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高考题中几道遗传题分类解析
2014年高考题中几道“遗传题”分类解析
一、考查基因的分离定律
1.结合遗传系谱图考查
(2014年新课标I卷,5)
【试题】下图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者,其余为表现型正常个体).近亲结婚时该遗传病发病率较高,假定图中第IV代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/48,那么,得出此概率值需要的限定条件是().
A.Ⅰ-2和Ⅰ-4必须是纯合子
B.Ⅱ-1、Ⅲ-1和Ⅲ-4必须是纯合子
C.Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-2和Ⅲ-3必须是杂合子
D.Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅳ-1和Ⅳ-2必须是杂合子
答案:
B
解析以单基因遗传病的遗传系谱图的形式考查基因的分离定律.
因为该病为单基因常染色体隐性遗传病,若致病基因用a表示,则患者Ⅰ1和Ⅰ3的基因型都是aa,由此可确定与本题有关的个体中Ⅱ2、Ⅱ3和Ⅱ4的基因型都是杂合子Aa,则可根据双亲Ⅱ3和Ⅱ4,推断出Ⅲ3是杂合子(Aa)的概率为2/3,再就需要继续确定与本题计算有关的个体中Ⅱ1、Ⅲ1、Ⅲ2和Ⅲ4的基因型(其中若Ⅱ1的基因型确定了,则可推断出Ⅲ2的基因型),至此可以根据以上所述的与本题有关个体的角度,将选项A、C、D选项都排除掉,选B选项.
接下来验证一下B选项:
若Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4都是纯合子,则可推断出:
①Ⅱ1AA×Ⅱ2Aa→Ⅲ2是杂合子(Aa)的概率为1/2;②Ⅲ1AA×Ⅲ21/2Aa→Ⅳ1是杂合子(Aa)的概率为1/2×1/2=1/4;③Ⅲ32/3Aa×Ⅲ4AA→Ⅳ2是杂合子(Aa)的概率为2/3×1/2=1/3Aa,通过②③的推断结果,可以计算出第Ⅳ代个体Ⅳ1(1/4Aa)和Ⅳ2(1/3Aa)婚配后生出患病孩子(aa)的概率为1/4×1/3×1/4=1/48.
2.结合植物育种考查
(2014年浙江卷,32)
【试题】利用种皮白色水稻甲(核型2n)进行原生质体培养获得再生植株,通过再生植株连续自交,分离得到种皮黑色性状稳定的后代乙(核型2n).甲与乙杂交得到丙,丙全部为种皮浅色(黑色变浅).设种皮颜色由1对等位基因A和a控制,且基因a控制种皮黑色.
请回答:
(1)甲的基因型是.上述显性现象的表现形式是.
(2)请用遗传图解表示丙为亲本自交得到子一代的过程.
(3)在原生质体培养过程中,首先对种子胚进行脱分化得到愈伤组织,通过培养获得分散均一的细胞.然后利用酶处理细胞获得原生质体,原生质体经培养再生出,才能进行分裂,进而分化形成植株.
(4)将乙与缺少1条第7号染色体的水稻植株(核型2n-1,种皮白色)杂交获得子一代,若子一代的表现型及其比例为,则可将种皮黑色基因定位于第7号染色体上.
(5)通过建立乙植株的,从中获取种皮黑色基因,并转入玉米等作物,可得到转基因作物.因此,转基因技术可解决传统杂交育种中亲本难以有性杂交的缺陷.
答案:
(1)AA不完全显性
(2)种皮浅色
种皮白色∶种皮浅色∶种皮黑色=1∶2∶1
(3)液体悬浮/细胞壁
(4)种皮浅色∶种皮黑色=1∶1
(5)基因文库/种间(或远缘)
解析考查育种知识中基因分离定律的应用.
(1)由题意可知,1对等位基因A、a控制的相对性状中,种皮颜色出现了白色、黑色和浅色3种表现型,由此可推知,显性性状为不完全显性,即杂合子的表现型与显性纯合子不同.由题意可知,基因a控制种皮黑色,则乙的基因型为aa,故甲与乙杂交后代丙的基因型为Aa.据题意甲与乙杂交得到的丙全部都为种皮浅色,由此可推知,种皮白色甲的基因型为AA.(基因型为AA的甲进行原生质体培养,得到的再生植株连续自交为什么会得到种皮黑色的乙呢?
