湖北省武汉市江岸区2023-2024学年高一下学期7月期末生物试题（Word版附解析）

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1. 细胞分化是奢侈基因选择表达的结果。下列属于奢侈基因的是（ ）
A. ATP酶基因
B. 胰岛素基因
C. 解旋酶基因
D. 核糖体蛋白基因
【答案】B
【解析】
【分析】奢侈基因表达形成细胞功能的多样性，说明该基因只在特定组织细胞才表达，即奢侈基因在不同细胞中表达产物不同，细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。
【详解】A、ATP合成酶基因能在所有细胞中都能表达，合成ATP合成酶，所以ATP合成酶不属于奢侈基因，A错误；
B、胰岛素只能在胰岛B细胞才能合成，不能在其它细胞中合成，所以胰岛素基因属于奢侈基因，B正确；
C、DNA解旋酶基因能在所有细胞中都能表达，合成解旋酶，用于DNA复制，所以DNA解旋酶基因不属于奢侈基因，C错误；
D、核糖体蛋白基因能在所有细胞中都能表达，合成核糖体蛋白，与RNA结合，构成核糖体，所以核糖体蛋白基因不属于奢侈基因，D错误；
故选B。
2. 我国科学家于2022年研究发现了与抗衰老有关的代谢物—尿苷。尿苷是由尿嘧啶与核糖组成的一种生物活性分子，具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能。对此有关叙述错误的是（ ）
A. 尿苷能延缓衰老可能与自由基破坏生物分子有关
B. 衰老干细胞水分减少，体积变小，细胞核体积增大
C. 干细胞分化程度较低，也会经历衰老和死亡过程
D. 干细胞在组织再生增殖过程中，会发生染色体互换
【答案】D
【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、根据自由基学说，细胞衰老可能与自由基破坏干细胞内各种执行正常功能的生物分子有关，尿苷具有延缓干细胞衰老、促进哺乳动物多种组织再生修复的功能，故尿苷能延缓衰老可能与自由基破坏生物分子有关，A正确；
B、衰老干细胞内水分减少，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，B正确；
C、细胞的衰老和死亡属于正常的生命历程，干细胞分化程度较低，也要经历衰老和死亡过程，C正确；
D、干细胞在组织再生增殖过程属于有丝分裂，染色体互换发生在减数第一次分裂的前期，因此干细胞在组织再生增殖过程中，不会发生染色体互换，D错误。
故选D。
3. 选择豌豆作为实验材料是孟德尔实验成功的重要原因之一。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 孟德尔成功的原因之一恰当选材，如选用豌豆的高茎和矮茎这两种性状
B. 孟德尔选用豌豆做杂交实验，实验流程为：人工去雄—套袋—人工授粉—套袋
C. 孟德尔曾用山柳菊做杂交实验效果不理想，主要原因是山柳菊自然状态下不是纯种
D. 孟德尔结合杂交实验结果，在减数分裂和受精作用的基础之上提出两大遗传定律
【答案】B
【解析】
【分析】正确地选择实验材料是孟德尔实验成功的关键，孟德尔研究山柳菊，没有成功的原因是：（1）山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状，（2）山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖，（3）山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。
【详解】A、孟德尔成功的原因之一恰当选材，如豌豆是自花传粉、闭花授粉植物，自然状态下是纯种，花大，易操作等原因，其他很多植物也有如高茎-矮茎这种相对性状，A错误；
B、孟德尔选用豌豆做杂交实验，由于豌豆是自花传粉、闭花授粉植物，所以杂交实验流程为：人工去雄—套袋—人工授粉—套袋，B正确；
C、山柳菊自然状态下不都是纯种，孟德尔曾用山柳菊做杂交实验效果不理想，主要原因是（1）山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状，（2）山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖，（3）山柳菊的花小，难以做人工杂交实验，C错误；
D、孟德尔结合杂交实验结果，通过假说演绎法提出两大遗传定律，D错误。
故选B。
4. 扁豆表皮图案具有大理石纹、斑纹和光洁等相对性状。将不同表型纯合亲本进行杂交，F1自交，结果如表所示。下列推测不合理的是（ ）
A. 杂合子表型为大理石纹或斑纹
B. 大理石纹对斑纹为完全显性
C. 扁豆表皮图案由两对等位基因控制
D. 扁豆表皮图案的遗传遵循分离定律
【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】A、大理石纹和斑纹杂交，F1全为大理石纹，说明大理石纹对斑纹为完全显性，且F1为杂合子，表型为大理石纹；斑纹和光洁杂交，F1全为斑纹，说明斑纹对光洁为完全显性，且F1为杂合子，故杂合子表型为大理石纹或斑纹，A正确；
B、大理石纹和斑纹杂交，F1全为大理石纹，说明大理石纹对斑纹为完全显性，B正确；
