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专题五 遗传的分子基础、变异和进化
（时间：75分钟 满分：100分）
一、选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分）
1．R-环技术是将某蛋白质的成熟mRNA与对应的基因加热变性后，降温使两者互补片段结合，进而研究
基因结构的一种技术。图是通过R-环技术对卵清蛋白基因检测的结果。下列有关说法不正确的是（ ）
A．图中a链表示脱氧核苷酸链，b链表示核糖核苷酸链
B．a链与b链之间互补片段遵循碱基互补配对原则
C．b链是以a链为模板合成的
D．据图分析，卵清蛋白基因中仅存在3个片段未转录
【答案】D
【详解】AC、转录是以DNA的一条链为模板，根据碱基互补配对原则形成RNA，又因基因在转录时会切
掉其中的内含子，从而使最后形成的mRNA比DNA短，故图中a链表示脱氧核苷酸链，即转录的模板链，
b链表示核糖核苷酸链，AC正确；
B、基因在进行转录时，互补片段结合是通过碱基互补配对原则（A与U配对，G与C配对，C与G配对，
T与A配对）形成的，B正确；
D、形成R-环是DNA中内含子较多，通过图示可知，a链中部三个环的基因以及a链比b链多出的DNA片
段均未转录，D错误。故选D。
2．下丘脑SCN细胞中PER基因表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，图为相关过程。
下列说法正确的是（ ）
A．PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中
B．过程①的原料为脱氧核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶
C．过程②遵循的碱基互补配对原则是A-T、G-C、A-U
D．PER蛋白的周期性变化与过程③的反馈调节有关
【答案】D【详解】A、PER基因存在于所有体细胞中 ，只是在下丘脑SCN细胞中表达，A错误；
B、过程①为转录，即以DNA一条链为模板合成RNA的过程，原料为核糖核苷酸，需要的酶是RNA聚合
酶，B错误；
C、过程②为翻译，以mRNA为模板合成蛋白质的过程，mRNA与tRNA进行配对，遵循的碱基互补配对
原则是A-U、G-C、U-A、C-G，C错误；
D、过程①②可以合成PER蛋白，PER蛋白可以反过来抑制PER基因的表达，使得PER蛋白含量相对稳
定，为负反馈调节，D正确。故选D。
3．如图1为人体内胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图。图2为其中的第一步。下列分析正确的是
（ ）
A．图1胰岛素基因的本质是蛋白质，该基因表达产物只能注射不能口服
B．图2转录过程所需的原料为脱氧核糖核苷酸
C．分析图1，核糖体在mRNA上的移动方向是“左 右”
D．图2所示②的中文名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
【答案】D
【详解】A、胰岛素基因的本质是DNA，A错误；
B、转录过程所需的原料为核糖核苷酸，B错误；
C、根据多肽链的长短能判断，核糖体在mRNA上的移动方向是“右→左”，C错误；
D、图2中②所在的链为DNA链，②的中文名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，D正确。故选D。
4．医学研究发现，神经退行性疾病与神经元中形成的R-loop结构有关。R-loop结构是一种三链RNA-
DNA杂合片段，由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，导致该片段中DNA模板链的
互补链只能以单链状态存在。下列叙述正确的是（ ）
A．理论上讲R-loop结构中含有5种核苷酸
B．R-loop结构中mRNA和DNA模板链的互补链碱基序列相同
C．R-loop结构中的DNA单链不稳定，易发生基因突变
D．R-loop结构只影响DNA复制不影响基因的表达【答案】C
【详解】A、R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段，DNA中有四种脱氧核糖核苷酸，RNA中有四种
核糖核苷酸，所以R-loop结构中有8种核苷酸，A错误；
B、R-loop结构中mRNA与DNA模板链碱基互补配对，和DNA模板链的互补链碱基序列相似，只是U替
代了T，B错误；
C、R-loop结构中的DNA单链不稳定，易发生基因突变，C正确；
D、根据题干信息“R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段，由于新产生的mRNA与DNA模板链形
成了稳定的杂合链。导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在”可推测R-loop结构既影响
DNA复制又影响基因的表达，D错误。
5．下图为抗青霉素细菌的产生过程， 表示死亡的个体，a、b 表示两个阶段。下列叙述正确的是
A．a 阶段使用青霉素后少部分细菌产生抗药性
B．经过 a→b 阶段的人工选择导致抗药细菌的比例增大
C．b 阶段的细菌相比较a 阶段发生了进化
D．a→b 阶段细菌发生相关基因的突变率明显提高
【答案】C
【详解】A. 抗药性变异在使用青霉素之前就已经产生了，A错误；
