2024~2025学年山东省百师联考高三(上)一轮复习联考生物试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年山东省百师联考高三(上)一轮复习联考生物试卷(解析版)，共26页。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 同位素标记法是生物学研究中常用的方法。下面关于同位素标记法及其在生物学中的应用，描述正确的是（ ）
A. 在同一元素中，质子数不同、中子数相同的原子为同位素
B. 鲁宾和卡门利用放射性同位素18O标记H2O或CO2，研究了光合作用中O2的来源
C. 由同位素组成的化合物化学性质相同，可以示踪物质的运行和变化规律
D. 科学家利用同位素示踪实验证明了DNA边解旋边复制
【答案】C
【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，比如14C、 32P、 3H、35S。不具有放射性的是稳定同位素，比如15N、18O。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
【详解】A、在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子才为同位素，A错误；
B、生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S 等，有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等，因此18O不是放射性同位素，B错误；
C、同位素的化学性质相同，所以由同位素组成的化合物化学性质相同，可以用来示踪物质的运行和变化规律，C正确；
D、科学家利用同位素示踪实验证明了DNA的半保留复制，而不是边解旋边复制，D错误。
故选C。
2. 某些蛋白质可赋予细胞运动的能力，作为肌肉收缩和细胞游动基础的蛋白质在结构上都是丝状分子或丝状聚集体。“五谷宜为养，失豆则不良”，大豆中含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、钙、钾、维生素等，还含有磷、锌等元素，是健康、营养、均衡膳食的重要组成部分。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 磷是RNA、DNA、胆固醇等不可缺少的成分，属于大量元素
B. 蛋白质呈现为丝状分子或丝状聚集体，与其能执行相关的运动功能联系紧密
C. 由五谷制成的面包等食品中含有淀粉，经消化分解，能为机体提供葡萄糖，保证能量的供应
D. Zn具有增强免疫力、防止厌食症的发生等作用，这体现了无机盐能够维持生物体正常生命活动的功能
【答案】A
【分析】（1）糖类分为单糖、二糖和多糖，二糖包括麦芽糖、蔗糖、乳糖，麦芽糖是由2分子葡萄糖形成的，蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖形成的，乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖形成的；多糖包括淀粉、纤维素和糖原，淀粉是植物细胞的储能物质，糖原是动物细胞的储能物质，纤维素是植物细胞壁的组成成分；
（2）细胞中无机盐的主要作用‌：构成机体组织‌、维持渗透压‌、维持组织细胞的渗透压、维持酸碱平衡‌等；
（3）蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞中承担的功能：细胞结构的重要组成成分、催化功能、运输功能、信息传递，能够调节机体的生命活动、免疫功能等。
【详解】A、磷是RNA、DNA的组成成分，但胆固醇的组成元素为C、H、O，不含磷元素，A错误；
B、根据题干“某些蛋白质可赋予细胞运动的能力，作为肌肉收缩和细胞游动基础的蛋白质在结构上都是丝状分子或丝状聚集体”，可知蛋白质呈现为丝状分子或丝状聚集体与其执行运动功能有紧密联系，B正确；
C、五谷制成的面包等食品中含有淀粉，淀粉属于多糖，经消化分解后能为机体提供葡萄糖，葡萄糖是主要的能源物质，能保证能量的供应，C正确；
D、Zn具有增强免疫力、防止厌食症的发生等作用，这体现了无机盐能够维持生物体正常生命活动的功能，D正确。
故选A。
3. 下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A. 支原体为原核细胞，没有成形的细胞核，不能合成维持细胞功能所必需的蛋白质
B. 细胞骨架被破坏，将影响物质运输、能量转化、信息传递等生命活动
C. 哺乳动物成熟红细胞的细胞膜与内质网膜之间具有膜融合现象
D. 细胞核的核孔是DNA、RNA、蛋白质进出细胞核的通道
【答案】B
【分析】（1）细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。
（2）细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构，细胞骨架由蛋白质纤维组成。
【详解】A、支原体是原核细胞，没有成形的细胞核，但含有核糖体，核糖体是蛋白质的合成车间，能合成维持细胞功能所必需的蛋白质，A错误；
B、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构，细胞骨架被破坏，将影响物质运输、能量转化、信息传递等生命活动，B正确；
C、哺乳动物成熟红细胞不含细胞核和任何细胞器，没有内质网，C错误；
D、细胞核的核孔是RNA、蛋白质进出细胞核的通道，但DNA不能通过核孔进出，D错误。
故选B。
4. 细胞膜能控制物质的输入和输出，不同的物质跨膜运输的方式不一样，有些运输方式需要载体蛋白和通道蛋白参与，如图表示Na+，K+，葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，下列说法正确的是（ ）
A. 小肠上皮细胞通过载体①逆浓度梯度运输葡萄糖，需要ATP提供能量
B. 载体①和载体②运输的物质不同，与载体蛋白的空间结构无关
C. 由图示信息可知，同一种细胞运输同一种物质，跨膜运输方式不一定相同
D. 分子或离子通过通道蛋白时，需要和通道蛋白结合
【答案】C
【分析】（1）被动运输：物质以扩散的方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输，包括自由扩散和协助扩散；
（2）主动运输：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释放的能量，这种方式叫 做主动运输；
（3）胞吞、胞吐：消耗细胞呼吸提供的能量，依赖细胞膜的流动性；
