2025年高考生物二轮专题复习讲义：专题四 遗传变异和进化

第1讲遗传的物质基础2015高考导航考纲考频考情分析1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)2．DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)3．基因的概念及DNA分子的复制(Ⅱ)(2013·T8)4．遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)(2014·T8)1.趋势分析：本专题常针对中心法则涉及的五个过程进行命题，命题多结合图示，分析考查上述生理过程发生的场所、条件和相关计算。2．备考指南：(1)对照法比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。(2)模型辅助法深刻理解DNA分子的结构与中心法则。(3)表格比较法理解DNA复制、转录和翻译的不同。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))有遗传效应的DNA片段eq\o(□,\s\up1(2))噬菌体侵染细菌实验eq\o(□,\s\up1(3))烟草花叶病毒侵染烟草的实验eq\o(□,\s\up1(4))表达遗传信息eq\o(□,\s\up1(5))逆转录eq\o(□,\s\up1(6))翻译eq\o(□,\s\up1(7))多样性eq\o(□,\s\up1(8))独特的双螺旋结构[链接思考]1．原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？提示：原核细胞内基因表达中的转录和翻译过程是同时进行的，而真核细胞内基因表达中的转录和翻译发生在不同的场所，先转录后翻译。2．真核生物染色体上的基因可以通过哪些过程完成复制和传递？提示：有丝分裂和减数分裂。[真题自测]判一判(1)检测发现，正常人体中的一种多肽链(由146个氨基酸组成)在患者体内为仅含45个氨基酸的异常多肽链。原因是基因突变导致正常mRNA第46位密码子变为终止密码子[2014重庆，8题(1)②改编]()(2)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上(2014江苏，20C)()(3)在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化(2014江苏，20D)()(4)基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数一定相等(2014四川，3D改编)()(5)线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成(2013全国Ⅰ，1D)()(6)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA可用15N放射性同位素标记(2012上海，11C)()(7)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基(2013全国Ⅰ，1C)()(8)DNA有氢键，RNA没有氢键(2013全国Ⅱ，1A)()提示：(1)√。患者体内氨基酸数目比正常人少，原因是指导该多肽合成的基因发生突变，导致翻译提前终止，患者体内多肽合成完45号氨基酸停止，说明基因突变导致第46位密码子变为终止密码子。(2)×。DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。(3)√。在细胞周期中，由于各个时期表达的基因不同，因此转录产生的mRNA的种类和含量均不断发生变化。如分裂间期的G1期和G2期，mRNA的种类和含量有所不同，在分裂期mRNA的含量减少。(4)×。基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子，决定氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。(5)√。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些蛋白质的合成。(6)×。噬菌体侵染细菌的实验是用32P标记噬菌体的DNA，而不是用15N标记DNA。(7)×。反密码子位于tRNA上。(8)×。DNA一般为双链结构，其碱基对间为氢键，RNA虽然一般为单链，但tRNA形成的“三叶草”结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键。命题点1探索遗传物质本质的经典实验关于人类探究“什么是遗传物质”的较具说服力的实验中，下图甲为所做的肺炎双球菌的转化实验，下图乙为用含32P的T2噬菌体浸染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验。据图回答下列问题：甲乙(1)图甲中，能导致小鼠患败血症死亡的有________两组，C组为________对照，实验结果为小鼠不死亡。(2)E组实验表明，加S型细菌的蛋白质后试管中长出的是________________________________________________________________________。(3)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。如果仅凭猜想，控制其性状的遗传物质有可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体？请简述实验方案。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)科学家若用含有15N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养T2噬菌体，待大肠杆菌解体后，15N存在于T2噬菌体的_________________中。[解析](1)含有荚膜的肺炎双球菌是A、B、D三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以A、D两组能导致小鼠死亡。(2)E组加S型细菌的蛋白质后试管中长出的是无毒性的R型细菌。(3)单凭猜想，遗传物质可能会有三种情况：蛋白质和DNA都是遗传物质，仅DNA是遗传物质，仅蛋白质是遗传物质。(4)解答该问题要考虑到病毒本身不能增殖，必须借助于宿主细胞，因此应考虑先培养出有标记的宿主细胞，然后再培养出有标记的噬菌体。(5)T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，蛋白质分子中含有元素C、H、O、N，而DNA分子中含有元素C、H、O、N、P，噬菌体在大肠杆菌中增殖时，所用原料(氨基酸和脱氧核苷酸)都来自大肠杆菌。由于大肠杆菌在含15N的培养基中培养，所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含15N。因此，在子代噬菌体的蛋白质和DNA中都含有15N。[答案](1)A、D空白(2)无毒性的R型细菌(3)蛋白质和DNA都是遗传物质；蛋白质是遗传物质，DNA不是；DNA是遗传物质，蛋白质不是(4)将宿主细菌在含32P的培养基中培养，获得含有32P的细菌；用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌，待细菌细胞裂解后，释放出的噬菌体便会被32P标记(5)蛋白质外壳(或蛋白质)和DNA思维拓展(1)肺炎双球菌和噬菌体的遗传物质分别是什么？写出二者遗传所遵循的中心法则。提示：两者的遗传物质均为DNA。中心法则为：(2)细菌和噬菌体的遗传是否遵循遗传的基本规律，自然状态下可能出现可遗传变异的类型有哪些？提示：不遵循遗传的基本规律。自然条件下可能出现的可遗传变异有基因突变。(3)乙图中搅拌、离心的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是让未侵染的噬菌体蛋白质外壳和细菌分离；离心的目的是分离噬菌体外壳和细菌。(4)甲、乙两实验能否说明DNA是主要的遗传物质？提示：不能。1．肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验相同点实验思路设法将DNA与其他物质分开，直接单独研究它们各自的作用实验原则都遵循对照的原则eq\a\vs4\al(S,型,细,菌)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(DNA,多糖,蛋白质,脂质,DNA­,水解物))＋eq\a\vs4\al(R,型,细,菌)eq\o(→,\s\up7(相互对照),\s\do5(结果推知))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a.DNA是遗传物质,b.