1、微专题五|两种方法破解遗传学难题 知识归纳一、“八步推理法”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一定；第八步，检查。典例 1 蟹壳的颜色有三种情况：灰白色、青色和花斑色。其生化反应原理如
2、图所示。基因 A 控制合成酶 1，基因 B 控制合成酶 2，基因 b 控制合成酶 3，基因 a 控制合成的蛋白质无酶 1 活性，基因 a 纯合后，物质甲(尿酸盐类)在体内过多积累，会导致成体有 50%的死亡率。物质甲积累表现为灰白色壳，物质丙积累表现为青色壳，物质丁积累表现为花斑色壳。请回答：(1)青色壳蟹的基因型可能为_。(2)两只青色壳蟹交配，后代成体只有灰白色壳蟹和青色壳蟹，且比例为 16，则亲本的基因型组合为 AaBb_。(3)AaBbAaBb 杂交，后代的成体表现型及其比例为_。解析 从示意图可知，丙物质由酶 1 和酶 2 决定，丁物质由酶 1 和酶 3 决定。根据题干信息，基因 A
3、 控制合成酶 1，基因 B 控制合成酶 2，物质丙积累表现为青色壳，故青色壳蟹的基因型可表示为 A_B_(AABb、AABB、AaBB、AaBb)。物质丁积累表现为花斑色壳，则花斑色壳蟹的基因型可表示为 A_bb。由于基因 a 控制合成的蛋白质无酶 1 活性，物质甲积累表现为灰白色壳，故灰白色壳蟹的基因型可表示为 aa_ _。由于蟹壳的颜色是通过基因控制酶的合成而控制物质丙、丁的合成实现的，且各由两个基因共同控制，应遵循自由组合定律。由题意可知，灰白色壳青色壳16，a 纯合时导致成体会有 50%死亡，则在成体前，灰白色壳青色壳2613，即 aa_ _A_B_13，亲本有一个是AaBb，由自由组
4、合定律可知，另一个亲本的基因型为 AaBB。AaBbAaBb 杂交，由自由组合定律可知，青色壳花斑色壳灰白色壳934，但是灰白色壳蟹只有 50%成活，所以青色壳花斑色壳灰白色壳932。答案(1)AABb、AABB、AaBB、AaBb(2)AaBB(3)青色壳花斑色壳灰白色壳932命题探究1燕麦颖色有黑色、黄色和白色三种颜色，由 B、b 和 Y、y 两对等位基因控制，只要基因 B 存在，植株就表现为黑颖。为研究燕麦颖色的遗传规律，进行了如图所示的杂交实验。分析回答：(1)图中亲本中黑颖的基因型为_，F2 中白颖的基因型是_。(2)F1 测交后代中黄颖个体所占的比例为_。F2 黑颖植株中，部分个体
5、无论自交多少代，其后代仍然为黑颖，这样的个体占 F2 黑颖燕麦的比例为_。(3)现有两包标签遗失的黄颖燕麦种子，请设计杂交实验方案，确定黄颖燕麦种子的基因型。有已知基因型的黑颖(BBYY)燕麦种子可供选用。实验步骤：_，F1 种子长成植株后，_。结果预测：如果_，则包内种子基因型为 bbYY；如果_，则包内种子基因型为 bbYy。解析：(1)F2 中黑颖黄颖白颖1231，说明 F1 黑颖的基因型为 BbYy，同时说明白颖的基因型只能为 bbyy、黄颖的基因型为 bbYY 或 bbYy。根据 F1 黑颖的基因型为 BbYy，可知两亲本黑颖、黄颖的基因型分别为 BByy、bbYY。(2)F1 测交
6、即BbYybbyy，后代的基因型为 BbYy、Bbyy、bbYy、bbyy，比例为 1111，其中 bbYy 为黄颖，占 1/4。F2黑颖的基因型有 6种：BBYY(1/12)、BBYy(2/12)、BbYY(2/12)、BbYy(4/12)、BByy(1/12)、Bbyy(2/12)，其中基因型为 BBYY(1/12)、BBYy(2/12)、BByy(1/12)的个体自交，后代都是黑颖，它们占 F2 黑颖的比例为 1/3。(3)黄颖燕麦种子的基因型为 bbYY 或 bbYy，要确定黄颖燕麦种子的基因型，可以让该种子长成的植株自交，其中 bbYY 的植株自交，后代全为黄颖，bbYy 的植株自交
