【文档说明】北京市第四十三中学2024-2025学年高三上学期10月月考生物试题 Word版含解析.docx,共(22)页,1.111 MB,由小赞的店铺上传
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北京市第四十三中学2024-2025学年度第一学期10月月考高三生物试卷(时间:90分钟)考生须知1.本试卷共5页,二道大题,21道小题。满分100分。考试时间90分钟。2.在试卷和答题卡上准确填写班级、姓名和学号。3.试题答案一律填
写在答题卡上,在试卷上作答无效。4.在答题卡上,选择题须用2B铅笔将选中项涂黑涂满,其他试题用黑色字迹签字笔作答。5.考试结束时,将答题卡按考场座位顺序上交。一、选择题(下列每小题四个选项中只有一个选项符合题意。共15题,每小题2分,共30分)1.下图为含
致聋基因的某家系图。据图分析,错误的是()A.家系分析是研究遗传病发病率的常用方法B.该遗传病为常染色体隐性遗传病C.近亲结婚增加子女患隐性遗传病的风险D.Ⅲ-2和Ⅲ-3再生一个患病女孩的概率是1/8【答案】A【解析】【分析】据图分析,图中的I-1和I-2均不患病,但其儿子II
-2患病,说明该病为隐性遗传病,又因为IV-8为女性患者,但其父亲III-2正常,说明该病位于常染色体,设相关基因为A、a,据此分析作答。【详解】A、研究遗传病发病率需在人群中随机抽样调查,研究其遗传方式需分析患者家系系谱图,A错误;B、结合分析可
知,该病为常染色体隐性遗传病,B正确;C、我国法律禁止近亲结婚,因为近亲结婚增加子女患隐性遗传病的风险,C正确;D、由于III-2和III-3均正常,而其子代有患病个体,故两者基因型均为Aa,则Ⅲ-2和Ⅲ-3再
生一个患病女孩的概率是1/4(aa)×1/2(女孩)=1/8,D正确。故选A。2.隐性基因b(黑色体色)、st(鲜红眼色)和h(钩状刚毛)是野生型果蝇三个常染色体基因的等位基因。用三对基因均为杂合的雌蝇进行测交实验,据表
分析不合理...的是()测交实验子代性状及其数量杂合雌蝇×黑色鲜红黑色鲜红253、黑色256、鲜红238、野生型253杂合雌蝇×钩状鲜红钩状鲜红236、鲜红255、钩状250、野生型259杂合雌蝇×黑色钩状黑色钩状25、黑色484、钩状461、野生型30A.基因b与基因st是连锁的B
.测交子代中野生型个体为杂合子C.各组均发生过基因重组D.杂合雌蝇产生的配子中BH少于Bh【答案】A【解析】【分析】基因连锁是指两对(或两对以上)的等位基因位于同一对同源染色体上,在遗传时位于同一个染色体上的
不同(非等位)基因常常连在一起不相分离,进入同一配子中。【详解】A、组合一的子代中,4种表现型比例各占1/4,说明杂合雌蝇产生数量相等的4种配子,故基因b与基因st不是连锁的,A错误;B、测交是指是杂交子一代个体再
与其隐性或双隐性亲本的交配,测交子代中野生型个体为杂合子,B正确;C、据表格数据可知,各组测交子代均出现了不同于亲本的新类型,实质是非同源染色体上非等位基因的自由组合,说明各组发生过基因重组,C正确;D、第三
组的测交子代中钩状果蝇总数461均大于野生型数量30,说明杂合雌蝇产生的配子中Bh多于BH,D正确。故选A。3.鸡的雄羽和母羽由常染色体上一对基因(H/h)控制,母鸡只有母羽一种表现型。表现型均为母羽的亲本交配,F1母羽母鸡:母羽公鸡:雄羽公鸡=4:3:1
。据此判断()A.母羽鸡亲本基因型为Hh和hhB.F1雄羽公鸡存在部分致死现象C.F1母鸡隐性纯合子表现为显性性状D.雄羽和母羽性状的遗传与性别无关【答案】C【解析】【分析】分析题意可知,表现型均为母羽的亲本交配,F1母羽母鸡:母羽公鸡:雄羽公鸡=4:3:1,说明
母羽为显性性状,又因为F1出现了雄羽公鸡(hh),所以亲本的基因型都为Hh。那么Hh杂交,F1代中出现HH:Hh:hh=1:2:1,在母鸡中全表现为母羽,在公鸡中hh表现为雄羽,其余表现为母羽,所以F1母羽母鸡:母羽公鸡:雄羽公鸡=4:3:1。【
详解】A、分析题意可知,表现型均为母羽的亲本交配,F1母羽母鸡:母羽公鸡:雄羽公鸡=4:3:1,说明母羽为显性性状,又因为F1出现了雄羽公鸡(hh),所以亲本的基因型都为Hh,A错误;B、由分析可知,F1代中出现HH:Hh:hh=1:2:1,在公鸡中hh表现为雄羽,其余表现为母羽,所以F1
公鸡中,母羽公鸡:雄羽公鸡=3:1,说明F1雄羽公鸡不存在部分致死现象,B错误;C、由分析可知,Hh杂交,F1代中出现HH:Hh:hh=1:2:1,在母鸡中全表现为母羽,C正确;D、雄羽和母羽性状的遗传与性别
有关,为从性遗传,D错误。故选C。4.为获得热稳定性高的毛霉蛋白酶(SP1),提高水解豆类蛋白的能力,更好地应用于工业生产,可在PCR扩增SPI基因的过程中直接加入化学诱变剂。与用诱变剂直接处理毛霉相比,该方法效率更高。关于这种育种方法的叙述,错误..的是()A.仅针对SP
I基因进行诱变B.SP1基因产生了定向突变C.SPI基因可快速累积突变D.目标突变酶的空间结构改变【答案】B【解析】【分析】PCR技术的过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:
