北京市海淀区2024-2025学年高三上学期10月月考生物试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1北京市海淀区2024-2025学年高三上学期10月月考本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。第一部分本部分共15题，每题2分，共30分。每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.下列表述中最能说明基因分离定律实质的是（）A.F1产生配子的比例为1∶1 B.F2基因型的比例是1∶2∶1C.测交后代比例为1∶1 D.F2表现型的比例为3∶1【答案】A〖祥解〗基因分离定律的实质：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；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着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。【详析】A、F1产生配子的比例为1：1，说明减数分裂时等位基因随同源染色体的分开而分离，产生不同配子的比例为1：1，因而最能说明基因分离定律实质，A正确；B、F2基因型的比例是1∶2∶1只能体现子二代的基因型种类及比例，不能说明基因分离定律实质，B错误；C、测交后代表现型的比例为1：1是性状分离比，说明F1产生配子的比例为1：1，C错误；D、F2表现型的比例为3：1是性状分离比，不是说明基因分离定律实质，D错误。故选A。2.控制果蝇体色和翅型的基因均位于常染色体上，杂交实验结果如图。下列分析错误的是（）A.长翅对短翅为显性B.体色和翅型的遗传均遵循基因分离定律C.F1灰身长翅果蝇产生了17%的重组配子D.F1灰身长翅产生配子过程中，发生交叉互换的原始生殖细胞占8.5%【答案】D〖祥解〗基因分离定律的实质：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；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着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。利用测交实验可验证某一个体的基因型，由于隐性纯合子只产生隐性配子，其不影响后代的表现型，因此若后代只有一种表现型，说明该个体只产生一种配子，即亲本为纯合子，若后代为两种表现型且比例为1:1，说明亲本产生两种比例相等的配子，即亲本为杂合子。【详析】A、仅考虑翅型基因，亲本分别为纯合长翅和纯合短翅，F1只表现为长翅，说明长翅为显性性状，短翅为隐性性状，A正确；B、考虑体色基因，亲本分别为纯合灰身和纯合黑身，F1只表现为灰身，说明灰身为显性性状，黑身为隐性性状；假设A、a分别控制灰身和黑身，B、b分别控制长翅和短翅，已知两对基因均位于常染色体上，则母本基因型为AABB，父本基因型为aabb，F1基因型为AaBb，F1与纯合黑身短翅果蝇aabb测交，只考虑体色基因，后代灰身：黑身=（41.5%+8.5%）：（41.5%+8.5%）=1:1，说明体色基因遵循分离定律，只考虑翅型基因，后代长翅：短翅=（41.5%+8.5%）：（41.5%+8.5%）=1:1，说明翅型基因遵循分离定律，B正确；C、由以上分析可知，F1测交后代灰身：黑身=1:1，长翅：短翅=1:1，若这两对基因符合自由组合定律，则可用乘法法则计算其后代表现型比例应为灰身长翅：黑身长翅：灰身短翅：黑身短翅=1:1:1:1，与题图不符，说明这两对基因是位于一对同源染色体上的。由亲本基因型为AABB和aabb可知，F1中A与B基因位于一条染色体上，a与b位于一条染色体上，由于F1在减数第一次分裂前期发生了染色体互换，导致形成了重组配子Ab和aB，由于F1测交后代的表现型比例可以反应F1产生配子的比例，F1产生重组配子Ab和aB的比例之和=F1测交后代中灰身短翅个体（基因型为Aabb）和黑身长翅（基因型为aaBb）个体的比例之和=8.5%+8.5%=17%，C正确；D、假设F1灰身长翅发生互换的初级卵母细胞所占比例为x，则未交换的初级卵母细胞所占比例为1-x，产生配子时xAaBb：x/4AB、x/4Ab、x/4aB、x/4ab，（1-x）AaBb→（1-x）/2AB、（1-x）/2ab，合并后Ab：AB：ab：aB=x：(2-x)：(2-x)：x=85：415：415：85=17：83：83：17，可求出x=34%，D错误。故选D。3.Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病，患者由于缺乏HGPRT（由X染色体上的基因编码的一种转移酶）导致嘌呤聚集于神经组织和关节中。下图是一个Lesch-Nyhan综合征家系图，叙述错误的是（）A.基因可通过控制酶的合成控制生物性状B.Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因C.Ⅲ-1和正常男性结婚生出患病儿子的概率为1/4D.产前诊断是降低Lesch-Nyhan综合征患儿出生率的有效手段之一【答案】C〖祥解〗据图分析，系谱图中II-3和II-4正常，而子代中III-3和III-4患病，说明该病为隐性遗传病，又发病原因是“由X染色体上的基因编码的一种转移酶”导致，故致病基因位位于X染色体，设相关基因为A、a，据此分析作答。