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文档简介
题型三非选择题-遗传的基本规律高考生物学二轮复习题型归纳与解题技巧01致死题分析的底层逻辑遗传难题的考查角度通常是通过题目信息来增加影响基因传递的因素,导致遗传推导过程更为复杂,其中致死是常见的影响因素,包括雄性不育、配子致死、合子致死等因素。对致死的分析,重点是确认致死对象,在推导中进行正确的排除,本部分详细讲解致死类题目的解题思路。题型概述致死类题目的推导过程依然遵循遗传学基本定律,推导方法采用配子法和分解组合法,但是推导过程需要先排除致死的配子或合子。解题的重点是分析题目信息找到致死对象,然后在推导中进行排除即可。题型特点题型归纳伴性遗传中的配子致死或个体致死1.配子致死型:如X染色体上隐性基因使雄配子(花粉)致死解题技巧1.伴性遗传中的配子致死或个体致死个体致死型:如X染色体上隐性基因使雄性个体致死解题技巧1.伴性遗传中的配子致死或个体致死配子致死型:如X染色体上隐性基因使雄配子(花粉)致死解题技巧2.性染色体或性染色体上的基因缺失致死解题技巧部分基因缺失:可用O代替缺失的基因,然后分析遗传图解,如XAXa×XAY,若a基因缺失,则变成XAXO×XAY→XAXA、XAY、XAXO、XOY。染色体缺失:可用O代替缺失的染色体,然后分析遗传图解,如XAXa×XAY,若Xa缺失,则变成XAO×XAY→XAXA、XAY、OY、OXA。3.性染色体上发生的基因突变致死解题技巧X染色体上基因可能发生显性突变或隐性突变,发生突变后可能导致雄配子致死或雌配子致死,也可能导致雄性个体致死或雌性个体致死,一定要根据试题提供的情境信息作出判断。4.性染色体与常染色体致死问题的综合分析解题技巧常染色体致死与性染色体致死主要特征的对比分类主要特征合子(胚胎)致死致死基因在常染色体上这种致死情况与性别无关,后代雌雄个体数为1∶1,一般常见的是显性纯合致死。一对等位基因的杂合子自交,后代的表型比例为2∶1;两对等位基因的杂合子自交,后代的表型比例为6∶3∶2∶1致死基因在X染色体上这种情况一般后代雌雄比例是2∶1,不是1∶1,但不会出现只有一种性别的情况配子(花粉)致死某些致死基因可使雄配子死亡,从而改变后代的性状分离比[2021年福建高考真题]某一年生植物甲和乙是具有不同优良性状的品种,单个品种种植时均正常生长。欲获得兼具甲乙优良性状的品种,科研人员进行杂交实验,发现部分F1植株在幼苗期死亡。已知该植物致死性状由非同源染色体上的两对等位基因(A/a和B/b)控制,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为_
_bb。回答下列问题:(1)品种甲和乙杂交,获得优良性状F1的育种原理是_________。(2)为研究部分F1植株致死的原因,科研人员随机选择10株乙,在自交留种的同时,单株作为父本分别与甲杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型,只出现两种情况,如下表所示。真题链接甲(母本)乙(父本)F1aaBB乙-1幼苗期全部死亡乙-2幼苗死亡∶成活=1∶1基因重组解析:品种甲和乙杂交,可以集合两个亲本的优良性状,属于杂交育种,原理是基因重组。①该植物的花是两性花,上述杂交实验,在授粉前需要对甲采取的操作是_____、_____。②根据实验结果推测,部分F1植株死亡的原因有两种可能性:其一,基因型为AB的植株致死;其二,基因型为_____的植株致死。③进一步研究确认,基因型为A_B_的植株致死,则乙-1的基因型为_____。(3)要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为_____的品种乙,该品种乙选育过程如下:第一步:种植品种甲作为亲本第二步:将乙-2自交收获的种子种植后作为亲本,然后____________________统计每个杂交组合所产生的F1表现型。真题链接去雄套袋aaBbAAbb解析:①该植物的花是两性花,为避免自花授粉和其它花粉干扰,在上述杂交实验,在授粉前需要对甲采取的操作是去雄和套袋处理。②据题意可知,品种甲基因型为aaBB,品种乙基因型为__bb,又因为单个品种种植时均正常生长,品种乙基因型可能为AAbb、Aabb,aabb,则与aaBB杂交后F1基因型为AaBb或aaBb,进一步可推测部分F1植株致死的基因型为AaBb或aaBb。③若进一步研究确认致死基因型为A_B_,则乙-1基因型应为AAbb,子代AaBb全部死亡。aabb用这些植株自交留种的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交选育结果:若某个杂交组合产生的F2全部成活,则________________的种子符合选育要求。真题链接对应父本乙自交收获解析:由于A-B-的个体全部死亡,故不能选择AAbb类型与甲杂交,要获得全部成活且兼具甲乙优良性状的F1杂种,可选择亲本组合为:品种甲(aaBB)和基因型为aabb的纯合品种乙杂交,具体过程如下:第一步:种植品种甲(aaBB)作为亲本;第二步:将乙-2(Aabb)自交收获的种子种植后作为亲本,然后用这些植株自交留种(保留aabb种子)的同时,单株作为父本分别与母本甲杂交,统计每个杂交组合所产生的F1表现型。