CD、大理石纹和光洁杂交，F1全为大理石纹，F1自交，F2中大理石纹：光洁＝3：1；斑纹和光洁杂交，F1全为斑纹，F1自交，F2中斑纹：光洁=3：1；大理石纹和斑纹杂交，F1全为大理石纹，F1自交，F2中大理石纹：斑纹＝3：1，说明扁豆表皮图案由位于一对同源染色体上的复等位基因控制，且遗传遵循分离定律，C错误；D正确。
故选C。
5. 中心体对于细胞分裂的准确进行至关重要。研究人员发现人体卵细胞产生过程中，卵原细胞的中心体会被清除，缺失中心体的细胞可通过组装双极纺锤体的方式实现染色体的正常分离。由于该过程常错误组装出多极纺锤体从而导致人类大约有20%~50%的卵子是非整倍体，这些非整倍体的卵子受精后形成的异常受精卵可能引发流产或唐氏综合征等遗传疾病。研究发现，人类卵子缺少马达蛋白KIFC1可能是导致纺锤体不稳定的主要诱因。下列说法错误的是（ ）
A. 人体正常受精卵中的中心体来自精子
B. 正常体细胞增殖时中心体在间期倍增
C. 由多极纺锤体引发的唐氏综合征是由于减数分裂Ⅱ后期染色体行为发生差错导致
D. 引入外源KIFC1蛋白可能会提高人体卵细胞产生过程中染色体分离的准确性
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意，在卵原细胞分裂过程中，若缺失中心体，细胞可通过组装双极纺锤体的方式实现染色体的正常分离，但该过程常错误组装出多极纺锤体，从而导致产生一些异常卵细胞，这些异常卵细胞受精后，可能会引发流产或唐氏综合征等遗传疾病。
【详解】A、根据题干信息“人体卵细胞产生过程中，卵原细胞的中心体会被清除”，所以人体正常受精卵中的中心体来自精子，A正确；
B、正常体细胞增殖时中心体在间期进行复制，数量倍增，B正确；
C、由多极纺锤体引发的唐氏综合征可能是由于减数分裂Ⅱ后期染色体行为发生差错，也可能是因为减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离异常导致，C错误；
D、根据“人类卵子缺少马达蛋白KIFC1可能是导致纺锤体不稳定的主要诱因”，可推测引入外源KIFC1蛋白可能会提高人体卵细胞产生过程中染色体分离的准确性，D正确。
故选C。
6. 如图是厚轴茶花粉母细胞减数分裂显微照片，其中①~④为正常分裂图像，⑤中姐妹染色单体连接在一起形成了“染色体桥”。下列叙述错误的是（ ）
A. 图④细胞通过非姐妹染色单体互换发生基因重组
B. 细胞减数分裂的排序是③→④→①→②
C. 图①、③和④细胞中均含姐妹染色单体
D 图⑤中“染色体桥”随机断裂可能导致染色体结构变异
【答案】A
【解析】
【分析】1、根据减数分裂过程中染色体的形态特征可以判断出①为减Ⅰ后期，②为减Ⅱ末期，③减Ⅰ前期，④为减Ⅰ中期。
2、染色体结构变异包括：重复、缺失、倒位和易位。
【详解】A、④处于减Ⅰ中期，非姐妹染色单体交换导致的基因重组发生在减Ⅰ前期，A错误；
B、由细胞分裂图像分析可知，①为减Ⅰ后期，②为减Ⅱ末期，③减Ⅰ前期，④为减Ⅰ中期，所以减数分裂的排序依次是③→④→①→②，B正确；
C、①为减Ⅰ后期，③减Ⅰ前期，④为减Ⅰ中期，故图①、③和④的细胞中均含姐妹染色单体，C正确；
D、⑤中“染色体桥”随机断裂会导致姐妹染色单体缺失部分片段，分离不均等出现染色体结构变异，D正确。
故选A。
7. 科学家发现一对同源染色体上的非姐妹染色单体间常发生互换，这种现象不仅可以发生在减数分裂形成配子的过程中，也可以发生在某些生物体细胞有丝分裂的过程中。现有一只杂合野生型果蝇（Yy），下列关于该果蝇某一细胞的生命历程的叙述，不正确的是（ ）
A. 该果蝇体细胞在分裂间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
B. 该果蝇可能出现基因型为YY的体细胞，也可能出现基因型为yy的体细胞
C. 该果蝇体内可能出现基因型为Y的细胞，也可能出现基因型为y的细胞
D. 该果蝇体细胞有丝分裂过程中发生Y和y交换后，子代细胞基因型与亲代细胞不同
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意，一对同源染色体上的非姐妹染色单体间发生交换，既可以发生在减数分裂过程中，也可以发生在有丝分裂过程中，杂合野生型果蝇（Yy）的染色体经过复制基因型为YY/yy，交换之后，染色体上的基因型为Yy/Yy。
【详解】A、有丝分裂过程中，间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，A正确；
B、有丝分裂过程中，发生交换后，染色体上的基因型为Yy/Yy，有丝分裂后期着丝粒分裂，YY的子染色体可能移向一极，yy的子染色体移向一极，形成的就是基因型为YY的体细胞，和基因型为yy的体细胞， B正确；
C、该果蝇既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，减数分裂形成的配子中只含成对基因中的一个，即生殖细胞的基因型是Y或y，C正确；
D、该果蝇体细胞有丝分裂过程中发生Y和y交换后，子代细胞基因型可能是YY、Yy、yy，即有可能与亲代细胞基因型相同，也可能不同，D错误。
故选D。
8. 调查一个小家鼠家系时发现其中存在有睾丸雌性化的个体，其性染色体组成为XY，表现为雌性个体，但不可育。进一步研究发现这是由X染色体上的突变基因t控制的，即睾丸雌性化个体为XtY。现从该家系中选取一对小家鼠交配并产生后代，子代表型情况如图，下列叙述合理的是（ ）

A. 理论上F1雌雄比应为2：1
B. 亲本A、B都可能携带t基因