引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。【详解】A、由于在PCR扩增SPI基因的过程中直接加入化学诱变剂,所以该化学诱变剂只针对目的基因(SPI基因)进行诱变,A正确;B、该化学诱变剂可以诱导该基因发生突变,但是是不定向的,B错误;C、PCR可以快速扩增基因,在这个过程中发生的突变可
以快速累积突变,C正确;D、如果基因发生突变,则控制的酶的氨基酸种类、数目和排列顺序发生改变,从而导致空间结构改变,从而有可能获得热稳定性高的毛霉蛋白酶(SP1),D正确。故选B。5.慢性粒细胞白血病(CML)病人白
细胞中常出现“费城染色体”(如图),其上的BCR-Abl融合基因表达BCR-Abl融合蛋白,使酪氨酸激酶一直保持活性,抑制了细胞凋亡。相关叙述正确的是()A.费城染色体的出现是非同源染色体易位的结果B.CML病人白细胞中的费城染色体可以遗传给子代C.融合
蛋白氨基酸数是BCR和Abl蛋白氨基酸数之和D.提高细胞中的酪氨酸激酶活性的药物可治疗CML【答案】A【解析】【分析】由图可知,9号染色体上含Abl基因的片段与22号染色体上含BCR基因的片段发生互换,形成了费城染色体,属于染色体结构变异中的易位。【详解】A、费城染色体的
形成是染色体易位的结果,即非同源染色体上的非等位基因发生互换引起的,A正确;B、如果染色体变异发生体细胞内,CML病人白细胞中的费城染色体不能遗传给子代,B错误;C、融合蛋白氨基酸数小于BCR和Abl蛋白氨基酸数之和,C错误;D、BCR-Abl融合基因表达BCR-Abl融合
蛋白,使酪氨酸激酶一直保持活性,抑制细胞中的酪氨酸激酶活性的药物可治疗CML,D错误。故选A。6.SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上。近期我国科学家发现X染色体上的SDX基因突变后,25%的雄鼠会发生性
逆转,转变为可育雌鼠,其余为生精缺陷雄鼠。无X染色体的胚胎无法发育。下列相关说法不正确...的是()A.SRY基因与SDX基因是同源染色体上的非等位基因B.可育雌性小鼠的性染色体组成可能为XX或XYC.SDX蛋白促进SRY基因
表达可以解释SDX基因突变雄鼠的异常表型D.若上述发生性逆转的雄鼠与野生型雄鼠杂交,子代小鼠的雌雄比例为1∶2【答案】D【解析】【分析】1、鼠的性别决定方式为XY型,正常情况下性染色体组成XY的个体发育为雄性,XX的个体发育为雌性,X染色体上的SDX基因突变后25%的雄鼠会发生性逆转,转变
为可育雌鼠,其余为生精缺陷雄鼠,若该性逆转的可育雌鼠与正常雄鼠交配,亲本双方染色体组成为XY和XY。2、等位基因是同源染色体上相同的位置的基因,SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上,所以该
基因不含等位基因。【详解】A、SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上,所以该基因不含等位基因,那么SRY基因与SDX基因是同源染色体上的非等位基因,A正确;B、由于X染色体上的SDX基因突变后,25%的雄鼠会发生性逆转,转变为可育雌鼠,所以
可育雌性小鼠的性染色体组成可能为XX或XY,B正确;C、因为SRY基因为雄性的性别决定基因,只位于Y染色体上,正常雄鼠的性染色体组成为XY,并且此时X染色体上存在SDX基因,而当SDX基因突变后雄鼠性逆转成雌鼠,性逆转雌鼠的性染色体中包括正常的SR
Y基因和发生突变的SDX基因,所以SDX蛋白促进SRY基因表达可以解释SDX基因突变雄鼠的异常表型,C正确;D、若上述发生性逆转的雄鼠与野生型雄鼠杂交,其亲本染色体组分别为性逆转雌鼠(XY)和正常雄鼠(XY),杂交后代染色体组成为XX:XY:YY=1:2:1。又因为无X染色体的胚胎无法发育,
所以正常发育个体中XX:XY=1:2。但由于性逆转雌鼠X染色体存在SDX基因突变的情况,所以子代染色体组成为XY的个体存在两种情况,其一是性逆转雌鼠提供Y,正常雄鼠提供X,此时由于X染色体来自于正常雄鼠,且SDX基因未突变,所以该鼠性别为雄性,占
1/2;其二是性逆转雌鼠提供X,正常雄鼠提供Y,此时X染色体来自于性逆转雌鼠,存在SDX突变基因,此时的子代雄鼠中有1/4发生性逆转情况,故结合两种情况分析子代小鼠的雌雄比例不为1∶2,D错误。故选D。7.赫尔希和蔡斯通过如下两组实验证实了DNA是遗传物质。实验一:
35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌;实验二:32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。下列关于该实验的叙述正确的是()A.实验一中可用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳B.实验二中大肠杆菌转录出的RNA分子都带有32P标记C.实验一中细菌裂解释放的部
