是染色体,染色体主要由DNA和蛋白质组成,遗传信息蕴含在DNA分子的碱基排列顺序中。
【详解】A、真核细胞的基因除了位于染色体上,还位于线粒体或叶绿体中,A错误;
B、DNA分子具有特异性,每一种DNA具有特定的碱基排列顺序,故该DNA分子的碱基对排列方式有1种,B错误;
C、基因中碱基对的改变导致基因突变,而该DNA分子除了基因片段外,还有其余的非基因片段,故DNA分子上任意碱基对的改变并非都能导致基因突变,C错误;
D、该DNA分子上线性排列着a个基因,每个基因平均由y个碱基组成,基因的碱基总数为ay个,该DNA分子碱基总数为2x个,故基因的碱基总数所占的比例为ay/2x,D正确。
故选D。
12. 某种实验小鼠毛色的黄色(Axy)对黑色(a)为显性,纯合黄色与纯合黑色雌雄个体杂交,F1个体表现出一系列介于黄色和黑色之间的过渡类型,原因在于Axy基因上有一至多个胞嘧啶发生了甲基化修饰,影响了Axy基因的表达。下列相关分析正确的是( )
A. 胞嘧啶甲基化修饰能促进RNA聚合酶与Axy基因结合
B. 胞嘧啶甲基化修饰改变了Axy基因中碱基的排列顺序
C. Axy基因甲基化程度越高,杂合个体的毛色越接近黑色
D. 若F1雌雄个体随机交配,则F2的表型及比例为黄色:黑色=3:1
【答案】C
【解析】
【分析】表观遗传:指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化。DNA的甲基化:生物基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。
【详解】A、胞嘧啶甲基化修饰能抑制RNA聚合酶与Axy基因结合,抑制转录过程,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响,A错误;
B、胞嘧啶甲基化修饰为表观遗传,Axy基因中碱基的排列顺序不发生变化,B错误;
C、Axy碱基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,杂合个体(Avya)的毛色越接近黑色,C正确;
D、若F1雌雄个体(Axya)随机交配,由于Axy发生甲基化修饰,故F2个体表现出一系列介于黄色和黑色之间的过渡类型,不能出现黄色:黑色=3:1,D错误。
故选C。
13. 下列有关基因型、性状和环境关系的叙述,正确的是( )
A. 基因与性状在数量上都是一一对应的关系
B. 同种生物基因型相同的个体表型都相同
C. 同卵双胞胎的微小差异可能与表观遗传有关
D. 镰状细胞贫血的病因是基因控制酶的合成异常
【答案】C
【解析】
【分析】基因型是指某一生物个体全部基因组合的总称, 它反映生物体的遗传构成,即从双亲获得的全部基因的总和。表型指生物个体表现出来的性状。生物体的表型是由基因型和环境的共同作用决定。
【详解】A、基因与性状在数量上并非都是一一对应的关系,如人类的身高受到多对等位基因的控制,A错误;
B、生物的性状受到基因的控制,同时也受到环境因素的影响,故同种生物基因型相同的个体表型不一定相同,B错误;
C、表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,同卵双胞胎的核遗传物质基本相同,但表型有细微差异,这些微小差异可能与表观遗传有关,C正确;
D、镰状细胞贫血的直接病因是血红蛋白结构异常,体现了基因通过控制蛋白质的结构控制生物体性状,D错误。
故选C。
14. 粳稻和籼稻是水稻的两个常见品种,籼稻的bZIP73基因中有1个碱基对与粳稻不同,导致两种水稻中该基因表达的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异,使粳稻的耐寒性增强。下列有关分析合理的是( )
A. 在没有外来因素影响时,基因不会发生突变
B. 粳稻和籼稻的bZIP73基因不同是基因突变的结果
C. bZIP73基因碱基对的改变导致mRNA上的终止密码提前出现
D. bZIP73基因可突变成多个等位基因,说明基因突变具有普遍性
