2013年高考遗传基本定律试题评析及备考策略

2014-03-26 10:45涂建章
理科考试研究·高中 2014年1期
关键词:表现型交配基因型

涂建章

遗传的基本定律是高中生物主干知识,在高考中出现的频率最高.分析2013年全国及省市的高考试卷,总结命题趋势便于把握复习方向.

试题特点:

一、考查对孟德尔遗传实验的相关实验过程、规律、现象的综合分析和推理能力,涉及基因分离定律和自由组合定律的实质(包括减数分裂)等

例1 (2013年.新课标I.6)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 验证孟德尔分离定律的方法是测交或F1代自交,子二代出现1∶1或3∶1的性状分离比,就符合分离定律了.如果两个个体都为纯合子,应该先杂交出现F1代后可采用测交或F1代自交;如果不都是或都不是纯合子可以用杂交的方法来验证,所以是否为纯合子不影响实验结果,A正确;显隐性不容易区分容易导致统计错误,影响实验结果,B错误;所选相对性状必须受一对等位基因的控制,如果受两对或多对等位基因控制,则可能符合自由组合定律,C错误;不遵守操作流程和统计方法,实验结果误差大,D错误.答案:A.

试题点评 上述试题主要考查孟德尔实验及验证所需要满足的条件、注意条件因素和分析判断等能力.因此在教学(复习)时要求学生把握孟德尔实验的一些因素.

二、侧重于对多对遗传性状的考查判断(可能涉及二个及以上等位基因)及简单计算

例2 (2013年上海30)基因A 、a和N、n分别控制某种植物的花色和花瓣形状,这两对基因独立遗传,其基因型和表现型的关系如表1.一亲本与白色宽花瓣植株杂交,得到F1,对F1进行测交,得到F2,F2的表现型及比例是:粉红中间型花瓣∶粉红宽花瓣∶白色中间型花瓣∶白色宽花瓣=1∶1∶3∶3.该亲本的表现型最可能是 ( ).

表1

基因型表现型AA红色Aa粉红色aa白色NN窄花瓣Nn中间型花瓣nn宽花瓣 A.红色窄花瓣 B.白色中间型花瓣

C.粉红窄花瓣 D.粉红中间型花瓣

解析 结合表2的条件:一亲本与白色宽花瓣(aann)植株杂交,得到F1(_a_n),对F1进行测交,得到F2的表现型及比例是:粉红中间型花瓣(AaNn)∶粉红宽花瓣(Aann)∶白色中间型花瓣(aaNn)∶白色宽花瓣(aann)=1∶1∶3∶3,可判断F1基因型为AaNn、aann,则该亲本的基因型最可能是AaNN,表现型为粉红色窄花瓣.

答案:C

例3 (2013年福建28、12 分)甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制,三对等位基因分别位于三对同源染色体上.花色表现型与基因型之间的对应关系如表.

表现型白花乳白花黄花金黄花基因型AA_ _ _ _Aa_ _ _ _aaB_ _ _ _

aa_ _D_aabbdd 请回答:

(1)白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD),F1基因型是,F1 测交后代的花色表现型及其比例是 .

(2)黄花(aaBBDD)×金黄花,F1自交,F2中黄花基因型有 种,其中纯合个体占黄花的比例是 .

(3)甘蓝型油菜花色有观赏价值,欲同时获得四种花色表现型的子一代,可选择基因型为 的个体自交,理论上子一代比例最高的花色表现型是 .

解析 (1)AABBDD×aaBBDD 的后代基因型为AaBBDD,其测交后代的基因型为AaBbDd和aaBbDd,对照表格可知其表现型及比例为乳白花∶黄花=1∶1.

(2)黄花(aaBBDD)×金黄花(aabbdd),F1基因型为aaBbDd,,其自交后代基因型有9 种,表现型是黄花(9aaB_D_、3 aaB_dd、3aabbD_)和金黄花(1 aabbdd),即F2中黄花基因型有8 种,其中纯合个体占黄花的比例是3/15=1/5.

(3)欲同时获得四种花色表现型的子一代,则亲代需同时含A 和a、B 和b、D 和d,故可选择基因型为AaBbDd 的个体自交,子代白花的比例是1/4、乳白花的比例是1/2、黄花的比例是1/4×3/4×3/4+1/4×3/4×1/4+1/4×1/4×3/4=15/64、金黄花的比例是1/4×1/4×1/4=1/64,故理论上子一代比例最高的花色表现型是乳白花.

