安徽省部分学校2025-2026学年高二上学期9月秋季检测生物试题（解析版）

这是一份安徽省部分学校2025-2026学年高二上学期9月秋季检测生物试题（解析版），共18页。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 豌豆、玉米、果蝇等是遗传学的良好实验材料。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 孟德尔通过豌豆杂交实验发现的遗传定律适用于玉米，不适用于果蝇
B. 人工异花传粉要严格进行“去雄→套袋→授粉→套袋”四大基本步骤
C. 摩尔根发现白眼雄果蝇后，用一次杂交实验即证明了基因位于X染色体上
D. 适宜进行遗传实验的生物材料一般都具有繁殖周期短和子代数量多等特点
【答案】D
【详解】A、孟德尔遗传定律适用于所有进行有性生殖的真核生物，包括玉米和果蝇。果蝇的性状遗传（如红眼与白眼）同样遵循分离定律，A错误；
B、人工异花传粉的步骤需根据植物特性调整。例如，豌豆作为自花传粉植物需去雄，而玉米作为雌雄异花植物无需去雄，B错误；
C、摩尔根通过白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交，观察到F1全为红眼，F2中白眼仅出现在雄性，并结合测交实验才最终证明基因位于X染色体上，并非仅用一次实验，C错误；
D、繁殖周期短和子代数量多有利于快速积累数据并减少偶然误差，这是遗传学实验材料的重要特点，D正确。
故选D。
2. 兴趣小组用小桶和乒乓球探究某三体（Aaa）产生配子的种类及比例，在小桶中放入3个乒乓球，每次由两位同学同时从小桶中抓取乒乓球并进行记录，重复进行多次实验。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 小桶中要放入同种乒乓球，其中有2个乒乓球标注成A
B. 每次每人抓取1个乒乓球，记录后要将其放回小桶并摇匀
C. 最终统计到该三体产生的配子种类及比例为A:a=1:2
D. 小桶所代表的是该三体的雌性或雄性生殖器官
【答案】D
【详解】A、三体基因型为Aaa，小桶中应放入1个标注 “A”、2个标注 “a” 的乒乓球，而非2个 “A”，A错误；
B、模拟的是减数分裂时的染色体分配过程，第一个同学抓 1 个球，第二个同学抓取剩下的两个球，分别记录后放回并摇匀，避免下次抓取受前一次结果影响，确保实验重复性和准确性，B错误；
C、三体（Aaa）产生的配子不止 “A、a” 两种，还包括含2条染色体的 “Aa、aa”，实际配子种类及比例为 A：a：Aa：aa = 1：2：2：1，C错误；
D、小桶中的3个乒乓球代表三体的3条同源染色体（或对应基因），模拟的是减数分裂时的染色体分配过程，小桶代表的是该三体的雌性或雄性生殖器官，D正确。
故选D。
3. 稻瘟病是水稻的重要病害之一，研究发现水稻是否抗稻瘟病主要与两对等位基因有关，这两对等位基因与水稻对稻瘟病抗性能力的关系如表所示。用易感病植株与完全抗病植株作亲本进行杂交，再挑选F1中的所有弱抗病植株自交获得F2，F2的表型及比例为完全抗病：弱抗病：易感病=3:6:7。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 亲本植株基因型分别为bbRR和BBrr
B. 由F2可知B/b和R/r位于两对同源染色体上
C. F2中自交后代不发生性状分离的植株占1/4
D. 与bbrr个体测交可以判断F2易感病植株基因型
【答案】B
【详解】A、若亲本为bbRR（完全抗病）×BBrr（易感病）：F₁全为BbRr（弱抗病），符合条件；若亲本为bbRr（完全抗病）×BBrr（易感病）：F₁为BbRr（弱抗病，1/2）和Bbrr（易感病，1/2），挑选BbRr自交仍可获得 F₂，也符合条件。因此，亲本基因型不唯一，A错误；
B、F₂表型比例为完全抗病：弱抗病：易感病 = 3：6：7，总和为 16，是9：3：3：1 的典型变形，说明该性状由两对独立遗传的基因（B/b、R/r） 控制，即B/b和R/r位于两对同源染色体上符合自由组合定律，B正确；
C、完全抗病（bbRR）自交后代全为完全抗病，易感病（BB_ 、 _rr）自交后代全为易感病，因此F2中自交后代不发生性状分离的植株占8/16=1/2，C错误；
D、BBrr、Bbrr、bbrr这三种基因型测交后代均为易感病，无法区分。因此，测交不能判断所有易感病植株的基因型，D错误。
故选B。
