13.(18分)玉米基因图谱已经绘出,这一成果将有助于科学家们改良玉米和其他谷类粮食作物(水稻、小麦和大麦)的品种。研究者说,现在科学家可以对玉米基因组进行准确而有效的研究,帮助找到改良品种、增加产量和抵抗干旱与疾病的新方法。

(1)作物基因图谱主要研究基因的定位,以及基因中　　 的排列顺序等。在基因表达过程中,一种氨基酸可以对应几个密码子,这一现象叫密码子的简并性。你认为密码子的简并性对生物的遗传有什么意义? 　　　　　。

(2)用玉米作原料进行酵母菌发酵生产乙醇,可帮助解决日益紧张的能源问题,酵母菌发酵产生乙醇的条件是

　　　　 。

(3)现有3个纯种品系的玉米,其基因型分别是甲aaBBCC、乙AAbbCC和丙AABBcc。基因a、b、c所决定的性状可提高玉米的市场价值,请回答下列问题。

(假定三个基因是独立遗传的,玉米可以自交和杂交)

①获得aabbcc个体的杂交方案有多种,请补全下面的杂交育种方案。

第一年, 　　　　　　　　　　　　　　　　　　;

第二年,种植F₁和纯系乙(丙、甲),让F₁与纯系乙(丙、甲)杂交,获得F₂种子;

第三年, 　　　　　　　　　　　　　　　　　　;

第四年,种植F₃,植株长成后,选择由基因型aabbcc决定的表现型个体,使其自交,保留种子。

②此杂交育种方案中,由基因型aabbcc决定的表现型个体出现的概率是　　 。

(4)玉米中aa基因型植株不能长出雌花而成为雄株,而基因B控制的性状是人类所需要的某种优良性状。现有基因型为aaBb的植株,要在短时间内获得大量具有这种优良性状的纯合雄性植株,请你写出简要的实验方案:

① 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;

②用秋水仙素处理单倍体使其加倍成纯合的二倍体,选取aaBB性状的植株;

③ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案:(1)脱氧核苷酸(碱基) 基因中碱基(对)的改变会导致遗传密码改变,但是由于密码子的简并性,翻译成的氨基酸不一定改变,从而保证了遗传性状的稳定性

(2)无氧

(3)①甲与丙(或甲与乙或乙与丙)杂交,获得F₁种子

种植F₂,让F₂自交,获得F₃种子 ②

(4)①取该植株的花药离体培养成单倍体植株幼苗

③将②中选取的植株利用植物组织培养技术进行扩大培养

12.(16分)下图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。请回答下列问题。

(1)图中过程①是　　 ,此过程既需要　　 作为原料,还需要能与基因启动子结合的　　 酶进行催化。

(2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”,携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,则物质a中模板链碱基序列为　　 。

(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是　 。

(4)致病基因与正常基因是一对　　 。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而来,则两种基因所得b的长度是　　 的。在细胞中由少量b就可以短时间内合成大量的蛋白质,其主要原因是　 。

解析:(1)根据题图可以判断过程①是转录过程,过程②是翻译过程,物质a是DNA,物质b是RNA,转录过程既需要核糖核苷酸作为原料,还需要RNA聚合酶进行催化。

(2)根据携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,可以推知丝氨酸和谷氨酸的密码子为UCU、GAA,进而可以推知物质a模板链对应碱基序列为—AGACTT—。

(3)根据题图可以看出该异常蛋白质没有起催化作用,所以致病基因控制性状的方式是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

(4)致病基因与正常基因是一对等位基因。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而来,基因中的碱基数量并未发生改变,所以两种基因的长度是相同的。在细胞中由少量b就可以在短时间内合成大量的蛋白质,从图可以看出其主要原因是一个mRNA分子可结合多个核糖体,同时合成多条肽链。

答案:(1)转录 核糖核苷酸 RNA聚合

(2)—AGACTT—

(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

(4)等位基因 相同 一个mRNA分子可结合多个核糖体,同时合成多条肽链

二、非选择题

11.(16分)下图为某一家族的部分遗传系谱图,甲、乙两病分别由A、a与B、b两对等位基因控制,且两病其中之一是伴性遗传病。回答下列问题。

(1)甲病和乙病的遗传方式分别为　　　 、　　　　　 ;Ⅱ4的基因型为　　 ;Ⅲ7的基因型为　　　 。

(2)我国《婚姻法》规定禁止近亲结婚,原因是　　　 　　　　　;若Ⅲ8与Ⅲ9近亲结婚,则生育的子女中正常的概率是　　 ,两病都患的概率是　　 。

(3)若Ⅲ8与Ⅲ9婚后生下一对双胞胎(Ⅳ11与Ⅳ12),则他们同时患有甲病的概率是　　 。

解析:(1)从Ⅱ3和Ⅱ4生Ⅲ8或Ⅱ5和Ⅱ6生Ⅲ10的情况分析可知,甲为常染色体隐性遗传病;从Ⅱ5、Ⅱ6生Ⅲ9的情况以及题干中的说明,可知乙为伴X隐性遗传病;由8患甲病可知Ⅱ4为Aa,由Ⅰ2患乙病可知Ⅱ4为X^BX^b,则Ⅱ4的基因型为AaX^BX^b;Ⅱ3和Ⅱ4为Aa,Ⅲ7可能为AA或Aa,Ⅲ7不患乙病应为X^BY,Ⅲ7的基因型为AAX^BY或AaX^BY。

