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陕西省咸阳市实验中学2023-2024学年高一下学期第三次月考生物试题
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这是一份陕西省咸阳市实验中学2023-2024学年高一下学期第三次月考生物试题，共21页。
1．本试题共8页，满分100分，答题时间75分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。
3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，计24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. 孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因的分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例，能说明基因分离定律实质的是（ ）
A. F2表现型的比为3：1
B. F1产生配子的比为1：1
C. F2基因型的比为1：2：1
D. 测交后代比为1：1
【答案】B
【解析】
【分析】基因分离的实质指的是在杂合子的细胞中，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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、F2表现型的比为3：1，属于性状分离，A错误；
B、F1在减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，产生配子的比为1：1，故F1产生配子的比为1：1能说明基因分离定律实质，B正确；
C、F2基因型的比为1：2：1，是产生的配子随机结合形成的，属于结果而不是实质，C错误；
D、测交后代比为1：1，是检测F1基因型的，不能说明基因分离定律的实质，D错误。
故选B。
2. 梨树是雌雄同株植物，研究发现其具有通过“不亲和基因”（复等位基因 S1、S2、S3、S4）抑制“近亲试卷源自 每日更新，更低价下载，欢迎访问。繁殖”的机制，具体表现为：当花粉与母本含有的基因相同时，花粉不能参与受精。下列叙述错误的是（ ）
A. 父本 S1S2 与母本 S2S3 杂交后代的基因型为 S1S2、S1S3
B. S1S2×S1S3 正反交结果相同，且都没有纯合子后代
C. 基因 S1、S2、S3、S4 位于同源染色体上，遵循分离定律
D. 基因型为 S1S2 和 S3S4 的梨树杂交可提高结实率
【答案】B
【解析】
【分析】梨树是雌雄同株植物，具有通过“不亲和基因”抑制“近亲繁殖”的机制，可知不存在纯合子。
【详解】A、父本S₁S₂与母本S₂S₃杂交，含S₂花粉不参与受精，后代的基因型为S₁S₂、S₁S₃，A正确；
B、S₁S₂×S₁S₃正反交结果不相同，且都没有纯合子后代，B错误；
C、基因S₁、S₂、S₃、S₄为复等位基因，位于同源染色体上，遵循分离定律，C正确；
D、基因型为S₁S₂和S₃S₄的梨树杂交，所有花粉均可参与受精，可提高结实率，D正确。
故选B。
3. 木材的材质与木质素含量有密切的关系，用木质素含量低的木材造纸能减少废料和污染。下图为木质素合成的部分代谢途径。某树种的木质素含量正常与木质素含量低是一对相对性状，现有该树种木质素含量低的三个突变体，由图中三种酶对应的常染色体单基因纯合突变所致。三个突变体两两杂交，F1的木质素含量都正常。若将三对基因（A/a、B/b、C/c）均杂合的个体自交（不发生突变和互换），则子代中木质素含量低的比例为5/8。据此判断在该杂合子染色体上三对基因的位置可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；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。
【详解】三个突变体两两杂交，F1的木质素含量都正常，说明三个突变体都是等位基因突变成为隐性基因，杂交后代为木质素含量都正常的显性杂合子。任意一对等位基因隐性纯合都会体现出木质素含量低的隐性性状，子代中木质素含量低的比例为5/8，说明木质素含量正常（A_B_C_）的比例为3/8，该情况为两对基因连锁遗传，一对基因独立遗传，如A与b连锁，a与B连锁，Dd位于另一对同源染色体上时，可求出木质素含量低=1-1/2AaBb×3/4D_=5/8，故同理可推至三种情况，如图所示： ,A正确，BCD错误。
故选A。
4. 下列关于孟德尔遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是（ ）
A 非同源染色体自由组合，使所有非等位基因之间也发生自由组合
B. 实验材料豌豆的雌蕊、雄蕊的形成由性染色体上的决定性别的基因控制
C. 孟德尔对自由组合现象的解释是基于对减数分裂的研究而提出的假说
D. 孟德尔设计测交实验并预测结果，是假说的演绎；实施测交实验，是假说的验证
【答案】D
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律时运用的“假说—演绎法”的流程如下图所示（以一对相对性状的豌豆杂交实验为例）:
【详解】A、非同源染色体自由组合，使所有位于非同源染色体上的非等位基因之间也发生自由组合，A错误；
B、豌豆是雌雄同花的植株，不存在性别决定的问题，因此豌豆细胞中的染色体没有性染色体和常染色体之分，B错误；
C、孟德尔没有研究减数分裂过程，对自由组合现象的解释是基于对两对相对性状的杂交实验观察到的现象（不同性状之间的发生了新的组合）提出的问题（是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？）进行的解释，即提出的假说，C错误；
D、孟德尔设计测交实验并预测结果，是对假说的演绎，而实施测交实验则是对假说进行验证，D正确。
故选D。
5. 某生物（2n）的基因型为AaBb，图乙是由细胞甲通过减数分裂产生的一个子细胞，图丙为甲细胞进行分裂时细胞内同源染色体对数的变化曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 细胞甲产生图乙的过程中可能发生了互换
B. 图丙中AF段为有丝分裂，FG段为减数分裂
C. 图丙中CD段细胞含有2n条染色体
D. 若细胞甲产生AaBb的配子，则分裂异常发生在图丙中的HI
【答案】A
【解析】
【分析】1、减数分裂过程：（1）减数第一次分裂间期：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交叉互换；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）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点（粒）分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、由于有丝分裂过程中始终存在同源染色体，因此图丙中AF段属于有丝分裂；而减数第一次分裂结束后同源染色体分离，减数第二次分裂过程中不存在同源染色体，因此FI段属于减数分裂。
【详解】A、甲细胞基因型是AaBb，正常情况下只能产生AB和ab的配子，经过减数分裂之后产生了图示细胞乙，基因型是Ab，可推测，该过程中可能是在四分体时期发生了互换，也可能是发生了基因突变，A正确；
B、由于有丝分裂过程中始终存在同源染色体，因此图丙中AF段属于有丝分裂；而减数第一次分裂结束后同源染色体分离，减数第二次分裂过程中不存在同源染色体，因此FI段属于减数分裂，B错误；
C、图丙中CD段同源染色体对数加倍，是有丝分裂后期，细胞含有的染色体数加倍，共4n条染色体，C错误；
D、若细胞甲产生基因组成为AaBb的配子，则分裂异常发生在图丙中的FG段的减数第一次分裂后期，异常的原因是减数第一次分裂含有AaBb的同源染色体没有分离，D错误。
故选A。
6. 下列关于基因和染色体关系的说法，正确的是（ ）
A. 非等位基因都位于非同源染色体上
B. 与性别相关的性状遗传都属于伴性遗传
C. 位于性染色体的等位基因遵循分离定律
D. 二倍体生物体细胞中基因都是成对存在的
【答案】C
【解析】
【分析】基因和染色体的关系：基因主要在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。
【详解】A、非等位基因位于非同源染色体上和同源染色体的不同部位，A错误；
B、位于性染色体上的基因，所控制的性状在遗传时与性别相关联的现象称为伴性遗传，但并不是与性别相关联的性状遗传就是伴性遗传，如从性遗传，B错误；
C、位于性染色体上的等位基因在遗传时遵循分离定律，其遗传总是与性别有关，属于伴性遗传，C正确；
D、基因在体细胞中不都是成对存在的，如位于X染色体非同源区段的基因，在雄性的体细胞中就不是成对存在，D错误。
故选C。
7. 已知昆虫的灰体（A）对黑檀体（a）为显性，红眼（W）对白眼（w）为显性且位于X染色体上。现有纯种的灰体红眼和黑檀体白眼雌雄昆虫若干，用纯种的灰体红眼雌昆虫与黑檀体白眼雄昆虫杂交，F₁ 无论雌雄都为灰体红眼。欲进一步探究：①探究A、a这对等位基因是在 X染色体上还是在常染色体上；②探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律。不考虑突变和染色体互换，则按下列杂交方法及判断依据，不能得出实验结论的是（ ）
A. 探究实验①：纯种黑檀体雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交，根据子代表型判断
B. 探究实验①：F1雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交，根据F2的雌昆虫表型及比例判断
C. 探究实验②：F1雌雄昆虫之间相互交配，根据F2的表型及比例判断
D. 探究实验②：F1雌昆虫与白眼黑檀体雄昆虫测交，根据F2表型及比例判断
【答案】B
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。
【详解】A、纯种黑檀体雌果蝇（aa、XaXa）与纯种灰体雄果蝇（AA、XAY）杂交，若子代中雌果蝇全为灰体，雄果蝇全为黑檀体，则基因位于X染色体上，否则位于常染色体上，A正确；
B、F1雌果蝇与纯种灰体雄果蝇杂交，无论基因位于常染色体还是X染色体，F2的雌果蝇表型及比例均相同（均为灰体），故不能判断，B错误；
C、F1雌雄个体之间相互交配，若两对基因遵循自由组合定律，则F2的表型及比例为灰体红眼：灰体白眼：黑檀体红眼：黑檀体白眼=9：3：3：1，否则不遵循，C正确；
D、F1雌果蝇与白眼黑檀体雄果蝇测交，若两对基因遵循自由组合定律，则F2的表型及比例为灰体红眼：灰体白眼：黑檀体红眼：黑檀体白眼=1：1：1：1，否则不遵循，D正确。
故选B。
