注意事項(xiàng):
1.本卷滿分300分,考試時(shí)間150分鐘。答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2.選擇題的作答:每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3.非選擇題的作答:用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
4.考試結(jié)束后,請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。
一、選擇題:本題共13小題,每小題6分,共78分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 雙歧桿菌和乳酸菌是人和動(dòng)物腸道菌群的重要組成成員,它們能抑制有害細(xì)菌的生長(zhǎng)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 乳酸菌和雙歧桿菌共有的細(xì)胞器是核糖體
B. 擬核是乳酸菌和雙歧桿菌的遺傳控制中心
C. 乳酸菌代謝產(chǎn)生的CO2可以調(diào)節(jié)腸道的pH
D. 乳酸菌和雙歧桿菌都是寄生在人體的異養(yǎng)菌
【答案】C
【解析】
【分析】細(xì)菌都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì),都沒有核膜包被的細(xì)胞核,也沒有染色體,但有環(huán)狀的DNA分子,位于細(xì)胞內(nèi)特定區(qū)域,這個(gè)區(qū)域叫做擬核。
【詳解】ABD、乳酸菌和雙歧桿菌都是寄生在人體異養(yǎng)菌,屬于原核生物,沒有細(xì)胞核,擬核是乳酸菌和雙歧桿菌的遺傳控制中心,二者共有的細(xì)胞器是核糖體,ABD正確;
C、乳酸菌無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,不產(chǎn)生二氧化碳,C錯(cuò)誤。
故選C。
2. 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ),下列相關(guān)敘述正確的是( )
A. 在培養(yǎng)基中加入動(dòng)物血清可避免培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)
B. 制備單克隆抗體時(shí),經(jīng)兩兩融合得到的雜交細(xì)胞都能無限增殖
C. 懸浮培養(yǎng)的骨髓瘤細(xì)胞可能因細(xì)胞密度過大、發(fā)生接觸抑制等因素而分裂受阻
D. 將從牛卵巢中采集的卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)至減數(shù)分裂Ⅱ中期可與獲能的精子受精
【答案】D
【解析】
【分析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)。
【詳解】A、在培養(yǎng)基中加入動(dòng)物血清的目的是為了補(bǔ)充動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中所需的未知營(yíng)養(yǎng)成分,動(dòng)物血清并不能避免動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)現(xiàn)象,A錯(cuò)誤;
B、制備單克隆抗體時(shí),兩兩融合的B淋巴細(xì)胞不能無限增殖,B錯(cuò)誤;
C、骨髓瘤細(xì)胞是癌細(xì)胞,不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制,C錯(cuò)誤;
D、體外受精時(shí),采集的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)至減數(shù)分裂Ⅱ中期才可與獲能的精子受精,D正確。
故選D
3. 如圖為甲、乙兩種單基因遺傳病的遺傳家系圖,甲病由等位基因A/a控制,乙病由等位基因B/b控制,其中一種病為伴性遺傳,Ⅱ5不攜帶致病基因。甲病在人群中的發(fā)病率為1/625。不考慮基因突變、染色體變異及X、Y染色體的同源區(qū)段。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ4、Ⅲ5的乙病基因可能來自Ⅰ1
