优化方案高考生物大一轮复习遗传的基本规律与伴性遗传单元培优提能系列

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第五单元 遗传的基本规律与伴性遗传 ‎“热点题型技巧化”系列——X、Y染色体同源区段和非同源区段与伴性遗传的关系 ‎(2016·河北唐山四校联考)果蝇是常用的遗传学实验材料，在不考虑基因突变和环境因素的条件下，请分析回答：‎ ‎(1)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Ⅱ1上，现用一只表现型是隐性的雌蝇与一只表现型为显性的雄蝇杂交，若后代：‎ ‎①雌性为显性，雄性为隐性，则可推断该基因位于片段________；‎ ‎②雌性为隐性，雄性为显性，则可推断该基因位于片段________。‎ ‎(2)果蝇的红眼A对白眼a为显性，A、a仅位于X染色体上。果蝇体内另有一对基因B、b，当b基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。让一只红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇作为亲本杂交，所得F1代的雌雄果蝇随机交配，统计F2代雌雄比例。‎ ‎①若已知亲本为BbXAXa和BbXaY，则F2代雌雄比例为________。‎ ‎②若已知亲本为XABXab和XabY，则F2代雌雄比例为________。若考虑交叉互换，对F2代雌雄比例________(有或无)影响。‎ ‎[分析]　(1)根据题意，用一只表现型是隐性的雌蝇与一只表现型为显性的雄蝇杂交，不考虑突变，①若子代雌性为显性，基因型为XBXb，雄性为隐性的基因型为XbY或XbYb，Y染色体上可以含有b基因也可以不含有，所以该对基因可以位于同源区Ⅰ上，也可以位于非同源区Ⅱ1上；②若基因位于Ⅰ上，则亲本为XbXb与XbYB，后代为雌性(XbXb)为隐性，雄性(XbYB)为显性；或者亲本为XbXb与XBYB，后代为雌性(XBXb)为显性，雄性(XbYB)为显性。(2)①若已知亲本为BbXAXa和BbXaY，由于当b基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇，则F1代雄蝇产生的雄配子为B∶b＝1∶1，XA∶Xa∶Y＝1∶1∶2；F1代可育雌果蝇产生的雌配子为B∶b＝2∶1，XA∶Xa＝1∶3；所得F1代的可育雌雄果蝇随机交配，F2代中BB∶Bb∶bb＝2∶3∶1，XAXA∶XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY＝1∶4∶3∶2∶6，即F2雌、雄果蝇之比应为1∶1，但有1份基因型为bb的雌果蝇性反转成不育的雄果蝇，则F2雌雄比例为[8/16×(1－1/6)]∶[8/16×(1＋1/6)]＝5∶7。②若已知亲本为XABXab和XabY，则F1代果蝇基因型及比例为XABXab∶XabXab∶XABY∶XabY＝1∶1∶1∶1，由于当b基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇，则F2代果蝇基因型及比例为XABXAB∶XABXab∶XabXab∶XABY∶XabY＝1∶2∶1∶2∶2，由于当b基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇，则F2代雌雄比例为3∶5。若考虑交叉互换，对F2代雌雄比例无影响。‎ ‎[答案]　(1)①Ⅱ1或Ⅰ　②Ⅰ　(2)①5∶7　②3∶5　无 ‎[答题技巧]　‎ X、Y染色体上也存在等位基因 X和Y染色体有一部分不同源，但也有一部分是同源的。二者关系如图所示。‎ 由图可知，在X、Y的同源区段，基因是成对的，存在等位基因，而非同源区段则相互不存在等位基因。‎ ‎(2016·山东潍坊第一次月考)图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区域，在该区域上基因成对存在，Ⅱ和Ⅲ是非同源区域，在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y所特有的基因，在果蝇的X和Y染色体上分别含有图乙所示的基因，其中B和b分别控制果蝇的刚毛和截毛性状，R和r分别控制果蝇的红眼和白眼性状。请据图分析回答下列问题：‎ ‎(1)果蝇的B和b基因位于图甲中的________(填序号)区域，R和r基因位于图甲中的________(填序号)区域。‎ ‎(2)在减数分裂时，图甲中的X和Y之间有交叉互换现象的是________(填序号)区域。‎ ‎(3)红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为________和________。　