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广东省广州市海珠区2024-2025学年高一下学期期末生物试题
一、选择题：本大题共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．摩尔根用果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。在此过程中他所采用的研究方法是（　　）
A．建构模型 B．对比实验
C．同位素标记法 D．假说一演绎法
【答案】D
【知识点】基因在染色体上的实验证据；假说-演绎和类比推理
【解析】【解答】A、建构模型：该方法侧重于用图形、数学公式或实物等形式表示某个过程或结构，与摩尔根通过果蝇杂交实验推断基因位置的过程不符，A错误；
B、对比实验：通常是指设置对照组和实验组，以比较不同条件对结果的影响，而摩尔根的研究核心并非简单的对比实验，B错误；
C、同位素标记法：主要用于追踪物质在生物体内的转移和变化路径，摩尔根的实验中并未涉及放射性或稳定性同位素的标记，C错误；
D、假说—演绎法：基本步骤包括观察现象、提出假说、演绎推理、实验验证。摩尔根观察到白眼性状与性别相关联，提出“白眼基因位于X染色体上”的假说，并设计测交实验加以验证，因此他采用的研究方法正是假说—演绎法，D正确。
故答案为：D
【分析】在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预期相符，就可以认为假说是正确的。反之，则可以认为假说是错误的。这种科学方法，叫作假说--演绎法。
2．果蝇是重要的遗传学实验材料，其原因不包含（　　）
A．自然状态下一般是纯合子 B．产生后代的数量足够多
C．易于饲养且繁殖周期较短 D．有易于区分的相对性状
【答案】A
【知识点】基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、果蝇在自然种群中自由交配，个体大多为杂合子，并非一般是纯合子，该特点不属于果蝇作为遗传学实验材料的优势，A符合题意；
B、果蝇繁殖产出的后代个体数量多，便于运用统计学方法分析实验结果，是适宜作为实验材料的原因，B不符合题意；
C、果蝇饲养条件简单，生长和繁殖周期较短，能够快速获得实验子代，适合遗传学探究，C不符合题意；
D、果蝇拥有多种形态差异明显、易于区分的相对性状，方便观察和统计性状表现，是选材优势，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】果蝇常用作遗传学实验材料，核心优点包含饲养难度低、繁殖周期短、子代数量多、具有易于区分的相对性状。
3．扁桃具有较强抗旱性。分布在我国云南、广西、贵州等地的多种野生扁桃，均属于桃属植物，其亲缘关系存在差异。下列叙述错误的是（　　）
A．不同地区野生扁桃种群的基因库存在差异
B．气候与海拔差异影响野生扁桃的进化方向
C．分布地环境越相似的野生扁桃亲缘关系越近
D．同区域野生扁桃形态趋同是自然选择的结果
【答案】C
【知识点】基因频率的概念与变化；自然选择与适应
【解析】【解答】A、不同地区的野生扁桃种群由于地理隔离，彼此间基因交流受阻，各自基因库中积累的变异有所差异，因此基因库存在差异，A正确；
B、气候与海拔差异会形成不同的自然选择压力，使种群的基因频率发生定向变化，进而影响野生扁桃的进化方向，B正确；
C、亲缘关系的远近主要取决于遗传物质的相似程度。地理隔离的存在，使得即使两个种群所处的环境条件相似，也可能因长期独立演化而亲缘关系较远，C错误；
D、同一区域内的野生扁桃，由于面临相似的环境条件，自然选择会促使它们在形态上出现趋同现象，D正确。
故答案为：C
【分析】1、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
2、变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
4．如图表示某哺乳动物体内正在进行分裂的一个细胞，下列叙述正确的是（　　）
A．该细胞是处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞
B．该细胞含染色单体4个、核DNA 分子4个
C．该细胞正在进行同源染色体分离，非同源染色体自由组合
D．该细胞分裂后形成一个卵细胞和一个极体
【答案】D
【知识点】卵细胞的形成过程
【解析】【解答】A、图示细胞的细胞质表现为不均等分裂，且细胞内没有同源染色体，这符合减数分裂Ⅱ后期次级卵母细胞的特征，而不是次级精母细胞，A错误；
B、该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，着丝粒已经分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，因此细胞中不再含有染色单体，但核DNA分子数为4个，B错误；
C、图示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，而同源染色体的分离以及非同源染色体的自由组合都发生在减数分裂Ⅰ后期，C错误；
D、该细胞为次级卵母细胞，经过减数分裂Ⅱ后，会分裂形成一个卵细胞和一个极体，D正确。
故答案为：D
【分析】染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ，是由同源染色体分开平均进入两个子细胞导致的。减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。卵细胞形成的过程中，细胞发生两次不均等分裂。一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞，三个极体都退化消失。
5．遗传病的检测和预防是提高人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列有关遗传病的检测和预防的叙述，错误的是（　　）
A．在人群中开展调查可了解单基因遗传病的发病情况
B．依据家族病史等信息可向咨询对象提出产前诊断等建议
C．通过B超检查就可确定胎儿是否患有镰状细胞贫血
D．经基因检测确定不携带致病基因的胎儿仍然有可能患遗传病
【答案】C
【知识点】人类遗传病的监测和预防；调查人类遗传病
【解析】【解答】A、通过对人群中不同个体、不同家庭的调查和统计，可以了解单基因遗传病在群体中的发病情况，A正确；
B、根据家族病史等遗传信息，可评估后代患某种遗传病的风险，并据此向咨询对象提出如产前诊断等合理的医学建议，B正确；
C、B超检查主要用于观察胎儿的形态结构是否存在异常，而镰状细胞贫血是由血红蛋白基因突变引发的分子水平疾病，无法通过B超直接诊断，通常需要基因检测或血细胞形态学检查才能确诊，C错误；
D、基因检测只能判断胎儿是否携带特定的致病基因，但无法排除因染色体数目或结构异常等原因导致的遗传病，因此不携带致病基因的胎儿仍有可能患其他类型的遗传病，D正确。
故答案为：C
【分析】1、遗传病的监测和预防：①产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。②遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。2、调查某种遗传病的遗传方式时，要在患者家系中调查。调查遗传病的发病率时，要注意在人群中随机调查。3、基因检测是指通过检测人体细胞中的DNA序列，以了解人体的基因状况。
6．下列相关实验中涉及“分离”的叙述，错误的是（　　）
A．格里菲思从死亡小鼠中分离出的S型细菌可能是由R 型细菌转化并繁殖而来
B．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C．观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，可以观察到同源染色体分离的动态过程
D．羊膜腔穿刺取羊水进行离心，分离获取的细胞可用于染色体异常遗传病的检测
【答案】C
【知识点】观察细胞的减数分裂实验；肺炎链球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验；人类遗传病的监测和预防
【解析】【解答】A、格里菲思的实验中，从死亡小鼠体内分离得到的S型细菌，可能是由原本无毒的R型细菌在体内发生转化并增殖而来，A正确；
B、在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌操作的作用是使吸附在细菌表面的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离开，以便通过离心将二者分开，进而检测不同部位的放射性，B正确；
C、观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片时，细胞已被固定处理而死亡，因此无法在显微镜下观察到同源染色体分离这一动态变化过程，C错误；
D、羊膜腔穿刺获取的羊水经过离心处理，可以分离出胎儿的脱落细胞，这些细胞可用于检测胎儿是否存在染色体异常类型的遗传病，D正确。
故答案为：C
【分析】1、羊水检查：从母体抽取羊水、离心，对液体做成分分析；对细胞进行培养，进行染色体分析、性别确定、序列测定和分析等。
2、制作装片时，细胞已经死亡，不能观察到减数分裂的连续过程。
7．DNA 指纹技术被广泛用于刑事案件的侦破、亲子鉴定、遇难人员身份确认等很多方面。应用该技术的原理是（　　）
A．不同DNA 分子的基本骨架均由磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成
B．不同DNA 分子都能通过碱基互补配对形成氢键来保持结构相对稳定
C．不同DNA 分子中腺嘌呤和胸腺嘧啶的数量总是相等
D．不同DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
【答案】D
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的多样性和特异性
【解析】【解答】A、所有DNA分子中，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，这是DNA结构的共同特征，不能作为区分不同个体的依据，A错误；
B、通过碱基互补配对形成氢键来维持双螺旋结构的稳定，是所有DNA分子共有的特性，无法体现出个体间的差异，B错误；
C、在双链DNA分子中，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）的数量始终相等，这是碱基互补配对原则的体现，属于DNA分子的普遍规律，不能用于个体识别，C错误；
D、不同个体的DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序（即碱基序列）各不相同，其中蕴含着特定的遗传信息，这种序列的差异正是DNA指纹技术能够区分个体、进行身份鉴定的根本原理，D正确。
故答案为：D
【分析】1、DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定与T配对；G一定与C配对。
2、每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息。
8．如图为某遗传病的家族系谱图，Ⅱ-3个体不含致病基因。不考虑变异情况 下列叙述错误的是（　　）
A．该病的致病基因位于X染色体上
B．Ⅰ-1和Ⅱ-4均为杂合子的概率是1
C．Ⅱ-3和Ⅱ-4再生育一个女儿患病概率为0
D．Ⅲ-6和正常男性婚配生育携带者的概率是 1/4
【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；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、从系谱图分析，Ⅱ-3与Ⅱ-4均表现正常，却生出患病的Ⅲ-7，符合“无中生有”为隐性遗传的特征；结合Ⅱ-3不携带致病基因这一条件，可推断致病基因位于X染色体上，且为隐性遗传病，A正确；
B、假设相关基因为A（正常）和a（致病）。Ⅰ-1能生出患病的儿子Ⅱ-5，说明Ⅰ-1必然携带致病基因，基因型为XAXa；Ⅱ-4能生出患病的儿子Ⅲ-7，说明Ⅱ-4也一定携带致病基因，基因型为XAXa。因此，Ⅰ-1与Ⅱ-4均为杂合子的概率为1，B正确；
C、Ⅱ-3的基因型为XAY（不携带致病基因），Ⅱ-4的基因型为XAXa。二者所生女儿的基因型为XAXA或XAXa，均不患病，因此生女儿患病的概率为0，C正确；
