北京市高考生物專題復(fù)習(xí) 專題11 基因的分離定律課件 新人教版

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1、專題11基因的分離定律考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法1.(2014海南單科,25,2分)某二倍體植物中,抗病和感病這對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)等位基因控制,要確定這對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系,應(yīng)該選用的雜交組合是()A.抗病株感病株B.抗病純合體感病純合體C.抗病株抗病株,或感病株感病株D.抗病純合體抗病純合體,或感病純合體感病純合體五年高考答案答案B抗病株與感病株雜交,若子代有兩種性狀,則不能判斷顯隱性關(guān)系;抗病純合體感病純合體,后代表現(xiàn)出來的性狀即為顯性性狀,據(jù)此可以判斷顯隱性關(guān)系;抗病株抗病株(或感病株感病株),只有后代出現(xiàn)性狀分離時(shí)才能判斷顯隱性;抗病純合體抗病純合體(

2、或感病純合體感病純合體),后代肯定為抗病(或感病),據(jù)此不能判斷顯隱性關(guān)系。2.(2013課標(biāo),6,6分,0.546)若用玉米為實(shí)驗(yàn)材料驗(yàn)證孟德爾分離定律,下列因素對(duì)得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論影響最小的是()A.所選實(shí)驗(yàn)材料是否為純合子B.所選相對(duì)性狀的顯隱性是否易于區(qū)分C.所選相對(duì)性狀是否受一對(duì)等位基因控制D.是否嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作流程和統(tǒng)計(jì)分析方法答案答案A孟德爾分離定律的本質(zhì)是雜合子在減數(shù)分裂時(shí),位于一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因分離,進(jìn)入不同的配子中去,獨(dú)立地遺傳給后代。驗(yàn)證孟德爾分離定律一般用測(cè)交的方法,即雜合子與隱性個(gè)體雜交。若如題中選項(xiàng)A用純合子驗(yàn)證的話,可用雜交再測(cè)交得出子二代11的性狀分

3、離比,這樣也能驗(yàn)證孟德爾的分離定律,即所選實(shí)驗(yàn)材料是否為純合子都不影響驗(yàn)證結(jié)果,故A選項(xiàng)符合題意,影響較小;對(duì)分離定律進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)要求所選相對(duì)性狀有明顯的顯性隱性區(qū)分,否則會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中所選的相對(duì)性狀一定受一對(duì)等位基因控制,這樣才符合分離定律的適用范圍;實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作流程和統(tǒng)計(jì)分析方法,否則會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。3.(2013江蘇單科,2,2分)下列關(guān)于生命科學(xué)研究方法與發(fā)展過程的敘述,正確的是()A.細(xì)胞學(xué)說從一個(gè)方面揭示了生物界的統(tǒng)一性B.標(biāo)志重捕法解決了活動(dòng)性不強(qiáng)的動(dòng)物取樣方法上的難題C.格里菲斯的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)直接證明了DNA是遺傳物質(zhì)D.按孟德爾方法做雜交實(shí)

4、驗(yàn)得到的不同結(jié)果證明孟德爾定律不具有普遍性答案答案A本題考查了細(xì)胞學(xué)說、標(biāo)志重捕法、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)及孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)等相關(guān)知識(shí)。細(xì)胞學(xué)說從生物體組成方面揭示了生物界的統(tǒng)一性;標(biāo)志重捕法是調(diào)查活動(dòng)能力較強(qiáng)的動(dòng)物種群密度的方法;格里菲斯的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有證明轉(zhuǎn)化因子的化學(xué)本質(zhì);孟德爾的遺傳定律是有一定適用范圍的,若超出此范圍或因?qū)嶒?yàn)的偶然性出現(xiàn)了不同結(jié)果,這些結(jié)果不能證明孟德爾定律不具有普遍性?？键c(diǎn)考點(diǎn)2 2 基因的分離定律及應(yīng)用基因的分離定律及應(yīng)用1.(2015山東理綜,6,5分)玉米的高稈(H)對(duì)矮稈(h)為顯性?，F(xiàn)有若干H基因頻率不同的玉米群體,在群體足夠大且沒有其他因素干擾時(shí),每個(gè)

