专题五 遗传的细胞学基础——高考生物学三年(2022-2024)真题精编卷（含解析）

高考生物学三年（2022-2024）真题精编卷
专题五 参考答案
1.答案：B
解析：减数分裂 I 结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半， A 正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂 I 的前期，B 错误；有丝分裂前 的间期进行 DNA 复制和有关蛋白质的合成，为后面的有丝分裂作准备，C 正确； 有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因 而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性，D 正确。
2.答案：A
解析：由题意可知，基因型为 Aa 的多个精原细胞在减数分裂 Ⅰ 时，仅 A 、a 所 在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。（1）若 A 、a 所在的染 色体片段发生交换，则 A 、a 位于姐妹染色单体上，存在以下两种情况：①异常 联会的同源染色体进入 1 个子细胞，则子细胞的基因组成为 AAaa 或不含 A 、a， 经减数分裂Ⅱ , 同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为 Aa 和 不含 A 、a 的精子；②异常联会的同源染色体进入 2 个子细胞，则子细胞的基因 组成为 Aa ，经减数分裂Ⅱ , 可形成基因型为 A 或 a 的精子。（2）若 A 、a 所在 的染色体片段未发生交换，则存在以下两种情况：①异常联会的同源染色体进入 1 个子细胞，则子细胞的基因组成为 AAaa 或不含 A 、a ，经减数分裂Ⅱ , 同源染 色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为 AA、aa 和不含 A、a 的精子； ②异常联会的同源染色体进入 2 个子细胞，则子细胞的基因组成为 AA 或 aa，经 减数分裂Ⅱ , 可形成基因型为 A 或 a 的精子。综上所述，精子的基因组成包括 AA、aa、Aa、A、a 和不含 A 或 a，共 6 种，与基因组成为 A 或 a 的卵细胞结合， 通过棋盘法可知，受精卵的基因组成包括 AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、 A 、a ，共 9 种，A 正确。
3.答案：C
解析：一条染色体上的两条染色单体是经过复制而来的，大小一样，故将 2 个 5cm 蓝色橡皮泥条扎在一起，可以模拟 1 个已经复制的染色体，A 正确；同源染 色体一般大小相同，一条来自母方，一条来自父方（用不同颜色表示），故将 4 个 8cm 橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，可以模拟 1 对同源染色体的配对，B
生物学 ·参考答案 第 1 页（共 5 页）
正确；减数分裂后期 Ⅰ 时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞同极 的橡皮泥条颜色可能相同，也可能不同，C 错误；减数分裂后期Ⅱ时，染色体着 丝点分裂，姐妹染色单体分离，均分到细胞两极，故模拟减数分裂后期Ⅱ时，细 胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同，D 正确。
4.答案：C
解析：遗传实验绿豆和黄豆大小不同，被抓取的概率不同，为保证被抓取的概率 相同，实验一中不可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟 D 和d 配子，A 错误；着丝粒分裂并非纺锤丝牵引所致，B 错误；用订书钉将两个纸条片段连接， 可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C 正确；实验一中，需另加一桶，桶内添加 代表另一对等位基因的彩球，可模拟两对等位基因的自由组合，D 错误。
5.答案：D 解析：
乙时期细胞中着丝粒已经分裂，无染色单体，C 错误；因为 A 基因所在的染色 体片段和 a 基因所在的染色体片段发生了交换，所以该初级精母细胞完成减数分 裂产生的 4 个精细胞的基因型分别为 AXD 、aXD 、AY 、aY ，D 正确。
6.答案：D
解析：含有 M 基因的个体同时含有 s 基因，即雄性个体均表现为灰色，雌性个 体不含有 M 基因，只含有 m 基因，故表现为黑色，因此所有个体均可由体色判 断性别，A 正确；含有 Ms 基因的个体表现为雄性，基因型为 MsMs 的个体需要
生物学 ·参考答案 第 2 页（共 5 页）
亲本均含有 Ms 基因，而两个雄性个体不能杂交，B 正确；亲本雌性个体产生的 配子为 mX，亲本雄性产生配子时，M 和s 所在染色体有可能与 X 染色体配对或 与 m 所在染色体配对，故产生的雄配子为 MsX 、Ms 、mX 、m ，子一代中只含一 条 X 染色体的雌蝇胚胎致死，故子一代雄性个体为 1/3XXY′（MsmXX）、1/3XY′ （MsmX），雌蝇个体为 1/3mmXX。子一代雌雄个体随机交配，雄性个体产生 的配子种类及比例为 MsX ︰ mX ︰ Ms ︰ m=2 ︰ 2 ︰ 1 ︰ 1；雌性个体产生的配子为 mX，雌雄配子随机结合，考虑致死情况，子二代的基因型及比例为 MsmXX ︰ mmXX ︰ MsmX=2 ︰ 2 ︰ 1，故子二代中雌性个体所占比例为 2/5，雄性个体中 MsmX（即 XY ′ ）比例为 1/5。运用不完全归纳法分析可知， 每一代中雌性个体 的基因型均为 mmXX，占比升高；雄性个体中 XY ′所占比例逐代降低，C 正确， D 错误。
7.答案：C