【详析】A、结合题意可知，该病的发病原因是由X染色体上的基因编码的一种转移酶缺失导致的，故说明基因可通过控制酶的合成控制生物性状，A正确；B、结合分析可知，Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因，B正确；C、该病为伴X隐性遗传病，则III-3和III-4基因型均为XaY，II-3和II-4基因型为XAXa、XAY，则III-1基因型为1/2XAXA、1/2XAXa（配子及比例为3/4XA、1/4Xa），和正常男性（XAY）结婚，生出患病儿子（XaY）的概率为1/4×1/2=1/8，C错误；D、产前诊断和遗传咨询可有效降低遗传病发病率，故产前诊断是降低Lesch-Nyhan综合征患儿出生率的有效手段之一，D正确。故选C。4.侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（）A.控制侏儒性状的基因位于X染色体上 B.控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上C.来源于母本的侏儒和野生型基因不表达 D.含侏儒基因的精子不能完成受精作用【答案】C〖祥解〗基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。【详析】A、假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是显性，侏儒小鼠作父本（XAY），野生型小鼠作母本（XaXa），F1应该为雌性为侏儒，雄性应该是野生型，不符合题意；假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是隐性，侏儒小鼠作父本（XaY），野生型小鼠作母本（XAXA），F1雌雄性都应该是野生型，不符合题意，A错误；B、假定控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上，后代性状随母本，那么侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1应该都是野生型小鼠，不符合题意，B错误；C、假定来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1性状随父本，都是侏儒小鼠；反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1都是野生型小鼠，无论正交还是反交，F1都是既含有侏儒基因，也含有野生型基因，如果来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比，符合题意，C正确；D、假定含侏儒基因的精子不能完成受精作用，反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1不一定都是野生型小鼠，不符合题意，D错误。故选C。5.某家系中有一种单基因遗传病，已知该遗传病的致病基因邻近的片段有一段特异性序列（分子标记1），正常基因该位置的特异性序列为分子标记2．对家系成员的PCR检测结果如图。下列相关叙述，不合理的是（）A.该遗传病属于常染色体隐性遗传病 B.致病基因与分子标记1的遗传符合自由组合定律C.Ⅱ-1个体可能不携带该病的致病基因 D.致病基因与分子标记1所在染色体片段可能会发生交叉互换【答案】B〖祥解〗几种常见的单基因遗传病及其特点：1、伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：（1）男患者多于女患者；（2）隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。2、伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：（1）女患者多于男患者；（2）世代相传。3、常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。4、常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。5、伴Y染色体遗传：如人类外耳道多毛症，其特点是：传男不传女。【详析】A、根据图形分析，第Ⅰ代双亲没有患病，子代女儿患病，说明是常染色体隐性遗传病，A正确；B、致病基因与分子标记1在同一条染色体上，不符合自由组合定律，B错误；C、该遗传病的致病基因邻近的片段有一段特异性序列（分子标记1），Ⅱ-1个体没有分子标记1，可能不携带该病致病基因，C正确；D、致病基因和分子标记1在同一条染色体上，减数分裂过程中可能发生交叉互换，D正确。故选B。6.下列关于遗传信息传递和表达的叙述，正确的是（）①在细菌中DNA的复制只发生在拟核②不同组织细胞中可能有相同的基因进行表达③不同核糖体可能翻译出相同的多肽④识别并转运氨基酸的tRNA由3个核糖核苷酸组成A.①② B.②③ C.③④ D.②③④【答案】B〖祥解〗真核生物DNA的复制主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能进行DNA的复制，而原核生物DNA的复制主要发生在拟核，此外细胞质中也有DNA的复制。