8. 研究发现在肺炎链球菌转化实验中（如下图所示），S型细菌的DNA片段会与R型细菌表面的某些酶结合并被其切割。某些酶能使S型细菌DNA片段的双链打开，另一些酶能降解DNA片段中的一条链。未被降解的DNA单链可与R型细菌的感受态特异蛋白结合，以此种方式进入细胞，并通过同源重组以置换的方式整合（形成杂合DNA区段）进入R型细菌的基因组内，使R型细菌转化为S型细菌。下列相关叙述，错误的是（ ）
注：S基因即控制荚膜形成的基因
A. 转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息有差异
B. 在感受态特异蛋白的作用下，R型细菌发生了基因突变
C. S基因能在R型细菌内正确表达是由于生物共用同一套密码子
D. 刚转化形成的S型细菌分裂一次后可产生R型和S型两种细菌
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知，未被降解的DNA单链可与R型细菌的感受态特异蛋白结合，以此种方式进入细胞，并通过同源重组以置换的方式整合（形成杂合DNA区段）进入R型细菌的基因组内，使R型细菌转化为S型细菌，该过程中通过同源重组以置换的方式整合形成杂合DNA区段属于基因重组，形成的新细菌相当于杂合子。
【详解】A、由于S型菌DNA片段双链拆开后，一条链降解，另一条链进入受体菌，和R型菌的部分同源区段配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成S型菌，因此判断由R型菌转化形成的S型菌和原S型菌遗传信息不同，A正确；
B、虽然感受态特异蛋白在DNA进入R型细菌细胞的过程中起到了作用，但它并没有导致R型细菌发生基因突变。实际上，是S型细菌的DNA片段通过同源重组整合到了R型细菌的基因组中，使R型细菌获得了S型细菌的特性，属于基因重组而非基因突变，B错误；
C、无论是S型细菌还是R型细菌，它们都共用一套密码子来合成蛋白质。因此，当S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的基因组中后能产生特有的荚膜，C正确；
D、这些刚转化形成的S型细菌因为含有杂合DNA区段（即某段DNA的一条链来自S型细菌，另一条链来自R型细菌）。在细胞分裂的过程中，杂合DNA分子会发生复制，分别以两条链为模板形成了两个DNA分子，使得两个子代细胞中一个含有原始的R型细菌DNA，一个含有新获得的S基因，D正确。
故选B。
9. HIV为单链RNA病毒，由病毒携带的逆转录酶进入宿主细胞后催化合成病毒核酸，其过程如下：①以单链RNA为模板，tRNA为引物，催化单链DNA合成；②催化单链RNA水解；③利用单链DNA催化合成互补的DNA，完成双链DNA的合成。下列叙述错误的是（ ）
A. 逆转录现象的发现是对分子生物学中心法则的重要补充
B. 过程①tRNA携带氨基酸进入核糖体，参与单链DNA合成
C. 过程①和②说明逆转录酶具有DNA聚合酶和RNA水解酶活性
D. 过程③不需要解旋酶，互补DNA链的碱基序列与病毒RNA不同
【答案】B
【解析】
【分析】逆转录酶：依赖于RNADNA聚合酶，既可以用DNA为模板，也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录cDNA，用来建立cDNA文库，进而分离为特定蛋白质编码的基因。
【详解】A、 逆转录现象的发现是对分子生物学中心法则的重要补充，A正确；
B、过程①以tRNA为引物，不需要tRNA携带氨基酸进入核糖体参与单链DNA合成，B错误；
C、过程①逆转录酶催化单链DNA合成，过程②逆转录酶催化单链RNA水解，说明逆转录酶具有DNA聚合酶和RNA水解酶活性，C正确；
D、过程③存在DNA单链，利用单链DNA催化合成互补的DNA，不需要解旋酶，互补DNA链的碱基序列与病毒RNA不同，D正确。
故选B。
10. 一个基因的两种不同突变被发现后，科学家通过对野生型基因和两种突变体1和2的基因及其表达的蛋白质进行电泳分析，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 突变体2和野生型相比，基因发生了碱基的缺失
B. 突变体1和野生型相比，基因发生了碱基的替换
C. 突变体1与野生型相比，可能出现多个氨基酸改变
D. 突变体2与野生型相比，蛋白质翻译过程提前终止
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知，突变基因与正常基因等长，所以突变体的基因发生了碱基对的替换，突变体2突变后的蛋白质分子量变小，判断突变后mRNA上终止密码提前出现。
【详解】AB、由图可知，突变体1、2的突变基因与正常基因等长，所以与野生型相比，突变体的基因发生了碱基对的替换，A错误、B正确；
C、突变体1蛋白质分子大小与野生型蛋白质分子大小相同，但氨基酸序列不同，即可能出现多个氨基酸改变，C正确；
D、与野生型相比，突变体2蛋白质分子量变小，判断突变后mRNA上终止密码提前出现，蛋白质翻译过程提前终止，D正确。
故选A。
11. 玉米籽粒黄色基因T与白色基因t位于9号染色体上，无正常9号染色体的花粉不育。现有基因型为Tt的植株甲，T基因位于异常染色体上（如图1）。以植株甲为父本，基因型为Tt的正常植株为母本进行杂交，产生植株乙（如图2）。下列叙述，正确的是（ ）
A. 植株甲产生含T的可育雄配子和含t的可育雄配子，比例接近1：1
B. 植株乙的父本在减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体不分离
C. 不考虑基因突变的情况，植株乙的基因型为TTt或Ttt
D. 若植株乙进行有丝分裂，在后期会形成六个染色体组
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知：9号染色体中的一条染色体缺失了某一片段，属于染色体结构变异中的缺失。由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，所以植株乙中一条正常9号染色体和一条异常染色体都来自父本，由此可见，该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中同源染色体未分离。
【详解】A、无正常9号染色体的花粉不育，T基因位于异常染色体上，在正常分裂的情况下，植株甲（Tt）只能产生含t的可育雄配子，不能产生含T的可育雄配子，A错误；
BC、植株乙的父本（植株甲）在减数第一次分裂过程中同源染色体不分离，在减数第二次分裂的过程中姐妹染色单体正常分离，产生Tt的配子，基因型为Tt的母本产生T、t的配子，因此，植株乙的基因型为TTt或Ttt，B错误，C正确；
D、若植株乙进行有丝分裂，在后期染色体数目加倍，会形成4个染色体组外加两条异常的9号染色体，D错误。
故选C。
12. TGF-β1—Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述正确的是（ ）
A. 恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白增加，因此易分散转移
B. 从功能来看，复合物诱导的靶基因属于原癌基因
C. 复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D. 若靶细胞不能正常合成受体蛋白，靶细胞仍能正常凋亡
【答案】C
【解析】
【分析】癌细胞形成的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其特征为：（1）能无限增殖；（2）癌细胞的形态结构发生显著改变；（3）癌细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使细胞间黏着性降低，易于在体内扩散转移。
【详解】A、恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，使细胞之间的黏着性降低，因此它们易分散转移，A错误；
B、由题意“生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生”，可知复合物诱导的靶基因属于抑癌基因，B错误；
C、胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，实现了细胞质向细胞核的信息传递，C正确；
D、若该受体蛋白基因不表达，就不能使信息传到细胞核诱导靶基因的表达，就不能抑制靶细胞的不正常分裂，所以靶细胞不能正常凋亡，D错误。
故选C。
二、选择题（本大题共4小题，每小题4分，计16分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
13. 某男性基因型为TtRr，体内一个精原细胞进行有丝分裂得到两个子细胞为A1和A2；另一个精原细胞进行减数第一次分裂得到两个子细胞为B1和B2，其中一个次级精母细胞再经过减数第二次分裂产生两个子细胞为C1和C2，另一个次级精母细胞再经过减数第二次分裂产生两个子细胞为D1和D2，其中D1的基因型为Trr。那么，在无交叉互换和基因突变的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 染色体形态数目完全相同并且不含同源染色体的是B1和B2、C1和C2
B. 就上述两对等位基因而言，遗传信息相同的是A1和A2、B1和B2、C1和C2
C. 核DNA 分子数的关系式是A1＝A2＝B1＝B2＝C1＋C2＝D1＋D2
D. D1变异的原因是纺锤体的形成受抑制导致姐妹染色单体未分开
【答案】C
【解析】
【分析】1、有丝分裂形成的两个子细胞与亲代细胞完全相同，因此A1和A2所含的遗传信息、DNA分子数、染色体形态等完全相同；
2、减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此B1和B2中都不含同源染色体，且染色体的形态也不同，但两者所含的DNA分子数目、染色体组数完全相同；
3、减数第二次分裂类似于有丝分裂，因此C1和C2所含的遗传信息、DNA分子数、染色体形态等完全相同。
4、由于D1的基因型是Trr，则发生了姐妹染色单体移向一极的现象，D2基因型是T，而C1和C2的基因型是tR和tR。
【详解】A、染色体数目完全相同并且不含同源染色体的是减数第二次分裂的细胞，即C1和C2，由于D1和D2发生了染色体数目变异，所以二者染色体数目不同，A错误；
B、B1和B2是减数第一次分裂产生的子细胞，是由于同源染色体分离造成的，所以二者遗传信息不同，B错误；
C、A1、A2是体细胞，DNA分子数目为2n，B1、B2是次级精母细胞，DNA分子数为2n，C1、C2、D1、D2是精细胞，DNA分子数为n，虽然D1和D2发生了染色体变异，但不影响DNA分子总数，所以DNA数目A1＝A2＝B1＝B2＝C1＋C2＝D1＋D2，C正确；
D、D1变异的原因是姐妹染色体单体移向了一极，如果是由于纺锤丝的形成受阻，则不会分裂形成两个子细胞，染色体数目加倍，D错误。
故选C。
14. 如图为真核细胞内某基因结构示意图，该基因共由1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基T占15%。下列说法错误的是（ ）