其他物质不是遗传物质,c.DNA水解物也不是遗,传物质))eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(用35S标记蛋,白质的噬菌体)\o(→,\s\up7(侵染))细菌→搅拌、离心\o(→,\s\up7(结果))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(上清液放射性高,沉淀物放射性低)),\a\vs4\al(用32P标记,DNA的噬菌体)\o(→,\s\up7(侵染))细菌→搅拌、离心\o(→,\s\up7(结果))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(上清液放射性低,沉淀物放射性高))))eq\o(→,\s\up7(相互对照),\s\do5(得出结论))DNA是遗传物质不同点处理方式直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养同位素标记：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)实验结论①DNA是遗传物质②蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的问题分析(1)格里菲思的小鼠体内转化实验只能推测出S型细菌含有“转化因子”，不能证明DNA是遗传物质。艾弗里的体外转化实验既能说明DNA是遗传物质，又能证明蛋白质、多糖等不是遗传物质。(2)“DNA是主要的遗传物质”是总结全部生物的遗传物质后得出的，而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验得出的。(3)R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，从变异类型看属于基因重组。(4)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。(5)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到放射性存在部位，不能确定是何种元素的放射性。①仅用32P标记噬菌体的侵染实验，上层的上清液中有较弱的放射性，可能的原因是：a．侵染时间过短会有许多噬菌体没来得及侵入细菌；b．侵染时间过长会有释放出来的子代噬菌体。②仅用35S标记噬菌体的侵染实验，下层沉淀物中也有较弱放射性，最可能的原因是搅拌不彻底。猜想1在“噬菌体侵染细菌”的实验中相关的方法与结果正确的是()A．若32P标记组的上清液有放射性，则可能原因是搅拌不充分B．未标记的噬菌体在含32P标记的细菌体内复制三次，其子代噬菌体中含32P的个体占3/4C．用含35S的培养基直接培养噬菌体，用以标记35SD．分别用含35S和含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养出带相应标记的噬菌体解析：选D。搅拌的作用是将噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离开，搅拌不充分不会引起上清液中出现32P的放射性，上清液中有32P放射性，原因可能是保温时间过长，导致细菌裂解；噬菌体DNA的复制以细菌提供的脱氧核苷酸作为原料，由于细菌的脱氧核苷酸中都含有32P，因此，复制三次形成的8个子代DNA都含32P；噬菌体不能独立生活，因此，不能直接用培养基培养噬菌体；对噬菌体进行放射性同位素标记，应先对噬菌体的宿主细菌进行标记，再让噬菌体侵染细菌。[方法总结]噬菌体侵染细菌实验分析的“两看”法命题点2DNA结构和复制的相关计算一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是()A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3[解析]由题意可知，该DNA分子中，A＝T＝10000×20%＝2000(个)，C＝G＝10000×30%＝3000(个)，则含有的氢键数为2000×2＋3000×3＝1.3×104(个)；DNA复制3次形成8个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3000×7＝2.1×104(个)；复制3次得到8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，其中有2条脱氧核苷酸链为母链(含32P)，位于2个DNA分子中，故子代DNA分子中含有32P的单链与含有31P的单链之比为1∶7，子代DNA分子中含有32P的分子数与只含有31P的分子数之比为2∶6＝1∶3。[答案]B思维拓展(1)一对等位基因中氢键数目及碱基数目一定相同吗？提示：不一定。(2)若DNA分子的一条链中(A＋G)/(T＋C)<1，则其互补链中该此例应是怎样？提示：大于1。(3)一个双链DNA分子中G占40%，一条链中A占10%，那么该DNA分子的另一条链中A的含量为多少？DNA的一条链G的含量一定为40%吗？提示：10%。不一定。(4)若一DNA含有a个T，复制n次，则需要的T是多少？第n次复制需要的T是多少？提示：a·(2n－1)。a·2n－1。(5)图中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条多核苷酸链，α链中G占10%，β链中A＋C＝28%，那么γ链中A占多少？提示：18%。(6)用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是多少？提示：0条或20条或大于0小于20条。与碱基互补配对或DNA复制相关的计算方法(1)双链DNA分子中碱基含量的计算。①规律一：双链DNA中，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝总碱基的一半。②规律二：若在DNA一条链中eq\f(A＋G,T＋C)＝a，则在互补链中eq\f(A＋G,T＋C)＝eq\f(1,a)，而在整个DNA分子中eq\f(A＋G,T＋C)＝1。③规律三：若在一条链中eq\f(A＋T,G＋C)＝m，在互补链及整个DNA分子中eq\f(A＋T,G＋C)＝m。④规律四：某碱基在DNA中所占比例等于它在每条链中所占比例和的一半，如eq\f(A,总碱基)＝eq\f(A1%＋A2%,2)。(2)与DNA复制有关的计算。假设1个DNA分子复制n次，则①子代DNA数为2neq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(含母链的DNA数：2,完全含母链的DNA数：0,不含母链的DNA数：2n－2))②子代DNA链数为2n＋1eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(母链所占比例：\f(1,2n),子链所占比例：1－\f(1,2n)))③复制差错的计算：DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突变基因的异常DNA分子占DNA总数的50%。④复制原料的计算：若某DNA分子含某碱基m个，该DNA分子进行n次复制，则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×(2n－1)；进行第n代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×2n－1。(3)转录、翻译过程中的计算蛋白质中的氨基酸数目为n，则mRNA中至少有碱基3n个，mRNA中至少有n个密码子，基因中至少有碱基6n个。[特别提醒](1)病毒的DNA复制、转录、翻译及RNA复制、逆转录等过程都在宿主细胞内进行。(2)因为mRNA上存在终止密码子等原因，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多。基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多。在回答有关问题时，应加上至多或至少等关键词。猜想2如图为细胞核内某基因(15N标记)局部结构示意图，该基因中A占全部碱基的20%，下列说法正确的是()A．该基因彻底水解后可生成6种产物B．该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的20%C．