细胞分化的实质是基因的选择性表达。翻译的场所是核糖体，且不同核糖体可同时结合在一条mRNA上进行翻译，加快翻译的速度。tRNA的功能是识别和转运氨基酸，共有62种。【详析】①细菌中存在DNA的部位有拟核和细胞质中的质粒，所以细菌中的DNA复制既在拟核又在细胞质中，①错误；②因为活细胞中都需要一些相同的蛋白质和酶，如ATP合成酶等，所以不同组织细胞中可能有相同的基因进行表达，②正确；③翻译过程的模板是mRNA，场所是核糖体，如果模板mRNA相同，则不同核糖体中可能翻译出相同的多肽，③正确；④tRNA呈三叶草结构，是由多个核苷酸组成的，其中一侧的三个相邻碱基构成反密码子，④错误。故选B。7.SLN1蛋白是赤霉素信号转导的一个抑制因子。SLN1基因的两个突变体具有相反的表型（如图）。下列推测不能解释该现象的是（）A.两个突变体中的SLN1基因分别在不同位点发生突变B.突变体1中的SLN1基因表达量显著高于突变体2C.突变体1中的SLN1蛋白由于空间结构改变而丧失原有功能D.突变体2中的SLN1蛋白由于空间结构改变而难以被降解【答案】B〖祥解〗根据题干信息和题图综合分析可知，突变体1植株最高，突变体2植株最矮，而SLN1蛋白是赤霉素信号转导的一个抑制因子，可以推测突变体1中的SLN1基因表达量最低，突变体2中的SLN1基因表达量最高。【详析】A、SLN1基因的两个突变体具有相反的表型，可能分别在不同位点发生突变，A正确；B、SLN1蛋白是赤霉素信号转导的一个抑制因子，突变体1高于突变体2，可能是突变体1中的SLN1基因表达量显著低于突变体2，B错误；C、SLN1蛋白是赤霉素信号转导的一个抑制因子，若其空间结构改变而丧失原有的抑制功能，则突变体植株长得比野生型更高，符合题图中突变体1高于野生型和突变体2的情况，C正确；D、SLN1蛋白是赤霉素信号转导的一个抑制因子，若其由于空间结构改变而难以被降解，则原有的抑制功能增强，则突变体植株长得比野生型更矮，符合题图中突变体2比野生型和突变体1矮的情况，D正确。故选B。8.控制玉米籽粒颜色的黄色基因T与白色基因t位于9号染色体上，现有基因型为Tt的黄色籽粒植株，细胞中9号染色体如图所示。已知9号染色体异常的花粉不能参与受精作用，为了确定该植株的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F1，能说明T基因位于异常染色体上的F1表现型及比例为（）A.黄色∶白色＝1∶1B.黄色∶白色＝2∶1C.黄色∶白色＝3∶1D.全为黄色【答案】A〖祥解〗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。先假定T基因在染色体上的位置，然后结合题干信息推出后代的表现型，从而解答问题。【详析】假定T基因位于异常染色体上，则t基因位于正常染色体上，因为9号染色体异常的花粉不能参与受精作用，即Tt个体产生的配子中只有t能参与受精作用，因此该植株产生的能受精的花粉的基因型是t，Tt产生的卵细胞的基因型是T、t两种，比例是1：1，因此自交后代的基因型及比例是Tt:tt=1:1，Tt表现为黄色，tt表现为白色。故选A。9.有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态，引发骨骼肌的结构和代谢变化，改善肥胖、延缓衰老。下列相关叙述正确的是（）A.DNA甲基化能改变骨骼肌细胞中基因的碱基序列B.骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态可以遗传给后代C.DNA甲基化程度可能影响代谢相关酶基因的转录D.所有成年人都适合进行长时间、剧烈的有氧运动【答案】C〖祥解〗表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。【详析】A、DNA甲基化属于表观遗传，表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，A错误；B、DNA甲基化属于表观遗传，是可遗传变异，但骨骼肌细胞属于体细胞，其中的甲基化不能遗传给后代，B错误；C、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，DNA甲基化可能影响DNA分子的解旋，进而影响相关酶基因的转录，C正确；D、有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态，但并非所有成年人都适合进行长时间、剧烈的有氧运动，如一些有基础病的个体不能进行剧烈运动，D错误。故选C。10.北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性。水稻细胞膜上的低温响应受体L1在低温下，能激活细胞膜上的Ca2+通道，引起Ca2+内流，进而启动下游的耐寒防御反应。籼稻L1的第187位氨基酸为甲硫氨酸，而粳稻L1的同一位置则为赖氨酸，其余序列完全相同。以下推测不合理的是（）A.碱基对替换引起粳稻与籼稻L1基因的差异B.由籼稻和粳稻杂交所得F1的耐寒性可判断二者L1基因的显隐性C.遭受低温后籼稻细胞质中Ca2+浓度升高幅度高于粳稻D.利用粳稻的L1基因可培育转基因耐寒新品种【答案】C〖祥解〗基因突变是指DNA中碱基对的增添、缺失或替换，从而导致基因结构（基因中碱基对排列顺序）的改变。