第三步:若某个杂交组合产生的F1全部成活,则证明该父本基因型为aabb,对应父本乙自交收获的种子符合要求,可保留制种。精准练习甘蓝(二倍体雌雄同株)是一种常见的蔬菜,有些甘蓝会在幼苗期出现不再长出心叶,外叶逐步僵黄,直至萎蔫死亡的现象,研究发现,这种现象受基因控制,某兴趣小组为研究甘蓝成活与死亡的遗传机制,进行了相关杂交实验。如表为三株含有致死基因的正常甘蓝(甲、乙、丙)的杂交实验及结果。(1)研究发现,该致死现象受两对基因控制,且双显性基因同时存在时致死。则甲、乙、丙的基因型分别是_____、_____、_____(用A/a、B/b表示,且A对a为显性,B对b为显性)。杂交组合亲本子代总株数/株成活株数/株死亡株数/株组合一甲×乙20911组合二丙×乙20020组合三乙×乙20200AabbaaBBAAbb(或aaBbAAbbaaBB)精准练习(2)结合(1)的分析,若要在最短的时间内获得不含致死基因的纯合子甘蓝,最好选择_____(填“甲”“乙”或“丙”)进行培育,大致的培育操作是_________________________________________________________________________,最终筛选出不含致死基因的纯合子。(3)研究发现,高温对甘蓝的致死现象有明显的抑制作用,由此推测致死现象是_____________综合作用的结果。甲解析:(1)组合三,乙自交子代全部存活,说明乙为纯合子。组合二子代全部死亡,说明子代中两个显性致死基因同时存在,丙与乙均为纯合子,且各有一种致死基因,因此丙和乙的基因型分别为AAbb和aaBB或aaBB和AAbb。组合一甲、乙杂交,子代出现成活株和死亡株,说明甲为杂合子且含有的致死基因与乙的不同,故甲的基因型为Aabb或aaBb。选择甲株甘蓝的花粉进行离体培养,获得植株,并对植株幼苗进行秋水仙素处理解析:(2)甲同时含有a、b基因,若要在最短的时间内获得不含致死基因的纯合子甘蓝,可以选择甲的花粉进行离体培养获得植株,并对植株幼苗进行秋水仙素处理,最终筛选出不含致死基因的纯合子。解析:(3)高温对致死现象有明显的抑制作用,说明致死现象是基因和环境综合作用的结果。基因和环境精准练习2.玉米(二倍体雌雄同株异花植物)的宽叶和窄叶由基因A、a控制,抗旱和非抗旱由基因B、b控制。宽叶玉米的产量高于窄叶玉米,为研究玉米叶的宽度与是否抗旱的遗传规律,科研工作者做了如下实验:将宽叶非抗旱植株与窄叶抗旱植株杂交,F1均为宽叶抗旱植株,F1自交得F2,F2的性状及比例为宽叶抗旱:宽叶非抗旱:窄叶抗旱:窄叶非抗旱=2110:712:295:103。回答下列问题:(1)玉米的这两对相对性状中,显性性状分别为____________,玉米作为遗传学实验材料的优点是________________________。(2)根据实验结果推测,基因A、a与B、b的位置关系为:__________________。宽叶、抗旱相对性状明显,去雄容易解析:(1)根据F1的性状可判断,宽叶、抗旱为显性性状,玉米作为遗传学实验材料的优点是相对性状明显,去雄容易。位于非同源染色体上解析:(2)将F2的表现型及比例进一步处理可得,宽叶抗旱:宽叶非抗旱:窄叶抗旱:窄叶非抗旱≈21:7:3:1,仅看叶的宽度,宽叶:窄叶≈7:1,仅看是否抗旱,抗旱:非抗旱≈3:1,可判断基因A、a与基因B、b位于非同源染色体上。精准练习(3)为了解释玉米的宽叶与窄叶的遗传不符合正常的分离比,有同学提出如下假说,杂合子在产生配子时,含基因a的花粉部分致死,致死率为_____,产生的卵细胞均正常。请你设计两种不同的实验验证该假说,请写出实验思路、预期结果及结论。2/3(3)为了解释玉米的宽叶与窄叶的遗传不符合正常的分离比,假设杂合子在产生配子时,含基因a的花粉部分致死,假设含基因a的花粉的存活率为x,仅考虑基因A、a,F1产生的雄配子比例为A:a=1:x,雌配子比例为A:a=1:1,则[x/(1+x)]×1/2=1/8【含基因a的雄配子所占比例×含基因a的雌配子所占比例=F2中窄叶植株(aa)所占比例】,解得x=1/3,即含基因a的花粉的致死率为2/3。实验思路、预期结果及结论见答案。选择窄叶植株作为母本,子一代宽叶植株作为父本,进行杂交,观察并统计杂交子代的性状及比例,若杂交子代中宽叶:窄叶=3:1,则假说正确,否则假说错误。或选择F1植株进行花药离体培养,并用秋水仙素处理,若子代中宽叶:窄叶=3:1,则假说正确,否则假说错误。02搞定基因互作的套路基因互作即非等位基因在功能上会相互作用,导致子代出现了特殊性状分离比,如A基因会抑制B基因的表达。常见的考法是两对等位基因之间的互作,在位置上两对等位基因往往独立遗传符合自由组合定律,在功能上两对等位基因间会有影响,共同决定性状。由于互作的方式不同,会出现不同的性状分离比,如9∶6∶1、9∶7、13∶3等,虽然出现不同比例的原因各不相同,但是可以通过一套系统的方法理解题目背景,解决问题。题型概述从原理上讲,虽然非等位基因的基因互作导致性状表现不同于常规比例,但是基因的遗传依然遵循分离定律和自由组合定律等遗传学基本规律。因此解题的过程依然是按照常规方法推导亲子代的基因型,重点是在分析基因型和表型的关系时,注意基因互作影响之后的对应关系。题型特点题型归纳1.基因内互作:指等位基因之间的显隐性作用解题技巧完全显性:高茎(DD)×矮茎(dd)→1高茎(Dd)。