2014高考生物几道典型遗传学大题分类剖析
第31卷第1期
中学生物学
v01.31No.1
2015年
MiddleschoolBiolog),
2015
文件编号:1003—7586(2015)0l一0049—04
2014高考生物几道典型遗传学大题分类剖析
陈志远(安徽省灵璧中学安徽宿州
234200)
摘要叙述了2014年高考生物试卷中的几道典型遗传学大题,难度较大,考查角度各异,对学生的能力要求较高,现对其分类解析,为下年高考复习和迎考作一参考。关键词高考生物遗传学分类解析中图分类号G633.91
文献标识码
B
2014年理综生物高考试卷中有几道遗传学大果蝇可供选择,请完成下列实验步骤及结果预测,以题,难度较大,从不同角度对学生的审题能力、获取信探究其原因。(注:一对同源染色体都缺失相同片段时息能力、推理判断能力等有很好的考查,这几道遗传胚胎致死;各型配子活力相同)
题往往都成为了当年本套试卷中的压轴题,具有很大实验步骤:
的区分度,能很好的起到选拔的作用,现对其进行分①用该黑檀体果蝇与基因型为的果
类剖析,为下年学生复习备考和教师教学作一参考。蝇杂交,获得F。;
1染色体结构变异型
②F。自由交配,观察、统计F:表现型及比例。【例题】(2014・山东卷28题)果蝇的灰体(E)结果预测:I.如果F:表现型及比例为,
对黑檀体(e)为显性;短刚毛和长刚毛是一对相对性则为基因突变;
状,由一对等位基因(B,b)控制。这两对基因位于常II.如果F2表现型及比例为.,则为染色
染色体上且独立遗传。用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交体片段缺失。
实验,杂交组合、F。表现型及比例如图1所示。
【解析】本题考查了基因自由组合定律、种群基因
实验一
实验二
频率计算、相关杂交方案设计,难度较大。
P
甲×乙P
乙x丙
+
+
(1)根据实验一中灰体:黑檀体=1:1、短刚毛:长一灰体灰体黑檀体黑檀体一灰体灰体黑檀体黑檀体
o-长刚毛短刚毛长刚毛短刚毛r1长刚毛短刚毛长刚毛短刚毛
刚毛=1:1,得知甲乙的基因型可能为EeBb×eebb或者比例l:1:1:l
1:3:
1:3
eeBb×Eebb。同理由实验二的杂交结果,推断乙和丙图1杂交实验示意
的基因型应为eeBb×EeBb,所以乙果蝇的基因型可能(1)根据实验一和实验二的杂交结果,推断乙果为EeBb或eeBb。若实验一的杂交结果能验证两对基蝇的基因型可能为
或一
。若实验一的
因E,e和B,b的遗传遵循自由组合定律,则甲乙的杂交结果能验证两对基因E,e和B,b的遗传遵循自基因型可能为EeBb×eebb,乙的基因型为EeBb,则丙由组合定律,则丙果蝇的基因型应为
。
果蝇的基因型应为eeBb。
(2)实验二的F。中与亲本果蝇基因型不同的个(2)实验二亲本基因型为eeBb×EeBb,F。中与亲体所占的比例为
。
本果蝇基因型相同的个体所占的比例为1/2×1,2+1,2×(3)在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一
l,2=1,2,所以基因型不同的个体所占的比例为l,2。
个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F。,(3)一个由纯合果蝇组成的大种群中,如果aa基F。中灰体果蝇8400只,黑檀体果蝇1600只。F。中e因型频率为凡,则AA的基因型频率为l—n,则其产生的基因频率为,Ee的基因型频率为
。
雌雄配子中A和a的比例为n:(1一凡),自由交配得到亲代群体中灰体果蝇的百分比为
。
F。中黑檀体果蝇基因型比例=舻=160Q,(1
600+8400),
‘
(4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交,在后代群故n=40%。在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原每一代中e的基因频率是不变的,所以为40%,F。中因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突Ee的基因型频率为2n(1一曲=48%,亲代群体中灰体果
变或染色体片段缺失。现有基因型为EE,Ee和ee的
蝇的百分比为60%。
(4)由题意知,出现该黑檀体果蝇的原因如果是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变则此黑檀体果蝇的基因型为ee,如果是染色体片段缺失,黑檀体果蝇的基因型为e。选用EE基因型果蝇杂交关系如图2所示。
e
×
中选择的引物组合是
卜~基斟片段—卜T—D、.、片段——斗卜~基因片段一
注:I、Ⅱ、Ⅲ为引物
EE
蓁竺了:
配子
FlF:
×
\/
Ee
子,亡
图4
/、I
e
l
O
E
E
Ee
t
a基因的获得过程
(3)就上述两对等位基因而言,F。中有——种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为
1,40l,8E1,8e
。
\|>√7
I自由交配
IO
曼曼
垦垦
ee
l,2E
1,2E1/4e1/40
1/4EE1/4Ee1,4E
1心
1,8Ee1,8ee1,8e
(4)杂交前,乙的l号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后,丙获得C、R基因(图5)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。
a
灰体:黑檀体=3:1
死亡
AB
XC
:Aa;
a
B!