A. 该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上
B. 该基因的一条脱氧核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3：7
C. 解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶用于催化②部位的化学键形成
D. 该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸4900个
【答案】ABC
【解析】
【分析】分析题图：图示为真核细胞内某基因结构示意图，其中，①为磷酸二酯键，②为氢键，是解旋酶的作用位点。
【详解】A、如图为真核细胞内某基因结构示意图，真核细胞的基因大多数分布在真核细胞的细胞核内，少数分布于细胞质的线粒体和叶绿体中，故该基因不一定存在于细胞核内的染色体DNA 上，A错误；
B、由题干可得，该基因中碱基T共有1000×2×15%=300个，根据碱基互补配对原则，A=T=300，C=G=700，则该DNA分子双链中（C+G）∶（A+T）=单链中（C+G）∶（A+T）=1400∶600=7∶3，B错误；
C、图中①表示磷酸二酯键，②表示氢键，DNA聚合酶用于催化①部位的化学键形成，解旋酶作用于②部位，C错误；
D、该基因复制3次，所需要的游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸数量为（23-1）×700=4900个，D正确。
故选ABC。
15. 2021年11月，清华大学颉伟课题组利用未成熟卵母细胞原位显微注射技术，在斑马鱼里建立了DNA甲基转移酶的母源敲低(敲除)模型，证明了全基因组范围内大幅度降低斑马鱼早期胚胎的DNA甲基化水平会导致早期胚胎死亡。下列说法正确的是（ ）
A. 卵母细胞中DNA甲基化会改变DNA的碱基序列
B. DNA甲基转移酶能够为DNA甲基化过程提供能量
C. 提高卵母细胞中DNA甲基化水平有利于精子与卵细胞的结合
D. 该研究表明适当提高DNA甲基化水平有利于斑马鱼早期胚胎正常发育
【答案】D
【解析】
【分析】生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
【详解】A、卵母细胞中DNA甲基化不会改变DNA的碱基序列，但会影响基因表达和表型，A错误；
B、酶在化学反应中起催化作用，原理是能降低化学反应所需活化能，不能为反应提供能量，B错误；
C、颉伟课题组的研究内容中并没有提及卵母细胞DNA甲基化水平与精卵结合的关系，所以得不出该结论，C错误；
D、“提高DNA甲基化水平有利于斑马鱼早期胚胎正常发育”的描述，与题干中“全基因组范围内大幅度降低斑马鱼早期胚胎的DNA甲基化水平会导致早期胚胎死亡”的信息相一致，D正确。
故选D。
16. 某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（ ）
A. 该生物进行基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B. 图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
C. 若将细菌某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能减少
D. 一条mRNA上结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成提高了翻译效率
【答案】ACD
【解析】
【分析】图示为翻译的过程，在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、DNA是细菌的遗传物质，控制生物的性状，该生物进行基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码，A正确；
B、图中5个核糖体是先后结合到mRNA上开始翻译的，最右边的核糖体最早结合到mRNA上开始翻译，也最早结束翻译，B错误；
C、由题干信息可知多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定，故若将细菌的某基因截短，对应的mRNA可能变短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能减少，C正确；
D、一条mRNA上可以结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，这样可以大大提高翻译的效率，D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、非选择题（本大题共5小题，计60分）
17. 已知果蝇的有眼与无眼、正常翅与裂翅分别由基因A/a、B/b控制，这两对基因中只有一对位于X染色体上，且某一种基因型的个体存在胚胎致死现象。现有一对有眼裂翅雌雄果蝇杂交，F1表型及数量如图所示。为观察眼形基因的变化，研究者用红色荧光和绿色荧光分别标记A、a基因，不考虑基因突变和染色体变异。请分析并回答问题：
（1）由杂交结果可以判定，控制果蝇翅形的基因位于___染色体上，判断依据是___。
（2）不考虑变异，观察亲本雄果蝇的精原细胞减数分裂I的前期，其细胞内控制眼形基因的荧光标记情况及所在的染色体行为是___，亲本果蝇的基因型为___。
（3）分析F1的表型可知，推测基因型为___的胚胎致死，请从亲本和F1中选择合适的果蝇设计杂交实验来验证你的推测，简要写出实验思路及预期结果:_____________。
【答案】（1） ①. X ②. 亲本均为裂翅，F1中正常翅只在雄果蝇中出现
（2） ①. 具有2个红色荧光点的染色体和具有2个绿色荧光点的染色体进行联会 ②. AaXBY，AaXBXb
（3） ①. aaXbY ②. 实验思路：选择F1中的无眼裂翅雄果蝇aaXBY与亲本中的有眼裂翅雌果蝇AaXBXb杂交。预期结果：子代中有眼裂翅雌果蝇∶有眼裂翅雄果蝇∶有眼正常翅雄果蝇∶无眼裂翅雌果蝇∶无眼裂翅雄果蝇=2∶1∶1∶2∶1
【解析】
【分析】根据杂交结果分析，亲本均为裂翅，F1中正常翅只在雄果蝇中出现，与性别相关联，说明控制翅形的基因位于X染色体上，裂翅为显性性状。根据题意，这两对基因中只有一对位于X染色体上，则有眼与无眼的基因位于常染色体上，亲代均为有眼，而子代出现性状分离的现象，则有眼为显性。结合杂交结果可推知，亲本的基因型为AaXBY、AaXBXb。
【小问1详解】
根据杂交结果分析，亲本均为裂翅，F1中正常翅只在雄果蝇中出现，与性别相关联，说明控制翅形的基因位于X染色体上，裂翅为显性性状。
【小问2详解】
由于两对等位基因中只有一对基因位于X染色体上，控制翅形的基因位于X染色体上，则控制有眼与无眼的基因位于常染色体上，亲代均为有眼，而子代出现性状分离的现象，则有眼为显性。结合杂交结果可推知，亲本的基因型为AaXBY、AaXBXb。果蝇的精原细胞在减数分裂前的间期进行DNA复制，在减数分裂I的前期同源染色体发生两两配对的联会现象。由于亲本雄果蝇的基因型是AaXBY，不考虑变异，因此在减数分裂I的前期可以观察到具有2个红色荧光点（A基因）的染色体和具有2个绿色荧光点（a基因）的染色体进行联会。
【小问3详解】
分析题中杂交实验，亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY，F1中没有无眼正常翅雄性个体，推测无眼正常翅雄性个体可能胚胎致死，其基因型为aaXbY。从亲本和F1中选择合适的果蝇设计杂交实验来证明基因型为aaXbY的胚胎致死，可选择F1中的无眼裂翅雄果蝇aaXBY与亲本中的有眼裂翅雌果蝇AaXBXb杂交，若子代中有眼裂翅雌果蝇∶有眼裂翅雄果蝇∶有眼正常翅雄果蝇∶无眼裂翅雌果蝇∶无眼裂翅雄果蝇=2∶1∶1∶2∶1，则推测成立。
18. 朊病毒是一种不含核酸而仅由蛋白质构成的、可自我复制并具感染性的因子，某科研小组进行如图所示实验，验证了朊病毒的蛋白质是侵染因子，能侵入到牛的活细胞中，实验中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题：
（1）本实验采用的方法是__________。
（2）如果添加试管5、6，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，连续培养一段时间后，再提取朊病毒并加入试管3，培养适宜时间后搅拌、离心，检测到放射性主要位于___________中，原因是__________随朊病毒侵入牛脑组织细胞中，离心后位于该部位；少量位于__________中，原因是少量的__________不能成功侵入牛脑组织细胞；离心后位于该部位。
（3）T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入大肠杆菌细胞是向宿主细胞注入_________（填物质），分别利用大肠杆菌的脱氧核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成，而朊病毒可能是向宿主细胞注入蛋白质。如何对T2噬菌体进行32P标记？__________。
【答案】（1）放射性同位素标记技术
（2） ①. 沉淀物 ②. 35S ③. 上清液 ④. 朊病毒
（3） ①. DNA ②. 在含有32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记的T2噬菌体
【解析】
【分析】朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞—牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，即试管4中几乎没有32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有核酸。
【小问1详解】
由图可知，本实验用32P和35S标记的朊病毒进行实验，采用了放射性同位素标记技术。
【小问2详解】
朊病毒的蛋白质中含有S元素，如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，连续培养一段时间后，再提取朊病毒并加入试管3，朊病毒的蛋白质中含有35S，培养适宜时间后离心，由于朊病毒的蛋白质是侵染因子，35S随朊病毒侵入牛脑组织细胞中，离心后放射性应主要位于牛脑组织细胞中，即沉淀物中；少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中。
【小问3详解】
