山西省吕梁市2024-2025学年高一下学期期末调研测试生物试卷（解析版）

这是一份山西省吕梁市2024-2025学年高一下学期期末调研测试生物试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 脆肉甜瓜和软肉甜瓜为一对相对性状。研究人员做了以下三组实验：①脆肉甜瓜与软肉甜瓜进行杂交，得到的F1全部表现为脆肉；②F1自交得到F2，F2中脆肉个体与软肉个体的分离比为3∶1；③将F1与软肉亲本进行回交，子代表型比为1∶1。下列叙述正确的是（ ）
A. 三组实验都可以用来判断这对相对性状的显隐性
B. ③属于测交，目的是检测软肉亲本的基因型
C. 三组实验都可以用来验证基因分离定律
D. 可以推测上述回交子代有两种基因型且比例为1∶1
【答案】D
【分析】基因分离定律的实质：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，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、实验①中脆肉甜瓜与软肉甜瓜进行杂交，F1全为脆肉，可判断脆肉为显性；实验②自交后性状分离比3:1，进一步验证显隐性；但实验③测交结果1:1无法判断显隐性，A错误；
B、③属于测交，测交实验的目的是检测F1的基因型，而非软肉亲本基因型，B错误；
C、实验①仅体现显隐性关系，无法验证基因分离定律；实验②（自交）和③（测交）可验证分离定律，C错误；
D、F1（Aa）与软肉亲本（aa）回交，子代基因型为Aa和aa，且比例为1:1，D正确。
故选D
2. 某种鸟类的羽毛有灰色、黄色、黑色三种，分别由常染色体上的复等位基因A1、A2、A3控制，基因的显隐性关系为A1>A2>A3。现将不同表型的鸟类杂交，子代可能会出现不同的表型及分离比（不考虑致死及其他突变等情况）。下列叙述错误的是（ ）
A. A1、A2、A3的出现说明基因突变具有随机性
B. 灰色羽鸟类与黄色羽鸟类杂交，子代不可能出现灰色羽∶黄色羽=3∶1
C. 黄色羽鸟类与黑色羽鸟类杂交，子代可能出现黄色羽∶黑色羽=1∶1
D. 若子代出现三种表型，则亲本的杂交组合为A1A3×A2A3
【答案】A
【详解】A、复等位基因A1、A2、A3的产生是由于同一基因发生不同方向的突变，体现基因突变的不定向性，A错误；
B、灰色羽鸟类的基因型为A1A1或A1A2或A1A3，黄色羽鸟类的基因型为A2A2或A2A3，灰色羽鸟类与黄色羽鸟类杂交，子代无法出现3：1的分离比，B正确；
C、黄色羽（A2A3）与黑色羽（A3A3）杂交，子代基因型为A2A3（黄）和A3A3（黑），比例为1：1，C正确；
D、若子代出现三种表型，则亲本必须都含有A3，进一步确定亲本的杂交组合为A1A3×A2A3，A1A3（灰）与A2A3（黄）杂交，子代基因型为A1A2（灰）、A1A3（灰）、A2A3（黄）、A3A3（黑），表型为灰、黄、黑三种，D正确。
故选A。
3. 下列关于遗传科学史的叙述正确的是（ ）
A. 摩尔根运用“假说—演绎法”通过果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列
B. 格里菲思通过实验发现加热致死的S型细菌DNA可将R型细菌转化为S型细菌
C. 沃森和克里克运用概念模型构建法和X射线衍射技术提出DNA双螺旋结构模型
D. 赫尔希和蔡斯采用同位素标记法、离心法和对比实验法证明了DNA是遗传物质
【答案】D
【分析】假说—演绎法：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。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→ 实验验证→得出结论。
【详解】A、摩尔根运用“假说—演绎”法通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上，并没有通过该实验证明基因在染色体上呈线性排列，A错误；
B．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验仅发现“转化因子”存在，但未明确其化学本质为DNA，B错误；
