优化探究（新课标）高考生物一轮复习 专题培优课件1 新人教版必修2.ppt

遗传题目的解题技巧与遗传方式探究的实验设计一 借数学思想之力解遗传计算题遗传学中的计算题有下列几种类型 1 dna分子中碱基比例的计算 2 dna分子复制过程中的有关计算 3 基因表达过程中的有关计算 4 遗传概率的计算 5 基因频率和基因型频率的计算 当你进行以上类型的计算有困难时 可借数学思想之力 突破遗传计算中的难点 1 数形结合思想 数 与 形 反映了事物两个方面的属性 数形结合 主要指的是数与形之间的一一对应关系 数形结合把抽象的数学语言 数量关系与直观的几何图形 位置关系结合起来 即通过抽象思维与形象思维的结合 使复杂问题简单化 抽象问题具体化 从而达到优化解题途径的目的 在进行dna分子中碱基比例 基因表达和dna分子半保留复制过程中的有关计算时 可巧用数形结合思想 如 在计算dna分子中的碱基比例时 先画出dna分子平面结构简图 如图1所示 其次将题目中的数量关系和图形结合 明确已知的碱基比例是占一条链的情况 还是占整个dna分子的情况 最后在理清两条链碱基关系的基础上作答 在解答有关基因表达过程中的计算时 可结合图2 明确dna分子中的碱基 rna分子中的碱基 多肽中氨基酸的数量关系 并关注变化的情况 如rna某一位置出现了终止密码子 多肽中的氨基酸必发生变化 如何变化可结合该图思考得出结论 有关dna分子半保留复制过程中的计算可参看图3 2 分解组合思想基因的自由组合定律研究的是控制两对或多对相对性状 位于不同对同源染色体上的基因的传递规律 由于控制生物不同性状的基因互不干扰 独立地遵循基因的分离定律 因此 我们可以用分解组合思想来解答这类试题 分解组合思想就是把组成生物的两对或多对相对性状分离开来 用单因子分析法一一加以研究 最后把研究的结果用一定的方法组合起来 运用数学中的乘法原理或加法原理进行计算 在遗传概率的计算中 分解组合思想大放光芒 1 基因分离定律的三把钥匙 若后代性状分离比为显 隐 3 1 则双亲一定都是杂合子 用d d表示 即dd dd 3d 1dd 若后代性状分离比为显 隐 1 1 则双亲一定是测交类型 即dd dd 1dd 1dd 若后代性状只有显性性状 则双亲至少有一方为显性纯合子 即dd dd或dd dd或dd dd 2 解题思路 先确定此题是否遵循基因的自由组合定律 如不遵循 则不用此法 分解 将所涉及的两对 或多对 基因或性状分离开来 单独考虑 用基因分离定律的三把钥匙进行研究 组合 将分离定律研究的结果按一定方式进行组合 3 应用 求配子种类数 如 aabbcc产生的配子种类有多少种 先分解为3个分离定律 aa产生的配子种类为2种 bb产生的配子种类为2种 cc产生的配子种类为2种 则aabbcc产生的配子种类为8 2 2 2 种 求基因型种类数 如 aabbcc aabbcc的后代基因型有多少种 先分解为3个分离定律 aa aa的后代有3种基因型 1aa 2aa 1aa bb bb的后代有2种基因型 1bb 1bb cc cc的后代有3种基因型 1cc 2cc 1cc 所以其杂交后代有18 3 2 3 种基因型 求表现型种类数 如 aabbcc aabbcc的后代表现型有多少种 先分解为3个分离定律 aa aa的后代有2种表现型 bb bb的后代有2种表现型 cc cc的后代有2种表现型 所以其杂交后代有8 2 2 2 种表现型 求患病概率当甲 乙两种遗传病之间具有 自由组合 关系时 利用基因分离定律计算得知 患甲病的概率为m 患乙病的概率为n 可利用乘法原理或加法原理计算其他概率 如两病兼患的概率为mn 只患一种病的概率为m 1 n n 1 m m n 2mn 在遇到男孩患病与患病男孩概率的计算时 先定位患病基因在常染色体上 还是在性染色体上 若属于常染色体遗传病 看病名和性别的先后顺序 若病名在前 性别在后 则性别未知 患病情况和性别情况是两个独立事件 利用分解组合思想 患病男孩的概率 患病孩子的概率 1 2 