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- 2021-09-28 发布
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北京市海淀区十一学校2020届高三9月教与学质量诊断
测试
一、选择题:
1.诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中,发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚,结构如图.下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是( )
A. 纤维素 B. 胰岛素 C. 叶绿素 D. 甲状腺激素
【答案】A
【解析】
【分析】
根据题意和图示分析可知:诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中,发现的一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚的元素组成只有C、H、O三种,其分子式为C15H22O5。
【详解】A、纤维素的元素组成为C、H、O三种,A正确;
B、胰岛素的化学本质是蛋白质,其组成元素有C、H、O、N、S,B错误;
C、叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg,C错误;
D、甲状腺激素是氨基酸的衍生物,其组成元素有C、H、O、N,还含有I,D错误.
故选A。
【点睛】本题考查有机物组成元素的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
2.蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmo1/L和120mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞,膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是( )
A. Na+流入是被动运输,排出是主动运输
B. Na+流入是主动运输,排出是被动运输
C. Na+流入和排出都是被动运输
D. Na+流入和排出都是主动运输
【答案】A
【解析】
【分析】
分析题意:“蛙的神经元内、外Na + 浓度分别是15mmol/L和120mmol/L”。也就是说细胞外的钠离子浓度远高于膜内,所以当钠离子内流时,通过被动运输进入膜内,当排出时,钠离子通过主动运输。
【详解】A、由于细胞外钠离子浓度远高于膜内,所以Na+流入是被动运输,排出是主动运输,A正确;
B、细胞外钠离子浓度高于膜内,Na+流入是被动运输,B错误;
C、细胞外钠离子浓度高于膜内,Na+排出是主动运输,C错误;
D、细胞外钠离子浓度高于膜内,Na+流入是被动运输,D错误。
故选A。
【点睛】神经元上动作电位是由Na+的内流造成的,顺浓度梯度运输,此过程没有消耗能量,为被动运输;而恢复静息电位时,Na+排出,逆浓度梯度运输,需要消耗能量,所以为主动运输。
3.下表中不同化合物的对应内容表示正确的是 ( )
编号;
化合物
实验检测
组成单位
主要功能
检测试剂
颜色反应
A
脂肪
苏丹Ⅲ染液
红色
脂肪酸、甘油
储存能量
B
糖原
斐林试剂
砖红色
葡萄糖
提供能量
C
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
氨基酸
承担生命活动
D
淀粉
碘液
蓝色
葡萄糖
结构物质
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
生物组织中化合物的鉴定:
(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉、蔗糖)。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。
(4)淀粉遇碘液变蓝。
【详解】脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,A错误;糖原不是还原糖,不能与斐林试剂产生砖红色反应,B错误;蛋白质能与双缩脲试剂反应产生紫色,其结构单位是氨基酸,是生命活动的主要承担者,C正确;④淀粉与碘液呈蓝色,基本单位是葡萄糖,作用是植物细胞内的储存物质,D错误。故选C。
【点睛】本题考查了细胞中的有机物的鉴定、大分子的组成单位,及其生理功能的相关内容。意在考查考生对所学的知识要点的理解,把握知识间联系。
4.下图为细胞内由被膜小泡运输物质的过程,据图分析,下列说法不正确的是( )
A. 细胞器乙所含的多种水解酶是在细胞器戊上合成的
B. 吞噬细胞的内吞过程中,被吞物质需与吞噬细胞膜上的受体蛋白结合
C. 若定位在丁中的蛋白被偶然掺入丙,则细胞可以通过COPⅡ实现回收
D. 新生肽链被加工修饰的场所为细胞器丁和细胞器丙
【答案】C
【解析】
【分析】
图中丁为内质网、丙为高尔基体、戊表示附着在内质网上的核糖体,乙是溶酶体;核糖体是蛋白质的合成场所,是蛋白质合成过程中翻译的场所;蛋白质合成后要经过内质网(图中甲)的加工,形成具有一定空间结构的蛋白质;高尔基体要对来自内质网的蛋白质进一步加工和转运;溶酶体称为是细胞的消耗系统,它里面有很多水解酶,能分解衰老,损伤的细胞器,以保持细胞的功能稳定。
【详解】A、乙是溶酶体,溶酶体内的水解酶是由附着于内质网上的核糖体(戊)合成的,A正确;
B、吞噬细胞的内吞过程中,被吞物质需与吞噬细胞膜上的受体蛋白结合,B正确;
C、若定位在丁中的蛋白被偶然掺入丙,则细胞可以通过COPⅠ实现回收,C错误;
D、肽链加工的场所在内质网(丁)和高尔基体(丙),D正确。
故选C。
【点睛】本题考查了细胞中细胞器的功能,意在考查考生的识图能力,审题能力;从从题中所给图形获得有效信息的能力;能识记并理解所学知识的要点。
5.成熟的筛管细胞与有机物的运输有关,它们无细胞核和核糖体等某些细胞器,但有线粒体并与伴胞细胞有丰富的胞间连丝相通。下列对成熟筛管细胞的推断不合理的是( )
A. 结构与特定的功能相适应
B. 依赖胞间连丝完成信息交流
C. 能进行呼吸等代谢反应
D. 独立合成代谢所需的酶
【答案】D
【解析】
【分析】
成熟的筛管细胞无核糖体,有线粒体,线粒体和叶绿体是半自主性细胞器,能自己合成部分蛋白质。
【详解】A、细胞的结构和功能是相适应的,A正确;
B、成熟的筛管细胞与伴胞细胞有丰富的胞间连丝相通,可以依赖胞间连丝进行信息交流,B正确;
C、成熟筛管细胞有线粒体,而线粒体是细胞呼吸的场所,所以可以进行呼吸等代谢反应,C正确;
D、酶的本质是蛋白质,成熟的筛管细胞无细胞核和核糖体等某些细胞器,所以不能独立合成酶,D错误。
故选D。
【点睛】本题重点是考生要能够抓住成熟的筛管细胞含有线粒体,而线粒体是半自主细胞器。
6.下列关于细胞结构和功能的说法正确的是( )
A. 在细胞内发挥作用的蛋白质不需要高尔基体的加工
B. 核孔不仅能够实现核质之间的物质交换还能参与信息交流
C. 叶绿体类囊体合成的ATP可以用于细胞内的各项生命活动
D. 葡萄糖在线粒体内被彻底氧化分解成二氧化碳和水
【答案】B
【解析】
【分析】