7、，后代中黄颖(bbY_)白颖(bbyy)31。答案：(1)BByy bbyy(2)1/4 1/3(3)实验步骤：将待测种子分别单独种植，长大后使其自交，得 F1 种子 按颖色统计植株的比例 结果预测：全为黄颖既有黄颖又有白颖，且黄颖白颖312(2019河北保定模拟)某植物花的红色和白色这对相对性状受 3 对等位基因控制(显性基因分别用 A、B、C 表示)。科学家利用 5 个基因型不同的纯种品系做实验，结果如下：实验 1：品系 1(红花)品系 2(白花)F1(红花)F2(红花白花2737)实验 2：品系 1(红花)品系 3(白花)F1(红花)F2(红花白花31)实验 3：品系 1(红花)品系 4
8、(白花)F1(红花)F2(红花白花31)实验 4：品系 1(红花)品系 5(白花)F1(红花)F2(红花白花97)回答下列问题：(1)品系 2 和品系 5 的基因型分别为_，_(写出其中一种)(2)若已知品系 2 含有 a 基因，品系 3 含有 b 基因，品系 4 含有 c 基因，若要通过最简单的杂交实验来确定品系 5 的基因型，则该实验的思路是_，预测的实验结果及结论_。解析：(1)实验 1 F2 中红花白花2737，红花所占比例为 27/64(3/4)3，据此可推知 A_B_C_为红花，F1(红花)基因型为 AaBbCc，品系 1 和品系 2 的基因型分别为AABBCC、aabbcc；实验
9、 4 F2 中红花白花97，说明 F1(红花)含有两对杂合基因，品系 5 的基因型是 aabbCC、AAbbcc 或 aaBBcc。(2)若品系 3 含有 b 基因，品系 4 含有 c 基因，则根据实验 2、实验 3 的结果可知品系 3、品系 4 的基因型分别为 AAbbCC、AABBcc。可通过与品系 3、品系 4 的杂交判断品系 5 所含的隐性基因。若品系 5 的基因型为 aabbCC，则与品系 3 杂交的后代全为白花，与品系 4 杂交的后代全为红花；若品系 5 的基因型为 AAbbcc，则与品系 3、4 杂交的后代均全为白花；若品系 5 的基因型为 aaBBcc，则与品系 3 杂交的后代
10、全为红花，与品系 4 杂交的后代全为白花。答案：(1)aabbcc aabbCC(或 AAbbcc、aaBBcc)(2)取品系 5 分别与品系 3、4 杂交，观察后代花色若与品系 3 杂交的后代全为白花，与品系 4 杂交的后代全为红花，则品系 5 的基因型为 aabbCC；若与品系 3、4 杂交的后代均全为白花，则品系 5 的基因型为 AAbbcc；若与品系 3 杂交的后代全为红花，与品系 4 杂交的后代全为白花，则品系 5 的基因型为 aaBBcc3如图为果蝇的染色体组成示意图，请据图回答：(1)已知果蝇的号染色体上有黑檀体基因。现将黑檀体无眼果蝇与灰体有眼果蝇杂交，获得的 F1均为灰体有眼
11、果蝇，说明无眼为_性状；再将 F1 雌雄果蝇相互杂交，若 F2 表现型及比例为_，则可推测控制无眼的基因不在号染色体上；将无眼基因与位于号染色体上的基因进行重组实验时，若实验结果与上述实验结果_，则可推测控制无眼的基因极可能位于号染色体上。(2)已知控制果蝇翅型的基因在号染色体上。如果在一翅型正常的群体中，偶然出现一只卷翅的雄性个体，这种卷翅究竟是基因突变的直接结果，还是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的。分析：如果卷翅是基因突变的直接结果，则该卷翅雄性个体最可能为_(填“纯合子”或“杂合子”)；如果卷翅是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的，则该卷翅雄性个体最可能为_。探究实验方案