【答案】B
【解析】
【分析】根据“与粳稻相比,籼稻的bZIP73基因中有一个碱基对不同,导致两种水稻相应蛋白质存在一个氨基酸差异”可知,粳稻和籼稻的差异是基因突变的结果。
【详解】A、基因突变存在自发的突变,在没有外来因素影响时,基因也会发生突变,A错误;
B、根据题干信息“与粳稻相比,籼稻的bZIP73基因中有1个碱基对不同”,说明籼稻发生了基因突变,由于突变的结果仅是“存在1个氨基酸的差异”,所以是发生了碱基对的替换,即粳稻和籼稻的bZIP73基因不同是基因突变的结果,B正确;
C、bZIP73基因碱基对改变导致该基因表达的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异,说明改变后的碱基对应的密码子仍能翻译为氨基酸,并不是导致mRNA上的终止密码提前出现,C错误;
D、bZIP73基因可突变成多个等位基因,说明基因突变具有不定向性,D错误。
故选B。
15. 人类遗传病已成为威胁人类健康的重要因素,下列有关人类遗传病的叙述,最合理的是( )
A. 多基因遗传病都是先天性疾病,发病率较高
B. 可选择唐氏综合征调查该遗传病的遗传方式
C. 产前诊断可初步确定胎儿是否患猫叫综合征
D. 禁止近亲结婚能降低各种遗传病患儿的出生
【答案】C
【解析】
【分析】遗传病的监测和预防:
1、遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
2、产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
【详解】A、先天性疾病不一定是遗传病,多基因遗传病不一定都是先天性疾病,A错误;
B、唐氏综合征是染色体异常遗传病,其遗传不遵循孟德尔遗传规律,不能选择唐氏综合征调查该遗传病的遗传方式,B错误;
C、猫叫综合征是染色体异常遗传病,可借助显微镜观察,产前诊断可初步确定胎儿是否患病,C正确;
D、禁止近亲结婚可降低隐性遗传病患儿的降生,但不能降低各种遗传病患儿的出生,D错误。
故选C。
二、非选择题:本题共5 小题,共55分。
16. 许多植物因盐胁迫而不能在盐碱地生长,柽柳、胡杨、沙枣等少数植物具有较强的耐盐碱性。为探究耐盐碱植物在盐胁迫条件下的生长特性,科研人员用不同浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫,对柽柳分别给予0(对照组)、60 mmol/L(低浓度组)、120 mmol/L(对照组)(中浓度组)和180 mmol/L(高浓度组)的NaCl溶液处理,半年后的实验结果如下表所示。回答下列问题:
组别
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
根冠比
对照组
17.5
0.34
0.16
低浓度组
14.5
0.14
0.18
中浓度组
13.6
0.12
0.26
高浓度组
13.1
0.10
0.35
注:气孔导度表示气孔张开程度:根冠比是植物地下部分与地上部分干重的比值。
(1)柽柳叶肉细胞中光合色素的作用是__________,光合作用光反应阶段合成的ATP和NADPH主要用于暗反应中__________。
(2)植物的根系从土壤中吸收和的主要方式是__________。许多植物不能在盐碱地生长,主要原因是__________,导致根细胞无法从土壤溶液中渗透吸水甚至萎蔫。
(3)一定浓度范围内,随着NaC1溶液浓度的增加,柽柳的净光合速率逐渐下降,原因可能是__________。随着NaC1溶液浓度的增加,柽柳根冠比逐渐增大,其意义在于__________。
【答案】(1) ①. 吸收、(传递和)转化光能 ②. C3的还原
(2) ①. 主动运输 ②. 植物的根细胞液浓度小于土壤溶液浓度
(3) ①. 气孔导度减小,参与暗反应的CO2减少 ②. 增加地下部分以增强根对水的吸收,同时减少地上部分以减少叶对水的散失,更好地适应盐胁迫环境
【解析】