D、Ⅲ-6表现正常，其母亲Ⅱ-4为携带者（XAXa），父亲Ⅱ-3为XAY，可推知Ⅲ-6的基因型为1/2 XA XA、1/2 XAXa。与正常男性（XAY）结婚，只有当Ⅲ-6为携带者（XAXa）时，才可能生育携带者（XAXa），该概率为1/2（Ⅲ-6为携带者的概率）×1/4（Xa卵子与XA精子结合的概率）= 1/8，D错误。
故答案为：D
【分析】决定性状的基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。伴X染色体隐性遗传特点：男性患者多于女性患者；往往隔代遗传；女性患者的父亲和儿子一定患病。
9．研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（　　）
A．基因突变 B．染色体变异 C．基因重组 D．表观遗传
【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，所以驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D正确。
故发答案为：D。
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。如DNA的甲基化不会使基因的碱基序列发生改变，但是会不同程度的影响基因的表达水平，进而影响生物的性状。
10．某班级同学利用两个小桶和红、蓝两色的小球进行性状分离比的模拟实验。其中，两个小桶分别标记甲、乙，红球标记D，蓝球标记d。下列叙述错误的是（　　）
A．甲桶中小球的总数与乙桶中小球的总数必须相等
B．每个小桶内红、蓝两色的小球数量必须相等
C．从桶中抓取小球的过程模拟了成对基因分离的过程
D．全班总的统计结果一般比小组的统计结果更接近理论比值
【答案】A
【知识点】“性状分离比”模拟实验
【解析】【解答】A、甲、乙两个小桶分别模拟的是雌、雄生殖器官，在自然界中，雄配子的数量通常远多于雌配子，因此两个小桶中的小球总数不一定相等，A错误；B、每个小桶内红球（D）与蓝球（d）的数量设置为相等，是为了模拟等位基因分离产生的两种配子比例为1：1，B正确；
C、从桶中随机抓取一个小球，模拟的是成对的遗传因子（等位基因）在形成配子时彼此分离的过程，C正确；
D、全班的统计结果因样本量更大，能够更好地避免偶然性，因此通常比小组的统计结果更接近理论比值（如1：2：1），D正确。
故答案为：A
【分析】基因的分离定律（1）内容：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。（2）实质：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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。（3）适用范围：①一对相对性状的遗传；②细胞核内染色体上的基因；③进行有性生殖的真核生物。（4）细胞学基础：减数第一次分裂后期等位基因随着同源染色体的分开而分离。（5）作用时间：有性生殖形成配子时（减数第一次分裂后期）。
11．丝瓜为雌雄同株异花植物。现将两个丝瓜品种P1和P2进行间行杂交获得F1，F1自交获得F2，结果如图所示。不考虑基因突变和染色体变异，下列叙述错误的是（　　）
A．P1和P2都是纯合子
B．丝瓜味苦性状只受一对等位基因控制
C．P1和P2间行杂交时，需要进行套袋处理
D．F2中不苦植株的不苦性状都能稳定遗传
【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、F2中味苦与不苦的比例约为271：209，近似于9：7，这是9：3：3：1的变式，表明F1的基因型为双杂合子（AaBb）。而P1与P2杂交所得F1只有一种表型，可见P1和P2均为纯合子，A正确；
B、F2中出现9：7的性状分离比，这是两对独立遗传的等位基因互作的结果，说明丝瓜的味苦性状至少受两对等位基因控制，B错误；
C、丝瓜为雌雄同株异花植物，P1与P2进行间行杂交时不需要人工去雄，但仍需对雌花进行套袋处理，以防止外来花粉干扰，C正确；
D、设相关基因为A/a和B/b，则味苦基因型为A_B_，不苦基因型包括A_bb、aaB_和aabb。F2中所有不苦植株的基因型均不含同时有A和B的情况，自交后子代也不会出现A_B_，因此都能稳定遗传不苦性状，D正确。
故答案为：B
【分析】1、基因的自由组合定律的内容：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。
2、研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因。
3、发生时间：减数分裂Ⅰ后期。
4、实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。
5、适用范围：进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传。
12．赫尔希和蔡斯利用噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA 是遗传物质，其中一组实验用3PP标记噬菌体的DNA，实验过程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．完成该组实验需要先用含32P的培养基培养噬菌体
B．该组实验可以说明噬菌体的 DNA 进入了大肠杆菌
C．只有部分含32P的新噬菌体获得了亲代的遗传信息
D．保温时间过长或过短，都不会影响上清液的放射性
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体属于病毒，不能独立代谢，必须在活细胞（如大肠杆菌）内才能增殖，因此无法用含32P的培养基直接培养噬菌体，A错误；
B、该组实验中用32P标记噬菌体的DNA，离心后放射性主要出现在沉淀物（细菌）中，且在子代噬菌体中也能检测到32P，这说明了噬菌体的DNA进入了大肠杆菌内部，B正确；
C、所有新合成的噬菌体，其遗传信息均来自亲代噬菌体的DNA，其中只有少数新噬菌体含有亲代32P标记的DNA链，但这并不意味着只有它们获得了遗传信息，C错误；
D、若保温时间过短，部分噬菌体尚未完成DNA注入；若保温时间过长，细菌裂解释放出子代噬菌体，这两种情况均会导致上清液中放射性升高，D错误。
故答案为：B
【分析】1、不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖。
2、保温的目的：使噬菌体充分侵染大肠杆菌。
13．研究发现细胞缺乏氨基酸时，负载 tRNA （携带氨基酸的tRNA）转化为空载tRNA（未携带氨基酸的 tRNA），并通过激活Gen2P 激酶等信号通路调控基因表达，过程如图。下列叙述错误的是（　　）
A．①②过程均涉及氢键的形成与断裂
B．②表示翻译过程，需①产生的 RNA 参与
C．距离终止密码子线性排列最近的核糖体是d
D．细胞缺乏氨基酸时，③④过程增强
【答案】C
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、①为转录过程，涉及DNA双链解旋时氢键的断裂、RNA与DNA模板链杂交时氢键的形成以及转录完成后RNA释放时氢键的再次断裂；②为翻译过程，涉及tRNA反密码子与mRNA密码子配对时氢键的形成以及tRNA离开核糖体时氢键的断裂。因此两个过程均涉及氢键的形成与断裂，A正确；
B、②过程表示翻译，该过程需要①转录所产生的mRNA作为模板、tRNA作为氨基酸运载工具，以及rRNA作为核糖体的结构成分，三者共同参与完成翻译，B正确；
C、翻译过程中，核糖体沿mRNA由起始密码子向终止密码子方向移动，肽链越长的核糖体越靠近终止密码子。图中d核糖体上的肽链最短，说明其距离起始密码子最近，因此距离终止密码子线性排列最近的应是a核糖体，C错误；
D、当细胞缺乏氨基酸时，负载tRNA减少、空载tRNA增多，通过激活Gen2P激酶等信号通路，促进③（抑制翻译）和④（抑制转录）过程的增强，从而减少蛋白质合成以适应氨基酸不足的状态，D正确。
故答案为：C
【分析】翻译过程三种类型的RNA都参与翻译过程，但只有mRNA携带遗传信息。核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。翻译方向判断依据：多肽链的长短，长的翻译在前，结合时间在先。
14．某二倍体动物的性别决定方式为 ZW型，雌性和雄性个体数比例为 1：1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病（由Z染色体上h基因决定）。下列叙述错误的是（　　）
A．该种群H基因的频率是90%
B．该种群有 5.5%的个体患甲病
C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有8种
D．两个表型正常的该动物交配，后代患甲病的概率为3/22
【答案】C,D
【知识点】伴性遗传；基因频率的概念与变化；遗传平衡
【解析】【解答】A、雌性个体的性染色体组成为ZW，患甲病（ZhW）的比例为1/10，在遗传平衡的种群中，Z染色体上的h基因频率等于雌性中h基因的频率，即10%，因此H基因的频率为90%，A正确；
B、种群中雌雄个体数各占1/2。雌性患病率为1/10，雄性患病需基因型为ZhZh，其频率为（10%）2 = 1/100。因此总患病率 = 1/2 × 1/10 + 1/2 × 1/100 = 5% + 0.5% = 5.5%，B正确；
C、只考虑该对基因，雄性有3种基因型（ZHZH、ZHZh、ZhZh），雌性有2种基因型（ZHW、ZhW），共5种基因型，C错误；
D、种群处于遗传平衡，雄性中ZHZH比例为（90%）2 = 81%，ZHZh比例为2 × 90% × 10% = 18%，正常雄性（ZHZH或ZHZh）中ZHZh的比例为18%/(81%+18%) = 2/11。正常雌性基因型为ZHW，与正常雄性交配，只有当雄性为ZHZh时后代可能患病，患病后代为ZhW，概率为2/11 × 1/4 = 1/22，D错误。
故选答案为：D
【分析】1、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。2、遗传平衡特点：各基因频率和基因型频率在代代遗传中保持不变。①等位基因的基因频率之和等于1，即p+q=1。②基因型频率之和等于1，即p2+2pq+q2=1。
15．果蝇3 号染色体上的基因L1和L2分别决定了果蝇的裂翅和正常翅，当L1纯合时，胚胎无法存活。研究人员发现，图中某裂翅品系3号染色体上还有另一对基因A/a，且A纯合也会致死。下列分析正确的是（　　）
A．两对基因的遗传遵循自由组合定律
B．两对基因一般以杂合的形式连续遗传
C．群体中L1与A 基因频率逐代降低
D．若后代出现正常翅则发生基因突变
【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因重组及其意义；基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、基因L1/L2与A/a均位于果蝇的3号染色体上，属于同一条染色体上的非等位基因，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，A错误；
B、L1纯合（L1L1）会导致胚胎死亡，因此群体中不存在L1纯合子的个体；同时，A纯合（AA）也会致死。所以能够存活的个体必须同时保留L1和L2、A和a，且以杂合状态（L1L2Aa）存在，因此这两对基因一般以杂合形式连续传递，B正确；
C、在该裂翅品系中，雌雄个体的基因型均为L1L2Aa，且L1与A位于同一条染色体上，L2与a位于同一条染色体上。它们相互交配时，子代中L1L1aa和L2L2AA均致死，存活个体全为L1L2Aa，因此L1和A的基因频率始终为50%，不会逐代降低，C错误；
D、若后代中出现正常翅（由L2L2控制），可能是由于亲本在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，产生了L2A或L1a的重组型配子，而不是因为基因突变（突变频率极低，不是主要原因），D错误。
故答案为：B
【分析】1、自由组合定律的内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、基因突变：DNA分子中发生的碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
16．分析生物染色体组的倍性时，将普通小麦（2n=42）、二粒小麦（2n=28）、一粒小麦（2m=14）、粗山羊草（2n=14）进行如下杂交，F1杂合子在减数分裂Ⅰ中四分体的数目如下表。下列叙述错误的是（　　）
