高考生物二轮复习第1部分专题讲练突破专题4遗传、变异和进化第7讲遗传的分子基础

高考生物二轮复习第1部分专题讲练突破专题4遗传、变异和进化第7讲遗传的分子基础

遗传、变异和进化 第 7 讲 遗传的分子基础 [考纲热度]1.人类对遗传物质的探索过程Ⅱ(5 年 5 考) 2.DNA 分子结构的主要特点Ⅱ(5 年 5 考) 3．基因的概念Ⅱ(5 年 1 考) 4.DNA 分子的复制Ⅱ(5 年 3 考) 5．遗传信息的转录和翻译Ⅱ(5 年 19 考) 6.基因与性状的关系Ⅱ(5 年 0 考) [诊断知识盲点] 1．加热杀死的 S 型菌和 R 型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌是 R 型和 S 型细菌。(√) 2．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上的实验没有证明哪一种物质是遗传物质。(√) 3．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明 DNA 是主要的遗传物质。(×) 4．豌豆细胞内既有 DNA，也有 RNA，但只有 DNA 是豌豆的遗传物质。(√) 5．噬菌体侵染细菌的实验中分别用 32P 和 35S 标记不同的噬菌体。(√) 6．用 35S 标记的噬菌体侵染细菌后，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。(√) 7．每个 DNA 分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数。(√) 8．DNA 分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”间接相连。 (√) 9．含有 G、C 碱基对比较多的 DNA 分子对热比较稳定。(√) 10．DNA 分子复制 n 次，不含亲代链的子代 DNA 分子数为 2n－2 个。(√) 11．转录过程需要 RNA 聚合酶的参与。(√) 12．DNA 解旋后每一条链都可以当作转录的模板。(×) 13．决定氨基酸的密码子有 64 种，反密码子位于 tRNA 上，也有 64 种。(×) 14．原核生物中转录和翻译能同时进行，真核生物细胞核中转录和翻译不能同时进行。 (√) 15．一种 tRNA 只能运输一种氨基酸。(√) 16．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(√) 17．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(√) 18．一个性状可以由多个基因控制。(√) 19．真核细胞通过转录合成 RNA，原核细胞和某些病毒通过逆转录合成 DNA。(×) 20．细胞核中 DNA 的复制、转录消耗能量，因此，细胞核能合成 ATP。(×) [构建知识网络] > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > 考点一 探究遗传物质的本质 [高考领航] 1．(2016·高考江苏卷)下列关于探索 DNA 是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( ) A．格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因突变的结果 B．格里菲思实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质 C．赫尔希和蔡斯实验中 T2 噬菌体的 DNA 是用 32P 直接标记的 D．赫尔希和蔡斯实验证明了 DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质 解析：选 D。格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因重组的结果，A 项错误； 格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质， B 项错误；赫尔希和蔡斯实验中 T2 噬菌体的 DNA 是利用大肠杆菌中含 32P 的脱氧核苷酸标记 的，该实验证明了 DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质，C 项错误，D 项正确。 2．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)在生命科学发展过程中，证明 DNA 是遗传物质的实验 是( ) ①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双球菌转化实验 ④T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 ⑤DNA 的 X 光衍射实验 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤ 解析：选 C。孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根 通过果蝇杂交实验说明了基因位于染色体上。DNA 的 X 光衍射实验为 DNA 双螺旋结构的发现 提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了 DNA 是遗传 物质。 [核心探究] 1．肺炎双球菌体外转化实验 (1)过程：S 型细菌的 DNA、荚膜多糖、蛋白质、脂质、DNA、经 DNA 酶处理后的水解物(分 别加入)＋R 型细菌 ――→相互对照 混合培养观察菌落特征。 (2)结论：DNA 是遗传物质，而蛋白质等不是。 2．噬菌体侵染细菌的实验 (1)用 35S 标记蛋白质的噬菌体――→侵染 细菌―→搅拌、离心 上清液放射性高，沉淀 物放射性低。 (2)用 32P 标记 DNA 的噬菌体――→侵染 细菌→搅拌、离心 上清液放射性低，沉淀物放 射性高。 (3)结论：(1)(2) DNA 是遗传物质(不能证明蛋白质不是遗传物质)。 3．生物的遗传物质的判别 生物 所含核酸 所含核苷酸 含氮碱基 遗传物质 细胞生物(原 核、真核生物) 2 种 DNA RNA 8 种：四种核糖 核苷酸；四种脱 氧核苷酸 5 种：A、T、C、G、U 均为 DNA 病 毒 DNA 病 毒 1 种，为 DNA 4 种脱氧核苷酸 4 种：A、T、C、G DNA RNA 病 毒 1 种，为 RNA 4 种核糖核苷酸 4 种：A、U、C、G RNA 有关遗传物质经典实验的三大失分点 1．肺炎双球菌转化的实质和影响因素 (1)加热杀死的 S 型细菌，其蛋白质变性失活，但不要认为其 DNA 也变性失活，DNA 在 加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 (2)转化的实质并不是基因发生突变，而是 S 型细菌的 DNA 片段整合到了 R 型细菌的 DNA 中，即实现了基因重组。 (3)在转化过程中并不是所有的 R 型细菌均转化成 S 型细菌，而是只有少部分 R 型细菌 转化为 S 型细菌。 2．噬菌体侵染细菌实验中的标记误区 (1)该实验不能标记 C、H、O、N 这些 DNA 和蛋白质共有的元素，否则无法将 DNA 和蛋白 质区分开。 (2)35S(标记蛋白质)和 32P(标记 DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时 只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。 3．噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同 (1)前者采用放射性同位素标记法。 (2)后者则采用直接分离法。 [题点突破] 题点一 肺炎双球菌转化实验的分析 1．艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如表。据表可知( ) 实验组号 接种菌型 加入 S 型细菌物质 培养皿长菌情况 ① R 蛋白质 R 型 ② R 荚膜多糖 R 型 ③ R DNA R 型、S 型 ④ R DNA(经 DNA 酶处理) R 型 A.①不能证明 S 型细菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明 S 型细菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④说明 S 型细菌的 DNA 是转化因子 D．①～④说明 DNA 是主要的遗传物质 解析：选 C。由①②③组相比较可知 DNA 是 S 型细菌的转化因子，再通过④组可进一步 证明 DNA 是 S 型细菌的转化因子，蛋白质、多糖以及 DNA 水解产物都不是 S 型细菌的转化因 子，A 错误、C 正确；从表中不能得出 B 项的结论；表中信息不能说明 DNA 是 S 型细菌的主 要遗传物质，D 错误。 2．如图为肺炎双球菌转化实验的基本步骤，下列有关说法正确的是( ) A．过程①→④和格里菲思的体内实验中的转化组相同 B．本实验的因变量是有无表面粗糙的 S 型菌落出现 C．②→③→④是艾弗里体外转化实验的操作过程 D．本实验能证明 DNA 是遗传物质，不能证明 DNA 是主要遗传物质 解析：选 D。格里菲思的体内转化实验中，发生转化的一组是将加热杀死的 S 型菌与活 R 型菌混合培养，观察小鼠的存活情况，图中的①→④无论是操作方法还是观察的指标都与 格里菲思的不同，A 错误。从图中可以看出，该实验的因变量是是否出现了 S 型菌落，但 S 型菌落是光滑的而不是粗糙的，B 错误。艾弗里的体外转化实验是将 S 型菌的各种成分分别 加入到 R 型活菌中，而不是将各种成分混合加入到 R 型活菌中，C 错误。无论是细菌转化实 验还是噬菌体侵染细菌实验，都仅能证明 DNA 是遗传物质，而不能证明 DNA 是主要的遗传物 质，D 正确。 肺炎双球菌体内转化实验的曲线解读 1．bc 段中 R 型菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗 R 型菌的抗体，致使 R 型 菌数量减少。 2．cd 段 R 型菌数量增多的原因是 c 之前，已有少量 R 型菌转化为 S 型菌，S 型菌能降 低小鼠的免疫能力，造成 R 型菌大量繁殖。 题点二 噬菌体侵染细菌的实验分析 1．下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述中，正确的是( ) A．在含有 35S 或 32P 的培养基中直接培养噬菌体，可以将噬菌体进行标记 B．将被 35S 和 32P 标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养，可以通过观察放射性的分布判断 遗传物质是蛋白质还是 DNA C．用含 32P 的噬菌体侵染大肠杆菌，如果保温时间过长或过短，则上清液中放射性降低 D．用含 35S 的噬菌体侵染大肠杆菌，如果没有搅拌直接离心，则沉淀物中的放射性增高 解析：选 D。由于噬菌体无细胞结构，所以在培养基中无法培养噬菌体，也不能将噬菌 体进行标记，A 错误。该实验分两个小组，不同之处是噬菌体被标记的情况，一组用 35S 标 记，另一组用 32P 标记，不能将一个噬菌体同时用 35S 和 32P 进行标记，B 错误。用含 32P 标记 的一组中，正常情况下的实验结果是沉淀物中放射性很高，上清液中放射性很低，如果保温 时间过长或过短，则会出现上清液中放射性较高，C 错误。用 35S 标记的一组中，如果没有 搅拌，则部分含 35S 的噬菌体会随着大肠杆菌进入沉淀物中，所以会导致沉淀物中的放射性 增高，D 正确。 2．赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用 35S、32P 标记的噬菌体去侵染未标记 的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三次，下列叙述正确的是( ) A．用 32P 和 35S 标记同一噬菌体的 DNA 和蛋白质 B．噬菌体侵染细菌时，只将 35S 注入细菌细胞中 C．在子代噬菌体中，含 32P 的噬菌体占总数的 1/4 D．该实验可以证明 DNA 是噬菌体的主要遗传物质 解析：选 C。为了能分开观察 DNA 和蛋白质在遗传中的作用，应用 32P 和 35S 分别标记不 同的噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的 DNA(含 P)，蛋白质(含 S)外壳留在外部。由于 DNA 的复制是半保留复制，复制三代，含有 32P 的子代噬菌体占全部 噬菌体的比例为 2/8＝1/4。噬菌体侵染细菌的实验可以证明 DNA 是遗传物质，不能证明 DNA 是主要的遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法 考点二 DNA 的结构与复制 [高考领航] 1．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)关于 DNA 和 RNA 的叙述，正确的是( ) A．DNA 有氢键，RNA 没有氢键 B．一种病毒同时含有 DNA 和 RNA C．原核细胞中既有 DNA，也有 RNA D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA 解析：选 C。DNA 一般为双链结构，其碱基对间为氢键，RNA 虽然一般为单链，但 tRNA 形成的“三叶草”结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键；DNA 病毒只含 DNA，RNA 病 毒只含 RNA，一种病毒不可能同时含有 DNA 和 RNA；原核细胞与真核细胞一样，既有 DNA， 也有 RNA；叶绿体和线粒体均含有 DNA 和 RNA，而核糖体只含有 RNA。 2．(2016·高考全国甲卷)某种物质可插入 DNA 分子两条链的碱基对之间，使 DNA 双链 不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( ) A．随后细胞中的 DNA 复制发生障碍 B．随后细胞中的 RNA 转录发生障碍 C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期 D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 解析：选 C。在 DNA 分子的复制过程中，DNA 分子需要先经过解旋，即 DNA 双链解开， 加入该物质后 DNA 分子双链不能解开，故细胞中 DNA 的复制会发生障碍，A 项正确。DNA 分 子转录产生 RNA 的过程中，DNA 分子也需要在 RNA 聚合酶作用下先将双链解开，再以 DNA 的 一条链为模板进行转录，加入该物质后 DNA 分子双链不能解开，故细胞中的 RNA 转录会发生 障碍，B 项正确。因 DNA 复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期 DNA 分子的 复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期，C 项错误。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其 分裂过程中可发生 DNA 复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖， D 项正确。 3．(2016·高考全国乙卷)在有关 DNA 分子的研究中，常用 32P 来标记 DNA 分子。用α、 β和γ表示 ATP 或 dATP(d 表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或 dA－P α～Pβ～Pγ)。回答下列问题： (1)某种酶可以催化 ATP 的一个磷酸基团转移到 DNA 末端上，同时产生 ADP。若要用该 酶把 32P 标记到 DNA 末端上，那么带有 32P 的磷酸基团应在 ATP 的________(填“α”“β” 或“γ”)位上。 (2)若用带有 32P 的 dATP 作为 DNA 生物合成的原料，将 32P 标记到新合成的 DNA 分子上， 则带有 32P 的磷酸基团应在 dATP 的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (3)将一个某种噬菌体 DNA 分子的两条链用 32P 进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含 有 32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链 DNA 分子都装配成噬菌体(n 个) 并释放，则其中含有 32P 的噬菌体所占比例为 2/n，原因____________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根据题干信息可知，该酶能将 ATP 水解成 ADP 和磷酸基团(即 Pγ)，同时将 P γ基团转移到 DNA 末端上。因此需用 32P 标记到 ATP 的γ位上。(2)DNA 生物合成的原料为脱 氧核苷酸。将 dATP 两个高能磷酸键都水解后产物为 dA－Pα(腺嘌呤脱氧核苷酸)，为合成 DNA 的原料。因此需用 32P 标记到 dATP 的α位上。(3)一个含有 32P 标记的噬菌体双链 DNA 分 子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链 DNA 分子中，因此在得到 的 n 个噬菌体中只有 2 个带有标记。 答案：(1)γ (2)α (3)一个含有 32P 标记的噬菌体双链 DNA 分子经半保留复制后，标 记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链 DNA 分子中，因此在得到的 n 个噬菌体中只有 2 个带有标记 [核心探究] 1．理清 DNA 分子结构的“五、四、三、二、一” (1)五种元素：C、H、O、N、P。 (2)四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸。 (3)三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基。 (4)两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。 (5)一种结构：规则的双螺旋结构。 2．DNA 复制的相关问题整合分析 有关 DNA 结构及复制计算的三大失分点 1．碱基计算 (1)不同生物的 DNA 分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的值不 同。该比值体现了不同生物 DNA 分子的特异性。 (2)若已知 A 占双链碱基的比例为 c%，则 A1/单链碱基的比例无法确定，但最大值可求 出为 2c%，最小值为 0。 2．水解产物及氢键数目计算 (1)DNA 水解产物；初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含 氮碱基。 (2)氢键数目计算：若碱基对数为 n，则氢键数为 2n～3n；若已知 A 有 m 个，则氢键数 为 3n－m。 3．DNA 复制计算 在做 DNA 分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA 分子数”还是 “链数”。 [题点突破] 题点一 DNA 的结构及其相关计算 1．下列有关 DNA 分子结构的说法，正确的是( ) A．相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起 B．每个磷酸基团上都连着两个五碳糖 C．碱基对排列顺序的千变万化构成了 DNA 分子的特异性 D．只有嘌呤与嘧啶配对，才能保证 DNA 两条长链之间的距离不变 解析：选 D。DNA 分子中一条链上相邻的碱基被“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连 在一起，两条链上相邻的碱基被氢键连在一起；DNA 链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖； 碱基对排列顺序的千变万化构成了 DNA 分子的多样性。 2．某研究小组测定了多个不同双链 DNA 分子的碱基组成，根据测定结果绘制了 DNA 分 子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在 DNA 分子中碱基数目比值的关系图，下列正确 的是 ( ) 解析：选 C。双链 DNA 分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于 1，A 曲线应为水平，A 项错误； 当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1 时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1 ＋C1)＝1，B 项错误；在 DNA 分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G ＋C)，C 项正确、D 项错误。 双链 DNA 分子中碱基计算的两个重要规律 1．互补碱基之和的比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相同，即：若在一条链中A＋T G＋C ＝m，在互补链及整个 DNA 分子中A＋T G＋C ＝m。 2．非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个 DNA 分子中为 1，即若在 DNA 一条链中A＋G T＋C ＝a，则在互补链中A＋G T＋C ＝1 a ，而在整个 DNA 分子中A＋G T＋C ＝1。 题点二 DNA 的复制及其相关计算 1．如图为真核细胞 DNA 复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是( ) A．解旋酶能使 DNA 双链解开，但需要消耗 ATP B．DNA 分子复制的方式是半保留复制 C．DNA 分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的 D．因为 DNA 分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱 基序列是完全一致的 解析：选 D。由图可知，解旋酶能打开双链间的氢键，且需要消耗 ATP，A 项正确；DNA 分子复制产生的子代 DNA 分子中都保留了原来 DNA 分子中的一条链，即半保留复制，B 项正 确；DNA 分子两条链是反向平行的，而复制的时候子链只能从 5′端向 3′端延伸，所以两 条子链合成的方向相反，C 项正确；因为 DNA 复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互 补配对原则进行的，所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的，D 项错误。 2．如图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程示意图，下列有关叙述错误的是( ) A．图中 DNA 分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中 DNA 分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 解析：选 A。分析题图中的三个复制点复制的 DNA 片段的长度不同，因此复制的起始时 间不同，A 错误；分析题图可知，DNA 分子的复制过程是边解旋边复制的过程，B 正确；DNA 分子的复制首先要在解旋酶的作用下进行解旋，C 正确；真核细胞的 DNA 分子具有多个复制 起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制效率，D 正确。 3．