C、沃森和克里克根据X射线衍射图谱，运用物理模型构建法提出DNA双螺旋结构模型，C错误；
D、赫尔希和蔡斯通过同位素标记法分别标记S和P，离心法分离噬菌体与细菌，并通过对比实验组的结果，证明DNA是遗传物质，D正确。
故选D。
4. 下列关于基因、蛋白质与性状三者关系的叙述都错误的是（ ）
①生物体的性状主要由基因决定
②基因与性状都是一一对应的关系
③同一株水毛茛，空气中的叶和浸在水中的叶形态不同，其基因组成一般相同
④细胞中核糖体蛋白基因的表达体现了细胞分化的本质
⑤基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用
⑥白化病、囊性纤维病都是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
A. ②④⑥B. ②③⑤
C. ①③⑥D. ①②④⑥
【答案】A
【详解】①性状主要由基因决定，①正确；
②基因与性状并非一一对应，存在多因一效或一因多效，②错误；
③同一株水毛茛，虽然空气中的叶和浸在水中的叶形态不同，但其基因组成一般相同，③正确；
④核糖体蛋白基因在所有细胞中均表达，不能体现细胞分化的选择性表达，④错误；
⑤基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，⑤正确；
⑥白化病是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，囊性纤维病是通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，⑥错误。
综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。
故选A
5. 下图是某同学构建的基因表达的概念模型，下列叙述正确的是（ ）
A. 图中①表示基因，基因就是有遗传效应的DNA片段
B. ②过程中RNA聚合酶沿DNA模板链的移动方向是3'→5'
C. 图中③表示翻译，该过程中mRNA上可同时结合多个核糖体
D. 图中②③均涉及碱基互补配对，且配对方式相同
【答案】B
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、①是基因，RNA病毒中基因是有遗传效应的RNA片段，A错误；
B、②过程为转录，RNA聚合酶沿DNA模板链的移动方向是3'→5'，从而合成5'→3'方向的RNA，B正确；
C、③是翻译，翻译时mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，提高翻译效率，而不是mRNA上可同时结合多个核糖体，C错误；
D、②转录碱基配对：A−U、T−A、G−C、C−G ；③翻译碱基配对：A−U、U−A、G−C、C−G ，转录有T−A，翻译无，配对方式不同，D错误。
故选B。
6. 玉米的抗干叶病与不抗干叶病分别由基因B和b控制，现有BB、Bb两种基因型且比例为2∶1的群体。下列叙述正确的是（ ）
A. 该群体通过自交会导致杂合子的比例越来越高
B. 该群体自由交配，基因频率保持不变，但自交会改变基因频率
C. 该群体自由交配3代后，每一代的基因型频率都不相同
D. 该群体自交一代后，子代中不抗干叶病的植株占1/12
【答案】D
【分析】基因分离定律的实质：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，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、该群体中BB自交后代全为BB，Bb自交后代中Bb占1/2，自交会导致纯合子比例增加，杂合子比例越来越低，A错误；
B、自由交配和自交均不改变基因频率，如B的基因频率为5/6，自交后仍为5/6，仅改变基因型频率，B错误；
C、该群体B的基因频率为5/6，b的基因频率为1/6，在自由交配的情况下，每一代的基因型频率都不会发生改变，均为BB=25/36，Bb=10/36，bb=1/36，后续世代不再变化，C错误；
