北京市四中2023-2024学年高三上学期第一次阶段测试生物试题（解析版）

高三生物（试卷满分为100分，考试时间为90分钟）一、单项选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分）1.下列目的可通过测交实验实现的是（）A.判断性状是由细胞质基因控制B.判断一对相对性状的显隐性C.显性优良性状品种的纯化过程D.判断某显性个体是否为纯合子【答案】D【解析】【分析】测交是一种特殊形式的杂交，是杂交子一代个体（F1）再与其隐性或双隐性亲本的交配，是用以测验子一代个体基因型的一种回交。遗传学上常用此法测定个体的基因类型。【详解】A、判断性状是否由细胞质基因控制采用正反交实验，A错误；B、判断一对相对性状的显隐性用纯合子杂交或杂合子自交，B错误；C、显性优良性状品种的纯化过程用连续自交，直至后代不出现性状分离为止，C错误；D、判断某显性个体是否为纯合子用测交，D正确；故选D2.若用玉米为实验材料，验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论，影响最小的是（）A.所选实验材料是否为纯合子B.所选相对性状的显隐性是否易于区分C.所选相对性状是否受一对等位基因控制D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法【答案】A【解析】【分析】本题考查遗传规律发现过程中用到的实验材料和方法，属于对理解、应用层次的考查。【详解】A、实验材料是否为纯合子对于验证孟德尔分离定律基本无影响，因为杂合子也可用来验证孟德尔分离定律，A正确；

B、显隐性不容易区分，容易导致统计错误，影响实验结果，B错误；

C、所选相对性状必须受一对等位基因的控制，如果受两对或多对等位基因控制，则可能符合自由组合定律，C错误；

D、不遵守操作流程和统计方法，实验结果很难说准确，D错误。3.下列关于真核细胞中染色体变异的叙述，正确的是A.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B.染色体结构变异是个别碱基对增添或缺失造成的C.染色体片段位置颠倒会影响基因在染色体上的排列顺序D.同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换属于染色体结构变异【答案】C【解析】【分析】【详解】A、染色体组整倍性的变化会导致染色体数量的变化，但不会导致基因种类的增加，A错误；B、基因突变是个别碱基对的增添或缺失造成的，B错误；C、染色体片段位置颠倒会影响到位于染色体相应位置上的基因的排列顺序，C正确；D、同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换属于基因重组，D错误。故本题的答案选择C选项。4.控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，子代中雌蝇为红眼，雄蝇为白眼，但偶尔出现极少数例外子代。子代的性染色体组成如下图。下列判断错误的是（）A.果蝇红眼对白眼为显性B.亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子C.具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性D.例外子代的出现源于母本减数分裂异常【答案】B【解析】【分析】1、位于性染色体上的基因，其在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫伴性遗传。2、摩尔根运用“假说—演绎法”，通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。【详解】A、白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，子代中雌蝇为红眼，雄蝇为白眼，可判断果蝇红眼对白眼为显性，A正确；B、白眼为隐性，因此正常情况下亲代白眼雌蝇只能产生1种类型的配子，B错误；C、由图可知，XXY的个体为雌性，具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性，C正确；D、例外子代的出现是源于母本减数分裂异常，出现了不含X染色体的卵细胞或含有两条X染色体的卵细胞，D正确。故选B。5.某种水绵（n=12）可进行接合生殖．两条水绵相对的两个细胞连通，原生质体融合形成合子，合子的细胞核减数分裂产生4个核，其中3个核退化，仅1个发育，最后形成一条新的水绵。下列相关叙述正确的是（）A.接合生殖过程中可发生基因突变和基因重组B.减数第一次分裂后期合子中染色体为48条C.接合生殖属于无性生殖，有利于保持性状的稳定D.