北京市西城区北京市第八中学2023-2024学年高一下学期期末考试生物试题
展开2023-2024学年度第二学期期末练习题
年级:高一 科目:生物
考试时间90分钟,满分 100分
一、选择题(1-10题每小题1分, 11-20题每小题2分, 共30分)
1.利用植物材料观察有丝分裂和减数分裂过程。下列相关叙述,不合理的是
A.均可选用洋葱根尖作为材料 B.均可观察到间期细胞比例高
C.均需借助显微镜进行观察 D.均需对染色体进行染色处理
2.孟德尔在豌豆杂交实验中,发现问题和验证假说所采用的实验方法依次是
A. 自交、杂交和测交 B.杂交、自交和测交
C.测交、自交和杂交 D.杂交、测交和自交
3.玉米中因含支链淀粉多而具有粘性(由基因 W 控制)的籽粒和花粉遇碘不变蓝;含直链淀粉多不具有粘性(由基因w控制)的籽粒和花粉遇碘变蓝色。W对w完全显性。把WW和ww杂交得到的种子播种下去,先后获取花粉和籽粒,分别滴加碘液观察统计,结果应为
A.花粉一半变蓝、籽粒3/4变蓝 B. 花粉、籽粒各 3/4 变蓝
C.花粉一半变蓝、籽粒 1/4 变蓝 D.花粉、籽粒全部变蓝
4.基因的自由组合过程发生在下列哪个环节中
A. ① B. ② C. ③ D. ④
5.基因E编码玉米花青素合成途径的关键蛋白,其等位基因E'通过某种机制加速E基因的mRNA降解,导致花青素产量减少。对下图实验结果的分析,正确的是
A.E'基因对E基因为隐性 B. F₁个体的基因型为E'E'
C.E'基因影响E 基因的转录 D.E'对 E的影响可传递给子代
第1页, 共12页北京八中2023-2024学年度第二学期期末练习题
6.现有①~④四个纯种果蝇品系,其中品系①为野生型,野生型果蝇的各种性状均为显性,②③④3种纯系果蝇的特殊性状为隐性,其它性状与野生型果蝇相同。各个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示。
若需验证自由组合定律,可选择交配的品系组合为
A. ①×④ B. ①×② C. ②×④ D、②×③
7.真核细胞的DNA 分子复制时可观察到多个复制泡 (右图所示)。结合所学知识分析,下列叙述不正确的是
A.真核细胞DNA 是多起点复制
B.复制起始时间越晚,复制泡越大
C.这种复制方式提高了复制效率
D. DNA分子复制时需要解旋
8.右图是 tRNA 的结构示意图,以下叙述错误的是
A. tRNA 是相关基因表达的产物
B. tRNA 分子一定含有氢键
C. tRNA 分子一定含有磷酸二酯键
D. 不同tRNA携带的氨基酸一定不同
9.蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体,由受精卵发育而来;雄蜂是单倍体,由未受精卵发育而来。由此不能得出
A.雄蜂体细胞中无同源染色体
B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半
C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合
D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同
10.栽培品种香蕉染色体组成为AAA(字母代表染色体组),易患黄叶病。野生蕉染色体组成为BB,含有纯合的抗黄叶病基因。经过杂交、筛选,获得染色体组成为AAB的抗黄叶病香蕉新品种。下列有关叙述,不正确的是
A.栽培品种高度不育 B.新品种含有三个染色体组
C.新品种细胞中无同源染色体 D.栽培品种减数分裂时联会紊乱
第2页, 共 12页品系
①
②
③
④
隐性性状
残翅
黑身
紫红眼
相应染色体
Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
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11.甲、乙是某生物(2n=2)细胞分裂过程中染色体分离示意图。下列叙述正确的是
A.甲示减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离
B.甲图母源与父源染色体上有等位基因
C.乙会发生非同源染色体的自由组合
D.该生物有性生殖过程中不能发生基因重组
12.将蚕豆根尖置于含放射性³H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养一个细胞周期的时间。取出根尖,移至不含放射性物质的培养液中,继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,检测中期细胞染色体上的放射性分布。下列判断正确的是
A.第一个细胞周期中的染色体均如甲所示
B.第二个细胞周期中的染色体有乙、丙两种情况
C.第三个细胞周期中每个细胞内均有 1/4 的染色体如丙所示
D.乙、丙在第二和第三个细胞周期中均出现,但所占比例不同
13.某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证 DNA 是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是
A. ①和④ B. ②和③ C .②和④ D. ④和③
第3页, 共 12 页组别 材料
T2噬菌体
大肠杆菌
①
未标记
15N 标记
②
32P 标记
35S 标记
③
³H 标记
未标记
④
35S 标记
未标记
A.DNA的两条链均为复制模板
B.该复制泡的DNA解旋是双向的
C. 若该片段碱基T占20%,则复制后碱基C占30%
D. DNA分子的双链是反向平行的, ①④⑨为3'端
15.色盲是伴X染色体隐性遗传病,抗维生素D 佝偻病是伴X染色体显性遗传病。下列有关图示四个家系的叙述,正确的是
A. 可能是色盲遗传的家系是甲、乙、丙、丁
B.肯定不是抗维生素 D 佝偻病遗传的家系是甲、工.
