河南省新乡市牧野区多校联考2023-2024学年高一下学期4月期中生物试题
展开考生注意:
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13小题,每小题2分,共26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. 下列有关叙述正确的是( )
A. 孟德尔用F₁ 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1:1的表型比例,这属于假说一演绎法中的演绎
B. 性状分离比的模拟实验中,甲、乙两容器中分别放置不同颜色的彩球,且甲、乙中的小球总数相同
C. 孟德尔用山柳菊进行杂交实验,失败的原因之一是山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状
D. “生物的性状由基因控制,显性基因控制显性性状,隐性基因控制隐性性状”属于孟德尔的假说内容
【答案】C
【解析】
【分析】分离定律的实质:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,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。
【详解】A、孟德尔用F1高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代出现1:1的表型比例,这是实验操作,属于假说—演绎法中的验证,A错误;
B、性状分离比的模拟实验中,甲、乙两容器分别代表雌雄生殖器官,雌雄生殖器官产生D、d配子的比例都是1:1,由于雄配子的数量一般比雌配子的数量多,因此甲、乙两容器中均放有两种颜色且比例为1:1的彩球,且甲、乙中的小球总数不一定相等,B错误;
C、山柳菊实验失败的原因有三点:一是山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;二是山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖;三是山柳菊的花小,难以做人工杂交实验,C正确;
D、孟德尔在揭示遗传学定律时,并没有基因的概念,D错误。
故选C。
2. 生命科学的发现离不开科学方法,适宜的研究方法对科学发现非常重要。下列有关叙述错误的是该试卷源自 每日更新,享更低价下载。( )
A. 孟德尔利用统计学方法分析实验结果,发现了分离定律
B. 摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法
C. 赫尔希和蔡斯通过设计对比实验,证明了DNA是T2 噬菌体的遗传物质
D. 科学家利用放射性同位素¹⁵N标记DNA 分子,证明了DNA的半保留复制
【答案】D
【解析】
【分析】分别在含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到蛋白质含有35S标记和DNA含有32P标记的噬菌体。然后用两种噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短时间的保温后,用搅拌器搅拌、离心,检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现:用35S标记的侵染实验中,放射性主要分布在上清液中;用32P标记的实验,放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。
【详解】A、孟德尔利用统计学方法分析实验结果,发现子二代呈现3:1的性状分离比,并且其他性状的研究也发现类似现象,最终发现了分离定律,A正确;
B、摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,发现基因在染色体上呈线性排列,B正确;
C、赫尔希和蔡斯通过设计对比实验,分别用同位素标记噬菌体的DNA和蛋白质,并用带标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌,证明了DNA是T2 噬菌体的遗传物质,C正确;
D、¹⁵N没有放射性,D错误。
故选D。
3. 某雌雄同株、异花传粉植物的叶形有三角形和椭圆形,这对相对性状由一对等位基因 A和a控制。现取自然状态下生长的多株三角形叶植株自交获得F₁,F₁表型及比例均为三角形:椭圆形=1:1下列分析合理的是( )
A. 自然状态下,该植物的基因型有三种B. 亲本三角形叶植株的基因型为AA或Aa
C. 亲本产生的含 A 的雌配子或雄配子致死D. F₁中基因型为AA 的个体纯合致死
【答案】C
【解析】
【分析】基因分离定律的实质: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,等位基因会随着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。
【详解】取多株三角形叶植株自交,后代出现了椭圆形,说明三角形为显性性状,而多株三角形叶植株自交,后代表型比例均为1:1,由此可以说明亲本中三角形叶植株的基因型均为Aa,而后代Aa:aa=1:1,说明亲本产生的配子中存在致死现象,可能为含有显性基因A的雄配子致死或含有显性基因A的雌配子致死,因此自然状态下,该植物的基因型只有2种,即Aa、aa,A、B、D三项不合理,C项合理。
故选C。