答案:(1)AaBBDD 乳白花∶黄花=1∶1

(2)8 1/5

(3)AaBbDd 乳白花

试题点评 上述试题考查显隐性性状及基因型的判断,即先根据亲本的表现型写出其不完整的基因型,然后利用子代的表现型及比例进行推断.属于对遗传学知识理解判断和灵活运用的考查.

三、以遗传学知识为背景,设置特定条件,考查对遗传变异的理解和应用

例4 (2013年山东5)家猫体色由X染色体上一对等位基因B、b控制,只含基因B的个体为黑猫,只含基因b的个体为黄猫,其他个体为玳瑁猫,下列说法正确的是( ).

A.玳瑁猫互交的后代中有25%雄性黄猫

B.玳瑁猫与黄猫杂交后代中玳瑁猫占50%

C.为持续高效地繁育玳瑁猫,应逐代淘汰其他体色的猫

D.只有用黑猫和黄猫杂交,才能获得最大比例的玳瑁猫

解析 由题意可知:玳瑁猫只能是杂合体的雌猫.基因型为XBXb,所以A错.黄猫基因型是XbY,与玳瑁猫杂交后代中玳瑁猫占25%.B错.玳瑁猫为杂合体,杂交后才能得到,C错.答案:D

例5 (2013年山东6、4分)用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图,下列分析错误的是( ).endprint

A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4

B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4

C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n+1

D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等

解析 曲线Ⅰ为一直线,表示Aa的基因型频率不变,群体稳定,应是处于遗传平衡状态,即随机(自由)交配无选择条件,基因型频率和基因频率都不变化.曲线Ⅳ对应的值,符合y=(1/2)x函数曲线,即Aa连续自交后代中杂合体的频率.所以曲线Ⅳ为连续自交时的曲线.不论是自交还是自由交配,在没有选择因素发生,基因频率都不变.曲线Ⅰ对应随机交配,曲线Ⅳ对应连续自交.Aa自交得到的Fn中杂合体比例为(1/2)n,Fn-1中纯合体的比例为1-(1/2)n-1,不是(1/2)n+1,C明显错误;随机交配一代,和自交一样,F1中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,淘汰aa后,Aa占2/3,Ⅱ与Ⅲ在此处相交于一点.继续随机交配,F2中AA∶Aa∶aa=4/9∶4/9∶1/9,淘汰aa后,Aa占1/2.在随机交配,F3中AA∶Aa∶aa=9/16∶6/16∶1/16,淘汰aa后,Aa占2/5.所以随机交配并逐带淘汰隐性个体对应曲线Ⅱ.答案C

试题点评 上述试题考查遗传学分离定律的应用,分别设限家猫的体色和交配的方式,涉及到基因频率和基因型频率的计算,跳跃性强,对考生获取信息能力、图文转换能力、综合分析问题能力要求高,但还是以最基本的知识点为出发点,信息量大成为最大的障碍.

四、以遗传为依托从不同角度考查与其他生物学知识的联系,所涉及到的问题开放性较大

例6 (2013年安徽31.)图1是一个常染色体遗传病的家系系谱.致病基因(a)是由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成的.图2显示的是A和a基因区域中某限制酶的酶切位点.分别提取家系中Ⅰ1Ⅰ2和Ⅱ1的DNA,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果见图3.

图1 图2 图3(1)Ⅱ2的基因型是.

(2)一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q.如果Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概率为.如果第一个孩子是患者,他们第二个孩子正常的概率为.

(3)研究表明,世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异.请简要解释这种现象.

①;

②.

(4)B和b是一对等位基因.为了研究A、a与B、b的位置关系,遗传学家对若干基因型为AaBb和AABB个体婚配的众多后代的基因型进行了分析.结果发现这些后代的基因型只有AaBB 和AABb两种.据此,可以判断这两对基因位于染色体上,理由是.

(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的,并切割DNA双链.

(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于.

解析 (1)无中生有,该病为伴常染色体隐性遗传病,则Ⅱ2的基因型是1/3AA或2/3Aa.

(2)a的基因频率为q,则有Aa占2q(1-q),aa占q2,则正常男性中Aa占1-q2=2q(1-q)即2q1+q,所以他们的第一个孩子患病的概率为q3(1+q);由于第一个孩子患病,可以确定该正常男性的基因型为Aa,则第二个孩子正常的概率为34.

(3)世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异,其原因是:不同地区基因突变频率因环境的差异而不同,不同的环境条件下,选择作用会有所不同等.