（4）转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
【详解】A、由图可知，小肠上皮细胞通过载体①逆浓度梯度运输葡萄糖，这种逆浓度梯度的运输为主动运输，该主动运输需要的能量由Na+顺浓度梯度转运产生的势能提供的，不是由ATP提供能量，A错误；
B、载体①和载体②运输的物质不同，这与载体蛋白的空间结构密切相关，因为载体蛋白的特异性是由其空间结构决定的，B错误；
C、从图中可以看出，葡萄糖进入小肠上皮细胞是主动运输，出小肠上皮细胞是协助扩散，所以同一种细胞运输同一种物质，跨膜运输方式不一定相同，C正确；
D、分子或离子通过通道蛋白时，不需要和通道蛋白结合，是直接从通道蛋白形成的通道中通过，D错误。
故选C。
5. 龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。下图为龙血树在不同温度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同），下列说法正确的是（ ）

A. 在光照条件下，30℃环境中龙血树的实际光合速率比25℃环境中小
B. 昼夜时间相同且温度不变，P点时龙血树无法正常生长发育
C. 30℃时，光照条件下叶肉细胞吸收CO2的速率等于3.5mg/h
D. 该实验的自变量是温度，因变量是CO2的吸收速率或释放速率
【答案】B
【分析】据图分析，实线表示吸收二氧化碳速率，代表净光合作用速率，虚线表示呼吸速率。
【详解】A、实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。在光照条件下，由图可知，30℃时净光合速率（ 吸收速率）为3.5mg/h，呼吸速率为3.0mg/h，实际光合作用速率为6.5mg/h，25℃时净光合速率为3.75mg/h，呼吸速率为2.25mg/h，实际光合作用速率为6.0mg/h，所以在光照条件下， 30℃环境中龙血树的实际光合速率比25℃环境中大，A错误；
B、P点时净光合速率等于呼吸作用速率 ，昼夜时间相同且温度不变，意味着白天光合作用制造的有机物等于夜晚呼吸作用消耗的有机物，没有有机物的积累，所以龙血树无法正常生长发育，B正确；
C、30℃时，光照条件下叶肉细胞吸收CO2的速率为净光合速率，由图可知是3.5mg/h，但植物中还有其他细胞进行呼吸作用会释放CO2，所以叶肉细胞真正从外界吸收CO2的速率要大于3.5mg/h，C错误；
D、由图可知，该实验的自变量是温度和光照条件，因变量是CO2的吸收速率或释放速率，D错误。
故选B。
6. 部分厌氧菌缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用，避免氧气产生的氧自由基对自身造成伤害。如图表示绿硫细菌的光反应过程示意图，下列叙述错误的是（ ）
A. 菌绿素与蛋白质共同组成复合体，吸收、传递与转化光能
B. ATP合酶以协助扩散方式运输H+，并利用H⁺浓度差合成ATP
C. H+进入内腔需要的能量直接来自H2S分解时产生的能量
D. 绿硫细菌在光合作用中，H2S代替了H2O，产生S，不产生氧气
【答案】C
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】A、在光合作用中，光合色素与蛋白质结合形成复合体，这些复合体能够吸收、传递和转化光能，A正确；
B、ATP合酶运输是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，并且利用H+浓度差合成ATP，B正确；
C、H+进入内腔需要的能量来自光能，而不是直接来自H2S分解时产生的能量，C错误；
D、绿硫细菌进行不产氧光合作用，H2S代替了H2O，反应产生S而不产生氧气，D正确。
故选C。
7. 下列有关细胞结构及功能的叙述，错误的是（ ）
A. 受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B. 线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
C. 核糖体的组成成分与RNA病毒的相同，染色体的组成成分与T2噬菌体的相同
D. 分泌蛋白的合成过程首先需要游离的核糖体参与
【答案】B
【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再到高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解，A正确；
B、线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所以线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，B错误；
C、核糖体由RNA和蛋白质组成，RNA病毒也由RNA和蛋白质组成，染色体主要由DNA和蛋白质组成，T2噬菌体也由DNA和蛋白质组成，C正确；
D、分泌蛋白的合成首先是在游离的核糖体上起始的，然后转移到内质网上继续合成，D正确。
故选B。
8. 从事染色体研究时经常要求得到较高的细胞分裂指数（分裂期细胞数/总细胞数），最理想的措施是使细胞同步分裂，DNA合成双阻断法是最常用的方法，高浓度TdR（脱氧胸苷）可以抑制DNA复制（S期进行DNA复制）而不影响其他分裂时期，对S期细胞毒性最小，洗脱（除去TdR）后细胞继续分裂。某科研团队利用两次阻断和两次洗脱方法处理细胞，使某连续分裂的细胞（如图）分裂同步，下列分析错误的是（ ）
A. 第一次阻断，加入过量TdR，至少处理15h，使细胞阻断在S期和G1/S交界处
B. 第一次洗脱，除去阻断剂，使细胞分裂正常，处理时间最长为15h，最短6h
C. 第二次阻断，加入过量TdR，使细胞全部停留在G1/S交界处，处理的时间最短15h
D. 第二次洗脱，除去阻断剂，全部细胞实现细胞周期同步化
【答案】B
【分析】细胞周期包括分裂间期和分裂期。分裂间期为分裂期做物质准备，包括G1期（DNA合成前期）、S期（DNA合成期）和G2期（DNA合成后期）。
【详解】A、高浓度TdR（脱氧胸苷）可以抑制DNA复制（S期进行DNA复制）不影响其他分裂时期，第一次阻断，加入过量TdR，目的使细胞群中细胞阻断在S期和G1/S交界处，处理时间T1≥G2+M+G1=8+2+5=15h，A正确；
B、第一次洗脱后，除去阻断剂，使细胞继续分裂。因为S期时长为6h，所以处理时间最长为6h就能让所有处于S期的细胞完成S期进入下一个时期，而不是15h，B错误；
C、第二次阻断，加入过量TdR，使细胞全部停留在G1/S交界处，由于G2期2h、M期2h、G1期5h、S期6h，总共2+2+5+6=15h，所以处理的时间最短15h，C正确；