C.家系甲中,这对夫妇再生一患病孩子的几率为1/4
D.家系丙中,女儿一定是杂合子
16.拉布拉多猎犬毛色分为黑色、巧克力色和米白色,受两对等位基因控制。将纯合黑色犬与米白色犬杂交,F₁均为黑色犬。将 F₁黑色犬相互交配, F₂犬毛色及比例为黑色:巧克力色:米白色=9:3:4。下列有关分析,正确的是
A.米白色相对于黑色为显性
B. F₂米白色犬有3 种基因型
C.F₂巧克力色犬相互交配,后代米白色犬比例为1/16
D.F₂米白色犬相互交配,后代可能发生性状分离
17.部分植物自交不育,与自交不育有关的基因; S₁、S₂、S₃相互间没有显隐性关系。依据下表的杂交实验,不能得出的结论是
A.杂交一中含有 S₁、S₂的卵细胞不育
B.杂交二中只有含 S₁的花粉能够萌发
C.与卵细胞相同基因型的花粉不萌发
D.S₁、S₂、S₃相互之间互为等位基因
第4页, 共12页
P
F₁
杂交一
♀S₁S₂×♂S₁S₂
无
杂交二
♀S₂S₃×♂S₁S₂
S₁S₂、S₁S₃
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18.某大豆突变株表现为黄叶(yy)。为进行 Y/y基因的染色体定位,用该突变株做父本,与不同的三体(2N+1)绿叶纯合体植株杂交,选择 F₁中的三体与黄叶植株杂交得F₂,下表为部分研究结果。以下叙述错误的是
A. F₁中三体的概率是1/2 B.三体绿叶纯合体的基因型为 YYY
C.突变株基因y位于9 号染色体上 D.可用显微观察法初步鉴定三体
19.相对野生型红眼果蝇而言,白眼、朱红眼、樱桃色眼均为隐性突变性状,基因均位于X染色体上。为判断三种影响眼色的突变是否为染色体同一位点的基因突变,实验过程和结果如下。下列叙述正确的是
实验一: 白眼♀蝇×樱桃色眼
实验二:白眼♀蝇×朱红眼↓↓红眼♀蝇:白眼♂蝇=1:1
A.白眼与樱桃色眼是同一基因的不同突变
B.由实验一可知樱桃色眼对白眼为隐性
C.控制四种眼色的基因互为等位基因
D.眼色基因遗传遵循基因自由组合定律
20.加拿大底鳟是一种小型鱼类,其体内与细胞呼吸有关的基因LDH-B有多种等位基因,其中等位基因LDH-Bᵇ出现的比例表现出随温度和纬度变化的规律,如图所示。下列叙述正确的是
A.LDH-B的多种等位基因的基因频率之和大于1
B.冷水环境中突变产生 LDH-Bᵇ的频率比温水环境中高
C. 推测LDH-Bᵇ基因控制的性状与低温下快速供能有关
D.某底鳟个体从温水环境游至冷水环境中会发生进化
第5页, 共12页母本
F₂代表现型及数量
黄叶
绿叶
9-三体
21
110
10-三体
115
120
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二、非选择题(共70分)
21.(12分)野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛,而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛。研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果如下图。
(1)根据实验结果分析,果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对 性状,其中长刚毛是 性性状。图中①②基因型(相关基因用A和a表示)依次为 。
(2)实验2结果显示:与野生型不同的表型有 种。③基因型为 ,在实验2后代中该基因型的比例是 。
(3)根据果蝇③和果蝇S基因型的差异,解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因: 。
(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小,推测相关基因发生的变化为 。
(5)实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F₁新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是:虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状,但 ,说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。