4. 如图所示为同种植物甲、乙植株中两对染色体上的部分基因，只考虑这两对染色体及这些基因，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 植株乙进行扦插繁殖时，M/m、A/a基因不发生重组
B. A/A1/a属于等位基因，其遗传遵循基因的自由组合定律
C. 植株甲、乙杂交，两对染色体上的非等位基因在受精过程中自由组合
D. 若植株甲产生的精子中有1%含Mn，则减数分裂Ⅰ时有8%的细胞发生交换
【答案】A
【详解】A、扦插属于无性繁殖，不涉及减数分裂，所以Mm、Aa基因不发生重组，A正确；
B、A/A1/a属于等位基因，等位基因是指位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，其遗传遵循分离定律，且基因的自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因，B错误；
C、非等位基因的自由组合发生在减数分裂过程中，而不是受精过程中，C错误；
D、若植株甲产生的精子中有1%含Mn，根据交换值的计算，减数分裂 Ⅰ 时有2%的细胞发生交换（因为一个发生交换的初级精母细胞产生4个精子，其中含Mn的精子占25%，所以1%÷25%=4%，D错误。
故选A。
5. 在前人研究成果的基础上，摩尔根团队利用白眼果蝇进行杂交实验，最终找到了基因在染色体上的证据。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 萨顿通过研究蝗虫生殖细胞的形成过程提出基因在染色体上的推论
B. 果蝇细胞中性染色体的发现为定位基因在染色体上提供了研究基础
C. F2白眼果蝇都为雄性是推测白眼基因位于X染色体上的关键实验结果
D. 摩尔根团队根据实验结果确定了果蝇眼色基因在X染色体上呈线性排列
【答案】D
【详解】A、萨顿通过观察蝗虫生殖细胞形成过程中染色体行为，与基因的分离、自由组合规律类比，提出“基因在染色体上”的假说，A正确；
B、果蝇的性染色体（X、Y）被发现后，为研究性状与性别的关联提供了基础，使摩尔根团队能推测白眼基因位于X染色体，B正确；
C、F₂中白眼果蝇全为雄性，说明白眼性状与性别相关，结合隐性性状特点，可推断白眼基因仅位于X染色体且Y染色体无等位基因，C正确；
D、摩尔根团队通过白眼性状的遗传分析确定了眼色基因位于X染色体，但“线性排列”的结论是通过后续研究（如多对相对性状的重组率分析）得出的，而非直接由该实验结果确定，D错误。
故选D。
6. 人体血管破裂出血时，参与血液凝固过程的各种蛋白质（统称为凝血因子）被激活，和血小板一起修补出血口。血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，患者无法合成凝血因子，可能因大出血而死亡。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 有血友病致病基因的家族中男性患病的概率高于女性
B. 男性患者的致病基因来自其母亲，以后只能传给女儿
C. 补充凝血因子可治疗血友病说明基因表达受环境影响
D. 非血友病患者也可能会出现类似血友病患者的症状
【答案】C
【详解】A、血友病为伴X隐性遗传病，男性只需一个致病基因即患病，女性需两个致病基因才患病，因此家族中有致病基因时，男性患病概率高于女性，A正确；
B、男性X染色体只能来自母亲，致病基因必然由母亲传递；其X染色体只能传给女儿（儿子获得Y染色体），B正确；
C、补充凝血因子是直接提供基因产物，未涉及环境对基因表达的调控（如转录或翻译过程的干预），不能说明基因表达受环境影响，C错误；
D、非遗传因素（如外伤、维生素K缺乏等）可能导致凝血障碍，出现类似血友病症状，D正确。
故选C。
7. 艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家的实验证明了DNA是遗传物质。后续研究表明，还有少数生物的遗传信息储存在RNA分子中。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
B. 赫尔希和蔡斯用含35S的培养基培养T2 噬菌体以标记其蛋白质外壳
C. 能导致肺炎的肺炎支原体是最小的原核生物，其遗传物质为RNA
D. 用RNA酶处理烟草花叶病毒利用了自变量控制中的减法原理
【答案】D
【详解】A、艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质（还需有RNA是遗传物质的的实验），A错误；
