湖南省邵阳市2025-2026学年高一拔尖创新班第一次联考生物试题卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1湖南省邵阳市2025-2026学年高一拔尖创新班第一次联考试题卷一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述正确的是（）A.叶绿体类囊体堆叠使膜面积增大，有利于二氧化碳在膜上的吸收利用B.内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道C.植物细胞在清水中不会涨破，主要是细胞膜具有控制物质进出的功能D.线粒体内含有大量分解葡萄糖的酶，是有氧呼吸过程中生成ATP最多的场所【答案】B【详析】A、叶绿体类囊体堆叠可增大膜面积，为光反应中色素和酶提供附着位点，但二氧化碳的固定和利用发生在叶绿体基质中，而非类囊体膜上，A错误；B、内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道，B正确；C、植物细胞在清水中不涨破，主要依赖细胞壁的支撑和保护作用，C错误；D、葡萄糖的分解发生在细胞质基质中，线粒体中没有分解葡萄糖的酶。线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所，其中第三阶段生成的ATP最多，D错误。故选B。2.我国劳动人民在长期农业生产实践中总结了大量经验，体现出劳动人民的勤劳与智慧。下列分析错误的是（）A.“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——缺镁会影响植物叶绿素的合成B.“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”——增大昼夜温差可以增加作物有机物的积累量C.“玉米带大豆，十年九不漏”——间作、套种可提高农作物对光能的利用率D.“田家粪壤……实为美膏”——农作物可通过吸收有机肥中残留的蛋白质，加速生长【答案】D【详析】A、镁是叶绿素合成的必需元素，缺镁导致老叶叶绿素分解，出现黄化现象，A正确；B、白天升温增强光合作用（有机物合成），夜间降温减弱呼吸作用（有机物消耗），昼夜温差大有利于净光合产物积累，B正确；C、玉米与大豆间作可形成高低错落的群落结构，提高光能利用率（不同作物利用不同层次的光），C正确；D、植物根系只能吸收矿质元素离子（如铵根、硝酸根离子），有机肥需经分解者分解成无机物才能被吸收，蛋白质作为大分子有机物无法被直接吸收，D错误。故选D。3.生物学知识中的“比值”是一种数学模型，可较为准确地表示生命活动中两个相关量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中正确的是（）A.种子萌发时，细胞中结合水/自由水的值变大B.光照突然停止时，植物的叶肉细胞中C3/C5的值变小C.人剧烈运动时，相关肌肉细胞的吸收量/释放量的值变小D.在细胞增殖的物质准备阶段，细胞的表面积/体积的值变小【答案】D【详析】A、种子萌发时，细胞代谢活动增强，自由水含量显著增加（作为良好溶剂和反应介质），结合水比例相对减少，故结合水/自由水的值变小，A错误；B、光照突然停止时，光反应受阻导致ATP和[H]合成减少，C₃还原受阻而积累，同时CO₂固定仍在消耗C₅生成C₃，故C₃含量上升、C₅含量下降，C₃/C₅的值变大，B错误；C、人剧烈运动时，肌肉细胞主要进行有氧呼吸（可能伴随无氧呼吸），但无论何种呼吸方式，O₂吸收量始终等于CO₂释放量（有氧呼吸消耗O₂与产生CO₂摩尔数相等，无氧呼吸不消耗O₂也不产生CO₂），故O₂吸收量/CO₂释放量的值始终为1，不会变小，C错误；D、在细胞增殖的物质准备阶段（即间期），细胞进行物质合成导致体积增大，但表面积增长速率小于体积增长速率，故表面积/体积的值（相对表面积）变小，D正确。4.某学生为探究质壁分离及复原实验中蔗糖溶液的最佳浓度，使用不同浓度的蔗糖溶液分别处理洋葱鳞片叶的外表皮细胞，滴加清水观察复原情况。结果如下：分组浓度（g/mL）质壁分离复原程度一0.1都不能发生二0.2质壁分离逐渐开始发生，复原较慢三0.3质壁分离明显，能较快复原四0.4质壁分离较快，部分细胞不能复原五0.5质壁分离很快，完全分离，不能复原下列有关叙述错误的是（）A.原生质层指的是细胞膜和液泡膜及其两层膜之间的细胞质B.第二组细胞失水和吸水速率都较慢C.