
1.答題前,考生務必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結束后,將本試卷和答題卡一并交回。
4.本試卷主要考試內容:人教版必修1、2。
一、選擇題:本題共15小題,每小題2分,共30分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. 人類基因組中98.5%的非編碼序列曾被稱為“垃圾DNA”,它們不編碼蛋白質。然而研究發(fā)現,這些非編碼序列在基因的轉錄調控中扮演重要角色。下列敘述錯誤的是( )
A. 非編碼區(qū)的基本組成單位是脫氧核苷酸
B. 編碼區(qū)的基因指導mRNA的合成
C. 非編碼區(qū)發(fā)生基因突變對蛋白質的合成沒有影響
D. 編碼區(qū)堿基序列發(fā)生改變,性狀不一定發(fā)生改變
【答案】C
【分析】據題干信息可知:人類基因組中含有一些非編碼序列,可以轉錄出非編碼RNA,它們不能編碼蛋白質,但有重要的生理和生化功能。
【詳解】A、非編碼區(qū)也屬于DNA序列,其基本組成單位是脫氧核苷酸,A正確;
B、編碼區(qū)的基因能編碼蛋白質,則需要指導mRNA的合成,mRNA指導蛋白質的合成,B正確;
C、這些非編碼序列在基因的轉錄調控中扮演重要角色,所以非編碼區(qū)發(fā)生基因突變對蛋白質的合成有影響,C錯誤;
D、由于密碼子的簡并性,編碼區(qū)堿基序列發(fā)生改變,轉錄形成的mRNA上密碼子可能編碼同一種氨基酸,性狀不一定發(fā)生改變,D正確。
故選C。
2. 半滑舌鰨(ZW型)是一種經濟魚類。研究發(fā)現,染色體組成為ZW型的受精卵在28℃下培養(yǎng)發(fā)育為雄魚(偽雄魚)。研究表明,甲基化通過抑制gsdf基因的表達來影響半滑舌鰨的性別分化。不同性別表現的半滑舌鰨性腺中gsdf基因啟動子區(qū)域的甲基化程度如表所示。下列敘述正確的是( )
A. 雄魚與偽雄魚gsdf基因啟動子區(qū)域的甲基化程度低于雌魚的
B. 甲基化導致gsdf基因啟動子區(qū)域的堿基序列發(fā)生改變
C. gsdf基因啟動子區(qū)域的甲基化不能遺傳給后代
D. gsdf基因的表達產物不利于半滑舌鰨發(fā)育為雄魚
【答案】D
【分析】表觀遺傳指在基因的DNA序列不發(fā)生改變的情況下,基因表達發(fā)生的可遺傳變化。?這種變化導致了生物體的表型(即可以觀察到的性狀或特征)發(fā)生變化,并且這些變化可以傳遞給后代。?
【詳解】A、雄魚(ZZ型)gsdf基因啟動子區(qū)域的甲基化程度為+++++,偽雄魚(ZW型)甲基化程度為+++++,雌魚(ZW型)甲基化程度為++,故雄魚與偽雄魚gsdf基因啟動子區(qū)域的甲基化程度高于雌魚的,A錯誤;
B、表觀遺傳是指細胞內基因序列沒有改變,但發(fā)生DNA甲基化、組蛋白修飾等,使基因的表達發(fā)生可遺傳變化的現象,因此甲基化不會使gsdf基因啟動子區(qū)域的堿基序列發(fā)生改變,B錯誤;
C、表觀遺傳是可以遺傳的,gsdf基因的甲基化程度能遺傳給后代,C錯誤;
D、據題干可知,gsdf基因啟動子區(qū)域甲基化水平高,抑制gsdf基因的表達,將不利于半滑舌鰨發(fā)育為雄魚,D正確。
故選D。
3. 圖1表示二倍體生物細胞分裂不同時期染色體和核DNA分子的數量關系,圖2表示細胞分裂不同時期每條染色體上DNA數的變化。下列相關敘述錯誤的是( )
A. 圖1中甲時期可能發(fā)生同源染色體分離
B. 圖2中的①~②之間的時期可能會發(fā)生聯會現象
C. 圖2中的0~①之間的時期可對應圖1中丙時期→甲時期
D. 圖2中的②時期對應圖1中的丙時期→丁時期
【答案】D
【分析】據圖分析,圖1中甲表示有絲分裂的前中期、減數第一次分裂,乙表示減數第二次分裂前中期,丙表示體細胞或者減數第二次分裂的后期,丁表示減數分裂形成子細胞。圖2每條染色體的DNA是1的時候表示DNA分子復制之前或著絲粒斷裂之后,2表示DNA復制之后到著絲粒分裂之前。
【詳解】A、圖1中甲的核DNA和染色單體數目都是4n,染色體數目為2n,表示有絲分裂的前中期、減數第一次分裂,同源染色體分離發(fā)生在減數第一次分裂的后期,因此圖1中甲時期可能發(fā)生同源染色體分離,A正確;
B、圖2的①~②之間每條染色體上DNA分子數目都是2,表示有絲分裂前中期、減數第一次分裂和減數第二次分裂的前中期,聯會發(fā)生在減數第一次分裂的前期,因此圖2中的①~②之間的時期可能會發(fā)生聯會現象,B正確;
C、圖1中丙表示體細胞或者減數第二次分裂的后期,甲表示有絲分裂的前中期、減數第一次分裂,圖2中的0~①之間的時期表示每條染色體上DNA數目由1變成2,表示DNA復制的時期,可對應圖1中丙時期→甲時期,C正確;
D、圖2中的②時期每條染色體上DNA數目由2變?yōu)?,表示著絲粒分裂的時期,染色體單體消失,處于減數第二分裂后期或者有絲分裂后期,可對應圖1中的乙時期→丙時期,D錯誤。
故選D。
4. 某同學用不同pH的溶液處理人體消化道中的某種酶,實驗記錄如表所示。下列有關該實驗的分析,正確的是( )
A. 實驗溫度為無關變量,但其設置的情況會影響實驗結果
B. 該實驗探究了pH對蛋白塊中蛋白質結構的影響
C. 將E組pH緩慢降低,該酶的活性將逐漸升高
D. 該酶應在最適溫度和最適pH條件下保存
【答案】A
【分析】本題主要考查酶的特性,考查學生的實驗探究能力和解決問題能力。分析題意,本實驗pH處理人體消化道中某種蛋白酶,實驗的自變量是不同pH,因變量是蛋白酶的活性,酶的活性越強,蛋白質消失時間越短,因此可通過觀察蛋白塊的消失時間來判斷酶的活性。據此分析作答。
【詳解】A、實驗溫度為無關變量,但其設置的情況會影響實驗結果,無關變量應該設置為相同且適宜,A正確;
B、該實驗旨在探究pH對人體消化道中某種酶活性的影響,B錯誤;
C、實驗中的酶為蛋白酶,E組pH條件下,該酶的結構發(fā)生了不可逆的破壞,再降低pH,該酶的活性不會恢復,C錯誤;
D、該酶應在低溫和最適pH條件下保存,D錯誤。
故選A。
5. 某科研小組從菠菜葉肉細胞中分離出類囊體,并用磷脂分子包裹形成圖甲所示的“油包水液滴”結構。向該結構中加入足量的光反應所需的NADP+等物質,并對其進行明暗交替處理,及時檢測該結構內產生NADPH的量,其結果如圖乙所示。下列有關說法正確的是( )
A. 若向該結構中補充CO2,則會有糖類的積累
B. 圖甲所示類囊體腔中會有NADPH的合成
C. 圖甲所示結構能將光能轉化為化學能,且均儲存在NADPH中
D. 根據希爾反應可知,若將NADP+換成鐵鹽,則理論上該結構可產生氧氣
【答案】D
【分析】分析圖甲:油包水液滴中只含有磷脂,而磷脂分子的頭部是親水性的,尾部是疏水性的,故形成頭部朝向水分子的油包水液滴。