D、第二次洗脱，除去阻断剂，全部细胞同步进入细胞周期，实现细胞周期同步化，D正确。
故选B。
9. 关于孟德尔的豌豆杂交实验，下列说法正确的是（ ）
A. 孟德尔在一对相对性状的遗传实验中提出性状是由染色体上的基因控制的
B. F₂的表型比为3：1最能说明基因分离定律的实质
C. 在减数分裂过程中，等位基因分离，非等位基因自由组合
D. “一对相对性状的遗传实验中，F2出现3：1的性状分离比”是实验观察现象
【答案】D
【分析】孟德尔发现遗传定律应用了假说—演绎法，其基本步骤为：提出问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
【详解】A、孟德尔只是提出生物性状是由遗传因子决定的，并未提出基因的概念，A错误；
B、最能说明基因分离定律实质的是测交的表型比为1：1，B错误；
C、在进行减数分裂的过程中，等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，C错误；
D、“纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，F2中高茎与矮茎的性状分离比是3：1”属于实验现象，D正确。
故选D。
10. 某雌雄异花植物，花的颜色由一对等位基因（A、a）控制，其中基因型为AA的花色为红色，aa的为白色，Aa的为粉红色，且含有A的雄配子50%致死，雌配子不存在致死现象。某种群中只有AA、Aa两种基因型，其比例为1：1，该种群自然状态下随机交配，子一代个体的花色及比例为（ ）
A. 红花：粉红花：白花=9：9：2B. 红花：粉红花：白花=9：6：1
C. 红花：粉红花：白花=5：2：1D. 红花：粉红花：白花=7：3：2
【答案】A
【分析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】分析题意，种群中只有AA、Aa两种基因型，其比例为1：1，该种群自然状态下随机交配，由于含有A的雄配子50%致死，雌配子不存在致死现象，则雌配子产生的配子及比例是3/4A、1/4a，雄配子及比例是3/5A、2/5a，子代中有9/20AA、9/20Aa、2/20aa，由于基因型为AA的花色为红色，aa的为白色，Aa的为粉红色，则子代中红花：粉红花：白花=9：9：2，A符合题意。
故选A。
11. 已知甲、乙遗传病分别由等位基因A/a和B/b控制（其中一种病的遗传方式为伴性遗传）。图1表示某家系中有关甲病和乙病的遗传系谱图；图2表示该家系部分成员与上述乙病有关基因的电泳结果（每种基因电泳后出现1个条带，且不同基因的电泳条带不同。例如，基因型为Bb的个体的基因电泳后显示2个不同的条带）。不考虑基因突变和染色体变异的发生，下列叙述错误的是（ ）
A. 甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传，乙病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传
B. 条带①和条带②依次代表基因B、b电泳的结果
C. Ⅱ1的乙病致病基因来自于Ⅰ2
D. Ⅱ2的基因型可能为AaXbY
【答案】C
【分析】根据Ⅰ1和Ⅰ2不患病，生了Ⅱ1为女性甲病患者，可推知甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传病；同时生出Ⅱ2男性乙病患者，结合题干信息，说明乙病是伴X隐性遗传病。
【详解】A、依据图1可知，根据Ⅰ1和Ⅰ2不患病，生了Ⅱ1为女性甲病患者，可推知甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传病；同时生出Ⅱ2男性乙病患者，结合题干信息，其中一种病的遗传方式为伴性遗传，说明乙病是伴X隐性遗传病，A正确；
BC、乙病为伴X染色体隐性遗传病，结合图2和系谱图可知，Ⅰ1和Ⅰ2的基因型为XBXb、XBY，说明条带①为基因B电泳结果，条带②为基因b电泳结果，Ⅱ1的乙病致病基因只能来自于Ⅰ1，B正确，C错误；
D、结合A项，可推知，Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为AaXBXb、AaXBY，则Ⅱ2的基因型可能为AAXbY、AaXbY，D正确。
故选C。
12. 某DNA分子中，共有碱基对m个，其中一条链中腺嘌呤占该链的20%，整个DNA分子中腺嘌呤占比25%。该DNA分子在第4次复制过程中，一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，其他链的碱基未发生改变，下列叙述错误的是（ ）
A. 该DNA分子另一条链中，腺嘌呤占该链的30%
B. 碱基突变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗游离的腺嘌呤4m个
C. 突变后的DNA分子热稳定性增强
D. 发生突变的DNA分子经过n次复制产生的子代DNA中，突变位点为G-C的DNA占1/2
【答案】B
【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
【详解】A、整个DNA分子中腺嘌呤A占比25%，则整个DNA中的胸腺嘧啶T占比是25%，则整个DNA中A和T占比是50%，由于整个DNA中A和T占比和单链中两者的占比相同，一条链中腺嘌呤占该链的20%，则该链中胸腺嘧啶T=50%-20%=30%，该DNA分子另一条链中，腺嘌呤与该链的胸腺嘧啶相等，比例是30%，A正确；
B、该DNA分子中共有碱基对m个，即2m个碱基，DNA中腺嘌呤占25%，有腺嘌呤m/2个，碱基突变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗游离的腺嘌呤（23-1）×m/2=7/2m=3.5m个，B错误；
C、DNA分子中A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，突变后的DNA分子热稳定性增强，C正确；
D、一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，即出错后的DNA片段一条链发生了变化，另一条链并未发生变化，所以复制n次，变化的DNA 和未改变的DNA各占一半，，突变位点为G-C的DNA占1/2，D正确。
故选B。
13. 生物科学的发展离不开生物技术和方法的创新，下列叙述正确的是（ ）
A. 格里菲思的肺炎链球菌体外转化实验使用了物质分离鉴定技术
B. 艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加入DNA酶进行实验，运用了加法原理