解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位D．将该细胞置于14N培养液中完成一个细胞周期，含15N的子细胞占50%解析：选A。该基因彻底水解后形成的产物有脱氧核糖、磷酸、四种碱基，一共6种产物；由于不知道转录的模板链中碱基A所占的百分比，因此，无法求出该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的百分比；解旋酶作用于氢键，即②部位，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键，即①部位；将该细胞置于14N培养液中完成一个细胞周期，含15N的子细胞占100%。[易混易错]DNA复制与基因工程易混淆的几种酶作用底物作用部位作用结果限制酶DNA分子磷酸二酯键形成黏性末端或平末端DNA连接酶DNA分子片段磷酸二酯键形成重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键形成新的DNA分子DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键形成脱氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键形成单链DNA分子命题点3通过图像辨析遗传信息的传递与表达图甲～戊分别表示细胞中发生的过程。请回答下列问题：(1)图甲中的________表示一个鸟嘌呤核糖核苷酸。该过程为______________过程。(2)已知过程丙的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别为29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。(3)图丁中，决定“…—○甘—○天—○色…”的基因模板链碱基序列为____________；图中核糖体正向________移动(填“左”或“右”)。(4)若将过程丁合成的肽链中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。(5)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程丙、丁而不能发生过程乙的细胞是________________。(6)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程丙时启用的起始点______________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是________________________________________________________________________。(7)图乙、丙、丁过程分别对应图戊中的________(填字母)过程。[解析](1)若以左链为模板则为逆转录，若以右链为模板则为转录。(2)RNA中G＋U＝54%、C＋A＝46%，则其DNA模板链中C(29%)＋A＝54%、G(19%)＋T＝46%，计算得出DNA一条链中A＋T＝52%，故双链中A＋T＝52%，A＝T＝26%。(3)图丁中mRNA上决定“…—○甘—○天—○色…”的密码子为GGUGACUGG，根据碱基互补配对原则即可写出基因模板链的碱基序列。(4)由题意可知密码子由UGG变成了UUG，则DNA模板链上相应碱基C变成A。(5)人体成熟的红细胞中无细胞核，复制、转录和翻译过程都不能发生，高度分化的细胞如浆细胞和效应T细胞中能进行转录和翻译，但不能进行DNA的复制。(6)不同组织细胞中基因进行选择性表达，故进行转录过程时启用的起始点不完全相同。[答案](1)②③④逆转录或转录(2)26%(3)CCACTGACC右(4)C→A(5)浆细胞和效应T细胞(6)不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达(7)a、b、c思维拓展(1)甲图中只有几种碱基？几种核苷酸？彻底水解可产生几种小分子物质？提示：5。8。8。(2)(2014·高考江苏卷，20A改编)若丙中DNA分子含有n个碱基，那么转录的mRNA分子的碱基数是n/2个，对吗？提示：不对。一个DNA分子上有许多基因，这些基因不会同时转录，所以转录的mRNA分子的碱基数小于n/2个。(3)丁图翻译进行的方向是怎样的？翻译时mRNA是在核糖体上移动吗？提示：从左→右。不是，核糖体在mRNA上移动。(4)若戊图中的蛋白质为生长激素则其加工场所在哪里？提示：内质网和高尔基体。(5)植物细胞中能否通过戊中的b、c过程直接合成生长素？提示：不能，生长素不是蛋白质。(6)请写出艾滋病病毒的遗传信息传递图解。提示：(7)镰刀型细胞贫血症体现了基因控制性状哪条途径？提示：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。DNA复制、转录和翻译的分析技巧(1)DNA分子复制过程的分析：①判断依据：模板为DNA的两条链，且合成双链DNA。②子代DNA的组成：分别由一条母链和一条子链组成。③子代DNA的分离时期：有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。(2)DNA分子转录过程的分析：①判断依据：模板为DNA的一条链，且合成单链RNA。②转录方向：由于图二中d是已经与模板DNA分离的游离的RNA片段，因此可知转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。③标号名称：b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。④发生场所：在真核细胞中图二过程主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可进行。(3)翻译过程的分析：①判断依据：模板为mRNA，且合成场所为核糖体。②名称确定：Ⅰ为tRNA，Ⅱ为核糖体，Ⅲ为mRNA，Ⅳ为多肽链。猜想3下列甲图表示的是遗传信息的模拟实验(X为模板)。乙图表示的是基因表达的某一过程。下列相关叙述中，正确的是()A．如果X是RNA，则产物Y不可能是DNAB．若甲图模拟的是乙图表示的过程，则X为DNA，Y为mRNAC．乙图中完成全部过程后，②③④为同一种物质D．乙图中①为核糖体的主要成分之一解析：选C。以RNA为模板，可以进行RNA复制，也可以进行逆转录形成DNA，A项错误；乙图表示翻译过程，如果甲图中模拟该过程，则X为mRNA，Y为多肽，B顼错误；由于乙图中的翻译过程共用一条模板，所以完成翻译过程后，形成的产物②③④为同一种物质，C项正确；核糖体的主要成分是蛋白质和rRNA，①是mRNA，不属于核糖体的成分，D项错误。[易错易混]DNA复制、转录、翻译中的注意事项(1)DNA复制、转录时分别需解旋酶和RNA聚合酶将双链DNA解旋。(2)DNA复制的模板是两条DNA单链，转录的模板是解旋的一条DNA链。(3)复制、转录不只发生在细胞核中。DNA存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。(4)转录产物不只是mRNA。转录的产物有mRNA，tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。(5)一个mRNA分子上可连接多个核糖体同时合成多条相同的肽链。(6)密码子、反密码子、氨基酸并非是一一对应的关系。(7)mRNA直接决定氨基酸的排列顺序，DNA间接决定氨基酸的排列顺序。猜想4中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。下列叙述正确的是()A．①②④过程只需要DNA聚合酶、RNA聚合酶B．①⑤过程可发生在正常真核细胞分裂的间期C．需要tRNA和核糖体同时参与的是③过程D．只有①②⑤过程遵循碱基互补配对原则解析：选C。首先要知道图解中各数字表示的生物学意义：①②③④⑤分别指DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA自我复制过程。①②④过程分别需要解旋酶、DNA聚合酶，RNA聚合酶，逆转录酶的作用；①过程可发生在真核细胞分裂的间期，⑤是某些RNA病毒在寄主细胞内进行自我复制的过程，不会发生在正常真核细胞分裂的间期；在翻译过程中，需要tRNA转运氨基酸，蛋白质的合成场所是核糖体；图中五个过程均有碱基互补配对行为，①是DNA→DNA，②是DNA→mRNA，③是mRNA→tRNA，④是RNA→DNA，⑤RNA→RNA。