合子形成四个核的过程不需要进行DNA复制【答案】A【解析】【分析】根据题意，合子的细胞核中含有染色体24条，DNA24条，经过减数分裂产生4个核，最终一个可以发育成个体，则每个核中含有DNA24条，说明减数分裂过程中发生了DAN的复制。【详解】A、结合生殖过程中有减数分裂产生四个核的过程，会发生DNA的复制，可能有基因突变，减数分裂过程会发生基因重组，A正确；B、水棉的染色体为12条，两个水棉细胞融合后含有染色体24条，减数第一次分裂后期含有姐妹染色单体，染色体数目不变为24条，DNA48条，B错误；C、水棉的结合生殖属于有性生殖，该过程有减数分裂过程，C错误；D、合子形成四个核的过程需要进行DNA复制，合子含有24条DNA，复制一次后48条，才能平均分到每个核中12条，保证亲子代之间遗传信息的稳定，D错误。故选A6.下图为某遗传病的家系图，已知致病基因位于X染色体。对该家系分析正确的是（）A.此病为隐性遗传病B.III-1和III-4可能携带该致病基因C.II-3再生儿子必为患者D.II-7不会向后代传递该致病基因【答案】D【解析】【分析】据图分析，II-1正常，II-2患病，且有患病的女儿III-3，且已知该病的致病基因位于X染色体上，故该病应为显性遗传病（若为隐性遗传病，则II-1正常，后代女儿不可能患病），设相关基因为A、a，据此分析作答。【详解】A、结合分析可知，该病为伴X显性遗传病，A错误；B、该病为伴X显性遗传病，III-1和III-4正常，故III-1和III-4基因型为XaXa，不携带该病的致病基因，B错误；C、II-3患病，但有正常女儿III-4（XaXa），故II-3基因型为XAXa，II-3与II-4（XaY）再生儿子为患者XAY的概率为1/2，C错误；D、该病为伴X显性遗传病，II-7正常，基因型为XaY，不携带致病基因，故II-7不会向后代传递该致病基因，D正确。故选D。7.正常普通小麦（2n=42)缺失一条染色体形成单体小麦。将单体小麦与正常小麦杂交，结果如下表。下列相关叙述错误的是（）实验编号父本母本F1植株百分比正常小麦单体小麦实验一正常小麦单体小麦25%75%实验二单体小麦正常小麦96%4%A.由实验一可知，减数分裂时不成对的染色体易丢失B.由实验二可知，（n-1)花粉的可育性比较低C.单体小麦自交后代中，正常小麦与单体小麦的比例约为1：2D.为了获得更多的单体小麦，杂交时最好选单体小麦做母本【答案】C【解析】【分析】正常普通小麦（2n=42)小麦减数分裂产生的配子为n；单体比正常个体少一条染色体，用（2n-1）表示，减数分裂产生的配子为n和n-1两种；配子n与n结合形成个体正常，n-1与n结合形成个体为单体。【详解】A、正常小麦做父本，产生配子为n，单体小麦做母本时，产生配子为n：（n-1）=1：1，后代正常和单体应该是1：1，但实验一的后代中单体比例75%，说明产生n-1的配子比例更高，说明减数分裂时不成对的染色体更容易丢失，A正确；B、实验二中母本只产生n这种配子，父本产生n和n-1两种配子，后代正常小麦比例更高，说明n-1花粉可育性更低，B正确C、若将单体小麦自交，缺失一条染色体的卵细胞参与受精的概率为3/4，正常卵细胞参与受精的概率为1/4，(n-1)花粉参与受精的概率为4%，正常花粉参与受精的概率为96/100，雌雄配子随机结合，子代中正常小麦比例为96/400，单体小麦的比例为96/100×3/4+4/100×1/4=292/400，子代中正常小麦：单体小麦=96/400：292/400≈1：3，C错误；D、由实验一可知，单体小麦做母本时后代单体比例更高，所以杂交时最好选单体小麦做母本，D正确故选C。8.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【解析】【分析】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。【详解】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。9.控制果蝇体色和翅型的基因均位于常染色体上，杂交实验结果如下图。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灰身长翅自交后代性状分离比为9∶3∶3∶1【答案】D【解析】【分析】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。【详解】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、由于体色和翅型基因是位于一对同源染色体上的，不符合自由组合定律，则F1（基因型为AaBb）自交后产生性状分离比不是9:3:3:1，9:3:3:1是符合自由组合定律的双杂合子（AaBb）自交获得的后代比例，D错误。故选D。10.家蚕的体色由多对等位基因共同控制，野生型家蚕的体色为白色。在实验中偶尔获得两种黄体色纯合突变品系M和N，研究者进行了如下杂交实验。