2025年高考总复习优化设计二轮专题生物L课后习题大单元5 遗传的分子基础、变异与进化含答案

2025年高考总复习优化设计二轮专题生物L课后习题大单元5遗传的分子基础、变异与进化含答案层级一基础夯实自测练学生用书P185

1.(2024·山东济南三模)下列关于证明DNA是主要遗传物质的相关实验,叙述错误的是()A.艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验不仅证明了遗传物质是DNA,还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移B.赫尔希和蔡斯在明确T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程后,选择其作为证明DNA是遗传物质的实验材料C.32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,经搅拌、离心后上清液放射性来自子代或亲代噬菌体D.格里菲思的第四组实验小鼠的血清中含有抗R型肺炎链球菌的抗体答案B解析艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验不仅证明了DNA是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质,即肺炎链球菌的遗传物质是DNA,还证明了DNA可以在S型细菌和R型细菌之间转移,A项正确;赫尔希和蔡斯选择T2噬菌体作为证明DNA是遗传物质的实验材料的原因是T2噬菌体只含有DNA和蛋白质两种物质,且他们在实验之前没有明确T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程,B项错误;32P标记的是T2噬菌体的DNA,用被标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,经搅拌、离心后上清液会有放射性,其上清液放射性来自子代噬菌体(保温时间过长,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放)或亲代噬菌体(保温时间过短,部分亲代噬菌体还未侵染大肠杆菌),C项正确;格里菲思的第四组实验小鼠体内含有S型细菌和R型细菌,其血清中含有抗R型细菌的抗体,D项正确。2.(2024·山东烟台三模)DNA转录时作为模板的链叫作反义链,另一条叫作有义链。下图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是()A.不同基因可能同时复制,但不能同时转录B.根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链C.DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3'端到5'端进行的答案A解析不同的基因位置不同,可能同时复制,也可能同时转录,A项错误;启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录,因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链,B项正确;由图可知,不同基因的有义链和反义链不同,因此DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链,C项正确;基因的转录是沿着模板的3'端到5'端进行的,翻译是沿着模板的5'端到3'端进行的,D项正确。3.(2024·山东模拟)拟南芥在盐胁迫条件下,会发生DNA甲基化和mRNA假尿嘧啶化修饰,产生较稳定的表型改变来应对环境变化。当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,该现象称为“胁迫跨代记忆”。研究发现,假尿嘧啶化修饰使尿嘧啶核苷酸化学结构发生改变,形成假尿嘧啶核苷酸,可提高mRNA的稳定性和翻译速率。下列叙述正确的是()A.“胁迫跨代记忆”改变了基因的碱基排列顺序B.甲基化修饰可抑制DNA的复制与转录过程C.含有假尿嘧啶核苷酸的密码子不能编码氨基酸D.可通过逆境胁迫激发表观遗传修饰来培育新品种答案D解析“胁迫跨代记忆”与DNA甲基化修饰有关,DNA甲基化属于表观遗传,表观遗传未改变基因的碱基排列顺序,A项错误;由题意可知,甲基化修饰可抑制DNA的转录与翻译过程,不影响DNA的复制,B项错误;假尿嘧啶化修饰可以提高mRNA的稳定性(不容易被核酸酶分解)和翻译速率,故含有假尿嘧啶核苷酸的密码子仍可以编码氨基酸,C项错误;在逆境下,拟南芥DNA甲基化修饰可对逆境作出应答,产生较稳定的表型改变,因此可通过逆境胁迫激发表观遗传修饰培育新品种,D项正确。4.(2024·山东潍坊三模)如图为某植物根尖细胞一对同源染色体上两个DNA分子中部分基因的分布状况,字母代表基因,数字代表无遗传效应的碱基序列。下列有关叙述正确的是()A.基因a、b、c均可能发生基因突变,体现了基因突变具有普遍性B.基因突变与染色体结构变异都会导致DNA碱基序列的改变C.DNA中发生碱基的增添、缺失或替换就是基因突变D.