实验材料中洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度约等于0.3g/mLD.浓度为0.5g/mL时，原生质层失去选择透过性【答案】C【详析】A、原生质层由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成，具有选择透过性，是质壁分离发生的结构基础，A正确；B、第二组蔗糖浓度为0.2g/mL，质壁分离“逐渐开始发生”表明失水速率较慢；“复原较慢”说明吸水速率也较慢，与实验结果一致，B正确；C、细胞液浓度应略低于引发质壁分离的最小外界浓度。由表可知，0.1g/mL时未发生分离（细胞液浓度＞0.1g/mL），0.2g/mL时开始分离（细胞液浓度＜0.2g/mL），故细胞液浓度在0.1-0.2g/mL之间。0.3g/mL为外界浓度，明显高于细胞液浓度，C错误；D、浓度为0.5g/mL时，细胞“完全分离且不能复原”，表明细胞因过度失水死亡，原生质层结构破坏，失去选择透过性，D正确。故选C。5.脂筏模型认为在甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘脂等富集区域形成相对有序的脂相，承载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。下列叙述正确的是（）A.膜上的胆固醇可在动物细胞核糖体上合成B.磷脂分子由一分子甘油和两分子脂肪酸组成C.药物经“脂筏”进入细胞时，利用了细胞膜具有流动性的功能特点D.低温时，可通过提高不饱和脂肪酸的含量来维持生物膜的功能【答案】D【详析】A、胆固醇属于脂质，在动物细胞中的合成场所是内质网，而非核糖体（核糖体是蛋白质合成的场所），A错误；B、磷脂分子由一分子甘油、两分子脂肪酸、一分子磷酸基团和一分子含氮碱基组成，B错误；C、药物经“脂筏”进入细胞依赖于脂筏区域的流动性，体现的是细胞膜的结构特点（流动性），C错误；D、低温时，生物膜流动性降低。不饱和脂肪酸的碳链含有双键，可增加磷脂分子排列的疏松性，从而增强膜流动性，维持其正常功能，D正确。故选D。6.细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是（）A.溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶B.细胞自噬和凋亡均受基因调控，是正常的生命历程C.细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质的合成D.在营养缺乏条件下，酵母细胞会启动自噬为其他细胞提供营养物质【答案】D【详析】A、溶酶体含多种水解酶，可降解自噬体包裹的细胞组分，为自噬提供消化功能，A正确；B、细胞自噬和凋亡均为基因调控的程序性细胞活动，属于正常生命历程，B正确；C、自噬降解产生的氨基酸等小分子可被细胞重新利用，作为合成蛋白质的原料，C正确；D、在营养缺乏时，酵母细胞通过自噬降解自身物质为本细胞提供营养，而非为其他细胞供能，D错误。故选D。7.一种罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病，但其遗传方式未知。结合遗传系谱图和患者父亲基因型分析，该病遗传方式可能性最小的是（）A.常染色体隐性遗传 B.常染色体显性遗传C.伴X染色体隐性遗传 D.伴X染色体显性遗传【答案】A【详析】图中患病男子父亲不患病，说明不是伴Y遗传，则可能是常染色体遗传病或伴X遗传病，该罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病，推测患病男性的致病基因可能只来自于母亲，即不需要两个基因纯合才导致患病，因此该遗传方式可能性最小的应该是常染色体隐性遗传，可能是常染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传或伴X染色体显性遗传，A正确，BCD错误。故选A。8.下列关于孟德尔遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是（）A.非同源染色体自由组合的同时非等位基因之间自由组合B.孟德尔利用山柳菊作为实验材料，结果和豌豆杂交实验一样成功C.孟德尔设计测交实验并预测结果是假说演绎法中的演绎推理D.