高中生物试题

在一封闭饲养的有毛小鼠繁殖种群中，偶然发现一对有毛小鼠生产的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠。无毛小鼠全身裸露无毛，并终身保留无毛状态。科研人员为了研究无毛小鼠的遗传特性，让上述这对有毛小鼠继续交配，仍有无毛小鼠出生；让无毛小鼠与亲代有毛小鼠回交，生出10只无毛小鼠和12只有毛小鼠，其中无毛小鼠雌、雄各5只， 有毛雌小鼠7只，雄小鼠5只。
(1)请根据材料回答下列问题：
①亲代有毛小鼠的基因型为________________(有毛和无毛基因分别用A和a表示)，推测产生无毛小鼠是由种群中发生基因突变造成的，理由是______________________
________________________________________________________________________。
②控制无毛性状的基因位于________染色体上，理由是________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知无毛是由隐性基因控制的，无毛雄鼠能正常生育，无毛雌鼠繁殖力低，哺乳困难。若利用上述回交实验得到的小鼠作实验材料，理论上有________种交配方案能获得无毛小鼠。其中最佳方案为____________；理由是________________________________
________________________________________________________________________。

下表表示6种纯系果蝇的性状和携带这些基因的染色体，品系②～⑥都只有一个性状是隐性性状，其他性状都为显性性状，请回答下列问题：

类型 性状	①野生型	②白眼型	③变胸型	④短肢型	⑤残翅型	⑥黑身型	基因位置
眼色	红眼W	白眼w					X染色体
后胸	后胸正常H		变胸h				Ⅲ号染色体
肢型	正常肢D			短肢d			Ⅱ号染色体
翅型	长翅V				残翅v		Ⅱ号染色体
体色	灰身B					黑身b	Ⅱ号染色体

(1)若进行验证基因自由组合定律的实验，观察体色和体型(后胸)的遗传表现，选作杂交亲本的编号及其基因型应是____________________________________，选择上述杂交亲本的理论依据是____________________________________表现为自由组合。
(2)若要通过一次杂交实验得到基因型为VvX^wY(长翅白眼雄)的果蝇，选作母本的类型编号及其基因型和表现型应是____________________________。选作父本的类型编号及其基因型和表现型应是________________________。
(3)让品系②的雌性个体与品系④的雄性个体进行交配，得到的F₁的基因型可能有
______________________________________________________。
(4)某实验小组对果蝇的灰身(B)与黑身(b)这对相对性状进行遗传学研究。如果用含有某种添加剂的食物喂养果蝇，所有果蝇都是黑身。现有一只用含有这种添加剂的食物喂养的黑身雄果蝇，请设计一个实验探究其基因型，写出简要的实验设计思路。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

“胆碱能神经元”是一种能合成乙酰胆碱，并在兴奋时能从神经末梢释放乙酰胆碱的传出神经元。目前认为，老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”的大量死亡和丢失有关。某研究小组为研究老年性痴呆的机制，定位损伤大鼠的脑，进行学习能力以及记忆巩固能力的测验，实验处理和实验结果如下表。请回答下列问题：

组别	实验处理	实验结果
错误次数	完成学习所需时间(秒)
A	不作任何处理	8.76	112.39
B	向大鼠脑的一定区域缓慢注射0.5M缓冲溶液的鹅膏蕈氨酸1 μL	15.72	149.73

(1)“胆碱能神经元”活动与受体有关，毒蕈碱受体是其中的一种，B组实验处理的目的是让鹅膏蕈氨酸与____________上的毒蕈碱受体结合，使乙酰胆碱与受体的结合受到影响，从而产生与________________________________________相似的效果，以达到研究老年性痴呆的机制的目的。
(2)表中的实验数据表明B组大鼠的________________________________________下降，从而为老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”有关的猜测提供了实验证据。
(3)研究发现，乙酰胆碱作用于骨骼肌细胞，可引起收缩；作用于心肌细胞，却降低收缩频率。为了探究乙酰胆碱作用于上述两种肌细胞产生不同反应是否与两种肌细胞膜上的相应受体不同有关，研究人员进行了下面实验。
实验步骤：①利用骨骼肌细胞膜上的乙酰胆碱受体作为抗原，制备相应的抗体；②将上述抗体分别作用于骨骼肌细胞和心肌细胞；
③一段时间后，用____________________分别作用于这两种细胞，观察它们收缩反应变化的情况。
预期实验结果及结论：
若________________________________________________________________，则骨骼肌细胞膜上的乙酰胆碱受体与心肌细胞的不同，表明乙酰胆碱的作用特点与两种肌细胞膜上的相应受体不同有关。

血友病是X染色体上隐性基因(h)控制的遗传病。下图中两个家系都有血友病患者，Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成是XXY非血友病的儿子(Ⅳ2)，家系中的其他成员性染色体组成均正常。以下判断正确的是(　　)。