朊病毒是一类非正常的病毒，它不含通常病毒所含有的核酸。一般病毒是将遗传物质送到宿主细胞体内，再进行自身基因的转录、翻译过程。T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入DNA，利用宿主细胞的脱氧核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成，而朊病毒可能是向宿主细胞注入蛋白质。T2噬菌体属于病毒，不能用培养基直接培养，所以让T2噬菌体进行32P标记的操作流程为在含有32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记的T2噬菌体。
19. 空间转录组技术旨在对细胞的基因表达进行定量测量，同时提供细胞在组织空间的具体位置信息。该技术设计了一种标签TIVA-tag（包括一段尿嘧啶序列和蛋白质），该标签进入活细胞后与mRNA的腺嘌呤序列尾（真核细胞mRNA均具有）结合得到产物TIYA-tag-mRNA，回收并纯化该产物之后，将mRNA洗脱下来用于转录组分析。回答下列问题：
（1）细胞中基因转录成mRNA需要___（酶）参与催化，与翻译相比，转录中特有的碱基配对方式是___。
（2）TIVA-tag与ATP含有的五碳糖___（填“相同”或“不同”）。上述过程没有涉及到磷酸二酯键的形成和断裂，判断依据是___。
（3）同一生物的不同活细胞利用该技术获得的TIVA-tag-mRNA种类不完全相同，原因是___。
（4）肿瘤的异质性是指肿瘤在生长过程中，经多次分裂导致其子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变，导致肿瘤的生长速度、对药物的敏感性等方面存在差异。空间转录组技术能够直接观测到___，因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
【答案】（1） ①. RNA聚合酶 ②. T-A
（2） ①. 相同 ②. TIVA-tag与mRNA的腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键，洗脱断裂的也是氢键，不涉及磷酸二酯键的形成和断裂
（3）同一生物的不同活细胞基因选择性表达的情况存在差异，产生的mRNA不完全相同，利用该技术获得的TIVA-tag-mRNA种类不完全相同
（4）不同组织区域基因表达的情况
【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RNA；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。
【小问1详解】
转录需要RNA聚合酶参与催化。翻译过程中的碱基互补配对原则为A-U、G-C，而转录涉及的碱基互补配对原则是A-U、G-C、T-A，所以其特有的碱基配对方式为T-A。
【小问2详解】
TIVA-tag与ATP都含有核糖。TIVA-tag与mRNA腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键，洗脱断裂的也是氢键，不涉及磷酸二酯键的形成和断裂。
【小问3详解】
由于同一生物的不同活细胞基因选择性表达的情况存在差异，产生的mRNA不完全相同，所以利用该技术获得的TIVA-tag-mRNA种类不完全相同。
【小问4详解】
异质性是恶性肿瘤的主要特征之一，与癌症的发生发展、转移侵袭以及预后治疗等密切相关。空间转录组技术能够直接观测到不同组织区域基因表达的异质性情况，因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
20. 通过花药离体培养的方法获取单倍体，技术难度高，效率低下。科学家在玉米中发现了一个孤雌生殖诱导系，它作父本与其他品系杂交时，可诱发后代中出现一定数量的单倍体。吉林农业科学院在此基础上研制了平均单倍体诱导率提高10倍的吉高诱3号，为便于筛选，科研人员将共同控制紫色素合成的A、R两种外源基因导入吉高诱3号玉米（正常玉米表型为白色，缺乏A、R则视作a、r）。A和R基因共存时，玉米籽粒为紫色，其余为白色。研究过程中某两种转基因品系多次杂交，结果如图所示。不考虑染色体互换，请分析下列问题：
（1）通过花药离体培养的方法获取单倍体依据的育种原理是___，用单倍体来辅助育种，最大的优势是___。
（2）据图示杂交结果，亲代白粒玉米的基因型可能为___。
（3）研究发现，孤雌生殖诱导系的磷脂酶基因ZmPLA1突变，导致精子细胞膜结构不完整或脆弱。据此请推测该品系能诱导产生单倍体后代的原因：___。
（4）基因型为AARR的吉高诱3号品系作父本与正常品系（aarr）杂交时，产生的单倍体及二倍体种子的颜色分别为___。现有具特定优良性状的杂交子一代植株甲请写出利用基因型为AARR的吉高诱3号品系与之杂交，以培育出符合育种目标的纯合子的方法：___。
【答案】（1） ①. 染色体（数目）变异 ②. 可明显缩短育种年限
（2）Aarr或aaRr
（3）受精过程中精子细胞膜破裂，来自父本的染色体全部（成套）丢失
（4） ①. 白色、紫色 ②. 用基因型为AARR的吉高诱3号作父本与甲植株杂交，在甲所获种子中筛选白色的单倍体种子并种植，在其萌发期或幼苗期用秋水仙素等处理使染色体数目加倍；据目标性状对子代植株进行筛选，并通过自交留种使用
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。
单倍体生物是由未经受精作用的配子发育成的个体，其染色体数为本物种配子染色体数。
【小问1详解】
通过花药离体培养的方法获取单倍体而后通过诱导染色体数目加倍获得染色体数目正常的个体依据的育种原理是染色体（数目）变异，用单倍体来辅助育种，其典型的优势是能明显缩短育种年限。
【小问2详解】
根据题意可知，紫粒玉米的基因型可表示为A_R_，白粒玉米的基因型可表示为A_rr、aaR_、aarr，而图中的子一代中紫粒玉米的比例为3/4×1/2=3/8，因此亲代玉米的基因型为AaRr和Aarr，或AaRr和aaRr，即白粒玉米的基因型为Aarr或aaRr。
【小问3详解】
研究发现，孤雌生殖诱导系的磷脂酶基因ZmPLA1突变，导致精子细胞膜结构不完整或脆弱，据此可推测孤雌生殖产生的原因是受精过程中精子细胞膜破裂，来自父本的染色体全部（成套）丢失，进而通过孤雌生殖获得了单倍体植株。
【小问4详解】
基因型为AARR的吉高诱3号品系作父本与正常品系（aarr）杂交时，产生的单倍体的基因型为ar，因而产生的种子的颜色为白色，而杂交获得的二倍体的基因型为AaRr，其种子的颜色为紫色。现有具特定优良性状的杂交子一代植株甲，其基因型为AaRr，用基因型为AARR的吉高诱3号作父本与甲植株（其产生的配子类型为AR、Ar、aR、ar）杂交，在甲所获种子中筛选白色的单倍体种子并种植，在其萌发期或幼苗期用秋水仙素等处理使染色体数目加倍；据目标性状对子代植株进行筛选，并通过自交留种使用即可。
21. 已知等位基因A/a、B/b独立遗传，基因a和基因b均可独立导致人体患某一遗传病，基因a位于性染色体上。图1是一家系有关该病（不考虑X、Y染色体的同源区段）的遗传图谱；图2表示该家系部分成员与该病有关的基因的电泳结果，基因A、B、a、b均只电泳出一个条带。不考虑突变，回答下列问题：
（1）据图分析，Ⅱ-1的基因型为_______，导致图中Ⅱ-1患病的致病基因来自_______。
（2）据图分析，致病基因a和基因b分别对应图2中的条带_______（填序号）。I-1和I-2再生一个患病孩子的概率为_______。
（3）人卵细胞形成过程如图3所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查，可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子是该病a基因携带者（XAXa），需要进行遗传筛查，不考虑突变和基因b。若第一极体X染色体上有2个A基因，则所生男孩_____（填“患该病”或“不患该病”）；若第二极体X染色体上有1个a基因，则所生男孩________（填“一定”或“不一定”）患该病。
（4）微卫星分子标记可用于刑侦领域。微卫星分子标记，又被称为短串联重复序列或简单重复序列，是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，由2~6个核苷酸组成的串联重复片段构成，例如：
（不再分裂）DNA单链序列“…AGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGC…”
由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此是普遍使用的DNA分子标记。DNA单链序列的重复序列为_________。微卫星分子标记的基因的遗传_______（填“可遵循”或“不可遵循”）孟德尔遗传规律。
【答案】（1） ①. bbXAXa ②. I-1和I-2
（2） ①. ④和③ ②. 7/16
（3） ①. 患该病 ②. 不一定
（4） ①. AGC ②. 可遵循
【解析】
【分析】人类遗传病的遗传方式：根据遗传系谱图推测，“无中生有”是隐性，“无”指的是父母均不患病，“有”指的是子代中有患病个体；隐性遗传看女病，后代女儿患病父亲正常的话是常染色体遗传。“有中生无”是显性，“有”指的是父母患病，“无”指的是后代中有正常个体；显性遗传看男病，儿子正常母亲患病为常染色体遗传，母女都患病为伴X染色体遗传。母亲和女儿都正常，遗传病只在男子之间遗传的话，极有可能是伴Y染色体遗传。
【小问1详解】
题干信息，等位基因A/a、B/b独立遗传，则遵循自由组合定律，基因a位于性染色体上，则b位于常染色体上，若Ⅱ-1是a导致的患病，则I-1也患病，不符合题意，可见Ⅱ-1是b导致的患病，只考虑B/b，则I-1和I-2的基因型为Bb，Ⅱ-1的基因型为bb，A/a位于性染色体上，Ⅱ-1的基因型为bbXAX-，但是图2中Ⅱ-1有3个条带，故Ⅱ-1基因型是bbXAXa，其体内的致病基因来源于I-1和I-2。
【小问2详解】
由小问（1）分析，只考虑B/b，则I-1和I-2的基因型为Bb，A/a位于性染色体上，图2中I-1和I-2都是杂合子，I-1和I-2的基因型分别是BbXAXa和BbXAY，则Ⅱ-2的基因型为B_XAY。I-2不含基因a，说明条带④为基因a；由小问（1）可知Ⅱ-1不含基因B，说明条带①为基因B；图2中Ⅱ-2的条带只有2条带，则Ⅱ-2的基因型为BBXAY，则②为A，结合图2分析可进一步确定，条带①②③④分别表示的基因为B、A、b、a。I-1（BbXAXa）和I-2（BbXAY）生一个只患a导致的遗传病概率为1/4，只患b导致的遗传病概率为1/4，则不患病孩子的概率为（1-1/4）×（1-1/4）=9/16，故再生一个患病孩子的概率为1-9/16=7/16。
【小问3详解】
不考虑基因突变，若第一极体X染色体上有2个A基因，则次级卵母细胞中有2个a基因，卵细胞中也会携带a基因，则所生男孩一定患病。若由于之前的染色体片段的互换，有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因，另外第二极体可以是第一极体分裂产生的，也可以是次级卵母细胞产生的，故第二极体X染色体上有1个a基因，卵细胞中也可能是XA基因，则所生男孩不一定患病。
【小问4详解】
DNA单链序列的重复序列为“AGC”。微卫星分子标记的基因存在于真核生物核基因组中，孟德尔遗传规律适合于真核生物的核基因遗传，可见微卫星分子标记的基因的遗传可遵循孟德尔遗传规律。