孟德尔对自由组合现象的解释是基于对减数分裂的研究而提出的假说【答案】C【详析】A、非同源染色体自由组合，使非同源染色体上的非等位基因自由组合，不能使同源染色体上的非等位基因自由组合，A错误；B、孟德尔主要使用豌豆进行杂交实验，因其具有自花传粉、闭花授粉和易于杂交等优点；而山柳菊存在无性繁殖和杂交困难等问题，导致实验失败，B错误；C、在假说演绎法中，孟德尔提出遗传因子假说后，通过演绎推理设计测交实验（如预测测交后代比例为1:1或1:1:1:1），以验证假说。该步骤属于演绎推理，C正确；D、孟德尔进行实验时（19世纪中叶），减数分裂尚未被发现（19世纪末才被描述）；其假说基于豌豆杂交实验的观察和统计分析，D错误。故选C。9.黄瓜的有刺和无刺是一对相对性状，某课题研究小组用一株纯合有刺黄瓜作父本，与另一株纯合无刺黄瓜作母本进行杂交实验，都有刺。让自交，实验过程无任何错误操作，但出现了有刺∶无刺=2∶1的非正常分离比。下列原因分析中最不可能的是（）A.显性基因纯合致死 B.后代的杂合子存活率低C.后代的样本数量不够多 D.产生两种配子的比例不同【答案】A【详析】A、显性基因纯合致死与题干中纯合有刺黄瓜作父本存在矛盾，故显性基因纯合子不会死亡，F2出现了有刺：无刺=2：1的非正常分离比与其无关，A错误；B、若后代的杂合子存活率低，F1自交后代中，杂合子数量减少，就可能导致有刺：无刺的比例接近2：1，与实验结果相符，所以该选项与实验结果相关性大，B正确；C、孟德尔遗传实验中，后代比例是在样本数量足够多的情况下才会接近理论值（3：1）。如果后代的样本数量不够多，就可能因偶然因素导致实际比例偏离3：1，出现有刺：无刺=2：1的情况，所以该选项与实验结果相关性大，C正确；D、若F1​产生的两种基因型配子比例不同，如由于某种原因，携带显性基因的配子数量小于携带隐性基因的配子，在F2​代中可能出现2：1的分离比，所以该选项与实验结果相关性大，D正确。故选A。10.无义突变是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，使肽链合成提前终止。真核细胞存在一种NMD途径：当细胞质中出现无义突变形成的mRNA时，细胞中的SURF复合物会将其识别并降解。已知SURF复合物只能识别并降解含有提前出现终止密码子的mRNA。NMD途径既能避免物质和能量的浪费，也避免了错误蛋白的产生对细胞造成的伤害。针对真核生物细胞中存在的NMD机制，下列叙述错误的是（）A.SURF复合物具有RNA水解酶的作用B.SURF复合物只能识别并降解无义突变mRNA上的终止密码子C.NMD作用可以防止相对分子质量变小的异常蛋白的产生D.NMD机制难以对染色体异常的人类遗传病进行防治【答案】B【详析】A、根据题干信息“SURF复合物只能识别并降解含有提前出现的终止密码子的mRNA”，说明SURF复合物具有RNA水解酶的作用，A正确；B、根据题干信息“SURF复合物只能识别并降解含有提前出现的终止密码子的mRNA”，而不是去降解异常mRNA的终止密码子，B错误；C、根据题干信息“该机制能识别并降解含有提前终止密码子的转录产物以防止毒性蛋白的产生”可知，NMD降解机制能有效防止相对分子质量减小的异常蛋白的产生，C正确；D、染色体异常涉及基因结构改变（如缺失、重复），NMD仅能降解因点突变产生的异常mRNA，无法修复染色体结构变异，故难以防治此类遗传病，D正确。故选B。11.某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”，如下图所示。下列有关叙述错误的是（）A.上清液的放射性很低，而沉淀物的放射性很高B.实验前不能用含32P的培养液培养T2噬菌体C.图中搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开D.子代T2噬菌体均会被35S标记【答案】C【详析】A、噬菌体侵染大肠杆菌，含32P的DNA进入含35S的大肠杆菌，离心后出现在沉淀物中，因此上清液的放射性很低，而沉淀物的放射性很高，A正确；B、T2噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞内，因此不能用含32P的培养液直接培养T2噬菌体，B正确；C、图中搅拌的目的是将细菌外的噬菌体与大肠杆菌分开，C错误；D、子代噬菌体合成蛋白质所需的原料均来自大肠杆菌，大肠杆菌含35S，因此子代T2噬菌体均会被35S标记，D正确。故选C。