某含 1 000 个碱基对的 DNA 分子双链均被标记，其中腺嘌呤 400 个，将该 DNA 分子 置于不带标记的培养基中连续复制 3 次，则下列叙述错误的是( ) A．子代 DNA 分子中带放射性标记的占总数的 1/4 B．带放射性标记的 DNA 分子中只有一条链被标记 C．该过程中需要消耗鸟嘌呤 4 200 个 D．子代 DNA 分子中带标记的脱氧核苷酸链占 1/4 解析：选 D。亲代 DNA 分子两条链均被标记，连续复制 3 次共得到 8 个 DNA 分子，其中 有 2 个带有标记，子代 DNA 分子中有 6 个不带标记，A 正确；因为 DNA 分子为半保留复制， 所以带标记的 DNA 分子中只有一条链被标记，B 正确；1 个 DNA 分子中 A、T 均为 400 个，则 G、C 各 600 个，连续复制 3 次，需要消耗 G 的数量为 600×(23—1)＝4 200(个)，C 正确；1 个 DNA 分子有 2 条脱氧核苷酸链，子代 DNA 分子中带标记的脱氧核苷酸链占 2/16＝1/8，D 错误。 与 DNA 复制有关的计算 假设 1 个 DNA 分子复制 n 次，则 1．子代 DNA 数为 2n 含母链的 DNA 数：2 完全含母链的 DNA 数：0 不含母链的 DNA 数：2n－2 2．子代 DNA 链数为 2n＋1 母链所占比例：1 2n 子链所占比例：1－1 2n 3．复制差错的计算：DNA 复制过程中其中一条链发生差错，复制 n 代后，含有突变基 因的异常 DNA 分子占 DNA 总数的 50%。 4．复制原料的计算：若某 DNA 分子含某碱基 m 个，该 DNA 分子进行 n 次复制，则需消 耗该游离的脱氧核苷酸数为 m×(2n－1)；进行第 n 代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数 为 m×2n－1。 抓准 DNA 复制中的“关键字眼” 1．DNA 复制：用 15N 标记的是“亲代 DNA”还是“培养基中原料”。 2．子代 DNA：所求 DNA 比例是“含 15N 的”还是“只含 15N 的”。 3．相关计算：已知某亲代 DNA 中含某碱基 m 个。 (1)“复制 n 次”消耗的碱基数：m×(2n－1)。 (2)“第 n 次复制”消耗的碱基数：m×2n－1。 考点三 基因的表达 [高考领航] 1．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( ) A．一种 tRNA 可以携带多种氨基酸 B．DNA 聚合酶是在细胞核内合成的 C．反密码子是位于 mRNA 上相邻的 3 个碱基 D．线粒体中的 DNA 能控制某些蛋白质的合成 解析：选 D。一种 tRNA 只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种 tRNA 转 运，A 项错误。DNA 聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，B 项错误。反密码 子是由位于 tRNA 上相邻的 3 个碱基构成的，mRNA 上相邻的 3 个碱基可构成密码子，C 项错 误。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分 DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D 项正确。 2．(2016·高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的 CRISPR/Cas9 基因编辑技术可简 单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导 RNA 引导核酸内切酶 Cas9 到一个 特定的基因位点进行切割。通过设计向导 RNA 中 20 个碱基的识别序列，可人为选择 DNA 上 的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是( ) A．Cas9 蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B．向导 RNA 中的双链区遵循碱基配对原则 C．向导 RNA 可在逆转录酶催化下合成 D．若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC…… 则相应的识别序列为……UCCAGAAUC…… 解析：选 C。Cas9 蛋白由相应基因转录出的 mRNA 指导在核糖体中合成，A 项正确；向 导 RNA 中的双链区遵循碱基配对原则，B 项正确；逆转录是以 RNA 为模板合成 DNA，C 项错 误；α链与向导 RNA 都与模板链互补配对，但二者所含碱基有所不同，D 项正确。 3．(2015·高考安徽卷)Qβ噬菌体的遗传物质(Qβ RNA)是一条单链 RNA。当噬菌体侵 染大肠杆菌后，Qβ RNA 立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和 RNA 复制酶(如图所示)， 然后利用该复制酶复制 Qβ RNA。下列叙述正确的是( ) A．Qβ RNA 的复制需经历一个逆转录过程 B．Qβ RNA 的复制需经历形成双链 RNA 的过程 C．一条 Qβ RNA 模板只能翻译出一条肽链 D．Qβ RNA 复制后，复制酶基因才能进行表达 解析：选 B。根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Qβ RNA 翻译出了 RNA 复制酶， 利用该酶催化 RNA 复制没有逆转录酶，因此 Qβ RNA 的复制没有经历逆转录形成 DNA 的过程， A 项错误。Qβ噬菌体在 RNA 复制酶的作用下，以单链 RNA 为模板，根据碱基互补配对原则 形成子链，因此会经历形成双链 RNA 的过程，B 项正确。据图中信息可知，该 Qβ噬菌体的 单链 RNA 在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链，C 项错误。复制酶基因表达后生成 RNA 复 制酶，才能催化 RNA 的复制，D 项错误。 [核心探究] 1．转录与翻译的比较 (1)转录 (2)翻译 2．理清不同类型生物遗传信息的传递过程 (1)以 DNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递 ――→转录 RNA ――→翻译 蛋白质 (2)以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递 ①具有 RNA 复制功能的 RNA 病毒(如烟草花叶病毒)。 ――→翻译 蛋白质(性状) ②具有逆转录功能的 RNA 病毒(如艾滋病病毒)。 RNA ――→逆转录 （逆转录酶） ――→转录 RNA ――→翻译 蛋白质 有关转录、翻译的五大失分点 1．转录的产物有三种 RNA，但只有 mRNA 携带遗传信息，并且三种 RNA 都参与翻译过程， 只是分工不同。 2．密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。 3．翻译进程中核糖体沿着 mRNA 移动，读取下一个密码子，但 mRNA 不移动。 4．DNA 上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示： 5．进行蛋白质合成的相关计算时，应看清是 DNA 上(或基因中)的碱基对数还是碱基个 数；是 mRNA 上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类数。 [题点突破] 题点一 转录与翻译的过程分析 1.如图所示为某原核细胞内的生理过程，下列说法正确的是( ) A．图示表明原核细胞内的转录和翻译可同时进行 B．图示表明两个核糖体同时开始合成两条多肽链 C．图中核糖体上的碱基配对方式有 G—C、A—T D．图示过程需要 DNA 聚合酶等相关酶 解析：选 A。图示表明原核细胞内的转录和翻译过程在同一时间、同一地点进行，故 A 项正确；由多肽链的长度可知，图示两个核糖体不是同时开始合成多肽链的，故 B 项错误； 图中核糖体上进行的是翻译过程，即 mRNA 和 tRNA 进行配对，其碱基配对方式有 G—C、A—U、 C—G、U－A，故 C 项错误：图示过程需要 RNA 聚合酶等相关酶．故 D 项错误。 2．如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是 ( ) A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料 B．甲没有核膜围成的细胞核，所以转录翻译同时发生在同一空间内 C．乙细胞的基因转录形成的 mRNA 需要通过核孔才能进入细胞质 D．若合成某条肽链时脱去了 100 个水分子，则该肽链中至少含有 102 个氧原子 解析：选 A。从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含 线粒体，故 A 错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故 B 正确；乙细胞翻译的场 所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的 mRNA 必须通过核孔才能从细胞核出来，故 C 正确；若合成某肽链时脱去 100 个水分子，则该肽链含有 100 个肽键，每个肽键中含有 1 个氧原子，再加上一端的羧基含有的 2 个氧原子，该肽链至少含有 102 个氧原子，故 D 正确。 真核生物与原核生物基因表达过程的不同 1．原核生物：转录和翻译同时进行，发生在细胞质中。 2．真核生物：先转录，主要发生在细胞核中；后翻译，发生在细胞质中。 题点二 遗传信息、密码子、反密码子的比较 1．如图是蛋白质合成时 tRNA 分子上的反密码子与 mRNA 上的密码子配对情形，以下有 关叙述错误的是( ) A．tRNA 上结合氨基酸分子的部位为甲端 B．图中戊处上下链中间的化学键表示氢键 C．与此 tRNA 反密码子配对的密码子为 UCG D．蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着 mRNA 由丙到丁移动 解析：选 C。tRNA 上的甲端是结合氨基酸分子的部位，A 正确；图中戊处为局部双链结 构，该处上下链中间的化学键表示氢键，B 正确；tRNA 的碱基顺序是从非氨基酸臂那一端开 始的，而密码子的第三位碱基与反密码子的第一位碱基配对，因此与此 tRNA 反密码子配对 的密码子为 GCU，C 错误；蛋白质的合成场所是核糖体，其沿着 mRNA 由丙到丁移动，D 正确。 2．如图表示基因 M 和 R 编码各自蛋白质前 3 个氨基酸的 DNA 序列，起始密码子均为 AUG， 且两个基因位于一对同源染色体上。 下列相关叙述中，错误的是( ) A．基因 M 和基因 R 在转录时都是以 b 链为模板的 B．若基因 M 的 b 链中箭头所指碱基 C 突变为 A，其对应的密码子将由 GUC 变为 UUC C．基因 M 和 R 不遵守基因的自由组合定律 D．基因 M 或 R 在表达后两条链又形成双螺旋结构 解析：选 A。由于第一个密码子都是 AUG，所以根据碱基互补配对原则可知，基因 M 转 录时以 b 链为模板链，基因 R 转录时以 a 链为模板链，A 错误。由于基因 M 是以 b 链为模板 链的，所以当图中箭头所指碱基 C 突变为 A 时，第二个密码子将由 GUC 变为 UUC，B 正确。 由于基因 M 和 R 位于一对同源染色体上，所以两个基因不遵守基因的自由组合定律，C 正确。 基因在表达之后，解开的两条脱氧核苷酸链要再螺旋，D 正确。 遗传信息、密码子、反密码子辨析 1．遗传信息：基因中碱基的排列顺序。 2．密码子：mRNA 中决定 1 个氨基酸的 3 个相邻碱基。 3．反密码子：tRNA 一端与密码子互补配对的 3 个碱基。 题点三 中心法则的理解与应用 1．结合下图分析，下列叙述错误的是( ) A．生物的遗传信息储存在 DNA 或 RNA 的核苷酸序列中 B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 解析：选 D。A 项，对于以 DNA 为遗传物质的细胞生物及部分 DNA 病毒来说，遗传信息 储存在 DNA 的脱氧核苷酸序列中；对于 RNA 病毒来说，遗传信息储存在 RNA 的核糖核苷酸序 列中。B 项，由于密码子的简并性(即某些不同的密码子可决定相同的氨基酸)等原因，核苷 酸序列不同的基因，也可能表达出相同的蛋白质。C 项，蛋白质是生物性状的主要体现者， 基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。D 项，具有转录功能的链叫模板链或反 义链，另一条无转录功能的链叫编码链或有义链。两条链之间的碱基互补配对，核苷酸排列 顺序不同，含有不同的遗传信息。 2．如图为生物体内遗传信息的传递过程，有关叙述不正确的是( ) A．甲可表示垂体细胞中生长激素合成过程中的遗传信息的传递方向 B．乙可表示含逆转录酶的 RNA 病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向 C．甲可表示 DNA 病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向 D．丙可表示 RNA 病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向 解析：选 A。垂体细胞已经高度分化，不再分裂，因此不会有 DNA 的自我复制过程，A 项错误；乙可表示含逆转录酶的 RNA 病毒在宿主细胞内繁殖时遗传信息的传递方向，B 项正 确；甲可表示 DNA 病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时遗传信息的传递方向，C 项正确；丙 可表示 RNA 病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖时遗传信息的传递方向，D 项正确。 3．在其他条件具备情况下，在试管中加入物质 X 和物质 Z，可得到相应产物 Y。下列叙 述正确的是( ) A．若 X 是 DNA，Y 是 RNA，则 Z 是逆转录酶 B．若 X 是 DNA，Y 是 mRNA，则 Z 是脱氧核苷 C．若 X 是 RNA，Y 是 DNA，则 Z 是限制性内切酶 D．若 X 是 mRNA，Y 是在核糖体上合成的大分子，则 Z 是氨基酸 解析：选 D。若 X 是 DNA，Y 是 RNA，则 Z 是转录酶，A 错；若 X 是 DNA，Y 是 mRNA，则 Z 是核糖核苷，B 错；若 X 是 RNA，Y 是 DNA，则 Z 是逆转录酶，C 错；若 X 是 mRNA，Y 是核 糖体上合成的大分子，即蛋白质(或多肽)，则 Z 是氨基酸，D 正确。 从模板、原料、产物等方面确定遗传信息的传递过程 1．分析模板 (1)模板是 DNA：DNA 复制或 DNA 转录。 (2)模板是 RNA：RNA 复制或 RNA 逆转录或翻译。 2．分析原料和产物 (1)原料为脱氧核苷酸→产物一定是 DNA→DNA 复制或逆转录。 (2)原料为核糖核苷酸→产物一定是 RNA→DNA 转录或 RNA 复制。 (3)原料为氨基酸→产物一定是蛋白质(或多肽)→翻译。 细胞分裂过程中染色体标记情况分析 [方法解读] 1．有丝分裂与 DNA 复制： (1)过程图解(一般只研究一条染色体)： ①复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)： ②转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期： (2)规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染 色体只有一半带有标记。 2．减数分裂与 DNA 复制： (1)过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图： (2)规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA 只复制一次，因此产生的子染色体都 带有标记。 [夺分题组] 1．蚕豆根尖细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在 不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( ) A．每条染色体的两条单体都被标记 B．每条染色体中都只有一条单体被标记 C．只有半数的染色体中一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记 解析：选 B。蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据 DNA 半保留复制的特点，形成 的子细胞中染色体上的 DNA 都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色 体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成 DNA 复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个 DNA 分子，这两个 DNA 分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的 两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记，另一条染色单体(另 一个 DNA 分子)不被标记。 2．将精原细胞的一个 DNA 分子用 15N 标记，放在含 14N 的培养基中，完成减数第一次分 裂后再换用含 15N 的培养基，则产生的四个精子中含 15N 的有(不考虑变异)( ) A．0 个 B．1 个 C．2 个 D．4 个 解析：选 C。精原细胞的一个 DNA 分子用 15N 标记，则该 DNA 复制完成后形成的两个 DNA 分子，都是一条链含有 15N，另一条链含 14N，该细胞完成减数第一次分裂后再换用 15N 培养基 培养，由于减数第二次分裂不再进行 DNA 复制，故产生的四个精子中含 15N 的有 2 个。 3．将某一用 3H 充分标记的染色体数目为 2N 的雄性动物精巢细胞，放置于不含 3H 的培 养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是 ( ) A．若子细胞中染色体数目为 N，则其中含 3H 的染色体数目为N 2 B．若子细胞中染色体数目为 2N，则其中含 3H 的染色体数目为 N C．若子细胞中所有染色体都含有 3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组 D．若子细胞中有的染色体不含 3H，是因为同源染色体彼此分离 解析：选 C。若子细胞中染色体数目为 N，说明该细胞进行的是减数分裂，减数过程中 DNA 只复制了一次，根据 DNA 半保留复制特点，细胞中所有 DNA 都含有 3H，则形成的子细胞 中的所有染色体都含 3H，A 错误；若子细胞中染色体数目为 2N，说明该细胞进行的是两次连 续的有丝分裂，该过程中 DNA 复制了两次，根据 DNA 半保留复制特点，则其中含 3H 的染色 体数目为 0～2N，B 错误；若子细胞中所有染色体都含有 3H，则该细胞进行的是减数分裂， 减数第一次分裂前期和后期都会发生基因重组，C 正确；若子细胞中有的染色体不含 3H，说 明该细胞进行的是有丝分裂，而有丝分裂过程中，同源染色体不会联会也不会彼此分离，D 错误。 4．用 32P 标记了玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入不含 32P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被 32P 标记的染色体条数是( ) A．0 条 B．20 条 C．大于 0 小于 20 条 D．以上都有可能 解析：选 D。第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA 双链均是一条链含有 32P，另一 条链不含 32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含 32P， 一条染色单体不含 32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含 32P 的 20 条染色体同时 移向细胞的一极，不含 32P 的 20 条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被 32P 标记的染色体条数分别是 20 条和 0 条，如果移向细胞两极的 20 条染色体中既有含 32P 的， 也有不含 32P 的，则形成的子细胞中被 32P 标记的染色体条数大于 0 小于 20 条。 5．用 3H 标记蚕豆根尖分生区细胞的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不 含 3H 的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是( ) A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂 B．通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测 DNA 复制的次数 C．通过检测 DNA 链上 3H 标记出现的情况，可推测 DNA 的复制方式 D．细胞中 DNA 第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有 3H 标记 解析：选 D。秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，从而导致细 胞中染色体数目加倍，A 正确；1 个 DNA 复制 n 次后的数目为 2n 个，所以通过对细胞中不含 单体时的染色体计数，可推测 DNA 复制的次数，B 正确；通过检测 DNA 链上 3H 标记出现的情 况，可推测 DNA 的复制方式是半保留复制，C 正确；根据 DNA 分子复制的半保留的特点，细 胞中 DNA 第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一条带有 3H 标记，D 错误。 限 时规范训练 (建议用时：40 分钟) 1．下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( ) A．都选用结构简单的生物作为实验材料，繁殖快、容易观察实验结果 B．格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌转化实验都是在小鼠体内进行的 C．两个实验都运用了同位素示踪法 D．两个实验都证明了 DNA 是主要的遗传物质 解析：选 A。噬菌体是病毒，肺炎双球菌为原核生物，它们结构简单、繁殖快，容易观 察实验结果。格里菲思的肺炎双球菌转化实验是在小鼠体内进行的，而艾弗里的肺炎双球菌 转化实验是在体外进行的。只有噬菌体侵染细胞的实验运用了同位素示踪法。两个实验都证 明了 DNA 是遗传物质。 2．某研究性学习小组做了两组实验：甲组用 3H、35S 标记的 T2 噬菌体去侵染无放射性的 大肠杆菌；乙组用无放射性的 T2 噬菌体去侵染用 3H、35S 标记的大肠杆菌。下列有关分析正 确的是( ) A．短时间保温、搅拌、离心后，甲组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性 B．短时间保温、搅拌、离心后，乙组上清液与沉淀物放射性都很强 C．甲组子代噬菌体的 DNA 分子中可检测到 3H、35S D．乙组子代噬菌体的蛋白质与 DNA 分子中都可检测到 3H 解析：选 D。甲组用 3H、35S 标记的 T2 噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌时，由于 T2 噬 菌体的蛋白质含 3H、35S，其 DNA 含 3H、不含 35S，短时间保温、搅拌、离心后，上清液因含 有 T2 噬菌体的蛋白质外壳(含 3H、35S)而放射性强，而沉淀物因含有 T2 噬菌体的 DNA(含 3H) 也具有较强放射性。