B. Ⅱ2減數(shù)分裂可以產(chǎn)生4種基因型的卵細(xì)胞
C. 圖中的甲病患者全都是純合子,乙病患者全都是雜合子
D. Ⅲ6與正常女性結(jié)婚生一個(gè)只患甲病孩子的概率為1/416
【答案】A
【解析】
【分析】題圖分析,I1和I2不患甲病,卻生育了一個(gè)患甲病的女兒(Ⅱ2),因此甲病為常染色體隱性遺傳。Ⅱ1與Ⅱ2患乙病,生有一個(gè)不患乙病的Ⅲ3,則乙病為顯性遺傳病。由題意知,甲、乙兩種病其中一種為伴性遺傳,則乙病為伴X染色體顯性遺傳。
【詳解】A、甲病為常染色體隱性遺傳病,而乙病為伴X顯性遺傳病,I1的乙病致病基因B可通過Ⅱ2傳遞給Ⅲ1、Ⅲ2,也可通過Ⅱ4傳遞給Ⅲ4、Ⅲ5,A正確;
B、依題意可知,Ⅱ2的基因型可表示為aaaXBXb,只能產(chǎn)生兩種基因型的卵細(xì)胞,B錯(cuò)誤;
C、甲病為常染色體隱性遺傳病,患者全是純合子,乙病為伴X染色體顯性遺傳病,患者可能為純合子,也可能為雜合子,C錯(cuò)誤;
D、依題意可知,Ⅱ4關(guān)于甲病的基因型可表示為1/3AA或2/3Aa,Ⅱ5不攜帶致病基因,因此,Ⅲ6的基因型為Aa的概率為(2?3)×(1?2)=1/3,甲病在人群中的發(fā)病率為1/625,即aa的基因型頻率為1/625,則a的基因頻率為1/25,A的基因頻率為24/25。則可知人群中基因型為AA的概率為(24?25)×(24?25)、基因型為Aa的概率為2×(1?25)×(24?25),則人群中Aa∶AA=1∶12,,則正常人群中Aa的概率為1/13,Ⅲ6與正常女性結(jié)婚患甲病的概率為:(1/13)×(1/3)×(1/4)=1/156。Ⅲ6與正常女性均不攜帶乙病致病基因,所生孩子患乙病的概率為0,因此二者結(jié)婚生一個(gè)只患甲病孩子的概率為1/156,D錯(cuò)誤。
故選A。
4. 科學(xué)家根據(jù)化石復(fù)原了九尾狐甲魚,九尾狐甲魚長(zhǎng)約10厘米,身體除了有甲殼和典型的下歪尾外,尾鰭還具有9個(gè)手指狀的分叉,形成一排羽狀的鰭,像9條尾巴,使其能夠成為一個(gè)靈活的“游泳者”。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 九尾狐甲魚發(fā)生進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變
B. 九尾狐甲魚進(jìn)化過程中發(fā)生的基因突變是不定向的
C. 控制尾鰭形狀的基因構(gòu)成了九尾狐甲魚種群的基因庫
D. 九尾狐甲魚羽狀尾鰭的形成體現(xiàn)了生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)
【答案】C
【解析】
【分析】現(xiàn)代進(jìn)化理論的基本內(nèi)容是:①進(jìn)化是以種群為基本單位,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群的基因頻率的改變。②突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。③自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。④隔離導(dǎo)致物種形成。
【詳解】A、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,A正確;
B、基因突變是可遺傳變異的一種,基因突變具有不定向性,B正確;
C、種群的基因庫包含種群中所有個(gè)體的所有基因,而不是只包含了控制尾鰭形狀的基因,C錯(cuò)誤;
D、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,九尾狐甲魚羽狀尾鰭使其能夠成為一個(gè)靈活的“游泳者”,體現(xiàn)了生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng),D正確。
故選C。
5. 熱射病,即重癥中暑,是一種因高溫引起的人體體溫調(diào)節(jié)功能失調(diào)的致命性疾病,患者體內(nèi)熱量過度積蓄,導(dǎo)致核心溫度迅速升高,從而引發(fā)器官功能障礙。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A. 人體溫度過高使所有酶變性失活,溫度降低后即可恢復(fù)
