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尖子生突破9 模式生物的应用二
秀丽线虫：
优势：自然条件下，秀丽线虫是雌雄同体，可以快速大量繁殖，同时也可在自然状态或诱导下产
生雄性个体进行杂交。另外秀丽线虫的一部分细胞会以一种不变的方式，在固定的发育时间和固
定位置消失。
应用：1.遗传学研究。2.细胞凋亡的研究。
斑马鱼：
优势：斑马鱼体外受精，胚胎在体外发育并且透明，便于操作与观察。
应用:1.显微注射、细胞移植和胚胎移植。2.转基因技术、基因过量表达技术和靶基因定向诱变等。
1
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一、单选题
1．果蝇的眼睛是复眼，红眼（A）对白眼（a）为显性，且等位基因A/a 位于X 染色体上。某杂合
红眼雌果蝇的A 基因转移到4 号常染色体上的异染色质区后，由于异染色质结构的高度螺旋，某
些细胞中的A 基因不能正常表达，表现出部分小眼为红色，部分小眼为白色，这种表型称为花斑
型眼。下图表示花斑型眼雌果蝇的基因所在染色体上的位置。下列说法错误的是（ ）
A．A 基因转移到4 号常染色体的异染色质区属于染色体结构变异
B．花斑型眼果蝇产生的初级卵母细胞中可以观察到4 个四分体
C．位于异染色质区的DNA 片段因为解旋困难而影响转录过程
D．该雌果蝇产生的卵细胞在染色体组成上为均异常和均正常
【答案】B
【详解】A、A 基因由X 染色体转移到4 号常染色体上，属于染色体结构变异中的易位，A 正确；
B、果蝇有8 条染色体，正常情况下在减数分裂Ⅰ前期可以产生4 个四分体，但是花斑型眼雌果蝇
中X 染色体与4 号常染色体联会时会形成“十字型”结构而不能形成四分体，因此观察不到4 个
四分体，B 错误；
C、由于异染色质结构的高度螺旋，解旋困难，而转录需要先解旋，因此位于异染色质区的DNA
片段转录过程受到影响，C 正确；
D、只有该雌果蝇经减数分裂Ⅰ产生的次级卵母细胞内含有正常4 号染色体和正常X 染色体时，产
生的卵细胞在染色体组成上均为正常的，其余情况下产生的卵细胞均为异常的，D 正确。
2．某实验小组通过连体共生模型（通过手术将两个动物连接到一起，使它们分享共同的血液）检
测年轻小鼠血液环境对年老小鼠脊柱椎旁肌肉衰老的影响，该实验选择4 月龄年轻小鼠和18 月龄
年老小鼠，通过手术分别建立小鼠的同龄、异龄连体共生模型，并检测各组年轻、年老小鼠脊柱
椎旁肌肉组织中的衰老基因P16、P21 和P53 的表达量，实验结果如表所示。下列说法错误的是（
）
组别
P16
P21
P53
同龄连体
年轻小
鼠
0.51
1.09
0.85
2
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年老小
鼠
0.82
1.86
1.79
异龄连体
年轻小
鼠
0.68
1.32
1.54
年老小
鼠
0.77
1.54
1.57
A．可通过检测DNA 的含量来反映衰老基因的表达程度
B．衰老细胞的细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩
C．连体共生年轻小鼠血液环境可缓解年老小鼠细胞衰老
D．该实验可为临床上治疗脊柱退行性病变提供依据
【答案】A
【详解】A、衰老基因的表达是指基因通过转录、翻译控制蛋白质的过程，不改变基因的数量，
不改变DNA 的含量，因此不可通过检测DNA 的含量来反映衰老基因的表达程度，A 错误；
B、衰老细胞的细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深，B 正确；
C、年轻小鼠的衰老基因P16、P21 和P53 的表达量均低于年老小鼠，因此连体共生年轻小鼠血液
环境可缓解年老小鼠细胞衰老，C 正确；