4. 某研究小组用荧光分子对某果蝇(基因型为 的卵原细胞中的A、a和B、b基因进行标记,分析得到不同时期的4个细胞中同源染色体对数、核 DNA 数如下表。下列叙述正确的是( )
A. 甲细胞中的染色体正在发生联会,形成4个四分体
B. 丁细胞是卵细胞或者极体,且染色体数:核DNA数=1:1
C. 丙细胞中一定存在染色单体,且可以看到8个荧光标记
D. 乙细胞中,在纺锤丝的牵拉下着丝粒分裂,染色体数目加倍
【答案】B
【解析】
【分析】某果蝇的体细胞中含有4对同源染色体,甲细胞可能处于有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂过程中;乙细胞有丝分裂后期;丙细胞可能处于减数第二次分裂前期和中期、后期;丁细胞可能处于减数第二次分裂末期。
【详解】A、甲细胞可能处于有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂过程中,处于有丝分裂过程中的细胞不能发生联会,A错误;
B、丁细胞可能处于减数第二次分裂末期,由其基因型为 AaXBXb可知,该果蝇为雌性,丁细胞是卵细胞或者极体,且染色体数:核DNA数=1:1,B正确;
C、丙细胞可能处于减数第二次分裂前期和中期、后期,若处于减数第二次分裂后期,则不存在染色单体,C错误;
D、着丝粒的分裂与纺锤丝牵拉无关,D错误。
故选B。
5. 果蝇的灰身基因(A)和黑身基因(a)、长翅基因(B)和残翅基因(b)均位于常染色体上,红眼基因(D)和白眼基因(d)位于X染色体上。图示基因型的果蝇与一只黑身长翅红眼果蝇交配,的雄果蝇中约有1/8为黑身残翅白眼。只考虑题干所给基因及染色体,下列叙述错误的是( )
A. 基因A/a、B/b遗传遵循分离定律B. 正常情况下,图示果蝇可产生4种精子
C. 据题可知,亲本雌果蝇的基因型为 D. F₁中出现灰身长翅红眼雌果蝇的概率为1/4
【答案】D
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定律。
【详解】A、图中A和B基因位于同一条常染色体上,这两对基因的遗传遵循分离定律,不遵循自由组合定律,A正确;
B、常染色体与性染色体在减数分裂时自由组合,正常情况下,图示果蝇可产生4种不同基因型的精子,B正确;
C、由题意知,亲本雄果蝇的基因型为AaBbXdY,其中基因AB、ab连锁,产生ab雄配子的概率为1/2,亲本雌果蝇的基因型为aaB_XDX-,F1产生的雄果蝇中出现1/8的黑身残翅白眼(aabbXdY),母本产生ab雌配子的概率为1/2,F1出现黑身残翅的概率为1/4,那么雄性中出现白眼的概率为1/2,因此雌果蝇的基因型为 aaBbXDXd,C正确;
D、由亲本的基因型可知,后代会形成AaBB、AaBb、aaBb、aahb 4种关于体色及翅型的基因型,其中灰身长翅占1/2,后代将形成XDXd、XDY、XdXd、XdY共4种关于眼色的基因型,其中红眼雌性占1/4,故F1出现灰身长翅红眼雌果蝇的概率为1/8,D错误。
故选D。
6. 金丝雀鸟的性别决定方式为ZW型,羽毛中红羽(D)对灰羽(d)为显性,黑眼(A)对红眼(a)为显性,其中基因A/a 位于Z染色体上。现有1只红羽黑眼个体与1只灰羽黑眼个体杂交,雌鸟中部分个体为灰羽红眼,雄鸟全为黑眼。下列叙述正确的是( )
A. 亲本的基因型组合为B. 母本产生的配子中,含 的配子占1/4
C. F₁雄性个体中纯合子的概率为1/4D. F₁雌性个体中红羽红眼个体的概率是1/8
【答案】C
【解析】
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】A、1只红羽黑眼个体(D_ZAZ-或ZAW)与1只灰羽黑眼个体(ddZAZ-或ZAW)杂交,F1雌鸟(ZW)中部分个体为灰羽红眼(ZaW),雄鸟(ZZ)全为黑眼(ZAZ-),因此亲本为DdZAZa×ddZAW或ddZAZa×DdZAW,A错误;
B、母本可能为ddZAW或DdZAW,含 dZA的配子占1/2或1/4,B错误;
C、F1雄性个体(ZZ)中纯合子(ddZAZA)的概率为1/2×1/2=1/4,C正确;
D、F1雌性个体(ZW)中红羽(Dd)红眼个体(ZaW)的概率是1/2×1/2=1/4,D错误。
故选C。
7. 生物学概念、原理和规律的发现离不开实验材料的选择,在研究 DNA复制时,大肠杆菌、噬菌体等是常用的实验材料。下列相关叙述错误的是( )
A. 证明DNA 的复制方式时用到了假说一演绎法
B. 大肠杆菌中的核酸彻底水解将得到6种物质
C. 大肠杆菌拟核中的DNA分子不含有游离的磷酸基团
D. 大肠杆菌繁殖周期短且易培养,是研究 DNA 复制方式的理想材料
【答案】B
【解析】
【分析】细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基形成,每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成。
【详解】A、证明DNA复制时,有三种假说(全保留复制、半保留复制、弥散性复制),后来用同位素标记法、离心技术等证明了DNA的复制方式为半保留复制,A正确;
B、大肠杆菌有细胞结构,细胞中含有DNA和RNA分子,彻底水解的产物有5种碱基(A、T、C、G、U)、2种五碳糖(脱氧核糖、核糖)、磷酸,共8种物质,B错误;
C、大肠杆菌中的DNA是环状DNA分子,没有游离的磷酸基团,C正确;
D、大肠杆菌繁殖周期短且易培养,是研究DNA复制方式的理想材料,D正确。
故选B。