第6页, 共12页北京八中2023-2024学年度第二学期期末练习题
22.(10分)研究人员发现某野生稻品种甲7号染色体上具有抗病基因H,12号染色体上具有耐缺氮基因T,而华南籼稻优良品种乙染色体相应位置均为隐性基因。将甲、乙杂交,F₁自交,检测F₂群体中不同植株的基因型,发现不同基因型个体数如下表。
(1)耐缺氮性状的遗传遵循 定律,判断的依据是 。
(2)F₂群体中HH、Hh、hh基因型个体的数量比总是1∶6∶5, (选填“符合”或“不符合”)典型的孟德尔遗传比例。研究人员推测“F₁产生生的雌配子育性正常,而带有H基因的花粉成活率很低。”请设计杂交实验检验上述推测,并写出支持上述推测的子代性状及数量比。
(3)进一步研究发现品种乙 7号染色体上有两个紧密连锁在一起的基因P₁和P₂(如右图),P₁编码抑制花粉发育的毒性蛋白,P₂编码能解除该毒性蛋白作用的保护性蛋白。品种甲7号染色体上无基因P₁和P₂。
①据此可知,F₁带有H基因花粉成活率低的原因是P₁在 分裂时期表达,而P₂在 细胞中表达。
②P₁和P₂被称为自私基因,其“自私性”的意义是使 更多地传递给子代,“自私”地维持了物种自身的稳定性。
第7页, 共 12页HH
Hh
hh
TT
Tt
tt
12
71
60
54
97
49
北京八中2023-2024学年度第二学期期末练习题
23.(12分)获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。雄性不育水稻的培育促进了杂交育种的进程。安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系突变体,温度高于25℃时表现为花粉败育。
(1)利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种的优势是:杂交过程中不需要 。
(2)将野生型与雄性不育突变体杂交,F₁均为野生型,F₁自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3:1,说明雄性不育性状是由 性基因控制。
(3) 水稻雄性可育与TMS5和Ub基因有关。TMS5基因编码一个核酸酶RNase ZS¹,野生型TMS5和突变体tms5基因在第70、71碱基对出现差异(图1)。Ub基因编码Ub蛋白,高温诱导Ub过表达,花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育(图2)。(终止密码子为UAA、UAG、UGA)
①结合图1、图2,从分子水平说明安农S-1温敏不育系突变体在高温下花粉败育的原因: 。
②请结合上图,解释野生型与雄性不育的显隐性关系: 。
③以温敏雄性不育系突变体为材料,通过实验验证“花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育”,实验组的处理和预期结果为 。
A. 抑制Ub基因表达 B. 高表达Ub基因
C.低温处理 D.高温处理
E.雄性可育 F.雄性不育
(4)科研人员发现另一温敏雄性不育隐性突变体tms3,温度高于25℃时雄性不育。请设计实验验证tms3和tms5是非等位基因控制的2个雄性不育系,写出设计思路和预期结果。
第8页, 共12页北京八中2023-2024学年度第二学期期末练习题
24.(11分)草本植物报春花多数为二型花柱,少数为同型花柱,如图1所示。花药的位置明显低于柱头的为长柱型花;柱头位置明显低于花药的为短柱型花。同型花柱的花中,花药与柱头高度相近。
(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆虫的喙细而长,在吸食花筒底部花蜜的同时,也起到帮助报春花传粉的作用,这是长期 的结果。
(2)研究发现,随着海拔高度增加,高山上环境温度降低,传粉昆虫减少,同型花柱的花比例增大。为研究上述现象,科研人员进行模拟实验,处理及结果如图2所示。
①本实验中,套袋处理可以防止 ,模拟了高山上 的条件。
②据图可知,套袋处理后 ,推测同型花柱报春花主要传粉方式为 (填“自花传粉”或“异花传粉”)。
(3)结合图1 和图2分析,二型花柱的花主要传粉方式为 ,这种传粉方式虽然有利于增加报春花的 多样性,但 ,因而高海拔环境下,同型花柱报春花的比例增大。