【详析】A、分析题意，籼稻L1的第187位氨基酸为甲硫氨酸，而粳稻L1的同一位置则为赖氨酸，其余序列完全相同，该现象出现的根本原因是碱基对的替换所致，而北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性，故碱基对替换引起粳稻与籼稻L1基因的差异，A正确；B、具有相对性状的纯合子杂交，子一代所表现出的即为显性性状，故由籼稻和粳稻杂交所得F1的耐寒性可判断二者L1基因的显隐性，B正确；C、水稻细胞膜上的低温响应受体L1在低温下，能激活细胞膜上的Ca2+通道，引起Ca2+内流，进而启动下游的耐寒防御反应，北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性，故遭受低温后籼稻细胞质中Ca2+浓度升高幅度低于粳稻，C错误；D、水稻细胞膜上的低温响应受体L1可在低温条件下启动耐寒防御机制，利用粳稻的L1基因可培育转基因耐寒新品种，D正确。故选C。11.显微镜下观察豌豆花药的临时装片，下列观察到的现象与做出的推测不匹配的是（）选项观察到的现象推测A7个四分体豌豆的染色体数目为14条B每对同源染色体形态彼此相同性别决定方式为ZW型C同源染色体相应片段交换发生基因重组D含姐妹染色单体的染色体移向两极该细胞处于减Ⅰ后期【答案】B〖祥解〗豌豆为两性植株，不含性染色体，花药内可进行减数分裂产生配子。减数第一次分裂前期和后期可发生基因重组。【详析】A、豌豆为二倍体，含有14条染色体，减数第一次分裂时可出现7对同源染色体配对，形成7个四分体，A不符合题意；B、豌豆为两性植株，不含性染色体，B符合题意；C、减数第一次分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换，导致基因重组，C不符合题意；D、减数第一次分裂后期，同源染色体分离，姐妹染色单体不分离，因此含姐妹染色单体的染色体移向两极，D不符合题意。故选B。12.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〖祥解〗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。【详析】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。13.研究者从古代尼安德特人标本中提取DNA进行测序，发现之前未知的线粒体DNA（mtDNA）序列。比较多个来自世界各地不同地区的现代人之间，以及现代人与尼安德特人、黑猩猩之间mtDNA特定序列的碱基对差异，结果如图1．下列相关叙述不合理的是（）A.mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料B.现代人之间mtDNA的差异可能与迁徙有关C.图1表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大D.图1结果支持绘制出图2所示的进化树【答案】D〖祥解〗现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。【详析】A、基因突变可产生新基因，进而产生新性状，故mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料，A正确；B、据图1分析可知，现代人与现代人之间的mtDNA特定序列差异较现代人与尼安德特人更大（差异碱基对个数与百分率），推测可能与迁徙有关，B正确；C、据图1分析可知，现代人与黑猩猩的mtDNA差异碱基对个数多，且每个区段的百分率均较高，故表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大，C正确；D、图2的进化树中，现代人与黑猩猩的亲缘关系更近，其mtDNA特定序列的差异应更小，与图1结果不符，D错误。故选D。14.滥用抗生素会导致“超级细菌”（对多种抗生素有高耐药性）的产生。某实验小组研究细菌产生青霉素抗性与青霉素之间的关系，过程及结果如下图。下列叙述正确的是（）A.用接种环在培养基上连续划线获得图示实验菌落B.结果说明细菌的抗性出现在接触青霉素之后C.可通过提高抗生素浓度避免超级细菌的产生D.细菌培养基在使用前、后均需经过高压蒸汽灭菌【答案】D〖祥解〗消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子）的手段，常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法；灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子），常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。【详析】A、用接种环在培养基上连续划线获得单个菌落是平板划线法，图示实验菌落（分布较均匀）不是通过平板划线法获得的，是用稀释涂布平板法获得的，A错误；B、图示结果说明细菌对抗生素的抗性在使用青霉素之前就已经存在，青霉素只起到了选择作用，B错误；C、超级细菌的产生是基因突变的结果，与抗生素浓度无关，抗生素浓度只是起到选择作用，C错误；D、细菌培养基在使用前灭菌是防止杂菌污染，使用后灭菌是为了防止污染环境和感染操作人员，D正确。故选D。15.