B. 環(huán)境溫度超過40°C時(shí),皮膚主要以汗液蒸發(fā)的方式散熱
C. 重癥中暑會(huì)引起位于大腦皮層的體溫調(diào)節(jié)中樞功能失調(diào)
D. 人體大量出汗后,機(jī)體內(nèi)抗利尿激素的分泌量將會(huì)減少
【答案】B
【解析】
【分析】人體體溫調(diào)節(jié):
(1)體溫調(diào)節(jié)中樞:下丘腦;
(2)機(jī)理:產(chǎn)熱與散熱處于動(dòng)態(tài)平衡;
(3)寒冷環(huán)境下:①增加產(chǎn)熱的途徑:骨骼肌戰(zhàn)栗、甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加;②減少散熱的途徑:立毛肌收縮、皮膚血管收縮等。
(4)炎熱環(huán)境下:主要通過增加散熱來維持體溫相對(duì)穩(wěn)定,增加散熱的途徑主要有汗液分泌增加、皮膚血管舒張。
【詳解】A、人體溫度過高會(huì)導(dǎo)致酶活性降低,部分酶可能變性失活,溫度降低后也不能恢復(fù)活性,A錯(cuò)誤;
B、環(huán)境溫度超過體溫,皮膚主要以汗液蒸發(fā)的方式散熱,B正確;
C、體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦,C錯(cuò)誤;
D、人體大量出汗后,機(jī)體內(nèi)抗利尿激素的分泌量將會(huì)增加,D錯(cuò)誤。
故選B。
6. 捕蠅草每片葉子的頂端長(zhǎng)有一個(gè)形似貝殼的小夾子,夾子里貯存有香甜的蜜汁,吸引飛蟲、螞蟻等前來吸食。當(dāng)昆蟲在葉片上來回走動(dòng)攝取蜜汁時(shí)會(huì)碰到觸發(fā)毛,“小夾子”就能“感知”到獵物,從而快速關(guān)閉將其夾住。當(dāng)觸發(fā)毛在短時(shí)間內(nèi)被連續(xù)觸碰5次以上時(shí),捕蠅草的葉片腺體便會(huì)開始分泌消化液。下列關(guān)于捕蠅草的敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 捕蠅草與捕食的飛蟲的組成元素完全相同
B. 信息在捕蠅草和飛蟲之間的傳遞是雙向的
C. 捕蠅草在食物鏈中所占據(jù)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)可能不止一個(gè)
D. 捕蠅草捕食過程中能量由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)
【答案】A
【解析】
【分析】題意分析,捕蠅草可以捕食昆蟲,所以在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費(fèi)者,但是捕蠅草有綠色葉子,也能進(jìn)行光合作用,自身也屬于生產(chǎn)者。
【詳解】A、捕蠅草與捕食的飛蟲的組成元素不一定完全相同,A錯(cuò)誤;
B、依題意可知,捕蠅草的蜜汁能吸引飛蟲,飛蟲的吸食活動(dòng)也能被捕蠅草感知,說明信息在二者之間的傳遞是雙向的,B正確;
C、捕蠅草可以作為生產(chǎn)者進(jìn)行光合作用,也可乙吸食花蜜的飛蟲和螞蟻為食,因此,捕蠅草在食物鏈中可能占據(jù)第一和第三等營(yíng)養(yǎng)級(jí),C正確;
D、捕蠅草捕食過程中實(shí)現(xiàn)了能量由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞,D正確。
故選A。
三、非選擇題:共174分。
7. 淀粉和蔗糖是光合作用的兩種主要終產(chǎn)物,馬鈴薯下側(cè)葉片合成的有機(jī)物主要運(yùn)向塊莖貯藏,紅薯葉片合成的有機(jī)物主要運(yùn)向塊根儲(chǔ)存,下圖1是光合作用產(chǎn)物的形成及運(yùn)輸示意圖。回答下列有關(guān)問題:
(1)圖1中①②過程進(jìn)行的場(chǎng)所是___。圖1葉肉細(xì)胞中有蔗糖合成,說明植物光合作用合成的單糖是___。
(2)研究小組對(duì)馬鈴薯部分不同葉齡葉片的凈光合速率進(jìn)行了觀測(cè),結(jié)果如圖2所示(注:d是單位“天”)。
①據(jù)圖2可知,馬鈴薯不同葉齡葉片的總光合速率___(填“大于”“等于”或“小于”)細(xì)胞呼吸速率。