分析圖乙:橫坐標表示時間,縱坐標表示NADPH的含量,由圖可知,NADPH含量明期上升,暗期保持不變,說明在條件適宜的情況下,油包水液滴在明期類囊體上發(fā)生光反應產生并積累NADPH;在暗期NADPH沒有生成也沒有消耗,其含量保持穩(wěn)定。
【詳解】A、圖甲所示結構中沒有暗反應所需的酶等物質,通入CO2不能發(fā)生暗反應,A錯誤;
B、光反應發(fā)生的場所為類囊體薄膜,B錯誤;
C、光反應過程中,光能轉化為化學能,儲存在NADPH和ATP中,C錯誤;
D、鐵鹽是氧化劑,根據希爾反應可知,若將NADP+換成鐵鹽,則理論上該結構可產生氧氣,D正確。
故選D。
6. 細胞內部與外部通過細胞膜進行營養(yǎng)物質和代謝產物的交換,以保障細胞內部環(huán)境相對穩(wěn)定。當細胞內部環(huán)境惡化到一定程度時會觸發(fā)細胞分裂、凋亡過程,其關系如圖所示(橫坐標表示細胞內部環(huán)境,范圍0-1,0為最差,1為最好)。下列相關敘述錯誤的是( )
A. 細胞內部環(huán)境惡化程度會影響基因的表達
B. 圖中B點的惡化程度是細胞分裂最旺盛的點
C. 若某細胞發(fā)生突變,使B點右移、A點左移,則該細胞可能變成癌細胞
D. 若細胞內部環(huán)境經常處于略低于B的狀態(tài),則細胞更容易發(fā)生癌變
【答案】B
【分析】分析題圖:在細胞環(huán)境由1惡化到0的過程中,隨著細胞分裂的進行,A點的細胞內部環(huán)境惡化程度高于B點;細胞分裂、凋亡由細胞內部環(huán)境惡化程度觸發(fā)的主動過程,不屬于被動過程。
【詳解】A、當細胞內部環(huán)境惡化到一定程度時會觸發(fā)細胞分裂、凋亡過程,細胞分裂、凋亡過程與相關基因的表達有關,A正確;
B、據圖可知,圖中B點的惡化程度是細胞開啟分裂過程的點,B錯誤;
C、若某細胞因細胞突變導政B點右移的結果是細胞更易分裂,A點左移的結果是細胞更不易凋亡,這樣最終結果是細胞數量增加,可能導致癌癥,即該細胞可能變成癌細胞,C正確;
D、環(huán)境經經處中略低于B的狀態(tài)時,細胞更易分裂,在分裂程中容易變異,所以更容易發(fā)生癌變,D正確。
故選B。
7. 下圖表示細胞凋亡過程,其中酶Ⅰ為核酸內切酶,能夠切割核酸形成片段;酶Ⅱ為一類蛋白水解酶,能選擇性地促進某些蛋白質的水解,從而造成細胞凋亡。下列敘述正確的是( )
A. 圖示過程可發(fā)生在哺乳動物成熟紅細胞衰老之后
B. 酶Ⅰ、酶Ⅱ最有可能分別作用于氫鍵和肽鍵
C. 吞噬細胞能吞噬分解凋亡的細胞體現了細胞膜的選擇透過性
D. 死亡信號發(fā)揮作用后,細胞內將有新蛋白質的合成以及蛋白質的水解
【答案】D
【分析】細胞凋亡過程受基因控制,通過凋亡基因的表達,使細胞發(fā)生程序性死亡,它是一種主動的細胞死亡過程,對生物的生長發(fā)育起重要作用;首先凋亡誘導因子與細胞膜上的受體結合,發(fā)出凋亡信息,激活細胞中的凋亡基因,執(zhí)行細胞凋亡,凋亡細胞最后變成小泡被吞噬細胞吞噬,并在細胞內完成分解。
【詳解】A、哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核,A錯誤;
B、酶Ⅰ為核酸內切酶,能夠切割核酸形成片段,故作用于磷酸二酯鍵;酶Ⅱ為一類蛋白水解酶,能選擇性地促進某些蛋白質的水解,故作用于肽鍵,B錯誤;
C、吞噬細胞吞噬凋亡細胞時,體現了細胞膜具有一定的流動性,C錯誤;
B、死亡信號發(fā)揮作用后,由于基因的選擇性表達,細胞內將有新型蛋白質的合成以及蛋白質的水解,D正確。
故選D。
8. 大腸桿菌在環(huán)境適宜的條件下,每20分鐘就能分裂一次??茖W家運用DNA紫外光吸收光譜的方法對其DNA復制方式進行研究,具體操作為:將DNA雙鏈均被15N標記的大腸桿菌放入普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)20分鐘,提取大腸桿菌DNA并進行密度梯度離心,再測定溶液的紫外光吸收光譜(如甲圖所示);若培養(yǎng)時間為40分鐘,則所得結果可能對應乙圖中部分曲線。下列相關敘述正確的是( )
注:紫外光吸收光譜的峰值位置即離心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明該位置的DNA數量越多。
A. DNA是大腸桿菌的主要遺傳物質,每20分鐘復制一次
B. 大腸桿菌擬核的DNA分子中,并非每個脫氧核糖都連接兩個磷酸基團
C. 若大腸桿菌DNA通過半保留方式復制,則40分鐘后所得結果對應乙圖中的e、f曲線
D. 大腸桿菌DNA復制過程中以四種游離堿基為材料
【答案】C
【分析】DNA的復制是半保留復制,即以親代DNA分子的每條鏈為模板,合成相應的子鏈,子鏈與對應的母鏈形成新的DNA分子,這樣一個DNA分子經復制形成兩個子代DNA分子,且每個子代DNA分子都含有一條母鏈。
【詳解】A、大腸桿菌的遺傳物質只有DNA,所以DNA是大腸桿菌的遺傳物質,A錯誤;
B、大腸桿菌擬核的DNA分子為環(huán)狀,因此每個脫氧核糖都連接兩個磷酸基團,B錯誤;
C、若大腸桿菌DNA通過半保留方式復制,則40分鐘復制兩次,所得結果對應乙圖中的e、f曲線,C正確;
D、大腸桿菌DNA復制過程中需要以四種游離脫氧核苷酸為材料,D錯誤。
故選C。
9. 為了讓目的基因沉默(基因表達不能進行或不能完成),科學家先合成與目的基因互補的人造雙鏈RNA,然后將該雙鏈RNA導入可以表達目的基因的細胞內,以干擾目的基因的表達,最終達到基因沉默的效果。人造雙鏈RNA使目的基因沉默的部分過程如圖所示,其中沉默復合體是由蛋白質與人造雙鏈RNA結合而形成的,圖中mRNA被結合后,最終被酶降解。下列相關敘述錯誤的是( )
A. 沉默復合體與DNA甲基化的作用機理相同
B. 沉默復合體與核糖體的主要組成成分相同
C. ④過程中存在磷酸二酯鍵的合成,⑥過程中存在磷酸二酯鍵的斷裂
D. 利用圖中原理可治療某些遺傳病
【答案】A
【分析】(1)合成與目基因互補的人造雙鏈RNA,然后將該雙鏈RNA導入目的基因可以表達的細胞內,以干擾目的基因的表達,最終達到基因沉默的效果。
(2)基因的表達包括轉錄核翻譯兩個過程。轉錄是指以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,合成RNA的過程。翻譯是指以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質的過程。
【詳解】A、沉默復合體影響mRNA分子,影響翻譯過程;DNA甲基化會影響轉錄過程,兩者的作用機理不同,A錯誤;
B、沉默復合體與核糖體的主要組成成分都是RNA和蛋白質,B正確;