图是家兔组织切片模式图，图中数字表示相应部位的液体，X、Y表示两种细胞。有关该组织的相关叙述，正确的是（）A.X细胞的内环境由①②③共同构成B.③渗透压的大小主要取决于血糖和蛋白质的含量C.③中无机盐浓度过高时，垂体释放的相关激素会增多D.①②③是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所【答案】C〖祥解〗分析题图：①是组织液，②是淋巴，③是血浆，④是细胞内液。①②③共同构成内环境。【详析】A、分析题图可知①为组织液，②为淋巴，③为血浆，其中X细胞的内环境为组织液，即①，A错误；B、③渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，B错误；C、③中无机盐浓度过高时，血浆渗透压较高，通过神经调节，会使下丘脑某些细胞分泌并由垂体释放的抗利尿激素增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，以维持水盐平衡，C正确；D、机体进行正常生命活动和细胞代谢的主要场所在细胞内，D错误。故选C。第二部分本部分共6题，共70分。16.在转B基因（B基因控制合成毒素蛋白B）抗虫棉商品化的同时，棉虫对毒素蛋白B产生抗性的研究也正成为热点。请分析回答：（1）棉虫对毒素蛋白B的抗性增强，是在转B基因抗虫棉的__________作用下，棉虫种群中抗B基因的______________的结果。为减缓棉虫种群对毒素蛋白B抗性增强的速度，可以在抗虫棉田区间隔种植____________。（2）豇豆胰蛋白酶抑制剂（由D基因控制合成）可抑制昆虫肠道内蛋白酶活性，使害虫减少进食而死亡。研究者将同时含B基因和D基因的__________导入棉花细胞中，获得转基因棉。与只转入B基因的转基因棉相比，棉虫种群对此转基因棉抗性增强的速度减缓，其原因是____________。（3）棉花短纤维由基因A控制，研究者获得了多个基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株。其中B基因和D基因位于同一条染色体上，减数分裂时不发生交叉互换。①植株I相关基因位置如图1，该植株自交，F1中长纤维不抗虫植株的基因型为__________，能够稳定遗传的长纤维抗虫植株的比例是__________。②植株II自交，F1性状分离比是短纤维抗虫∶长纤维不抗虫=3∶1，则植株II中B基因和D基因位于________染色体上（填图2中编号）。③植株III自交，F1性状分离比是短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫=2∶1∶1，则植株III产生的配子的基因型为____。（4）从防止抗虫基因污染，提高转基因植物安全性的角度分析，理论上可将抗虫基因转入棉花细胞的________（选填选项前的符号）。a.细胞核b.叶绿体c.线粒体d.核糖体【答案】（1）①.选择②.基因频率升高③.非转基因棉（普通棉花）（2）①.重组DNA分子②.棉虫对两种抗虫基因同时产生抗性的概率更低（3）①.aa②.1/16③.1号④.A和aBD（4）bc〖祥解〗基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。【小问1详析】棉虫对毒素蛋白B的抗性增强，是在转B基因抗虫棉的选择作用下，棉虫种群中抗B基因的基因频率升高的结果。为减缓棉虫种群对毒素蛋白B抗性增强的速度，可以在抗虫棉田区间隔种植非转基因棉，这样可以延缓抗B基因的增长速率，此时可以增加非抗B基因的频率。【小问2详析】豇豆胰蛋白酶抑制剂（由D基因控制合成）可抑制昆虫肠道内蛋白酶活性，使害虫减少进食而死亡。研究者将同时含B基因和D基因的重组DNA分子导入棉花细胞中，获得转基因棉。与只转入B基因的转基因棉相比，棉虫种群对此转基因棉抗性增强的速度减缓。因为基因突变是不定向的，此时导入两种基因棉虫对两种抗虫基因同时产生的频率更低。【小问3详析】①长纤维基因是隐性，不抗虫植株应没有BD，所以长纤维不抗虫植株的基因型为aa；能够稳定遗传的长纤维抗虫植株的基因型及比例是1/4aa×1/4BBDD=1/16。②植株II自交，F1性状分离比是短纤维抗虫∶长纤维不抗虫3∶l，因为短纤维∶长纤维为3∶1，而后代中短纤维抗虫∶长纤维不抗虫3∶l，说明抗虫性状和短纤维连锁在一起，不抗虫与长纤维连锁在一起，说明植株H中B基因和D基因位于A所在的染色体上1号上。③如果植株III自交，F1性状分离比是短纤维抗虫∶短纤维不抗虫∶长纤维抗虫=2∶1∶1，说明短纤维抗虫的A_BD占2份，A_的占1份，而aaBD占1份，则植株III产生的配子的基因型为A和aBD。【小问4详析】从防止抗虫基因污染，提高转基因植物安全性的角度分析，当基因位于细胞质中时，就可以防止基因通过花粉传播，因为精子中几乎只有细胞核，不含细胞质，而核糖体中没有DNA，所以为bc。故选bc。17.野生生菜通常为绿色，遭遇低温或干旱等逆境时合成花青素，使叶片变为红色。花青素能够通过光衰减保护光合色素，还具有抗氧化作用。人工栽培的生菜品种中，在各种环境下均为绿色。科研人员对其机理进行了研究。（1）用野生型深红生菜与绿色生菜杂交，F1自交，F2中有7/16的个体始终为绿色，9/16的个体为红色。①本实验中决定花青素有无的基因位于___________对同源染色体上。②本实验获得的F2中杂合绿色个体自交，后代未发生性状分离，其原因是：_________________。