D、该群体中Bb占1/3，自交后产生bb的概率为1/3×1/4=1/12，即子代中不抗干叶病的植株占1/12，D正确。
故选D。
7. 巴马香猪是二倍体动物（2n=38），某小组同学通过显微观察对睾丸中的细胞进行了分类，结果如下表。下列有关叙述错误的是（ ）
注：“+”表示有，“—”表示没有
A. 甲类细胞处于有丝分裂或减数分裂过程
B. 乙类细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期
C. 丙类细胞中存在同源染色体
D. 丁类细胞中染色体与核DNA数目的比为1∶1
【答案】C
【详解】A、甲类细胞染色体数为2n且有姐妹染色单体，可能处于有丝分裂前、中期或减数第一次分裂，A正确；
B、乙类细胞染色体数为n且有姐妹染色单体，处于减数分裂Ⅱ前期或中期，B正确；
C、丙类细胞染色体数为2n且无姐妹染色单体，为减数分裂Ⅱ后期，无同源染色体，C错误；
D、丁类细胞染色体数为4n且无姐妹染色单体，处于有丝分裂后期，此时染色体与核DNA数目比为1:1，D正确。
故选C。
8. 果蝇是遗传学研究中常用的实验材料，果蝇的灰身和黑身由等位基因A/a控制，棒眼和正常眼由等位基因B/b控制。为研究这两对相对性状的遗传规律，某研究小组进行如下实验，结果见下表（不考虑X、Y的同源区段）。下列叙述错误的是（ ）
A. 根据杂交实验可判断等位基因B/b位于X染色体上
B. 实验①母本的基因型为aaXbXb
C. 实验②F1雄果蝇的基因型为AaXbY、aaXbY
D. 实验①F1雌雄个体交配，F2中灰身棒眼个体占5/8
【答案】D
【详解】A、实验①中父本为棒眼，母本为正常眼，F1雌果蝇全为棒眼，雄果蝇全为正常眼，说明棒眼性状与性别相关，B/b基因位于X染色体上，且棒眼（B）为显性，A正确；
B、实验①F1均为灰身，说明灰身对黑身为显性，因此实验①母本的基因型为aaXbXb，B正确；
C、实验②父本为灰身（Aa）与母本黑身（aa）杂交，子代体色为Aa（灰身）和aa（黑身）各占50%；父本为XBY（棒眼），母本为XbXb（正常眼），雄果蝇基因型为XbY（正常眼），故F1雄果蝇基因型为AaXbY、aaXbY，C正确；
D、实验①F1雌（AaXBXb）与雄（AaXbY）交配，灰身概率为3/4（Aa×Aa→3/4灰身），棒眼概率为1/2（XBXb×XbY→雌性50%棒眼，雄性50%棒眼），故灰身棒眼概率为3/4×1/2=3/8，D错误。
故选D。
9. 下列关于基因突变和基因重组的叙述正确的是（ ）
A. 基因突变一定会导致基因碱基序列和生物性状的改变
B. 基因突变发生在有丝分裂前的间期，基因重组发生在减数分裂过程
C. 淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列属于基因重组
D. 基因重组只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状
【答案】D
【详解】A、基因突变会导致基因碱基序列改变，但由于密码子的简并性或隐性突变等情况，生物性状不一定改变，A错误；
B、基因突变可发生在有丝分裂或减数分裂前的间期，而基因重组发生在减数分裂Ⅰ过程中，B错误；
C、基因中插入外来DNA序列属于碱基序列的增添，属于基因突变而非基因重组，C错误；
D、基因重组通过不同基因的重新组合产生新基因型，从而产生重组性状，但不会产生新基因和新性状，D正确。
故选D。
10. 某二倍体植物的花色红花和白花为一对相对性状。研究小组用纯合红花品种甲、乙、丙分别与白花品种丁杂交得到F1，F1自交得到F2，结果见下表。下列叙述错误的是（ ）
A. 红花和白花性状至少由三对等位基因控制，且遵循自由组合定律
B. 实验①F2中的红花植株随机授粉，则后代红花和白花之比为5∶1
C. 实验②F2中杂合子的基因型有5种
D. 实验③F2中红花植株的基因型有26种
【答案】B
【详解】A、实验③的F2比例为63∶1，63+1=64=43，因此红花和白花性状至少由三对等位基因控制，且遵循自由组合定律，A正确；
B、实验①的F2红花∶白花=3∶1，只涉及一对基因杂合，设杂合的基因为A/a，为方便计算只研究杂合的基因：子二代红花基因型为1/3 AA、2/3 Aa。随机授粉时，A配子占2/3，a占1/3。子代中白花（aa）概率为(1/3)2=1/9，红花∶白花=8∶1，B错误；