C、④過程是轉錄過程,該過程中存在磷酸二酯鍵的合成,⑥過程中mRNA被降解,存在磷酸二酯鍵的斷裂,C正確;
D、利用圖中原理可使致病基因沉默,該原理可應用于某些遺傳病的治療,D正確。
故選A。
10. 下列關于遺傳物質DNA的經典實驗的敘述,錯誤的是( )
A. 赫爾希和蔡斯的實驗只能通過測定放射性的強度來判斷,不能通過測定放射性的有無來判斷
B. S型肺炎鏈球菌具有毒性是因為莢膜中的多糖有毒,單獨使用S型肺炎鏈球菌的DNA去感染小鼠,小鼠會患病死亡
C. 把有煙草花葉病毒感染病斑的煙葉榨汁,用過濾后的汁液去感染正常煙葉,被感染的煙葉會出現病斑
D. 肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗均采用了能區(qū)分DNA和蛋白質的方法
【答案】B
【分析】T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟:分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌,然后離心,檢測上清液和沉淀物中的放射性物質。
【詳解】A、赫爾希和蔡斯的實驗中離心后的上清液和沉淀物中都有放射性,只是放射性強度差別較大,故赫爾希和蔡斯的實驗只能通過測定放射性的強度來判斷,不能通過測定放射性的有無來判斷,A正確;
B、S型細菌的莢膜不一定有毒,S型肺炎鏈球菌具有毒性有可能是因為莢膜防止細菌被免疫系統(tǒng)殺死,導致細菌增多使小鼠死亡,單獨給小鼠注射S型細菌DNA,小鼠體內不會產生S型活細菌,小鼠不會死亡,B錯誤;
C、煙草花葉病毒很小,能通過過濾器,把有煙草花葉病毒感染病斑煙葉榨汁,用過濾后的汁液(含有病毒)去感染正常煙葉,被感染的煙葉會出現病斑,C正確;
D、肺炎鏈球菌體外轉化實驗利用酶解法去掉DNA或蛋白質,噬菌體浸染細菌實驗利用同位素標記法區(qū)分DNA和蛋白質,兩者均采用了能區(qū)分DNA和蛋白質的技術,D正確。
故選B。
11. 宮頸癌是女性三大常見腫瘤之一,持續(xù)感染高危型人乳頭瘤病毒(HPV)可能引發(fā)宮頸癌。HPV是一類無包膜球形雙鏈環(huán)狀DNA病毒,至今已分離出多個亞型。感染HPV后,人體內發(fā)生的部分生理過程如圖所示,其中E6和E7皆為HPV病毒內部蛋白;p53蛋白和pRb蛋白皆為抑癌蛋白。據圖分析,下列選項正確的是( )
A. HPV的遺傳物質無游離的磷酸基團,轉錄時形成的DNA—RNA雜交區(qū)域中只有A—U和C—G兩種堿基配對方式
B. 長期感染高危型HPV誘發(fā)宮頸癌的原因之一是HPV的E6蛋白激活p53蛋白使其降解,從而可能促進上皮細胞紡錘體相關蛋白的合成
C. p53基因和pRb基因都是原癌基因,p53蛋白和pRb蛋白都是宮頸上皮細胞正常生長和增殖所必需的
D. 不同亞型HPV致癌性不同的根本原因是基因的選擇性表達
【答案】B
【分析】由圖可知,長期感染高危型HPV后,通過病毒的E6蛋白激活p53蛋白,使p53蛋白降解,解除了宮頸上皮細胞周期中S期進入G2期的抑制作用。
【詳解】A、HPV的遺傳物質是環(huán)狀DNA,無游離的磷酸基團,轉錄時形成的DNA—RNA雜交區(qū)域中有A—U、T—A,G—C、C—G四種堿基配對方式,A錯誤;
B、長期感染高危型HPV誘發(fā)宮頸癌的原因之一是HPV的E6蛋白激活p53蛋白使其降解,宮頸上皮細胞周期可以從S進入G2,為分裂期準備,如紡錘體相關蛋白的合成,B正確;
C、p53蛋白和pRb蛋白皆為抑癌蛋白,故p53基因和pRb基因都是抑癌基因,C錯誤;
D、不同亞型HPV致癌性不同的根本原因是DNA不同,D錯誤。
故選B。
12. 植物細胞通過多種轉運蛋白運輸Ca2+如圖所示。據圖分析,下列敘述不合理的是( )
A. Ca2+泵運輸Ca2+的過程中,其空間結構會發(fā)生變化
B. Ca2+通過Ca2+泵和Ca2+/H+反向運輸器均是逆濃度梯度進行的
C. 植物細胞吸收外部空間的Ca2+時所消耗的 ATP 主要來自線粒體
D. 提高液泡內的Ca2+濃度有利于提高植物細胞的吸水能力
【答案】C
【分析】物質跨膜運輸的方式包括自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸,自由擴散不需要載體協(xié)助,也不需要消耗能量,自由擴散的速率與物質的濃度差呈正相關;協(xié)助擴散需要載體協(xié)助,不需要消耗能量,自由擴散和協(xié)助擴散都是從高濃度向低濃度運輸,屬于被動運輸;主動運輸可以從低濃度向高濃度運輸,既需要載體蛋白協(xié)助,也需要消耗能量。
【詳解】A、據題圖分析可知,Ca2+泵是一種能催化ATP水解的載體蛋白,ATP末端的磷酸基團脫離下來與載體蛋白結合,載體蛋白發(fā)生磷酸化,導致其空間結構發(fā)生變化,A正確;
B、據題圖分析可知,Ca2+泵是一種能催化ATP水解的載體蛋白,每催化一分子ATP水解釋放的能量可轉運Ca2+到液泡或內質網,說明Ca2+泵運輸Ca2+的方式是主動運輸;根據圖示信息,內質網或液泡中為高Ca2+環(huán)境,因此Ca2+利用Ca2+/H+反向運輸器向內質網或液泡中轉運為逆濃度轉運,屬于主動運輸,B正確;
C、據題圖分析可知,植物細胞吸收外部空間的Ca2+是通過細胞膜上的Ca2+通道蛋白將Ca2+吸收入細胞,屬于協(xié)助擴散,不消耗能量,C錯誤;
D、據題圖分析可知,Ca2+通過Ca2+泵和Ca2+/H+反向運輸器進入液泡,液泡內鹽濃度增加,滲透吸水能力增強,D正確。
故選C。
13. 為研究ATP與同樣作為能源物質的葡萄糖對肌肉收縮作用的異同,科學家進行了如下實驗:向經過連續(xù)收縮產生疲勞的離體蛙腓腸肌上滴加葡萄糖溶液,肌肉不收縮;向同一只蛙的另一條收縮疲勞的離體腓腸肌上滴加ATP溶液,靜置一段時間后,肌肉能發(fā)生明顯收縮。該實驗結果能說明( )
A. 葡萄糖不是能源物質
B. 肌肉收縮需要的能量來自葡萄糖的氧化分解
C. ATP能為肌肉收縮提供能量
D. 葡萄糖能通過 ATP間接為肌肉收縮提供能量
【答案】C
【分析】ATP是直接能源物質,糖類是主要能源物質,脂肪是備用能源物質。
【詳解】A、該實驗說明ATP是直接能源物質,葡萄糖不是直接能源物質,A錯誤;
BD、向經過連續(xù)收縮產生疲勞的離體蛙腓腸肌上滴加葡萄糖溶液,肌肉不收縮,說明葡萄糖不能直接為肌肉收縮提供能量,該實驗不能得出肌肉收縮需要的能量來自葡萄糖的氧化分解,也不得出葡萄糖能通過 ATP間接為肌肉收縮提供能量,B錯誤;
C、向經過連續(xù)收縮產生疲勞的離體蛙腓腸肌上滴加葡萄糖溶液,肌肉不收縮,而向經過連續(xù)收縮發(fā)生疲勞的離體蛙腓腸肌上滴加ATP溶液,靜置一段時間后,肌肉能發(fā)生明顯收縮,說明ATP能為肌肉收縮提供能量,C正確。