（2）F2自交，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，株系内性状分离比为3:1的占___________________（比例），把这样的株系保留，命名为1号、2号__________。（3）取1号株系中绿色与深红色个体进行DNA比对，发现二者5号染色体上某基因存在明显差异，如下图所示。据图解释：1号株系中绿色个体的r1基因编码的r1蛋白丧失功能的原因___________________。（4）进一步研究发现，与生菜叶色有关的R1和R2基因编码的蛋白质相互结合成为复合体后，促进花青素合成酶基因转录，使生菜叶片呈现深红色。在以上保留的生菜所有株系中都有一些红色生菜叶色较浅，研究人员从中找到了基因R3，发现R3基因编码的蛋白质也能与R1蛋白质结合。据此研究人员做出假设：R3蛋白与R2蛋白同时结合R1蛋白上的不同位点，且R1R2R3复合物不能促进花青素合成酶基因转录。为检验假设，研究人员利用基因工程技术向浅红色植株中转入某一基因使其过表达，实验结果如下。受体植株转入的基因转基因植株叶色浅红色植株（R1R1R2R2R3R3）R1深红色浅红色植株（R1R1R2R2R3R3）R2深红色实验结果是否支持上述假设，如果支持请说明理由，如果不支持请提出新的假设______________________________。【答案】（1）2红色出现需要含有2种显性基因；而绿色杂合子只含有1种显性基因，其自交后不可能出现含2种显性基因的个体（2）1/4r1基因中间碱基对缺失（5个），导致其指导合成的蛋白质空间结构发生改变（3）不支持。（4）新假设：R3蛋白与R2蛋白竞争R1蛋白上的相同结合位点，但R1R3复合物不能促进花青素合成酶基因转录。〖祥解〗F2代9∶7的性状分离比符合9∶3∶3∶1的变式，是判断该对性状是由两对独立遗传的等位基因控制的依据。若用A/a以及B/b来表示，则F1的基因型为AaBb，F2的基因型和比例为AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb∶AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1。【详析】（1）①F2中红色个体与绿色个体比例为9∶7，符合9∶3∶3∶1的变式，说明决定花青素有无的基因位于2对同源染色体上。②由①可知，决定该性状的基因位于两对同源染色体上，若用A/a以及B/b来表示，红色个体基因型为A_B_，绿色个体基因型包括A_bb、aaB_和aabb，绿色杂合子包括Aabb、aaBb，自交后代最多只有一种显性基因，而红色出现需要含有2种显性基因，因此其自交后代全为绿色。（2）自交后代分离比为3∶1，说明有一对基因属于杂合子，同时红色出现需要含有2种显性基因，而绿色杂合子只含有1种显性基因，因此符合情况的基因型包括AaBB、AABb，这两种基因型在F2中占2/16+2/16=1/4。（3）由图可知，与R1相比，r1缺失了5个碱基对，由于碱基对缺失，导致其指导合成的蛋白质空间结构发生了改变。（4）根据实验结果可知，向浅红色植株R1R1R2R2R3R3中转入基因R1或R2，均可使转基因植株叶色变为深红色，若R3蛋白与R2蛋白同时结合在R1蛋白上的不同位点，且R1R2R3复合物不能促进花青素合成酶基因转录，则两种转基因植株都应为浅红色，所以实验结果不支持上述假说。R1R2复合物可促进花青素合成酶基因转录，推测R3蛋白与R2蛋白结合在R1蛋白的同一位点，转入基因R1或R2，均会使R1R2复合物含量增加，使转基因植物叶色变为深红色，但R1R3复合物不能促进花青素合成酶基因转录。即新假设为：R3蛋白与R2蛋白竞争R1蛋白上的相同结合位点，但R1R3复合物不能促进花青素合成酶基因转录。18.学习以下材料，回答（1）~（4）题。猕猴桃性别演化的奥秘猕猴桃属于雌雄异株（同一植株上只有雄花或雌花）植物，其性别决定方式为XY型。猕猴桃的祖先是两性花（一朵花既有雄蕊又有雌蕊）植物，没有常染色体和性染色体之分，其发生雌雄异株演化背后的分子机制是什么？猕猴桃Y染色体上的细胞分裂素响应调节因子基因（SyGl）在发育着的雄花中特异性表达，通过减弱细胞分裂素的信号，进而抑制雄花中的心皮（本应发育为雌蕊的结构）的发育。有意思的是，在常染色体上发现了一个syGl的拷贝基因A，A在花器官各部分都不表达，却只在幼嫩叶片中高表达。系统发育分析推测，SyGl可能起源于200万年前A的一次复制事件，原始的Y染色体因获得A而诞生。虽然SyGl与其祖先基因A编码的蛋白质结构相同，但由于二者在基因演化过程中启动子的关键序列发生变化，导致其表达部位完全不同，基因的功能也产生了分化。继SyGl之后，研究人员分析猕猴桃早期花器官的转录组数据，发现了基因FrBy在雄蕊的花药中特异性表达，推测FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中。其功能缺失突变（失活）导致了X染色体的产生。为此，利用基因编辑技术将两性花植物拟南芥和烟草中FrBy的同源基因敲除，发现其雄性不育，表型与猕猴桃雌花类似。基于上述研究，科研人员提出“SyGl和FrBy双突变模型”，用以解释猕猴桃性别演化机制。该研究有助于加深对植物性别演化的认识，还可用于调控作物的性别，具有重要的理论和实践应用价值。