生物学提分的关键是紧扣教材建立知识网络、建立解题模型、培养提取关键信息与基础知识建立逻辑联系的能力、科学推理、精准表达。本次推几个遗传与进化类题型模板,以供参考。
模板01 “三步法”搞定基因互作套路
从类比批判思维出发找答题技巧
【核心】找基因型和表型的对应关系
9:3:3:1变式类题目通常情况下所提供的背景信息本质是F2对应的性状分离比,如果比项之和为16,则是9:3:3:1变式类题,所以推导过程是逆向进行的,从F2推导回F1为AaBb,最后再回推亲本,如下所示。
第一步-利用F2性状分离比推算基因型和表型的对应关系
↓
第二步-F1的基因型应为AaBb,利用F1验证基因型和表型的对应关系
↓
第三步-亲本的基因型应为AABB×aabb或AAbb×aaBB,利用表型确认其基因型
【核心基础知识】
1.基因互作
类型 |
F1(AaBb)自交后代比例 |
F1(AaBb)测交后代比例 |
|
① |
存在一种显性基因时表现为同一性状,其余正常表现 |
9∶6∶1 |
1∶2∶1 |
② |
两种显性基因同时存在时表现为一种性状,否则表现为另一种性状 |
9∶7 |
1∶3 |
③ |
当某一对隐性基因(如aa)成对存在时表现为双隐性状,其余正常表现 |
9∶3∶4 |
1∶1∶2 |
④ |
只要存在显性基因就表现为一种性状,其余正常表现 |
15∶1 |
3∶1 |
⑤ |
双显和某一单显基因(如A)表现一致,双隐和另一单显基因分别表现一种性状 |
12∶3∶1 |
2∶1∶1 |
2.显性基因累加效应
(1)表型
相关比较 |
举例分析(以基因型AaBb为例) |
|
自交后代比例 |
测交后代比例 |
|
显性基因在基因型中的个数影响性状表现 |
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1 |
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1 |
(2)原因:A与B的作用效果相同,但显性基因越多,效果越强。
技巧01 实例
(2023·山西·高考真题)某研究小组从野生型高秆(显性)玉米中获得了2个矮秆突变体,为了研究这2个突变体的基因型,该小组让这2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆:矮秆:极矮秆=9:6:1。若用A、B表示显性基因,则下列相关推测错误的是( )
A.亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBb
B.F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种
C.基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆
D.F2矮秆中纯合子所占比例为1/2,F2高秆中纯合子所占比例为1/16
【答案】D
【核心】找基因型和表型的对应关系,2个矮秆突变体(亲本)杂交得F1,F1自交得F2,发现F2中表型及其比例是高秆:矮秆:极矮秆=9:6:1,符合9:3:3:1的变式,因此控制两个矮秆突变体的基因遵循基因的自由组合定律。
【思路详解】A、F2中表型及其比例是高秆:矮秆:极矮秆=9:6:1,符合:9:3:3:1的变式,因此控制两个矮秆突变体的基因遵循基因的自由组合定律,即高秆基因型为A_B_,矮秆基因型为A_bb、aaB_,极矮秆基因型为aabb,因此可推知亲本的基因型为aaBB和AAbb,F1的基因型为AaBb,A正确;
B、矮秆基因型为A_bb、aaB_,因此F2矮秆的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4种,B正确;
C、由F2中表型及其比例可知基因型是AABB的个体为高秆,基因型是aabb的个体为极矮秆,C正确;
D、F2矮秆基因型为A_bb、aaB_共6份,纯合子基因型为aaBB、AAbb共2份,因此矮秆中纯合子所占比例为1/3,F2高秆基因型为A_B_共9份,其破解方法是分别分析再相乘
(1AA:2Aa)*(1BB:2Bb)=1AABB:2AABb:2AaBB:4AaBb,纯合子为AABB共1份,因此高秆中纯合子所占比例为1/9,D错。
技巧01运用
(2021·湖北·高考真题)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种,甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。
组别 |
杂交组合 |
F1 |
F2 |
1 |
甲×乙 |
红色籽粒 |
901红色籽粒,699白色籽粒 |
2 |
甲×丙 |
红色籽粒 |
630红色籽粒,490白色籽粒 |
根据结果,下列叙述错误的是( )
A.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则F2玉米籽粒性状比不一定为9红色:7白色
B.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制
C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色:1白色
D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色
【答案】C
【核心】找基因型和表型的对应关系:甲×乙产生F1全是红色籽粒,F1自交产生F2中红色:白色=9:7,说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律;甲×丙产生F1全是红色籽粒,F1自交产生F2中红色:白色=9:7,说明玉米籽粒颜色受两对等位基因控制,且两对等位基因遵循自由组合定律。综合分析可知,红色为显性,红色与白色可能至少由三对等位基因控制,假定用A/a、B/b、C/c,甲乙丙的基因型可分别为AAbbCC、aaBBCC、AABBcc。(只写出一种可能情况)