②研究小組從馬鈴薯莖頂端的葉片開始向下依次編號(hào)為1~7位,對(duì)不同位置的葉片含水量進(jìn)行了測(cè)定后發(fā)現(xiàn),第1~6位的葉片含水量均大于第7位葉。這可能與細(xì)胞生命歷程中的___有關(guān)。第1位葉細(xì)胞中自由水的含量大于第3位葉,其原因是___。
【答案】(1) ①. 葉綠體基質(zhì) ②. 葡萄糖和果糖
(2) ①. 大于 ②. 細(xì)胞衰老 ③. 第1位葉的葉齡小于第3位葉的葉齡,同一生物組織中幼嫩細(xì)胞的細(xì)胞代謝旺盛,自由水比例更大
【解析】
【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所在葉綠體的類囊體薄膜上,色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能,并將一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧氣,另一部分光能用于合成ATP,暗反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)中,首先發(fā)生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP被還原。
小問1詳解】
據(jù)圖可知,圖中的①②過程包括二氧化碳的固定、三碳化合物的還原過程,屬于卡爾文循環(huán),卡爾文循環(huán)發(fā)生的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì);蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖形成的,因此圖1葉肉細(xì)胞中有蔗糖合成,說明植物光合作用合成的單糖是葡萄糖和果糖。
【小問2詳解】
①凈光合速率=總光合速率-呼吸速率,圖2馬鈴薯不同葉齡葉片的凈光合速率大于0,因此說明馬鈴薯不同葉齡葉片的總光合速率大于細(xì)胞呼吸速率。
②從馬鈴薯莖頂端的葉片開始向下依次編號(hào)為1~7位,則1位的葉片是新生的葉片,7位的葉片是成熟衰老的葉片,細(xì)胞衰老后自由水減少,因此若發(fā)現(xiàn)第1~6位的葉片含水量均大于第7位葉。這可能與細(xì)胞生命歷程中的細(xì)胞衰老有關(guān)。第1位葉的葉齡小于第3位葉的葉齡,同一生物組織中幼嫩細(xì)胞的細(xì)胞代謝旺盛,自由水比例更大,因此第1位葉細(xì)胞中自由水的含量大于第3位葉。
8. 如圖是某草原生態(tài)系統(tǒng)的模式圖,其中字母A~E代表生態(tài)系統(tǒng)的組成成分,①、②代表途徑,其他數(shù)字代表能量的數(shù)值[單位:J/(cm2?a)]?;卮鹣铝袉栴}:
(1)圖中B糞便中的能量屬于___(填字母)流入分解者的能量。
(2)草原不僅能夠?yàn)槿藗兲峁┴S富的畜產(chǎn)品,還可以防止水土流失,體現(xiàn)了生物多樣性的___價(jià)值。
(3)在食物鏈A→B→C中,能量在B、C之間的傳遞效率是___。若C同化的能量一半來源于途徑①,一半來源于途徑②,則C用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量為___J/(cm2?a)。若食物鏈中每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率均為20%,C的食物來源一半來自途徑①,一半來自途徑②;消耗等量的A,為使C獲得更多的能量,調(diào)整C的食物來源比例,由原來的1:1調(diào)整為1:2,則調(diào)整后C獲得的能量約是調(diào)整前的___倍(保留2位小數(shù))。
【答案】8. A 9. 直接價(jià)值和間接
10. ①. 8% ②. 20 ③. 1.29
【解析】
【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知:A是生產(chǎn)者,B是初級(jí)消費(fèi)者,C是次級(jí)消費(fèi)者,D是無機(jī)環(huán)境,E是分解者。
【小問1詳解】
根據(jù)雙箭頭和A有指向B和E的箭頭,可知A是生產(chǎn)者,B是初級(jí)消費(fèi)者,C是次級(jí)消費(fèi)者,D是無機(jī)環(huán)境,E是分解者。B(初級(jí)消費(fèi)者)糞便中的能量屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量,故B糞便中的能量屬于A(生產(chǎn)者)固定的能量,即圖中B糞便中的能量屬于A流入分解者的能量。