8. 艾弗里和他的同事将S型肺炎链球菌进行破碎处理,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,过滤得到无菌提取液,进行如图所示实验。下列有关该实验的叙述,错误的是( )
A. 该实验的设计思路与格里菲思的实验设计思路一样
B. 本实验利用了酶的专一性,控制自变量运用了减法原理
C. ①~⑤组实验结果中,可以得到S型菌的组别为①②③④
D. 艾弗里等人得出DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质
【答案】A
【解析】
【分析】肺炎双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。
【详解】A、格里菲思并没有把S型菌的各种物质分开研究,A错误;
B、本实验利用了酶的专一性,在各个组中用酶去掉对应物质,从而研究该物质是否能将R型菌转化为S型菌,使用了减法原理,B正确;
C、DNA是使得R型菌转化为S型菌的物质,①②③④均没有去除DNA,因此可以得到S型菌的组别为①②③④,C正确;
D、在使用DNA酶去除DNA的组中,R型菌没有发生转化,其他组均发生转化,因此艾弗里等人得出DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质,D正确。
故选A。
9. 已知一个DNA分子共有200个碱基对,其中A+T占54%,其甲链(互补链为乙链)中G占该链的28%,复制2次。下列有关该DNA的叙述,错误的是( )
A. 互补链乙链中含有G的数目为36个
B. 该DNA 分子复制2次共需要消耗腺嘌呤162个
C. 一条链上的相邻碱基通过“一脱氧核糖一磷酸—脱氧核糖——”相连
D. DNA 指纹技术利用的原理有DNA 分子的特异性和碱基互补配对原则
【答案】B
【解析】
【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点:DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对,碱基之间这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA分子共有200个碱基对,其中A+T占54%,其甲链(互补链为乙链)中G占该链的28%,则C占18%,乙链中含有G也占18%,一条链共200个碱基,G的数目为36个,A正确;
B、一个DNA分子腺嘌呤为27%×400=98,该DNA 分子复制2次共需要消耗腺嘌,(22-1)×98=294个,B错误;
C、一条链上的相邻碱基通过“一脱氧核糖一磷酸—脱氧核糖——”相连,C正确;
D、DNA 指纹技术利用的原理有DNA 分子的特异性和碱基互补配对原则,D正确。
故选B。
10. 某噬菌体的DNA 可采用滚环方式复制,该复制过程中,双链DNA 环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口,然后以另一条单链为模板不断地合成新的单链,其部分过程如图所示。下列分析错误的是( )
A. b复制形成子链时,脱氧核苷酸从5'端按照顺时针不断添加
B. 图示复制依次完成后可获得1个单链(+)DNA和1个双链DNA
C. c复制时所消耗的能量由宿主细胞通过细胞呼吸提供
D. a、d过程都需要利用相关的酶切割磷酸二酯键
【答案】A
【解析】
【分析】DNA在复制时,以亲代DNA的每一条链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一条亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。
【详解】A、DNA复制时,子链的合成方向是从5'端向3'端延伸,所以添加脱氧核苷酸时连接在子链的3'端,据图可知,子链的合成是顺时针进行的,A错误;
B、据图可知,复制结束后可获得1个单链(+)DNA和1个双链DNA,B正确;
C、噬菌体的宿主细胞是细菌,噬菌体增殖由宿主细胞通过细胞呼吸供能,C正确;
D、a表示切割DNA的过程,d是切割与连接DNA的过程,都需要利用相关的酶切割磷酸二酯键,D正确。
故选A。
11. 下图基因A、B和C表示人体正常神经细胞内的某条染色体上的三个基因,m、n为基因的间隔序列,下列说法正确的是( )
A. 基因A和基因B属于非等位基因
B. 基因A和基因B往往同时进行转录和翻译
C. 人体各种细胞中的基因A会表达相同的蛋白质
D. 神经细胞中m、n不具有遗传效应,但可以进行复制
【答案】A
【解析】
【分析】基因的表达:①转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;②翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A、图示呈现的是基因和染色体的关系,基因A、B在同一条染色体的不同位置,属于非等位基因,A正确;
B、由于基因的选择性表达,基因A和B不一定同时转录和翻译,B错误;
C、人体各细胞均含有A基因,但基因的选择性表达决定了不是所有的细胞都能合成A基因表达的蛋白质,且基因A转录的RNA经过不同剪切、加工后可能会控制不同蛋白质的合成,C错误;
D、m、n属于非基因片段,在体内可随着染色体的复制而复制,但题干中的细胞为神经细胞,丧失了分裂的能力,因此不能进行复制,D错误。
故选A。