乙组用无放射性的 T2 噬菌体去侵染 3H、35S 标记的细菌，短时间保温、 搅拌、离心后，由于 T2 噬菌体的蛋白质外壳(不含 3H 和 35S)没有放射性，离心后的上清液应 几乎没有放射性，但沉淀物因含 3H、35S 标记的大肠杆菌(含子代 T2 噬菌体)放射性很强。甲 组子代 T2 噬菌体的 DNA 分子是以亲代 T2 噬菌体的 DNA 分子为模板进行复制得到的，故可以 检测到 3H，但不能检测到 35S(因亲代噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌)。乙组子代 T2 噬 菌体利用来自用 3H、35S 标记的大肠杆菌的氨基酸(可能含有 3H、35S)、脱氧核苷酸(可能含有 3H，一般不含有 35S)分别合成子代噬菌体的蛋白质、DNA 分子，前者可检测到 3H、35S，后者 可检测到 3H。 3．关于 DNA 分子结构的叙述，不正确的是( ) A．每个 DNA 分子一般都含有四种脱氧核苷酸 B．DNA 分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖三者的数量是相等的 C．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸基团和一个碱基 D．一段双链 DNA 分子中，如果有 40 个腺嘌呤，就含有 40 个胸腺嘧啶 解析：选 C。每个 DNA 分子中一般都含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟 嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸，A 正确；每个 DNA 分子中碱基数＝磷 酸基团数＝脱氧核糖数，B 正确；在 DNA 分子链中只有链末端的脱氧核糖连着一个磷酸基团， 其余的脱氧核糖上均连着 2 个磷酸基团，C 错误；在双链 DNA 分子中 A 和 T 的数目相同，D 正确。 4．如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示 意图。以下分析正确的是( ) A．图中酶 1 和酶 2 是同一种酶 B．图丙中 b 链可能是构成核糖体的成分 C．图丙是图甲的部分片段放大 D．图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生 解析：选 B。甲图表示 DNA 的复制，乙图表示转录过程，酶 1 为 DNA 聚合酶、酶 2 为 RNA 聚合酶，A 错误；核糖体由蛋白质和 RNA 构成，B 正确；图丙应是图乙的部分片段放大，C 错误；一般情况下，活细胞中都存在乙图所示过程，D 错误。 5．具有 x 个碱基对的一个双链 DNA 分子片段，含有 y 个嘧啶。下列叙述正确的是( ) A．该分子片段即为一个基因 B．该分子片段中，碱基的比例 y/x＝1 C．该 DNA 单链中相邻的两个碱基通过氢键连接 D．该分子片段完成 n 次复制需要(2x－y)·2n 个游离的嘌呤脱氧核苷酸 解析：选 B。基因是有遗传效应的 DNA 片段，依题意无法判断该双链 DNA 分子片段是否 有遗传效应，A 错误；依题意，在该双链 DNA 分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y，依 据碱基互补配对原则，在该双链 DNA 分子片段中，有 A＝T、C＝G，所以解得 x＝y，即在该 分子片段中，碱基的比例 y/x＝1，B 正确；该 DNA 单链中，相邻的两个碱基通过“脱氧核糖 —磷酸—脱氧核糖”连接，C 错误；依题意，该双链 DNA 分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T ＋C＝y，解得 A＋G＝2x－y，该分子片段完成 n 次复制需要游离的嘌呤脱氧核苷酸为(2n－ 1)(2x－y)个，D 错误。 6．DNA 分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为 X)变成了尿嘧啶，该 DNA 连续复 制两次，得到的 4 个子代 DNA 分子相应位点上的碱基对分别为 U—A、A—T、G—C、C—G， 推测“X”可能是( ) A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶 C．腺嘌呤 D．胸腺嘧啶或腺嘌呤 解析：选 B。DNA 复制按照碱基互补配对原则进行，为半保留复制，尿嘧啶所在链连续 复制两次，相应位点上的碱基对分别为 U－A、A－T，故 X 所在链连续复制两次相应位点上 的碱基对分别为 G－C、C－G，故推测“X”可能是 C，B 正确；如果是胸腺嘧啶或腺嘌呤， 则 X 所在链连续复制两次相应位点上的碱基对分别为 A—T、T－A，A、C、D 错误。 7．将正常生长的玉米根尖细胞放在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其 完成一个细胞周期后，再转入不含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，让其再 完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内 DNA 分子不可能为(只考虑其中一对同源染色体上 的 DNA 分子)( ) A．② B．①② C．③ D．③④ 解析：选 A。玉米根尖细胞进行有丝分裂，在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中 培养一个细胞周期，根据 DNA 半保留复制特点，则细胞中的每个 DNA 一条链含 3H，另一条链 不含。再转入不含 3H 标记的培养液中再培养一个细胞周期，中期时一个着丝点连接的两条 姐妹染色单体中的 DNA 分子，其中一个全部不含 3H，即为正常 DNA，另一个一条链含 3H，另 一条链不含 3H，而在有丝分裂后期，着丝点断裂后，姐妹染色单体分离，随机移向两极，因 此可以产生图中的①③④。故选择 A 选项。 8．如图表示生物基因的表达过程，下列叙述与该图相符的是( ) A．图 1 可发生在绿藻细胞中，图 2 可发生在蓝藻细胞中 B．DNA—RNA 杂交区域中 A 应与 T 配对 C．图 1 翻译的结果得到了多条多肽链，图 2 翻译的结果只得到了一条多肽链 D．图 2 中③的合成需要的酶与图 1 中的 RNA 聚合酶完全一样 解析：选 C。图 1 的转录和翻译过程是同时进行的，只能发生在原核生物中，图 2 是先 转录再翻译，应发生在真核生物中，绿藻为真核生物，而蓝藻为原核生物；DNA—RNA 杂交 区域中 A 应该与 U 配对；酶具有专一性，不同种生物需要的聚合酶不同。 9．依据下图中心法则，下列相关叙述正确的是( ) A．基因突变只可能发生在①过程中 B．②③过程在蓝藻中无法同时完成 C．④⑤过程不可能在真核细胞中完成 D．①～⑤过程均遵循碱基互补配对原则 解析：选 D。①表示 DNA 复制过程，是基因发生突变的主要时期，但并不是唯一时期， A 错误；②③表示转录和翻译过程，由于蓝藻细胞内无核膜，所以转录和翻译过程可以同时 完成，B 错误；④⑤分别表示逆转录和 RNA 复制过程，当真核细胞感染某种 RNA 病毒后就可 能发生这样的过程，C 错误；①～⑤过程都涉及信息的传递，所以都遵循碱基互补配对原则， D 正确。 10．肠道病毒 EV71 为单股正链 RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一， 如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下面说法不合理的是( ) A．图中＋RNA 有三方面功能 B．物质 M 的合成场所是宿主细胞的核糖体 C．患儿痊愈后若再次感染该病毒，相应的记忆细胞会迅速产生抗体消灭病毒 D．假定肠道病毒基因＋RNA 含有 1 000 个碱基，其中 A 和 U 占碱基总数的 60%。以病毒 基因＋RNA 为模板合成一条子代＋RNA 的过程共需要碱基 G 和 C 共 800 个 解析：选 C。由图可知＋RNA 可以作为含遗传物质的基因，还可以作为翻译和转录的模 板，故 A 正确；物质 M 是蛋白质类应是在宿主细胞的核糖体上合成的，故 B 正确；患儿痊愈 后如果再次感染该病毒，相应的记忆细胞会迅速增殖分化为浆细胞产生抗体，不是记忆细胞 产生抗体，故 C 错误；假定肠道病毒基因＋RNA 含有 1 000 个碱基，其中 A 和 U 占碱基总数 的 60%，说明 G 和 C 占 40%，有 400 个碱基。以病毒基因＋RNA 为模板合成一条子代＋RNA 的过程中需要先合成－RNA 然后再合成＋RNA，根据碱基互补配对原则共需要碱基 G 和 C 共 800 个，故 D 正确。 11．如图表示真核生物细胞中进行的一些生理活动。下列叙述正确的是( ) A．①②过程发生在细胞分裂间期，③过程发生在有丝分裂后期 B．⑤过程表示遗传信息的翻译过程，图中缬氨酸的密码子是 CAG C．遗传物质进行②过程与进行④过程所需的酶和原料都不同 D．细胞核中只能进行①②③过程，线粒体中只能进行④⑤过程 解析：选 C。图中①表示染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝的过程，可发生在有丝 分裂末期和减数第二次分裂末期，②过程染色质复制后逐渐螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色 体，可发生在有丝分裂和减数第一次分裂间期，③过程表示着丝点分裂，姐妹染色单体分开， 成为两条子染色体的过程，可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，故 A 项错误；图 中缬氨酸的密码子应该是 mRNA 上相邻的 3 个碱基 GUC，CAG 是 tRNA 上的反密码子，故 B 项 错误；遗传物质进行②过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶，原料是 4 种脱氧核苷酸，进行④过程 需要 RNA 聚合酶，原料是 4 种核糖核苷酸，故 C 项正确；细胞核中也可进行④过程(转录)， 且③过程进行时着丝点分裂是在细胞质中进行，线粒体中没有染色体，只能进行④⑤过程(转 录和翻译)，故 D 项错误。 12．人类的 X 基因前段存在 CGG 重复序列。科学家对 CGG 重复次数、X 基因表达和某遗 传病症状表现三者之间的关系进行调查研究，统计结果如下： 注：丙氨酸密码子 GCC CGG 重复次数(n) n＜50 n≈150 n≈260 n≈500 X 基因的 mRNA (分子数/细胞) 50 50 50 50 X 基因编码的蛋白质(分子数/细胞) 1 000 400 120 0 症状表现 无症状 轻度 中度 重度 下列分析不合理的是( ) A．CGG 重复次数不影响 X 基因的转录，但影响蛋白质的合成 B．CGG 重复次数与该遗传病是否发病及症状表现有关 C．CGG 重复次数可能影响 mRNA 与核糖体的结合 D．遗传病症状的轻重与蛋白质中丙氨酸的多少有关 解析：选 D。由表格可知，CGG 重复次数不影响 X 基因的转录，产生的 mRNA(分子数/细 胞)都为 50，CGG 重复次数越多，X 基因编码的蛋白质(分子数/细胞)越少，症状越重，A、B 项正确；CGG 重复次数影响翻译过程，可能是影响 mRNA 与核糖体结合，C 项正确。 13．请回答下列问题。 (1)在利用噬菌体侵染细菌研究 DNA 和蛋白质的遗传功能时，该实验设计的关键思路是 _____________________________。 (2)DNA 分子的双螺旋结构为复制提供了__________，通过________________保证了复 制的准确性，因而 DNA 分子能比较准确地在亲子代间传递信息。 (3)为研究 DNA 的结构和功能，科学家做了如下实验。 实验一：取四支试管，都放入等量的四种脱氧核苷酸、等量的 ATP 和等量的 DNA 聚合酶， 在各试管中分别放入等量的四种 DNA 分子，它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、 T2 噬菌体的 DNA。在适宜的温度下培养一段时间，测定各试管中残留的每一种脱氧核苷酸的 含量。该实验要探究的是______________________，若结果发现残留的四种脱氧核苷酸的量 不同，则说明________________。 实验二：将大肠杆菌中提取的 DNA 分子加到具有足量的四种核糖核苷酸的另一支试管 中，在适宜的温度下培养，一段时间后测定产物的含量。该实验模拟的是________过程。结 果没有检测到产物，原因是________________________。 解析：(1)利用噬菌体侵染细菌研究 DNA 和蛋白质遗传功能的关键是将 DNA 和蛋白质分 开，单独观察它们的作用。(2)DNA 分子的双螺旋结构为 DNA 复制提供了精确的模板，而通 过碱基互补配对又保证了复制的准确性。(3)在实验一中，由于四支试管中加入的脱氧核苷 酸、ATP 及酶均相同，所以，可根据试管中最后剩余的脱氧核苷酸来确定四种生物 DNA 分子 中脱氧核苷酸的数量及比例。在实验二中，试管中加入核糖核苷酸、大肠杆菌中 DNA 模拟的 是转录过程，但转录过程还需要 RNA 聚合酶及能量等，所以最后试管中没有相关产物形成。 答案：(1)把 DNA 与蛋白质分开，单独观察它们的作用 (2)精确的模板 碱基互补配对 (3)四种生物的 DNA 分子中脱氧核苷酸的数量和比例 四种生物的 DNA 中脱氧核苷酸的 数量和比例不同 转录 缺少转录时所需的酶与能量 14．如图表示基因表达过程及该过程中各种成分的构成关系，其中 1～8 是与该过程相 关的各种物质。请分析回答下列问题： (1)各种遗传信息蕴藏在________(填序号)的特定单体排列顺序中。 (2)遗传信息的表达需要经过一系列物质间的信息传递过程，这种物质间信息传递的顺 序是________(填序号)。信息在物质间的传递之所以能保持其特异性不变，是因为在这一过 程中存在着________和________两种机制。 (3)8 种物质中，属于构成大分子有机物单体的是(序号和名称)________。起催化作用 的物质 2 是________。 (4)图中含有核糖的物质有________ (填数字)，细胞中 4 物质有________种。 (5)若物质 8 发生了两种情况：①起始部位插入一个碱基；②起始部位缺少了三个碱基。 哪种情况对生物性状的影响更大？________。为什么？______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)生物体的遗传信息蕴藏在 DNA 的脱氧核苷酸的排列顺序中。(2)图示遗传信息 的传递方向是：DNA――→转录 RNA ――→翻译 蛋白质；信息在物质间的传递之所以能保持其特异性不 变，是因为 DNA 转录出 RNA 的过程遵循碱基互补配对原则，而 RNA 翻译出蛋白质的过程中 tRNA 对密码子和氨基酸的特异性识别。(3)图中的大分子有机物有 1(DNA)，2(RNA 聚合酶)， 4、5、8(RNA)，6(蛋白质)，其中 3(核糖核苷酸)是组成 RNA 的单体，7(氨基酸)是组成蛋白 质的单体。DNA 转录过程中起催化作用的酶是 RNA 聚合酶。(4)图中含有核糖的物质有 3(核 糖核苷酸)、4(tRNA)、5(rRNA)、8(mRNA)，其中 tRNA 有 61 种。(5)由于 mRNA 上的三个相邻 的碱基构成一个密码子，因此插入一个碱基可能造成所有密码子及编码的氨基酸发生变化， 而缺少三个碱基的结果是缺少一个氨基酸，其他氨基酸的种类与顺序不变。 答案：(1)1 (2)1、8、6 碱基互补配对原则 tRNA 对密码子和氨基酸的特异性识别 (3)3(核糖核苷酸)、7(氨基酸) RNA 聚合酶 (4)3、4、5、8 61 (5)① ①情况可能造成所有密码子及编码的氨基酸发生变化，②情况只是缺少一个氨 基酸，其他氨基酸的种类与顺序不变 第 8 讲 遗传的基本规律和人类遗传病 [考纲热度]1.孟德尔遗传实验的科学方法Ⅱ(5 年 2 考) 2.基因的分离定律和自由组合定律Ⅱ(5 年 26 考) 3．伴性遗传Ⅱ(5 年 9 考) 4.人类遗传病的类型Ⅰ(5 年 3 考) 5．人类遗传病的监测和预防Ⅰ(5 年 0 考) 6.人类基因组计划及意义Ⅰ(5 年 0 考) [诊断知识盲点] 1．豌豆杂交实验的操作是去雄→套袋→授粉→套袋。(√) 2．在杂交后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离。(√) 3．分离定律中 F1(Dd)产生的雌雄配子的数目相等。(×) 4．纯合子自交后代都是纯合子，杂合子自交后代并非都是杂合子。(√) 5．两亲本杂交，F1 表现显性性状，F2 显性性状与隐性性状之比为 3∶1，这属于对分离 现象解释的验证过程。(×) 6．两亲本杂交子代表现型为 1∶1，则双亲均为纯合子。(×) 7．在揭示分离定律的过程中，孟德尔的演绎推理是：若 F1 与隐性纯合子杂交，F1 产生 两种配子，测交后代分离比是 1∶1。(√) 8．自由组合定律中 F1 产生配子时，等位基因分离，非等位基因可以自由组合，产生数 量相等的 4 种配子。(×) 9．真核生物核基因的遗传才遵循自由组合定律。(√) 10．分离定律发生在减数第一次分裂的后期。(√) 11．配子形成过程中成对遗传因子的分离是雌雄配子中遗传因子随机结合的基础。(√) 12．非同源染色体上的非等位基因在形成配子时都是自由组合的。(√) 13．与伴性遗传相关的基因位于性染色体上。(√) 14．基因和染色体行为存在明显的平行关系，所以基因全部位于染色体上。(×) 15．性染色体既存在于生殖细胞中，也存在于体细胞中。(√) 16．若 F1(AaBb)自交后代比例为 9∶6∶1，则测交后代比例为 1∶2∶1。(√) 17．由性染色体决定性别的生物才有性染色体。(√) 18．女儿色盲，父亲一定是色盲患者。(√) 19．非同源染色体之间染色体片段的交叉互换属于基因重组。(×) 20．含 X 染色体的配子是雌配子，含 Y 染色体的配子是雄配子。(×) [构建知识网络] > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > 考点一 遗传的基本定律 [高考领航] 1．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素 对得出正确实验结论影响最小的是( ) A．所选实验材料是否为纯合子 B．所选相对性状的显隐性是否易于区分 C．所选相对性状是否受一对等位基因控制 D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 解析：选 A。根据题目要求，分析孟德尔遗传实验所需满足的条件，逐项进行解答。用 于杂交的两个个体如果都是纯合子，验证孟德尔分离定律的方法是先杂交再测交或先杂交再 自交，子二代出现 1∶1 或 3∶1 的性状分离比；如果不都是或者都不是纯合子，则可以用自 交或者测交的方法来验证，A 项符合题意。显隐性不容易区分容易导致统计错误，影响实验 结果，B 项不符合题意。所选相对性状必须受一对等位基因控制，如果受两对或多对等位基 因(位于两对或多对同源染色体上)控制，则符合自由组合定律，C 项不符合题意。如果不遵 守实验操作流程和统计分析方法，实验结果的准确性就不能得到保证，D 项不符合题意。 2．(2016·高考全国丙卷)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交， F1 全部表现为红花。若 F1 自交，得到的 F2 植株中，红花为 272 株，白花为 212 株；若用纯 合白花植株的花粉给 F1 红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为 101 株，白花为 302 株。 根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是( ) A．F2 中白花植株都是纯合体 B．F2 中红花植株的基因型有 2 种 C．控制红花与白花的基因在一对同源染色体上 D．F2 中白花植株的基因型种类比红花植株的多 解析：选 D。本题的切入点在“若用纯合白花植株的花粉给 F1 红花植株授粉，得到的子 代植株中，红花为 101 株，白花为 302 株”上，相当于测交后代表现出 1∶3 的分离比，可 推断该相对性状受两对等位基因控制，且两对基因独立遗传。设相关基因为 A、a 和 B、b， 则 A_B_表现为红色，A_bb、aaB_、aabb 表现为白色，因此 F2 中白花植株中有纯合体和杂合 体，故 A 项错误；F2 中红花植株的基因型有 AaBb、AABB、AaBB、AABb4 种，故 B 项错误；控 制红花与白花的两对基因独立遗传，位于两对同源染色体上，故 C 项错误；F2 中白花植株的 基因型有 5 种，红花植株的基因型有 4 种，故 D 项正确。 3．(2016·高考全国甲卷)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性 状，各由一对等位基因控制(前者用 D、d 表示，后者用 F、f 表示)，且独立遗传。利用该种 植物三种不同基因型的个体(有毛白肉 A、无毛黄肉 B、无毛黄肉 C)进行杂交，实验结果如 下： 有毛白肉 A×无毛黄肉 B 无毛黄肉 B×无毛黄肉 C ↓ ↓ 有毛黄肉∶有毛白肉为 1∶1 全部为无毛黄肉 实验 1 实验 2 有毛白肉 A×无毛黄肉 C ↓ 全部为有毛黄肉 实验 3 回答下列问题： (1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为__________，果肉黄色和白色这对相 对性状中的显性性状为__________。 (2)有毛白肉 A、无毛黄肉 B 和无毛黄肉 C 的基因型依次为________。 (3)若无毛黄肉 B 自交，理论上，下一代的表现型及比例为________。 (4)若实验 3 中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为________。 (5)实验 2 中得到的子代无毛黄肉的基因型有_________________________________。 解析：(1)由实验 3 有毛白肉 A 与无毛黄肉 C 杂交的子代都是有毛黄肉，可判断果皮有 毛对无毛为显性性状，果肉黄色对白色为显性性状。(2)依据性状与基因的显隐性对应关系， 可确定有毛白肉 A 的基因型是 D_ff，无毛黄肉 B 的基因型是 ddF_，因有毛白肉 A 和无毛黄 肉 B 的子代果皮都表现为有毛，则有毛白肉 A 的基因型是 DDff；又因有毛白肉 A 和无毛黄 肉 B 的子代黄肉：白肉为 1∶1，则无毛黄肉 B 的基因型是 ddFf；由有毛白肉 A(DDff)与无 毛黄肉 C(ddF_)的子代全部为有毛黄肉可以推测，无毛黄肉 C 的基因型为 ddFF。(3)无毛黄 肉 B(ddFf)自交后代的基因型为 ddFF∶ddFf∶ddff＝1∶2∶1，故后代表现型及比例为无毛 黄肉：无毛白肉＝3∶1。(4)实验 3 中亲代的基因型是 DDff 和 ddFF，子代为有毛黄肉，基 因型为 DdFf，其自交后代表现型为有毛黄肉(9D_F_ )∶有毛白肉(3D_ff)∶无毛黄肉 (3ddF_)∶无毛白肉(1ddff)＝9∶3∶3∶1。(5)实验2中无毛黄肉B(ddFf)与无毛黄肉C(ddFF) 杂交，子代的基因型为 ddFF 和 ddFf。 答案：(1)有毛 黄肉 (2)DDff、ddFf、ddFF (3)无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1 (4) 有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1 (5)ddFF、ddFf [核心探究] 1．两大定律的适用范围和实质 (1)适用范围：真核生物有性生殖过程中核基因(位于同源染色体上的等位基因)的传递 规律。 (2)实质：等位基因随同源染色体分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (3)时期：减数第一次分裂后期。 2．性状显、隐性的 2 大判断方法 (1)根据性状分离判断。 相同性状亲本杂交，子代新表现出的性状：一定为隐性性状。 (2)根据子代分离比判断。 具有一对相对性状的亲本杂交，若 F2 性状分离比为 3∶1：分离比为“3”的性状为显性。 3．验证遗传两大定律常用的 2 种方法 (1)自交法。 ①自交后代的性状分离比为 3∶1：则符合基因的分离定律。 ②F1 自交后代的性状分离比为 9∶3∶3∶1：则符合基因的自由组合定律。 (2)测交法。 ①测交后代的性状分离比为 1∶1：则符合分离定律。 ②测交后代的性状分离比为 1∶1∶1∶1：则符合自由组合定律。 与遗传定律有关的四个失分点 1．孟德尔遗传规律出现的条件 (1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，且相对性状为完全显性； (2)每一代不同类型的配子都能良好发育，且不同配子结合机会相等； (3)所有后代都处于比较一致的环境中，且存活； (4)供实验的群体要大，个体数量要足够多。 2．鉴定纯合子、杂合子不一定都选测交法 鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子，当被测个体是动物时，常采用测交法；当被测个 体是植物时，测交法、自交法均可以，但自交法较简单。 3．对自由组合定律的理解 (1)配子的随机结合不是基因的自由组合，基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程 中，而不是受精作用时； (2)自由组合强调的是非同源染色体上的非等位基因。一条染色体上的多个基因也称为 非等位基因，但它们是不能自由组合的。 4．自由组合定律应用分析 (1)F2 的 4 种表现型中，把握住相关基因组合 A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1； (2)含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2 中重组性状所占比例并不都是(3＋3)/16； (3)当亲本基因型为 AABB 和 aabb 时，F2 中重组性状所占比例是(3＋3)/16； (4)当亲本基因型为 AAbb 和 aaBB 时，F2 中重组性状所占比例是 1/16＋9/16＝10/16。 [题点突破] 题点一 自交与随交条件下的概率计算 1．豌豆的花色中紫色对白色为显性。一株杂合紫花豌豆连续自交繁殖三代，则子三代 中开紫花的豌豆植株与开白花的豌豆植株的比例为( ) A．3∶1 B．15∶7 C．9∶7 D．15∶9 解析：选 C。杂合紫花豌豆连续自交繁殖，子三代中杂合子 Aa 占 1/23，纯合子占 1－1/23 ＝7/8，隐性纯合子占 7/16，显性纯合子也占 7/16，因此开紫花的豌豆占 9/16，开白花的 豌豆占 7/16。 2．某动物种群中，AA、Aa 和 aa 基因型的个体依次占 25%、50%、25%。若该种群中的 aa 个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代 AA∶Aa∶aa 基因型个体 的数量比为( ) A．3∶3∶1 B．4∶4∶1 C．1∶2∶0 D．1∶2∶1 解析：选 B。若该种群中的 aa 个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配就是 AA、 Aa 这两种基因型的雌雄个体间的交配，AA 占 1/3、Aa 占 2/3(用棋盘法)。 产生雌雄配子的概率 2/3A 1/3a 2/3A 4/9AA 2/9Aa 1/3a 2/9Aa 1/9aa 理论上，下一代 AA∶Aa∶aa 基因型个体的数量比为 4∶4∶1，故选 B。 自交≠自由交配 1．自交强调的是相同基因型个体的交配，如基因型为 AA、Aa 群体中自交是指：AA×AA、 Aa×Aa。 2．自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，如基因型为 AA、Aa 群体中自由交 配是指：AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa♂、Aa♀×AA♂。 题点二 利用分离法解决自由组合定律问题 1．下列叙述正确的是( ) A．孟德尔定律支持融合遗传的观点 B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中 C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd 个体自交，子代基因型有 16 种 D．按照孟德尔定律，对 AaBbCc 个体进行测交，测交子代基因型有 8 种 解析：选 D。孟德尔定律的前提是遗传因子独立存在，不相互融合，A 错误；孟德尔定 律描述的过程发生在减数分裂中，B 错误；按照孟德尔定律，AaBbCcDd 个体自交，子代基因 型有 3×3×3×3＝81 种，C 错误；按照孟德尔定律，对 AaBbCc 个体进行测交，测交子代基 因型有 2×2×2＝8 种，D 正确。 2．假定五对等位基因自由组合。则杂交组合 AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe 产生的子代中， 有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比例是( ) A．1/32 B．1/16 C．1/8 D．1/4 解析：选 B。本题主要考查利用分离定律的相关比例计算自由组合定律问题。将五对等 位基因杂交后代分开统计发现 DD×dd→Dd，后代全为杂合子，因为 Dd 杂合，其他四对等位 基因纯合的个体所占比例是 1×1/2×1/2×1/2×1/2＝1/16。 3．番茄红果对黄果为显性，二室果对多室果为显性，长蔓对短蔓为显性，三对性状独 立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系，将其杂交种植得 F1 和 F2，则在 F2 中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是( ) A．9/64、1/9 B．9/64、1/64 C．3/64、1/3 D．3/64、1/64 解析：选 A。控制三对性状的基因分别用 A、a，B、b，C、c 表示，亲代为 AABBcc 与 aabbCC， F1 为 AaBbCc，F2 中 A－∶aa＝3∶1，B－∶bb＝3∶1，C－∶cc＝3∶1，所以 F2 中红果、多室、 长蔓所占的比例是：3/4×1/4×3/4＝9/64；在 F2 的每对相对性状中，显性性状中的纯合子 占 1/3，故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是 1/3×1/3＝1/9。 用分离定律解决自由组合定律问题 1．分：有几对基因就可分解为几个分离定律问题。 2．合：利用乘法原理或加法原理，对几个分离定律问题的结果进行组合。 题点三 9∶3∶3∶1 的变式应用 1．假设家鼠的毛色由 A、a 和 B、b 两对等位基因控制，两对等位基因遵循自由组合定 律。现有基因型为 AaBb 个体与 AaBb 个体交配，子代中出现黑色家鼠∶浅黄色家鼠∶白化家 鼠＝9∶6∶1，则子代的浅黄色个体中，能稳定遗传的个体比例为( ) A．1/16 B．3/16 C．1/8 D．1/3 解析：选 D。基因型为 AaBb 个体与 AaBb 个体交配，子代中出现黑色家鼠∶浅黄色家鼠∶ 白化家鼠＝9∶6∶1，说明有 A 和 B 基因的家鼠为黑色，只有有 A 或 B 基因的家鼠为浅黄色， 没有 A 和 B 基因的家鼠为白化。子代浅黄色个体中，能稳定遗传的个体(纯合子)比例为 1/6AAbb＋1/6aaBB＝1/3。 2．报春花的花色白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)由两对等位基因(A 和 a，B 和 b)共同控制，两对等位基因独立遗传，显性基因 A 控制以白色素为前体物合成黄色锦葵 色素的代谢过程，但当显性基因 B 存在时可抑制其表达。现选择 AABB 和 aabb 两个品种进行 杂交，得到 F1，F1 自交得 F2，则下列说法不正确的是( ) A．黄色植株的基因型是 AAbb 或 Aabb B．F1 的表现型是白色 C．F2 中黄色∶白色的比例是 3∶5 D．F2 中的白色个体的基因型种类是 7 种 解析：选 C。根据图示，基因 A 表达才能合成黄色锦葵色素，而基因 B 表达时基因 A 表 达受抑制，花色为白色，因此白色报春花的基因型为 A_B_或 aa__，而黄色报春花的基因型 是 AAbb 或 Aabb，故 A 正确；AABB 和 aabb 两个品种杂交，F1 为 AaBb 花色应为白色，故 B 正 确；F1 自交，F2 的基因型为：A_B_、aaB_、A_bb、aabb，其比例为 9∶3∶3∶1，其中黄色占 3/16，白色占(9＋3＋1)/16，因此 F2 中白色∶黄色为 13∶3，故 C 错误；由于 F2 共有 9 种基 因型，其中黄色植株的基因型只有 AAbb 和 Aabb 两种，因此白色个体的基因型种类是 7 种， 故 D 正确。 巧用“合并同类项”推自由组合特殊比值(基因互作) 1．9∶(3＋3)∶1→9∶6∶1→测交后代：1∶2∶1 2．(9＋3)∶3∶1→12∶3∶1→测交后代：2∶1∶1 3．9∶(3＋1)∶3→9∶4∶3→测交后代：1∶2∶1 4．(9＋3＋3)∶1→15∶1→测交后代：3∶1 5．9∶(3＋3＋1)→9∶7→测交后代：1∶3 6．(9＋3＋1)∶3→13∶3→测交后代：3∶1 题点四 涉及致死现象的遗传题 1．无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。 为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约 1/3 的有尾猫，其 余均为无尾猫。由此推断正确的是( ) A．猫的有尾性状是由显性基因控制的 B．自交后代出现有尾猫是基因突变所致 C．自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子 D．无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占 1/2 解析：选 D。无尾猫自交后代出现有尾猫和无尾猫，说明有尾性状是由隐性基因控制的， 无尾性状是由显性基因控制的。无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约 1/3 的有尾猫， 其余均为无尾猫，说明控制无尾性状的显性基因具有显性纯合致死效应，所有的无尾猫都为 杂合子，故无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占 1/2。 2．一杂合子(Dd)植株自交时，含有隐性配子的花粉有 50%的死亡率，则自交后代的基 因型比例是( ) A．1∶1∶1 B．4∶4∶1 C．2∶3∶1 D．1∶2∶1 解析：选 C。隐性配子的花粉有 50%的死亡率，说明雄配子中 D、d 的比例是 2∶1，而 雌配子中 D、d 的比例为 1∶1，所以用棋盘法即可求得：DD∶Dd∶dd＝2∶(1＋2)∶1。结果 见表： ♂配子 ♀配子 D(1/2) d(1/2) D(2/3) DD(2/6) Dd(2/6) d(1/3) Dd(1/6) dd(1/6) 3.玉米的非糯性(W)对糯性(w)是显性，这对等位基因位于第 9 号染色体上。W－和 w－表 示该基因所在染色体发生部分缺失(缺失片段不包括W和w基因)，缺失不影响减数分裂过程。 染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育。下列有关叙述错误的是( ) A．利用 ww(♀)与 W－w(♂)杂交可验证染色体缺失的花粉不育 B．利用 ww(♂)与 W－w(♀)杂交可验证染色体缺失的雌配子可育 C．Ww－(♀)与 W－w(♂)杂交子代的表现型及其比例为非糯性∶糯性＝1∶1 D．基因型为 Ww－的个体自交，其子代的表现型及其比例为非糯性∶糯性＝3∶1 解析：选 D。根据题干信息可推得 W－w(♂)只能产生一种可育雄配子 w，W－w(♀)可产生 两种雌配子。利用 ww(♀)与 W－w(♂)杂交，其子代全为糯性个体，从而验 证染色体缺失的花粉(W－)不育，A 正确；利用 ww(♂)与 W－w(♀)杂交，其子代既有非糯 性个体又有糯性个体，从而验证染色体缺失的雌配子(W－)可育，B 正确；Ww－(♀)与 W－w(♂) 杂交时，其子代的表现型及其比例为非糯性∶糯性＝1∶1，C 正确；基因型为 Ww－的个体自 交时，可以产生两种数量相等的雌配子(W、w－)，但只能产生一种可育雄配子(W)，因此，其 子代的表现型均为非糯性，D 错误。 某些致死基因导致遗传分离比变化 1．隐性致死：隐性基因存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用，如镰刀型 细胞贫血症(红细胞异常，使人死亡)；植物中的白化基因，使植物不能形成叶绿素，从而不 能进行光合作用而死亡。 2．显性致死：显性基因具有致死作用，如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长，智力严重 缺陷，出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性 纯合致死，杂合子自交后代显∶隐＝2∶1。 3．配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。 4．合子致死：指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或 个体的现象。 考点二 伴性遗传和人类遗传病 [高考领航] 1．(2016·高考全国甲卷)果蝇的某对相对性状由等位基因 G、g 控制，且对于这对性状 的表现型而言，G 对 g 完全显性。受精卵中不存在 G、g 中的某个特定基因时会致死。用一 对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌：雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型。 据此可推测：雌蝇中( ) A．这对等位基因位于常染色体上，G 基因纯合时致死 B．这对等位基因位于常染色体上，g 基因纯合时致死 C．这对等位基因位于 X 染色体上，g 基因纯合时致死 D．这对等位基因位于 X 染色体上，G 基因纯合时致死 解析：选 D。结合选项，并根据题干信息：子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种 表现型，可知这对等位基因位于 X 染色体上。若亲代雄蝇为显性个体，则子代雌蝇不可能有 两种表现型，故亲代雄蝇应为隐性个体，基因型为 XgY，说明受精卵中不存在 g 基因(即 G 基因纯合)时会致死。由于亲代表现型不同，故亲代雌蝇为显性个体，且基因型为 XGXg，子 一代基因型为 XGXg、XgXg、XGY(死亡)、XgY。综上分析，这对等位基因位于 X 染色体上，G 基 因纯合时致死，D 项正确。 2．(2016·高考全国乙卷)理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是( ) A．常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 B．常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 C．X 染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 D．X 染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 解析：选 D。联系遗传平衡定律进行分析。常染色体隐性遗传病在男性和女性中的发病 率相等，均等于该病致病基因的基因频率的平方，故 A 项错误。常染色体显性遗传病在男性 和女性中的发病率相等，均等于 1 减去该病隐性基因的基因频率的平方，故 B 项错误。X 染 色体显性遗传病在女性中的发病率等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方，故C项错误。 因男性只有一条 X 染色体，男性只要携带致病基因便患病，故 X 染色体隐性遗传病在男性中 的发病率等于该病致病基因的基因频率，故 D 项正确。 3．(2015·高考全国卷Ⅰ)抗维生素 D 佝偻病为 X 染色体显性遗传病，短指为常染色体 显性遗传病，红绿色盲为 X 染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这 四种遗传病遗传特征的叙述，正确的是( ) A．短指的发病率男性高于女性 B．红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者 C．抗维生素 D 佝偻病的发病率男性高于女性 D．白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现 解析：选 B。常染色体遗传病的男性与女性发病率相等，A 项错误。X 染色体隐性遗传 病的女性患者，其父亲和儿子一定是患者，B 项正确。X 染色体显性遗传病的女性发病率大 于男性发病率，C 项错误。白化病属于常染色体隐性遗传病，不会在一个家系的几代人中连 续出现，D 项错误。 4．(2015·高考全国卷Ⅱ)等位基因 A 和 a 可能位于 X 染色体上，也可能位于常染色体 上。假定某女孩的基因型是 XAXA 或 AA，其祖父的基因型是 XAY 或 Aa，祖母的基因型是 XAXa 或 Aa，外祖父的基因型是 XAY 或 Aa，外祖母的基因型是 XAXa 或 Aa。 不考虑基因突变和染色体变异，请回答下列问题： (1)如果这对等位基因位于常染色体上，能否确定该女孩的 2 个显性基因 A 来自于祖辈 4 人中的具体哪两个人？为什么？ (2)如果这对等位基因位于 X 染色体上，那么可判断该女孩两个 XA 中的一个必然来自于 ________(填“祖父”或“祖母”)，判断依据是________________；此外，________(填 “能”或“不能”)确定另一个 XA 来自于外祖父还是外祖母。 解析：(1)若这对等位基因位于常染色体上，则该女孩的基因型为 AA 时，2 个 A 基因一 个来自于父亲，一个来自于母亲。由于祖父和祖母的基因型均为 Aa，其父亲的 A 基因可能 来自于该女孩的祖父也可能来自于祖母。同理也不能判断来自于母亲的 A 基因的来源。(2) 若这对等位基因位于 X 染色体上，则该女孩的基因型为 XAXA，其父亲的基因型一定是 XAY， 其中 XA 必然来自于该女孩的祖母，而 Y 基因来自于其祖父；该女孩母亲的基因型可能是 XAXA， 也可能是 XAXa，若该女孩母亲的基因型为 XAXA，则 XA 可能来自于该女孩的外祖父也可能来自 于外祖母，若该女孩母亲的基因型为 XAXa，则 XA 来自于外祖父，因此不能确定母亲传递给该 女孩的 XA 基因是来自于其外祖父还是外祖母。 答案：(1)不能 女孩 AA 中的一个 A 必然来自于父亲，但因为祖父和祖母都含有 A，故 无法确定父亲传给女儿的 A 是来自于祖父还是祖母；另一个 A 必然来自于母亲，也无法确定 母亲传给女儿的 A 是来自于外祖父还是外祖母。 (2)祖母 该女孩的一个 XA 来自于父亲， 而父亲的 XA 一定来自于祖母 不能 [核心探究] 1．仅在 X 染色体上基因的遗传特点 (1)伴 X 染色体显性遗传病的特点 ①发病率女性高于男性；②世代遗传；③男患者的母亲和女儿一定患病。 (2)伴 X 染色体隐性遗传病的特点 ①发病率男性高于女性；②隔代交叉遗传；③女患者的父亲和儿子一定患病。 2．遗传系谱中遗传病遗传方式的判断步骤 步骤 现象及结论的口诀记忆 图解表示 第一，排除伴 Y 遗传 若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患 者，则为伴 Y 遗传病；若系谱图中，患者有男有女，则 不是伴 Y 遗传 第二，确定图谱中遗传 病是显性遗传还是隐 性遗传 “无中生有”(无病的双亲，所生的孩子中有患者)，则 为隐性遗传 “有中生无”(有病的双亲，所生的孩子中出现无病的)， 则为显性遗传 第三，确定致病基因位 于常染色体上还是位 于性染色体上 ①双亲有病儿子正常 ②父病女必病，子病母必病 伴 X 显性遗传 ①双亲有病女儿正常 ②父病女不病或者子病母不病 常染色体显性遗传 ①双亲正常儿子有病 ②母病子必病，女病父必病 伴 X 隐性遗传 ①双亲正常女儿有病 ②母病子不病或女病父不病 常染色体隐性遗传 第四，若系谱图中无上 述特征，只能从可能性 大小方面推测 有关伴性遗传三大失分点 1．萨顿假说的提出运用了类比推理法；摩尔根的科学发现运用了假说—演绎法；摩尔 根的发现又为萨顿的假说提供了科学证据。 2．伴性遗传有其特殊性 (1)雌雄个体的性染色体组成不同，有同型和异型两种。 (2)有些基因只存在于 X 或 Z 染色体上，Y 或 W 染色体上无相应的等位基因，从而存在 像 XbY 或 ZbW 的单个隐性基因控制的性状也能表现。 (3)Y 或 W 染色体非同源区段上携带的基因，在 X 或 Z 染色体上无相应的等位基因，只 限于在相应性别的个体之间传递。 (4)性状的遗传与性别相联系。在写表现型和统计后代比例时，一定要与性别相联系。 3．分析隐性遗传病，如果女性患者的父亲和她的儿子全是患者，说明最可能是伴 X 染 色体遗传，也可能是常染色体遗传。同理，显性遗传病中，如果男性患者的母亲和女儿全是 患者，说明最可能是伴 X 染色体遗传，但也可能是常染色体遗传。 [题点突破] 题点一 伴性遗传及人类遗传病的特点分析 1．绿色荧光标记的 X 染色体 DNA 探针(X 探针)，仅能与细胞内的 X 染色体 DNA 的一段 特定序列杂交，并使该处呈现绿色荧光亮点。同理，红色荧光标记的 Y 染色体 DNA 探针(Y 探针)可使 Y 染色体呈现一个红色荧光亮点。同时用这两种探针检测体细胞，可诊断性染色 体数目是否存在异常。医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测，结果如图所示。下列 分析正确的是( ) A．X 染色体 DNA 上必定有一段与 X 探针相同的碱基序列 B．据图分析可知妻子患 X 染色体伴性遗传病 C．妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病 D．该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生 解析：选 A。根据题意可知，X 染色体上 DNA 的一段特定序列可与 DNA 探针(X 探针)杂 交，而 DNA 是由两条链组成的，两条链上的碱基可互补配对，则该段 DNA 序列的互补链与 X 探针的碱基序列相同，A 项正确。分析题图，妻子体细胞有三个绿色荧光亮点，所以妻子的 性染色体组成为 XXX，妻子患染色体异常遗传病，不是伴性遗传病，B 项错误。妻子患有性 染色体数目异常遗传病，而其双亲可能正常，患病原因可能是双亲在减数分裂形成配子时发 生异常，产生了染色体组成为 XX 的卵细胞或者精子，C 项错误。该异常卵细胞与含 X 染色 体的精子和含 Y 染色体的精子结合的概率相等，后代男女患性染色体异常疾病的概率均等， D 项错误。 2．人类的两条性染色体(X、Y)形态、大小差异很大，但它们是一对特殊的同源染色体， 以下叙述中不支持这一结论的是( ) A．从来源看，男性的 X 染色体来自其母方，Y 染色体来自其父方 B．从形态结构看，二者虽然差别很大，但却存在着同源区段 C．从功能看，二者都与性别决定有关，其上只携带与性别相关的基因 D．从减数分裂中行为看，二者能联会、分离，进入到不同的子细胞中 解析：选 C。减数分裂过程中联会的两条染色体，形态和大小一般都相同，一条来自父 方，一条来自母方，叫做同源染色体。从来源看，男性的性染色体为 XY，在受精过程中， 其 X 染色体来自其母方，Y 染色体来自其父方，A 项正确；从形态结构看，二者虽然差别很 大，但却存在着同源区段，含有等位基因，B 项正确；从功能看，二者都与性别决定有关， 其上除携带与性别相关的基因外，还携带其它基因，如色盲基因、血友病基因等，而且此项 也不支持 XY 属于一对特殊的同源染色体的结论，故 C 项错误；从减数分裂中行为看，二者 能在减数第一次分裂前期联会，并在减数第一次分裂后期分离，进入到不同的子细胞中，与 同源染色体的行为一样，D 项正确。 