原因可能是连续自交过程中发生了基因突变.)
(2)考查遗传图解的书写,注意写清亲代、子代的表现型和基因型及产生的配子情况.如下:
二、考查基因的自由组合定律
1.结合植物育种考查
(2014年安徽卷,31)
【试题】香味性状是优质水稻品种的重要特征之一.
(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制,其香味性状的表现是因为,导致香味物质的积累.
(2)水稻的香味性状与抗病性状独立遗传.抗病(B)对感病(b)为显性.为选育抗病水稻新品种,进行了一系列杂交实验.其中,无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示,则两个亲代的基因型是.上述杂交的子代自交,后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占的比例为.
(1)题中关键词是“香味物质的积累”,即香味物质未被分解.据基因与性状的关系“基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状”,可得出
(1)答案.
(2)由图示子代的表现型及其比例,可知,每对相对性状的遗传都符合基因的分离定律,由此可推知(关键:
一对一对的基因型分别进行推测),两个亲代的基因型中,因无香味∶有香味=3∶1,故1对基因型为双杂合:
Aa×Aa,又因抗病:
感病=1∶1,故另1对基因型为测交:
Bb×bb,由此可得,两个亲代的基因型是Aabb×AaBb.概率的计算,后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株的基因型为aaBB,杂交过程如下:
PAabb×AaBb
F1A_BbA_bbaaBbaabb
由上述杂交过程可知,F1有4种表现型,其中自交后代能产生aaBB个体的只有AaBb和aaBb这2种基因型的个体.关键是计算出F1中这2种基因型个体所占的比例,AaBb所占的比例为1/2×1/2=1/4,aaBb所占的比例为1/4×1/2=1/8,据此可得,①1/4AaBb自交的后代中aaBB在后代群体中所占比例为1/4×1/4×1/4=1/64;②1/8aaBb自交的后代中aaBB在后代群体中所占比例为1/8×1×1/4=1/32,故F1自交后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占的比例为1/64+1/32=3/64. (3)据题意,♀性纯合无香味植株(AA)与♂性香稻品种甲(aa)杂交,F1为基因型为Aa,表现型为无香味,而偶尔发现某一植株具有香味性状,可能的原因是发生了变异,一种可能是发生了基因突变,即A突变为a,基因型Aa变为aa,表现出香味性状;另一种可能是发生了染色体结构变异,即A基因所在的染色体片段缺失,基因型Aa变为a,使得香味性状得以表现.
(4)考查单倍体育种与多倍体育种知识并与植物组织培养技术结合.脱分化的结果是形成愈伤组织.细胞具有全能性的原因是含有全部的遗传信息.秋水仙素诱导染色体数目加倍的方法是,处理萌发的种子或幼苗,因为单倍体植株高度不育,所以是用秋水仙素处理单倍体的幼苗而获得二倍体植株.
2.结合动物杂交实验考查
(2014年山东卷,28)
【试题】果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性;短刚毛和长刚毛是一对相对性状,由一对等位基因(B、b)控制.这两对基因位于常染色体上且独立遗传.用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验,杂交组合、F1表现型及比例如下:
(1)根据实验一和实验二的杂交结果,推断乙果蝇的基因型可能为或.若实验一的杂交结果能验证两对基因E、e和B、b的遗传遵循自由组合定律,则丙果蝇的基因型应为.
(2)实验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为.
(3)在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1,F1中灰体果蝇8400只,黑檀体果蝇1600只.F1中e的基因频率为,Ee的基因型频率为,亲代群体中灰体果蝇的百分比为.
(4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交,在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇.出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失.现有基因型为EE、Ee和ee的果蝇可供选择,请完成下列实验步骤及结果预测,以探究其原因.(注:
一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死;各型配子活力相同)
实验步骤:
①用该黑檀体果蝇与基因型为的果蝇杂交,获得F1;
②F1自由交配,观察、统计F2表现型及比例.