故選C。
14. M13噬菌體是一種絲狀噬菌體,其遺傳物質為環(huán)狀單鏈DNA分子。M13噬菌體侵染含F質粒的大腸桿菌后,宿主細胞通常不會裂解,而是從宿主細胞中分泌出噬菌體顆粒,且宿主細胞仍能繼續(xù)生長和分裂。下列敘述正確的是( )
A. 宿主細胞在翻譯時可能會用到噬菌體的核糖體
B. 以該噬菌體DNA為模板直接合成的DNA可參與子代噬菌體的組裝
C. M13噬菌體的環(huán)狀單鏈DNA分子,含DNA復制和自身增殖所需的遺傳信息
D. M13噬菌體和T2噬菌體侵染大腸桿菌后,宿主細胞均不會裂解
【答案】C
【分析】病毒是一類沒有細胞結構的特殊生物,只有蛋白質外殼和內部的遺傳物質構成,不能獨立的生活和繁殖,只有寄生在其他生物的活細胞內才能生活和繁殖,一旦離開了活細胞,病毒就無法進行生命活動。
【詳解】A、噬菌體沒有細胞結構,不存在核糖體,宿主細胞在翻譯時不會用到噬菌體的核糖體,A錯誤;
B、以噬菌體DNA為模板先合成互補鏈,形成雙鏈DNA后再進行復制,產生的DNA才能參與子代噬菌體的組裝,B錯誤;
C、M13噬菌體的環(huán)狀單鏈DNA分子中含有DNA復制和自身增殖所需的遺傳信息,C正確;
D、T2 噬菌體侵染大腸桿菌后,宿主細胞會裂解,D錯誤。
故選C。
15. 西葫蘆是一年生雌雄同株植物,其寬葉(M)對窄葉(m)為顯性,育種人員向寬葉雜合子中導入長節(jié)基因N(會影響配子育性)后,得到寬葉高莖植株甲。將甲植株與窄葉矮莖(普通高度)植株乙相互授粉,分別收獲兩棵植株上的種子并種植。甲植株和乙植株的種子種植后,子代植株的表型及比例分別為寬葉高莖:寬葉矮莖:窄葉高莖:窄葉矮莖=1:1:1:1和寬葉高莖:寬葉矮莖:窄葉高莖:窄葉矮莖=1:2:1:2。不考慮突變和染色體片段互換,下列分析錯誤的是( )
A. 西葫蘆的寬葉和窄葉是一對性狀,基因M/m位于同源染色體上
B. 長節(jié)基因N導入的位置不在基因M/m所在染色體上
C. 甲植株產生的帶有基因N的花粉中有一半不可育
D. 甲植株自交,所得子代中窄葉高莖個體所占比例為1/4
【答案】D
【分析】基因自由組合定律的實質是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的;在減數分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
【詳解】A、西葫蘆的寬葉和窄葉為一對性狀,由同源染色體上的等位基因M和m決定,A正確;
B、根據題干信息,F?出現了4種表型,兩對等位基因自由組合,因此,長節(jié)基因N導入的位置不在基因M/m所在染色體上,B正確;
C、相互授粉后,甲植株和乙植株的種子種植后獲得的子代的4種表型的比例不同,推測原因是甲植株產生的帶有長節(jié)基因N的花粉表現為部分不育,子代比例矮莖:高莖=2:1,說明甲植株產生的帶有基因N的花粉中有一半表現為不育,C正確;
D、若甲植株自交,甲植株的基因型可表示為MmNO,其產生的卵細胞的基因型和比例為MN:MO:mN:mO=1:1:1:1,花粉的比例為MN:MO:mN:mO=1:2:1:2,則子代中窄葉高莖個體(mmN_)所占比例為1/6,D錯誤。
故選D。
二、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共15分。在每小題給出的四個選項中,有一項或多項符合題目要求。全部選對得3分,選對但不全得1分,有選錯得0分。
16. 細胞在受到物理或化學因素刺激后,胞吞形成多囊體。多囊體可與溶酶體融合,也可與細胞膜融合后釋放到胞外形成外泌體,內部包含脂質、蛋白質、RNA等多種物質,過程如圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 外泌體膜與細胞膜的主要成分相同,都含有磷脂和蛋白質
B. 多囊體的物質被溶酶體降解后,可以被細胞利用
C. 溶酶體內的酶能夠催化多種物質水解,說明酶不具有專一性
D. 胞吞形成多囊體的過程,需要細胞膜上蛋白質的參與
【答案】ABD
【分析】溶酶體:有“消化車間”之稱,內含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。
【詳解】A、據題意可知,多囊體可與細胞膜融合,故外泌體膜與細胞膜的主要成分相同,都含有磷脂和蛋白質,A正確;
B、多囊體內部包含脂質、蛋白質、RNA等多種物質,多囊體的物質被溶酶體降解后,可以被細胞利用,B正確;
C、酶的專一性是指一種酶一般只水解一種或一類物質,溶酶體內的水解酶是多種酶,能催化多種物質,仍然能說明酶具有專一性,C錯誤;
D、胞吞形成多囊體的過程,會發(fā)生膜融合的過程,膜融合過程需要細胞膜蛋白質的參與,D正確。
故選ABD。
17. 無融合生殖是指不發(fā)生雌雄配子核融合的生殖方式,可應用于維持水稻等作物的雜種優(yōu)勢。水稻(2N,雌雄同花)的無融合生殖與等位基因A/a和基因P/p有關,含基因A的植株形成雌配子時的減數分裂I異常,導致產生的雌配子染色體數目均為2N;含基因P的植株產生的雌配子不受精而直接形成種子并發(fā)育成個體,基因A、P不影響雄配子的發(fā)育。下列相關敘述錯誤的是( )
A. 正常有性生殖時,基因重組發(fā)生在受精作用過程中
B. 基因型為Aapp的水稻植株自交所得的子代均為二倍體
C. 基因型為aaPp的水稻植株自交所得的子代的基因型有3種
D. 基因型為AaPp的水稻植株自交所得的子代都能維持親代的雜種優(yōu)勢
【答案】ABC
【分析】題意分析,雄配子的發(fā)育不受基因A、P的影響,而基因A、P影響雌配子的形成,從而可以使子代保持母本基因型。
【詳解】A、正常有性生殖時,基因重組通常發(fā)生在減數分裂I過程中,A錯誤;
B、基因型為Aapp的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子時,減數第一次分裂異常,導致雌配子染色體數目加倍,故形成Aapp的配子,含有2個染色體組,作父本時產生的雄配子是Ap和ap,含有1個染色體組,則自交后代產生AAappp和Aaappp兩種基因型,都含有3個染色體組,是三倍體,B錯誤;
C、含基因P的植株產生的雌配子不經過受精作用,直接發(fā)育成個體,據題意可知,基因型為aaPp的水稻植株可產生aP和ap兩種類型配子,因此其自交所得的子代的基因型有2種,即aP、ap,C錯誤;
D、基因型為AaPp的水稻自交,由于含基因A的植株形成雌配子時,減數第一次分裂異常,導致雌配子染色體數目加倍,即形成AaPp的配子,含基因P的植株產生的雌配子不經過受精作用,直接發(fā)育成個體,因此,子代基因型仍為AaPp,能維持親代的雜種優(yōu)勢,D正確。
故選ABC。