C. 若F1雌雄个体随机交配得到F2，理论上F2雌雄比应为5：3
D. F1睾丸雌性化个体与雄性个体杂交，子代只有雌性个体
【答案】C
【解析】
【分析】选取一对小家鼠交配并产生后代，F1中出现了睾丸雌性化个体，可判断亲本的基因型为XtX×XY。
【详解】A、雌性小家鼠与雄性小家鼠杂交，F1中出现了睾丸雌性化个体，可判断亲本的基因型为XtX×XY，理论上F1雌雄比应为1:1，A错误；
B、亲本A可能携带t基因，B不可能携带t基因，B错误；
C、若F1雌雄个体基因型为XtX、XX、XY，产生的雌配子为1/4Xt、3/4X，产生的雄配子为1/2X、1/2Y，理论上F2雌雄比应为5：3，C正确；
D、F1睾丸雌性化个体与雄性个体杂交，由于睾丸雌性化个体不育，不能产生后代，D错误。
故选C。
9. 下图为摩尔根果蝇杂交实验的图解，下列叙述正确的是（ ）
A. 该实验证明了果蝇红、白眼的遗传与性别相关联，不遵循分离定律
B. “控制白眼的基因在X染色体上”最初是摩尔根等人演绎推理的内容
C. 摩尔根等人通过测交等方法验证了他们对上述实验现象的解释
D. 该实验的结论是基因在染色体上呈线性排列
【答案】C
【解析】
【分析】分析实验：红眼和白眼杂交，子代均为红眼，说明红眼相对于白眼是显性性状；F1自交的后代发生性状分离，且分离比接近3：1，说明果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律。
【详解】A、该实验证明了果蝇红、白眼的遗传与性别相关联（红白眼在雌雄中比例不同），且遵循分离定律（F1自交的后代发生性状分离，且分离比接近3：1），A错误；
B、“控制白眼的基因在X染色体上”最初是摩尔根等人假说的内容，B错误；
C、摩尔根等人通过测交等方法（即F1代红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交）验证了他们对上述实验现象的解释，C正确；
D、该实验的结论是控制眼色的基因在X染色体上，D错误。
故选C。
10. 某大肠杆菌DNA分子含100个胸腺嘧啶。用含有3H—胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养该大肠杆菌，在不同时刻收集大肠杆菌并提取处在复制过程中的DNA，经放射自显影后在电子显微镜下观察其放射性，放射性强度越强显影颜色越深，结果如图所示。图2中A区段显影颜色最深。下列叙述错误的是（ ）
A. 由图1和图2可判断大肠杆菌的DNA不含游离的磷酸基团
B. 依据图2A区段不能推测大肠杆菌DNA的复制方式是半保留复制
C. 图2中A区段显影颜色最深说明它的两条单链均具有放射性
D. 该DNA分子复制两次共消耗400个腺嘌呤脱氧核苷酸
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】A、由图1、2可知，大肠杆菌的DNA是双链环状结构，不含游离的磷酸基团，A正确；
B、依据图2A区段不能推测大肠杆菌DNA的复制方式是半保留复制，B正确；
C、图2中 A区段显影颜色最深,说明这个区域的两条链都含3H-胸腺嘧啶脱氧核苷酸,它是由两条放射性链构成的，C正确；
D、若大肠杆菌 DNA中含100个胸腺嘧啶，则胸腺嘧啶=100，则复制两次后共需消耗（22-1）×100=300个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，D错误；
故选D。
11. 某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”做了如下的实验（注：不同元素释放的放射性强度无法区分）。下列说法中正确的是（ ）
A. 部分子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸可能都有放射性
B. 该实验保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响
C. 搅拌不充分或保温时间过长都会导致上清液的放射性强度增大
D. 该实验可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞
【答案】B
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。
【详解】A 、35S标记的噬菌体的蛋白质不进入子代噬菌体，子代噬菌体以培养基中的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成有放射性的DNA，子代噬菌体以培养基中的无标记的氨基酸为原料合成无放射性的蛋白质，因此子代噬菌体的核酸有放射性，子代噬菌体的蛋白质外壳没有放射性，A错误；
B、正常情况下，上清液放射性强度来自35S标记的噬菌体的蛋白质，若保温时间过短，未侵染大肠杆菌的噬菌体仍会进入上清液，几乎不会影响上清液放射性强度，B正确；
C、搅拌不充分，35S标记的噬菌体的蛋白质吸附在大肠杆菌上，会导致上清液的放射性强度减小；保温时间过长，大肠杆菌裂解后释放出32P标记的子代噬菌体，会导致上清液的放射性强度增大，C错误；
D、该实验同时用了放射同位素32P和35S做标记，设计思路错误，由于不同元素释放的放射性强度无法区分，不能判断子代噬菌体的放射性标记是否是35S，因此不能证明蛋白质外壳未进入大肠杆菌，D错误。
故选B。
12. DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程称为DNA甲基化。细胞中存在两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化，如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. DNA甲基化通过改变基因的碱基序列引起表观遗传
B. DNA甲基化能引起生物性状的改变，但不能遗传给后代
C. 从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，体现了酶具有专一性
D. 从头甲基化酶能作用于全甲基化DNA复制一次所形成的子代DNA
【答案】C
【解析】
【分析】表观遗传是指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，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【详解】A、据题意可知，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程称为DNA甲基化，因此DNA甲基化后碱基序列不会发生改变，A错误；
B、DNA甲基化能引起生物性状的改变，也能通过DNA的复制遗传给后代，B错误；
C、结构决定功能，功能与结构相适应，因此从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，体现了酶的专一性，C正确；
D、据题意可知，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化，DNA复制是半保留方式，而全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA是半甲基化，因此从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA，D错误。
故选C。
13. 真核细胞中核糖体亚基的组装和输出过程如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
注：图中S为离心时的沉降系数单位，数字大小反映了相关RNA的长度
A. 核糖体一定含有C、H、O、N、P
B. rRNA作为模板经翻译形成核糖体蛋白
C. 核糖体蛋白在核糖体上合成后，通过核孔输入细胞核
D. 细胞进入分裂前期，核仁解体，rDNA转录停止
【答案】B
【解析】
【分析】原核细胞和真核细胞共有的细胞器是核糖体，核糖体是蛋白质的合成场所。RNA的单体是核糖核苷酸，DNA的单体是脱氧核糖核苷酸。
【详解】A、核糖体由RNA和蛋白质组成，一定含有C、H、O、N、P等元素，A正确；
B、mRNA作为模板经翻译形成核糖体蛋白，B错误；
C、根据图示可知，核糖体蛋白在核糖体上合成后，通过核孔输入细胞核，C正确；
D、细胞进入分裂前期，核仁解体，染色质螺旋化形成染色体，rDNA转录停止，D正确。
故选B。
14. New Phytlgist杂志发表了我国科学家有关大豆对盐胁迫响应的分子调控机制，过程如图所示。研究发现，miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA使大豆具有耐盐性。下列叙述不正确的是（ ）
A. 大豆的不耐盐与耐盐这对性状受多对基因共同决定
B. 若GmMYC2基因“上游”序列甲基化程度增加可提高耐盐性
C. 脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压引起耐盐性增强
D. miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂氢键
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，GmARF16基因转录的mRNA可以激活GmMYC2基因的表达，GmMYC2基因的表达产物bHLH转录因子抑制脯氨酸的合成，从而使大豆表现出不耐盐的性状。
【详解】A、大豆的不耐盐与耐盐受GmARF16基因、GmMYC2基因等多对基因共同决定，A正确；
B、若GmMYC2基因“上游”序列甲基化增加，会抑制bHLH转录因子的产生，故脯氨酸合成增加，大豆耐盐性增加，B正确；
C、脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压，如果外部环境含盐量一定程度的增加，细胞依然可以吸收水分，故大豆耐盐性增强，C正确；
D、miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA，故miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂磷酸二酯键，D错误。
故选D。
15. 果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。某同学用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体为1：1：1：1。下列说法错误的是（ ）
A. 若灰色为显性，基因一定位于X染色体
B. 若基因只位于X染色体上，则灰色为显性
C. 若黄色为显性，基因一定位于常染色体
D. 若基因位于常染色体上，无法确定显隐性