第9页, 共 12页北京八中2023-2024学年度第二学期期末练习题
25.(14分)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为 ,因此在 分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的 。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用 S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)
①根据亲本中某基因的差异,通过 DNA 片段电泳分离法以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫:白=3:5,出现性状分离的原因是 。推测白粒亲本的基因型是 。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:
请根据 F₁ 籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型: 。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子 (H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为: ;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。
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26. (11 分) 学习以下材料, 回答(1) ~ (4) 题。
亲代印记
科学家进行了一项有趣的实验。选DNA序列几乎相同的雌、雄小鼠,体外受精获得多个受精卵。通过显微操作将受精卵中来自精子(卵细胞)的细胞核置换成来自另外一个卵细胞(精子)的细胞核,获得具有两套母本基因组或两套父本基因组的“受精卵”。经培养,这种“单亲”胚胎不能正常发育成小鼠,只有同时具有双亲细胞核的胚胎才能正常发育。
位于小鼠7号染色体某区域的H19基因和Igf2基因控制着胚胎大小及细胞生长,它们的异常表达会导致胚胎发育异常。下图为正常胚胎中 H19基因和Igf2基因转录的调控机制,印记控制区(ICR)是否甲基化决定该区域能否结合增强子阻遏蛋白(CTCF)。在胚胎发育过程中,来自母本7号染色体上的ICR 与CTCF 结合,阻止增强子(E)和Igf2 基因的启动子 (RNA聚合酶的识别和结合区域)结合,但不能阻止E和H19基因的启动子结合,从而使得 Igf2 基因不表达,H19 基因顺利表达。来自父本7号染色体的上述2个基因的表达与之相反。
研究发现,正常胚胎中存着在几百个类似H19基因和 Igf2 基因的调控机制。这种由双亲性别决定的基因功能上的差异被称为亲代印记。亲本在形成下一代卵细胞或精子的过程中,原始生殖细胞经过减数分裂形成配子,父母的染色体会随机分配到配子中。例如某女性形成的卵细胞中染色体上的亲代印记就会有两种可能,一种是来源于母亲的,而另一种是来源于父亲的。这样卵细胞部分染色体上就会载有“错误”的亲代印记,男性产生精子时也会出现相同的问题。那么生物体是如何保证卵细胞或精子能保持印记的正确和稳定呢?
这里面的秘密其实在于亲代印记经历了一次重建的过程。亲代印记在原始生殖细胞形成和成熟的过程中被擦除,新的亲代印记在卵细胞或精子的发育过程中重新建立,以保证精子或卵细胞中的亲代印记总是被正确地建立并遗传给下一代。
第11页, 共 12页北京八中2023-2024学年度第二学期期末练习题
(1) “单亲”胚胎和正常胚胎DNA 序列相同,基因表达不同,造成胚胎发育情况不同,这种遗传现象称为 。
(2)在正常发育的胚胎中,来自父本和母本H19基因和Igf2基因的印记控制区的 存在差异,导致表达水平不同。以H19基因和Igf2 基因为例,解释“单亲”胚胎不能正常发育的原因 。
(3)关于亲代印记的说法不正确的是 。
A.亲代印记的本质是DNA 碱基序列改变
B.母源、父源印记基因分别位于X、Y染色体上
C.在原始生殖细胞形成过程中亲代印记被擦除
D.在受精作用过程中重建新的印记
E.男性个体中会出现祖母的亲代印记
F.在减数分裂过程中,不发生等位印记基因分离现象