该细胞中基因A和a的分离发生在减数分裂Ⅰ后期答案B解析基因a、b、c均可能发生基因突变,体现了基因突变具有随机性,A项错误;基因突变是DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换,而引起的基因碱基序列的改变,染色体结构变异是指以染色体片段为单位发生的染色体片段的重复、缺失、倒位或易位,因此二者都会导致DNA分子中碱基序列的改变,B项正确;DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换,而引起基因碱基序列的改变,是基因突变,题图中①②③④非基因片段中碱基序列改变不属于基因突变,C项错误;该细胞为根尖细胞,不发生减数分裂,D项错误。5.(2024·山东德州二模)科考人员对泰山不同海拔的鸟类分布情况进行研究,绘制了该地区鸟类的进化及分布图(数字代表不同物种的鸟类)。下列说法正确的是()A.种群分布区域的扩大是该地区鸟类新物种形成的关键因素B.该地区鸟类进化的过程实际上是鸟类与鸟类之间协同进化的过程C.②③利用的生物和非生物资源相同,其中的每个个体都是进化的基本单位D.①⑤的亲缘关系比较近,说明海拔对不同种群的基因频率演化方向无影响答案A解析由图可知,种群分布区域的扩大会导致生殖隔离的形成,是该地区鸟类新物种形成的关键因素,A项正确;该地区鸟类进化的过程实际上是不同物种之间、鸟类与无机环境之间协同进化的过程,B项错误;分析题图可知,②③位于不同的海拔,利用的生物和非生物资源不完全相同,并且生物进化的基本单位不是个体,而是种群,C项错误;由图可知,①⑤的亲缘关系比较远,说明海拔对不同种群的基因频率演化方向具有一定影响,D项错误。6.(2024·山东青岛三模)我国科学家在云南曲靖发现的古土壤和植物化石,为研究植物登上陆地并改造地球表层系统提供了重要的科学参考。下列说法错误的是()A.古植物化石的发现可为生物进化提供直接证据B.古植物进化的原因是特殊的地理环境使古植物产生有利变异C.不同种生物DNA碱基序列或基因组越接近,说明亲缘关系越近D.新物种的形成一定发生了进化,但进化不一定形成新物种答案B解析化石是研究生物进化的最直接的证据,A项正确;古植物进化的原因是特殊的地理环境对生物的变异进行了选择,导致种群的基因频率发生了改变,B项错误;不同种生物的DNA碱基序列或基因组越接近,差异越小,说明亲缘关系越近,C项正确;新物种形成的标志是产生了生殖隔离,生物一定发生了进化,但进化不一定形成新物种,D项正确。7.(2024·云南模拟)下图表示真核生物遗传信息的相关传递过程,下列有关叙述正确的是()过程Ⅰ过程ⅡA.过程Ⅰ需在RNA聚合酶的作用下以每一条母链为模板合成子链B.过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链相同C.酶2和酶3都可作用于磷酸二酯键,酶1可催化形成氢键D.在有丝分裂前的间期,既发生过程Ⅰ,也发生过程Ⅱ答案D解析过程Ⅰ为DNA的复制过程,需在DNA聚合酶的作用下以每一条母链为模板合成子链,A项错误;过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链存在差异,其差异表现在转录出的RNA中含有碱基U,而非模板链中含有的碱基是T,B项错误;酶2为解旋酶,其作用部位是氢键,酶3为RNA聚合酶,其作用部位是磷酸二酯键,酶1是DNA聚合酶,其可催化形成磷酸二酯键,C项错误;在有丝分裂前的间期,细胞中进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,即此时细胞中既发生过程Ⅰ(DNA的复制),也发生过程Ⅱ(转录),D项正确。8.(2024·贵州模拟)细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质。利用DNA分子杂交技术和测定DNA的热稳定性可以判断生物亲缘关系的远近。实验思路如图所示,下列有关说法错误的是()A.DNA的提取利用了DNA与蛋白质等物质在物理和化学性质方面存在差异的特点B.获得的杂合双链DNA分子,配对的碱基对越多,结构越稳定,变性温度越高C.T甲-甲-T甲-丙>0说明甲和丙的DNA序列不同,但甲与丙细胞色素c的结构可能相同D.由上述结果可以推测,甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系近答案D解析DNA的提取利用了DNA与蛋白质等物质在物理和化学性质方面存在差异的特点,如DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精,A项正确;获得的杂合双链DNA分子,配对的碱基对越多,形成的氢键就越多,结构越稳定,变性温度越高,B项正确;T甲-甲-T甲-丙>0说明甲和丙的DNA序列不同,由于密码子的简并,甲与丙的细胞色素c的结构可能相同,C项正确;根据实验结果可得T甲-乙<T甲-丙,说明甲与丙配对的碱基多,二者的亲缘关系近,D项错误。9.(2024·山东济南模拟)(14分)下图所示为细胞核DNA遗传信息的传递过程,甲、乙表示物质,①②③表示过程。据图回答下列问题。(1)细胞分裂过程中,过程①发生的时期是,该过程利用细胞中的四种为原料,按照原则合成子链。