C. 科学家用差速离心法分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA
D. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
【答案】D
【分析】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。
【详解】A、格里菲思进行的是体内转化实，艾弗里进行的是体外转化实验，A错误；
B、艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加入DNA酶进行实验，去除了DNA，运用了减法原理，B错误；
C、只含14N、只含15N、或同时含14N15N的DNA的相对原子质量存在差异，密度梯度离心可将相对原子质量不同的物质分离，差速离心法可用于分离细胞器，C错误；
D、艾弗里的肺炎链球菌转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术，都是设法将DNA和蛋白质分开，其中T2噬菌体侵染细菌用的是32P和35S同位素标记法分别标记DNA和蛋白质，D正确。
故选D。
14. 如图所示为某细胞中遗传信息的表达的某个过程示意图，下列说法正确的是（ ）
A. 在胚胎干细胞、哺乳动物成熟红细胞中，都可发生图示过程
B. 基因表达时，DNA双链打开及子链延伸需要ATP水解提供能量
C. 图示过程表示翻译，参与该过程的RNA有三种，结合在图中mRNA上的多个核糖体可合成多种肽链
D. 图示过程在核糖体中进行，图中决定丙氨酸的密码子是5'-CGA-3'
【答案】B
【分析】（1）转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。转录过程中需要RNA聚合酶与DNA上的启动子识别并结合启动转录，转录的场所主要在细胞核内。
（2）翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的 mRNA为模板，在酶的作用下，合成具有一定氨基酸序列的多肽链的过程。在翻译过程中往往一条mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
（3）密码子是指mRNA上编码一个氨基酸的3个相邻的碱基。tRNA上含有反密码子，能与相应的密码子互补配对。一种tRNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
【详解】A、图示过程为翻译，哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，不能进行翻译过程，A错误；
B、ATP直接给细胞的生命活动提供能量，基因表达时，DNA双链打开及子链延伸需要ATP水解提供能量，B正确；
C、图示过程为翻译，参与该过程的 RNA 有 mRNA（信使 RNA）、tRNA（转运 RNA）、rRNA（核糖体 RNA）三种，结合在图中 mRNA 上的多个核糖体可合成相同的肽链，C错误；
D、密码子是 mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，图中决定丙氨酸的密码子是5'-GCU-3'，D错误。
故选B。
15. 动物的某些基因中有一段特殊的碱基序列，该序列上有多个位点可以与—CH3结合（称为甲基化修饰）。研究发现，小鼠体内一对等位基因A和a，在卵子中均发生甲基化，传给子代后都不能表达；但在精子中都是非甲基化的，传给子代后都能正常表达。下列叙述正确的是（ ）
A. DNA的甲基化可在改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控
B. 发生在基因启动子区的甲基化，最可能影响DNA的复制过程
C. 将基因型分别为Aa的雌雄小鼠杂交，后代的表型比例不是3：1
D. 表观遗传未改变DNA的碱基排列顺序，属于不可遗传变异
【答案】C
【分析】甲基化只是在DNA的碱基上做甲基化修饰，既没有改变DNA的碱基序列，也没有改变（被甲基化）碱基的碱基配对规则，甲基化可能阻止了RNA聚合酶与基因的结合，从而影响了该基因的转录过程。
【详解】A、DNA的甲基化是在不改变基因碱基序列的情况下对基因表达进行调控的，A错误；
B、发生在基因启动子区的甲基化，最可能影响基因的转录过程，而非DNA的复制过程，B错误；
C、由于在卵子中A和a均发生甲基化，传给子代后都不能表达，在精子中都是非甲基化的，传给子代后都能正常表达，所以将基因型分别为Aa的雌雄小鼠杂交，后代的表型比例为1：1，C正确；
D、表观遗传未改变DNA的碱基排列顺序，但属于可遗传变异，D错误。
故选C。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 为探究草莓果实适宜的储存条件，某生物兴趣小组称取三等份生理状态相同的草莓果实，分别装入容积相同的瓶内，密封后置于不同温度下储存，每隔12h测定各瓶中CO2的生成速率，结果如下表。下列分析正确的是（ ）
A. 上述实验为对照实验，其中果实的生理状态属于自变量
B. 与15℃相比，5℃条件下草莓果实的CO2生成速率较低，主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶的活性
C. 随着储存时间的增加，CO2生成速率持续降低，主要原因是密闭容器中CO2浓度增加，O2浓度减少
D. 冷藏草莓时，在盛放草莓的保鲜袋上扎几个小孔后再冷藏，可在一定程度上抑制其无氧呼吸
【答案】BCD
【分析】细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸，氧气充足的条件下细胞进行有氧呼吸，吸收氧气释放二氧化碳，在氧气不足时细胞进行无氧呼吸，无氧呼吸不吸收氧气。由于细胞呼吸是酶促反应，酶的活性受温度的影响，因此细胞呼吸也受温度影响。
【详解】A、由表格数据可知，该实验的自变量为温度和时间，因此每一组都是实验组同时又是其他组的对照组，因此上述实验是对比实验，A错误；
B、根据题意和表格分析可知，由于细胞呼吸是酶促反应，酶的活性受温度的影响，所以与15℃相比，5℃条件下低温抑制了细胞呼吸相关酶的活性，导致草莓果实的CO2生成速率较低，B正确；
C、随着储存时间的增加，由于草莓果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，密闭容器中CO2浓度增加，O2浓度减少，在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸，导致CO2生成速率逐渐降低，C正确；
D、冷藏草莓时，在盛放草莓的保鲜袋上扎几个小孔后再冷藏，能保证一定的氧气供应，可在一定程度上抑制其无氧呼吸，D正确。