D、检测各组年轻、年老小鼠脊柱椎旁肌肉组织中的衰老基因P16、P21 和P53 的表达量，发现年
轻小鼠的表达量均低于年老小鼠，因此该实验可为临床上治疗脊柱退行性病变提供依据，D 正确。
3．2021 年12 月Nature 报道，科学家鉴定出Fabkin 是一种新激素，该激素能通过一种不寻常的分
子机制引发糖尿病。当蛋白FABP4 从脂肪细胞中分泌出来并进入血液时，与腺苷激酶（ADK）和
核苷二磷酸激酶（NDPK） 结合形成Fabkin 激素复合物，调节机制如图。在一定情况下，Fabkin
的作用会导致胰岛B 细胞死亡。当给糖尿病小鼠注射Fabkin 抗体时，小鼠恢复到了健康状态。下
列说法错误的是（ ）
A．血液中的Fabkin 通过与胰岛B 细胞膜上的受
体特异性结合发挥作用
B．细胞表面受体感知ATP/ADP 的变化，触发细胞对
变化的能量状态作出反应
C．Fabkin 通过FABP4 改变NDPK 和ADK 两种酶的活
性，调节细胞外的能量信号
D．用抗体中和糖尿病小鼠的Fabkin 活性，小鼠的胰岛B 细胞数量会有所提升
【答案】A
3
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【详解】A、分析题干信息和题图，Fabkin 是通过FABP4 改变NDPK 和ADK 两种酶的活性，调节细
胞外的能量信号从而对胰岛B 细胞发挥作用，所以血液中的Fabkin 并没有与胰岛B 细胞膜上的受
体特异性结合而发挥作用，A 错误；
B、当ATP 的含量多于ADP 时，Fabkin 的作用会导致胰岛B 细胞死亡，当ATP 的含量少于ADP，小
鼠恢复到了健康状态，所以细胞表面受体可以感知ATP/ADP 的变化，触发细胞对变化的能量状态
作出反应，B 正确；
C、Fabkin 激素复合物活性正常时，FABP4 调节NDPK 和ADK 两种酶的活性，ADK 可以调节ATP 的
含量，使ATP 的含量增多，NDPK 可以调节ADP 的含量，使ADP 的含量减少；当给糖尿病小鼠注
射Fabkin 抗体时，FABP4 改变NDPK 和ADK 两种酶的活性，ADK 的调节作用使ATP 的含量减少，
NDPK 的调节作用使ADP 的含量增加；故Fabkin 通过FABP4 改变NDPK 和ADK 两种酶的活性，调节
细胞外的能量信号，C 正确；
D、当给糖尿病小鼠注射Fabkin 抗体时，抗体中和了糖尿病小鼠的Fabkin 的活性，FABP4 改变
NDPK 和ADK 两种酶的活性，ADK 的调节作用使ATP 的含量减少，NDPK 的调节作用使ADP 的含量
增加，使ATP 的含量少于ADP，小鼠恢复到了健康状态，说明用抗体中和糖尿病小鼠的Fabkin 活
性，小鼠的胰岛B 细胞数量会有所提升，D 正确。
4．为探究某种中药对细菌性肺炎的疗效是否与机体免疫功能增强有关，研究人员进行了实验，实
验处理及结果如下表所示。下列有关说法正确的是（ ）
组
别
处理
吞噬细胞的数量
辅助性T 细胞数量
①
患细菌性肺炎小鼠+中药灌胃处理
+++++
+++++
②
患细菌性肺炎小鼠+蒸馏水灌胃处理
++
+++
③
患细菌性肺炎小鼠+免疫增强剂灌胃处理
++++
+++++
注：+越多代表吞噬能力越强或细胞数量越多
A．①和③组为实验组，②组为对照组
B．吞噬细胞来源于造血干细胞，参与组成人体第一道防线
C．辅助性T 细胞能参与细胞免疫和体液免疫中淋巴细胞的激活
D．实验结果表明该中药能增强小鼠对细菌的免疫监视功能
【答案】C
【详解】A、本实验要探究某种中药对细菌性肺炎的疗效是否与机体免疫功能增强有关，自变量
为是否具有中药处理，因此①为实验组。②③为对照组，A 错误；
B、吞噬细胞来源于造血干细胞，可参与人体的第二道防线和第三道防线，第一道防线是由皮肤、
4
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黏膜构成的，B 错误；