【分析】光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
光合色素位于叶绿体类囊体薄膜上,参与光反应,能吸收、(传递和)转化光能。暗反应阶段发生CO2的固定和C3的还原,其中C3的还原过程需要消耗光合作用光反应阶段合成的ATP和NADPH。
【小问2详解】
细胞吸收离子的方式主要是主动运输,需要能量和载体,植物的根系从土壤中收NH4+和 NO3− 的主要方式是主动运输。盐碱地土壤溶液浓度较大,若植物的根细胞液浓度小于土壤溶液浓度,则导致根细胞无法从土壤溶液中渗透吸水甚至萎蔫,含水量不足的植物不能正常生长甚至死亡,故许多植物不能在盐碱地生长。
【小问3详解】
分析表格数据可知,随着NaC1溶液浓度的增加,气孔导度减小,从外界吸收的CO2减少,参与暗反应的CO2减少,暗反应速率下降,柽柳的净光合速率逐渐下降。随着NaC1溶液浓度的增加,柽柳根冠比逐渐增大,从植物对环境的适应性角度分析可知,柽柳根冠比逐渐增大,一方面增加地下部分以增强根对水的吸收,另一方面减少地上部分以减少叶对水的散失,更好地适应盐胁迫环境,提高植物的生存能力。
17. 某雌雄同株单子叶植物种子的非糯性和糯性是由等位基因A/a控制的一对相对性状,植株的抗病和易感病是由等位基因T/t控制的一对相对性状,花粉粒的长形和圆形是由等位基因D/d控制的一对相对性状。现有甲(非糯性抗病圆形)、乙(非糯性易感病长形)、丙(非糯性易感病圆形),丁(糯性易感病圆形)四种纯合植株,杂交实验及其结果如下表所示,分析并回答下列问题:
组别
亲本
F1
F2
实验一
甲×乙
非糯性抗病长形
非糯性抗病长形:非糯性抗病圆形:非糯性易感病长形:非糯性易感病圆形=9:3:3:1
实验二
丙×丁
非糯性易感病圆形
非糯性易感病圆形:糯性易感病圆形=3:1
(1)花粉粒的长形和圆形性状中,显性性状是__________,亲本乙,丁的基因型分别是__________。
(2)实验一中,F2的非糯性抗病长形植株中纯合子的比例为__________,选择F2的非糯性抗病圆形植株随机交配,则子代的表型及比例为__________。
(3)仅凭杂交实验一和实验二尚不能确定上述三对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律,为证明基因A/aT/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,可利用甲、乙、丙、丁四种纯合植株再设计两组杂交实验予以证明。
实验思路:选择甲和丁(实验三)、__________(实验四)分别进行杂交获得F1,F1自交,_______________。
预期实验结果:实验三F2的表型及比例为非糯性抗病圆形:非糯性易感病圆形:糯性抗病圆形:糯性易感病圆形=9:3:3:1;实验四____________。
【答案】(1) ①. 长形 ②. AAttDD 、aattdd
(2) ①. 1/9 ②. 非糯性抗病圆形:非糯性易感病圆形=8∶1
(3) ①. 乙和丁 ②. 观察并统计F2的表型及比例 ③. F2的表型及比例为非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形∶糯性易感病长形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1
【解析】
【分析】实验一中,甲×乙进行杂交,F1表型为非糯性抗病长形,F2中非糯性抗病长形:非糯性抗病圆形:非糯性易感病长形:非糯性易感病圆形=9:3:3:1,说明控制植株的抗病和易感病、花粉粒的长形和圆形这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,且抗病、长形为显性性状,易感病、圆形为隐性性状。实验二中,丙×丁进行杂交,F1的表型为非糯性易感病圆形,说明非糯性为显性性状,糯性为隐性性状,故纯合植株甲的基因型为AATTdd、乙的基因型为AAttDD、丙的基因型为AAttdd、丁的基因型为aattdd。