B. 经过a-b阶段的青霉素的选择导致抗药细菌的比例增大，B错误；
C. 青霉素的使用让不抗青霉素的细菌死亡，只有抗青霉素的个体存活下来并不断繁殖，所以青霉素的使用
让该细菌种群抗药性基因频率增大，细菌发生了进化，C正确；
D. 青霉素只起选择作用，a→b 阶段细菌发生相关基因的突变率没有明显变化，D错误。故选C。
6．西藏是我国蝶类物种多样性最多的地区之一，目前已记录蝴蝶约占我国蝴蝶物种总数40%。日前，西
藏自治区高原生物研究所昆虫研究室团队，发现了在我国从未被记录过的蝴蝶—幻紫斑蝶亚种。下列相关
叙述正确的是（ ）
A．该亚种种群基因频率发生了定向改变
B．该发现增加了蝴蝶物种的多样性
C．该区域所有的蝶可以构成一个种群D．对蝶类DNA测序，能提供蝶类生物进化的解剖学证据
【答案】A
【详解】A、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，
由题意可知，该亚种种群基因频率发生了定向改变，A正确；
B、由题意“发现了在我国从未被记录过的蝴蝶—幻紫斑蝶亚种”可知，该亚种只是在我国未被记录，因
此该发现并未增加蝴蝶物种的多样性，B错误；
C、该区域所有蝶并非一个物种，因此该区域所有的蝶并不能构成一个种群，C错误；
D、对蝶类DNA测序，能提供蝶类生物进化的细胞和分子水平的证据，D错误。故选A。
7．人们在1.5亿年前的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物化石，对每个个体背甲的长/宽都进行了测量，这
一长/宽用S表示。图一表示p种群在1.5亿年前S值的分布。在1亿年前的沉积物中，在三个不同地点发
现了三个不同剑尾动物的群体，图二、三、四分别表示a、b、c3种动物群体中S值的分布情况。下列说法
错误的是（ ）
A．在a、b、c三个群体中，最可能出现新物种的是c，理由是变异类型最多；可能出现适应环境的变
异类型而形成新物种
B．在发现该动物的三个地区中，环境最可能保持不变的是a，理由是群体性状与群体p最相似
C．S值的变化实质是反映了基因频率的变化，这种变化是自然选择的结果
D．要形成新的物种必须经过基因突变和基因重组、自然选择、隔离三个环节
【答案】D
【详解】A、据图分析可知，c种群的曲线出现了两个峰值，说明由于环境变化，变异类型增多，S值较大
和S值较小的类型具有更大的优势而得到保留，进化的结果很可能会形成有明显差异的两个新物种，A正
确；
B、a种群中曲线的峰值所对应的的S值与P曲线的峰值所对应的的S值是一致的（都是平均数），且a种
群的种内差异更小，说明a种群生活的环境稳定，与其祖先生活的环境最相似，B正确；
C、S值的变化实质是反映了基因频率的变化，这种变化是自然选择的结果，C正确；
D、要形成新的物种必须经过突变和基因重组、自然选择、隔离三个环节，D错误。故选D。
8．诺贝尔生理学或医学奖获得者斯万特·帕博发现了丹尼索瓦人，并完成了尼安德特人基因组的测序。研
究团队还在山洞里发现了尼安德特人和丹尼索瓦人的直接杂交后代，通过对大量化石的测序，发现他们的混血后代存活了下来，并将基因遗传给了下一代。该团队通过进一步分析比较现代人和已经灭绝的人类之
间的线粒体DNA差异，为探索人类的进化历史奠定了科学基础。下列说法正确的是（ ）
A．分子生物学证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
B．线粒体DNA上的基因控制生物性状的遗传遵循孟德尔遗传规律
C．尼安德特人和丹尼索瓦人之间没有形成生殖隔离
D．古人类进化成现代人实质是种群基因型频率改变的过程
【答案】C
【详解】A、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，A错误；
B、孟德尔遗传定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，线粒体DNA上的基因属于细胞质基因，控制
生物性状的遗传不遵循孟德尔遗传规律，B错误；
C、分析题意可知，尼安德特人和丹尼索瓦人的杂交后代存活了下来，并将基因遗传给了下一代，说明尼
安德特人和丹尼索瓦人能产生可育后代，即尼安德特人和丹尼索瓦人之间没有形成生殖隔离，C正确；
D、生物进化的实质是种群基因频率（而非基因型频率）的改变，D错误。故选C。
9．跳蝻腹节有绿条纹和黄条纹之分，某种群纯合绿条纹（AA）和黄条纹（aa）各占1/6，5年后它们的比
例均增加了一倍。相关叙述正确的是（ ）
A．5年内种群A、a基因频率发生了改变
B．这5年内该种群不可能发生进化
C．若使用农药会使该种群出现抗药性变异
D．若长期使用农药可改变该种群的基因库
【答案】D
【分析】根据题意可知，跳蝻种群中纯合绿条纹（AA）和黄条纹（aa）各占1/6，则杂合子Aa占2/3，那
么P =P +1/2P =1/6+1/2×2/3=1/2，则P=1/2；5年后它们的比例均增加了一倍，即纯合绿条纹（AA）和黄
A AA Aa a
条纹（aa）各占1/3，则杂合子Aa占1/3，则5年后种群的基因频率：P =P +1/2P =1/3+1/2×1/3=1/2，则
A AA Aa
P=1/2。
a
【详解】AB、根据以上分析可知，种群A、a基因频率在5年前后没有发生改变，均为1/2，但是5年内种
群A、a基因频率可能发生改变，也可能不发生改变，因此这5年内该种群也可能发生进化，再者， 5年
内该种群的其它基因频率也可能发生改变，因此这5年内该种群也可能发生进化，AB错误；