5、群體內(nèi)隨機(jī)交配一代后獲得F1。各F1中基因型頻率與H基因頻率(p)的關(guān)系如圖。下列分析錯(cuò)誤的是()A.0p1時(shí),親代群體都可能只含有純合體B.只有p=b時(shí),親代群體才可能只含有雜合體C.p=a時(shí),顯性純合體在F1中所占的比例為D.p=c時(shí),F1自交一代,子代中純合體比例為 1959答案答案D 若親代群體只含有純合體HH和hh,由于基因型頻率不確定,則基因頻率也不確定(0pEhe。假設(shè)號(hào)的白毛藍(lán)眼性狀是由E基因座發(fā)生新的突變?cè)斐傻?。若該突變基因?qū)Π谆騟為顯性,則表中雜交組合的后代中白毛藍(lán)眼個(gè)體比例應(yīng)是 或 。若該突變基因?qū)Π谆騟為隱性,則表中雜交組合的后代性狀應(yīng)是 。根據(jù)表中結(jié)果可以排除

6、號(hào)由E座位基因發(fā)生新的突變所致。根據(jù)雜交后代出現(xiàn)白毛紅眼兔和青紫藍(lán)毛藍(lán)眼兔,可推知號(hào)在E座位的基因型為 。(3)在F基因座有一對(duì)等位基因。F基因決定色素正常顯現(xiàn),f基因純合時(shí),能阻止被毛出現(xiàn)任何顏色并使眼球虹膜只在很小的區(qū)域產(chǎn)生少量黑色素,在一定光線下反射出藍(lán)色光,從而使家兔表現(xiàn)出白毛藍(lán)眼性狀。假設(shè)號(hào)公兔的白毛藍(lán)眼性狀是由F 基因座位上的f基因純合所致的,則與它雜交的四只母兔中,基因型為FF的是 ,Ff的是 。表中號(hào)公兔與1號(hào)母兔的雜交后代中白毛藍(lán)眼兔 非白毛兔 白毛紅眼兔的比例約為2 1 1(只考慮E和F基因座,且兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳),證明上述假設(shè)成立。結(jié)合表中號(hào)公兔與1號(hào)母兔的雜交結(jié)果,從E

7、座位基因和F座位基因的關(guān)系判斷,白毛紅眼和白毛藍(lán)眼的毛色形成的遺傳機(jī)制是否相同,并陳述理由。 (4)從基因的效應(yīng)來看,f基因既能控制毛色也能控制眼色,體現(xiàn)了f基因具有 的特點(diǎn)。答案答案(1)黑毛兔(2)11/2白毛紅眼Ehe(3)2、3、41不同。白毛紅眼是e基因純合掩蓋了F基因發(fā)揮作用導(dǎo)致的,而白毛藍(lán)眼是f基因純合掩蓋了E基因座上的基因發(fā)揮作用導(dǎo)致的,因此,二者毛色形成的遺傳機(jī)制是不同的。(4)多效性解析解析本題考查考生在新情景中獲取信息以及運(yùn)用遺傳學(xué)的基本概念、基本原理解釋遺傳現(xiàn)象的能力。(1)由于親本均為白毛,子代有白毛、黑毛和雜色毛,說明親本為雜合個(gè)體,而aa的家兔被毛為單一顏色如黑色