A．Ⅳ2性染色体异常是因为Ⅲ2在形成配子过程中XY没有分开

B．此家族中，Ⅲ3的基因型是X^HX^h，Ⅳ1的基因型是X^HX^H或X^HX^h

C．若Ⅲ2和Ⅲ3再生育，Ⅳ3个体为男性且患血友病的概率为1/2

D．若Ⅳ1和正常男子结婚，所生育的子女中患血友病的概率是1/4

下列是特定条件下自由组合定律的几种情况，请据信息回答：
（1）在某种鼠中，已知黄色基因Y对灰色基因y是显性，短尾基因T对长尾基因t是显性，而且黄色基因Y和短尾基因T在纯合时都能使胚胎致死，这两对等位基因遵循自由组合定律。请写出：两只表现型都是黄色短尾的鼠交配的遗传图解（不必写出配子）
（2）番茄中基因A、a控制植株的有无茸毛，B、b控制果实颜色，两对基因独立遗传，且基因A具有纯合致死效应。育种工作者为培育有茸毛黄色品种进行如下杂交实验。请回答：

①F₂代个体中基因型有        种，四种表现型及比例为                。
②为了验证两种性状的遗传特点，可将F₂植株自交，单株收获F₂中有茸毛红果植株所结种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有    的株系F₃的表现型及其数量比与题目F₂代相同；其余的株系F₃的表现型及其数量比            。

(12分)研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理下图所示。请分析回答：

（1）神经细胞中ATP的产生         （细胞结构），其结构简式是       。
（2）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是:
①科学家用化学物质阻断         后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号；
②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的          。
（3）为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时。然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次试验后，所得数据如下表所示：

实验编号	X物质浓度（ng mL^－1）	细胞内ATP浓度（nmoL mL^－1）	细胞死亡百分率
A	0	80	1
B	2	70	3
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70

①该实验的因变量是                                             。
②若用混有浓度为2ng mL^－1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到_________,原因是__________________________

将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是＿＿＿＿＿，捕获光能的色素中含量最多的是＿＿＿＿＿＿。
（2）CO₂通过气孔进入叶肉细胞后，首先与＿＿＿＿＿结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）光照强度低于8×10²μmol·m^-2·s^-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是＿＿＿＿＿＿＿；光照强度为10～14×10²μmol·m^-2·s^-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）分析图中信息，PEPC酶所起的作用是＿＿＿＿＿；转基因水稻更适宜栽种在＿＿＿＿＿环境中。

下图一为白化基因（用a表示）和色盲基因（用b表示）在某女性的体细胞中分布示意图；图二为有关色盲病和白化病的某家庭遗传系谱图，其中Ⅲ9同时患白化和色盲病，Ⅱ4、Ⅱ7、Ⅲ11只患其中的一种病（Ⅱ4和Ⅲ11患同一种病，Ⅱ7患另一种病），其他个体都正常（图二中方框表示男性，圆圈表示女性）。请据图回答：

（1）具有图一所示基因型的女性在减数分裂产生配子时将遵循         定律，产生4种配子。其中带有致病基因的配子的基因型除了aX^B、aX^b外还有      。
（2）根据图二判断，Ⅱ4患           病，Ⅱ8是纯合子的概率是       。
（3）若Ⅲ10和Ⅲ12结婚，所生子女中发病率是         。
（4）若Ⅲ9性染色体的组成为X^bX^bY，那么产生异常生殖细胞的是其        （填父亲或母亲）（假定没有发生基因突变）。

在一定气候条件下，运用植物细胞质壁分离的实验原理，测试田间作物的细胞液浓度，以此法获得作物代谢情况的必要数据。在此项测试中，实验变量（自变量）是(    )

A．作物细胞液浓度

B．制备的系列浓度梯度的检测液

C．作物细胞质壁分离状态

D．一定的环境温度或其他气候数据

逆境是指对植物产生伤害的环境，如冰冻、盐渍和干旱等。植物对逆境的抵抗能力是不一样的，受遗传因素和外界因素的双重影响。植物对逆境的抗性强，则植物的电导率低；反之，电导率就高。电导率可以用一定的技术手段测出。现在有人认为脱落酸可以提高植物对逆境的抵抗力。请使用下列材料设计一个实验，以探究脱落酸对植物抗逆性的影响。
材料用品：生长在培养瓶中状态良好且一致的黄瓜幼苗10株、适宜浓度的脱落酸、测定电导率的装置、0.25mol/L NaCl溶液、蒸馏水。
(1)实验中的自变量是               。
(2)实验假设：                                                          。
(3)实验步骤：
第一步：将10株黄瓜幼苗平均分成甲、乙两组；
第二步：                                                                ；
第三步：                                                             ；
第四步：                                                               。
预期结果及结论：
                                                          