18. K綜合征患者的性染色體組成是XXY。某K綜合征患者的基因型是AaXBXbY,其父母的基因型分別是AaXBY、AAXBXb。不考慮基因突變,下列對該患者患病原因的分析,合理的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】AC
【分析】減數分裂過程:
(1)減數第一次分裂前的間期:染色體的復制;
(2)減數第一次分裂:①前期:聯會,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換;②中期:同源染色體成對的排列在赤道板上;③后期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合;④末期:細胞質分裂;
(3)減數第二次分裂:①前期:染色體散亂地分布在細胞中;②中期: 染色體的著絲粒排列在細胞中央的平面上;③后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;④末期:核形成新的核膜、核仁、紡錘體和染色體消失。
【詳解】A、若親本產生aXBY異常配子,要產生aXBY這種異常配子,X與Y為同源染色體,可能是AaXBY在減數分裂 Ⅰ 后期,同源染色體沒有正常分離,A正確;
B、若親本產生aXbY異常配子,親本基因型為AaXBY,不考慮基因突變,不會產生Xb,所以不可能產生這樣的異常配子,B錯誤;
C、若親本產生AXBXb異常配子,要產生AXBXb這種異常配子,基因B所在的X染色體與基因b所在的染色體為同源染色體,可能是AAXBXb在減數分裂 Ⅰ 后期,同源染色體沒有正常分離,C正確;
D、若親本產生AXbXb異常配子,某K綜合征患者的基因型是AaXBXbY,則不符合題意,D錯誤。
故選AC。
19. 將某哺乳動物(2n=42)的精原細胞的核DNA用32P標記,然后將該細胞置于含31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)并進行兩次有絲分裂。再另取該哺乳動物的精原細胞的核DNA用32P標記,然后將該細胞置于含31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)并進行減數分裂。下列有關敘述錯誤的是( )
A. 第一次有絲分裂產生的精原細胞中每條染色體和每個核DNA分子均含有32P標記
B. 初級精母細胞中每條染色單體均被32P標記,但核DNA鏈中只有1/2被32P標記
C. 第二次有絲分裂產生的精原細胞中最多有21條染色體被32P標記
D. 精細胞中的每條染色體和每個核DNA分子均含有32P標記
【答案】C
【分析】DNA的復制:(1)條件:a、模板:親代DNA的兩條母鏈;b、原料:四種脫氧核苷酸為;c、能量:(ATP);d、一系列的酶。缺少其中任何一種,DNA復制都無法進行;
(2)過程: a、解旋:首先DNA分子利用細胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把兩條扭成螺旋的雙鏈解開,這個過程稱為解旋;b、合成子鏈:然后,以解開的每段鏈(母鏈)為模板,以周圍環(huán)境中的脫氧核苷酸為原料,在有關酶的作用下,按照堿基互補配對原則合成與母鏈互補的子鏈。
【詳解】A、將精原細胞的核DNA用32P標記,然后置于含31P的培養(yǎng)液中進行第一次有絲分裂,由于DNA分子的半保留復制,復制后每個DNA分子都是一條鏈含32P,一條鏈含31P,所以第一次有絲分裂產生的精原細胞中每條染色體和每個核DNA分子均含有32P標記,A正確;
B、初級精母細胞是經過DNA復制后的細胞,由于DNA復制是半保留復制,所以每條染色單體均被32P標記,且核DNA鏈中只有1/2被32P標記(因為原來的DNA分子兩條鏈都被標記,復制后新合成的鏈含31P,但原來的鏈含32P),B正確;
C、第二次有絲分裂后期,著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,由于DNA的半保留復制,第二次有絲分裂產生的精原細胞中最多有42條染色體被32P標記,C錯誤;
D、初級精母細胞是經過DNA復制后,細胞中每條染色單體和DNA均被32P標記,因此,精細胞中的每條染色體都含有32P標記,每個核DNA分子均含有32P標記,D正確。
故選C。
20. 多囊腎病(PKD)是一種常染色體顯性遺傳病,部分病人會發(fā)展為腎功能衰竭。某PKD患者的PKD1基因發(fā)生突變,使表達產物P1酶轉變?yōu)镻2酶,導致患者病情加重。檢測發(fā)現,與P1酶相比,P2酶的活性更強,氨基酸數目更多。miRNA-15a是一種微小RNA,在基因表達調控中起重要作用。研究人員檢測了PKD患者和正常人血清中的miRNA-15a含量,結果如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A. 與編碼P1酶的mRNA相比,編碼P2酶的mRNA中的終止密碼子提前出現
B. 推測PKD患者的腎功能衰竭程度與miRNA-15a的表達水平之間呈正相關關系
C. 促進核糖體與突變后的PKD1基因的mRNA結合會緩解PKD患者的腎衰竭病情
D. 通過檢測胎兒的性別,可以判斷胎兒是否患PKD
【答案】ACD
【分析】分析題圖,出現腎功能衰竭的患者miRNA-15a表達量最高,而正常人表達量最低,說明家族多囊腎病腎功能損傷程度與miRNA-15a表達量呈正相關。
【詳解】A、由題意可知,P2酶的活性更強、氨基酸數目更多,而終止密碼子提前出現會導致翻譯提前結束,得到的蛋白質氨基酸數目會減少,所以與編碼P1酶的mRNA相比,編碼P2酶的mRNA中的終止密碼子不會提前出現,A錯誤;
B、從圖中可以看出,患者家系中出現腎功能衰竭的PKD患者血清中miRNA - 15a含量遠高于未出現腎功能衰竭的PKD患者,所以推測PKD患者的腎功能衰竭程度與miRNA - 15a的表達水平之間呈正相關關系,B正確;
C、P2酶活性更強導致患者病情加重,若促進核糖體與突變后的PKD1基因的mRNA結合,會增加P2酶的合成,從而加重病情,而不是緩解病情,C錯誤;
D、多囊腎?。≒KD)是常染色體顯性遺傳病,與性別無關,所以通過檢測胎兒的性別,不能判斷胎兒是否患PKD,D錯誤。
故選ACD。
三、非選擇題:本題共5小題,共55分。
21. 葡萄糖轉運蛋白(GLUT)和鈉—葡萄糖耦聯轉運體(SGLT)是人體細胞膜上的兩類葡萄糖轉運蛋白。GLUT共有14個亞型,均順濃度梯度轉運葡萄糖,其中GLUT1幾乎分布于全身各組織細胞,是機體組織細胞攝取葡萄糖最主要的轉運載體,其他亞型的分布均具有組織特異性,如GLUT4只分布于肝臟、骨骼肌、脂肪細胞等胰島素敏感組織器官。SGLT有6個亞型,其中SGLT1主要分布在小腸,SGLT2主要分布在腎臟,促進腎臟對葡萄糖的重吸收,防止葡萄糖隨尿液流失?;卮鹣铝袉栴}:
(1)GLUT1介導機體組織細胞以_____的方式攝取葡萄糖,GLUT1作為一種載體,在轉運葡萄糖時,_____會發(fā)生改變,從而有利于葡萄糖通過細胞膜進入組織細胞。
(2)圖1表示SGLT1介導葡萄糖逆濃度梯度進入小腸絨毛上皮細胞,再經GLUT2介導運出細胞進入細胞間隙、毛細血管的過程??蒲腥藛T研究了不同葡萄糖濃度下小腸絨毛上皮細胞的兩種轉運蛋白轉運葡萄糖的速率,結果如圖2所示。
①據題分析,SGLT1逆濃度梯度轉運葡萄糖所需能量直接來自_____,小腸絨毛上皮細胞膜內外的Na+濃度梯度由圖中SGLT1和_____維持。
②進食后,腸腔葡萄糖濃度急劇升高。SGLT1達到最大轉運速率,此時會誘導小腸絨毛上皮細胞向腸腔側細胞膜募集GLUT2,使葡萄糖被大量吸收。推測圖2中曲線_____(填“甲”或“乙”)表示GLUT2的轉運速率;GLUT2參與小腸吸收葡萄糖,不僅加快了對葡萄糖的吸收,還具有不消耗_____、不增加由SGLT1轉運帶來的離子和滲透負擔等優(yōu)勢。
(3)糖尿病是一種嚴重危害健康的常見病,患者血液中葡萄糖濃度高。根據GLUT4的功能提出一種降低血糖濃度以治療糖尿病的思路:_____。
【答案】(1)①. 協(xié)助擴散##易化擴散 ②. 空間結構
(2)①. 鈉離子濃度差 ②. 鈉鉀泵 ③. 甲 ④. 能量
(3)研發(fā)GLUT4蛋白表達量的藥物
【分析】小分子物質跨膜運輸的方式包括:自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸。自由擴散高濃度到低濃度,不需要載體,不需要能量;協(xié)助擴散是從高濃度到低濃度,不需要能量,需要載體;主動運輸從高濃度到低濃度,需要載體,需要能量。大分子或顆粒物質進出細胞的方式是胞吞和胞吐,不需要載體,消耗能量。
【詳解】(1)分析題意,GLUT共有14個亞型,均順濃度梯度轉運葡萄糖,即葡萄糖借助GLUT1順濃度梯度進行,方式是協(xié)助擴散;GLUT1作為一種載體,在轉運葡萄糖時,空間結構會發(fā)生改變,從而有利于葡萄糖通過細胞膜進入組織細胞。
(2)①分析題圖,鈉離子運出小腸上皮細胞是需要消耗ATP的,是逆濃度梯度進行的,則鈉離子進入小腸上皮細胞是順濃度梯度進行的,故SGLT1逆濃度梯度轉運葡萄糖所需能量直接來自鈉離子的濃度差;小腸絨毛上皮細胞膜內外的Na+濃度梯度由圖中SGLT1和鈉鉀泵維持,兩者均可協(xié)助鈉離子進出。
②分析題意,進食后,腸腔葡萄糖濃度急劇升高。SGLT1達到最大轉運速率,此時會誘導小腸絨毛上皮細胞向腸腔側細胞膜募集GLUT2,使葡萄糖被大量吸收,圖中的甲吸收速率更大,故可表示GLUT2的轉運速率;GLUT2參與小腸吸收葡萄糖,不僅加快了對葡萄糖的吸收,還具有不消耗能量(ATP)、不增加由SGLT1轉運帶來的離子和滲透負擔等優(yōu)勢。
(3)分析題意,GLUT4只分布于肝臟、骨骼肌、脂肪細胞等胰島素敏感組織器官,故GLUT4增多(或GLUT4轉移至細胞膜上),可以促進骨骼肌細胞攝取葡萄糖,從而降低血糖,據此可以提出一種降低血糖濃度以治療糖尿病的思路:研發(fā)GLUT4蛋白表達量的藥物。
22. 氣孔是由兩個保衛(wèi)細胞圍成的空腔,主要分布在植物葉片表皮。保衛(wèi)細胞含有葉綠體,在光下可進行光合作用。研究者對氣孔開閉的條件和機理進行了相關的研究?;卮鹣铝袉栴}。
(1)研究人員以擬南芥為實驗材料,在相同強度光照下進行實驗,結果如圖1所示,氣孔導度大表示氣孔開放程度大。
據圖1分析,相同強度紅光或藍光照射下,單位時間內積累的有機物更多的是______,判斷依據是______。
(2)研究表明可見光刺激植物細胞能導致淀粉水解為麥芽糖,并進一步轉化為蘋果酸進入液泡,促進氣孔打開。研究人員欲研究蛋白質TOR激酶在氣孔開閉中的作用及作用機理,以光照12h/黑暗12h為光照周期進行實驗,結果如圖2、3所示。
該實驗控制自變量的原理是______(填“加法”或“減法”)原理,該實驗的研究結論是______。
(3)進一步研究顯示,在弱光下保衛(wèi)細胞中的淀粉含量較低且不降解,氣孔無法正常開放。當提供外源性蔗糖時,淀粉含量與降解能力均部分恢復,氣孔開放程度增大。研究者認為,蔗糖可通過TOR激酶調節(jié)弱光下淀粉水解過程。淀粉水解能力可用淀粉水解酶的相對含量表示,請完善實驗過程以驗證該假說。
①將多株生長狀況相近隨機均分為4組,將各組植株置于______環(huán)境下培養(yǎng)若干天。
②對各組分別進行如表所示處理:
注:“+/一”分別表示“有/無”添加。
一段時間后檢測光照后各組中______的相對含量,實驗結果表現為2組比4組相對含量更高,3組與1組無顯著差異,均小于4組,請完善表格。
【答案】(1)①. 藍光 ②. 藍光下,氣孔導度較大,但胞間CO2濃度低,說明藍光下單位時間內光合作用吸收的二氧化碳更多,積累的有機物更多
(2)①. 減法 ②. TOR激酶促進光照下保衛(wèi)細胞中淀粉的迅速降解,使氣孔打開
(3)①. 弱光 ②. + ③. — ④. — ⑤. + ⑥. 淀粉水解酶
【分析】光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成有機物,同時釋放氧氣的過程。光合作用分為光反應階段和暗反應階段。呼吸作用一般指機體將來自環(huán)境的或細胞自己儲存的有機營養(yǎng)物的分子(如糖類、脂類、蛋白質等),通過一步步反應降解成較小的、簡單的終產物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的過程。光合與呼吸的差值可用凈光合速率來表示,具體指標可以是氧氣釋放量、二氧化碳吸收量、有機物積累量等。
【詳解】(1)藍光下,氣孔導度較大,但胞間CO2濃度低,說明藍光下單位時間內光合作用吸收的二氧化碳更多,凈光合速率更大,積累的有機物更多。
(2)欲研究蛋白質TOR激酶在氣孔開閉中的作用及作用機理,選用TOR激酶抑制劑處理作為實驗組,TOR激酶不能發(fā)揮作用,為減法原理;與野生型相比,TOR激酶抑制劑組淀粉顆粒減少,氣孔開度減少,可知TOR激酶促進光照下保衛(wèi)細胞中淀粉的迅速降解,使氣孔打開。
(3)本實驗目的是驗證蔗糖可通過TOR激酶調節(jié)弱光下淀粉水解過程的假說。將野生型擬南芥分為4組。第4組作為空白對照組,第2組與第3組分別添加蔗糖與TOR激酶抑制劑,將各組植株置于弱光開展實驗,然后檢測光照后各組中淀粉水解酶的表達量。2組比4組相對含量更高,3組與1組無顯著差異,均小于4組,能證明蔗糖通過TOR激酶調節(jié)淀粉代謝參與氣孔運動,蔗糖與TOR激酶起到相同的調控作用。由于2組比4組相對含量更高,即可判定②填—,④填+,3組與1組無顯著差異,即③填+,⑤填—。
