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江苏省常州市北郊高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中生物试卷
一、单项选择题（共15个小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项正确）
1．（2025高一下·常州期中）下列有关“性状”的叙述，正确的是 （　　）
A．生物体不能表现出来的性状是隐性性状
B．兔的白毛和黑毛，狗的直毛和卷毛都是相对性状
C．遗传因子组成不同的个体杂交，子代表现的性状为显性性状
D．性状分离是指后代固时出现显性性状和隐性性状的现象
2．（2025高一下·常州期中）下图是某种进行有性生殖的高等哺乳动物的繁衍过程示意图，其中①②③代表相关生理过程。下列有关叙述错误的是（　　）
A．过程①②有利于使同一双亲后代呈现出多样性
B．这种动物雌雄个体的过程②产生的成熟生殖细胞的数目不同
C．过程②③能保证该生物前后代染色体数目的恒定
D．受精卵中的染色体，一半来自父方，一半来自母方
3．（2025高一下·常州期中）如图为某植物（2n=24）减数分裂过程中不同时期的细胞图像。下列叙述正确的是（　　）
A．应取该植物的雌蕊制成临时装片，才更容易观察到上面的图像
B．图①③⑤细胞中含有同源染色体，且都具有12个四分体
C．图③④细胞染色体的着丝粒排列在细胞板上
D．图③→⑤过程中的非同源染色体自由组合使配子呈多样性
4．（2025高一下·常州期中）图1表示荧光显微镜下观察到某雄性动物细胞中两条染色体着丝粒（分别用“●”和“o”表示）的移动路径。图2中的a~e表示该动物精原细胞进行分裂时处于不同时期的细胞。下列叙述错误的是（　　）
A．图1中①→②过程表示同源染色体联会
B．图2中b、c均可表示次级精母细胞
C．图2中的e所处时期有四个染色体组
D．图1中③时期的细胞可对应图2的e
5．（2025高一下·常州期中）现将一批遗传因子组成为AA和Aa的豌豆种子，其中纯合子与杂合子的比例为2：1，随机种植在试验田1；将另一批遗传因子组成为Bb和bb的玉米种子，其中杂合子与纯合子的比例为2：1，随机种植在试验田2，自然状态下，豌豆和玉米子一代的显性性状与隐性性状的比例分别接近（　　）
A．11：1、5：4 B．11：1、1：1 C．35：1、1：1 D．35：1、5：4
6．（2025高一下·常州期中）睾丸女性化由X染色体上的tf基因决定，患者性染色体组成为XY，有睾丸和女性生殖器官，外貌和正常女性一样，但没有生育能力，性别鉴定为女性。下图是一个睾丸女性化家系的部分系谱图，相关叙述错误的是（　　）
A．图中所有患者的母亲均为杂合子
B．患者家系中女性常多于男性
C．III1和III2再生了一个孩子，其患病的概率是1/4
D．IV1和正常男性结婚生一个正常男孩的概率是1/3
7．（2025高一下·常州期中）—对正常的夫妇，他们有一个XXY的色盲孩子，孩子为“XXY色盲”的原因可能是
A．正常卵细胞和异常的精子结合，初级精母细胞中性染色体没有分开
B．正常卵细胞和异常的精子结合，次级精母细胞中性染色体移向同一极
C．正常精子和异常的卵细胞结合，初级卵母细胞中性染色体没有分开
D．正常精子和异常的卵细胞结合，次级卵母细胞中性染色体没有分开
8．（2025高一下·常州期中）现有①~④四个纯种果蝇品系，品系①的性状均为显性，品系②~④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示：
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 均为显性 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 II、III II II III
若需验证自由组合定律，可选择交配的品系组合为（　　）
A．①×② B．①×④ C．②×③ D．②×④
9．（2025高一下·常州期中）解密基因的科学研究中传颂着合作探究的典范。相关叙述正确的是（　　）
A．摩尔根等以果蝇为研究材料，通过假说演绎法，证明了基因位于染色体上
B．沃森和克里克拍摄、分析了DNA 衍射图谱并构建了DNA 的双螺旋结构
C．梅塞尔森和斯塔尔利用噬菌体为实验材料证实了DNA 的半保留复制
D．赫尔希和蔡斯利用同位素标记法证明了DNA 是主要的遗传物质
10．（2025高一下·常州期中）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列相关叙述正确的是（　　）
A．可以用14C和18O替代32P和35S对T2噬菌体进行标记
B．T2噬菌体增殖所需要的原料、酶和ATP等物质可均由大肠杆菌提供
C．35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间过短或过长都会导致上清液中放射性增强
D．烟草花叶病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
11．（2025高一下·常州期中）构建DNA 双螺旋结构模型的实验材料中，共有脱氧核糖与磷酸的连接物70个，代表碱基A 的材料有12个，碱基G的有20个，其它材料均充足。下列叙述正确的是 （　　）
A．DNA 分子中的每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
B．模拟氢键的材料最多需要84个
C．最多可搭建出一个含有18个碱基对的DNA片段
D．构建出的 DNA 分子有4个游离的磷酸基团
12．（2025高一下·常州期中）大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的 DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是（　　）
A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色
C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色
13．（2025高一下·常州期中）研究发现，人的细胞中，核DNA会存在复制和转录的相互排斥，即DNA在复制时会通过一些机制抑制转录的进行。下列对该机制的推测，成立的是（　　）
A．复制和转录需要的酶在与DNA结合的位点上存在竞争
B．复制和转录所需的原料相同，存在竞争
C．复制和转录所需的酶相同，存在竞争
D．复制和转录的碱基互补配对相同，存在竞争
14．（2025高一下·常州期中）研究发现在某类真核生物中，某些密码子在线粒体和细胞核中编码的氨基酸不同，具体情况如下表所示，若序列相同的两个DNA分子在细胞核和线粒体表达后，可能会出现下列哪些差异（　　）
密码子 细胞核 线粒体
AUA 异亮氨酸 甲硫氨酸
UGA 终止密码子 色氨酸
①转录产生的RNA的碱基序列不同②表达出的蛋白质的结构不同③翻译过程中消耗的氨基酸数量不同④翻译过程中碱基配对的方式不同
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
15．（2025高一下·常州期中）下列有关中心法则的叙述中，正确的是 （　　）
A．HIV病毒可在病毒内自主合成逆转录酶
B．正常人体细胞中的 RNA 来源于过程②和④
C．③与②过程相比，特有的碱基配对方式是U——A
D．胰岛 B细胞中核DNA的遗传信息的传递过程有①②③
二、多项选择题（共4小题，每小题3分，共12分。每小题不止一个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1分，选错得0分）
16．（2025高一下·常州期中）某同学进行了性状分离比的模拟实验，用小球代表雌配子或雄配子，具体装置如下图。下列叙述正确的是（　　）
A．选用装置①和②可模拟等位基因的分离和雌雄配子的随机结合
B．选用装置①和③可模拟非等位基因的自由组合和雌雄配子的随机结合
C．①~④各装置内小球的总数可以不相等
D．从①-④中随机各抓取1个小球并记录组合类型，最多可产生9种组合
17．（2025高一下·常州期中）下列关于真核细胞内 DNA 复制、转录的叙述，错误的是（　　）
A．DNA 一条链上的嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．DNA 复制发生在细胞分裂前的间期
C．解旋酶和RNA 聚合酶都可以断裂和恢复氢键
D．RNA 聚合酶与起始密码子结合启动转录
18．（2025高一下·常州期中）细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控，其作用机制如下图所示（①②③④表示过程，a、b、c、d表示合成的多肽链），医学上依据该图原理采用饥饿疗法治疗癌症（阻断肿瘤的血液供应）。下列分析正确的是（　　）
A．参与癌细胞合成蛋白质的RNA仅有mRNA和tRNA
B．空载tRNA与mRNA结合后抑制过程①从而抑制蛋白质合成
C．最早合成的多肽是a，核糖体的移动方向为由右向左
D．阻断肿瘤的血液供应可抑制蛋白质合成抑制癌细胞分裂
19．（2025高一下·常州期中）家蚕（2N=56）的性别决定方式为ZW型，茧形和体色分别由等位基因A、a和B、b控制，且两对基因均不在W染色体上。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交，F1中雌雄数量相等，雌雄中表型及比例如表所示。下列叙述正确的是 （　　）
雌蚕 有斑纹纺锤形茧：无斑纹纺锤形茧：有斑纹椭圆形茧：无斑纹椭圆形茧=1：4：1：4
雄蚕 有斑纹纺锤形茧：无斑纹纺锤形茧：有斑纹椭圆形茧：无斑纹椭圆形茧=2：8：1：4
A．基因A、a和B、b位于非同源染色体上，遵循自由组合定律
B．关于茧形的遗传，亲本中的父本有1种基因型，母本有2种基因型
C．关于体色的遗传，亲本中的无斑纹雄蚕亲本的基因型及其比例是BB：Bb=3：2
D．F1有斑纹椭圆形茧雄蚕占 1/15
三、非选择题（共5小题，总分58分）
20．（2025高一下·常州期中）如图1是显微镜下拍到的某基因型为AaBb的雄性动物（2n=24）的减数分裂不同时期的细胞图象。图2中，根据细胞中染色单体数、染色体数和核DNA分子数的数量关系，将细胞分成甲、乙、丙、丁四类。不考虑染色体互换和基因突变，根据所学知识，回答下列问题：
（1）图1中处于减数分裂Ⅰ的细胞有　 　（填序号），细胞c中有　 　条染色单体，细胞d正在发生　 　（填染色体行为）。
（2）图2 中□表示的是　 　的数目，图1中a时期的细胞可对应图2的细胞　 　。
（3）图2所示的细胞中一定不含等位基因的是　 　；图Ⅰ所示细胞中可能含有两条X染色体的是　 　（填序号）。
（4）若该生物的某一个精原细胞分裂过程中发生异常，产生的其中一个精子的基因型为AaB，则其他三个精子最可能的基因型是　 　，若该精子与正常卵细胞能正常进行受精作用，所得个体的体细胞的染色体数可能为　 　。
（5）如图3为某同学绘制的一个减数分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化图，他对该图作了如下标注：①ad段细胞中均含有同源染色体：②bc段发生的变化会使核DNA 数加倍，受精作用也可使核DNA数加倍，但二者的原因不同；③de段的发生伴随着细胞数目的增多。以上标注中，错误的有　 　。
21．（2025高一下·常州期中）图一中DNA分子有a和d两条链，I和II均是DNA分子复制过程中所需要的酶，图二是图一中某一片段的放大示意图。请分析回答下列问题：
（1）从图一可看出DNA复制的特点是　 　，Ⅰ是　 　酶，Ⅱ是　 　酶。DNA复制过程中新形成的子链延伸方向是　 　。
（2）图二中，DNA分子的基本骨架由　 　（填序号）交替连接而成，④的名称是　 　。
（3）若亲代DNA分子中A+T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A+T占　 　%。
（4）某DNA含有100个碱基对，其中A有40个。将其放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则每个子代DNA，分子的相对分子质量比亲代DNA分子增加了　 　。第五次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸　 　个。
（5）为证明DNA复制的方式，科学家利用大肠杆菌进行了相关实验：将大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养若干代，再将其转移到14NH4Cl培养液中培养，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA带的位置。下图表示几种可能的离心结果，则：
① 大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代。如果DNA为全保留复制，则DNA带的分布应该如图中试管　 　所示：如果为半保留复制，则DNA带的分布应如图中试管　 　所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带，证明DNA是半保留复制，则大肠杆菌增殖3代后，含14N的DNA分子占　 　 %。
22．（2025高一下·常州期中）探索遗传物质本质的历程中，几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
（1）①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种　 　，能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验，根据实验结果可知，加入的物质X为　 　。
（2）1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，实验包括4个步骤：
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S 和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是　 　。A. abcd B. dbac C. badc D. bacd
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养　 　，再用噬菌体去侵染　 　，收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，保温一段时间后搅拌，搅拌的目的是　 　，经离心后放射性存在于　 　。
③噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要　 　。A. 细菌的DNA B. 噬菌体的DNA C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
（3）某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M，为探究病毒M的遗传物质是DNA 还是RNA，开展了相关实验，如表所示。回答下列问题：
组别 处理方式 　实验结果
A 病毒M+活鸡胚培养基 　分离得到大量的病毒M
B 病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基 　
C 　 　
①该实验运用了　 　（填“加法”或“减法·`）原理。C组的处理方式是　 　。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒，则B组和C组的实验结果分别是　 　、　 　。
23．（2025高一下·常州期中）大肠杆菌（E.coli）是与人类的科研、生产、生活密切相关的细菌，下图是大肠杆菌体内进行的一些生理活动，请回答下列问题：
（1）图1中大肠杆菌正在进行DNA复制，其复制起始于特定位点，称为复制原点（ori），该序列中A-T含量很高，原因是　 　。由图可知，大肠杆菌DNA复制方式可描述为　 　（填序号）。
①单起点复制②多起点复制③连续复制④半不连续复制⑤半保留复制⑥全保留复制
（2）图2是大肠杆菌内基因表达的过程，与真核生物相比，显著的特点是　 　，图中RNA聚合酶的移动方向是　 　（填“从左向右”或“从右向左”）。图中，该RNA上结合的多个颗粒状结构是　 　，最终合成的产物通常　 　（填“相同”或“不相同”），其意义在于　 　。
（3）科学家将人的胰岛素基因片段导入大肠杆菌内实现转化，使大肠杆菌能够合成胰岛素。图3是胰岛素合成的翻译过程，图中正在编码的氨基酸对应的密码子是　 　。下一个连接到肽链的氨基酸是　 　（GGU甘氨酸、ACA 苏氨酸、GGG 甘氨酸、UGG色氨酸）。
（4）在培养大肠杆菌生产胰岛素时，当发酵罐中的大肠杆菌密度达到一定数值时，其数目会迅速下降，其中一个原因是生存压力过大导致菌体自溶，结合图4分析：
图4
当大肠杆菌数目增多生存压力增大，细胞内σE蛋白增多，促进MicA、RybB转录产生sRNA。
sRNA与　 　结合形成双链，进而被核酸酶水解，抑制了　 　过程，导致特定膜蛋白减少，最终菌体内陷自溶。
（5）综上，在大肠杆菌的生命活动中依赖信息的流动，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息表达的产物。而ATP为信息的流动提供能量，可见　 　。
24．（2025高一下·常州期中）番茄是雌雄同株的植物，其紫茎和绿茎（由D、d控制）是一对相对性状，缺刻叶和马铃薯叶（由H、h控制）是一对相对性状，两对基因独立遗传。现利用三种不同基因型的番茄进行两组杂交，实验结果如表所示。据表分析回答下列问题。
实验编号 亲本表型 子代表型及比例
实验一 紫茎缺刻叶①×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶=3：1
实验二 紫茎缺刻叶③×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶：绿茎缺刻叶；绿茎马铃薯叶=3：1：3：1
（1）仅根据实验一的杂交的结果，能判断出　 　（填“0”或“1”或“2”）对相对性状的显隐性关系，隐性性状是　 　。根据实验一、二的结果可知，这两对等位基因的遗传遵循　 　定律。
（2）亲本的紫茎缺刻叶①、紫茎缺刻叶③的基因型依次是　 　、　 　。
（3）紫茎缺刻叶①与紫茎缺刻叶③杂交，后代的表型及比值为　 　，后代的紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体占　 　。
（4）若用实验二子代中的紫茎缺刻叶和绿茎缺刻叶植株杂交，其后代中绿茎缺刻叶植株所占的比例为　 　。
（5）若番茄的果实颜色由两对等位基因（A和a、B和b）控制，且基因的表达与性状的关系如图1所示，为探究这两对等位基因是否位于同一对同源染色体上，某生设计了如下实验：
实验步骤：让基因型为AaBb的植株自交，观察并统计子代植株上番茄果实的颜色和比例（不考虑染色体互换）。
实验预测及结论：
①若子代番茄果实的颜色及比例为　 　，则A、a和B、b基因分别在两对同源染色体上。
②若子代番茄果实的颜色及比例为　 　，则A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和B在一条染色体上。
③若子代番茄果实的颜色及比例为　 　，则A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性
【解析】【解答】A、隐性性状是指具有相对性状的纯合亲本杂交，子一代中未显现出来的性状，隐性性状在隐性基因纯合时能够表现出来，并不是生物体不能表现出来的性状，A错误；
B、相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型，兔的白毛和黑毛是兔的毛色这一性状的不同表现，狗的直毛和卷毛是狗的毛形这一性状的不同表现，二者都属于相对性状，B正确；