解析：由图甲可知，①至④区段发生了倒位，A 错误；由图乙可知，细胞中Ⅱ和 Ⅳ发生了交叉互换，B 错误；由题干可知若配子中出现染色体片段缺失或重复， 则配子不能存活，而出现倒位的配子能存活。由图乙可知， 该精原细胞可能会形 成四个配子：ABCDE（正常）、adcbe（倒位但能存活）、ABcda（缺失了 E/e， 不能存活）、ebCDE（缺失了 A/a，不能存活），因此该精原细胞共产生了 2 种 类型的可育雄配子，C 正确、D 错误。
8.答案：D
解析：若在初级卵母细胞进行减数第一次分裂后期，某对同源染色体没有分离， 第一极体有 24 条染色体，次级卵母细胞有 22 条染色体，则会出现第二极体和卵 细胞的染色体数目都为 22 ，A 错误；人类的染色体 2N＝46，若第一极体的染色 体数目为 23，则次级卵母细胞染色体数目一定是 23，B 错误；若减数分裂正常， 由于之前的交叉互换有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因，故 第二极体 X 染色体有 1 个 a 基因，卵细胞中也可能是 XA 基因，则所生男孩不患 病，C 错误；若减数分裂正常，且第一极体 X 染色体有 2 个 A 基因，则次级卵 母细胞中有两个 a 基因，卵细胞中也会携带 a 基因，则所生男孩一定患病，D 正 确。
9.答案：C
生物学 ·参考答案 第 3 页（共 5 页）
解析：唐氏综合征的病因是患者的亲本（主要是母本）的生殖细胞在进行减数分 裂的过程中出现异常，产生了含有 2 条 21 号染色体的配子，之后含有 2 条 21 号染色体的配子参与受精，A 正确；染色体数目变异可通过显微镜进行观察，唐 氏综合征患者的体细胞中含有 3 条 21 号染色体，可通过分析有丝分裂中期细胞 的染色体组型进行产前诊断，B 正确；患者性母细胞减数分裂时能正常分裂，形 成可育配子，C 错误；自身免疫病是由免疫系统不能正常识别自我成分，错误攻 击自身细胞而引起的疾病，因此常需服用免疫抑制剂来降低免疫系统的功能，以 减轻自我攻击，缓解症状，病原体感染可以激活机体免疫系统的功能，唐氏综合 征患者常伴有自身免疫病，降低感染可减轻患者的自身免疫病症状，D 正确。
10.答案：B
解析：从题意分析得出，甲、乙、丙图表示发生在一个特定空间中的一个花粉母 细胞减数分裂过程中的不同时期，包括一个细胞、两个细胞与四个细胞的阶段。 乙、丙分别是四个子细胞形成过程中不同分裂期的中期图像，则乙为 M Ⅰ中期 图像，丙为 MⅡ中期图像。中期的特点是染色体排列在细胞中央赤道板上，丙 中的染色体“一”字排列在细胞中央赤道板上，以是从与赤道板平行方向（平视） 观察到的细胞分裂图像，而乙中染色体不呈“一”字排列，且可以观察到几乎所 有染色体，所以乙是从与赤道板垂直方向观察到的细胞分裂图像，A 错误。图中 所给百合是二倍体（2n=24），因此乙中单个细胞的染色体组数是 2，丙中为 1 ， B 正确。乙中单个细胞的同源染色体对数为 12，丙中无同源染色体，C 错误。基 因的分离和自由组合发生于 M Ⅰ后期，而丙所示时期的下一个时期为 MⅡ后期， D 错误。
11.答案：D
解析：21 三体综合征属于染色体数目变异引起的遗传病，病因是患儿的父亲或 母亲的减数分裂异常，产生了含有两条 21 号染色体的精子或卵细胞。根据题中 凝胶电泳结果图示可判断，患儿同时含有母亲体内 21 号染色体上的 A2 和 A3 基 因，故患儿的病因是母亲减数分裂异常，产生了含有两条 21 号染色体的卵细胞。 若考虑同源染色体交叉互换，一条 21 号染色体可以同时含有 A2 和 A3 基因，产 生同时含有 A2 和 A3 基因的卵细胞，可能因为卵原细胞进行减数第一次分裂时 同源染色体未分离，或减数第二次分裂时姐妹染色单体分开后形成的子染色体移
生物学 ·参考答案 第 4 页（共 5 页）
向同一极，A 、B 正确；若不考虑同源染色体交叉互换，一条 21 号染色体不可 能同时含有 A2 和 A3 基因，卵原细胞进行减数第一次分裂时同源染色体未分离， 才可能产生同时含有 A2 和 A3 基因的卵细胞，C 正确，D 错误。
12.答案：（1）减数分裂 I 中期（MI 中期，减 I 中期）；10；降低；M 蛋白使减 数分裂细胞中 R 蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常
（2）母本（Mm）、父本（mm）
（3）3；分别研究 M 基因两个突变位点 A 突变为 G 和两个 A 分别突变为 G 后， 对花粉发育率的影响
解析：（1）图 1③时期，细胞中的同源染色体集中在细胞中央的赤道板位置， 细胞所处的时期为减数分裂 I 中期。⑥是减数分裂Ⅱ完成后形成的子细胞，其中 的染色体数是体细胞的一半，为 10 条。由图 2 可以直接看出，相对于普通玉米 （mm），突变体中 R 蛋白量显著降低，由题中信息知，减数分裂细胞中影响染 色体联会的 R 蛋白量与 M 蛋白质有关，再结合图 1 可推出，M 蛋白可使减数分 裂细胞中 R 蛋白减少，进而影响染色体联会，造成同源染色体分离异常。（2） 由题中信息知，显性基因 M 控制雄性不育性状。欲利用现有植株通过杂交方式 获得种子用于 M 基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为 Mm（母本）和 mm（父本）。（3）357×3=1071，由于 m 基因非模板链上第 1072 位为 G，则 编码相应蛋白的 mRNA 上第 1072 位为 G ，突变后，编码 M 蛋白的 mRNA 上第 1072 位为 A，则编码该蛋白第 358 位氨基酸的密码子的第一位碱基为 A，对应 tRNA 反密码子第 3 位的碱基为 U。如需用定点突变方法分析 M 基因的两个突变 位点对玉米花粉可育率的影响，需要设置第一个位点突变、第二个位点突变、两 个位点均突变三个实验组。
生物学 ·参考答案 第 5 页（共 5 页）生物学 ·专题五 第 1 页 共 3 页
高考生物学三年（2022-2024）真题精编卷
专题五 遗传的细胞学基础