C、生物的变异是不定向的，种群中抗药性变异在使用农药前就出现了，使用农药只是起到选择作用，将
抗药性基因选择出来，C错误；
D、长期使用农药可对抗药性基因发生定向选择，因此抗药性基因的频率发生定向改变进而改变该种群的基因库，D正确。故选D。
10．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后
注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是（ ）
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．能导致小鼠死亡的是A、B、C、F四组
C．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
D．F组中分离得到的S型菌的遗传信息与B组和D组中的菌均有差异
【答案】B
【详解】A、E组加入的是蛋白质，没有出现S型细菌，F组加入的DNA，出现S型细菌，所以通过E、F
对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A正确；
B、A组的S型菌煮沸冷却，没有毒性，注入小鼠体内小鼠能存活；B组中有完整的S型菌，C组里是R型
菌的DNA与S型菌混合，F组有S型菌的DNA与R型菌混合，最终F组里有R型菌和少量的S型菌，S
型菌能使小鼠死亡，故能导致小鼠死亡的是B、C、F三组，B错误 ；
C、将加热杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化成S型细菌，
所以F组可以分离出S和R两种肺炎双球菌，C正确；
D、B组含有正常的S型菌的DNA，D组含有正常的R型菌的DNA，而F中分离出来的S型菌是正常的S
菌的DNA和R型菌DNA重组之后的DNA，即三者菌有差异，D正确。故选B。
11．禽流感病毒属于单链RNA病毒，科学家发现该病毒的NS系列基因编码的蛋白质可以阻止HN 病毒
7 9
跨物种感染人类，NS系列基因突变能增加其感染人类的概率。科学家利用禽流感病毒NS 、NS 突变株对
1 2
实验动物进行感染实验，实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
组
感染类型 结果
别
1 NS 突变株 感染概率增大
1
2 NS 突变株 感染概率增大
2
3 NS 突变株和NS 突变株混合 感染概率不变
1 2A．与噬菌体相比，禽流感病毒不容易发生基因突变
B．NS 和NS 突变株的基因突变发生在相同碱基序列中
1 2
C．NS 与NS 基因突变前后嘌呤与嘧啶的碱基比值不同
1 2
D．NS 和NS 突变株混合感染概率不变与NS系列基因正常表达有关
1 2
【答案】D
【详解】A、噬菌体是DNA做遗传物质，DNA是双链较为稳定，而禽流感病毒是RNA作为遗传物质，
RNA是单链，不稳定，容易变异，A错误；
B、通过组别3可知，NS 和NS 突变株的基因突变发生在不同碱基序列中，B错误；
1 2
C、 NS 与NS 是RNA做遗传物质，RNA是单链，一般嘌呤和嘧啶不配对，故 NS 与NS 基因突变前后
1 2 1 2
嘌呤与嘧啶的碱基比值可能不同，C错误；
D、NS 和NS 突变株混合感染概率不变，说明两者遗传物质突变点不同，两则混合刚好与NS系列基因正
1 2
常表达有关，D正确。故选D。
12．野生甘蓝的一次变异导致某mRNA上一个编码氨基酸的密码子转变为终止密码子，导致植株形成大量
的生殖枝，经过人工选择成为花椰菜这个甘蓝亚种。下列相关叙述错误的是
A．花椰菜相应基因合成的mRNA比野生甘蓝的短
B．花椰菜的产生是由基因突变造成的
C．野生甘蓝和花椰菜之间可能不存在生殖隔离
D．突变后，mRNA编码的肽链的氨基酸数比野生甘蓝的少
【答案】A
【详解】A、mRNA上一个编码氨基酸的密码子改变了，不是mRNA缩短了，A项错误；
B、野生甘蓝的一次变异导致某mRNA上一个密码子的改变，说明变异发生在基因的内部，所以为基因突
变，B项正确；
C、花椰菜是甘蓝亚种，两者杂交能产生可育后代，不存在生殖隔离，C项正确；
D、突变后，mRNA上一个编码氨基酸的密码子转变为终止密码子，其编码的肽链的氨基酸数比野生甘蓝
的少，D项正确。故选A。
13．果蝇的缺刻翅由染色体片段缺失引起，现用缺刻翅红眼雌蝇与正常翅白眼雄蝇杂交，子代表现及比例
为缺刻翅白眼雌蝇：正常翅红眼雌蝇：正常翅红眼雄蝇=1：1：1。关于该实验的分析错误的是（ ）
A．缺刻翅果蝇的缺失片段位于X染色体上
B．子代缺刻翅白眼雌蝇中缺失了红眼基因
C．染色体片段缺失可导致雄果蝇致死
D．杂合缺刻翅雌蝇与正常翅雄蝇杂交，子代缺刻翅果蝇约占1／2【答案】D
【详解】A、已知控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，子代出现白眼雌
果蝇，说明控制眼色的基因恰好位于染色体缺失的片段上，A正确；
B、亲本雌果蝇缺失片段位于X染色体眼色基因所在位置，故F 缺刻翅白眼雌果蝇的X染色体为一条缺失
1
眼色基因片段，另一条带有白眼基因，B正确；
C、若亲代雌蝇产生含染色体缺失的雌配子致死，则F 中雌雄个体比例仍应保持1：1，实验结果为F 中雌
1 1
雄个体比例为2：1，说明是缺刻翅雄性果蝇个体不能存活，C正确；
D、杂合缺刻翅雌果蝇(X－X)与正常翅雄果蝇（XY）杂交，子代的基因型及比例为X－X：XX： X－Y(致