(4)如果两对相对性状位于两对同源染色体上,所产生的生殖细胞类型是:AB Ab aB ab以及AB,形成的下一代可能是:AABB AABb AaBB AaBb 实际却只有AABb AaBB说明产生的生殖细胞类型只有Ab aB两种,所以这两对等位基因位于同一对同源染色体上.当然不符合基因自由组合定律了.

(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并切割DNA双链.

(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于酶切位点①与②之间.

答案:(1)AA或Aa (2) q3(1+q) 34 (3)不同地区基因突变频率因环境的差异而不同 不同的环境条件下,选择作用会有所不同 (4)同源 基因AaBb个体只产生Ab、aB两种类型配子,不符合自由组合定律 (5)特定核苷酸序列 (6)酶切位点①与②之间

试题点评 本题主要考查遗传,变异、进化和基因工程的相关知识,综合性较强.endprint

A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4

B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4

C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n+1

D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等

解析 曲线Ⅰ为一直线,表示Aa的基因型频率不变,群体稳定,应是处于遗传平衡状态,即随机(自由)交配无选择条件,基因型频率和基因频率都不变化.曲线Ⅳ对应的值,符合y=(1/2)x函数曲线,即Aa连续自交后代中杂合体的频率.所以曲线Ⅳ为连续自交时的曲线.不论是自交还是自由交配,在没有选择因素发生,基因频率都不变.曲线Ⅰ对应随机交配,曲线Ⅳ对应连续自交.Aa自交得到的Fn中杂合体比例为(1/2)n,Fn-1中纯合体的比例为1-(1/2)n-1,不是(1/2)n+1,C明显错误;随机交配一代,和自交一样,F1中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,淘汰aa后,Aa占2/3,Ⅱ与Ⅲ在此处相交于一点.继续随机交配,F2中AA∶Aa∶aa=4/9∶4/9∶1/9,淘汰aa后,Aa占1/2.在随机交配,F3中AA∶Aa∶aa=9/16∶6/16∶1/16,淘汰aa后,Aa占2/5.所以随机交配并逐带淘汰隐性个体对应曲线Ⅱ.答案C

试题点评 上述试题考查遗传学分离定律的应用,分别设限家猫的体色和交配的方式,涉及到基因频率和基因型频率的计算,跳跃性强,对考生获取信息能力、图文转换能力、综合分析问题能力要求高,但还是以最基本的知识点为出发点,信息量大成为最大的障碍.

四、以遗传为依托从不同角度考查与其他生物学知识的联系,所涉及到的问题开放性较大

例6 (2013年安徽31.)图1是一个常染色体遗传病的家系系谱.致病基因(a)是由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成的.图2显示的是A和a基因区域中某限制酶的酶切位点.分别提取家系中Ⅰ1Ⅰ2和Ⅱ1的DNA,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果见图3.

图1 图2 图3(1)Ⅱ2的基因型是.

(2)一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q.如果Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概率为.如果第一个孩子是患者,他们第二个孩子正常的概率为.

(3)研究表明,世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异.请简要解释这种现象.

①;

②.

(4)B和b是一对等位基因.为了研究A、a与B、b的位置关系,遗传学家对若干基因型为AaBb和AABB个体婚配的众多后代的基因型进行了分析.结果发现这些后代的基因型只有AaBB 和AABb两种.据此,可以判断这两对基因位于染色体上,理由是.

(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的,并切割DNA双链.

(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于.

解析 (1)无中生有,该病为伴常染色体隐性遗传病,则Ⅱ2的基因型是1/3AA或2/3Aa.

(2)a的基因频率为q,则有Aa占2q(1-q),aa占q2,则正常男性中Aa占1-q2=2q(1-q)即2q1+q,所以他们的第一个孩子患病的概率为q3(1+q);由于第一个孩子患病,可以确定该正常男性的基因型为Aa,则第二个孩子正常的概率为34.

(3)世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异,其原因是:不同地区基因突变频率因环境的差异而不同,不同的环境条件下,选择作用会有所不同等.

(4)如果两对相对性状位于两对同源染色体上,所产生的生殖细胞类型是:AB Ab aB ab以及AB,形成的下一代可能是:AABB AABb AaBB AaBb 实际却只有AABb AaBB说明产生的生殖细胞类型只有Ab aB两种,所以这两对等位基因位于同一对同源染色体上.当然不符合基因自由组合定律了.

(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并切割DNA双链.

(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于酶切位点①与②之间.