12. 低温胁迫是影响葡萄产量和品质的重要环境因素。乙烯在植物的各种发育过程和胁迫响应中发挥重要作用,乙烯合成的关键步骤是SAM→ACC,催化该反应的是 ACC 合酶,该酶的活性受生长时期、环境和激素的影响。低温条件下葡萄果实中 ACC 合酶的mRNA量增加。受乙烯正向调控的基因在溶质转运、蛋白质生物合成、植物激素作用、抗氧化和碳水化合物代谢等方面富集,调节耐寒性。下列叙述错误的是( )
A. 当植物受到盐碱胁迫时,ACC 合酶的活性可能会增强
B. 受胁迫的植物可能是通过高表达 ACC 合酶基因来抵抗胁迫
C. 当ACC合酶受抑制时,施加一定量的外源乙烯可抵抗胁迫
D. 低温胁迫下,植物细胞内的渗透压减小以抵抗低温胁迫
【答案】D
【解析】
【分析】据题意可知,乙烯在植物的各种发育过程和胁迫响应中发挥重要作用,乙烯合成的关键步骤是SAM→ACC,催化该反应的是 ACC 合酶,低温条件下葡萄果实中 ACC 合酶的mRNA量增加,受乙烯正向调控的基因在溶质转运、蛋白质生物合成、植物激素作用、抗氧化和碳水化合物代谢等方面富集,调节耐寒性。
【详解】A、乙烯在植物的胁迫响应中发挥重要作用,当植物遭受盐碱胁迫时,植物体内乙烯的含量会升高,故ACC合酶活性可能会增强,A正确;
B、乙烯的合成受到ACC合酶的影响,低温条件下,ACC 合酶的 mRNA量增加,说明受胁迫的植物可能通过高表达ACC合酶基因来抵抗胁迫,B正确;
C、据题可知,ACC合酶的活性下降,乙烯的合成减少,植物耐寒性下降,可通过施加外源乙烯来抵抗胁迫,C正确;
D、由题意可知,受乙烯正向调控的基因在溶质转运、蛋白质生物合成,植物激素作用、抗氧化和碳水化合物代谢等方面富集,说明低温胁迫下,细胞内的蛋白质,碳水化合物等含量增加,细胞的渗透压增大,D错误。
故选D。
13. 柑橘精油具有芳香味、药用价值和抗虫功效等,是世界上最重要精油之一、调控油胞的形成及精油的形成是获取精油的关键因素。D蛋白(基因D控制合成)和M蛋白(基因M控制合成)是促进油胞起始与分化的两种重要蛋白。D蛋白可促进M基因的表达,D蛋白/M蛋白调控模块激活基因Y合成Y蛋白,Y蛋白可促进油胞鞘细胞分化、分泌腔形成以及精油合成。现用均不能产生精油的柑橘植株(纯合子)杂交,F₁的植株均可产生精油,F₁自交产生F₂。下列有关分析错误的是( )
A. F₁植株均含有D、M、Y 基因
B. F₁的基因型可能有4种
C. 若三对基因独立遗传,则F₂中不产精油占37/64
D. D蛋白和M蛋白通过核孔进入细胞核发挥作用
【答案】C
【解析】
【分析】基因分离定律和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。根据题意可知,能产生精油的基因型为D_M_Y,其他均不能产生精油。
【详解】AB、根据题意可知,能产生精油的基因型为D_M_Y_,其他均不能产生精油,F₁的植株均可产生精油,这说明F₁植株均含有D、M、Y 基因,即F₁的基因型可能为DdMmYy、DDMmYy、DdMMYy、DdMmYY,可能有4种,AB正确;
C、若三对基因独立遗传,假设F₁的基因型为DdMmYy,则F₂中产精油占3/4×3/4×3/4=27/64,不产精油占1-27/64=37/64,假设F₁的基因型为DDMmYy,则F₂中产精油占3/4×3/4=9/16,不产精油占1-9/16=7/16,C错误;
D、D蛋白(基因D控制合成)和M蛋白(基因M控制合成)是促进油胞起始与分化的两种重要蛋白,核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道,即D蛋白和M蛋白通过核孔进入细胞核发挥作用,D正确。
故选C。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 豌豆的花色受一对等位基因A、a的控制(红花对白花为显性),高茎和矮茎受一对等位基因D、d的控制,现让红花高茎植株甲和白花矮茎植株乙杂交得到F₁,F₁自交,F₂的表型及比例为红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=9:3:15:5.下列说法正确的是( )
A. 植株甲、乙的基因型分别为 AaDD、aadd
B. 这两对等位基因独立遗传,遵循自由组合定律
C. F₂的白花高茎自交后代中白花高茎:白花矮茎=5:1
D. F₂中纯合子占5/8,杂合子占3/8
【答案】ABC
【解析】
【分析】一对等位基因杂合子自交后代的性状分离比是3:1,两对等位基因均为杂合子的个体自交后代的性状分离比是9:3:3:1。F1自交得到的F2表型及比例为红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=9:3:15:5,与9:3:3:1比例不符,单独分析红花和白花比例为红花:白花=3:5,高茎:矮茎=3:1为说明F1中含有两种基因型。
【详解】AB、F2的表型及比例是红花高茎:红花矮茎:白花高茎:白花矮茎=9:3:15:5,单独分析红花和白花比例,F2中红花:白花=12:20=3:5,红花对白花为显性,亲本为红花和白花(aa),说明F1中控制花色的基因型有Aa和aa,假设Aa占比例为X,故F1自交后代中红花占的比例为3/4X=3/8,因此X=1/2,故F1中控制花色的基因型有Aa:aa=1:1,单独分析茎高及比例,F2中高茎:矮茎=3:1,说明F1中控制茎高的基因型为Dd,所以F1的基因型及比例为AaDd:aaDd=1:1,故植株甲、乙的基因型分别为 AaDD、aadd,在不考查(交叉)互换的情况下,由于出现了重组类型红花矮茎,由此判断控制这两对相对性状的基因独立遗传,其遗传遵循基因的自由组合定律,AB正确;