C、实验②F2比例为15∶1，涉及两对基因杂合，设杂合的基因为A/a和B/b，为方便计算只研究杂合的基因：F2红花中杂合子基因型为AABb、AaBB、AaBb、Aabb、aaBb，共5种，C正确；
D、实验③涉及三对等位基因，F2红花基因型总数为33−1=26种（排除aabbcc），D正确。
故选B。
11. 表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。科研人员对组蛋白修饰、miRNA调控、DNA甲基化等过程进行了研究，部分分子机制如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 组蛋白去乙酰化酶的活性过高会促进相关基因的表达
B. miRNA与靶向mRNA的序列结合，抑制翻译过程进而减少蛋白质的合成
C. 原癌基因区域低甲基化和抑癌基因区域高甲基化可能引起肿瘤的发生
D. DNA甲基化的过程不会改变生物体的遗传信息
【答案】A
【详解】A、组蛋白去乙酰化酶活性过高时，DNA与蛋白质结合，染色质处于紧密状态，抑制基因的表达，A错误；
B、mRNA是翻译的模板，miRNA可与靶向 mRNA 的特定序列互补结合，从而阻止核糖体结合，抑制翻译过程，最终减少蛋白质合成，B正确；
C、原癌基因负责细胞正常增殖，若其区域低甲基化会导致基因过度表达，推动细胞异常增殖；抑癌基因抑制细胞异常增殖，若其区域高甲基化会导致基因沉默，失去抑制作用，二者共同作用可能引发肿瘤，C正确；
D、DNA 甲基化是在 DNA 碱基上添加甲基基团，不改变 DNA 的碱基序列（遗传信息由碱基序列决定），仅影响基因表达，D正确。
故选A。
12. 一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个氢键，腺嘌呤n个，下列叙述错误的是（ ）
A. 噬菌体DNA中胸腺嘧啶有n个，鸟嘌呤有（m-2n）/3个
B. 噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自大肠杆菌
C. 该噬菌体DNA第三次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸7n个
D. 该噬菌体增殖得到的子代中有两个含32P
【答案】C
【分析】DNA分子复制的计算规律：
（1）已知DNA的复制次数，求子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数或所占的比例：一个双链DNA分子，复制n次，形成的子代DNA分子数为2n个，根据DNA分子半保留复制特点，不管亲代DNA分子复制几次，子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个。
（2）已知DNA分子中的某种脱氧核苷酸数，求复制过程中需要的游离脱氧核苷酸数：
设一个DNA分子中有某核苷酸m个，则该DNA复制n次，需要该游离的该核苷酸数目为（2n-1）×m个；设一个DNA分子中有某核苷酸m个，则该DNA完成第n次复制，需游离的该核苷酸数目为2n-1×m个。
【详解】A、噬菌体DNA中，A与T配对（2个氢键），C与G配对（3个氢键）。已知A为n个，则T为n个；总氢键数m=2A-T对+3C-G对，即m=2n+3G，解得G=(m-2n)/3，A正确；
B、噬菌体增殖所需的原料（脱氧核苷酸）、酶（DNA聚合酶等）和能量（ATP）均由宿主大肠杆菌提供，B正确；
C、DNA第三次复制时，已有4个DNA分子，需合成4个新DNA，每个新DNA含n个A，故第三次复制需消耗4n个腺嘌呤脱氧核苷酸，C错误；
D、噬菌体DNA为半保留复制，子代中仅最初的两个DNA含32P链，对应两个子代噬菌体含32P，D正确。
故选C。
13. 下图中①②③为三个精原细胞，①为正常细胞，②和③发生了变异，③减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述正确的是（ ）
A. ①减数分裂最终产生4种基因型配子