(2)过程②是,发生的场所是;过程③需要的模板甲是,所需原料由运输。通过②③产生物质乙的过程合称为。

(3)核糖体在甲上的移动方向是(填“向左”或“向右”)。

(4)由于基因突变,甲中的一个碱基A变为G,而乙并未发生变化,其原因最可能是。

答案(1)细胞分裂前的间期脱氧核苷酸碱基互补配对(2)转录细胞核mRNAtRNA基因的表达(3)向右(4)改变后的密码子与原密码子决定相同的氨基酸解析(1)过程①为DNA复制,DNA复制主要发生在细胞分裂前的间期,该过程利用细胞中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则合成子链。(2)过程②以DNA为模板,产物为RNA,是转录,其发生的场所是细胞核;过程③为翻译,需要的模板甲是mRNA,所需原料是氨基酸,由tRNA运输。基因的表达包括转录和翻译两个过程。(3)根据图示翻译过程中氨基酸的连接顺序判断,核糖体的移动方向为向右。(4)由于基因突变,甲中的一个碱基A变为G,而乙并未发生变化,其原因最可能是多种密码子对应的是同一种氨基酸即密码子的简并。层级三核心素养突破练学生用书P192

1.(2024·广西二模)某两性花作物的雄性育性与细胞质基因(P、H)、细胞核基因(D、d)相关。现有该作物的4个纯合品种:①(P)dd(雄性不育)、②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育),科研人员利用上述品种进行杂交实验,成功获得生产上可利用的可育杂交种。下列相关叙述错误的是()A.品种①和④杂交能获得生产上可利用的杂交种B.品种②③④自交后代均为雄性可育,且基因型不变C.品种①和②杂交产生的后代会继续保持雄性不育D.基因(P、H)和基因(D、d)的遗传遵循基因的自由组合定律答案D解析①(P)dd(雄性不育)作为母本和④(P)DD(雄性可育)杂交,产生的后代的基因型均为(P)Dd,表现为雄性可育,A项正确;②(H)dd(雄性可育)、③(H)DD(雄性可育)、④(P)DD(雄性可育)均是纯合子,自交后代均为雄性可育,且基因型不变,即表现为稳定遗传,B项正确;①(P)dd(雄性不育)作为母本和②(H)dd(雄性可育)杂交,产生的后代的基因型为(P)dd(雄性不育),C项正确;基因(P、H)为细胞质基因,基因(D、d)为细胞核基因,它们不是非同源染色体上的非等位基因,其遗传不遵循基因的自由组合定律,D项错误。2.(2024·甘肃平凉模拟)水稻的育性由一对存在于细胞核中的等位基因R、r控制,其中RR、Rr可产生正常的雌雄配子,rr只产生雌配子;N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因,只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时,个体才表现为雄性不育。下列有关叙述错误的是()A.雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代B.♀N(rr)与♂S(rr)杂交产生的后代均为雄性不育C.不育系的发现免去了水稻杂交实验中去雄的实验步骤D.水稻种群中雄性可育植株共有5种基因型答案B解析雄性不育植株由于不能产生雄配子,因此不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,A项正确;细胞质遗传的特点是所产生的后代细胞质基因均来自母本,而细胞核遗传遵循基因的分离定律,因此♀N(rr)与♂S(rr)杂交,后代细胞质基因为N,细胞核基因为rr,即产生的后代均为雄性可育,B项错误;不育系水稻本身无法产生雄配子,因此免去了水稻杂交实验中去雄的实验步骤,C项正确;雄性植株的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,基因型包括N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)。只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时,个体才表现为雄性不育,因此只有S(rr)表现为雄性不育,其他均为雄性可育,故水稻种群中雄性可育植株共有5种基因型,D项正确。3.(2024·山东潍坊三模)澄江生物群是我国保存完整的寒武纪早期古生物化石群,大型肉食性奇虾类动物在该时期已经高度多样化。下列关于进化的说法,正确的是()A.奇虾种群基因频率定向改变即会形成新物种,进化地位越高等,其适应能力越强B.澄江生物群多样性的形成是生物间协同进化的结果C.达尔文的生物进化论主要包括共同由来学说和自然选择学说D.寒武纪早期的生物DNA分子差异大小与揭示它们在进化上出现的顺序无关答案C解析自然选择决定了进化的方向,基因频率的定向改变是生物进化的实质,而新物种形成的标志是形成生殖隔离,自然选择下种群基因频率的定向改变不一定形成新物种,生物不论进化地位如何,都是自然选择的结果,都具有适应能力,在进化地位上越高等的生物,适应能力不一定越强,A项错误;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,导致生物多样性的形成,B项错误;达尔文的生物进化论主要由两大学说组成:共同由来学说和自然选择学说,C项正确;寒武纪早期的生物DNA分子差异大小与揭示它们在进化上出现的顺序有关,D项错误。4.(2024·山东二模)某蝴蝶的性别决定方式为ZW型,该蝴蝶的长口器和短口器分别由Z染色体上的一对等位基因A和a控制。现有一个可随机交配且数量很大的蝴蝶种群,该种群中雌、雄个体各占一半,没有迁移和突变,自然选择对基因A和a都不起作用。假设该种群中雄性个体的基因型都为ZAZa,雌性个体的基因型都为ZaW,此代视为F0,让其雌、雄个体随机交配得到F1,再让F1随机交配得到F2,以此类交配方式进行若干代。下列叙述正确的是()A.各代雌性群体中短口器基因频率随着随机交配代数的增加而逐渐减小B.随着随机交配代数的增加,各代雌、雄群体中长口器基因频率之差在增大C.若在某代达到遗传平衡,则该代雌性中ZaW基因型频率等于雄性中ZaZa基因型频率D.若Fn+1雌性群体中Za基因频率与F0雌性群体中Za基因频率相等,则说明该种群在F0达到遗传平衡答案D解析F0雌性群体中Za和ZA基因频率分别为1和0,雄性群体中Za和ZA的基因频率都等于1/2,整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3,F1雌性群体中Za和ZA的基因频率都等于1/2,雄性群体中Za和ZA的基因频率分别为3/4和1/4,整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3,F2雌性群体中Za和ZA的基因频率分别为3/4和1/4,雄性群体中Za和ZA的基因频率分别为5/8和3/8,整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3,各代雌性群体中短口器基因频率随着随机交配代数的增加而呈震荡式变化,各代雌、雄群体中长口器基因频率之差的绝对值逐渐减小,A、B两项错误;若种群在某代达到遗传平衡,则该代雄性群体中ZaZa基因型频率等于雌性中ZaW基因型频率的平方,C项错误;F1雌性群体中Za基因频率取决于起始雄性群体中Za基因频率,即二者相等,由此可知,若Fn+1雌性群体中Za基因频率等于F0雌性群体中Za基因频率,则该种群在当代就能达到遗传平衡,D项正确。5.(2024·安徽芜湖二模)(12分)水稻(2n=24)是我国主要的粮食作物,杂交水稻具有产量上的优势。我国学者发现了水稻雄性不育株(雄蕊发育异常,简称不育株),在杂交育种中起到重要作用。(1)育种过程中,相比两性水稻,雄性不育株作母本的优势是。

