厘清遗传表现把握定律本质推理、预测、系统思维能力训练

/厘清遗传表现,把握定律本质——推理、预测、系统思维能力训练2019.4.19一、训练内容目标再现减数分裂过程,能利用四分体时期的图像,说明同源染色体、等位基因、别离定律、自由组合定律、连锁与交换、染色体组等概念；利用配子示意图,推断减数分裂过程中染色体的异常行为。理解遗传定律适用的条件；能利用配子的种类和比例,解决后代的基因型和表现型问题；能确定要研究的基因,确定其在种群中的基因型组成；理解测交的原理；理解基因在染色体上,能利用染色体在配子中的分配,表示配子细胞中的基因位置；能将异常的表现情况与正常的相比拟,尝试形成一种解释异常的假设,并能利用假设-演绎法,将假设演绎出一种可测量的推论,根据实验的结果,支持假设。会用否认的思维,锁定亲本的基因型；能通过逆向思维,推算出可行的育种路线图；能迁移摩尔根的实验过程,迁移解决性染色体上的相似问题；能与分子遗传学结合,解决复杂问题的推断。二、训练的主要能力理解能力：理解概念本质,有性生殖遗传的桥梁是配子,配子的种类和数量决定了后代的基因组成和性状表现；有性配子的产生有两个规律：〔1〕同源染色体别离的同时,非同源染色体体之间随之自由组合；〔2〕基因在染色体上,染色体在配子中的分布,形成了配子的基因组成。分析能力：能对复杂的结果进行单一因素的分析,在诸多要素分析的根底上进行综合；推断的能力：利用配子的异常示意图,推断出减数分裂中的异常染色体行为,并能确定该行为属于染色体变异的类型；在所有可能基因型的选择中,能通过否认而逐步推断；假设—演绎的能力：能形成假设,解释遗传现象,能将假设演绎出可测量的推论,通过对结果的预测,验证假设。逆向思维的能力：能依据育种的目标,逆向推算出可行的育种方案利用证据的能力：能处理数据,形成证据；能结合分子遗传学的电泳检测结果,系统解释生命现象〔可结合“寻找证据,解释生命现象〞专题中的DNA的证据作用〕正确运算能力：能利用概率,正确运算后代的数量关系。三、形成的思维方式〔同能力〕四、训练的主要过程训练过程：任务1：再现减数分裂的过程,利用减数第一次分裂中后期的图像,说明同源染色体、等位基因、同源染色体的非姐妹染色体单体之间的交换、别离定律、自由组合定律、染色体组、连锁遗传等概念；完成一对表现型正常的夫妇,生下一个白化的色盲女孩〔基因型为XO型,或者基因型为XbXb〕的图解。〔要求：基因画在染色体上包括一对性染色体、一对常染色体〕在此根底上,说明论证一对正常的夫妇,生下一个白化、色盲且21三体综合征的男孩的原因。说明论证一对正常的夫妇,生下一个白化、色盲且21三体综合征的男孩的原因：任务2：理解遗传定律的本质和适用的条件；能确定要研究的基因,确定其在种群中的基因型组成；能利用配子的种类和比例,解决后代的基因型和表现型问题；遗传规律的本质生命的进化形成了有性生殖生命的进化形成了有性生殖,进而进化形成了卵式生殖生殖细胞搭建了亲代与子代之间的桥梁生殖细胞搭建了亲代与子代之间的桥梁产生了1：1的配子产生了1：1的配子表现出了3高1矮的性状表现出了3高1矮的性状质疑1：如果生物的性状不仅由遗传因子控制,比方环境的影响、几个基因共同控制同一种性状,或者遗传因子没有显隐之分呢？质疑2：如果遗传因子不是成对存在的呢？比方,位于X染色体上的基因在雄性个体中就不成对存在,位于细胞质中的遗传因子也不成对存在。质疑3：假设精子或卵细胞的成活率不同,或者受精后的合子发育成个体的可能性不同呢？比方,精子中某种类型死亡、某种基因型胚胎期致死等。【练习1】〔顺义一模〕以下关于遗传实验和遗传规律的表达,正确的选项是A．两对等位基因的遗传一定遵循自由组合定律B．自由组合定律的实质是指F1产生的雌雄配子之间自由组合C．子代性状别离比为1：1：1：1的两亲本基因型不一定是AaBb和aabbD．孟德尔两对相对性状的杂交实验中,F1产生4个比例为1：1：1：1的配子【练习2】〔2019•新课标Ⅲ卷.6〕以下有关基因型、性状和环境的表达,错误的选项是A．两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的C．O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的【练习3】(2019全国卷=2\*ROMANII)6.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【练习4】〔丰台一模〕3.某家系的遗传系谱图及局部个体基因型如下图,A1、A2、A3是位于X染色体上的等位基因。以下推断正确的选项是A.II—2基因型为XA1XA2的概率是1/4B.III—1基因型为XA1Y的概率是1/2C.III—2基因型为XA1XA2的概率是1/8D.IV—1基因型为XA1XA1的概率是1/42.确定要研究的基因,确定在种群中的基因组成；能利用配子的种类和比例,解决后代的基因型和表现型问题；【练习1】类比完成如下任务：现象假设的具体化或补充在假设的根底上演绎一种可检测的结果现象：一对夫妇,丈夫A型血、妻子B型血,生出了O型血的孩子人类的ABO血型是由IA、IB、ｉ控制的；2.遗传因子是成对的,所以人群中的基因型及表现有：；3.在产生配子时,成对的基因彼此别离,只给后代一个,所以A型血的丈夫产生2种配子,比例1：1,B型血的妻子产2种配子,比例1：1,3.