各种细胞器的结构、功能
细胞器
分布
形态结构
功能
线粒体
动植物细胞
双层膜结构
有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
叶绿体
植物叶肉细胞
双层膜结构
植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
内质网
动植物细胞
单层膜形成的网状结构
细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔基体
动植物细胞
单层膜构成的囊状结构
对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体
动植物细胞
无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中
合成蛋白质的场所;“生产蛋白质的机器”
溶酶体
“消化车间”
动植物细胞
单层膜形成的泡状结构
,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌。
液泡
成熟植物细胞
单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等)
调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体
动物或某些低等植物细胞
无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成
与细胞的有丝分裂有关
2、核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。
【详解】A、溶酶体内部的水解酶在细胞内发挥作用,而溶酶体起源于高尔基体,A错误;
B、核孔不仅能够实现核质之间的物质交换还能参与信息交流,B正确;
C、叶绿体类囊体合成的ATP用于暗反应,而其他各项生命活动所需的ATP有细胞呼吸提供,C错误;
D、线粒体不能分解葡萄糖,是分解丙酮酸,D错误。
故选B。
【点睛】本题考查细胞结构和功能,要求考生识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能;识记细胞核的结构组成,掌握各组成结构的功能,能结合所学的知识准确判断各选项。
7.外泌体是由细胞产生的包含DNA、RNA和蛋白质等多种物质的小膜泡,分泌到细胞外后,可被其他的细胞吸收利用。有研究表明肿瘤来源的外泌体能促进新生血管的形成。外泌体的形成过程如图表示。下列说法正确的是( )
A. 外泌体的形成过程体现了细胞膜的功能特点
B. 外泌体的膜是由磷脂双分子层作为基本骨架
C. 外泌体仅能起到细胞间物质交换的作用
D. 外泌体中RNA的合成需要DNA聚合酶的催化
【答案】B
【解析】
【分析】
细胞器是细胞质中具有一定结构和功能的微结构。细胞中的细胞器主要有:线粒体、内质网、中心体、叶绿体,高尔基体、核糖体等。把细胞器类比为细胞内繁忙的车间,则线粒体是“动力车间”、叶绿体是“养料制造车间”、内质网是蛋白质运输和脂质合成车间、溶酶体是消化车间、核糖体是蛋白质的合成车间、高尔基体是蛋白质加工和分泌车间、其中线粒体和叶绿体还是细胞内的能量转换站。
【详解】A、多泌体外膜与细胞膜融合后释放到细胞外,所以外泌体释放方式为胞吐,这种方式体现了细胞膜的流动性的结构特点,A错误;
B、外泌体的的膜属于生物膜系统,所以由磷脂双分子层构成其基本骨架,B正确;
C、肿瘤来源的外泌体能促进新生血管的形成,说明外泌体有信息交流的功能,C错误;
D、RNA的合成需要RNA聚合酶的催化,而DNA聚合酶催化DNA的复制,D错误。
故选B。
【点睛】本题需要考生认真分析图中的含义,分析出外泌体的形成过程,结合教材知识进行解答。
8.为研究光合作用中ATP合成的动力,20世纪60年代,Andre Jagendorf等科学家设计了如下实验:首先人为创设类囊体内外pH梯度,之后置于黑暗条件下,发现随着类囊体内外pH梯度的消失有ATP形成。下列相关说法合理的是
A. 离体类囊体取自绿色植物根尖分生区细胞
B. 在绿色植物中该过程也是在黑暗中完成的
C. ATP的合成需要伴随H+运输进入类囊体腔
D. 推测ATP合成的动力来自H+浓度梯度势能
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查必修1中植物光合作用中ATP的产生机理。由实验可知,ATP的生成依赖叶绿体类囊体膜两侧的H+浓度差,通过H+的跨膜运输促使叶绿体合成ATP。
【详解】A、类囊体存在于叶绿体中,而绿色植物根尖分生区细胞没有叶绿体,错误;
B、在绿色植物中合成ATP是在光反应阶段进行的,自然环境下此过程需要光照,错误;
C、ATP的合成需要伴随H+运输进出类囊体腔,错误;
D、把悬浮液的pH迅速上升为8,类囊体内外产生了浓度差,此时,在有ADP和Pi存在的情况下类囊体生成了ATP,因此可以推测:ATP合成的动力来自H+浓度梯度势能,正确。
故选D。
【点睛】光反应和暗反应的比较:
9.氰化物进入细胞后,会妨碍线粒体的功能,使组织细胞不能利用O2,引起细胞窒息。在培养植物根尖的培养液中加入一定量的氰化物后,根尖细胞吸收K+的速率随之降低(如图)。下列分析正确的是
A. 正常组织细胞中利用O2的场所是线粒体基质
B. 植物根尖细胞吸收K+的方式属于主动运输
C. 4 h后根尖细胞因缺少能量供应不能吸收K+
D. 氰化物会影响O2进入线粒体从而使组织细胞不能利用O2
【答案】B
【解析】
【分析】
有氧呼吸分为三个阶段,第一个阶段是,1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
【详解】A、在正常组织细胞中,O2在线粒体内膜上与[H]结合生成H2O,A错误;
B、线粒体功能受阻后由于供能不足,导致K+吸收速率下降,说明细胞吸收K+
的方式属于主动运输,B正确;
C、4 h后根尖细胞仍能吸收K+,速率相对恒定,所需能量可来自无氧呼吸产生的ATP,C错误;
D、氰化物会妨碍线粒体的功能,但不会影响O2以自由扩散的方式进入线粒体,D错误。
故选B。
10.下列关于细胞生命历程的说法,正确的是( )
A. 减数分裂中的基因重组对生物进化有重要意义
B. 有丝分裂将基因精确地平均分配到两个子细胞中
C. 衰老细胞中色素和自由水含量均下降,通透性亦改变
D. 在胚胎发育过程中,细胞的编程性死亡不会发生
【答案】A
【解析】
【分析】
1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
3、衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、减数分裂过程中的基因重组可以为生物进化提供原材料,所以对生物进化有重要意义,A正确;
B、有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制之后,所以染色体上的基因精确地平均分配到两个子细胞中,但细胞质中的基因是随机分配的,B错误;
C、衰老的细胞,由于酶的活性降低,所以色素增加,出现老年斑,C错误;
D、在胚胎发育过程中,也存在细胞凋亡的过程,所以会发生细胞编程性死亡,D错误。
故选A。