12.1958年，梅塞尔森和斯塔尔通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（）A.因为15N无放射性，所以运用差速离心法区分DNA的母链和子链B.选择大肠杆菌作为实验材料是因为它的拟核中有环状DNAC.至少需要培养到才能证明DNA的半保留复制D.得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制【答案】D【详析】A、实验中运用的是密度梯度离心法（而非差速离心法），通过¹⁵N标记增加DNA密度进行区分。¹⁵N虽无放射性，但可通过密度差异分离DNA，A错误；B、大肠杆菌为原核生物，是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状DNA，B错误；C、实验培养至F₁代（第一代）时，DNA全部为杂合链（¹⁴N/¹⁵N），离心结果出现中间带；F₂代（第二代）出现1:1的杂合链与全轻链（¹⁴N/¹⁴N），此时已可证明半保留复制，无需F₃代，C错误；D、实验中得到的DNA带位置有轻带（¹⁴N/¹⁴N）、中带（¹⁴N/¹⁵N）、重带（¹⁵N/¹⁵N）三个，根据不同代DNA在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了DNA的半保留复制，D正确；故选D。二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。13.主动运输的能量除来自ATP外，还可依赖顺浓度差提供能量（协同运输）。下图为植物细胞液泡膜上离子跨膜运输机制示意图。下列叙述正确的是（）A.图中H+进出液泡的机制相同，可维持液泡内外pH差B.图中H+进入液泡需要与液泡膜上的转运蛋白结合C.图中Na+以主动运输进入液泡，以减小液泡膜两侧Na+浓度差D.图中Ca2+进入液泡时的转运蛋白也是一种具有催化作用的酶【答案】BD【详析】A、H+运入液泡消耗ATP，说明运输方式是主动运输，H+顺浓度运出液泡，且需要转运蛋白的参与，运输方式是协助扩散，图中H+进出液泡的机制不相同，A错误；B、H+运入液泡消耗ATP，说明运输方式是主动运输，主动转运H+需要与液泡膜上的转运蛋白结合，B正确；C、图中Na+以主动运输进入液泡，由H+顺浓度差提供能量，主动运输会增大液泡膜两侧Na+浓度差，C错误；D、图中Ca2+进入液泡时消耗能量，运输方式是主动运输，说明转运蛋白也是一种具有催化作用的酶，可以催化ATP水解，D正确。故选BD。14.粗糙型链孢霉是一种二倍体真核生物，其合子（2n）进行减数分裂后，再进行一次有丝分裂，最终形成8个孢子（n），过程如图所示。已知孢子大型（R）对小型（r）为完全显性，黑色（T）对白色（t）为完全显性。下列叙述正确的有（）A.合子的基因型为RrTtB.a和c的基因型相同C.b的基因型是RrTtD.形成d的过程中可能发生了基因重组【答案】AB【详析】A、根据题意和示意图可知，合子经减数分裂形成四种类型的个体，a为白色的大型个体，基因型为Rt；b为黑色的大型个体，基因型为RT；另两个分别为黑色的小型个体（rT）与白色的小型个体（rt），因而合子基因型为RrTt，A正确；B、c是a有丝分裂得到的，a和c的基因型是相同的，都是Rt，B正确；C、b为黑色的大型个体，是由减数分裂形成的，基因型为RT，C错误；D、d本应该是小型的孢子(r)，图中为大型(R)，则可能是隐性突变成了显性，发生了显性突变，D错误。故选AB。15.蓝粒小麦是小麦（）与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体（均带有蓝色素基因E）代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如下图所示的杂交实验。下列关于实验的描述正确的是（）A.亲本不育小麦的基因型是TtHHB.中可育株和不育株的比例是C.蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体D.