不完全显性(半显性):红花(AA)×白花(aa)→1红花(AA)∶2粉红花(Aa)∶1白花(aa)。共显性:红毛马(BB)×白毛马(bb)→红白混花毛马(Bb)。条件显性:有角绵羊×无角绵羊→雄羊有角,雌羊无角。性别影响基因的显隐性,雄羊中有角对无角为显性,雌羊相反。复等位基因:人的ABO血型系统由IA、IB、i3种基因决定,IA和IB都对i为显性,IA和IB为共显性,每个人只能有其中的两个基因,形成A(IAIA、IAi)、B(IBIB、IBi)、AB(IAIB)和O(ii)四种血型。1.基因内互作:指等位基因之间的显隐性作用解题技巧致死效应:与生物体内致死基因有关。①隐性纯合致死:Aa×Aa→全为显性。②显性纯合致死:Aa×Aa→2Aa∶1aa。③显性杂合致死:Aa×Aa→1AA∶1aa。④显性(雌或雄)配子致死:Aa×Aa→1Aa∶1aa。⑤伴性致死:X染色体连锁致死。⑥两对等位基因遗传中的纯合致死现象1.基因内互作:指等位基因之间的显隐性作用解题技巧2.基因间互作:指非等位基因之间的相互作用互补效应【典例】香豌豆花色遗传:白花(CCpp)×白花(ccPP)→紫花(CcPp)→→9紫花(C_P_)∶7白花(3C_pp+3ccP_+1ccpp)。两对独立遗传的基因,两种显性基因同时存在时表达某一种性状、单独存在或两种基因均为隐性时表达另一种性状,F2产生9∶7的比例关系。累加效应【典例】南瓜果形遗传:扁形(AABB)×长形(aabb)→扁形(AaBb)→→9扁形(A_B_)∶6球形(3A_bb+3aaB_)∶1长形(aabb)。两对独立遗传的基因,两种显性基因同时存在时表达某一种性状、单独存在时表达相似性状,两种基因均为隐性时表达另一种性状,F2产生9∶6∶1的比例关系。解题技巧2.基因间互作:指非等位基因之间的相互作用重叠效应【典例】荠菜果形遗传:三角形(AABB)×筒形(aabb)→三角形(AaBb)→→15三角形(9A_B_+3A_bb+3aaB_)∶1筒形(aabb)。两对独立遗传的基因,只要存在显性基因就能表达某一种性状,不存在显性基因时表达另一种性状,F2产生15∶1的比例关系。显性上位效应【典例】燕麦颖片颜色遗传:黑色(BBYY)×白色(bbyy)→黑色(BbYy)→→12黑色(9B_Y_+3B_yy)∶3黄色(bbY_)∶1白色(bbyy)。两对独立遗传的基因,共同对某一性状发挥作用,其中一种显性基因对另一种显性基因有遮盖效应,F2产生12∶3∶1的比例关系。解题技巧2.基因间互作:指非等位基因之间的相互作用隐性上位效应【典例】小鼠毛色遗传:黑色(BBCC)×白化(bbcc)→黑色(BbCc)→→9黑色(B_C_)∶3棕色(B_cc)∶4白化(3bbC_+1bbcc)。两对独立遗传的基因,其中一种纯合隐性基因对另一种显性基因有遮盖效应,F2产生9∶3∶4的比例关系。抑制效应【典例】报春花属花色遗传:黄花(KKdd)×白花(kkDD)→白花(KkDd)→→13白花(9K_D_+3kkD_+1kkdd)∶3黄花(K_dd)。两对独立遗传的基因,其中一种显性基因本身并不控制性状,但对另一种基因的作用有抑制效应,F2产生13∶3的比例关系。解题技巧3.解答基因互作类题目的一般步骤解题技巧4.基因间互作各种类型的比率汇总解题技巧类型F2比率自由组合变式测交比互补效应9∶79∶(3+3+1)1∶3累加效应9∶6∶19∶(3+3)∶11∶2∶1重叠效应15∶1(9+3+3)∶13∶1显性上位12∶3∶1(9+3)∶3∶12∶1∶1隐性上位9∶3∶49∶3∶(3+1)1∶1∶2抑制效应13∶3(9+3+1)∶33∶1[2022年北京高考真题]茄果实成熟涉及一系列生理生化过程,导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制,科学家进行了相关研究。(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色,F1自交所得F2果皮颜色及比例为_________________。(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体,甲(基因A突变为a)果肉黄色,乙(基因B突变为b)果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验,结果如图1。真题链接解析:果皮黄色与果皮无色的番茄杂交所得的F1果皮为黄色,说明黄色是显性性状,设控制果皮颜色的基因为D、d,则亲本中黄色果皮植株的基因型为DD,无色果皮植株的基因型为dd,则F1植株的相关基因型为Dd,F1自交所得F1中,果皮颜色及比例为黄色(D_):无色(dd)=3:1。黄色∶无色=3∶1据此,写出F2中黄色的基因型:______________。真题链接解析:结合题中信息知,番茄果肉颜色由两对等位基因控制,两种单基因纯合突变体杂交得F1,F1自交得F2,F2中红色:黄色:橙色=185:62:83≈9:3:4,说明F1是双杂合子,则F1的基因型为AaBb。由题意知,单基因纯合突变体甲(基因A突变为a)的果肉为黄色,单基因纯合突变体乙(基因B突变为b)的果肉为橙色,则甲的基因型为aaBB,乙的基因型为AAbb,则F2中黄色的基因型为aaBB、aaBb。