C、显性性状是具有相对性状的纯合亲本杂交，子一代表现出来的性状，遗传因子组成不同的个体杂交，如杂合子与隐性纯合子杂交，子代可同时出现显性性状和隐性性状，子代表现的性状不一定是显性性状，C错误；
D、性状分离是指杂种自交的后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象，并非所有后代同时出现显性和隐性性状的现象都属于性状分离，D错误。
故答案为：B。
【分析】相对性状是同种生物同一性状的不同表现形式，隐性性状在基因纯合时可以表现，显性性状由纯合亲本杂交子一代的表现确定，性状分离特指杂种自交后代出现显隐性性状的现象。
2．【答案】C
【知识点】精子和卵细胞形成过程的异同；受精作用；亲子代生物之间染色体数目保持稳定的原因
【解析】【解答】A、过程②为减数分裂，可通过非同源染色体自由组合、同源染色体交叉互换等产生多种类型的配子；过程①为受精作用，精子与卵细胞的结合具有随机性，二者共同作用使同一双亲的后代呈现出多样性，A正确；
B、雄性个体经过程②（减数分裂）可产生大量精子，雌性个体经过程②（减数分裂）一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，因此雌雄个体产生的成熟生殖细胞数目不同，B正确；
C、过程②（减数分裂）使成熟生殖细胞中染色体数目减半，过程①（受精作用）使受精卵中染色体数目恢复到体细胞水平，二者共同保证了该生物前后代染色体数目的恒定；过程③为个体发育，主要通过有丝分裂增加细胞数目，不参与维持前后代染色体数目恒定，C错误；
D、受精卵由精子和卵细胞融合形成，精子来自父方，卵细胞来自母方，因此受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，D正确。
故答案为：C。
【分析】有性生殖过程中，减数分裂产生染色体数目减半的配子，受精作用使染色体数目恢复到体细胞水平，二者共同维持前后代染色体数目恒定；减数分裂的基因重组和受精的随机性使后代呈现多样性；受精卵的染色体来源为父母双方各一半。
3．【答案】D
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；观察细胞的减数分裂实验
【解析】【解答】A、植物减数分裂的观察应选取花药（雄配子形成部位），因为花药中减数分裂的细胞数量多，且分裂过程同步、细胞质均等分裂，更易观察到各时期图像；雌蕊中减数分裂的细胞数量少，且分裂不均等，不易观察，A错误；
B、图中①为减Ⅰ前期、③为减Ⅰ中期，二者均含同源染色体，且因2n=24，故各有12个四分体；⑤为减Ⅱ后期，同源染色体已在减Ⅰ末期分离，细胞中不含同源染色体，也不存在四分体，B错误；
C、细胞板是植物细胞分裂末期形成的结构，中期时染色体着丝粒排列在赤道板（虚拟平面）上；其中③（减Ⅰ中期）的同源染色体成对排列在赤道板两侧，着丝粒未在赤道板上，④（减Ⅱ中期）的着丝粒排列在赤道板上，C错误；
D、③为减Ⅰ中期，⑤为减Ⅱ后期，图③→⑤过程包含减Ⅰ后期，该时期非同源染色体自由组合会导致配子中染色体组合的多样性，使配子呈多样性，D正确。
故答案为：D。
【分析】减数分裂分为减Ⅰ和减Ⅱ阶段，减Ⅰ前期同源联会形成四分体，减Ⅰ中期同源排列赤道板两侧，减Ⅰ后期同源分离、非同源自由组合，减Ⅱ中期着丝粒排列赤道板，减Ⅱ后期着丝粒分裂；观察植物减数分裂宜选花药，四分体仅存在于减Ⅰ前期和中期，配子多样性源于减Ⅰ后期的非同源自由组合等基因重组。
4．【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化
【解析】【解答】A、图1中①→②过程，两条染色体的着丝粒逐渐向赤道板附近靠拢，这是减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体的过程，同源染色体的着丝粒相互靠近，因此该过程可表示同源染色体联会，A正确；
B、图2中b细胞染色体数目为n，核DNA数目为2n，说明染色体已完成复制但着丝粒未分裂，可表示减数第二次分裂的前期、中期，属于次级精母细胞；c细胞染色体数目和核DNA数目均为2n，说明着丝粒已分裂，染色体数目暂时加倍，可表示减数第二次分裂的后期，也属于次级精母细胞，因此b、c均可表示次级精母细胞，B正确；
C、图2中e细胞染色体数目和核DNA数目均为4n，对应有丝分裂后期，该时期着丝粒分裂，染色体数目加倍，二倍体雄性动物的体细胞原本含有2个染色体组，有丝分裂后期染色体组数目加倍，因此含有四个染色体组，C正确；
D、图1中③时期的细胞着丝粒排列在赤道板上，可对应有丝分裂中期或减数第二次分裂中期，图2中d细胞染色体数目为2n、核DNA数目为4n，可表示有丝分裂的前期和中期，因此图1中③时期的细胞可对应图2的d；e细胞对应有丝分裂后期，着丝粒已分裂，染色体移向细胞两极，与图1③时期的特征不符，D错误。
故答案为：D。
【分析】减数分裂和有丝分裂是真核细胞的两种分裂方式，减数分裂过程中会发生同源染色体联会、分离等特有行为，精原细胞可进行有丝分裂实现自身增殖，也可进行减数分裂产生精细胞。有丝分裂过程中，核DNA在间期复制加倍，染色体在后期着丝粒分裂时加倍，末期随细胞分裂减半；减数分裂过程中，核DNA在减数第一次分裂前的间期复制加倍，染色体在减数第一次分裂结束后减半，减数第二次分裂后期着丝粒分裂使染色体暂时加倍，末期再次减半。二倍体生物的体细胞含有2个染色体组，有丝分裂后期染色体组数目加倍为4个，减数第二次分裂后期染色体组数目为2个。次级精母细胞是减数第一次分裂结束后形成的细胞，可对应减数第二次分裂的前期、中期、后期，不同时期的染色体和核DNA数量存在差异。
5．【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】豌豆为自花传粉、闭花受粉植物，自然状态下仅能进行自交。已知试验田1中豌豆AA占2/3、Aa占1/3，2/3的AA自交后代全为AA，全部表现为显性性状，该部分后代占子代总数的2/3；1/3的Aa自交，根据基因分离定律，后代基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，其中显性性状（AA、Aa）占3/4，隐性性状（aa）占1/4，因此该部分后代中显性性状占1/3×3/4=1/4，隐性性状占1/3×1/4=1/12。子代总显性性状比例为2/3+1/4=11/12，总隐性性状比例为1/12，豌豆子一代显性与隐性性状比例为11：1。玉米为雌雄同株异花植物，自然状态下进行异花传粉，即自由交配。已知试验田2中玉米Bb占2/3、bb占1/3，该群体产生的配子中，B配子比例为2/3×1/2=1/3，b配子比例为2/3×1/2+1/3×1=2/3。自由交配时配子随机结合，子代中隐性性状bb的比例为2/3×2/3=4/9，显性性状（BB、Bb）比例为1-4/9=5/9，玉米子一代显性与隐性性状比例为5：4，A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】基因的分离定律的实质是，在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。自交是指基因型相同的个体间的交配，适用于自花传粉植物等的遗传计算，需分别计算不同基因型个体的自交后代，再合并比例。自由交配是指群体中所有个体随机进行交配，适用于异花传粉植物等的遗传计算，通常先计算群体中配子的类型及比例，再通过配子随机结合的方式推导子代基因型及表现型比例。不同植物的传粉特点存在差异，自花传粉植物自然状态下仅能自交，异花传粉植物自然状态下可进行自由交配，这是计算子代遗传比例的重要前提。
6．【答案】D
【知识点】伴性遗传；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、睾丸女性化患者的性染色体组成为XY，其携带致病基因tf的X染色体只能来自母亲，而母亲表现正常，因此母亲的基因型必然为XTXtf，属于杂合子，A正确；
B、正常情况下人群中男女比例约为1：1，而睾丸女性化患者的性染色体为XY，却表现为女性，这会使家系中女性的数量多于男性，B正确；
C、III1为正常男性，基因型为XTY，III2为正常女性，二者生育了患病孩子（Xtf Y），可推知III2的基因型为XTXtf；二者再生一个孩子时，子代基因型及比例为XT XT： XTXtf： XTY： Xtf Y = 1：1：1：1，其中患病孩子（XtfY）的概率为1/4，C正确；
D、IV1为正常女性，其父母为III1（XTY）和III2（XTXtf），因此IV1的基因型为XTXT的概率是1/2，为XTXtf的概率是1/2；IV1与正常男性（XTY）结婚，生育正常男孩（XTY）的概率为(1/2)×(1/2) + (1/2)×(1/4) = 3/8，并非1/3，D错误。
故答案为：D。
【分析】伴X染色体隐性遗传的致病基因位于X染色体上，隐性纯合或携带致病基因的男性会表现出病症，女性携带者不表现病症，致病基因可通过母亲传递给儿子。患者的性染色体组成为XY，表现为女性，会影响家系中的性别比例。计算子代概率时，需先确定亲本的基因型及概率，再结合配子结合的随机性进行分析。
7．【答案】D
【知识点】伴性遗传；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、色盲属于伴X染色体隐性遗传病，这对夫妇表现正常却生育了XXY型色盲孩子，可推知父亲基因型为XBY，母亲为致病基因携带者XBXb，孩子的基因型为XbXbY。孩子的Y染色体只能来自父亲，两条携带色盲基因的X染色体均来自母亲，因此异常配子是卵细胞而非精子，A错误；
B、结合孩子的基因型与父母的基因型分析，染色体异常的来源是母亲产生的异常卵细胞，和精子是否发生异常没有关联，B错误；
C、若初级卵母细胞在减数第一次分裂时同源性染色体未分离，母亲会产生基因型为XBXb的卵细胞，该卵细胞与正常精子结合后，无法形成XbXbY的色盲个体，C错误；
D、母亲基因型为XBXb，次级卵母细胞在减数第二次分裂后期，携带Xb的姐妹染色单体未正常分离而是移向同一极，最终形成了含两条Xb的异常卵细胞；该异常卵细胞与父亲产生的正常Y精子结合，就会发育成基因型为XbXbY的XXY色盲孩子，D正确。
故答案为：D。
【分析】红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病，致病基因仅位于X染色体，正常男性不携带致病基因，正常女性可成为携带者。该XXY个体的额外致病X染色体只能来自母方，其卵细胞异常是减数第二次分裂时X染色体姐妹染色单体未分离导致，并非减数第一次分裂同源染色体未分离。
8．【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、品系①所有性状均为显性纯合，品系②仅残翅为隐性性状，二者杂交只涉及一对等位基因，只能验证基因的分离定律，无法验证自由组合定律，A错误；
B、品系①所有性状均为显性纯合，品系④仅紫红眼为隐性性状，二者杂交只涉及一对等位基因，只能验证基因的分离定律，无法验证自由组合定律，B错误；
C、品系②的残翅基因与品系③的黑身基因都位于II号染色体上，属于同源染色体上的非等位基因，不遵循自由组合定律，二者杂交不能验证该定律，C错误；
D、品系②的残翅基因位于II号染色体，品系④的紫红眼基因位于III号染色体，两对等位基因分别位于非同源染色体上，二者杂交得到的子代两对基因均杂合，减数分裂时非同源染色体上的非等位基因可自由组合，能够验证自由组合定律，D正确。
故答案为：D。
【分析】基因自由组合定律的核心是减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，验证该定律需要选取控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上的亲本进行杂交，使子代成为双杂合子，进而通过后代性状分离比判断是否遵循自由组合定律，位于同一条染色体上的非等位基因无法发生自由组合，不适用该定律。
9．【答案】A
【知识点】噬菌体侵染细菌实验；DNA分子的结构；DNA分子的复制；基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、摩尔根以果蝇为研究材料，运用假说—演绎法开展果蝇眼色杂交实验，通过提出假说、演绎推理、实验验证等步骤，证明了基因位于染色体上，A正确；
B、DNA衍射图谱是由富兰克林等人拍摄获得的，沃森和克里克是基于该衍射图谱的相关数据，推算并构建出DNA的双螺旋结构模型，并非由他们拍摄DNA衍射图谱，B错误；
C、梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法和密度梯度离心技术，证实了DNA的半保留复制方式，并非以噬菌体为实验材料，C错误；
D、赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是噬菌体的遗传物质，而DNA是主要的遗传物质是总结多种生物的遗传物质研究后得出的结论，并非该实验直接证明，D错误。
故答案为：A。
【分析】假说—演绎法是在观察分析后提出问题，作出假说并演绎推理，再通过实验验证假说是否成立的科学研究方法；DNA双螺旋结构模型的构建参考了DNA衍射图谱的关键数据；DNA半保留复制的实验以大肠杆菌为材料，借助同位素标记和密度梯度离心技术完成；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。
10．【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、T2噬菌体的蛋白质和DNA都含有C、O元素，若用14C和18O进行标记，无法区分蛋白质和DNA的去向，不能替代32P标记DNA、35S标记蛋白质的实验方案，A错误；
B、T2噬菌体属于病毒，无细胞结构，不能独立进行代谢，其增殖时以自身DNA为模板，所需的原料、酶、ATP、核糖体等全部由宿主大肠杆菌提供，B正确；
C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，侵染大肠杆菌时蛋白质外壳不进入细菌，离心后分布在上清液，保温时间长短不会影响上清液的放射性强度，该现象是32P标记DNA时才会出现的情况，C错误；
D、烟草花叶病毒的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，二者核酸类型不同，增殖过程也不相同，D错误。
故答案为：B。
【分析】T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒，结构简单，仅由蛋白质外壳和DNA组成，在侵染大肠杆菌时，只有DNA进入细菌细胞内，蛋白质外壳留在外面，利用大肠杆菌的物质和能量完成自身的增殖。病毒没有细胞结构，不能独立生存，必须寄生在活细胞内才能进行生命活动。同位素标记法用于追踪物质的运行和变化规律时，需要选择标记元素仅存在于目标物质中，以实现对不同物质的区分。不同病毒的遗传物质不同，DNA病毒以DNA为遗传物质，RNA病毒以RNA为遗传物质，二者的增殖过程存在明显差异。
11．【答案】C
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、链状DNA分子中每条链一端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，仅内部的脱氧核糖连接两个磷酸基团，环状DNA分子中脱氧核糖才均连接两个磷酸基团，并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团，A错误；
BC、设可搭建的DNA含n个碱基对，双链DNA需要脱氧核糖与磷酸的连接物数目为2×(2n-1)=4n-2，已知连接物有70个，计算得4n-2=70，n=18，且碱基材料数量满足需求，最多可搭建出含18个碱基对的DNA片段。该模型最多搭建18个碱基对，依据碱基互补配对原则，A与T配对、G与C配对，其中A最多12个、对应T12个，G最多6个、对应C6个，A-T间有2个氢键，G-C间有3个氢键，最多需要氢键材料为12×2+6×3=42个，并非84个，B错误，C正确；
D、链状DNA分子有两条链，共2个游离的磷酸基团，环状DNA分子无游离磷酸基团，无法构建出含4个游离磷酸基团的DNA分子，D错误。
故答案为：C。
【分析】DNA分子为双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，脱氧核糖和磷酸交替连接形成基本骨架，碱基排列在内侧并通过氢键互补配对，A与T配对形成两个氢键，G与C配对形成三个氢键；链状DNA分子含有两个游离的磷酸基团，环状DNA分子不存在游离的磷酸基团；双链DNA分子中碱基数量遵循A等于T、G等于C的碱基互补配对原则，脱氧核糖与磷酸的连接物数量会限制DNA片段的碱基对数目。
12．【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】第二次复制时，区段①为尚未复制的亲代双链，该双链来自第一次复制的子代DNA，仅一条链掺入3H-脱氧核苷，另一条链未掺入，属于单链掺入，应显浅色，而非深色；区段②为两条链均掺入3H-脱氧核苷的双链区段，应显深色，而非浅色；区段③为仅单链掺入的双链区段，应显浅色，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】DNA的复制方式为半保留复制，DNA复制时，亲代DNA的两条脱氧核苷酸链解开，分别作为模板，按照碱基互补配对原则合成新的子链，最终形成的两个子代DNA分子，各包含一条亲代母链和一条新合成的子链。半保留复制保证了遗传信息在亲子代细胞之间传递的准确性，是生物遗传稳定性的分子基础。在含放射性标记脱氧核苷酸的培养液中培养细胞时，所有新合成的DNA子链均会掺入放射性标记，原始亲代DNA链无放射性，可通过放射性显影情况判断DNA链的标记状态。
13．【答案】A
【知识点】碱基互补配对原则；DNA分子的复制；遗传信息的转录
【解析】【解答】A、DNA复制需要相关酶结合DNA的复制位点，转录需要RNA聚合酶结合基因的启动子位点，若二者在DNA上的结合位点存在竞争，就会使DNA复制时抑制转录过程，该推测成立，A正确；
B、DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸，转录的原料是四种核糖核苷酸，二者所需原料不同，不存在原料方面的竞争，该推测不成立，B错误；
C、DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶，二者所需的酶种类不同，不存在酶的竞争，该推测不成立，C错误；
D、DNA复制的碱基配对方式为A-T、T-A、C-G、G-C，转录的碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C，二者配对方式不完全相同，且碱基配对方式不会造成复制和转录相互排斥，该推测不成立，D错误。
故答案为：A。
【分析】DNA复制是合成子代DNA的过程，转录是合成RNA的过程，二者在模板、原料、酶和碱基配对上均存在差异，核DNA复制与转录相互排斥的原因是相关酶在DNA结合位点上存在竞争。
14．【答案】A
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】①转录时以DNA的一条链为模板合成RNA，因此序列相同的两个DNA分子转录产生的RNA的