1．本试题共8页，满分100分，答题时间75分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。
3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，计24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. 孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因的分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例，能说明基因分离定律实质的是（ ）
A. F2表现型的比为3：1
B. F1产生配子的比为1：1
C. F2基因型的比为1：2：1
D. 测交后代比为1：1
【答案】B
【解析】
【分析】基因分离的实质指的是在杂合子的细胞中，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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、F2表现型的比为3：1，属于性状分离，A错误；
B、F1在减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，产生配子的比为1：1，故F1产生配子的比为1：1能说明基因分离定律实质，B正确；
C、F2基因型的比为1：2：1，是产生的配子随机结合形成的，属于结果而不是实质，C错误；
D、测交后代比为1：1，是检测F1基因型的，不能说明基因分离定律的实质，D错误。
故选B。
2. 梨树是雌雄同株植物，研究发现其具有通过“不亲和基因”（复等位基因 S1、S2、S3、S4）抑制“近亲试卷源自 每日更新，更低价下载，欢迎访问。繁殖”的机制，具体表现为：当花粉与母本含有的基因相同时，花粉不能参与受精。下列叙述错误的是（ ）
A. 父本 S1S2 与母本 S2S3 杂交后代的基因型为 S1S2、S1S3
B. S1S2×S1S3 正反交结果相同，且都没有纯合子后代
C. 基因 S1、S2、S3、S4 位于同源染色体上，遵循分离定律
D. 基因型为 S1S2 和 S3S4 的梨树杂交可提高结实率
【答案】B
【解析】
【分析】梨树是雌雄同株植物，具有通过“不亲和基因”抑制“近亲繁殖”的机制，可知不存在纯合子。
【详解】A、父本S₁S₂与母本S₂S₃杂交，含S₂花粉不参与受精，后代的基因型为S₁S₂、S₁S₃，A正确；
B、S₁S₂×S₁S₃正反交结果不相同，且都没有纯合子后代，B错误；
C、基因S₁、S₂、S₃、S₄为复等位基因，位于同源染色体上，遵循分离定律，C正确；
D、基因型为S₁S₂和S₃S₄的梨树杂交，所有花粉均可参与受精，可提高结实率，D正确。
故选B。
3. 木材的材质与木质素含量有密切的关系，用木质素含量低的木材造纸能减少废料和污染。下图为木质素合成的部分代谢途径。某树种的木质素含量正常与木质素含量低是一对相对性状，现有该树种木质素含量低的三个突变体，由图中三种酶对应的常染色体单基因纯合突变所致。三个突变体两两杂交，F1的木质素含量都正常。若将三对基因（A/a、B/b、C/c）均杂合的个体自交（不发生突变和互换），则子代中木质素含量低的比例为5/8。据此判断在该杂合子染色体上三对基因的位置可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；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。
【详解】三个突变体两两杂交，F1的木质素含量都正常，说明三个突变体都是等位基因突变成为隐性基因，杂交后代为木质素含量都正常的显性杂合子。任意一对等位基因隐性纯合都会体现出木质素含量低的隐性性状，子代中木质素含量低的比例为5/8，说明木质素含量正常（A_B_C_）的比例为3/8，该情况为两对基因连锁遗传，一对基因独立遗传，如A与b连锁，a与B连锁，Dd位于另一对同源染色体上时，可求出木质素含量低=1-1/2AaBb×3/4D_=5/8，故同理可推至三种情况，如图所示： ,A正确，BCD错误。
故选A。
4. 下列关于孟德尔遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是（ ）
A 非同源染色体自由组合，使所有非等位基因之间也发生自由组合
B. 实验材料豌豆的雌蕊、雄蕊的形成由性染色体上的决定性别的基因控制
C. 孟德尔对自由组合现象的解释是基于对减数分裂的研究而提出的假说
D. 孟德尔设计测交实验并预测结果，是假说的演绎；实施测交实验，是假说的验证
【答案】D
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律时运用的“假说—演绎法”的流程如下图所示（以一对相对性状的豌豆杂交实验为例）:
【详解】A、非同源染色体自由组合，使所有位于非同源染色体上的非等位基因之间也发生自由组合，A错误；
B、豌豆是雌雄同花的植株，不存在性别决定的问题，因此豌豆细胞中的染色体没有性染色体和常染色体之分，B错误；
C、孟德尔没有研究减数分裂过程，对自由组合现象的解释是基于对两对相对性状的杂交实验观察到的现象（不同性状之间的发生了新的组合）提出的问题（是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢？）进行的解释，即提出的假说，C错误；
D、孟德尔设计测交实验并预测结果，是对假说的演绎，而实施测交实验则是对假说进行验证，D正确。
故选D。
5. 某生物（2n）的基因型为AaBb，图乙是由细胞甲通过减数分裂产生的一个子细胞，图丙为甲细胞进行分裂时细胞内同源染色体对数的变化曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 细胞甲产生图乙的过程中可能发生了互换
B. 图丙中AF段为有丝分裂，FG段为减数分裂
C. 图丙中CD段细胞含有2n条染色体
D. 若细胞甲产生AaBb的配子，则分裂异常发生在图丙中的HI
【答案】A
【解析】
【分析】1、减数分裂过程：（1）减数第一次分裂间期：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交叉互换；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）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点（粒）分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、由于有丝分裂过程中始终存在同源染色体，因此图丙中AF段属于有丝分裂；而减数第一次分裂结束后同源染色体分离，减数第二次分裂过程中不存在同源染色体，因此FI段属于减数分裂。
【详解】A、甲细胞基因型是AaBb，正常情况下只能产生AB和ab的配子，经过减数分裂之后产生了图示细胞乙，基因型是Ab，可推测，该过程中可能是在四分体时期发生了互换，也可能是发生了基因突变，A正确；
B、由于有丝分裂过程中始终存在同源染色体，因此图丙中AF段属于有丝分裂；而减数第一次分裂结束后同源染色体分离，减数第二次分裂过程中不存在同源染色体，因此FI段属于减数分裂，B错误；
C、图丙中CD段同源染色体对数加倍，是有丝分裂后期，细胞含有的染色体数加倍，共4n条染色体，C错误；
D、若细胞甲产生基因组成为AaBb的配子，则分裂异常发生在图丙中的FG段的减数第一次分裂后期，异常的原因是减数第一次分裂含有AaBb的同源染色体没有分离，D错误。
故选A。
6. 下列关于基因和染色体关系的说法，正确的是（ ）
A. 非等位基因都位于非同源染色体上
B. 与性别相关的性状遗传都属于伴性遗传
C. 位于性染色体的等位基因遵循分离定律
D. 二倍体生物体细胞中基因都是成对存在的
【答案】C
【解析】
【分析】基因和染色体的关系：基因主要在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。
【详解】A、非等位基因位于非同源染色体上和同源染色体的不同部位，A错误；
B、位于性染色体上的基因，所控制的性状在遗传时与性别相关联的现象称为伴性遗传，但并不是与性别相关联的性状遗传就是伴性遗传，如从性遗传，B错误；
C、位于性染色体上的等位基因在遗传时遵循分离定律，其遗传总是与性别有关，属于伴性遗传，C正确；
D、基因在体细胞中不都是成对存在的，如位于X染色体非同源区段的基因，在雄性的体细胞中就不是成对存在，D错误。
故选C。
7. 已知昆虫的灰体（A）对黑檀体（a）为显性，红眼（W）对白眼（w）为显性且位于X染色体上。现有纯种的灰体红眼和黑檀体白眼雌雄昆虫若干，用纯种的灰体红眼雌昆虫与黑檀体白眼雄昆虫杂交，F₁ 无论雌雄都为灰体红眼。欲进一步探究：①探究A、a这对等位基因是在 X染色体上还是在常染色体上；②探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律。不考虑突变和染色体互换，则按下列杂交方法及判断依据，不能得出实验结论的是（ ）
A. 探究实验①：纯种黑檀体雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交，根据子代表型判断
B. 探究实验①：F1雌昆虫与纯种灰体雄昆虫杂交，根据F2的雌昆虫表型及比例判断
C. 探究实验②：F1雌雄昆虫之间相互交配，根据F2的表型及比例判断
D. 探究实验②：F1雌昆虫与白眼黑檀体雄昆虫测交，根据F2表型及比例判断
【答案】B
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。
【详解】A、纯种黑檀体雌果蝇（aa、XaXa）与纯种灰体雄果蝇（AA、XAY）杂交，若子代中雌果蝇全为灰体，雄果蝇全为黑檀体，则基因位于X染色体上，否则位于常染色体上，A正确；
B、F1雌果蝇与纯种灰体雄果蝇杂交，无论基因位于常染色体还是X染色体，F2的雌果蝇表型及比例均相同（均为灰体），故不能判断，B错误；
C、F1雌雄个体之间相互交配，若两对基因遵循自由组合定律，则F2的表型及比例为灰体红眼：灰体白眼：黑檀体红眼：黑檀体白眼=9：3：3：1，否则不遵循，C正确；
D、F1雌果蝇与白眼黑檀体雄果蝇测交，若两对基因遵循自由组合定律，则F2的表型及比例为灰体红眼：灰体白眼：黑檀体红眼：黑檀体白眼=1：1：1：1，否则不遵循，D正确。
故选B。
8. 研究发现在肺炎链球菌转化实验中（如下图所示），S型细菌的DNA片段会与R型细菌表面的某些酶结合并被其切割。某些酶能使S型细菌DNA片段的双链打开，另一些酶能降解DNA片段中的一条链。未被降解的DNA单链可与R型细菌的感受态特异蛋白结合，以此种方式进入细胞，并通过同源重组以置换的方式整合（形成杂合DNA区段）进入R型细菌的基因组内，使R型细菌转化为S型细菌。下列相关叙述，错误的是（ ）
注：S基因即控制荚膜形成的基因