亲本杂交组合 一粒小麦×二粒小麦 二粒小麦×普通小麦 二粒小麦×粗山羊草 粗山羊草×普通小麦
四分体数目（个） 7 14 0 7
A．一粒小麦和粗山羊草杂种的四分体数为0
B．用秋水仙素处理一粒小麦后可以获得二粒小麦
C．普通小麦和粗山羊草的卵细胞中彼此有部分染色体同源
D．低温处理二粒小麦和粗山羊草的不育杂种可得到普通小麦
【答案】B
【知识点】染色体数目的变异
【解析】【解答】A、一粒小麦（2n=14）与二粒小麦（2n=28）的杂种在减数分裂Ⅰ中出现7个四分体，表明二者配子间有7对同源染色体；而二粒小麦与粗山羊草（2n=14）的杂种中无四分体，说明二粒小麦与粗山羊草之间没有同源染色体。由此推断，一粒小麦与粗山羊草之间也不存在同源染色体，二者杂种的四分体数目为0，A正确；
B、一粒小麦与二粒小麦杂种中出现7个四分体，表明二粒小麦的配子（n=14）中含有一粒小麦配子（n=7）的全部染色体，并额外多出7条与一粒小麦不同源的染色体。因此，用秋水仙素处理一粒小麦（使染色体加倍）只能得到同源四倍体（4n=28），并不能得到遗传组成与二粒小麦相同的个体，B错误；
C、普通小麦（2n=42）与粗山羊草（2n=14）的杂种在减数分裂Ⅰ中出现7个四分体，说明普通小麦的配子（n=21）与粗山羊草的配子（n=7）之间有7对同源染色体，因此二者的卵细胞中存在部分同源染色体，C正确；
D、二粒小麦（2n=28）与粗山羊草（2n=14）的杂种高度不育，经低温处理使其染色体加倍后，可获得可育的异源多倍体。该个体再进行相关杂交，可得到与普通小麦染色体组成相似的个体，因此该方法可用于人工合成普通小麦，D正确。
故答案为：B
【分析】1、四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。四分体的个数等于减数分裂过程中配对的同源染色体对数。
2、秋水仙素作用原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
二、非选择题：本大题共5小题，共60分。考生根据要求作答。
17．人类间充质干细胞（hMSC）是机体内部分组织细胞再生的重要来源，hMSC在体外经过多代大规模培养后容易自发衰老，这一现象限制了其在临床治疗中的应用。研究人员发现，hMSC中CUL2蛋白的缺失会引发显著的衰老效应，蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老过程，而CUL2则参与了T2的降解，过程如图所示。
回答下列问题：
（1）hMSC 通过　 　过程形成不同种类的细胞，进而修复受损组织；该过程产生细胞种类差异的根本原因是　 　。
（2）衰老的hMSC分裂能力弱，细胞周期相关蛋白 P21可能　 　（填“促进”或“抑制”）有丝分裂。
（3）为延缓hMSC 的衰老过程，根据图中信息，从分子水平提出解决思路：①　 　；②　 　。
【答案】（1）细胞分化；基因的选择性表达
（2）抑制
（3）增加CUL2的含量；减少P21（或T2）的含量
【知识点】细胞分化及其意义；衰老细胞的主要特征
【解析】【解答】（1）hMSC 通过细胞分化过程形成不同类型细胞，以修复受损组织；不同种类细胞在形态与功能上出现差异的根本原因是基因的选择性表达。
（2）比较年轻细胞与衰老细胞可知，年轻细胞分裂能力强、P21含量低，而衰老细胞分裂能力弱、P21含量高，据此推测P21对细胞有丝分裂具有抑制作用。
（3）根据题图信息，CUL2蛋白缺失会加速衰老，T2可通过上调P21水平促进衰老。因此，为延缓hMSC衰老，可从分子水平采取以下策略：① 提高CUL2蛋白的含量；② 降低P21（或T2）蛋白的含量。
【分析】1、细胞分化：（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化。（2）实质：基因的选择性表达。
2、衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
（1）hMSC 通过细胞分化形成不同种类的细胞，细胞分化的实质是基因的选择性表达。
（2）分析题图可知，年轻细胞分裂能力强，P21含量低，而衰老细胞分裂能力弱，P21含量高，说明P21能抑制细胞的有丝分裂。
（3）结合题干信息和题图分析，hMSC中CUL2蛋白的缺失会引发显著的衰老效应，且T2会导致P21含量增加使细胞发生衰老，为延缓hMSC 的衰老过程，可增加CUL2的含量或减少P21（或T2）的含量 。
18．番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。回答下列问题：
（1）果皮颜色的遗传受一对等位基因的控制。当黄色果皮的番茄与无色果皮的番茄进行杂交时，F1的果皮表现为黄色，表明　 　果皮为显性性状。F1自交产生的F2中，出现了黄色果皮与无色果皮的番茄，这一现象在遗传学中被称为　 　。
（2）野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A 突变为a）果肉黄色，乙（基因B 突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图一。据此推断，亲本乙的基因型为　 　；F2中红色个体的基因型共有　 　种，F2的黄色个体随机交配得到的子代表型及比例为　 　。
（3）深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如图二。上述基因A、B以及另一基因H 均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。据图二分析，基因 A 可通过　 　，进而控制番茄的果肉颜色。基因型为 aabb 的个体果肉细胞中出现前体物质2积累且呈橙色的原因是　 　。
【答案】（1）黄色；性状分离
（2）AAbb；4；黄色：橙色=8：1
（3）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程；基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性；基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】（1）将黄色果皮与无色果皮的番茄杂交，F1全为黄色果皮，说明黄色对无色为显性。F1自交得到的F2中同时出现黄色果皮和无色果皮，这种现象称为性状分离。
（2）由图一可知，F2中红色、黄色、橙色的比例约为9：3：4，是9：3：3：1的变式，说明F1基因型为AaBb。甲（黄色）基因型为aaBB，乙（橙色）基因型应为AAbb。F2中红色个体的基因型包括AABB、AABb、AaBB、AaBb，共4种。F2中黄色个体的基因型为aaBB和aaBb，比例为1：2，它们随机交配时，产生配子aB与ab的比例为2：1，通过配子组合可得子代中黄色（aaBB、aaBb）与橙色（aabb）的比例为8：1。
（3）基因A通过控制相关酶的合成来调控番茄红素的代谢过程，从而影响果肉颜色，这体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。基因型为aabb的个体呈橙色的原因是：基因A突变为a，但果肉细胞中仍存在另一基因H，其表达量虽低，仍可持续催化生成前体物质2；同时基因B突变为b，导致前体物质2无法进一步转变为番茄红素，从而使前体物质2积累，果肉呈现橙色。
【分析】1、在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离。
2、甲、乙为两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。由图1可知，F2比值约为为9：3：4，F1基因型为AaBb，红色基因型为A_B_，黄色为aaB_，橙色为A_bb、aabb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。
3、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
（1）果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状；F1自交产生的F2中，出现了黄色果皮与无色果皮的番茄，这一现象在遗传学中被称为性状分离。
（2）由图1可知，F2比值约为9：3：4，F1基因型为AaBb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb；F2红色个体约占9份，有如下4种基因型4AaBb、2AaBB、2AABb、1AABB；由题可知F2中黄色的基因型及比例为aaBB、aaBb=1：2，其产生配子的类型及概率为aB：ab=2：1，其后代的基因型及比例为aaBB：aaBb：aabb=4：4：1，即F3植株各种果肉表型及比例为黄：橙=8：1
（3）基因A通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制番茄的果肉颜色；由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。
19．真核细胞内染色体外环状DNA （eccDNA）是游离于染色体基因组外的DNA，DNA的损伤可能会导致 eccDNA 的形成。图中途径Ⅰ和途径Ⅱ分别表示真核细胞中DNA 复制的两种情况，a、b、a'和b'表示子链的两端，①~⑥表示生理过程。
回答下列问题：
（1）途径Ⅰ中，酶Ⅰ为　 　；DNA的复制在不同起点　 　（填“同时”或“不同时”）开始；每个复制泡中两条子链合成的连续性表现为　 　。
（2）观察途径Ⅱ， a、b、a'和b'中为5'端的是　 　。过程⑥eccDNA实现了自我复制， 推测其原因是　 　。
（3）eccDNA 在肿瘤细胞中普遍存在，肿瘤细胞分裂时，因eccDNA 无着丝粒，而无法被　 　附着，导致不能平均分配到子细胞中。由此可见，eccDNA的遗传　 　（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔遗传规律。
【答案】（1）解旋酶；不同时；一条子链连续合成，另一条不连续合成
（2）a和a'；eccDNA上含有复制起点
（3）纺锤丝（星射线）；不遵循
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；DNA分子的结构；DNA分子的复制
【解析】【解答】（1）途径Ⅰ中，酶Ⅰ的作用是解开DNA双链，因此是解旋酶。图中不同复制泡的大小不同，说明DNA复制在不同起点并非同时开始。DNA的两条链方向相反，子链只能从5'端向3'端延伸，因此在每个复制泡中，一条子链可以连续合成，另一条子链则通过冈崎片段不连续合成。
（2）途径Ⅱ中，子链的延伸方向是从5'端到3'端，因此子链起始端的a和a'为5'端。过程⑥中eccDNA能够进行自我复制，根本原因是其DNA分子上含有复制起点（或复制起始序列）。
（3）在肿瘤细胞分裂时，纺锤丝（或星射线）需要通过着丝粒牵引染色体，而eccDNA缺乏着丝粒，因此无法被纺锤丝附着，导致其不能平均分配到子细胞中。由于孟德尔遗传规律适用于染色体上的基因，而eccDNA游离于染色体基因组之外，因此其遗传不遵循孟德尔遗传规律。【分析】1、题图分析：①表示正常DNA复制，③表示受损伤的DNA复制，②④表示两条单链复制产生子代DNA过程。其中，a、b、a'和b'表示子链的两端，酶1表示解旋酶，酶2表示DNA聚合酶。
2、DNA具有双向复制的特点。真核生物染色体DNA有多个复制起点。在复制速率相等的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一，原因是它们的复制起始时间有先后。
3、DNA复制时，一条子链是连续合成的，而另一条子链是先合成短的DNA片段，再连接形成较长的DNA片段。
（1）途径I中，酶I负责解开DNA双链，为解旋酶；途径I中，复制泡的大小不同，说明DNA的复制在不同起点不同时开始；DNA的两条链是反向平行的，都是从5'到3'延伸子链，所以每个复制泡内，一条子链连续合成，另一条不连续合成。
（2）DNA子链沿5'→3'延伸，途径Ⅱ中，a和a'为子链起始延伸的5'端。复制起点让DNA拥有自我复制的能力，故过程⑥中eccDNA能自我复制的原因是eccDNA上有复制起点。
（3）肿瘤细胞分裂时，染色体通过纺锤丝附着着丝粒分配，eccDNA无着丝粒，无法被纺锤丝（星射线）附着，孟德尔遗传规律适用于染色体上的基因，eccDNA游离于染色体外，故不遵循该规律。
20．巴马猪（2n=38）是中国特有猪种，具有遗传稳定性高、器官结构与人相似、抗病性强等特点，在人器官培育领域备受关注。