【点睛】本题考查有丝分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞全能性等知识,要求考生识记有丝分裂的结果,识记细胞分化的概念,掌握细胞分化的实质;识记衰老细胞的主要特征。
11.以下关于人类遗传病的叙述,正确的是( )
A. 人类遗传病的发生都与基因突变有关
B. 单基因病致病基因的遗传符合分离定律
C. 遗传病的发病与生活环境无直接关系
D. 可在有白化病史的家系中统计其发病率
【答案】B
【解析】
【分析】
1、人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:
(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病);
(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病;
(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
2、遗传病的监测和预防
(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
(3)禁止近亲婚配:降低隐性遗传病的发病率。
【详解】A、染色体数目变异引起的遗传病与基因突变无关,例如21三体综合征,A错误;
B、单基因病致病基因位于染色体上,所以其遗传符合分离定律,B正确;
C、多基因遗传病的发病与环境有关系,C错误;
D、统计发病率是在人群中随机调查,D错误。
故选B。
【点睛】本题考查人类遗传病的相关知识,要求考生识记人类遗传病的类型及实例,掌握监测和预防人类遗传病的措施,能结合所学的知识准确判断各选项。
急性早幼粒细跑白血病(简称APL)是发病最凶险的一种白血病,98%的患者均具有下图所示的变异,请根据图中的发病机理完成下面小题。
12. 下列关于此变异的描述,错误的是( )
A. 此变异改变的是血细胞,不是生殖细胞,故不是可遗传的变异
B. 在变异过程中有磷酸二酯键的断裂与形成
C. 这种变异类型属于染色体结构变异中的易位
D. 这种变异的结果是两个不同的基因相接形成了新的融合基因
13. 关于APL的分子细胞机制,下列说法正确的是( )
A. ①表示的生物学过程是DNA复制
B. 获得癌细胞,进行解离-漂洗-染色-制片,观察其染色体结构
C. 这种机制体现了遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D. 由于经历了分化过程,早幼粒细胞与血细胞的RNA完全不同
14. 关于APL的诊断及治疗,下列说法错误的是( )
A. 患者血液中的部分细胞能够无限増殖
B. 一种治疗APL的思路是抑制②过程
C. 降解PML-RARa基因转录的mRNA有利于缓解病情
D. 可利用PML-RARa融合蛋白的抗体进行病因的确诊
【答案】12. A 13. C 14. B
【解析】
【分析】
从图中看出15号染色体上和17号染色体上部分片段发生交换,导致15号染色体上的P31L基因和17号染色体上的RARa基因发生融合形成新的P31L-RARa基因,抑制了细胞正常的分化,从而引发细胞癌变,导致人患急性早幼粒细跑白血病。
【12题详解】
A、该病是由于遗传物质发生改变,所以是可遗传变异,A错误;
B、由于存在基因的断裂和融合,所以在变异过程中有磷酸二酯键的断裂与形成,B正确;
C、这种变异发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异中的易位,C正确;
D、从图中看出是15号染色体上的P31L基因和17号染色体上的RARa基因发生融合形成新的P31L-RARa基因,D正确。
故选A。
【13题详解】
A、①表示P31L-RARa基因表达成P31L-RARa蛋白,所以是基因的表达过程,A错误;
B、动物和植物细胞结构不同,所以其装片的制作方法不同,不需要解离,B错误;
C、由于发生了变异,导致细胞产生了不同的蛋白质,引起生物个体患病,所以体现了遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C正确;
D、早幼粒细胞与血细胞的部分RNA相同,例如都要进行有氧呼吸,所以都含有与有氧呼吸有关的酶的RNA,D错误。
故选C。
【14题详解】
A、由于细胞发生癌变,所以血液中部分细胞能够无限増殖,A正确;
B、②过程是癌细胞转变成正常的体细胞,如果抑制该过程,则会使癌细胞数目增多,不能治疗,B错误;
C、降解PML-RARa基因转录的mRNA可以减少PML-RARa蛋白的含量,有利于缓解病情,C正确;
D、利用抗原-抗体杂交的方法可以判断该患者是否含有PML-RARa融合蛋白,从而确定病因,D正确。
故选B。
【点睛】本题需要考生根据题干的信息判断出该病的病因,并结合基因表达的知识进行解答。
科学家欲获得抗旱的某二倍体农作物,做了以下研究。请完成下面小题。
15. 通过DNA测序及分析,科学家获得了抗旱基因的关键序列为5'-ATAAGCAAGACA-3',非抗旱作物中的旱敏基因对应的序列为5'ATAAGCATGACA-3',下列说法正确的是( )
A. 两种基因的差异能在显微镜下观察
B. 两种基因的嘧啶与嘌呤的比例不同
C. 抗旱、非抗旱为相对性状,抗旱基因、旱敏基因为等位基因
D. 旱敏基因中G-C碱基对替换成了A-T碱基对,基因结构变化
16. 研究发现,抗旱基因的表达产物是一种酶,催化糖类的合成。当土地缺水时,根部细胞的抗旱基因大量表达,根部细胞糖类增多。而旱敏基因表达的酶没有活性。下列说法错误的是( )
A. 糖类增多有利于细胞提高渗透压,减少失水
B. 此现象体现了一个基因可以控制多个性状
C. 旱敏基因由于碱基的替换可能导致终止密码子提前出现,翻译提前终止
D. 这种现象说明了基因通过控制糖类的合成直接控制性状
【答案】15. C 16. D
【解析】
【分析】
从题中信息看出由于抗旱基因中A-T碱基对变成了T-A碱基对,导致生物变成了旱敏个体,而从蛋白质角度的分析是抗旱基因大量表达,根部细胞糖类增多,而旱敏基因表达的酶没有活性。
【15题详解】
A、基因的差异是碱基排列顺序的不同,不能再显微镜下观察到,A错误;
B、基因的本质是双链DNA分子,所以遵循碱基互补配对的原则,因此在基因中嘧啶和嘌呤数目相等,B错误;
C、抗旱、非抗旱为相对性状,抗旱基因、旱敏基因为等位基因,C正确;
D、分析抗旱基因、旱敏基因的碱基组成,是A-T碱基对变成T-A碱基对,D错误。
故选C。
【16题详解】
A、糖类增多,细胞液浓度增大,有利于细胞提高渗透压,减少失水,A正确;
B、从题干中,根部细胞的抗旱基因大量表达,根部细胞糖类增多,不仅细胞抗旱,可能还引起其他性状的改变,B正确;
C、旱敏基因由于碱基的替换可能导致终止密码子提前出现,翻译提前终止,C正确;
D、这种现象说明了基因通过控制酶的合成控制糖类的合成间接控制性状,D错误。
故选D。
【点睛】本题需要掌握基因控制性状的途径的知识,分析出题中变异的类型,结合进行解答。
17.为探究白藜芦醇对细胞增殖的影响,研究人员对大鼠皮质神经干细胞进行体外缺氧,缺糖然后复氧处理后,用白藜芦醇处理以上细胞,测定细胞内DNA相对含量,得到如图所示结果。不能得出的结论是( )
A. 白藜芦醇有促进细胞增殖的效果,且浓度不同促进效果也不同
B. 正常情况下,大鼠神经干细胞几乎不增殖