23. 細菌glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶能促進糖原合成。細菌糖原合成的平衡受CsrAB系統(tǒng)的調節(jié)。CsrA蛋白可以結合glgmRNA分子,也可結合非編碼RNA分子CsrB,調控過程如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
(1)mRNA和CsrB都是以______為模板合成的。啟動子會參與細菌glg基因的轉錄,其作用是________。翻譯時,核糖體沿glgmRNA的______(填“5′→3′”或“3′→5′”)方向移動,從而合成UDPG焦磷酸化酶。
(2)物質甲能夠抑制CsrB基因的轉錄,在細菌中加入物質甲后,會引起細菌糖原的合成______,理由是_________。
(3)研究發(fā)現,某種光合細菌通過光合作用產生的大量碳源和能量,除了用于支持細菌的生長和代謝活動,還有相當一部分以糖原的形式儲存。科研人員設想通過對該種光合細菌糖原合成途徑進行改造,以提高該種光合細菌的糖原產量。據圖分析,提出一點改造策略:________。
【答案】(1)①. DNA的一條鏈 ②. 作為RNA聚合酶識別和結合的部位,驅動glg基因轉錄出mRNA ③. 5′→3′
(2)①. 減少 ②. 物質甲抑制CsrB基因轉錄會使CsrB減少,從而使CsrA更多地與glgmRNA結合形成不穩(wěn)定構象,導致glgmRNA被核糖核酸酶降解,進而使UDPG焦磷酸化酶的合成減少,導致合成的糖原減少
(3)促進CsrB基因的轉錄、抑制CsrA基因表達、抑制CsrA蛋白和glgmRNA的結合
【分析】轉錄主要發(fā)生在細胞核中,需要的條件:(1)模板:DNA的一條鏈;(2)原料:四種核糖核苷酸;(3)酶:RNA聚合酶;(4)能量(ATP);
翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質的過程,該過程發(fā)生在核糖體上,需要以氨基酸為原料,還需要酶、能量和tRNA。
【詳解】(1)由題意可知,mRNA和CsrB都屬于RNA分子,都是以DNA的一條鏈為模板經轉錄過程形成的,啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,驅動細菌glg基因轉錄出mRNA;以glgmRNA分子為模板進行翻譯時,核糖體沿glg mRNA從5'端向3'端移動,從而合成UDPG焦磷酸化酶;
(2)分析題圖可知,抑制CsrB基因轉錄會使CsrB的RNA減少,使CsrA更多地與glg mRNA結合形成不穩(wěn)定構象,最終核糖核酸酶會降解glg mRNA,而glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關鍵作用,進而使UDPG焦磷酸化酶的合成減少,導致合成的糖原減少;
(3)據圖可知,設想通過對該種光合細菌糖原合成途徑進行改造,以提高該種光合細菌的糖原產量,可以通過促進CsrB基因的轉錄、抑制CsrA基因表達、抑制CsrA蛋白和glgmRNA的結合等策略來完成。
24. 圖1是某具有甲、乙兩種單基因遺傳病的家族的系譜圖。甲病、乙病分別由等位基因A/a、B/b控制,兩對基因獨立遺傳,甲病在人群中的發(fā)病率為1/3600。TaqMan熒光探針結合實時熒光定量PCR技術可檢測單堿基突變,用紅色和綠色熒光探針分別標記正?;蚝屯蛔兓虻暮怂嵝蛄?,當PCR循環(huán)數增多時,相應的熒光信號逐漸積累?;卮鹣铝袉栴}:
(1)據圖1可知,甲病的遺傳方式為_________。等位基因產生的根本原因是_________。
(2)為確定乙病的遺傳方式,科研人員利用實時熒光定量PCR技術對該家族中Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5個體關于基因B/b進行了檢測,檢測結果為圖2的a、b、c三種類型。據圖分析,乙病的遺傳方式為_________,判斷依據是__________。
(3)若Ⅲ-2與一個無親緣關系的正常男子婚配,生育患甲病孩子的概率為_________;若Ⅲ-2和Ⅲ-4婚配,生育患甲病孩子的概率大約是前一種婚配的__________倍(保留整數)。因此,避免近親結婚可以有效降低遺傳病的發(fā)病風險。
(4)在輔助生殖時對極體進行遺傳篩查,可降低后代患遺傳病的概率。Ⅱ-5在生育Ⅲ-5之前高齡且患乙病,需要進行遺傳篩查。人卵細胞形成過程中第一極體不再分裂,不考慮基因突變。若Ⅱ-5第一極體的染色體數目為23,則Ⅲ-5的染色體數目_________(填“可能”或“不可能”)存在異常;若減數分裂正常,且第一極體X染色體上有2個基因B,則所生男孩__________(填“一定”“不一定”或“一定不”)患乙病。
【答案】(1)①. 常染色體隱性遺傳 ②. 基因突變
(2)①. 伴X染色體顯性遺傳 ②. Ⅱ-4和Ⅱ-5均患乙病,生出不患乙病的兒子Ⅲ-4,可判斷出乙病為顯性遺傳??;據題圖分析,父親Ⅱ-4對應圖2中的a,只含乙病的突變基因,不含正?;?,可排除常染色體顯性遺傳(第2點也可表述為若Ⅱ-4和Ⅱ-5的基因型都為Bb,即圖2中的c,則檢測結果不可能會出現圖2中的a,即基因型為BB,可排除常染色體顯性遺傳)
(3)①. 1/183 ②. 20
(4)①. 可能 ②. 一定不
【分析】遺傳病的監(jiān)測和預防(1)產前診斷:胎兒出生前,醫(yī)生用專門的檢測手段確定胎兒是否患某種遺傳病或先天性疾病,產前診斷可以大大降低病兒的出生率。(2)遺傳咨詢:在一定的程度上能夠有效的預防遺傳病的產生和發(fā)展。
【詳解】(1)圖1顯示,I-1和I-2均不患甲病,生出患甲病女兒Ⅱ-3,可判斷出甲病為隱性遺傳病,且父親I-1為正常人,若甲病為伴X染色體隱性遺傳病,則父親I-1患甲病,與事實不符,因此甲病為常染色體隱性遺傳病,基因突變的結果是產生新基因,因而基因突變是生物變異的根本來源,即等位基因產生的根本原因是基因突變。
(2)Ⅱ-4和Ⅱ-5均患乙病,生出不患乙病兒子Ⅲ-4,可判斷出乙病為顯性遺傳病,又知Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5的熒光強度依次對應圖2的測結果為圖2的a、b、c三種類型,且紅色為正?;?,結合性狀表現可判斷Ⅱ-4只含乙病的突變基因,不含正常基因,對應的是a,其他三個依次對應的是c、b、b,因此排除常染色體顯性遺傳,即乙病的遺傳方式為伴X染色體顯性遺傳。由此可知,Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-4、Ⅲ-5的基因型依次為XAY、XAXa、XaY、XaY。