12、设计：_。结论：如果后代_，则卷翅是基因突变的直接结果；如果后代_，则卷翅是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的。解析：(1)黑檀体无眼果蝇与灰体有眼果蝇杂交，F1 均为灰体有眼果蝇，说明灰体对黑檀体为显性，有眼对无眼为显性。号染色体上有黑檀体基因，若控制无眼的基因不在号染色体上，说明两对基因位于非同源染色体，应遵循自由组合定律，F2 表现型应为四种，比例为 9331，根据显隐性关系推知，四种表现型应是灰体有眼、灰体无眼、黑檀体有眼、黑檀体无眼。若控制无眼的基因位于号染色体上，与位于号染色体上的基因进行重组，说明这两对基因的遗传也是遵循自由组合定律，与前者的遗传结果应类似。(2)一翅型正常
13、的群体中(设 A、a 表示显隐性基因)，偶然出现一只卷翅的雄性个体，如果是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的，则亲本为翅型正常，且均为显性杂合子，其基因型为 Aa，卷翅为隐性纯合子 aa。卷翅若是基因突变的直接结果，亲本为翅型正常 aa，卷翅最可能是 Aa。在判断时，可用这只卷翅的雄性个体与多只翅型正常的雌性个体进行杂交。若后代出现卷翅个体与正常个体且数量比接近 11，则卷翅是基因突变的直接结果；若后代全部是正常个体或正常个体数量多于卷翅个体数量，则卷翅是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的。答案：(1)隐性 灰体有眼灰体无眼黑檀体有眼黑檀体无眼9331 类似(相似)(2)杂合子 隐
14、性纯合子 用这只卷翅雄性个体与多只正常雌性个体交配 出现卷翅个体和正常个体且数量比接近 11 全部是正常个体或正常个体数量多于卷翅个体数量知识归纳二、“四定法”解答遗传病类试题1定性：确定性状的显隐性，可依据“有中生无为显性”，“无中生有为隐性”进行判断。2定位：确定致病基因是位于常染色体上还是性染色体上。(1)若为隐性遗传：看患病女性的父亲和儿子，若其父亲和儿子正常，则不是伴性遗传，肯定是常染色体隐性遗传。(2)若为显性遗传：看患病男性的母亲和女儿，若其母亲和女儿正常，则不是伴性遗传，肯定是常染色体显性遗传。(3)若无法作出肯定判断，则可根据男女患病比例和是否有交叉遗传来确定最可能的情况。若
15、男女患病比例相同、无交叉遗传，则最可能是常染色体遗传。若男女患病比例不同，男性患者显著多于女性患者，则最可能是伴 X 染色体隐性遗传；若女性患者显著多于男性患者，则最可能是伴 X 染色体显性遗传。3定型：根据表现型及遗传病的遗传方式，大致确定基因型，再根据亲子代的表现型准确确定基因型。4定量：确定基因型或表现型的概率。根据已知个体的基因型及其概率，推理或计算出相应个体的基因型或表现型的概率。在计算两种以上遗传病的概率时，可先分别计算每种遗传病的概率，再根据要求将不同遗传病的基因型及其概率组合即可轻松解答相关问题。典例 2 如图甲为人的性染色体简图，X 和 Y 染色体有一部分是同源的(甲图中片段
16、)，该部分基因互为等位基因；另一部分是非同源的(甲图中的1、2 片段)，该部分基因不互为等位基因。请回答：(1)人类的血友病基因位于图甲中的_片段。(2)在减数分裂形成配子的过程中，X 和 Y 染色体能通过互换发生基因重组的是甲图中的_片段。(3)某种病的遗传系谱如图乙，则控制该病的基因很可能位于甲图中的_片段。(4)假设控制某个相对性状的基因 A(a)位于图甲所示 X 和 Y 染色体的片段，那么这对性状在后代男女个体中表现型的比例一定相同吗？试举一例。_。解析(1)血友病是伴 X 染色体隐性遗传病，其基因位于图甲中的2 片段，Y 染色体上无相应片段。(2)同源染色体非姐妹染色单体的相应部分才