分子代噬菌体含有放射性D.实验二中细菌裂解释放的部分子代噬菌体含有放射性【答案】D【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、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌→噬菌体与被标记的大肠杆菌混合培养→被标记的噬菌体侵
染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。【详解】A、实验一中不能用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳,因为噬菌体的DNA中也含有氮元素,若用15N标记,则会导致噬菌体的DNA也被标记,A错误;B、32P标记的是噬菌体的DNA,大肠杆
菌利用自己的核糖核苷酸合成RNA,不会有标记,B错误;C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌,故实验一中细菌裂解释放的子代噬菌体不会含有放射性,C错误;D、32P标记的是噬菌体的DNA,根据DNA半保留复制的特点
,可知实验二中细菌裂解释放的部分子代噬菌体含有放射性,D正确。故选D。8.图为DNA分子部分片段的示意图,下列有关叙述正确的是()A.①为3’端,⑥为5’端B.解旋酶作用于④,DNA聚合酶作用于⑤C.该分子复制时,⑩与尿嘧啶配对D.若该分子中G-C碱基对比例高,则热稳定
性较高【答案】D【解析】【分析】据图分析,其中①是磷酸,②是脱氧核糖,③是腺嘌呤,④是磷酸二酯键,⑤表示氢键,⑥表示磷酸,⑦是腺嘌呤,⑧是胞嘧啶,⑨是鸟嘌呤,⑩是胸腺嘧啶。【详解】A、DNA的每条链都具
有两个末端,一端有一个游离的磷酸基团,这一端称作5’端,另一端有一个羟基(-OH),称作3’端,故①、⑥均为5’端,A错误;B、解旋酶作用于⑤氢键,DNA聚合酶作用于④磷酸二酯键,B错误;C、DNA分子复制时,⑩胸腺嘧啶与腺嘌呤配对,C错误;D、C和G之间有3个氢键,A与T之间有2
个氢键,因此G-C碱基对比例高的DNA分子结构更稳定,D正确。故选D。9.研究人员在线虫细胞中发现了一种只由21个核苷酸组成的RNA,命名为lin4。lin4本身不能指导蛋白质的合成,但是可以结合在M基因转录出的mRNA上,抑制M蛋白的合成。下列相关说法正确的是()A.lin4中碱基的数量关系满
足A+G=C+UB.lin4与M基因mRNA存在碱基互补的序列C.lin4通过抑制M基因的转录过程,进而抑制M蛋白的合成D.若lin4基因发生突变,则细胞中M蛋白的含量将会下降【答案】B【解析】【分析】lin4能与M基因转录出的mRNA结合,抑制M蛋白的合成
,说明二者存在碱基互补配对序列,通过影响M基因的翻译的过程影响M蛋白的合成。【详解】A、lin4是单链RNA,单链中不一定满足A+G=C+U,A错误;B、lin4能与M基因转录出的mRNA结合,说明二者存在碱基互补配对序列,B正确
;C、lin4通过抑制M基因的翻译过程,进而抑制M蛋白的合成,C错误;D、若lin4的基因发生突变,可能会导致该基因与M基因转录出的mRNA不能结合,减少对M蛋白合成的抑制作用,M蛋白的含量可能上升,D错误。故选B。10.一般认为,寄生动物需要招募共生微生物来降解植物细胞壁,从而侵袭
植物。但研究发现,在植物上寄生的两种不同线虫中都有同种编码细胞壁降解酶的基因,这种基因与细菌的基因非常相似,且不存在于其他线虫类群中。下列相关叙述,正确的是()A.线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化B
.两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率一定相同C.基因突变是这两种线虫获得该基因的根本原因D.具有降解酶基因的线虫可以适应各种生活环境【答案】A【解析】【分析】同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富
多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。【详解】A、线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化,形成生物的多样性和适应性,A正确;的的B、两种不同线虫是进化而来的,两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率不一定相
同,B错误;C、这种基因与细菌的基因非常相似,说明可能来自于基因重组,C错误;D、具有降解酶基因的线虫可以更好的分解植物的细胞壁,但酶发挥作用需要一定的条件,故不能适应各种生活环境,D错误。故选A。11.研究人员获得了水稻(2n=24)H基因突变
体。通过显微镜观察野生型与该突变体水稻减数分裂的情况,发现二者在减数分裂Ⅰ前期无明显差别,但在图示的减数分裂Ⅰ中期存在差异。下列相关叙述不正确的是()A.图甲所示细胞中有12个四分体结构B.H基因突变导致同源染色体分离不同步C.图乙细胞中的染色