题点二 遗传系谱图的判断及概率计算 1．如图是某单基因遗传病的家谱图(基因用 A、a 表示)。下列有关的分析中，不正确的 是( ) A．控制该遗传病的基因最有可能是位于 X 性染色体上，且为隐性遗传 B．若该遗传病基因位于 X、Y 性染色体的同源区段，则Ⅱ1 的基因型是 XAXA 或 XAXa C．若Ⅲ1 的基因型是 XAXAXa，则不可能是Ⅱ4 在卵细胞形成时两个 X 同源染色体未分离 D．若Ⅰ2 和Ⅱ2 的基因型都是 Aa，则Ⅱ1 与Ⅱ2 生个孩子患遗传病的概率是 1/6 解析：选 C。系谱图显示：患者均为男性，Ⅰ1 和Ⅰ2 均为正常，其儿子之一的Ⅱ3 患病， 据此可推知该遗传病最可能为伴 X 染色体隐性遗传病，A 项正确；若该遗传病基因位于 X、Y 性染色体的同源区段，则Ⅱ3 的基因型为 XaYa，Ⅰ1 和Ⅰ2 的基因型分别为 XAYa、XAXa，进而推 出Ⅱ1 的基因型是 XAXA 或 XAXa，B 项正确；若Ⅲ1 基因型 XAXAXa，由于父亲是患者，没有显性基 因，所以 XAXA 都来自其母亲Ⅱ4，可能是减数第二次分裂两个姐妹染色单体分开后没有进入 两个子细胞，也可能是Ⅱ4 在卵细胞形成时两个 X 同源染色体未分离，C 项错误；若Ⅰ2 和Ⅱ2 的基因型都是 Aa，则Ⅰ1 的基因型是 Aa，进而推出Ⅱ1 的基因型为 1/3AA、2/3Aa，则Ⅱ1 与 Ⅱ2 生个孩子患遗传病的概率是 2/3×1/4aa＝1/6，D 项正确。 2．人类某遗传病受 X 染色体上的两对等位基因(A、a 和 B、b)控制，且只有 A、B 基因 同时存在时个体才不患病。不考虑基因突变和染色体变异。根据系谱图，下列分析错误的是 ( ) A．Ⅰ1 的基因型为 XaBXab 或 XaBXaB B．Ⅱ3 的基因型一定为 XAbXaB C．Ⅳ1 的致病基因一定来自于Ⅰ1 D．若Ⅱ1 的基因型为 XABXaB，与Ⅱ2 生一个患病女孩的概率为 1/4 解析：选 C。根据题干给出的信息，首先从正常个体Ⅱ3 的基因型入手，由于Ⅰ2 的基因 型为 XAbY，则Ⅱ3 的基因型应为 XaBXAb，然后确定出整个系谱图中个体的基因组成： 进而推知：Ⅳ1 个体的致病基因来自Ⅲ3，Ⅲ3 的致病基因来自Ⅱ3，Ⅱ3 的致病基因来自 Ⅰ1 或Ⅰ2，C 项错误，A、B 两项正确。若Ⅱ1 的基因型为 XABXaB，且已推出Ⅱ2 的基因型为 Xa_Y， 则两者婚配后生一个患病女孩 XaBXa_的概率为 1/2×1/2＝1/4，D 项正确。 3．甲病和乙病均为单基因遗传病，某家族遗传家系图如下，其中Ⅱ4 不携带甲病的致病 基因。下列叙述正确的是( ) A．甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为伴 X 染色体隐性遗传病 B．Ⅱ1 与Ⅲ5 的基因型相同的概率为 1/4 C．Ⅱ3 与Ⅱ4 的后代中理论上共有 9 种基因型和 4 种表现型 D．若Ⅲ7 的性染色体组成为 XXY，则产生异常生殖细胞的最可能是其母亲 解析：选 D。假设甲、乙两种遗传病分别由基因 A、a 和 B、b 控制。对于甲病来说，由 Ⅱ4 不携带甲病的致病基因，却生了患病的Ⅲ7，可知该病为伴 X 染色体隐性遗传病，Ⅱ3 和 Ⅱ4 的基因型分别是 XAXa 和 XAY。对于乙病来说，由不患乙病的Ⅱ1 和Ⅱ2 生了患乙病的Ⅲ1 可知， 该病为常染色体隐性遗传病，Ⅱ1 和Ⅱ2 的基因型均为 Bb，故 A 项错误。由Ⅲ3 可推知Ⅱ1 有关 甲病的基因型为 XAXa，由Ⅱ3 和Ⅱ4 的基因型为 XAXa 和 XAY 可推知，Ⅲ5 有关甲病的基因型为 1/2XAXA 或 1/2XAXa，由患乙病的Ⅲ4 可推知，Ⅱ3 和Ⅱ4 有关乙病的基因型为 Bb 和 bb，由此可 知Ⅲ5 有关乙病的基因型为 Bb，所以Ⅱ1 的基因型是 BbXAXa，Ⅲ5 的基因型是 1/2BbXAXA 或 1/2BbXAXa，故Ⅱ1 和Ⅲ5 基因型相同的概率为 1/2，B 项错误。前面已经推出Ⅱ3 和Ⅱ4 的基因型 分别为 BbXAXa 和 bbXAY，理论上Ⅱ3 和Ⅱ4 的后代有 2×4＝8 种基因型、2×3＝6 种表现型(Bb 和 bb 杂交，2 种基因型、2 种表现型；XAXa 和 XAY 杂交，4 种基因型、3 种表现型)，C 项错 误。若Ⅲ7 的性染色体组成为 XXY，由于其患甲病，故其有关甲病的基因型为 XaXaY，据题干 可知其父亲(Ⅱ4)不携带甲病的致病基因，所以两条 X 染色体最可能来自其母亲，D 项正确。 遗传系谱图概率计算的“五定”程序 一定相对性状的显隐性(概念法、假设法)； 二定基因所在染色体类型(按 Y 染色体、X 染色体、常染色体顺序判断)； 三定研究对象； 四定相关个体的基因型(隐性纯合突破法、逆推法、顺推法)； 五定相关个体遗传概率(涉及多对性状时，拆分为分离定律)。 题点三 X 染色体上致死基因的确定 1．果蝇的某一对相对性状由等位基因(N、n)控制，其中一个基因在纯合时能使合子致 死(注：NN、XnXn、XnY 等均视为纯合子)。有人用一对果蝇杂交，得到 F1 果蝇共 185 只，其 中雄蝇 63 只。 (1)控制这一性状的基因位于________染色体上，成活果蝇的基因型共有________种。 (2)若 F1 雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是________，F1 雌蝇基因型为________。 (3)若 F1 雌蝇共有两种表现型，则致死基因是________。 解析：(1)根据杂交后代雌雄比例不等(大约为 2∶1)，可知该致死基因位于 X 染色体上。 (2)假设为隐性纯合致死(致死基因为 n)，雌蝇基因型为 XNXN、XNXn，雄蝇基因型为 XNY。XNXn ×XNY→1XNXN∶1XNXn∶1XnY(致死)∶1XNY，雌∶雄＝2∶1，与已知相符，且成活果蝇的基因型 共有 3 种，F1 雌蝇仅有一种表现型。(3)假设为显性纯合致死(致死基因为 N)，雌蝇基因型 为 XNXn、XnXn，雄蝇基因型为 XnY。XNXn×XnY→1XNXn∶1XnXn∶1XNY(致死)∶1XnY，雌∶雄＝2∶1， 且成活果蝇的基因型共有 3 种，F1 雌蝇共有两种表现型。 答案：(1)X 3 (2)n XNXN、XNXn (3)N 2．假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性 纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受 到了 X 射线辐射，为了探究这只果蝇 X 染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交 实验并预测最终实验结果。 实验步骤： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 结果预测： Ⅰ.如果________，则 X 染色体上发生了完全致死突变； Ⅱ.如果________，则 X 染色体上发生了不完全致死突变； Ⅲ.如果________，则 X 染色体上没有发生隐性致死突变。 解析：用这只雄果蝇与正常雌果蝇杂交，再让 F1 互交，根据 F2 雌雄比例做出判断。设 正常基因为 A，隐性致死突变基因为 a，遗传图解如下： P XAXA(正常雌果蝇) × XaY ↓ F1 XAY XAXa ↓互交 F2 XAXA XAXa XAY XaY 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 若发生完全致死突变，则 XaY 个体全部死亡，F2 中雄蝇占 1/3(或 F2 中雌∶雄＝2∶1)； 若发生不完全致死突变，则 XaY 个体部分死亡，F2 中雄蝇占的比例介于 1/3 至 1/2 之间(或 F2 中雌∶雄在 1∶1～2∶1 之间)；若未发生隐性致死突变，则 F2 个体全部成活，F2 中雄蝇占 1/2(或 F2 中雌∶雄＝1∶1) 答案：①这只雄蝇与正常雌蝇杂交 ②F1 互交(或：F1 雌蝇与正常雄蝇杂交) ③统计 F2 中雄蝇所占比例(或：统计 F2 中雌雄蝇比例) 结果预测：Ⅰ.F2 中雄蝇占 1/3(或：F2 中雌∶雄＝2∶1) Ⅱ.F2 中雄蝇占的比例介于 1/3 至 1/2 之间(或：F2 中雌∶雄在 1∶1～2∶1 之间) Ⅲ.F2 中雄蝇占 1/2(或：F2 中雌∶雄＝1∶1) 几种重要的遗传实验设计归纳 [方法解读] 1．基因在染色体上的位置判定 (1)相应基因在常染色体上还是在 X 染色体上 ①若已知性状的显隐性 隐性雌×显性雄 ⇓ a.若子代中雌性全为显性，雄性全为隐性⇒在 X 染色体上 b.若子代中雌性中有隐性，雄性中有显性⇒在常染色体上 ②若未知性状的显隐性 设计正反交实验 ⇓ a.若正反交子代雌雄表现型相同⇒在常染色体上 b.若正反交子代雌雄表现型不同⇒在 X 染色体上 (2)探究基因位于 X、Y 染色体的同源区段上还是仅位于 X 染色体上 若显隐性已知，则选用隐性雌性个体×显性雄性个体，观察 F1 的性状表现。若性状的 显隐性未知，可采用正反交法。 (3)相应性状受核基因控制还是受质基因控制 设计正反交实验 ⇓ 若正反交结果相同⇒受核基因控制 若正反交结果不同，且子 代性状始终与母本相同 ⇒受质基因控制 2．验证遗传规律的实验设计 控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上。它们所控制的性状遗传便符合 分离定律，位于两对或多对同源染色体上，它们所控制的性状遗传便符合自由组合定律。 因此此类试题便转化成分离定律或自由组合定律的验证题型。具体方法如下： (1)自交法：F1 自交，如果后代性状分离比符合 3∶1，则控制两对或多对相对性状的基 因位于一对同源染色体上；如果后代性状分离比符合 9∶3∶3∶1 或(3∶1)n(n≥3)，则控制 两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。 (2)测交法：F1 测交，如果测交后代性状分离比符合 1∶1，则控制两对或多对相对性状 的基因位于一对同源染色体上；如果测交后代性状分离比符合1∶1∶1∶1 或(1∶1)n(n≥3)， 则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。 [夺分题组] 1．人们在果蝇中发现有飞行肌退化的现象，这种果蝇即使有正常的翅也无法飞行，实 验过程如图。通过下列的哪种检验方法和结果，可以确定飞行肌退化由 X 染色体上的显性基 因所控制( ) A．用子代雌雄个体杂交，后代雌性个体的分离比为 3∶1 B．用子代雌雄个体杂交，后代雄性个体的分离比为 1∶1 C．用子代雄性个体与亲代雌性交配，后代雌性个体的分离比为 3∶1 D．用子代雌性个体与亲代雄性交配，后代雄性个体的分离比为 2∶1 解析：选 B。如果飞行肌退化由 X 染色体上的显性基因(XB)所控制，则飞行肌正常为隐 性(Xb)。子代飞行肌退化的雌性个体基因型为 XBXb，子代飞行肌退化的雄性个体为 XBY。用子 代雌雄个体杂交，则后代飞行肌退化与飞行肌正常的分离比为 3∶1，雌性个体均为飞行肌 退化，雄性个体的分离比为 1∶1。若用子代雄性个体(XBY)与亲代雌性(XBXB)交配，后代全部 为飞行肌退化；用子代雌性个体(XBXb)与亲代雄性个体(XbY)交配，后代雄性个体分离比为 1∶1。B 项正确。 2．某一对相对性状受一对等位基因(A 和 a)控制，如果这一对等位基因位于常染色体上， 则在生物种群中有 AA、Aa、aa 三种基因型，如果只存在于 X 染色体上，则有 M 种基因型， 如果存在于 X 和 Y 染色体的同源区段，则有 N 种基因型，那么 M 和 N 分别为( ) A．5 和 5 B．5 和 6 C．5 和 7 D．3 和 6 解析：选 C。基因如果只在 X 染色体上，则雌性有 3 种基因型，雄性有 2 种基因型，如 果在 X 和 Y 染色体的同源区段，则雌性有 3 种基因型，雄性有 4 种基因型。 3．某科研小组用一对表现型都为圆眼长翅的雌、雄果蝇进行杂交，子代中圆眼长翅： 圆眼残翅：棒眼长翅：棒眼残翅的比例，雄性为 3∶1∶3∶1，雌性为 5∶2∶0∶0，不考虑 性染色体同源区段的遗传，下列分析错误的是( ) A．圆眼、长翅为显性性状 B．决定眼形的基因位于 X 染色体上 C．子代圆眼残翅雌果蝇中杂合子占 2/3 D．雌性子代中可能存在与性别有关的致死现象 解析：选 C。假设长翅与残翅基因用 A、a 表示，圆眼与棒眼基因用 B、b 表示。由题意 知，一对表现型都为圆眼长翅的果蝇杂交，子代中出现了棒眼、残翅性状，说明圆眼、长翅 为显性性状。子代雄性中圆眼与棒眼比例为 1∶1，雌性中只有圆眼，说明控制该性状的基 因位于 X 染色体上。两个亲本的基因型为 AaXBXb、AaXBY，子代圆眼残翅雌果蝇的基因型为 aaXBXB 或 aaXBXb，杂合子占 1/2。雌性中长翅∶残翅应该为 3∶1，结果为 5∶2，可能是 AAXBXB 纯合致死导致的。 4．已知某动物毛色有黄色和黑色两种，并由一对等位基因 A、a 控制，含基因 A、a 的 同源染色体的一条染色体上带有致死基因，但致死基因的表达受性激素的影响。通过下列杂 交组合不能得出的结论是( ) 杂交组合 亲本类型 子代 雌 雄 甲 黄色(♀)×黄色(♂) 黄色 238 黄色 120 乙 黄色(♂)×黑色(♀) 黄色 111 黑色 110 黄色 112 黑色 113 丙 乙组 F1 中表现型为 黄色的雌雄个体交配 黄色 358 黑色 121 黄色 243 黑色 119A 根据杂交组合丙判断黄色是显性性状 B．甲组亲本的基因型是 AA(♀)×Aa(♂) C．致死基因与 a 在同一条染色体上 D．雄性激素会促进致死基因的表达 解析：选 C。丙组杂交的亲本为乙组子代中的黄色个体，杂交子代中出现了黑色个体， 所以黄色是显性性状。 甲组的子代中只有黄色个体，说明甲组的亲本中至少有一个是显性 纯合子，同时结合乙组杂交子代的情况可知甲组亲本中雄性黄色个体不可能是纯合子，则甲 组的亲本基因型是 AA(♀)×Aa(♂)。从基因型为 AA 的雄性个体死亡，基因型为 AA 的雌性 个体和基因型为 Aa 的个体的生存现象可以看出，致死基因与 A 基因在同一条染色体上，a 基因所在染色体上不带致死基因，雄性激素会促进致死基因的表达。 5.如图为果蝇性染色体结构简图。要判断果蝇某伴性遗传基因位于片段Ⅰ还是片段Ⅱ－ 1 上，现用一只表现型为隐性的雌蝇与一只表现型为显性的雄性杂交，不考虑突变，若后代 ①雌性为显性，雄性为隐性；②雌性为隐性，雄性为显性，可推断①、②两种情况下该基因 分别位于( ) A．Ⅰ；Ⅰ B．Ⅱ－1；Ⅰ C．Ⅱ－1 或Ⅰ；Ⅰ D．Ⅱ－1；Ⅱ－1 解析：选 C。①的交配类型是 XaXa×XAY→XAXa、XaY，或者 XaXa×XAYa→XAXa、XaYa。②的交 配类型是 XaXa×XaYA→XaYA、XaXa。 6．实蝇是一种世界性果蔬害虫，中国将其列为进口植物检疫Ⅰ类危险性害虫，对其检 疫极其严格。目前我国已经在欧美进口水果中检测到 3 种品系的地中海实蝇(均包含雌雄个 体)： 品系名称 表现型 相关性状描述 野生品系 红腹、彩背 腹部橙红色、胸部背面有黄白色斑纹 红腹品系 红腹、黑背 腹部橙红色、胸部背面黑色有光泽 黑檀品系 黑腹、黑背 腹部黑色、胸部背面黑色有光泽 研究人员通过培养和杂交实验已经证实：上述性状由非同源染色体上的两对等位基因控 制。在此基础上，又进行了以下实验： ①野生品系(♀)×红腹品系(♂)―→F1：红腹彩背∶红腹黑背＝1∶1。 ②野生品系(♂)×红腹品系(♀)―→F1：红腹彩背∶红腹黑背＝1∶1。 ③红腹品系×红腹品系―→F1：红腹彩背∶红腹黑背＝1∶2。 (1)由①②③可知：控制胸部背面斑纹的基因所在的染色体种类及显隐性关系是____ __________，③中 F1 分离比为 1：2 的最可能原因是__________________。 (2)在确定红腹和黑腹的显隐性关系和基因所在的染色体时，为了尽可能减少杂交过程 产生的干扰因素，研究人员选择了表中所列的原始红腹品系和黑檀品系进行正反交，结果正 交的子代腹部全为橙红色，反交子代中雌性个体和雄性个体的腹部颜色不同，据此判断控制 腹部颜色的基因所在的染色体种类及显隐性关系是______________________。反交组合应该 是________。 答案：(1)位于常染色体上，黑背对彩背为显性 黑背纯合子致死 (2)位于 X 染色体上，红腹对黑腹为显性 红腹品系(♂)×黑檀品系(♀)[或：红腹黑背 (♂)×黑腹黑背(♀)] 7．已知红玉杏花朵颜色由两对基因(A、a 和 B、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。其基因型与表现型的 对应关系见表。 基因型 A_bb A_Bb A_BB aa__ 表现型 深紫色 淡紫色 白色 (1)纯合白色植株和纯合深紫色植株作亲本杂交，子一代全部是淡紫色植株。该杂交亲 本的基因型组合是__________________________________。 (2)有人认为 A、a 和 B、b 基因是在一对同源染色体上，也有人认为 A、a 和 B、b 基因 分别在两对同源染色体上。现利用淡紫色红玉杏(AaBb)设计实验进行探究。 实验步骤：让淡紫色红玉杏(AaBb)植株自交，观察并统计子代红玉杏花的颜色和比例(不 考虑交叉互换)。 实验预测及结论： ①若子代红玉杏花色为____________________，则 A、a 和 B、b 基因分别在两对同源染 色体上。 ②若子代红玉杏花色为______________________________，则 A、a 和 B、b 基因在一对 同源染色体上，且 A 和 b 在同一条染色体上。 ③若子代红玉杏花色为________________________，则 A、a 和 B、b 基因在一对同源染 色体上，且 A 和 B 在同一条染色体上。 (3)若 A、a 和 B、b 基因分别在两对同源染色体上，则取(3)题中淡紫色红玉杏(AaBb) 自交，F1 中白色红玉杏的基因型有________种，其中纯种个体大约占________。 解析：(1)纯合白色植株和纯合深紫色植株(AAbb)杂交，子一代全部是淡紫色植株 (A_Bb)，由此可推知亲本中纯合白色植株的基因型为 AABB 或 aaBB。(2)淡紫色红玉杏(AaBb) 植株自交，可根据题目所给结论，逆推实验结果。若 A、a 和 B、b 基因分别在两对同源染色 体上，则自交后代出现 9 种基因型，3 种表现型，其比例为：深紫色∶淡紫色∶白色＝3∶6∶7； 若 A、a 和 B、b 基因在一对同源染色体上，且 A 和 B 在同一条染色体上，则自交后代出现 1/4AABB、1/2AaBb、1/4aabb，表现型比例为深紫色∶淡紫色∶白色＝1∶0∶1；若 A、a 和 B、b 基因在一对同源染色体上，且 A 和 b 在同一条染色体上，则自交后代出现 1/4AAbb、 1/2AaBb、1/4aaBB，表现型比例为深紫色∶淡紫色∶白色＝1∶2∶1。(3)若 A、a 和 B、b 基因分别在两对同源染色体上，淡紫色红玉杏(AaBb)植株自交，F1 中白色红玉杏的基因型有 1AABB、2AaBB、1aaBB、2aaBb、1aabb5 种，其中纯种个体大约占 3/7。 答案：(1)AABB×AAbb 或 aaBB×AAbb (2)①深紫色∶淡紫色∶白色＝3∶6∶7 ②深紫色∶淡紫色∶白色＝1∶2∶1 ③淡紫色∶白色＝1∶1 (3)5 3/7 限时规范训练 (建议用时：40 分钟) 1．孟德尔在豌豆杂交实验的基础上，利用“假说—演绎法”成功提出两大遗传定律。 下列关于孟德尔在研究过程中的分析正确的是( ) A．亲本产生配子时，成对的等位基因发生分离属于假说的内容 B．杂合子自交产生 3∶1 的性状分离比属于孟德尔提出的核心假说 C．两对相对性状杂合子产生配子时不同对的遗传因子可以自由组合属于演绎推理过程 D．杂合子与隐性亲本杂交后代发生 1∶1 的性状分离比属于演绎推理过程 解析：选 D。孟德尔提出假说时并没有提出“等位基因”的说法，而是用“成对的遗传 因子”来表述，故 A 错误；杂合子自交产生 3∶1 的性状分离比属于提出问题，故 B 错误； 两对相对性状杂合子产生配子时不同对的遗传因子可以自由组合属于假说内容，故 C 错误； 杂合子与隐性亲本杂交后代发生 1∶1 的性状分离比，属于演绎推理，故 D 正确。 2．下图为基因型为 AaBb 的个体在进行有性生殖时的过程，下列有关说法正确的是 ( ) A．基因的分离定律发生在①过程，基因的自由组合定律发生在②过程 B．雌雄配子结合方式有 9 种，子代基因型有 9 种 C．F1 中不同于亲本的类型占 7/16 D．F1 个体产生各种性状是细胞中各基因随机自由组合选择性表达造成的 解析：选 C。基因的分离定律和自由组合定律都发生在减数第一次分裂后期，A 项错误。 4 种雌配子和 4 种雄配子结合方式是 16 种，子代基因型有 9 种，B 项错误。子一代产生的不 同于亲本的类型为 3/16＋3/16＋1/16＝7/16，C 项正确。个体产生各种性状是基因和环境共 同作用的结果，不遵循基因的自由组合定律，D 项错误。 3．某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长 形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯 性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：①AATTdd、②AAttDD、③AAttdd、 ④aattdd。则下列说法正确的是( ) A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应该用①和③杂交所得 F1 代的花粉 B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以观察①和②杂交所得 F1 代的花粉 C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④亲本杂交 D．将②和④杂交后所得的 F1 的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，均为蓝色 解析：选 C。采用花粉鉴定法验证遗传的基本规律，必须是可以在显微镜下观察出来的 性状，即非糯性(A)和糯性(a)，花粉粒长形(D)和圆形(d)。①和③杂交所得 F1 代的花粉只 有抗病(T)和染病(t)不同，显微镜下观察不到，A 错误；若采用花粉鉴定法验证基因的自由 组合定律，则应该选择②④组合，观察 F1 代的花粉，B 错误；将②和④杂交后所得的 F1(Aa) 的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，一半花粉为蓝色，一半花粉为棕色，D 错误。 4．小麦叶锈病对小麦的产量影响很大，易感叶锈病的小麦种子基因型为 aabb。为选育 小麦的抗叶锈病品种，我国科学家利用太空育种选育出后代出现性状分离的抗叶锈病的甲、 乙植株，现对甲、乙植株自交后代的分离情况进行统计，结果如下表所示，下列说法不正确 的是( ) 亲本植株 子代植株 抗叶锈病 易感叶锈病 甲 84 25 乙 134 9A 控制叶锈病的基因符合基因的自由组合定律 B．根据杂交结果可推断甲的基因型为 Aabb 或 aaBb C．乙植株产生的配子类型及比例为 AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1 D．乙植株自交后代的抗病个体中，其自交后代仍然保持抗病性状的个体基因型有 4 种 解析：选 D。由题干中易感叶锈病的小麦种子基因型为 aabb，推知叶锈病由两对等位基 因控制，由表中数据可知，两对基因在遗传时符合基因的自由组合定律，A 正确；表中甲植 株自交后代性状分离比接近 3∶1，所以甲植株的基因型为 Aabb 或 aaBb，B 正确；乙自交后 代性状分离比接近 15∶1，说明乙植株的基因型为 AaBb，产生的配子类型及比例为 AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，C 正确；乙植株自交后代的抗病个体中，其自交后代仍然保 持抗病性状的个体的基因型有 AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB，共 5 种，D 错误。 5．在老鼠中，基因 C 决定色素的形成，其隐性等位基因 c 则为白化基因；基因 B 决定 黑色素的沉积，其隐性等位基因 b 在纯合时导致棕色表现型；基因 A 决定毛尖端黄色素的沉 积，其隐性等位基因 a 无此作用；三对等位基因独立遗传，且基因型为 C_A_B_的鼠为栗色 鼠。