一、单项选择题：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.【2024 ·北京卷】水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误 的是( )
A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B. 同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C.有丝分裂前的间期进行 DNA 复制
D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
2.【2022 · 山东卷】减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入 1 个或 2 个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若 无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基 因型为 Aa 的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅 A、a 所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单 体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为 Aa 的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结 合形成受精卵。已知 A 、a 位于常染色体上，不考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种 类最多分别为( )
A.6；9 B.6；12 C.4；7 D.5 ；9
3.【2022 ·浙江卷】在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作 4 个蓝色（2 个 5cm、2 个 8cm） 和 4 个红色（2 个 5cm、2 个 8cm）的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程。下列叙 述错误的是( )
A.将 2 个 5cm 蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟 1 个已经复制的染色体
B.将 4 个 8cm 橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟 1 对同源染色体的配对
C.模拟减数分裂后期Ⅰ时，细胞同一极的橡皮泥条颜色要不同
D.模拟减数分裂后期Ⅱ时，细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同
4.【2024 ·湖北卷】模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分 离比的模拟实验 ”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球 代表 D 、d 雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型 ”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥 制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA 分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉 和写有 DNA 序列的纸条等模拟 DNA 分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是 ( )
A.实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟 D 和d 配子
B.实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
C.实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键
D. 向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
5.【2023 ·浙江卷】某基因型为 AaXDY 的二倍体雄性动物（2n=8），1 个初级精母细胞的染色体 发生片段交换，引起 1 个 A 和 1 个 a 发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中， 某两个时 期的染色体数目与核 DNA 分子数如图所示。
下列叙述正确的是 ( )
A. 甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象 B. 乙时期细胞中含有 1 条 X 染色体和 1 条 Y 染色体 C. 甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为 8 个
D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的 4 个精细胞的基因型均不相同
6.【2022 · 山东卷】家蝇 Y 染色体由于某种影响断成两段，含 s 基因的小片段移接到常染色体获 得 XY′个体，不含 s 基因的大片段丢失。含 s 基因的家蝇发育为雄性，只含一条 X 染色体的雌蝇 胚胎致死，其他均可存活且繁殖力相同。M、m 是控制家蝇体色的基因，灰色基因M 对黑色基因 m 为完全显性。如图所示的两亲本杂交获得 F1，从 F1 开始逐代随机交配获得 Fn。不考虑交换和 其他突变，关于 F1 至 Fn，下列说法错误的是( )
A.所有个体均可由体色判断性别