结果预测:
Ⅰ.如果F2表现型及比例为,则为基因突变;
Ⅱ.如果F2表现型及比例为,则为染色体片段缺失.
答案
(1)EeBb/eeBb(注:
两空可颠倒);eeBb
(2)1/2
(3)40%/48%/60%
(4)答案一:
①EE
Ⅰ.灰体∶黑檀体=3∶1
Ⅱ.灰体∶黑檀体=4∶1
答案二:
①Ee
Ⅰ.灰体∶黑檀体=7∶9
Ⅱ.灰体∶黑檀体=7∶8
解析以果蝇为实验材料,考查基因的自由组合定律.
(1)由实验一的F1表现型及其每对相对性状的分离比(1∶1和1∶1)可推知,实验一亲本的杂交组合为EeBb×eebb或Eebb×eeBb;再由实验二的F1表现型及其每对相对性状的分离比(1∶1和3∶1)可推知,实验二亲本的杂交组合为EeBb×eeBb,综合实验一和实验二的推测结果,比较后可得出乙的基
因型可能为EeBb或eeBb.验证基因自由组合定律的方法为测交,由此可推知,实验一的甲、乙基因型应为(甲)eebb×EeBb(乙),∴丙的基因型为eeBb.
(2)概率的计算,实验二F1中与亲本基因型不同的个体所占的比例,由于乙×丙杂交的F1中有6种基因型,其中与亲本不同的有4种,直接计算较麻烦,所以采用逆向思维,计算与亲本基因型相同的个体所占的比例,用1减去,就能得出不同于亲本基因型的个体所占的比例.计算过程如下:
乙EeBb×eeBb丙→F1中与亲本乙基因型相同的EeBb的概率为1/2×1/2=1/4;
与亲本甲基因型相同的eeBb的概率为1/2×1/2=1/4,
故与亲本基因型相同的概率为1/4+1/4=1/2,则与亲本基因型不同的概率为1-1/2=1/2.
(3)据题意“在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配”可知,符合哈迪?
温伯格定律.E的基因频率用p表示,e的基因频率用q表示,则有公式(p+q)2=p2+2pq+q2=1成立,其中p2、2pq、q2分别表示EE、Ee和ee这3种基因型的频率,所以e的基因频率q=q2=16001600+2400=25=40%,E的基因频率p=1-40%=60%.
Ee的基因型频率为2pq=2×60%×40%=48%.
据题意可知,亲代群体都为纯合子,所以只有EE和ee这2种基因型的个体,由于符合哈迪?
温伯格定律,种群的基因频率不变,所以亲代中E和e的基因频率也分别为60%和40%,由此可推知亲代果蝇中灰体EE的百分比为60%.
(4)运用逆向思维思考,假设结果就是基因突变或就是染色体片段的缺失进行思考解题,无论是哪种原因引起的,选择的杂交个体都不能为ee,因为后代表现型一致,无法做出进一步的判断.所以可选择的杂交个体有EE或Ee.
法一:
选择与EE个体杂交:
假设原因是基因突变,则黑檀体果蝇的基因型为ee,杂交过程为Pee×EE→F1Ee自由支配F23/4E_∶1/4ee,由此可得,若F2表现型及其比例为灰体:
黑檀体=3∶1,则原因为基因突变;
假设原因为染色体片段缺失,则黑檀体果蝇的基因型为eo(o表示e缺失,即只有一个e基因),杂交过程为Peo×EE→F11/2Eo、1/2Ee自由支配F2,由题意可推知F1中,E的基因频率为1/2×1/2+1/2×1/2=1/2,e的基因频率为1/2×1/2=1/4,所以F2中胚胎时期致死的oo组合的概率为1/4×1/4=1/16,成活的概率为1-1/16=15/16,其中黑檀体(ee和eo)的概率为1/4×1/4+2×1/4×1/4=3/16,那么灰色(EE、Ee和Eo)的概率为15/16-3/16=12/16,由此可得,若F2表现型及其比例为灰体∶黑檀体=12/16∶3/16=4∶1,则原因为染色体片段缺失. 法二:
选择与Ee个体杂交:
由法一所述的方法,同理可得,若F2表现型及其比例为灰体:
黑檀体=7/16∶9/16=7∶9,则原因为基因突变;若F2表现型及其比例为灰体:
黑檀体=7/16∶1/2=7∶8,则原因为染色体片段缺失.(比较说明:
法一由于选择的是与纯合子进行杂交,F1的基因型要少,所以F1的表现型比例计算要简单一些.)
