2025年高考总复习优化设计二轮专题生物Y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Y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·广东深圳模拟)某探究小组进行了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。下列各个实验组中,子代噬菌体的蛋白质外壳带有放射性的是()材料及标记实验组T2噬菌体大肠杆菌①14C标记未标记②35S标记3H标记③未标记35S标记④35S标记32P标记A.①和②B.②和③C.②和④ D.①和③答案B解析①组T2噬菌体利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质,由于大肠杆菌没有被标记,则子代噬菌体的蛋白质外壳没有放射性,①不符合题意。②组用3H标记大肠杆菌,3H构成的氨基酸可形成蛋白质,构成子代噬菌体的蛋白质外壳,子代噬菌体蛋白质外壳能检测到放射性,②符合题意;③组用35S标记大肠杆菌,亲代噬菌体利用大肠杆菌中的原料来生产子代噬菌体的蛋白质外壳,子代噬菌体蛋白质外壳能检测到放射性,③符合题意。④组用32P标记大肠杆菌,亲代噬菌体利用大肠杆菌中的原料来生产子代噬菌体的DNA,子代噬菌体蛋白质外壳没有放射性,④不符合题意。2.(2024·广东广州二模)少数嗜热链球菌DNA中存在一种特殊的DNA序列,由重复序列()和间隔序列()交替排列组成,间隔序列中部分DNA片段来自噬菌体,如图所示。科学家用两种噬菌体(P1和P2)侵染野生型嗜热链球菌,研究其对噬菌体侵染的敏感性,结果如图所示。下列叙述错误的是()A.间隔序列与重复序列的结构基本相同,均为双螺旋结构B.噬菌体的遗传物质为DNA,其培养基中需加入脱氧核苷酸C.间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关D.嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以复制后遗传给子代答案B解析不同生物的基因可以拼接,是因为DNA的基本组成单位都是4种脱氧核苷酸,双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构,都遵循碱基互补配对原则,A项正确。噬菌体的遗传物质为DNA,但其不具有独立的代谢能力,其培养基中需加入活细胞,B项错误。据题图可知,若嗜热链球菌获得来自P1的S序列,则其对P1侵染的敏感性低;若嗜热链球菌获得来自P2的S序列,则其对P2侵染的敏感性低;若嗜热链球菌获得来自P1和P2共有的S序列,则其对P1和P2侵染的敏感性均低,说明间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关,C项正确。嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以复制后遗传给子代,D项正确。3.(2024·广东广州一模)转座子是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列。复制型转座子的DNA通过转录RNA来合成相应DNA片段,然后插入新位点。非复制型转座子直接将自身DNA从原来位置切除并插入新的位点。澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上。下列叙述错误的是()A.复制型转座子转座过程需要逆转录酶、DNA聚合酶等参与B.澳洲野生稻基因组大小的变化主要是复制型转座子引起的C.转座子可能会造成基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害D.转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传多样性,不利于生物进化答案D解析复制型转座子转座过程是转座子的DNA通过转录RNA来合成相应DNA片段,故需要逆转录酶、DNA聚合酶等的参与,A项正确;澳洲野生稻在过去近300万年内,3种独立的转座子增加了约4×108个碱基对,总量约占整个基因组的60%以上,故可以说澳洲野生稻基因组的大小变化主要是由复制型转座子引起的,B项正确;转座子是一段能移位的DNA序列,可能会引发基因和染色体的改变,给基因组造成潜在危害,C项正确;转座子可能造成基因组不稳定,降低遗传的稳定性,不利于生物进化,D项错误。4.(2024·广东深圳二模)不同物种间具有相同功能的基因,其碱基序列的差异可用来判定它们之间的进化关系。从结构与功能观分析,下列在进化过程中最为保守的基因是()A.血红蛋白基因 B.细胞色素c基因C.rRNA基因 D.胰岛素合成基因答案C解析血红蛋白基因在不同的生物中不一样,有的生物体内不含血红蛋白基因,A项不符合题意;细胞色素c基因存在物种差异,B项不符合题意;rRNA基因与核糖体的形成有关,在真核生物和原核生物中都存在,是最保守的基因,C项符合题意;胰岛素合成基因存在物种差异,D项不符合题意。