若性别在前 病名在后 则性别已知 男孩患病的概率 患病孩子的概率 若属于伴x染色体遗传病 则先绘出遗传图解 病名在前 性别在后 从全部后代中找出患病男孩 即可求得患病男孩的概率 若性别在前 病名在后 只考虑相应性别中的发病情况 根据遗传图解中的部分情况直接求得 3 集合思想集合思想已成为现代数学的理论基础 用集合语言可以简明扼要地表述数学概念 准确 简捷地进行数学推理 在生物学的一些计算中 如能主动运用数学的集合思想去解题 对于培养我们严谨的逻辑思维能力大有裨益 1 在人类的遗传病中 若只考虑甲病的情况 患甲病的概率为a 只考虑乙病的情况 患乙病的概率为b 两个事件互相独立 则不患甲病和不患乙病的概率分别是集合a和集合b的补集 分别用1 a 1 b表示 如图1所示 图2中 同时患两病的概率可看成集合a 集合b的交集 只患甲病的概率为集合a中集合ab的补集 数值 a ab 集合ab是集合a的子集 2 在基因频率和基因型频率的计算中 也可运用集合思想 以一对等位基因a a为例 若a的基因频率为p a的基因频率为q 则集合p q互为补集 即p q 1 如图3所示 体会基因频率的动态变化 如p增加 则q减少 在图4中aa aa aa三者基因型频率互为补集 即aa的基因型频率 aa的基因型频率 aa的基因型频率 1 留意三者的动态变化 如aa和aa的基因型频率增加 则aa的基因型频率减少 当达到遗传平衡时 基因频率和基因型频率保持不变 为恒定值 结合图3和图4理解 图3中的p q恒定时 图4中的aa的基因型频率 p2 aa的基因型频率 2pq aa的基因型频率 q2 三者的数值恒定不变 二 探究遗传方式的实验设计实验设计和探究能力是高考生物能力要求的最高层次 在遗传类简答题中 命题者往往设置一些情境 要求考生设计实验方案 探究遗传现象 部分考生遇到该类试题时 由于找不到解题的切入点 而临阵脱逃 下面就常见类型的实验设计进行总结 以明确解题的基本套路 1 一对相对性状基因位置的判断 1 基因位于x染色体上还是位于常染色体上的判断 若相对性状的显隐性是未知的 且亲本皆为纯合子 则用正交和反交的方法 a 若正交和反交的后代表现型相同 都表现同一亲本的性状 则这对基因位于常染色体上 遗传图解如下 b 若正交后代全表现为甲性状 而反交后代中雌性全表现为甲性状 雄性全表现为乙性状 则甲性状为显性性状 且基因位于x染色体上 遗传图解如下 若相对性状的显隐性已知 只需一个杂交组合判断基因的位置 则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交的方法 a 若基因位于x染色体上 则后代中雌雄个体的表现型完全不同 雌性个体表现显性性状 雄性个体表现隐性性状 遗传图解如下 b 若基因位于常染色体上 则雌雄后代的表现型与性别无关 遗传图解如下 2 基因是伴x染色体遗传还是x y染色体同源区段的遗传的判断适用条件 已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上 基本思路一 用 纯合隐性雌 纯合显性雄 进行杂交 观察分析f1的性状 基本推论一 若子代中雌雄个体全表现显性性状 说明此等位基因位于x y染色体的同源区段上 若子代中雌性个体全表现显性性状 雄性个体全表现隐性性状 说明此等位基因仅位于x染色体上 基本思路二 用 杂合显性雌 纯合显性雄 进行杂交 观察分析f1的性状 基本推论二 若子代中雌雄个体全表现显性性状 说明此等位基因位于x y染色体的同源区段上 若子代中雌性个体全表现显性性状 雄性个体中既有显性性状又有隐性性状 说明此等位基因仅位于x染色体上 2 两对相对性状的基因位置的判断适用条件 已知控制相对性状的基因在常染色体上 判断等位基因在同一对同源染色体上 还是在不同对的同源染色体上 基本思路 一般采用先杂交后自交或测交的方法 对植物常采用测交法或自交法 自交法一般较方便 对动物一般采用测交法 若自交的结果为9 3 3 1或测交的结果为1 1 1 1 