B. ②发生了易位可通过光学显微镜观察到
C. ③有3个染色体组，属于三倍体
D. ③分裂时细胞中含a的染色体最多有2条
【答案】B
【详解】A、①为一个精原细胞，不考虑其他变异，一个精原细胞减数分裂只能产生两种基因型的配子，A错误；
B、②R、a基因所在的染色体发生了染色体之间片段交换，属于染色体结构变异中的易位，可通过光学显微镜观察到，B正确；
C、③中染色体多一条，其染色体组数目仍为2个（与正常细胞相同），只是个别染色体数目异常，属于三体，而非三倍体，C正确；
D、③含2条带a的染色体和1条带 A 的染色体，在减数分裂Ⅰ前期复制后，每条染色体含2条姐妹染色单体，此时细胞中含a的染色单体有4条，减数分裂Ⅱ后期，可能一个细胞中形成4条含a的染色体，D错误。
故选B。
14. 二倍体白菜、黑芥和甘蓝通过相互杂交和诱导染色体加倍可形成芥菜型油菜、甘蓝型油菜和埃塞俄比亚芥（如下图），图中A、B、C.分别代表不同的染色体组，数字代表体细胞中的染色体数。下列叙述错误的是（ ）
A. 芥菜型油菜含有四个染色体组，每个染色体组中有9条染色体
B. 诱导染色体加倍可使用秋水仙素或低温处理
C. 甘蓝型油菜（AACC）减数分裂时可形成19个四分体
D. 埃塞俄比亚芥的形成发生了基因重组和染色体数目变异
【答案】A
【详解】A、芥菜型油菜由白菜（AA，2n=20）和黑芥（BB，2n=16）杂交后染色体加倍形成，基因型为 AABB，含4个染色体组，一个A染色体组含10条染色体，一个B染色体组含8条染色体，A错误；
B、秋水仙素或低温处理均可通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内染色体数目加倍，是诱导染色体加倍的常用方法，B正确；
C、减数分裂时，每个染色体组内的同源染色体配对形成四分体，甘蓝型油菜（AACC）中A 组含10对同源染色体（形成10个四分体），C 组含9对同源染色体（形成9个四分体），共形成19个四分体，C正确；
D、埃塞俄比亚芥的形成过程：黑芥（BB）和甘蓝（CC）杂交（减数分裂时发生基因重组）→获得杂种（BC，不育）→染色体加倍（染色体数目变异）→形成 BBCC（可育）。因此，该过程发生了基因重组和染色体数目变异，D正确。
故选A。
15. 某农田蜗牛危害严重，农民起初喷洒杀虫剂R控制虫害，但几年后效果不明显，于是通过放养青蛙来控制蜗牛。下列叙述正确的是（ ）
A. 拉马克认为蜗牛抗药性的形成是自然选择的结果
B. 达尔文认为蜗牛抗药性变异产生于杀虫剂R使用后
C. 使用杀虫剂R效果不明显的原因是蜗牛种群内抗药性基因频率上升
D. “收割理论”认为青蛙的存在不利于增加物种多样性
【答案】C
【详解】A、拉马克的进化学说认为生物适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果，而自然选择学说是达尔文提出的，A错误；
B、达尔文认为变异在环境变化之前已经存在，环境（如杀虫剂R）仅起选择作用，抗药性变异并非由杀虫剂诱导产生，B错误；
C、杀虫剂R长期使用后，抗药性个体的生存和繁殖机会增加，导致蜗牛种群中抗药性基因频率上升，种群抗药性增强，故杀虫剂效果减弱，C正确；
D、“收割理论”指出捕食者（如青蛙）通过捕食优势物种，为其他物种腾出资源，从而提高群落物种多样性，D错误。
故选C。
16. 下列关于生物进化与物种的叙述错误的是（ ）
A. 种群是生物进化和繁殖的基本单位
B. 种群基因频率改变必然导致新物种形成
C. 新物种产生一定存在生物的进化
D. 协同进化导致生物多样性的形成
【答案】B
【分析】种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组可以为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。
【详解】A、种群是生物进化和繁殖的基本单位，因为进化实质是种群基因频率的改变，繁殖也发生在种群内部，A正确；
B、种群基因频率改变是生物进化的标志，但新物种形成需产生生殖隔离。若基因频率改变未导致生殖隔离，则不会形成新物种，B错误；