(4)请阐明亲代印记在亲子代间保持稳定的意义 。
第12页, 共 12页2023-2024 学年度第二学期期末练习题
参考答案及解析
一、单选题(1-10题每小题1分, 11-20题每小题2分, 共30分)。
【部分解析】
13. 组别①中¹⁵N 没有放射性。组别②³²P标记了噬菌体的DNA,主要存在于侵染的宿主细胞中,在沉淀里;³⁵S标记了大肠杆菌的蛋白质,大肠杆菌是宿主细胞,也存在于沉淀中,因此放射性主要分布在沉淀物中。组别③³H既标记了噬菌体的蛋白质,也标记了噬菌体的DNA,因此放射性在上清液和沉淀中均存在。组别④³⁵S 标记了噬菌体的蛋白质,放射性主要在上清液中。故符合题干中结果的是②和④。
17. 如果A 选项正确,则杂交二中不能有S₁S₂的子代, 故A 错误。杂交二中, 仅有 S₁S₂、S₁S₃的子代,通过遗传图解(建议棋盘式),可推知含S₂的花粉无法受精。通过AB的分析,可得出杂交一自交不育的原因可为C。表中基因型的书写也表明S₁、S₂₁、S₃为等位基因。
18. 若基因Y/y位于9号染色体上,用9-三体作为母本与该突变体杂交,即YYY×yy得到的F₁的基因型为YYy与Yy,选择F₁中的三体即 YYy与黄叶植株yy杂交得到 F₂,YYy减数分裂产生的配子及比例为YY、y、Yy、Y=1:1:2:2,则F₂的基因型及比例为YYy、yy、Yyy、Yy=1:1:2:2,表现型及比例为绿叶:黄叶=5:1;若基因Y/y位于9号染色体上,用10-三体作为母本与该突变体杂交,即 YY 三体×yy得到的F₁的基因型为Yy三体或正常,选择 F₁中的三体即 Yy 与黄叶植株yy杂交得到F2的基因型及比例为 Yy:yy=1:1,表现型及比例为绿叶:黄叶=1:1,这完全与表中研究结果相符,所以基因Y/y 位于9号染色体上,C 选项正确。A 选项,无论哪种情况,F₁中三体的概率均为1/2。B 选项中三体绿叶纯合子的基因型可能是YYY(三体的染色体恰好是Y所在染色体),也可能是YY(三体的染色体不是 Y所在染色体)。D选项染色体变异可用光学显微镜观察。
19.已知三种隐性突变基因均位于X 染色体上,属于同源染色体上的非等位基因,故不符合自由组合定律。如果两种突变基因是同一位点的基因突变,那么两种突变体杂交后不能出现野生型,因此实验一中白眼和樱桃眼是等位基因,子代雌蝇为樱桃眼也可判断樱桃眼对白眼为显性。但实验二中子代出现野生型,说明白眼和朱红眼不是等位基因,故 C 错误。题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
C
A
D
D
B
D
B
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
A
C
D
C
B
A
B
A
C
二、非选择题(共70分)
21. (12分)
(1) 相对 显 Aa 和aa
(2) 2 AA 1/4
(3)两个 A 基因抑制果蝇胸部长出刚毛,只有一个 A 基因时无此效应
(4)核苷酸数量减少或缺失
(5)新的突变基因经过个体繁殖传递到下一代中不可能出现比例高达1/4的该基因纯合子(或新的突变基因经过个体繁殖传递到下一代中的比例与基因突变的低频性和不定向性不符)
【解析】
(1)同一种性状的不同表现类型叫做相对性状,本题中果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对相对性状。由实验2得到的自交后代性状分离比3:1,可知该性状由一对基因控制,且控制长刚毛的基因为显性基因,长刚毛是显性性状。实验1属于测交类型,①为显性性状,基因型为Aa,②为隐性性状基因型为aa。
(2)进一步分析实验2,结果显示3/4 的腹部长刚毛中又分成两种表现:2份胸部短刚毛和1份胸部无刚毛,都是与野生型(腹部和胸部均为短刚毛)不同的表现型。比例与F₁(Aa)自交后代的基因型比例AA: Aa: aa=1: 2: 1是一致的, 3/4A (1/3AA、2/3Aa)后代腹部有长刚毛,其中 1/3 胸部无刚毛,则图中③基因型为AA。
(3)根据题干信息“果蝇③和果蝇S的基因型差异”可推知:③的基因型为AA,而果蝇S的基因型为Aa,即两个 A基因抑制胸部长出刚毛,只有一个A基因时无此效应。本题的答题逻辑需从基因型差异着手,既解释出果蝇③基因型AA 为何胸部无刚毛,还得解释果蝇S基因型 Aa为何胸部有刚毛。不能仅仅是对基因型和性状的描述。