C. 有丝分裂中期细胞DNA相对含量约为90
D. 对照组细胞应仅用白藜芦醇处理,测定细胞内DNA相对含量
【答案】D
【解析】
【分析】
从图中看出在加入白藜芦醇后,细胞中DNA含量在80-120的比例增加,说明白藜芦醇可以促进DNA的复制,并且在5μM的条件下促进作用最强。
【详解】A、白藜芦醇加入后,部分细胞的DNA含量增加,说明促进了DNA的复制进而促进细胞的增殖,在5μM的条件下促进作用最强,A正确;
B、从图1看出,正常情况下,细胞中DNA加倍的比例低,所以几乎不增殖,B正确;
C、 从图中看出正常细胞的DNA含量约为45,所以有丝分裂中期细胞DNA相对含量约为90,C正确;
D、对照组细胞不能用白藜芦醇,D错误。
故选D。
【点睛】本题需要考生分析清楚实验的结果,结合有丝分裂的过程进行解答。
18.菠菜是雌雄异株植物,性别决定方式为XY
型。已知菠菜的抗霜和不抗霜、抗病和不抗病为两对相对性状。用抗霜抗病植株作为父本,不抗霜抗病植株作为母本进行杂交,子代表现型及比例如下表,下列对杂交结果分析正确的是
不抗霜抗病
不抗霜不抗病
抗霜抗病
抗霜不抗病
雄株
3/4
1/4
0
0
雌株
0
0
3/4
1/4
A. 抗霜性状为隐性性状,抗病性状为显性性状
B. 上述杂交实验中的父本为纯合子,母本为杂合子
C. 抗霜不抗霜性状遗传的现象体现了交叉遗传的特点
D. 抗霜基因位于常染色体上,抗病基因位于X染色体上
【答案】C
【解析】
【详解】A.用抗霜抗病植株作为父本,不抗霜抗病植株作为母本进行杂交,后代性状统计分析,不抗霜:抗霜=1:1,抗病:抗病:不抗病=3:1,可知抗病为显性,不抗病为隐性,基因位于常染色体上,抗霜位于X染色体显性遗传,A错误;
B.抗霜抗病植株作为父本,其基因型是AaXBY,不抗霜抗病植株作为母本,其基因型是AaXbXb,B错误;
C.抗霜不抗霜性状遗传为X染色体显性遗传,体现了交叉遗传的特点,C正确;
D.不抗霜:抗霜=1:1,抗病:不抗病=3:1,可知抗病为显性,不抗病为隐性,基因位于常染色体上,抗霜位于X染色体显性遗传,D错误。
故选C。
考点:本题考查基因的分离定律和自由组合定律等相关知识,意在考查考生理解所学知识的要点的能力。
19.科学家发现了siRNA,其对基因表达的干扰过程如图所示,下列说法正确的是( )
A. 初生的siRNA是双链的,碱基T和碱基A互补配对,形成两个氢键
B. RNA酶Ⅲ能够切断脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键
C. 基因沉默复合体RISC没有膜结构,组成成分与和细胞器核糖体相似
D. 这种机制抑制了基因的转录过程,从而抑制基因的表达
【答案】C
【解析】
【分析】
分析题图:图示是siRNA对基因表达的干扰过程.双链RNA经过RNA酶Ⅲ切割可产生miRNA和siRNA,其中siRNA中的一条链与酶复合物组装成基因沉默复合体(RISC),该复合体可将mRNA裂解。
【详解】A、RNA不含有胸腺嘧啶T,A错误;
B、从图中看出RNA酶Ⅲ是将RNA切割成小分子,所以作用是切断核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,B错误;
C、RISC是由蛋白质和siRNA中的一条链组成,所以其成分是蛋白质和RNA,和核糖体类似,C正确;
D、这种机制最终使mRNA降解,抑制了翻译过程,D错误。
故选C。
【点睛】本题结合图解,考查遗传信息的转录和翻译,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能结合图中信息准确答题。
20.对于染色体数目为2n二倍体物质而言,下列不同生物的特定细胞中,染色体DNA数目正好为2n的是( )
A. 果蝇的卵细胞 B. 玉米的胚乳细胞
C. 家鸡的成熟红细胞 D. 人的初级性母细胞
【答案】C
【解析】
【分析】
正常的体细胞染色体DNA数目为2n,减数分裂过程中,染色体复制一次分裂两次,染色体和DNA分子数目减半,DNA变化为2n→4n→2n→n。
有丝分裂过程中,染色体复制一次分裂一次,染色体和DNA分子的数目和亲代相同,DNA变化过程为2n→4n→2n。
【详解】A、果蝇卵细胞是减数分裂的产物,DNA为n,A错误;
B、玉米的胚乳细胞是一个精子和两个极核融合形成受精极核发育而来,所以染色体上DNA分子数目为3n,B错误;
C、家鸡的成熟红细胞是正常的体细胞,染色体上DNA分子为2n,C正确;
D、人的初级性母细胞是性原细胞复制形成的,所以染色体上DNA分子为4n,D错误。
故选C。
【点睛】本题易错点是C选项家鸡是鸟类,所以其成熟红细胞有细胞核,没有细胞核的是哺乳动物成熟的红细胞,同时胚乳是含有三个染色体组的器官。
二、非选择题:
21.细胞衰老是指细胞在一定刺激条件下不可逆地丧失增殖能力后进入的一种相对稳定的状态。
(1)衰老的细胞具有一系列特征,包括细胞核的体积 ____________、 ____________,细胞膜的通透性 ____________,从而影响物质的运输。
(2)为研究KLF4基因是否参与细胞衰老过程,科研人员进行了一系列实验。
①科研人员将KLF4导入哺乳动物细胞中,检测了细胞数目的变化,结果如图所示。据此推测KLF4的功能是 ____________ 。
②为进一步验证KLF4完成上述功能的机理,科研人员将哺乳动物细胞接种到含有 ____________ (天然成分)的培养基中,加入5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU,可代替胸腺嘧啶),在培养箱中进行培养。培养过程需通入5%CO2的作用是 ____________ 。通过对含有BedU的DNA进行染色后,与培养同样天数但未转入KLF4基因的组别举行比较,得到如图2所示结果。据图分析,KLF4可以 ____________ ,从而令细胞加快衰老。
(3)为筛选与KLF4诱导的细胞衰老过程相关的基因,科研人员运用 ____________ 技术鉴定了导入KLF4基因后细胞衰老相关基因的表达情况,结果如图3所示。实验结果表明, ____________ 参与了KLF4诱导的细胞衰老过程。
(4)为进一步研究KLF4基因与p21基因的相互关系,科研人员进行了以下实验。
①科研人员将无关基因与p21基因的shRNA,导入到表达有KLF4基因的哺乳动物细胞中,实验结果如图4所示。由实验结果推测,p21基因的shRNA可与p21的mRNA结合,从而 ____________ p21蛋白的表达。
②科研人员进一步检测了不同处理下细胞衰老的情况,结果如图5所示。依据实验结果判断,KLF4基因是p21基因的 ____________ (填“上游”或“下游”)调控基因。判断依据是 ____________ 。
(5)综上所述,KLF4基因在细胞衰老中发挥功能的途径是 ____________ 。
【答案】 (1). 变大 (2). 酶的活性降低、水分较少、染色加深 (3). 改变 (4). 抑制细胞增殖 (5). 血清 (6). 维持培养液中pH相对稳定 (7). 抑制DNA分子复制 (8). 荧光蛋白标记技术 (9). 21、Suv39H1 (10). 抑制 (11). 上游 (12). 转入KLF4之后,加入无关基因的shRNA的衰老细胞率增大,而加入p21基因的shRNA的细胞衰老率基本不变 (13). KLF4通过启动p21表达,抑制DNA分子复制而加快细胞衰老