(2)育性正常水稻与雄性不育水稻进行杂交,F1中育性正常水稻与雄性不育水稻各占一半,F1育性正常水稻的自交后代全部为育性正常。依据结果可知:为隐性性状。有人推测雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因,请写出此推测的理由:。

(3)水稻的育性是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的(细胞核基因:R—可育,r—不育;细胞质基因:N—可育,S—不育),只有核质基因均为不育时才表现为雄性不育,记为S(rr)。品系1(雄性不育)与品系2杂交所得子代仍表现为雄性不育,由此可大量繁殖品系1,推测品系2与育性相关的基因型为。品系1与品系3(育性正常)杂交,收获所结的种子S(杂合子)可供农民生产种植,推测品系3与育性相关的基因型为。

(4)研究发现,光温敏不育基因tms5的突变导致水稻无法表达一种RNA水解酶,该酶能水解Ub40基因转录产生的mRNA,后者在高温下表达增强,Ub40蛋白积累导致花粉不育。科研人员利用60Co照射籼稻品种,选育了一种光温敏雄性不育品种。请设计一个实验探究新发现的光温敏不育株是tms5基因的突变还是一个新基因的突变。实验思路:。

预期结果和结论:。

答案(1)避免人工去雄操作(2)育性正常若该雄性不育株细胞质中存在独立控制不育性状的基因,子代应该都不育,但子代有可育个体,说明该雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因(3)N(rr)S(RR)、N(RR)(4)将tms5突变株和光温敏不育株分为甲、乙两组,并将两组在高温下进行培养,检测Ub40蛋白含量并进行比较若两组Ub40蛋白含量一致,则光温敏不育株是tms5基因的突变;若两组Ub40蛋白含量不一样,则光温敏不育株是另一种新基因的突变解析(1)水稻为两性植株,水稻花小,人工去雄不易操作,雄性不育株只能作母本,可避免人工去雄操作。(2)育性正常水稻与雄性不育水稻进行杂交,F1中育性正常水稻与雄性不育水稻各占一半,F1育性正常水稻的自交后代全部育性正常,可知育性正常为隐性性状。若该雄性不育株细胞质中存在独立控制不育性状的基因,子代应该都不育,但子代有可育个体,说明该雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因。(3)品系1[S(rr)]与品系2杂交所得子代仍表现为雄性不育[S(rr)],品系1只能作母本,品系2为父本,所以品系2为雄性可育,要保证子代均为S(rr),所以细胞核基因为rr,细胞质基因为N,组合为N(rr)。品系1作母本,要保证后代为杂合子,所以品系3的细胞核基因为RR,符合条件的细胞质基因为S或N,组合后为S(RR)或N(RR)。(4)为了探究新发现的光温敏不育株是tms5基因的突变还是一个新基因的突变。自变量是不育植株类型,已知温敏不育基因tms5的突变无法表达一种RNA水解酶,该酶能水解Ub40基因转录产生的mRNA,后者在高温下表达增强,Ub40蛋白积累导致花粉不育。所以如果光温敏不育株是tms5基因的突变结果,则产生相同含量的Ub40蛋白,则可以通过检测Ub40蛋白含量来判断。实验思路:将tms5突变株和光温敏不育株分为甲、乙两组,并将两组在高温下进行培养,通过检测Ub40蛋白含量进行比较。预期结果:若两组Ub40蛋白含量一致,则光温敏不育株是tms5基因的突变;若两组Ub40蛋白含量不一样,则光温敏不育株是另一种新基因的突变。层级二关键突破提升练学生用书P187