C、辅助性T 细胞可以参与细胞免疫，也可以参与体液免疫，在细胞免疫中参与细胞毒性T 细胞的
激活，体液免疫中参与B 淋巴细胞的激活，C 正确；
D、据表格可知，中药灌胃处理组小鼠吞噬细胞的吞噬能力和辅助性T 细胞数量明显高于蒸馏水灌
胃处理组，可知中药能增强机体免疫功能，可提高小鼠对细菌的免疫防御功能，D 错误。
5．1827 年，科学家第一次报告了切除蝌蚪甲状腺的实验，实验处理及结果如下表所示。下列分
析错误的是（ ）
组别
第一步：处理措施
第二步：饲料喂养
实验结果
甲
摘除甲状腺
正常饲料
长成大蝌蚪，未发育成青蛙
乙
摘除甲状腺
含有甲状腺粉末的饲
料
生长发育成正常青蛙
丙
手术但不摘除甲状腺
正常饲料
生长发育成正常青蛙
丁
手术但不摘除甲状腺
含有甲状腺粉末的饲
料
发育加速，长成小型青蛙
A．实验的自变量为是否摘除甲状腺，因变量为蝌蚪生长发育的结果
B．甲组与丙组对照说明甲状腺影响幼小动物的生长发育
C．乙组与丁组对照说明甲状腺激素能促进幼小动物的生长发育
D．设置丙组与丁组的目的是排除手术外伤对实验结果的干扰
【答案】A
【详解】A、根据表格数据可知，实验的自变量为是否摘除甲状腺以及饲喂饲料的种类（或甲状
腺激素的含量），因变量为蝌蚪生长发育的结果，A 错误；
B、甲组与丙组的自变量为是否含有甲状腺，甲组长成大蝌蚪，未发育成青蛙，丙组生长发育成
正常青蛙，说明甲状腺影响幼小动物的生长发育，B 正确；
C、甲状腺能分泌甲状腺激素，乙组摘除甲状腺，丁组手术但不摘除甲状腺，两组都饲喂含有甲
状腺粉末的饲料，因此两组的甲状腺激素含量不同，乙组生长发育成正常青蛙，丁组发育加速，
长成小型青蛙，故可说明甲状腺激素能促进幼小动物的生长发育，C 正确；
D、甲乙两组进行了手术摘除甲状腺，丙丁两组进行了手术但不摘除甲状腺，目的是排除手术外
伤对实验结果干扰，D 正确。
6．在胚胎发育期间，秀丽新小杆线虫有1090 个体细胞，但在发育过程中有131 个体细胞程序性
死亡。细胞程序性死亡与4 组共15 个基因共同作用有关，如图所示。遗传学研究发现：ced-3、
ced-4、ced-9 这3 个基因在所有131 个程序性死亡的细胞中都起作用，ced-9 可阻断ced-3、ced-4
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的作用，防止细胞死亡；ced-3 或ced-4 突变体中，应该死去的131 个细胞都活下来了：nuc-1 突变
体中，DNA 裂解受阻，但细胞仍然死亡。根据以上信息，下列推断不合理的是（ ）
A．健康细胞接受内外信号从而启动程序性死亡
B．组1 两个基因对ced-9 基因的开启与关闭具有调控作用
C．在细胞程序性死亡中有基因的选择性表达
D．ced-3、ced-4、nuc-1 中任意1 个基因发生突变都会导致细胞死亡受阻
【答案】D
【详解】A、结合图示可以看出，在内、外相关信号的刺激下，健康细胞启动程序性死亡，A 正确；
B、图中显示ced-2 基因能阻断ced-1 基因的开启，从而ced-9 基因开启，可阻断ced-3 基因、ced-4
基因的作用，若ced-1 基因开启，ced-9 基因关闭，从而ced-3 基因、ced-4 基因开启，进而执行死
亡程序，因此组1 两个基因对ced-9 基因的开启与关闭具有调控作用，B 正确；
C、细胞程序性死亡与4 组共15 个基因共同作用有关，说明在细胞程序性死亡中有基因的选择性
表达，C 正确；
D、题意显示ced-3 或ced-4 突变体中，应该死去的131 个细胞都活下来了，而nuc-1 突变体中，
DNA 裂解受阻，但细胞仍然死亡，即ced-3、ced-4、nuc-1 基因发生突变并未导致细胞凋亡受阻，
D 错误。
7．秀丽线虫是是遗传学研究的模式生物，多为雌雄同体，少数为雄性个体。以下为两类秀丽线虫
个体的特点。下列说法错误的是（ ）
雌雄同体（2n=12）
雄性个体（2n=11）