故选BCD。
17. 如图所示为玉米（2N=20）的花粉母细胞（精原细胞，基因型为AaBb，其中A、B基因位于同一条染色体上）减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中，某两个时期细胞的染色体数目与核DNA数目，关于该精原细胞的减数分裂过程，下列分析正确的是（ ）
A. 减数分裂过程中，染色体互换发生在减数分裂Ⅰ的后期
B. 图中甲、乙两时期细胞中的染色单体条数分别为40、0
C. 图中乙时期细胞的名称为次级精母细胞，不含同源染色体
D. 该精原细胞减数分裂产生了一个基因型为Ab的精子，则另一个次级精母细胞产生的精子的基因型是AB、aB或aB、ab
【答案】BCD
【分析】减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制；
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂；
（3）减数第二次分裂类似有丝分裂。
【详解】A、染色体互换发生在减数分裂Ⅰ前期（四分体时期），而不是后期，A错误；
B、甲时期染色体数目为20，核DNA数目为40，此时一条染色体上有2个DNA分子，所以染色单体数为40，乙时期染色体数目为20，核DNA数目为20，此时没有染色单体，B正确；
C、乙时期细胞中染色体和核DNA相同，没有染色单体，处于减数分裂Ⅱ后期，没有同源染色体，名称为次级精母细胞，C正确；
D、精原细胞产生了一个基因型为Ab的精子，说明在减数分裂1前期发生了交换，但不明确发生交换的基因是A、a还是B、b，所以另一个次级精母细胞产生的精子的基因型是AB、aB或aB、ab，D正确。
故选BCD。
18. 小鼠的毛色有黄色、黑色、灰色和白色，由常染色体上的两对等位基因A、a和R、r控制，A基因决定黄色，R基因决定黑色，A、R基因同时存在时毛色为灰色，不考虑突变和染色体互换，将一只基因型为AaRr的灰色鼠和一只白色鼠交配，产生足够多的后代，则F1的表型及比例可能为（ ）
A 灰色：黄色：黑色：白色=1：1：1：1B. 灰色：白色=1：1
C. 黄色：黑色=1：1D. 黄色：白色=1：1
【答案】ABC
【分析】由题意“A基因决定黄色，R基因决定黑色，A、R基因同时存在时毛色为灰色”可知，小鼠的毛色有关的基因型分别为A-R-为灰色，A-rr为黄色，aaR-为黑色，aarr为白色。
【详解】A、若两对等位基因A、a和R、r位于两对同源染色体上，不考虑突变和染色体互换，将一只基因型为AaRr的灰色鼠和一只白色鼠（aarr）交配，属于测交，产生足够多的后代，F1的基因型及比例为：AaRr：Aarr：aaRr：aarr=1：1：1：1，则F1的表型及比例可能为灰色：黄色：黑色：白色=1：1：1：1，A正确；
B、若两对等位基因A、a和R、r位于一对同源染色体上，且A、R在一条染色体上，a、r在另一条染色体上，AaRr的灰色鼠和一只白色鼠（aarr）交配，F1的基因型及比例为：AaRr：aarr=1：1，则F1的表型及比例可能为灰色：白色=1：1，B正确；
C、若两对等位基因A、a和R、r位于一对同源染色体上，且A、r在一条染色体上，a、R 在另一条染色体上，AaRr的灰色鼠和一只白色鼠（aarr）交配，F1的基因型及比例为：Aarr：aaRr=1：1，则F1的表型及比例可能为黄色：黑色=1：1，C正确；
D、无论两对等位基因A、a和R、r位于两对还是一对同源染色体，都不会出现黄色：白色=1:1，D错误。
故选ABC。
19. 如图表示细胞中DNA复制的部分过程，图中虚线表示复制起点，该位置一般A、T含量较高。泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，下列分析错误的是（ ）
A. 复制起点一般A、T含量较高，氢键数量较少，易解旋
B. 图中表示3'端的是b，判断的理由是子链只能由5'端向3'端延伸
C. 图示过程中需要DNA聚合酶的参与，该酶的作用是打开DNA双链
D. 图中过程具有多个DNA复制泡，可提高DNA复制的效率
【答案】C
【分析】DNA分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解开的每一条母链为模板， 以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，复制起点一般A、T含量较高，氢键数量较少，易解旋，A正确；
B、DNA分子复制时，子链只能由5'端向3'端延伸，且模板链与子链反向平行，据图中箭头DNA子链延伸方向可知，表示3'端的是b，B正确；
C、图示过程中需要DNA聚合酶的参与，该酶的作用是催化磷酸二酯键的形成，打开DNA双链需要解旋酶，C错误；
D、图中过程具有多个DNA复制泡，㐓多起点复制，可提高DNA复制的效率，D正确。
故选C。
20. 减数分裂过程中，一条染色体上的两个基因间的距离越大，发生互换的概率就越大，产生的重组类型的配子就会越多。科研人员研究某基因型为AaBbDd（三对基因位于一对同源染色体上）的雄果蝇产生的配子，结果如下表。下列分析正确的是（ ）
A. 该个体细胞中，A、B、d基因位于一条染色体上，a、b、D基因位于另一条染色体上
B. 只考虑A/a、B/b两对等位基因时，重组类型的配子是Ab和aB，占比约10.5%
C. 只考虑B/b、D/d两对等位基因时，重组类型的配子是BD和bd，占比约19.5%
D. 根据题干信息可知，A、B、d基因在染色体上的位置可表示为“”
【答案】ABC
【分析】基因的连锁和交换定律的实质是：在进行减数分裂形成配子时，位于同一条染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子；在减数分裂形成四分体时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，因而产生了基因的重组。应当说明的是，基因的连锁和交换定律与基因的自由组合定律并不矛盾，它们是在不同情况下发生的遗传规律：位于非同源染色体上的两对（或多对）基因，是按照自由组合定律向后代传递的，而位于同源染色体上的两对（或多对）基因，则是按照连锁和交换定律向后代传递的。
【详解】A、雄配子种类和比例为 ABD：ABd：AbD：Abd：aBD：aBd：abD：abd=163：1455：1：148：192：1：1158：130。ABd、abD 这两种配子最多，说明ABd/abD 连锁，即A、B、d基因位于一条染色体上，a、b、D基因位于另一条染色体上，A正确；