灰体:黑檀体=4:l
㈣b—F。一c1㈦i
乙
b
图2果蝇杂交关系示意
甲丙
选用Ee基因型果蝇杂交关系如图3所示。
图
5
C基因的获得过程
①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的~
——在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。
②丙的花粉母细胞进行减数分裂时,若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换,则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是
1,4E
1,4E1,2e
l,16EE1,8Ee1,16E
1,2e1,8Eel,4ee1,8e
。
1/柏
1/16El,8e
③本实验选用b基因纯合突变体是因为:利用花粉粒不分离的性状,便于判断染色体在C和R基
F2
灰体:黑檀体=7:9
l,40死亡
因位点间
丙和
,进而计算出交换频率。通过比较的交换频率,可确定A基因的功能。
灰体:黑檀体=7:8
图3果蝇杂交关系示意
答案:(1)EeBb(2)1/2
eeBb(注:两空可颠倒)
60%
eeBb
解析:本题考查关于减数分裂过程中,同源染色体联会时交叉互换的概念及过程的理解。对考生关于减数分裂的概念和有关知识要求较高,试题考查方式较为灵活,极具特色,属于中高难度试题。
(1)减数分裂中,同源染色体会联会形成四分体,接着同源染色体彼此分离。
(2)确定T—DNA插入位置时,需扩增A中T—DNA两侧片段,在DNA聚合酶的作用下从引物的3’开始合成,即DNA复制时子链的延伸方向为5’-+3’,故选择Ⅱ、Ⅲ两个片段做引物。
(3)由亲代甲(AaBB)、乙(AAbb)杂交,可知F1中有AABb、AaBb两种基因型。F1自交到F2(从图2可知),得到花粉粒不分离的植株(bb)所占的比例为
25%。
(3)40%48%
(4)答案一:①EE
黑檀体=4:1
I.灰体:黑檀体=3:1II.灰体:
答案二:①Ee
体=7:8
I.灰体:黑檀体=7:9II.灰体:黑檀
2同源染色体交叉互换型
【例2】(2014・北京卷30题)拟南芥的A基因位于1号染色体上,影响减数分裂时染色体交换频率,a基因无此功能;B基因位于5号染色体上,使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离,b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验,在F2中获得了所需植株丙(aabb)。
(4)①本题目的之一是通过实验,检测A基因对于基因交换频率的影响。故需将AA个体与缸个体进行比较,同时,为了鉴别是否发生交换,选择荧光蛋白基因C、R整合到相应染色体上。本题中亲代乙中C、R基因与A基因位于1号染色体上。故减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体部分片
(1)花粉母细胞减数分裂时,联会形成的——
经
染色体分离、姐妹染色单体分开,
最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。
(2)a基因是通过将T—DNA插入到A基因中获得的,用PcR法确定T—DNA插入位置时,应从图4
段互换,致使C、R在F2中与a基因位于1号染色体上。所以丙获得C、R基因是由于F。在减数分裂形成配子时发生了染色体交换;
②丙的花粉母细胞减数分裂时,若染色体在C和R基因位点见只发生一次交换,则产生的四个花粉粒,且四种花粉粒如图6所示,呈现出的颜色分别仅含c蓝色、仅含R红色、C、R整合在一条染色体上红蓝叠加呈紫色,不含荧光标记基因的无色;故产生的四个花粉粒的颜色是:红色、蓝色、紫色、无色。
蝇杂交,x染色体的诱变类型能在其杂交后代果蝇中直接显现出来,且能计算出隐性突变频率,合
理的解释是——;如果用正常眼雄果蝇与F1
中——果蝇杂交,不能准确计算出隐性突变频
率,合理的解释是
蜊线三髻
”(爹鬻7f鬻④
图8
X射线对正常眼果蝇x染色体诱变示意图
・
图6四种花粉粒的基因示意