【小问1详解】
实验一中,甲×乙进行杂交,F1的表型为非糯性抗病长形,F2中非糯性抗病长形:非糯性抗病圆形:非糯性易感病长形:非糯性易感病圆形=9:3:3:1,说明控制植株的抗病和易感病、花粉粒的长形和圆形这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,且抗病、长形为显性性状,易感病、圆形为隐性性状。实验二中,丙×丁进行杂交,F1的表型为非糯性易感病圆形,说明非糯性为显性性状,糯性为隐性性状,故纯合植株甲的基因型为AATTdd、乙的基因型为AAttDD、丙的基因型为AAttdd、丁的基因型为aattdd。
【小问2详解】
实验一中,AATTdd与AAttDD进行杂交,F1的基因型为AATtDd,F2的非糯性抗病长形(AAT_D_)植株的比例为3/4×3/4=9/16,纯合的非糯性抗病长形(AATTDD)植株1/4×1/4=1/16,F2的非糯性抗病长形植株中纯合子的比例为1/16÷9/16=1/9。F2的非糯性抗病圆形(2AATtdd、1AATTdd)植株随机交配,产生的配子的种类及比例为ATd:Atd=2:1,子代非糯性易感病圆形(AAttdd)的比例为1/3×1/3=1/9,非糯性抗病圆形(AAT_dd)的比例为1-1/9=8/9,故子代的表型及比例为非糯性抗病圆形:非糯性易感病圆形=8∶1。
【小问3详解】
凭杂交实验一、二能证明控制植株的抗病和易感病(T/t)、花粉粒的长形和圆形(D/d)这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,但不能证明上述三对等位基因的遗传遵循自由组合定律,为证明基因A/a、T/t和D/d的遗传遵循自由组合定律,需要证明A/a、T/t这两对等位基因位于两对同源染色体上,A/a、D/d这两对等位基因位于两对同源染色体上,故可设计选择甲和丁(AATTdd×aattdd)、乙和丁(AAttDD×aattdd)分别进行杂交获得F1,F1自交。
预期实验结果:实验四为乙和丁(AAttDD×aattdd)进行杂交,F1的基因型为AattDd,若A/a、D/d这两对等位基因位于两对同源染色体上,则F2的表型及比例为非糯性易感病长形∶非糯性易感病圆形∶糯性易感病长形∶糯性易感病圆形=9∶3∶3∶1。
18. 鸟类的性别决定方式为ZW型。某种鸟(2N=80)控制羽毛颜色的复等位基因D+、D和d只位于Z染色体上,其中D+控制灰红色,D控制蓝色,d控制巧克力色,D+对D、d为显性,D对d为显性。一只灰红色雄鸟与多只蓝色雌鸟杂交,F1的表型及比例为灰红色♂:蓝色♂:巧克力色♀=1:1:1。回答下列有关问题:
(1)绘制该鸟的基因组图至少需要对__________条染色体上DNA的碱基序列进行测定。Z染色体与W染色体上所含基因的种类和数目__________(填“相同”或“不同”),原因是__________。
(2)根据杂交实验结果,可预测该鸟种群中不存在基因型为__________的灰红色雄性个体,原因是__________。
(3)题干的杂交实验中,亲本的基因型为__________,让F1雌雄鸟随机交配,则F2的表型及比例为__________(不考虑性别)。
(4)幼鸟的雌雄性别难以区分,除题述方法外,育种工作着欲另设计一个杂交实验方案,根据羽色就能辨别幼鸟的雌雄性别。请简要写出实验方案:______。
【答案】(1) ①. 41 ②. 不同 ③. Z染色体与W染色体是异型的同源染色体, 染色体大小(、形态)不同,二者存在(同源区段和)非同源区段
(2) ①. ZD+ZD+ ②. 基因型为ZD+W的雌性个体致死,不能产生含ZD+的卵细胞,因而不存在基因型为ZD+ZD+的雄性个体
(3) ①. ZD+Zd、ZDW ②. 灰红色∶蓝色∶巧克力色=1∶4∶2
(4)选择多对巧克力色雄鸟与蓝色雌鸟杂交,观察子代幼鸟羽毛颜色,蓝色幼鸟均为雄性,巧克力色幼鸟均为雌性
【解析】