突破点1DNA复制与冈崎片段、端粒与端粒酶1.(2024·辽宁丹东模拟)下图表示的是细胞内DNA的复制过程。SSB代表单链DNA结合蛋白,能激发DNA聚合酶的活力。DNA子链由5'→3'延伸。下列叙述正确的是()A.X代表解旋酶,其作用是断开氢键B.Y代表引物,两条子链合成过程所需Y的数量不同C.复制叉的移动方向和两条子链延伸的方向相同D.冈崎片段的连接需要SSB激发后的DNA聚合酶的催化答案B解析X代表DNA聚合酶,其作用是催化单个的脱氧核苷酸加到DNA片段上,A项错误;由题图可知,DNA复制时,其中一条链的复制是连续的,只需要一个引物,另一条链的复制是不连续的,形成多个子链DNA片段,所以需要多个引物,因此两条子链合成过程所需Y的数量不同,B项正确;复制叉的移动方向和其中一条子链延伸的方向相同,C项错误;冈崎片段的连接需要DNA连接酶的催化,D项错误。2.(2024·陕西安康模拟)线粒体DNA(mtDNA)是一种双链环状DNA分子,其复制过程如图所示。下列有关叙述错误的是()A.子代DNA1和子代DNA2各自的两条链中新合成的链分别是A链和B链B.mtDNA复制时,在能量的驱动下DNA聚合酶将DNA的两条链解开C.mtDNA位于线粒体基质中,该场所中能进行基因的转录过程D.mtDNA复制时出现D-环的原因之一是两条链的复制起点不在同一位置答案B解析据题图可知,子代DNA1是以B链为模板合成的,DNA2则是以A链为模板合成的,由于DNA的A链和B链碱基互补,因此子代DNA1和子代DNA2各自的两条链中新合成的链分别是A链和B链,A项正确;DNA聚合酶没有催化解旋的作用,B项错误;线粒体基质中含有少量DNA和RNA,可进行DNA的复制、转录和翻译,因此mtDNA位于线粒体基质中,该场所中能进行基因的转录过程,C项正确;据题图可知,mtDNA复制时出现D-环的原因之一是两条链的复制起点不在同一位置,D项正确。3.(2024·重庆模拟)端粒是染色体两端有特殊序列的DNA—蛋白质复合体,端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,导致细胞衰老。端粒长度的维持与端粒酶的活性有关,端粒酶能以自身RNA为模板修复端粒,使之延伸,如图所示。下列叙述正确的是()A.端粒酶在修复端粒时需要的原料为核糖核苷酸B.端粒DNA修复过程中还会用到DNA聚合酶、DNA连接酶C.卵细胞中的端粒酶活性较高,端粒修复后可进行减数分裂D.支原体的端粒DNA序列会随复制次数的增加逐渐缩短答案B解析端粒酶在修复端粒时需要的原料为脱氧核糖核苷酸,A项错误;DNA修复过程中会用到DNA聚合酶、DNA连接酶,B项正确;卵母细胞中的端粒酶活性较高,卵细胞是成熟的生殖细胞,不能进行减数分裂,C项错误;支原体是原核生物,不存在端粒,D项错误。4.(2024·山东济宁模拟)端粒酶由蛋白质和RNA组成,能以自身RNA为模板修复端粒,其活性在正常细胞中被抑制,在肿瘤细胞中被激活。研究芪莲舒痞颗粒(QLSP)对胃炎模型鼠胃黏膜细胞端粒酶活性的影响,结果如图。下列叙述正确的是()注:胃复春是一种主治胃癌前期病变的临床用药。A.端粒酶是一种逆转录酶,可被RNA酶彻底降解B.随QLSP浓度升高,实验组端粒酶活性逐渐升高C.端粒严重缩短后,可能引起细胞核体积变大、染色质收缩D.大肠杆菌端粒随分裂次数的增加逐渐缩短,增殖能力减弱答案C解析端粒酶催化的是以RNA为模板合成DNA的过程,是一种逆转录酶,端粒酶由蛋白质和RNA组成,可被蛋白质酶和RNA酶彻底降解,用RNA酶无法将其彻底降解,A项错误;由题图可知,随QLSP浓度升高,端粒酶阳性的小鼠个体数逐渐减少,故随QLSP浓度升高,实验组端粒酶活性逐渐降低,B项错误;随着DNA分裂次数的增加,端粒会逐渐缩短,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损失,细胞开始衰老,表现为细胞核体积变大、染色质收缩,C项正确;大肠杆菌为原核生物,没有染色体,因而没有端粒,D项错误。5.(2024·上海松江二模)(10分)DNA复制时,子链的合成与延伸需要RNA引物引导,引物的3'端作为新合成子链的起始。图1、图2分别为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图,每条链5'→3'的方向由箭头指示,粗线代表母链(a链和b链),细线代表新生链(滞后链和前导链)。图1图2(1)图1中,滞后链延伸的方向和DNA解旋酶的移动方向(填“相同”或“相反”);前导链的合成需要(填“一个”或“多个”)RNA引物。

(2)DNA复制结束阶段,需去除引物并填补相应缺口。由于新生链延伸只能沿5'→3'方向进行,导致图2中(选填编号)处的引物去除后,缺口无法填补,造成DNA缩短。端粒位于真核生物的染色体两端,是由若干串联的DNA重复序列(四膜虫:5'-TTGGGG-3';哺乳动物:5'-TTAGGG-3')和蛋白质形成的复合体。端粒重复序列随着细胞分裂次数的增加而不断减少,导致端粒缩短;当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂并开始凋亡。细胞中存在的端粒酶则可以合成并延伸端粒。图3为真核生物四膜虫端粒合成延伸的过程。

图3(3)四膜虫的一个端粒重复序列所含氢键数(填“大于”“等于”或“小于”)人类的一个端粒重复序列所含氢键数。正常情况下,人类有丝分裂中期的一个细胞中,含有个端粒。

(4)端粒重复序列修复使用的原料是,端粒酶的作用与类似。(选填编号)

①脱氧核苷三磷酸②核糖核苷三磷酸③逆转录酶④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶(5)下列有关端粒的叙述,错误的是。