B、只考虑A/a，B/b 两对等位基因时，AB：Ab：aB： ab=(163+1455)：(1+148)：（192+1)：(1158+130) =1618：149：193：1288，则重组类型的配子是Ab和 aB，占(149+193)/(1618+149+193+1288)≈10.5%，B正确；
C、只考虑 B/b、D/d 两对等位基因时，BD：bD：Bd：bd=355：1159：1456：278，重组类型的配子是BD和bd， 占(355+278)/(355+1456+1159+278)=19.45%；只考虑A/a、D/d两对等位基因时，AD：aD：Ad：ad=164：1603：1350：131，重组类型的配子是AD和ad，占(164+131)/(164+1603+1350+131)≈9.08%，C正确；
D、又由题意“减数分裂过程中，一条染色体上的两个基因位点间的距离越小，发生互换的概率就越小，产生的重组类型的配子就会越少”可知，B/b、D/d两对等位基因重组类型的配子最多，距离最远，由此可知，A、B、d基因在染色体上的位置可表示为 ，D错误。
故选ABC。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 与小麦相比，玉米更适合生活在高温、干旱环境中。根据光合作用碳同化的最初光合产物不同，把高等植物分成C3植物和C4植物。玉米是C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1），且叶肉细胞中的PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的Rubisc酶对CO2有更强的亲和力。图2表示玉米维管束鞘细胞的叶绿体进行暗反应的中间产物磷酸丙糖的代谢途径，其中磷酸转运器（TPT）将无机磷酸运入叶绿体的同时能将等量的磷酸丙糖运出叶绿体。回答下列问题：

（1）光合作用过程根据对光照的需求不同，可以划分为光反应阶段与暗反应阶段，能将这两阶段联系起来的是_____之间的物质转化。科学家在对C4植物光合作用的研究过程中发现，在维管束鞘细胞中只能进行光合作用的暗反应，从结构上分析，其原因可能是_____；在叶肉细胞的叶绿体中不能进行暗反应，据图分析可能的原因是_____。
（2）结合图1分析，玉米适应高温、干旱环境的原因是_____。
（3）结合图2分析，若要增加新鲜玉米的甜度，应适当_____（填“增加”或“减少”）磷肥的施用量，原因是_____。
【答案】（1）①. ATP和ADP、NADPH和NADP+ ②. 维管束鞘细胞的叶绿体中没有基粒 ③. PEP酶固定CO2的效率远高于Rubisc酶
（2）高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低，玉米含有PEP羧化酶，可以固定低浓度的CO2正常进行暗反应
（3）①. 增加 ②. 磷酸转运器(TPT)将无机磷酸运入叶绿体的同时能将等量的磷酸丙糖运出叶绿体，并转化成蔗糖储存在液泡 中
【分析】C4植物叶肉细胞中的叶绿体具有发达的基粒，基粒由类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上有光合色素和与光合作用有关的酶，故光反应阶段在叶肉细胞中完成。而维管束鞘细胞的叶绿体中几乎无基粒，暗反应阶段在维管束鞘细胞中完成。
（1）光反应能产生ATP和NADPH，为暗反应使用，而暗反应能为光反应提供原料ADP和NADP+，因此，能将光反应阶段与暗反应阶段联系起来的是ATP和ADP、NADPH和NADP+物质之间的相互转化。
叶绿体的基粒是光反应阶段的场所，科学家们在对C4植物光合作用的研究过程中，发现在维管束鞘细胞中只能进行光合作用的暗反应，从结构上分析，其原因可能是维管束鞘细胞的叶绿体中没有基粒，无法吸收和转化光能。根据题意可知，叶肉细胞的叶绿体中PEP酶固定CO2的效率远高于Rubisc酶，所以叶肉细胞的叶绿体中不能进行暗反应。
（2）玉米属于C4植物，高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低，玉米含有PEP羧化酶，可以固定低浓度的CO2正常进行暗反应，因此玉米能适应高温、干旱环境。
（3）结合图2分析可知，适当增施磷肥的施用量可以增加新鲜玉米的甜度，据题图判断磷酸转运器(TPT)将无机磷酸运入叶绿体的同时能将等量的磷酸丙糖运出叶绿体，并转化成蔗糖储存在液泡 中，从而增加甜度。
22. 玉米是用于遗传规律研究的常见模式生物，玉米为雌雄同株异花植物，是理想的遗传学实验材料。图1是随机将纯种非甜玉米植株和纯种甜玉米植株进行间行种植，图中数字符号表示不同的传粉方式。某种玉米的雄性不育性状由基因A控制，A对a为完全显性。另外，基因B会抑制不育基因的表达，使之表现为可育，取甲（雌蕊正常，雄蕊异常，表现为雄性不育）、乙（雌蕊、雄蕊均可育）两株玉米进行相关实验，实验过程和结果如表所示。完成下列各题：
（1）玉米作为遗传学实验材料的优点除具有易于区分的相对性状、生长周期短等之外，还有_____（至少答出一点）。
（2）图1中非甜玉米的果穗上所得籽粒中只有非甜玉米，甜玉米的果穗上所得籽粒中有非甜和甜玉米，则_____为显性，判断的理由是_____。若甜玉米果穗上结出的籽粒，甜玉米占比1/2，则①：④传粉成功的比例为_____。
（3）表中，F1基因型是_____，由以上实验可推知这两对基因遵循自由组合定律，理由是_____。若将F2中所有雄性不育个体与基因型为aabb的个体杂交，子代的雄性不育：雄性可育=_____。
（4）研究人员将一个荧光蛋白基因插入到纯合雄性不育玉米的染色体上。有人认为将该植株与基因型为aabb的植株进行杂交，通过观察并统计后代的表型及其比例，就可以判断荧光蛋白基因是否插入到了雄性不育基因A所在的染色体上（假设插入到A所在染色体上时，不会插入A基因内部），你认为这种判断方法_____（填“可行”或“不可行”），理由是_____。
【答案】（1）产生的后代数量多、雌雄同株异花便于杂交操作
（2）①. 非甜 ②. 在纯种甜玉米中，产生的配子都含控制甜这种性状的基因，但结的子粒中有非甜的，说明接受了非甜的花粉后，子粒中含有的非甜基因被表达出来，所以既含甜基因，又含非甜基因，而表现为非甜性状，这说明非甜是显性，甜是隐性性状 ③. 1：2
（3）①. AaBb ②. F2中可育株：雄性不育株=13：3，是9：3：3：1的变形 ③. 2：1
（4）①. 不可行 ②. 荧光蛋白基因是否插入到雄性不育基因A所在的染色体上，后代中发荧光雄性不育：雄性不育=1：1，后代的表型及其比例相同，因此无法判断荧光蛋白基因是否插入到雄性不育基因A所在的染色体上。