5.(2024·广东惠州一模)真核细胞中基因的表达过程受到多个水平的调控,包括转录前调控、转录调控、翻译调控等,每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。下图表示几种调控的原理,下列相关叙述错误的是()图1图2A.图1中表示转录的过程是②,图2中表示翻译的过程是⑥B.图2中Lin-14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控C.图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控D.与DNA复制相比,图2中④过程特有的碱基互补配对形式是A—U答案C解析由题图可知,图1中过程②形成RNA,表示转录过程,图2中过程⑥合成蛋白质,表示翻译过程,A项正确;图2中miRNA与mRNA不完全配对,使mRNA有部分形成双链结构,tRNA上的反密码子无法和这一部分mRNA进行碱基互补配对,从而抑制了翻译过程,该过程调控了翻译的过程,属于翻译调控,B项正确;图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控,C项错误;DNA复制的碱基互补配对方式有A—T、T—A、G—C、C—G,④为转录过程,碱基互补配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G,因此,与DNA复制相比,④过程特有的碱基互补配对形式是A—U,D项正确。6.(2024·广东江门二模)皮肤中的色素能吸收阳光中的紫外线,从而减轻紫外线辐射对皮肤的伤害。青藏高原具有强紫外线辐射,且随着海拔的升高,紫外线辐射越强。某研究团队检测了生活在青藏高原不同海拔的高山倭蛙皮肤色素相对含量,结果如下表。下列说法错误的是()分布的海拔/米皮肤色素相对含量29000.2845000.47A.高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果B.适应的形成离不开遗传变异和环境间的相互作用C.生活在不同海拔的高山倭蛙间存在协同进化D.不同海拔的高山倭蛙的进化方向不完全相同答案C解析高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果,A项正确;适应的形成是遗传变异和环境间相互作用的结果,B项正确;生活在不同海拔的高山倭蛙属于同一物种,不存在协同进化,C项错误;不同海拔的环境不完全相同,所以对高山倭蛙所起的选择作用有所不同,使得高山倭蛙的进化方向不完全相同,D项正确。7.(2024·广东汕头二模)研究者基于线粒体细胞色素b的基因序列(Cytb)研究城市化对侧褶蛙遗传多样性的影响,发现市中心的遗传多样性明显低于郊区和乡村。下列叙述正确的是()A.Cytb为研究侧褶蛙的进化提供了直接证据B.Cytb基因遗传时可能遵循孟德尔遗传规律C.不同侧褶蛙的Cytb差异体现其物种多样性D.城市化可能会阻碍侧褶蛙种群间的基因交流答案D解析基因组测序为研究侧褶蛙的进化提供了分子水平证据,A项错误;Cytb基因属于线粒体基因,遗传时不遵循孟德尔遗传规律,B项错误;不同侧褶蛙属于同一物种,不能体现物种多样性,不同侧褶蛙的Cytb差异体现其基因多样性,C项错误;城市化会导致地理隔离,会阻碍侧褶蛙种群间在自然条件下的基因交流,D项正确。8.(2024·广东深圳模拟)利用尖叶蕉(2N=22)和长梗蕉(2N=22)进行杂交,能获得三倍体无子香蕉,培育过程如图所示,其中A、B表示染色体组。下列说法错误的是()A.步骤①中可用秋水仙素处理尖叶蕉幼苗B.尖叶蕉(4N,AAAA)的果实中富含糖类、蛋白质等C.步骤②得到的无子香蕉细胞的染色体组成为AABBD.图中育种过程利用的遗传学原理有染色体变异和基因重组答案C解析步骤①中可用秋水仙素处理尖叶蕉幼苗,使染色体数目加倍,得到四倍体尖叶蕉,A项正确;尖叶蕉(4N,AAAA)的果实中富含糖类、蛋白质等物质,B项正确;步骤②得到的无子香蕉细胞的染色体组成为AAB,C项错误;用秋水仙素进行处理利用的遗传学原理为染色体变异,进行杂交利用的遗传学原理为基因重组,D项正确。9.(2024·广东梅州一模)(12分)梅州是广东省最大的沙田柚产区,曾获“中国金柚之乡”的称号。因为沙田柚成熟时颜色呈金黄色,连片的沙田柚基地就像金山一样,所以又把沙田柚称为“金柚”。沙田柚是雌雄同株植物,无核是其优良性状之一,利于鲜食和加工。育种专家以多种方式进行沙田柚无核育种,并建立了完整的无核培育体系。线粒体的雄性不育基因(CMS)可导致沙田柚果实无核,显性的核基因R可使其育性恢复,r则无此功能。部分沙田柚品种雄性不育相关基因组成如下表所示。请回答下列问题。品种①②③④细胞质CMSCMS——细胞核RR/RrrrRR/Rrrr注:“-”表示无CMS基因。(1)结合上表分析,若上述4个沙田柚品种在自然状态下进行严格自花传粉,则无核的是(填序号),原因是