①两条X 染色体：XX
①一条X 染色体：XO
②自体受精产生后代
②产生的精子都能存活并能完成受精
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③雌雄同体间不能杂交
A．雄性个体的初级精母细胞中有5 个四分体
B．对秀丽线虫的基因组测序需要测6 条染色体的DNA 序列
C．突变型雌雄同体（XnXn）与野生型雄虫（XNO）做亲本混合培养，F1 中的基因型有3 种
D．野生型雌雄同体（XNXn）与突变型雄虫（XnO）做亲本混合培养可验证基因的分离定律
【答案】D
【详解】A、雄性个体（2n=11），其中只有一个X 染色体，因此，雄性个体的初级精母细胞中有
5 个四分体，A 正确；
B、对秀丽线虫的基因组测序需要测6 条染色体的DNA 序列，即5 条常染色体和一条X 染色体，B
正确；
C、突变型雌雄同体（XnXn）与野生型雄虫（XNO）做亲本混合培养，F1 中的基因型有3 种，即
XNXn、XnO、XnXn，C 正确；
D、野生型雌雄同体（XNXn）做亲本培养可验证基因的分离定律，而野生型雌雄同体（XNXn）与
突变型雄虫（XnO）做亲本混合培养不能验证分离定律，D 错误。
8．有的生物体在受到环境压力胁迫时，产生适应性性状并遗传给后代，使后代不经历环境胁迫即
可获得这些性状，中国科学家利用线虫对相关机制进行研究：对线虫神经系统施加胁迫信号，有
的线虫多种组织细胞线粒体会出现应激反应（Rmt），不出现应激反应（Rmt）的线虫记为野生型。
线虫的性别类型有雌雄同体（，可自体交配产生子代）和雄性（♂），
⚥
gfp 为绿色荧光蛋白基因。
出现Rmt 的细胞中h 基因高表达，科研人员构建用h-gfp 融合基因标记的Rmt 线虫（T），将T 和
野生型线虫（N）进行如图的正反交实验正反交的父本均用咽部特异性表达的m-gfp 融合基因标记。
下列关于该实验的叙述错误的是（ ）
A．实验结果说明Rmt 的遗传特点是母系遗传
B．实验用m-gfp 融合基因标记父本的目的是用于筛选杂交子代
C．对正反交实验中的F，的神经系统施加胁迫信号，均出现Rmt
D．T（）自体交配产生的子代也会出现
⚥
Rmt
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【答案】C
【详解】A、正反交实验的F1 性状均与母本相同，说明Rmt 的遗传特点为母系遗传，A 正确；
B、根据实验设计可知，实验用m-gfp 融合基因标记父本的目的是用于筛选杂交子代，B 正确；
C、正交实验中的F1 的神经系统施加胁迫信号，出现Rmt，但反交实验的F1 不会出现Rmt，C 错；
D、因为亲本中母本均为雌雄同体，可自交，为排除自交后代的干扰，m−gfp 融合基因标记父本，
则子代咽部也呈现荧光的个体即为杂交子代。因为Rmt 的遗传特点为母系遗传，T（）自体交配
⚥
产生的子代也会出现Rmt，D 正确。
9．斑马鱼幼鱼表面上皮细胞（SEC）能在DNA 不复制的情况下进行分裂，这个过程与皮肤表面张
力增大导致Piezol 离子通道开放有关（如下图）。这种“无复制分裂”能保障生长中幼鱼的体表
覆盖。下列说法错误的是（ ）
A．含有斑马鱼正常DNA 数目的母SEC 细
胞是由受精卵分裂分化而来
B．基因选择性表达导致母SEC 细胞和受精
卵采用不同的分裂方式
C．无复制分裂产生的全部子SEC 细胞都含
有斑马鱼全套的遗传物质
D．可以通过提高或降低Piezol 离子通道基因的表达来研究其作用
【答案】C
【详解】A、含有斑马鱼正常DNA 数目的母SEC 细胞是正常的体细胞，由受精卵分裂分化而来，A
正确；
B、母SEC 细胞和受精卵遗传物质相同，但母SEC 细胞能以“无复制分裂”的方式产生子细胞，而
受精卵以有丝分裂的方式产生子细胞，原因主要是基因的选择性表达，B 正确；
C、由题图分析：“无复制分裂”所产生的子细胞比它们的母细胞更平、更小，DNA 等生物材料