【解析】
【分析】
细胞衰老的特点:细胞水分减少;多种酶活性降低;色素积累;呼吸速率减慢;细胞核体积增大,核膜内折,染色加深;细胞膜透性改变,物质运输效率降低。
【详解】(1)衰老的细胞细胞核体积变大,酶的活性降低、水分较少、染色加深,细胞膜的通透性改变,物质运输效率降低。
(2)①由题图曲线可知,与不转入KLF4基因的对照组相比,转入KLF4基因的实验组细胞数目少,据此推测KLF4抑制细胞增殖。
②培养动物细胞加入的天然成分是血清;动物细胞培养5%CO2的作用是维持培养液中pH相对稳定;由题图可知,与培养同样天数但未转入KLF4基因的组别进行比较,加入KLF4后随着天数增加,染色深度逐渐降低,说明DNA数目逐渐减少,说明KLF4可以抑制DNA分子复制而加速细胞衰老。
(3)基因表达的产物是蛋白质,因此要用荧光蛋白标记技术鉴定了导入KLF4
基因后细胞衰老相关基因的表达情况;由题图可知,与对照组相比,加入KLF4细胞中的P21、Suv39H1增加,因此这二者参与了KLF4诱导的细胞衰老过程。
(4)①p21基因的shRNA与p21的mRNA结合,通过碱基互补配对原则进行;p21基因的shRNA与p21的mRNA结合后,p21mRNA不能进行翻译过程,抑制了基因的表达,p21蛋白减少。
②由柱形图可知,与对照组相比,转入KLF4之后,加入无关基因的shRNA的衰老细胞率增大,而加入p21基因的shRNA的细胞衰老率基本不变,KLF4基因是p21基因的上游调控基因。
(5)综上所述,KLF4基因在细胞衰老中发挥功能的途径可能是KLF4通过启动p21表达,抑制DNA分子复制而加快细胞衰老。
【点睛】本题旨在考查学生理解细胞衰老的特点,转录和翻译过程等知识要点,要求考生学会根据题干获取有效信息,并利用有效信息进行推理、综合解答问题。
22.植物可通过不同的光受体感知光质,进而调控生命活动。蓝光对植物的光合作用和同化物积累极为重要。本研究以油桃为材料探究补充蓝光对植物光合作用的影响,以提高果实品质。
(1)植物叶绿体中吸收蓝光的色素有 ____________ ,研究中发现补充蓝光后净光合速率显著提高,为研究其机制,做了如下实验。
(2)利用 ____________ 提取叶绿体中色素,并检测其含量,结果如表。根据补充蓝光后各种色素的变化率推测,____________ 对蓝光的利用率可能最高。与对照组相比,植株总类胡萝卜素的含量 ____________ 。
处理
叶绿素a
Mg/g
叶绿素b
Mg/g
叶绿素a+b
Mg/g
叶绿素a/b
类胡萝卜素
Mg/g
叶片面积
cm2
补充蓝光
2.630*
0.868*
3.498*
3.030
0.491
75.100*
对照
2.305
0.706
3.011
3.265*
0.522
46.458
(3)检测不同成熟期果实的叶片气孔导度,结果如图1。蓝光在 ____________ 期对植物的气孔导度提高促进作用最大。气孔导度增大后,直接促进了植物光合作用的 ____________ 反应,该反应发生的场所是 ____________ 。
(4)检测不同成熟期果实的葡萄糖含量及糖酸比,结果如图2。与对照相比,补充蓝光能够使果实更快成熟,这是 ____________ (植物激素)持续上升的结果;同时,补充蓝光组的果实口感更佳,其原因是 ____________ 。
【答案】 (1). 叶绿素和类胡萝卜素 (2). 无水乙醇 (3). 类胡萝卜素 (4). 降低 (5). 成熟 (6). 暗 (7). 叶绿体基质 (8). 乙烯 (9).
补充蓝光组提高了果实中葡萄糖的含量,也提高了糖/酸的含量,降低了果实的酸度
【解析】
【分析】
叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素,其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光和蓝紫光;类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,主要吸收蓝紫光。
【详解】(1)叶绿体中吸收蓝光的色素有叶绿素和类胡萝卜素。
(2)叶绿体中的色素溶于有机溶剂,所以提取色素用无水乙醇;补充蓝光后叶绿素a和叶绿素b的含量增加,而类胡萝卜素含量降低,所以可以推测类胡萝卜素对蓝光的利用率最高,因此可以降低其含量,与对照组相比,植株总类胡萝卜素的含量降低。
(3)根据柱状图分析,在成熟期,蓝光对气孔导度的促进作用最强;气孔导度增大后,CO2通过气孔进入细胞内,参与暗反应,所以补充蓝光直接促进了植物光合作用的暗反应过程,暗反应发生在叶绿体基质中。
(4)乙烯具有促进果实成熟的作用,所以补充蓝光能够使果实更快成熟,这是乙烯持续上升的结果,补充蓝光组提高了果实中葡萄糖的含量,也提高了糖/酸的含量,降低了果实的酸度,所以口感更佳。
【点睛】本题考查植物光合作用的知识,考生识记教材与光合作用有关的色素的知识,重点是结合图形进行分析。
23.研究表明,酵母能够对外界环境的改变做出非常快的适应,通过调控相关基因的表达,使细胞在相应环境中正常生长。然而,酵母的调控过程可能存在漏洞。科学家对酵母在高渗透压环境中的响应,进行了如下研究。
(1)如图1所示,当外界渗透压升高时,细胞膜上的 ____________ 感受到刺激,通过一系列信号传递,使 ____________ 进入细胞核,进而导致甘油合成相关的酶表达量上升,细胞内的渗透压 ____________ (升高/降低/不变),以实现酵母细胞在高渗环境中的正常生长。
(2)科学家利用0.4 M KCl,按不同周期刺激酵母细胞(如周期=2min,用0.4M KCl刺激2分钟后,间隔2分钟,再刺激2分钟),如图2所示,该实验结果为 ____________ 。为研究其机制,科学家进行了进一步的实验:
①当持续加入0.4 M KCl时,细胞内甘油合成酶的合成速率如图中的实线所示(趋势为先上升后下降);以此曲线为参照,按照2min、8min、 32min周期进行刺激时,每个刺激周期的甘油合成速率如图中的深色区域所示。据此推测,在 ____________ 刺激条件下培养细胞64 min,细胞中甘油合成速率最快。
②进一步检测细胞中抑制细胞增殖的蛋白表达量(这些蛋白在细胞营养匮乏时表达,使细胞增殖受到限制),发现周期=8 min组的酵母细胞中这些蛋白的表达量明显升高。
综合以上研究,当周期=8min时,酵母细胞增殖受到抑制的机制为: ____________ 。
(3)酵母可以通过自身调节,足以应对高达0.4 M KCl的渗透压环境;然而当0.4 M KCl以周期方式施加时,酵母却无法正常增殖,这是一种调节缺陷。结合酵母菌的生活环境,从进化角度,推测酵母体内这种特定调节机制依然保留的原因是 ____________ 。
【答案】 (1). Sln1 (2). Hog1 (3). 升高 (4). 当刺激的周期=8min时,细胞停止了分裂,而其在他刺激周期的条件下,细胞分裂的速度减慢 (5). 周期为8min (6). 提高体内甘油的含量,同时合成了抑制细胞增殖的蛋白质 (7). 在自然的环境中,基本上没有周期刺激的存在
【解析】
【分析】
根据图中分析:当外界渗透压升高时,通过一系列的基因传导,酵母菌启动甘油合成酶基因,在缺乏碳源的条件下,细胞增殖停滞。