17、能发生交叉互换，所以是片段(因为 X 和 Y 的片段是同源的)。(3)从图乙中看出，该病的患者全部为男性，则可以推出该致病基因位于 Y 染色体的1 片段上。答案(1)2(2)(3)1(4)不一定。如母本为 XaXa，父本为 XaYA，则后代男性个体为 XaYA，全部表现为显性性状，后代女性个体为 XaXa，全部表现为隐性性状命题探究4由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍，是一种严重的单基因遗传病，称为苯丙酮尿症(PKU)，正常人群中每 70 人有 1 人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用 A、a 表示)。图 1 是某患者的家族系谱图，其中1、2、3 及胎儿1(羊水细胞)的 DN
18、A 经限制酶 MsP 消化，产生不同的片段(kb 表示千碱基对)，经电泳后用苯丙氨酸羟化酶 cDNA 探针杂交，结果见图 2。请回答下列问题：(1)1、1 的基因型分别为_。(2)依据 cDNA 探针杂交结果，胎儿1的基因型是_。1 长大后，若与正常异性婚配，生一个正常孩子的概率为_。(3)若2 和3 生的第 2 个孩子表型正常，长大后与正常异性婚配，生下 PKU 患者的概率是正常人群中男女婚配生下 PKU 患者的_倍。(4)已知人类红绿色盲症是伴 X 染色体隐性遗传病(致病基因用 b 表示)，2和3色觉正常，1 是红绿色盲患者，则1 两对基因的基因型是_。若2 和3 再生一正常女孩，长大后与
19、正常男性婚配，生一个红绿色盲且为 PKU 患者的概率为_。解析：(1)苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病，据图 2 知1 的基因型是 aa，所以1 和2的基因型都是 Aa。(2)依据电泳结果和1 的基因型是 aa 可知，2、3 和1 的基因型都是Aa。正常异性的基因型为 Aa 的概率是 1/70，故1长大后与其婚配，生一个正常孩子的概率为 1(1/701/4)279/280。(3)2(Aa)和3(Aa)生的正常孩子的基因型为 1/3AA、2/3Aa，长大后与正常异性婚配，生下 PKU 患者的概率为 1/42/31/70；正常人群中男女婚配，生下 PKU患者的概率是 1/41/701/70，故前者
20、是后者的 46.67 倍。(4)依据题意分析，2 的基因型是AaXBY、3 的基因型是 AaXBXb，1 的基因型是 AaXbY。2(Aa)和3(Aa)生的正常女孩(1/3AA、2/3Aa)与正常男性(1/70Aa)婚配，生出 PKU 患者的概率为 1/420；2(XBY)和3(XBXb)生的正常女孩(1/2XBXB、1/2XBXb)与正常男性(XBY)婚配，生出红绿色盲患者的概率为 1/21/41/8，故生一个红绿色盲且为 PKU 患者的概率为 1/4201/81/3 360。答案：(1)Aa、aa(2)Aa 279/280(3)46.67(4)AaXbY 1/3 3605某家族有甲、乙两种
21、单基因遗传病，分别受 A-a 和 B-b 这两对等位基因控制。已知两病中的一种为伴性遗传病。请回答下列问题：(1)甲病和乙病的遗传方式分别属于_。(2)-2 和-3 的基因型分别为_。-2 和-3 再生育一个孩子，患病的概率为_。(3)该家族中-4 为畸形个体，到医院检查发现，-4 有一条常染色体异常，医院对其父母和姐姐(-3)的染色体进行检查发现，其父母都有两条常染色体异常，其姐姐的染色体正常。-3 所含有的两条异常染色体_(填“是”或“不是”)同源染色体。-4 的一个卵原细胞经减数分裂产生不含异常染色体的正常配子的概率为_。研究发现，-3 和-4 的异常染色体遗传给子女均不会出现致死现象，