也比母细胞要少，所以子SEC 细胞不一定都含有斑马鱼全套的遗传物质，C 错误；
D、通过提高或降低Piezol 离子通道基因的表达，观察生物随之出现的异常情况，可以用来研究
Piezol 离子通道基因的作用，D 正确。
10．斑马鱼雌雄异体，无性染色体。Ⅰ基因决定胰岛素的合成，i 个体因血糖调节紊乱在幼年期便
会死亡；N 基因与雌性的生殖有关，雌性nn 个体产生的卵细胞因缺乏某种物质，导致受精后在胚
胎发育早期死亡。此外，科学家还获得了含单个G 基因的转基因斑马鱼品系。G 基因表达产物为
绿色荧光蛋白，含有G 基因的斑马鱼个体可呈现出绿色荧光。若上述基因均独立遗传，则下列叙
述错误的是（ ）
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A．研究表明斑马鱼受精卵中的mRNA 均来自雌配子细胞质，斑马鱼胚胎发育至3h 前合成的蛋白
质均来自这些mRNA，3h 后胚胎自身的基因才开始转录。据此推测基因型为Nn 的雌鱼与nnG 的
雄鱼交配，一半子代最早能在3h 后检测到绿色荧光，一半子代始终检测不到绿色荧光
B．基因型为IiNn 的雌鱼与基因型为Iinn 的雄鱼交配，子一代继续自由交配，子二代成体雌鱼中能
产生正常卵细胞的占5/8
C．基因型为NnG 的斑马鱼自由交配，子一代继续自由交配，子二代成体中基因型为nn 的比例是
1/6
D．基因型为IiNn 的斑马鱼自由交配，子一代继续自由交配，子二代受精卵中一定无法正常发育
为成体的比例为1/3
【答案】D
【详解】A、斑马鱼受精卵中的mRNA 均来自雌配子细胞质，斑马鱼胚胎发育至3h 前合成的蛋白
质均来自这些mRNA，3h 后胚胎自身的基因才开始转录。基因型为Nn 的雌鱼与nnG 的雄鱼交配，
亲代雄鱼含单个G 基因，所以一半的后代可以获得亲代雄鱼的G 基因，一半子代最早能在3h 后检
测到绿色荧光，一半子代始终检测不到绿色荧光，A 正确；
B、基因型为IiNn 的雌鱼与基因型为Iinn 的雄鱼交配，子一代雌性nn 个体产生的卵细胞受精后在
胚胎发育早期死亡，所以在分析子二代时不考虑nn 的比例，子一代雌性成年个体基因型及比例为
1/3IINn、2/3IiNn，子一代雄性成年个体基因型及比例为1/6IINn、1/6IInn、1/3IiNn、1/3Iinn，子一
代继续自由交配，子二代成体雌鱼中nn 不能产生正常卵细胞，N_能产生正常卵细胞，在计算时
可不考虑I、i 相关的比例，则N_的比例为1/2×3/4+1/2×1/2=5/8，B 正确；
C、基因型为NnG 的斑马鱼自由交配，子一代雄性个体基因型为1/4NN、1/2Nn、1/4nn，产生的
雄配子种类及其比例为1/2N、1/2n，能产生正常卵细胞的雌性个体基因型为1/3NN、2/3Nn，产
生的雌配子种类及其比例为2/3N、1/3n，子一代继续自由交配，子二代成体中基因型为nn 的比
例为1/2×1/3=1/6，C 正确；
D、基因型为IiNn 的斑马鱼自由交配，子一代雄性个体基因型为9I_N_、3I_nn，其中4/12II、
8/12Ii，雌性个体基因型为9I_N_，其中3/9II、6/9Ii，子一代继续自由交配，子二代受精卵中一定
无法正常发育为成体的基因型为ii，其比例为8/12×6/9×1/4=1/9，D 错误。
二、多选题
11．一只缺刻翅雌果蝇与一只正常翅雄果蝇杂交所得子一代中，缺刻翅雌果蝇：正常翅雌果蝇
=1：1，雄果蝇均为正常翅，相关基因位于X 染色体上。果蝇的两条X 染色体有时可融合成一条X
染色体，称为并联X（记作“XX”）。若另有一只含并联X 的雌果蝇（XXY）和一只正常雄果蝇杂
交，子代的基因型与亲代完全相同，子代连续交配也是如此，因而称为并联X 保持系。下列推测
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正确的是（ ）