【分析】由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。鸟类的性别决定方式为ZW型,性染色体组成为ZZ的个体为雄性,性染色体组成为ZW的个体为雌性。
【小问1详解】
某种鸟染色体组成为2N=80,含有39对常染色体和一对性染色体ZW,绘制该鸟的基因组图至少需要对39+2=41条染色体上DNA的碱基序列进行测定。Z染色体与W染色体为一对性染色体,由于Z染色体与W染色体是异型的同源染色体, 染色体大小、形态不同,二者存在同源区段和非同源区段,故Z染色体与W染色体上所含基因的种类和数目一般不同。
【小问2详解】
D+控制灰红色,D控制蓝色,d控制巧克力色,D+对D、d为显性,D对d为显性。一只灰红色雄鸟与多只蓝色雌鸟杂交,F1的表型及比例为灰红色♂:蓝色♂:巧克力色♀=1:1:1,说明亲代灰红色雄鸟基因型为ZD+Zd,蓝色雌鸟基因型为ZDW,根据后代比例可知F1中ZD+W的雌性个体致死,进而推测该群体中不存在ZD+ZD+的灰红色雄性个体,可能原因是基因型为ZD+W的雌性个体致死,不能产生含ZD+的卵细胞,因而不存在基因型为ZD+ZD+的雄性个体。
【小问3详解】
结合第二小问分析可知,亲代灰红色雄鸟基因型为ZD+Zd,蓝色雌鸟基因型为ZDW,F1雌雄鸟基因型及比例为ZD+ZD∶ZDZd∶ZdW=1∶1∶1,让F1雌雄鸟随机交配,即1ZD+ZD×1ZdW→1ZD+Zd、1ZDZd、1ZDW,1ZDZd×1ZdW→1ZDZd、1ZdZd、1ZDW、1ZdW,则F2的表型及比例为灰红色∶蓝色∶巧克力色=1∶4∶2。
【小问4详解】
幼鸟雌雄性别难以区分,可根据伴性遗传的特点来设计实验,使后代雌雄的羽毛颜色不同,即可根据羽色就能辨别幼鸟的雌雄性别,简要实验思路为选择多对巧克力色雄鸟(ZdZd)与蓝色雌鸟(ZDW)杂交,观察子代幼鸟羽毛颜色,蓝色幼鸟(ZDZd)均为雄性,巧克力色幼鸟(ZdW)均为雌性。
19. 真核细胞线粒体完成正常的生命活动需要多种蛋白质(酶)的参与,其蛋白质的来源如下图所示,其中①-⑤表示生理过程,I表示细胞核,Ⅱ表示线粒体DNA。据图分析回答下列有关问题:
(1)图中属于转录的过程有_________(填序号),②过程的模板是_________,所需要的4种原料中,_________可以由ATP水解两个磷酸基团后提供。
(2)与①过程相比,③过程特有的碱基配对方式是___________。③过程中核糖体在mRNA上的移动方向是_________(填“从左到右”“从右到左”或“不能确定”),一个RNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义在于____________。
(3)若蛋白质2的作用是催化ATP的合成,则蛋白质2合成后主要分布在_________上。线粒体是半自主性的细胞器(即不能完全独立复制的细胞器),据图分析,其原因是________。
【答案】(1) ①. ②④ ②. 核基因(或核DNA)的一条链 ③. 腺嘌呤核糖核苷酸
(2) ①. 碱基A与碱基U配对(或碱基U与碱基A配对) ②. 从右到左 ③. 少量的 mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质(或提高蛋白质的合成效率)
(3) ①. 线粒体内膜 ②. 线粒体中含有 DNA,可以复制与遗传;线粒体基因可以指导自身部分蛋白质的合成(或线粒体中部分蛋白质的合成受到核基因控制)
【解析】
【分析】分析题图:图中①表示DNA复制,②表示转录,③表示翻译,④表示转录,⑤表示翻译。
【小问1详解】
核基因和质基因均可完成DNA复制、转录和翻译,图中I表示细胞核,Ⅱ表示线粒体DNA,②表示核基因转录,④表示线粒体DNA转录,故图中属于转录的过程有②④。②过程发生在细胞核中,为核基因发生转录的过程,需要核基因(或核DNA)的一条链作为模板,4种核糖核苷酸为原料,其中腺嘌呤核糖核苷酸可以由ATP(中文名为三磷酸腺苷)水解两个磷酸基团后提供。
【小问2详解】