。

(2)若用表中纯合沙田柚作亲本培育新的无核品种,选择②作(填“父本”或“母本”)与另一亲本(填序号)杂交。若仅考虑有性生殖,用②和杂合的③杂交得F1,F1自交得F2,理论上F2中雄性可育与雄性不育的比例为。

(3)培育三倍体是获得无核品种的另一条有效途径,科研工作者以二倍体沙田柚为母本,培育了57株三倍体。①用分子标记技术对亲本及子代群体进行PCR扩增及凝胶电泳,结果如下图所示,可推测父本的基因型是。

②获得多倍体最常用、最有效的方法是

。

答案(1)②细胞质中含有雄性不育基因CMS,且细胞核基因型为rr,无法恢复育性,表现为雄性不育,所以无核(2)母本④3∶1(3)①A1A2aa②用秋水仙素处理二倍体沙田柚萌发的种子或幼苗解析(1)因为②细胞质中含有雄性不育基因CMS,且细胞核基因型为rr,表现为雄性不育,所以无核。(2)若要培育无核品种,子代不能含有R基因,且细胞质中必须含有CMS雄性不育基因(可导致果实无核),由于子代个体细胞中的细胞质仅来自母本,因此选择细胞核基因型为rr、细胞质含CMS基因的个体②作为母本,细胞核基因型为rr、细胞质不含CMS基因的个体④作为父本,二者杂交。②细胞质中含有CMS雄性不育基因,且细胞核基因型为rr,因此其表现为雄性不育,只能作母本,那么杂合的③(细胞核基因型为Rr)作父本,杂交所得F1个体细胞质中含有CMS雄性不育基因,细胞核基因型为1/2Rr和1/2rr。细胞核基因型为rr,且细胞质含有CMS雄性不育基因的F1个体表现为雄性不育,不能进行自交,只有细胞核基因型为Rr、细胞质含有CMS雄性不育基因的F1个体可以自交,自交后产生的F2个体的细胞质中含有CMS雄性不育基因,细胞核基因型及比例为R_∶rr=3∶1,其中基因型为R_的个体育性可以恢复,表现为可育,基因型为rr的个体育性不能恢复,表现为不育,因此F2中雄性不育与雄性可育的比例为1∶3。(3)①由四倍体父本的电泳条带可知,其含有A1、A2和a基因,因此其基因型为A1A2a_,同样的分析方法,可知二倍体母本的基因型为aa,二者杂交后代全为三倍体。由子代3号个体可以推知,其只含有a基因,因此子代3号个体的基因型为aaa,由二倍体母本aa产生a配子可以倒推,四倍体父本可以产生aa配子,因此推出父本的基因型为A1A2aa。②获得多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理二倍体沙田柚萌发的种子或幼苗。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·广东模拟)端粒酶是一种含有RNA序列的核糖核蛋白,可利用自身RNA中的一段重复序列作为模板合成端粒DNA的重复序列。下列叙述正确的是()A.原核细胞内没有端粒,也不存在RNA—蛋白质复合体B.端粒酶能够合成端粒DNA重复序列,表现出逆转录酶活性C.推测肿瘤细胞内的端粒酶活性较低,使得细胞能够无限增殖D.若降低端粒酶的活性或抑制端粒酶的表达,可延缓细胞衰老答案B解析原核细胞内没有染色体,因而没有端粒,但是存在RNA—蛋白质复合体,如核糖体,A项错误;端粒酶可利用自身RNA中的一段重复序列作为模板,逆转录合成端粒DNA重复序列,表现出逆转录酶活性,B项正确;肿瘤细胞能够无限增殖,可能与端粒酶活性较高有关,C项错误;细胞会随着细胞分裂次数的增多而衰老,若增加端粒酶的活性或促进端粒酶的表达,可延缓细胞衰老,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·河南濮阳一模)真核细胞内某基因的表达过程如图所示,数字表示相应生理过程。下列叙述错误的是()A.过程①与过程②的碱基互补配对方式不完全相同B.图示过程可体现一个基因可同时控制不同的性状C.以前体mRNA、成熟mRNA1为模板逆转录所得DNA不同D.多肽链1与多肽链2空间结构的不同与基因选择性表达有关答案D解析过程①表示转录,过程②表示翻译,二者的碱基配对方式不完全相同,A项正确;从图中可以看出,一个基因转录得到的前体mRNA经过剪切可翻译出不同的多肽链,可以产生不同的蛋白质,这些蛋白质可同时控制不同的性状,B项正确;逆转录是将RNA转化为DNA的过程,由于前体mRNA和成熟mRNA1在序列上有所不同,它们作为模板逆转录所得到的DNA也会不同,C项正确;基因的选择性表达是指在不同细胞类型或不同发育阶段,特定基因被激活或抑制,从而产生不同的蛋白质,多肽链1与多肽链2是由同一基因转录得到的前体mRNA经过剪切翻译得到的,它们的空间结构不同与基因的选择性表达无关,D项错误。