C、F₁的基因型及比例为AaDd:aaDd=1:1,F₁自交,F₂的白花高茎的基因型及比例为aaDd:aaDD=2:1,F₂的白花高茎自交后代中白花高茎的比例为2/3×3/4+1/3=5/6,白花矮茎的比例为2/3×1/4=1/6,故F₂的白花高茎自交后代中白花高茎:白花矮茎=5:1,C正确;
D、F₁的基因型及比例为AaDd:aaDd=1:1,F₁自交,F₂的纯合子占1/2×1/4+1/2×1/2=3/8,杂合子占1/2×3/4+1/2×1/2=5/8,D错误。
故选ABC。
15. 图1表示果蝇细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA分子数比例的变化关系,图2表示处于细胞分裂不同时期的图像。下列说法正确的是( )
A. 图1的CD段细胞中同源染色体的对数为8
B. 图2的细胞中,只有丙细胞对应的图1中的CD段
C. 有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期DE 段形成的原因相同
D. 此果蝇形成的正常次级精母细胞中最多含有2条X染色体
【答案】CD
【解析】
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时,从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
【详解】A、CD段对应的是DNA复制后的阶段,且存在姐妹染色单体,因此CD对应的时期可能为有丝分裂前期、中期,减数分裂I或减数分裂Ⅱ的前期、中期,因此细胞中同源染色体的对数只能为4或0,A错误;
B、图1的CD段染色体数:核DNA数=1:2,存在染色单体,图2中的丙细胞和丁细胞均对应图1中的CD段,B错误;
C、无论是有丝分裂还是减数分裂,DE段的形成原因都相同,都是着丝粒分裂,C正确;
D、由图2丙细胞处于减数分裂I的后期,细胞质均等分裂可知,该果蝇是雄性,则进行减数分裂时同源染色体彼此分离,X和Y彼此分离,因此形成的正常次级精母细胞含有的X染色体数可能为0、1或2,即次级精母细胞最多含有2条X染色体,D正确。
故选CD。
16. 核小体(染色体的基本结构单位,由DNA 链缠绕组蛋白而成)表观遗传标记的血液检测方法,对于直肠癌诊断可达到92%的精确度。其组蛋白在患者直肠上皮细胞中发生修饰,修饰的组蛋白参与抑癌基因沉默而诱发肿瘤,p53基因是最早发现的抑癌基因之一,参与细胞周期的调节、DNA修复、控制细胞增殖和凋亡。下列说法正确的是( )
A. 诱发直肠癌的因素可能是环境、饮食等B. 健康人体内p53 基因表达量低于直肠癌患者
C. 人体内的每个细胞核中都存在p53 基因D. 修饰的组蛋白抑制了 p53 基因的表达
【答案】ACD
【解析】
【分析】原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,细胞发生癌变后具有无限增殖的能力。
【详解】A、癌症的诱发因素有很多,包括内部因素和外部因素,诱发直肠癌的因素可能是环境、饮食等,A正确;
B、据题意,组蛋白使抑癌基因沉默,p53基因是抑癌基因,因此,在患者体内p53基因的表达量低于健康人,B错误;
C、人体内的细胞都是由受精卵分裂、分化而来的,细胞分化所形成的每个细胞中的核遗传物质相同,都存在p53基因,C正确;
D、p53基因和组蛋白结合,修饰的组蛋白参与抑癌基因沉默,即抑制抑癌基因表达,D正确。
故选ACD。
17. 下列有关遗传学史上重要探究活动的叙述,正确的是( )
A. 摩尔根利用假说一演绎法证明了“基因位于染色体上”
B. 魏斯曼预测减数分裂过程的存在并通过显微镜观察证实
C. 赫尔希和蔡斯“证明DNA 是遗传物质”的实验利用了物质提纯技术、细菌培养技术
D. 沃森和克里克依据富兰克林拍摄的DNA分子X射线衍射图谱推导出DNA 呈螺旋结构
【答案】AD
【解析】
【分析】①德国动物学家魏斯曼从理论上预测减数分裂的存在,这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实;
②蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验中运用到细菌培养、噬菌体培养、同位素标记技术。
【详解】A、萨顿运用“类比推理法”提出了“基因在染色体上”的假说,摩尔根运用“假说—演绎法”证明了基因位于染色体上,A正确;
B、德国动物学家魏斯曼从理论上预测减数分裂的存在,这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实,B错误;
C、蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验中运用到细菌培养、噬菌体培养、同位素标记技术,没有用到物质提纯技术,C错误。
D、沃森和克里克根据威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据,推算出DNA分子呈螺旋结构,D正确。
故选AD。
18. 被昆虫伤害后,植物释放的系统素(一种多肽类蛋白)从伤害处传遍未受伤害的部分,促进蛋白酶抑制剂基因的活化和转录,从而增加蛋白酶抑制剂的合成,防御昆虫的伤害。图为蛋白酶抑制剂基因的表达及调控过程,下列说法错误的是( )
A. 完成过程①所需的酶为解旋酶和RNA 聚合酶
B. 图中过程②核糖体在 mRNA 上移动的方向是:
C. 植物细胞核糖体合成的系统素作为调节蛋白抑制昆虫体内蛋白酶抑制剂的合成
D. 若蛋白酶抑制剂基因的一条链中( ,则经过程①形成的mRNA中