有两只基因型相同的栗色鼠甲、乙，其交配后代有三种表现型，比例约为栗色∶黑色∶ 白化＝9∶3∶4。下列相关叙述错误的是( ) A．若仅考虑老鼠体色有色和白化的遗传，则其遵循基因的分离定律 B．这两只栗色的双亲鼠的基因型均为 CcAaBB C．其后代栗色鼠中基因型有 4 种 D．其后代白化鼠中纯合子占白化鼠的 1/3 解析：选 D。若仅考虑老鼠体色有色和白化的遗传，涉及一对相对性状的遗传，则其遵 循基因的分离定律，A 正确；根据题意可知基因型为 C_A_B_的鼠为栗色鼠，两只基因型相同 的栗色鼠甲、乙，其交配后代有三种表现型，比例约为栗色∶黑色∶白化＝9∶3∶4，此比 例为两对基因自由组合的结果，因此三对基因中必有一对是显性纯合的，由于后代未出现棕 色表现型，因此 BB 基因纯合，由此可确定这两只栗色的双亲鼠的基因型是 CcAaBB，其后代 表现型及比例为 9 栗色(C_A_BB)∶3 黑色(C_aaBB)∶4 白化(1ccaaBB∶3ccA_BB)，白化鼠中 纯合子占白化鼠的 1/2，所以 B、C 正确，D 错误。 6．某种昆虫长翅(A)对残翅(a)、直翅(B)对弯翅(b)、有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)显性， 控制这三对性状的基因位于常染色体上。如图表示某一个体的基因组成，以下判断正确的是 ( ) A．控制长翅和残翅、直翅和弯翅的基因遗传时遵循基因自由组合定律 B．该个体的细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为 AbD 或 abd C．复制后的两个 A 基因发生分离可能在减数第一次分裂后期 D．该个体的一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型有四种 解析：选 C。从图中信息可知，控制长翅和残翅、直翅和弯翅的基因位于一对同源染色 体上，不遵循基因的自由组合定律，A 错误；有丝分裂不会出现同源染色体分离，所以移向 同一极的基因为 AabbDd，B 错误；若发生交叉互换，则复制后的两个 A 基因可能在减数第一 次分裂的后期发生分离，C 正确；正常情况下，一个初级精母细胞所产生的四个精细胞两两 相同，即精细胞基因型只有 2 种，D 错误。 7．已知绵羊(二倍体)为 XY 型性别决定生物，下列有关遗传现象的说法，正确的是( ) A．基因型为 AAXHXh 的绵羊是纯合子 B．含 A、a、B 基因的正常绵羊，产生的配子一定是卵细胞 C．杂种雌雄白毛绵羊交配，后代会出现性状分离现象 D．基因型为 Aa 的绵羊连续自交 n 次，后代中显性纯合子的比例为 1－(1/2)n 解析：选 C。在考虑多对基因时，只有每对基因都是纯合的个体才能称为纯合子，故 AAXHXh 是杂合子。含 A、a、B 基因的正常绵羊体内 B 基因应位于 X 或 Y 染色体的非同源区段，所以 该绵羊的基因型可表示为 AaXBY 或 AaXYB，因此该绵羊产生的配子为精子。杂合子自交后代 会出现性状分离。根据孟德尔一对相对性状的遗传学实验结果可知：Aa 连续自交 n 次，后 代中杂合子所占比例为(1/2)n，纯合子所占比例为 1－(1/2)n，显性纯合子所占比例为[1－ (1/2)n]/2。 8．如图为某家族某种单基因遗传病的遗传系谱图，据图可得出的结论是( ) A．此病为显性遗传病 B．致病基因位于常染色体上 C．1 号为纯合子，4 号为杂合子 D．1 号和 4 号必有一方为杂合子 解析：选 D。仅由题意及遗传系谱图，无法判定致病基因的显隐性，故不可得出 A、C 选项中的结论。如果致病基因为隐性，则从遗传系谱图来看，可能为常染色体遗传，也可能 为伴 X 染色体遗传，故无法排除伴性遗传的可能，B 选项不成立。假设 1 号为隐性纯合子， 3 号、4 号必为杂合子；假设 2 号表现隐性性状，3 号、4 号必表现隐性性状，此时 1 号不可 能为显性纯合子，只能是杂合子，D 选项正确。 9．如图为甲种遗传病(基因为 A、a)和乙种遗传病(基因为 B、b)的家系图。其中一种遗 传病基因位于常染色体上，另一种位于 X 染色体上。调查结果显示，正常女性人群中甲、乙 两种遗传病基因携带者的概率分别是 1/10 000 和 1/100，下列说法正确的是 ( ) A. 调查上述两种遗传病的发病率及遗传方式时，最好选择在患者家系中调查 B. 甲、乙遗传病的遗传方式依次为伴 X 染色体隐性遗传、常染色体隐性遗传 C．Ⅲ－3 的甲种遗传病的致病基因来源于Ⅰ－1 和Ⅰ－2，乙种遗传病的致病基因来源 于Ⅰ－4 D．H 如果是男孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是 1/60 000 和 1/200 解析：选 D。调查遗传病的发病率时，应在人群中调查，A 错误；由以上分析可知，甲、 乙遗传病的遗传方式依次为常染色体隐性遗传、伴 X 染色体隐性遗传，B 错误；Ⅲ－3 的基 因型为 aaXbY，其甲种遗传病的致病基因来源于Ⅰ－1 或Ⅰ－2、Ⅰ－3 或Ⅰ－4，其乙种遗传 病的致病基因来源于Ⅰ－3 或Ⅰ－4，C 错误；Ⅲ－2 的基因型及概率为 1/3AAXBY、2/3AaXBY， 正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为 1/10 000(Aa)和 1/100(XBXb)， 因此，H 如果是男孩则表现甲遗传病的概率为 2/3×1/4×1/10 000＝1/60 000，表现为乙遗 传病的概率为 1/2×1/100＝1/200，D 正确。 10．某科研小组利用一对表现型都为圆眼长翅的雌、雄果蝇进行杂交实验，其结果如下 表所示： 子代表现型 圆眼长翅 圆眼残翅 棒眼长翅 棒眼残翅 雄性 3/8 1/8 3/8 1/8 雌性 5/7 2/7 0 0 下列分析错误的是( ) A．圆眼、长翅为显性性状 B．决定眼形的基因位于 X 染色体上 C．让 F1 中的棒眼长翅雄果蝇与圆眼残翅雌果蝇交配，子代中出现棒眼雌果蝇的概率为 2/3 D．雌性子代中可能存在与性别有关的致死现象 解析：选 C。圆眼×圆眼→后代出现棒眼，说明圆眼是显性性状，亲代都为长翅，后代 出现残翅，说明长翅对残翅为显性，A 项正确。圆眼×圆眼→后代雌果蝇均为圆眼，而雄果 蝇中圆眼与棒眼之比为 1∶1，说明控制眼形的基因位于 X 染色体上，属于伴性遗传，B 项正 确。F1 棒眼雄果蝇的基因型为 XaY，圆眼雌果蝇的基因型及比例为 1/2XAXA，1/2XAXa，因此子 代棒眼雌果蝇的概率为 1/2×1/4＝1/8，C 项错误。F1 中雌性圆眼长翅的基因型为 B－XAX－ (1/8BBXAXA，1/8BBXAXa，1/4BbXAXA，1/4BbXAXa)，雌性圆眼残翅的基因型为 bbXAX－(1/8bbXAXA， 1/8bbXAXa)，而 F1 中的雌性圆眼长翅∶圆眼残翅为 5∶2，由此推测可知致死的基因型可能是 BBXAXA 或 BBXAXa，D 项正确。 11．鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因 A、a 和 B、b 控制。现以红眼黄体 鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本，进行杂交实验，正交和反交结果相同。实验结果如图所示。请 回答： P 红眼黄体×黑眼黑体 ↓ F1 黑眼黄体 ↓⊗ Ｆ F2 黑眼黄体 红眼黄体 黑眼黑体 9 ∶ 3 ∶ 4 (1)在鳟鱼体表颜色性状中，显性性状是_____________。亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因 型是______。 (2)已知这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，理论上 F2 还应该出现__________性 状的个体，但实际并未出现，推测其原因可能是基因型为__________的个体本应该表现出该 性状，却表现出黑眼黑体的性状。 (3)为验证(2)中的推测，用亲本中的红眼黄体个体分别与 F2 中黑眼黑体个体杂交，统 计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代__________，则该推 测成立。 (4)三倍体黑眼黄体鳟鱼具有优良的品质。科研人员以亲本中的黑眼黑体鳟鱼为父本， 以亲本中的红眼黄体鳟鱼为母本，进行人工授精。用热休克法抑制受精后的次级卵母细胞排 出极体，受精卵最终发育成三倍体黑眼黄体鳟鱼，其基因型是__________。由于三倍体鳟鱼 __________，导致其高度不育，因此每批次鱼苗均需重新育种。 解析：(1)由题图可知，亲本红眼与黑眼杂交，F1 全为黑眼，说明黑眼为显性性状；黑 体和黄体杂交，F1 全是黄体，说明黄体为显性性状。亲本基因型为 aaBB(红眼黄体)和 AAbb(黑 眼黑体)。(2)根据基因的自由组合定律，F2 中理论上应为 9 黑眼黄体(A－B－)∶3 红眼黄体(aaB －)∶3 黑眼黑体(A－bb)∶1 红眼黑体(aabb)，F2 还应该出现红眼黑体类型，但 F2 中没有出现 该性状，原因可能是基因型为 aabb 的个体没有表现该性状，而是表现出了黑眼黑体的性状。 (3)亲本中的红眼黄体与 F2 中的黑眼黑体杂交：aaBB×aabb 和 aaBB×A－bb，前一个杂交组 合后代全是红眼黄体，后一个杂交组合后代有黑眼黄体和红眼黄体，若某一杂交组合的后代 全是红眼黄体，则说明其杂交类型为 aaBB×aabb，即该杂交组合中的黑眼黑体个体的基因 型为 aabb。(4)亲本中的父本产生的精子的基因型为 Ab，母本产生的卵细胞的基因型为 aB。 若抑制受精后的次级卵母细胞排出极体，则形成的受精卵的基因型为 AaaBBb。三倍体鳟鱼 减数分裂时同源染色体不能两两配对，联会紊乱，所以不能产生正常的配子，导致其高度不 育。 答案：(1)黄体(或黄色) aaBB (2)红眼黑体 aabb (3)全部为红眼黄体 (4)AaaBBb 不能进行正常的减数分裂，难以产生正常配子(或在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，难 以产生正常配子) 12．某种性染色体组成为 XY 型的动物，其眼色有白色、灰色和黑色三种，基因控制情 况未知。请分析回答下列问题： (1)如控制眼色的基因位于常染色体上，且由一对等位基因控制，纯合的白眼个体与纯 合的黑眼个体交配，F1 均为灰眼，则 F1 随机交配所得 F2 中黑眼个体占________。(假设每代 个体数足够多，以下相同) (2)如该动物的眼色由两对等位基因(A、a；B、b)控制，基因控制的情况见图： 若这两对基因位于两对常染色体上，某黑眼个体与白眼个体交配，F1 中黑眼个体占 1/4， 则该黑眼亲本个体的基因型为________，F1 中黑眼个体相互交配，F2 的表现型及比例为 __________________。若等位基因 A、a 位于常染色体上，等位基因 B、b 位于 X 染色体上， 则该动物三种眼色对应的基因型共有________种，两灰眼雌雄个体交配，子代出现白眼个体， 则亲本杂交组合共有________种。由图可知，基因可通过控制________来控制代谢过程，进 而控制生物体的性状。 解析：(1)纯合白眼×纯合黑眼，F1 表现为灰眼，F1 随机交配所得 F2 中，黑眼个体所占 比例为 1/4。(2)据题图可知，黑眼个体的基因组成为 A_B_，灰眼个体的基因组成为 A_bb 或 aaB_，白眼个体的基因组成为 aabb。某黑眼个体与白眼个体交配，F1 中黑眼个体占 1/4， 则亲代黑眼个体的基因型为 AaBb，F1 黑眼个体的基因型也为 AaBb，F1 黑眼个体相互交配， F2 表现型及其比例为黑眼∶灰眼∶白眼＝9∶6∶1。若等位基因 A、a 位于常染色体上，等位 基因 B、b 位于 X 染色体上，则该动物三种眼色对应的基因型共有 3×5＝15(种)，两灰眼雌 雄个体交配，子代出现白眼个体，则亲本杂交组合共有 4 种：AaXbXb×aaXBY、aaXBXb×AaXbY、 AaXbXb×AaXbY、aaXBXb×aaXBY；题图表示基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控 制生物体的性状。 答案：(1)1/4 (2)AaBb 黑眼∶灰眼∶白眼＝9∶6∶1 15 4 酶的合成 13．如图为某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。甲遗传病由一对等位基因(A、a)控制， 在人群中的发病率为 1/100，乙遗传病由另一对等位基因(B、b)控制，这两对等位基因独立 遗传。回答问题： (1)甲病的遗传方式为____________，乙病可能的遗传方式有_____________。 (2)若Ⅲ4 携带甲病的致病基因，但不携带乙病的致病基因，请继续以下分析： ①Ⅱ2 的基因型为________。 ②Ⅳ1 携带 a 基因的概率为________，若Ⅲ1 与一位表现型正常的女子结婚，生一患 甲病孩子的概率为________。 解析：(1)由图可知，Ⅱ1 和Ⅱ2 不患甲病，却生了一个患甲病的儿子(Ⅲ2)，由此可 推断甲病为隐性遗传病，再根据Ⅰ1 患甲病，但其儿子(Ⅱ3)不患病，可推知甲病不是伴 X 染色体遗传病，即甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传；对于乙病，Ⅲ3 和Ⅲ4 不患病， 而Ⅳ2 患乙病，只能确定乙病为隐性遗传病，无法准确判断出致病基因位于常染色体还是 X 染色体上，因此，乙病可能的遗传方式有伴 X 染色体隐性遗传或常染色体隐性遗传。(2)根 据Ⅲ4 不携带乙病致病基因，可推知乙病为伴 X 染色体隐性遗传病，则Ⅲ4 的基因型为 AaXBY，Ⅲ3 的基因型为 A_XBXb，由此可知Ⅱ2 的基因型为 AaXBXb。由题意可知，Ⅲ3 的基 因型及概率是 1/3AA、2/3Aa，而Ⅲ4 的基因型为 Aa，则Ⅳ1 的基因型及概率为：2/5AA、 3/5Aa；由于题目只让求患甲病的概率，可不考虑乙病的基因，因为甲病在人群中的发病率 为 1/100，则有基因 a 的频率＝1/10，基因 A 的频率＝9/10，则表现型正常的女子的基因型 及概率为 AA＝(9/10×9/10)/(1—1/100)＝9/11，Aa＝1－9/11＝2/11，则Ⅲ1(1/3AA、2/3Aa) 与表现型正常的女子结婚，子代患甲病的概率＝2/3×2/11×1/4＝1/33。 答案：(1)常染色体隐性遗传 伴 X 染色体隐性遗传或常染色体隐性遗传 (2)①AaXBXb ②3/5 1/33 必考大题提升练(二) (建议用时：45 分钟) 1．某二倍体高等植物有三对较为明显的相对性状，基因控制情况见表。现有一种群， 其中基因型为 AaBbCc 的植株 M 若干株，基因型为 aabbcc 的植株 N 若干株以及其他基因型的 植株若干株。不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异，回答以下问题： 基因组成 表现型 等位基因 显性纯合子 杂合子 隐性纯合子 A—a 红花 白花 B—b 宽叶 窄叶 C—c 粗茎 中粗茎 细茎 (1)若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，该植物种群内，共有________种表现 型，其中红花窄叶细茎有________种基因型。 (2)若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则 M×N，F1 中红花植株占________， 红花窄叶植株占________，红花窄叶中粗茎植株占________。 (3)若植株 M 体细胞内该三对基因在染色体上的分布如图 1 所示，则 M×N，F1 的基因型 及比例为________________________。若 M×N，F1 的基因型及比例为 Aabbcc∶aaBbCc＝ 1∶1，请在图 2 中绘出植株 M 体细胞内该三对基因在染色体上的分布。 解析：(1)由题中表格可以看出有三对较为明显的相对性状，若三对等位基因分别位于 三对同源染色体上，遵循基因自由组合定律，则该植物种群内共有表现型：2×2×3＝12(种)； 红花有 2 种基因型，窄叶有 2 种基因型，细茎有 1 种基因型，因此红花窄叶细茎的基因型有 2×2×1＝4(种)。(2)若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则 M×N，F1 中红花占 1/2， 窄叶占 1，中粗茎占 1/2，故红花窄叶植株占(1/2)×1＝1/2，红花窄叶中粗茎植株占 (1/2)×1×1/2＝1/4。(3)若植株 M 体细胞内该三对基因在染色体上的分布如图 1 所示，A、 a 和 B、b 不遵循基因自由组合定律，而是完全连锁，则 M 产生的配子基因型有四种，分别 是 AbC 、 Abc 、 aBC 、 aBc ， 比 例 是 1∶1∶1∶1 ， 故 M×N ， F1 的 基 因 型 及 比 例 为 AabbCc∶Aabbcc∶aaBbCc∶aaBbcc ＝ 1∶1∶1∶1 。 若 M×N ， F1 的 基 因 型 及 比 例 为 Aabbcc∶aaBbCc＝1∶1，说明 M 只能产生两种配子且比例 1∶1，即 Abc∶aBC＝1∶1，可知 这三对等位基因位于一对同源染色体上。 答案：(1)12 4 (2)1/2 1/2 1/4 (3)AabbCc∶Aabbcc∶aaBbCc∶aaBbcc＝1∶1∶1∶1 如图所示 2．现有连城白鸭和白改鸭两个肉鸭品种，羽色均为白色。研究人员用下表所示性状的 连城白鸭和白改鸭作为亲本进行杂交实验，过程及结果如图所示，请分析回答： (1)F2 中 非 白 羽 ( 黑 羽 和 灰 羽 )∶ 白 羽 约 为 ________ ， 因 此 鸭 的 羽 色 遗 传 符 合 ____________定律。 (2)若等位基因 B、b 控制黑色素能否合成(B 表示能合成黑色素)；基因 R 促进基因 B 在 羽毛中的表达，r 抑制基因 B 在羽毛中的表达，但不影响鸭的喙色，则上述杂交实验中亲本 连城白鸭的基因型为______，F2 表现出不同于亲本的黑羽，这种变异来源于________；F2 黑羽和灰羽鸭中的杂合子所占比例为________；F2 代中，白羽鸭中杂合子的基因型为 _______。 (3)F2 中黑羽∶灰羽约为 1∶2，研究人员认为基因 B 或 R 可能存在剂量效应，假设 R 基 因存在剂量效应，即一个 R 基因表现为灰色，两个 R 基因表现为黑色。为了验证该假设，他 们设计了如下实验： 实验方案：选用 F1 灰羽鸭与亲本中的_____进行杂交，观察统计杂交结果，并计算比例。 结果预测及分析：①若杂交结果为________，则假设成立；②若杂交结果为________， 则假设不成立。 解析：(1)分析遗传图解，F2 中非白羽∶白羽≈9∶7，属于 9∶3∶3∶1 的变式，由此可 见，非白羽和白羽这一相对性状受两对等位基因的控制，且这两对等位基因遵循基因的自由 组合定律。(2)等位基因 B、b 能控制黑色素合成；基因 R 促进基因 B 在羽毛中的表达，基因 r 抑制基因 B 在羽毛中的表达，则黑羽和灰羽的基因型为 B_R_，白羽基因型为 B_rr，bbR_， bbrr。连城白鸭的喙色为黑色，则其基因型为 B_rr，而白改鸭的喙色不显现黑色，则其基 因型为 bbR_，连城白鸭和白改鸭杂交得 F1 代均为灰羽(BbRr)，可推出两亲本均为纯合子， 即连城白鸭的基因型为 BBrr，白改鸭的基因型为 bbRR。根据基因自由组合定律，F2 代中黑 羽和灰羽(B_R_)所占的比例为 3/4×3/4＝9/16，其中纯合子(BBRR)占 F2 的比例为 1/4×1/4 ＝1/16，因此黑羽和灰羽中纯合子的比例为 1/9，杂合子的比例为 8/9。(3)用 F1 灰羽鸭(BbRr) 与亲本中白改鸭 bbRR 杂交，子代出现四种基因型：BbRR，BbRr，bbRR，bbRr。①若假设成 立，即 R 基因存在剂量效应，一个 R 基因表现为灰色，两个 R 基因表现为黑色，则杂交结果 为黑羽(BbRR)∶灰羽(BbRr)∶白羽(bbRR、bbRr)＝1∶1∶2；②若假设不成立，则杂交结果 为灰羽(BbRR、BbRr)∶白羽(bbRR、bbRr)＝1∶1。 答案：(1)9∶7 基因的自由组合 (2)BBrr 基因重组 8/9 Bbrr、bbRr (3)白改鸭 ①黑羽∶灰羽∶白羽＝1∶1∶2 ②灰羽∶白羽＝1∶1 3．研究发现，小麦颖果皮色的遗传中，红皮与白皮这对相对性状的遗传涉及 Y、y 和 R、 r 两对等位基因。两种纯合类型的小麦杂交，F1 全为红皮，用 F1 与纯合白皮品种做了两个实 验，如下： 实验 1：F1×纯合白皮，F2 的表现型及数量比为红皮∶白皮＝3∶1； 实验 2：F1 自交，F2 的表现型及数量比为红皮∶白皮＝15∶1。 分析上述实验，回答下列问题： (1)根据实验________可推知，与小麦颖果的皮色有关的基因 Y，y 和 R、r 位于________ 对同源染色体上。 (2)实验 2 的 F2 中红皮小麦的基因型有________种，其中纯合子所占的比例为________。 (3)让实验 1 的全部 F2 植株继续与白皮品种杂交，假设每株 F2 植株产生的子代数量相同， 则 F3 的表现型及数量之比为________________。 (4)从实验 2 得到的红皮小麦中任取一株，用白皮小麦的花粉对其授粉，收获所有种子 并单独种植在一起得到一个株系。观察统计这个株系的颖果皮色及数量，理论上可能有 ________种情况，其中皮色为红皮∶白皮＝1∶1 的概率为________。 解析：(1)本题的突破点是实验 2 中 F2 的表现型及数量比为红皮∶白皮＝15∶1，由此 可知 yyrr 基因型对应的表现型是白皮，其余基因型(Y_R、Y_rr、yyR_)对应的表现型均为红 皮，即小麦颖果的皮色受两对等位基因控制，遗传遵循基因的自由组合定律。(2)F1 的基因 型为 YyRr，自交得到的 F2 的基因型共有 9 种，yyrr 表现为白皮，(1/16)YYRR、(2/16)YYRr、 (1/16)YYrr、(2/16)YyRR、(4/16)YyRr、(2/16)Yyrr、(1/16)yyRR、(2/16)yyRr 共 8 种基 因 型 表 现 为 红 皮 ， 其 中 纯 合 子 占 1/5 。 (3) 实 验 1 中 F2 的 基 因 型 及 其 比 例 为 YyRr∶Yyrr∶yyRr∶yyrr＝1∶1∶1∶1。F2 产生基因型为 yr 的配子的概率为 9/16，故全部 F2 植株继续与白皮品种(yyrr)杂交，F3 中白皮占(9/16)×1＝9/16，红皮占 7/16，红皮∶白 皮＝7∶9。(4)实验 2 的 F2 中红皮颖果有 1YYRR、2YYRr、1YYrr、2YyRR、4YyRr、2Yyrr、1yyRR、 2yyRr 共 8 种基因型，任取一株，用白皮小麦的花粉对其授粉，则①1YYRR×yyrr→红皮， ②2YYRr×yyrr→红皮，③1YYrr×yyrr→红皮，④2YyRR×yyrr→红皮，⑤4YyRr×yyrr→红 皮∶白皮＝3∶1，⑥2Yyrr×yyrr→红皮∶白皮＝1∶1，⑦1yyRR×yyrr→红皮，⑧2yyRr× yyrr→红皮∶白皮＝1∶1，故 F3 的表现型及数量之比可能有 3 种情况，其中皮色为红皮∶ 白皮＝1∶1 的概率为 4/15。 答案：(1)2 两 (2)8 1/5 (3)红皮∶白皮＝7∶9 (4)3 4/15 4．人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为 H、h)和乙遗传病(基因为 T、 t)患者，系谱图如下。以往研究表明在正常人群中 Hh 基因型频率为 10－4。请回答下列问题(所 有概率用分数表示)： (1)甲病的遗传方式为________________，乙病最可能的遗传方式为________________。 (2)若Ⅰ3 无乙病致病基因，请继续以下分析。 ①Ⅰ2 的基因型为________________；Ⅱ5 的基因型为________________。 ②如果Ⅱ5 和Ⅱ6 结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为________。 ③如果Ⅱ7 和Ⅱ8 再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为________。 ④如果Ⅱ5 与 h 基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带 h 基因的概 率为________。 解析：(1)由Ⅰ1 和Ⅰ2 正常却生出患病的Ⅱ2，可判断甲病为常染色体隐性遗传病。由Ⅰ3 和Ⅰ4 正常却生出患病的Ⅱ9，可判断乙病为隐性遗传病，又因为只有男性患者，故乙病很可 能是 X 染色体上致病基因控制的隐性遗传病。(2)若Ⅰ3 无乙病致病基因，则可确定乙病为 X 染色体上致病基因控制的隐性遗传病。①Ⅰ2 的基因型为 HhXTXt，Ⅱ5 的基因型为 1/3HHXTY、 2/3HhXTY 。 ② Ⅱ 6 的 基 因 型 为 1/6HHXTXT(1/3×1/2) 、 1/3HhXTXt(2/3×1/2) 、 1/6HHXTXt(1/3×1/2)、1/3HhXTXT(2/3×1/2)，Ⅱ 6 和Ⅱ5 婚配所生男孩患甲病的概率为 2/3×2/3×1/4＝1/9，所生男孩患乙病的概率为 1/2×1/2＝1/4，所以所生男孩同时患两种 病的概率为 1/9×1/4＝1/36。③Ⅱ7 与甲病相关的基因型是 1/3HH、2/3Hh，Ⅱ8 与甲病相关 的基因型为 10－4Hh，则女孩患甲病的概率等于孩子患甲病的概率，为 2/3×10－4×1/4＝1/60 000。④依据题中信息，Ⅱ5 关于甲病的基因型为 1/3HH、2/3Hh，h 基因携带者的基因型为 Hh，则后代儿子中表现型正常的概率为 1－2/3×1/4＝5/6，后代儿子中基因型为 Hh 的概率 为 1/3×1/2＋2/3×2/4＝3/6，故表现型正常的儿子中携带 h 基因的概率是 3/6÷5/6＝3/5。 答案：(1)常染色体隐性遗传 伴 X 染色体隐性遗传 (2)①HhXTXt HHXTY 或 HhXTY ②1/36 ③1/60 000 ④3/5 5．甲、乙两种单基因遗传病由基因 A、a 和 D、d 控制，但不知它们之间的对应关系。 图一为两种病的家系图，图二为Ⅱ10 体细胞中两对同源染色体上相关基因位置示意图。回答 以下问题： (1)甲病是________染色体________性遗传病，判断理由是________________。 (2)这两种病的遗传符合________规律，因为________________________________。 (3)Ⅱ6 个体的基因型为____________。 (4)Ⅲ13 个体是杂合子的概率为____________。 解析：(1)分析系谱图可知，Ⅰ1 和Ⅰ2 不患甲病，Ⅱ6 患甲病，说明是隐性遗传；Ⅱ6 女儿 患甲病，Ⅰ1 父亲正常，说明致病基因位于常染色体上。Ⅰ3 和Ⅰ4 患乙病，Ⅱ8 正常，说明乙 病是显性遗传病，结合图二可知，乙病是伴 X 染色体显性遗传病。(2)根据上述分析及图二 可知两对基因位于两对同源染色体上，两种病的遗传符合自由组合规律。(3)根据上述分析 可知，Ⅱ6 个体甲病的基因型为 aa；由于Ⅱ6 个体患乙病但Ⅲ12 个体不患乙病，所以Ⅱ6 个体乙 病的基因型是 XDXd，Ⅱ6 个体的基因型是 aaXDXd。(4)由于Ⅰ3 和Ⅰ4 患乙病，Ⅱ8 正常，所以Ⅱ9 的基因型为 1/2XDXD、1/2XDXd，Ⅱ10 患乙病其基因型为 XDY，所以Ⅲ13 个体乙病的基因型及比例 为 XDXD∶XDXd＝3∶1；Ⅲ13 个体患甲病，所以Ⅲ13 个体患甲病的基因型为 aa，因此Ⅲ13 个体是 杂合子的概率为 1/4。 答案：(1)常 隐 Ⅰ1 和Ⅰ2 不患甲病，Ⅱ6 患甲病，说明是隐性遗传；Ⅱ6 女儿患甲病， Ⅰ1 父亲正常，说明致病基因位于常染色体上 (2)自由组合 两对基因位于两对同源染色体 上(非同源染色体上) (3)aaXDXd (4)1/4 6．研究发现野生型果蝇中，眼色的红色由常染色体上基因 A 决定，基因型 aa 的个体不 能产生色素表现为白眼。但另一对独立的基因 D、d 中，显性基因 D 能使红眼色素呈现紫色， 其隐性等位基因 d 则不起作用。利用纯系红眼雌果蝇甲与纯系白眼雄果蝇乙杂交，F1 为红眼 雄果蝇和紫眼雌果蝇，让 F1 雌雄果蝇交配，结果如表所示。 眼色 红眼 紫眼 白眼 F2 果蝇数量 118 122 79 请分析回答下列问题： (1)基因 D(d)位于________染色体上。 (2)F1 中红眼雄果蝇和紫眼雌果蝇的基因型分别是________、________。 (3)F2 中红眼雌果蝇所占比例为________。 (4)若将 F2 中的紫眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，所得后代眼色的表现型(不分性别)及其 比例为________。 解析：(1)根据题意可知亲本纯系红眼雌果蝇甲应该具有基因 A，且没有基因 D，而纯系 白眼雄果蝇乙应该没有基因 A。F1 红眼雄果蝇应该具有基因 A，且没有基因 D；而 F1 紫眼雌 果蝇，应该具有基因 A 与基因 D，且基因 D 来自亲本白眼雄果蝇乙，该基因 D 只传递给子代 雌果蝇，可以推得基因 D 与 d 位于 X 染色体上。再结合题意进行验证发现该判断是正确的。 (2)根据上述判断，可以推得亲本果蝇的基因型为 AAXdXd、aaXDY，则 F1 中红眼雄果蝇和紫眼 雌果蝇的基因型分别是 AaXdY、AaXDXd。(3)让 F1 雌雄果蝇交配，F2 中红眼雌果蝇的基因组成 为 A_XdXd，其所占比例为(3/4)×(1/4)＝3/16。(4)F2 中的紫眼雌果蝇基因型为 A_XDXd，与红 眼雄果蝇(基因型为 A_XdY)杂交，所得后代中，白眼果蝇的基因型为 aaXDY、aaXdXd、aaXdY、 aaXDXd，其出现的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9；紫眼果蝇的基因型为 A_XDY、A_XDXd， 其出现的概率为[1－(2/3)×(2/3)×(1/4)]×(1/2)＝4/9；红眼果蝇出现的概率为 1－(1/9) －(4/9)＝4/9，故 F2 中的紫眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，后代眼色的表现型及比例为红眼∶ 紫眼∶白眼＝4∶4∶1。 答案：(1)X (2)AaXdY AaXDXd (3)3/16 (4)红眼∶紫眼∶白眼＝4∶4∶1 7．果蝇的灰身和黑身、截毛和刚毛为两对相对性状，分别受基因 A、a 和 D、d 控制。 科研小组用一对表现型均为灰身刚毛的雌雄果蝇进行杂交实验，发现其结果与理论分析不吻 合，随后又用这对果蝇进行多次重复实验，每次结果都如下图所示。请据图回答： (1)对上述遗传现象进行分析，体色性状中的显性性状是________。体色和刚毛长短这 两对性状中属于伴性遗传的是________。 (2)从理论上分析，子代中灰身刚毛雌果蝇的基因型有________种，灰身刚毛雌果蝇与 黑身刚毛雌果蝇的比例为________。 (3)该实验结果与理论分析不吻合的原因可能是基因型为________或________的个体不 能正常发育成活。若要进一步验证这种推测，可以从其他类型中选择表现型为________的纯 合雌果蝇和________的纯合雄果蝇进行杂交实验。如果后代只有雄果蝇，没有雌果蝇，则证 明不能成活的是基因型为________的个体。 解析：(1)由于亲本雌雄果蝇均为灰身，而后代有黑身，说明灰身为显性；由于后代雌 果蝇全为刚毛，而雄果蝇既有刚毛，又有截毛，故刚毛长短为伴性遗传。(2)由于亲代果蝇 的基因型为 AaXDXd、AaXDY，则子代灰身刚毛雌果蝇的基因型可能为 AAXDXD、AAXDXd、AaXDXD、 AaXDXd，共 4 种情况；后代黑身刚毛雌果蝇的基因型为 aaXDXD、aaXDXd，则灰身刚毛雌果蝇与 黑身刚毛雌果蝇的比例(也即灰身与黑身的比例)为 3∶1。(3)由于图中灰身刚毛雌果蝇与黑 身刚毛雌果蝇的比例为 5∶2，与理论值(6∶2)不符合，可能原因是基因型为 AAXDXD 或 AAXDXd 的雌果蝇个体死亡。若用纯种灰身截毛雌果蝇(AAXdXd)与纯种灰身刚毛雄果蝇(AAXDY)交配， 后代雌果蝇基因型均为 AAXDXd，雄果蝇基因型均为 AAXdY，若后代只有雄果蝇，可以判断基 因型为 AAXDXd 的个体不能成活。 答案：(1)灰身 刚毛长短 (2)4 3∶1(或 6∶2) (3)AAXDXD AAXDXd 灰身截毛 灰身刚毛 AAXDXd 8．果蝇是遗传学研究常用的实验动物之一，研究表明果蝇的眼色受两对完全显隐性的 等位基因 A、a 和 B、b 控制，如图所示。用纯合红眼雌蝇与纯合白眼雄蝇交配，F1 中雌蝇全 为紫眼、雄蝇全为红眼；让 F1 雌雄蝇相互交配，F2 的表现型及比例为紫眼∶红眼∶白眼＝ 3∶3∶2。请根据题意，回答下列问题： (1)B、b 基因位于________染色体上。眼色的遗传符合________定律。 (2)若设计上述实验的反交实验，则亲本组合为____________________，F2 的表现型及 比例为_____________。 (3)果蝇还有一对等位基因(D、d)与眼色基因独立遗传，该基因隐性纯合时能引起雄性 胚胎死亡。已知另一对红眼雌性与白眼雄性杂交，所得 F1 中也仅出现雌蝇紫眼和雄蝇红眼， 且比值为 1∶1，但 F2 中雌性个体多于雄性个体。则 F2 中有色眼雌果蝇∶白眼雄果蝇的比值 为________。 解析：(1)用纯合红眼雌蝇与纯合白眼雄蝇交配，F1 中雌蝇全为紫眼、雄蝇全为红眼， 因此 B、b 位于 X 染色体上。(2)依题意可知，aa__白眼，A_XB_紫眼，A_XbXb、A_XbY 红眼， 若设计上述实验的反交实验，则亲本组合为纯合红眼雄性×纯合白眼雌性，即 AAXbY 和 aaXBXB，F1 为 AaXBXb、AaXBY，F2 的表现型及比例为 A_XB_紫眼 3/4×3/4＝9/16，A_XbY 红眼 3/4×1/4＝3/16，aaXB_、aaXbY 白眼 1/4×3/4＋1/4×1/4＝4/16。(3)另一对红眼雌性与白 眼雄性杂交，所得 F1 基因型为 AaDdXBXb、AaDdXbY，则 F2 中有色眼雌果蝇 3/4×1/2＝3/8，白 眼雄果蝇 1/4×3/4×1/2＝3/32，所以 F2 中有色眼雌果蝇∶白眼雄果蝇的比值为 4∶1。 答案：(1)X 基因的自由组合(基因的分离定律和基因的自由组合定律) (2)纯合红眼雄性×纯合白眼雌性 紫眼∶红眼∶白眼＝9∶3∶4 (3)4∶1 第 9 讲 变异、育种和进化 [考纲热度]1.基因重组及其意义Ⅱ(5 年 4 考) 2.基因突变的特征和原因Ⅱ(5 年 19 考) 3．染色体结构变异和数目变异Ⅰ(5 年 12 考) 4.生物变异在育种上的应用Ⅱ(5 年 13 考) 5．转基因食品的安全Ⅰ(5 年 2 考) 6.现代生物进化理论的主要内容Ⅱ(5 年 11 考) 7．生物进化与生物多样性的形成Ⅱ(5 年 6 考) [诊断知识盲点] 1．基因突变是可遗传变异，但不一定遗传给子代。(√) 2．原核生物和真核生物都能发生基因突变。(√) 3．无论低等生物还是高等动植物都会发生基因突变，说明基因突变是普遍存在的。(√) 4．基因突变对生物的生存总是有害的。(×) 5．基因突变中，若是碱基对替换，则基因数目不变；若是碱基对增添，则基因数目增 加；若是碱基对缺失，则基因数目减少。(×) 6．自然条件下，原核生物和真核生物都会发生基因重组。(×) 7．在减数第一次分裂的前期和后期可以发生基因重组。(√) 8．减数分裂过程中随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自 由组合。(√) 9．细菌不存在染色体变异。(√) 10．体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体。(√) 11．由未受精卵、花药离体培养得到的植株为单倍体。(√) 12．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(×) 13．将两个优良的性状集中在一起可采用杂交育种。(√) 14．获得单倍体植株的常用方法是花药离体培养。(√) 15．变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向。(√) 16．两个鱼塘中的鲫鱼属于同一物种，但不是一个种群。(√) 17．自然选择的直接选择对象是个体的表现型。(√) 18．种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。(√) 19．在长期的生物进化过程中，具有捕食关系的两种生物互为选择因素。(√) 20．共同进化包括不同物种之间、生物与无机环境之间的不断进化和发展。(√) [构建知识网络] > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > 考点一 生物的变异 [高考领航] 1．(2016·高考天津卷)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表： 枯草杆菌 核糖体 S12 蛋白第 55—58 位的氨基酸序列 链霉素与核 糖体的结合 在含链霉素培养 基中的存活率(%) 野生型 …P K KP... 能 0 突变型 ...P R KP... 不能 100 注 P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸 下列叙述正确的是( ) A．S12 蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变 解析：选 A。据表可知，核糖体 S12 蛋白结构改变后，突变型枯草杆菌的核糖体不能与 链霉素结合，而在含链霉素培养基中的存活率为 100%，说明突变型枯草杆菌对链霉素具有 抗性，A 项正确；链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能，B 项错误；突变型是因为 S12 蛋白第 56 位的赖氨酸替换为精氨酸所致，该基因突变属于碱基对的替换，C 项错误；链霉 素不能诱发基因突变，只是对枯草杆菌起选择作用，D 项错误。 2．(2015·高考海南卷)关于等位基因 B 和 b 发生突变的叙述，错误的是( ) A．等位基因 B 和 b 都可以突变成为不同的等位基因 B．X 射线的照射不会影响基因 B 和基因 b 的突变率 C．基因 B 中的碱基对 G—C 被碱基对 A—T 替换可导致基因突变 D．在基因 b 的 ATGCC 序列中插入碱基 C 可导致基因 b 的突变 解析：选 B。基因突变具有不定向性，等位基因 B 和 b 都可以突变成为不同的等位基因， A 正确；X 射线的照射会影响基因 B 和基因 b 的突变率，B 错误；基因 B 中的碱基对 G—C 被 碱基对 A—T 替换可导致基因突变，C 正确；在基因 b 的 ATGCC 序列中插入碱基 C 可导致基 因 b 的突变，D 正确。 3．(2015·高考全国卷Ⅱ)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( ) A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的 B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的 C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的 D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的 解析：选 A。猫叫综合征是人的第 5 号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体 异常遗传病，因为患病儿童哭声轻、音调高，很像猫叫而得名，A 项正确。 4．(2016·高考江苏卷)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字 母表示基因)。下列叙述正确的是( ) A．个体甲的变异对表型无影响 B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C．个体甲自交的后代，性状分离比为 3∶1 D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常 解析：选 B。据图可知个体甲的变异是缺失，个体乙的变异是倒位，均会导致表型异常， A 和 D 选项错误。个体甲自交，后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象，后代性状分离 比不一定是 3∶1，C 项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B 项正确。 [核心探究] 1．基因突变对性状的影响 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 小 只改变 1 个氨基酸或不改变 增添 大 插入位置前不影响，影响插入后的序列 缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失后的序列 2.变异种类的判断方法 (1)关于“互换”问题。 ①同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换：属于基因重组。 ②非同源染色体之间的互换：属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失”问题。 ①DNA 分子上若干“基因”的缺失：属于染色体变异。 ②基因内部若干“碱基对”的缺失：属于基因突变。 (3)关于变异的水平。 ①分子水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到。 ②细胞水平：染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。 3．“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体。 与生物变异有关的三个失分点 1．基因突变发生时期分析 (1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒 DNA 复制时均可发生基因突变。 (2)基因突变不只发生在分裂间期 2．基因突变本质分析 (1)基因突变是 DNA 分子水平上基因内部碱基对序列和数目的改变，基因的数目和位置 并未改变。 (2)基因突变≠DNA 中碱基对的增添、缺失、替换 有些病毒(如 SARS 病毒)的遗传物质是 RNA，RNA 中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性 状变异，广义上也称基因突变。 (3)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在形成时对外界环 境变化更加敏感。 (4)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。 3．易位≠交叉互换： (1)易位：发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异。 (2)交叉互换：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组。 [题点突破] 题点一 基因突变的判断与分析 1．经 X 射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误 的是( ) A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存 B．X 射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异 C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变 D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异 解析：选 A。A 项，变异具有不定向性，环境起选择作用不存在主动适应。B 项，X 射线 可导致生物体发生基因突变或染色体变异。C 项，白花植株与原紫花品种杂交，若后代都是 紫花植株，则白花植株是隐性突变的结果，若后代都是白花或既有白花又有紫花，则是显性 突变的结果。D 项，白花植株的自交后代中若出现白花植株，则是可遗传变异；若全是紫花 植株，则是不遗传变异。 2．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是 1 对等位基 因。下列叙述正确的是( ) A．突变体若为 1 条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因 B．突变体若为 1 对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型 C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型 D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链 解析：选 A。突变体若为 1 条染色体的片段缺失所致，染色体是成对存在的，则缺失的 基因为显性基因，抗性基因为隐性基因，A 项正确；突变体若为 1 对同源染色体相同位置的 片段缺失所致，携带基因的染色体缺失，再经诱变不能恢复为敏感型，B 项错误；基因突变 具有不定向性的特点，C 项错误；抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，可能导 致肽链提前终止或延长，但不一定不能编码肽链，D 项错误。 3．某生物小组种植的纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认 为是基因突变的结果，有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆出现，该小 组成员设计了如下几种实验方案，其中最简便的方案是( ) A．分析种子中基因序列 B．将矮茎种子在良好的环境条件下种植(让它们自交)，再观察后代的性状表现 C．将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代的性状表现 D．以上方案都不合理 解析：选 B。对于植物鉴定的方法最简单的是自交，如果在良好环境条件下，自交后代 中有矮茎的出现说明是基因突变引起的，如果后代全是高茎说明是环境引起的不可遗传的变 异，故选 B。 1.可遗传变异与不可遗传变异的判断方法 2.显性突变和隐性突变的判定 (1)类型 显性突变：aa→Aa(当代表现) 隐性突变：AA→Aa(当代不表现，一旦表, 现即为纯合子) (2)判定方法： ①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。 ②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。 题点二 基因重组与基因突变的比较 1．下列有关生物变异的叙述中，正确的是( ) A．T2 噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生基因突变与染色体变异 B．高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是基因重组 C．某植物经 X 射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生 D．黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生 解析：选 D。T2 噬菌体是病毒，醋酸杆菌是原核生物，二者均无染色体，因此，T2 噬菌 体、醋酸杆菌和水稻均可发生的可遗传变异是基因突变。基因重组是指在生物体进行有性生 殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，但高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原 因是等位基因 D 与 d 分离后产生的配子随机结合，而不是基因重组。植物的基因发生突变后 不一定会引起生物性状的改变。黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，由于基因 Y、y 与基因 R、 r 之间可以发生自由组合，因此可能出现基因重组，在细胞分裂过程中，也可能发生基因突 变和染色体变异。 