B.各代均无基因型为 MM 的个体
C.雄性个体中 XY ′所占比例逐代降低 D.雌性个体所占比例逐代降低
7.【2024 ·浙江卷】某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位，如图甲。减数分裂过程中，由于 染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的交叉互换，如图乙。 完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失，染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现
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倒位的配子能存活。下列叙述正确的是 ( )
A. 图甲发生了①至③区段的倒位
B. 图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生交叉互换
C.该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失
D.该精原细胞共产生了 3 种类型的可育雄配子
8.【2022 ·重庆卷】人卵细胞形成过程如图所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查，可降低后 代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子高龄且是血友病 a 基因携带者（XAXa），需进行遗传筛查。 不考虑基因突变，下列推断正确的是( )
A.若第二极体的染色体数目为 22，则卵细胞染色体数目一定是 24
B.若第一极体的染色体数目为 23，则卵细胞染色体数目一定是 23
C.若减数分裂正常，且第二极体 X 染色体有 1 个 a 基因，则所生男孩一定患病
D.若减数分裂正常，且第一极体 X 染色体有 2 个 A 基因，则所生男孩一定患病
9.【2023 ·江苏卷】由三条 21 号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病，患者常伴有自身免 疫病。下列相关叙述错误的是 ( )
A.病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B.通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
C.患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D. 降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
10.【2023 ·天津卷】甲图示百合（2n=24）一个花粉母细胞减数分裂形成的四个子细胞，乙和丙 分别是四个子细胞形成过程中不同分裂期的中期图像。下列叙述正确的是( )
A. 乙和丙均是从与赤道板垂直方向观察到的细胞分裂图像
B. 乙中单个细胞的染色体组数是丙中单个细胞的两倍
C. 乙中单个细胞的同源染色体对数是丙中单个细胞的两倍 D.基因的分离和自由组合发生于丙所示时期的下一个时期
11.【2022 ·湖北卷】为了分析某 21 三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的 21 号染色体上 的 A 基因（A1～A4）进行 PCR 扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙
述错误的是( )
A.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂 21 号染色体分离异常
B.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂 21 号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂 21 号染色体分离异常 D.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂 21 号染色体分离异常
二、非选择题
12.【2023 ·重庆卷】科学家在基因型为 mm 的普通玉米（2n=20）群体中发现了杂合雄性不育突 变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因 M（编码蛋白质 M）。研究发现， 突变体玉米雄性 不育与花粉母细胞减数分裂异常密切相关（图 1）：进一步研究发现，减数分裂细胞中影响染色 体联会的 R 蛋白量与 M 蛋白质有关（图2）。
注：M-Del：敲除 M 基因的突变体；①~⑤为依次发生的减数分裂Ⅰ或Ⅱ某时期：⑥为减数分裂Ⅱ结 束后形成的子细胞；⑦为花粉及可育率
（1）图 1 中③所示的时期为 ，⑥中单个正常细胞内染色体数目为 。玉米减数分 裂细胞中 R 蛋白量减少，植株的花粉可育率将 。推测玉米突变体中 M 蛋白质影响减数分 裂的机制为 。
（2）欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于 M 基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应 为 。
（3）M 基因与 m 基因DNA 序列相比，非模板链上第 1072 和 1094 位的两个碱基突变为 A，致使 M 蛋白质的第 358 和 365 位氨基酸分别变为 x 和y（图 3）；按 5'-3'的方向，转运x（第 358 位） 的 tRNA 上反密码子第 位碱基必为 U。如需用定点突变方法分析 M 基因的两个突变位点 对玉米花粉可育率的影响，可采取的分析思路为 。
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