B、T2噬菌体不能直接在培养基中培养，需先用含³⁵S的培养基标记宿主细菌，再让噬菌体感染宿主以标记蛋白质，B错误；
C、肺炎支原体为原核生物，其遗传物质应为DNA，而非RNA，C错误；
D、用RNA酶处理烟草花叶病毒，通过去除RNA观察蛋白质的作用，属于自变量控制中的“减法原理”，D正确。
故选D。
8. 如图表示某核酸片段，下列相关叙述错误的是（ ）
A. 根据字母T的存在可知④表示鸟嘌呤脱氧核苷酸
B. 图中字母所示结构的排列顺序可以储存遗传信息
C. 一般情况下，该片段存在与其反向平行的互补链
D. 图中⑤和⑥处的化学键是某些水解酶的作用部位
【答案】A
【详解】A、首先根据题干中 字母T（胸腺嘧啶）的存在，可判断该核酸片段为DNA片段（T是DNA特有的碱基），由图可知④的 磷酸部分实际是相邻核苷酸的磷酸，因此④并非完整的鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；
B、DNA分子中，碱基的排列顺序是遗传信息的载体。图中字母所示结构应为含氮碱基（A、T、G、C），其特定的排列顺序可储存遗传信息，B正确；
C、自然状态下，DNA通常以双螺旋结构存在，两条链的方向相反（一条为5’→3’，另一条为3’→5’），即反向平行，C正确；
D、图中⑤和⑥处的化学键应为磷酸二酯键，某些水解酶可特异性断裂磷酸二酯键，D正确。
故选A。
9. 如图所示为DNA分子复制的示意图，用荧光蛋白标记Rep蛋白（一种解旋酶），下列相关叙述错误的是（ ）
A. 通过荧光蛋白运动情况可大致推测出DNA的复制速率
B. DNA结合蛋白的作用是促进DNA子链由5’端向3’端延伸
C. 核DNA复制过程中，可检测到多个荧光蛋白在DNA上移动
D. DNA复制表现为边解旋边复制且有一条子链并不能连续延伸
【答案】B
【详解】A、因为用荧光蛋白标记了 Rep 蛋白（解旋酶），Rep 蛋白参与 DNA 解旋过程， DNA边解旋边复制，所以通过观察荧光蛋白的运动情况，能够大致推测出 DNA 的复制速率，A正确；
B、DNA单链结合蛋白与DNA单链区域结合，可防止两条互补单链再次结合，从而保证DNA复制的正常进行，DNA聚合酶促进DNA子链由5′端向3′端延伸，B错误；
C、核 DNA 复制是多起点进行的，每个起点都需要 Rep 蛋白来解旋，所以在核 DNA 复制过程中，可检测到多个荧光蛋白在 DNA 上移动，C正确；
D、从图中可以看出，DNA 复制表现为边解旋边复制，并且其中一条子链是不连续延伸的，D正确。
故选B。
10. 研究发现，人类基因组中可编码蛋白质的序列不超过2%，而那些不编码蛋白质的DNA序列中，有很多片段能转录出特定的非编码RNA，参与细胞的生命活动。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 人类基因组计划测定46条染色体上DNA的碱基序列
B. 现存生物的基因实质上是具有遗传效应的DNA片段
C. 基因A具有1000个碱基对，则基因A具有41000种碱基序列
D. 细胞中的非编码RNA可能会参与蛋白质的合成过程及其调控
【答案】D
【详解】A、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y），而非46条，A错误；
B、现存生物包括RNA病毒，其基因是RNA片段，B错误；
C、基因的碱基序列是特定的，即基因A的碱基序列只有1种，C错误；
D、非编码RNA如rRNA（参与构成核糖体）、tRNA（可转运氨基酸）可直接参与蛋白质合成，D正确。
故选D。
11. 乙烯能促进果实的成熟，其在植物细胞中有多种合成途径，如图所示为其中一种合成途径。科研人员选育出一种乙烯合成缺陷型香蕉X，解决了香蕉的长途运输和储存问题。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 少给香蕉植株施用含甲硫氨酸的肥料可显著延长香蕉成熟时间
B. 乙烯的合成过程说明基因和性状之间不是简单的一一对应关系
C. 抑制ACC合成酶和ACC氧化酶的活性，可以促进果实的成熟
D. 应利用含14C的甲硫氨酸判断香蕉X缺乏图示合成途径中的哪种酶
【答案】B
【详解】A、甲硫氨酸是乙烯合成的前体物质，但植物自身可通过代谢合成甲硫氨酸，并非完全依赖外界肥料供给。即使减少含甲硫氨酸的肥料，植物仍能利用自身合成的甲硫氨酸合成乙烯，无法 “显著延长香蕉成熟时间”，A错误；