（1）巴马猪细胞内基因控制肽链的合成过程，基因中的一条单链是指导mRNA合成的模板链，模板链指导mRNA合成时需要　 　酶的催化。模板链的互补链是编码链，若编码链的一段序列为5'——ATG——3'，则该序列所对应的密码子是　 　。
（2）部分氨基酸密码子如下表。若某短肽对应mRNA的编码序列为5'—UACGAACAUUGG——3'，则该短肽的氨基酸序列是　 　。若该短肽对应的DNA 序列有3处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，则此时编码短肽的mRNA 序列为　 　。
氨基酸 色氨酸 谷氨酸 酪氨酸 组氨酸
密码子 UGG GAA GAG UAC UAU CAU CAC
（3）对巴马猪基因组测序，需测定　 　条染色体上的DNA碱基序列。
（4）目前利用巴马猪生产的人心脏、肾脏等器官在移植中的免疫排斥严重。科研人员尝试利用CRISPR/Cas9（基因组编辑系统）敲除猪的某些基因，减少猪器官表面抗原，转入人基因，降低免疫排斥风险。
① 如图基因编辑过程中，向导RNA通过　 　原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。
② CRISPR/Cas9 基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，向导RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是　 　。
【答案】（1）RNA 聚合；AUG
（2）酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸；5'—UAUGAGCACUGG——3'
（3）20
（4）碱基互补配对；识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合 。
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）转录过程中，RNA聚合酶以基因的一条链（模板链）为模板合成mRNA。编码链的序列与模板链互补，与mRNA序列一致（仅T被U替代）。因此，编码链为5'—ATG—3'时，对应的密码子为AUG（5'→3'）。
（2）根据密码子表，mRNA序列5'—UACGAACAUUGG—3'依次编码酪氨酸、谷氨酸、组氨酸、色氨酸，故氨基酸序列为酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸。由于密码子具有简并性，酪氨酸可由UAC或UAU编码，谷氨酸可由GAA或GAG编码，组氨酸可由CAU或CAC编码，而色氨酸仅由UGG编码。在氨基酸序列不变的前提下，可将原mRNA序列相应位置的碱基替换，得到新序列5'—UAUGAGCACUGG—3'。
（3）巴马猪的体细胞染色体数为2n=38，包括18对常染色体和1对性染色体（XY型）。测定基因组序列时，需要测定每对常染色体中的一条以及X、Y两条性染色体，因此共需测定18 + 2 = 20条染色体的DNA序列。
（4）① 向导RNA通过碱基互补配对原则，识别并结合目标DNA上的特定序列，从而引导Cas9蛋白在相应位置进行切割。② 向导RNA的识别序列越长，在基因组中完全匹配的序列出现的概率越低，从而减少与非目标序列的结合机会，因此基因编辑的脱靶率较低。
【分析】1、转录的方向：DNA的3‘→5’（模板链读取方向，与RNA聚合酶移动方向相同），mRNA的5‘→3’。2、翻译的过程中，mRNA相对静止，核糖体沿着mRNA移动。3、基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制酶，能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E·coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。4、移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击，使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。
（1）基因中的模板链指导 mRNA 合成的过程是转录，转录过程需要 RNA 聚合酶的催化。 已知编码链的一段序列为 5'——ATG——3'，编码链与模板链互补，mRNA 与模板链也互补，所以 mRNA 上对应的序列为 5'——AUG——3'，即密码子是 AUG。
（2）已知 mRNA 的编码序列为 5'—UACGAACAUUGG——3'，根据密码子表，UAC 对应酪氨酸，GAA 对应谷氨酸，CAU 对应组氨酸，UGG 对应色氨酸，所以该短肽的氨基酸序列是酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸。 若该短肽对应的 DNA 序列有 3 处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，这是因为密码子的简并性。根据密码子表，酪氨酸的密码子有 UAC、UAU，谷氨酸的密码子有 GAA、GAG，组氨酸的密码子有 CAU、CAC，色氨酸的密码子只有 UGG ，所以此时编码短肽的 mRNA 序列为 5'—UAUGAGCACUGG——3'。
（3）巴马猪(2n=38)，即有 18 对常染色体和 1 对性染色体（XX 或 XY），对基因组测序时，需要测定 18 条常染色体和 X、Y 两条性染色体上的 DNA 碱基序列，共18+2=20条。
（4）①在基因编辑过程中，向导 RNA 通过碱基互补配对原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。
②向导 RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合，从而减少脱靶的可能性。
21．玉米为雌雄同株的植物，雄性可育基因（Ms1）对雄性不育基因（ms1）为显性，黄胚乳基因（Y）对白胚乳基因（y）为显性，这两对等位基因均位于6号染色体上，Y和ms1位于一条染色体上， y 和Ms1位于另一条染色体上。雄性不育植株仅花粉败育，卵细胞正常可育。图一所示，植株甲雄性可育，且两对基因均为杂合；植株乙、丙是对植株甲群体诱变并筛选得到。
回答下列问题：
（1）根据Ms1/ms1、Y/y这两对基因的位置关系，将植株甲自交，子一代表型有　 　种。培育植株乙、丙过程中发生的变异类型分别是　 　。
（2）植株乙减数分裂Ⅰ时，6号染色体中任意配对的两条染色体彼此分离，另一条随机移向细胞一极，最终产生的配子均可育。植株甲和植株乙杂交，子一代中两对基因均为纯合的白胚乳雄性可育个体所占比例是　 　。
（3）植株丙细胞中6号染色体和9号染色体发生变异但片段均未丢失。已知植株丙产生的雄配子中所含染色体片段组合相当于一个染色体组时则可育，缺少部分片段时会导致败育，而卵细胞均可育。
①植株丙产生的可育雄配子种类有　 　种。
②雄性不育植株（ms1ms1）便于杂交育种，但无法通过自交来保持这种不育性。若某品系植株与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，则该品系为保持系。将植株甲作为　 　（填“父本”或“母本”或“父本或母本”）与植株丙杂交，在子一代中获得植株丁和植株戊（如图二），其中植株　 　可作为保持系，原因是　 　。
【答案】（1）3；染色体数目变异、染色体结构变异
（2）1/12
（3）两；父本；丁；植株丁只能产生含ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，而其含有Ms1配子会因为缺少部分片段时会导致败育。而植株戊可以产生含ms1或Ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株并不全表现为雄性不育。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；染色体结构的变异；染色体数目的变异；基因连锁和互换定律
【解析】【解答】（1）植株甲的基因型为YyMs1ms1（即两对基因位于同一条染色体上，且Y与ms1连锁、y与Ms1连锁）。自交时，雌雄配子均为Yms1与yMs1两种，比例为1：1，随机结合后子代基因型及比例为YYms1ms1（黄胚乳雄性不育）： YyMs1ms1（黄胚乳雄性可育）： yyMs1Ms1（白胚乳雄性可育）= 1：2：1，因此表型有3种。植株乙的6号染色体多了一条，属于染色体数目变异；植株丙的6号与9号染色体之间发生片段交换（易位），属于染色体结构变异。
（2）植株乙为三体，基因型为YYyMs1ms1ms1。减数分裂Ⅰ时，6号染色体中任意配对的两条染色体彼此分离，另一条随机移向细胞一极，可育配子类型及比例为：YyMs1ms1（2/6）、YYms1ms1（1/6）、yMs1（1/6）、Yms1（2/6）。植株甲产生Yms1与yMs1两种配子各占1/2。欲得白胚乳雄性可育（yyMs1Ms1），需来自甲的配子为yMs1（1/2），来自乙的配子为yMs1（1/6），二者概率为1/2 × 1/6 = 1/12。
（3）① 植株丙发生6号与9号染色体易位，设正常6号为⑥、易位6号为⑥'，正常9号为⑨、易位9号为⑨'。可育雄配子需含完整染色体组（⑥⑨或⑥'⑨'），共2种。② 植株甲基因型为YyMs1ms1，若与植株丙杂交，甲作父本、丙作母本可获得图二中的丁和戊。植株丁的染色体构成为：一条正常6号（来自父本）、一条易位6号（来自母本）、两条正常9号。 植株丁只能产生含ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，而其含有Ms1配子会因为缺少部分片段时会导致败育。而植株戊可以产生含ms1或Ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株并不全表现为雄性不育。
【分析】1、基因分离定律实质是：在同一对基因杂合体内，等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。2、染色体变异：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异两种类型。3、三体：指细胞中某个染色体单个的增加的个体。
（1）若Y和ms1位于一条染色体上，y和Ms1位于另一条染色体上，则植株甲自交过程中产生1/2Yms1、1/2yMs1的雌配子和1/2Yms1、1/2yMs1的雄配子，雌雄配子随机结合后，子代基因型、表型及比值为1/4YYms1ms1（黄色雄性不育）、2/4YyMs1ms1（黄色雄性可育）、1/4yyMs1Ms1（白色雄性可育），故子一代表型有3种。图中乙品种6号染色体多了一条，形成了6号三体，发生了染色体数目变异；丙植株发生9号染色体和6号染色体发生了易位，属于染色体结构变异。
（2）已知Y和ms1位于一条染色体上，y和Ms1位于另一条染色体上，且号染色体中任意配对的两条染色体彼此分离，另一条随机移向细胞一极，最终产生的配子均可育，故植株乙经减数分裂产生2/6YyMs1ms1、1/6YYms1ms1、1/6yMs1、2/6Yms1的配子，植株甲产生1/2Yms1、1/2yMs1的配子，雌雄配子随机结合后，两对基因均为纯合的白胚乳雄性可育个体（yyMs1Ms1）所占比例为1/12。
（3）丙植株发生了染色体易位，设6号同源染色体中，正常的6号染色体为⑥，发生染色体易位的6号染色体为⑥'，9号同源染色体中，正常的9号染色体为⑨，发生染色体易位的9号染色体为⑨'，则植株丙在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生的雄配子染色体组合为⑥⑨、⑥⑨'、⑥'⑨、⑥'⑨'四种，其中可育雄配子由⑥⑨、⑥'⑨'两种。
已知植株丙产生的雄配子中所含染色体片段组合相当于一个染色体组时则可育，缺少部分片段时会导致败育，而卵细胞均可育。由图二中植株丁可知，其中一条6号染色体为发生染色体易位的6号染色体，而其9号染色体都为正常，故植株丙为母本，则植株甲为父本。由保持系的定义可知，该品系须做为父本，且只能产生含ms1的雄配子，故植株丁为保持系，因为其只能产生含ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，而其含有Ms1配子会因为缺少部分片段时会导致败育。而植株戊可以产生含ms1或Ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株并不全表现为雄性不育。
1 / 1广东省广州市海珠区2024-2025学年高一下学期期末生物试题