死)：XY=1∶1∶1∶1，则子代缺刻翅果蝇约占1/3，D错误。故选D。
14．若基因转录所合成的RNA链不能与模板分开，会形成R环（由一条RNA链与双链DNA中的一条链
杂交而组成的三链核酸结构）。下列有关说法错误的是
A．R环的产生可能会影响DNA的复制
B．R环中未配对的DNA单链可以进行转录因而不会影响该基因的表达
C．杂合链中A—U/T碱基对的比例影响R环的稳定性
D．RNA链未被快速转运到细胞质中可导致R环形成
【答案】B
【详解】基因转录所合成的RNA链不能与模板分开，会形成R环，因此，R环的产生可能会影响DNA的
复制，A正确；R环中未配对的DNA单链是非模板链，不进行转录，B错误；杂合链中A—U/T碱基对的
比例影响两条链之间氢键的多少，影响R环的稳定性，C正确；新生RNA分子未被及时加工、成熟或未
被快速转运到细胞质等因素也会催生R环的产生，D正确；因此，本题答案选B。
15．如图为人体囊性纤维病的产生机理示意图。据图分析，以下说法不正确的是（ ）A．图中a表示DNA、b表示mRNA、c表示核糖体，过程①和②分别表示转录和翻译
B．图中异常蛋白质是钾离子转运蛋白
C．核糖体沿着mRNA向左移动并合成同种肽链
D．该图体现了基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物的性状
【答案】B
【详解】A、图中a表示DNA、b表示mRNA、c表示核糖体，过程①和②分别表示转录和翻译，A正确；
B、图中异常蛋白质是CFTR蛋白，是氯离子转运蛋白，B错误；
C、由图可知，左边合成的肽链长，所以翻译过程中，核糖体沿着mRNA由右向左移动，且合成同种肽链，
C正确；
D、该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状，D正确。故选B。
16．下图为某种细菌中脲酶基因转录的mRNA部分序列。现有一细菌的脲酶由于基因突变而失活，突变后
基因转录的mRNA在图中箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图示序列中出现终止密码（终止密码有
UAG、UGA和UAA）。下列有关说法错误的是（ ）
A．突变基因转录的mRNA中，终止密码为UGA
B．突变基因表达的蛋白含115个氨基酸
C．其线粒体的环状DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸相连
D．突变基因所在DNA复制时所需的酶有解旋酶、DNA聚合酶等
【答案】C
【详解】A、密码子是由三个相邻的碱基组成，271个碱基和后面2个碱基一起共构成91个密码子，插入
的70个核苷酸和后面2个碱基一起共构成24个密码子，后面是UGA，即为终止密码，A正确；
B、终止密码表示翻译结束，但不编码氨基酸，突变基因转录成的mRNA中能编码氨基酸的碱基有（271+2+70+2）＝345个，所以表达的蛋白质含有115个氨基酸，B正确；
C、题干中该生物是细菌，没有线粒体结构，C错误；
D、DNA复制需解旋酶、DNA聚合酶等酶，D正确。故选C。
17．探究DNA分子复制过程实验中，通常是用15N标记的同位素示踪法。下列叙述正确的是（ ）
A．用15NH C1培养若干代的大肠杆菌体内，其蛋白质和DNA分子含15N标记
4
B．整个实验过程中，每一次提取的细菌都是完成分裂一次的细菌
C．为保证实验效果，需将提取的细菌进行密度梯度超速离心和分析
D．15N标记的大肠杆菌在含14NH C1的培养基中进行一次有丝分裂，每个菌体均含15N和14N
4
【答案】A
【详解】A、蛋白质和DNA均含N，所以用15NH C1培养若干代的大肠杆菌体内，其蛋白质和DNA分子
4
都含15N标记，A正确；
B、实验过程中需要研究子一代、子二代等大肠杆菌的DNA放射性情况，所以实验过程中，有的细菌分裂
了一次，有的分裂了两次，B错误；
C、为保证实验效果，需分别提取子一代和子二代细菌的DNA进行密度梯度超速离心和分析，而不是对细
菌进行密度梯度超速离心，C错误；
D、15N标记的大肠杆菌在含14NH C1的培养基中进行一次DNA复制后，每个菌体均含15N和14N，大肠杆
4
菌为原核生物，不能进行有丝分裂，D错误。故选A。
18．在 DNA 复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用
Giemsa 染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有 BrdU 的染色单体呈浅蓝色，只有一条
链含有 BrdU 的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用 Giemsa 染
料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（ ）
A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
【答案】C
【详解】A、根据分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有 BrdU，故呈深蓝色，
A正确；
B.第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有 BrdU
呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有 BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；