[易错易混]这里要明确几个过程发生的场所：①②③过程发生在有细胞结构的生物(真核生物、原核生物)中和以DNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，但具体到不同细胞时，情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三个过程都有发生；而叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制，只有转录和翻译两个过程；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。④⑤只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与，这两个过程是对中心法则的补充和完善。在上述五个过程中都有碱基互补配对发生；进行碱基互补配对的场所有细胞核、拟核、叶绿体、线粒体、核糖体。1．(2014·重庆三峡名校联考)病毒H1N1亚型是第一个被鉴定出的流行性感冒病毒，之后即不断地有新亚型的报道。下图为流行性感冒病毒构造示意图，其中甲(简称H)与病毒进入细胞有关；乙(简称N)则与病毒粒子出细胞有关。抗病毒药物“达菲”(Oseltamivir)主要是抑制乙的作用。则“达菲”主要是阻断该病毒增殖时的哪一过程()A．病毒入侵细胞 B．病毒的核酸复制C．病毒粒子的组装 D．子病毒释放出细胞解析：选D。病毒H1N1侵染细胞的过程与噬菌体侵染细菌一致，要经过吸附→注入→复制合成→组装→释放等步骤。由图形可知：甲与注入有关，乙与释放有关，丙与复制合成有关，丁与组装有关。“达菲”主要是抑制乙的作用，可见主要是阻断该病毒增殖时的释放过程，D正确，A、B、C错误。2．将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养液中子代细胞处于第三次有丝分裂中期，根据图示判断，该细胞中染色体的标记情况是()A．12条b B．6条a，6条bC．6条b，6条c D．b＋c＝12，但b和c数目不确定解析：选D。在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有一条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的一条染色单体有放射性，在有丝分裂后期时，姐妹染色单体分开，随机移向细胞两极，但第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有一条染色单体具有放射性(b)，有的染色体无放射性(c)，但二者之和肯定为12，D正确。3．下列图甲是某动物细胞内基因表达的过程示意图，图乙是该动物DNA分子结构模式图。请据图判断下列说法正确的是()A．图甲中过程①需要RNA聚合酶B．图甲中的物质②③④在完全合成后是不相同的C．图乙中②是核糖，⑥是腺嘌呤D．完成图甲过程①的模板是mRNA解析：选A。选项A，图甲过程①表示转录过程，需要RNA聚合酶的参与。选项B，图甲②③④是以同一条模板链转录出来的多肽，其结构应完全相同。选项C，图乙是DNA分子的结构图，其中②是脱氧核糖，⑥是腺嘌呤。选项D，完成转录的模板是DNA分子中的一条链，不是mRNA。4．4X174噬菌体的遗传物质是单链DNA，感染宿主细胞时，先形成复制型的双链DNA分子(其中母链称为正链DNA，子链称为负链DNA)。转录时以负链DNA作为模板合成mRNA。下图为4X174噬菌体的部分基因序列及其所指导合成的蛋白质部分氨基酸序列。下列说法不正确的是()A．4X174噬菌体的不同基因之间可以相互重叠是长期自然选择的结果B．假设正链中(A＋G)/(T＋C)＝m，则负链中(A＋G)/(T＋C)＝1/mC．基因D、E指导蛋白质合成过程中，mRNA上的终止密码子分别是UAA、UGAD．基因D、E重叠部分的碱基序列指导合成的蛋白质中具有相同的氨基酸序列解析：选D。由于正链和负链碱基间互补，因此，如果正链中(A＋G)/(T＋C)＝m，则负链中(A＋G)/(T＋C)＝1/m；据题图中显示的基因D起始的正链上的“基因D终止”序列为TAA，可知负链上对应的碱基序列为ATT，则mRNA上相对应的终止密码子为UAA，同理，基因E指导蛋白质合成过程中mRNA上的终止密码子是UGA；题图中显示，基因D、E重叠部分的碱基序列指导合成的蛋白质中的氨基酸序列不同。5．图甲为细胞内某些重要化合物的合成过程，图乙为中心法则。据图回答有关问题：(1)图甲所示过程为图乙中的________(填数字)，发生在________(填“真核”或“原核”)生物中。(2)图乙中2过程的发生需要的酶是____________，此时DNA—RNA杂交区域中与A配对的碱基为________。(3)人的神经细胞中能发生图乙中的________(填数字)过程。(4)人类某基因经图乙2过程产生的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的蛋白质是由107个氨基酸组成的，这是因为________________________________________________________________________。解析：图甲所示过程为转录(对应图乙2)和翻译(对应图乙5)同时进行，发生在原核生物中。2过程为转录，需RNA聚合酶参与，在转录杂交区域内A在DNA或RNA上，所以与A配对的应该是U或T。神经细胞中可发生基因表达，不会发生DNA复制。真核细胞转录的初始RNA还要在细胞核内经过加工、剪切成为成熟的RNA，才运输到细胞质内进行翻译。答案：(1)2、5原核(2)RNA聚合酶U、T(3)2、5(4)人转录产生的RNA要经过加工才能进行翻译(其他合理答案也可)1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列叙述错误的是()A．孟德尔发现遗传因子但并未证实其化学本质B．沃森和克里克首先利用显微镜观察到DNA双螺旋结构C．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力D．烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA解析：选B。孟德尔发现并提出了遗传因子的概念，但由于受到当时科学水平的限制，他并没有证实其化学本质；沃森和克里克只是构建了DNA分子双螺旋结构模型，并没有利用显微镜观察到DNA双螺旋结构；噬菌体侵染细菌实验中将噬菌体的DNA和蛋白质完全分离开来，单独地观察噬菌体DNA的作用，因此，噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力；烟草花叶病毒含有蛋白质和RNA，该病毒感染烟草实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。2．下列关于遗传物质的说法，错误的是()①真核生物的遗传物质是DNA②原核生物的遗传物质是RNA③细胞核的遗传物质是DNA④细胞质的遗传物质是RNA⑤甲型H7N9流感病毒的遗传物质是DNA或RNA⑥噬菌体的遗传物质是DNAA．②④⑤ B．②③④C．②④⑥ D．①②⑤解析：选A。真核生物与原核生物的遗传物质都是DNA。具细胞结构的生物，其细胞核和细胞质的遗传物质都是DNA。甲型H7N9流感病毒的遗传物质是RNA，噬菌体的遗传物质是DNA。3．(2014·重庆一中月考)如图为细胞中多聚核糖体合成分泌蛋白的示意图，已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列(图中P肽段)。下列相关说法正确的是()A．若P肽段功能缺失，可继续合成新生肽链但无法将蛋白质分泌到细胞外B．合成①的场所在细胞核，⑥的合成与核仁无关C．多个核糖体结合的①是相同的，但最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同D．若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链结构一定会发生改变解析：选A。依题意可知P肽段可以引导新生肽链进入内质网，所以当P肽段功能缺失时新生肽链无法进入内质网进行初步加工，也就无法进入高尔基体进行进一步加工，从而导致该蛋白质无法被分泌到细胞外。但在核糖体上仍然可以继续合成肽链。①为mRNA，在细胞核中转录而成。⑥为核糖体，其合成与核仁有关。多个核糖体均结合在同一条①mRNA上，在翻译过程中始终以同一条①mRNA为模板，所以合成的多肽链在结构上是相同的。当①中有一个碱基发生改变，会引起密码子的改变，但若改变的密码子决定的是同一种氨基酸时，合成的多肽链结构就没有发生改变。4．