③本实验选用b基因纯合个体是为了利用花粉粒不分离的性状,便于统计判断染色体在c、R基因间是否发生互换,通过丙(粕)与乙(AA)比较,可确定A基因对于基因交换次数的影响。
答案:(1)四分体
同源
(2)Ⅱ和Ⅲ
解析:(1)长翅与残翅基因位于常染色体上,与性别无关联,因此P:Vg×Vg_+长翅:残翅=3:l;xCIBX火
x+Y_x+X+、x+Y、x叩【+和x∞Y(死亡),故棒状眼和正
常眼的比例为1:2;
F1长翅为1/3Vg、Vg和2/3Vg、,g,残翅为vg、rg,2/3Vgvg×vg、rg-+残翅vgvg为2/3×l/2=l/3,Fl正常眼雌果蝇为X+X+×正常眼雄果蝇X+Y所得后代均为正常眼,故产生正常眼残翅果蝇的概率是1/3×1=l,3;F。长翅×长翅一残翅,2/3Vg、vg×2/3Vg、vg一÷2,3×2,3×1/4=1/9残翅vgvg,F。棒眼雌果蝇x衄)【+×正常眼雄果蝇x+Y_x衄X+,x+X+,xa日X+和x衄Y(死亡),故棒眼所占比例为1,3,二者合并产生棒眼残翅果蝇的概率是
1/9xl/3=l,27。
(3)2
25%(4)①父本和母本(》蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色③交换与否和交换次数乙
3纯合基因致死型
【例3】(2014・江苏卷33题)有一果蝇品系,其一种突变体的x染色体上存在ClB区段用()【a8表示)。B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡(xQ哎QB与xQ叮不能存活);ClB存在时,x染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇x染色体无clB区段用()(+表示)。果蝇的长翅(Vg)对残翅(vg)为显性,基因位于常染色体上。请回答下列问题:
(1)图7是果蝇杂交实验示意图。图中F。长翅与残翅个体的比例为
,棒眼与正常眼的比例为
。如果F,用正常眼长翅的雌果蝇与F,正常眼
残翅的雄果蝇杂交,预期产生正常眼残翅果蝇的概率
是
(2)P:X6mX义X呷_F1:雌性X衄)(?,X?X雌性x+Y,
xa呷(死亡),F。中雌果蝇为正常眼x?)【+和棒眼x衄X7,正常眼雄果蝇的基因型为x+Y,由于ClB存在时,x染色体间非姐妹染色单体不发生交换,故x衄x,不会交叉互换,x?)(+可能会发生交叉互换。又由于杂交后代中雄果蝇x染色体来源于亲代雌果蝇,Y色体无对应的等位基因,故隐性突变可以在子代雄性中显性出来,所以选择F1棒眼雌性X衄)【7与正常眼雄性x+Y交配,后代雄性将会出现三种表现型即棒眼,正常眼和隐性突变体。可以根据子代隐性突变个体在正常眼和突变体中所占的比例计算出该隐性突变的突变率;如果选择F,雌性正常眼X?)(+与正常眼雄性x+Y交配,则雌性x染色体有可能存在交叉互换,故不能准确计算出隐性突变频率。
答案:(1)3:l雄性
1:2
1/3
l/27
;用F,棒眼长翅的雌果蝇与正常眼长翅的
雄果蝇杂交,预期产生棒眼残翅果蝇的概率是。
P
棒眼K翅棒眼长翅
鬻了曾
捧眼残翅
lE常限k翅
正常眼长翅
(2)棒眼雌性
杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雌果
F1
蝇,且X染色体间未发生交换,T染色体无对应的等位基因
正常眼雌性X染色体间可能发生了交换。
4基因累加型
图7果蝇杂交实验示意图
(2)图8是研究x射线对正常眼果蝇x染色体诱变示意图。为了鉴定x染色体上正常眼基因是否
【例4】(2014・重庆卷8题)肥胖与遗传密切相关,是影响人类健康的重要因素之一。
发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F。中——果
(1)某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠,人们的情况下,随着营养条件改善,肥胖发生率明显增高,对该基因进行了相关研究。
说明肥胖是
共同作用的结果。
①为确定其遗传方式,进行了杂交实验,根据实解析:(1)①题中要确定基因位置(在x染色体验结果与结论完成以下内容。
实验材料:——小鼠;杂交方法:——。