碱基序列相同，①错误；②因为相同密码子在细胞核和线粒体编码的氨基酸不同，因此即便转录得到相同的mRNA ，但表达出的蛋白质的结构不同，②正确；③UGA在细胞核表达为终止密码子，在线粒体表达为色氨酸，终止密码子会导致翻译结束，因此两者在翻译过程中消耗的氨基酸数量不同，③正确确；④翻译过程中碱基配对的方式均为A-U、U-A、C-G、 G-C，④错误。即A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】科学家通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码，得知mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子，科学家将64个密码子编制成密码表。①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊惰况下，UGA可以编码阐代半阜氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氦酸。
15．【答案】C
【知识点】中心法则及其发展；DNA分子的复制；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、HIV病毒无细胞结构，不能独立进行代谢活动，必须寄生在宿主活细胞内，逆转录酶的合成只能在宿主细胞中完成，无法在病毒内自主合成，A错误；
B、正常人体细胞中，RNA仅通过过程②（转录）以DNA为模板合成，过程④（RNA的自我复制）仅发生在部分RNA病毒中，人体细胞不存在该过程，B错误；
C、过程②（转录）的碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C；过程③（翻译）的碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C，因此与②相比，③特有的碱基配对方式是U-A，C正确；
D、胰岛B细胞是高度分化的体细胞，不再进行细胞分裂，因此核DNA不会发生过程①（DNA复制），仅能进行过程②（转录）和③（翻译），D错误。
故答案为：C。
【分析】中心法则描述了遗传信息在生物体内的传递规律，包括DNA的复制、转录、翻译，以及RNA的复制和逆转录；其中DNA复制、转录、翻译是细胞生物普遍存在的遗传信息传递过程，RNA复制和逆转录仅发生在部分RNA病毒中；高度分化的细胞失去分裂能力，不再进行DNA复制，仅进行转录和翻译以维持细胞功能；转录和翻译的碱基配对方式存在差异，翻译过程中存在mRNA与tRNA之间的U-A配对。
16．【答案】A,C,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因的自由组合规律的实质及应用；“性状分离比”模拟实验
【解析】【解答】A、D和d为等位基因，装置①和②可分别代表雌雄生殖器官，每个装置内D、d两种小球数量相等，模拟了减数分裂过程中等位基因的分离，从两个装置中各抓取一个小球进行组合，可模拟雌雄配子的随机结合，A正确；
B、非等位基因的自由组合发生在同一性别生殖器官的减数分裂过程中，装置①和③分别代表不同的等位基因，可以模拟非等位基因的自由组合，但不能用于模拟雌雄配子的随机结合，B错误；
C、性状分离比模拟实验中，每个装置内两种对应配子的小球数量必须相等，以保证配子比例为1：1，但不同装置代表雌雄生殖器官时，雌雄配子的总数可以不相等，因此①~④各装置内小球的总数可以不相等，C正确；
D、从①~④中随机各抓取1个小球，涉及D/d和R/r两对等位基因，其中D/d的组合有DD、Dd、dd共3种，R/r的组合有RR、Rr、rr共3种，根据自由组合定律，最多可产生3×3=9种组合类型，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】性状分离比的模拟实验用于模拟生物有性生殖过程中雌雄配子的随机结合，验证基因的分离定律与自由组合定律。基因的分离定律的实质是减数分裂形成配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离，独立随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是减数分裂过程中，同源染色体上等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。两对等位基因独立遗传时，雌雄配子随机结合可产生9种基因型组合。
17．【答案】A,C,D
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的复制；遗传信息的转录
【解析】【解答】A、双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等，但DNA单链上的嘌呤碱基数和嘧啶碱基数没有必然相等的关系，A错误；
B、真核细胞内DNA复制发生在细胞分裂前的间期，随染色体复制同步完成，B正确；
C、解旋酶和RNA聚合酶均能使DNA双链间的氢键断裂，但氢键的形成是自发过程，不需要这两种酶催化恢复，C错误；
D、RNA聚合酶通过与基因的启动子序列结合启动转录，起始密码子位于mRNA上，是翻译的起始信号，不参与转录启动，D错误。
故答案为：ACD。
【分析】双链DNA分子遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；DNA复制发生在细胞分裂前的间期；解旋酶和RNA聚合酶可断裂氢键，氢键形成不需要酶催化；转录由RNA聚合酶结合启动子启动，起始密码子参与翻译过程的起始。
18．【答案】C,D
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、癌细胞合成蛋白质的过程包括转录和翻译，参与的RNA有mRNA（作为翻译的模板）、tRNA（转运氨基酸）、rRNA（构成核糖体的成分），并非仅有mRNA和tRNA，A错误；
B、由图可知，空载tRNA通过过程④抑制过程①（转录），并非与mRNA结合后抑制转录，且过程①为转录，不是翻译过程，B错误；
C、翻译过程中，核糖体沿mRNA移动，先结合的核糖体翻译出的多肽链更长，图中a的多肽链最长，说明a是最早合成的多肽，核糖体的移动方向为由右向左，C正确；
D、阻断肿瘤的血液供应，肿瘤细胞缺乏氨基酸，负载tRNA会转化为空载tRNA，空载tRNA可抑制转录过程，还能激活蛋白激酶抑制翻译过程，从而抑制蛋白质的合成，癌细胞分裂需要蛋白质的参与，因此可抑制癌细胞分裂，D正确。
故答案为：CD。
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，主要发生在细胞核中；翻译是以mRNA为模板，tRNA为氨基酸的转运工具，在核糖体（由rRNA和蛋白质构成）上合成多肽链的过程，参与翻译过程的RNA包括mRNA、tRNA和rRNA。翻译过程中，核糖体沿mRNA分子移动，多肽链的长度可反映翻译的先后顺序，先启动翻译的核糖体合成的多肽链更长。基因表达的调控可发生在转录水平、翻译水平等多个层面，非编码RNA可参与基因表达的调控，通过抑制转录或翻译过程调控蛋白质的合成。癌细胞具有无限增殖的特点，其增殖过程需要大量蛋白质的合成，可通过抑制蛋白质的合成抑制癌细胞的增殖。
19．【答案】A,B,C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传；基因在染色体上位置的判定方法；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、F1雌雄个体中体色（有斑纹、无斑纹）的表现型比例一致，说明控制体色的基因B、b位于常染色体上；茧形（纺锤形茧、椭圆形茧）的表现型比例在雌雄中存在差异，说明控制茧形的基因A、a位于Z染色体上，两对基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，A正确；
B、茧形的相关基因位于Z染色体上，纺锤形茧为显性性状，亲本雄蚕均为纺锤形茧，子代雌蚕纺锤形茧∶椭圆形茧=1∶1，说明父本基因型只有ZAZa一种；子代雄蚕纺锤形茧∶椭圆形茧=2∶1，说明母本有ZAW、ZaW两种基因型，B正确；
C、体色中无斑纹对有斑纹为显性，亲本雌蚕均为有斑纹（bb），子代有斑纹∶无斑纹=1∶4，即子代bb占1/5，说明父本产生的含b的配子占1/5、含B的配子占4/5，可推知亲本无斑纹雄蚕基因型及比例为BB∶Bb=3∶2，C正确；
D、亲本雄蚕基因型为3/5BBZAZa、2/5BbZAZa，雌蚕基因型为1/3bbZAW、2/3bbZaW，F1中有斑纹椭圆形茧雄蚕（bbZaZa）的比例为2/5×1/2×2/3×1/4=1/30，并非1/15，D错误。
故答案为：ABC。
【分析】ZW型性别决定的生物中，雌性个体的性染色体组成为ZW，雄性个体的性染色体组成为ZZ；位于性染色体上的基因，其遗传表现出与性别相关联的特点，位于常染色体上的基因，遗传与性别无关；非同源染色体上的非等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律；计算子代的表现型比例时，可先分析亲本产生配子的种类及比例，再结合乘法原理和加法原理进行推导。
20．【答案】（1）bcd；48；同源染色体联会
（2）核DNA分子；丙
（3）乙、丁；a
（4）AaB 、b、b；25或50
（5）①③
【知识点】精子的形成过程；减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1) 减数分裂Ⅰ包含前期、中期、后期，图1中细胞d为减数分裂Ⅰ前期（同源染色体联会）、细胞b为减数分裂Ⅰ中期（染色体排列在赤道板两侧）、细胞c为减数分裂Ⅰ后期（同源染色体分离），因此处于减数分裂Ⅰ的细胞是bcd。细胞c处于减数分裂Ⅰ后期，细胞中染色体数与体细胞相同（24条），每条染色体含2条染色单体，故染色单体数为 24×2 = 48条。细胞d处于减数分裂Ⅰ前期，正在发生同源染色体联会（同源染色体两两配对）。
(2) 图2中，染色单体数在部分时期为0，因此中间条纹代表染色单体；染色体数与核DNA数的比例为1：1或1：2，故左侧条纹代表染色体数，右侧白色代表核DNA分子数。图1中细胞a为减数分裂Ⅱ后期，此时无染色单体，染色体数=核DNA数=24条（与体细胞相同），对应图2中的丙类细胞（丙类无染色单体，染色体：DNA=1：1，染色体数与体细胞相等）。
(3) 等位基因位于同源染色体上，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离后，减数分裂Ⅱ的细胞不含同源染色体，也就不含等位基因。图2中，乙类为减数分裂Ⅱ前期或中期（染色体：DNA：染色单体=1：2：2，染色体数为体细胞一半），丁类为减数分裂Ⅱ末期（无染色单体，染色体：DNA=1：1，染色体数为体细胞一半），因此乙、丁一定不含等位基因。该动物为雄性（性染色体组成为XY），减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，含X的次级精母细胞会暂时出现两条X染色体，图1中细胞a为减数分裂Ⅱ后期，因此a可能含有两条X染色体。
(4) 精原细胞基因型为AaBb，产生的一个精子基因型为AaB，说明减数分裂Ⅰ后期，含A和a的同源染色体未分离，进入同一个次级精母细胞，该次级精母细胞（基因型为AAaaBB）分裂后产生两个AaB型精子；另一个次级精母细胞（基因型为bb）分裂后产生两个b型精子，因此其他三个精子基因型为AaB、b、b。正常精子染色体数为12条，该异常精子多1条（染色体数为13条），与正常卵细胞（12条）受精后，受精卵染色体数为25条；该受精卵进行有丝分裂后期，染色体数加倍为50条，因此所得个体的体细胞染色体数可能为25或50。
(5) 图3中，bc段为DNA复制（每条染色体上DNA数从1变为2），de段为着丝粒分裂（每条染色体上DNA数从2变为1）。
①ad段中，cd段包含减数分裂Ⅱ前期、中期，此时细胞无同源染色体，因此ad段细胞并非均含同源染色体，①错误；
②bc段核DNA数加倍的原因是DNA复制，受精作用使核DNA数加倍的原因是精卵细胞融合，二者原因不同，②正确；
③de段为着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，细胞数目未增多（细胞分裂发生在末期），③错误。
因此错误的是①③。
【分析】减数分裂分为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，减数分裂Ⅰ的核心是同源染色体联会、分离，导致染色体数减半；减数分裂Ⅱ的核心是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数暂时加倍后最终为体细胞一半。减数分裂过程中，核DNA数在间期复制后加倍，减数分裂Ⅰ末期、减数分裂Ⅱ末期各减半一次；染色单体在间期出现，减数分裂Ⅱ后期消失；染色体数在减数分裂Ⅰ末期减半，减数分裂Ⅱ后期暂时加倍。等位基因随同源染色体分离而分离，若减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，会导致等位基因进入同一配子。每条染色体上DNA含量变化：间期DNA复制后为2，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后为1。
（1）如图1是显微镜下拍到的某基因型为AaBb的雄性动物（2n=24）的减数分裂不同时期图象，a是减Ⅱ后期，b是减Ⅰ中期，c是减Ⅰ后期，d是减Ⅰ前期，故处于减Ⅰ的细胞是bcd；细胞c处于减Ⅰ后期，染色体复制已经完成，含有48条染色单体；细胞d处于减Ⅰ前期，此时同源染色体配对，发生联会现象。
（2）分析图2：三条柱子中，中间的数量有时为0，因此是代表姐妹染色单体的数量，DNA与染色体的数量关系是1：1或2：1，因此左边的柱子是代表染色体数量，右边的柱子即白色柱子代表DNA数目。a表示减Ⅱ后期，此时细胞没有染色单体，着丝粒分裂，对应的是丙图。
（3）分析图1、2，细胞中一定不含等位基因的是减Ⅱ的细胞，因此是图1中的a和图2中的乙和丁。该个体是雄性个体，只有减Ⅱ后期细胞才可能含有2条X染色体，因此是图1中的a和图2中的丙。
（4）若该生物的某一个精原细胞分裂产生的其中一个精子的基因型为AaB，其中Aa等位基因未分离，最可能是减I后期同源染色体未分离，同时形成的其他三个精子是AaB、b、b。该细胞中的染色体条数为13条，正常的卵细胞的染色体是12条，因此所得个体的体细胞的染色体数可能为25或50（进行有丝分裂后期的细胞）。
（5）如图3为某同学绘制的一个减数分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化图，bc是发生了DNA的复制造成的加倍，de减半是因为着丝粒分离姐妹染色单体分离。①ad段中的cd段每条染色体上是2个DNA有可能是减Ⅰ或者减Ⅱ前期、中期的细胞，因此不一定含有同源染色体，①错误；②bc段发生的变化会使核DNA数加倍，受精作用也可使核DNA数加倍，但二者的原因不同，前者是DNA复制，后者是精卵细胞结合造成的加倍，②正确；③de段代表着丝粒分裂，细胞并没有分裂，数量不会增多，③错误，故错误的是①③。
21．【答案】（1）边解旋边复制（半保留复制）；解旋；DNA聚合；5'→3'
（2）②③；胸腺嘧啶脱氧核苷酸
（3）60
（4）100；960
（5）C；B；100
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的复制
【解析】【解答】(1) 从图一可以看出，DNA分子复制时，双链在解旋酶作用下逐步解开，同时以解开的每条链为模板合成新链，因此DNA复制的特点是边解旋边复制，且新合成的每个DNA分子都保留了亲代DNA的一条链，即半保留复制。Ⅰ酶的作用是断裂DNA双链之间的氢键，使双链解开，因此Ⅰ是解旋酶；Ⅱ酶的作用是催化脱氧核苷酸聚合形成新的DNA子链，因此Ⅱ是DNA聚合酶。DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到子链的3'羟基端，因此新形成的子链延伸方向是5'→3'。
(2) DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，排列在双螺旋结构的外侧，对应图二中的②脱氧核糖和③磷酸。④由含氮碱基（胸腺嘧啶）、脱氧核糖和磷酸组成，是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，属于DNA的基本组成单位之一。
(3) DNA分子中，A与T互补配对，一条链上的A对应另一条链上的T，一条链上的T对应另一条链上的A，因此整个DNA分子中A+T的比例与任意一条单链中A+T的比例相等。若亲代DNA分子中A+T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A+T占60%。
(4) 亲代DNA分子含有100个碱基对，共200个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸含1个磷酸基团。将其放在含32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，为半保留复制，每个子代DNA分子中，一条链是亲代的31P标记链，另一条链是新合成的32P标记链，因此每个子代DNA分子中有100个磷酸基团被32P替换，相对分子质量增加100×(32-31)=100。该DNA分子中A=40个，根据碱基互补配对原则，A=T=40，故G=C=(200-40×2)/2=60个；DNA复制第n次时，新合成的DNA分子数为2(n-1)个，因此第五次复制时，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2(5-1)×60=16×60=960个。
(5) ①全保留复制时，亲代DNA（15N-15N，重带）复制一代后，产生两个DNA分子，一个为亲代的15N-15N（重带），另一个为新合成的14N-14N（轻带），离心后出现重带和轻带两条带，对应试管C；半保留复制时，每个子代DNA分子均由一条15N标记的母链和一条14N标记的新链组成（15N-14N，中带），离心后只有中带，对应试管B。②DNA半保留复制时，在14N培养液中培养，无论复制多少代，所有子代DNA分子都至少含有一条14N标记的新链，因此增殖3代后，含14N的DNA分子占100%。
【分析】DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧，遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。DNA复制以半保留复制的方式进行，边解旋边复制，需要解旋酶解开双链，DNA聚合酶催化脱氧核苷酸聚合形成子链，子链延伸方向为5'→3'，碱基互补配对保证了复制的准确性。DNA分子中，整个DNA的碱基比例与单链的碱基比例存在对应关系，可据此进行相关计算。DNA复制的半保留特性可通过密度梯度离心实验验证，不同复制代数的DNA分子离心后会出现不同位置的条带。DNA复制过程中，游离脱氧核苷酸的需求量可根据复制次数和碱基数量进行计算。
（1）结合图一可知，DNA复制为半保留复制、且边解旋边复制。Ⅰ是解旋酶，破坏氢键，Ⅱ是DNA聚合酶，催化子链的合成。DNA聚合酶与模板链的3'段结合，因此子链的合成方向是5'→3'。
（2）DNA分子的基本骨架由②脱氧核糖、③磷酸交替连接而成。④是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，由胸腺嘧啶、脱氧核糖、磷酸组成。
（3）DNA中两条链中A与T配对，一条链中A+T与另一条链中A+T相等，因此若亲代DNA分子中A+T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A+T占60%。
（4）若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，则含有200个磷酸，形成的子代DNA分子也含有200个磷酸，因此将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加100×32+100×31-200×31=100。某DNA含有100个碱基对，其中A=40个，则T=40个，G=C=60，其在第五次复制时需要合成25-24=16个DNA，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为60×16=960个。