蓝粒不育株体细胞中有44条染色体【答案】ABC【详析】A、亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，A正确；B、亲本雄性不育小麦的基因型是TtHH，另一亲本的基因型为hhtt，故F1中可育株(TtHh)：不育株(ttHh)=1:1，B正确；C、小麦有42条染色体，F2中蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余40条染色体均来自小麦，为同源染色体，故在减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体，C正确；D、由图可知，F3中的蓝粒不育株的卵细胞中含有两条小麦的4号染色体，一条长穗偃麦草的4号染色体，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，D错误。故选ABC。16.科学家将大肠杆菌破碎、离心获得含DNA、RNA、核糖体及蛋白质合成所必需的各种因子的上清液。在一定温度下保温一段时间后，将上清液中的DNA和mRNA去除。将上清液分组，并加入不同外源mRNA（人工合成的重复序列多聚核苷酸）、高浓度（可以使mRNA从任意起点合成肽链）、具有放射性标记的氨基酸、ATP等成分，实验结果见表。下列分析正确的是（）组别多聚核苷酸合成的肽链1（AC）n（苏氨酸·组氨酸）m或（组氨酸·苏氨酸）m2（AAC）n甲（天冬酰胺·天冬酰胺）m乙（苏氨酸·苏氨酸）m丙（谷氨酰胺·谷氨酰胺）mA.根据实验1结果，可以确定密码子不可能由2个或4个相邻碱基组成B.可将第2组中重复序列多聚核苷酸更换成（AAT）n，以破译其他氨基酸对应的密码子C.结合实验1、2的结果，仅能确定两种氨基酸密码子D.根据实验结果推测编码苏氨酸的密码子是CAC【答案】AC【详析】A、实验1中(AC)n重复序列合成交替的苏氨酸-组氨酸肽链。若密码子为2碱基，则仅能形成AC或CA一种组合，最多编码其中的一种氨基酸，肽链排列顺序只有一种排列方式，但实际肽链存在两种氨基酸交替排列的组合方式（苏-组或组-苏），说明密码子长度大于2；若密码子为4个碱基，则会是ACAC或CACA其中的一种组合，一条链只有一种氨基酸，肽链排列顺序只有一种排列方式，但实验结果肽链有序交替，故排除2或4碱基密码子，A正确；B、RNA中不含T碱基，B错误；CD、实验1中CAC和ACA分别对应组氨酸和苏氨酸中的一个氨基酸；实验2中(AAC)n因阅读框不同产生三种肽链：AAC、ACA、CAA，分别对应天冬酰胺、苏氨酸、谷氨酰胺，其中的一种氨基酸，则推出ACA对应苏氨酸，CAC对应组氨酸，其他氨基酸无法确定，C正确，D错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共60分。17.高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。（1）上图中生成的NADPH具有的作用是________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，适宜光照条件下，用含的溶液培养该绿藻一段时间后，绿藻产生的带标记的气体有________。（2）据图分析，该植物消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制是________。（3）卡尔文等以小球藻（一种单细胞绿藻）为实验材料，进行了如下实验，每隔一段时间从试管取出部分小球藻，将其立即加到煮沸的乙醇中。提取小球藻中带标记的化合物，再通过纸层析法进行分离，阐明了光合作用暗反应阶段的反应过程。实验结果如下图所示。回答下列问题：反应时间带标记的化合物30s多种5s①每隔一段时间取出部分小球藻，将其立即加到煮沸的乙醇中的目的是________。②用纸层析法分离化合物的原理是________。③从检测结果看，14CO2最早转化形成的化合物是________。【答案】（1）①.作为还原剂参与暗反应中C3的还原，并提供能量②.氧气（O2）和二氧化碳（CO2）（2）通过将过剩的电子传递给氧气（或O2），生成，进而被过氧化氢酶等清除，从而防止过剩的光能对光合系统的损伤；②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤（3）①.杀死小球藻细胞，使酶失活从而提取稳定带14C标记的化合物②.不同化合物在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢③.C3（或）【解析】（1）图中生成的NADPH作为还原剂参与暗反应中C3的还原，并提供能量。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，H218O与丙酮酸被彻底分解为CO2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。