则两对等位基因在不同对的同源染色体上 遵循基因的自由组合定律 若自交或测交不出现以上比例 不存在基因互作的情况 则两对等位基因很可能在同一对同源染色体上 3 环境因素 外因 和遗传因素 内因 对生物性状影响的实验设计生物性状既受基因的控制 又受环境的影响 当性状改变时 可能是由基因决定的 也可能是由环境影响的 探究生物性状的改变是由基因还是由环境引起的 表型模拟 需要改变环境条件进行实验探究 实验假设切入点 是否发生遗传物质的改变 可用自交或测交的方法进行 变异产生的性状能否遗传 可通过观察性状的改变与环境的关系来判断 以上是几种类型的实验探究方案 在解这类试题时 先从以下几个方面进行思考 1 实验目的是什么 2 显隐性性状已知吗 哪些条件是未知的 3 从已知条件到实验目的之间可能的实验方案是什么 4 逻辑推理是否严谨 在明确了这些问题后 再按题目要求进行规范化作答 1 人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因 t 位于x染色体上 已知没有x染色体的胚胎是致死的 如果褐色的雌兔 染色体组成为xo 与正常灰色 t 雄兔交配 预期子代中褐色兔所占比例和雌 雄之比分别为 a 3 4与1 1b 2 3与2 1c 1 2与1 2d 1 3与1 1解析 雌兔为 xto 雄兔为 xty 两兔交配 其子代基因型分别为xtxt xto xty oy 因没有x染色体的胚胎是致死的 因此子代只有xtxt xto xty三种基因型兔 且数量之比为1 1 1 子代中xtxt为褐色雌兔 xto为正常灰色雌兔 xty为褐色雄兔 故子代中褐色兔占2 3 雌雄之比为2 1 答案 b 2 2015年浙江五校联考 某育种专家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦 自花受粉后获得160粒种子 这些种子发育成的小麦中有30株大穗抗病和若干株小穗抗病 其余的都不抗病 若将这30株大穗抗病的小麦作为亲本自交 在f1中选择大穗抗病小麦再进行自交 理论上f2中能稳定遗传的大穗抗病小麦占f2中所有大穗抗病小麦的比例为 a 2 10b 7 10c 2 9d 7 9 解析 由题意可知 大穗 不抗病是显性性状 小穗 抗病是隐性性状 设相关基因用a a和b b表示 30株大穗抗病植株的基因型为1 3aabb 2 3aabb 在f1中选择的再次进行自交的大穗抗病植株中 有3 5aabb 2 5aabb f1大穗抗病小麦自交产生的f2中 大穗抗病植株的基因型为7 10aabb 2 10aabb 所以f2中能稳定遗传的大穗抗病小麦占所有大穗抗病小麦的比例为7 9 答案 d 3 下表表示果蝇三个纯合品种的性状和控制相应性状的基因 其中 野生型 的翅型 眼色均为显性 回答下列问题 1 翅型和眼色这两对性状的遗传遵循 定律 研究伴性遗传时 可选用的亲本组合是 与 2 让 中的雌性与 中的雄性杂交 在25 条件下培养 f1均为长翅红眼 则f1的基因型为 3 将上述f1的雌 雄个体相互交配 理论上f2中残翅白眼果蝇占 若在37 条件下培养 发现f2中残翅个体比例高于理论值 出现这一结果的原因是温度改变直接导致性状改变 而遗传物质没有发生变化 为验证该结论 请选用f2中的果蝇为实验材料设计实验 写出实验思路 并预期结果 解析 1 从表格可以看出 残翅 白眼均是由隐性基因控制的 所以 野生型的长翅 红眼均由显性基因控制 控制翅型的基因位于常染色体上 而控制眼色的基因位于x染色体上 所以 两对基因的遗传遵循基因自由组合定律 在研究伴性遗传时 应选用位于性染色体上的基因控制的性状 即所选亲本应为 与 2 由于 均为纯合品种 f1均为长翅红眼 据此判断 中雌蝇的基因型为aaxbxb 中雄蝇的基因型为aaxby f1的基因型为aaxbxb 长翅红眼雌蝇 aaxby 长翅红眼雄蝇 3 让f1的雌雄个体交配 f2中残翅白眼果蝇的基因型为aaxby 理论上所占的比例为 1 4 1 4 1 16 由于37 