(4)检测发现突变基因转录的mRNA 相对分子质量变小,说明突变基因长度变短,那么相关基因发生的改变为DNA 中核苷酸数量减少(或缺失),也可以答碱基(对)缺失,或脱氧核苷酸缺失。
(5)如果胸部无刚毛性状不是由A/a 决定,而是F₁新发生的突变导致,则根据基因突变具有低频性的特点,难以实现F₁均为含新突变基因的杂合子的现象,也就无法出现实验2后代中胸部无刚毛占1/4的比例,即新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例高达25%的情况,所以控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。本小题答题要点是将新突变基因的可能和 1/4 的比例的矛盾突出,不能仅描述符合分离定律。
22. (10分)
(1)基因分离 F₂中 TT、Tt、tt的比例为1:2:1 (F₂中耐缺氮植株比例为3/4)
2
(2)不符合
以F₁为母本,品种乙为父本,子代中抗病个体与不抗病个体比例是1:1
以F₁为父本,品种乙为母本,子代中抗病个体与不抗病个体比例为1:5
(3)①减数第一次分裂(有丝) 精细胞(花粉)
②亲本的遗传信息(亲本的遗传物质、亲本的DNA)
【解析】
(1)题干关注的是耐缺氮这一性状的遗传现象,根据甲、乙杂交,F₁自交后代F₂中,TT、Tt、tt的比例为1:2:1,可推出控制缺氮性状的遗传遵循基因的分离定律。
(2) F₁自交, 典型的孟德尔遗传比例是HH: Hh: hh=1:2:1, 而非1: 6: 5, 因此填“不符合”;进一步需解释为什么会出现这样的比例。题目给出了假设(推测):“F₁产生的雌配子育性正常,而带有H基因的花粉成活率很低”,这个假设中有两个判断,分别关于雌、雄配子。雌配子育性正常,则H:h=1:1,雄配子中H的概率会降低,但也不是完全不育,需要进行计算,可以假设H比例为x, 则雄配子h的占比为1-x。由F₂群体中HH: Hh: hh=1: 6: 5, 可知HH占比为1/12, 根据遗传图解中雌雄配子结合, 则有 1/2x=1/12, x=1/6, 即雄配子H的概率为 1/6,h的概率为1-1/6=5/6,分别对Hh和hh占比进行计算后,也完全符合,即 F₁产生的雄配子H:h=1:5。如何分别检测雌、雄配子的育性呢?测交实验可检测待测个体产生的配子种类和比例。因此,如果假设成立,则有:①F₁做父本与隐性纯合子(品种乙做母本)杂交,雄配子是H:h=1:5,那么子代个体性状及比例为抗病:不抗病为1:5;②F₁做母本与品种乙(父本)杂交,雌配子是H:h=1:1,那么子代个体性状及比例为抗病:不抗病为1:1。注意:题干要求预测的是子代性状及数量比,而非基因型的数量比或配子类型比。
(3)紧密连锁的基因间距离较近,通常理解为不发生同源染色体的非姐妹染色单体的片段互换的概率较低,即配子中P₁、P₂在一起,不会分开。那么 F₁主要产生H、h(P₁、P₂) 两种配子。①P₁能够编码抑制花粉发育的毒性蛋白 (P₁的表达可理解成“下毒”), P₂编码能解除该毒性蛋白作用的保护性蛋白(P₂的表达可理解成“解毒”),花粉属于减数分裂产生的雄配子,由题干信息可知:带有H基因的花粉成活率低,说明该花粉可能被 P164下毒”了,说明此毒在H基因与 hP₁、P₂基因存在于同一个细胞(同源染色体还未分离)时就已经下了,即基因 P₁在减数第一次分裂结束之前表达,可以是减数第一次分裂,也可以是更早的精原干细胞进行有丝分裂的时期:另外,带有H基因的花粉成活率低,说明被“下毒”后并未及时“解毒”,因此解毒发生在H基因与 hP₁P₂基因分离后,即基因 P₂在减数第二次分裂时期(或之后)才表达,对应的细胞为次级精母细胞或花粉(精细胞),此时H基因所在细胞因不含 P₂基因,不能解毒,而造成含H的花粉成活率低。一个新问题是为什么含 H 的花粉还有 1/6 的成活率呢?请你进行
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思考。
②P₁和P₂被定义为自私基因,它们通过一定的配合(“下毒”和“解毒”),使得它们所在的配子能够有更多的机会形成子代,遗传下去。同时很多与P₁、P₂联系紧密的基因也因此受益。可知“自私性”的意义是使( (P₁、P₂所在)亲本的遗传信息更多地传递给子代。注:亲子代间传递的是遗传物质,而不是性状本身。做完本题,你有何感想?