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是()A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质解析：选B。由于亲代噬菌体已用32P标记，故题图中锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记，A错误；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，两组实验都是实验组，B正确；大肠杆菌是原核生物，由于没有染色体结构，不能进行减数分裂，故其遗传不遵循基因分离定律，C错误；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的，D错误。5.(2014·重庆巴蜀中学月考)如图所示是某基因控制蛋白质合成的示意图，有关叙述正确的是()A．①过程正处于解旋状态，形成这种状态需要DNA连接酶B．②过程形成的产物都能够直接承担细胞的生命活动C．①过程碱基互补配对时发生差错，形成的多肽可能不发生改变D．效应B细胞合成大量抗体主要通过①过程形成大量mRNA完成解析：选C。①过程处于解旋状态，需要能解开螺旋的有关酶的作用，DNA连接酶没有此功能；②过程为翻译，产物为多肽链，某些肽链需要在内质网等结构进一步加工后才能成为具有特定结构的蛋白质，才能承担生命活动；由于密码子的简并性，转录时碱基互补配对发生差错，形成的多肽也可能不发生改变；抗体的本质为蛋白质，所以主要是通过控制抗体合成的基因经过转录和翻译(①②过程)完成的，且一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多个抗体。6．(2014·天津第二次六校联考)下列关于甲、乙、丙三个与DNA分子有关的图的说法不正确的是()丙A．甲图②处的碱基对缺失导致基因突变，限制性核酸内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位B．若乙图中的模板链及其转录形成的信使RNA共有2000个碱基，且模板链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶3∶4，则含碱基U有200个C．丙图中所示的生理过程为转录和翻译，甲图中(A＋C)/(T＋G)比例表现DNA分子的特异性D．形成丙图③的过程可发生在拟核中，小麦叶片细胞中能进行乙图所示生理过程的结构有细胞核、叶绿体、线粒体解析：选C。碱基对缺失导致基因突变；能识别—GAATTC—序列的限制酶是在G与A之间即①部位切割，解旋酶是解开双螺旋之间的氢键，A正确；若乙图中的模板链及其转录成的信使RNA共有2000个碱基，则模板链和信使RNA的碱基各为1000个，根据碱基互补配对原则，因为模板链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶3∶4，说明信使RNA中U∶A∶C∶G＝2∶1∶3∶4，U有200个，B正确；丙图中所示的生理过程为转录和翻译，任何双链DNA分子中(A＋C)/(T＋G)恒等于1，这不是DNA分子的特异性，C错误；丙图中转录和翻译发生在同一场所，可发生在原核细胞的拟核中；乙图表示转录过程，小麦叶片细胞中的细胞核、叶绿体、线粒体均可发生该过程，D正确。7．如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，以下叙述错误的是()A．甲、乙分子上含有A、G、C、U四种碱基B．甲分子上有m个密码子，乙分子上有n个密码子，若不考虑终止密码子，该蛋白质中有m＋n－1个肽键C．若控制甲合成的基因受到紫外线照射发生了一个碱基对的替换，那么丙的结构可能会受到一定程度的影响D．丙的合成是由两个基因共同控制的解析：选B。甲和乙均为mRNA，mRNA上含有A、G、C、U四种碱基，A正确。在不考虑终止密码子的情况下，合成的该蛋白质应该有氨基酸m＋n个，则肽键数为m＋n－2个，B错误。若基因发生了突变，如碱基对的替换，则蛋白质的结构可能发生改变，也可能不改变，因此说丙的结构“可能”会受到一定程度的影响，C正确。丙是由两条多肽链组成的，从图形可以看出其是由甲和乙两个mRNA翻译得到的，所以有两个基因分别转录合成甲和乙，D正确。8．(2014·高考江苏卷)研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，下列相关叙述错误的是()A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病解析：选B。A项，HIV的遗传物质是RNA，经④逆转录形成DNA整合到患者细胞的基因组中，再通过②转录和③翻译合成子代病毒的蛋白质外壳。B项，侵染细胞时，HIV的RNA连带蛋白质衣壳一并进入细胞内，进入细胞后衣壳解聚，释放RNA，同时逆转录酶开始催化RNA逆转录产生DNA。C项，经④逆转录形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上。D项，若抑制逆转录过程，则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA，因此科研中可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。9．(原创题)G418是一种抗生素，可通过影响核糖体的功能而阻断蛋白质合成，而neo基因的表达产物可使G418失效。下表为G418对不同细胞致死时的最低用量，以下分析不正确的是()细胞名称G418浓度(g/ml)中国仓鼠卵巢细胞700～800植物细胞10酵母菌125～500A.不同真核细胞对G418的敏感度不同B．G418可有效抑制植物愈伤组织的生长C．neo基因的表达不受G418的干扰D．G418可影响基因表达的翻译过程解析：选C。由题干信息可知，G418影响翻译过程，neo基因的表达也会受到G418的抑制。10．如图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析，下列说法不正确的是()A．①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNAB．某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变C．③过程中需要多种转运RNA，转运RNA不同，所搬运的氨基酸也不相同D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致解析：选C。有的氨基酸由多种密码子决定，故不同的tRNA有可能搬运相同的氨基酸。11．如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，据图分析不正确的是()A．基因1不正常而缺乏酶1可能引起苯丙酮尿症B．由苯丙氨酸合成黑色素需要多个基因控制C．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状D．基因2突变而缺乏酶2将导致人患白化病解析：选C。题图体现了基因通过控制酶的合成，控制生物的代谢进而控制生物的性状。12．下列有关叙述中正确的是()A．DNA聚合酶是在细胞核内合成的(2013全国Ⅰ，1B)B．转录过程在细胞质基质中进行，以脱氧核糖核苷酸为原料(2011江苏，7A、2011安徽，5B改编)C．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(2011海南，25D)D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递遵循中心法则(2010海南，12D改编)解析：选D。DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，转录以核糖核苷酸为原料，真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。13．请回答下列与DNA分子有关的问题：(1)含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸________个。(2)在一个双链DNA分子中，G＋C占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中G＋C都占该链碱基总数的________。(3)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a；只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养在含14N的培养基中，子二代DNA的平均相对分子质量为________________。