C.第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有 BrdU的染色体和只有一条链含有 BrdU 的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C错误；
D.根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有
BrdU的染色单体，成深蓝色，D正确。故选C。
19．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行连续复制，而另1条链也按5′→3′方向合成新链片段一冈
崎片段（下图所示）。已知DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以
DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′一OH上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成
完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，换上相应的DNA片段。下列相关说法正确的是
（ ）
A．引物酶属于RNA聚合酶，与DNA聚合酶一样能够催化氢键断裂
B．DNA的一条新子链按5′→3′方向进行连续复制时不需要RNA引物
C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂
D．RNA引物合成时与冈崎片段合成时的碱基互补配对原则相同
【答案】C
【详解】A、引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，与DNA聚合酶不同，A错
误；
B、DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，DNA的一条新子链按5′→3′方向进行连续复
制时需要RNA引物 ，B错误；
C、引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′一OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整
条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形
成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确；
D、RNA引物合成时的碱基互补配对原则是AU、TA、GC、CG配对，而冈崎片段合成时的碱基互补配对
原则是AT、TA、GC、CG配对，D错误。故选C。20．蛋白D是某种小鼠正常发育所必需，缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的 A基因能控制该蛋白的合成，
a基因则不能。A基因的表达受P 序列（一段 DNA 序列）的调控，如图所示。P序列在精子中是非甲基
化，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化，传给子代不能正常表达。有关叙述错误的是（ ）
A．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
B．基因型为Aa 的侏儒鼠，A基因一定来自于母本
C．降低甲基化酶的活性，发育中的小鼠侏儒症状都能一定程度上缓解
D．A基因转录形成的mRNA通常会结合多个核糖体，产生氨基酸序列相同的多条肽链
【答案】C
【详解】A、若侏儒雌鼠（aa）与侏儒雄鼠（Aa，其中A基因来自于母方）杂交后代中基因型为Aa的雌
雌鼠生长发育均正常，A正确；
B、P序列在精子中是非甲基化，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化，传给子代不能正常表达，故
基因型为Aa 的侏儒鼠，A基因一定来自于母本，B正确；
C、降低甲基化酶的活性，导致P序列甲基化程度降低，对A基因表达的抑制作用降低，从而使得发育中
的小鼠侏儒症状（基因型为Aa）能一定程度上缓解，但基因型为aa的症状无法缓解，C错误；
D、A基因转录形成的mRNA通常会结合多个核糖体，由于mRNA碱基序列相同，所以产生的多条肽链氨
基酸序列相同，D正确。故选C。
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
21．（14分）如图表示大肠杆菌细胞中组成核糖体的蛋白质（简称RP）的合成及调控过程。RP基因操纵
元是控制核糖体蛋白质合成的DNA分子片段，RBS是核糖体结合位。请回答下列问题：
（1）RP基因操纵元的基本组成单位是 ；①过程发生的场所是 。
（2）tRNA共有 种，其与所携带氨基酸的关系是 。
（3）大肠杆菌细胞中的RNA，其功能有 （多选）。A．作为遗传物质 B．携带遗传密码 C．转运氨基酸 D．构成核糖体
（4）请写出生物界完善的中心法则： （用图解表示）。
（5）DNA分子的多样性与其空间结构 （填“有关”或“无关”），其多样性的原因是
。
（6）DNA分子能准确进行复制的原因是 。
【答案】 （1） 脱氧核苷酸（1分） 拟核（1分） （2） 61 （1分） 一种氨基酸可由不