8、,若子代出現(xiàn)黑毛兔(基因型為aa),可以推知號(hào)至少含有1個(gè)a基因。(2)根據(jù)題干信息可知1、2、3、4白毛紅眼兔基因型為ee。若號(hào)個(gè)體突變基因?qū)Π谆騟為顯性(設(shè)為Ex,決定白毛藍(lán)眼),則號(hào)個(gè)體含有一個(gè)顯性突變基因或2個(gè)顯性突變基因,且為藍(lán)眼純色,不含有Eh基因,號(hào)個(gè)體基因型可能為ExEx或EEx或Exe,子代白毛藍(lán)眼個(gè)體比例應(yīng)是1或1/2 。若號(hào)個(gè)體突變基因?qū)Π谆騟為隱性(設(shè)為e,決定白毛藍(lán)眼),則號(hào)個(gè)體基因型為ee,和ee雜交后代均為e e,全部為白毛紅眼。根據(jù)雜交后代出現(xiàn)白毛紅眼兔(ee)和青紫藍(lán)毛藍(lán)眼兔(Eh_),可推知號(hào)個(gè)體基因型為Ehe。(3)根據(jù)題干信息可知:號(hào)個(gè)體基因型為

9、ff,1、2、3、4號(hào)個(gè)體基因型為F_。2、3、4號(hào)個(gè)體子代無藍(lán)眼,則它們的基因型為FF,1號(hào)子代個(gè)體有藍(lán)眼,說明1號(hào)個(gè)體基因型為Ff。號(hào)公兔與1號(hào)母兔的雜交后代中白毛藍(lán)眼兔 非白毛兔 白毛紅眼兔的比例約為2 1 1,利用基因的自由組合定律可以判定1號(hào)個(gè)體基因型為Ffee,子代基因型及比例為FfEhe Ffee ffEhe ffee=1 1 1 1。其中ffee和ffEhe為白毛藍(lán)眼,Ffee為白毛紅眼,FfEhe為非白毛兔,白毛紅眼是e基因純合掩蓋了F基因發(fā)揮作用導(dǎo)致的,而白毛藍(lán)眼是f基因純合掩蓋了E基因座上的基因發(fā)揮作用導(dǎo)致的,因此判斷二者形成的遺傳機(jī)制是不同的。(4)從基因的效應(yīng)來看,f

10、基因既能控制毛色也能控制眼色,體現(xiàn)了f基因具有多效性的特點(diǎn)。疑難突破疑難突破由于本題涉及了多因一效和一因多效的遺傳現(xiàn)象,大大增加了解題的思考量,但是題目本身在問題設(shè)計(jì)上并不要求對(duì)3對(duì)基因綜合分析。故在審此題時(shí)需要注意不要受前后信息的干擾。如第一問就是簡(jiǎn)單考查性狀的顯隱性關(guān)系,并通過性狀分離現(xiàn)象判斷親代雜合。第二問也僅僅需要考慮E基因座相關(guān)基因與性狀的關(guān)系,依據(jù)假設(shè)中突變基因的顯隱性,判斷親代基因型和子代表現(xiàn)型比例。第三問在Ehe為白毛藍(lán)眼的基礎(chǔ)上,可以僅僅通過藍(lán)眼性狀判斷1、2、3、4的基因型。再結(jié)合的條件即可對(duì)中E座位基因和F座位基因的關(guān)系進(jìn)行確定。10.(2016北京海淀一模,30)研究發(fā)

11、現(xiàn),M和P兩個(gè)品系果蠅雜交過程出現(xiàn)一種不育現(xiàn)象,子代性腺發(fā)生退化,無法產(chǎn)生正常配子,此現(xiàn)象與P品系特有的P因子(一段可轉(zhuǎn)移的DNA)有關(guān)。用兩個(gè)品系的果蠅進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表。(12分)組別1234親本組合PPMMMPPM子代配子正常率100%100%100%0%(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,這種子代不育現(xiàn)象僅在 時(shí)出現(xiàn),據(jù)此判斷不育現(xiàn)象的發(fā)生除了P因子外,還與 品系的細(xì)胞質(zhì)成分有關(guān)。由此分析,1組和2組子代能正常產(chǎn)生配子的原因是 。(2)研究發(fā)現(xiàn),P因子可以從染色體的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到相同或不同染色體的其他位置上,會(huì)導(dǎo)致被插入基因發(fā)生 ,進(jìn)而導(dǎo)致不育現(xiàn)象。體細(xì)胞階段,P因子能表達(dá)出抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋

12、白,在細(xì)胞質(zhì)中大量積累。受精后,P品系卵細(xì)胞質(zhì)中積累的大量阻遏蛋白 ,因此第3組子代能正常產(chǎn)生配子;P品系精子只提供 ,因此第4組子代不能正常產(chǎn)生配子。(3)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在生殖細(xì)胞階段,P因子能表達(dá)出P因子轉(zhuǎn)移所需要的轉(zhuǎn)移酶。這種轉(zhuǎn)移酶總長(zhǎng)度大于阻遏蛋白,并且前面2/3左右的 序列與阻遏蛋白完全相同,推測(cè)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是P因子 。(4)雄果蠅減數(shù)分裂時(shí)同源染色體不會(huì)發(fā)生交叉互換,但是將P因子導(dǎo)入雄果蠅染色體上,可以引起P因子處發(fā)生交叉互換。若如圖所示基因型的雄果蠅進(jìn)行測(cè)交,測(cè)交后代中aabb基因型的個(gè)體所占比例為n,則該雄果蠅產(chǎn)生的重組配子所占比例為 。答案答案(1)P作父本、M作母本

13、M1組沒有M品系的細(xì)胞質(zhì)成分,2組沒有P因子(或 “1組、2組不同時(shí)存在P因子和M品系細(xì)胞質(zhì)成分”)(2)基因突變抑制P因子的轉(zhuǎn)移P因子(或“細(xì)胞核”)(3)氨基酸(在體細(xì)胞或生殖細(xì)胞階段)可以轉(zhuǎn)錄形成不同的mRNA,翻譯形成阻遏蛋白或轉(zhuǎn)移酶(4)1-2n解析解析(1)對(duì)比4 組雜交結(jié)果可知,子代不育現(xiàn)象僅在“M作母本,P作父本”這一組出現(xiàn),推測(cè)“P父本細(xì)胞核中的P因子”和“M母本細(xì)胞質(zhì)中的成分”兩個(gè)條件同時(shí)存在,才會(huì)出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象。第1組沒有“M 母本細(xì)胞質(zhì)中的成分”,第2組沒有“P父本細(xì)胞核中的P因子”,因此,這兩組都不出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象。(2)P因子的DNA片段插入使某基因序列改變,屬于

14、基因突變。依據(jù)題目信息P品系卵細(xì)胞質(zhì)中有阻遏蛋白,能抑制P因子的轉(zhuǎn)移,P作母本時(shí),不會(huì)出現(xiàn)子代不育,因此第3 組(MP)子代正常。若P作父本,則其產(chǎn)生的精子幾乎只提供細(xì)胞核包括P因子,沒有抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白,因此,第4組子代不育。(3)P因子轉(zhuǎn)移酶和抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白都是P因子表達(dá)出的蛋白質(zhì),它們前面2/3左右的氨基酸序列相同,P因子分別在體細(xì)胞階段、生殖細(xì)胞階段可以轉(zhuǎn)錄形成不同的mRNA,翻譯形成阻遏蛋白、轉(zhuǎn)移酶。(4)圖中所示雄果蠅,正常減數(shù)分裂,則只產(chǎn)生AB、ab 兩種配子。導(dǎo)入P因子后會(huì)發(fā)生交叉互換,產(chǎn)生一定量的重組配子Ab、aB,即總共可產(chǎn)生4 種配子:AB 和ab 比例