(4)在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与尿嘧啶分别占碱基总数的________________。解析：(1)含有m个腺嘌呤的DNA第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为2n－1×m个。(2)互补配对的碱基之和，在单链和双链中的比例相同。(3)一个只含15N的DNA分子培养在含14N的培养基中，子二代产生4个DNA分子，8条DNA单链，其中含15N的单链有2条，含14N的单链有6条，则这4个DNA分子的平均相对分子质量为(1/2×b×2＋1/2×a×6)/4＝(3a＋b)/4。(4)该模板链A＋T之和占该链的54%，故该链A＝26%，T＝28%，G＝22%，C＝24%，则对应的信使RNA中U＝26%，A＝28%，C＝22%，G＝24%。答案：(1)2n－1×m(2)M%(3)(3a＋b)/4(4)24%、26%14．(2014·阜阳月考)操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：(1)启动子的基本组成单位是________，终止子的功能是终止基因转录过程。(2)过程①②进行的场所与真核细胞的不同点是____________，RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为________________________________________________________________________。(3)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA____________________，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少________________________________________________________________________。解析：(1)由图可见启动子在基因上，所以其基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)过程①是转录，②是翻译，进行的场所是相同的，而真核细胞转录在细胞核，翻译在核糖体。因为转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，所以可以推测出基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为—AGAGTGCTT—。(3)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA不能与核糖体结合，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少物质和能量的浪费。答案：(1)脱氧核苷酸(2)①②进行的场所是相同的—AGAGTGCTT—(3)不能与核糖体结合物质和能量的浪费15.如图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。请回答：(1)图中过程①是__________，此过程既需要____________作为原料，还需要能与基因启动子结合的____________酶进行催化。(2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“…丝氨酸…谷氨酸…”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质a中模板链碱基序列为____________________________________________________。(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)致病基因与正常基因是一对________。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而来，则两种基因所得b的长度是________的。在细胞中由少量b就可以短时间内合成大量的蛋白质，其主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)过程①是转录，需要核糖核苷酸作原料，且需要RNA聚合酶催化。(2)tRNA上的反密码子与mRNA互补配对，由tRNA上的反密码子可推出mRNA序列为—UCUGAA—，对应DNA模板链的碱基序列为—AGACTT—。(3)图中显示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(4)致病基因由基因突变产生，故致病基因与正常基因是一对等位基因。碱基发生替换后数目不变，故转录形成的mRNA长度相同。一条mRNA可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链。答案：(1)转录核糖核苷酸RNA聚合(2)—AGACTT—(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状(4)等位基因相同一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链16．(新情景信息题)在真核细胞中，若合成的蛋白质是一种分泌蛋白，其氨基一端上有一段长度约为30个氨基酸的疏水性序列，它能被内质网上的受体糖蛋白识别，通过内质网膜进入囊腔中，接着合成的多肽链其余部分也随之而入，经过一系列的加工、包装等过程，最后通过细胞膜向外排出，其具体过程如图1所示。朊病毒一旦进入真核细胞，可使蛋白质形态发生畸变，其致畸机理如图2、图3所示。请回答：(1)图1中编码疏水性序列的遗传密码在mRNA的________区段(填数字)。(2)图1中结合在内质网上的核糖体并不异于其他核糖体，核糖体是否结合在内质网上，实际上是由____________________________直接决定的。(3)图2中物质3依次通过____________(填细胞器名称)的加工和包装等过程，形成具有一定空间构象的正常蛋白质1和2。蛋白质1和2形成的复合物可以辅助4终止密码子发挥作用，从而使________过程停止。(4)图3中的6是一种朊病毒，它与______________结合，阻止核糖体识别4，所以与图2中的物质3相比，物质7的改变是__________________。解析：本题以新材料为背景，综合考查学生对基因的转录与翻译过程的理解。(1)根据题意和图1所示，该分泌蛋白在mRNA上是由5′端向3′端的方向进行合成的；图中左侧第二个核糖体上已合成疏水性蛋白质链，故编码疏水性序列的遗传密码在mRNA的1区段。(2)若正在合成的蛋白质的起始端含有疏水性序列，则能被内质网上的受体糖蛋白识别，可通过内质网膜进入囊腔中；反之则不能。(3)图2中物质3为多肽，其须经过内质网、高尔基体的加工和包装等过程，才能形成具有一定空间构象的蛋白质。图2中蛋白质1和2形成的复合物可以辅助4终止密码子发挥作用，从而使翻译过程终止。(4)根据图3所示，蛋白质2与朊病毒结合，阻止核糖体识别终止密码子，使得翻译过程在此刻不能终止，导致多肽链延长。答案：(1)1(2)正在合成的蛋白质的性质(或起始端有无疏水性序列)(3)内质网、高尔基体翻译(4)蛋白质2多肽链延长(或多肽链含有更多的氨基酸)第2讲遗传的基本规律和伴性遗传2015高考导航考纲考频考情分析1.孟德尔实验的科学方法(Ⅱ)2．基因的分离定律和自由组合定律(Ⅱ)(2014·T8，2013·T8)3．伴性遗传(Ⅱ)(2013·T8)4．人类遗传病的类型(Ⅰ)(2013·T8)5．人类遗传病的监测和预防(Ⅰ)(2013·T8)6．人类基因组计划及意义(Ⅰ)1.趋势分析：以遗传学实验或遗传系谱图为背景，结合基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传等知识进行考查。2．备考指南：(1)比较辨析法区别遗传的相关概念。(2)规律总结法突破分离定律解题技巧，以一个题总结出一类题的解决方案。(3)以基因型、表现型的推断及概率计算为核心，结合遗传实验的设计和特定条件下自由组合定律变式应用进行复习。(4)结合对应的遗传图谱或遗传病实例，突破伴性遗传。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))假设eq\o(□,\s\up1(2))验证eq\o(□,\s\up1(3))同源染色体分离eq\o(□,\s\up1(4))减Ⅰ后期eq\o(□,\s\up1(5))非同源染色体上的非等位基因自由组合eq\o(□,\s\up1(6))X显eq\o(□,\s\up1(7))伴Y遗传eq\o(□,\s\up1(8))染色体异常遗传病[链接思考]1．