止一种（多种）tRNA转运，但每种tRNA只能转运一种氨基酸（2分） （3） BCD（2分）
（4） （2分）
（5）无关（1分） 不同DNA分子中碱基（对）的排列顺序是千变万化的（2分）
（6）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；碱基互补配对原则保证了DNA分子复制能准确
无误地完成（2分）
【详解】（1）RP基因操纵元是控制核糖体蛋白质合成的DNA分子片段，基本组成单位是脱氧核苷酸。
大肠杆菌是原核生物①转录过程发生的场所是拟核。
（2）决定氨基酸的密码子有61种，与之相对应的tRNA也有61种。因为一种氨基酸对应的密码子有一种
或多种，故一种氨基酸可由不止一种（多种）tRNA转运，但每种tRNA只能转运一种氨基酸。
（3）A、大肠杆菌是原核生物，遗传物质是DNA，A错误；
B、遗传密码位于mRNA上，B正确；
C、tRNA具有运输氨基酸的作用，C正确；
D、核糖体RNA是构成核糖体的成分之一，D正确。
故选BCD。
（4）经过几位科学家的努力，生物界完善的中心法则为： 。
（5）DNA分子的多样性与不同DNA分子中碱基（对）的排列顺序千变万化有关，与其空间结构无关。
（6）DNA分子能精确复制的原因有：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；碱基互补配对
原则保证了DNA分子复制能准确无误地完成。
22．（10分）某生物兴趣小组用模型模拟的T 噬菌体侵染细菌实验的过程如下图，据图回答下列问题：
2（1）T 噬菌体是一种专门寄生在 体内的病毒，由于其结构简单只含有
2
适合选作为该实验的材料。
（2）T 噬菌体的侵染实验与艾弗里的实验思路相同均为 ， 以32P标记组为例，保温适宜
2
时间后经搅拌离心放射性主要位于 。
（3） 请用字母和箭头表示出T 噬菌体侵染细菌的全过程 ，若a是全过程结束之后获得
2
的子代噬菌体，则其中含有放射性32P的噬菌体比例 （填“较低”或“较高”）。
（4）假设噬菌体含有3000个碱基对，其中腺嘌呤占20%，该噬菌体浸染后最终裂解释放出200个子代噬
菌体，该过程需宿主细胞提供 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
【答案】 （1） 大肠杆菌 （1分） DNA和蛋白质（1分） （2） 设法将DNA与蛋白质分开，单
独观察其作用（2分） 沉淀物（1分） （3） d→e→b→f→c→（a）（2分） 较低（1分）
（4） 358200（2分）
【分析】根据题意和图示分析可知：题图表示噬菌体侵染细菌的过程，a是噬菌体，b是合成、c是释放、
d是吸附、e是注入、f是组装。e表明噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，而蛋白质外壳留在细菌外，
进入细菌的DNA作为模板指导合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而合成子代噬菌体所需的原料均来
自细菌，合成蛋白质的场所是细菌的核糖体。
【详解】（1）T 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，噬菌体是DNA病毒，由蛋白质外壳和
2
DNA组成，且其在侵染细菌时，只有DNA注入细菌，而蛋白质外壳留在外面，这样能将DNA和蛋白质
外壳彻底分开，这是选用噬菌体作为实验材料的原因。
（2）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用了同位素标记法（同位素示踪法）的实验方法。T
2
噬菌体的侵染实验与艾弗里的实验思路均为设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接的去观察它们各自的
作用。32P标记的是T 噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时只有DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀
2
物中，所以搅拌离心后放射性主要分布在沉淀物中。
（3）T 噬菌体侵染细菌的全过程为：d→e→b→f→c→a。由于子代噬菌体的模板来自亲代，原料都来自大
2
肠杆菌，若a是全过程结束之后获得的子代噬菌体，则其中含有放射性32P的噬菌体比例较低。
（4）假设噬菌体含有3000个碱基对，其中腺嘌呤占20%，则腺嘌呤为3000×2×20%=1200个，胞嘧啶为
3000×2×30%=1800个。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，200个子代噬菌体含有200个
DNA，相当于新合成了199个DNA，至少需要的胞嘧啶脱氧核苷酸是199×1800=358200个。
23．（13分）雌猫在胚胎发育早期，胚胎细胞中的1条X染色体会随机失活，形成巴氏小体，只有1条X
染色体保留活性。巴氏小体在减数分裂过程中重新激活。某种猫的毛色是由一对等位基因XO（黄色）和
XB（黑色）控制，由于X染色体的随机失活，基因型为XBXO的个体表型为黑黄相间（玳瑁猫）。(1)基因型为XBXO的雌猫在发育早期，如果某胚胎细胞中携带XB基因的X染色体失活，则由该细胞通过
分裂和分化而形成的皮肤上会长出 色体毛；同理，如果某细胞中携带基XO因的X染色体失
活，则相应的皮肤上会长出 色体毛，因此呈现黑黄相间。