C、新物种产生必然伴随基因频率变化（即进化），因此新物种产生一定存在进化，C正确；
D、协同进化指不同物种间及生物与环境间的相互影响，共同进化，这促进了生物多样性的形成，D正确。
故选B。
二、非选择题（本题共5小题，共52分）
17. 自然界形形色色的生物体内遗传信息的流动遵循中心法则。请据图回答下列问题：

（1）人体细胞中a过程发生的场所是______。
（2）b表示的过程是______该过程所需的酶是______，与______（填字母）过程所需原料相同。
（3）人体造血干细胞和神经细胞均会出现的遗传信息流动有______（填字母）。
（4）在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息表达的产物，而______为信息的流动提供能量，可见生命是物质、能量和信息的统一体。
【答案】（1）细胞核（主要）、线粒体
（2）①. 转录 ②. RNA聚合酶 ③. d
（3）b、c （4）ATP
【分析】图解分析：图中a表示DNA自我复制，b表示转录，c表示翻译，d表示RNA自我复制，e表示逆转录。
【解析】（1）图中a表示DNA自我复制，在人体细胞中主要发生在细胞核中，此外线粒体中也会发生。
（2）b表示转录，该过程需要RNA聚合酶的催化，该过程所需的原料是核糖核苷酸，产物是RNA，该过程与d过程的产物相同，都是RNA。
（3）人体造血干细胞具有增殖能力，因而细胞中会发生DNA复制、转录和翻译过程，而神经细胞为高度分化的细胞，不再具有分裂能力，因此该细胞中发生的生理过程为转录和翻译，可见，人体造血干细胞和神经细胞均会出现的遗传信息流动有b、c。
（4）在遗传信息的流动过程中，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，生命是物质、能量和信息的统一体。
18. 下图甲为二倍体百合（2n=24）花粉母细胞减数分裂不同时期的图像。图乙为图甲细胞分裂时每条染色体DNA含量变化曲线。请据图回答下列问题：
（1）图甲中①细胞处于______期，该时期染色体行为变化的特点是______。同源染色体联会发生在图甲______（填标号）所示时期。
（2）图乙中AB段形成的原因是______，CD段变化的原因是______。DE段对应图甲______（填标号）。
（3）若图乙表示有丝分裂不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化曲线，BC段对应的时期是______。
【答案】（1）①. 减数第一次分裂|后 ②. 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 ③. ②
（2）①. 分裂间期进行DNA复制 ②. 着丝粒分裂，每条染色体上的DNA减半 ③. ③④
（3）有丝分裂前期和有丝分裂中期
【解析】（1）图甲中①细胞处于减数第一次分裂后期，该时期典型的特征是同源染色体分离，非同源染色体自由组合，这是基因自由组合定律的细胞学基础。同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，对应图甲②所示时期。
（2） 图乙中 AB 段每条染色体上 DNA 含量从 1 变为 2 ，是由于间期 DNA 分子复制。BC 段每条染色体上有 2 个 DNA 分子，即细胞中含有姐妹染色单体，图甲中①③细胞含有姐妹染色单体，对应 BC 段。图乙中 CD 过程是着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，即发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期 ，DE段细胞中每条染色体含有1个DNA分子，即细胞中经过了着丝粒分裂过程，因而对应图甲中的细胞③④。
（3）若图乙表示有丝分裂不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化曲线，BC段对应的时期是有丝分裂前期和有丝分裂中期，因为此时的细胞中每条染色体含有2个DNA分子。
19. 某单基因遗传病是由α蛋白基因突变引起，研究发现患者的α蛋白第205位氨基酸缺失。下图是关于该病的系谱图，不考虑X、Y同源区段及其他变异。请回答下列问题：