‎ ‎(4)已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因，请写出该果蝇可能的基因型，并设计实验探究基因B和b在性染色体上的位置情况。‎ ‎①可能的基因型：________________________________________________________________________。 ‎ ‎②设计实验：________________________________________________________________________。‎ ‎③预测结果：如果后代中雌性个体全为刚毛，雄性个体全为截毛，说明________________________；如果后代中雌性个体全为截毛，雄性个体全为刚毛，说明________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由题图知，B和b在X、Y染色体上都含有，应位于图甲中的Ⅰ区域，而R和r只存在于X染色体上，应位于图甲中的Ⅱ区域。(2)减数分裂过程中，X、Y染色体上同源区域中的非姐妹染色单体可能发生交叉互换，即图甲中的Ⅰ区域。(3)由于控制眼色的基因R、r位于X和Y染色体的非同源区域，所以，红眼雄果蝇的基因型为XRY，红眼雌果蝇的基因型为XRXR或XRXr。(4)由于B和b位于图甲中的Ⅰ区域，且刚毛对截毛为显性，所以，刚毛雄果蝇的基因型为XBYb或XbYB。要探究基因B和b在X、Y染色体上的位置，应让该果蝇与截毛雌果蝇(XbXb)杂交，再根据后代的表现型确定基因位置。‎ 答案：(1)Ⅰ　Ⅱ　(2)Ⅰ　(3)XRY　XRXR或XRXr ‎(4)①XBYb或XbYB　②让该果蝇与截毛雌果蝇杂交，分析后代的表现型情况　③‎ B和b分别位于X和Y染色体上　B和b分别位于Y和X染色体上 ‎“规律方法专题化”系列——电泳图谱的分析方法 ‎1．原理：电泳是利用带电分子或离子所带电荷或分子量不同，在电场中移动距离(或速度)不同的原理分离分子或离子的方法，如等位基因A与a，经限制酶切开后，由于相关片段分子量等差异，在电场中移动距离不同，从而使两种基因得以分离。‎ ‎2．实例：对图1中1～4号个体进行基因检测，将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段各自用电泳法分离。正常基因显示一个条带，患病基因显示为另一个不同的条带，结果如图2。请据图1、图2分析图1中5号及7号个体基因电泳条带应为何类？‎ 分析如下：‎ ‎(1)先据图1求得1～4号个体的基因型，4为aa，则1、2均为Aa，3为AA或Aa。‎ ‎(2)将1～4基因型与图2的电泳图谱作对照发现只有c编号的个体基因电泳带特别——只有条带2，无条带1，则c所代表的个体的基因型为“纯合子”，即只含一种基因，由此推测c为1～4中的4号个体。进一步结合图1与图2可推知a、b、d所代表的个体既含A又含a(由此确定3号不可能为AA)。‎ ‎(3)由5、6均正常，所生女儿7号为患者可推知：5号基因型为Aa，应含条带1、条带2，7号个体基因型为aa，其电泳条带应与c吻合。‎ ‎(2016·南京市二模)单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。‎ ‎(1)从图中可见，该基因突变是由______________________引起的。正常基因该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，酶切后，凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱，正常基因显示________条，突变基因显示________条。‎ ‎(2)DNA或RNA分子探针要用________________等标记。利用核酸分子杂交原理，‎ 根据图中突变基因的核苷酸序列(—ACGTATT—)，写出作为探针的核糖核苷酸序列________________。‎ ‎(3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿Ⅱ1～Ⅱ4中需要停止妊娠反应的是________，Ⅱ4的基因型为________。‎ ‎(4)正常人群中镰刀型细胞贫血症基因携带者占1/10 000，Ⅰ2若与一正常女性再婚，生出患病儿子的概率为________________________________________________________________________。‎ ‎[分析]　(1)由题图可看出该基因突变是由碱基对的替换引起的，即碱基A变成T；由凝胶电泳分离酶切片段与探针杂交后显示的带谱可看出，正常的基因显示2条带谱，而突变基因显示1条。