aaBB、aaBb(3)深入研究发现,成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色,当番茄红素量较少时,果肉呈黄色,而前体物质2积累会使果肉呈橙色,如图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶,但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径,aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。真题链接解析:结合题图分析可知,aabb中缺乏基因A,不能合成酶A,但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H,前体物质1在酶H的作用下持续生成前体物质2;又由于aabb中没有B基因,故其不能合成酶B,前体物质2因无法转变为番茄红素而积累,而前体物质2积累会使果肉呈橙色。基因A突变为a,果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H,持续生成前体物质2;基因B突变为b,前体物质2无法转变为番茄红素(4)有一果实不能成熟的变异株M,果肉颜色与甲相同,但A并未突变,而调控A表达的C基因转录水平极低。C基因在果实中特异性表达,敲除野生型中的C基因,其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因的序列未发生改变,但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测提供证据,合理的方案包括_______,并检测C的甲基化水平及表型。①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型真题链接解析:结合题中信息推测,果实成熟与C基因甲基化水平改变有关,欲为该推测提供证据,可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M,敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因,将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型,检测C基因的甲基化水平及个体的表型。①②④1.某雌雄同株植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制。A基因控制色素合成,该色素随液泡中细胞液pH降低而颜色变浅,B基因与细胞液的酸碱性有关。该植物基因型与表型的对应关系见表。回答下列问题:(1)现有纯合白花植株和纯合红花植株作亲本进行杂交,产生的子一代花色全是粉花,则亲代的基因型组合可能有______________________________。(2)为探究两对基因(A/a和B/b)是否独立遗传,某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行测交。精准练习基因组合A_BbA_bbA_BB或aa_
_花的颜色粉色红色白色AABB×AAbb或aaBB×AAbb解析:(1)根据题表可知,植物花的颜色中,粉色为A_Bb,红色为A_bb,白色为A_BB或aa__。纯合白花植株的基因型有AABB、aaBB和aabb三种,纯合红花植株的基因型为AAbb,而粉色植株的基因型有AABb和AaBb两种,所以题述杂交亲本的基因型组合是AABB×AAbb或aaBB×AAbb。实验思路:选用基因型为_____的植株,与基因型为AaBb的植株进行测交;__________________________________。预期结果及结论(不考虑染色体互换):①如果子代植株花色及比例为________________,则两对基因在一对染色体上,基因与染色体的关系如图甲所示。②如果子代植株花色及比例为___________________________,则两对基因在两对染色体上,基因与染色体的关系如图乙所示。请在图乙上表示出两对基因的位置关系。注:竖线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位置。精准练习aabb观察并统计子代植株花的颜色和比例粉色∶白色=1∶1粉色∶红色∶白色=1∶1∶2(3)若上述两对基因位于两对染色体上,则粉花植株AaBb的自交后代中,红花植株所占比例是________,白花植株的基因型有_____种。精准练习解析:(2)某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行测交,测交是待测个体和隐性纯合子杂交,所以选用基因型为aabb的植株,与基因型为AaBb的植株进行测交,观察并统计子代植株花的颜色和比例。①如果基因与染色体的关系如图甲所示,图甲可以产生数量相等的两种配子:AB和ab,因此子代基因型及比例为AaBb:aabb=1:1,花色及比例为粉色:白色=1:1。②如果两对基因在两对染色体上,则测交子代基因型及比例为AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1,花色及比例为粉色:红色:白色=1:1:2。