7.(2024·广东模拟)细胞内基因表达时需要核糖体与mRNA结合,研究发现mRNA上有核糖体结合位点(简称RBS,是指mRNA的起始AUG上游约8~13核苷酸处)。近年在大肠杆菌中发现核糖开关也会控制基因表达。核糖开关实质是某些RNA非编码部分内的结构,其作用如图所示。下列分析错误的是()大肠杆菌赖氨酸核糖开关基因表达调控方式A.核糖开关与赖氨酸未结合时,RBS序列暴露,能对基因进行翻译B.RBS与核糖体结合时,会与tRNA发生碱基互补配对,对基因进行翻译C.核糖开关与赖氨酸结合时,会暴露RNA降解酶的结合位点,加速了相应mRNA的降解过程D.大肠杆菌通过核糖开关开启或关闭特定基因表达,使其适应不断改变的生活环境,是生物进化的表现答案B解析由题图可知,核糖开关与赖氨酸未结合时,RBS序列暴露,RBS区能与核糖体结合,能对基因进行翻译,A项正确;核糖开关实质是某些RNA非编码部分内的结构,故RBS与核糖体结合时,不会与tRNA发生碱基互补配对,不能对基因进行翻译,B项错误;核糖开关与赖氨酸结合时,会暴露RNA降解酶的结合位点,加速了相应mRNA的降解过程,C项正确;大肠杆菌通过核糖开关开启或关闭特定基因表达,使其适应不断改变的生活环境,是生物进化的表现,对其在不同的环境下生存有积极意义,D项正确。8.(2024·广东模拟)小干扰RNA(siRNA)有时称为短干扰RNA或沉默RNA,是一类短双链RNA分子,主要参与RNA干扰(RNAi)现象,siRNA被某种酶处理后,能与特定mRNA结合,致使相关基因不能完成表达,即基因沉默。下列相关叙述正确的是()A.沉默RNA引起的生物变异是不可遗传的B.siRNA通过抑制基因的转录使基因沉默C.短干扰RNA能直接与特定mRNA结合D.小干扰RNA和tRNA中都含有若干氢键答案D解析沉默RNA引起的生物变异,子代依然可能出现,因此该变异是可遗传的,A项错误;根据题干信息可知,siRNA通过抑制翻译使基因沉默,B项错误;短干扰RNA是双链RNA,不能直接与mRNA结合,C项错误;小干扰RNA和tRNA中都有双链区域,都含有若干氢键,D项正确。9.(2024·广东佛山模拟)海龟体内雄性基因表达的调控机制如下:环境温度较高时,钙离子大量流入性腺细胞,经过一系列信号转导,抑制Kdm6B酶的活性;Kdm6B有利于组蛋白H3的合成,组蛋白H3与DNA结合紧密,导致雄性基因不表达,使得受精卵更易发育为雌性。下列叙述错误的是()A.Kdm6B酶催化Kdm6B的分解B.温度影响了雄性基因的转录过程C.相同基因型的受精卵在分别发育成雄性和雌性后,体内的RNA和蛋白质已完全不同D.不同温度条件下海龟发育为雄性或雌性都离不开基因的选择性表达答案C解析由“Kdm6B有利于组蛋白H3的合成,组蛋白H3与DNA结合紧密,导致雄性基因不表达,使得受精卵更易发育为雌性”可以推出,Kdm6B较多时更易发育为雌性。根据题意,环境温度较高时,受精卵更易发育为雌性,所以此时Kdm6B会较多,而此时Kdm6B酶的活性受抑制,即Kdm6B酶活性受抑制时会导致Kdm6B含量增多,说明Kdm6B酶催化Kdm6B的分解,A项正确;由“组蛋白H3与DNA结合紧密,导致雄性基因不表达”可以推出,温度影响了雄性基因的转录过程,B项正确;相同基因型的受精卵在不同条件下分别发育成雄性和雌性后,体内的遗传物质仍相同,但由于基因的选择性表达,雌性个体和雄性个体中的RNA和蛋白质不完全不同,即仍然有相同的,C项错误;个体发育都离不开基因的选择性表达,D项正确。10.(2024·广东汕头模拟)(14分)心肌细胞因高度分化而不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制心肌细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因形成的前体RNA在加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223,以达到清除它们的目的(如图)。回答下列问题。(1)ARC基因和基因A、B的不同,使得3种基因具有特异性。过程①中前体RNA是通过酶以DNA的一条链为模板合成的。