【分析】自由组合定律的实质是‌：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。‌该定律描述了当具有两对或更多对相对性状的亲本进行杂交时，在子一代产生配子时，等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因自由组合的现象。其实质是非等位基因的自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。
（1）玉米作为遗传学实验材料的优点除了具有易于区分的相对性状、生长周期短之外，还有产生的后代数量多、雌雄同株异花便于杂交操作等优点。
（2）在纯种甜玉米中，产生的配子都含控制甜这种性状的基因，但结的子粒中有非甜的，说明接受了非甜的花粉后，子粒中含有的非甜基因被表达出来，所以既含甜基因，又含非甜基因，而表现为非甜性状，这说明非甜是显性，甜是隐性性状，
设甜玉米基因型为mm，非甜玉米基因型为MM。甜玉米果穗上结出的籽粒，甜玉米占比1/2，假设①：④传粉成功的比例为x。甜玉米（mm）接受非甜玉米（MM）的花粉，后代都是非甜玉米（Mn），甜玉米果穗上接受自身花粉（mm）的比例为1-x，后代为甜玉米（mm），则(1-x)=1/2，解得x=1/2。
（3）由题意可知，甲（雄性不育）与乙（雌蕊、雄蕊均可育）杂交，F1全部可育，F1自交得F2，F2中可育株：雄性不育株=13：3，F2中可育株的基因型为A B 、aaB 、aabb，雄性不育株的基因型为A bb，所以F1的基因型为AaBb；F2中可育株：雄性不育株=13：3，是9：3：3：1的变形，所以这两对基因遵循自由组合定律；F2中雄性不育个体（1/3AAbb、2/3Aabb）与基因型为aabb的个体杂交，子代雄性不育（Aabb）：雄性可育（aabb）=(1/3+2/3×1/2)：(2/3×1/2)=2：1。
（4）设荧光蛋白基因为F，将一个荧光蛋白基因插入纯合雄性不育玉米染色体上。如果荧光蛋白基因插入了雄性不育基因A所在的染色体上，那么雄性不育植株的基因型为AFAbb，与aabb杂交，后代发荧光雄性不育（AFabb ）：雄性不育（Aabb）=1：1；如果荧光蛋白基因没有插入雄性不育基因A所在的染色体上，雄性不育植株的基因型为AAbbF，与aabb杂交，后代发荧光雄性不育（AaFbb ）：雄性不育（Aabb）=1：1，两种情况下后代的表型及其比例相同，所以这种判断方法不可行。
23. 鸡的性别决定方式为ZW型，“牝鸡司晨”是鸡性别由雌性转化为雄性的一种现象，即原来下过蛋的母鸡，后来却变成了公鸡。若无Z染色体的受精卵无法存活，A、a和B、b基因分别位于常染色体和Z染色体上，回答下列问题：
（1）正常情况下，公鸡的性染色体表示为______，母鸡的性染色体表示为______。性反转公鸡的出现能够说明______之间存在着复杂的相互作用。此外，基因与基因、基因与基因表达产物之间也存在着复杂的相互作用，这些相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
（2）家鸡腿的长度受多对独立遗传的等位基因控制，只有隐性纯合子才能表现为短腿。现有一只杂合的长腿雄鸡，但不知有几对基因杂合，将该雄鸡与多只短腿的雌鸡测交。若测交后代中长腿：短腿=7：1，说明控制长腿的基因有______对杂合。
（3）研究小组用红色荧光标记基因A、a，用绿色荧光标记基因B、b，在显微镜下观察某公鸡细胞的制片，若某细胞中出现了4个红色荧光点和2个绿色荧光点，则该个体一定为______（填“性反转”或“非性反转”）公鸡。若该公鸡某细胞中只出现红色荧光点，则该细胞的名称是______。
（4）若通过实验研究某只公鸡（具有正常的繁殖能力）是否由性反转而来，请设计合理的杂交实验并预期实验结果和结论：______。
【答案】（1）①. ZZ ②. ZW ③. 基因与环境 （2）3
（3）①. 性反转 ②. 次级精母细胞（或精细胞）
（4）让该公鸡与正常母鸡（ZW）杂交，观察后代的性别比例。如果后代公鸡：母鸡=1：1，说明该公鸡不是性反转公鸡；如果后代公鸡：母鸡=2：1，则说明该公鸡是性反转公鸡
【分析】鸡是ZW型性别决定，即母鸡的性染色体组合是ZW，公鸡的性染色体组合是ZZ。母鸡发生性反转后，其遗传物质并没有发生改变，所以由母鸡经性反转形成的公鸡的性染色体组合仍为ZW，WW染色体组合的受精卵是不能存活的。
（1）鸡是ZW型性别决定，公鸡的性染色体表示为ZZ，母鸡为ZW。性别和其他性状一样，也是受遗传物质和环境共同影响，所以，反转公鸡的出现能够说明基因与环境之间存在着复杂的相互作用。
（2）因为腿的长度受多对独立遗传的等位基因控制，因此可以利用分离定律解决自由组合问题，逐对分析，每一对等位基因测交后比例为1：1，该杂交组合的后代中短腿（隐性纯合子）占比例为1/8，为（1/2）3，因此控制长腿的基因有3对杂合。
（3）A、a位于常染色体上，B、b基因位于Z染色体 上，正常公鸡细胞有丝分裂时和减数第一次分裂时都有出现4个红色荧光点和4个绿色荧光点，而性反转公鸡细胞有丝分裂时和减数第一次分裂时出现4个红色荧光点和2个绿色荧光点，故若细胞中出现4个红色荧光点和2个绿色荧光点，该个体一定为性反转公鸡。细胞中只出现红色荧光点，可以是性反转公鸡细胞处于减数第二次分裂时期细胞，也可以减数分裂后形成的子细胞，则该细胞的名称是次级精母细胞（或精细胞）。
（4）为了研究某只公鸡（具有正常的繁殖能力）是否由性反转而来，可以通过杂交实验来观察子代的表型及比例，具体的杂交实验为将该公鸡与正常母鸡（ZW）杂交，观察后代的性别比例。预期实验结果和结论为若后代公鸡：母鸡=1：1，则该公鸡不是性反转公鸡。因为正常公鸡（ZZ）与母鸡（ZW）杂交，后代性染色体组成及比例为ZZ：ZW=1：1。若后代公鸡：母鸡=2：1，则该公鸡是性反转公鸡。因为性反转公鸡（ZW）与母鸡（ZW）杂交，后代性染色体组成及比例为ZZ：ZW：WW（WW不能存活）=1：2：1，所以公鸡：母鸡=2：1。
24. 阅读下列材料，回答问题。
研究者将1个含14N/14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，如图1所示。
DNA复制时两条子链的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片段称为冈崎片段，如图2所示。
将某植物的分生区细胞（2n=18）在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中培养足够长的时间，然后转移到无放射性培养基中再培养一段时间，测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞百分率，结果如图3所示。

（1）根据图1所示信息，可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为_____ h，判断的理由是_____ 。