【小問2詳解】
草原能夠?yàn)槿藗兲峁┴S富的畜產(chǎn)品,體現(xiàn)了生物多樣性的直接價(jià)值,草原還可以防止水土流失,體現(xiàn)了生物多樣性的間接價(jià)值。
【小問3詳解】
能量傳遞效率指的是相鄰的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化量的比值,在食物鏈A→B→C中,由B→C的能量傳遞效率是16÷200×100%=8%。若C同化的能量中一半來源①,一半來源②,C同化的能量中來源①的能量為16J/(cm2·a),來源②的能量為16J/(cm2·a),則C用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量為=同化量-自身呼吸消耗的能量=16+16-12=20J/(cm2·a)。設(shè)調(diào)整比例前,C獲得的能量為a,則需要A增加的能量=1/2a÷20%÷20%+1/2a÷20%,設(shè)調(diào)整比例后,C獲得的能量為b,則需要A增加的能量=1/3a÷20%÷20%+2/3a÷20%,由于調(diào)整前后消耗等量的A,因此1/2a÷20%÷20%+1/2a÷20%=1/3b÷20%÷20%+2/3b÷20%,則b/a≈1.29,故調(diào)整后C獲得的能量約是調(diào)整前的1.29倍。
9. 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)是因免疫炎癥反應(yīng)過強(qiáng)引起的關(guān)節(jié)受損而導(dǎo)致的一種疾病。與免疫炎癥有關(guān)的TNF—α等細(xì)胞因子有甲、乙兩大類,這兩類細(xì)胞因子相互作用,共同維持免疫應(yīng)答的穩(wěn)態(tài)。研究人員為研究RA的發(fā)生與上述兩類細(xì)胞因子的關(guān)系,分別測(cè)定了多例健康志愿者和RA患者血清中四種細(xì)胞因子的平均含量,結(jié)果如下圖?;卮鹣铝杏嘘P(guān)問題:
(1)據(jù)圖可知,細(xì)胞因子___分泌增多會(huì)導(dǎo)致RA。圖中抑制免疫炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子是___。
(2)研究人員欲利用RA病模型大鼠檢測(cè)藥物M(可溶于生理鹽水)對(duì)RA的治療效果。他們將生理狀態(tài)相同的RA病模型大鼠隨機(jī)分成兩組,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的處理方案分別為___,___。在相同的適宜環(huán)境中,給以同樣的飼料進(jìn)行喂養(yǎng)15天,提取并檢測(cè)___,若___,則證明藥物M對(duì)RA有一定治療效果。
【答案】(1) ①. TNF-α和IL-6 ②. IL-4和IL-10
(2) ①. 注射適量溶于生理鹽水的藥物M ②. 注射等量的生理鹽水 ③. 各組大鼠血清中TNF-α等四種細(xì)胞因子的含量 ④. 實(shí)驗(yàn)組TNF-α和IL-6細(xì)胞因子的含量低于對(duì)照組或?qū)嶒?yàn)組IL-4和IL-10細(xì)胞因子的含量高于對(duì)照組
【解析】
【分析】自身免疫病:是指機(jī)體對(duì)自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織損害所引起的疾病。舉例:風(fēng)濕性心臟病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。
【小問1詳解】
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是因免疫炎癥反應(yīng)引起關(guān)節(jié)受損而引起的一種疾病,屬于自身免疫??;題圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,健康人的TNF-α和IL-6含量較低,IL-4和IL-10的含量較高,而RA患者剛好相反,說明TNF-α和IL-6分泌增多會(huì)導(dǎo)致RA,而IL-4和IL-10具有抑制免疫炎癥反應(yīng)作用。
【小問2詳解】
