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2017年全国中学生生物学联赛试题【解析九】

 囡波湾生物 2020-09-25

四、 遗传学与进化生物学、生物系统学30题38分 

91. DNA复制的精确性远高于RNA的合成,这是因为:(单选,1分)

 A. 新合成的DNA链与模板链之间形成双螺旋结构,而RNA链则不能 

B. DNA聚合酶有 3’→5’外切酶的活性,而RNA聚合酶无相应的活性 

C. 脱氧核苷酸之间氢键配对的精确性高于脱氧核苷酸与核苷酸之间配对的精确性

D. DNA聚合酶有5’-3’外切酶的活性,而RNA聚合酶无此活性

解析:对RNA复制,DNA复制的高保真性体现在以下两种方式:

①3’→5’核酸外切酶活性能它能检测和纠正DNA聚合酶在3’末端造成的偶然错配的碱基,起校对作用。可以使DNA复制的准确性提高1~2个数量级。

②由于DNA合成起始最初的碱基对并不稳定(因为靠极短的寡核苷酸的堆积所能提供给双链结构稳定性的力太小,以致链间作用力相当微弱),使原有的校正功能难以检出不配对碱基予以校正。因此在合成起始段时,开头的几个碱基如果发生差错将不易校正。DNA复制时,先由引物酶(RNA聚合酶) 合成RNA引物,供DNA聚合酶合成DNA新链,这些短的引物在完成功能后随即为DNA聚合酶I所切除,代之以高保真的核苷酸序列。

但②只是对起始合成部分的一个校正,相对RNA复制(单向复制,没有冈崎片段之类的)来说,没有①作用大。

92. 催化肽键形成的酶被称为肽酰转移酶,原因在于它能够:(单选,1分) 

A. 将氨基酸从 tRNA 转移到正在伸长的肽链 

B. 将肽链从一个氨基酸转到另一个氨基酸 

C. 将正在生长的肽链转移到一个新的氨基酸上 

D. 将肽链从一个核糖体转移到另一个带电荷的 tRNA 上

解析:肽酰基转移酶催化的反应如下图所示。在肽酰基转移酶的催化下,P位上的肽酰tRNA肽链的酰基与A位上的氨基酰-tRNA的氨基进行反应,形成肽键。即把一条肽链转移到了一个氨基酸上。

93. 将红色苹果植株的枝条嫁接到黄色苹果植株上。 红色苹果植株的基因型为 AA,黄色苹果植株的基因型为 aa,嫁接的枝条上所开花的基因型是:(单选,1分)

A. Aa   B. AA和 Aa   C. AA   D. AA 和 aa

解析:嫁接属于人工营养繁殖。砧木只是为接穗提供营养,并不影响接穗的遗传物质。

94. 某疾病的致病基因位于常染色体上,且该病症是显性性状。现有一对夫妇,自己本身并不表现这种疾病的任何症状,但他们生的两个孩子则均患这种疾病,请问下述哪种遗传机理能够最好地解释这个原因:(单选,1 分)

A. 可变表现度(variable expressivity)

B. 单亲双体型(uniparental disomy)

C. 新的突变

D. 父母某一方的胚胎镶嵌性(germinal mosaicism)

E. 不完全外显(incomplete penetrance)

解析:基本概念及特点介绍如下。

表现度:相同基因型的不同个体基因表达的变化程度。题中亲子并没有表现出患病严重程度的高低。

单亲二体征(单亲双体型,uniparental disomy):来自父母一方的染色体片段被另一方的同源部分取代(节段性单亲源二体),或一个个体的两条同源染色体都来自同一亲体。后者有可能涉及三体挽救,即合子开始时为三体,而三条染色体中的一条丢失后在1/3的情况下导致单亲二体(如下图)。无论哪种情况都比较罕见,而该题中两个孩子都由此患病的几率较低。

突变:频率较低,两个孩子同时由于突变而患病的几率较低。

胚胎镶嵌型:指同一个体的体细胞有不同的遗传组成,即传说中双精双卵发育而成的“奇美拉”,质心竞赛课上多次提到!题中夫妇均不表现任何患病症状,而带A致病基因的细胞又必须至少要分布在生殖腺处。该情况出现可能性较小,误选此项的同学,这锅麦子老师不背!