(2)近亲的双方携带相同的隐性致病基因的机会大,婚配会使后代患隐性遗传病的机会大大增加。从甲病分析,Ⅲ8是甲病患者,基因型为aa,Ⅲ9的基因型为1/3AA、2/3Aa,后代中2/3正常,1/3患甲病;从乙病分析,Ⅲ8的基因型为1/2X^BX^B、1/2X^BX^b,Ⅲ9是乙病患者,基因型为X^bY,后代中3/4正常,1/4患乙病;根据自由组合定律,后代中正常的概率为2/3×3/4=1/2;两病都患的概率是1/3×1/4=1/12。

(3)从图可知11与12为异卵双胞胎,因此同时患甲病的概率为1/3×1/3=1/9。

答案:(1)常染色体上隐性遗传病 X染色体上隐性遗传病 AaX^BX^b AaX^BY或AAX^BY

(2)近亲结婚会使后代患隐性遗传病的机会大大增加 1/2 1/12

(3)1/9

10.下列关于生物进化的叙述,错误的是(　 )

A.生物的种间竞争是一种选择过程

B.化石是研究生物进化的重要依据

C.外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向

D.突变的可遗传性阻碍生物进化

解析:自然选择包括自然环境对生物的选择和生物与生物之间的相互选择,种间关系是生物之间相互选择的基础;化石是存留在岩石中的古生物遗体或遗迹,研究化石可以了解生物的进化历程;外来物种入侵可以改变原有的种间关系,从而改变生物进化的速度和方向;突变为生物进化提供原材料,不会阻碍生物进化。

答案:D

9.科研人员围绕培育四倍体草莓进行了探究,实验中,每个实验组选取50株草莓幼苗,以秋水仙素溶液处理它们的幼芽,得到下图所示结果。相关说法错误的是(　 )

A.实验原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成进而诱导形成多倍体

B.自变量是秋水仙素浓度和处理时间,所以各组草莓幼苗数量应该相等

C.由实验结果可知用0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗1天最容易成功

D.判断是否培育出了四倍体草莓的简便方法是让四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实比较

解析:秋水仙素诱导多倍体形成的原因是其抑制纺锤体形成,使复制的染色体分开后不能进入两个子细胞,从而使细胞内染色体数目加倍;从实验结果分析,用0.2%的秋水仙素溶液处理1天诱变率最高;各组除自变量外,无关变量都应相同。果实大小与多种因素有关,如生长条件,所以比较果实大小不能判断是否培育出了四倍体草莓。

答案:D

8.生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是(　 )

A.甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组

B.甲图是个别碱基对的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果

C.乙图是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果

D.甲、乙两图所示现象常出现在减数第一次分裂的前期,染色体数与核DNA数之比为1∶2

解析:由题图可知,甲、乙两种变异类型均属于染色体结构变异,甲图的变异是由染色体某一片段的增加或缺失引起的,乙图的变异是非同源染色体之间发生片段互换的结果。

答案:D

7.下列情况可引起基因重组的是(　 )

①非同源染色体上的非等位基因自由组合 ②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 ③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 ④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换 ⑤正常夫妇生出白化病儿子

A.①②③　　　 　　 B.③④

C.①③　　 D.①③⑤

答案:C

6.某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体,如取该小鼠的某种干细胞,放入含³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,当该细胞首次进入有丝分裂后期时(　 )

A.被标记的同源染色体移向两极

B.被标记的染色体是80条

C.此时细胞内的基因表达很活跃

D.此时细胞内含有2个染色体组

解析:一个四分体含2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子。某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体,说明其含同源染色体20对。取该小鼠的某种干细胞(体细胞)放入含³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,有丝分裂间期,染色体复制包括DNA复制和有关蛋白质合成,此时细胞内的基因表达很活跃,有丝分裂后期基因表达不活跃,C错误。由于复制时每条染色体均被³H标记,该干细胞首次进入有丝分裂后期时,被标记的染色体是80条,B正确。有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,同源染色体不分离,同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期,A错误。有丝分裂后期,细胞内含有4个染色体组,D错误。

答案:B

5.关于下图所示生理过程的描述,最合理的是(　 )

A.可能发生于硝化细菌细胞内

B.表示噬菌体的转录和翻译过程

C.图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中

D.图中两核糖体合成的蛋白质不同

解析:由图示可以看出,转录和翻译同时进行,可发生于原核细胞内。人体细胞核基因转录出mRNA后,mRNA通过核孔进入细胞质,与核糖体结合后指导蛋白质的合成,与图示不符。图中两核糖体以同一mRNA为模板,合成的蛋白质也相同。噬菌体只有侵入寄主细胞后,才能发生图示过程。

答案:A

4.在噬菌体侵染细菌实验中,分别用标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌,噬菌体在细菌体内复制了三代,则下列说法正确的是(　 )

A.噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质

B.含有³²P的子代噬菌体和含有³⁵S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的和0

C.标记噬菌体的方法是分别用含³²P的培养基和³⁵S的培养基培养噬菌体

D.上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是:RNA→DNA→RNA→蛋白质

解析:噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质,不能证明DNA是主要的遗传物质,A错误;噬菌体侵染细菌的过程中,进入细胞内部的是噬菌体的DNA,蛋白质外壳留在外部,故子代产生的噬菌体蛋白质外壳都不具有放射性,由于DNA的复制是半保留复制,复制三代,含有³²P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为,B正确;噬菌体必须寄生在活细胞体内才能生活,不能直接用培养基培养,C错误;噬菌体是DNA病毒,不具有逆转录过程,D错误。

答案:B