3.结合人类健康考查
(2014年重庆卷,8)
【试题】肥胖与遗传密切相关,是影响人类健康的重要因素之一.
(1)某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠,人们对该基因进行了相关研究.
①为确定其遗传方式,进行了杂交实验,根据实验结果与结论完成以下内容.
实验材料:
小鼠;杂交方法:
.
实验结果:
子一代表现型均正常;结论:
遗传方式为常染色体隐性遗传.
②正常小鼠能合成一种蛋白类激素,检测该激素的方法是.小鼠肥胖是由于正常基因的编码链(模板链的互补链)部分序列“CTCCGA”中的一个C被T替换,突变为决定终止密码(UAA或UGA或UAG)的序列,导致该激素不能正常合成,突变后的序列是,这种突变(填“能”或“不能”)使基因的转录终止.
③在人类肥胖症研究中发现,许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症,其原因是靶细胞缺乏相应的.
(2)目前认为,人的体重主要受多基因遗传的控制.假如一对夫妇的基因型均为AaBb(A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应,两对基因独立遗传),从遗传角度分析,其子女体重超过父母的概率是,体重低于父母的基因型为.
(3)有学者认为,利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代,表明决定生物进化的方向.在这些基因的频率未明显改变的情况下,随着营养条件改善,肥胖发生率明显增高,说明肥胖是共同作用的结果.
答案:
(1)①纯合肥胖小鼠和纯合正常/正反交
②抗原抗体杂交(分子检测)/CTCTGA(TGA)/不能③受体
(2)5/16/aaBb、Aabb、aabb
(3)自然选择/环境因素与遗传因素
解析考查社会上的热点――人类健康与遗传的关系.
(1)①遗传方式的确定,依据孟德尔的科学实验方法,判断基因显、隐性的方法为,选择纯合的具有相对性状的亲本进行杂交,F1表现出的亲本的性状为显性性状;判断基因在染色体的类型方法为,具相对性状的亲本进行正交和反交实验,若正、反交的结果一致,则基因位于常染色体上,如若正、反交的结果不一致,则基因位于性染色体上.
②蛋白质分子的检测方法,据抗体的作用特点,可用抗原-抗体杂交方法.后2个空考查基因突变的知识,据题意,由模板链转录出的mRNA中的序列为CUCCGA,据题意“一个C被T替换”可知,,突变后的终止密码子应该是UGA,即为序列中的第3个C被T替换了,所以突变后的序列为CTCTGA,这种突变不影响转录,但会影响翻译过程,使翻译提前终止,导致肽链变短,蛋白质的结构异常,从而导致蛋白质的功能异常.
③考查激素的作用机理,蛋白质类激素与靶细胞膜表面的特异性受体结合,使靶细胞原有的生理活动发生改变,激素不与受体结合则起不到相应的作用.
(2)考查基因的自由组合定律.据题意“累加效应”可知,基因型都为AaBb的一对夫妇婚配,后代体重的表现型有5种,由重到轻的性状分离比为1∶4∶6∶4∶1.子代体重超过父母的为基因型中含3个和4个显性基因的,即1/16AABB+4/16(AaBB和AABb)=5/16.体重低于父母的为基因型中含有1个显性基因和不含显性基因的,即Aabb、aaBb和aabb.
(3)考查生物进化的知识及生物性状和基因的关系.自然选择决定生物进化的方向,据题意可知,生物的性状是基因与环境共同作用的结果.
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