B、乙烯的合成需要两步关键反应：①甲硫氨酸在ACC合成酶催化下生成ACC；②ACC在ACC氧化酶催化下生成乙烯。这两种酶分别由不同基因控制，最终共同决定 “乙烯合成” 这一性状。该过程体现了一个性状可由多个基因控制，说明基因和性状之间不是简单的一一对应关系，B正确；
C、ACC合成酶和ACC氧化酶是乙烯合成的关键酶，抑制二者活性会直接减少乙烯的合成量。而乙烯的作用是 “促进果实成熟”，因此乙烯合成减少会延缓果实成熟，而非 “促进成熟”，C错误；
D、植物自身代谢过程中合成的甲硫氨酸无法全部用14C标记，因此利用含14C的甲硫氨酸无法准确判断香蕉X缺乏图示合成途径中的哪种酶，D错误。
故选B。
12. COL5A1蛋白能促进胃中的上皮细胞间质化（EMT），其在胃癌的形成与癌细胞转移中发挥着重要的作用。COL5A1蛋白表达的调控过程如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）
A. EMT使胃中的上皮细胞形态发生变化
B. 组蛋白和mRNA发生乙酰化修饰均会影响基因表达
C. ①②③过程中发生的碱基互补配对方式不完全相同
D. 靶向干扰NAT10蛋白的合成可为治疗胃癌提供思路
【答案】C
【详解】A、由图可知EMT（上皮细胞间质化）细胞形态会发生显著变化，从多边形上皮形态变为梭形间质形态，A正确；
B、组蛋白乙酰化会使染色质结构松散，促进DNA与转录因子结合，从而激活转录过程（属于基因表达的关键调控环节）；由图可知，COL5A1基因转录形成的mRNA在NAT10蛋白介导下进行乙酰化修饰，乙酰化修饰后的mRNA可以通过翻译形成COL5A1蛋白，即mRNA发生乙酰化修饰影响基因表达，B正确；
C、据图分析①是转录过程，②是mRNA乙酰化修饰，③是翻译过程，②不遵循碱基互补配对，C错误；
D、由图可知，COL5A1基因转录形成的mRNA在NAT10蛋白介导下进行乙酰化修饰，乙酰化修饰后的mRNA可以通过翻译形成COL5A1蛋白，该蛋白合成后分泌出细胞，促进了胃癌细胞的转移，因此靶向干预NAT10蛋白的合成可抑制癌细胞转移，D正确。
故选C。
13. 遗传学上将缺失一条染色体的二倍体称为单体，将缺失一对同源染色体的二倍体称为缺体。现有某种植物的单体甲和缺体乙，其产生的配子以及自交或杂交子代的存活率相同；甲、乙缺失的染色体序号不同。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 甲在减数分裂过程中形成的四分体数一般为奇数
B. 用甲植株的花药进行单倍体育种可以获取缺体植株
C. 甲和乙杂交的子代中，分别与甲、乙缺失相同染色体的植株各占一半
D. 甲与某种性状的显性纯合子杂交可判断决定该性状的基因是否位于甲缺失的染色体上
【答案】B
【详解】A、单体甲的体细胞中染色体数目为2n-1，减数分裂时同源染色体联会形成四分体。正常二倍体有n对同源染色体，单体缺失一条，故四分体数目为n-1对。若原二倍体染色体对数为偶数，则n-1为奇数；若为奇数，则n-1为偶数。题目未明确染色体数目，无法确定四分体数目是否为奇数，A错误；
B、甲为单体（2n-1），减数分裂可能产生n和n-1两种配子。单倍体育种通过秋水仙素处理使染色体加倍，n配子加倍为2n（正常二倍体），n-1配子加倍为2n-2（缺体），因此用甲植株的花药进行单倍体育种可以获取缺体植株，B正确；
C、甲缺失染色体m，乙缺失染色体k（缺体）。甲产生的配子中，50%含m，50%不含m；乙的配子均不含k。杂交后，子代关于m的染色体：50%正常（含m）、50%单体（不含m）；关于k的染色体：所有子代均为单体（含一个k）。子代中与甲缺失相同染色体（m单体）的占50%，但与乙缺失相同染色体（k缺体）的为0%，C错误；
D、若显性纯合子的显性基因位于甲缺失的染色体上，甲无法传递该基因，子代仅携带显性纯合子的一个显性基因（另一条染色体缺失），表型显性；若基因位于其他染色体，子代携带显性纯合子的显性基因和甲的等位基因，表型仍显性。无论基因是否位于缺失染色体，子代均显性，无法判断，D错误。
故选B。
14. 有数据表明，约1/4的人类疾病与遗传有关，遗传病危害患者及其家庭成员的身心健康，对社会也有着深远的消极影响。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 由线粒体中一对等位基因控制的疾病为单基因遗传病
B. 调查某种遗传病遗传方式的关键是要做到随机抽样
C. 遗传病既可能是先天性疾病，也可能在出生后才发病
D. 产前诊断结合基因治疗是杜绝人类遗传病的有效方法