(2)心肌缺血、缺氧时,会发生RNA干扰现象:基因A过度表达产生过多的miR-223,miR-223与ARC基因的mRNA结合,阻止了基因表达的过程,进而(填“促进”或“抑制”)心肌细胞的凋亡,引起心力衰竭。

(3)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是

。

(4)由RNA干扰现象发展来的RNA干扰技术已广泛应用于基因治疗的研究。心脏移植时可能会促进心肌细胞Caspase8蛋白等一系列凋亡蛋白的表达引起器官损伤。研究人员将PCR得到的Caspase8基因(填“正向”或“反向”)插入启动子下游构建反义融合基因,构建表达载体后通过方法导入受体细胞中,以抑制凋亡蛋白的产生。有人认为可以用放射性同位素标记的Caspase8基因片段作探针来检测受体细胞中是否存在反义融合基因。根据以上分析,提出你的看法和理由:。

答案(1)碱基排列顺序(和数量)RNA聚合酶(2)翻译促进(3)HRCR与miR-223碱基互补配对,减少miR-223与基因ARC转录的mRNA结合,有利于基因ARC的成功表达,从而抑制心肌细胞的凋亡(4)反向显微注射这种观点不正确,因为受体细胞中本身就存在Caspase8基因解析(1)ARC基因和基因A、B的碱基排列顺序(和数量)不同,使得3种基因具有特异性。过程①形成mRNA,称为转录,其中前体RNA是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的。(2)由题图可知,②表示翻译过程,基因A过度表达产生过多的miR-223,miR-223与ARC基因的mRNA结合,阻止了基因表达的翻译过程,进而促进心肌细胞的凋亡,引起心力衰竭。(3)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,减少miR-223与基因ARC转录的mRNA结合,有利于基因ARC的成功表达,从而抑制心肌细胞的凋亡。(4)研究人员将PCR得到的Caspase8基因反向插入启动子下游构建反义融合基因,构建表达载体后通过显微注射法导入受体细胞中,以抑制凋亡蛋白的产生。有人认为可以用放射性同位素标记的Caspase8基因片段作探针来检测受体细胞中是否存在反义融合基因。根据以上分析,我认为这种观点不正确,因为受体细胞中本身就存在Caspase8基因。11.(2024·广东惠州模拟)(12分)最近我国科学家通过实验证实转录因子KLF5(是一类蛋白质)能诱导乳腺癌细胞IGFL2-AS1和IGFL1基因的转录。同时,在炎症因子TNFα的刺激下,KLF5和IGFL2-AS1可以共同诱导IGFL1的表达,促进乳腺癌细胞增殖,作用机制如下图所示。(1)据图可知,转录因子KLF5通过(填细胞结构)进入细胞核后能特异性识别基因的,并与酶结合,启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。敲除KLF5基因的小鼠乳腺癌细胞将明显受到(填“促进”或“抑制”)。