（2）据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物，进而这些超氧化物被活性氧清除系统清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。（3）酶作用的发挥需要适宜的温度等条件，每隔一段时间取出部分小球藻，将其立即加入到煮沸的乙醇中的目的是杀死小球藻细胞，使酶失活而稳定带14C标记的化合物；由于不同化合物在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，根据此原理，常用纸层析法分离化合物。从检测结果看，<1s时有90%的C3带有标记，此后才陆续出现在C5、C6等化合物中，故14CO2最早转化形成的化合物是C3。18.科研人员以基因型为的小鼠（2n=40）为材料观察了减数分裂过程，不同时期的显微照片如图1所示。图2表示它的精原细胞中每条染色体上DNA含量随时间的变化。回答下列问题：（1）图1中B所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中的________倍，自由组合定律发生于图1中________（填字母）所示时期，将图1照片按细胞分裂先后顺序进行排序：________（用照片字母和箭头表示）。（2）图2中AB段和CD段形成的原因分别是________。（3）该小鼠的精原细胞既可以进行有丝分裂，又可以进行减数分裂，细胞内最多有________条Y染色体。（4）若该小鼠与基因型为雌鼠交配产生了一个的后代，请分析原因可能是________。【答案】（1）①.2或二②.A③.B→A→E→C→D（2）DNA的复制、着丝粒的分裂（3）2或二（4）雄鼠的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分开，移向同一极形成XBY精子或雌鼠的初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分开，移向同一极形成XBXb的卵细胞【解析】（1）图1中A为减数分裂Ⅰ后期，B为减数分裂Ⅰ中期，C为减数分裂Ⅱ后期，D为减数分裂Ⅱ末期，E为减数分裂Ⅱ中期。B（减数分裂Ⅰ中期）细胞中有40条染色体，每条染色体含有2条染色单体，共80条染色单体。E（减数分裂Ⅱ中期）细胞中有20条染色体，每条染色体含有2条染色单体，共40条染色单体。因此图1中B所示一个细胞中的染色单体数是E所示一个细胞中染色单体数的2倍；在减数分裂Ⅰ的后期会发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合，因此自由组合定律发生于减数分裂Ⅰ后期，即图1中的A所示时期；图1中细胞分裂先后顺序进行排序为B→A→E→C→D。（2）图2中AB段是每条染色体上的DNA含量由1变为2，原因是DNA的复制；CD段是每条染色体上的DNA含量由2变为1，原因是着丝粒分裂、姐妹染色单体分开。（3）该小鼠精原细胞有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，此时细胞内Y染色体最多有2条。（4）该小鼠基因型为AaXBY，雌鼠基因型为aaXBXb，后代出现AaXBXbY，可能的原因是雄鼠的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分开，移向同一极形成XBY精子或雌鼠的初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分开，移向同一极形成XBXb的卵细胞。19.果蝇（2N=8）的翅型有正常翅和裂翅，由A和a基因控制；体色有灰体和黄体，由B和b控制，两对等位基因独立遗传，且均不位于Y染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌蝇与一只裂翅灰体雄蝇杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌蝇∶裂翅黄体雄蝇∶正常翅灰体雌蝇∶正常翅黄体雄蝇=2∶2∶1∶1。请根据实验回答下列问题。（1）果蝇作为遗传学实验的材料，其优点有________。（至少答两点）（2）对果蝇进行基因组测序时需检测________条染色体。基因A和a的本质区别是：________。