一、选择题：本大题共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．摩尔根用果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。在此过程中他所采用的研究方法是（　　）
A．建构模型 B．对比实验
C．同位素标记法 D．假说一演绎法
2．果蝇是重要的遗传学实验材料，其原因不包含（　　）
A．自然状态下一般是纯合子 B．产生后代的数量足够多
C．易于饲养且繁殖周期较短 D．有易于区分的相对性状
3．扁桃具有较强抗旱性。分布在我国云南、广西、贵州等地的多种野生扁桃，均属于桃属植物，其亲缘关系存在差异。下列叙述错误的是（　　）
A．不同地区野生扁桃种群的基因库存在差异
B．气候与海拔差异影响野生扁桃的进化方向
C．分布地环境越相似的野生扁桃亲缘关系越近
D．同区域野生扁桃形态趋同是自然选择的结果
4．如图表示某哺乳动物体内正在进行分裂的一个细胞，下列叙述正确的是（　　）
A．该细胞是处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞
B．该细胞含染色单体4个、核DNA 分子4个
C．该细胞正在进行同源染色体分离，非同源染色体自由组合
D．该细胞分裂后形成一个卵细胞和一个极体
5．遗传病的检测和预防是提高人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列有关遗传病的检测和预防的叙述，错误的是（　　）
A．在人群中开展调查可了解单基因遗传病的发病情况
B．依据家族病史等信息可向咨询对象提出产前诊断等建议
C．通过B超检查就可确定胎儿是否患有镰状细胞贫血
D．经基因检测确定不携带致病基因的胎儿仍然有可能患遗传病
6．下列相关实验中涉及“分离”的叙述，错误的是（　　）
A．格里菲思从死亡小鼠中分离出的S型细菌可能是由R 型细菌转化并繁殖而来
B．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C．观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，可以观察到同源染色体分离的动态过程
D．羊膜腔穿刺取羊水进行离心，分离获取的细胞可用于染色体异常遗传病的检测
7．DNA 指纹技术被广泛用于刑事案件的侦破、亲子鉴定、遇难人员身份确认等很多方面。应用该技术的原理是（　　）
A．不同DNA 分子的基本骨架均由磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成
B．不同DNA 分子都能通过碱基互补配对形成氢键来保持结构相对稳定
C．不同DNA 分子中腺嘌呤和胸腺嘧啶的数量总是相等
D．不同DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
8．如图为某遗传病的家族系谱图，Ⅱ-3个体不含致病基因。不考虑变异情况 下列叙述错误的是（　　）
A．该病的致病基因位于X染色体上
B．Ⅰ-1和Ⅱ-4均为杂合子的概率是1
C．Ⅱ-3和Ⅱ-4再生育一个女儿患病概率为0
D．Ⅲ-6和正常男性婚配生育携带者的概率是 1/4
9．研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（　　）
A．基因突变 B．染色体变异 C．基因重组 D．表观遗传
10．某班级同学利用两个小桶和红、蓝两色的小球进行性状分离比的模拟实验。其中，两个小桶分别标记甲、乙，红球标记D，蓝球标记d。下列叙述错误的是（　　）
A．甲桶中小球的总数与乙桶中小球的总数必须相等
B．每个小桶内红、蓝两色的小球数量必须相等
C．从桶中抓取小球的过程模拟了成对基因分离的过程
D．全班总的统计结果一般比小组的统计结果更接近理论比值
11．丝瓜为雌雄同株异花植物。现将两个丝瓜品种P1和P2进行间行杂交获得F1，F1自交获得F2，结果如图所示。不考虑基因突变和染色体变异，下列叙述错误的是（　　）
A．P1和P2都是纯合子
B．丝瓜味苦性状只受一对等位基因控制
C．P1和P2间行杂交时，需要进行套袋处理
D．F2中不苦植株的不苦性状都能稳定遗传
12．赫尔希和蔡斯利用噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA 是遗传物质，其中一组实验用3PP标记噬菌体的DNA，实验过程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．完成该组实验需要先用含32P的培养基培养噬菌体
B．该组实验可以说明噬菌体的 DNA 进入了大肠杆菌
C．只有部分含32P的新噬菌体获得了亲代的遗传信息
D．保温时间过长或过短，都不会影响上清液的放射性
13．研究发现细胞缺乏氨基酸时，负载 tRNA （携带氨基酸的tRNA）转化为空载tRNA（未携带氨基酸的 tRNA），并通过激活Gen2P 激酶等信号通路调控基因表达，过程如图。下列叙述错误的是（　　）
A．①②过程均涉及氢键的形成与断裂
B．②表示翻译过程，需①产生的 RNA 参与
C．距离终止密码子线性排列最近的核糖体是d
D．细胞缺乏氨基酸时，③④过程增强
14．某二倍体动物的性别决定方式为 ZW型，雌性和雄性个体数比例为 1：1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病（由Z染色体上h基因决定）。下列叙述错误的是（　　）
A．该种群H基因的频率是90%
B．该种群有 5.5%的个体患甲病
C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有8种
D．两个表型正常的该动物交配，后代患甲病的概率为3/22
15．果蝇3 号染色体上的基因L1和L2分别决定了果蝇的裂翅和正常翅，当L1纯合时，胚胎无法存活。研究人员发现，图中某裂翅品系3号染色体上还有另一对基因A/a，且A纯合也会致死。下列分析正确的是（　　）
A．两对基因的遗传遵循自由组合定律
B．两对基因一般以杂合的形式连续遗传
C．群体中L1与A 基因频率逐代降低
D．若后代出现正常翅则发生基因突变
16．分析生物染色体组的倍性时，将普通小麦（2n=42）、二粒小麦（2n=28）、一粒小麦（2m=14）、粗山羊草（2n=14）进行如下杂交，F1杂合子在减数分裂Ⅰ中四分体的数目如下表。下列叙述错误的是（　　）
亲本杂交组合 一粒小麦×二粒小麦 二粒小麦×普通小麦 二粒小麦×粗山羊草 粗山羊草×普通小麦
四分体数目（个） 7 14 0 7
A．一粒小麦和粗山羊草杂种的四分体数为0
B．用秋水仙素处理一粒小麦后可以获得二粒小麦
C．普通小麦和粗山羊草的卵细胞中彼此有部分染色体同源
D．低温处理二粒小麦和粗山羊草的不育杂种可得到普通小麦
二、非选择题：本大题共5小题，共60分。考生根据要求作答。
17．人类间充质干细胞（hMSC）是机体内部分组织细胞再生的重要来源，hMSC在体外经过多代大规模培养后容易自发衰老，这一现象限制了其在临床治疗中的应用。研究人员发现，hMSC中CUL2蛋白的缺失会引发显著的衰老效应，蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老过程，而CUL2则参与了T2的降解，过程如图所示。
回答下列问题：
（1）hMSC 通过　 　过程形成不同种类的细胞，进而修复受损组织；该过程产生细胞种类差异的根本原因是　 　。
（2）衰老的hMSC分裂能力弱，细胞周期相关蛋白 P21可能　 　（填“促进”或“抑制”）有丝分裂。
（3）为延缓hMSC 的衰老过程，根据图中信息，从分子水平提出解决思路：①　 　；②　 　。
18．番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。回答下列问题：
（1）果皮颜色的遗传受一对等位基因的控制。当黄色果皮的番茄与无色果皮的番茄进行杂交时，F1的果皮表现为黄色，表明　 　果皮为显性性状。F1自交产生的F2中，出现了黄色果皮与无色果皮的番茄，这一现象在遗传学中被称为　 　。
（2）野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A 突变为a）果肉黄色，乙（基因B 突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图一。据此推断，亲本乙的基因型为　 　；F2中红色个体的基因型共有　 　种，F2的黄色个体随机交配得到的子代表型及比例为　 　。
（3）深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如图二。上述基因A、B以及另一基因H 均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。据图二分析，基因 A 可通过　 　，进而控制番茄的果肉颜色。基因型为 aabb 的个体果肉细胞中出现前体物质2积累且呈橙色的原因是　 　。
19．真核细胞内染色体外环状DNA （eccDNA）是游离于染色体基因组外的DNA，DNA的损伤可能会导致 eccDNA 的形成。图中途径Ⅰ和途径Ⅱ分别表示真核细胞中DNA 复制的两种情况，a、b、a'和b'表示子链的两端，①~⑥表示生理过程。
回答下列问题：
（1）途径Ⅰ中，酶Ⅰ为　 　；DNA的复制在不同起点　 　（填“同时”或“不同时”）开始；每个复制泡中两条子链合成的连续性表现为　 　。
（2）观察途径Ⅱ， a、b、a'和b'中为5'端的是　 　。过程⑥eccDNA实现了自我复制， 推测其原因是　 　。
（3）eccDNA 在肿瘤细胞中普遍存在，肿瘤细胞分裂时，因eccDNA 无着丝粒，而无法被　 　附着，导致不能平均分配到子细胞中。由此可见，eccDNA的遗传　 　（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔遗传规律。
20．巴马猪（2n=38）是中国特有猪种，具有遗传稳定性高、器官结构与人相似、抗病性强等特点，在人器官培育领域备受关注。
（1）巴马猪细胞内基因控制肽链的合成过程，基因中的一条单链是指导mRNA合成的模板链，模板链指导mRNA合成时需要　 　酶的催化。模板链的互补链是编码链，若编码链的一段序列为5'——ATG——3'，则该序列所对应的密码子是　 　。
（2）部分氨基酸密码子如下表。若某短肽对应mRNA的编码序列为5'—UACGAACAUUGG——3'，则该短肽的氨基酸序列是　 　。若该短肽对应的DNA 序列有3处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，则此时编码短肽的mRNA 序列为　 　。
氨基酸 色氨酸 谷氨酸 酪氨酸 组氨酸
密码子 UGG GAA GAG UAC UAU CAU CAC
（3）对巴马猪基因组测序，需测定　 　条染色体上的DNA碱基序列。
（4）目前利用巴马猪生产的人心脏、肾脏等器官在移植中的免疫排斥严重。科研人员尝试利用CRISPR/Cas9（基因组编辑系统）敲除猪的某些基因，减少猪器官表面抗原，转入人基因，降低免疫排斥风险。
① 如图基因编辑过程中，向导RNA通过　 　原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。
② CRISPR/Cas9 基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，向导RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是　 　。
21．玉米为雌雄同株的植物，雄性可育基因（Ms1）对雄性不育基因（ms1）为显性，黄胚乳基因（Y）对白胚乳基因（y）为显性，这两对等位基因均位于6号染色体上，Y和ms1位于一条染色体上， y 和Ms1位于另一条染色体上。雄性不育植株仅花粉败育，卵细胞正常可育。图一所示，植株甲雄性可育，且两对基因均为杂合；植株乙、丙是对植株甲群体诱变并筛选得到。
回答下列问题：
（1）根据Ms1/ms1、Y/y这两对基因的位置关系，将植株甲自交，子一代表型有　 　种。培育植株乙、丙过程中发生的变异类型分别是　 　。
（2）植株乙减数分裂Ⅰ时，6号染色体中任意配对的两条染色体彼此分离，另一条随机移向细胞一极，最终产生的配子均可育。植株甲和植株乙杂交，子一代中两对基因均为纯合的白胚乳雄性可育个体所占比例是　 　。
（3）植株丙细胞中6号染色体和9号染色体发生变异但片段均未丢失。已知植株丙产生的雄配子中所含染色体片段组合相当于一个染色体组时则可育，缺少部分片段时会导致败育，而卵细胞均可育。
①植株丙产生的可育雄配子种类有　 　种。