实验一：M与野生型正反交，F₁均为黄体色；F₁随机交配，F₂中黄色：白色=3：1实验二：M与N杂交，所得F₁与野生型杂交，F₂中黄色：白色=3：1下列分析正确的是（）A.M的黄体色是单基因隐性突变的结果B.控制M黄体色的基因位于性染色体上C.控制M和N的黄体色基因位于同源染色体上D.M与N杂交，F₁随机交配，F₂中黄色:白色=15:1【答案】D【解析】【分析】根据题干信息可知，M与野生型正反交，F1均为黄体色，说明黄体色对野生型为显性，且在F2中黄色：白色=3：1，可能M中一对基因发生了显性突变。而在实验二中M和N杂交，所得到的F1进行测交，后代中黄色：白色=3：1，因此M和N中发生显性突变的基因不是同一对。【详解】A、M与野生型正反交，F1均为黄体色，说明黄色对于白色为显性，根据F2中黄色:白色=3:1，说明M可能是单基因显性突变，A错误；B、若M黄体色的基因位于性染色体上，设M基因型为XAY或XAXA，野生型为XaXa或XaY，无论正反交，F1中的雌性均为XAXa，但正反交F1中雄性基因型不同，为XAY或XaY（且也为白色），B错误；C、M与野生型正反交结果相同，相关基因位于常染色体上，若控制M和N的黄体色基因位于同一条染色体上，实验二中，设M基因型为AAbb，N基因型为aaBB，F1为AaBb，只能产生Ab和aB两种配子，且比例为1:1，因此与野生型测交后代F2中全为黄色，不符合题干，故控制M和N的黄体色基因只能位于非同源染色体上，C错误；D、M与N杂交，F1基因型为AaBb，F2中白色占1/16，其余均为黄色，黄色：白色=15:1，D正确。故选D。11.一般认为，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；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。12.育种工作者发现，将玉米(2n=20)的花粉授予小麦(2n=42)，花粉能正常萌发，从而形成受精卵。在受精卵进行分裂过程中，玉米染色体的移动表现出滞后和不均匀分离，几次分裂后玉米的染色体消失。该技术称为小麦—玉米远缘杂交技术。下列说法错误的是（）A.小麦和玉米杂交形成的受精卵中含有31条染色体B.玉米染色体消失可能是因为纺锤丝没有附着到着丝粒C.小麦—玉米远缘杂交技术可以用于突破生殖隔离D.小麦—玉米远缘杂交技术可用于生产小麦单倍体【答案】C【解析】【分析】由于小麦雌雄同花，所以小麦和玉米进行杂交时，应在小麦开花前进行去雄操作，然后套上纸袋。【详解】A、玉米的花粉中含有10条染色体，小麦的卵细胞中含有21条染色体，故小麦和玉米杂交形成的受精卵中含有31条染色体，A正确；B、玉米染色体消失可能是因为纺锤丝没有附着到着丝粒，使染色体不能正常移向细胞的两极，B正确；C、小麦—玉米远缘杂交后代没有同源染色体，是不可育的，即小麦—玉米存在生殖隔离，故小麦—玉米远缘杂交技术可以用于突破生殖隔离，C错误；D、分析题意，利用小麦与玉米远缘杂交育种技术可获得纯合子小麦单倍体，该技术利用小麦与玉米杂交，后代体细胞中父本染色体丢失，经培养获得小麦单倍体植株，再经染色体加倍，获得能够稳定遗传的纯合子，D正确。故选C。13.某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，一部分蛾感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些改变。蛾的变化也影响蝙蝠回声定位系统与捕食策略的改进。当变化后的蛾与祖先蛾人工交配后，产出的受精卵不具有生命力。下列相关叙述不正确的是（）A.变化后的蛾与祖先蛾存在生殖隔离B.蛾复杂飞行模式的形成是自然选择的结果C.蛾与蝙蝠间发生了协同（共同）进化D.祖先蛾种群的基因频率未发生改变【答案】D【解析】【分析】本题考查的是与进化有关的知识，现代生物进化理论认为：种群是进化的基本单位，生物进化的实质是基因频率的定向改变，突变和基因重组是生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件，共同进化导致生物多样性的形成。【详解】生殖隔离指的是种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生出可育后代，由题干信息可知变化后的蛾与祖先蛾人工交配后，产出的受精卵不具有生命力，说明变化后的蛾与祖先蛾存在生殖隔离，A正确；由于某种蛾易被蝙蝠捕食，只有感受到蝙蝠的超声波时，会运用复杂的飞行模式的蛾才有可能逃脱危险，被保留下来，不具有这种能力的蛾就被蝙蝠吃掉而淘汰了，因此蛾复杂飞行模式的形成是自然选择的结果，B正确；共同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程，在蛾与蝙蝠的生存斗争中，这两个物种相互选择，实现了共同进化，C正确；祖先蛾种群在进化过程中保留了一部分适应能力强的个体，淘汰了适应能力弱的个体，因此其种群的基因频率发生发改变，D错误；因此选D。