23. (12分)
(1) 去雄 (2) 隐
(3)①TMS5 基因突变为tms5, mRNA 提前出现终止密码子 UAG, 使翻译提前终止, 核酸内切酶 RNaseZS1空间结构发生改变,导致功能丧失。在高于25℃时,Ub基因过表达,转录出的mRNA 未被及时分解,Ub蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育。
②在杂合子中同时含有正常 RNaseZS↓和失活的RNaseZS1, 高于25℃时, 转录出的过多 mRNA被 RNaseZS¹分解,细胞内 Ub蛋白处于低水平,表现为花粉可育,因此雄性可育相对于雄性不育为显性。
③BCF (或ADE)
(4) 设计思路: 将 tms3 和 tms5 突变体杂交, 在高于 25℃条件检测 F₁ 育性。
预期结果:高于 25℃条件下 F₁ 表现为雄性可育。
【解析】
(1)考查人工杂交实验的基本过程,与一般过程相比,雄性不育突变体不需要的是人工去雄。有些同学在此多写了一些过程,如人工授粉、套袋等,没有扣分,请自行修改。
(2)F₁自交后性状分离比为3:1,分离出来的是隐性性状,即雄不育为隐性性状。
(3)①题干给出了野生型基因TMS5 和突变基因tms5 的碱基序列差异以及终止密码子。结合图1,可以解读出突变基因tms5发生的是碱基对替换,进而导致其转录出的mRNA 上终止密码子提前出现,翻译提前终止,导致RNaseZS¹结构改变而失活。结合题干和图2,可解读出高温、Ub 基因、RNaseZS¹、花粉育性的关系。将此关系进行逻辑梳理,即可完成①的解答。要点有三个:a.突变导致mRNA 上终止密码子提前出现,翻译提前终止;b.核酸内切酶RNaseZS¹空间结构发生改变而失活;c.高于25℃时,Ub基因过表达,转录出的mRNA无法被失活的RNaseZ⁵¹及时分解。逻辑不清,或要点不明确均会导致扣分。
②要求结合上图进行解释,就需要在分子水平进行说明(见答案)。另外显隐性关系判断的关键是杂合子的性状表现。通过解释还需要判断二者的显隐性关系,如果没有明确判断,也会扣分。但仅有判断,没有分子水平的解释不得分。
③由前面的研究可知高温引起Ub高表达,要验证“Ub过多导致花粉败育”,自变量是Ub蛋白的量,因变量为花粉是否可育。一种设计是高温下抑制Ub基因表达,那么预期结果应为雄性育性,另一种是低温下Ub高表达下,也可导致雄性不育,两种均能证明上述结论。
(4) 假设tms3 和 tms5 是等位基因, 则可表示为a1、a2, 野生型表示为A。那么两个突变体
的杂交后为F₁为ala2,无野生型可育基因,表现为雄性不育。若tms3 和 tms5 是非等位基因,则可表示为 aaBB和AAbb,野生型为AABB。两个突变体的杂交后为AaBb,表现为雄性可育。因此,简单的一步杂交即可进行验证,需要注意的是两个突变体杂交的温度应该是低于 25°C,而 F₁育性检测温度应该是高于 25℃。
24. (11分)
(1)自然选择(或协同进化)
(2)①外来花粉的干扰 无传粉者(或传粉昆虫减少)
②同型花柱的花结实率较高,二型花柱的花结实率明显低或不结实 自花传粉
(3)异花传粉 遗传(或基因)
同型花柱报春花主要传粉方式为自花传粉,在传粉昆虫减少条件下结实率较二型花柱报春花高,有利于繁殖
【解析】
(1)昆虫喙细而长,吸食筒底部花蜜这是不同物种之间在相互影响中不断进化和发展,即协同进化的结果。
(2)①套袋处理可以防止外来花粉的干扰,由题干中“随着海拔高度增加,高山上环境温度降低,传粉昆虫减少”可知,套袋模拟了高山上传粉昆虫减少。
②要由图中结果推测出同型花柱报春花的主要传粉方式为自花传粉,图中的依据是同型花柱在套袋后结实率较高,二型花柱在套袋后结实率不结实或明显低;或者同型花柱套袋后与不处理相比几乎不降低,而二型花柱在套袋后与不处理相比明显降低。