15、相同,Ab 和aB 比例相同。對(duì)其測(cè)交(見下表)產(chǎn)生aabb 后代的比例為n,即該雄蠅產(chǎn)生的ab配子比例為n,易推理出重組配子(Ab 和aB)比例為1-2n。 AB占配子比例為nab占配子比例為nAb占配子比例為(1-2n)/2aB占配子比例為(1-2n)/2abAaBbaabb占子代比例為nAabbaaBbC C組組 2015201720152017年高考模擬年高考模擬創(chuàng)新題組創(chuàng)新題組非選擇題(2017北京西城二模,30)Hedgehog基因(H)廣泛存在于無脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物中,在胚胎發(fā)育中起重要作用。我國科研工作者利用基因敲除和核酸分子雜交技術(shù)研究了H基因在文昌魚胚胎發(fā)育中的作用。(1)

16、在脊椎動(dòng)物各個(gè)不同類群中,H基因的序列高度相似。H基因高度保守,是由于該基因的突變類型在 中被淘汰。(2)研究者使用了兩種TALE蛋白對(duì)文昌魚的H基因進(jìn)行敲除。TALE蛋白的結(jié)構(gòu)是人工設(shè)計(jì)的,蛋白質(zhì)的中央?yún)^(qū)能夠結(jié)合H基因上特定的序列,F區(qū)則能在該序列處將DNA雙鏈切開,如下圖所示。圖1基因敲除示意圖根據(jù)TALE蛋白的功能設(shè)計(jì)出其氨基酸序列,再根據(jù)氨基酸序列對(duì)應(yīng)的 序列推測(cè)出編碼TALE蛋白的DNA序列,人工合成DNA序列之后再以其為模板進(jìn)行 生成mRNA。將兩種mRNA用 法導(dǎo)入文昌魚的卵細(xì)胞中,然后滴加精液使卵細(xì)胞受精。此受精卵發(fā)育成的個(gè)體為F0代。 F0代個(gè)體細(xì)胞內(nèi)被兩種TALE蛋白處理過

17、的DNA重新連接后,H基因很可能因發(fā)生堿基對(duì)的 而喪失功能,基因喪失功能則被稱為“敲除”。(3)提取F0代胚胎細(xì)胞DNA,克隆H基因,用 進(jìn)行切割,電泳后用放射性同位素標(biāo)記的H基因片段為探針進(jìn)行DNA分子雜交,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。圖中 代表的F0個(gè)體中部分H基因已被敲除。研究者發(fā)現(xiàn),在F0個(gè)體產(chǎn)生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,可能的原因是 。(4)將F0代與野生型魚雜交,再從F1代魚中篩選出某些個(gè)體相互交配,在F2代幼體發(fā)育至神經(jīng)胚期時(shí)進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù),結(jié)果如下表所示。 F2中正常幼體數(shù)F2中畸形(無口和鰓,尾部彎曲)幼體數(shù)第一組10129第二組10633第三組9831根據(jù)雜交實(shí)

18、驗(yàn)結(jié)果可知,F1代魚中篩選出的個(gè)體均為 (填“雜合子”或“純合子”),H基因的遺傳符合 定律。隨著幼體繼續(xù)發(fā)育,進(jìn)一步檢測(cè)到的各組中正常個(gè)體數(shù)與畸形個(gè)體數(shù)的比例將會(huì) 。答案答案(1)自然選擇(進(jìn)化)(2)密碼子(mRNA)轉(zhuǎn)錄顯微注射缺失(3)BsrG 樣品2F0受精卵中成對(duì)的H基因中僅一個(gè)被敲除(F0胚胎中僅部分細(xì)胞的H基因被敲除、細(xì)胞中H基因未被敲除) (4)雜合子基因分離升高解析解析(1)本小題考查進(jìn)化與遺傳、變異的關(guān)系,由于H基因高度保守,說明該基因一般是生命活動(dòng)所必需的,其突變常常導(dǎo)致死亡,所以基因突變個(gè)體將在自然選擇中被淘汰。(2)本小題考查現(xiàn)代生物技術(shù)在基因敲除中的應(yīng)用。結(jié)合圖示