体数目多于图甲细胞D.图乙产生的配子会出现染色体数目异常【答案】C【解析】【分析】四分体:减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对形成四分体,一个四分体就是一对同源染色体。【详解】A、已知水稻(2n=24),结合图甲所示,该细胞中有12个四分体结构,即12对同源染色体,A正确;B、由图乙
可知,突变体在减数分裂Ⅰ中期同源染色体没有整齐得排列在赤道板上,因此在减数分裂Ⅰ后期同源染色体的分离不会同步,结合题干可知突变体是由于H基因突变,故H基因突变导致同源染色体分离不同步,B正确;C、图甲和图乙当中的染色
体都是24条,C错误;D、根据前面的分析可知,同源染色体在减数分裂Ⅰ后期的分离不同步,故会出现染色体不能均匀分配到两个子细胞中,进而出现产生的配子中染色体数目异常的现象,D正确。故选C。12.细胞周期包括分裂间期(G
1、S、G2)和分裂期(M),如下图所示。下列叙述不正确...的是()A.分裂间期为分裂期的物质准备阶段B.分裂间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与C.S期既可发生碱基互补配对,又可发生基因突变D.染色体与DNA的数目在分裂期始终保持一致【答案】D【解析】【分析】有丝分裂
过程:间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,即染色体复制。前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体。中期:染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期。后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两
极。末期:核膜、核仁重建,纺锤体和染色体消失。【详解】A、分裂间期为分裂期的物质准备阶段,主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,A正确;B、核糖体是蛋白质的合成场所,因此分裂间期合成相关蛋白质需要核
糖体的参与,B正确;C、S期进行DNA的复制,DNA分子复制可以发生碱基互补配对;复制时DNA解旋成为单链,单链不稳定,可发生基因突变,C正确;D、染色体与核DNA的数目在分裂期不是始终保持一致,如有丝分裂前期和中期,染色体数目都是核DNA数目的一半,D错误。故选D。13.下列
关于某生物(2n=2)细胞分裂模式图的分析,错误..的是()A.图中显示的是动物细胞的有丝分裂B.甲、乙细胞中核DNA的含量相同C.乙细胞同源染色体和染色体组都加倍D.丙细胞出现细胞板实现胞质分裂【答案】D【解析】【分析】据图分析,甲为有丝分裂中期,乙为有丝分裂后
期,此时由于着丝点分裂,姐妹染色单体分开,导致细胞内染色体数目暂时加倍,丙为有丝分裂末期。【详解】AD、丙细胞分裂方式是缢裂,说明该细胞是动物细胞,A正确,D错误;B、甲细胞中一个染色体上有2个DNA,乙细胞中一个染色体上1个DNA,但乙细胞中染色
体数目是甲细胞中的两倍,B正确;C、乙细胞中染色体数目加倍,因此同源染色体和染色体组都加倍,C正确。故选D。14.下图为初级精母细胞减数分裂时一对同源染色体的示意图,图中1~8表示基因。不考虑突变的情况下,下列叙述正确的是()A.1与2、3、4互为等位基因,与5、6、
7、8互为非等位基因B.1与3在减数第一次分裂分离,1与2在减数第二次分裂分离C.在减数第一次分裂前期,5、6所在的染色体片段会交叉互换D.减数分裂结束后,基因2、4、6、8可出现在同一个精细胞中【答案】B【解析】【分析】分析题图:图
中为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图,其中1和2、3和4、5和6、7和8都应该是相同基因。【详解】A、1与2为相同基因,1与3、4为等位基因或相同基因,与5、6、7、8互为非等位基因,A错误;B、1与3在减数第一次分裂后期随同源染色体的分离而分离,1与2在减数第二
次分裂后期随着丝粒的分裂而分离,B正确;C、在减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间即6、7所在的染色体片段会交叉互换,C错误;D、2和4,6和8是同源染色体上的等位基因。在减数第一次分裂后期,同源染色体分离分别进入细胞的两极。在正常情
况下,减数分裂结束后,基因2与4、6与8都不可能出现在同一个精细胞中,D错误。故选B。的15.转基因抗虫棉在我国的种植面积已占全国棉花种植面积的90%。研究者利用PCR技术检测杂草中有无转基因成分,得到如下图所示结果。相关分析错误的是()A.空白
实验是未加入DNA模板得到的电泳结果B.推测棉田杂草6、7与抗虫棉的亲缘关系较近C.结果说明校园杂草与棉花间一定存在生殖隔离D.转基因成分进入杂草体内可能会引发生态问题【答案】C【解析】【分析】由图可知,2转基因抗
虫棉和棉田杂草6和7均含有转基因成分。转基因抗虫棉是指棉花细胞染色体上整合有外源抗虫基因的棉花品种。抗虫基因通常为来源于苏云金芽孢杆菌的Bt基因。【详解】A、空白试验应该是DNA标准样液(Marker),未加入DNA模板得到的电泳结果,作为空白对照,A