【答案】AC
【解析】
【分析】1、核糖体由rRNA和蛋白质组成,是合成蛋白质的场所,是“生产蛋白质的机器”。
2、信息分子只其信息传递的作用,不参与代谢过程和能量传递。
【详解】A、过程①为转录,所需的酶为RNA聚合酶,A错误;
B、过程②为翻译,核糖体在 mRNA 上移动的方向是5'−3',B正确;
C、由图可知,为蛋白酶抑制剂基因的表达,植物细胞核糖体合成的系统素作为调节蛋白,可促进植物体内蛋白酶抑制剂的合成,从而防御昆虫的伤害,C错误;
D、若蛋白酶抑制剂基因的一条链中 (A+G)/(T+C)=0.8,转录过程中,为其互补链,但由于A=U,C=G,T=A,形成的mRNA中(A+G)/(U+C)=1.25,D正确。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 剑白猪(是世界上著名的微型猪,国家二级稀有保护动物,主食为野生植物,以其猪肉特有香味、嫩度、纯天然、无污染而引起科学家们的高度关注。图1 为某原始生殖细胞减数分裂的部分过程,图2 中细胞类型是依据不同时期细胞中的染色体数和核DNA 分子数的数量关系而划分的。回答下列问题:
(1)图1中乙细胞处于_____(填细胞分裂方式和时期),该细胞称为_____,它属于图2中_____类型的细胞。
(2)图1中乙存在等位基因的原因是_____,其可产生的配子的基因型为_____。
(3)图2中a类型细胞处于_____(填细胞分裂方式和时期)。
(4)科学研究发现,进行有丝分裂时细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的SGO蛋白,主要集中在染色体的着丝粒位置。水解黏连蛋白的酶在中期已经开始起作用,而各着丝粒却要到后期才几乎同时分裂,据图3推测,SGO蛋白在细胞分裂中的作用主要是_____;若阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成,则图示过程会_____(填“提前”“不变”或“推后”)进行。
【答案】(1) ①. 减数分裂Ⅱ后期 ②. 次级卵母细胞 ③. c
(2) ①. 减数分裂I前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体互换导致的 ②. aBXD
(3)有丝分裂后期或末期
(4) ①. 保护着丝粒位置的黏连蛋白不被水解酶破坏 ②. 提前
【解析】
【分析】分析图1:甲是体细胞,乙是次级卵母细胞。分析图2,a细胞处于有丝分裂后期或末期,b细胞可能处于有丝分裂的前期、中期或减数分裂I,c细胞处于减数分裂Ⅱ的后期或末期,d细胞处于减数分裂Ⅱ的前期或中期,e细胞应为配子。
【小问1详解】
由图1的乙可知,细胞质不均等分裂,且着丝粒分裂,不存在同源染色体,故乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期;
分析图2,a细胞中的染色体数和核DNA数均为体细胞的2倍,因此a细胞处于有丝分裂后期或末期,b细胞中的核DNA数是染色体数的2倍,且染色体数为2N,b细胞可能处于有丝分裂的前期、中期或减数分裂I,c细胞中的染色体数和核DNA数相同且与体细胞相同,处于减数分裂Ⅱ的后期或末期,d细胞中的染色体数是核DNA数的一半,说明此时存在姐妹染色单体,且染色体数是体细胞的一半,因此d细胞可能处于减数分裂Ⅱ的前期或中期,e细胞中染色体数与DNA数均为体细胞的一半,则e细胞应为配子,乙(处于减数分裂Ⅱ后期)对应c类型的细胞,该细胞称之为次级卵母细胞。
【小问2详解】
图1中乙细胞,一条染色体的姐妹染色单体上存在等位基因,是减数分裂I前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体互换导致的;
由图1甲可知,体细胞的基因型为AaBbXDXd,由于次级卵母细胞进行减数分裂Ⅱ时,细胞质多的子细胞将形成卵细胞,少的将形成第二极体,因此观察图1的甲、乙细胞的染色体形态和颜色可知,乙细胞形成的配子基因型为aBXD。
【小问3详解】
对图2进行分析,a细胞中的染色体数和核DNA数均为体细胞的2倍,因此处于有丝分裂后期或末期。
【小问4详解】
根据题意分析,水解酶将黏连蛋白分解,但这种酶在有丝分裂中期已经开始起作用,而各着丝粒却要到后期才几乎同时分裂,说明分布在着丝粒位置的SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解酶破坏,当SGO蛋白被酶彻底水解后,着丝粒分裂;如果阻断正在分裂的动物体细胞内SGO蛋白的合成,则黏连蛋白将被水解酶破坏,会导致染色单体分离的过程提前。
20. 玉米是雌雄同株异花植物,是主要的粮食作物之一,具有较高的经济价值。玉米籽粒的甜和不甜由一对等位基因(A、a)控制,有一玉米植株甲,选取纯合甜玉米品系乙进行杂交实验得 ,结果如表。回答下列问题:
(1)玉米杂交育种时的操作流程是_____(用简单的文字和箭头表示),据表可知_____为显性性状。
(2)出现两个组合F₁结果不同的原因可能是_____;若遵循上述规律,将杂交一F₁中的不甜玉米在自然状态下单独种植,则 的性状表现及比例为_____。
(3)上述杂交实验_____(填“一”或“二”)可以更好地解释孟德尔的分离定律,请在方框中用遗传图解画出得到的过程_____。
【答案】(1) ①. 套袋→人工授粉→再套袋 ②. 不甜
(2) ①. 甲植株产生的含隐性基因(a)的雄配子中1/2不育 ②. 不甜:甜=5:1
(3) ①. 一 ②.