（1）该病是由______染色体上______性基因控制的遗传病，判断依据是______。患者是由于α蛋白基因中发生了______。
（2）Ⅰ-1与Ⅰ-2再生一个正常儿子的概率为______，Ⅱ-6与Ⅰ-4基因型相同的概率是______。
（3）α蛋白是一种具有发育调节等功能的跨膜糖蛋白，该蛋白异常造成了该遗传病，由此可以看出基因控制性状的方式为______。
（4）调查该遗传病在人群中的发病率时，为了提高结果的准确性，需要满足的条件有______（答出两点）。
【答案】（1）①. 常 ②. 隐 ③. 表型正常的Ⅰ-1和Ⅰ-2生下患病女儿 ④. 基因突变（碱基的缺失）
（2）①. 3/8 ②. 100%
（3）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状
（4）抽取样本数量足够大；随机抽取
【分析】题意分析，Ⅰ-1与Ⅰ-2表现正常，却生出了患病的女儿，因而说明该病为常染色体隐性遗传病。
【解析】（1）图中Ⅰ-1与Ⅰ-2表现正常，却生出了患病的女儿，说明该病是由常染色体隐性基因控制的遗传病。研究发现患者的α蛋白第205位氨基酸缺失，据此推测，患者是由于α蛋白基因中发生了基因突变（碱基的缺失）。
（2）结合题意可知，该病为常染色体隐性遗传病，若相关基因用Aa表示，则Ⅰ-1与Ⅰ-2的基因型均为Aa，二者再生一个正常儿子的概率为3/4×1/2=3/8，Ⅱ-6的基因型为AA、Aa，二者的比例为1∶2，但有患病的女儿，因此Ⅱ-6的基因型为Aa；Ⅰ-4表现正常，但有患病的儿子，因此，其基因型为Aa，可见Ⅱ-6与Ⅰ-4基因型相同的概率是1。
（3）α蛋白是一种具有发育调节等功能的跨膜糖蛋白，该蛋白异常造成了该遗传病，由此可以看出基因控制性状的方式为通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状，即该实例为基因直接控制性状的表现。
（4）调查该遗传病在人群中的发病率时，需要在人群中随机取样调查，为了提高结果的准确性，需要满足的条件有抽取样本数量足够大；随机抽取。
20. 已知西瓜（2n=22）皮厚（A）对皮薄（a）为显性，沙瓤（D）对紧瓤（d）为显性，早熟（R）对晚熟（r）为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲（aaddRR）、乙（AADDrr）、丙（aaDDrr），进行下图所示的育种过程。请分析并回答下列问题：

（1）为获得皮薄、沙瓤、早熟的纯种西瓜，最好选用品种______和______进行杂交。
（2）③→④属于______（填育种方法的名称），该方法需要处理大量实验材料，原因是______。
（3）经秋水仙素处理得到的⑥植株的根毛细胞中有______个染色体组，⑤⑥植株______（填“是”或“否”）存在生殖隔离，理由是______。
（4）③→⑩育种的原理为______，其优势在于______。获得⑦幼苗常采用的技术手段是______。
【答案】（1）①. 甲 ②. 丙
（2）①. 诱变育种 ②. 基因突变具有随机性和不定向性
（3）①. 4 ②. 是 ③. ⑤是二倍体，⑥是四倍体，两者杂交后代为三倍体，不育
（4）①. 染色体（数目）变异 ②. 育种年限显著减小；且培育的品种为纯合子 ③. 花药离体培养技术
【分析】题图分析，①×②→③→④的过程为诱变育种；①×②→③→⑤→⑧为杂交育种；①×②→③→⑦→⑩为单倍体育种；①×②→③→⑥多倍体育种；⑤×⑥→⑨为。⑤是二倍体，⑥是四倍体，两者杂交得到的⑨是三倍体。
【解析】（1）由题意可知：早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜的基因型为aaDDRR，为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，选用的两个品种杂交所得F1应同时含有基因a、D、R，而且每对基因最好是纯合的，因此最好选用品种甲（aaddRR）和丙（aaDDrr）进行杂交。