上还是常染色体上)和显、隐性关系。根据子一代性状可直接确定显隐性关系。若要根据子一代性状来判断实验结果:子一代表现型均正常;结论:遗传方式
基因位置,可采用正、反交的方法。若是伴性遗传,以为常染色体隐性遗传。
纯合肥胖小鼠为父本,纯合正常为母本,子一代都为素的方法是——。小鼠肥胖是由于正常基②正常小鼠能合成一种蛋白类激素,检测该激
正常,以纯合肥胖小鼠为母本,纯合正常为父本,子一代雌鼠正常,雄鼠都肥胖;若是常染色体遗传,正、反因的编码链(模板链的互补链)部分序列“型
交结果相同。②该激素为蛋白类激素,检测蛋白质用合成,突变后的序列是——,这种突
盟△”中的一个C被T替换,突变为决定终止密码
抗原一抗体杂交技术。题中“模板链的互补链”上“一个(uAA或UGA或uAG)的序列,导致该激素不能正常
C被T替换”,产生终止密码,因而突变后的序列为
CTCTGA∞A),这种突变只能是基因的转录提前终
变一(填“能”或“不能”)使基因的转录终止。的——。
止,形成大多肽链变短,不能使基因转录终止;③激素③在人类肥胖症研究中发现,许多人能正常分
作用需要受体,当受体缺乏时,也能引起肥胖症。
泌该类激素却仍患肥胖症,其原因是靶细胞缺乏相应
(2)由于A、B基因具有累加效应,且独立遗传,双亲基因型为AaBb,子代中有3或4个显性基因则(2)目前认为,人的体重主要受多基因遗传的控
体重超过父母,概率为5/16,低于父母的基因型有1
制。假如一对夫妇的基因型均为AaBb(A、B基因使体个或0个显性基因,为aaBb、Aabb、aabb。
重增加的作用相同且具累加效应,两对基因独立遗
(3)根据题干信息可知,自然选择决定生物进化——,体重低于父母的基因型为——。
传),从遗传角度分析,其子女体重超过父母的概率是
的方向,表现型是环境和基因共同作用的结果。
答案:(1)①纯合肥胖小鼠和纯合正常正反交(3)有学者认为,利于脂肪积累的基因由于适应②抗原抗体杂交(分子检测)cTCTGA∽A)不能早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代,表明③受体(2)5,16aaBb、Aabb、aabb(3)自然选
决定生物进化的方向。在这些基因的频率未明显改变
择环境因素与遗传因素
(上接第48页)而言,第26、27等题则较少出现错一定的命题技术进行试题的难度调控。通过上文分字、知识混淆、表达失误等失分问题。析,基于能力命题立意下设置情境和设问时采取以下3.2学科难度间的相互影响
3个措施可以适当减低试题的难度:①适当减少新高考福建理科综合卷考试要求考生在150
min
颖的情境或者设问的数目。试题的新颖性不仅体现在完成三门学科(物理、化学和生物)的作答,各学科间内容上,更应体现在呈现形式上。情境越贴近考生的分值存在差异(物理120分,化学100分,生物80生活经验或作答经验,设问越围绕核心主干知识进行分)。学科间分值的差异和理综考试时间限制决定了命制,试题越简单。②适当减少情境和设问的文字量三门学科间的作答是相互影响的。其中任意一门学科和信息量,降低考生对“大题”产生的阅读疲劳和畏难的难度变化都会影响到另外两门学科试题的难度。心理。用清晰、简明的语言表述情境和设问,还可以采2014年高考福建省理综卷物理学科和化学科均相对取多样的形式进行描述,如表格、流程图、图片等。③往年较难,在理综卷整体难度加大的情况下,考生应情境和设问贴近考生的思维习惯,尽量使用正向提问
试情绪容易发生波动,甚至慌乱。当考生面对位置靠的方式,减少使用逆向思维和否定的提法,以避免产
后、文字量相对较大,情境陌生的第28题时,不少考生不必要的干扰。
生选择了放弃。实测数据表明,低分卷(0~5分)占参考文献:
60.8%,其中零分卷占17%,试题自然“变难”。[1]臧铁军.考试评价分析及诊断基础与实务[M].北京:首都4命题反思
师范大学出版社,2011:130.
[2]郭光明.简论高考试卷难度控制[J].教学与管理,2011,第28题是一道创新题,也是一道难题。试题中加(10):84.
、
t一:。
大了应用型和能力型的试题量,突出考查考生解决问[3]吴举宏.试题难度调控的命题技术[J].生物学教学,
题的能力,具有很好的选拔创新型人才的题型功能。2005,30(1):54.
但创新的同时产生了过大的试题难度,因此需要使用一52一