正确;B、根据杂草6和7含有转基因成分可以推测,杂草6和7可能与抗虫棉的亲缘关系较近,获得了转基因特性,B正确;C、根据6和7含有转基因成分可知,杂草可能与棉花的亲缘关系较近,不能说明两者是否存在生殖隔离,C错误;D、转基因成分进入
杂草内,可能导致杂草获得转基因特性,可能会引发生态问题,D正确。故选C。二、非选择题(共6题,共70分)16.据资料显示,果蝇约有104对基因,现有一黑腹果蝇的野生种群,约有107个个体,请分析回答以下问题:(1)该种群的全部个体所含有的全部基因统称为________
__________,经观察,该种群中果蝇有多种多样的类型,分析其产生的原因是种群产生了大量的可遗传__________,包括________和基因重组。它们都能为生物进化提供______,但不能决定生物进化的________。(2)假定该种群中每个基因的突变率
都是10-5,那么,在该种群中每一代可能出现的基因突变数是_______。(3)随机从该种群中抽出100只果蝇,测知基因型AA(灰身)35只,Aa(灰身)60只,aa(黑身)5只,请问A基因的基因频率为______,a基因的基因频率为________。(4)已知果蝇白眼
(b)为隐性基因,在该种群中每2500只果蝇中才有一只白眼果蝇,那么白眼b基因的基因频率为________。(5)假定残翅(v)的基因频率为10-5,由于在正常环境条件下,残翅果蝇难以生存,结果长翅果蝇(V)类型个体逐渐增多。经过许多代后,长翅类型为该种群中常见类型,与其他突变类型相
比,残翅个体数要少得多。请你用现代进化理论解释这一现象______________________。【答案】(1)①.基因库②.变异③.突变④.原材料⑤.方向(2)2×106(3)①.65%②.35%(4)2%(5)在环境长期的自然选择作用下,长翅果蝇被保留
,残翅果蝇被淘汰,V基因频率随之升高,种群逐渐朝着长翅类型进化【解析】【分析】种群中所有个体的全部基因组成该种群的基因库;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异;自然选择决定生物进化的方向;种群基因库中,某一基因占该种
群中所有等位基因的比例叫基因频率。【小问1详解】一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。经观察,该种群中果蝇有多种多样的类型,分析其产生的原因产生了大量的可遗传变异,包括突变(基因突变、染色体变异)和基因重组。它们都能为生物进化提供原材料,但不能决定生物进化的方向。【小问2详
解】假定该种群中每个基因突变率都是10-5,那么在该种群中每一代出现的基因突变数=2×104×10-5×107=2×106。【小问3详解】A的基因频率=(2×35+1×60)÷(2×100)×100%=65%,a的基因频率=1-65%=35%。【小问4详解】已知
“在该种群中每2500只果蝇中才有一只白眼果蝇”,即bb=1/2500,则白眼b基因的基因频率为=1/50=2%。【小问5详解】依题意,残翅果蝇难以生存,结果长翅果蝇(V)类型个体逐渐增多,说明在环境长期的自然选择作用下,长
翅果蝇被保留,残翅果蝇被淘汰,V基因频率随之升高,种群逐渐朝着长翅类型进化。17.光通过调控生物钟来影响生物的昼夜节律。科学家从果蝇体内克隆出per基因,并对其调控昼夜节律的的分子机制展开研究。(1)在细胞核中,per
基因在____________的催化下形成per-mRNA,后者通过__________进入细胞质,在________上合成出PER蛋白。(2)科学家模拟自然条件对果蝇进行“12h光照-12h黑暗”处理,
检测细胞内相关物质含量,并绘制曲线图(图1)。进一步研究发现,PER蛋白在光照下不稳定,易分解,但在夜晚却达到一定浓度并进入细胞核。据以上资料,请在括号内用“+”、“-”表示出per-mRNA和PER蛋白之间的关系:_____、____(3)tim基因广泛存在于真核细胞内,TIM蛋白
可以和PER蛋白结合形成稳定的PER-TIM二聚体,并引导PER蛋白进入细胞核。因此,科学家推测TIM蛋白上存在核定位序列。为验证上述结论并确定核定位序列在TIM蛋白上的位置,研究人员将GFP(绿色荧光蛋白)连接在不同长度的TIM蛋白上
,再用荧光显微镜在相应波长激发光下观察细胞,有了如图2所示的发现。①据图判断,TIM蛋白上核定位序列的精确位置在__________序列之间。②为验证TIM蛋白引导PER蛋白入核,将tim基因、per-gfp融合基因转入真核细胞内表达,观察细胞核中是否显示绿色
荧光。请对该实验方案加以完善。__________(4)进一步研究发现,在光照下,CRY蛋白能与TIM蛋白发生相互作用,使TIM蛋白降解。在“per基因调控昼夜节律分子机制”部分图解中补充二聚体的名称
。①__________②__________【答案】①.RNA聚合酶②.核孔③.核糖体④.+⑤.-⑥.1079-1198⑦.应使用tim基因缺陷的真核细胞,补充一组只转入per-gfp融合基因的对照组⑧.