不完全外显:指某一基因型的部分个体没有表现出预期的表型。该题中可能是父母某一方或者双方携带A致病基因但是未能外显,A基因传给子代,并表现出致病性状。

95. 下列关于性连锁遗传说法,错误的是:(单选,1 分)

A. X染色体的伴性隐性遗传有交叉遗传现象 

B. X连锁的隐形遗传,男性患病的可能性远远大于女性 

C. 不存在X连锁显性遗传病

D. Y连锁的性状都是显性的

解析:交叉遗传:男性的致病基因只能从母亲传来,且将来只可能传给其女儿,即男传女,女传男,患者可隔代出现。位于X染色体(在ZW型为Z染色体)上的隐形基因及其控制的性状表现此种遗传方式。男性为XY型,所以男性只需要一个致病基因就能患病。在一个遗传平衡的群体中,患病男性的频率若为q,则患病女性为q²。

96. 利用化学诱变剂对果蝇(P)进行诱变,下列说法正确的是:(单选,1分) 

A. 应在减数分裂前诱变,不能在减数分裂后诱变 

B. 无论何时诱变,F1外交所产生的 F2均有1/2含有相同突变 

C. 减数分裂后诱变,导致 F1形成嵌合体 

D. 诱变果蝇产生的子一代之间杂交,会有1/4的可能性产生突变纯合体

解析:A. 无论减数分裂前后都可以对果蝇进行诱变,只是两者的结果不尽相同,故不对。

并不清楚题干中减数分裂前诱变与减数分裂后诱变的具体含义及差别,如果生殖细胞突变和体细胞突变的话,就可以理解原答案了。如下图以人为例,在减数分裂前诱变,产生的是突变配子,F1为杂合子,全身细胞都含有突变基因,后代F2中一半带有突变基因,一半野生型;减数分裂后诱变,产生的是后代体细胞突变,F1为嵌合体,但生殖细胞不受影响,因此F1与野生型产生的后代都不含该突变。

B. 外交应该是指用F1代和野生型交配。由上可知,两种诱变结果不同,B不对。

C. 嵌合体:胚胎发育早期,同一受精卵来源的不同核型的细胞系共同发育而导致同一个体中不同基因型的出现,与多个受精卵相融合的奇美拉不是一个概念!如上所述,减数后诱变可导致F1嵌合体形成,C正确。

D. 由于不知道是减数分裂前诱变(这种情况下发生的几率为1/4)还是减数分裂后诱变(使子一代杂交产生突变纯合体的几率几乎为0),也不对。

97. 在哪种条件下可以用限制性片段长度多态性(restriction length polymorphism, RFLP)来检测某种遗传病:(单选,1分) 

A. 限制性片段长度不变,但是电荷改变,限制性片段在电泳时位置发生改变 

B. 通过电泳可以检测到突变基因所表达的蛋白与正常基因所表达的蛋白明显不同 

C. 通过基因组测序检测到突变基因有插入或缺失的片段 

D. 引起疾病的突变基因内限制性酶切位点发生改变,或者是突变基因与一个发生改变的酶切位点紧密连锁

解析:限制性片段长度多态性:用同一种限制性内切酶消化不同个体的DNA时,会由于DNA点突变(引入或者去除酶切位点)或DNA重组(如插入和缺失发生在两酶切位点间)得到长度各不相同的限制性片段类型。可以用于比较个体间的DNA水平的差异。

A. 由于酶切后使用琼脂糖凝胶电泳,DNA为线状双链构象,碱基被包埋在DNA分子的内部,所带电荷基本由暴露在外的磷酸基团决定。所以相同长度的限制性片段带电荷量相同、电泳迁移率相同;B. 不是检测表达的蛋白质;C. 没有提及限制性酶切位点,而且都已经基因组测序了没必要再用RFLP了。

98. 下列关于遗传物质的描述,哪项是错误的:(单选,1分) 