【详解】(1)从图中看出,在高渗溶液中,细胞膜上的Sln1感受到刺激,经过一系列的信号传导,使Hog1进入细胞核,导致甘油合成相关的酶表达量上升,细胞内甘油含量增加,细胞内的渗透压升高。
(2)从图2中看出当刺激的周期=8min时,细胞数量没有升高,说明细胞停止了分裂,而其在他刺激周期的条件下,细胞分裂的速度减慢。
①分析图中深色区域的部分,结合深色的面积和时间,可以发现在周期为8min时甘油合成酶的表达速率最大,所以可以推测,在周期为8min刺激条件下培养细胞64 min,细胞中甘油合成速率最快。
②综合以上研究,当周期=8min时,酵母细胞增殖受到抑制的机制为:提高体内甘油的含量,同时合成了抑制细胞增殖的蛋白质。
(3)在自然的环境中,基本上没有周期刺激的存在,所以在长期的进化中,酵母菌能够适应较短刺激和较长刺激,但不能适应周期刺激,所以酵母体内这种特定调节机制依然保留。
【点睛】本题最难的地方是看懂(2)①的图形,重点结合图形找到实验需要说明的问题。
24.细胞癌变与基因突变有关。为鉴定造成黑色素瘤的突变基因,科学家检测了213例黑色素瘤人样品的基因突变,发现每个样品都涉及了多种突变基因,其中出现频率最大的两种基因如下表所示。
被检基因
检出突变的样品数量
突变基因形式
突变基因活性
A
93
AV
活性增强
B
28
BW
失去活性
(1)原癌基因的功能是负责调节 ____________ ,控制细胞增殖的进程:抑癌基因的功能则是阻止细胞 ____________ 的增殖。
(2)根据表中所述突变基因活性变化以及癌细胞具有恶性增殖的特点,推测 ____________ (填“A”或“B”)为原癌基因, ____________ (填“A”或“B”)为抑癌基因。
(3)分析蛋白质发现,检出到A突变的93例样品中,相应肽链均是第600位的氨基酸发生了替换,表明AV基因的 ____________ (填“启动子”或“mRNA”或“碱基种类”)肯定与A基因有差异。
(4)有数据表明,BW基因携带者患上黑色素瘤的风险要比正常人大得多,其中一种解释是携带者的细胞在有丝分裂时发生了体细胞重组。
①从细胞水平看,细胞恶性增殖与否是一对相对性状,那么BW是B的 ____________ 性基因,判断理由是 ____________ 。
②
体细胞重组是指细胞在有丝分裂时,同源染色体联会,并伴随染色体交叉互换,进而出现基因重组。基因型为BBW的细胞,如果发生体细胞重组,将会产生癌变机率明显增大的子细胞,请在下图中画出这种子细胞的基因组成__________。
(5)生活中的致癌因子很多,但是癌症发生的频率并不是很高。请从黑色素瘤病人样品突变基因检测结果和免疫调节机制两个不同的角度分别进行解释: ____________ 。
【答案】 (1). 细胞周期 (2). 不正常 (3). A (4). B (5). mRNA (6). 隐 (7). BBW的细胞不会恶性增殖,性状与基因型为BB的细胞一致 (8).
(9). 角度一:癌症的发生并不是单一基因突变的结果,在一个细胞中发生多个原癌基因或 抑癌基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征;
角度二:细胞癌变后表面物质发生变化,产生抗原,会被免疫系统识别并清除
【解析】
【分析】
1、原癌基因和抑癌基因:
原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。
抑癌基因也称为抗癌基因。正常细胞中存在基因,在被激活情况下它们具有抑制细胞增殖作用,但在一定情况下被抑制或丢失后可减弱甚至消除抑癌作用的基因。正常情况下它们对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。
2、基因控制性状,包括两种方式:
(1)通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状;
(2)可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】(1)原癌基因是负责调节细胞周期,控制细胞增殖的进程;抑癌基因的功能则是阻止细胞不正常的增殖。
(2)A→AV突变后,突变基因活性增强,判断A基因是原癌基因;B→BW突变后,突变基因失去活性,判断B基因是抑癌基因。
(3)如果是启动子发生差异,则基因不能表达,不能形成肽链,而基因的碱基就只有A、T、C、G四种,所以是AV基因的mRNA肯定与A基因转录形成的mRNA有差异。
(4)①题干中指出: BW基因携带者表明基因型为BBW的细胞不会恶性增殖,性状与基因型为BB的细胞一致,因此BW是B的隐性基因。
②BBW的细胞在进行减数分裂时,经过染色体复制形成含BB和BWBW的染色体,如果体细胞重组就产生了含BBW和BBW的染色体,在有丝分裂后期,着丝点分开,姐妹染色单体移向两极的过程中,形成BB和BWBW的子细胞,增大癌变几率,如图:
(5)生活中的致癌因子很多,但是癌症发生的频率并不是很高。从黑色素瘤病人样品突变基因检测结果和免疫调节机制两个不同的角度分别进行解释:
角度一:癌症的发生并不是单一基因突变的结果,在一个细胞中发生多个原癌基因或 抑癌基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征;
角度二:细胞癌变后表面物质发生变化,产生抗原,会被免疫系统识别并清除。
【点睛】本题考查了细胞癌变及基因与性状关系的相关知识,需要考生识记基因突变和细胞癌变的关系,结合有丝分裂的过程分析交叉互换后出现的情况。
25.果蝇红眼(R)与褐眼(r)是一对相对性状,灰体(B)与黑榴体(b)是一对相对性状,两对基因均位于常染色体上。研究人员将一红眼灰体果蝇(野生型)与褐眼黑檀体果蝇杂交,再将F1进行测交,只得到野生型和褐眼黑檀体两种类型。
(1)据实验结果推测,两对基因的传递 ____________ (填“符合”或“不符合”)自由组合定律,原因是 ____________ 。
(2)研究人员制作了两对基因的荧光探针,根据 ____________ 原则对F1果蝇的染色体DNA进行原位杂交,发现有2对染色体分别带有1对杂交信号,说明两对基因的关系是 ____________ 。
(3)为了进一步证明两对基因的关系,取F1代雄性果蝇的精巢进行细胞学观察,发现其中部分细胞中2对染色体出现如图所示的现象。模式图中所示细胞处于 ____________ 期,这两对染色体出现了 ____________ 的变异类型。通过题干中所述实验结果,上述细胞只产生了 ____________ 种配子,原因是 ____________ 。
(4)果蝇残翅(v)、多毛(h)、无眼(e)分别为2、3、4号染色体上的隐性突变。野生型雄蝇经过X射线照射后,与隐性纯合体雄蝇杂交,所得F1雄蝇再进行测交。大多数F1雄蝇产生数量相近的8种类型的后代,然而有一只F1雄蝇只产生4种类型后代,每种约占1/4,分别为野生型、无眼、残翅且多毛、残翅多毛且无眼。请根据上述研究成果,利用图示表示发生该现象的原因____________。(注:野生型果蝇的染色体图示已给出,画出异常F1雄蝇的染色体结构及基因在染色体上的位置)
【答案】 (1). 不符合 (2). F1进行测交,子代只出现两种表现型 (3).