A. 转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息有差异
B. 在感受态特异蛋白的作用下，R型细菌发生了基因突变
C. S基因能在R型细菌内正确表达是由于生物共用同一套密码子
D. 刚转化形成的S型细菌分裂一次后可产生R型和S型两种细菌
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知，未被降解的DNA单链可与R型细菌的感受态特异蛋白结合，以此种方式进入细胞，并通过同源重组以置换的方式整合（形成杂合DNA区段）进入R型细菌的基因组内，使R型细菌转化为S型细菌，该过程中通过同源重组以置换的方式整合形成杂合DNA区段属于基因重组，形成的新细菌相当于杂合子。
【详解】A、由于S型菌DNA片段双链拆开后，一条链降解，另一条链进入受体菌，和R型菌的部分同源区段配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成S型菌，因此判断由R型菌转化形成的S型菌和原S型菌遗传信息不同，A正确；
B、虽然感受态特异蛋白在DNA进入R型细菌细胞的过程中起到了作用，但它并没有导致R型细菌发生基因突变。实际上，是S型细菌的DNA片段通过同源重组整合到了R型细菌的基因组中，使R型细菌获得了S型细菌的特性，属于基因重组而非基因突变，B错误；
C、无论是S型细菌还是R型细菌，它们都共用一套密码子来合成蛋白质。因此，当S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的基因组中后能产生特有的荚膜，C正确；
D、这些刚转化形成的S型细菌因为含有杂合DNA区段（即某段DNA的一条链来自S型细菌，另一条链来自R型细菌）。在细胞分裂的过程中，杂合DNA分子会发生复制，分别以两条链为模板形成了两个DNA分子，使得两个子代细胞中一个含有原始的R型细菌DNA，一个含有新获得的S基因，D正确。
故选B。
9. HIV为单链RNA病毒，由病毒携带的逆转录酶进入宿主细胞后催化合成病毒核酸，其过程如下：①以单链RNA为模板，tRNA为引物，催化单链DNA合成；②催化单链RNA水解；③利用单链DNA催化合成互补的DNA，完成双链DNA的合成。下列叙述错误的是（ ）
A. 逆转录现象的发现是对分子生物学中心法则的重要补充
B. 过程①tRNA携带氨基酸进入核糖体，参与单链DNA合成
C. 过程①和②说明逆转录酶具有DNA聚合酶和RNA水解酶活性
D. 过程③不需要解旋酶，互补DNA链的碱基序列与病毒RNA不同
【答案】B
【解析】
【分析】逆转录酶：依赖于RNADNA聚合酶，既可以用DNA为模板，也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录cDNA，用来建立cDNA文库，进而分离为特定蛋白质编码的基因。
【详解】A、 逆转录现象的发现是对分子生物学中心法则的重要补充，A正确；
B、过程①以tRNA为引物，不需要tRNA携带氨基酸进入核糖体参与单链DNA合成，B错误；
C、过程①逆转录酶催化单链DNA合成，过程②逆转录酶催化单链RNA水解，说明逆转录酶具有DNA聚合酶和RNA水解酶活性，C正确；
D、过程③存在DNA单链，利用单链DNA催化合成互补的DNA，不需要解旋酶，互补DNA链的碱基序列与病毒RNA不同，D正确。
故选B。
10. 一个基因的两种不同突变被发现后，科学家通过对野生型基因和两种突变体1和2的基因及其表达的蛋白质进行电泳分析，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 突变体2和野生型相比，基因发生了碱基的缺失
B. 突变体1和野生型相比，基因发生了碱基的替换
C. 突变体1与野生型相比，可能出现多个氨基酸改变
D. 突变体2与野生型相比，蛋白质翻译过程提前终止
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知，突变基因与正常基因等长，所以突变体的基因发生了碱基对的替换，突变体2突变后的蛋白质分子量变小，判断突变后mRNA上终止密码提前出现。
【详解】AB、由图可知，突变体1、2的突变基因与正常基因等长，所以与野生型相比，突变体的基因发生了碱基对的替换，A错误、B正确；
C、突变体1蛋白质分子大小与野生型蛋白质分子大小相同，但氨基酸序列不同，即可能出现多个氨基酸改变，C正确；
D、与野生型相比，突变体2蛋白质分子量变小，判断突变后mRNA上终止密码提前出现，蛋白质翻译过程提前终止，D正确。
故选A。
11. 玉米籽粒黄色基因T与白色基因t位于9号染色体上，无正常9号染色体的花粉不育。现有基因型为Tt的植株甲，T基因位于异常染色体上（如图1）。以植株甲为父本，基因型为Tt的正常植株为母本进行杂交，产生植株乙（如图2）。下列叙述，正确的是（ ）
A. 植株甲产生含T的可育雄配子和含t的可育雄配子，比例接近1：1
B. 植株乙的父本在减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体不分离
C. 不考虑基因突变的情况，植株乙的基因型为TTt或Ttt
D. 若植株乙进行有丝分裂，在后期会形成六个染色体组
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知：9号染色体中的一条染色体缺失了某一片段，属于染色体结构变异中的缺失。由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，所以植株乙中一条正常9号染色体和一条异常染色体都来自父本，由此可见，该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中同源染色体未分离。
【详解】A、无正常9号染色体的花粉不育，T基因位于异常染色体上，在正常分裂的情况下，植株甲（Tt）只能产生含t的可育雄配子，不能产生含T的可育雄配子，A错误；
BC、植株乙的父本（植株甲）在减数第一次分裂过程中同源染色体不分离，在减数第二次分裂的过程中姐妹染色单体正常分离，产生Tt的配子，基因型为Tt的母本产生T、t的配子，因此，植株乙的基因型为TTt或Ttt，B错误，C正确；
D、若植株乙进行有丝分裂，在后期染色体数目加倍，会形成4个染色体组外加两条异常的9号染色体，D错误。
故选C。
12. TGF-β1—Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白TGF-β1与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述正确的是（ ）
A. 恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白增加，因此易分散转移
B. 从功能来看，复合物诱导的靶基因属于原癌基因
C. 复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D. 若靶细胞不能正常合成受体蛋白，靶细胞仍能正常凋亡
【答案】C
【解析】
【分析】癌细胞形成的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其特征为：（1）能无限增殖；（2）癌细胞的形态结构发生显著改变；（3）癌细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使细胞间黏着性降低，易于在体内扩散转移。
【详解】A、恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，使细胞之间的黏着性降低，因此它们易分散转移，A错误；
B、由题意“生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生”，可知复合物诱导的靶基因属于抑癌基因，B错误；
C、胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，实现了细胞质向细胞核的信息传递，C正确；
D、若该受体蛋白基因不表达，就不能使信息传到细胞核诱导靶基因的表达，就不能抑制靶细胞的不正常分裂，所以靶细胞不能正常凋亡，D错误。
故选C。
二、选择题（本大题共4小题，每小题4分，计16分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
13. 某男性基因型为TtRr，体内一个精原细胞进行有丝分裂得到两个子细胞为A1和A2；另一个精原细胞进行减数第一次分裂得到两个子细胞为B1和B2，其中一个次级精母细胞再经过减数第二次分裂产生两个子细胞为C1和C2，另一个次级精母细胞再经过减数第二次分裂产生两个子细胞为D1和D2，其中D1的基因型为Trr。那么，在无交叉互换和基因突变的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 染色体形态数目完全相同并且不含同源染色体的是B1和B2、C1和C2
B. 就上述两对等位基因而言，遗传信息相同的是A1和A2、B1和B2、C1和C2
C. 核DNA 分子数的关系式是A1＝A2＝B1＝B2＝C1＋C2＝D1＋D2
D. D1变异的原因是纺锤体的形成受抑制导致姐妹染色单体未分开
【答案】C
【解析】
【分析】1、有丝分裂形成的两个子细胞与亲代细胞完全相同，因此A1和A2所含的遗传信息、DNA分子数、染色体形态等完全相同；
2、减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此B1和B2中都不含同源染色体，且染色体的形态也不同，但两者所含的DNA分子数目、染色体组数完全相同；
3、减数第二次分裂类似于有丝分裂，因此C1和C2所含的遗传信息、DNA分子数、染色体形态等完全相同。
4、由于D1的基因型是Trr，则发生了姐妹染色单体移向一极的现象，D2基因型是T，而C1和C2的基因型是tR和tR。
【详解】A、染色体数目完全相同并且不含同源染色体的是减数第二次分裂的细胞，即C1和C2，由于D1和D2发生了染色体数目变异，所以二者染色体数目不同，A错误；
B、B1和B2是减数第一次分裂产生的子细胞，是由于同源染色体分离造成的，所以二者遗传信息不同，B错误；
C、A1、A2是体细胞，DNA分子数目为2n，B1、B2是次级精母细胞，DNA分子数为2n，C1、C2、D1、D2是精细胞，DNA分子数为n，虽然D1和D2发生了染色体变异，但不影响DNA分子总数，所以DNA数目A1＝A2＝B1＝B2＝C1＋C2＝D1＋D2，C正确；
D、D1变异的原因是姐妹染色体单体移向了一极，如果是由于纺锤丝的形成受阻，则不会分裂形成两个子细胞，染色体数目加倍，D错误。
故选C。
14. 如图为真核细胞内某基因结构示意图，该基因共由1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基T占15%。下列说法错误的是（ ）
A. 该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上