A．第一组果蝇的缺刻翅对正常翅为显性，子代缺刻翅雄果蝇可能存在致死现象
B．第一组子代雌果蝇数量是雄果蝇的二倍，缺刻翅基因的基因频率为1/6
C．第二组子代雌蝇都含并联X 染色体，且并联X 染色体在减数分裂过程中并未分开
D．利用该保持系，可“监控”和“记录”第二组雄果蝇所有染色体上的新发突变
【答案】AC
【详解】A、据题意可知，第一组中一只缺刻翅雌果蝇与一只正常翅雄果蝇杂交所得子一代中，
缺刻翅雌果蝇：正常翅雌果蝇=1：1，雄果蝇均为正常翅，相关基因位于X 染色体上，假定用A/a
表示控制该性状的基因，若果蝇的缺刻翅对正常翅为显性，亲代的基因型为XAXa、XAY，后代如
果XAY 致死，则会出现题中表现型及比例，符合题意，A 正确；
B、第一组中亲代的基因型为XAXa、XAY，后代XAXA：XAXa：XAY（致死）：XaY=1：1：1：1，子
代雌果蝇数量是雄果蝇的二倍，缺刻翅基因的基因频率为（2+1）/（2×2+1）=3/5，B 错误；
CD、第二组中一只含有并联X 的雌果蝇(XXY)产生两种比例相等且分别含有 XX（并联X 染色体在
减数分裂过程中并未分开）和Y 的卵细胞，一只正常雄果蝇(XY)产生两种比例相等且分别含有X 和
Y 的精子，二者杂交， 子代的基因型与亲本完全相同，子代连续交配也是如此，说明子代中只存
在染色体组成为 XY 和 XXY（子代雌蝇都含并联X 染色体） 的个体，而染色体组成为 XXX、YY
的果蝇胚胎致死，综合上述分析可推知，在并联X 保持系中，亲本雄果蝇的X 染色体传向子代雄
果蝇，亲本雄果蝇的Y 染色体传向子代雌果蝇，且子代雌、雄果蝇的数量比为1:1，当雄果蝇X 染
色体上有新的突变产生时，子代雄果蝇的性状可能会与亲本有所不同，可见，利用该保持系，可
“监控”和“记录”雄果蝇X 染色体上的新发突变，C 正确，D 错误。
12．为研究神经冲动的传递过程，勒维把青蛙的心脏（连带迷走神经）取出，用一玻璃管插入心
脏，管内灌注格林氏液代替血液，心脏仍跳动。再反复刺激支配蛙心的迷走神经，引起心率下降，
然后从该蛙心中收集液体，灌入另一蛙心，发现第二个蛙心的心率也下降了。后来勒维确定，能
够减缓心脏收缩的化学物质是乙酰胆碱。在此之前，戴尔在麦角菌中提取得到乙酰胆碱，并发现
它对心脏的效应与刺激支配心脏的迷走神经的效应相似。下列相关叙述错误的是（ ）
A．格林氏液中应含NaCl、KCl 等，否则将影响乙酰胆碱的效果
B．迷走神经释放乙酰胆碱，实现了相关细胞间神经冲动的传递
C．戴尔证实乙酰胆碱是细胞间传递神经冲动的化学物质
D．反复刺激迷走神经使蛙心的心率下降，属于非条件反射
【答案】CD
【详解】A、格林氏液中应含NaCl、KCl 等，才能替代血液等体液，维持神经和肌细胞的正常功能，
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A 正确；
B、结合题干信息，受刺激的迷走神经释放乙酰胆碱，乙酰胆碱作用于心肌细胞，导致心率减慢，
从而完成相关细胞间神经冲动的传递，B 正确；
C、戴尔仅证实乙酰胆碱有降低心率的作用，但未在动物组织中发现乙酰胆碱，C 错误；
D、由题意可知，迷走神经属于传出神经，但因为反射弧结构不完整，直接刺激迷走神经引起心
率下降并不属于反射，D 错误。
三、综合题
13．果蝇的眼色受基因A/a、B/b 和D/d 控制。基因A、B 分别控制无色前体物质合成棕色色素、
红色色素；基因D 位于X 染色体上，控制合成某种转运蛋白，该蛋白能将上述色素转运到果蝇的
复眼中。实验室中保存有暗红色（同时含有棕色色素和红色色素）、红眼、棕眼纯合子果蝇。某
同学利用实验室中的果蝇进行了杂交实验，结果如下图。
回答下列问题：
(1) 根据杂交结果，可判断A/a 、B/b 位于两对常染色体上，判断的依据是
。F2 白眼果蝇 （填“含”或“不含”）d。
(2)在实验室中的棕眼果蝇的后代中，偶然发现一只白眼雄果蝇。已知是减数分裂时某一种基因发