PER-TIM二聚体⑨.CRY-TIM二聚体【解析】【分析】1、per基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的表达。该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的的催化下转录为per-mRNA,通过
核孔出来,进而在核糖体上翻译出PER蛋白。2、分析题图:夜晚细胞核内的PER基因的转录指导合成PER蛋白,PER蛋白合成后可以和TIM结合,结合物进入细胞核,抑制PER基因的转录,而白天在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解。【详解】(1)在细胞核中,per基
因在RNA聚合酶的的催化下转录为per-mRNA,通过核孔出来,进而在核糖体上翻译出PER蛋白。(2)PER蛋白在光照下不稳定,易分解,PER蛋白含量减少,进入细胞核对per基因转录的抑制减弱,从而使per-mR
NA含量升高。进而导致per-mRNA翻译增多,即PER蛋白含量逐渐升高。夜晚,PER蛋白含量升高,进入细胞核对per基因转录的抑制作用增强,使per-mRNA含量逐渐下降。(3)①分析图2,可知TIM蛋白上核定位序列在1-1198、107
9-1198、732-1198片段上均有,因此其所在的位置应为1079-1198序列之间。②为验证TIM蛋白引导PER蛋白入核,将tim基因、per-gfp融合基因转入真核细胞内表达,观察细胞核中是否显示绿色荧光。还应使用tim基因缺陷的真核细胞,补充一组只转入per-gf
p融合基因的对照组。(4)根据题意可知,在光照下,CRY蛋白能与TIM蛋白发生相互作用,使TIM蛋白降解。在“per基因调控昼夜节律分子机制”部分图解中,①②分别为PER-TIM二聚体、CRY-TIM二聚体。【点
睛】本题主要考查基因、蛋白质和性状的关系以及基因表达的问题,解题关键是分析题干所提供的信息,能将为些信息与所学知识结合,准确作答。18.水稻是全球最重要的粮食作物之一,水稻穗子的大小和穗粒数决定水稻产量。为阐
明调控稻穗大小的分子机制,科研人员进行了如下实验。(1)研究人员获得了穗子显著大于野生型的单基因纯合突变体1和突变体2。分别将上述突变体与野生型水稻杂交,获得的F1的穗子_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)野生型,说明大穗为隐性性状。将突变体1与突变体2杂交,子代穗子
大于野生型,说明两种突变体突变基因的位置关系为_________。通过测序发现,突变体1为Os基因功能缺失突变体,该基因位于12号染色体上。(2)已有研究表明位于水稻6号染色体上的APO1基因与水稻穗子大小有关,
该基因隐性纯合突变体3(APO1基因功能缺失)表现为穗子显著小于野生型,该基因显性纯合突变体4(APO1基因功能增强)表现为穗子显著大于野生型,这体现了基因突变具有_________的特点。(3)研究人员将等量的APO1基因分别导
入野生型和突变体1的植株中,测定细胞中APO1mRNA的含量和APO1蛋白含量,结果见下图。上述实验结果说明_________。为了进一步确定Os基因与APO1基因在同一通路发挥作用调控水稻穗子大小,请选择最佳的
杂交实验方案,并写出预期杂交结果。a.突变体1和突变体3杂交,观察子代性状分离比b.突变体1和突变体4杂交,观察子代性状分离比c.突变体1和突变体3杂交后F1自交,观察子代性状分离比d.突变体1和突变体4杂交后F1
自交,观察子代性状分离比选择的杂交方案为_________,预期结果为_________。【答案】(1)①.等于②.同一位点的基因(等位基因)(2)不定向性(3)①.Os基因对APO1基因的转录无影响,通过促进APO1蛋白的降解
(抑制翻译过程),降低细胞中APO1含量②.c③.野生型∶大穗∶小穗=9∶3∶4【解析】【分析】显隐性的判断:一对相对性状的亲本杂交,若子代全表现为某一亲本的性状,则该性状为显性,如题中F1全为野生型,说明大穗为隐性性状。为了进
一步确定Os基因与APO1基因在同一通路发挥作用调控水稻穗子大小,可利用双杂合的个体自交,看后代的性状分离比,因此题中将突变体1和突变体3杂交得到的F1自交,通过后代的分离比看两对基因是否相互作用,共同影响穗子的大小。【小问1详解】将穗子显著大于野生型的突变体
与野生型杂交,若F1穗子与野生型相等,说明野生型是显性性状,大穗为隐性性状;突变体1和2都是纯合子,且都为隐性性状,若将突变体1与突变体2杂交,子代穗子大于野生型,没有出现新的表现型,说明两种突变体突变基因的位置关系为同一位点的基因(等位
基因)。【小问2详解】突变体1为Os基因功能缺失,该基因隐性纯合突变体3APO1基因功能缺失,该基因显性纯合突变体4APO1基因功能增强,说明基因突变具有不定向性的特点。【小问3详解】对比左图结果,野生型与突变体1的mRNA含量差不多,但是右图蛋白质只有
突变体1的一半可知,Os基因对APO1基因的转录无影响,通过促进APO1蛋白的降解(抑制翻译过程),降低细胞中APO1含量将APO1基因导入突变体1中;结合题干信息可知,纯合突变体1的基因型为APO1APO1--,该基因隐性纯合突变体3APO1基因功能缺失,
因此,突变体3的基因型可表示为--OsOs,将突变体1和突变体3杂交后F1为APO1-Os-,让F1自交,子代性状分离比为野生型(9APO1-Os-)∶大穗(3APO1---)∶小穗(4--OsOs)=
9∶3∶4,则说明Os基因与APO1基因在同一通路发挥作用,共同影响穗子的大小。【点睛】本题主要考查学生识图、获取信息、处理信息及计算的能力,要求学生将理论知识与实际应用相结合。19.研究发现,果糖的过量摄入与肠肿瘤有关,研究人员以小鼠
为动物模型,进行了如下实验。(1)果糖不能水解,可直接被细胞吸收,属于糖类中_________。实验组以正常膳食和25%的果糖溶液喂养小鼠,对照组以_________喂养小鼠,测定小鼠的肠绒毛长度,结果如图1。(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生,肠上皮