（5）①若为全保留复制，保留原DNA，合成新DNA，所示条带为15N-15N（重带）、14N-14N（轻带），如试管C所示。若为半保留复制，产生的DNA均为15N-14N（中带），如试管B所示。②由于DNA进行半保留复制，则在14N中进行复制，不管复制多少代，所有DNA都含有14N，因此含14N的DNA分子占100%。
22．【答案】（1）转化因子；DNA酶（DNA水解酶）
（2）C；大肠杆菌；含35S的大肠杆菌（带标记的大肠杆菌）；使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离；上清液和沉淀物；BD
（3）减法；病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基；不能分离得到病毒M；分离得到大量的病毒M
【知识点】人类对遗传物质的探究历程；肺炎链球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】(1) ①格里菲思以小鼠为实验材料开展肺炎链球菌体内转化实验，将活的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠患病死亡并能分离出活的S型细菌，而单独注射活的R型细菌或加热杀死的S型细菌的小鼠均未死亡，由此得出S型细菌中存在某种转化因子，能将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌。
②艾弗里的体外转化实验中，需将S型细菌的细胞提取物进行不同处理后与R型细菌混合培养，观察是否出现S型细菌。图中实验结果为混合培养后只长R型细菌，说明S型细菌细胞提取物中的转化因子被破坏，而转化因子的本质是DNA，因此加入的物质X是DNA酶（DNA水解酶），DNA酶能特异性水解S型细菌提取物中的DNA，使其失去转化活性，无法将R型细菌转化为S型细菌，故培养后只有R型细菌生长。
(2) ①噬菌体侵染细菌的实验步骤为：首先用含35S和32P的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染这些标记的大肠杆菌，获得35S和32P分别标记的噬菌体（b）；然后让标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养，使噬菌体侵染大肠杆菌（a）；接着离心分离噬菌体外壳（上清液）与被侵染的大肠杆菌（沉淀物）（d）；最后检测上清液和沉淀物中的放射性强度（c），因此步骤顺序为badc，对应选项C。
②噬菌体是专性寄生的病毒，无法在普通培养基上独立增殖，因此要大量制备含35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，使大肠杆菌带上35S标记，再用噬菌体侵染这些含35S的大肠杆菌，噬菌体在大肠杆菌内增殖时，会利用大肠杆菌的含35S的氨基酸合成自身蛋白质外壳，从而获得大量35S标记的噬菌体。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离，便于后续离心分离。3H可标记噬菌体的DNA和蛋白质（二者均含H元素），因此用3H标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，搅拌离心，上清液（噬菌体蛋白质外壳）和沉淀物（被侵染的大肠杆菌，含噬菌体DNA）中均会出现放射性。
③噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞内，作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需的原料（氨基酸、脱氧核苷酸等）、酶、核糖体、能量等均由大肠杆菌提供，因此合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料，对应选项BD。
(3) ①该实验的目的是探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，实验中分别加入DNA水解酶和RNA水解酶，水解掉相应的核酸以去除其作用，观察病毒能否正常增殖，这种通过去除某种物质的作用来探究其功能的原理是减法原理。根据实验设计的单一变量原则和对照原则，B组处理为病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基，因此C组的处理方式为病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基，与B组形成对照，以分别探究DNA和RNA在病毒增殖中的作用。
②若病毒M是DNA病毒，其遗传物质为DNA：B组中加入的DNA水解酶会水解病毒M的DNA，破坏其遗传物质，导致病毒无法在活鸡胚培养基中增殖，因此实验结果为不能分离得到病毒M；C组中加入的RNA水解酶只能水解RNA，而病毒M的遗传物质是DNA，不受RNA水解酶的影响，病毒仍能正常增殖，因此实验结果为分离得到大量的病毒M。
【分析】肺炎链球菌转化实验分为体内转化实验和体外转化实验，体内转化实验发现S型细菌中存在转化因子，体外转化实验证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。噬菌体侵染细菌实验采用同位素标记法，分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，证明DNA是噬菌体的遗传物质，噬菌体增殖时以自身DNA为模板，利用宿主细胞的原料、酶等合成子代噬菌体。酶具有专一性，DNA酶可催化DNA水解，RNA酶可催化RNA水解，减法原理是在实验中去除某种因素的影响，以探究该因素的作用。病毒的遗传物质为DNA或RNA，若水解某种核酸后病毒无法增殖，则该核酸为其遗传物质。DNA的碱基互补配对原则保证了遗传信息的准确传递，半保留复制是DNA复制的主要方式，这些均是遗传物质传递和表达的基础。
（1）①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化成S型细菌。②下图表示艾弗里实验的某组实验，实验结果显示只有R型菌出现，说明S型菌的细胞提取物中不含DNA，因此加入的物质X为DNA酶。
（2）①噬菌体侵染细菌的实验，实验流程为35S和32P分别标记噬菌体→噬菌体侵染大肠杆菌→离心分离→放射性检测，正确顺序是badc。②若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌，收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，保温一段时间后搅拌，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，由于蛋白质和DNA中均含有H，经离心后放射性存在于上清液和沉淀物。③噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料，BD正确，AC错误。
故选BD。
（3）①该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”，实验的自变量是使用的酶的种类，DNA酶能催化DNA水解，RNA酶能催化RNA水解，所依据的生物学原理是酶具有专一性，实验中通过加入的水解酶使核酸分解，因此，该实验运用的是减法原理。根据实验设计的单一变量原则可推测，C组的处理方式是病毒M＋RNA水解酶＋活鸡胚培养基。②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒，则B组由于DNA被水解，使得分离结果中没有病毒M的出现，而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉，因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M出现。
23．【答案】（1）A-T之间形成两个氢键，而C-G之间形成三个氢键，A-T含量高容易解旋；①④⑤
（2）边转录边翻译；从右向左；核糖体；相同；少量的mRNA分子就可以迅速合 成大量的蛋白质
（3）5'ACU3'；苏氨酸
（4）ompA-mRNA；翻译
（5）生命是物质、能量和信息的统一体
【知识点】DNA分子的复制；基因的表达综合
【解析】【解答】(1) 复制原点序列中A-T含量高，原因是A与T之间通过两个氢键连接，C与G之间通过三个氢键连接，A-T碱基对的氢键数量更少，更容易断裂解旋，便于DNA复制起始时双链解开。由图1可知，大肠杆菌环状DNA只有一个复制起点（单起点复制），复制时一条子链连续合成（领头链），另一条不连续合成（随后链），即半不连续复制，且子代DNA分子均保留一条亲代链，为半保留复制，因此复制方式可描述为①④⑤。
(2) 与真核生物相比，大肠杆菌（原核生物）基因表达的显著特点是边转录边翻译，原核生物无核膜包被的细胞核，转录和翻译过程可同时发生。RNA聚合酶催化转录生成mRNA，图中右侧mRNA较短，左侧mRNA较长，说明RNA聚合酶的移动方向是从右向左（转录方向为从短mRNA向长mRNA延伸）。图中RNA上结合的多个颗粒状结构是核糖体，多个核糖体结合在同一条mRNA上形成多聚核糖体。由于所有核糖体均以同一条mRNA为模板，因此最终合成的多肽链（产物）通常相同。这种多聚核糖体结构的意义在于，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，大幅提高翻译的效率。
(3) 翻译过程中，密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，与tRNA上的反密码子互补配对。图中tRNA的反密码子为AGU（3'→5'方向），因此对应的mRNA密码子为5'→3'方向的ACU。mRNA上密码子的读取方向为5'→3'，当前编码的氨基酸密码子为ACU，下一个密码子为ACA，根据提供的密码子对应氨基酸（ACA为苏氨酸），因此下一个连接到肽链的氨基酸是苏氨酸。
(4) 当大肠杆菌生存压力增大时，细胞内σE蛋白增多，促进MicA、RybB转录产生sRNA。sRNA通过碱基互补配对与ompA-mRNA结合形成双链，进而被核酸酶水解，导致ompA-mRNA无法作为模板进行翻译，抑制了翻译过程，使得特定膜蛋白的合成减少，最终引发菌体内陷自溶。
(5) 大肠杆菌的生命活动中，DNA、RNA作为遗传信息的载体传递遗传信息，蛋白质是信息表达的功能产物，ATP为DNA复制、转录、翻译等信息流动过程提供能量，这体现了生命是物质、能量和信息的统一体。
【分析】DNA复制的起点序列中A-T含量高，因A-T碱基对氢键少更易解旋；原核生物DNA复制为单起点、半不连续、半保留复制。原核生物无核膜，基因表达边转录边翻译，多聚核糖体可利用少量mRNA快速合成大量蛋白质。翻译时密码子与反密码子互补配对，密码子沿mRNA 5'→3'方向读取。原核生物中sRNA可通过与mRNA互补结合并使其水解，抑制翻译过程。生命活动依赖物质（DNA、RNA、蛋白质等）作为信息载体，能量（ATP）驱动信息流动，信息指导物质合成与功能执行，生命是物质、能量和信息的统一体。
（1）复制原点作为复制的起点，序列中A-T含量很高， A-T之间形成两个氢键，而C-G之间形成三个氢键， A-T含量高容易解旋；由图1可知，大肠杆菌的环状DNA中只有1个复制起点，从复制起点处开始向两边复制，单起点双向复制，图中子链合成一条链是连续合成，一条链是不连续合成，因此属于半不连续复制，合成的子代DNA中，一条链为亲代模板链，一条链为新合成的互补子链，为半保留复制，因此大肠杆菌DNA复制方式可描述为①④⑤。
（2）真核生物基因表达中，转录主要发生于细胞核，翻译场所在细胞质，因此是先转录后翻译，图2中大肠杆菌内基因转录和翻译同时进行，即边转录边翻译；图中由横向DNA分子向上延伸出去的结构为mRNA，其上结合了多个核糖体，由mRNA的长度可知，RNA聚合酶移动方向为转录方向，即由短mRNA向长mRNA的方向移动，即从右向左；图中RNA为mRNA，与核糖体结合进行翻译，因此RNA上结合多个颗粒状结构是核糖体，一条mRNA上结合多个核糖体，可以同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，因为模板连相同，故最终合成的产物通常相同。
（3）题图3中，连接肽链的一端为3'端，图中mRNA的右端为5'端，正在编码的氨基酸对应的密码子是5'ACU3'。图3中tRNA氨基酸结合位点为tRNA的3'端，tRNA与mRNA结合形成局部（三个碱基对）反向的双链，图中tRNA氨基酸结合部位为图中的右端（3’端），则mRNA的右端为5'端，mRNA上密码子读取方向为5'→3'端，因此读取的下一个密码子为ACA，即苏氨酸。
（4）由图可知，sRNA产生后，根据碱基互补配对原则，与ompA-mRNA特异性结合，引起核酸酶水解核酸，影响翻译过程，特定膜蛋白减少。
（5）细胞生命活动离不开细胞代谢发生物质的转化，以物质为信息的载体进行信息交流，过程中离不开能量的供应，可见生命是物质、能量和信息的统一体。
24．【答案】（1）2；绿茎和马铃薯叶；自由组合
（2）DDHh；DdHh
（3）紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶=3：1；1/6
（4）4/9
（5）红色：黄色=3：13；红色：黄色=0：4；红色：黄色=1：3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因连锁和互换定律；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】(1) 实验一中紫茎缺刻叶与绿茎缺刻叶杂交，子代全部为紫茎，说明紫茎为显性性状，绿茎为隐性性状；子代缺刻叶与马铃薯叶的比例为3：1，说明缺刻叶为显性性状，马铃薯叶为隐性性状，因此仅根据实验一可判断出2对相对性状的显隐性关系，隐性性状为绿茎和马铃薯叶。两对基因独立遗传，说明两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2) 实验一中紫茎与绿茎杂交子代全为紫茎，说明紫茎亲本①为显性纯合，基因型为DD；缺刻叶与缺刻叶杂交子代出现3：1的性状分离比，说明缺刻叶亲本①为杂合，基因型为Hh，因此紫茎缺刻叶①的基因型为DDHh。实验二中紫茎与绿茎杂交子代紫茎与绿茎比例为1：1，说明紫茎亲本③为杂合，基因型为Dd；缺刻叶与缺刻叶杂交子代出现3：1的性状分离比，说明缺刻叶亲本③为杂合，基因型为Hh，因此紫茎缺刻叶③的基因型为DdHh。
(3) 紫茎缺刻叶①DDHh与紫茎缺刻叶③DdHh杂交，对于茎色性状，DD与Dd杂交子代全部为D_，表现为紫茎；对于叶形性状，Hh与Hh杂交子代H_（缺刻叶）与hh（马铃薯叶）的比例为3：1，因此后代表型及比例为紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶=3：1。后代紫茎缺刻叶的基因型为D_H_，能稳定遗传的个体为纯合子DDHH。计算比例时，DDHh与DdHh杂交，子代DD的概率为1/2，HH的概率为1/4，因此DDHH的概率为1/2×1/4=1/8；子代D_H_的概率为1（全部为紫茎）×3/4（缺刻叶的比例）=3/4，因此紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体占比为1/8÷3/4=1/6。
(4) 实验二的亲本为紫茎缺刻叶③DdHh与绿茎缺刻叶②ddHh，子代紫茎缺刻叶的基因型为1/3DdHH、2/3DdHh，绿茎缺刻叶的基因型为1/3ddHH、2/3ddHh。让二者杂交，对于茎色性状，Dd与dd杂交，子代绿茎dd的概率为1/2；对于叶形性状，缺刻叶为H_，计算H_的概率时，只有当双亲均为Hh时，子代才会出现hh（马铃薯叶），hh的概率为2/3×2/3×1/4=1/9，因此H_的概率为1-1/9=8/9。因此后代中绿茎缺刻叶植株所占的比例为1/2×8/9=4/9。
(5) 由图1可知，只有当基因A存在、基因B不存在（即基因型为A_bb）时，番茄果实表现为红色，其余基因型（A_B_、aa__）均表现为黄色。
①若A、a和B、b基因分别在两对同源染色体上，则遵循基因的自由组合定律，基因型为AaBb的植株自交，子代中A_bb的概率为3/4×1/4=3/16，其余为黄色，概率为1-3/16=13/16，因此子代番茄果实的颜色及比例为红色：黄色=3：13。
②若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和B在一条染色体上，则AaBb只能产生AB和ab两种配子，比例为1：1，自交后子代基因型为AABB、AaBb、aabb，全部表现为黄色，因此子代番茄果实的颜色及比例为红色：黄色=0：4。
③若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体上，则AaBb只能产生Ab和aB两种配子，比例为1：1，自交后子代基因型为AAbb（红色）、AaBb（黄色）、aaBB（黄色），比例为1：2：1，因此子代番茄果实的颜色及比例为红色：黄色=1：3。
【分析】基因的分离定律是指在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因的自由组合定律是指位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（1）实验一中，紫茎缺刻叶植株和绿茎缺刻叶植株杂交，后代全为紫茎，说明紫茎是显性性状，缺刻叶：马铃薯叶=3：1，说明缺刻叶为显性性状，因此仅根据实验一的杂交的结果，能判断出2对相对性状的显隐性关系，隐性性状是绿茎和马铃薯叶。根据实验一、二的结果可知，这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
（2）分析由实验一可知，紫茎×绿茎→紫茎，可知紫茎①为DD，绿茎②为dd，缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1，可知缺刻叶①为Hh，故①为DDHh；分析实验二可知紫茎×绿茎→紫茎∶绿茎=1∶1，可知紫茎③为Dd，缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3：∶1，可知缺刻叶③为Hh，故③为DdHh。
（3）紫茎缺刻叶①为DDHh，紫茎缺刻叶③为DdHh，二者杂交后代中，均为紫茎，且有缺刻叶：马铃薯叶=3∶1，故后代表现型为紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1；后代紫茎缺刻叶基因型为D-H-，能稳定遗传的基因型为DDHH，后代紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体所占比例为DDHH/D-H-=1/8÷3/4=1/6。
（4）实验二紫茎缺刻叶③DdHh×绿茎缺刻叶②ddHh子代中的紫茎缺刻叶基因型为1/3DdHH和2/3DdHh，与绿茎缺刻叶1/3DdHH和2/3ddHh植株杂交，后代绿茎马铃薯叶植株所占的比例为2/3×2/3×1/2×1/2×1/4×2=1/18。
（5）据图1分析，红色基因型为A_bb；黄色基因型为A_B_、aa_ _。
①若A、a和B、b基因分别在两对同源染色体上，则满足自由组合定律，基因型为AaBb的植株自交，子代红色基因型为A_bb概率为3/4×1/4=3/16，黄色基因型为A_B_、aa_ _，概率为1-3/16=13/16，红色：黄色=3：13。
②若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和B在一条染色体上，基因型为AaBb的植株只能产生两种配子，AB：ab=1：1，雌雄配子随机结合后，子代基因型为AABB：AaBb：aabb=1：2：1，均为黄色，即红色：黄色=0：4。