2.如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断 ( ) A．此细胞含有 4 个染色体组，8 个 DNA 分子 B．此动物体细胞基因型一定是 AaBbCcDd C．此细胞发生的一定是显性突变 D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组 解析：选 D。图示细胞有 2 个染色体组，8 个 DNA 分子；细胞中正在发生同源染色体的 分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单 体相同位置的基因为 D 和 d，其对应的同源染色体上含有 d、d，但不能确定的是 D 突变成 d， 还是 d 突变成 D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。 基因突变与基因重组的判断技巧 1．有丝分裂过程中发生基因突变，但不会发生基因重组；减数第一次分裂前的间期可 能发生基因突变；减数第一次分裂过程会发生基因重组，而减数第二次分裂过程不会发生基 因重组。 2．姐妹染色单体中等位基因来源的判断 题点三 染色体变异及其他变异的比较 1．下图表示染色体联会配对出现异常的情况，其中的字母表示基因。下列有关叙述正 确的是( ) A．甲图中发生了染色体结构的缺失 B．乙图中发生了染色体结构的增加 C．丙图所示细胞可产生基因组成为 adc＋bef 的配子 D．丁图表明该细胞中的染色体发生了交叉互换 解析：选 C。甲、乙两图中正常染色体片段为 abcdef，甲图中一条染色体增加了 de 片 段，乙图中一条染色体缺失了 de 片段。丙图中 bcd 所在片段发生了位置的颠倒(倒位)，c 和 c＋所在片段可能发生交叉互换，就可能产生基因组成为 adc＋bef 的配子。丁图可能是非 同源染色体的某些区段发生了易位，而不是同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。 2．果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的 B 与 b 基因控制，不含该等 位基因的个体无法发育。下图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述错误的是( ) A．乙属于诱变育种得到的染色体变异个体 B．筛选①可用光学显微镜，筛选②可不用 C．F1 中有 1/2 果蝇的细胞含有异常染色体 D．F2 中灰身果蝇∶黑身果蝇的比例为 2∶1 解析：选 C。根据图示可知，乙的细胞中染色体发生了易位，属于染色体结构的变异， 故 A 正确。筛选①筛选的是一种染色体结构变异的个体，故可以用光学显微镜。甲、乙杂交 的 F1 中会出现 BbXBX(灰身雌蝇)、bOXBX(灰身雌蝇)、BbXY(灰身雄蝇)和 bOXY(黑身雄蝇)四 种果蝇，比例为 1∶1∶1∶1，不难发现全部的灰色雄蝇不含异常染色体，应在②中被筛选 掉，即筛选②可不用光学显微镜，故 B 正确。根据图乙染色体组成可知其产生的配子异常的 比例是 3/4，所以 F1 中有 3/4 的果蝇含有异常染色体，故 C 错误。F1 筛选后的含异常染色体 的果蝇中雄果蝇只有 bOXY，其产生的配子为 bX、bY、OX、OY，且比例为 1∶1∶1∶1，而雌 果蝇有 BbXBX 和 bOXBX 两种，前者产生的配子及比例为 BXB∶BX∶bXB∶bX＝1∶1∶1∶1，后 者产生的配子及比例为 bXB∶bX∶OXB∶OX＝1∶1∶1∶1，所以可以得到 F2 为： 配子类型 1BXB 1BX 2bX 2bXB 1OXB 1OX 1bX 1 灰身 1 灰身 2 黑身 2 灰身 1 灰身 1 黑身 1bY 1 灰身 1 灰身 2 黑身 2 灰身 1 灰身 1 黑身 1OX 1 灰身 1 灰身 2 黑身 2 灰身 1 灰身 致死 1OY 1 灰身 1 灰身 2 黑身 2 灰身 1 灰身 致死 所以 F2 中，灰身∶黑身＝(20/30)∶(10/30)＝2∶1，故 D 正确。 3.在某基因型为 AA 的二倍体水稻根尖中，发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该 细胞中部分染色体，其他染色体均正常)，以下分析合理的是( ) A．a 基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变 B．该细胞一定发生了染色体变异，一定没有发生基因自由组合 C．该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察 D．该细胞的变异均为可遗传变异，都可通过有性生殖传给后代 解析：选 B。水稻根尖细胞进行有丝分裂，a 基因产生的原因可能是有丝分裂过程中发 生了基因突变，A 错误；细胞中Ⅱ号染色体是 3 条，一定发生了染色体变异，基因的自由组 合发生在减数分裂过程中，B 正确；基因突变不能在光学显微镜下直接进行观察，C 错误； 水稻根尖细胞是体细胞，发生的变异不能通过有性生殖传给后代，D 错误。 染色体间的变异类型判断方法 考点二 生物的育种 [高考领航] 1．(2013·高考江苏卷)(多选)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病； ③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育 3 类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是( ) A．利用①、③品种间杂交筛选获得 a B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得 b C．a、b 和 c 的培育均可采用诱变育种方法 D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得 c 解析：选 CD。欲获得高产、抗病品种，应利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高 产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此 a、b、c 都可以通 过诱变育种获得；基因工程可定向改变生物性状，要获得高产、抗旱品种，可通过基因工程 技术将外源抗旱基因导入③中来实现。 2．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ·节选)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏) 和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对 相对性状的基因所知甚少。 回答下列问题： (2)杂交育种前，为了确定 F2 代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗 传定律来预测杂交结果，需要满足 3 个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等 位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_____________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述 3 个条件，可用测交实验来进行 检验，请简要写出该测交实验的过程。 解析：(2)杂交育种依据的原理是基因重组，控制两对相对性状的基因位于非同源染色 体上，遵循基因的自由组合定律，每对基因单独考虑时符合分离定律。(3)测交是指用 F1 和 隐性纯合子杂交，故应先用纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交得到 F1，然后再进行测 交实验。 答案：(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两 对相对性状的基因位于非同源染色体上 (3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生 F1，让 F1 与感病矮秆植株杂交 [核心探究] 1．理清 5 种生物育种方法的程序和原理 育种类型 育种一般程序 育种原理 杂交育种 ①培育纯合子品种：杂交→自交→筛选→自交→筛选。 ②培育杂种优势品种：纯合双亲杂交→筛选 基因重组 诱变育种 诱变→筛选→自交→筛选 基因突变 单倍体育种 杂合子→花药离体培养→秋水仙素诱导→筛选 染色体 变异多倍体育种 种子、幼苗→秋水仙素诱导→筛选 染色体 变异基因工程育种 转基因操作→筛选 基因重组 2.明确育种方案的选择 (1)依据目标选方案： 育种目标 育种方案 集中双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长，但简便易行) 使原品系实施“定向”改造 基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种 让原品系产生新性状(无中生有) 诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或“加强” 多倍体育种 (2)关注“三最”定方向： ①最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。 ②最快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。 ③最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。 遗传育种的三个失分点 1．动、植物杂交育种的区别 方法：植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法，不能通过测交方法，子 代留种；而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法，亲代留种。 2．分清“可遗传”与“可育” (1)确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化”。 (2)“可遗传”≠“可育”。 ①三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异—— 其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境 引起的不可遗传变异有着本质区别。 ②无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状 是不可保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”， 其遗传物质未发生改变。 3．花药离体培养≠单倍体育种 (1)花药离体培养仅能获得单倍体。 (2)单倍体育种包括花药离体培养和诱导单倍体染色体数目加倍。 [题点突破] 题点一 各种遗传育种的原理与特点的分析 1．下列关于生物育种的叙述，正确的是( ) A．单倍体育种与多倍体育种均涉及植物组织培养技术 B．杂交育种利用基因重组的原理，从而产生新的物种 C．秋水仙素可应用于诱变育种和多倍体育种，且作用的细胞分裂时期相同 D．单倍体育种可缩短育种年限，杂交育种可获得杂种优势的个体 解析：选 D。多倍体育种不涉及植物组织培养技术，故 A 错误；杂交育种只能获得新品 种，不能获得新物种，故 B 错误；秋水仙素在诱变育种中诱发细胞发生突变，作用于分裂间 期，在多倍体育种中抑制细胞中纺锤体的形成，作用于细胞分裂的前期，故 C 错误；单倍体 育种的优点是明显缩短育种年限，杂交育种除得到重组类型纯合子外，另一个重要的应用是 获得具有杂种优势的个体，故 D 正确。 2．现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两作物品种，为了达到长期培育高秆抗病 (BbCc)杂交种的目的，下列有关快速育种方案的叙述，正确的是( ) A．每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)杂交就可以达到目的 B．利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的 C．制备纯合的亲本对长期培育杂交种是必要的 D．只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的 解析：选 C。解答本题的关键是抓住题干关键词——“长期培育”。为了达到长期培育 高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，就必须先培育出 BBcc 和 bbCC 的纯合子，利用单倍体育种或 连续自交的方法可以获得上述纯合子。 题点二 结合图示综合分析生物育种 1．将①②两个植株杂交得到③种子，再进一步做如图所示处理，则下列有关叙述中， 错误的是( ) A．由③至④过程中产生的变异多数是不利的 B．由③到⑦的过程涉及减数分裂和细胞全能性的表现 C．若③的基因型为 AaBbDd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的 1/4 D．由③到⑨过程可能发生突变和基因重组，可为生物进化提供原材料 解析：选 C。③至④过程为诱变育种，基因突变大多是有害的，少数有利，故 A 正确； 花粉的形成过程需进行减数分裂，而由花粉形成⑦幼苗需进行植物组织培养，其原理为细胞 的全能性，故 B 正确；若③的基因型为 AaBbDd，则⑩中能稳定遗传的个体为纯合子，所占 的比例＝(1/2)×(1/2)×(1/2)＝1/8，故 C 错误；由③到⑨过程中存在减数分裂和有丝分裂， 可能发生突变和基因重组，可为生物进化提供原材料，故 D 正确。 2．如图为利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型为 BbTt)进行实验的流程示意图。 请分析并回答： (1)植株 A 的体细胞内最多时有________个染色体组，过程③中能够在显微镜下看到染 色单体的时期是________________。 (2)秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制____________的形成。 (3)基因重组发生在图中________(填编号)过程。 (4)利用幼苗 2 培育出植株 B 的育种过程的最大优点是________________，植株 B 纯合 的概率为________。 (5)植株 C 属于单倍体是因为________________________________，其培育成功说明花 药细胞具有________。 解析：(1)在有丝分裂后期，染色体组数最多，是正常体细胞内的两倍。在有丝分裂的 前期和中期，能够在显微镜下看到染色单体。(2)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，利用秋 水仙素可以得到多倍体植株。(3)在减数分裂产生配子的过程中会发生基因重组。(4)利用幼 苗 2 培育出植株 B 的育种方法是单倍体育种，最大优点是明显缩短育种年限，最后得到的都 是纯合子。(5)体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫作单倍体。利用花药培养成单 倍体幼苗，说明花药细胞具有全能性。 答案：(1)4 有丝分裂的前期和中期 (2)纺锤体 (3)② (4)明显缩短育种年限 1 (5)体细胞中染色体数目为玉米中配子的染色体数目(或植株 C 是由配子发育成的) 全能性 (或控制玉米性状的全套遗传信息) 考点三 生物的进化 [高考领航] 1．(2016·高考北京卷)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为 F 区和 T 区。20 世纪 90 年代初，F 区豹种群仅剩 25 只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由 T 区引入 8 只 成年雌豹。经过十年，F 区豹种群增至百余只，在此期间 F 区的( ) A．豹种群遗传(基因)多样性增加 B．豹后代的性别比例明显改变 C．物种丰(富)度出现大幅度下降 D．豹种群的致病基因频率不变 解析：选 A。因地理隔离形成的 F 区和 T 区两个种群，在自然选择的作用下，它们种群 的基因库有一定的差别，因此，将 T 区的豹引入 F 区后，会导致豹种群基因多样性增加，A 项正确；从题干中无法确定豹后代的性别比例是否会发生改变，B 项错误；由于 T 区和 F 区 的豹只存在地理隔离，未产生生殖隔离，仍为同一物种，所以 T 区的豹迁到 F 区后，物种丰 (富)度不发生改变，C 项错误；F 区在引入健康豹繁殖子代后，豹种群的致病基因频率将降 低，D 项错误。 2．(2014·高考北京卷)为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。 引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。 兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低 水平。由此无法推断出( ) A．病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用 B．毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系 C．中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致 D．蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用 解析：选 C。A 项，病毒感染对野兔种群的抗性进行选择，抗性较强的个体保留下来， 抗性弱的个体被淘汰；B 项，若病毒毒性过强，兔被感染后会死亡，种群数量急剧减少，则 病毒也失去了宿主，不利于维持病毒与兔的寄生关系；C 项，兔病毒对野兔具有选择作用， 抗病毒能力强的野兔数量增多，低毒性病毒被兔体内的免疫物质杀死，中毒性病毒比例升高， 因此中毒性病毒比例升高是兔抗性增强的结果；D 项，兔病毒主要由蚊子传播，故蚊子在兔 和病毒的共同进化中发挥了作用。 3．(2015·高考全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于 A 和 a 这对等 位基因来说只有 Aa 一种基因型。回答下列问题： (1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中 A 基因频率∶a 基因频率为____ ________________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中 AA、Aa 和 aa 的数量 比为________，A 基因频率为________。 (2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因型，且比例为 2∶1，则对该结果最合理的解释是________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中 Aa 和 aa 基因型个体数量的比例应为________。 解析：(1)因为该种群只有 Aa 一种基因型，若不考虑基因突变和染色体变异，该种群中 A 和 a 的基因频率均为 0.5，所以 A 基因频率∶a 基因频率＝1∶1。如果该果蝇种群随机交 配且不考虑基因突变和染色体变异，根据遗传平衡定律可知，AA 的基因型频率为 0.25，aa 的基因型频率也是 0.25，则 Aa 的基因型频率为 0.5，所以 AA、Aa 和 aa 的数量比为 1∶2∶1， 且 A 和 a 的基因频率仍然都是 0.5。(2)由于该种群初始只有 Aa 一种基因型，所以理论上随 机交配产生的后代中，应含有三种基因型，且比例为 1∶2∶1。但实验结果是第一代中只有 Aa 和 aa 两种基因型，且比例为 2∶1，最可能的原因是显性基因纯合(AA)致死，从而导致子 代中无基因型为 AA 的个体存在。子一代中 Aa 和 aa 的比例为 2∶1，即 Aa 和 aa 的概率分别 是 2/3 和 1/3，所以 A 和 a 的基因频率分别是 1/3 和 2/3。如果不考虑基因纯合致死，随机 交配符合遗传平衡定律，产生的子二代中 AA＝1/3×1/3＝1/9，Aa＝(1/3×2/3)×2＝4/9， aa＝2/3×2/3＝4/9，所以 AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA 个体致死，所以 Aa 和 aa 的个体数量 比应为 1∶1。 答案：(1)1∶1 1∶2∶1 0.5 (2)A 基因纯合致死 1∶1 [核心探究] 1．自然选择学说与现代生物进化理论的比较 2．物种形成的三个环节 突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示： 关注隔离、物种形成、生物进化的区别 1．生物进化≠物种的形成 (1)生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的产生。 (2)生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物 进化是物种形成的基础。 2．物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔 离。 [题点突破] 题点一 生物进化理论的理解 1．下列有关生物多样性和进化的叙述中，错误的是( ) A．新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节 B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应的特征 C．细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存 D．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向 解析：选 C。细菌在接触青霉素之前就存在着抗药性的突变个体，青霉素只是起选择作 用，并不能定向诱导有利变异的产生。 2．如图表示某群岛上蝉的物种演化示意图，其中甲、乙、丙、丁、戊分别代表不同种 的蝉。下列叙述不正确的是( ) A．由乙形成丙和丁的过程说明变异是不定向的 B．物种戊的形成是基因频率不定向改变的结果 C．由甲形成乙和戊的过程是自然选择的结果 D．群岛上各种蝉的进化与无机环境的变化相互影响 解析：选 B。乙形成丙和丁的过程是由于乙发生了突变和基因重组，由于变异是不定向 的，而 A 岛的自然选择是定向，最终选择了丙和丁两物种，A 正确；新物种的形成是通过定 向的自然选择形成的，自然选择是通过改变种群的基因频率，淘汰了不利变异，保留了有利 变异，使种群的基因频率发生定向的变化，B 错误；新物种是通过定向的自然选择形成的， 由于环境的不同，自然选择的方向不同，C 正确；自然选择的实质是环境对变异所对应的基 因的选择，因而可以改变种群的基因频率，D 正确。 区分生物进化两个常考点 1．对物种和进化 (1)物种形成的标志：出现生殖隔离。 (2)进化的实质：基因频率的改变。 2．不定向与定向 (1)不定向：变异。其利害关系取决于生物所生存的环境。 (2)定向：自然选择。其决定生物进化的方向。 题点二 基因频率、基因型频率的相关计算 1．玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干 H 基因频率不同的玉米群体，在群体足 够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得 F1。各 F1 中基因型频率与 H 基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是( ) A．0

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