细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下,肠道干细胞经过_________产生新的肠上皮细胞,肠上皮细胞在向末端迁移的过程中,逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究,图2结
果表明果糖_________,从而解释了图1产生的现象。的(3)HIF-1α是细胞缺氧适应的关键转录因子,丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关,研究人员继续进行了实验,结果如图3。缺氧影响细胞存活的机制存在图4所示通路,据图3可知①处
应为_________(选填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路,且主要在_________(选填“a”或“b”)环节发挥作用,做出推测的理由是_________。【答案】(1)①.单糖②.等量的正常膳食和清水(2)
①.有丝分裂和分化②.减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况(3)①.降低②.a③.缺氧条件下,组2的HIF-1α表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路;但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,果糖主要在a环节发挥作用。【解析】【分析】1、糖类
由C、H、O三种元素组成的,分为单糖、二糖和多糖,常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等;植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖;植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。2、设
计实验时要遵循三大基本原则:单一变量原则、等量原则、对照原则:单一变量原则是指实验中只有一个变量,等量原则是指除单一变量可以变化外,其他的实验条件要是一样的,要保持相同且适宜。【小问1详解】单糖是指不能水解,可直接被细胞吸
收的糖类,因此果糖属于糖类中的单糖。根据题干可知,本实验的自变量为果糖有无,实验应遵循对照原则、等量原则和单一变量原则,因此对照组以等量的正常膳食和清水喂养小鼠。【小问2详解】肠道干细胞和肠上皮细胞在形态结构
和功能上不同,故肠道上皮细胞经过有丝分裂和分化产生新的肠上皮细胞。由图2可知,缺氧条件+果糖曲线和缺氧条件曲线相比,细胞凋亡相对值明显降低,可知果糖可降低缺氧条件下肠上皮细胞的凋亡数量,即图2结果表明果糖能减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况。【小问3详解
】根据题干“丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关”可知,细胞缺氧时,PKM2活性下降。根据图3可知,缺氧条件下,组2的HIF-1α表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路;但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,因此果糖主要在a环节发挥作用。【点睛
】本题以果糖的过量摄入与肠肿瘤的关系为素材,考查单糖的定义和实例、细胞分裂和分化、细胞凋亡等相关知识,解答本题的关键在于遵循实验设计的原则进行相关的实验设计,并能根据实验结果进行分析和作出结论。20.为更好地利用农杆
菌转化玉米,科学家将基因编辑系统引入农杆菌Ti质粒对其进行改造。(1)Ti质粒在基因工程中常作为_________。改造后的Ti质粒的部分序列如图1所示,转入玉米细胞后,gRNA能够与玉米细胞DNA特定位点结合,从而引导Cas9蛋白在此位点切断_________键断开DNA.H
R1和HR2与玉米DNA切断位点上下游序列同源,玉米细胞能以同源序列之间的序列为模板合成一段DNA,连接断开的DNA分子,实现外源片段插入。图1中插入玉米染色体的片段能稳定表达和扩增,其他区域的基因只能瞬时
表达且无法扩增。在转化玉米的过程中,使用改造后的Tⅰ质粒的优点是_________。注:HRA为抗除草剂基因:NPTⅡ为卡那霉素抗性基因(2)用上述改造后的农杆菌转化玉米幼胚,在培养基中加入除草剂或_________均能筛选出已发生转化的幼胚。对培养后的植株进行PCR(
引物设计如图2),部分植株实验结果如图3。电泳结果显示_________号玉米中成功插入了外源基因,自交后_________(选填“会”或“不会”)发生性状分离。(3)标记基因插入转基因作物染色体中往往会影响植物的生长发育,并带来环境安全隐患。现要制备转耐寒CXE-20基因的转基因玉米,请
利用该方法设计Ti质粒相关序列,选择相关基因的序号填入Ti质粒部分序列示意图。①Cas9②gRNA③HRA④NPTⅡ⑤CXE-20⑥HR1⑦HR2【答案】(1)①.载体②.磷酸二酯③.能够在特定位点插入基因片段
(2)①.卡那霉素②.1、6、7、9、10、11③.会(3)【解析】【分析】1、基因工程有三种常用的载体:质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒,最常用的是质粒。2、限制酶能作用于DNA中的磷酸二酯键,使DNA断开。3、标记
基因的作用:鉴别受体细胞中是否含有目的基因。【小问1详解】基因工程有三种常用的载体:质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒,最常用的是质粒,因此Ti质粒在基因工程中常作为质粒。Cas9蛋白能识别特定核苷酸序列并在特定位点剪