两对基因的位置关系见答案。解析:(3)若两对基因位于两对染色体上,遵循基因的自由组合定律,则粉花植株AaBb自交,子代植株的花色及比例为粉色(AABb+AaBb):红色(AAbb+Aabb):白色(AABB+AaBB+aaBB+aaBb+aabb)=6:3:7,红花植株所占比例是3/16,白花植株的基因型有5种。3/1652.暹罗斗鱼因其色彩艳丽而成为众多消费者青睐的观赏鱼品种。请回答问题:(1)为研究其鳞片颜色的遗传,将“铁锈蓝色”和“土耳其绿色”两种纯合斗鱼进行杂交,结果如表。组合1与2的杂交互为_______。F2鳞片颜色的性状分离比为____________________,符合_______定律。精准练习亲本组合F1鳞片颜色F2鳞片颜色及数目/尾土耳其绿皇室蓝铁锈蓝1铁锈蓝(♀)×土耳其绿(♂)皇室蓝69139722铁锈蓝(♂)×土耳其绿(♀)皇室蓝6412766正反交土耳其绿︰皇室蓝︰铁锈蓝≈1︰2︰1分离解析:(1)组合1与2的杂交互为正反交,若组合1为正交,则组合2为反交,反之亦然。F1自交,F2鳞片颜色的分离比约为1︰2︰1,说明鳞片颜色这一对相对性状由一对等位基因控制,遵循分离定律。(2)斗鱼的体色是由鳞片颜色和皮肤底色共同形成的。仅从皮肤底色来看,有红色和黄色两种。科研人员用纯合斗鱼作亲本,进行如下实验。①皮肤底色的_____色为显性性状,判断的依据是____________________________。②由杂交结果判断,斗鱼体色由____对基因控制,其遗传遵循_________定律。③若F1与亲本中的铁锈蓝黄色杂交,子代的表型有___种。精准练习红解析:(2)①根据亲本中黄色和红色杂交后代都是红色,可知红色是显性性状。②F2中的性状分离比为3︰1︰6︰2︰3︰1,和为16,是9︰3︰3︰1的变形,说明斗鱼体色由2对等位基因控制,遵循自由组合定律。③设控制鳞片颜色的基因为A、a,控制红色和黄色的基因用B、b表示,则铁锈蓝基因型为AA或aa、土耳其绿基因型为AA或aa,假设铁锈蓝基因型为AA,则土耳其绿基因型为aa,F1(AaBb)与亲本中的铁锈蓝黄色(AAbb)杂交,后代基因型及其比例为AABb︰AAbb︰AaBb︰Aabb=1︰1︰1︰1,表型及比例为铁锈蓝红色︰铁锈蓝黄色︰皇室蓝红色︰皇室蓝黄色=1︰1︰1︰1,共4种,若铁锈蓝基因型为aa,则土耳其绿基因型为AA,结果是一样的。亲本中红色和黄色杂交,后代都是红色2自由组合4(3)科研人员通过一系列杂交实验,进行多代选育纯化。遗传育种通常都要以选育出纯合品系为目标,其原因是_______________________________________。精准练习解析:(3)由于纯合品系后代性状能稳定遗传,不发生性状分离,因此遗传育种通常都要以选育出纯合品系为目标。纯合品系后代性状能稳定遗传,不发生性状分离03遗传系谱图的解题技巧系谱图是一种遗传学的分析方法,原理是通过梳理被研究家庭个体关系和表型,分析遗传特点和遗传方式,并进一步推算后代的发病风险率。系谱图常作为题目背景来考查同学们对遗传规律和分析方法的掌握。对传统的系谱图类题目,有一套行之有效的口诀和套路,但是较新的题目常会反套路,刻意避开常规思路,更考验大家的分析能力。本节通过传统思路的分析和新思路的拓展帮大家掌握这类题目的解题方法。题型概述题型归纳无论是传统的口诀还是新颖的反套路题,其核心都是不同遗传方式的特点,如显性遗传会连续隐性遗传可隔代、伴性遗传和性别相关等。掌握不同遗传方式的特点是分析系谱图最核心的方法。在进一步推导基因型和概率时,所用到的方法是遗传学的基本解题方法,包括配子法和分解组合法等。因此对遗传系谱图的推导,掌握遗传特点是解题核心,推导过程依然是传统的推导方法。题型特点1.遗传系谱图题目一般解题思路解题技巧2.“程序法”分析遗传系谱图中的遗传方式解题技巧3.遗传病有关概率计算方法当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率分析如下:解题技巧3.遗传病有关概率计算方法根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展如下表解题技巧序号类型计算公式①同时患两病概率mn②只患甲病概率m(1-n)③只患乙病概率n(1-m)④不患病概率(1-m)(1-n)拓展求解患病概率①+②+③或1-④只患一种病概率②+③或1-(①+④)4.电泳图谱琼脂糖凝胶电泳原理电泳图谱的信息获取:DNA电泳图中每个条带代表不同碱基数的片段,通过比较,可以确定目标条带片段的长度以及与其他条带的关系。再结合系谱图,可用于确定某些个体的基因型。解题技巧带电粒子DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团会带上正电荷或负电荷迁移动力与方向在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳迁移速率在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关检测凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来[2024年安徽高考真题]一个具有甲、乙两种单基因遗传病的家族系谱图如下。