22、并且-3 和-4 共传给子女 1 条或 3 条异常染色体以及各传给子女 1 条异常染色体时，都会导致畸形。不考虑染色体再次变异的情况，-3 和-4 再生一个不畸形男孩的概率为_。解析：(1)根据“无中生有”可判断，甲病和乙病均为隐性遗传病；-1 患乙病，但其父亲(-2)不患乙病，由此可知乙病为常染色体隐性遗传病；-1 患甲病，结合题干中“两病中的一种为伴性遗传病”可知甲病为伴 X 染色体隐性遗传病。(2)-1 同时患甲病和乙病，所以其基因型为 bbXaXa，由此可逆推出-2 和-3 的基因型分别为 BbXaY、BbXAXa。-2 和-3 再生育一个孩子，正常的概率为 3/41/23/8，则患病
23、的概率为13/85/8。(3)-3 的染色体正常，所以-3 和-4 的两条异常染色体都是非同源染色体。-4 的一个卵原细胞经减数分裂产生正常配子的概率应为 1/21/21/4。-3和-4 产生的配子中，含有 1 条异常染色体、含有 2 条异常染色体、不含异常染色体的配子分别占 2/4、1/4、1/4，因此不考虑染色体再次变异的情况，-3 和-4 再生一个不畸形男孩的概率1/41/41/21/32。答案：(1)伴 X 染色体隐性遗传、常染色体隐性遗传(2)BbXaY、BbXAXa 5/8(3)不是 1/4 1/326研究人员调查人类遗传病时，发现了一种由等位基因 A、a 和 B、b 共同控制的遗
24、传病(两对基因位于两对常染色体上)，进一步研究发现只有同时具有两种显性基因的人表现正常。如图是该研究人员调查时绘制的系谱图，其中3 的基因型是 AABb，请分析回答：(1)4 为_(填“纯合子”或“杂合子”)。又知1 基因型为 AaBB，且2 与3婚配后所生后代不会患该种遗传病，则2 与3 的基因型分别是_、_。1 和基因型为 Aabb 的男性婚配，子代患病的概率为_。(2)研究发现，人群中存在染色体组成为 44X 的个体，不存在染色体组成为 44Y 的个体，其原因可能是_。经检测发现2的染色体组成为 44X，该 X 染色体不可能来自的_(填编号)。(3)4 与一正常男性结婚，生了一个正常孩子
25、，现已怀上了第二胎，有必要对这个胎儿针对该疾病进行基因诊断吗？请判断并说明理由：_。解析：(1)正常人的基因型为 A_B_，患者的基因型为 aaB_、A_bb、aabb；由于3 的基因型是 AABb，而3 为患者，4 表现正常，故4 基因型为 A_Bb 才满足题意，所以4 一定是杂合子；3 基因型为 A_bb，再根据1 基因型为 AaBB，可确定2 基因型为 aaB_，2、3为患者，若后代不患病(A_B_)，则2基因型为 aaBB、3基因型为 AAbb。1(AaBb)与 Aabb 的男性婚配，后代患病的概率为(13/41/2)5/8。(2)正常男性的染色体组成为44XY，正常女性为 44XX；
26、人群中存在染色体组成为 44X 的个体，不存在 44Y的个体，说明 X 染色体对个体的生存非常重要，可能是因为 X 染色体上存在一些特殊的控制生物体成活的基因，也可能是 X 染色体上的某些特殊基因与细胞代谢密切相关。2为女性，其中一条 X 染色体来自2，而2 是男性，其 X 染色体应来自2 而不可能来自1。(3)3 的基因型是 AABb，4 的基因型是 A_Bb，4 的基因型为 A_B_，其与正常男性婚配，后代有可能患病，故需要进行基因诊断。答案：(1)杂合子 aaBB AAbb 5/8(2)控制生物体成活(或细胞代谢)的重要基因在 X 染色体上，而不在 Y 染色体上 1(3)有必要，该胎儿也有可能患该疾病