【答案】A
【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；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着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。
【详解】A、灰色为显性，若位于X染色体上，则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb，黄体雄蝇基因型为XbY，两者杂交后代♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体=1：1：1：1，符合题意，若基因位于常染色体上，则亲本基因型为Bb、bb，杂交后代可以出现♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体=1：1：1：1，符合题意，所以若灰色为显性，基因无论位于X染色体还是常染色体均符合题意，A错误；
B、若基因只位于X染色体上灰色为显性，子代雄蝇中灰体：黄体=1：1，则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb，黄体雄蝇基因型为XbY，两者杂交后代♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体=1：1：1：1，B正确；
C、黄色为显性，若基因位于X染色体上，则亲本基因型为XbXb、XBY，则后代雄蝇均为灰体，雌蝇均为黄体，不符合题意，若基因位于常染色体上，则亲本基因型为bb、Bb，则后代可以出现♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体为1：1：1：1，比例符合题意，所以若黄色为显性，则基因一定只位于常染色体上，C正确；
D、若基因位于常染色体上，根据题干信息，亲本是灰体雌蝇和黄体雌蝇，子代雌蝇中灰体：黄体=1：1，雄蝇中灰体：黄体=1：1，无论灰体和黄体谁是显性性状，均可以出现此结果，无法判断显隐性，D正确。
故选A。
16. 日前，我国科学家发现了一种新的单基因遗传病——卵细胞死亡，表现为某些患者的卵细胞取出体外放置一段时间或受精后一段时间，出现退化凋亡的现象。研究发现人体中只要单个PANX1基因发生突变，就可引起PANX1通道蛋白结构与功能的改变，从而导致该病的发生。下列有关说法正确的是（ ）
A. 该病发病机理体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状
B. 研究发现该病患者家系中，PANX1基因存在不同的突变，体现了基因突变的不定向性
C. 此病症只出现在女性中，因而属于伴性遗传病
D. 此不孕症患者可通过导入正常的PANX1基因进行治疗
【答案】B
【解析】
【分析】基因对生物性状的控制途径是：①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状；②基因控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A、由题意可知，研究发现人体中只要单个PANX1基因发生突变，就可引起PANX1通道蛋白结构与功能的改变，从而导致该病的发生，说明该疾病发病过程体现了基因对性状的直接控制方式，A错误；
B、基因突变具有不定向性，表现在一个基因可突变成多个等位基因，由于患者家系中，PANX1基因存在不同的突变，从而体现了基因突变的不定向性，B正确；
C、此病症只出现在女性，若PANX1基因存在于常染色体上，则不属于伴性遗传病，C错误；
D、只要单个PANX1基因发生突变，就可引起PANX1通道蛋白结构与功能的改变，说明该突变是显性突变，PANX1基因是异常基因，导入正常的PANX1基因会被抑制，无法表达，故此不孕症患者不可通过导入正常的PANX1基因进行治疗，D错误。
故选B。
17. 60C辐射可使部分花粉活力降低， 通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理， 通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰
B. 经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同
C. ④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成
D. ③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体
【答案】D
【解析】
【分析】结合图解和题意分析，将采集的雄蕊进行60C辐射处理，目的是诱导花药母细胞内发生基因突变或染色体变异，使其产生活力极低的花粉而无法完成正常受精，用这样的花粉涂抹在雌蕊柱头，诱导其受精过程（事实因花粉活力低而无法真正完成受精），目的是促进雌蕊中卵细胞（染色体数目只有体细胞的一半：20条）发育为幼胚，取出幼胚离体培养即可得到单倍体植株。由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择。
【详解】A、雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱状上完成受精而影响实验的结果，A正确；