【点睛】熟悉现代生物进化理论的基本内容，并能从题干中获取有效信息，是解题的关键。14.下列关于生物进化的叙述，正确的是（）A.胚胎学为生物进化提供了最直接的证据B.生物的多样性和适应性是自然选择的结果C.种群基因型频率发生改变导致生物的进化D.协同进化淘汰某些个体导致生物多样性下降【答案】B【解析】【分析】1、不同物种之间、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。2、化石为研究生物进化提供了直接的证据，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，都给生物进化论提供了有力的支持。【详解】A、化石为研究生物进化提供了直接的证据，A错误；B、自然选择学说揭示了生物的多样性和适应性是自然选择的结果，B正确；C、种群基因频率发生改变导致生物的进化，C错误；D、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，D错误。故选B。15.科学家对南美洲某岛屿上的地雀进行连续多年观察，在研究期间该岛遭遇过多次严重干旱。干旱使岛上的浆果减少，地雀只能取食更大、更硬的坚果。干旱发生前后地雀种群喙平均深度有较大变化(如图)，但是每只地雀在经历干旱时，喙的深度并未发生改变。下列分析错误的是（）A.地雀种群中喙的深度存在个体差异B.干旱导致地雀喙的深度发生定向变异C.干旱年份喙大而厚的地雀能获得更多食物D.结果证明生物进化的单位是种群而非个体【答案】B【解析】【分析】种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组可以为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。【详解】A、地雀喙的深度存在差异，这是不定向突变的结果，是自然选择的结果，A正确；B、变异是不定向的，B错误；C、由于干旱少雨，植物枯死了许多，种子数量大大下降，岛上只剩下一些耐干旱的外壳坚硬的种子。许多喙小而不坚固的地雀饿死了，只留下喙大而强壮的地雀，故干旱年份喙大而厚的地雀能获得更多食物，C正确；D、现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以该岛上地雀喙深度的进化是以种群为单位的，D正确。故选B。二、非选择题（本大题共5道小题，共55分）16.番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。（1）果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为_______。（2）野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如下图1。据此，写出F2中黄色的基因型：_______。（3）深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是_______。（4）有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据，合理的方案包括_______，并检测C的甲基化水平及表型。①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型【答案】（1）黄色∶无色＝3∶1（2）aaBB、aaBb（3）基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素（4）①②④【解析】【分析】1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。2、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。3、甲、乙为两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。由图1可知，F2比值约为为9：3：4，F1基因型为AaBb，红色基因型为A_B_，黄色为aaB_，橙色为A_bb、aabb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。【小问1详解】果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F1为杂合子，则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。【小问2详解】由图可知，F2比值约为为9：3：4，说明F1基因型为AaBb，则F2中黄色的基因型aaBB、aaBb。【小问3详解】由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。