【答案】C
【详解】A、单基因遗传病由一对等位基因控制，但线粒体基因的遗传属于细胞质遗传，其疾病类型不属于单基因遗传病，而属于线粒体遗传病，A错误；
B、调查遗传病的遗传方式需在患者家系中进行，而随机抽样用于调查遗传病的发病率，B错误；
C、遗传病可能因致病基因表达时间不同，表现为先天性疾病或后天发病，C正确；
D、产前诊断可降低遗传病患儿出生率，但不能杜绝人类遗传病，D错误。
故选C。
15. 杂种优势是杂种子一代在一种或多种性状上优于两个亲本的现象，但杂种子一代互相交配，这种优势将减弱。下列有关说法错误的是（ ）
A. 杂种子一代具有更高的产量和品质，但在生产上一般需要年年制种
B. 种植普通隐性纯合玉米所结籽粒得到的植株不一定具有杂种优势
C. 杂种子一代互相交配所得后代的杂种优势减弱是由于基因突变
D. 通过杂交选育的月季新品种可采用扦插的方式保持优良性状
【答案】C
【详解】A、杂种子一代（如杂交种）虽性状优良，但自交后代会发生性状分离，无法保持优势，需每年重新制种，A正确；
B、普通隐性纯合玉米自交后代仍为隐性纯合子，无法形成杂种优势，故所结籽粒种植后不一定有优势，B正确；
C、杂种子一代互相交配导致优势减弱的原因是等位基因分离和重组，而非基因突变（突变概率极低），C错误；
D、月季通过扦插繁殖属于无性生殖，可保留亲本性状，避免性状分离，D正确。
故选C。
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16. 哺乳动物生殖细胞形成过程也会受到细胞周期蛋白的调控，如Cyclin B3蛋白缺失的雌鼠表现为不育。科学家比较了正常雌鼠和Cyclin B3蛋白缺失雌鼠卵细胞形成过程中的染色体行为变化（如图所示），揭示了Cyclin B3蛋白在雌鼠卵细胞形成过程中的作用。请回答下列问题：
（1）初级卵母细胞中染色体出现的特殊行为有_____________（答出2点）。
（2）据图分析，Cyclin B3蛋白在__________（填图中所示时期）起_____________的作用，从而保证减数分裂的正常进行。若Cyclin B3缺失雌鼠处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞中有80条染色单体，则其体细胞中有_______条染色体。Cyclin B3蛋白缺失不会影响雌鼠卵原细胞的形成，原因是______________。
（3）已知多倍体的哺乳动物胚胎在早期发育阶段死亡，则Cyclin B3蛋白缺失的雌鼠表现为不育的原因可能是_______________。
【答案】（1）同源染色体联会形成四分体；四分体中非姐妹染色单体间发生互换；同源染色体分离
（2）①. 减数分裂Ⅰ后期 ②. 促进同源染色体分离 ③. 40 ④. 卵原细胞经有丝分裂产生，有丝分裂中不存在同源染色体分离过程
（3）Cyclin B3蛋白缺失雌鼠产生的卵细胞中染色体数目不减半，与正常精子结合产生的后代是三倍体，导致胚胎在早期发育阶段死亡，使雌鼠表现为不育
【分析】分析题图：与正常小鼠相比，Cyclin B3缺失小鼠的同源染色体不能分离，减数第二次分裂过程不能正常进行。
【解析】（1）初级卵母细胞会完成减数第一次分裂，初级卵母细胞中染色体出现的特殊行为有同源染色体联会形成四分体；四分体中非姐妹染色单体间发生互换；同源染色体分离。
（2）分析题图：与正常小鼠相比，Cyclin B3缺失小鼠的同源染色体不能分离，推测Cyclin B3蛋白在减数分裂Ⅰ后期发挥作用，其作用是促进同源染色体分离。若Cyclin B3缺失雌鼠进行减数分裂时同源染色体不能分离，每条染色体有两条染色单体，处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞中有80条染色单体，则其体细胞中有40条染色体。由于卵原细胞经有丝分裂产生，有丝分裂中不存在同源染色体分离过程，故Cyclin B3蛋白缺失不会影响雌鼠卵原细胞的形成。
（3）Cyclin B3蛋白缺失的雌鼠表现为不育的原因可能是Cyclin B3蛋白缺失雌鼠产生的卵细胞中染色体数目不减半，与正常精子结合产生的后代是三倍体，导致胚胎在早期发育阶段死亡，使雌鼠表现为不育。
17. 一种开两性花的二倍体草本植物中，植株的雄性可育（A）对雄性不育（a）、紫茎（B）对绿茎（b）均为完全显性。研究小组将雄性可育紫茎植株和雄性不育绿茎植株杂交获得F1，选择F1中的紫茎植株自交，所得F2的表型及比例如表所示。请回答下列问题：