B. 该基因的一条脱氧核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3：7
C. 解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶用于催化②部位的化学键形成
D. 该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸4900个
【答案】ABC
【解析】
【分析】分析题图：图示为真核细胞内某基因结构示意图，其中，①为磷酸二酯键，②为氢键，是解旋酶的作用位点。
【详解】A、如图为真核细胞内某基因结构示意图，真核细胞的基因大多数分布在真核细胞的细胞核内，少数分布于细胞质的线粒体和叶绿体中，故该基因不一定存在于细胞核内的染色体DNA 上，A错误；
B、由题干可得，该基因中碱基T共有1000×2×15%=300个，根据碱基互补配对原则，A=T=300，C=G=700，则该DNA分子双链中（C+G）∶（A+T）=单链中（C+G）∶（A+T）=1400∶600=7∶3，B错误；
C、图中①表示磷酸二酯键，②表示氢键，DNA聚合酶用于催化①部位的化学键形成，解旋酶作用于②部位，C错误；
D、该基因复制3次，所需要的游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸数量为（23-1）×700=4900个，D正确。
故选ABC。
15. 2021年11月，清华大学颉伟课题组利用未成熟卵母细胞原位显微注射技术，在斑马鱼里建立了DNA甲基转移酶的母源敲低(敲除)模型，证明了全基因组范围内大幅度降低斑马鱼早期胚胎的DNA甲基化水平会导致早期胚胎死亡。下列说法正确的是（ ）
A. 卵母细胞中DNA甲基化会改变DNA的碱基序列
B. DNA甲基转移酶能够为DNA甲基化过程提供能量
C. 提高卵母细胞中DNA甲基化水平有利于精子与卵细胞的结合
D. 该研究表明适当提高DNA甲基化水平有利于斑马鱼早期胚胎正常发育
【答案】D
【解析】
【分析】生物表观遗传是指基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，基因的表达和表型发生可遗传的变化现象。
【详解】A、卵母细胞中DNA甲基化不会改变DNA的碱基序列，但会影响基因表达和表型，A错误；
B、酶在化学反应中起催化作用，原理是能降低化学反应所需活化能，不能为反应提供能量，B错误；
C、颉伟课题组的研究内容中并没有提及卵母细胞DNA甲基化水平与精卵结合的关系，所以得不出该结论，C错误；
D、“提高DNA甲基化水平有利于斑马鱼早期胚胎正常发育”的描述，与题干中“全基因组范围内大幅度降低斑马鱼早期胚胎的DNA甲基化水平会导致早期胚胎死亡”的信息相一致，D正确。
故选D。
16. 某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（ ）
A. 该生物进行基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B. 图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
C. 若将细菌某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能减少
D. 一条mRNA上结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成提高了翻译效率
【答案】ACD
【解析】
【分析】图示为翻译的过程，在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、DNA是细菌的遗传物质，控制生物的性状，该生物进行基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码，A正确；
B、图中5个核糖体是先后结合到mRNA上开始翻译的，最右边的核糖体最早结合到mRNA上开始翻译，也最早结束翻译，B错误；
C、由题干信息可知多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定，故若将细菌的某基因截短，对应的mRNA可能变短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能减少，C正确；
D、一条mRNA上可以结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，这样可以大大提高翻译的效率，D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、非选择题（本大题共5小题，计60分）
17. 已知果蝇的有眼与无眼、正常翅与裂翅分别由基因A/a、B/b控制，这两对基因中只有一对位于X染色体上，且某一种基因型的个体存在胚胎致死现象。现有一对有眼裂翅雌雄果蝇杂交，F1表型及数量如图所示。为观察眼形基因的变化，研究者用红色荧光和绿色荧光分别标记A、a基因，不考虑基因突变和染色体变异。请分析并回答问题：
（1）由杂交结果可以判定，控制果蝇翅形的基因位于___染色体上，判断依据是___。
（2）不考虑变异，观察亲本雄果蝇的精原细胞减数分裂I的前期，其细胞内控制眼形基因的荧光标记情况及所在的染色体行为是___，亲本果蝇的基因型为___。
（3）分析F1的表型可知，推测基因型为___的胚胎致死，请从亲本和F1中选择合适的果蝇设计杂交实验来验证你的推测，简要写出实验思路及预期结果:_____________。
【答案】（1） ①. X ②. 亲本均为裂翅，F1中正常翅只在雄果蝇中出现
（2） ①. 具有2个红色荧光点的染色体和具有2个绿色荧光点的染色体进行联会 ②. AaXBY，AaXBXb
（3） ①. aaXbY ②. 实验思路：选择F1中的无眼裂翅雄果蝇aaXBY与亲本中的有眼裂翅雌果蝇AaXBXb杂交。预期结果：子代中有眼裂翅雌果蝇∶有眼裂翅雄果蝇∶有眼正常翅雄果蝇∶无眼裂翅雌果蝇∶无眼裂翅雄果蝇=2∶1∶1∶2∶1
【解析】
【分析】根据杂交结果分析，亲本均为裂翅，F1中正常翅只在雄果蝇中出现，与性别相关联，说明控制翅形的基因位于X染色体上，裂翅为显性性状。根据题意，这两对基因中只有一对位于X染色体上，则有眼与无眼的基因位于常染色体上，亲代均为有眼，而子代出现性状分离的现象，则有眼为显性。结合杂交结果可推知，亲本的基因型为AaXBY、AaXBXb。
【小问1详解】
根据杂交结果分析，亲本均为裂翅，F1中正常翅只在雄果蝇中出现，与性别相关联，说明控制翅形的基因位于X染色体上，裂翅为显性性状。
【小问2详解】
由于两对等位基因中只有一对基因位于X染色体上，控制翅形的基因位于X染色体上，则控制有眼与无眼的基因位于常染色体上，亲代均为有眼，而子代出现性状分离的现象，则有眼为显性。结合杂交结果可推知，亲本的基因型为AaXBY、AaXBXb。果蝇的精原细胞在减数分裂前的间期进行DNA复制，在减数分裂I的前期同源染色体发生两两配对的联会现象。由于亲本雄果蝇的基因型是AaXBY，不考虑变异，因此在减数分裂I的前期可以观察到具有2个红色荧光点（A基因）的染色体和具有2个绿色荧光点（a基因）的染色体进行联会。
【小问3详解】
分析题中杂交实验，亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY，F1中没有无眼正常翅雄性个体，推测无眼正常翅雄性个体可能胚胎致死，其基因型为aaXbY。从亲本和F1中选择合适的果蝇设计杂交实验来证明基因型为aaXbY的胚胎致死，可选择F1中的无眼裂翅雄果蝇aaXBY与亲本中的有眼裂翅雌果蝇AaXBXb杂交，若子代中有眼裂翅雌果蝇∶有眼裂翅雄果蝇∶有眼正常翅雄果蝇∶无眼裂翅雌果蝇∶无眼裂翅雄果蝇=2∶1∶1∶2∶1，则推测成立。
18. 朊病毒是一种不含核酸而仅由蛋白质构成的、可自我复制并具感染性的因子，某科研小组进行如图所示实验，验证了朊病毒的蛋白质是侵染因子，能侵入到牛的活细胞中，实验中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题：
（1）本实验采用的方法是__________。
（2）如果添加试管5、6，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，连续培养一段时间后，再提取朊病毒并加入试管3，培养适宜时间后搅拌、离心，检测到放射性主要位于___________中，原因是__________随朊病毒侵入牛脑组织细胞中，离心后位于该部位；少量位于__________中，原因是少量的__________不能成功侵入牛脑组织细胞；离心后位于该部位。
（3）T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入大肠杆菌细胞是向宿主细胞注入_________（填物质），分别利用大肠杆菌的脱氧核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成，而朊病毒可能是向宿主细胞注入蛋白质。如何对T2噬菌体进行32P标记？__________。
【答案】（1）放射性同位素标记技术
（2） ①. 沉淀物 ②. 35S ③. 上清液 ④. 朊病毒
（3） ①. DNA ②. 在含有32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记的T2噬菌体
【解析】
【分析】朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞—牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，即试管4中几乎没有32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有核酸。
【小问1详解】
由图可知，本实验用32P和35S标记的朊病毒进行实验，采用了放射性同位素标记技术。
【小问2详解】
朊病毒的蛋白质中含有S元素，如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，连续培养一段时间后，再提取朊病毒并加入试管3，朊病毒的蛋白质中含有35S，培养适宜时间后离心，由于朊病毒的蛋白质是侵染因子，35S随朊病毒侵入牛脑组织细胞中，离心后放射性应主要位于牛脑组织细胞中，即沉淀物中；少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中。
【小问3详解】
朊病毒是一类非正常的病毒，它不含通常病毒所含有的核酸。一般病毒是将遗传物质送到宿主细胞体内，再进行自身基因的转录、翻译过程。T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入DNA，利用宿主细胞的脱氧核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成，而朊病毒可能是向宿主细胞注入蛋白质。T2噬菌体属于病毒，不能用培养基直接培养，所以让T2噬菌体进行32P标记的操作流程为在含有32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记的T2噬菌体。