（1）基因sSyGl和A启动子序列的差异，使得不同组织中_____酶与其结合的情况不同。SyGl决定性别涉及到的变异来源有_____。a、基因突变b、基因重组c、染色体结构变异d、染色体数目变异（2）根据上述信息，概括SyGl和FrBy在花芽发育为雄花过程中的作用，并完善“双突变模型”假说的模式图。_____（3）下列实验结果支持“双突变模型”的有_____。A.性染色体上的FrBy和常染色体上的A起源相同B.性染色体上的SyGl和FrBy在雄花中特异性表达C.敲除猕猴桃雄株性染色体上的SyGl可获得两性花D.转入FrBy的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代（4）写出植物性别决定机制的研究在实践生产上的一项应用。_____【答案】（1）①.RNA聚合②.a、c（2）SyG1抑制雌蕊的发育，FrBy促进雄蕊的发育（3）BCD（4）提高雌花比例，可多结果实和种子，增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术，获得雄性不育植株，方便实现杂交育种〖祥解〗分析题干：根据“猕猴桃Y染色体上的细胞分裂素响应调节因子基因（SyGl）在发育着的雄花中特异性表达，通过减弱细胞分裂素的信号，进而抑制雄花中的心皮（本应发育为雌蕊的结构）的发育”说明SyGl会抑制雌蕊的发育；根据“发现了基因FrBy在雄蕊的花药中特异性表达，推测FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中。其功能缺失突变（失活）导致了X染色体的产生”说明FrBy促进雄蕊的发育。【小问1详析】启动子序列是与RNA聚合酶特异性结合的序列，启动基因的转录过程。根据题干信息“SyGl可能起源于200万年前A的一次复制事件，原始的Y染色体因获得A而诞生”原本A是在常染色体上，常染色体和Y染色体是非同源染色体，这里是发生了染色体结构变异。SyGl启动子的关键序列发生变化属于基因突变，因此选择a、c。【小问2详析】根据分析可知：SyG1抑制雌蕊的发育，FrBy促进雄蕊的发育。【小问3详析】根据以上分析双突变模型是指的，SyGl相关基因发生了染色体结构变异和FrBy发生基因突变。A、性染色体上的FrBy和常染色体上的A起源相同并不支持双突变模型，A错误；B、性染色体上的SyGl和FrBy在雄花中特异性表达，支持双突变模型，B正确；C、敲除猕猴桃雄株性染色体上的SyGl，就不能抑制雌蕊的发育，可获得两性花，C正确；D、转入FrBy（FrBy促进雄蕊的发育）的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代，D正确；故选BCD。【小问4详析】可以应用到农业上：提高雌花比例，可多结果实和种子，增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术，获得雄性不育植株，方便实现杂交育种。19.M蛋白在人体神经发育过程中起重要作用，M基因发生突变或表达异常可导致神经发育紊乱性疾病，如Rett综合征和MDS等。（1）M蛋白可识别并结合甲基化DNA，进而调控靶基因的转录，像这种基因的碱基序列保持不变，但基因表达和______发生______的现象，叫做表观遗传。（2）对一位Rett综合征患者进行检测发现，其M基因发生了一个碱基对的替换，细胞内只有截短的M蛋白。①一个碱基对的替换导致M基因的mRNA______，翻译后合成了截短的M蛋白。②研究者提出，可通过改造tRNA使患者细胞能够合成正常长度的M蛋白。请简述利用该技术治疗此类Rett综合征的基本原理______。（3）图1为一个MDS患者的家系图。采集全部家系成员外周血进行检测，核型分析未发现染色体数目异常，测序发现其M基因均为野生型，M基因表达的检测结果如图2，M基因拷贝数如下表。检测对象M基因拷贝数Ⅰ11Ⅰ23Ⅱ13Ⅱ22正常男性1正常女性2①根据以上信息推测Ⅱ2患病的原因_____。②女性体细胞中有一条X染色体是失活的，失活X染色体上绝大多数基因被沉默。用限制酶HpaⅡ剪切Ⅰ2基因组DNA，然后进行PCR扩增及电泳，结果如图3。图3中引物组合应为___，写出判断的两点依据：______。③Ⅰ2的M基因拷贝数高于正常女性，但表型正常，请结合以上研究提出合理解释____。【答案】（1）①.表型②.可遗传变化（2）①.提前出现终止密码子②.定点突变tRNA基因，使tRNA能识别终止密码子，该tRNA即可在提前终止密码子处将氨基酸添加到肽链中，从而获得正常长度的肽链（3）①.Ⅱ2从母亲处获得的X染色体含2个M基因，M基因重复使M蛋白含量高于正常值，导致靶基因表达异常②.引物1和引物3③.引物使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，且需要得到含有酶切位点和CAG重复序列④.I2的两条X染色体中，AR1所在的X染色体完全失活，该染色体上的2个M基因均被沉默，另一条X染色体正常表达M基因，细胞内M蛋白含量正常〖祥解〗引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20〜30个核苷酸。引物使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。