类比推理与假说—演绎有怎样的区别？提示：类比推理缺乏实验检验。2．在知道显隐性的情况下，如果通过一次杂交实验确定基因是在常染色体上还是在X染色体上，怎样用一对相对性状的纯合子杂交？提示：选用雌性为隐性性状，雄性为显性性状进行杂交。命题点1基因分离定律和自由组合定律的应用某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色，由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示。现有3个纯合品种：紫色(紫)、红色(红)、白色(白)。用这3个品种做杂交实验，结果如表所示：组别亲本F1表现F2表现Ⅰ品种1×品种2紫9紫∶3红∶4白Ⅱ品种1×品种3紫3紫∶1红Ⅲ品种2×品种3紫3紫∶1白(1)根据以上信息，可判断上述杂交亲本中，第Ⅰ组F1基因型为________，品种1、2的表现型分别是__________________________________。(2)为鉴别第Ⅱ组F2中某紫花植株的基因型，取该植株自交，若后代全为紫花的植株，则其基因型为________；若后代中____________，则其基因型为____________。(3)现有纯合品种4，其基因型与上述品种均不同，它与第Ⅲ组的F1杂交，后代表现型及比例是______________。[解析](1)根据表格信息可以看出各种花色的基因型为A_B_(紫)、A_bb(红)、aaB_和aabb(白)或A_B_(紫)、aaB_(红)、A_bb和aabb(白)。根据组别ⅠF2的表现型可推知组别ⅠF1的基因型为AaBb，根据三组杂交实验可以确定品种1、2和3分别为红、白、紫。(2)第Ⅱ组F2中紫花植株的基因型有两种，AABB(其自交后代全为紫花)、AaBB或AABb(其自交后代出现红花植株或紫花植株与红花植株之比为3∶1)。(3)品种4的基因型为aabb，第Ⅲ组F1的基因型为AaBB(或AABb)，两者杂交，后代的表现型及比例为1紫∶1白。[答案](1)AaBb红色、白色(2)AABB出现红花植株(或紫花植株与红花植株之比为3∶1)AaBB或AABb(3)1紫∶1白思维拓展(1)遗传基本规律的适用范围是什么？提示：真核生物、有性生殖、核基因(等位基因、非同源染色体上的非等位基因)、减数第一次分裂后期。(2)该实验F2中紫色是显性性状吗？提示：不是。显隐性性状是针对单基因遗传来说的。(3)组别ⅠF2中出现新性状的根本原因是什么？提示：非同源染色体上的非等位基因的自由组合。(4)若上题中另有一对等位基因(Cc)控制茎的高度，那么杂合子高茎植株(Cc)连续自交3代，在产生的后代中，①纯合子与杂合子之比是多少？②若子代中基因型为cc的个体因不符合育种要求而被逐代淘汰，那么在F3代所形成的种群中，cc基因型个体出现的频率是多少？提示：①7∶1。②1/10。(5)请画出组别Ⅰ中F1测交的遗传图解。提示：1．深度理解基因分离定律的实质分离定律研究的是等位基因的分离，减数分裂过程中同源染色体的特殊行为决定了其上的等位基因的遗传也有相同的行为，而有些特殊的同源染色体(性染色体的非同源区段，转基因后的同源染色体，某基因缺失、增添后的染色体，单体等)在分配到不同配子中时无法体现等位基因的分离，因此不应该片面的分析基因的分离，更应该注重同源染色体的分离，分别分到不同的配子当中。而对自由组合的实质一定要注意的是位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，位于同源染色体上的非等位基因则不遵循自由组合定律。2．利用拆分法破解自由组合定律问题(1)拆分的前提：两对或两对以上相对性状(或等位基因)在遗传时，各对性状(或基因)是独立的、互不干扰的。一种性状的遗传不会影响与其自由组合的另一种性状的数量或分离比。(2)拆分方法：先分析一对相对性状，得到每对相对性状的分离比，再按同样方法处理另一对相对性状，这样就可较容易地求出每对相对性状的基因型及各种概率问题。(3)重新组合：根据上述方法求出各性状的基因型和相应概率后，将相关基因组合利用概率的乘法、加法原理就能非常方便地求出所要求解的基因型及其概率。3．深入理解遗传基本定律中的异常情况(1)基因分离定律异常分离比异常情况基因型说明杂合子交配异常分离比显性纯合致死1AA(致死)、2Aa、1aa2∶1隐性纯合致死1AA、2Aa、aa(致死)3∶0伴X染色体遗传的隐性基因致雄配子死亡(XAXa×XaY)只出现雄性个体1∶1(2)基因自由组合定律异常分离比异常情况基因型说明异常分离比多因一效(如两对基因决定一对相对性状)A_B_(性状甲)∶A_bb、aaB_aabb(性状乙)9∶7A_B_(性状甲)∶A_bb和aaB_(性状乙)∶aabb(性状丙)9∶6∶1与基因种类无关，只与个体含有的显性基因个数有关，且呈现累加效应1∶4∶6∶4∶1含有任何一个显性基因的表现型相同，与隐性纯合子的表现型不同15∶1显性上位效应A_B_和aaB_(性状甲)∶A_bb(性状乙)∶aabb(性状丙)12∶3∶1隐性上位效应A_B_(性状甲)∶aaB_和aabb(性状乙)∶A_bb(性状丙)9∶4∶3A基因不控制性状，对另一对基因起抑制作用A_B_、A_bb和aabb(性状甲)∶aaB_(性状乙)13∶3猜想1关于“特殊比例”现象遗传现有连城白鸭和白改鸭两个肉鸭品种，羽色均为白色。研究人员用下表所示性状的连城白鸭和白改鸭作为亲本进行杂交实验，过程及结果如图所示，请分析回答：(1)F2中非白羽(黑羽和灰羽)∶白羽约为________，因此鸭的羽色遗传符合__________________定律。(2)若等位基因B、b控制黑色素能否合成(B表示能合成黑色素)；基因R促进基因B在羽毛中的表达，r抑制基因B在羽毛中的表达，但不影响鸭的喙色，则上述杂交实验中亲本连城白鸭的基因型为________，表现出不同于亲本的黑羽，这种变异来源于____________；F2黑羽和灰羽鸭中的杂合子所占比例为________；F2代中，白羽鸭中杂合子的基因型为____________。(3)F2中黑羽∶灰羽约为1∶2，研究人员认为基因B或R可能存在剂量效应，假设R基因存在剂量效应，即一个R基因表现为灰色，两个R基因表现为黑色。为了验证该假设，他们设计了如下实验：实验方案：选用F1灰羽鸭与亲本中的________进行杂交，观察统计杂交结果，并计算比例。结果预测及分析：①若杂交结果为__________________，则假设成立；②若杂交结果为______________，则假设不成立。解析：(1)分析遗传图解，F2中非白羽∶白羽≈9∶7，属于9∶3∶3∶1的变式，由此可见，非白羽和白羽这一相对性状受两对等位基因的控制，且这两对等位基因遵循基因的自由组合定律。(2)等位基因B、b能控制黑色素合成；基因R促进基因B在羽毛中的表达，基因r抑制基因B在羽毛中的表达，则黑羽和灰羽的基因型为B_R_，白羽基因型为B_rr，bbR_，bbrr。连城白鸭的喙色为黑色，则其基因型为B_rr，而白改鸭的喙色不显现黑色，则其基因型为bbR_，连城白鸭和白改鸭杂交得F1代均为灰羽(BbRr)，可推出两亲本均为纯合子，即连城白鸭的基因型为BBrr，白改鸭的基因型为bbRR，根据基因自由组合定律，F2代中黑羽和灰羽(B_R_)所占的比例为eq\f(3,4)×eq\f(3,4)＝eq\f(9,16)，其中纯合子(BBRR)占F2的比例为eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)，因此黑羽和灰羽中纯合子的比例为eq\f(1,9)，杂合子的比例为eq\f(8,9)。(3)用F1灰羽鸭(BbRr)与亲本中白改鸭bbRR杂交，子代出现四种基因型：BbRR，BbRr，bbRR，bbRr。①若假设成立，即R基因存在剂量效应，一个R基因表现为灰色，两个R基因表现为黑色，则杂交结果为黑羽(BbRR)∶灰羽(BbRr)∶白羽(bbRR，bbRr)＝1∶1∶2；②若假设不成立，则杂交结果为灰羽(BbRR，BbRr)∶白羽(bbRR，bbRr)＝1∶1。答案：(1)9∶7基因的自由组合(2)BBrr基因重组8/9Bbrr、bbRr(3)白改鸭①黑羽∶灰羽∶白羽＝1∶1∶2②灰羽∶白羽＝1∶1[解题模板]运用“八步推理”巧解遗传规律应用题遗传类题目以遗传推断题(包括遗传系谱图)的考查居多，在解答时遵循以下模板：第一步，阅读题干，明确相对性状有几个；第二步，判断相对性状的显隐性；第三步，判断是符合分离定律还是符合自由组合定律；第四步，判断是常染色体上的遗传还是伴性遗传，如果是伴性遗传，可根据信息画出系谱图，如果不是，则画出表现型的传递方式；第五步，根据已知条件书写能确定的亲、子代基因型；第六步，推断未知的基因型；第七步，计算概率，计算概率前一定要先确定亲本的基因型是否定；第八步，检查。