A. DNA复制时,冈崎片段的合成需要RNA引物 

B. DNA复制与DNA修复合成一样,都是由5’→3’方向 

C. DNA的复制方式有多种,通常是双向进行的,但滚动式复制却是单向的 

D. 单链DNA结合蛋白与DNA结合之后使双链DNA解链

解析:A. 在DNA 复制时,因为DNA聚合酶只能沿亲链的3’→5’方向合成互补的子链,所以方向5’→3’的亲链只能合成不连续的短链子链,这些短链含400~2000个核苷酸(一般原核生物1000-2000 nt,真核生物100-200 nt)。由于起始合成短链时没有3’-OH,故每一条都需要RNA作为引物(原核生物50-100 nt,真核生物10-12 nt)。

B. 无论是DNA复制还是修复合成,都涉及到脱氧核糖核酸链的聚合,而这一过程需要有3’-羟基作为引物接受DNA聚合酶从核苷三磷酸中转移的核苷酸残基。故均为5’→3’方向。

C. 滚环复制(滚动式复制):第一步,双链环状质粒DNA以某种方式切断其中一条链,其5’端与特殊蛋白相连,3’端不断地由DNA聚合酶催化,以未切断的一条环形链为模板,加上新的核苷酸。由于3’端不断延长,而5’端不断被甩出,好像中间的一个环在不断滚动一样,因而称为滚环复制。第二步,以ssDNA的形式释放替换链,再通过单链起点(sso)起始另一条单链的合成。故而是单向进行的。

D. 双链DNA解链是依靠DNA解螺旋酶完成的,而单链结合蛋白(大肠杆菌为SSB,真核生物为RP-A)的功能是结合保护单链并防止恢复双链。

99. 有一对夫妇均患白化病(albinism),但他们的孩子却正常。对这个现象最可能的解释是:(单选,1 分) 

A. 这一对夫妇虽然都患白化病,但相似的表型是由同一基因座上不同的等位基因引起的,即等位基因异质性(allelic heterogeneity) 

B. 这一对夫妇的白化病虽然表型相似,但却是不同基因座上的突变引起的,也就是基因座异质性(locus heterogeneity) 

C. 白化病病症与可变表现度(variable expressivity) 有关 

D. 他们的孩子有白化病基因但不完全外显(incomplete penetrance) 

E. 他们的孩子出现了突变

解析:关于基因异质性这题考过次数太多了。。。师大就考了两三次了吧!

异质性:一种遗传性状可由多种不同方式的遗传物质改变引起

等位基因异质性:某一遗传性状是由同一基因座上的不同突变位点引起的

基因座异质性:某一遗传性状是由不同基因座上的基因突变引起的,这些基因是功能上的等位基因(但位置上不等位),表现顺反型遗传效应。

100. 假如一个性状是呈数量遗传的,但遗传力是0,那么以下哪个结论是正确的:(单选,1 分)

A. 确实是不遗传的

B. 基因型完全相同的个体表型相同

C. 几乎完全受到环境的影响

D. 是很多互作基因引起的结果

解析:遗传力又称遗传率,用于衡量生物性状(主要指数量性状)从亲代传递给后代的相对能力,或者说是生物群体中一个性状可遗传的变异占全体总变异的百分率。分为广义遗传率(H²B)和狭义遗传率(h²n)。分别为:H²B =VG/VP,h²n=VA/VP(其中VG=VA+VD+VI,VA是育种值的方差,又叫加性遗传方差,是可固定遗传的变异部分;VD是显性偏差的方差,VI是上位偏差的方差,一般属于非固定遗传的变异)

A. 遗传率为0表明遗传因素对性状的影响远远小于环境因素对性状的影响但并不等同于不遗传。B. 由于遗传率低,环境因素影响大,所以相同基因型的个体可能有不同的表型。D. 由于计算广义遗传率的方差VG包括了VI(基因的上位效应产生的方差)等方差组分,即基因间相互作用的方差组分。而遗传力为0,则互作基因对表型方差的影响也几乎没有。因此选C。


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