②雄性不育植株（ms1ms1）便于杂交育种，但无法通过自交来保持这种不育性。若某品系植株与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，则该品系为保持系。将植株甲作为　 　（填“父本”或“母本”或“父本或母本”）与植株丙杂交，在子一代中获得植株丁和植株戊（如图二），其中植株　 　可作为保持系，原因是　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】基因在染色体上的实验证据；假说-演绎和类比推理
【解析】【解答】A、建构模型：该方法侧重于用图形、数学公式或实物等形式表示某个过程或结构，与摩尔根通过果蝇杂交实验推断基因位置的过程不符，A错误；
B、对比实验：通常是指设置对照组和实验组，以比较不同条件对结果的影响，而摩尔根的研究核心并非简单的对比实验，B错误；
C、同位素标记法：主要用于追踪物质在生物体内的转移和变化路径，摩尔根的实验中并未涉及放射性或稳定性同位素的标记，C错误；
D、假说—演绎法：基本步骤包括观察现象、提出假说、演绎推理、实验验证。摩尔根观察到白眼性状与性别相关联，提出“白眼基因位于X染色体上”的假说，并设计测交实验加以验证，因此他采用的研究方法正是假说—演绎法，D正确。
故答案为：D
【分析】在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预期相符，就可以认为假说是正确的。反之，则可以认为假说是错误的。这种科学方法，叫作假说--演绎法。
2．【答案】A
【知识点】基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、果蝇在自然种群中自由交配，个体大多为杂合子，并非一般是纯合子，该特点不属于果蝇作为遗传学实验材料的优势，A符合题意；
B、果蝇繁殖产出的后代个体数量多，便于运用统计学方法分析实验结果，是适宜作为实验材料的原因，B不符合题意；
C、果蝇饲养条件简单，生长和繁殖周期较短，能够快速获得实验子代，适合遗传学探究，C不符合题意；
D、果蝇拥有多种形态差异明显、易于区分的相对性状，方便观察和统计性状表现，是选材优势，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】果蝇常用作遗传学实验材料，核心优点包含饲养难度低、繁殖周期短、子代数量多、具有易于区分的相对性状。
3．【答案】C
【知识点】基因频率的概念与变化；自然选择与适应
【解析】【解答】A、不同地区的野生扁桃种群由于地理隔离，彼此间基因交流受阻，各自基因库中积累的变异有所差异，因此基因库存在差异，A正确；
B、气候与海拔差异会形成不同的自然选择压力，使种群的基因频率发生定向变化，进而影响野生扁桃的进化方向，B正确；
C、亲缘关系的远近主要取决于遗传物质的相似程度。地理隔离的存在，使得即使两个种群所处的环境条件相似，也可能因长期独立演化而亲缘关系较远，C错误；
D、同一区域内的野生扁桃，由于面临相似的环境条件，自然选择会促使它们在形态上出现趋同现象，D正确。
故答案为：C
【分析】1、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
2、变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
4．【答案】D
【知识点】卵细胞的形成过程
【解析】【解答】A、图示细胞的细胞质表现为不均等分裂，且细胞内没有同源染色体，这符合减数分裂Ⅱ后期次级卵母细胞的特征，而不是次级精母细胞，A错误；
B、该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，着丝粒已经分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，因此细胞中不再含有染色单体，但核DNA分子数为4个，B错误；
C、图示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，而同源染色体的分离以及非同源染色体的自由组合都发生在减数分裂Ⅰ后期，C错误；
D、该细胞为次级卵母细胞，经过减数分裂Ⅱ后，会分裂形成一个卵细胞和一个极体，D正确。
故答案为：D
【分析】染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ，是由同源染色体分开平均进入两个子细胞导致的。减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。卵细胞形成的过程中，细胞发生两次不均等分裂。一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞，三个极体都退化消失。
5．【答案】C
【知识点】人类遗传病的监测和预防；调查人类遗传病
【解析】【解答】A、通过对人群中不同个体、不同家庭的调查和统计，可以了解单基因遗传病在群体中的发病情况，A正确；
B、根据家族病史等遗传信息，可评估后代患某种遗传病的风险，并据此向咨询对象提出如产前诊断等合理的医学建议，B正确；
C、B超检查主要用于观察胎儿的形态结构是否存在异常，而镰状细胞贫血是由血红蛋白基因突变引发的分子水平疾病，无法通过B超直接诊断，通常需要基因检测或血细胞形态学检查才能确诊，C错误；
D、基因检测只能判断胎儿是否携带特定的致病基因，但无法排除因染色体数目或结构异常等原因导致的遗传病，因此不携带致病基因的胎儿仍有可能患其他类型的遗传病，D正确。
故答案为：C
【分析】1、遗传病的监测和预防：①产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。②遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。2、调查某种遗传病的遗传方式时，要在患者家系中调查。调查遗传病的发病率时，要注意在人群中随机调查。3、基因检测是指通过检测人体细胞中的DNA序列，以了解人体的基因状况。
6．【答案】C
【知识点】观察细胞的减数分裂实验；肺炎链球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验；人类遗传病的监测和预防
【解析】【解答】A、格里菲思的实验中，从死亡小鼠体内分离得到的S型细菌，可能是由原本无毒的R型细菌在体内发生转化并增殖而来，A正确；
B、在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌操作的作用是使吸附在细菌表面的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离开，以便通过离心将二者分开，进而检测不同部位的放射性，B正确；
C、观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片时，细胞已被固定处理而死亡，因此无法在显微镜下观察到同源染色体分离这一动态变化过程，C错误；
D、羊膜腔穿刺获取的羊水经过离心处理，可以分离出胎儿的脱落细胞，这些细胞可用于检测胎儿是否存在染色体异常类型的遗传病，D正确。
故答案为：C
【分析】1、羊水检查：从母体抽取羊水、离心，对液体做成分分析；对细胞进行培养，进行染色体分析、性别确定、序列测定和分析等。
2、制作装片时，细胞已经死亡，不能观察到减数分裂的连续过程。
7．【答案】D
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的多样性和特异性
【解析】【解答】A、所有DNA分子中，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，这是DNA结构的共同特征，不能作为区分不同个体的依据，A错误；
B、通过碱基互补配对形成氢键来维持双螺旋结构的稳定，是所有DNA分子共有的特性，无法体现出个体间的差异，B错误；
C、在双链DNA分子中，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）的数量始终相等，这是碱基互补配对原则的体现，属于DNA分子的普遍规律，不能用于个体识别，C错误；
D、不同个体的DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序（即碱基序列）各不相同，其中蕴含着特定的遗传信息，这种序列的差异正是DNA指纹技术能够区分个体、进行身份鉴定的根本原理，D正确。
故答案为：D
【分析】1、DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定与T配对；G一定与C配对。
2、每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息。
8．【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；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、从系谱图分析，Ⅱ-3与Ⅱ-4均表现正常，却生出患病的Ⅲ-7，符合“无中生有”为隐性遗传的特征；结合Ⅱ-3不携带致病基因这一条件，可推断致病基因位于X染色体上，且为隐性遗传病，A正确；
B、假设相关基因为A（正常）和a（致病）。Ⅰ-1能生出患病的儿子Ⅱ-5，说明Ⅰ-1必然携带致病基因，基因型为XAXa；Ⅱ-4能生出患病的儿子Ⅲ-7，说明Ⅱ-4也一定携带致病基因，基因型为XAXa。因此，Ⅰ-1与Ⅱ-4均为杂合子的概率为1，B正确；
C、Ⅱ-3的基因型为XAY（不携带致病基因），Ⅱ-4的基因型为XAXa。二者所生女儿的基因型为XAXA或XAXa，均不患病，因此生女儿患病的概率为0，C正确；
D、Ⅲ-6表现正常，其母亲Ⅱ-4为携带者（XAXa），父亲Ⅱ-3为XAY，可推知Ⅲ-6的基因型为1/2 XA XA、1/2 XAXa。与正常男性（XAY）结婚，只有当Ⅲ-6为携带者（XAXa）时，才可能生育携带者（XAXa），该概率为1/2（Ⅲ-6为携带者的概率）×1/4（Xa卵子与XA精子结合的概率）= 1/8，D错误。
故答案为：D
【分析】决定性状的基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。伴X染色体隐性遗传特点：男性患者多于女性患者；往往隔代遗传；女性患者的父亲和儿子一定患病。
9．【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，所以驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D正确。
故发答案为：D。
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。如DNA的甲基化不会使基因的碱基序列发生改变，但是会不同程度的影响基因的表达水平，进而影响生物的性状。
10．【答案】A
【知识点】“性状分离比”模拟实验
【解析】【解答】A、甲、乙两个小桶分别模拟的是雌、雄生殖器官，在自然界中，雄配子的数量通常远多于雌配子，因此两个小桶中的小球总数不一定相等，A错误；B、每个小桶内红球（D）与蓝球（d）的数量设置为相等，是为了模拟等位基因分离产生的两种配子比例为1：1，B正确；
C、从桶中随机抓取一个小球，模拟的是成对的遗传因子（等位基因）在形成配子时彼此分离的过程，C正确；
D、全班的统计结果因样本量更大，能够更好地避免偶然性，因此通常比小组的统计结果更接近理论比值（如1：2：1），D正确。
故答案为：A
【分析】基因的分离定律（1）内容：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。（2）实质：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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。（3）适用范围：①一对相对性状的遗传；②细胞核内染色体上的基因；③进行有性生殖的真核生物。（4）细胞学基础：减数第一次分裂后期等位基因随着同源染色体的分开而分离。（5）作用时间：有性生殖形成配子时（减数第一次分裂后期）。
11．【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、F2中味苦与不苦的比例约为271：209，近似于9：7，这是9：3：3：1的变式，表明F1的基因型为双杂合子（AaBb）。而P1与P2杂交所得F1只有一种表型，可见P1和P2均为纯合子，A正确；
B、F2中出现9：7的性状分离比，这是两对独立遗传的等位基因互作的结果，说明丝瓜的味苦性状至少受两对等位基因控制，B错误；