命题点2关于多对基因及连锁现象的遗传(2014·山东寿光一中考前押题)某二倍体高等植物有三对较为明显的相对性状，基因控制情况见表。现有一种群，其中基因型为AaBbCc的植株M若干株，基因型为aabbcc的植株N若干株以及其他基因型的植株若干株。不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异，回答以下问题：基因组成表现型等位基因显性纯合子杂合子隐性纯合子A—a红花白花B—b宽叶窄叶C—c粗茎中粗茎细茎(1)若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，该植物种群内，共有________种表现型，其中红花窄叶细茎有________种基因型。(2)若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则M×N，F1中红花植株占________，红花窄叶植株占______，红花窄叶中粗茎植株占________。(3)若植株M体细胞内该三对基因在染色体上的分布如图1所示，则M×N，F1的基因型及比例为____________________________________________________________________________________________。若M×N，F1的基因型及比例为Aabbcc∶aaBbCc＝1∶1，请在图2中绘出植株M体细胞内该三对基因在染色体上的分布。[解析](1)由题中表格可以看出有三对较为明显的相对性状，若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，遵循基因自由组合定律，则该植物种群内共有表现型：2×2×3＝12(种)；红花有2种基因型，窄叶有2种基因型，细茎有1种基因型，因此红花窄叶细茎的基因型有2×2×1＝4(种)。(2)若三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则M×N，F1中红花占1/2，窄叶占1，中粗茎占1/2，故红花窄叶植株占1/2×1＝1/2，红花窄叶中粗茎植株占1/2×1×1/2＝1/4。(3)若植株M体细胞内该三对基因在染色体上的分布如图1所示，A、a和B、b不遵循基因自由组合定律，而是完全连锁，则M产生的配子基因型有四种，分别是AbC、Abc、aBC、aBc，比例是1∶1∶1∶1，故M×N，F1的基因型及比例为AabbCc∶Aabbcc∶aaBbCc∶aaBbcc＝1∶1∶1∶1。若M×N，F1的基因型及比例为Aabbcc∶aaBbCc＝1∶1，说明M只能产生两种配子且比例为1∶1，即Abc∶aBC＝1∶1，可知这三对等位基因位于一对同源染色体上。[答案](1)124(2)1/21/21/4(3)AabbCc∶Aabbcc∶aaBbCc∶aaBbcc＝1∶1∶1∶1如图所示[解题模板](1)四步曲写基因型eq\x(\a\al(判断,显隐性))→eq\x(\a\al(搭架子：显性大写在前，隐,性小写在后，不确定就空着))→eq\x(\a\al(看后代表现型：,有无隐性性状))→eq\x(填空)(2)有关特殊分离比的解题步骤①看后代可能的配子组合，若组合方式是16种，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。②写出正常的分离比9∶3∶3∶1。③对照题中所给信息进行归类，若其分离比为9∶7，则为9∶(3∶3∶1)，即7是后三种合并的结果；若其分离比为9∶6∶1，则为9∶(3∶3)∶1；若其分离比为15∶1，则为(9∶3∶3)∶1。(3)用“图示法”突破自由组合定律的基因分布自由组合定律研究的是位于非同源染色体上的非等位基因的遗传情况，而不是位于同源染色体上的非等位基因的遗传情况，具体可通过仔细区分下列两个图来理解此类问题。命题点3伴性遗传及遗传系谱图的概率计算人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者，系谱图如下。以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10－4。请回答下列问题(所有概率用分数表示)：(1)甲病的遗传方式为____________________，乙病最可能的遗传方式为________________________。(2)若Ⅰ3无乙病致病基因，请继续以下分析。①Ⅰ2的基因型为________________；Ⅱ5的基因型为____________________。②如果Ⅱ5和Ⅱ6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为________。③如果Ⅱ7和Ⅱ8再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为________________。④如果Ⅱ5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为________。[解析](1)由Ⅰ1和Ⅰ2正常却生出患病的Ⅱ2，可判断甲病为常染色体隐性遗传病。由Ⅰ3和Ⅰ4正常却生出患病的Ⅱ9，可判断乙病为隐性遗传病，又因为只有男性患者，故乙病很可能是X染色体上致病基因控制的隐性遗传病。(2)若Ⅰ3无乙病致病基因，则可确定乙病为X染色体上致病基因控制的隐性遗传病。①Ⅰ2的基因型为HhXTXt，Ⅱ5的基因型为1/3HHXTY、2/3HhXTY。②Ⅱ5的基因型为1/3HHXTY、2/3HhXTY。Ⅱ6的基因型为1/6HHXTXT(1/3×1/2)、1/3HhXTXt(2/3×1/2)、1/6HHXTXt(1/3×1/2)、1/3HhXTXT(2/3×1/2)，则所生男孩患甲病的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9，所生男孩患乙病的概率为1/2×1/2＝1/4，所以所生男孩同时患两种病的概率为1/9×1/4＝1/36。③Ⅱ7与甲病相关的基因型是1/3HH、2/3Hh，Ⅱ8与甲病相关的基因型为10－4Hh，则女孩患甲病的概率等于孩子患甲病的概率，为2/3×10－4×1/4＝1/60000。④依据题中信息，Ⅱ5的基因型为1/3HH、2/3Hh，h基因携带者的基因型为Hh，则后代儿子中表现型正常的概率为1－2/3×1/4＝5/6，后代儿子中基因型为Hh的概率为1/3×1/2＋2/3×2/4＝3/6，故表现型正常的儿子中携带h基因的概率是3/6÷5/6＝3/5。[答案](1)常染色体隐性遗传伴X染色体隐性遗传(2)①HhXTXtHHXTY或HhXTY②1/36③1/60000④3/5思维拓展(1)若Ⅱ1的性染色体组成为XXY，则性染色体的异常发生在Ⅰ2的什么时期；并说明原因。和异常卵细胞来自同一个初级卵母细胞的3个极体的基因组成如何？提示：减数第二次分裂后期，t所在的染色体的着丝点分裂后，染色单体没有分别移向两极，而是移向同一极。0、XT、XT。(2)已知Ⅲ1含乙病致病基因的染色体上有若干隐性基因，假设这些隐性基因都在他的女儿中表达，可能的原因是______________________(不考虑突变和环境因素)。提示：他妻子X染色体上的相应基因都是隐性的(3)(2014·高考山东卷，6CD)某家系的遗传系谱图及部分个体基因型如图所示，A1、A2、A3是位于X染色体上的等位基因。Ⅲ2基因型为XA1XA2的概率是多少？Ⅳ­1基因型为XA1XA1的概率是多少？提示：1/2。1/8。(4)某对新婚夫妇进行遗传咨询，医生根据他们提供的情况绘出系谱图如下(11号与12号是新婚夫妇)：请据图推断，他们生育的孩子患半乳糖血症的概率是多少？不患病的概率是多少？提示：1/10。27/40。(5)如果要通过产前诊断确定Ⅲ2是否患有猫叫综合征，常用的有效检测手段是什么？若要检测正常人群中的个体是否携带甲病致病基因，通常采用的分子生物学技术是什么？提示：羊水检查。DNA分子杂交技术(或基因探针检测)。(6)禁止近亲结婚的遗传学原理是什么？提示：降低了源于共同祖先的隐性遗传病的发病率。1．遗传病系谱中遗传方式的判断步骤步骤现象及结论的口诀记忆图解表示第一，排除伴Y遗传若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，则为伴Y遗传病(如图)；若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传 第二，确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传“无中生有”(无病的双亲，所生的孩子中有患者)，则为隐性遗传“有中生无”(有病的