B、②是体细胞发育成幼苗，幼苗体细胞染色体数目与体细胞相同，④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，与体细胞相同，B正确；
C、④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C正确；
D、由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择，D错误。
故选D。
18. 现有一非综合型耳聋患者家庭系谱图，经基因检测分析发现，该病为单基因遗传病，Ⅲ1不携带致病基因，不考虑突变。下列叙述错误的是（ ）
A. 调查遗传病的遗传方式时应做到随机取样
B. 推测该病的遗传方式是常染色体显性遗传
C. Ⅳ5与正常男性结婚子代患者必为杂合子
D. 图中所有患者个体的基因型都相同
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图，Ⅲ1不携带致病基因，该遗传病不是隐性遗传病，假设该病为伴X显性遗传病，不能生出患病儿子，所以该病为常染色体显性遗传病。
【详解】A、调查遗传病的遗传方式时应在发病患者家族取样，绘制遗传系谱图，A错误；
B、Ⅲ1不携带致病基因，该遗传病不是隐性遗传病，假设该病为伴X显性遗传病，不能生出患病儿子，所以该病为常染色体显性遗传病，B正确；
C、Ⅳ5基因型为杂合子，Ⅳ6为隐性纯合子，子代患者必为杂合子，C正确；
D、图中所有患者基因型都为杂合子，D正确。
故选A。
二、非选择题（4道题，共64分）
19. 水稻是我国主要的粮食作物，获得具有杂种优势的杂交种子是提高水稻产量的重要途径。水稻花是两性花，杂交实验中人工去雄操作难度大。科学家发现的安农S-1温敏不育系突变体水稻在温度高于26℃时表现为花粉败育，可作为重要材料用于水稻杂交育种。
（1）水稻花是两性花，杂交实验中，为了防止母本______，须进行人工去雄。科学家发现的安农S-1温敏不育系在杂交时只能做______，免去了人工去雄的工作。
（2）将野生型与安农S-1杂交，F1均为野生型，F1自交后代中野生型：雄性不育=3：1，说明______。（答出2条）
（3）综合以上信息，利用安农S-1既可作为不育系用于杂交制种，又可在______条件下自交繁殖不育系，简化制种程序，使杂交水稻的大规模种植成为可能。
（4）研究者用γ射线处理安农S-1种子，筛选获得了两个在32℃及以上才表现为花粉败育的隐性突变体t1和t2，请设计实验验证t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育，写出设计思路和预期结果______。
【答案】（1） ①. 自花传粉 ②. 母本
（2）育性正常和雄性不育是一对相对性状，受一对等位基因控制，该相对性状的遗传符合分离定律；雄性不育为隐性 （3）温度低于26℃
（4）设计思路：在低于32℃时将突变体t1和t2杂交，在温度高于32℃时检测F1育性预期结果：F1表现为雄性不育
【解析】
【分析】杂交育种：（1）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）方法：杂交→自交→选优→自交。（3）原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。（4）优缺点：方法简单，可预见性强，但周期长。
【小问1详解】
水稻花是两性花，杂交实验中，为了防止母本自花传粉，须对母本进行人工去雄。科学家发现的安农S-1温敏不育系突变体水稻在温度高于26℃时表现为花粉败育，因此该个体不能产生可育的雄配子，故在杂交时只能做母本。
【小问2详解】
将野生型与安农S-1杂交，F1均为野生型，F1自交后代中野生型∶雄性不育=3∶1，说明育性正常和雄性不育是一对相对性状，受一对等位基因控制，该相对性状的遗传符合分离定律，且雄性不育为隐性。
【小问3详解】
安农S-1温敏不育系突变体水稻在温度高于26℃时表现为花粉败育，说明其在温度低于26℃时表现为雄性可育，可用于自交繁殖不育系。
【小问4详解】
若t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育，则t1和t2不含可育基因，可在低于32℃时将突变体t1和t2杂交，在温度高于32℃时检测F1育性，若F1表现为雄性不育，则说明t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育。
20. 目前已知的DNA聚合酶都只能延长已存在的DNA链，而不能从头合成DNA链，因此DNA复制时，子链的延伸需要RNA引物引导，引物的3'羟基端作为新合成子链的起始。图1为某DNA部分片段；图2为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图，每条链5′→3′的方向由箭头指示，粗线代表母链（链和b链），细线代表新生链（滞后链和前导链）。端粒是位于染色体末端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，后来科学研究发现端粒随着细胞分裂的进行逐渐缩短可能与DNA的复制方式密切相关。
（1）图1中④为DNA分子的一个完整单体，其名称为______。DNA分子在加热的条件下可以解开双链，研究表明对于相同长度的DNA分子，⑤的含量越高，需要的解旋温度也会越______。