③若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体，基因型为AaBb的植株只能产生两种配子，Ab：aB=1：1，雌雄配子随机结合后，子代基因型为AAbb：AaBb：aaBB=1：3，即红色：黄色=1：3。
1 / 1江苏省常州市北郊高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中生物试卷
一、单项选择题（共15个小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项正确）
1．（2025高一下·常州期中）下列有关“性状”的叙述，正确的是 （　　）
A．生物体不能表现出来的性状是隐性性状
B．兔的白毛和黑毛，狗的直毛和卷毛都是相对性状
C．遗传因子组成不同的个体杂交，子代表现的性状为显性性状
D．性状分离是指后代固时出现显性性状和隐性性状的现象
【答案】B
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性
【解析】【解答】A、隐性性状是指具有相对性状的纯合亲本杂交，子一代中未显现出来的性状，隐性性状在隐性基因纯合时能够表现出来，并不是生物体不能表现出来的性状，A错误；
B、相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型，兔的白毛和黑毛是兔的毛色这一性状的不同表现，狗的直毛和卷毛是狗的毛形这一性状的不同表现，二者都属于相对性状，B正确；
C、显性性状是具有相对性状的纯合亲本杂交，子一代表现出来的性状，遗传因子组成不同的个体杂交，如杂合子与隐性纯合子杂交，子代可同时出现显性性状和隐性性状，子代表现的性状不一定是显性性状，C错误；
D、性状分离是指杂种自交的后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象，并非所有后代同时出现显性和隐性性状的现象都属于性状分离，D错误。
故答案为：B。
【分析】相对性状是同种生物同一性状的不同表现形式，隐性性状在基因纯合时可以表现，显性性状由纯合亲本杂交子一代的表现确定，性状分离特指杂种自交后代出现显隐性性状的现象。
2．（2025高一下·常州期中）下图是某种进行有性生殖的高等哺乳动物的繁衍过程示意图，其中①②③代表相关生理过程。下列有关叙述错误的是（　　）
A．过程①②有利于使同一双亲后代呈现出多样性
B．这种动物雌雄个体的过程②产生的成熟生殖细胞的数目不同
C．过程②③能保证该生物前后代染色体数目的恒定
D．受精卵中的染色体，一半来自父方，一半来自母方
【答案】C
【知识点】精子和卵细胞形成过程的异同；受精作用；亲子代生物之间染色体数目保持稳定的原因
【解析】【解答】A、过程②为减数分裂，可通过非同源染色体自由组合、同源染色体交叉互换等产生多种类型的配子；过程①为受精作用，精子与卵细胞的结合具有随机性，二者共同作用使同一双亲的后代呈现出多样性，A正确；
B、雄性个体经过程②（减数分裂）可产生大量精子，雌性个体经过程②（减数分裂）一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，因此雌雄个体产生的成熟生殖细胞数目不同，B正确；
C、过程②（减数分裂）使成熟生殖细胞中染色体数目减半，过程①（受精作用）使受精卵中染色体数目恢复到体细胞水平，二者共同保证了该生物前后代染色体数目的恒定；过程③为个体发育，主要通过有丝分裂增加细胞数目，不参与维持前后代染色体数目恒定，C错误；
D、受精卵由精子和卵细胞融合形成，精子来自父方，卵细胞来自母方，因此受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，D正确。
故答案为：C。
【分析】有性生殖过程中，减数分裂产生染色体数目减半的配子，受精作用使染色体数目恢复到体细胞水平，二者共同维持前后代染色体数目恒定；减数分裂的基因重组和受精的随机性使后代呈现多样性；受精卵的染色体来源为父母双方各一半。
3．（2025高一下·常州期中）如图为某植物（2n=24）减数分裂过程中不同时期的细胞图像。下列叙述正确的是（　　）
A．应取该植物的雌蕊制成临时装片，才更容易观察到上面的图像
B．图①③⑤细胞中含有同源染色体，且都具有12个四分体
C．图③④细胞染色体的着丝粒排列在细胞板上
D．图③→⑤过程中的非同源染色体自由组合使配子呈多样性
【答案】D
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；观察细胞的减数分裂实验
【解析】【解答】A、植物减数分裂的观察应选取花药（雄配子形成部位），因为花药中减数分裂的细胞数量多，且分裂过程同步、细胞质均等分裂，更易观察到各时期图像；雌蕊中减数分裂的细胞数量少，且分裂不均等，不易观察，A错误；
B、图中①为减Ⅰ前期、③为减Ⅰ中期，二者均含同源染色体，且因2n=24，故各有12个四分体；⑤为减Ⅱ后期，同源染色体已在减Ⅰ末期分离，细胞中不含同源染色体，也不存在四分体，B错误；
C、细胞板是植物细胞分裂末期形成的结构，中期时染色体着丝粒排列在赤道板（虚拟平面）上；其中③（减Ⅰ中期）的同源染色体成对排列在赤道板两侧，着丝粒未在赤道板上，④（减Ⅱ中期）的着丝粒排列在赤道板上，C错误；
D、③为减Ⅰ中期，⑤为减Ⅱ后期，图③→⑤过程包含减Ⅰ后期，该时期非同源染色体自由组合会导致配子中染色体组合的多样性，使配子呈多样性，D正确。
故答案为：D。
【分析】减数分裂分为减Ⅰ和减Ⅱ阶段，减Ⅰ前期同源联会形成四分体，减Ⅰ中期同源排列赤道板两侧，减Ⅰ后期同源分离、非同源自由组合，减Ⅱ中期着丝粒排列赤道板，减Ⅱ后期着丝粒分裂；观察植物减数分裂宜选花药，四分体仅存在于减Ⅰ前期和中期，配子多样性源于减Ⅰ后期的非同源自由组合等基因重组。
4．（2025高一下·常州期中）图1表示荧光显微镜下观察到某雄性动物细胞中两条染色体着丝粒（分别用“●”和“o”表示）的移动路径。图2中的a~e表示该动物精原细胞进行分裂时处于不同时期的细胞。下列叙述错误的是（　　）
A．图1中①→②过程表示同源染色体联会
B．图2中b、c均可表示次级精母细胞
C．图2中的e所处时期有四个染色体组
D．图1中③时期的细胞可对应图2的e
【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化
【解析】【解答】A、图1中①→②过程，两条染色体的着丝粒逐渐向赤道板附近靠拢，这是减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体的过程，同源染色体的着丝粒相互靠近，因此该过程可表示同源染色体联会，A正确；
B、图2中b细胞染色体数目为n，核DNA数目为2n，说明染色体已完成复制但着丝粒未分裂，可表示减数第二次分裂的前期、中期，属于次级精母细胞；c细胞染色体数目和核DNA数目均为2n，说明着丝粒已分裂，染色体数目暂时加倍，可表示减数第二次分裂的后期，也属于次级精母细胞，因此b、c均可表示次级精母细胞，B正确；
C、图2中e细胞染色体数目和核DNA数目均为4n，对应有丝分裂后期，该时期着丝粒分裂，染色体数目加倍，二倍体雄性动物的体细胞原本含有2个染色体组，有丝分裂后期染色体组数目加倍，因此含有四个染色体组，C正确；
D、图1中③时期的细胞着丝粒排列在赤道板上，可对应有丝分裂中期或减数第二次分裂中期，图2中d细胞染色体数目为2n、核DNA数目为4n，可表示有丝分裂的前期和中期，因此图1中③时期的细胞可对应图2的d；e细胞对应有丝分裂后期，着丝粒已分裂，染色体移向细胞两极，与图1③时期的特征不符，D错误。
故答案为：D。
【分析】减数分裂和有丝分裂是真核细胞的两种分裂方式，减数分裂过程中会发生同源染色体联会、分离等特有行为，精原细胞可进行有丝分裂实现自身增殖，也可进行减数分裂产生精细胞。有丝分裂过程中，核DNA在间期复制加倍，染色体在后期着丝粒分裂时加倍，末期随细胞分裂减半；减数分裂过程中，核DNA在减数第一次分裂前的间期复制加倍，染色体在减数第一次分裂结束后减半，减数第二次分裂后期着丝粒分裂使染色体暂时加倍，末期再次减半。二倍体生物的体细胞含有2个染色体组，有丝分裂后期染色体组数目加倍为4个，减数第二次分裂后期染色体组数目为2个。次级精母细胞是减数第一次分裂结束后形成的细胞，可对应减数第二次分裂的前期、中期、后期，不同时期的染色体和核DNA数量存在差异。
5．（2025高一下·常州期中）现将一批遗传因子组成为AA和Aa的豌豆种子，其中纯合子与杂合子的比例为2：1，随机种植在试验田1；将另一批遗传因子组成为Bb和bb的玉米种子，其中杂合子与纯合子的比例为2：1，随机种植在试验田2，自然状态下，豌豆和玉米子一代的显性性状与隐性性状的比例分别接近（　　）
A．11：1、5：4 B．11：1、1：1 C．35：1、1：1 D．35：1、5：4
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】豌豆为自花传粉、闭花受粉植物，自然状态下仅能进行自交。已知试验田1中豌豆AA占2/3、Aa占1/3，2/3的AA自交后代全为AA，全部表现为显性性状，该部分后代占子代总数的2/3；1/3的Aa自交，根据基因分离定律，后代基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，其中显性性状（AA、Aa）占3/4，隐性性状（aa）占1/4，因此该部分后代中显性性状占1/3×3/4=1/4，隐性性状占1/3×1/4=1/12。子代总显性性状比例为2/3+1/4=11/12，总隐性性状比例为1/12，豌豆子一代显性与隐性性状比例为11：1。玉米为雌雄同株异花植物，自然状态下进行异花传粉，即自由交配。已知试验田2中玉米Bb占2/3、bb占1/3，该群体产生的配子中，B配子比例为2/3×1/2=1/3，b配子比例为2/3×1/2+1/3×1=2/3。自由交配时配子随机结合，子代中隐性性状bb的比例为2/3×2/3=4/9，显性性状（BB、Bb）比例为1-4/9=5/9，玉米子一代显性与隐性性状比例为5：4，A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】基因的分离定律的实质是，在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。自交是指基因型相同的个体间的交配，适用于自花传粉植物等的遗传计算，需分别计算不同基因型个体的自交后代，再合并比例。自由交配是指群体中所有个体随机进行交配，适用于异花传粉植物等的遗传计算，通常先计算群体中配子的类型及比例，再通过配子随机结合的方式推导子代基因型及表现型比例。不同植物的传粉特点存在差异，自花传粉植物自然状态下仅能自交，异花传粉植物自然状态下可进行自由交配，这是计算子代遗传比例的重要前提。
6．（2025高一下·常州期中）睾丸女性化由X染色体上的tf基因决定，患者性染色体组成为XY，有睾丸和女性生殖器官，外貌和正常女性一样，但没有生育能力，性别鉴定为女性。下图是一个睾丸女性化家系的部分系谱图，相关叙述错误的是（　　）
A．图中所有患者的母亲均为杂合子
B．患者家系中女性常多于男性
C．III1和III2再生了一个孩子，其患病的概率是1/4
D．IV1和正常男性结婚生一个正常男孩的概率是1/3
【答案】D
【知识点】伴性遗传；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、睾丸女性化患者的性染色体组成为XY，其携带致病基因tf的X染色体只能来自母亲，而母亲表现正常，因此母亲的基因型必然为XTXtf，属于杂合子，A正确；
B、正常情况下人群中男女比例约为1：1，而睾丸女性化患者的性染色体为XY，却表现为女性，这会使家系中女性的数量多于男性，B正确；
C、III1为正常男性，基因型为XTY，III2为正常女性，二者生育了患病孩子（Xtf Y），可推知III2的基因型为XTXtf；二者再生一个孩子时，子代基因型及比例为XT XT： XTXtf： XTY： Xtf Y = 1：1：1：1，其中患病孩子（XtfY）的概率为1/4，C正确；
D、IV1为正常女性，其父母为III1（XTY）和III2（XTXtf），因此IV1的基因型为XTXT的概率是1/2，为XTXtf的概率是1/2；IV1与正常男性（XTY）结婚，生育正常男孩（XTY）的概率为(1/2)×(1/2) + (1/2)×(1/4) = 3/8，并非1/3，D错误。
故答案为：D。
【分析】伴X染色体隐性遗传的致病基因位于X染色体上，隐性纯合或携带致病基因的男性会表现出病症，女性携带者不表现病症，致病基因可通过母亲传递给儿子。患者的性染色体组成为XY，表现为女性，会影响家系中的性别比例。计算子代概率时，需先确定亲本的基因型及概率，再结合配子结合的随机性进行分析。
7．（2025高一下·常州期中）—对正常的夫妇，他们有一个XXY的色盲孩子，孩子为“XXY色盲”的原因可能是
A．正常卵细胞和异常的精子结合，初级精母细胞中性染色体没有分开
B．正常卵细胞和异常的精子结合，次级精母细胞中性染色体移向同一极
C．正常精子和异常的卵细胞结合，初级卵母细胞中性染色体没有分开
D．正常精子和异常的卵细胞结合，次级卵母细胞中性染色体没有分开
【答案】D
【知识点】伴性遗传；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、色盲属于伴X染色体隐性遗传病，这对夫妇表现正常却生育了XXY型色盲孩子，可推知父亲基因型为XBY，母亲为致病基因携带者XBXb，孩子的基因型为XbXbY。孩子的Y染色体只能来自父亲，两条携带色盲基因的X染色体均来自母亲，因此异常配子是卵细胞而非精子，A错误；
B、结合孩子的基因型与父母的基因型分析，染色体异常的来源是母亲产生的异常卵细胞，和精子是否发生异常没有关联，B错误；
C、若初级卵母细胞在减数第一次分裂时同源性染色体未分离，母亲会产生基因型为XBXb的卵细胞，该卵细胞与正常精子结合后，无法形成XbXbY的色盲个体，C错误；
D、母亲基因型为XBXb，次级卵母细胞在减数第二次分裂后期，携带Xb的姐妹染色单体未正常分离而是移向同一极，最终形成了含两条Xb的异常卵细胞；该异常卵细胞与父亲产生的正常Y精子结合，就会发育成基因型为XbXbY的XXY色盲孩子，D正确。
故答案为：D。
【分析】红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病，致病基因仅位于X染色体，正常男性不携带致病基因，正常女性可成为携带者。该XXY个体的额外致病X染色体只能来自母方，其卵细胞异常是减数第二次分裂时X染色体姐妹染色单体未分离导致，并非减数第一次分裂同源染色体未分离。
8．（2025高一下·常州期中）现有①~④四个纯种果蝇品系，品系①的性状均为显性，品系②~④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示：
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 均为显性 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 II、III II II III
若需验证自由组合定律，可选择交配的品系组合为（　　）
A．①×② B．①×④ C．②×③ D．②×④
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、品系①所有性状均为显性纯合，品系②仅残翅为隐性性状，二者杂交只涉及一对等位基因，只能验证基因的分离定律，无法验证自由组合定律，A错误；
B、品系①所有性状均为显性纯合，品系④仅紫红眼为隐性性状，二者杂交只涉及一对等位基因，只能验证基因的分离定律，无法验证自由组合定律，B错误；
C、品系②的残翅基因与品系③的黑身基因都位于II号染色体上，属于同源染色体上的非等位基因，不遵循自由组合定律，二者杂交不能验证该定律，C错误；
D、品系②的残翅基因位于II号染色体，品系④的紫红眼基因位于III号染色体，两对等位基因分别位于非同源染色体上，二者杂交得到的子代两对基因均杂合，减数分裂时非同源染色体上的非等位基因可自由组合，能够验证自由组合定律，D正确。
故答案为：D。
【分析】基因自由组合定律的核心是减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，验证该定律需要选取控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上的亲本进行杂交，使子代成为双杂合子，进而通过后代性状分离比判断是否遵循自由组合定律，位于同一条染色体上的非等位基因无法发生自由组合，不适用该定律。
9．（2025高一下·常州期中）解密基因的科学研究中传颂着合作探究的典范。相关叙述正确的是（　　）
A．摩尔根等以果蝇为研究材料，通过假说演绎法，证明了基因位于染色体上
B．沃森和克里克拍摄、分析了DNA 衍射图谱并构建了DNA 的双螺旋结构
C．梅塞尔森和斯塔尔利用噬菌体为实验材料证实了DNA 的半保留复制
D．赫尔希和蔡斯利用同位素标记法证明了DNA 是主要的遗传物质
【答案】A
【知识点】噬菌体侵染细菌实验；DNA分子的结构；DNA分子的复制；基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、摩尔根以果蝇为研究材料，运用假说—演绎法开展果蝇眼色杂交实验，通过提出假说、演绎推理、实验验证等步骤，证明了基因位于染色体上，A正确；
B、DNA衍射图谱是由富兰克林等人拍摄获得的，沃森和克里克是基于该衍射图谱的相关数据，推算并构建出DNA的双螺旋结构模型，并非由他们拍摄DNA衍射图谱，B错误；
C、梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法和密度梯度离心技术，证实了DNA的半保留复制方式，并非以噬菌体为实验材料，C错误；
D、赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是噬菌体的遗传物质，而DNA是主要的遗传物质是总结多种生物的遗传物质研究后得出的结论，并非该实验直接证明，D错误。
故答案为：A。
【分析】假说—演绎法是在观察分析后提出问题，作出假说并演绎推理，再通过实验验证假说是否成立的科学研究方法；DNA双螺旋结构模型的构建参考了DNA衍射图谱的关键数据；DNA半保留复制的实验以大肠杆菌为材料，借助同位素标记和密度梯度离心技术完成；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。
10．（2025高一下·常州期中）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列相关叙述正确的是（　　）
A．可以用14C和18O替代32P和35S对T2噬菌体进行标记
B．T2噬菌体增殖所需要的原料、酶和ATP等物质可均由大肠杆菌提供
C．35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间过短或过长都会导致上清液中放射性增强
D．烟草花叶病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、T2噬菌体的蛋白质和DNA都含有C、O元素，若用14C和18O进行标记，无法区分蛋白质和DNA的去向，不能替代32P标记DNA、35S标记蛋白质的实验方案，A错误；
B、T2噬菌体属于病毒，无细胞结构，不能独立进行代谢，其增殖时以自身DNA为模板，所需的原料、酶、ATP、核糖体等全部由宿主大肠杆菌提供，B正确；
C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，侵染大肠杆菌时蛋白质外壳不进入细菌，离心后分布在上清液，保温时间长短不会影响上清液的放射性强度，该现象是32P标记DNA时才会出现的情况，C错误；
D、烟草花叶病毒的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，二者核酸类型不同，增殖过程也不相同，D错误。