（2）③→④属于诱变育种，诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有随机性和不定向性，因而诱变育种具有盲目性，为了获得所需要的目标性状，该方法需要处理大量实验材料。
（3）①×②得到的③为二倍体，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍，因而③经秋水仙素处理得到的⑥植株的根毛细胞中有4个染色体组，⑤为二倍体，⑥为四倍体，两者杂交得到的⑨是三倍体，而三倍体高度不育，因而⑤⑥存在生殖隔离。
（4）③→⑩育种方式为单倍体育种，该育种方式的原理为染色体（数目）变异，该育种方法的优势表现在育种年限显著缩短，且培育的品种为纯合子。获得⑦幼苗常采用的技术手段是花药离体培养技术，该技术的原理是细胞的全能性。
21. 野生型水稻为纯合高秆品系，现已发现水稻中有30多个与株高相关的基因。只要存在一对矮秆基因，即可表现为矮秆，现有甲、乙、丙三种矮秆纯合品系，均为单基因隐性突变。
（1）研究人员将甲乙品系杂交得到F1，观察F1表型。若F1均为______，则甲、乙品系的矮秆基因为同一基因突变；若F1均为______，则甲、乙品系的矮秆基因为不同基因突变。现已证实甲、乙品系的矮秆基因位于非同源染色体上，请设计实验进行验证，写出实验思路并预期结果。
实验思路：______。
预期结果：______。
（2）现有矮秆纯合品系丙（dd），欲判断D、d基因是否位于5号染色体上。让该矮秆水稻丙（dd）与不含d的5号单体（5号染色体缺失一条）高秆水稻杂交得F1，统计F₁的表型及比例。若单体产生的配子均可育，请预期结果及结论。预期结果及结论：______。
【答案】（1）①. 矮杆 ②. 高杆 ③. 将甲乙品系进行杂交得到（F1），将（F1）自交得到（F2），观察并统计（F2）表型比例 ④. 若（F2）中高杆与矮杆比例为9∶7，则甲乙品系矮杆基因位于非同源染色体上
（2）若产生（F1）高杆与矮杆比例为1∶1，则D、d位于5号染色体上；若（F1）均为高杆，则D、d不在5号染色体上
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；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。
【解析】（1）研究人员将甲乙品系杂交得到F1，观察F1表型。若F1均为矮杆，则甲、乙品系的矮秆基因为同一基因突变；若F1均为高秆，则甲、乙品系的矮秆基因为不同基因突变。现已证实甲、乙品系的矮秆基因位于非同源染色体上，即涉及的基因在遗传时遵循基因自由组合定律，为了设计实验进行验证，则需要通过杂交再自交的思路进行验证。
设计思路为：将甲乙品系进行杂交得到（F1），将（F1）自交得到（F2），观察并统计（F2）表型比例；若相关基因用A/a、B/b表示，则亲本甲乙的基因型可表示为AAbb和aaBB，F1的基因型为AaBb，根据自由组合定律可推测，F2的表型比例应该为9∶7。
预期结果为：若（F2）中高杆与矮杆比例为9∶7，则甲乙品系矮杆基因位于非同源染色体上，相关基因的遗传遵循基因自由组合定律。
（2）现有矮秆纯合品系丙（dd），欲判断D、d基因是否位于5号染色体上。让该矮秆水稻丙（dd）与不含d的5号单体（5号染色体缺失一条）高秆水稻（可表示为D）杂交得F1，统计F1的表型及比例,此时的杂交相当于测交。若单体产生的配子均可育（且相关基因位于5号染色体上），即单体产生了两种比例均等的配子，一个含D基因，一个不含D基因，且比例均等，则相应的结果应该为高杆与矮杆比例为1∶1，若相关基因不在5号染色体上，则单体高秆产生的配子均含有D基因，则子代均为高秆。
细胞类型
甲
乙
丙
丁
染色体条数
2n
n
2n
4n
姐妹染色单体
+
+
—
—
实验
母本
父本
F1雌果蝇
F1雄果蝇
①
黑身正常眼
灰身棒眼
灰身棒眼
灰身正常眼
②
黑身正常眼
灰身棒眼
灰身棒眼∶黑身棒眼=1∶1
灰身正常眼∶黑身正常眼=1∶1
实验
杂交组合
F1表型及比例
F2表型及比例
①
甲×丁
全为红花
红花∶白花=3∶1
②
乙×丁
全为红花
红花∶白花=15∶1
③
丙×丁
全为红花
红花∶白花=63∶1