本實(shí)驗(yàn)的目的是探究藥物M(可溶于生理鹽水)對(duì)RA的治療效果,因此實(shí)驗(yàn)的自變量為是否使用藥物M處理,因變量是相關(guān)細(xì)胞因子含量的變化,實(shí)驗(yàn)需要遵循單一變量和對(duì)照性原則。實(shí)驗(yàn)組注射適量的藥物M,對(duì)照組注射等量的生理鹽水,兩組使用的材料均為RA大鼠。然后在相同且適宜的環(huán)境中進(jìn)行喂養(yǎng),給以同樣的飼料進(jìn)行喂養(yǎng)15天,檢測(cè)各組大鼠血清中各組大鼠血清中TNF-α等四種細(xì)胞因子的含量;若結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組TNF-α和IL-6細(xì)胞因子的含量低于對(duì)照組或?qū)嶒?yàn)組IL-4和IL-10細(xì)胞因子的含量高于對(duì)照組,表明藥物M具有一定的抗RA作用。
10. 野生型果蠅為灰體,常見的隱性突變體有黃體(aa)、黑體(bb)和黑檀體(ee),其中基因e位于Ⅱ號(hào)染色體上??蒲腥藛T利用野生型、黃體、黑體及黑檀體四種純合果蠅品系進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一:野生型果蠅(♂)與黃體果蠅(♀)雜交,F(xiàn)1中黃體(♂):野生型(♀)=1:1;
實(shí)驗(yàn)二:野生型果蠅與黑體果蠅雜交得F1,F(xiàn)1自由交配,F(xiàn)2中野生型:黑體=3:1;
實(shí)驗(yàn)三:黑檀體果蠅與黑體果蠅雜交,F(xiàn)1全為野生型,F(xiàn)1相互交配,F(xiàn)2雌雄個(gè)體中均為野生型:黑體:黑檀體=3:1:1。
不考慮變異及X、Y染色體的同源區(qū)段。回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)一中F1黃體雄果蠅和野生型雌果蠅雜交,F(xiàn)2中黃體果蠅占___。
(2)由實(shí)驗(yàn)二可知,基因b位于___染色體上。由實(shí)驗(yàn)三可知,基因b和基因e位于___對(duì)同源染色體上,F(xiàn)2只出現(xiàn)三種表型的原因是___。
(3)已知果蠅的紅眼(R)對(duì)白眼(r)為顯性,這對(duì)基因在X染色體上;長(zhǎng)剛毛與短剛毛(M、m)、長(zhǎng)翅與截翅(N、n)各由一對(duì)基因控制??蒲腥藛T利用純合紅眼短剛毛長(zhǎng)翅雌果蠅與白眼長(zhǎng)剛毛截翅雄果蠅作親本雜交得F1,F(xiàn)1雌雄個(gè)體相互交配得F2,F(xiàn)2中剛毛長(zhǎng)度與翅型的表型及比例為長(zhǎng)剛毛長(zhǎng)翅:長(zhǎng)剛毛截翅:短剛毛長(zhǎng)翅:短剛毛截翅=9:3:3:1。
①科研人員認(rèn)為M、m基因不位于X染色體上,判斷依據(jù)是___。
②若僅考慮翅型和眼色,親本基因型為___,F(xiàn)2中白眼截翅果蠅所占的比例是___。
【答案】10. 1/2
11. ①. 常染色體或X ②. 兩(或2) ③. 基因型為bbee的果蠅會(huì)死亡
12. ①. 如果M、m基因位于X染色體上,親本果蠅基因型為XmXm與XMY,,雜交后得F1,F(xiàn)1雌雄果蠅自由交配的后代為長(zhǎng)剛毛:短剛毛=1:1,不等于3:1,與題干敘述不符 ②. XNRXNR×XnrY或NNXRXR×nnXrY ③. 1/4或1/16
【解析】
【分析】題意分析,野生型果蠅為灰體,常見的隱性突變體有黃體(aa)、黑體(bb)和黑檀體(ee)。①實(shí)驗(yàn)一:野生型(♂)與黃體(♀)雜交,F(xiàn)1中黃體(♂)∶野生型(♀)=1∶1。說明可知該性狀的基因與性別相關(guān)性,因此該基因位于性染色體上,結(jié)合親子代的表現(xiàn)型可知,控制該性狀的基因位于X染色體上,則親代的基因型為野生型(♂)XAY、黃體(♀)XaXa。②實(shí)驗(yàn)二:野生型與黑體雜交得F1,F(xiàn)1自由交配,F(xiàn)2中野生型∶黑體=3∶1,則控制該性狀的基因可能位于常染色體上也可能位于X染色體上,若位于常染色體上,則親代的基因型分別為野生型BB、黑體bb;若位于X染色體上,則親代基因型分別為野生型XBXB、黑體XbY。③實(shí)驗(yàn)三:黑檀體與黑體雜交,F(xiàn)1全為野生型,F(xiàn)1相互交配,F(xiàn)2中野生型∶黑體∶黑檀體=3∶1∶1,則親代的基因型分別為黑檀體BBee、黑體bbEE,則F1基因型全為BbEe,表現(xiàn)型全為野生型,若基因位于兩對(duì)同源染色體上,則F1相互交配,F(xiàn)2中有9B_E_、3B_ee、3bbE_、1bbee,但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果為F2野生型∶黑體∶黑檀體=3∶1∶1,說明F2中基因型為bbee的個(gè)體致死,因此F2中有9B_E_野生型、3B_ee黑檀體、3bbE_黑體。