生了基因突变。对该白眼雄果蝇的基因型及白眼原因有以下两种解释
①白眼雄果蝇基因型为 ，从蛋白质合成的角度分析，其白眼的原因是； 。
②白眼雄果蝇基因型为 ，从蛋白质合成的角度分析，其白眼的原因是： 。
请利用实验室保存的三种纯合子果蝇为材料，设计一个杂交实验确定该白眼雄果蝇基因型。
杂交组合：该白眼雄果蝇×
预期实验结果、结论： 。
【答案】(1) F2 果蝇出现9∶3∶3∶1，且性状表现与性别无关 不含
(2) aabbXDY a 基因功能丧失或其编码的蛋白质空间结构与A 编码蛋白质的空间结构不一
样，导致无色前体物质无法合成棕色色素，因而表现为白眼
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AAbbXdY d 基因功能丧失可能是因为其编码的蛋白质空间结构与D 编码蛋白质的空间结
构不一样，导致蛋白质无转运功能，因而表现为白眼 F2 中白眼雌果蝇（aabbXDXD）或红眼
雌蝇（aaBBXDXD） 若子代全为白眼，则该果蝇A/a 发生了突变
若子代全为棕色，则该果蝇D/d 发生了突变。
（或若子一代果蝇全为暗红眼（AaBbXDY、AaBbXDXd），则是由于D 基因突变为d 基因导致的；
若子一代果蝇全为红眼（aaBbXDXD、aaBbXDY），则白眼个体的出现是由于A 基因突变为 a 基因
导致的，即该白眼个体的基因型为aabbXDY）
【详解】（1）由于子二代果蝇出现9∶3∶3∶1，且性状表现与性别无关，说明A/a、B/b 两对等
位基因位于非同源染色体上，且均在常染色体上，基因D 位于X 染色体上，控制合成某种转运蛋
白，该蛋白能将上述色素转运到果蝇的复眼中，据此可推测亲本均为D 纯合子，因此，F2 白眼果
蝇含不含基因d。
（2）有D 基因情况下，A_bb 为棕色，后代出现白色，说明不可能是B/b 突变。根据题意，该白
眼雄果蝇基因型可能为aabbXDY 或AAbbXdY。实验思路：让该白眼雄果蝇与多只F2 中白眼雌果蝇
（aabbXDXD）杂交，观察子代表现型及比例。
若子代全为白眼（aabbXDY 或aabbXDXD），则该果蝇A/a 发生了突变；即该白眼果蝇的基因型为
aabbXDY，从蛋白质的角度分析是因为a 基因功能丧失或其编码的蛋白质空间结构与A 编码蛋白质
的空间结构不一样，导致无色前体物质无法合成棕色色素，因而表现为白眼。
若子代全为棕色（AabbXDY 或AabbXDXd），则该果蝇D/d 发生了突变；即该白眼果蝇的基因型为
AAbbXdY，从蛋白质的角度分析是因为d 基因功能丧失可能是因为其编码的蛋白质空间结构与D
编码蛋白质的空间结构不一样，导致蛋白质无转运功能，因而表现为白眼。
实验思路二：可将该果蝇与实验室中的红眼雌蝇（aaBBXDXD）杂交，观察后代的表型及比例；若
子一代果蝇全为暗红眼（AaBbXDY、AaBbXDXd），则是由于D 基因突变为d 基因导致的，即该果
蝇的基因型为AAbbXdY；
若子一代果蝇全为红眼（aaBbXDXD、aaBbXDY），则白眼个体的出现是由于A 基因突变为 a 基因
导致的，即该白眼个体的基因型为aabbXDY。
14．摩尔根用果蝇实验证明了基因在染色体上时，还有少数的科学家认为两者的平行关系只是偶
然的巧合。他的学生布里吉斯又做了一个经典的遗传学实验，他用大量的白眼雌果蝇和红眼雄果
蝇杂交，发现每2000~3000 个子一代中就有一个可育的白眼雌果蝇或不育的红眼雄果蝇。果蝇的
性染色体组成与性别和育性关系如下表。
受精卵中性染色体组成
发育情况
XX、XXY
雌性，可育
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XY、XYY
雄性，可育
XXX、YO（没有X 染色体）、
YY
胚胎期致死
XO（没有Y 染色体）
雄性，不育
(1)试提出合理假设，对子一代中出现白眼雌果蝇或红眼雄果蝇的现象作出解释 。