配子随机结合,i型精子与i型卵子完成受精作用,发育成O型血的孩子。对于性别决定为XY型的动物群体而言,〔如A显性正常/a隐性患病〕当其当其位于X和Y染色体的同源区段。当A和a等位基因位于X和Y染色体上的,在生物的体内是成对的,所以人群中,就有如下遗传因子的组成：女性：；男性如果：那么：对于性另决定为ZW型的动物而言,控制芦花的基因B(非芦花b〕只位于Z上.在这种生物的种群中,由B/b组成的基因型及表现型有；如果让与杂交,后代的基因型性状及比例是类比完成以下任务2在种群中的基因型及配子比例情境分析1.在自由传粉的麦田里,小麦的基因型及比例为AA:2Aa,那么后代的基因型及比例如何1.在种群中,花粉中的雄性配子只有两种,即A和a,且A:a为4：2,即A〔2/3〕,a〔1/3〕；胚珠中的卵细胞也只有两种,即A〔2/3〕,a〔1/3〕；所以后代是2.摩尔根用白眼果蝇与雌红眼果蝇杂交产生了F1,F1雌雄交配产生了F2,用F2的雄性果蝇与F2的雌果蝇杂交,后代如何?1.在F2的果蝇种群中,雄性个体XaY：XAY=1：1,所以它们产生3种配子,即Xa：XA:Y=1：1:2,即：Xa〔1/4),XA〔1/4〕,Y〔2/4〕；2.在雌性果蝇种群中,XAXA:XAXa=1:1,所以它们产生2种配子,即：XA(〕,Xa()3.配子随机结合,后代情况是3.人群中的红绿色盲的基因频率是7%,男性患者比女性患者多。1.在人群中,男性产生的生殖细胞有3种,即Xb(7%),XB),Y〔〕；女性产生的生殖细胞有2种,即XB(93%),Xb(7%)；2.配子随机结合,所以男患者为XbY〔〕的概率,女性患者为Xb*Xb=%,所以男患者多于女；任务3：理解测交的原理；理解基因在染色体上,能利用染色体在配子中的分配,表示配子细胞中的基因位置；测交的“测〞有测量之意,可以测量杂合子的基因组成、配子类型及比例。由于配子看不见,需要通过对配子不掩盖的方式,让其表现出来,所以使用隐性类型与杂合子交配。而后代类型即是杂合子配子的类型及比例。事实上,更直接的测量方式是：能在显微镜下分辨出不同的配子,更能测量F1的基因型及配子类型。【练习】如果不考虑交换,其中A为抗虫基因,D为高茎,d为矮茎隐性基因。请用带有基因的染色体,表示配子的类型,并预测测交的结果。可能的基因组成图示产生的配子类型及比例测交后代的表现型及比例自交后代的表现型及比例任务4：能将异常的表现情况与正常的相比拟,尝试形成一种解释异常的假设,并能利用假设-演绎法,将假设演绎出一种可测量的推论,根据实验的结果,支持假设。(2019年北京卷.30.)〔17分〕野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛,而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛,研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。〔1〕根据实验结果分析,果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对性状,其中长刚毛是性性状。图中①、②基因型〔相关基因用A和a表示〕依次为。〔2〕实验2结果显示：与野生型不同的表现型有种。③基因型为,在实验2后代中该基因型的比例是。〔3〕根据果蝇③和果蝇S基因型的差异,解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：。如果假设成立,请演绎一个推论：如果用腹部有长刚毛与交配,那么后代是。〔4〕检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小,推测相关基因发生的变化为。〔5〕实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状,但,说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。【答案】〔1〕相对显Aa、aa〔2〕两AA1/4〔3〕两个A基因抑制胸部长出刚毛,只有一个A基因时无此效应〔4〕核苷酸数量减少/缺失〔5〕新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例25％的该基因纯合子。26．〔2019•新课标Ⅲ卷.32〕〔12分〕某种昆虫的有眼〔A〕与无眼〔a〕、正常刚毛〔B〕与小刚毛〔b〕、正常翅〔E〕与斑翅〔e〕这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和=3\*GB3③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换,答复以下问题：〔1〕假设A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。〔要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论〕〔2〕假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。