（3）由杂交实验可知果蝇体色中________是显性性状。（4）让全部F1相同翅型的个体自由交配，F2中裂翅黄体雄蝇占F2总数的________。（5）研究发现另一对位于常染色体的基因D和d分别控制果蝇的正常刚毛和焦刚毛，选择裂翅焦刚毛雄蝇与杂合正常翅正常刚毛雌蝇进行一代杂交能否用于验证自由组合定律？________（填“能”或“否”），理由是：________。【答案】（1）染色体数目少，易饲养，繁殖快，后代数量多，有多对易于区分的相对性状（2）①.5②.A和a的脱氧核苷酸序列不同（3）灰体（4）1/10（5）①.否②.因为当两对等位基因位于一对同源染色体或两对非同源染色体时，子代表型及比例相同【解析】（1）果蝇作为遗传学研究常用实验材料的优点是：染色体数目少，易饲养，繁殖快，后代数量多，有多对易于区分的相对性状。（2）果蝇体细胞含8条染色体，其中3对常染色体和1对性染色体（X、Y），由于X和Y染色体非同源区段基因不同，所以对果蝇进行基因组测序时需检测5条染色体（3条常染色体+X+Y）。基因是有遗传效应的DNA片段，基因A和a的本质区别是A和a的脱氧核苷酸序列不同。（3）亲本中雌蝇为黄体，雄蝇为灰体，F1中灰体只在雌性出现，黄体只在雄性出现，表现出与性别相关联，且控制体色的基因不位于Y染色体上，假设B、b基因位于X染色体上，亲本基因型为XbXb（黄体雌蝇）和XBY（灰体雄蝇），则F1基因型为XBXb（灰体雌蝇）、XbY（黄体雄蝇），符合题中F1表型及比例，所以灰体是显性性状。（4）翅型有正常翅和裂翅，假设控制翅型的基因为A、a，体色有灰体和黄体，假设控制体色的基因为B、b。控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传，可知两对基因的遗传遵循自由组合定律。且控制体色的基因位于X染色体上，灰体是显性性状，研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与裂翅灰体雄虫杂交，F1出现了正常翅的性状，且性状与性别无关，可以推测裂翅为显性性状，正常翅为隐性性状，该基因位于常染色体上。由以上分析可以推出亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb，裂翅灰体雄虫的基因型为为AaXBY，二者杂交，正常情况下，F1中裂翅：正常翅=3：1，实际得到F1中裂翅：正常翅=2：1，推测应该是AA存在致死情况。AaXbXb和AaXBY杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌虫（AaXBXb）：裂翅黄体雄虫（AaXbY）：正常翅灰体雌虫（aaXBXb）：正常翅黄体雄虫（aaXbY）=2：2：1：1。F1的裂翅个体基因型为AaXBXb和AaXbY交配才能得到裂翅黄体雄虫，占比为2/3×1/2×1/4=1/12，由于交配后AA个体致死（占比为2/3×1/4=1/6），故F2中裂翅黄体雄虫占比为1/12÷5/6=1/10。（5）验证自由组合定律需满足两对等位基因位于两对同源染色体上，且需通过杂交后代性状分离比来体现。裂翅焦刚毛雄蝇与杂合正常翅正常刚毛雌蝇杂交，由于不知道这两对等位基因是否位于两对同源染色体上，无法确定后代性状分离比是否符合自由组合定律的预期，所以不能用于验证自由组合定律，理由是因为未确定基因D/d和A/a是否位于两对同源染色体上，当两对等位基因位于一对同源染色体或两对非同源染色体时，子代表型及比例相同。20.黑枸杞（2N=24）是花青素含量较高的天然植物之一，其果实颜色主要由花青素的积累决定，花青素的合成受两对等位基因控制。基因B调控花青素合成；b基因阻碍花青素合成通路，导致枸杞无法积累花青素。左图是黑枸杞花青素合成的调控过程，下图是一组杂交实验，其中黑枸杞（亲本）是纯合子，白枸杞（亲本）是隐性纯合子。请回答下列问题（不考虑基因突变和互换）：（1）请根据中黑枸杞、浅紫枸杞与白枸杞的比例，判断两对基因A/a和B/b是否位于非同源染色体上，________（填“是”或“否”），理由是________。（2）若用红色和黄色荧光分子分别标记浅紫枸杞细胞中的A、B基因，则在一个处于减数分裂Ⅱ的细胞中，最多能观察到________个荧光标记。（3）进一步研究发现，D基因也是花青素合成所需的酶基因。对相关基因转录的模板链进行序列分析，结果如图。据图推测，基因型为AABBdd的突变体白枸杞不能合成花青素的原因最可能是________。