19. 空间转录组技术旨在对细胞的基因表达进行定量测量，同时提供细胞在组织空间的具体位置信息。该技术设计了一种标签TIVA-tag（包括一段尿嘧啶序列和蛋白质），该标签进入活细胞后与mRNA的腺嘌呤序列尾（真核细胞mRNA均具有）结合得到产物TIYA-tag-mRNA，回收并纯化该产物之后，将mRNA洗脱下来用于转录组分析。回答下列问题：
（1）细胞中基因转录成mRNA需要___（酶）参与催化，与翻译相比，转录中特有的碱基配对方式是___。
（2）TIVA-tag与ATP含有的五碳糖___（填“相同”或“不同”）。上述过程没有涉及到磷酸二酯键的形成和断裂，判断依据是___。
（3）同一生物的不同活细胞利用该技术获得的TIVA-tag-mRNA种类不完全相同，原因是___。
（4）肿瘤的异质性是指肿瘤在生长过程中，经多次分裂导致其子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变，导致肿瘤的生长速度、对药物的敏感性等方面存在差异。空间转录组技术能够直接观测到___，因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
【答案】（1） ①. RNA聚合酶 ②. T-A
（2） ①. 相同 ②. TIVA-tag与mRNA的腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键，洗脱断裂的也是氢键，不涉及磷酸二酯键的形成和断裂
（3）同一生物的不同活细胞基因选择性表达的情况存在差异，产生的mRNA不完全相同，利用该技术获得的TIVA-tag-mRNA种类不完全相同
（4）不同组织区域基因表达的情况
【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RNA；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。
【小问1详解】
转录需要RNA聚合酶参与催化。翻译过程中的碱基互补配对原则为A-U、G-C，而转录涉及的碱基互补配对原则是A-U、G-C、T-A，所以其特有的碱基配对方式为T-A。
【小问2详解】
TIVA-tag与ATP都含有核糖。TIVA-tag与mRNA腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键，洗脱断裂的也是氢键，不涉及磷酸二酯键的形成和断裂。
【小问3详解】
由于同一生物的不同活细胞基因选择性表达的情况存在差异，产生的mRNA不完全相同，所以利用该技术获得的TIVA-tag-mRNA种类不完全相同。
【小问4详解】
异质性是恶性肿瘤的主要特征之一，与癌症的发生发展、转移侵袭以及预后治疗等密切相关。空间转录组技术能够直接观测到不同组织区域基因表达的异质性情况，因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
20. 通过花药离体培养的方法获取单倍体，技术难度高，效率低下。科学家在玉米中发现了一个孤雌生殖诱导系，它作父本与其他品系杂交时，可诱发后代中出现一定数量的单倍体。吉林农业科学院在此基础上研制了平均单倍体诱导率提高10倍的吉高诱3号，为便于筛选，科研人员将共同控制紫色素合成的A、R两种外源基因导入吉高诱3号玉米（正常玉米表型为白色，缺乏A、R则视作a、r）。A和R基因共存时，玉米籽粒为紫色，其余为白色。研究过程中某两种转基因品系多次杂交，结果如图所示。不考虑染色体互换，请分析下列问题：
（1）通过花药离体培养的方法获取单倍体依据的育种原理是___，用单倍体来辅助育种，最大的优势是___。
（2）据图示杂交结果，亲代白粒玉米的基因型可能为___。
（3）研究发现，孤雌生殖诱导系的磷脂酶基因ZmPLA1突变，导致精子细胞膜结构不完整或脆弱。据此请推测该品系能诱导产生单倍体后代的原因：___。
（4）基因型为AARR的吉高诱3号品系作父本与正常品系（aarr）杂交时，产生的单倍体及二倍体种子的颜色分别为___。现有具特定优良性状的杂交子一代植株甲请写出利用基因型为AARR的吉高诱3号品系与之杂交，以培育出符合育种目标的纯合子的方法：___。
【答案】（1） ①. 染色体（数目）变异 ②. 可明显缩短育种年限
（2）Aarr或aaRr
（3）受精过程中精子细胞膜破裂，来自父本的染色体全部（成套）丢失
（4） ①. 白色、紫色 ②. 用基因型为AARR的吉高诱3号作父本与甲植株杂交，在甲所获种子中筛选白色的单倍体种子并种植，在其萌发期或幼苗期用秋水仙素等处理使染色体数目加倍；据目标性状对子代植株进行筛选，并通过自交留种使用
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。
单倍体生物是由未经受精作用的配子发育成的个体，其染色体数为本物种配子染色体数。
【小问1详解】
通过花药离体培养的方法获取单倍体而后通过诱导染色体数目加倍获得染色体数目正常的个体依据的育种原理是染色体（数目）变异，用单倍体来辅助育种，其典型的优势是能明显缩短育种年限。
【小问2详解】
根据题意可知，紫粒玉米的基因型可表示为A_R_，白粒玉米的基因型可表示为A_rr、aaR_、aarr，而图中的子一代中紫粒玉米的比例为3/4×1/2=3/8，因此亲代玉米的基因型为AaRr和Aarr，或AaRr和aaRr，即白粒玉米的基因型为Aarr或aaRr。
【小问3详解】
研究发现，孤雌生殖诱导系的磷脂酶基因ZmPLA1突变，导致精子细胞膜结构不完整或脆弱，据此可推测孤雌生殖产生的原因是受精过程中精子细胞膜破裂，来自父本的染色体全部（成套）丢失，进而通过孤雌生殖获得了单倍体植株。
【小问4详解】
基因型为AARR的吉高诱3号品系作父本与正常品系（aarr）杂交时，产生的单倍体的基因型为ar，因而产生的种子的颜色为白色，而杂交获得的二倍体的基因型为AaRr，其种子的颜色为紫色。现有具特定优良性状的杂交子一代植株甲，其基因型为AaRr，用基因型为AARR的吉高诱3号作父本与甲植株（其产生的配子类型为AR、Ar、aR、ar）杂交，在甲所获种子中筛选白色的单倍体种子并种植，在其萌发期或幼苗期用秋水仙素等处理使染色体数目加倍；据目标性状对子代植株进行筛选，并通过自交留种使用即可。
21. 已知等位基因A/a、B/b独立遗传，基因a和基因b均可独立导致人体患某一遗传病，基因a位于性染色体上。图1是一家系有关该病（不考虑X、Y染色体的同源区段）的遗传图谱；图2表示该家系部分成员与该病有关的基因的电泳结果，基因A、B、a、b均只电泳出一个条带。不考虑突变，回答下列问题：
（1）据图分析，Ⅱ-1的基因型为_______，导致图中Ⅱ-1患病的致病基因来自_______。
（2）据图分析，致病基因a和基因b分别对应图2中的条带_______（填序号）。I-1和I-2再生一个患病孩子的概率为_______。
（3）人卵细胞形成过程如图3所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查，可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子是该病a基因携带者（XAXa），需要进行遗传筛查，不考虑突变和基因b。若第一极体X染色体上有2个A基因，则所生男孩_____（填“患该病”或“不患该病”）；若第二极体X染色体上有1个a基因，则所生男孩________（填“一定”或“不一定”）患该病。
（4）微卫星分子标记可用于刑侦领域。微卫星分子标记，又被称为短串联重复序列或简单重复序列，是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，由2~6个核苷酸组成的串联重复片段构成，例如：
（不再分裂）DNA单链序列“…AGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGC…”
由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此是普遍使用的DNA分子标记。DNA单链序列的重复序列为_________。微卫星分子标记的基因的遗传_______（填“可遵循”或“不可遵循”）孟德尔遗传规律。
【答案】（1） ①. bbXAXa ②. I-1和I-2
（2） ①. ④和③ ②. 7/16
（3） ①. 患该病 ②. 不一定
（4） ①. AGC ②. 可遵循
【解析】
【分析】人类遗传病的遗传方式：根据遗传系谱图推测，“无中生有”是隐性，“无”指的是父母均不患病，“有”指的是子代中有患病个体；隐性遗传看女病，后代女儿患病父亲正常的话是常染色体遗传。“有中生无”是显性，“有”指的是父母患病，“无”指的是后代中有正常个体；显性遗传看男病，儿子正常母亲患病为常染色体遗传，母女都患病为伴X染色体遗传。母亲和女儿都正常，遗传病只在男子之间遗传的话，极有可能是伴Y染色体遗传。
【小问1详解】
题干信息，等位基因A/a、B/b独立遗传，则遵循自由组合定律，基因a位于性染色体上，则b位于常染色体上，若Ⅱ-1是a导致的患病，则I-1也患病，不符合题意，可见Ⅱ-1是b导致的患病，只考虑B/b，则I-1和I-2的基因型为Bb，Ⅱ-1的基因型为bb，A/a位于性染色体上，Ⅱ-1的基因型为bbXAX-，但是图2中Ⅱ-1有3个条带，故Ⅱ-1基因型是bbXAXa，其体内的致病基因来源于I-1和I-2。
【小问2详解】
由小问（1）分析，只考虑B/b，则I-1和I-2的基因型为Bb，A/a位于性染色体上，图2中I-1和I-2都是杂合子，I-1和I-2的基因型分别是BbXAXa和BbXAY，则Ⅱ-2的基因型为B_XAY。I-2不含基因a，说明条带④为基因a；由小问（1）可知Ⅱ-1不含基因B，说明条带①为基因B；图2中Ⅱ-2的条带只有2条带，则Ⅱ-2的基因型为BBXAY，则②为A，结合图2分析可进一步确定，条带①②③④分别表示的基因为B、A、b、a。I-1（BbXAXa）和I-2（BbXAY）生一个只患a导致的遗传病概率为1/4，只患b导致的遗传病概率为1/4，则不患病孩子的概率为（1-1/4）×（1-1/4）=9/16，故再生一个患病孩子的概率为1-9/16=7/16。
【小问3详解】
不考虑基因突变，若第一极体X染色体上有2个A基因，则次级卵母细胞中有2个a基因，卵细胞中也会携带a基因，则所生男孩一定患病。若由于之前的染色体片段的互换，有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因，另外第二极体可以是第一极体分裂产生的，也可以是次级卵母细胞产生的，故第二极体X染色体上有1个a基因，卵细胞中也可能是XA基因，则所生男孩不一定患病。
【小问4详解】
DNA单链序列的重复序列为“AGC”。微卫星分子标记的基因存在于真核生物核基因组中，孟德尔遗传规律适合于真核生物的核基因遗传，可见微卫星分子标记的基因的遗传可遵循孟德尔遗传规律。
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