故答案为：B。
【分析】T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒，结构简单，仅由蛋白质外壳和DNA组成，在侵染大肠杆菌时，只有DNA进入细菌细胞内，蛋白质外壳留在外面，利用大肠杆菌的物质和能量完成自身的增殖。病毒没有细胞结构，不能独立生存，必须寄生在活细胞内才能进行生命活动。同位素标记法用于追踪物质的运行和变化规律时，需要选择标记元素仅存在于目标物质中，以实现对不同物质的区分。不同病毒的遗传物质不同，DNA病毒以DNA为遗传物质，RNA病毒以RNA为遗传物质，二者的增殖过程存在明显差异。
11．（2025高一下·常州期中）构建DNA 双螺旋结构模型的实验材料中，共有脱氧核糖与磷酸的连接物70个，代表碱基A 的材料有12个，碱基G的有20个，其它材料均充足。下列叙述正确的是 （　　）
A．DNA 分子中的每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
B．模拟氢键的材料最多需要84个
C．最多可搭建出一个含有18个碱基对的DNA片段
D．构建出的 DNA 分子有4个游离的磷酸基团
【答案】C
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、链状DNA分子中每条链一端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，仅内部的脱氧核糖连接两个磷酸基团，环状DNA分子中脱氧核糖才均连接两个磷酸基团，并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团，A错误；
BC、设可搭建的DNA含n个碱基对，双链DNA需要脱氧核糖与磷酸的连接物数目为2×(2n-1)=4n-2，已知连接物有70个，计算得4n-2=70，n=18，且碱基材料数量满足需求，最多可搭建出含18个碱基对的DNA片段。该模型最多搭建18个碱基对，依据碱基互补配对原则，A与T配对、G与C配对，其中A最多12个、对应T12个，G最多6个、对应C6个，A-T间有2个氢键，G-C间有3个氢键，最多需要氢键材料为12×2+6×3=42个，并非84个，B错误，C正确；
D、链状DNA分子有两条链，共2个游离的磷酸基团，环状DNA分子无游离磷酸基团，无法构建出含4个游离磷酸基团的DNA分子，D错误。
故答案为：C。
【分析】DNA分子为双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，脱氧核糖和磷酸交替连接形成基本骨架，碱基排列在内侧并通过氢键互补配对，A与T配对形成两个氢键，G与C配对形成三个氢键；链状DNA分子含有两个游离的磷酸基团，环状DNA分子不存在游离的磷酸基团；双链DNA分子中碱基数量遵循A等于T、G等于C的碱基互补配对原则，脱氧核糖与磷酸的连接物数量会限制DNA片段的碱基对数目。
12．（2025高一下·常州期中）大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的 DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是（　　）
A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色
C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】第二次复制时，区段①为尚未复制的亲代双链，该双链来自第一次复制的子代DNA，仅一条链掺入3H-脱氧核苷，另一条链未掺入，属于单链掺入，应显浅色，而非深色；区段②为两条链均掺入3H-脱氧核苷的双链区段，应显深色，而非浅色；区段③为仅单链掺入的双链区段，应显浅色，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】DNA的复制方式为半保留复制，DNA复制时，亲代DNA的两条脱氧核苷酸链解开，分别作为模板，按照碱基互补配对原则合成新的子链，最终形成的两个子代DNA分子，各包含一条亲代母链和一条新合成的子链。半保留复制保证了遗传信息在亲子代细胞之间传递的准确性，是生物遗传稳定性的分子基础。在含放射性标记脱氧核苷酸的培养液中培养细胞时，所有新合成的DNA子链均会掺入放射性标记，原始亲代DNA链无放射性，可通过放射性显影情况判断DNA链的标记状态。
13．（2025高一下·常州期中）研究发现，人的细胞中，核DNA会存在复制和转录的相互排斥，即DNA在复制时会通过一些机制抑制转录的进行。下列对该机制的推测，成立的是（　　）
A．复制和转录需要的酶在与DNA结合的位点上存在竞争
B．复制和转录所需的原料相同，存在竞争
C．复制和转录所需的酶相同，存在竞争
D．复制和转录的碱基互补配对相同，存在竞争
【答案】A
【知识点】碱基互补配对原则；DNA分子的复制；遗传信息的转录
【解析】【解答】A、DNA复制需要相关酶结合DNA的复制位点，转录需要RNA聚合酶结合基因的启动子位点，若二者在DNA上的结合位点存在竞争，就会使DNA复制时抑制转录过程，该推测成立，A正确；
B、DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸，转录的原料是四种核糖核苷酸，二者所需原料不同，不存在原料方面的竞争，该推测不成立，B错误；
C、DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶，二者所需的酶种类不同，不存在酶的竞争，该推测不成立，C错误；
D、DNA复制的碱基配对方式为A-T、T-A、C-G、G-C，转录的碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C，二者配对方式不完全相同，且碱基配对方式不会造成复制和转录相互排斥，该推测不成立，D错误。
故答案为：A。
【分析】DNA复制是合成子代DNA的过程，转录是合成RNA的过程，二者在模板、原料、酶和碱基配对上均存在差异，核DNA复制与转录相互排斥的原因是相关酶在DNA结合位点上存在竞争。
14．（2025高一下·常州期中）研究发现在某类真核生物中，某些密码子在线粒体和细胞核中编码的氨基酸不同，具体情况如下表所示，若序列相同的两个DNA分子在细胞核和线粒体表达后，可能会出现下列哪些差异（　　）
密码子 细胞核 线粒体
AUA 异亮氨酸 甲硫氨酸
UGA 终止密码子 色氨酸
①转录产生的RNA的碱基序列不同②表达出的蛋白质的结构不同③翻译过程中消耗的氨基酸数量不同④翻译过程中碱基配对的方式不同
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
【答案】A
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】①转录时以DNA的一条链为模板合成RNA，因此序列相同的两个DNA分子转录产生的RNA的
碱基序列相同，①错误；②因为相同密码子在细胞核和线粒体编码的氨基酸不同，因此即便转录得到相同的mRNA ，但表达出的蛋白质的结构不同，②正确；③UGA在细胞核表达为终止密码子，在线粒体表达为色氨酸，终止密码子会导致翻译结束，因此两者在翻译过程中消耗的氨基酸数量不同，③正确确；④翻译过程中碱基配对的方式均为A-U、U-A、C-G、 G-C，④错误。即A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】科学家通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码，得知mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子，科学家将64个密码子编制成密码表。①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊惰况下，UGA可以编码阐代半阜氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氦酸。
15．（2025高一下·常州期中）下列有关中心法则的叙述中，正确的是 （　　）
A．HIV病毒可在病毒内自主合成逆转录酶
B．正常人体细胞中的 RNA 来源于过程②和④
C．③与②过程相比，特有的碱基配对方式是U——A
D．胰岛 B细胞中核DNA的遗传信息的传递过程有①②③
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展；DNA分子的复制；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、HIV病毒无细胞结构，不能独立进行代谢活动，必须寄生在宿主活细胞内，逆转录酶的合成只能在宿主细胞中完成，无法在病毒内自主合成，A错误；
B、正常人体细胞中，RNA仅通过过程②（转录）以DNA为模板合成，过程④（RNA的自我复制）仅发生在部分RNA病毒中，人体细胞不存在该过程，B错误；
C、过程②（转录）的碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C；过程③（翻译）的碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C，因此与②相比，③特有的碱基配对方式是U-A，C正确；
D、胰岛B细胞是高度分化的体细胞，不再进行细胞分裂，因此核DNA不会发生过程①（DNA复制），仅能进行过程②（转录）和③（翻译），D错误。
故答案为：C。
【分析】中心法则描述了遗传信息在生物体内的传递规律，包括DNA的复制、转录、翻译，以及RNA的复制和逆转录；其中DNA复制、转录、翻译是细胞生物普遍存在的遗传信息传递过程，RNA复制和逆转录仅发生在部分RNA病毒中；高度分化的细胞失去分裂能力，不再进行DNA复制，仅进行转录和翻译以维持细胞功能；转录和翻译的碱基配对方式存在差异，翻译过程中存在mRNA与tRNA之间的U-A配对。
二、多项选择题（共4小题，每小题3分，共12分。每小题不止一个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1分，选错得0分）
16．（2025高一下·常州期中）某同学进行了性状分离比的模拟实验，用小球代表雌配子或雄配子，具体装置如下图。下列叙述正确的是（　　）
A．选用装置①和②可模拟等位基因的分离和雌雄配子的随机结合
B．选用装置①和③可模拟非等位基因的自由组合和雌雄配子的随机结合
C．①~④各装置内小球的总数可以不相等
D．从①-④中随机各抓取1个小球并记录组合类型，最多可产生9种组合
【答案】A,C,D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因的自由组合规律的实质及应用；“性状分离比”模拟实验
【解析】【解答】A、D和d为等位基因，装置①和②可分别代表雌雄生殖器官，每个装置内D、d两种小球数量相等，模拟了减数分裂过程中等位基因的分离，从两个装置中各抓取一个小球进行组合，可模拟雌雄配子的随机结合，A正确；
B、非等位基因的自由组合发生在同一性别生殖器官的减数分裂过程中，装置①和③分别代表不同的等位基因，可以模拟非等位基因的自由组合，但不能用于模拟雌雄配子的随机结合，B错误；
C、性状分离比模拟实验中，每个装置内两种对应配子的小球数量必须相等，以保证配子比例为1：1，但不同装置代表雌雄生殖器官时，雌雄配子的总数可以不相等，因此①~④各装置内小球的总数可以不相等，C正确；
D、从①~④中随机各抓取1个小球，涉及D/d和R/r两对等位基因，其中D/d的组合有DD、Dd、dd共3种，R/r的组合有RR、Rr、rr共3种，根据自由组合定律，最多可产生3×3=9种组合类型，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】性状分离比的模拟实验用于模拟生物有性生殖过程中雌雄配子的随机结合，验证基因的分离定律与自由组合定律。基因的分离定律的实质是减数分裂形成配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离，独立随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是减数分裂过程中，同源染色体上等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。两对等位基因独立遗传时，雌雄配子随机结合可产生9种基因型组合。
17．（2025高一下·常州期中）下列关于真核细胞内 DNA 复制、转录的叙述，错误的是（　　）
A．DNA 一条链上的嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．DNA 复制发生在细胞分裂前的间期
C．解旋酶和RNA 聚合酶都可以断裂和恢复氢键
D．RNA 聚合酶与起始密码子结合启动转录
【答案】A,C,D
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的复制；遗传信息的转录
【解析】【解答】A、双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等，但DNA单链上的嘌呤碱基数和嘧啶碱基数没有必然相等的关系，A错误；
B、真核细胞内DNA复制发生在细胞分裂前的间期，随染色体复制同步完成，B正确；
C、解旋酶和RNA聚合酶均能使DNA双链间的氢键断裂，但氢键的形成是自发过程，不需要这两种酶催化恢复，C错误；
D、RNA聚合酶通过与基因的启动子序列结合启动转录，起始密码子位于mRNA上，是翻译的起始信号，不参与转录启动，D错误。
故答案为：ACD。
【分析】双链DNA分子遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；DNA复制发生在细胞分裂前的间期；解旋酶和RNA聚合酶可断裂氢键，氢键形成不需要酶催化；转录由RNA聚合酶结合启动子启动，起始密码子参与翻译过程的起始。
18．（2025高一下·常州期中）细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控，其作用机制如下图所示（①②③④表示过程，a、b、c、d表示合成的多肽链），医学上依据该图原理采用饥饿疗法治疗癌症（阻断肿瘤的血液供应）。下列分析正确的是（　　）
A．参与癌细胞合成蛋白质的RNA仅有mRNA和tRNA
B．空载tRNA与mRNA结合后抑制过程①从而抑制蛋白质合成
C．最早合成的多肽是a，核糖体的移动方向为由右向左
D．阻断肿瘤的血液供应可抑制蛋白质合成抑制癌细胞分裂
【答案】C,D
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、癌细胞合成蛋白质的过程包括转录和翻译，参与的RNA有mRNA（作为翻译的模板）、tRNA（转运氨基酸）、rRNA（构成核糖体的成分），并非仅有mRNA和tRNA，A错误；
B、由图可知，空载tRNA通过过程④抑制过程①（转录），并非与mRNA结合后抑制转录，且过程①为转录，不是翻译过程，B错误；
C、翻译过程中，核糖体沿mRNA移动，先结合的核糖体翻译出的多肽链更长，图中a的多肽链最长，说明a是最早合成的多肽，核糖体的移动方向为由右向左，C正确；
D、阻断肿瘤的血液供应，肿瘤细胞缺乏氨基酸，负载tRNA会转化为空载tRNA，空载tRNA可抑制转录过程，还能激活蛋白激酶抑制翻译过程，从而抑制蛋白质的合成，癌细胞分裂需要蛋白质的参与，因此可抑制癌细胞分裂，D正确。
故答案为：CD。
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，主要发生在细胞核中；翻译是以mRNA为模板，tRNA为氨基酸的转运工具，在核糖体（由rRNA和蛋白质构成）上合成多肽链的过程，参与翻译过程的RNA包括mRNA、tRNA和rRNA。翻译过程中，核糖体沿mRNA分子移动，多肽链的长度可反映翻译的先后顺序，先启动翻译的核糖体合成的多肽链更长。基因表达的调控可发生在转录水平、翻译水平等多个层面，非编码RNA可参与基因表达的调控，通过抑制转录或翻译过程调控蛋白质的合成。癌细胞具有无限增殖的特点，其增殖过程需要大量蛋白质的合成，可通过抑制蛋白质的合成抑制癌细胞的增殖。
19．（2025高一下·常州期中）家蚕（2N=56）的性别决定方式为ZW型，茧形和体色分别由等位基因A、a和B、b控制，且两对基因均不在W染色体上。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交，F1中雌雄数量相等，雌雄中表型及比例如表所示。下列叙述正确的是 （　　）
雌蚕 有斑纹纺锤形茧：无斑纹纺锤形茧：有斑纹椭圆形茧：无斑纹椭圆形茧=1：4：1：4
雄蚕 有斑纹纺锤形茧：无斑纹纺锤形茧：有斑纹椭圆形茧：无斑纹椭圆形茧=2：8：1：4
A．基因A、a和B、b位于非同源染色体上，遵循自由组合定律
B．关于茧形的遗传，亲本中的父本有1种基因型，母本有2种基因型
C．关于体色的遗传，亲本中的无斑纹雄蚕亲本的基因型及其比例是BB：Bb=3：2
D．F1有斑纹椭圆形茧雄蚕占 1/15
【答案】A,B,C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传；基因在染色体上位置的判定方法；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、F1雌雄个体中体色（有斑纹、无斑纹）的表现型比例一致，说明控制体色的基因B、b位于常染色体上；茧形（纺锤形茧、椭圆形茧）的表现型比例在雌雄中存在差异，说明控制茧形的基因A、a位于Z染色体上，两对基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，A正确；
B、茧形的相关基因位于Z染色体上，纺锤形茧为显性性状，亲本雄蚕均为纺锤形茧，子代雌蚕纺锤形茧∶椭圆形茧=1∶1，说明父本基因型只有ZAZa一种；子代雄蚕纺锤形茧∶椭圆形茧=2∶1，说明母本有ZAW、ZaW两种基因型，B正确；
C、体色中无斑纹对有斑纹为显性，亲本雌蚕均为有斑纹（bb），子代有斑纹∶无斑纹=1∶4，即子代bb占1/5，说明父本产生的含b的配子占1/5、含B的配子占4/5，可推知亲本无斑纹雄蚕基因型及比例为BB∶Bb=3∶2，C正确；
D、亲本雄蚕基因型为3/5BBZAZa、2/5BbZAZa，雌蚕基因型为1/3bbZAW、2/3bbZaW，F1中有斑纹椭圆形茧雄蚕（bbZaZa）的比例为2/5×1/2×2/3×1/4=1/30，并非1/15，D错误。
故答案为：ABC。
【分析】ZW型性别决定的生物中，雌性个体的性染色体组成为ZW，雄性个体的性染色体组成为ZZ；位于性染色体上的基因，其遗传表现出与性别相关联的特点，位于常染色体上的基因，遗传与性别无关；非同源染色体上的非等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律；计算子代的表现型比例时，可先分析亲本产生配子的种类及比例，再结合乘法原理和加法原理进行推导。
三、非选择题（共5小题，总分58分）
20．（2025高一下·常州期中）如图1是显微镜下拍到的某基因型为AaBb的雄性动物（2n=24）的减数分裂不同时期的细胞图象。图2中，根据细胞中染色单体数、染色体数和核DNA分子数的数量关系，将细胞分成甲、乙、丙、丁四类。不考虑染色体互换和基因突变，根据所学知识，回答下列问题：
（1）图1中处于减数分裂Ⅰ的细胞有　 　（填序号），细胞c中有　 　条染色单体，细胞d正在发生　 　（填染色体行为）。
（2）图2 中□表示的是　 　的数目，图1中a时期的细胞可对应图2的细胞　 　。
（3）图2所示的细胞中一定不含等位基因的是　 　；图Ⅰ所示细胞中可能含有两条X染色体的是　 　（填序号）。
（4）若该生物的某一个精原细胞分裂过程中发生异常，产生的其中一个精子的基因型为AaB，则其他三个精子最可能的基因型是　 　，若该精子与正常卵细胞能正常进行受精作用，所得个体的体细胞的染色体数可能为　 　。