C、丝瓜为雌雄同株异花植物，P1与P2进行间行杂交时不需要人工去雄，但仍需对雌花进行套袋处理，以防止外来花粉干扰，C正确；
D、设相关基因为A/a和B/b，则味苦基因型为A_B_，不苦基因型包括A_bb、aaB_和aabb。F2中所有不苦植株的基因型均不含同时有A和B的情况，自交后子代也不会出现A_B_，因此都能稳定遗传不苦性状，D正确。
故答案为：B
【分析】1、基因的自由组合定律的内容：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。
2、研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因。
3、发生时间：减数分裂Ⅰ后期。
4、实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。
5、适用范围：进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传。
12．【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体属于病毒，不能独立代谢，必须在活细胞（如大肠杆菌）内才能增殖，因此无法用含32P的培养基直接培养噬菌体，A错误；
B、该组实验中用32P标记噬菌体的DNA，离心后放射性主要出现在沉淀物（细菌）中，且在子代噬菌体中也能检测到32P，这说明了噬菌体的DNA进入了大肠杆菌内部，B正确；
C、所有新合成的噬菌体，其遗传信息均来自亲代噬菌体的DNA，其中只有少数新噬菌体含有亲代32P标记的DNA链，但这并不意味着只有它们获得了遗传信息，C错误；
D、若保温时间过短，部分噬菌体尚未完成DNA注入；若保温时间过长，细菌裂解释放出子代噬菌体，这两种情况均会导致上清液中放射性升高，D错误。
故答案为：B
【分析】1、不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖。
2、保温的目的：使噬菌体充分侵染大肠杆菌。
13．【答案】C
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、①为转录过程，涉及DNA双链解旋时氢键的断裂、RNA与DNA模板链杂交时氢键的形成以及转录完成后RNA释放时氢键的再次断裂；②为翻译过程，涉及tRNA反密码子与mRNA密码子配对时氢键的形成以及tRNA离开核糖体时氢键的断裂。因此两个过程均涉及氢键的形成与断裂，A正确；
B、②过程表示翻译，该过程需要①转录所产生的mRNA作为模板、tRNA作为氨基酸运载工具，以及rRNA作为核糖体的结构成分，三者共同参与完成翻译，B正确；
C、翻译过程中，核糖体沿mRNA由起始密码子向终止密码子方向移动，肽链越长的核糖体越靠近终止密码子。图中d核糖体上的肽链最短，说明其距离起始密码子最近，因此距离终止密码子线性排列最近的应是a核糖体，C错误；
D、当细胞缺乏氨基酸时，负载tRNA减少、空载tRNA增多，通过激活Gen2P激酶等信号通路，促进③（抑制翻译）和④（抑制转录）过程的增强，从而减少蛋白质合成以适应氨基酸不足的状态，D正确。
故答案为：C
【分析】翻译过程三种类型的RNA都参与翻译过程，但只有mRNA携带遗传信息。核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。翻译方向判断依据：多肽链的长短，长的翻译在前，结合时间在先。
14．【答案】C,D
【知识点】伴性遗传；基因频率的概念与变化；遗传平衡
【解析】【解答】A、雌性个体的性染色体组成为ZW，患甲病（ZhW）的比例为1/10，在遗传平衡的种群中，Z染色体上的h基因频率等于雌性中h基因的频率，即10%，因此H基因的频率为90%，A正确；
B、种群中雌雄个体数各占1/2。雌性患病率为1/10，雄性患病需基因型为ZhZh，其频率为（10%）2 = 1/100。因此总患病率 = 1/2 × 1/10 + 1/2 × 1/100 = 5% + 0.5% = 5.5%，B正确；
C、只考虑该对基因，雄性有3种基因型（ZHZH、ZHZh、ZhZh），雌性有2种基因型（ZHW、ZhW），共5种基因型，C错误；
D、种群处于遗传平衡，雄性中ZHZH比例为（90%）2 = 81%，ZHZh比例为2 × 90% × 10% = 18%，正常雄性（ZHZH或ZHZh）中ZHZh的比例为18%/(81%+18%) = 2/11。正常雌性基因型为ZHW，与正常雄性交配，只有当雄性为ZHZh时后代可能患病，患病后代为ZhW，概率为2/11 × 1/4 = 1/22，D错误。
故选答案为：D
【分析】1、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。2、遗传平衡特点：各基因频率和基因型频率在代代遗传中保持不变。①等位基因的基因频率之和等于1，即p+q=1。②基因型频率之和等于1，即p2+2pq+q2=1。
15．【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因重组及其意义；基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、基因L1/L2与A/a均位于果蝇的3号染色体上，属于同一条染色体上的非等位基因，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，A错误；
B、L1纯合（L1L1）会导致胚胎死亡，因此群体中不存在L1纯合子的个体；同时，A纯合（AA）也会致死。所以能够存活的个体必须同时保留L1和L2、A和a，且以杂合状态（L1L2Aa）存在，因此这两对基因一般以杂合形式连续传递，B正确；
C、在该裂翅品系中，雌雄个体的基因型均为L1L2Aa，且L1与A位于同一条染色体上，L2与a位于同一条染色体上。它们相互交配时，子代中L1L1aa和L2L2AA均致死，存活个体全为L1L2Aa，因此L1和A的基因频率始终为50%，不会逐代降低，C错误；
D、若后代中出现正常翅（由L2L2控制），可能是由于亲本在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，产生了L2A或L1a的重组型配子，而不是因为基因突变（突变频率极低，不是主要原因），D错误。
故答案为：B
【分析】1、自由组合定律的内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、基因突变：DNA分子中发生的碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
16．【答案】B
【知识点】染色体数目的变异
【解析】【解答】A、一粒小麦（2n=14）与二粒小麦（2n=28）的杂种在减数分裂Ⅰ中出现7个四分体，表明二者配子间有7对同源染色体；而二粒小麦与粗山羊草（2n=14）的杂种中无四分体，说明二粒小麦与粗山羊草之间没有同源染色体。由此推断，一粒小麦与粗山羊草之间也不存在同源染色体，二者杂种的四分体数目为0，A正确；
B、一粒小麦与二粒小麦杂种中出现7个四分体，表明二粒小麦的配子（n=14）中含有一粒小麦配子（n=7）的全部染色体，并额外多出7条与一粒小麦不同源的染色体。因此，用秋水仙素处理一粒小麦（使染色体加倍）只能得到同源四倍体（4n=28），并不能得到遗传组成与二粒小麦相同的个体，B错误；
C、普通小麦（2n=42）与粗山羊草（2n=14）的杂种在减数分裂Ⅰ中出现7个四分体，说明普通小麦的配子（n=21）与粗山羊草的配子（n=7）之间有7对同源染色体，因此二者的卵细胞中存在部分同源染色体，C正确；
D、二粒小麦（2n=28）与粗山羊草（2n=14）的杂种高度不育，经低温处理使其染色体加倍后，可获得可育的异源多倍体。该个体再进行相关杂交，可得到与普通小麦染色体组成相似的个体，因此该方法可用于人工合成普通小麦，D正确。
故答案为：B
【分析】1、四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。四分体的个数等于减数分裂过程中配对的同源染色体对数。
2、秋水仙素作用原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
17．【答案】（1）细胞分化；基因的选择性表达
（2）抑制
（3）增加CUL2的含量；减少P21（或T2）的含量
【知识点】细胞分化及其意义；衰老细胞的主要特征
【解析】【解答】（1）hMSC 通过细胞分化过程形成不同类型细胞，以修复受损组织；不同种类细胞在形态与功能上出现差异的根本原因是基因的选择性表达。
（2）比较年轻细胞与衰老细胞可知，年轻细胞分裂能力强、P21含量低，而衰老细胞分裂能力弱、P21含量高，据此推测P21对细胞有丝分裂具有抑制作用。
（3）根据题图信息，CUL2蛋白缺失会加速衰老，T2可通过上调P21水平促进衰老。因此，为延缓hMSC衰老，可从分子水平采取以下策略：① 提高CUL2蛋白的含量；② 降低P21（或T2）蛋白的含量。
【分析】1、细胞分化：（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化。（2）实质：基因的选择性表达。
2、衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
（1）hMSC 通过细胞分化形成不同种类的细胞，细胞分化的实质是基因的选择性表达。
（2）分析题图可知，年轻细胞分裂能力强，P21含量低，而衰老细胞分裂能力弱，P21含量高，说明P21能抑制细胞的有丝分裂。
（3）结合题干信息和题图分析，hMSC中CUL2蛋白的缺失会引发显著的衰老效应，且T2会导致P21含量增加使细胞发生衰老，为延缓hMSC 的衰老过程，可增加CUL2的含量或减少P21（或T2）的含量 。
18．【答案】（1）黄色；性状分离
（2）AAbb；4；黄色：橙色=8：1
（3）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程；基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性；基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】（1）将黄色果皮与无色果皮的番茄杂交，F1全为黄色果皮，说明黄色对无色为显性。F1自交得到的F2中同时出现黄色果皮和无色果皮，这种现象称为性状分离。
（2）由图一可知，F2中红色、黄色、橙色的比例约为9：3：4，是9：3：3：1的变式，说明F1基因型为AaBb。甲（黄色）基因型为aaBB，乙（橙色）基因型应为AAbb。F2中红色个体的基因型包括AABB、AABb、AaBB、AaBb，共4种。F2中黄色个体的基因型为aaBB和aaBb，比例为1：2，它们随机交配时，产生配子aB与ab的比例为2：1，通过配子组合可得子代中黄色（aaBB、aaBb）与橙色（aabb）的比例为8：1。
（3）基因A通过控制相关酶的合成来调控番茄红素的代谢过程，从而影响果肉颜色，这体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。基因型为aabb的个体呈橙色的原因是：基因A突变为a，但果肉细胞中仍存在另一基因H，其表达量虽低，仍可持续催化生成前体物质2；同时基因B突变为b，导致前体物质2无法进一步转变为番茄红素，从而使前体物质2积累，果肉呈现橙色。
【分析】1、在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离。
2、甲、乙为两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。由图1可知，F2比值约为为9：3：4，F1基因型为AaBb，红色基因型为A_B_，黄色为aaB_，橙色为A_bb、aabb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。
3、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
（1）果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状；F1自交产生的F2中，出现了黄色果皮与无色果皮的番茄，这一现象在遗传学中被称为性状分离。