【详解】A、若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒(AaBBCc),若考虑基因连锁情况,则F2玉米籽粒性状比不一定为9红色:7白色,A正确;
B、据分析可知若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制,B正确;
C、据分析可知,组1中的F1(AaBbCC)与甲(AAbbCC)杂交,所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色,C错误;
D、组2中的F1(AABbCc)与丙(AABBcc)杂交,所产生玉米籽粒性状比为1红色:1白色,D正确。
模板02 “口诀+析图”玩转遗传系谱图
利用假说演绎思维推导遗传方式、基因型及其比例、然后再分别分析乘法原理综合。
无论是传统的口诀还是新颖的反套路题,其核心都是不同遗传方式的特点,如显性遗传会连续、隐性遗传可隔代、伴性遗传和性别相关等。掌握不同遗传方式的特点是分析遗传系谱图最核心的方法。再进一步推导基因型和概率时,所用到的方法是遗传学的基本解题方法,包括配子法和分解组合法等。因此对遗传系谱图的推导,掌握遗传特点是解题核心,推导过程依然是传统的推导方法。
【基础知识】
(1)人类遗传病 (2)“程序法”分析遗传系谱图
(3)遗传方式判断的两个技巧
①“双亲正常,女儿有病”,可确定为常染色体隐性遗传病(如图1);“双亲有病,女儿有正”,可确定为常染色体显性遗传病(如图2)。
②图3中若“患者的父亲不携带致病基因”,可排除常染色体隐性遗传病,确定为伴X染色体隐性遗传病;图3中若“患者的父亲携带致病基因”,可排除伴X染色体隐性遗传病。
(4)电泳与遗传系谱图—析图
电泳本质是带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程中,由于待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速率,从而实现核酸、蛋白质等样品中各种分子的分离。电泳图是物质分离后呈现的结果图,电泳图与遗传系谱图结合考查是近年高考命题的热点题型之一。读图核心:电泳图中每一横行代表的基因相同;电泳图中每一竖列代表同一个体的基因。
技巧02 实例
(2024·重庆·高考真题)一种罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病,但其遗传方式未知。结合遗传系谱图和患者父亲基因型分析,该病遗传方式可能性最小的是( )
A.常染色体隐性遗传 B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体隐性遗传D.伴X染色体显性遗传
【答案】A
【核心】遗传特点是核心,基本方法去推导:伴X染色体隐性遗传病的特征是,女性患者的儿子和父亲一定患病。伴X染色体显性遗传病的特征是,男性患者的女儿和母亲定患病。
【思路详解】图中患病男子父亲不患病,说明不是伴Y遗传,则可能是常染色体遗传病或伴X遗传病,该罕见遗传病的致病基因只会引起男性患病,推测患病男性的致病基因可能只来自于母亲,因此该遗传方式可能性最小的应该是常染色体隐性遗传,可能是常染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传或伴X染色体显性遗传,A正确,BCD错误。
(2023·河北·高考真题)某单基因遗传病的系谱图如下,其中Ⅱ-3不携带该致病基因。不考虑基因突变和染色体变异。下列分析错误的是( )
A.若该致病基因位于常染色体,Ⅲ-1与正常女性婚配,子女患病概率相同
B.若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1患病的原因是性染色体间发生了交换
C.若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1与正常女性婚配,女儿的患病概率高于儿子
D.Ⅲ-3与正常男性婚配,子代患病的概率为1/2
【答案】C
【核心】遗传特点是核心,基本方法去推导:决定性别的基因位于性染色体上,但性染色体上的基因不都决定性别,性染色体上的遗传方式都与性别相关联,称为伴性遗传。
【详解】A、由题干可知,Ⅱ-3不携带该致病基因,表明该遗传病是显性遗传病。若该致病基因位于常染色体,Ⅲ-1为携带致病基因的杂合体,与正常女性婚配,致病基因传给子女的概率均为1/2,A正确;
B、若该致病基因位于性染色体,II-2因从I-1获得携带致病基因的X染色体而患病。若该致病基因位于X和Y染色体的非同源区段,II-2的致病基因只能传给其女儿,不符合题意。因此,该致病基因只能位于X和Y染色体的同源区段,且同源区段发生了交换,导致Ⅲ-1患病,B正确;
C、若该致病基因位于性染色体,Ⅲ-1从其父亲Ⅱ-2获得携带致病基因的Y染色体,与正常女性婚配时,所生儿子的患病概率应高于女儿,C错误;
D、致病基因无论是在常染色体还是性染色体,Ⅲ-3和正常男性婚配,致病基因传给子代的概率均为1/2,D正确。
模板03 “两个角度”破解遗传学实验设计
用假说演绎思维逆向推导,然后按照”亲本是什么表型的个体杂交,其子代表型及比例是什么”的模型书写。
【核心】交配方式决定亲子代对应关系
遗传学实验设计有两个核心。第一个是选择恰当的交配方式,第二个是亲子代的对应关系。恰当的交配方式设计,可以让亲代和子代形成一一对应的关系,由此验证亲代的基因或性状问题。例如鉴定某一显性个体基因型为AA或Aa,首先选择交配方式为自交或测交,此个体的基因型若为AA,则后代只有显性性状,基因型若为Aa,则后代既有显性性状又有隐性性状,此时就形成了亲子代间的一一对应关系,从而对亲代个体进行鉴定。
【基础知识】
类型一 探究基因位于常染色体上还是X染色体上
基本模型
1.杂交实验法
(1)性状的显隐性是“未知的”,且亲本均为纯合子时
注:此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