(2)DNA或RNA分子探针要用放射性同位素(或荧光分子)等标记，便于检测，作为探针的核糖核苷酸序列和突变基因的核苷酸序列之间遵循碱基互补配对原则，为—UGCAUAA—。(3)由凝胶电泳带谱可得出Ⅱ1和Ⅱ4的基因型是BB，Ⅱ3的基因型是Bb，Ⅱ2的基因型是bb，Ⅱ2患有镰刀型细胞贫血症，需要停止妊娠反应。(4)Ⅰ2的基因型是Bb，正常女性是镰刀型细胞贫血症携带者的概率是1/10 000，因此生出患病儿子的概率是1/10 000×1/4×1/2＝1/80 000。‎ ‎[答案]　(1)碱基对替换(或A变成T)　2　1‎ ‎(2)放射性同位素(或荧光分子)　—UGCAUAA—‎ ‎(3)Ⅱ2　BB ‎(4)1/80 000‎ ‎(2015·高考江苏卷)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍，是一种严重的单基因遗传病，称为苯丙酮尿症(PKU)，正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用A、a表示)。图1是某患者的家族系谱图，其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的DNA经限制酶MspⅠ消化，产生不同的片段(kb表示千碱基对)，经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交，结果见图2。请回答下列问题：‎ ‎(1)Ⅰ1、Ⅱ1的基因型分别为________。‎ ‎(2)依据cDNA探针杂交结果，胎儿Ⅲ1的基因型是________。Ⅲ1长大后，若与正常异性婚配，生一个正常孩子的概率为________。‎ ‎(3)若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2个孩子表型正常，长大后与正常异性婚配，生下PKU患者的概率是正常人群中男女婚配生下PKU患者的________倍。‎ ‎(4)已知人类红绿色盲症是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用b表示)，Ⅱ2和Ⅱ3‎ 色觉正常，Ⅲ1是红绿色盲患者，则Ⅲ1两对基因的基因型是________。若Ⅱ2和Ⅱ3再生一正常女孩，长大后与正常男性婚配，生一个红绿色盲且为PKU患者的概率为________。‎ 解析：(1)由正常亲代Ⅰ1和Ⅰ2生了患病女儿Ⅱ1可推知PKU(苯丙酮尿症)为常染色体隐性遗传病，且Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa，Ⅱ1的基因型为aa。‎ ‎(2)根据Ⅱ1的基因型为aa，并结合电泳后的杂交结果可知，a基因片段为19 kb的那条杂交条带，A基因片段为23 kb的那条杂交条带，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1均具有两条杂交条带，所以他们的基因型均为Aa。由题意可知，正常人群中每70人有1人 是该致病基因的携带者，所以正常人群中Aa基因型出现的概率为1/70。Ⅲ1(Aa)长大后与正常异性婚配后生下正常孩子的概率为：1－(1/70×1/4)＝279/280。‎ ‎(3)Ⅱ2和Ⅱ3的基因型均为Aa，他们所生的正常孩子中基因型是Aa的概率为2/3(AA的概率为1/3)，孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为2/3×1/70×1/4＝1/420。正常人群中男女婚配，生患病孩子的概率为1/70×1/70×1/4＝1/19 600。所以Ⅱ2和Ⅱ3所生的正常孩子长大后与正常异性婚配所生患病孩子的概率是正常人群中男女婚配所生患病孩子的46.67倍(1/420÷1/19 600＝19 600/420≈46.67)。‎ ‎(4)对于红绿色盲症来说，由色觉正常的Ⅱ2和Ⅱ3生了患病的Ⅲ1可知，Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为XBY和XBXb, Ⅲ1的基因型为XbY。上面已推知Ⅲ1与PKU相关的基因型为Aa，所以Ⅲ1的基因型为AaXbY。Ⅱ2和Ⅱ3再生一个正常女孩，针对红绿色盲症的基因型为1/2XBXb或1/2XBXB。这个女孩长大后与正常男性(XBY)婚配，生红绿色盲孩子的概率为1/2×1/4＝1/8。上面已经推出Ⅱ2和Ⅱ3所生不患PKU的正常孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为1/420。所以，Ⅱ2和Ⅱ3所生正常女孩长大后与正常男性婚配，生两病皆患孩子的概率为1/8×1/420＝1/3 360。‎ 答案：(1)Aa、aa　(2)Aa　279/280　(3)46.67‎ ‎(4)AaXbY　1/3 360‎