【小问4详解】C基因表达的产物可以调控A的表达，变异株M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高，欲检测C的甲基化水平及表型，可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，使得C去甲基化，并检测C的甲基化水平及表型；或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，检测野生型植株C的甲基化水平及表型，与突变植株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲基化水平改变有关，故选①②④。17.稻瘟病菌侵染可导致水稻患稻瘟病，水稻细胞通过合成过氧化氢，启动“免疫”反应，抵抗稻瘟病菌。（1）科研人员将纯合稻瘟病抗性突变体M与表现型为易感病的野生型（WT）植株杂交，F1均表现为易感病，F1自交，F2的表现型及比例为易感病：抗性=3：1。据此可初步判断，突变体M的抗性性状由___________性基因控制。（2）对WT和抗性突变体M的R基因进行测序分析，结果如图1。据图1可知，与WT中R基因序列相比，抗性突变体M的R基因发生了___________缺失。该突变基因控制合成的蛋白质中，氨基酸__________发生改变，导致该蛋白质空间结构改变，生理功能丧失。（3）WT和突变体M均无A基因。科研人员将A基因导入WT中（A基因与R基因不在同一染色体上），筛选得到纯合植株N，表现为抗稻瘟病。①将植株N与突变体M杂交，F1均表现为抗性，F1自交，若F2的表现型及比例为___________，则支持“A基因抑制R基因的表达”的推测。②利用现代生物技术可验证上述推测成立，下表为供选的材料、处理和预期结果。水稻植株材料aWTb突变体Mc植株N对材料的处理d转入R基因e敲除R基因f转入A基因预期结果g敲除A基因hR基因表达iR基因不表达现有两个不同方案，方案一实验组为bfi，方案二实验组为cgh。请评价哪一方案更为合理，并阐述理由：___________。（4）研究表明，稻瘟病菌侵染WT过程中，正常R蛋白促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，导致植株感病。请在WT、突变体M或植株N三种植株中任选一种植株，描述稻瘟病菌侵染后，从A蛋白、R基因和过氧化氢三个角度分析细胞内发生的“免疫”反应过程：____________。【答案】17.隐18.①.G-C碱基对②.种类、数目和排序19.①.抗病：易感病=13：3②.方案二更合理；方案二中植株N具有正常R基因，敲除A基因后能检测R基因表达情况，可验证A基因是否抑制R基因；方案一中突变体M的R基因发生突变，无法表达正常R蛋白，不适合作为实验材料20.WT植株：没有A基因→R基因正常表达R蛋白→促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，故过氧化氢不积累；突变体M：没有A基因→R基因碱基对缺失，表达异常R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，导致过氧化氢积累；植株N：有A基因→A基因抑制R基因，R基因不能正常表达R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，导致过氧化氢积累。【解析】【分析】据题意可知，科学家的研究目的是探究稻瘟病抗性性状的遗传特性和突变体M的抗稻瘟病机制。图1表示：与野生型水稻相比，抗性突变体M的R基因发生了一个碱基对（C—G）的缺失。蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的额种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。【小问1详解】分析题意可知，F1均表现为易感病，令其自交，F2的表现型及比例为易感病：抗性=3：1，故突变体M的抗性性状为隐性性状，由隐性基因控制。【小问2详解】据图可知，与WT相比，突变体M的碱基对G-C发生了缺失，即发生了碱基对的缺失；基因发生碱基对的缺失后，会影响转录之后突变位置和之后的密码子的种类和数量，进一步影响翻译过程，从而导致该蛋白质中的氨基酸种类、数目和排列顺序发生改变，进而导致该蛋白质空间结构改变，生理功能丧失。【小问3详解】据题意可知，A基因与R基因不在同一染色体上，则两对基因遵循基因的自由组合定律，将植株N与突变体M杂交，F1均表现为抗性，基因型为AaRr，F1自交，子代A_R_：A_rr：aaR_：aarr=9:3:3:1，若A基因抑制R基因的表达，则子代抗病︰易感病=13︰3。据表格可知，方案二中植株N具有正常R基因，敲除A基因后能检测R基因表达情况，可验证A基因是否抑制R基因；方案一中突变体M的R基因发生突变，无法表达正常R蛋白，不适合作为实验材料，故方案二更合理。