（4）三体（2n+1）可以用于基因定位。以野生型纯合黑枸杞为材料，人工构建黑枸杞的三体系（黑色）中最多有________种三体。请利用已构建的纯合野生型三体系植株设计杂交实验对D、d基因进行染色体定位。实验思路：________。结果分析：当________时，可将D、d基因定位于该三体所在染色体上。【答案】（1）①.否②.F1自交后代的表型比例（1∶2∶1）不符合9∶3∶3∶1或其变式，说明两对基因不位于非同源染色体上（2）4（3）d基因转录形成的mRNA中，终止密码子提前出现，不能合成花青素合成所需要的酶（4）①.12②.将白枸杞突变体分别与纯合野生型三体系中的12种三体植株杂交得F1，F1分别自交，观察并统计F2的表型及比例（或将白枸杞突变体分别与纯合野生型三体系中的全部三体植株杂交得F1，分别使F1随机受粉，观察并统计F2的表型及比例）③.F2出现黑枸杞∶白枸杞等于31∶5（或F2出现黑枸杞∶白枸杞约为8∶1）【解析】（1）由题目可知，当基因A和B同时存在时，果实才有花青素的合成与积累，才能显色。亲本黑枸杞是纯合子，亲本白枸杞是隐性纯合子，因此亲本黑枸杞的基因型为AABB，亲本白枸杞的基因型是aabb。F1的基因型为AaBb，为浅紫枸杞。F1自交，F2中黑枸杞：浅紫枸杞：白枸杞=1：2：1，不符合9：3：3：1或其变式，说明两对基因不位于非同源染色体，若位于非同源染色体，F2应为3黑枸杞（A_BB）：6浅紫枸杞（A_Bb）：7白枸杞（aaB_+aabb+A_bb），但实际结果为1：2：1，表明基因A和B存在连锁。（2）由于A/a和B/b位于一堆同源染色体上，且亲本基因型为AABB和aabb，可知A/B在一条染色体上，a/b在同一条染色体上，F1的基因型为AaBb，为浅紫枸杞，若用红色和黄色荧光分子分别标记F1浅紫枸杞细胞中的A、B基因，则在一个处于减数分裂Ⅱ的细胞，减数分裂I时同源染色体分离，A/B所在染色体进入一个细胞，a/b所在染色体进入一个细胞，由于减数分裂Ⅰ前的间期发生DNA的复制，因此处于减数分裂Ⅱ是细胞的基因型为AABB和aabb，因此最多能观察到4个荧光标记，最少能观察到0个。（3）题图显示：基因d转录的模板DNA链与基因D的存在一个碱基的不同，说明产生基因d的机制是碱基对的替换。碱基对的替换导致基因d转录形成的mRNA中终止密码子UAG提前出现，不能合成花青素合成所需要的酶，所以基因型为AABBdd的枸杞不能合成花青素合成所需要的酶。（4）黑枸杞2N=24，根据题意枸杞含有12对染色体，因此最多12种三体（每种染色体多一条）；要以野生型纯合黑枸杞为材料，人工构建黑枸杞的三体系（黑色）设计杂交实验，进行染色体定位，可以与白枸杞突变体杂交，根据子代的数量和结果进行判定。因此实验思路如下：方案一：将白枸杞突变体（dd）分别与纯合野生型三体系中的12种三体植株（基因型为DD或DDD）杂交得F1（基因型为Dd或DDd），F1分别自交，收集种子并单独隔离种植F2，观察并统计F2的表型及比例。若D、d基因不位于该三体所在染色体上，则F1基因型为Dd，F1自交后代表型及比例为黑枸杞∶白枸杞=3：1；若D、d基因位于该三体所在染色体上，则F1基因型及比例为DDd：Dd=1：1，DDd产生的配子及比例为DD：Dd：D：d=1：2：2：1，F1自交，后代中dd的概率为1/2×1/4+1/2×1/36=10/72=5/36，因此F1自交后代表型及比例为黑枸杞∶白枸杞=31：5。方案二：将白枸杞突变体（dd）分别与纯合野生型三体系中的12种三体植株（基因型为DD或DDD）杂交得F1（基因型为Dd或DDd），留种并种植F1，使其随机受粉，收集种子并单独隔离种植F2，观察并统计F2的表型及比例。若D、d基因不位于该三体所在染色体上，则F1基因型为Dd，F1随机受粉后代表型及比例为黑枸杞∶白枸杞=3：1；若若D、d基因位于该三体所在染色体上，则F1基因型及比例为DDd：Dd=1：1，DDd产生的配子及比例为DD：Dd：D：d=1：2：2：1，Dd产生的配子及比例为D：d=1：1，因此F1产生的d配子的概率为1/2×1/2+1/2×1/6=1/3，F1随机受粉，后代中dd为1/3×1/3=1/9，即F1随机受粉后代表型及比例为黑枸杞∶白枸杞=8：1。21.蜜蜂蜂群中，雄蜂（N=16）由未受精的卵发育成，蜂后（2N=32）与工蜂（2N=32）均是由受精卵发育形成的雌性蜂。同一批次所有的雌性蜜蜂出生时都具有相同的基因，只因幼虫期食物的差异而向