(2)黄色雌猫和黑色雄猫交配，正常情况下后代的表型有 。
(3)若上述黄色雌猫和黑色雄猫交配所生的后代中出现一只玳瑁雄猫，其形成原因是：在减数分裂Ⅰ的
期， ，然后该精子与正常的含XO基因的卵细胞结合。
(4)研究发现，X染色体失活的分子机制如图。当某条X染色体失活中心上的XIST基因转录出XistRNA后，
该分子能起到 的作用，使该X染色体失活。TSLX基因是XIST基因的反义基因（其模板链
位于XIST基因的非模板链上），该基因转录得到的TsixRNA通过 ，就会阻止XistRNA发
挥作用，使表达该基因的X染色体保持活性。
(5)人类同样具有上述X染色体失活的分子机制，科学家希望能将该机制应用于21三体综合征的治疗研究，
简述其研究设想： 。
【答案】(1) 有丝（1分） 黄（1分） 黑（1分）
(2)2种/两种（1分）
(3) 后（1分） 黑色雄猫进行减数分裂产生配子时XB和Y染色体并未分离，移向同一极，产生了
XBY的精子（2分）
(4) 包裹X染色体并吸引失活因子聚集（2分） 与失活中心上的XIST基因转录出的XistRNA结
合，抑制XistRNA包裹X染色体（2分）
(5)促进（激活)21号多出的一条染色体上失活中心的关键基因的转录，转录出的RNA对21号多出的染色
体进行包裹并吸引失活因子聚集，从而使得多出的那条染色体失活，21号两条染色体正常发挥作用（2
分）
【详解】（1）分析题干：胚胎细胞非生殖细胞，其进行的是有丝分裂，由于该细胞的XB基因的X染色体
失活，意味着XO染色体能正常表达，故由该细胞有丝分裂和分化而形成的皮肤上会长黄色（XO表达的颜
色）体毛；同理，如果某细胞中携带基XO因的X染色体失活，则相应的皮肤上会长出黑色体毛（XB表达
的颜色)。
（2）据题意，黄色雌猫的基因型为：XOXO,黑色雄猫的基因型为：XBY，二者杂交得到的子代基因型及表型型为：XBXO（玳瑁雌猫)、XOY（黄色雄猫），即子代会出现两种表现型。
（3）若上述黄色雌猫和黑色雄猫交配所生的后代中出现一只玳瑁雄猫，结合第（2）问中的分析可知，该
玳瑁雄猫的基因型为XOXBY，即该现象是雄猫产生了异常的XBY配子所致，XB和Y为同源染色体，减数
第一次分裂后期，同源染色体分离，而黑色雄猫在形成次级精母细胞时XB和Y染色体并未正常分离，而
是移向同一极，产生了XBY的精子，然后该精子与正常的含XO基因的卵细胞结合。
（4）分析题图可知：当某条X染色体失活中心上的XIST基因转录出XistRNA后，该分子能起到包裹X
染色体并吸引失活因子聚集的作用，使该X染色体失活；
结合题干“TSLX基因是XIST基因的反义基因（其模板链位于XIST基因的非模板链上）”，可知该基因
转录得到的TsixRNA通过与失活中心上的XIST基因转录出的XistRNA结合，抑制XistRNA包裹X染色体，
从而阻止XistRNA发挥作用，使表达该基因的X染色体保持活性。
（5）结合第（4）小题中的X染色体失活机制，若利用该机制应用于21三体综合征的治疗研究，其研究
设想为：促进（激活)21号多出的一条染色体上失活中心的关键基因的转录，转录出的RNA对21号多出的
染色体进行包裹并吸引失活因子聚集，从而使得多出的那条染色体失活，21号两条染色体正常发挥作用。
24．（13分）回答下列有关生物进化与生物多样性的问题：
甲品系有同体色交配偏好第一期果蝇原品系喂养麦芽糖食物一组八代或更长时间后乙箱乙品系有同体色交
配偏好乙箱喂淀粉类食物一组甲箱甲箱。随着生命科学技术的不断发展，物种形成、生物多样性发展机制
的理论探索也在不断的发展与完善。如图1是科学家利用果蝇所做的进化实验，两组实验仅喂养食物不同，
其他环境条件一致。
（1）第一期时，甲箱和乙箱中的全部果蝇属于 。
（2）经过八代或更长时间之后，甲箱果蝇体色变浅，乙箱果蝇体色变深．再混养时，果蝇的交配择偶出
现具有严重的同体色选择偏好，以此推断，甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是 多样性，判断
的理由是 。
（3）经过八代或更长的时间后，两箱中的果蝇体色发生了很大的变化，请用现代综合进化理论解释这一
现象出现的原因：两箱分养造成 ，当两箱中果蝇发生变异后，由于 不同，导致 变化，形成两个群体体色的很大差异。
（4）下表是甲、乙两箱中果蝇部分等位基因[A﹣a、T（T、T）﹣t、E﹣e]的显性基因频率统计的数据：
1 2
甲箱 乙箱
世代
果蝇
果蝇数 A T E A T E
1 数 2
第一
20 100% 0 64% 20 100% 0 65%
代
第四
350 89% 15% 64.8% 285 97% 8% 65.5%
代
第七
500 67% 52% 65.2% 420 96% 66% 65.8%
代
第十
560 61% 89% 65% 430 95% 93% 65%
代
甲、乙两箱果蝇的基因库较大的是 ，频率基本稳定的基因是 ，第十代时，甲箱中果蝇的该等位
基因杂合体出现的频率是 %。
（5）在某小岛上的一种啄木鸟，其喙长分布如图2甲，而其唯一的食物是一种生活在树干中的昆虫。这种
昆虫在树干中的深度分布如图2乙。有四位同学围绕“下一代鸟喙的可能长度如何”这一问题展开讨论，
四位同学的观点分别阐述如下，其中合理的是
A、下一代鸟的喙都比亲本长，因为较长的鸟喙是生存所必需的
B、下一代鸟的喙都比亲本短，因为在树干浅处就很容易捕捉到昆虫
C、下一代鸟的喙不一定比亲本长，因为变异是随机的
D、下一代鸟的喙不一定比亲本长，仅一代的时间还不能进化成较长的喙