（2）若图1中DNA分子共有1500个碱基对，含⑥900个，该段DNA分子复制n次，第n次复制时，需要消耗C______个（用公式表达）。由图2可知，DNA分子复制的方向是______。
（3）图2中，滞后链延伸的方向和解旋酶的移动方向______（填“相同”或“相反”），其合成需要______（填“一个”或“多个”）RNA引物。
（4）DNA复制结束后，需去除所有RNA引物，并由DNA片段继续延伸填补相应缺口。去除引物______（填编号）核苷酸链无法延伸，造成端粒缩短，理由可能是______。
【答案】（1） ①. 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 ②. 高
（2） ①. 900×2n-1 ②. 5'端→3'端
（3） ①. 相反 ②. 多个
（4） ①. ③ ②. 由于子链的延伸方向为5'端→3'端，去除引物③后，核苷酸链无法延伸，缺口无法填补，造成端粒缩短
【解析】
【分析】图1中①-⑥依次表示T、脱氧核糖、磷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸、C-G碱基对、G。
DNA分子的复制方式是半保留复制。DNA分子链的延伸方向是从5'→3′。
【小问1详解】
由碱基互补配对原则可知，图1中④对应的碱基为T胸腺嘧啶，则④为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。⑤为C，C-G碱基对含三个氢键，而A-T碱基对含两个氢键，所以，⑤的含量越高，需要的解旋温度也会越高。
【小问2详解】
若图1中DNA分子共有1500个碱基对，含⑥G＝900个，该段DNA分子复制n次，则第n-1次复制完成后共有2n-1个DNA，第n次复制时，需要消耗C个数为900×2n-1，由图2可知，DNA分子复制的方向是5'→3'端。
【小问3详解】
图2中，滞后链延伸的方向是向左的，DNA解旋酶的移动方向是向右的，二者方向相反；据图可知，滞后链的合成需要多个RNA引物参与。
【小问4详解】
由于新生链延伸只能沿5'→3'方向进行， DNA复制结束阶段，需去除引物并填补相应缺口，图2中③处的引物需要去除，去除该引物后不能继续填补缺口，造成DNA缩短。
21. 科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。
（1）细胞核内RNA转录合成以______为模板，需要______的催化。
（2）机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因片段中发生基因突变，提前产生______，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，DMD前体mRNA改变剪接，合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。前体mRNA剪接为成熟的mRNA，剪接过程中破坏和重建______键。
（3）机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞内的______合成，治疗高胆固醇血症。
（4）机制③：mRNA药物进入患者细胞内，与______结合可表达正常的功能蛋白。为提高功效，设法让一个mRNA分子可以相继结合多个该结构，目的是______。
（5）机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过______修饰加工后输送出细胞，可作为抗原诱导人体产生特异性免疫反应。
【答案】（1） ①. DNA的一条链 ②. RNA聚合酶
（2） ①. 终止密码子 ②. 磷酸二酯键
（3）PCSK9蛋白 （4） ①. 核糖体 ②. 提高功能蛋白的翻译速率
（5）高尔基体
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。
【小问1详解】
转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化。
【小问2详解】
若DMD蛋白基因片段发生基因突变，可能导致mRNA上碱基序列发生改变，终止密码提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良；前体mRNA剪接为成熟的mRNA，剪接过程中破坏和重建磷酸二酯键。
【小问3详解】
高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA不能发挥作用，即抑制其作为模板翻译出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使胆固醇含量正常。
【小问4详解】
核糖体是蛋白质的合成场所，mRNA与核糖体结合后可表达相关蛋白，一条mRNA与多个核糖体结合可形成多聚核糖体，其目的是提高功能蛋白的翻译速率。
【小问5详解】
新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在内质网上的核糖体合成后，还需要经高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。
