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    15．研究人员发现甲、乙两种植物可进行种间杂交（不同种的生物通过有性杂交产生子代）．两种植物均含14条染色体，但是两种植株间的染色体互不同源．两种植株的花色各由一对等位基因控制，基因型与表现型的对应关系如图所示．研究人员进一步对得到的大量杂种植株H研究后发现，植株H能开花，且A1、A2控制红色素合成的效果相同，并具有累加效应．请回答下列问题：
    （1）植株H的表现型及比例为红色：粉红色：白色=1：2：1．植株H不可育的原因是没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子．
    （2）将植株H经①处理培育为可育植株M，常采用的处理方法是用秋水仙素处理植株H的幼苗．在减数第一次分裂前期，植株M的初级性母细胞中形成14个四分体，写出含有基因a1的四分体上有关花色的基因组成a1a1a1a1．
    （3）由植株H中开粉红色花的植株培育成的植株M自交，产生的子代有5种表现型．
    （4）用①处理方式处理植株N的幼苗，性成熟后自交，产生的子代有5种表现型，表现型的比例为1：8：18：8：1．

    分析 根据题意和图示分析可知：两种植株的花色各由一对等位基因控制，遵循基因的分离定律．A1对a1不完全显性，A2对a2不完全显性．由于两种植株间的染色体互不同源，属于两种不同的物种，存在生殖隔离，所以植株H不可育．

    解答 解：（1）植物A1a1能产生A1和a1两种配子，植物A2a2能产生A2和a2两种配子，它们杂交后代基因型为A1A2、A1a2、A2a1和a1a2．由于A1、A2控制红色素合成的效果相同，并具有累加效应，所以植株H的表现型及比例为红色：粉红色：白色=1：2：1．由于两种植株间的染色体互不同源，所以植株H的细胞内没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子，因而不可育．
    （2）将植株H经①处理培育为可育植株M，常采用的处理方法是用秋水仙素处理植株H的幼苗，使其染色体数目加倍．在减数第一次分裂前期，植株M的初级性母细胞中形成14个四分体，由于每个四分体含有一对同源染色体、2条染色体、4条染色单体，所以含有基因a1的四分体上有关花色的基因组成是a1a1a1a1．
    （3）植株H中开粉红色花的植株基因型为A1a2、A2a1，所以植株M为A1A1a2a2或A2A2a1a1，其自交后代显性基因的个数可以是4、3、2、1、0，所以后代有5种表现型．
    （4）用①处理方式处理植株N的幼苗，体细胞染色体加倍，基因型为A1A1a1a1．性成熟后，产生的配子基因型为A1A1：A1a1：a1a1=1：4：1．自交后代的基因型为$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$A1A1A1A1、（$\frac{1}{6}$×$\frac{4}{6}$+$\frac{1}{6}$×$\frac{4}{6}$）=$\frac{8}{36}$、A1A1A1a1、（$\frac{4}{6}$×$\frac{4}{6}$+$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$+$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$）=$\frac{18}{36}$、A1A1a1a1、（$\frac{1}{6}$×$\frac{4}{6}$+$\frac{4}{6}$×$\frac{1}{6}$）=$\frac{8}{36}$、A1a1a1a1、$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$a1a1a1a1．由于A1具有累加效应，因此，产生的子代有5种表现型，比例为1：8：18：8：1．
    故答案为：
    （1）红色：粉红色：白色=1：2：1 没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子
    （2）用秋水仙素处理植株H的幼苗   14   a1a1a1a1
    （3）5
    （4）5 1：8：18：8：1

    点评 本题考查基因分离定律、多倍体育种的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中生物 来源：2015-2016学年甘肃天水秦安第一中学高一上学期期末考试生物试卷（解析版） 题型：选择题

    一分子CO2从叶肉细胞的线粒体中扩散出来直接进入一相邻细胞的叶绿体中，共穿过的生物膜层数是（ ）

    A．5 B． 6 C．7 D．8

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    6．自交不亲和性指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象，如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代．请回答：

    （1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S1、S2…S15）控制，以上复等位基因的出现是基因突变的结果，同时也体现了该变异具有多方向性特点．
    （2）烟草的花粉只有通过花粉管（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精．如图1为不亲和基因的作用规律：
    ①将基因型为S1S2的花粉授于基因型为S2S4的烟草，则子代的基因型为S1S2和S1S4；若将上述亲本进行反交，子代的基因型为S1S4和S2S4．
    ②自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体，结合示意图说出理由：如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精．
    ③科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株．如图2，已知M基因成功导入到Ⅱ号染色体上，但不清楚具体位置．现以该植株为父本，与基因型为S1S2的母本杂交，根据子代中的抗病个体的比例确定M基因的具体位置．
    a、若后代中抗病个体占$\frac{1}{2}$，则说明M基因插入到S2基因中使该基因失活．
    b、若后代中若后代中无抗病个体，则M基因插入到S2基因以外的其他位置
    （3）研究发现，S基因控制合成S核酸酶和S蛋白因子的两个部分，前者在雌蕊中表达，后者在花粉管中表达，传粉后，雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中，与对应的S因子特异性结合，进而将花粉管中的rRNA降解，据此分析花粉管不能伸长的直接原因是缺少核糖体，无法合成蛋白质．