（5）如图3为某同学绘制的一个减数分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化图，他对该图作了如下标注：①ad段细胞中均含有同源染色体：②bc段发生的变化会使核DNA 数加倍，受精作用也可使核DNA数加倍，但二者的原因不同；③de段的发生伴随着细胞数目的增多。以上标注中，错误的有　 　。
【答案】（1）bcd；48；同源染色体联会
（2）核DNA分子；丙
（3）乙、丁；a
（4）AaB 、b、b；25或50
（5）①③
【知识点】精子的形成过程；减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1) 减数分裂Ⅰ包含前期、中期、后期，图1中细胞d为减数分裂Ⅰ前期（同源染色体联会）、细胞b为减数分裂Ⅰ中期（染色体排列在赤道板两侧）、细胞c为减数分裂Ⅰ后期（同源染色体分离），因此处于减数分裂Ⅰ的细胞是bcd。细胞c处于减数分裂Ⅰ后期，细胞中染色体数与体细胞相同（24条），每条染色体含2条染色单体，故染色单体数为 24×2 = 48条。细胞d处于减数分裂Ⅰ前期，正在发生同源染色体联会（同源染色体两两配对）。
(2) 图2中，染色单体数在部分时期为0，因此中间条纹代表染色单体；染色体数与核DNA数的比例为1：1或1：2，故左侧条纹代表染色体数，右侧白色代表核DNA分子数。图1中细胞a为减数分裂Ⅱ后期，此时无染色单体，染色体数=核DNA数=24条（与体细胞相同），对应图2中的丙类细胞（丙类无染色单体，染色体：DNA=1：1，染色体数与体细胞相等）。
(3) 等位基因位于同源染色体上，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离后，减数分裂Ⅱ的细胞不含同源染色体，也就不含等位基因。图2中，乙类为减数分裂Ⅱ前期或中期（染色体：DNA：染色单体=1：2：2，染色体数为体细胞一半），丁类为减数分裂Ⅱ末期（无染色单体，染色体：DNA=1：1，染色体数为体细胞一半），因此乙、丁一定不含等位基因。该动物为雄性（性染色体组成为XY），减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，含X的次级精母细胞会暂时出现两条X染色体，图1中细胞a为减数分裂Ⅱ后期，因此a可能含有两条X染色体。
(4) 精原细胞基因型为AaBb，产生的一个精子基因型为AaB，说明减数分裂Ⅰ后期，含A和a的同源染色体未分离，进入同一个次级精母细胞，该次级精母细胞（基因型为AAaaBB）分裂后产生两个AaB型精子；另一个次级精母细胞（基因型为bb）分裂后产生两个b型精子，因此其他三个精子基因型为AaB、b、b。正常精子染色体数为12条，该异常精子多1条（染色体数为13条），与正常卵细胞（12条）受精后，受精卵染色体数为25条；该受精卵进行有丝分裂后期，染色体数加倍为50条，因此所得个体的体细胞染色体数可能为25或50。
(5) 图3中，bc段为DNA复制（每条染色体上DNA数从1变为2），de段为着丝粒分裂（每条染色体上DNA数从2变为1）。
①ad段中，cd段包含减数分裂Ⅱ前期、中期，此时细胞无同源染色体，因此ad段细胞并非均含同源染色体，①错误；
②bc段核DNA数加倍的原因是DNA复制，受精作用使核DNA数加倍的原因是精卵细胞融合，二者原因不同，②正确；
③de段为着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，细胞数目未增多（细胞分裂发生在末期），③错误。
因此错误的是①③。
【分析】减数分裂分为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，减数分裂Ⅰ的核心是同源染色体联会、分离，导致染色体数减半；减数分裂Ⅱ的核心是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数暂时加倍后最终为体细胞一半。减数分裂过程中，核DNA数在间期复制后加倍，减数分裂Ⅰ末期、减数分裂Ⅱ末期各减半一次；染色单体在间期出现，减数分裂Ⅱ后期消失；染色体数在减数分裂Ⅰ末期减半，减数分裂Ⅱ后期暂时加倍。等位基因随同源染色体分离而分离，若减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，会导致等位基因进入同一配子。每条染色体上DNA含量变化：间期DNA复制后为2，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后为1。
（1）如图1是显微镜下拍到的某基因型为AaBb的雄性动物（2n=24）的减数分裂不同时期图象，a是减Ⅱ后期，b是减Ⅰ中期，c是减Ⅰ后期，d是减Ⅰ前期，故处于减Ⅰ的细胞是bcd；细胞c处于减Ⅰ后期，染色体复制已经完成，含有48条染色单体；细胞d处于减Ⅰ前期，此时同源染色体配对，发生联会现象。
（2）分析图2：三条柱子中，中间的数量有时为0，因此是代表姐妹染色单体的数量，DNA与染色体的数量关系是1：1或2：1，因此左边的柱子是代表染色体数量，右边的柱子即白色柱子代表DNA数目。a表示减Ⅱ后期，此时细胞没有染色单体，着丝粒分裂，对应的是丙图。
（3）分析图1、2，细胞中一定不含等位基因的是减Ⅱ的细胞，因此是图1中的a和图2中的乙和丁。该个体是雄性个体，只有减Ⅱ后期细胞才可能含有2条X染色体，因此是图1中的a和图2中的丙。
（4）若该生物的某一个精原细胞分裂产生的其中一个精子的基因型为AaB，其中Aa等位基因未分离，最可能是减I后期同源染色体未分离，同时形成的其他三个精子是AaB、b、b。该细胞中的染色体条数为13条，正常的卵细胞的染色体是12条，因此所得个体的体细胞的染色体数可能为25或50（进行有丝分裂后期的细胞）。
（5）如图3为某同学绘制的一个减数分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化图，bc是发生了DNA的复制造成的加倍，de减半是因为着丝粒分离姐妹染色单体分离。①ad段中的cd段每条染色体上是2个DNA有可能是减Ⅰ或者减Ⅱ前期、中期的细胞，因此不一定含有同源染色体，①错误；②bc段发生的变化会使核DNA数加倍，受精作用也可使核DNA数加倍，但二者的原因不同，前者是DNA复制，后者是精卵细胞结合造成的加倍，②正确；③de段代表着丝粒分裂，细胞并没有分裂，数量不会增多，③错误，故错误的是①③。
21．（2025高一下·常州期中）图一中DNA分子有a和d两条链，I和II均是DNA分子复制过程中所需要的酶，图二是图一中某一片段的放大示意图。请分析回答下列问题：
（1）从图一可看出DNA复制的特点是　 　，Ⅰ是　 　酶，Ⅱ是　 　酶。DNA复制过程中新形成的子链延伸方向是　 　。
（2）图二中，DNA分子的基本骨架由　 　（填序号）交替连接而成，④的名称是　 　。
（3）若亲代DNA分子中A+T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A+T占　 　%。
（4）某DNA含有100个碱基对，其中A有40个。将其放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则每个子代DNA，分子的相对分子质量比亲代DNA分子增加了　 　。第五次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸　 　个。
（5）为证明DNA复制的方式，科学家利用大肠杆菌进行了相关实验：将大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养若干代，再将其转移到14NH4Cl培养液中培养，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA带的位置。下图表示几种可能的离心结果，则：
① 大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代。如果DNA为全保留复制，则DNA带的分布应该如图中试管　 　所示：如果为半保留复制，则DNA带的分布应如图中试管　 　所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带，证明DNA是半保留复制，则大肠杆菌增殖3代后，含14N的DNA分子占　 　 %。
【答案】（1）边解旋边复制（半保留复制）；解旋；DNA聚合；5'→3'
（2）②③；胸腺嘧啶脱氧核苷酸
（3）60
（4）100；960
（5）C；B；100
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的复制
【解析】【解答】(1) 从图一可以看出，DNA分子复制时，双链在解旋酶作用下逐步解开，同时以解开的每条链为模板合成新链，因此DNA复制的特点是边解旋边复制，且新合成的每个DNA分子都保留了亲代DNA的一条链，即半保留复制。Ⅰ酶的作用是断裂DNA双链之间的氢键，使双链解开，因此Ⅰ是解旋酶；Ⅱ酶的作用是催化脱氧核苷酸聚合形成新的DNA子链，因此Ⅱ是DNA聚合酶。DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到子链的3'羟基端，因此新形成的子链延伸方向是5'→3'。
(2) DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，排列在双螺旋结构的外侧，对应图二中的②脱氧核糖和③磷酸。④由含氮碱基（胸腺嘧啶）、脱氧核糖和磷酸组成，是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，属于DNA的基本组成单位之一。
(3) DNA分子中，A与T互补配对，一条链上的A对应另一条链上的T，一条链上的T对应另一条链上的A，因此整个DNA分子中A+T的比例与任意一条单链中A+T的比例相等。若亲代DNA分子中A+T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A+T占60%。
(4) 亲代DNA分子含有100个碱基对，共200个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸含1个磷酸基团。将其放在含32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，为半保留复制，每个子代DNA分子中，一条链是亲代的31P标记链，另一条链是新合成的32P标记链，因此每个子代DNA分子中有100个磷酸基团被32P替换，相对分子质量增加100×(32-31)=100。该DNA分子中A=40个，根据碱基互补配对原则，A=T=40，故G=C=(200-40×2)/2=60个；DNA复制第n次时，新合成的DNA分子数为2(n-1)个，因此第五次复制时，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2(5-1)×60=16×60=960个。
(5) ①全保留复制时，亲代DNA（15N-15N，重带）复制一代后，产生两个DNA分子，一个为亲代的15N-15N（重带），另一个为新合成的14N-14N（轻带），离心后出现重带和轻带两条带，对应试管C；半保留复制时，每个子代DNA分子均由一条15N标记的母链和一条14N标记的新链组成（15N-14N，中带），离心后只有中带，对应试管B。②DNA半保留复制时，在14N培养液中培养，无论复制多少代，所有子代DNA分子都至少含有一条14N标记的新链，因此增殖3代后，含14N的DNA分子占100%。
【分析】DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧，遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。DNA复制以半保留复制的方式进行，边解旋边复制，需要解旋酶解开双链，DNA聚合酶催化脱氧核苷酸聚合形成子链，子链延伸方向为5'→3'，碱基互补配对保证了复制的准确性。DNA分子中，整个DNA的碱基比例与单链的碱基比例存在对应关系，可据此进行相关计算。DNA复制的半保留特性可通过密度梯度离心实验验证，不同复制代数的DNA分子离心后会出现不同位置的条带。DNA复制过程中，游离脱氧核苷酸的需求量可根据复制次数和碱基数量进行计算。
（1）结合图一可知，DNA复制为半保留复制、且边解旋边复制。Ⅰ是解旋酶，破坏氢键，Ⅱ是DNA聚合酶，催化子链的合成。DNA聚合酶与模板链的3'段结合，因此子链的合成方向是5'→3'。
（2）DNA分子的基本骨架由②脱氧核糖、③磷酸交替连接而成。④是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，由胸腺嘧啶、脱氧核糖、磷酸组成。
（3）DNA中两条链中A与T配对，一条链中A+T与另一条链中A+T相等，因此若亲代DNA分子中A+T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A+T占60%。
（4）若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，则含有200个磷酸，形成的子代DNA分子也含有200个磷酸，因此将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加100×32+100×31-200×31=100。某DNA含有100个碱基对，其中A=40个，则T=40个，G=C=60，其在第五次复制时需要合成25-24=16个DNA，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为60×16=960个。
（5）①若为全保留复制，保留原DNA，合成新DNA，所示条带为15N-15N（重带）、14N-14N（轻带），如试管C所示。若为半保留复制，产生的DNA均为15N-14N（中带），如试管B所示。②由于DNA进行半保留复制，则在14N中进行复制，不管复制多少代，所有DNA都含有14N，因此含14N的DNA分子占100%。
22．（2025高一下·常州期中）探索遗传物质本质的历程中，几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
（1）①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种　 　，能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验，根据实验结果可知，加入的物质X为　 　。
（2）1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，实验包括4个步骤：
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S 和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是　 　。A. abcd B. dbac C. badc D. bacd
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养　 　，再用噬菌体去侵染　 　，收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，保温一段时间后搅拌，搅拌的目的是　 　，经离心后放射性存在于　 　。
③噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要　 　。A. 细菌的DNA B. 噬菌体的DNA C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
（3）某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M，为探究病毒M的遗传物质是DNA 还是RNA，开展了相关实验，如表所示。回答下列问题：
组别 处理方式 　实验结果
A 病毒M+活鸡胚培养基 　分离得到大量的病毒M
B 病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基 　
C 　 　
①该实验运用了　 　（填“加法”或“减法·`）原理。C组的处理方式是　 　。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒，则B组和C组的实验结果分别是　 　、　 　。
【答案】（1）转化因子；DNA酶（DNA水解酶）
（2）C；大肠杆菌；含35S的大肠杆菌（带标记的大肠杆菌）；使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离；上清液和沉淀物；BD
（3）减法；病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基；不能分离得到病毒M；分离得到大量的病毒M
【知识点】人类对遗传物质的探究历程；肺炎链球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】(1) ①格里菲思以小鼠为实验材料开展肺炎链球菌体内转化实验，将活的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠患病死亡并能分离出活的S型细菌，而单独注射活的R型细菌或加热杀死的S型细菌的小鼠均未死亡，由此得出S型细菌中存在某种转化因子，能将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌。
②艾弗里的体外转化实验中，需将S型细菌的细胞提取物进行不同处理后与R型细菌混合培养，观察是否出现S型细菌。图中实验结果为混合培养后只长R型细菌，说明S型细菌细胞提取物中的转化因子被破坏，而转化因子的本质是DNA，因此加入的物质X是DNA酶（DNA水解酶），DNA酶能特异性水解S型细菌提取物中的DNA，使其失去转化活性，无法将R型细菌转化为S型细菌，故培养后只有R型细菌生长。
(2) ①噬菌体侵染细菌的实验步骤为：首先用含35S和32P的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染这些标记的大肠杆菌，获得35S和32P分别标记的噬菌体（b）；然后让标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养，使噬菌体侵染大肠杆菌（a）；接着离心分离噬菌体外壳（上清液）与被侵染的大肠杆菌（沉淀物）（d）；最后检测上清液和沉淀物中的放射性强度（c），因此步骤顺序为badc，对应选项C。
②噬菌体是专性寄生的病毒，无法在普通培养基上独立增殖，因此要大量制备含35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，使大肠杆菌带上35S标记，再用噬菌体侵染这些含35S的大肠杆菌，噬菌体在大肠杆菌内增殖时，会利用大肠杆菌的含35S的氨基酸合成自身蛋白质外壳，从而获得大量35S标记的噬菌体。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离，便于后续离心分离。3H可标记噬菌体的DNA和蛋白质（二者均含H元素），因此用3H标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，搅拌离心，上清液（噬菌体蛋白质外壳）和沉淀物（被侵染的大肠杆菌，含噬菌体DNA）中均会出现放射性。
③噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞内，作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需的原料（氨基酸、脱氧核苷酸等）、酶、核糖体、能量等均由大肠杆菌提供，因此合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料，对应选项BD。