(2)经研究发现,miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白质结合成诱导沉默复合物(RISC—miRNA复合物),复合物活化后与靶RNA结合,产生RNA干扰(通过小分子RNA调控基因表达的现象)。结合上图分析,miRNA干扰的机制是

。

据此推测,IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合会(填“促进”或“抑制”)该过程,从而上调IGFL1的表达,诱导乳腺癌细胞增殖。

(3)请结合上述信息,为研发治疗乳腺癌新药提供两种新思路:。

答案(1)核孔启动子RNA聚合抑制(2)诱导RISC—miRNA复合物中的核酸酶活化,然后使IGFL1转录的mRNA降解,从而抑制其翻译过程抑制(3)设计抑制IGFL2-AS1基因表达(转录、翻译)的药物;设计抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物(或研制抑制转录因子KLF5活性的药物;或研制抑制炎症因子TNFα活性的药物)解析(1)核孔是大分子物质进出细胞核的通道,转录因子KLF5能通过核孔进入细胞核。启动子是位于转录起始位点上游特殊的DNA序列,能与RNA聚合酶结合启动转录,进入细胞核后的转录因子KLF5能特异性识别基因的启动子,并与RNA聚合酶结合,启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。由题图可知,敲除KLF5基因后,乳腺癌细胞的转录和翻译受到抑制,故小鼠乳腺癌细胞将明显受到抑制。(2)miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白质结合成诱导沉默复合物,由题图可知,诱导RISC—miRNA复合物中的核酸酶活化,然后使IGFL1转录的mRNA降解,从而抑制其翻译过程。据此推测IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合会抑制上述过程,从而诱导乳腺癌细胞增殖。(3)结合上述信息,可通过设计抑制IGFL2-AS1基因表达(转录、翻译)的药物;设计抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物;研制抑制转录因子KLF5活性的药物;研制抑制炎症因子TNFα活性的药物等来研发治疗乳腺癌新药。突破点3变异类型的判断及相关实验12.(2024·广东湛江一模)果蝇的眼色有红色和朱红色两种,分别由位于常染色体上的V+和V基因控制,V+对V为显性。研究发现基因型为V+VV的重复杂合体(如图所示),其眼色却是朱红色。下列有关分析错误的是()A.该实例说明眼色的表型受基因数量的影响B.通过观察该果蝇有丝分裂中期染色体,可以验证其变异类型C.该果蝇与染色体正常的VV基因型果蝇杂交,子代眼色表型比为1∶1D.该类型的雌雄果蝇杂交,子代无致死现象,子代红眼果蝇所占比例为3/4答案D解析基因型为V+VV的重复杂合体,其眼色却是朱红色,该实例说明眼色的表型受基因数量的影响,A项正确;有丝分裂中期是观察染色体形态和数目的最佳时期,因此通过观察该果蝇有丝分裂中期染色体,可以确定其变异类型,B项正确;该果蝇V+VV与染色体正常的VV基因型果蝇杂交,后代基因型为V+V和VVV,比例为1∶1,眼色表型比为1∶1,C项正确;该类型的雌雄果蝇杂交,子代基因型为V+V+∶V+VV∶VVVV=1∶2∶1,红眼果蝇所占比例为1/4,D项错误。13.(2024·广东佛山模拟)下列关于利用基因型为MMNN与mmnn的小麦进行育种的叙述,错误的是()A.上述亲本杂交育种得到基因型为MMnn的小麦,其变异发生在减数分裂Ⅱ后期B.单倍体育种可获得基因型为MMnn的小麦,育种的原理有基因重组和染色体变异C.人工诱变育种时,需要处理大量的小麦萌发种子,且需要经过严格筛选才能得到目标品种D.多倍体育种获得的基因型为MMmmNNnn的小麦,通常用低温或秋水仙素处理基因型为MmNn的小麦幼苗来获得答案A解析杂交育种可获得基因型为MmNn的小麦,其原理是基因重组,发生在减数分裂Ⅰ后期,A项错误;单倍体育种可获得基因型为MMnn的小麦,首先将基因型为MMNN与mmnn的小麦进行杂交,得到基因型为MmNn的小麦,再取其基因型为Mn的花药进行花药离体培养,最后经染色体加倍处理可以得到基因型为MMnn的小麦,育种的原理有基因重组和染色体变异,B项正确;基因突变具有不定向性的特点,所以诱变育种时需要处理大量的材料、经过严格筛选才能得到目标品种,C项正确;基因型为MMmmNNnn的小麦为多倍体,多倍体育种最常用、最有效的方法是用秋水仙素或者低温处理基因型为MmNn的幼苗,使其染色体数目加倍,D项正确。14.(2024·广东梅州二模)家蚕(2n=28)的性别决定方式为ZW型,一般进行有性生殖,也能进行孤雌生殖(没有雄性参与的生殖)。通过构建家蚕某品种的纯系,可发现并淘汰隐性致死基因和其他不良基因,育种途径如图所示,b育种途径中的热处理能抑制同源染色体分离。下列分析错误的是()A.基因重组发生在d过程中B.b育种途径可能是孤雌生殖C.c育种途径获得的存活的f不存在隐性致死基因D.WW致死的原因可能是缺少Z染色体中胚胎发育必需的某些基因答案A解析基因重组有自由组合和互换两类,前者发生在减数分裂Ⅰ的后期(非同源染色体的自由组合),后者发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期(同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换),即基因重组的过程发生在减数分裂过程中,a过程为减数分裂,能发生基因重组,A项错误;家蚕能够进行没有雄性参与的孤雌生殖,b育种途径可能是孤雌生殖,B项正确;c育种途径得到f,依据的遗传学原理是染色体数目变异,使f染色体数目加倍,存活的f不存在隐性致死基因,C项正确;WW不含有Z染色体,WW致死的原因可能是缺少Z染色体中胚胎发育必需的某些基因,D项正确。15.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。16.(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。17.(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,说明推测二成立。