A.端粒酶对维持染色体DNA的完整性起重要作用B.人类的少数细胞如造血干细胞,端粒酶活性较高C.人体大部分细胞因缺乏端粒酶基因,故不能延伸端粒D.癌细胞内可能存在延伸端粒的机制,使其能够无限增殖答案(1)相反一个(2)③(3)大于184(4)①③(5)C解析(1)图1中,滞后链的延伸方向是向左的,DNA解旋酶的移动方向是向右的,二者方向相反;前导链的延伸方向和DNA解旋酶的移动方向相同,前导链的合成需要一个RNA引物。(2)DNA复制结束阶段,需去除引物并填补相应缺口,图2中③处的引物需要去除,缺口无法填补,造成DNA缩短。(3)四膜虫的一个端粒重复序列中G和C的比例较高,G和C通过3个氢键相连,而A和T通过2个氢键相连,因此四膜虫的一个端粒重复序列所含氢键数大于人类的一个端粒重复序列所含氢键数。正常情况下,人类一个细胞中有46条染色体,在有丝分裂过程中染色体进行复制,出现染色单体,端粒位于真核生物染色体的两端,因此端粒数为46×2×2=184(个)。(4)端粒重复序列修复使用的原料是①脱氧核苷三磷酸,端粒酶的作用是以RNA为模板,合成DNA链,因此端粒酶的作用与③逆转录酶类似。(5)端粒酶可以合成并延伸端粒,对维持染色体DNA的完整性起重要作用,A项正确;人类的少数细胞如造血干细胞的分裂能力旺盛,端粒酶活性较高,可维持端粒的长度,B项正确;人体内的大部分细胞都含有端粒酶基因,但是表达的量较低,C项错误;癌细胞内可能存在延伸端粒的机制,使其能够无限增殖,D项正确。突破点2遗传信息的表达及其调控6.(2024·山东临沂模拟)甲基转移酶介导的N6-甲基腺苷(m6A)修饰是小鼠肝脏发育所必需的,具体机制如图1所示,其中Mettl3基团是甲基转移酶复合物的重要组成元件,Hnf4α是核心转录因子,Igf2bp1是在该过程中发挥重要作用的一种有机物分子,ADOC3是与肝脏发育和成熟密切相关的基因。科学家分析了mRNA不同区域被m6A修饰的频率,结果如图2所示。下列说法错误的是()图1图2A.甲基转移酶复合物催化mRNA上的腺苷发生m6A修饰,影响ADOC3基因的转录过程B.Igf2bp1发挥的作用可能是通过与m6A特异性结合,维持Hnf4αmRNA的稳定C.若m6A修饰的碱基序列是“GGAC”,理论上mRNA上发生m6A修饰的概率是1/256D.m6A修饰的峰值发生在mRNA上的终止密码子附近答案D解析甲基转移酶复合物可以催化mRNA上的腺苷发生m6A修饰,影响ADOC3基因的转录过程,从而促进小鼠肝脏的发育和成熟,A项正确;由图1可知,通过Igf2bp1与m6A特异性结合,维持Hnf4αmRNA的稳定性,从而避免其被RNA酶水解,B项正确;若m6A修饰的碱基序列是“GGAC”,由于mRNA每个碱基位置出现不同碱基的可能性均有4种,故出现GGAC的概率是1/4×1/4×1/4×1/4=1/256,C项正确;由图2可知,m6A修饰的峰值发生在mRNA5'端的翻译区附近,即起始密码子附近,D项错误。7.(不定项)(2024·山东泰安模拟)2020年2月,中国科学院生物物理研究所揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体(染色体的基本组成单位)能够通过直接结合甲基化酶SUV420H1,促进核小体上的组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1,从而帮助DNA复制起始位点的识别。下列叙述正确的是()A.核小体的主要组成成分是DNAB.一个DNA分子上只可能含有一个组蛋白变体H2A.Z的核小体C.开发抑制甲基化酶SUV420H1活性的药物,可以用作肿瘤的治疗D.在T细胞中破坏该调控机制后,T细胞的免疫激活也会受到抑制答案CD解析染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质,核小体是染色体的基本组成单位,其主要组成成分是DNA和蛋白质,A项错误;分析题意,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体参与调控DNA复制起始位点的识别,DNA分子可以多起点复制,所以一个DNA分子上可以含有多个组蛋白变体H2A.Z的核小体,B项错误;分析题意,甲基化酶SUV420H1可催化组蛋白变体H2A.Z的甲基化,带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1,从而帮助DNA复制起始位点的识别,因此,开发抑制甲基化酶SUV420H1活性的药物,能抑制DNA复制过程,因而可以用作肿瘤的治疗,C项正确;在T细胞中破坏该调控机制后,能抑制DNA复制,T细胞的增殖受阻,导致T细胞免疫激活受到抑制,D项正确。8.(15分)可变剪接是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA剪接异构体的过程。可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制,选择性剪接产生不同的RNA异构体,控制真核生物的表型复杂性。真核生物新生的mRNA前体经过5'戴帽、剪接、3'加尾等加工成为成熟的mRNA。在剪接反应过程中,含有内含子和外显子的新生的mRNA前体,在剪接体的作用下切除内含子,并将外显子依次连接起来,过程如图1所示。图1(1)若要获得图1中的蛋白质A、B、C所对应的DNA序列,需要以为模板、为原料,还需在PCR反应体系中加入、相关酶等成分,获得的产物是。

(2)剪接反应由剪接体执行,剪接体由5个小核糖核蛋白复合体组成。剪接体作用于链中的,精确切除每个内含子转录序列并以正确次序连接外显子对应的RNA片段。

(3)真核细胞核内的前体mRNA加工通过5'戴帽、剪接(移除内含子)、3'末端切割加尾,从而形成成熟的mRNA。剪接后可通过探针鉴定(如图2所示),组成探针的基本单位是,若结果中出现,则表明获得相应长度的可变剪接片段。

图2(4)BCAS2是一个多功能蛋白,参与前体RNA的剪接和DNA损伤修复。在精原干细胞中,BCAS2基因的缺失会导致“减数分裂促进因子”Dazl蛋白质的不同剪接异构体表达异常,图3对比了普通精原干细胞和去除BCAS2基因的精原干细胞中Dazl基因的表达水平。图3Dazl全长异构体和Dazl缺失8号外显子属于同源异构体(由一个基因的mRNA前体因可变剪接而产生的多种mRNA)。由图3可知,Dazl全长异构体的表达水平显著(填“上调”“基本不变”或“下调”),Dazl缺失8号外显子后的表达水平明显(填“上调”“基本不变”或“下调”)。由此得出的结论是。