（2）图2中，_____ （填“甲链”或“乙链”）为后随链，该链的合成过程中，除需要解旋酶之外，还需要_____ （至少答出一种）等酶，其合成的方向与复制叉延伸的方向_____ （填“相同”或“相反”），依据是_____ 。
（3）图3中，更换培养基后1个细胞分裂两次形成的4个子细胞中，_____ 个细胞带有放射性。更换培养基后处于第二次分裂期的细胞中，含有放射性的染色体有_____ 条。根据图中信息可知，更换培养基_____ 小时后开始有细胞进入第二次有丝分裂的分裂期。
【答案】（1）①. 8 ②. 1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌在15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后，14N 的DNA单链数和15N的DNA单链数分别是2条、14条，共形成了8个DNA分子，说明DNA分子共复制了3次，即细胞分裂了3次，故大肠杆菌的细胞周期为8h
（2）①. 甲链 ②. DNA聚合酶、DNA连接酶 ③. 相反 ④. 后随链的合成方向是从右到左（沿甲链的3'到5'），复制叉延伸的方向是从左到右（沿甲链的5'到3'）
（3）①. 2或3或4 ②. 18 ③. 20
【分析】 DNA半保留复制过程是分别以解旋后的两条链为模板，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，子链的延伸方向是从5´→3´，分为前导链和后随链，前导链的合成是连续的，后随链的合成是不连续的。
（1）依据题图1信息可知，1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，得到条带1（14N 的DNA单链）：条带2（15N的DNA单链）=1：7，而母链14N链只有两条，可知，DNA单链共有16条，8个DNA分子，说明DNA分子共复制了3次，大肠杆菌的细胞周期为24÷3=8h。
（2）依据题干信息，DNA复制时，后随链是逐段延伸的，这些片段称为冈崎片段，所以据图可知，甲链为后随链，在该链的合成过程中，染色体复制时需要合成一小段RNA作为引物，因此需要RNA聚合酶的参与，后随链合成时会先形成多个DNA单链的片段（冈崎片段），之后需要DNA连接酶相连接，故该链的合成过程中，除需要解旋酶之外，还需要RNA聚合酶和DNA连接酶的参与。由图2可知，后随链的合成方向是从右到左（沿甲链的3'到5'），复制叉延伸的方向是从左到右（沿甲链的5'到3'），因此后随链合成的方向与复制叉延伸的方向相反。
（3）依据题干信息，将某植物的分生区细胞（2n=18）在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中培养足够长的时间，说明亲代细胞均含有放射性，然后转移到无放射性培养基中再培养，当由1个细胞分裂两次形成的4个子细胞中，说明细胞分裂了2次。DNA的复制是半保留复制，在第一次分裂过程中，第一次复制完成18个DNA均为1条链含放射性，一条链不含放射性，在进行第二次细胞分裂，由于DNA半保留复制，更换培养基后第二次分裂期的细胞中，含放射性的染色体有18条，但是处于第二次分裂中期的染色体上的4条DNA单链，只有1条被标记，即每条染色体中只有1条染色单体被标记，在有丝分裂后期，被标记的DNA和未被标记的DNA随机分配到细胞的一极，故更换培养基后1个细胞分裂两次形成的4个子细胞中，可能有2个或3个或4个细胞带有放射性。据图3可知，20~25h，第二轮细胞进入分裂期，曲线再次出现上升，因此更换培养基20小时后开始开始有细胞进入第二次有丝分裂的分裂期。
25. 脑源性神经营养因子（BDNF）是由两条肽链构成的蛋白质，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神异常。如图为BDNF基因的表达及调控过程，回答下列问题：
（1）图中的DNA片段M195基因______（填“能”或“不能”）编码蛋白质，但仍将M195称作基因，理由是______。
（2）过程甲是______，图中催化过程甲的酶是______，与过程乙相比，该过程中特有的碱基配对方式是______。图中BDNF基因mRNA的A端为______（填“3'”或“5'”）端，其最终合成的①、②两条多肽链的氨基酸序列______（填“相同”或“不同”）。
（3）当M195基因过量表达时，会导致精神异常，据图描述其作用机理______。
【答案】（1）①. 不能 ②. 它是有遗传效应的DNA片段
（2）①. 转录 ②. RNA聚合酶 ③. T-A ④. 3′ ⑤. 相同
（3）M195基因过量表达时，产生更多与miRNA-194的结合物，使BDNF基因的mRNA与更多结合物结合，导致能与核糖体结合的BDNF基因的mRNA减少，BDNF合成量减少，导致精神异常
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶（RNAP）进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所在核糖体。
（1）图中的M195基因转录出的产物与BDNF基因转录的mRNA结合，无法与核糖体结合，故不能编码蛋白质；而基因通常是有遗传效应的核酸片段，图中的DNA片段M195基因是有遗传效应的DNA片段，故仍将M195称作基因。
（2）图中甲过程是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，表示转录，转录需要RNA 聚合酶的催化；过程乙是翻译过程，配对关系是A-U、U-A、G-C、C-G，过程甲是转录，配对关系是A-U、T-A、G-C、C-G，与过程乙相比，该过程中特有的碱基配对方式是T-A；
翻译时，核糖体沿着mRNA从5'端往3'端方向延伸，根据肽链的长短可知，翻译的方向是从右往左，故图中mRNA的A端是3'端；由于翻译时所需的mRNA模板链相同，故其最终合成的①、②两条多肽链的氨基酸序列相同。
（3）结合图示可知，M195基因过量表达时，产生更多与miRNA-194的结合物，使BDNF基因的mRNA与更多结合物结合，导致能与核糖体结合的BDNF基因的mRNA减少，BDNF合成量减少，导致精神异常。
处理温度
CO2生成速率（mL·kg-1·h-1）
12h
24h
36h
48h
60h
15℃
47
43
40
38
37
10℃
24
21
19
17
16
5℃
4.9
3.7
2.8
2.5
2.5
配子类型
ABD
ABd
AbD
Abd
aBD
aBd
abD
abd
数量
163
1455
1
148
192
1
1158
130
P
F1
F1自交得F2
甲与乙杂交
全部可育
可育株：雄性不育株=13：3