答案:(1)AA或Aa (2) q3(1+q) 34 (3)不同地区基因突变频率因环境的差异而不同 不同的环境条件下,选择作用会有所不同 (4)同源 基因AaBb个体只产生Ab、aB两种类型配子,不符合自由组合定律 (5)特定核苷酸序列 (6)酶切位点①与②之间

试题点评 本题主要考查遗传,变异、进化和基因工程的相关知识,综合性较强.endprint

A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4

B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4

C.曲线Ⅳ的Fn中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n+1

D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等

解析 曲线Ⅰ为一直线,表示Aa的基因型频率不变,群体稳定,应是处于遗传平衡状态,即随机(自由)交配无选择条件,基因型频率和基因频率都不变化.曲线Ⅳ对应的值,符合y=(1/2)x函数曲线,即Aa连续自交后代中杂合体的频率.所以曲线Ⅳ为连续自交时的曲线.不论是自交还是自由交配,在没有选择因素发生,基因频率都不变.曲线Ⅰ对应随机交配,曲线Ⅳ对应连续自交.Aa自交得到的Fn中杂合体比例为(1/2)n,Fn-1中纯合体的比例为1-(1/2)n-1,不是(1/2)n+1,C明显错误;随机交配一代,和自交一样,F1中AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,淘汰aa后,Aa占2/3,Ⅱ与Ⅲ在此处相交于一点.继续随机交配,F2中AA∶Aa∶aa=4/9∶4/9∶1/9,淘汰aa后,Aa占1/2.在随机交配,F3中AA∶Aa∶aa=9/16∶6/16∶1/16,淘汰aa后,Aa占2/5.所以随机交配并逐带淘汰隐性个体对应曲线Ⅱ.答案C

试题点评 上述试题考查遗传学分离定律的应用,分别设限家猫的体色和交配的方式,涉及到基因频率和基因型频率的计算,跳跃性强,对考生获取信息能力、图文转换能力、综合分析问题能力要求高,但还是以最基本的知识点为出发点,信息量大成为最大的障碍.

四、以遗传为依托从不同角度考查与其他生物学知识的联系,所涉及到的问题开放性较大

例6 (2013年安徽31.)图1是一个常染色体遗传病的家系系谱.致病基因(a)是由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成的.图2显示的是A和a基因区域中某限制酶的酶切位点.分别提取家系中Ⅰ1Ⅰ2和Ⅱ1的DNA,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果见图3.

图1 图2 图3(1)Ⅱ2的基因型是.

(2)一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q.如果Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概率为.如果第一个孩子是患者,他们第二个孩子正常的概率为.

(3)研究表明,世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异.请简要解释这种现象.

①;

②.

(4)B和b是一对等位基因.为了研究A、a与B、b的位置关系,遗传学家对若干基因型为AaBb和AABB个体婚配的众多后代的基因型进行了分析.结果发现这些后代的基因型只有AaBB 和AABb两种.据此,可以判断这两对基因位于染色体上,理由是.

(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的,并切割DNA双链.

(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于.

解析 (1)无中生有,该病为伴常染色体隐性遗传病,则Ⅱ2的基因型是1/3AA或2/3Aa.

(2)a的基因频率为q,则有Aa占2q(1-q),aa占q2,则正常男性中Aa占1-q2=2q(1-q)即2q1+q,所以他们的第一个孩子患病的概率为q3(1+q);由于第一个孩子患病,可以确定该正常男性的基因型为Aa,则第二个孩子正常的概率为34.

(3)世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异,其原因是:不同地区基因突变频率因环境的差异而不同,不同的环境条件下,选择作用会有所不同等.

(4)如果两对相对性状位于两对同源染色体上,所产生的生殖细胞类型是:AB Ab aB ab以及AB,形成的下一代可能是:AABB AABb AaBB AaBb 实际却只有AABb AaBB说明产生的生殖细胞类型只有Ab aB两种,所以这两对等位基因位于同一对同源染色体上.当然不符合基因自由组合定律了.

(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并切割DNA双链.

(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于酶切位点①与②之间.

答案:(1)AA或Aa (2) q3(1+q) 34 (3)不同地区基因突变频率因环境的差异而不同 不同的环境条件下,选择作用会有所不同 (4)同源 基因AaBb个体只产生Ab、aB两种类型配子,不符合自由组合定律 (5)特定核苷酸序列 (6)酶切位点①与②之间

试题点评 本题主要考查遗传,变异、进化和基因工程的相关知识,综合性较强.endprint

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