【解析】
【分析】基因分离定律的实质: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,等位基因会随着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。
【小问1详解】
玉米为单性花,杂交育种时的操作流程是套袋→授粉→套袋;乙为纯合子且为甜玉米,假设甜为显性性状,则乙产生的配子只有一种且为A,后代应全为甜,与事实不符,假设不成立,因此不甜为显性性状。
【小问2详解】
分析表格可知,组合一、组合二F1结果的不同,分析可知,甲是杂合子即Aa,甲作为母本时得到的子代符合测交结果,甲作父本时,存在隐性基因致死的情况,分析F1可知,甲作父本时产生的配子基因型及比例为A:a=2:1,故含有a的雄配子有1/2致死;杂交一F1中的不甜玉米的基因型为Aa,自然状态下进行自交,产生的雌配子A:a=1:1,产生的雄配子A:a=2:1,据棋盘法可知,F2的性状表现及比例为不甜:甜=5:1。
【小问3详解】
上述组合一、二均为测交实验,孟德尔在揭示分离定律时,所作出的假说之一是生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离进入不同的配子中,配子中只含有每对遗传因子的一个;每种配子的成活率相同,实验一可以更好地解释孟德尔的分离定律;遗传图解书写时应标明遗传符号,配子及最终比例关系,实验一的遗传图解表示如下:
21. 孔雀的羽色由三对等位基因共同控制(见下表),其中 均位于Z染色体上,H/h位于常染色体上。科研人员取纯合绿羽雄孔雀和纯合蓝羽雌孔雀进行杂交实验, 表型均为不完全绿羽, 随机交配得到 回答下列问题:
(1)上述三对等位基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律的是_____。
(2)亲代绿羽、蓝羽的基因型组合为_____。
(3)的性状表现及其比例为_____(不考虑性别)。
(4)基因型为_____的绿羽雄孔雀与基因型为_____的个体杂交,所得子代中不完全绿羽孔雀均为雄性,且雄性只有不完全绿羽。
【答案】(1)A/a和H/h,B/b和H/h
(2)hhZABZAB、HHZAbW或hhZABZAB、HHZabW
(3)栗羽:不完全绿羽:绿羽:蓝羽比例为3:6:3:4
(4) ①. hhZAbZaB ②. HHZABW
【解析】
【分析】基因分离定律和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开而分离,分别进入不同的配子中,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
结合题干所给信息,A/a与B/b两对基因为同源染色体上的非等位基因,不遵循自由组合定律,H/h位于常染色体上,三对等位基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律的是A/a和H/h,B/b和H/h。
【小问2详解】
科研人员取纯合绿羽雄孔雀和纯合蓝羽雌孔雀进行杂交实验,F1表型均为不完全绿羽,结合表格可知,亲代绿羽、蓝羽基因型依次为hhZABZAB、HHZAbW或hhZABZAB、HHZabW。
【小问3详解】
若亲本基因型为hhZABZAB、HHZAbW,F1为HhZABZAb、HhZABW,分开处理:Hh×Hh→3/4H 、1/4hh,ZABZAb×ZABW→ZABZAB、ZABZAb、ZAbW、ZABW,分别对应相乘,F2中栗羽:不完全绿羽:绿羽:蓝羽的比例为3:6:3:4;若F1为HhZABZab、HhZABW,F1随机交配得到F2,分开处理:Hh×Hh→3/4H 、1/4hh,ZABZab×ZABW→ZABZAB、ZABZab、ZabW、ZABW,分别对应相乘,F2中栗羽:不完全绿羽:绿羽:蓝羽的比例为3:6:3:4。
小问4详解】
基因型为hhZAbZaB的绿羽雄孔雀与基因型为HHZABW的个体杂交,所得子代中不完全绿羽孔雀均为雄性,且雄性只有不完全绿羽。
22. 图1为研究 DNA 是遗传物质的部分实验。在氮源为14N和 15N的培养基上培养大肠杆菌,其DNA 分子分别为14N-DNA(相对分子质量为a)和 15(相对分子质量为b),将 亲代大肠杆菌转移到只含 的培养基上,连续繁殖两代(繁殖代数分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……表示),每代大肠杆菌的DNA 经离心处理后得到的结果如图2.回答下列问题:
(1)图1为噬菌体侵染大肠杆菌的过程,其中锥形瓶①中的培养液是用来培养_____的。搅拌后离心,32P标记的一组放射性物质主要存在于_____(填“上清液”或“沉淀物”)中。该实验中,若保温时间过短,则会出现_____现象。
(2)DNA作为遗传物质应具有的特点是_____(答出两点)。
(3)预计图2中第Ⅲ代细菌DNA的平均相对分子质量为_____。已知试管中条带宽窄只与 DNA数量有关,随着复制代数的增加,经离心后的试管中的条带宽窄变化分别是_____。
【答案】(1) ①. 未被标记的大肠杆菌(大肠杆菌) ②. 沉淀物 ③. 上清液会出现放射性
(2)具有相对的稳定性;能够精确的自我复制,使亲代与子代间保持遗传的连续性;能够指导蛋白质合成,控制新陈代谢过程和性状发育;在特定条件下产生可遗传的变异
(3) ①. (7a+b)/8 ②. 中带的宽度不变,轻带逐渐变宽