碱基互补配对 (4). 两对基因位于两对染色体上 (5). 减数第一次分裂前期 (6). 染色体结构变异(易位) (7). 2 (8). 测交结果只得到野生型和褐眼黑檀体两种类型 (9).
【解析】
【分析】
将一红眼灰体果蝇(野生型)与褐眼黑檀体果蝇杂交,再将F1进行测交,只得到野生型和褐眼黑檀体两种类型,说明这两对基因不遵循自由组合定律。主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。
【详解】(1)如果两对基因遵循自由组合定律,对F1进行测交时,子代会出现四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,但现在只出现两种表现型,所以这两对基因不符合自由组合定律。
(2)用基因探针进行检测时原理是根据碱基互补配对的原则,2对染色体分别带有1对杂交信号,说明两对基因位于两对染色体上。
(3)图中染色体出现了“十字”结构,所以图中细胞发生了减数第一次分裂前期,同源染色体联会,该细胞发生了染色体结构变异(易位);根据题干中的测交结果只得到野生型和褐眼黑檀体两种类型,因此细胞只产生了2种配子。
(4)一只F1雄蝇只产生4种类型后代,每种约占1/4,分别为野生型、无眼、残翅且多毛、残翅多毛且无眼,同源染色体联会后只产生了4种配子,产生了VHE,VHe,vhE,vhe4种配子,根据(3)题的分析说明了位于两对染色体上的基因发生了易位,只能产生两种配子,而另一对基因自由组合,所以共形成4种配子。如图:
【点睛】本题需要考生掌握染色体变异的类型,结合题干中的染色体易位带来的结果进行分析。
26.某二倍体雌雄异株植物,叶片形状有细长、圆宽和锯齿等类型。为了研究其遗传机制,进行了杂交实验,结果见下表:
杂交编号
母本植株数目(表现型)
父本植株数目(表现型)
F1植株数目(表现型)
F2植株数目(表现型)
Ⅰ
80(锯齿)
82(圆宽)
82(锯齿♂)
81(细长♀)
81(圆宽)
242(锯齿)
243(细长)
Ⅱ
92(圆宽)
90(锯齿)
93(细长♂)
92(细长♀)
93(圆宽)
91(锯齿)
275(细长)
(1)在杂交编号Ⅰ和Ⅱ中,研究者通过亲本的 ____________ 和 ____________ 获得F1的结果,判断控制该性状的基因可能在X染色体上,理由是 ____________ 。
(2)通过杂交编号Ⅰ和Ⅱ的F2的表现型和比例分析,判断该性状是 ____________对等位基因控制的,符合孟德尔____________ 、 ____________ 定律。且存在 ____________ 致死。
(3)其中杂交组合Ⅰ中F2的细长表现型具有 ____________ 种基因型。
(4)为验证上述推断,选取杂交Ⅱ的F2中所有的圆宽叶植株随机杂交,杂交后代中所有植株均为 ____________ ,且雌雄株比例为 ____________ 。其中雌株的两种基因型比例为 ____________ 。
【答案】 (1). 正交 (2). 反交 (3). 正交和反交时,F1中表现型不同,且杂交Ⅰ中以锯齿与圆宽杂交得到的F1代中雌雄个体的表现型不同 (4). 两 (5). 分离定律 (6). 自由组合 (7). 双隐性纯合 (8). 4 (9). 圆宽叶 (10). 4:3 (11). 3:1
【解析】
【分析】
根据题中表格的数据可知,正交和反交时,F1中表现型不同,且杂交Ⅰ中以锯齿与圆宽杂交得到的F1代中雌雄个体的表现型不同,说明叶片形状的遗传与X染色体有关。F1随机交配得到F2代,F2中圆宽:锯齿:细长=2∶6∶6,相加等于14;
杂交Ⅱ,F1随机交配得到F2代,F2中圆宽:锯齿:细长=3∶3∶9,相加等于15;根据以上推测叶片形状可能由两对等位基因决定的,其中一对等位基因位于X染色体上,且某些基因型的个体无法存活。假设常染色体基因为A/a,伴X基因为B/b。
杂交Ⅰ中,亲本的基因型为AAXbXb(锯齿),aaXBY(圆宽),F1的基因型为AaXBXb(细长),AaXbY(锯齿),F2中圆宽∶锯齿∶细长=2∶6∶6,其中基因型为aaXbXb、aaXbY
的个体无法存活。
杂交Ⅱ中,亲本的基因型为AAXbY(锯齿),aaXBXB(圆宽),F1的基因型为AaXBXb(细长),AaXBY(细长),F2中圆宽:锯齿:细长=3∶3∶9,其中基因型为aaXbY的个体无法存活。
【详解】(1)表格中的数据是通过亲本的正交和反交获得F1的结果,正交和反交时,F1中表现型不同,且杂交Ⅰ中以锯齿与圆宽杂交得到的F1代中雌雄个体的表现型不同,说明叶片形状的遗传与X染色体有关。
(2)根据分析,杂交Ⅰ中F1随机交配得到F2代,F2中圆宽:锯齿:细长=2∶6∶6,相加等于14,杂交Ⅱ中F1随机交配得到F2代,F2中圆宽:锯齿:细长=3∶3∶9,相加等于15,所以该性状是由2对基因控制的,遵循孟德尔分离定律和自由组合定律,且存在双隐性纯合致死的现象。
(3)杂交组合Ⅰ中亲本的基因型为AAXbXb(锯齿),aaXBY(圆宽),F1的基因型为AaXBXb(细长),AaXbY(锯齿),两对基因随机结合,结果如表:
1XBXb
1XbXb
1XBY
1XbY
1AA
细长
锯齿
细长
锯齿
2Aa
细长
锯齿
细长
锯齿
1aa
圆宽
致死
圆宽
致死
所以细长表现型由4种基因型。
(4)杂交Ⅱ中,亲本的基因型为AAXbY(锯齿),aaXBXB(圆宽),F1的基因型为AaXBXb(细长),AaXBY(细长),F1随机交配,F2中的雌性圆宽叶植株基因型及比例aaXBXb∶aaXBXB=1∶1,雄性基因型是aaXBY,将两对基因分开计算,A基因,子代杂交全为aa;Bb基因,雌性可以产生3XB和1Xb的配子,雄性产1XB和1Y,因此子代3XBXB∶3XBY∶1XBXb∶1XbY(致死),再和aa结合,所以子代全为圆宽;雌雄株比例为4∶3,雌株的两种基因型比例为3aaXBXB∶1aaXBXb。
【点睛】本题需要考生分析表格数据得出各种表现型的基因型,找到致死的基因型,再结合自由组合定律进行计算。
27.1nceRNA是真核细胞中一类大于200个核苷酸的非编码RNA
,它们以前曾被认为是基因转录的“噪音”,一度还因为功能不详被称为基因组的“暗物质”。现在科学家已经发现它们可以通过各种方式参与真核生物的基因表达调控。