答案(1)非糯性绿株和糯性紫株(2)非糯性紫株(或糯性紫株)植株的颜色及比例①紫株∶绿株=3∶1②紫株∶绿株=6∶1解析(1)若要验证基因的自由组合定律,杂交获得的F1的基因型应该是AaBb,因此选择的亲本是非糯性绿株(AAbb)和糯性紫株(aaBB)。(2)纯合糯性紫株玉米的基因型是aaBB,产生的精子基因型是aB,纯合糯性绿株的基因型是aabb,产生的卵细胞基因型是ab,正常情况下,杂交后代的基因型是aaBb,都是紫株。如果用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,绿株出现的可能原因是精子中的B基因突变形成b,或者精子中B基因所在的染色体片段缺失。仅考虑与植株颜色有关的基因,如果是基因突变引起的,该突变绿株的基因型是bb,与紫株纯合品系杂交,F2的基因型是Bb,F2自交,得到F3的基因型及比例是BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,表型及比例为紫株∶绿株=3∶1;如果是染色体片段缺失引起的,则突变绿株的基因型用B-b表示,与紫株纯合品系杂交,F2的基因型是Bb、BB-,比例是1∶1,Bb自交后代的基因型及比例是BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,BB-自交后代的基因型及比例是BB∶BB-∶B-B-=1∶2∶1,其中B-B-致死,因此F2自交得到的F3的表型及比例是紫株∶绿株=6∶1。18.(2024·广东深圳二模)(15分)普通小麦(AABBDD,A、B、D分别表示三个不同物种的染色体组)是世界上广为栽培的主要粮食作物之一,养活了约占全球三分之一以上的人口。白粉病严重影响小麦产量,选育抗白粉病优良小麦品种是保障粮食安全的重要途径。回答下列问题。(1)普通小麦起源于一粒小麦、山羊草和节节麦在自然条件下的远缘杂交。其染色体组的来源如图1。请完成图2中二粒小麦自然产生过程的图解:①是;②表示,使染色体数目加倍。