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    科目：高中生物 来源： 题型：填空题

    3．分析有关基因表达的资料，回答问题．取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如图1．
    （1）基因1～8中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因2．
    （2）图1所示细胞中功能最为近似的是细胞A．
    A．1与6　B．2与5  C．2与3  D．4与5
    （3）判断图1中细胞功能近似程度的依据是表达的相同基因最多，差异表达的基因最少．
    （4）图2中现欲研究基因1和基因7连接后形成的新基因的功能，导入质粒前，用限制酶切割的正确位置是B．

    （5）如图3是表达新基因用的质粒的示意图，若要将新基因插入到质粒上的A（黑色部分）处，则切割基因时可用的限制酶是C．
    A．HindⅢB．EcoRⅠC．EcoB       D．PstⅠ
    （6）新基因与质粒重组后的DNA分子导入受体细胞的概率很小，因此需进行筛选，才能确定受体细胞已含有目的基因．

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    10．如图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程．种群中每只甲虫都有相应的基因型，A和a这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如图2所示，请据图回答下列问题．

    （1）从图2可知，控制甲虫体色的A和a这对等位基因的关系是不完全显性．在种群Ⅰ中出现了基因型为A′A的甲虫，A′基因最可能的来源是基因突变．该来源为生物进化提供原材料．A′A个体的出现将会使种群Ⅰ基因库中的基因频率发生改变，因此种群Ⅰ有（有/没有）进化．
    （2）图中箭头表示通过迁移，两个种群的基因库之间有机会进行基因交流．由此可知，种群Ⅰ和种群Ⅱ之间不存在地理（生殖）隔离，因此没有（有/没有）新物种诞生．
    （3）根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是种群Ⅰ，该环境对甲虫的生存起到选择作用．

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    20．图1表示某植物成熟叶肉细胞代谢的某些过程（图中的数字代表物质，a、b代表细胞器），图2表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系．图3是该植物某叶肉细胞在光照强度不同、其他条件相同且适宜时，单位时间内叶肉细胞中CO2与O2量的变化图．

    （1）图1中b的名称是线粒体，③的名称是丙酮酸，②通过渗透作用进入液泡．
    （2）在利用塑料大棚栽培蔬菜时，如果遇到阴雨连绵的天气，图甲叶肉细胞中a的光反应（或光合作用）过程很难进行．在此种情况下，可适当采取降温措施，抑制有氧呼吸（或呼吸作用）过程的速度，以减少有机物的消耗．
    （3）近年来中国雾霾天气总体呈增加趋势．若在图2所示条件下，因雾霾天气的影响，光照强度由原来的8klx降为4klx，则每小时每100cm2叶片产生的葡萄糖是原来8klx情况下的$\frac{2}{3}$（填比例）．
    （4）图3中，当光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率小于（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸作用速率；当光照强度为c时，该叶肉细胞光合作用所需CO2来自该叶肉细胞中的线粒体产生．
    （5）植物的气孔一般长约7～30μm，宽约1～6μm，空气中的悬浮颗粒物大小则1-90μm不等．据此分析，雾霾天气对植物的光合作用还会有怎样的影响？雾霾中的颗粒物可能导致部分气孔被堵塞，影响二氧化碳的吸收，使光合速率减慢．

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    7．实验题
    （1）在“叶绿体色素的提取与分离”实验中加入少量碳酸钙的目的是防止叶绿体中色素遭到破坏；无水乙醇作用是溶解色素，二氧化硅作用是使叶片研磨充分，实验结果在滤纸条上呈蓝绿色的色素是叶绿素a．
    （2）检测还原糖用斐林试剂，沸水浴加热后该试剂与还原糖发生反应生成砖红色色沉淀．
    （3）在显微镜的视野中有一叶绿体位于左上方，要将此叶绿体移到视野的正中央，装片应向左上方方移动．
    （4）在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，一般用洋葱的根尖部位作实验材料．观察细胞有丝分裂各时期图时，主要是观察细胞中的染色体变化．
    （5）在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”的实验中，当滴加0.3g/ml的蔗糖溶液时，通过显微镜观察，发现洋葱表皮细胞内的紫色越来越深．

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    4．对光合作用最有效的一组光是（　　）
    A．红光和蓝紫光B．红光和黄光C．绿光和蓝紫光D．绿光和红光

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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

    5．下列关于颤藻和水绵的描述，错误的是（　　）
    A．生活状态下颤藻呈蓝绿色，水绵呈绿色
    B．相同长度的丝状体中颤藻细胞个数少于水绵
    C．颤藻细胞内有色素，水绵中有带状叶绿体
    D．颤藻细胞的细胞核无核膜包被，但与水绵细胞一样都有核糖体

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