雌性哺乳动物细胞内存在一种lncRNA,它对维持两性基因剂量的平衡非常重要。雌性哺乳动物在胚胎发南到原肠胚的时候,外胚层细胞有一条X染色质会随机失活,形成巴氏小体。这一现象是由于待灭活的X染色质上某基因在胚胎发有中转录,产生的lncRNA沿着X染色质积累, 通过招募一些蛋白质来阻断其他基因的表达并形成巴氏小体。巴氏小体将随着细胞分裂维持失活样式。
哺乳动物前脑细胞中存在某种lncRNA能够招募转录因子蛋白,该蛋白能够结合DNA而改变DNA的空间结构,为RNA聚合酶的进入以及其他转录相关蛋白的聚集提供条件,诱导决定神经组织的相关基因表达,完成分化和形成。此外,研究还发现哺乳动物干细胞中某种基因上游位点转录出的lncRNA可以与启动子DNA形成三螺旋,从而阻止RNA聚合酶的加入,抑制二氢叶酸还原酶基因的转录,调控核酸代谢。
参与组织发自有的某种mRNA在起始密码子之前还具有很长的一段“非翻译区”,这一段核酸序列保留的目的是为了能够令其与核糖体有效结合。实际上,科学家发现这段“非翻译区”中含有一个内含子对应区段,该区段没有被加工剪接的原因是因为有一个与其互补的lncRNA与其结合,将剪接相关酶的识别位点隐藏了起来。在小鼠中枢神经系统神经元内存在一种称为BC1的lncRNA、 BC1与多种神经元特有的mRNA存在碱基互补,因此一旦发生碱基配对,可阻遏这些mRNA的翻译。 已有证据表明,BC1在树突内通过这种方式产生翻译阻遇,可控制纹状体内多巴胶D2受体介导的神经传导的效率。
(1)请结合教材所学与本资料的内容,完成下表____________。
RNA的种类
功能
mRNA
翻译的模板
1ncRNA
染色质水平
改变染色质的凝缩状态,调控基因转录
转录水平
直接或间接影响转录的起始
转录后加工水平
翻译水平
(2) 雌性动物两条X染色体中一条随机失活的意义是 ____________ 。按照材料中的叙述,请解释猫毛色性状中,具有随机花纹的性状只出现在雌性的原因是 ____________ 。
(3)从材料中对lncRNA调控基因转录的内容判断,以下有关真核细胞基因表达转录水平调控的叙述中,不正确的是 ____________ 。
A.真核细胞基因的上游除了启动子外,还有其他结合蛋白的区域
B.真核细胞基因的转录需要DNA具有特定的空间结构
C. lncRNA可以直接作用于DNA以及间接作用于转录因子两种方式调控基因转录
D. lncRNA在调节基因转录中的作用都是促进基因表达
(4)请设计实验证实BC1是保持纹状体神经正常传导中一种必要的调控方式 ____________。
【答案】 (1).
mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸
rRNA
核糖体的组成成分
rRNA和蛋白质结合形成核糖体
tRNA
运载工具
将细胞溶胶中的氨基酸运入核糖体中
与某个内含子对应区段发生碱基互补配对,避免该区段被剪切加工
与多种神经元特有的mRNA存在碱基互补,因此一旦发生碱基配对,可阻遏这些mRNA的翻译。
(2). 失活后的染色体不能进行基因表达,所以在雌性动物中只有1条X染色体表达,不会因为有两条X染色体产生两倍的产物。 (3). 雌性哺乳动物如果是杂合子,体细胞中的一条X染色体随机失活,则会形成随机花纹。 (4). D (5). 设计人工合成神经元特有的mRNA,注入细胞内使其与BC1发生互补,BC1就不能产生阻遏作用,导致细胞“纹状体内多巴胶D2受体介导的神经传导的效率”发生改变。
【解析】
【分析】
找到文章中的有效信息“待灭活的X染色质上某基因在胚胎发有中转录,产生的lncRNA沿着X染色质积累, 通过招募一些蛋白质来阻断其他基因的表达并形成巴氏小体,巴氏小体随机灭活”,“lncRNA能够招募转录因子蛋白,该蛋白能够结合DNA而改变DNA的空间结构”“该区段没有被加工剪接的原因是因为有一个与其互补的lncRNA与其结合,将剪接相关酶的识别位点隐藏了起来”进行答题。
【详解】(1)结合教材和题目中的信息:
RNA种类
功能
mRNA
翻译的模板
mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸
rRNA
核糖体的组成成分
rRNA和蛋白质结合形成核糖体
tRNA
运载工具
将细胞溶胶中的氨基酸运入核糖体中
1ncRNA
染色质水平
改变染色质的凝缩状态,调控基因转录
转录水平
直接或间接影响转录的起始
转录后加工水平
与某个内含子对应区段发生碱基互补配对,避免该区段被剪切加工
翻译水平
与多种神经元特有的mRNA存在碱基互补,因此一旦发生碱基配对,可阻遏这些mRNA的翻译。
(2)根据题干的信息“X染色质会随机失活,形成巴氏小体。这一现象是由于待灭活的X染色质上某基因在胚胎发有中转录,产生的lncRNA沿着X染色质积累, 通过招募一些蛋白质来阻断其他基因的表达并形成巴氏小体。巴氏小体将随着细胞分裂维持失活样式”,失活后的染色体不能进行基因表达,所以在雌性动物中只有1条X染色体表达,不会因为有两条X染色体产生两倍的产物。
毛色性状位于X染色体上,假设用Bb表示其基因,雌性哺乳动物如果是杂合子为XBXb,体细胞中的一条X染色体随机失活,则会形成随机花纹。
(3)A
、真核细胞基因的上游除了启动子以外,还有相应的调节基因,所以还有其他结合蛋白的区域,A正确;
B、根据信息“lncRNA能够招募转录因子蛋白,该蛋白能够结合DNA而改变DNA的空间结构,为RNA聚合酶的进入以及其他转录相关蛋白的聚集提供条件,诱导决定神经组织的相关基因表达,完成分化和形成”,说明基因的转录需要DNA具有特定的空间结构,B正确;
C、根据B选项的信息,lncRNA是间接作用于DNA,而根据题干信息“哺乳动物干细胞中某种基因上游位点转录出的lncRNA可以与启动子DNA形成三螺旋,从而阻止RNA聚合酶的加入,抑制二氢叶酸还原酶基因的转录,调控核酸代谢” ,这是直接直接作用于DNA,C正确;
D、根据C中信息“抑制二氢叶酸还原酶基因的转录”,说明lncRNA在调节基因转录中的作用还有抑制基因表达,D错误。
故选D。
(4)实验目的是“设计实验证实BC1是保持纹状体神经正常传导中一种必要的调控方式”,根据信息“BC1与多种神经元特有的mRNA存在碱基互补,因此一旦发生碱基配对,可阻遏这些mRNA的翻译,可控制纹状体内多巴胶D2受体介导的神经传导的效率”,所以可以设计人工合成神经元特有的mRNA,注入细胞内使其与BC1发生互补,BC1就不能产生阻遏作用,导致细胞“纹状体内多巴胶D2受体介导的神经传导的效率”发生改变。
【点睛】本题最重要的是在有限的时间内阅读该文章,找到有用的信息,结合教材基因调控的知识进行解答。