图1图2(2)普通小麦(AABBDD)每个染色体组的某条染色体上都有MLO基因。利用基因组编辑技术,敲除所有MLO基因后获得隐性突变体植株mlo—aabbdd,其性状表现与野生型相比,结果如下表。植株白粉病株高和产量野生型(MLO—AABBDD)感病正常突变体(mlo—aabbdd)抗病下降结果表明,MLO基因与具体性状的对应关系是

。

(3)科学家在mlo—aabbdd群体中发现一个新型突变株mlo—R32,在其B染色体组上MLO基因相邻位置因缺失了304kb的一个染色体大片段,导致局部染色体三维空间重排,激活了其上游紧邻的TMT3基因的表达,恢复了株高和产量,这种遗传现象称为表观遗传,其判断的依据是。为验证正是TMT3基因的表达导致了mlo—R32株高和产量的恢复,请设计一个验证实验,要求写出实验思路和预期实验结果。

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(4)科学家用杂交法进行验证,结果同样与预期相符。即用mlo—R32纯合突变体作为母系,并与两个不同的父系杂交:①mlo—R32×mlo—aaBBdd(感病、产量正常),②mlo—R32×mlo—aabbdd。请推测①杂交组合中科学家的预期:F2表型及其比例为。

答案(1)AB(幼苗)低温(等自然条件的剧烈变化)或秋水仙素处理(2)既控制感病性状又影响生长发育和产量(或MLO基因具有多效性)(3)TMT3基因的碱基序列没有变化,之所以被激活是因为染色体结构发生变化实验思路:同等种植条件下,对比敲除TMT3基因的mlo—R32小麦与mlo—R32小麦的株高和产量。预期实验结果:敲除TMT3基因的mlo—R32小麦,株高和产量下降(4)感病、产量正常∶抗病、产量正常=3∶1解析(1)图2中一粒小麦(AA)与山羊草(BB)进行杂交,其产物是AB,细胞中具有2个染色体组;AB通过低温诱导或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使染色体数目加倍,形成二粒小麦AABB。图2为二粒小麦自然产生过程,因此②表示低温诱导或秋水仙素处理使染色体数目加倍,①是AB(幼苗)。(2)敲除所有MLO基因后获得隐性突变体植株,与野生型相比,突变体抗白粉病的能力下降,株高和产量也下降,由此说明MLO基因既控制感病性状又影响生长发育和产量(或MLO基因具有多效性)。(3)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,由题意可知,TMT3基因的碱基序列没有变化,之所以被激活是因为染色体结构发生变化,因此这种遗传现象称为表观遗传。为验证TMT3基因的表达导致了mlo—R32株高和产量的恢复,该实验的自变量为是否含有TMT3基因,因变量为mlo—R32小麦的株高和产量,故实验思路为:同等种植条件下,对比敲除TMT3基因的mlo—R32小麦与mlo—R32小麦的株高和产量。若敲除TMT3基因的mlo—R32小麦株高和产量下降,说明TMT3基因的表达导致了mlo—R32株高和产量的恢复。(4)mlo—R32纯合突变体(aabbdd)表现为抗病、产量正常,与mlo—aaBBdd(感病、产量正常)进行杂交,F1的基因型为aaBbdd,F1进行自交,F1产生配子的种类及比例为aBd∶abd=1∶1,F2基因型及比例为aaBBdd∶aaBbdd∶aabbdd=1∶2∶1,F2表型及其比例为感病、产量正常∶抗病、产量正常=3∶1。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·黑龙江大庆三模)密林熊蜂可直接在角蒿花的花筒上打洞,盗取其中的花蜜(盗蜜),花筒上虽留下小孔,被盗蜜的花仍会开花,但影响结实率。密林熊蜂偏爱从较大、较高的花中盗蜜,但其身体不会接触到花的柱头。下列分析错误的是()A.密林熊蜂与角蒿之间可能存在协同进化B.密林熊蜂中雄性个体体细胞中通常含有1个染色体组C.密林熊蜂盗蜜行为会对角蒿的基因库产生影响D.密林熊蜂的打洞行为是为了更好地适应环境而产生的答案D解析由题意可知,密林