基因工程：制备新型酵母菌

（1）已知酵母菌不能吸收淀粉，若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵，则应导入多步分解淀粉所需的多种酶，推测这些酶生效的场所应该是＿＿＿＿＿。（填“细胞内”和“细胞外”）

（2）同源切割是一种代替限制酶、 $DNA$连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因直接插入。研究人员运用同源切割的方式，在目的基因两端加上一组同源序列 $A﹣B$，已知酵母菌体内 $DNA$有许多 $A﹣B$序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图甲，则应选择图中的引物＿＿＿＿＿对目的基因进行 $PCR$。

（3）已知酵母菌不能合成尿嘧啶，因此尿嘧啶合成基因（ $UGA$）常用作标记基因，又知尿嘧啶可以使 $5﹣$氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质。

（i）导入目的基因的酵母菌应在＿＿＿＿＿的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因，需要多次筛选，因此在导入一种目的基因后，要切除 $UGA$基因，再重新导入。研究人员在 $UGA$基因序列两端加上酵母菌 $DNA$中不存在的同源 $C.C\prime$序列，以便对 $UGA$基因进行切除。 $C.C\prime$的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式，进而决定 $DNA$片段在切割后是否可以顺利重连，如图乙，则应选择方式＿＿＿＿＿进行连接。

（ii）切去 $UGA$基因的酵母菌应在＿＿＿＿＿的培养基上筛选培养。

（4）综上，目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图丙中的图＿＿＿＿＿。

某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶 $1$催化，第2步由酶 $2$催化。其中酶1的合成由 $A$基因控制，酶 $2$的合成由 $B$基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。

实验一：探究白花性状是由 $A$或 $B$基因单独突变还是共同突变引起的

①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。

②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。

③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。

实验二：确定甲和乙植株的基因型

将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。

回答下列问题。

（1）酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出3点即可）；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的＿＿＿＿＿＿＿。

（2）实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）根据实验二的结果可以推断甲的基因型是＿＿＿＿＿＿＿，乙的基因型是＿＿＿＿＿＿＿；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是＿＿＿＿＿＿＿。

科研人员构建了可表达 $J﹣V5$融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中 $V5$编码序列表达标签短肽V5。

（1）与图甲中启动子结合的酶是＿＿＿＿＿＿。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2个结构即可）。

（2）构建重组质粒后，为了确定 $J$基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行 $PCR$检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物＿＿＿＿＿＿。已知 $J$基因转录的模板链位于b链，由此可知引物 $F1$与图甲中J基因的＿＿＿＿＿＿（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。

（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗 $J$蛋白抗体和抗 $V5$抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带 $1$证明细胞内表达了＿＿＿＿＿＿，条带 $2$所检出的蛋白＿＿＿＿＿＿（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。

科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题：

（1）下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，杂交实验及结果如图1。

据此分析， $F_1$雄果蝇产生＿＿＿＿＿＿种配子，这两对等位基因在染色体上的位置关系为＿＿＿＿＿＿。

（2）果蝇 $A1、A2、A3$为 $3$种不同眼色隐性突变体品系（突变基因位于Ⅱ号染色体上）。为了研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如图2。

据此分析 $A1、A2、A3$和突变型 $F_1$四种突变体的基因型，在相应的图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置（ $A1、A2、A3$隐性突变基因分别用 $al、a2、a3$表示，野生型基因用“ $+$”表示）。

（3）果蝇的正常刚毛（ $B$）对截刚毛（ $b$）为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体上的隐性基因 $t$纯合时，会使性染色体组成为 $XX$的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如图3。

据此分析，亲本的基因型分别为＿＿＿＿＿＿， $F_1$中雄性个体的基因型有＿＿＿＿＿＿种；若自由交配产生 $F_2$，其中截刚毛雄性个体所占比例为＿＿＿＿＿＿， $F_2$雌性个体中纯合子的比例为＿＿＿＿＿＿。

某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：

（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 　＿＿＿＿＿＿。

（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌 $H$，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在＿＿＿＿＿＿ $\mu g•m{L}^{﹣1}$浓度区间进一步实验。

测试菌	抗菌肽浓度/（μg•mL^﹣^1）
	55.20	27.60	13.80	6.90	3.45	1.73	0.86
金黄色葡萄球菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
枯草芽孢杆菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
禾谷镰孢菌	﹣	+	+	+	+	+	+
假丝酵母	﹣	+	+	+	+	+	+

注：“+”表示长菌，“﹣”表示未长菌。

（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因 $M$构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌 $A$。在利用 $A$菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶 $M$。分析可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。

（4）研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、 $pH$以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术？＿＿＿＿＿＿（填“是”或“否”）。

（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（ $MRSA$）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用 $MRSA$感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对 $MRSA$引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是＿＿＿＿＿＿。

①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体

② $MRSA$感染的肺类装配体

③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽

④生理盐水

⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）

⑥万古霉素（抗 $MRSA$的药物）