（1）选择雄性不育植株作为亲本的优点是__________。
（2）表中F2植株由基因型为__________植株自交获得，判断理由是_____。在下图中表示出该植株细胞中A/a、B/b两对等位基因的位置关系________。
（3）F2出现如表所示表型及比例的原因是__________。
【答案】（1）只能作为母本，传粉前无须去雄
（2）①. AaBb ②. 雄性不育绿茎亲本基因型为aabb，故F1紫茎植株基因型为AaBb或aaBb，其中aaBb表现为雄性不育，不能自交，则表中F2植株一定由基因型为AaBb的植株自交获得
③.
（3）基因型为AaBb的个体在减数分裂过程中，由于同源染色体的非姐妹染色单体发生互换，导致出现基因组成为Ab和aB的配子
【分析】自由组合的实质：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【解析】（1）雄性不育植株只能作为母本，传粉前无须去雄，便于杂交。
（2）F1自交，说明雄性可育，且F2出现雄性不育，因此F1为Aa，F1为紫茎，F2中出现紫茎和绿茎，因此F1为Bb，故F2植株由基因型为AaBb的植株自交获得；F2紫茎中雄性可育与雄性不育的比值不为3∶1，绿茎中雄性可育与雄性不育的比值不为3∶1，说明两对性状不能自由组合，因此两对基因位于两对染色体上，且紫茎可育、绿茎不育占比较大，说明A、B连锁，a、b连锁，在染色体上的位置如下：。
（3）基因型为AaBb的个体在减数分裂过程中，由于同源染色体的非姐妹染色单体发生互换，导致出现基因组成为Ab和aB的配子，出现了紫茎不育、绿茎可育的新表现型。
18. 科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制，如图1所示。为了解DNA的复制方式，科学家以大肠杆菌为实验材料进行了实验，如图2所示。请回答下列问题：
（1）DNA复制需要的基本条件有_________________。
（2）图2中，提取第一代大肠杆菌的DNA并离心后，只出现一条居中的DNA条带，排除了________复制方式；根据第________代的离心结果可进一步判断是否是半保留复制，该代DNA离心后的试管中，DNA条带的位置是___________（15N/15N-DNA对应重带，15N/14N-DNA对应中带，14N/14N-DNA对应轻带）。经证明，DNA复制方式是半保留复制，将大肠杆菌继续培养至第四代，含有15N的DNA分子占全部DNA分子的____________。
（3）用15N充分标记一个精原细胞（2N=8）的DNA，将其放到仅含有14N的培养液中进行一次有丝分裂后再进行一次减数分裂，则形成的一个子细胞中最多含有_________条15N标记的染色体。
（4）已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对，大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，要使该位点由A—BU转变为G—C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是____________。
【答案】（1）模板、原料、能量和酶
（2）① 全保留 ②. 二 ③. 中带、轻带 ④. 1/8
（3）4 （4）2
【分析】DNA复制过程为：（1）解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开；（2）合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链；（3）形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
特点：（1）边解旋边复制；（2）复制方式：半保留复制。
条件：（1）模板：亲代DNA分子的两条链；（2）原料：游离的4种脱氧核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶。
准确复制的原因：（1）DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板；（2）通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
【解析】（1）DNA复制需要以亲代DNA的两条链为模板（模板），以4种脱氧核苷酸为原料（原料），还需要ATP提供能量（能量），以及解旋酶、DNA聚合酶等酶的催化（酶）。所以DNA复制需要的基本条件有模板、原料、能量和酶。