【小问4详解】分析题意"稻瘟病菌侵染WT过程中，正常R蛋白促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，导致植株感病"，据此分析：WT植株：没有A基因→R基因正常表达R蛋白→促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，故过氧化氢不积累；突变体M：没有A基因→R基因碱基对缺失，表达异常R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，导致过氧化氢积累植株；植株N：有A基因→A基因抑制R基因，R基因不能正常表达R蛋白→无法促进过氧化氢酶催化过氧化氢分解，导致过氧化氢积累。18.番茄是世界主要蔬菜之一，为严格的自花授粉作物，杂种优势能极大提高番茄的产量、抗病及抗逆表现，因此番茄生产基本上都是应用杂交种。（1）科学家获得了位于4号染色体的ps-2基因隐性突变体，表现为雄性不育，在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是___________。（2）在雄性不育系大田中发现一株苗期绿茎隐性突变体。①实验证明苗期紫茎和绿茎由一对等位基因控制，利用SSR技术可以进行基因在染色体上的定位，SSR是DNA中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR、不同品种的同源染色体上的SSR不同，因此常用于染色体特异性标记。研究者将紫茎和绿茎杂交，F1自交后提取F2中苗期绿茎突变体50株单株的叶肉细胞DNA，利用4号染色体上特异的SSR（与ps-2基因紧密连锁的SSR标记）进行PCR扩增，实验证明苗期绿茎基因位于4号染色体上，请在下图1中画出PCR扩增、电泳后结果_____。如果苗期绿茎基因不位于4号染色体上，SSR扩增结果的类型有_______种且比例是___________。②雄性不育系在环境温度或光照时间的影响下可能恢复育性，苗期绿茎突变体不育系在实际生产中应用的优势是____________。（3）我国科学家在番茄基因组中鉴定到154个在雄蕊中特异表达的基因，选取其中的一个基因SlSTR1作为靶标基因（T表示）。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对番茄的SlSTR1基因进行定向敲除获得雄性不育系（tt，绿色）。将正常功能的SlSTR1基因（T）和控制花青素合成的SlANT1基因（A表示）连锁在一起，共同转回到雄性不育系中，从而获得了紫色的转基因保持系（图2）：①请用遗传图解阐述利用转基因保持系制备和鉴别雄性不育系的过程：____________②关于图2所示转基因保持系制备过程及在农业生产优点，下列说法正确的是_____________A.转基因保持系通过杂交可产生雄性不育系又可产生转基因品系B．可通过幼苗颜色准确鉴定不育株用于杂交种子生产C．该技术用于杂交制种的不育系并不含任何转基因成分D．该研究策略易推广到其他蔬菜、花卉等园艺作物，具有广阔的应用前景【答案】18.无需进行去雄，大大减轻了杂交操作的工作量。19.①.②.3##三③.1：2：1④.苗期可筛选出杂交种中混有的自交种20.①.②.ABCD【解析】【分析】1、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。2、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。【小问1详解】在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是无需去雄，大大减轻了杂交育种的工作量。【小问2详解】①苗期茎色由一对等位基因控制，紫茎相对绿茎是显性，将紫茎（AA）和绿茎（aa）杂交，F1（Aa）自交后提取F2中苗期绿茎（aa）突变体50株单株的叶肉细胞DNA。由图1可知，紫茎亲本含有SSR，而绿茎亲本不含SSR，如果苗期绿茎基因位于4号染色体上，PCR扩增、电泳后F2绿茎都没有SSR条带，结果如下：；如果苗期绿茎基因不位于4号染色体上，SSR扩增结果的类型有3种，可能都为紫色亲本、或者既有紫色亲本又有绿色亲本、或者都为绿色亲本，可能出现的比例是1：2：1。②雄性不育系在环境温度或光照时间的影响下可能恢复育性，苗期绿茎突变体不育系在实际生产中应用的优势是是可通过改变环境条件能够实现自交留种，用于每年制备杂交种。【小问3详解】①当以不育系为母本，紫色保持系为父本进行杂交，其子代将按1：1比例分离出转基因的保持系（紫色）和非转基因的不育系（绿色）。非转基因的不育单株很容易通过幼苗颜色挑选出来并用于杂交种子生产，遗传图解为：。②AB、紫色保持系和雄性不育系杂交可以大量繁殖不育系，并可通过幼苗颜色