甲病是某种家族遗传性肿瘤,由等位基因A/a控制;乙病是苯丙酮尿症,因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致,由等位基因B/b控制,两对基因独立遗传。回答下列问题。(1)据图可知,两种遗传病的遗传方式为:甲病____________________;乙病__________________。推测Ⅱ-2的基因型是____________。真题链接常染色体显性遗传病常染色体隐性遗传病Aabb解析:(1)据图判断,Ⅰ-1和Ⅰ-2患甲病,生了一个正常的女儿Ⅱ-3,所以甲病是常染色体显性遗传病;Ⅰ-1和Ⅰ-2都不患乙病,生了一个患乙病的女儿Ⅱ-2,所以乙病是常染色体隐性遗传病。Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是AaBb,Ⅱ-2两病兼患,但是她的儿子Ⅲ-2不患甲病,推断Ⅱ-2的基因型是Aabb(2)我国科学家研究发现,怀孕母体的血液中有少量来自胎儿的游离DNA,提取母亲血液中的DNA,采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术的优点是___________________________(答出2点即可)。(3)科研人员对该家系成员的两个基因进行了PCR扩增,部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。据图分析,乙病是由于正常基因发生了碱基_______所致。假设在正常人群中乙病携带者的概率为1/75,若Ⅲ-5与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患病孩子的概率为________;若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是前一种婚配的_____倍。因此,避免近亲结婚可以有效降低遗传病的发病风险。真题链接操作简便、准确安全、快速等解析:(2)采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术的操作简便、而且利用的是怀孕母体的血液中来自胎儿的游离DNA,所以准确安全、快速。缺失1/90025(3)根据遗传系谱图判断Ⅲ-2不患甲病患乙病,他的基因型是aabb,所以A/a基因扩增带的第一个条带是a,第二个条带是A;B/b基因扩增带的第一个条带是B,第二个条带是b;b条带比B短,所以乙病是由于正常基因发生了碱基缺失所致。Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是Bb,Ⅱ-5的基因型是2/3Bb,Ⅱ-6的基因型是BB(根据电泳图判断),推出Ⅲ-5的基因型是1/3Bb,Ⅲ-5和无亲缘关系的正常男子婚配,该正常男性是携带者的概率是1/75,后代患病的概率是1/3×1/75×1/4=1/900。根据电泳图判断Ⅱ-4和Ⅱ-6的基因型相同均为BB,据家族系谱图判断,Ⅱ-5和Ⅱ-4的基因型相同为1/3BB和2/3Bb,所以Ⅲ-5和Ⅲ-3的基因型相同,为1/3Bb。若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是1/3×1/3××1/4=1/36,生育患病孩子的概率是前一种婚配的1/36÷1/900=25倍(4)近年来,反义RNA药物已被用于疾病治疗。该类药物是一种短片段RNA,递送到细胞中,能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。上述家系中,选择___基因作为目标,有望达到治疗目的。真题链接A解析:(4)反义RNA药物能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。因为甲病是显性遗传病影响A基因的表达可以达到治疗的目的,所以在上述家系中,可以选择A基因作为目标。遗传性扁平足与进行性肌萎缩都是单基因遗传病。遗传性扁平足为常染色体遗传,相关基因为A、a,进行性肌萎缩为伴性遗传,相关基因为E、e。如图为甲、乙两个家族的遗传系谱图,每个家族均不携带对方家族的致病基因,且Ⅱ6不含致病基因。请据图回答问题:(1)甲家族中Ⅱ3的致病基因来自_____,Ⅲ7的基因型是_______________(只考虑甲家族的遗传病)。Ⅰ1和Ⅰ2解析:(1)分析甲家族遗传系谱图,Ⅱ5和Ⅱ6都不患病,而Ⅲ9患病,则甲家族的遗传病为隐性遗传病,再依据题干Ⅱ6不含致病基因,可推断甲家族的遗传病是伴X染色体隐性遗传病,故甲家族的遗传病为进行性肌萎缩。Ⅱ3为女性患者,其基因型为XeXe,则Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为XEXe、XeY,故Ⅱ3的致病基因来自Ⅰ1和Ⅰ2。由Ⅰ2(XeY)患病可知,Ⅱ5与的基因型为XEXe,Ⅱ6的基因型为XEY,故Ⅲ7的基因型为XEXE或XEXe。精准练习XEXE或XEXe(2)若Ⅱ15带有乙家族遗传病的致病基因,且人群中乙家族遗传病的发病率是万分之十六。则:①正常人群中乙家族遗传病携带者的概率是_____。②Ⅰ12不携带乙家族遗传病致病基因的概率是_____。③Ⅲ16与两种遗传病相关的基因型是_________,她与Ⅲ9婚配,生了一个正常的女儿。