【小问1详析】M蛋白可识别并结合甲基化DNA，进而调控靶基因的转录，导致性状发生改变，像这种基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。【小问2详析】①M蛋白截短，说明氨基酸数目减少，终止密码子提前，即一个碱基对的替换导致M基因的mRNA提前出现终止密码子。②tRNA的作用是携带氨基酸，终止密码子一般不对应相应的氨基酸，定点突变tRNA基因，使tRNA能识别终止密码子，该tRNA即可在提前终止密码子处将氨基酸添加到肽链中，从而获得正常长度的肽链，据此可实现对该病的治疗。【小问3详析】①核型分析未发现染色体数目异常，说明发生的是基因变化，而测序发现其M基因均为野生型，说明基因未突变，而是基因数目的变化。从图示信息分析，I1含有一个M基因，是正常男性，M基因mRNA相对含量较低，Ⅱ2是男性患者，Ⅱ2含有两个M基因，M基因mRNA相对含量较高而得病，其母亲I2含有3个M基因，但表现正常，可知该基因遗传符合X染色体隐性遗传特点，说明其从母亲处获得的X染色体含2个M基因，M基因重复使M蛋白含量高于正常值，导致靶基因表达异常，而Ⅱ1个体含有3个M基因一个来自父亲，两个来自母亲，因而其M蛋白的含量高于正常值。②引物使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，该过程需要得到含有酶切位点和CAG重复序列的基因产物，故选引物1和引物3。③根据PCR结果分析AR1酶切和非酶切结果相同，说明该染色体失活而未被酶切，说明I2两条X染色体中，AR1所在的X染色体完全失活，该染色体上的2个M基因均被沉默，另一条X染色体正常表达M基因，细胞内M蛋白含量正常，故表现正常。20.寨卡病毒在南美流行，该地区也是登革热病毒流行区域。为研究寨卡病毒流行与登革热病毒的关系，科研人员进行了实验。（1）病毒感染人体后，会引起_________产生特异性抗体，与病毒结合，阻止病毒_________宿主细胞。（2）登革热病毒与寨卡病毒结构相似。为探究登革热病毒抗体是否可以特异性结合寨卡病毒，科研人员用血清与病毒进行抗原-抗体杂交实验，实验处理及结果如下图所示。①请阐述b组和c组在本实验中的作用。b组：排除_________对实验结果的影响。c组：_________的参照。②与对照组分别比较，实验组抗原-抗体反应强度_________，可得出_________的结论。（3）科研人员假设：人感染过登革热病毒后，体内存留的登革热病毒抗体与寨卡病毒结合，结合了病毒的抗体与宿主细胞表面蛋白结合，从而帮助寨卡病毒进入宿主细胞，即存在抗体依赖性增强（简称ADE）。为验证该假设，有人利用下列备选材料设计了实验方案。备选材料：正常人血清，登革热康复者血清，寨卡病毒，登革热病毒，细胞系U（发生ADE时，对寨卡病毒的感染率很低），细胞系W（不发生ADE时，对寨卡病毒的感染率很高）。实验方案：组别实验处理预期结果实验组将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后，加入到细胞系W的培养体系中分别检测实验组和对照组细胞系对寨卡病毒的感染率对照组将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后，加入到细胞系U的培养体系中①请指出本实验方案存在的缺陷：__________________。②请改进本实验方案（写出实验组和对照组处理）：__________________。【答案】（1）浆细胞②.吸附并侵染（2）无关抗体（血清中其它抗体）抗原-抗体阳性反应结果②明显高于b组，与c组接近登革热康复者的血清抗体能够与寨卡病毒结合（3）实验组细胞系选用不合理；对照组血清选用不合理（且对照组不足）实验组：将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后，加入到细胞系U的培养体系中对照组1：将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后，加入到细胞系U的培养体系中；对照组2：将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后，加入到细胞系W的培养体系中【详析】【试题分析】本题以“研究寨卡病毒流行与登革热病毒的关系”为载体，考查体液免疫、探究登革热病毒抗体是否可以特异性结合寨卡病毒实验、验证人感染过登革热病毒后机体内是否存在ADE现象的实验等。对应此类实验评价与修订的试题，需要考生拥有扎实的基础知识和基本技能，可以从取材、实验原理和方法、药品与试剂的使用、操作步骤、实验结果分析等方面着手分析，对实验进行评价与修订。（1）在特异性免疫过程中，能产生特异性抗体的是浆细胞；抗体与病毒结合，可阻止病毒吸附并侵染宿主细胞。（2）①在本实验中，b组可排除无关抗体（血清中其它抗体）对实验结果的影响；c组可作为抗原-抗体阳性反应结果的参照。②据图可知，与对照组分别比较，实验组抗原-抗体反应强度明显高于b组，与c组接近，由此可得出“登革热康复者的血清抗体能够与寨卡病毒结合”的结论。（3）①由于细胞系W在不发生ADE时，对寨卡病毒的感染率很高，所以本实验方案存在的缺陷是实验组细胞系选用不合理；对照组血清选用不合理（且对照组不足）。②可对本实验方案进行改进。实验组：将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后，加入到细胞系U的培养体系