切特定的碱基序列,使磷酸二酯键断裂,在功能上属于限制性核酸内切酶(限制酶)。使用改造后的Tⅰ质粒可将目的基因定点插入所需位点,即能够在特定位点插入基因片段,避免了因目的基因随机插入宿主细胞DNA引起的生物安全性问题。【小问2详解】根据图1可知,该质粒上的标记基因为卡那霉素抗性基因,
因此在培养基中加入除草剂或卡那霉素均能筛选出已发生转化的幼胚。由图可知,0.5kb的基因所有玉米都有,但是4.0kb的基因只有1、6、7、9、10、11才有,因此1、6、7、9、10、11号玉米中成功插入了外源基因。由图可知,含有外源基因的玉米的基因型为杂合子,因此自交后会出现性状分离。【小问3
详解】由题可知,CXE-20作为目的基因,NPTⅡ和HRA是标记基因,根据题干“标记基因插入转基因作物染色体中往往会影响植物的生长发育,并带来环境安全隐患”可知标记基因NPTⅡ和HRA不能放在HR1和HR12中间,且目的基因要放在HR1和HR12中间,故Ti质粒相关序列如下图
所示:【点睛】本题主要考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理及其应用,能根据题目中的关键信息进行合理的分析并能正确作答,掌握基因表达载体的构建,难度中等。21.脆性X综合征(FXS)患者是由于X染色体
上编码F蛋白的基因(F基因)序列中,三个核苷酸(CGG)发生多次重复所致。(1)图1为某FXS患者家系图,该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。①在遗传咨询时,通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的
____,推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA经过____获得cDNA,再利用特异性引物扩增获得的。②临床观察发现,FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测,FXS患者的CGG发生多次重复,可能会导致男患者的F蛋白____,而女患者症状较
轻的原因可能是____。(2)研究发现,FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6~54次重复,而患者有230~2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代际增加的倾向,科研人员提出对这一现象的解释,如图3所示。①据图3可知,以含有CGG重复序列
的单链为____合成子代DNA链时,子链3'端容易滑落并折叠,随3'方向的继续延伸,会导致子链____。②哺乳动物中,胞嘧啶甲基化易发生在CG二核苷酸处,已知CGG重复序列紧邻F基因启动子的位置。结合图2中cDNA片段检测结果推测,Ⅱ-3的CGG重复序列导致F基因表达情况发生变化的分子机制可能是_
___。(3)研究表明,FXS与智力和情绪障碍有关,患者会出现冲动和癫痫等症状。γ-氨基丁酸(GABA)为海马区神经元分泌的抑制性神经递质。有证据表明,F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能,使GABA调控通路发挥正常功能。①请将下列英文字母填入表格空格处,补充实验方案,进一步提
供新的证据。A.野生型小鼠B.F基因敲除的小鼠C.生理盐水D.GABA受体激活剂E.突触前膜F.突触后膜组别123实验动物Aa____b____海马区内注射物质Cc____C检测指标施加适宜刺激后,d___
_是否产生动作电位②实验结果若为____,则说明上述结论成立。【答案】(1)①.遗传方式②.逆转录③.不表达④.女性有2条X染色体,一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质(2)①.模板②.CGG重复次数增
加③.CGG重复序列增多导致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多,抑制F基因转录(3)①.B②.B③.D④.F⑤.1组和2组不产生动作电位,3组产生动作电位【解析】【分析】1、利用逆转录可获取cDNA作为电
泳的材料,根据遗传系谱图和电泳结果可以分析该病的遗传方式和相关个体的基因型。根据题意分析可知男患者与女患者症状的差异与CGG重复次数有密切关系。2、DNA复制遵循碱基互补配对原则,根据图3可知CGG重复的机制。3、根据对照实验原则,以是否有F蛋白(小鼠的F基因是否敲除)或GABA受体激活
剂为自变量,检测突触后膜的电位变化,可证明题干所述机制。【小问1详解】①遗传系谱图可用于分析遗传病的遗传方式及相关个体的基因型。利用电泳检测个体基因组成时需要以DNA或cDNA为模板,cDNA是由RNA经逆转录获取。②根据图2可知,Ⅱ-3、Ⅲ-6两个男
患者没有550bp、308bp片段,而Ⅱ-2、Ⅲ-5两个女患者有550bp、308bp片段,其他正常个体携带308bp片段,故男患者与女患者的差异应该是男患者的F蛋白不表达,而女性有2条X染色体,一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质。【小问2详解】
①DNA复制时以亲代DNA分子的核苷酸链作为模板。子链的滑落折叠使得CGG所在序列反复复制延伸,从而导致CGG重复次数增加。②胞嘧啶甲基化可以使得翻译过程中对碱基序列的识别发生错误。据题意,胞嘧啶甲基化容易
CG二核苷酸处,且CGG重复序列紧邻F基因起始密码子对应的位置,F基因中CGG重复次数增多,胞嘧啶甲基化修饰增多,对F基因的表达产生抑制。【小问3详解】要证明题述机制,需要进行对照实验。1组以野生型小鼠(未敲除F基因)为材料,注射生理盐
水,可探究F蛋白的作用;2组以F基因敲除小鼠为材料,施加GABA受体激活剂,可探究GABA受体激活剂的作用;3组以F基因敲除小鼠为材料,施加生理盐水,可作为对照。应检测突触后膜是否产生动作电位,以判断相应调控
机制是否工作。若1组和2组不产生动作电位3组产生动作电位,则可证明题述结论。