(3) 甲病在人群中的發(fā)病率為1/3600,即a的基因頻率為1/60,A的基因頻率為59/60,表型正常的男子中AA=(59/60×59/60)÷(1-1/3600)=59/61,Aa=1-59/61=2/61。Ⅲ-2有關甲病的基因型和概率為1/3AA、2/3Aa,和無親緣關系的正常男子婚配,后代患甲病的概率是(2/61)×(2/3)×(1/4)=1/183。Ⅲ-4有關甲病的基因型為1/3AA、2/3Aa,若Ⅲ-2和Ⅲ-4婚配,生育患甲病孩子(aa)的概率2/3×2/3×1/4=1/9,因此生育患甲病孩子的概率大約是前一種婚配的1/9÷1/183≈20倍。
(4)甲病是常染色體隱性遺傳病,乙病是伴X顯性遺傳病,則Ⅱ-5的基因型可表示為AaXBXb,人類的染色體數目為2N=46,若第一極體的染色體數目為23,則次級卵母細胞的染色體數目一定是23,如果次級卵母細胞在減數分裂Ⅱ出現姐妹染色單體不分離且移向細胞同一極的情況,則卵細胞染色體數目異常,Ⅲ-5染色體數目可能存在異常。若減數分裂正常,且第一極體X染色體上有2個基因B,不考慮基因突變,則次級卵母細胞中有2個基因b,卵細胞中也會攜帶基因b,則所生男孩一定不患病。
25. 果蠅的兩對相對性狀小翅/正常翅、直剛毛/焦剛毛分別受常染色體上的兩對等位基因A/a、B/b控制;體色黑色和灰色受常染色體上的兩對等位基因E/e、F/f控制,且基因E、F同時存在時,果蠅表現為黑色,其余皆表現為灰色。為研究上述性狀的遺傳特性,研究人員進行了圖1所示的雜交實驗。另外,擬用乙組F?自由交配獲得的F2中所有小翅灰體果蠅為材料,通過PCR檢測每個個體中控制這兩種性狀的所有等位基因,預期對被檢測群體中所有個體按PCR產物的電泳條帶組成(即基因型)相同的原則歸類后,該群體電泳圖譜只有圖2所示的類型,其中條帶②和④分別代表基因F和a。已知各基因的PCR產物通過電泳均可區(qū)分,不考慮突變和染色體互換?;卮鹣铝袉栴}:
(1)根據甲組雜交實驗結果_________(填“能”或“不能”)判斷直剛毛/焦剛毛這對相對性狀的顯隱性。
(2)讓甲組F1正常翅直剛毛雌雄個體自由交配,子代直剛毛個體占比可能出現以下兩種情況。第1種情況:若子代直剛毛個體占比為_________,則能確定甲組中涉及的兩對等位基因位于兩對同源染色體上;第2種情況:若子代直剛毛個體占比為_________,則甲組中涉及的兩對等位基因可能位于一對或兩對同源染色體上。若要在第2種情況的基礎上進一步確定甲組中涉及的兩對等位基因的相對位置關系,請選擇一種類型的果蠅為材料進行雜交實驗寫出實驗思路:__________。預期結果及結論:_________。
(3)圖2中條帶①和③代表的基因分別是_________。乙組中兩親本的基因型分別是_________,乙組F1產生的所有配子種類及比例是_________。
【答案】(1)不能 (2)①. 3/4 ②. 1 ③. 選擇F1正常翅焦剛毛雌雄果蠅自由交配,觀察子代表型種類及比例 ④. 若子代個體中正常翅焦剛毛:正常翅直剛毛:小翅焦剛毛:小翅直剛毛=9:3:3:1,則甲組中涉及的兩對等位基因位于兩對同源染色體上 ;若子代個體中正常翅焦剛毛:正常翅直剛毛:小翅焦剛毛=2:1:1,則甲組中涉及的兩對等位基因位于一對同源染色體上
(3)①. e和f ②. AAEEff、aaeeFF ③. AEF:AEf:aeF:aef=1:1:1:1
【分析】基因分離定律和自由組合定律的實質:進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子的過程中,位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離,分別進入不同的配子中,隨配子獨立遺傳給后代,同時位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合。
【詳解】(1)在甲組雜交實驗中,親代是直剛毛和焦剛毛雜交,子代直剛毛:焦剛毛=1:1,所以根據甲組雜交實驗結果不能判斷直剛毛 / 焦剛毛這對相對性狀的顯隱性。
(2)結合乙組可知,正常翅為顯性,若子代直剛毛個體比例為3/4,即直剛毛為顯性,則親本的正常翅直剛毛的基因型為AaBb,小翅叫剛毛的基因型為aabb,兩者雜交后代出現四種比例相等的表現型,說明A/a、B/b這兩對等位基因遵循自由組合定律。若子代直剛毛個體占比為為1,即直剛毛為bb,則親本的基因型是Aabb、aaBb,因此無論這兩對等位基因位于同源染色體還是位于非同源染色體,后代的表現型及比例均為正常翅直剛毛:正常翅焦剛毛:小翅直剛毛:小翅焦剛毛=1:1:1:1,欲進一步判斷這兩對等位基因的相對位置關系,可選擇F1正常翅焦剛毛(AaBb)雌雄果蠅自由交配,觀察子代表型種類及比例,若子代個體中正常翅焦剛毛:正常翅直剛毛:小翅焦剛毛:小翅直剛毛=9:3:3:1,則甲組中涉及的兩對等位基因位于兩對同源染色體上 ;若子代個體中正常翅焦剛毛:正常翅直剛毛:小翅焦剛毛=2:1:1,則甲組中涉及的兩對等位基因位于一對同源染色體上
(3)體色黑色和灰色受常染色體上的兩對等位基因E/e、F/f控制,且基因E、F同時存在時,果蠅表現為黑色,其余皆表現為灰色,黑體的基因型為E_F_,灰體的基因型為E_ff、eeF_、eeff。根據乙組雜交結果可知,乙組親本的基因型是AAEEff、aaeeFF,F1的基因型是AaEeFf,將F1中所有的小翅灰體果蠅的基因進行PCR擴增,結果電泳圖譜只有圖2所示的類型,其中②和④分別代表基因F和a,且①④條帶同時出現,說明E/e這對等位基因與A/a基因位于同源染色體上,F/f等位基因位于另一對同源染色體上,再結合親本基因型可知a基因和e基因連鎖,則后代小翅灰體的基因型只有aaeeFF、aaeeFf、aaeeff,與圖示條帶符合。因此F1產生的所有配子種類及比例是AEF:AEf:aeF:aef=1:1:1:1。
半滑舌鰨性別
雄魚(ZZ型)
偽雄魚(ZW型)
雌魚(ZW型)
甲基化程度
+++++
+++++
++
組別
A
B
C
D
E
實驗處理
1塊1cm3的正方體凝固蛋白塊+等量酶溶液
實驗溫度
?
酶溶液pH
1
2
3
4
5
蛋白塊消失的時間/min
13
9
11
45
60
選項
親本的異常配子
異常配子的形成時期
A
aXBY
減數分裂Ⅰ后期
B
aXbY
減數分裂Ⅰ后期
C
AXBXb
減數分裂Ⅰ后期
D
AXbXb
減數分裂Ⅱ后期
組別
1
2
3
4
蔗糖
+
I______
Ⅲ______
—
TOR激酶抑制劑
+
Ⅱ______
Ⅳ______
—
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