19、和題干信息可知,兩種TALE蛋白具有類似限制酶的作用,能識(shí)別DNA特定序列并在特定部位切割,因此利用密碼子決定氨基酸的原理,根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)并人工合成兩種蛋白的DNA,再以其為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生兩種蛋白的mRNA,再將mRNA顯微注射到卵細(xì)胞,翻譯出兩種蛋白,使卵細(xì)胞中的H基因被切割,經(jīng)過DNA修復(fù)重連后, H基因缺失BsrG識(shí)別序列的堿基對(duì),從而喪失功能,形成基因敲除。(3)本小題結(jié)合基因探針技術(shù)和電泳技術(shù)考查考生的信息獲取和圖像分析能力。由于F0是由H基因敲除處理后的卵細(xì)胞和正常精子結(jié)合發(fā)育而來的,因此若基因敲除成功,形成的F0可認(rèn)為是雜合子,既含有正常H基因,又含有缺失了BsrG識(shí)別

20、序列的H基因。在克隆H基因后,可以使用BsrG(應(yīng)為一種限制酶)進(jìn)行切割,前者被切割成兩段,后者不能被切割。所以雜合的F0被BsrG酶切后形成3個(gè)DNA片段,若基因敲除不成功,則形成的F0只含有正常的H基因,被BsrG酶切后形成2個(gè)DNA片段。實(shí)驗(yàn)也反應(yīng)出類似的結(jié)果,樣品1和樣品2經(jīng)過酶切處理后,以放射性同位素標(biāo)記的H基因片段為探針進(jìn)行DNA分子雜交,樣品2出現(xiàn)了3個(gè)條帶,比樣品1多1個(gè)分子500 bp的條帶,多出的條帶應(yīng)為敲除處理后的缺失了BsrG識(shí)別序列的H基因,這說明樣品2代表的F0個(gè)體中部分H基因已被敲除。在F0個(gè)體產(chǎn)生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,最可能的原因是F0是

21、雜合子,其成對(duì)的H基因中僅一個(gè)被敲除。當(dāng)然也有可能基因敲除過程中,并不是每一個(gè)細(xì)胞都能夠成功進(jìn)行基因敲除。(4)本小題通過遺傳數(shù)據(jù)的分析考查考生對(duì)遺傳基本規(guī)律的理解。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中F2的性狀分離比接近3 1,可以推測(cè)F1代魚中篩選出的個(gè)體均為雜合子,H基因的遺傳符合基因分離定律,同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也說明H基因缺失會(huì)導(dǎo)致幼體發(fā)育畸形,隨著幼體繼續(xù)發(fā)育,缺失H基因的個(gè)體被淘汰死亡,各組中正常個(gè)體數(shù)與畸形個(gè)體數(shù)的比例將會(huì)升高。疑難突破疑難突破北京高考生物遺傳部分試題的考查,往往結(jié)合遺傳基本規(guī)律、變異、進(jìn)化和基因工程中新技術(shù)、新手段進(jìn)行問題設(shè)計(jì)。尤其是近幾年高考題中均涉及以突變體為素材,研究遺傳的基本規(guī)律的題目,其中也有利用基因工程中的相關(guān)技術(shù)獲得突變體的題目,這也是現(xiàn)代遺傳學(xué)研究的基本方法?，F(xiàn)代遺傳學(xué)中研究特定基因的功能,往往需要對(duì)比其突變體所表現(xiàn)出的性狀,而定向突變技術(shù)能高效穩(wěn)定地使所研究基因的表達(dá)被阻斷,從而得到基因功能,這種研究方法稱為反向遺傳學(xué)方法。本題就是一種典型的利用基因敲除的方法來探究H基因的功能的題目。出題者往往會(huì)以相關(guān)新技術(shù)為背景考查考生對(duì)于遺傳部分重要概念的理解,因此在概念理解透徹的基礎(chǔ)上,不妨在解題過程中按照問題對(duì)號(hào)入座尋找題干信息或教材信息,進(jìn)而解決問題。