(3) ①该实验的目的是探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，实验中分别加入DNA水解酶和RNA水解酶，水解掉相应的核酸以去除其作用，观察病毒能否正常增殖，这种通过去除某种物质的作用来探究其功能的原理是减法原理。根据实验设计的单一变量原则和对照原则，B组处理为病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基，因此C组的处理方式为病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基，与B组形成对照，以分别探究DNA和RNA在病毒增殖中的作用。
②若病毒M是DNA病毒，其遗传物质为DNA：B组中加入的DNA水解酶会水解病毒M的DNA，破坏其遗传物质，导致病毒无法在活鸡胚培养基中增殖，因此实验结果为不能分离得到病毒M；C组中加入的RNA水解酶只能水解RNA，而病毒M的遗传物质是DNA，不受RNA水解酶的影响，病毒仍能正常增殖，因此实验结果为分离得到大量的病毒M。
【分析】肺炎链球菌转化实验分为体内转化实验和体外转化实验，体内转化实验发现S型细菌中存在转化因子，体外转化实验证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。噬菌体侵染细菌实验采用同位素标记法，分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，证明DNA是噬菌体的遗传物质，噬菌体增殖时以自身DNA为模板，利用宿主细胞的原料、酶等合成子代噬菌体。酶具有专一性，DNA酶可催化DNA水解，RNA酶可催化RNA水解，减法原理是在实验中去除某种因素的影响，以探究该因素的作用。病毒的遗传物质为DNA或RNA，若水解某种核酸后病毒无法增殖，则该核酸为其遗传物质。DNA的碱基互补配对原则保证了遗传信息的准确传递，半保留复制是DNA复制的主要方式，这些均是遗传物质传递和表达的基础。
（1）①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化成S型细菌。②下图表示艾弗里实验的某组实验，实验结果显示只有R型菌出现，说明S型菌的细胞提取物中不含DNA，因此加入的物质X为DNA酶。
（2）①噬菌体侵染细菌的实验，实验流程为35S和32P分别标记噬菌体→噬菌体侵染大肠杆菌→离心分离→放射性检测，正确顺序是badc。②若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌，收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，保温一段时间后搅拌，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，由于蛋白质和DNA中均含有H，经离心后放射性存在于上清液和沉淀物。③噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料，BD正确，AC错误。
故选BD。
（3）①该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”，实验的自变量是使用的酶的种类，DNA酶能催化DNA水解，RNA酶能催化RNA水解，所依据的生物学原理是酶具有专一性，实验中通过加入的水解酶使核酸分解，因此，该实验运用的是减法原理。根据实验设计的单一变量原则可推测，C组的处理方式是病毒M＋RNA水解酶＋活鸡胚培养基。②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒，则B组由于DNA被水解，使得分离结果中没有病毒M的出现，而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉，因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M出现。
23．（2025高一下·常州期中）大肠杆菌（E.coli）是与人类的科研、生产、生活密切相关的细菌，下图是大肠杆菌体内进行的一些生理活动，请回答下列问题：
（1）图1中大肠杆菌正在进行DNA复制，其复制起始于特定位点，称为复制原点（ori），该序列中A-T含量很高，原因是　 　。由图可知，大肠杆菌DNA复制方式可描述为　 　（填序号）。
①单起点复制②多起点复制③连续复制④半不连续复制⑤半保留复制⑥全保留复制
（2）图2是大肠杆菌内基因表达的过程，与真核生物相比，显著的特点是　 　，图中RNA聚合酶的移动方向是　 　（填“从左向右”或“从右向左”）。图中，该RNA上结合的多个颗粒状结构是　 　，最终合成的产物通常　 　（填“相同”或“不相同”），其意义在于　 　。
（3）科学家将人的胰岛素基因片段导入大肠杆菌内实现转化，使大肠杆菌能够合成胰岛素。图3是胰岛素合成的翻译过程，图中正在编码的氨基酸对应的密码子是　 　。下一个连接到肽链的氨基酸是　 　（GGU甘氨酸、ACA 苏氨酸、GGG 甘氨酸、UGG色氨酸）。
（4）在培养大肠杆菌生产胰岛素时，当发酵罐中的大肠杆菌密度达到一定数值时，其数目会迅速下降，其中一个原因是生存压力过大导致菌体自溶，结合图4分析：
图4
当大肠杆菌数目增多生存压力增大，细胞内σE蛋白增多，促进MicA、RybB转录产生sRNA。
sRNA与　 　结合形成双链，进而被核酸酶水解，抑制了　 　过程，导致特定膜蛋白减少，最终菌体内陷自溶。
（5）综上，在大肠杆菌的生命活动中依赖信息的流动，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息表达的产物。而ATP为信息的流动提供能量，可见　 　。
【答案】（1）A-T之间形成两个氢键，而C-G之间形成三个氢键，A-T含量高容易解旋；①④⑤
（2）边转录边翻译；从右向左；核糖体；相同；少量的mRNA分子就可以迅速合 成大量的蛋白质
（3）5'ACU3'；苏氨酸
（4）ompA-mRNA；翻译
（5）生命是物质、能量和信息的统一体
【知识点】DNA分子的复制；基因的表达综合
【解析】【解答】(1) 复制原点序列中A-T含量高，原因是A与T之间通过两个氢键连接，C与G之间通过三个氢键连接，A-T碱基对的氢键数量更少，更容易断裂解旋，便于DNA复制起始时双链解开。由图1可知，大肠杆菌环状DNA只有一个复制起点（单起点复制），复制时一条子链连续合成（领头链），另一条不连续合成（随后链），即半不连续复制，且子代DNA分子均保留一条亲代链，为半保留复制，因此复制方式可描述为①④⑤。
(2) 与真核生物相比，大肠杆菌（原核生物）基因表达的显著特点是边转录边翻译，原核生物无核膜包被的细胞核，转录和翻译过程可同时发生。RNA聚合酶催化转录生成mRNA，图中右侧mRNA较短，左侧mRNA较长，说明RNA聚合酶的移动方向是从右向左（转录方向为从短mRNA向长mRNA延伸）。图中RNA上结合的多个颗粒状结构是核糖体，多个核糖体结合在同一条mRNA上形成多聚核糖体。由于所有核糖体均以同一条mRNA为模板，因此最终合成的多肽链（产物）通常相同。这种多聚核糖体结构的意义在于，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，大幅提高翻译的效率。
(3) 翻译过程中，密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，与tRNA上的反密码子互补配对。图中tRNA的反密码子为AGU（3'→5'方向），因此对应的mRNA密码子为5'→3'方向的ACU。mRNA上密码子的读取方向为5'→3'，当前编码的氨基酸密码子为ACU，下一个密码子为ACA，根据提供的密码子对应氨基酸（ACA为苏氨酸），因此下一个连接到肽链的氨基酸是苏氨酸。
(4) 当大肠杆菌生存压力增大时，细胞内σE蛋白增多，促进MicA、RybB转录产生sRNA。sRNA通过碱基互补配对与ompA-mRNA结合形成双链，进而被核酸酶水解，导致ompA-mRNA无法作为模板进行翻译，抑制了翻译过程，使得特定膜蛋白的合成减少，最终引发菌体内陷自溶。
(5) 大肠杆菌的生命活动中，DNA、RNA作为遗传信息的载体传递遗传信息，蛋白质是信息表达的功能产物，ATP为DNA复制、转录、翻译等信息流动过程提供能量，这体现了生命是物质、能量和信息的统一体。
【分析】DNA复制的起点序列中A-T含量高，因A-T碱基对氢键少更易解旋；原核生物DNA复制为单起点、半不连续、半保留复制。原核生物无核膜，基因表达边转录边翻译，多聚核糖体可利用少量mRNA快速合成大量蛋白质。翻译时密码子与反密码子互补配对，密码子沿mRNA 5'→3'方向读取。原核生物中sRNA可通过与mRNA互补结合并使其水解，抑制翻译过程。生命活动依赖物质（DNA、RNA、蛋白质等）作为信息载体，能量（ATP）驱动信息流动，信息指导物质合成与功能执行，生命是物质、能量和信息的统一体。
（1）复制原点作为复制的起点，序列中A-T含量很高， A-T之间形成两个氢键，而C-G之间形成三个氢键， A-T含量高容易解旋；由图1可知，大肠杆菌的环状DNA中只有1个复制起点，从复制起点处开始向两边复制，单起点双向复制，图中子链合成一条链是连续合成，一条链是不连续合成，因此属于半不连续复制，合成的子代DNA中，一条链为亲代模板链，一条链为新合成的互补子链，为半保留复制，因此大肠杆菌DNA复制方式可描述为①④⑤。
（2）真核生物基因表达中，转录主要发生于细胞核，翻译场所在细胞质，因此是先转录后翻译，图2中大肠杆菌内基因转录和翻译同时进行，即边转录边翻译；图中由横向DNA分子向上延伸出去的结构为mRNA，其上结合了多个核糖体，由mRNA的长度可知，RNA聚合酶移动方向为转录方向，即由短mRNA向长mRNA的方向移动，即从右向左；图中RNA为mRNA，与核糖体结合进行翻译，因此RNA上结合多个颗粒状结构是核糖体，一条mRNA上结合多个核糖体，可以同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，因为模板连相同，故最终合成的产物通常相同。
（3）题图3中，连接肽链的一端为3'端，图中mRNA的右端为5'端，正在编码的氨基酸对应的密码子是5'ACU3'。图3中tRNA氨基酸结合位点为tRNA的3'端，tRNA与mRNA结合形成局部（三个碱基对）反向的双链，图中tRNA氨基酸结合部位为图中的右端（3’端），则mRNA的右端为5'端，mRNA上密码子读取方向为5'→3'端，因此读取的下一个密码子为ACA，即苏氨酸。
（4）由图可知，sRNA产生后，根据碱基互补配对原则，与ompA-mRNA特异性结合，引起核酸酶水解核酸，影响翻译过程，特定膜蛋白减少。
（5）细胞生命活动离不开细胞代谢发生物质的转化，以物质为信息的载体进行信息交流，过程中离不开能量的供应，可见生命是物质、能量和信息的统一体。
24．（2025高一下·常州期中）番茄是雌雄同株的植物，其紫茎和绿茎（由D、d控制）是一对相对性状，缺刻叶和马铃薯叶（由H、h控制）是一对相对性状，两对基因独立遗传。现利用三种不同基因型的番茄进行两组杂交，实验结果如表所示。据表分析回答下列问题。
实验编号 亲本表型 子代表型及比例
实验一 紫茎缺刻叶①×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶=3：1
实验二 紫茎缺刻叶③×绿茎缺刻叶② 紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶：绿茎缺刻叶；绿茎马铃薯叶=3：1：3：1
（1）仅根据实验一的杂交的结果，能判断出　 　（填“0”或“1”或“2”）对相对性状的显隐性关系，隐性性状是　 　。根据实验一、二的结果可知，这两对等位基因的遗传遵循　 　定律。
（2）亲本的紫茎缺刻叶①、紫茎缺刻叶③的基因型依次是　 　、　 　。
（3）紫茎缺刻叶①与紫茎缺刻叶③杂交，后代的表型及比值为　 　，后代的紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体占　 　。
（4）若用实验二子代中的紫茎缺刻叶和绿茎缺刻叶植株杂交，其后代中绿茎缺刻叶植株所占的比例为　 　。
（5）若番茄的果实颜色由两对等位基因（A和a、B和b）控制，且基因的表达与性状的关系如图1所示，为探究这两对等位基因是否位于同一对同源染色体上，某生设计了如下实验：
实验步骤：让基因型为AaBb的植株自交，观察并统计子代植株上番茄果实的颜色和比例（不考虑染色体互换）。
实验预测及结论：
①若子代番茄果实的颜色及比例为　 　，则A、a和B、b基因分别在两对同源染色体上。
②若子代番茄果实的颜色及比例为　 　，则A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和B在一条染色体上。
③若子代番茄果实的颜色及比例为　 　，则A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体。
【答案】（1）2；绿茎和马铃薯叶；自由组合
（2）DDHh；DdHh
（3）紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶=3：1；1/6
（4）4/9
（5）红色：黄色=3：13；红色：黄色=0：4；红色：黄色=1：3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因连锁和互换定律；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】(1) 实验一中紫茎缺刻叶与绿茎缺刻叶杂交，子代全部为紫茎，说明紫茎为显性性状，绿茎为隐性性状；子代缺刻叶与马铃薯叶的比例为3：1，说明缺刻叶为显性性状，马铃薯叶为隐性性状，因此仅根据实验一可判断出2对相对性状的显隐性关系，隐性性状为绿茎和马铃薯叶。两对基因独立遗传，说明两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2) 实验一中紫茎与绿茎杂交子代全为紫茎，说明紫茎亲本①为显性纯合，基因型为DD；缺刻叶与缺刻叶杂交子代出现3：1的性状分离比，说明缺刻叶亲本①为杂合，基因型为Hh，因此紫茎缺刻叶①的基因型为DDHh。实验二中紫茎与绿茎杂交子代紫茎与绿茎比例为1：1，说明紫茎亲本③为杂合，基因型为Dd；缺刻叶与缺刻叶杂交子代出现3：1的性状分离比，说明缺刻叶亲本③为杂合，基因型为Hh，因此紫茎缺刻叶③的基因型为DdHh。
(3) 紫茎缺刻叶①DDHh与紫茎缺刻叶③DdHh杂交，对于茎色性状，DD与Dd杂交子代全部为D_，表现为紫茎；对于叶形性状，Hh与Hh杂交子代H_（缺刻叶）与hh（马铃薯叶）的比例为3：1，因此后代表型及比例为紫茎缺刻叶：紫茎马铃薯叶=3：1。后代紫茎缺刻叶的基因型为D_H_，能稳定遗传的个体为纯合子DDHH。计算比例时，DDHh与DdHh杂交，子代DD的概率为1/2，HH的概率为1/4，因此DDHH的概率为1/2×1/4=1/8；子代D_H_的概率为1（全部为紫茎）×3/4（缺刻叶的比例）=3/4，因此紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体占比为1/8÷3/4=1/6。
(4) 实验二的亲本为紫茎缺刻叶③DdHh与绿茎缺刻叶②ddHh，子代紫茎缺刻叶的基因型为1/3DdHH、2/3DdHh，绿茎缺刻叶的基因型为1/3ddHH、2/3ddHh。让二者杂交，对于茎色性状，Dd与dd杂交，子代绿茎dd的概率为1/2；对于叶形性状，缺刻叶为H_，计算H_的概率时，只有当双亲均为Hh时，子代才会出现hh（马铃薯叶），hh的概率为2/3×2/3×1/4=1/9，因此H_的概率为1-1/9=8/9。因此后代中绿茎缺刻叶植株所占的比例为1/2×8/9=4/9。
(5) 由图1可知，只有当基因A存在、基因B不存在（即基因型为A_bb）时，番茄果实表现为红色，其余基因型（A_B_、aa__）均表现为黄色。
①若A、a和B、b基因分别在两对同源染色体上，则遵循基因的自由组合定律，基因型为AaBb的植株自交，子代中A_bb的概率为3/4×1/4=3/16，其余为黄色，概率为1-3/16=13/16，因此子代番茄果实的颜色及比例为红色：黄色=3：13。
②若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和B在一条染色体上，则AaBb只能产生AB和ab两种配子，比例为1：1，自交后子代基因型为AABB、AaBb、aabb，全部表现为黄色，因此子代番茄果实的颜色及比例为红色：黄色=0：4。
③若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体上，则AaBb只能产生Ab和aB两种配子，比例为1：1，自交后子代基因型为AAbb（红色）、AaBb（黄色）、aaBB（黄色），比例为1：2：1，因此子代番茄果实的颜色及比例为红色：黄色=1：3。
【分析】基因的分离定律是指在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因的自由组合定律是指位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（1）实验一中，紫茎缺刻叶植株和绿茎缺刻叶植株杂交，后代全为紫茎，说明紫茎是显性性状，缺刻叶：马铃薯叶=3：1，说明缺刻叶为显性性状，因此仅根据实验一的杂交的结果，能判断出2对相对性状的显隐性关系，隐性性状是绿茎和马铃薯叶。根据实验一、二的结果可知，这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。
（2）分析由实验一可知，紫茎×绿茎→紫茎，可知紫茎①为DD，绿茎②为dd，缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1，可知缺刻叶①为Hh，故①为DDHh；分析实验二可知紫茎×绿茎→紫茎∶绿茎=1∶1，可知紫茎③为Dd，缺刻叶×缺刻叶→缺刻叶∶马铃薯叶=3：∶1，可知缺刻叶③为Hh，故③为DdHh。
（3）紫茎缺刻叶①为DDHh，紫茎缺刻叶③为DdHh，二者杂交后代中，均为紫茎，且有缺刻叶：马铃薯叶=3∶1，故后代表现型为紫茎缺刻叶∶紫茎马铃薯叶=3∶1；后代紫茎缺刻叶基因型为D-H-，能稳定遗传的基因型为DDHH，后代紫茎缺刻叶中能稳定遗传的个体所占比例为DDHH/D-H-=1/8÷3/4=1/6。
（4）实验二紫茎缺刻叶③DdHh×绿茎缺刻叶②ddHh子代中的紫茎缺刻叶基因型为1/3DdHH和2/3DdHh，与绿茎缺刻叶1/3DdHH和2/3ddHh植株杂交，后代绿茎马铃薯叶植株所占的比例为2/3×2/3×1/2×1/2×1/4×2=1/18。
（5）据图1分析，红色基因型为A_bb；黄色基因型为A_B_、aa_ _。
①若A、a和B、b基因分别在两对同源染色体上，则满足自由组合定律，基因型为AaBb的植株自交，子代红色基因型为A_bb概率为3/4×1/4=3/16，黄色基因型为A_B_、aa_ _，概率为1-3/16=13/16，红色：黄色=3：13。
②若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和B在一条染色体上，基因型为AaBb的植株只能产生两种配子，AB：ab=1：1，雌雄配子随机结合后，子代基因型为AABB：AaBb：aabb=1：2：1，均为黄色，即红色：黄色=0：4。
③若A、a和B、b基因在一对同源染色体上，且A和b在一条染色体，基因型为AaBb的植株只能产生两种配子，Ab：aB=1：1，雌雄配子随机结合后，子代基因型为AAbb：AaBb：aaBB=1：3，即红色：黄色=1：3。
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