（2）若为全保留复制，第一代DNA应该是一半为15N/15N（重带），一半为14N/14N（轻带），但实验中只出现一条居中的DNA条带，所以排除了全保留复制方式。要进一步判断是否是半保留复制，需看第二代的离心结果。若为半保留复制，第二代DNA中，一半是15N/14N（中带），一半是14N/14N（轻带），所以该代DNA离心后的试管中，DNA条带的位置是中带、轻带。已知DNA复制方式是半保留复制，亲代DNA为15N/15N，转移到含14N的培养液中，第一代DNA全为15N/14N；第二代DNA中，2个为15N/14N，2个为14N/14N；第三代DNA中，2个为15N/14N，6个为14N/14N；第四代DNA中，2个为15N/14N，14个为14N/14N。所以含有15N的DNA分子占全部DNA分子的2÷16=1/8。
（3）用15N充分标记一个精原细胞（2N=8）的DNA，放到仅含有14N的培养液中进行一次有丝分裂，DNA复制一次，此时每个DNA分子都是15N/14N。然后进行减数分裂，减数分裂过程中DNA不再复制，减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂姐妹染色单体分离。精原细胞有8条染色体，经过有丝分裂后形成的子细胞中染色体仍为8条，且每条染色体上的DNA都是15N/14N。在减数分裂过程中，最多有4条染色体含有15N标记（因为减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离，可能使含15N标记的染色单体集中到一个子细胞中，最多4条）。
（4）大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A−T转变为A−BU，第一次复制时，BU与G配对，得到一条含G的链；第二次复制时，G与C配对，这样该位点就由A−BU转变为G−C了，所以至少需要复制2次。
19. 大肠杆菌基因组中具有乳糖操纵子，如图表示大肠杆菌乳糖操纵子及其部分调控机制，①~③表示过程。酶a能将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖，酶b能促进乳糖进入细胞，酶c也参与乳糖代谢。请回答下列问题：
（1）图中表示转录的过程是_____（填序号），这一过程需要_______的催化，产物延伸的方向为__________。
（2）为了以少量mRNA迅速翻译出足量的酶，及时响应乳糖水平的变化，大肠杆菌中具有___________的机制。
（3）据图分析，在没有乳糖的环境中，大肠杆菌中的结构基因lacZ、lacY、lacA_________（填“表达”或“不表达”），原因是_________，该调控机制对大肠杆菌生命活动的意义是_____________。在同时有葡萄糖和乳糖的环境中，乳糖操纵子结构基因的表达会被抑制，推测大肠杆菌优先以__________（填“葡萄糖”或“乳糖”）作为能源物质。
【答案】（1）①. ①③ ②. RNA聚合酶 ③. 5’端→3’端
（2）一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
（3）①. 不表达 ②. 没有乳糖分子和阻遏蛋白结合，阻遏蛋白会与操纵基因结合而阻断结构基因的转录 ③. 在没有乳糖时减少因合成酶a、酶b和酶c而造成的物质或能量浪费 ④. 葡萄糖
【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【解析】（1）转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。由图可知，①和③为转录过程，需要RNA聚合酶的催化，产物延伸的方向为5’端→3’端。
（2）一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，可以使少量mRNA迅速翻译出足量的酶，及时响应乳糖水平的变化。
（3）据图分析，在没有乳糖的环境中，没有乳糖分子和阻遏蛋白结合，阻遏蛋白可与操纵基因结合，阻断结构基因转录，即大肠杆菌中的结构基因lacZ、lacY、lacA不表达。该调控机制对大肠杆菌生命活动的意义是在没有乳糖时减少因合成酶a、酶b和酶c而造成的物质或能量浪费。在同时有葡萄糖和乳糖的环境中，乳糖操纵子结构基因的表达会被抑制，可知大肠杆菌优先以葡萄糖作为能源物质。