〔要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论〕思路〔1〕：证明三对等位基因分别位于三对同源染色体上,实质上是证明A〔a〕与B〔b〕不在一对同源染色体上,A〔a〕与E〔e〕不在一对同源染色体上,且B〔b〕与E〔e〕也不在一对同源染色体上。完成下表:可用①aaBBEE、②AAbbEE和=3\*GB3③AABBee中的哪两个组合：假设可用于验证假设的类型①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee的组合结果假设1：A〔a〕与B〔b〕不在一对同源染色体上假设2：A〔a〕与E〔e〕不在一对同源染色体上假设3：B〔b〕与E〔e〕也不在一对同源染色体上思路〔2〕填写下表〔2〕假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。假设可用于选择的基因型①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee的组合结果雄性①XaYBBEE②XAYbbEE和③XAYBBee雌性①aaXBXBEE、②AAXbXbEE和③XAXABBee假设1：A/a、基因位于X染色体上假设2：B/b、基因位于X染色体上油菜物种I〔2n=20〕与II〔2n=18〕杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后,得到一个油菜新品系〔住：I的染色体和II的染色体在减数分裂中不会相互配对〕。〔1〕秋水仙素通过抑制分裂细胞中________的形成,导致染色体加倍,获得的植株进行自交,子代_______〔会/不会〕出现性状别离。〔2〕观察油菜新品根尖细胞有丝分裂,应观察______区的细胞,处于分裂后期的细胞中含有_______条染色体。〔3〕该油菜新品系经过多代种植后出现不同颜色的种子,种子颜色由一对基因A/a控制,并受另一对基因R/r影响。用产黑色种子植株〔甲〕、产黄色种子植株〔乙和丙〕进行以下实验：组别亲代·F1表现型F1自交所得F2的表现型及比例实验一甲×乙全为产黑色种子植株产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:1实验二乙×丙全为产黄色种子植株产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:13①由实验一得出,种子颜色性状中黄色对黑色为________性②分析以上实验可知,当________基因存在时会抑制A基因的表达。实验二中丙的基因型为________,F2代产黄色种子植株中杂合子的比例为________。③有人重复实验二,发现某一F1植株,其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条〔其中两条含R基因〕,请解释该变异产生的原因：________。让该植株自交,理论上后代中产黑色种子的植株所占比例为________。6．〔2019•新课标Ⅰ卷.6〕果蝇的红眼基因〔R〕对白眼基因〔r〕为显性,位于X染色体上；长翅基因〔B〕对残翅基因〔b〕为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅,以下表达错误的选项是A．亲本雌蝇的基因型是BbXRXrB．F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16C．雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同D．白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体任务5：会用否认的思维,锁定亲本的基因型；能通过逆向思维,推算出可行的育种路线图；【练习】〔2019•新课标Ⅰ卷.6〕果蝇的红眼基因〔R〕对白眼基因〔r〕为显性,位于X染色体上；长翅基因〔B〕对残翅基因〔b〕为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅,以下表达错误的选项是A．亲本雌蝇的基因型是BbXRXrB．F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16C．雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同D．白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体完成以下表格红眼基因〔R〕对白眼基因〔r〕为显性,位于X染色体上；长翅基因〔B〕对残翅基因〔b〕为显性,位于常染色体上红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅亲本可能组合一种假设与推断红眼长翅为♀白眼长翅为♂交配组合各类XRXRBBXrYBB共8种XRXRBBXRXRBbXrYBbXRXrBb因为后代出现了残翅,所以双亲一定是Bb和Bb,于是排除掉BB基因型的任何一方；因为后代有白眼雄果蝇,所以排除掉基因型为XRXR的雌性亲本,于是杂交组合只有一种,即：XRXrBb×XrYBb,F1的雄蝇中白眼残翅为另一种假设与推断红眼长翅为♂白眼长翅为♀交配组合各类XRYBBXrXrBB共4种XRYBbXrXrBb因为后代出现了残翅,所以双亲一定是Bb和Bb,于是排除掉BB基因型的任何一方；于是杂交组合只有一种,即：XRYBb×XrXrBb,F1的雄蝇中白眼残翅为综合以上分析,所以题的杂交组合应为：XRXrBb×XrYBb任务6：能依据育种的目标,逆向推算出可行的育种方案任务7：.