①表示DNA复制过程,发生A与T,C与G的配对,③表示翻译过程,发生A与U,G与C的配对,故与①过程相比,③过程特有的碱基配对方式是碱基A与碱基U配对(或碱基U与碱基A配对)。根据肽链长度判断,左侧核糖体上的肽链较长,说明③过程中核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左。一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体形成多聚核糖体,同时进行多条肽链的合成,少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质,提高蛋白质的合成效率。
【小问3详解】
若蛋白质2的作用是催化ATP的合成,说明蛋白质2参与细胞内的放能反应,线粒体能完成有氧呼吸第二阶段和第三阶段,其中第三阶段能产生大量能量,合成ATP,故蛋白质2合成后主要分布在线粒体内膜上。由图可知,核基因和线粒体DNA均可完成复制、转录和翻译过程,且核基因控制合成的前体蛋白会进入线粒体中控制线粒体DNA的遗传信息流动,可见线粒体中含有 DNA,可以复制与遗传;线粒体基因可以指导自身部分蛋白质的合成,同时线粒体中部分蛋白质的合成受到核基因控制,由此可知线粒体是半自主性的细胞器。
20. 下图是普通小麦的形成过程简图,其中A、B、D各表示一个染色体组,且每个染色体组都包含7条染色体。回答下列有关问题:
(1)一粒小麦和斯氏小麦是两个不同的物种,可以远缘杂交产生甲,甲的体细胞通常含有_________条染色体。实践表明,甲植株高度不育,原因在于_________,不能产生正常的配子。
(2)②④过程的处理方法通常是用秋水仙素诱导,秋水仙素的作用是_________。除秋水仙素诱导外,②④过程还可以采用_________处理。
(3)普通小麦是_________倍体,普通小麦的精原细胞在减数分裂过程中能形成_________个四分体。
(4)据图分析,普通小麦的形成过程中所涉及的遗传学变异原理主要是_________。
【答案】(1) ①. 14 ②. 其细胞内没有同源染色体,减数分裂过程中染色体联会不能正常进行
(2) ①. 抑制纺锤体的形成,使细胞染色体数目加倍 ②. 低温(诱导)
(3) ①. 六 ②. 21
(4)染色体(数目)变异
【解析】
【分析】据图分析,图中是普通小麦育种的过程,一粒小麦(AA)和斯氏麦草(BB)杂交形成杂种甲(AB),经过染色体加倍后形成拟二粒小麦(AABB),再和滔氏麦草(DD)杂交获得杂种乙(ABD),然后加倍形成普通小麦(AABBDD)。
【小问1详解】
一粒小麦和斯氏小麦是两个不同的物种,两者均为二倍体,杂交产生的杂种甲染色体组成为AB,A、B、D各表示一个染色体组,且每个染色体组都包含7条染色体,故甲的体细胞通常含有2×7=14条染色体。由于A与B的染色体来自不同的物种,染色体组成不同,故杂种甲细胞内没有同源染色体,减数分裂过程中染色体联会不能正常进行,不能产生可育配子,不能产生后代,植株高度不育。
【小问2详解】
秋水仙素处理能获得染色体加倍的植株,因为秋水仙素作用于有丝分裂前期,抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向细胞两极,导致细胞染色体数目加倍。除了秋水仙素外,低温诱导也可以使染色体数目加倍。
【小问3详解】
拟二粒小麦(AABB)和滔氏麦草(DD)杂交获得杂种乙(ABD),乙为三倍体,然后染色体加倍形成普通小麦(AABBDD),可见普通小麦为六倍体。六倍体普通小麦细胞内含有同源染色体,共3×7=21对,减数分裂时同源染色体联会形成四分体,故普通小麦的精原细胞在减数分裂过程中能形成21个四分体。
【小问4详解】
据图分析,普通小麦的形成过程中依次出现二倍体、四倍体、三倍体和六倍体,所涉及的遗传学变异原理主要是染色体(数目)变异。
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