（2）由图1可知，F2比值约为9：3：4，F1基因型为AaBb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb；F2红色个体约占9份，有如下4种基因型4AaBb、2AaBB、2AABb、1AABB；由题可知F2中黄色的基因型及比例为aaBB、aaBb=1：2，其产生配子的类型及概率为aB：ab=2：1，其后代的基因型及比例为aaBB：aaBb：aabb=4：4：1，即F3植株各种果肉表型及比例为黄：橙=8：1
（3）基因A通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制番茄的果肉颜色；由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。
19．【答案】（1）解旋酶；不同时；一条子链连续合成，另一条不连续合成
（2）a和a'；eccDNA上含有复制起点
（3）纺锤丝（星射线）；不遵循
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；DNA分子的结构；DNA分子的复制
【解析】【解答】（1）途径Ⅰ中，酶Ⅰ的作用是解开DNA双链，因此是解旋酶。图中不同复制泡的大小不同，说明DNA复制在不同起点并非同时开始。DNA的两条链方向相反，子链只能从5'端向3'端延伸，因此在每个复制泡中，一条子链可以连续合成，另一条子链则通过冈崎片段不连续合成。
（2）途径Ⅱ中，子链的延伸方向是从5'端到3'端，因此子链起始端的a和a'为5'端。过程⑥中eccDNA能够进行自我复制，根本原因是其DNA分子上含有复制起点（或复制起始序列）。
（3）在肿瘤细胞分裂时，纺锤丝（或星射线）需要通过着丝粒牵引染色体，而eccDNA缺乏着丝粒，因此无法被纺锤丝附着，导致其不能平均分配到子细胞中。由于孟德尔遗传规律适用于染色体上的基因，而eccDNA游离于染色体基因组之外，因此其遗传不遵循孟德尔遗传规律。【分析】1、题图分析：①表示正常DNA复制，③表示受损伤的DNA复制，②④表示两条单链复制产生子代DNA过程。其中，a、b、a'和b'表示子链的两端，酶1表示解旋酶，酶2表示DNA聚合酶。
2、DNA具有双向复制的特点。真核生物染色体DNA有多个复制起点。在复制速率相等的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一，原因是它们的复制起始时间有先后。
3、DNA复制时，一条子链是连续合成的，而另一条子链是先合成短的DNA片段，再连接形成较长的DNA片段。
（1）途径I中，酶I负责解开DNA双链，为解旋酶；途径I中，复制泡的大小不同，说明DNA的复制在不同起点不同时开始；DNA的两条链是反向平行的，都是从5'到3'延伸子链，所以每个复制泡内，一条子链连续合成，另一条不连续合成。
（2）DNA子链沿5'→3'延伸，途径Ⅱ中，a和a'为子链起始延伸的5'端。复制起点让DNA拥有自我复制的能力，故过程⑥中eccDNA能自我复制的原因是eccDNA上有复制起点。
（3）肿瘤细胞分裂时，染色体通过纺锤丝附着着丝粒分配，eccDNA无着丝粒，无法被纺锤丝（星射线）附着，孟德尔遗传规律适用于染色体上的基因，eccDNA游离于染色体外，故不遵循该规律。
20．【答案】（1）RNA 聚合；AUG
（2）酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸；5'—UAUGAGCACUGG——3'
（3）20
（4）碱基互补配对；识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合 。
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）转录过程中，RNA聚合酶以基因的一条链（模板链）为模板合成mRNA。编码链的序列与模板链互补，与mRNA序列一致（仅T被U替代）。因此，编码链为5'—ATG—3'时，对应的密码子为AUG（5'→3'）。
（2）根据密码子表，mRNA序列5'—UACGAACAUUGG—3'依次编码酪氨酸、谷氨酸、组氨酸、色氨酸，故氨基酸序列为酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸。由于密码子具有简并性，酪氨酸可由UAC或UAU编码，谷氨酸可由GAA或GAG编码，组氨酸可由CAU或CAC编码，而色氨酸仅由UGG编码。在氨基酸序列不变的前提下，可将原mRNA序列相应位置的碱基替换，得到新序列5'—UAUGAGCACUGG—3'。
（3）巴马猪的体细胞染色体数为2n=38，包括18对常染色体和1对性染色体（XY型）。测定基因组序列时，需要测定每对常染色体中的一条以及X、Y两条性染色体，因此共需测定18 + 2 = 20条染色体的DNA序列。
（4）① 向导RNA通过碱基互补配对原则，识别并结合目标DNA上的特定序列，从而引导Cas9蛋白在相应位置进行切割。② 向导RNA的识别序列越长，在基因组中完全匹配的序列出现的概率越低，从而减少与非目标序列的结合机会，因此基因编辑的脱靶率较低。
【分析】1、转录的方向：DNA的3‘→5’（模板链读取方向，与RNA聚合酶移动方向相同），mRNA的5‘→3’。2、翻译的过程中，mRNA相对静止，核糖体沿着mRNA移动。3、基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制酶，能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E·coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。4、移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击，使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。
（1）基因中的模板链指导 mRNA 合成的过程是转录，转录过程需要 RNA 聚合酶的催化。 已知编码链的一段序列为 5'——ATG——3'，编码链与模板链互补，mRNA 与模板链也互补，所以 mRNA 上对应的序列为 5'——AUG——3'，即密码子是 AUG。
（2）已知 mRNA 的编码序列为 5'—UACGAACAUUGG——3'，根据密码子表，UAC 对应酪氨酸，GAA 对应谷氨酸，CAU 对应组氨酸，UGG 对应色氨酸，所以该短肽的氨基酸序列是酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸。 若该短肽对应的 DNA 序列有 3 处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，这是因为密码子的简并性。根据密码子表，酪氨酸的密码子有 UAC、UAU，谷氨酸的密码子有 GAA、GAG，组氨酸的密码子有 CAU、CAC，色氨酸的密码子只有 UGG ，所以此时编码短肽的 mRNA 序列为 5'—UAUGAGCACUGG——3'。
（3）巴马猪(2n=38)，即有 18 对常染色体和 1 对性染色体（XX 或 XY），对基因组测序时，需要测定 18 条常染色体和 X、Y 两条性染色体上的 DNA 碱基序列，共18+2=20条。
（4）①在基因编辑过程中，向导 RNA 通过碱基互补配对原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。
②向导 RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合，从而减少脱靶的可能性。
21．【答案】（1）3；染色体数目变异、染色体结构变异
（2）1/12
（3）两；父本；丁；植株丁只能产生含ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，而其含有Ms1配子会因为缺少部分片段时会导致败育。而植株戊可以产生含ms1或Ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株并不全表现为雄性不育。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；染色体结构的变异；染色体数目的变异；基因连锁和互换定律
【解析】【解答】（1）植株甲的基因型为YyMs1ms1（即两对基因位于同一条染色体上，且Y与ms1连锁、y与Ms1连锁）。自交时，雌雄配子均为Yms1与yMs1两种，比例为1：1，随机结合后子代基因型及比例为YYms1ms1（黄胚乳雄性不育）： YyMs1ms1（黄胚乳雄性可育）： yyMs1Ms1（白胚乳雄性可育）= 1：2：1，因此表型有3种。植株乙的6号染色体多了一条，属于染色体数目变异；植株丙的6号与9号染色体之间发生片段交换（易位），属于染色体结构变异。
（2）植株乙为三体，基因型为YYyMs1ms1ms1。减数分裂Ⅰ时，6号染色体中任意配对的两条染色体彼此分离，另一条随机移向细胞一极，可育配子类型及比例为：YyMs1ms1（2/6）、YYms1ms1（1/6）、yMs1（1/6）、Yms1（2/6）。植株甲产生Yms1与yMs1两种配子各占1/2。欲得白胚乳雄性可育（yyMs1Ms1），需来自甲的配子为yMs1（1/2），来自乙的配子为yMs1（1/6），二者概率为1/2 × 1/6 = 1/12。
（3）① 植株丙发生6号与9号染色体易位，设正常6号为⑥、易位6号为⑥'，正常9号为⑨、易位9号为⑨'。可育雄配子需含完整染色体组（⑥⑨或⑥'⑨'），共2种。② 植株甲基因型为YyMs1ms1，若与植株丙杂交，甲作父本、丙作母本可获得图二中的丁和戊。植株丁的染色体构成为：一条正常6号（来自父本）、一条易位6号（来自母本）、两条正常9号。 植株丁只能产生含ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，而其含有Ms1配子会因为缺少部分片段时会导致败育。而植株戊可以产生含ms1或Ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株并不全表现为雄性不育。
【分析】1、基因分离定律实质是：在同一对基因杂合体内，等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。2、染色体变异：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异两种类型。3、三体：指细胞中某个染色体单个的增加的个体。
（1）若Y和ms1位于一条染色体上，y和Ms1位于另一条染色体上，则植株甲自交过程中产生1/2Yms1、1/2yMs1的雌配子和1/2Yms1、1/2yMs1的雄配子，雌雄配子随机结合后，子代基因型、表型及比值为1/4YYms1ms1（黄色雄性不育）、2/4YyMs1ms1（黄色雄性可育）、1/4yyMs1Ms1（白色雄性可育），故子一代表型有3种。图中乙品种6号染色体多了一条，形成了6号三体，发生了染色体数目变异；丙植株发生9号染色体和6号染色体发生了易位，属于染色体结构变异。
（2）已知Y和ms1位于一条染色体上，y和Ms1位于另一条染色体上，且号染色体中任意配对的两条染色体彼此分离，另一条随机移向细胞一极，最终产生的配子均可育，故植株乙经减数分裂产生2/6YyMs1ms1、1/6YYms1ms1、1/6yMs1、2/6Yms1的配子，植株甲产生1/2Yms1、1/2yMs1的配子，雌雄配子随机结合后，两对基因均为纯合的白胚乳雄性可育个体（yyMs1Ms1）所占比例为1/12。
（3）丙植株发生了染色体易位，设6号同源染色体中，正常的6号染色体为⑥，发生染色体易位的6号染色体为⑥'，9号同源染色体中，正常的9号染色体为⑨，发生染色体易位的9号染色体为⑨'，则植株丙在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生的雄配子染色体组合为⑥⑨、⑥⑨'、⑥'⑨、⑥'⑨'四种，其中可育雄配子由⑥⑨、⑥'⑨'两种。
已知植株丙产生的雄配子中所含染色体片段组合相当于一个染色体组时则可育，缺少部分片段时会导致败育，而卵细胞均可育。由图二中植株丁可知，其中一条6号染色体为发生染色体易位的6号染色体，而其9号染色体都为正常，故植株丙为母本，则植株甲为父本。由保持系的定义可知，该品系须做为父本，且只能产生含ms1的雄配子，故植株丁为保持系，因为其只能产生含ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株均表现为雄性不育，而其含有Ms1配子会因为缺少部分片段时会导致败育。而植株戊可以产生含ms1或Ms1的雄配子，与雄性不育植株杂交，子代植株并不全表现为雄性不育。
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