的培养温度高于25 所以 残翅比例上升可能与温度的变化有关 而遗传物质没有发生变化 所以 用f2中的残翅雌 雄果蝇相互交配 在25 条件下培养 子代中会出现长翅果蝇 答案 1 基因自由组合 2 aaxby aaxbxb 3 1 16实验思路 用f2中的残翅雌 雄果蝇相互交配 并在25 条件下培养 实验结果 子代中会出现长翅果蝇 4 南瓜皮色分为白色 黄色和绿色 皮色性状的遗传涉及两对等位基因 分别用h h和y y表示 现用白甲 白乙 黄色和绿色4个纯合品种进行杂交实验 结果如下 实验1 黄 绿 f1表现为黄 f1自交 f2表现为3黄 1绿 实验2 白甲 黄 f1表现为白 f1自交 f2表现为12白 3黄 1绿 实验3 白乙 绿 f1表现为白 f1 绿 回交 f2表现为2白 1黄 1绿 分析上述实验结果 请回答 1 南瓜皮色遗传 填 遵循 或 不遵循 基因自由组合定律 2 南瓜皮的色素 酶和基因的关系如下图所示 若h基因使酶1失去活性 则控制酶2合成的基因是 白甲 白乙的基因型分别为 3 若将实验3得到的f2白皮植株自交 f3的皮色的表现型及比例是 4 研究发现 与正常酶1比较 失去活性的酶1氨基酸序列有两个突变位点 如下图 据图推测 h基因突变为h基因时 导致 处突变的原因是发生了碱基对的 导致 处突变的原因是发生了碱基对的 进一步研究发现 失活的酶1相对分子质量明显小于正常酶1 出现此现象的原因可能是蛋白质合成 解析 1 根据实验2中f2的性状分离比 自由组合定律的变式 可知 南瓜皮色遗传遵循基因自由组合定律 2 因为h基因使酶1失去活性 根据实验2的f2中黄色所占比例可知 控制黄色的基因组成中有显性基因 所以控制酶2合成的基因是y 因为实验2 白甲 黄 f1表现为白 f1自交 f2表现为12白 3黄 1绿 所以f1的基因型一定是hhyy 亲本中黄色的基因型为hhyy 白甲的基因型是hhyy 实验3 白乙 绿 f1表现为白 所以白乙的基因型是hhyy或hhyy f1 绿 回交 f2表现为2白 1黄 1绿 所以f1的基因型是hhyy 白乙的基因型是hhyy 3 根据以上分析可知 实验3中f2的白色的基因型是1 2hhyy和1 2hhyy 1 2hhyy自交后代f3表现为12白 3黄 1绿 1 2hhyy自交后代f3表现为3白色 1绿色 所以将实验3得到的f2白皮植株自交 f3的皮色的表现型及比例是白色 1 2 12 16 1 2 3 4 黄色 1 2 3 16 绿色 1 2 1 16 1 2 1 4 24 3 5 4 据图分析可知 处发生了氨基酸种类的替换 此部位后面的氨基酸种类不变 所以导致 处突变的原因是发生了碱基对的替换 处氨基酸的种类和后面的排列顺序都发生了较大改变 所以导致 处突变的原因是发生了碱基对的增添或缺失 因为失活的酶1相对分子质量明显小于正常酶1 说明失活的酶1的氨基酸数目减少 出现此现象的原因可能是蛋白质合成提前终止 答案 1 遵循 2 yhhyyhhyy 3 白 黄 绿 24 3 5 4 替换增添或缺失提前终止 5 2015年成都模拟 果蝇的灰身和黑身 刚毛和截毛各为一对相对性状 分别由等位基因a a d d控制 某科研小组用一对灰身刚毛果蝇进行了多次杂交实验 f1代表表现型及比例如下表 1 果蝇控制刚毛和截毛的等位基因位于 染色体上 2 上表实验结果存在与理论分析不吻合的情况 原因可能是基因型为 的受精卵不能正常发育成活 3 若上述 2 题中的假设成立 则f1代成活的果蝇共有 种基因型 在这个种群中 黑身基因的基因频率为 让f1代灰身截毛雄果蝇与黑身刚毛雌果蝇自由交配 则f2代雌果蝇共有 种表现型 4 控制果蝇眼色的基因仅位于x染色体上 红眼 r 对白眼 r 为显性 研究发现 眼色基因可能会因染色体片段缺失而丢失 记为xc 若果蝇两条性染色体上都无眼色基因 则其无法存活 在一次用纯合红眼雌果蝇 xrxr 与白眼雄果蝇 xry 杂交的实验中 子代中出现了一只白眼雌果蝇 欲用一次杂交实验判断这只白眼雌果蝇出现的原因 请简要写出实验