答案(1)mRNA前体4种游离的脱氧核苷酸引物cDNA(2)mRNA磷酸二酯键(3)核糖核苷酸杂交带(4)下调上调BCAS2蛋白参与小鼠精原干细胞中的可变剪接,且具体参与8号外显子的剪接解析(1)若要获得图1中的蛋白质A、B、C对应的DNA序列,可采用逆转录法,以mRNA前体为模板、4种游离的脱氧核苷酸为原料进行合成;PCR是体外扩增DNA的技术,PCR反应体系除了需要模板、原料外,还需要引物、相关酶(逆转录酶、TaqDNA聚合酶)等;由于是以mRNA前体为模板,因此PCR产物为cDNA。(2)mRNA是核糖核苷酸以磷酸二酯键相连构成的大分子,因此剪接体作用于mRNA链中的磷酸二酯键。(3)探针可以与mRNA结合,因此探针是一段特定的RNA,组成探针的基本单位为核糖核苷酸;探针与成熟的mRNA能够互补配对形成杂交带,若有相应长度的可变剪接片段存在,则存在杂交带,反之则无。(4)结合图3可知,对比普通精原干细胞和去除BCAS2基因的精原干细胞中Dazl基因的表达水平,Dazl全长异构体的表达水平显著下调;Dazl缺失8号外显子后的表达水平明显上调。由此证明BCAS2蛋白参与小鼠精原干细胞中的可变剪接,且具体参与8号外显子的剪接。突破点3变异类型的判断及相关实验9.(2024·山东烟台三模)单亲二体(UPD)是指子代细胞中两条同源染色体均遗传自一个亲本。若两条同源染色体均来自同一亲本的同一条染色体,则称为单亲同二体(UPiD);若其来自同一亲本的两条同源染色体,则称为单亲异二体(UPhD)。UPD的发生一般与异常配子的形成有关。异常配子与正常配子受精结合形成三体合子,此后,卵裂过程中若丢失其中一条染色体就可能形成UPD。下列说法错误的是()A.UPD并不一定致病,若致病通常会引起常染色体隐性遗传病B.UPD的种类一般与三体合子卵裂过程中丢失哪条染色体有关C.UPhD的发生与减数分裂Ⅰ后期同源染色体不分离形成的二体配子有关D.三体合子在卵裂过程中只有丢失的染色体来自正常配子才会导致UPD答案B解析根据题意,单亲二体(UPD)是指子代细胞中两条同源染色体均遗传自一个亲本,包括两条同源染色体均来自同一亲本的同一条染色体或来自同一亲本的两条同源染色体,因此UPD并不一定致病,若致病通常会引起常染色体隐性遗传病,A项正确;根据题意,单亲二体(UPD)包括单亲同二体(UPiD)和单亲异二体(UPhD),如果两条同源染色体均来自同一亲本的同一条染色体,即减数分裂Ⅱ的后期异常,同一条染色体的着丝粒分裂后,两条单体形成的染色体移向一极,则称为单亲同二体(UPiD),如果其来自同一亲本的两条同源染色体,即减数分裂Ⅰ的后期异常,导致同源染色体移向一极,则称为单亲异二体(UPhD),所以UPD的种类一般与异常配子形成的时期有关,B项错误,C项正确;根据题意可知,异常配子与正常配子受精结合形成三体合子,三体合子卵裂过程中只有丢失的染色体来自正常配子,才会导致UPD,D项正确。10.(2024·山东潍坊三模)某哺乳动物基因型为Dd,已知D、d基因位于2号染色体上。若某细胞在分裂过程中,2号染色体出现了如图所示的变化,即当染色体的端粒断裂后,姐妹染色单体会在断裂处发生融合,形成染色体桥,融合的染色体在细胞分裂后期由于纺锤丝的牵引,在两个着丝粒之间的任何一处位置发生随机断裂,形成的两条子染色体移到两极。不考虑其他变异。下列说法错误的是()A.染色体桥形成可能发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期B.该细胞姐妹染色单体上基因的不同是由基因突变或基因重组导致的C.若该细胞为体细胞,产生的其中一个子细胞的基因型有8种可能性D.若为次级卵母细胞,则形成的卵细胞有4种可能答案C解析染色体失去端粒不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起形成染色体桥,由题意可知,染色体桥形成可能发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期,A项正确;该细胞的基因型为Dd,基因重组或基因突变均可能导致姐妹染色单体上出现等位基因,B项正确;若该细胞为体细胞,进行有丝分裂,产生的子代基因型有DD和Dd、dd和Dd、DDd和DO、Ddd和dO,即该细胞产生的子细胞的基因型有7种可能性,C项错误;若为次级卵母细胞,则形成的卵细胞有D、d、Dd和O,4种可能,D项正确。11.(2024·江西鹰潭二模)某二倍体雌雄同株的植物,红花对白花为显性(分别由基因D和d控制),现用纯合红花和白花杂交,子代中出现了甲、乙两株基因型为DDd的可育红花植株。研究人员让甲与白花植株杂交,让乙自交,后代红花与白花的分离比均为3∶1。据此推测,甲、乙两植株产生过程中所发生的变异类型分别是()A.甲为染色体片段易位,乙为个别染色体数量变异B.甲为个别染色体数量变异,乙为染色体片段重复C.甲为染色体片段易位,乙为染色体片段重复D.