该女儿与一正常男性婚配,生出正常孩子的概率是_______。1/13精准练习解析:(2)①若Ⅱ15携带乙家族遗传病的致病基因,则乙家族的遗传病为常染色体隐性遗传病,即遗传性扁平足,人群中该遗传病的发病率为16/10000,则a基因的频率为4/100=1/25,A基因的频率为24/25,Aa的基因型频率为2×24/25×1/25,则正常人群中乙家族遗传病携带者的概率为Aa的基因型频率÷(1-aa的基因型频率)=(2×24/25×1/25)÷(1-1/25×1/25)=1/13。②分析乙家族遗传系谱图,Ⅰ11(aa)与Ⅰ12所生后代Ⅱ13(aa)、Ⅱ14(aa)都患病,则Ⅰ12的基因型为Aa,其不携带乙家族遗传病致病基因的概率为0。③由题意可知,每个家族均不携带对方家族的致病基因,因此Ⅲ16关于进行性肌萎缩的基因型为XEXE,Ⅲ9关于遗传性扁平足的基因型为AA。分析乙家族遗传系谱图,Ⅲ16不患遗传性扁平足,而其父亲Ⅱ14患该病,则Ⅲ16关于遗传性扁平足的基因型为Aa。综合以上分析可知,Ⅲ16与两种遗传病相关的基因型为AaXEXE,Ⅲ9与两种遗传病相关的基因型为AAXeY,Ⅲ16和Ⅲ9婚配所生正常女儿的基因型为1/2AAXEXe、1/2AaXEXe,该女儿与正常男性(1/13AaXEY、12/13AAXEY)婚配,生出正常孩子的概率为(1-1/2×1/13×1/4)×(1-1/4)=309/416。0AaXEXE309/416(3)Ⅲ8表现正常,经基因检测,她同时带有甲家族遗传病和红绿色盲(基因B、b)的致病基因,则Ⅲ8的基因型可能是_________________。精准练习解析:(3)甲家族遗传病和红绿色盲都是伴X染色体隐性遗传病,由题意可知,Ⅲ8表现正常,经基因检测,她同时带有甲家族遗传病和红绿色盲的致病基因,则Ⅲ8的基因型可能是XBEXbe或XBeXbE。XBEXbe或XBeXbE04遗传学实验的破解古典遗传学的基本研究方法是假说一演绎法,假说一演绎法的核心是遗传学的实验设计,在提出假说之后,通过恰当的实验设计进行假说的演绎推理,然后进行实验验证,就可以严谨地论证假说的真伪。遗传题中的实验设计类题也是这个逻辑,题目要求通过合理的实验设计,验证某一遗传学假说,实验设计的合理性决定验证的有效性,本节来解决如何设计出一个正确的遗传学实验方案。题型概述题型归纳遗传学实验设计有两个核心,第一个是选择恰当的交配方式,第二个是亲子代的对应关系。恰当的交配方式设计,可以让亲代和子代形成一一对应的关系,由此验证亲代的基因或性状问题。例如鉴定某一显性个体基因型为AA或Aa,首先选择交配方式为自交或测交,此个体若为AA,则后代只有显性性状,若为Aa,则后代既有显性性状又有隐性性状,此时就形成了亲子代间的一一对应关系,从而对亲代个体进行鉴定。题型特点1.常规遗传实验设计遗传的实验设计和其他部分的实验设计没有本质的区别,核心实际上还是自变量和因变量的关系,实验探究的对象的表现、交配方式(如自交、杂交等)等是自变量,而通过杂交实验得到的结果是因变量,杂交实验的设计是实验手段,通过合理的实验设计,最终可以找到自变量和因变量的关系,由此可以把实验探究类题目统一到一个相同的框架下进行分析,做遗传学实验分析时,也按照常规的实验分析思路,分析自变量和因变量的关系。孟德尔和摩尔根在设计实验探索遗传学基本定律时,验证的方式不只有测交实验,也通过自交、杂交等方式进行了验证,遗传学实验设计并不拘泥于特定的方案,只要能说明相关问题,都是合理的实验设计。解题技巧2.信息类遗传实验设计具有拓展性的考试题目,实验设计往往具有更加复杂的、新颖的背景,例如验证是否致死、是否基因突变甚至是否有表观遗传的现象。这类信息题没有固有的套路,需要根据题目信息灵活判断,但通常可依据以下思路展开分析。(1)核心思路:通过合理的杂交设计找到亲子代的一一对应关系。(2)常用思路:一步自交或者一步测交(很少有题目需要设计多步杂交实验),往往通过对实验对象自交或测交,就可以找到合理的亲子代的关系。解题技巧真题链接[2024年广东高考真题]遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种罕见的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年,我国科学家对某一典型的HGF家系(如图)进行了研究,发现ZNF862基因突变导致HGF发生。回答下列问题:(1)据图分析,HGF最可能的遗传方式是____________________。假设该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式,N2生育一个患病子代的概率为_________(列出算式即可)。(2)为探究ZNF862基因的功能,以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验,简要写出设计思路:______________________________________________________________________________________________。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,可制备携带该突变的转基因小鼠,然后比较_______________________的差异。