(3)图1中长柱型花花药的位置明显低于柱头,短柱型花柱头位置明显低于花药,这样的结构不便于自花传粉;图2中二型花柱套袋后与不处理相比,结实率明显下降,这两方面均说明二型花柱的花主要传粉方式为异花传粉,这种传粉方式增加了遗传(基因)多样性,通过“但”转折之后其实主语换成了同型花柱,用对比的手法,接下来要介绍同型花柱的花主要传粉方式为自花传粉,在传粉昆虫减少条件下结实率较二型花柱报春花高,有利于繁殖,对应的结果就是高海拔环境下,同型花柱报春花的比例增大。
25. (14分)
(1) 10 减数 染色体组
(2)①卵细胞 ②紫粒亲本是杂合子 aaRr/Aarr
③单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚乳的表型均为紫色,基因型均为AaaRrr
(3)用G和H杂交,将所得F₁为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑选出单倍体
【解析】
(1)第二空不能写“减Ⅰ”,不规范;第三空如写“一套染色体”不给分,这里考查的是基本概念及表述。
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(2)①问题是“由 发育而来”,不是问来源,因此只能写“卵细胞”
②籽粒颜色有两对基因决定,发生了性状分离的原因是显性性状(紫色)个体是杂合子,因为本题是5:3 的性状分离比,白粒玉米也应该是杂合子。本题只问性状分离的原因,因此只要写出紫粒是杂合子即可。如果仅写发生了非同源染色体的自由组合,不能直接作为本空的原因,不给分。
③通过①中单倍体的分析可知,单倍体胚的基因型与卵细胞相同为ar,表现为白色;二倍体则为 AaRr,为紫色。二者的胚乳均为表型均为紫色,基因型均为AaaRrr。
(3)通过(2)的分析,可知以突变体S为父本,可以获得单倍体。联系课内单倍体育种的基本过程,用(2)③代替花药离体培养即可。三个得分点:a.用G 和H杂交;b.将所得 F₁为母本与S 杂交:c.根据籽粒颜色挑选出胚白色单倍体。
26. (11分)
(1)表观遗传
(2)甲基化(程度) 如果H19 和Igf2两个基因均来自母本,H19基因就会过量表达,Igf2基因不表达或表达量低;而如果两个基因均来父本,H19基因表达量太低,Igf2基因过量表达,导致胚胎发育异常。
(3) ABDEF
(4)维持某些基因的正常表达水平,使受精卵正常发育,物种得以延续
【解析】
(1)表观遗传的概念是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,题干中DNA 序列相同,基因表达不同,是在考查表观遗传的概念。
(2)由材料第2段,可知在正常发育的胚胎中,来自父本和母本H19基因和 Igf2基因的印记控制区(ICR)是否甲基化导致表达水平不同。由材料与图片可知,“单亲”胚胎不能正常发育的原因是如果是具有两套母本基因组,这两套基因组中H19基因都在表达,即过表达,这也是异常表达的一种,Igf2基因都不表达,这两种基因都异常表达,所以这样的胚胎不能正常发育;如果是具有两套父本基因组,这两套基因组中H19基因都不表达,Igf2基因过表达,这两种基因都异常表达,所以这样的胚胎不能正常发育。
(3)A.亲代印记的本质是表观遗传,DNA 碱基序列未改变;B.母源、父源印记基因位于7号染色体上;C.由材料可知,亲代印记在原始生殖细胞形成和成熟的过程中被擦除,是正确的;D.新的亲代印记在卵细胞或精子的发育过程中重新建立,所以不是在受精作用过程中重建新的印记;E.祖母的卵原细胞形成和成熟过程中亲代印记会被擦除,形成卵细胞在发育过程中重新建立新的亲代印记,所以父亲得到的亲代印记已经与祖母不同了;F.等位印记基因位于7号同源染色体上,在减数分裂过程中,会随着同源染色体的分离而分离。
(4)此空不是答亲代印记在亲子代之间保持稳定的原因,而是意义。由于亲代印记在形成配子的过程中擦除又重建,使精子和卵细胞中重新正确建立亲代印记。受精卵中同源染色体有一条母源的,一条父源的,保证了印记基因的表达量正常,从而是受精卵发育成正常胚胎,使物种得以延续。
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