【小問1詳解】
①實(shí)驗(yàn)一:野生型(♂)與黃體(♀)雜交,F(xiàn)1中黃體(♂)∶野生型(♀)=1∶1,說明該性狀表現(xiàn)與性別有關(guān),親本的基因型可表示為XaXa、XAY,則F1黃體雄果蠅的基因型可表示為XaY,其與F1野生型雌果蠅XAXa雜交,F(xiàn)2中黃體果蠅占1/2。
【小問2詳解】
實(shí)驗(yàn)二:野生型與黑體雜交得F1,F(xiàn)1自由交配,F(xiàn)2中野生型∶黑體=3∶1,則控制該性狀的基因可能位于常染色體上也可能位于X染色體上,實(shí)驗(yàn)三中黑檀體(BBee)與黑體(bbEE)雜交,F(xiàn)1全為野生型,F(xiàn)1相互交配,F(xiàn)2中野生型∶黑體∶黑檀體=3∶1∶1=9∶3∶3,據(jù)此可知基因b和基因e位于兩對(duì)同源染色體上,F(xiàn)2只出現(xiàn)三種表型的原因是基因型為bbee的果蠅死亡。
【小問3詳解】
已知果蠅紅眼(R)對(duì)白眼(r)為顯性,這對(duì)基因在X染色體上;長(zhǎng)剛毛與短剛毛(M、m)、長(zhǎng)翅與截翅(N、n)各由一對(duì)基因控制??蒲腥藛T利用純合紅眼短剛毛長(zhǎng)翅雌果蠅與白眼長(zhǎng)剛毛截翅雄果蠅作親本雜交得F1,F(xiàn)1雌雄個(gè)體相互交配得F2,F(xiàn)2中剛毛長(zhǎng)度與翅型的表型及比例為長(zhǎng)剛毛長(zhǎng)翅∶長(zhǎng)剛毛截翅∶短剛毛長(zhǎng)翅∶短剛毛截翅=9∶3∶3∶1。該比例說明M/m、N/n位于兩對(duì)同源染色體上,遺傳時(shí)符合基因自由組合定律。
①如果M、m基因位于X染色體上,親本果蠅基因型為XmXm與XMY,雜交后得F1,F(xiàn)1雌雄果蠅自由交配的后代為長(zhǎng)剛毛∶短剛毛=1∶1,與事實(shí)中出現(xiàn)的3∶1不符,因此,科研人員認(rèn)為M、m基因不位于X染色體上。
②由于沒有統(tǒng)計(jì)F2中各種性狀的性別表現(xiàn),因而不能確定N/n所在的位置,即該基因可能位于X染色體上,也可能位于常染色體上,因此,若僅考慮翅型和眼色,親本基因型為XNRXNR×XnrY或NNXRXR×nnXrY,則F1的基因型為XNRXnr、XNRY或NnXRXr、NnXRY,則F2中白眼截翅果蠅(XnrY或nnXrY)所占的比例是1/4或1/16。
11. 二十碳五烯酸(EPA)能促進(jìn)體內(nèi)飽和脂肪酸代謝,具有降低血液黏稠度、預(yù)防心腦血管疾病的功效。研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)從海洋生物中提取了EPA合成途徑的關(guān)鍵基因pfaB,并將其導(dǎo)入酵母菌內(nèi),通過酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)EPA。圖1和圖2分別是轉(zhuǎn)基因過程中使用的含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒?;卮鹣铝袉栴}:
(1)為確保目的基因?qū)虢湍妇竽芊€(wěn)定復(fù)制和表達(dá),需要在圖2質(zhì)粒中加入___(答出三點(diǎn))等結(jié)構(gòu)才行。若要將pfaB基因?qū)胫参锛?xì)胞,可采用___(填一種)法。
(2)據(jù)圖可知,為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接,構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選擇限制酶___對(duì)基因pfaB和質(zhì)粒進(jìn)行切割。用PCR技術(shù)對(duì)基因pfaB進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),要向儀器中加入足量的引物___(填圖1中數(shù)字),以保證擴(kuò)增的正常進(jìn)行。PCR緩沖液中要添加適量的Mg2+,其目的是___。PCR結(jié)束后可采用瓊脂糖凝膠電泳對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行鑒定,一定pH下,在電場(chǎng)中,DNA分子會(huì)向著___的電極移動(dòng),DNA分子在凝膠中的遷移速率與___(填兩種)等因素有關(guān)。