22. 青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传。若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合可能为______，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为______。
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿。低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，该四倍体青蒿与野生型青蒿相比，特点为______。四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数最多为______。
（3）从青蒿中分离了cyp基因（如图），其编码的CYP酶参与青蒿素合成。
注：字母表示基因区段，数字为单链碱基数
①若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=______。
②与原核生物的基因结构相比，真核生物基因的编码区是不连续的，由能够编码蛋白质的序列一外显子（图示J、L、N区段）和不编码蛋白质的序列一内含子（图示K、M区段）间隔构成，而原核生物的基因编码区中不存在内含子区段。若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的cyp基因编码区无______（填字母）。若cyp基因的一个碱基对被替换，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，则该基因突变发生的区段是______（填字母）。
【答案】（1） ①. AaBb×aaBb、AaBb×Aabb ②. 1/8
（2） ①. 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加 ②. 54
（3） ①. 3/2 ②. K、M ③. L
【解析】
【分析】本题考查基因自由组合定律、基因突变、染色体变异和DNA分子结构的相关知识，意在考查学生的识记、识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。由题意知，野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，因此遵循基因的自由组合定律；由于自由组合定律同时遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成若干个分离定律问题进行解答；DNA是由两条链组成的，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，配对的碱基相等；低温诱导多倍体形成的原理是低温抑制纺锤体的形成，抑制细胞正常的分裂而使细胞内的染色体加倍。
【小问1详解】
在野生型青蒿的秆色和叶型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，故基因型共有3×3=9种。F1中白青秆、稀裂叶植株占3/8，即P（A-B-）=3/8，由于两对基因自由组合，可分解成1/2×3/4或3/4×1/2，即亲本可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb。当亲本为AaBb×Aabb时，F1中红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=1/4×1/2=1/8．即无论亲本组合是上述哪一种，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例都为1/8。
【小问2详解】
低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，该四倍体青蒿与野生型青蒿相比，特点为茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。若四倍体青蒿（细胞内的染色体是二倍体青蒿的2倍，有18×2=36条染色体）与野生型的二倍体青蒿杂交，前者产生的生殖细胞中有18条染色体，后者产生的生殖细胞中有9条染色体，两者受精发育而成的后代体细胞中有27条染色体，有丝分裂后期染色体数目最多，为正常体细胞染色体数目的2倍，即54条。
【小问3详解】
①若该基因一条链上（G1+T1）/（A1+C1）=2/3，则其互补链中（G2+T2）/（A2+C2）= （A1+C1）/（G1+T1）的比例为3/2。
②与原核生物的基因结构相比，真核生物基因的编码区是不连续的，由能够编码蛋白质的序列——外显子（图示J、L、N区段）和不编码编码蛋白质的序列——内含子（图示K、M区段）间隔而构成，而原核生物的基因编码区中不存在内含子区段K、M。为了使该基因能在大肠杆菌（原核生物）中表达，应当将内含子区段去掉。
③cyp基因中只有编码区的外显子区段能编码蛋白质，该基因控制合成的cyp酶的第50位由外显子的第148、149、150对脱氧核苷酸（3×50=150，基因中的每3对连续脱氧核苷酸决定一个氨基酸）决定，因此该基因突变发生在L区段内（81＋78=159）。亲本
F1
F2
大理石纹×光洁
大理石纹
大理石纹：光洁=3：1
斑纹×光洁
斑纹
斑纹：光洁=3：1
大理石纹×斑纹
大理石纹
大理石纹：斑纹=3：1