【答案】 （1） 种群（1分） （2） 物种（1分） 由于交配的同体色偏好，造成两品系果蝇
之间发生生殖隔离现象（或遗传；虽然交配选择上有体色偏好，但可能依然不影响两者交配的行为与后代
的可育性。）（2分） （3） 地理隔离而不能进行基因交流（1分） 食物的差异与选择（1分）
基因频率向不同方向积累（2分） （4）甲（1分） E（1分） 45.5% （2分） （5）
C D（1分）
【详解】（1）第一期时，甲箱和乙箱中的全部果蝇是两个区域的，属于两个种群。
（2）由题意知，经过八代更长时间之后再混养时，果蝇的交配择偶出现具有严重的同体色选择偏好，造
成两品系果蝇之间可能产生了生殖隔离，属于两个物种，因此可能体现生物多样性的物种多样性。
（3）由于两箱分养造成地理隔离，不同种群间而不能进行基因交流，当两箱中果蝇发生变异后，由于食
物的差异与选择，导致各箱中的基因频率向不同方向积累，形成体色的很大差异，进而导致果蝇之间交配选择发生偏好，形成生殖隔离。
（4）分析甲箱和乙箱的果蝇数量可知，甲的种群数量大，因此甲箱果蝇的种群基因库大。分析表格中信
息可知，E基因频率在不同世代之间的变化不大，最稳定；由表格中信息可知，甲箱中，E的基因频率为
65%，则e的基因频率为35%，因此该等位基因杂合体出现的频率是2×65%×35%＝45.5%。
（5）由于变异是不定向的，故下一代鸟的喙的长度不一定，可能有的比亲本长，有的比亲本短，而长喙
性状的形成要通过自然选择逐代积累，仅一代的时间还不能进化成较长的喙，故选CD。
25．（10分）玉米是雌雄同株异花传粉的农作物。A、a是与结实有关的基因，B、b是与糯性有关的基因，
b控制糯性，两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三类玉米植株，基因型分别为AABB、AaBB、aabb，利
用这三类植株进行了四组实验，结实情况如表所示。回答下列问题。
组别 ① ② ③ ④
亲本 甲(♂)×乙(♀) 乙(♂)×甲(♀) 甲(♂)×丙(♀) 丙(♂)×甲(♀)
结实情
结实 结实 结实 不结实
况
(1)第④组杂交不结实是由于基因型为 的雌配子不能与另一种基因型的雄配子结合导致，这种现
象属于异交不亲和。
(2)为培育异交不亲和的糯性玉米新品种，研究者以甲、乙、丙三类玉米为材料进行了以下选育工作。
第一步： 杂交获得F。
1
第二步：丙与F 植株杂交得F；杂交时以 作为母本。
1 2
第三步：通过自交筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种。
(3)异交不亲和性状在生产实践中的意义是 。
(4)雄性不育基因（m）对雄性可育基因（M）为隐性。研究人员获得了玉米新品系丁，其染色体和相关基
因位置如图1，丁发生的变异类型是 。丁在产生配子时，染色体正常分离且产生的雌配子活力均
正常。将丁作为母本与染色体正常的Mm植株杂交，得到了如图2所示的子代植株戊。戊在子代中所占的
比例为 。若戊与雄性不育的植株杂交，子代均表现为雄性不育，则其配子应满足 。
【答案】(1)A（1分）
(2) 丙作母本与甲（1分） 丙（1分）(3)避免具有优良性状的个体与其他类型玉米杂交，保持亲代的优良性状（2分）
(4) 染色体结构变异（1分） 1/8（2分） 带有69M的雄配子不具有活力，或带有69M的雄配
子不能完成受精作用。（2分）
【详解】（1）由第③组和第④组实验可以得出，基因型为AA的植株表现为单向异交不亲和，这种现象的
形成是由于某种基因型的雌配子（ A）不能与另一种基因型的雄配子(a）结合导致，即A和a中，具有这
种特点的是基因型为A的雌配子，因此，第④组杂交不结实是由于基因型为A的雌配子不能与另一种基因
型的雄配子（a）结合导致。
（2）第一步：使丙类型（ aabb）与甲类型（AABB）玉米杂交获得F（AaBb）。杂交时，由于丙类型的
1
玉米表现为单向异交不亲和，即a类型的雄配子不能被A类型的雌配子接受，因此用丙类型的玉米作为母
本，甲类型的玉米作为父本，即甲（父本）×丙（母本）。第二步：F 玉米（ AaBb）与丙类型植株（aabb
1
)杂交，且杂交时，仍然需要以丙类型植株（aabb）作为母本，由于丙类型的玉米表现为单向异交不亲和，
即a类型的雄配子不能被A类型的雌配子接受，因此用丙类型的玉米作为母本，F 作父本。即AaBb与玉
1
米丙（aabb）为母本进行回交，产生F 为AaBb、Aabb，从中筛选出基因型为Aabb的玉米。第三步：通过
2
异交不亲和的糯性玉米（Aabb）自交筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种（AAbb）。
（3）由于单向异交不亲和品系单向地不接受不同基因型（a）的花粉，从而可以保证该个体只能接受基因
型相同的花粉，使其杂交过程实际相当于自交，保证产生的子代保持优良性状。
（4）由图可知，图1中染色体发生了易位，故丁发生的变异类型是染色体结构变异（易位）。将丁作为母
本（6m69M996）与染色体正常的Mm植株（6M6m99）杂交，丁可以产生4种类型的配子：6m96、6m9、69M9、
69M96，正常的Mm植株（6M6m99）可以产生两种配子：6M9、6m9，图2戊的染色体组成为6m69M99，故戊在
子代中所占的比例为1/4×1/2=1/8。若戊与雄性不育（mm）的植株杂交，子代均表现为雄性不育（mm），
即带有69M的雄配子不具有活力，或带有69M的雄配子不能完成受精作用。