真题链接解析:(1)由图可知,该病男女患者数量相当,且代代遗传,因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病;假设该病由基因A/a控制,则致病基因A的基因频率为p,正常基因a的基因频率为1-p,Ⅳ2的基因型为Aa,产生配子基因型为1/2A和1/2a,正常人中基因型为AA的概率为p2,基因型为Aa的概率为2p(1-p),基因型为aa的概率为(1-p)2,Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2,与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4,与aa生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2,故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。常染色体显性遗传病(1+p)/2两组细胞表型从而探究该基因的功能将正常细胞分为甲乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲乙转基因小鼠和正常小鼠牙龈(3)针对HGF这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由:_________________________________________。真题链接(2)从细胞水平分析,培养该细胞,敲除ZNF862基因,观察细胞表型等变化,通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能,设计思路为:将正常细胞分为甲乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能;从个体水平分析,通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。不可以,违反法律和伦理,且存在安全隐患(3)一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传,该方式违反法律和伦理,且存在安全隐患。1.桑蚕(2n=56)起源于中国,由古代栖息于桑树的原始蚕驯化而来,桑蚕丝是重要的纺织原料。桑蚕的性别决定方式为ZW型,其性染色体组成如图所示。结圆形茧(A)对结椭圆形茧(a)为显性性状,相关基因位于常染色体上。体色正常(B)对体色油质透明(b)为显性,相关基因位于I2区域。回答下列问题:(1)对桑蚕进行基因测序,应检测______条染色体的核苷酸序列,图示中“?”应为______(填“雌”或“雄”)。精准练习29雌解析:(1)桑蚕体细胞染色体数2n=56,为ZW型性别决定的动物,所以对桑蚕基因测序,应检测27条常染色体+Z染色体+W染色体共29条染色体的核苷酸序列。图中的两条性染色体为异型的性染色体ZW,则该桑蚕为雌性。(2)结圆形茧体色正常雌桑蚕基因型是___________________。选取纯合结椭圆形茧体色正常雄桑蚕与纯合结圆形茧体色油质透明雌桑蚕杂交获得F1,F1表型及比例为__________________________________________________,F1自由交配获得F2,F2中结圆形茧体色油质透明的雄性个体所占比例为______。(3)纯合体色正常雌桑蚕和体色油质透明雄桑蚕杂交,子代中偶然出现了一只体色油质透明的雄桑蚕,检测发现,该突变体染色体数目正常。学习小组对该突变体出现作出假设:此体色油质透明雄桑蚕是染色体上片段丢失导致的。经查找文献发现,桑蚕染色体片段缺失的纯合子不能存活,染色体片段缺失的杂合子可存活,且非专业人员对桑蚕的性别辨别出错率较高。精准练习AAZBW、AaZBW解析:(2)结圆形茧基因A和椭圆形茧的基因a位于常染色体上,体色正常基因B和体色油质透明基因b位于图中Ⅰ2区域。根据Ⅰ1区段上含有雌性启动区可知该区段位于W染色体上,则基因B/b位于Z染色体的非同源区段。则结圆形茧体色正常雌桑蚕的基因型为AAZBW或AaZBW;纯合结椭圆形茧体色正常雄桑蚕基因型为aaZBZB,纯合结圆形茧体色油质透明雌桑蚕基因型为AAZbW,二者杂交,F1的基因型及比例为AaZBZb:AaZBW=1:1,其表型及比例为结圆形茧体色正常雄桑蚕:结圆形茧体色正常雌桑蚕=1:1。F1自由交配,F2雄桑蚕不会出现ZbZb的基因型,则F2中结圆形茧体色油质透明的雄性个体(A_ZbZb)的比例为0。结圆形茧体色正常雄蚕∶结圆形茧体色正常雌蚕=1∶10请设计杂交实验对学习小组的上述假设加以探究,写出实验设计思路、预期实验结果及结论。①实验设计思路:____________________________________________________________________________________。②预期结果及结论:若____________________________________________________,则假设成立;否则该假设不成立。解析:(3)纯合体体色正常雌桑蚕(ZBW)和体色
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