(2)若假设成立，且减数分裂时3 条性染色体两两联会的概率相同，另一条没联会的性染色体随机
移向一极，则子一代的白眼雌果蝇和正常的红眼雄果蝇杂交，子二代的表型及比例是 。
(3)经实验验证，子二代果蝇的表型与预期一致，但雌果蝇中白眼的比例很小。需对上述假设进行
修正：XXY 的雌果蝇在减数分裂时，XX 联会的概率大于XY 联会的概率且XY 联会的概率是16%。
据此计算子二代雌果蝇中白眼果蝇所占的比例是 。
(4)用该结论对上述实验过程中果蝇的染色体形态及数量进行预测
①取子一代白眼雌果蝇的卵原细胞制作有丝分裂装片，在中期时可以看到 条 种形态的
染色体。
②取子二代红眼雄果蝇的精原细胞制作有丝分裂装片，在后期时可以看到 条染色体。
③取子二代红眼雌果蝇的次级卵母细胞制作装片，含Y 染色体的装片比例是 ，含2 条Y 染色
体的细胞含有 条染色体。
若上述预测都在显微镜下完美的观察到，无可辩驳地证明了基因在染色体上。
【答案】(1)亲代中白眼雌果蝇在进行减数分裂时，两个Xb 染色体未分离产生了含两个Xb 的卵细
胞或不含Xb 的卵细胞，XbXb 的卵细胞与含Y 的精子结合产生了子代的可育白眼雌果蝇；不含Xb
的卵细胞与含XB 的精子结合产生了子代的不育红眼雄果蝇。
(2)红眼雌果蝇：白眼雌果蝇：红眼雄果蝇：白眼雄果蝇=4∶1：1：4
(3)1/24
(4) 9 5 16 25% 8 或10
【详解】（1）若用B/b 表示控制果蝇眼色的基因，且该基因位于X 染色体上，Y 染色体上不含其
等位基因。亲代中白眼雌果蝇在进行减数分裂时，两个Xb 染色体未分离产生了含两个Xb 的卵细
胞或不含Xb 的卵细胞，XbXb 的卵细胞与含Y 的精子结合产生了子代的可育白眼雌果蝇；不含Xb
的卵细胞与含XB 的精子结合产生了子代的不育红眼雄果蝇，这样就可以解释上述现象。
（2）若假设正确，且减数分裂时3 条性染色体两两联会的概率相同，另一条没联会的性染色体随
机移向一极，该子一代白眼雌果蝇的基因型可能为XbXbY，能产生四种配子，XbXb：Y：XbY:
Xb=1:1:2:2，与红眼雄果蝇 （XBY） 杂交，子代基因型为：1XBXbXb（胚胎致死）：1XbXbY (白眼
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雌果蝇) : 1XBY（红眼雄果蝇）：2XBXbY (红眼雌果蝇）：1YY（胚胎致死）：2XbYY(白眼雄果蝇)
: 2XBXb（红眼雌果蝇）：2XbY （白眼雄果蝇），即子二代红眼雌果蝇：白眼雌果蝇：红眼雄果
蝇：白眼雄果蝇=4:1:1:4
（3）XXY 的雌果蝇在减数分裂时，XX 联会的概率大于XY 联会的概率且XY 联会的概率是16%。因
此子一代白眼雌果蝇的基因型为XbXbY，产生配子种类及比例为XbXb=Y=4%，XbY= Xb=46%，与
红眼雄果蝇 （XBY） 杂交，子二代中雌果蝇的基因型及概率为XBXb+XBXbY+XbXbY=23%+23%
+2%=48%，子二代中白眼雌果蝇的基因型及比例为XbXbY=2%，因此子二代雌果蝇中白眼果蝇所占
的比例是2%÷48%=1/24。
（4）①取子一代白眼雌果蝇基因型为XbXbY 的卵原细胞制作有丝分裂装片，正常果蝇中染色体数
量为8 条，该个体比正常雌性个体多一条Y 染色体，因此在中期时可以看到9 条5 种形态的染色
体。
②取子二代红眼雄果蝇基因型为XBY 的精原细胞制作有丝分裂装片，后期着丝粒分裂姐妹染色单
体分开，染色体数目加倍，故在后期时可以看到16 条染色体。
③取子二代红眼雌果蝇基因型为XBXbY 或XBY 的次级卵母细胞制作装片，故含Y 染色体的装片比
例是25%，含2 条Y 染色体的细胞为减数第二次分裂后期，细胞中可能含有8 或10 条染色体。
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