(2)性状的显隐性是“已知的” (3)在确定雌性个体为杂合子的条件下
2.数据信息分析法
(1)依据子代性别、性状的数量分析确认
若后代中两种表型在雌雄个体中比例一致,说明遗传与性别无关,则基因可能在常染色体上;若后代中两种表型在雌雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则可确定基因在性染色体上。
(2)依据遗传调查所得数据进行推断确认
类型二 探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段上
基本模型
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。
(1)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。即:
(2)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。即:
类型三 探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
基本模型
1.在已知性状的显隐性的条件下,若限定一次杂交实验来证明,则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合,观察分析F1的表型。分析如下:
2.在已知性状的显隐性的条件下,未限定杂交实验次数时,则可采用以下方法,通过观察F2的表型来判断:
类型四 信息类遗传实验设计
具有拓展性的考试题目,实验设计往往具有更加复杂的、新颖的背景,例如验证是否致死、是否发生基因突变甚至是否有表观遗传的现象。这类信息题没有固有的套路,需要根据题目信息灵活判断,但通常可依据以下思路展开分析。
1. 核心思路:通过合理的杂交设计找到亲子代的一一对应关系。
2.常用思路:一步自交或者一步测交(很少有题目需要设计多步杂交实验),往往通过对实验对象自交或测交,就可以找到合理的亲子代的关系。
(2023·浙江·高考真题)某昆虫的性别决定方式为 XY型,其翅形长翅和残翅、眼色红眼和紫眼为两对相对性状,各由一对等位基因控制,且基因不位于Y染色体。现用长翅紫眼和残翅红眼昆虫各1 只杂交获得F1,F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4 种表型,且比例相等。不考虑突变、互换和致死。下列关于该杂交实验的叙述,错误的是( )
A.若F?每种表型都有雌雄个体,则控制翅形和眼色的基因可位于两对染色体
B.若F?每种表型都有雌雄个体,则控制翅形和眼色的基因不可都位于 X 染色体
C.若F?有两种表型为雌性,两种为雄性,则控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体
D.若F?有两种表型为雌性,两种为雄性,则控制翅形和眼色的基因不可位于一对染色体
【答案】D
【核心:找到亲子代对应关系】
【思路详解】A、假设用A/a、B/b表示控制这两对性状的基因,若F1每种表型都有雌雄个体,则亲本的基因型为AaBb和aabb或AaXBXb和aaXbY,这两种情况的杂交组合产生的F1均有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型,且比例相等,A正确;
B、若控制翅形和眼色的基因都位于X染色体上,则杂交的结果是:F1有两种表型为雌性、两种为雄性,或者只有两种表现型,两种表现型中每种表型都有雌雄个体。所以若F1每种表型都有雌雄个体,则控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色体,B正确;
C、若控制翅形和眼色的基因都位于常染色体上,则性状的表现与性别没有关联,F1每种表型都应该有雌雄个体,不可能出现F1有两种表型为雌性、两种为雄性的情况,所以控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色体上,C正确;
D、假设用A/a、B/b表示控制这两对性状的基因,若F1有两种表型为雌性、两种为雄性,则亲本的基因型为XaBXab和XAbY符合F1有长翅红眼、长翅紫眼、残翅红眼、残翅紫眼4种表型,且比例相等的条件,D错误。
技巧03应用
(2022·全国乙卷·高考真题)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是( )
A.正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡
B.正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C.反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡
D.仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
【答案】C
【核心:找到亲子代对应关系】
【详解】A、设基因A/a控制芦花和非芦花性状,根据题意可知,正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花雌鸡),子代为ZAZa、ZaW,且芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交为ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,A正确;
B、正交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子),反交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子),B正确;
C、反交子代芦花鸡相互交配,即ZAZa×ZAW,所产雌鸡ZAW、ZaW(非芦花),C错误;
D、正交子代为ZAZa(芦花雄鸡)、ZaW(非芦花雌鸡),D正确。