甲为个别染色体数量变异,乙为染色体片段易位答案C解析如果是个别染色体数量变异导致的,则DDd产生D、Dd、DD、d四种配子,比例为2∶2∶1∶1,若与白花植株杂交,后代紫花与白花的比例为5∶1,若自交,后代紫花与白花的比例为35∶1。如果是染色体片段重复导致的,则DDd产生DD、d两种配子,比例为1∶1,若与白花植株杂交,后代紫花与白花的比例为1∶1,若自交,后代紫花与白花的比例为3∶1。如果是染色体片段易位导致的,则DDd产生D、Dd、DD、d四种配子,比例为1∶1∶1∶1,若与白花植株杂交,后代紫花与白花的比例为3∶1,若自交,后代紫花与白花的比例为15∶1。甲与白花植株杂交,后代紫花与白花的分离比为3∶1,甲植株产生过程中发生的变异类型为染色体片段易位;乙自交,后代紫花与白花的分离比为3∶1,乙植株产生过程中发生的变异类型为染色体片段重复。12.染色体片段缺失的杂合子生活力降低但能存活,片段缺失的纯合子常因此死亡。控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,且红眼对白眼为显性,现有一红眼雄蝇(甲)与一白眼雌蝇(乙)杂交,子代中出现一例染色体数目正常的白眼雌蝇(丙)。下列相关叙述不正确的是()A.正常情况下,甲与乙杂交,后代中只有红眼雌蝇和白眼雄蝇B.丙的出现可能是甲的精子产生了基因突变或X染色体片段缺失C.丙与正常红眼雄蝇杂交,统计后代雌雄个体的比例可确定其变异类型D.基因突变和X染色体片段缺失两种变异均可通过显微镜观察到答案D解析果蝇的红眼对白眼为显性,若用A、a基因分别表示果蝇的红眼与白眼,则红眼雄蝇(甲)的基因型为XAY,白眼雌蝇(乙)的基因型为XaXa,正常情况下,甲与乙杂交,后代的基因型及表型为XAXa(红眼雌蝇)、XaY(白眼雄蝇),A项正确。结合A选项的分析,甲的基因型为XAY,乙的基因型为XaXa,杂交后子代中出现一例染色体数目正常的白眼雌蝇(丙),丙的基因型可能为XaXa(甲的精子产生了基因突变导致)或XOXa(O表示甲的精子X染色体片段缺失,刚好丢失了含A基因的片段),B项正确。结合B选项的分析,丙的基因型可能为XaXa或XOXa,丙与正常红眼雄蝇(XAY)杂交,若为基因突变(XaXa)所致,则子代雌蝇均为红眼,雄蝇均为白眼,且雌雄果蝇数目之比为1∶1;若为染色体片段的缺失(XOXa)所致,则杂交子代中雌蝇数目与雄蝇数目之比为2∶1(雄果蝇中片段缺失的纯合子个体死亡),故丙与正常红眼雄蝇杂交,统计后代雌雄个体的比例可确定其变异类型,C项正确。染色体片段的缺失在光学显微镜下可以观察到,但基因突变在显微镜下观察不到,D项错误。13.(2024·江西新余二模)科研人员将野生型个体(YSn/YSn)与焦刚毛黄体(ysn/ysn)杂交,其子代基因型为YSn/ysn,正常情况下,应只表现出野生型的正常刚毛灰体,但在实验结果中发现有的子代个体身上出现了部分黄体组织,并且这部分黄体组织的刚毛为焦刚毛,更为巧合的是二者出现的范围、大小都一致。这种情况的出现可能是有丝分裂过程中染色体互换造成的,如图所示。下列分析错误的是()A.杂合子(YSn/ysn)有丝分裂产生的两个子细胞的基因型可能不同B.图中染色体发生“体细胞联会交换”时,其他染色体也同时在联会C.这种现象属于基因重组,会偶然发生在杂合子有丝分裂过程中D.这种身体部分出现黄体焦刚毛的个体后代不一定会出现这种性状答案B解析有丝分裂过程中如果发生染色体互换,则产生的两个子细胞的基因型可能不同,A项正确;有丝分裂过程中不存在同源染色体的普遍联会,B项错误;基因重组是指控制不同性状的基因重新组合,有丝分裂过程中染色体互换会导致基因重组,C项正确;有丝分裂过程中染色体互换是随机发生的,这种身体部分出现黄体焦刚毛的个体后代不一定会出现这种性状,D项正确。14.(10分)玉米非糯性基因(A)对糯性基因(a)为显性,植株紫色基因(B)对植株绿色基因(b)为显性,这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。(1)若要验证基因的自由组合定律,应选择的杂交组合是。

(2)当用X射线照射纯合糯性紫株玉米花粉后,将其授于纯合糯性绿株的个体上,发现在F1的734株中有2株为绿色。关于这2株绿色植株产生的原因,有两种推测。推测一:少数花粉中紫色基因(B)突变为绿色基因(b),导致F1中少数绿株的产生。推测二:6号染色体载有紫色基因(B)的区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育,而缺失纯合子(两条同源染色体均缺失相同片段)致死。某同学设计了以下杂交实验,以探究X射线照射花粉后产生的变异类型。实验步骤第一步:选上述绿色植株与纯种品系杂交,得到F2;

第二步:让F2植株自交,得到F3;第三步:观察并记录F3。

结果预测及结论①若F3中,说明推测一成立;

②若F3中,说明推测