20. 1993年，我国科学家就成功地将苏云金芽孢杆菌中的Bt抗虫蛋白基因（Cry基因）整合到棉花的染色体上，培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉。Cry基因家族与各基因表达产物的主要作用对象如表所示。请回答下列问题：
（1）要防治鳞翅目夜蛾科的棉铃虫，应该选择________________基因转入棉花植株，培育转基因抗虫棉，该过程中发生的变异_________（填“是”或“不是”）基因突变。苏云金芽孢杆菌细胞中的Bt抗虫蛋白基因在棉花细胞中也能表达Bt抗虫蛋白，原因是__________________。
（2）研究人员希望培育出能同时抗两类昆虫幼虫的棉花植株。他们将一个Cry2基因和一个Cry11基因随机整合到某棉花植株的染色体上，并让该转基因棉花植株自交，则F1植株中，抗两类昆虫幼虫植株与抗一类昆虫幼虫植株的比例可能为________________。
（3）导入Cry4基因并成功表达Bt抗虫蛋白的棉花植株__________（填“一定”或“不一定”）能杀死所有双翅目昆虫幼虫，原因是__________。
（4）研究发现，转基因植物可能会通过花粉将外源基因传递给非转基因的同种植物或近缘物种，从而造成“基因污染”。将外源基因导入叶绿体DNA中，就可以避免这一现象，原因是____________。
【答案】（1）①. Cry1、Cry2或Cry9 ②. 不是 ③. 所有生物共用一套密码子
（2）3:0或1:1或3:2
（3）①. 不一定 ②. 双翅目昆虫幼虫中存在一些抗Bt抗虫蛋白的突变个体
（4）花粉中几乎不含有叶绿体，因此将基因导入叶绿体DNA中，不会使得外源基因随转基因植物的花粉扩散
【分析】转基因植物的核心原理是将外源基因（目的基因）通过人工手段导入植物细胞，使其在植物体内稳定整合、表达并遗传，从而赋予植物新的性状（如抗虫、抗除草剂、改良品质等）。
【解析】（1）根据表格，Cry1、Cry2 和 Cry9 的表达产物主要作用于鳞翅目昆虫幼虫，而棉铃虫属于鳞翅目夜蛾科，因此应选择 Cry1、Cry2 或 Cry9 基因转入棉花。该过程是将苏云金芽孢杆菌的外源基因（Cry 基因）整合到棉花染色体上，属于基因重组，不是基因突变。所有生物（包括原核生物苏云金芽孢杆菌和真核生物棉花）共用一套 遗传密码，因此原核生物的 Bt 抗虫蛋白基因在棉花细胞中可正常转录和翻译，表达出 Bt 抗虫蛋白。
（2）Cry2基因和一个Cry11基因随机整合到某棉花植株的染色体上,存在三种可能的情况：两基因整合到同一条染色体上、两基因整合到一对同源染色体的两条染色体上、两基因整合到 一对非同源染色体上。若两基因整合到同一条染色体上，转基因棉花基因型可产生两种配子：C2C11（含Cry2和Cry11，抗两类）和00（不含Cry2和Cry11）。自交后代基因型及表型：3/4 C2C11（抗两类）、1/4 00（不抗），即抗两类植株：抗一类植株 =3：0。若两基因整合到一对同源染色体的两条染色体上，转基因棉花基因型可产生两种配子：C2（含Cry2，抗一类）和C11（含Cry11，抗一类）。自交后代基因型及表型：1/4 C2/C2（抗鳞翅目，一类）、2/4 C2/C11（抗两类）、1/4 C11/C11（抗双翅目，一类），即抗两类植株：抗一类植株 =1：1。若两基因整合到 一对非同源染色体上，转基因棉花基因型可产生四种配子：C2C11、C2（含 Cry2，抗一类）和C11（含Cry11，抗一类）、00。自交后代基因型及表型：9/16 C2C11（抗两类）、3/16 C2（抗一类）、3/16C11_（抗一类）、1/16 00（不抗）。即抗两类植株：抗一类植株 =3：2。
（3）导入 Cry4 基因的棉花不一定能杀死所有双翅目昆虫幼虫，原因是：表格中仅明确 Cry4 的作用对象是 “双翅目昆虫幼虫”，但双翅目昆虫幼虫中存在一些抗Bt抗虫蛋白的突变个体。
（4）花粉中几乎不含叶绿体（或叶绿体 DNA 含量极低），仅卵细胞会将叶绿体及其中的外源基因传递给后代。因此，外源基因不会随花粉扩散到非转基因同种植物或近缘物种，从而避免 “基因污染”。
基因组合
对稻瘟病抗性能力
bbR_
完全抗病
BbR
弱抗病
BB_ _、_ _rr
易感病
F2
植株总数
雄性可育
雄性不育
紫茎
750
738
12
绿茎
250
10
240
Cry基因家族
表达产物主要作用对象
Cry1、Cry2和Cry9
鳞翅目昆虫幼虫
Cry3、Cry7和Cry8
鞘翅目昆虫幼虫
Cry4和Cry11
双翅目昆虫幼虫