【解析】
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P);
2、噬菌体繁殖过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
【小问1详解】
噬菌体没有细胞结构,需要寄生在大肠杆菌细胞内才能增殖,因此图示锥形瓶中的培养液用于培养未被标记的大肠杆菌(大肠杆菌);搅拌后离心,32P标记的一组放射性物质主要存在沉淀物中,该实验中,若保温时间过短,被标记噬菌体没有侵入大肠杆菌,仍留在培养液中,搅拌离心后分布在上清液中,即上清液会出现放射性现象。
【小问2详解】
DNA作为遗传物质所具备的特点:①具有相对的稳定性;②能够精确的自我复制,使亲代与子代间保持遗传的连续性;③能够指导蛋白质合成,控制新陈代谢过程和性状发育;④在特定条件下产生可遗传的变异。
【小问3详解】
只含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,增殖三代,得到8个DNA,其中两个DNA均为一条链含有15N、一条链含有14N,另外6个DNA的两条链均为14N,故Ⅲ代细菌所有DNA分子的质量为(a/2+b/2)×2+6a=7a+b,故第Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8;含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,增殖n代,得到2n个 DNA分子,其中中带(一条链含有15N,一条链含有14N)始终为2个、轻带(两条链均为14N)占[1-(1/2)n],所以中带的宽度不变,轻带逐渐变宽。
23. 已知果蝇的基因组大小为 (bp表示碱基对),真核细胞中 DNA复制的率一般为50~100 bp/s。图1为果蝇核 DNA 的电镜照片,图中箭头所示的泡状结构叫DNA 复制泡,是 DNA 上正在复制的部分。图2 是 DNA 复制模型。回答下列问题:
(1)DNA的双螺旋结构模型指出:由_____构成DNA分子的基本骨架;DNA 分子是由两条链按_____方式盘旋成双螺旋结构的。现有两条等长的DNA 分子甲和乙,经测定发现甲 DNA 分子热稳定性较高,你认为可能的原因是_____。
(2)据图1推测,果蝇DNA 形成多个复制泡的原因:_____。
(3)由图2可知,完成DNA 复制需要的酶有_____;引物在前导链与后随链的区别是_____。
(4)结合图示分析,DNA分子复制的特点有_____(答出三点)。
【答案】(1) ①. 脱氧核糖和磷酸交替连接 ②. 反向平行 ③. 甲分子中C—G比例高,氢键数多
(2)为了同时从不同起点开始DNA的复制,从而加快DNA复制的速率
(3) ①. 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 ②. 前导链只需要一个引物,而后随链需要多个引物
(4)边解旋边复制、半保留复制、多起点复制
【解析】
【分析】DNA复制:复制开始时,在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,然后DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链,随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸,同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
【小问1详解】
DNA分子是由2条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构;DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。DNA分子甲和乙等长,说明二者含有的碱基数目相同,但甲DNA分子热稳定性较高,推测原因可能是甲分子中C—G比例高,氢键数多。
【小问2详解】
据题可知,果蝇的基因组大小为1.8×108bp,真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100bp/s,分析图1,可观察到多个DNA复制泡,DNA复制泡代表的是DNA正在复制,因此有多个复制起点,这说明果蝇DNA形成多个复制泡是为了同时从不同起点开始DNA的复制,从而加快DNA复制的速率,为细胞分裂做好物质准备。
【小问3详解】
DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶;由图可知,后随链在形成DNA时,由于形成的DNA是不连续的,因此还需要DNA连接酶的连接。前导链是连续合成的,只需要一个引物,之后可连续合成,而后随链是分开合成的,需要多个引物。
【小问4详解】
结合题意可知,DNA的复制特点为边解旋边复制、半保留复制、多起点复制。
甲
乙
丙
丁
同源染色体对数
4
8
0
0
核 DNA 数
16
16
8
4
杂交组合
F₁表型
杂交一:甲(♀)×乙(♂)
1/2 甜、1/2 不甜
杂交二:甲(♂)×乙(♀)
2/3 不甜、1/3 甜
基因组成
A、B同时存在,且H基因纯合
A、B、H、h
同时存在
A、B同时存,且h基因纯合
b基因纯合
表型
栗羽
不完全绿羽
绿羽
蓝羽
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