利用证据的能力：能处理数据,形成证据；能结合分子遗传学的电泳检测结果,系统解释生命现象〔可结合“寻找证据,解释生命现象〞专题中的DNA的证据作用〕【练习】〔北京2019〕玉米〔2n=20〕是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。〔1〕,导致配子中无完整的。〔2〕研究者发现一种玉米突变体〔S〕,用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单图1〕。①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由发育而来。②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫︰白=3︰5,出现性状别离的原因是,推测白粒亲本的基因型是。③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下：请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型。现有高产抗病白粒玉米纯合子〔G〕、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子〔H〕,欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合〔2〕③中的育种材料与方法,育种流程应为：；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。思路训练：关于问题②,推断亲本基因型,分析下表：A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫︰白=3︰5紫色基因型4种白色基因型5种杂交组合种类AARRaaRR将有杂交亲本组合AARraaRrAaRRAArrAaRrAarraarr分析并排除：紫色不可能是AARR,因为：AARR的配子只有一种,后代将全部为；紫色也不能是AARr；因为不管AARr与白色杂交,后代为A_,Rr×〔RR？Rr?rr),后代为全紫或3/4紫或1/2紫,与事实结果3/8不相符；继续排除紫色亲本的杂交组合：同理可得,紫色不可能为AaRR,因为不管AaRR与任何白色杂交,后代为R_,所以紫色亲本的基因型为：锁定紫色基因型后,开始排除白色亲本的基因型：锁定亲本的杂交组合为：逆向思维解决育种问题：现有高产抗病白粒玉米纯合子〔G〕、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子〔H〕,欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合〔2〕③中的育种材料与方法,育种流程应为：；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。育种路线图：育种路线图：G〔纯种〕×H〔纯种〕↓得到的F1让F1与S杂交,得到筛选单倍体中的得到目标植物。【类比练习】(2019·浙江卷,32)假设某研究小组用普通绵羊通过转基因技术获得了转基因绵羊甲和乙各1头,具体见下表。注：普通绵羊不含A＋、B＋基因,基因型用A－A－B－B－表示。请答复：(1)A＋基因转录时,在________的催化下,将游离核苷酸通过________________键聚合成RNA分子。翻译时,核糖体移动到mRNA的________________,多肽合成结束。(2)为选育黑色细毛的绵羊,以绵羊甲、绵羊乙和普通绵羊为亲本杂交获得F1,选择F1中表现型为________的绵羊和________的绵羊杂交获得F2。用遗传图解表示由F1杂交获得F2的过程。(3)为获得稳定遗传的黑色细毛绵羊,从F2中选出适宜的1对个体杂交得到F3,再从F3中选出2头黑色细毛绵羊(丙、丁)并分析A＋和B＋基因的表达产物,结果如以下图所示。不考虑其他基因对A＋和B＋基因表达产物量的影响,推测绵羊丙的基因型是________,理论上绵羊丁在F3中占的比例是________。任务8：正确运算能力：能利用概率,正确运算后代的数量关系29．〔2019•江苏卷.32〕〔9分〕人类某遗传病受一对基因〔T、t〕控制。3个复等位基因IA、IB、i控制ABO血型,位于另一对染色体上。A血型的基因型有IAIA、IAi,B血型的基因型有IBIB、IBi,AB血型的基因型为IAIB,O血型的基因型为ii。两个家系成员的性状表现如以下图,Ⅱ-3和Ⅱ-5均为AB血型,Ⅱ-4和Ⅱ-6均为O血型。请答复以下问题:〔1〕该遗传病的遗传方式为____________。Ⅱ-2基因型为Tt的概率为_____________。〔2〕Ⅰ-5个体有_________种可能的血型。Ⅲ-1为Tt且表现A血型的概率为___________。〔3〕如果Ⅲ-1与Ⅲ-2婚配,那么后代为O血型、AB血型的概率分别为_______、_