(3)有人認(rèn)為將基因pfaB導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中,無法得到具有相應(yīng)生理功能的表達(dá)產(chǎn)物,其理由是___。
【答案】(1) ①. 復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子 ②. 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化或花粉管通道
(2) ①. BamHⅠ和HindⅢ ②. 4和5 ③. 激活(耐高溫的)DNA聚合酶 ④. 與它所帶電荷相反 ⑤. 凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象
(3)大腸桿菌中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法對(duì)pfaB基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行加工修飾
【解析】
【分析】PCR原理:在高溫作用下,打開DNA雙鏈,每條DNA單鏈作為母鏈,以4種游離脫氧核苷酸為原料,合成子鏈,在引物作用下,DNA聚合酶從引物3'端開始延伸DNA鏈,即DNA的合成方向是從子鏈的5'端向3'端延伸的。
【小問1詳解】
質(zhì)粒上的復(fù)制原點(diǎn)可啟動(dòng)DNA復(fù)制,質(zhì)粒上的啟動(dòng)子和終止子可調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄,因此為確保目的基因?qū)虢湍妇竽芊€(wěn)定復(fù)制和表達(dá),需要在圖2質(zhì)粒中加入復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子等結(jié)構(gòu)才行。若要將pfaB基因?qū)胫参锛?xì)胞,可采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化或花粉管通道法。
【小問2詳解】
結(jié)合圖1上DNA片段上限制酶的切割位置可知,使用SmaⅠ會(huì)破壞目的基因,使用EcRⅠ會(huì)導(dǎo)致目的基因兩側(cè)產(chǎn)生相同的黏性末端,不利于目的基因和質(zhì)粒的高效連接,因此應(yīng)選擇限制酶BamHⅠ和HindⅢ分別切割含目的基因的DNA和質(zhì)粒。利用PCR擴(kuò)增目的基因時(shí),引物結(jié)合在模板鏈的3′端,引物的延伸方向是5′端→3′端,擴(kuò)增產(chǎn)物應(yīng)該包含酶切位點(diǎn)序列,所以選用的引物為引物5和引物4。PCR緩沖液中要添加適量的Mg2+,其目的是激活(耐高溫的)DNA聚合酶。得到的PCR產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定,一定pH下,在電場(chǎng)中,DNA分子會(huì)向著與它所帶電荷相反的電極移動(dòng),DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)。
【小問3詳解】
大腸桿菌是原核生物,細(xì)胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法對(duì)pfaB基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行加工修飾,因此有人認(rèn)為將基因pfaB導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中,無法得到具有相應(yīng)生理功能的表達(dá)產(chǎn)物。

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