核心素養串講課2科學思維之基因思維導圖·以點帶面建體系【素養體現】與基因相關的科學思維主要體現角度:1.建立模型:利用模型分析基因、DNA與染色體三者之間的關系。2.比較分析與歸納概括:比較基因復制、轉錄和翻譯,歸納概括遺傳信息的傳遞途徑及基因與性狀的關系。3.演繹與推理:基因控制生物的性狀。在減數分裂過程中等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合及基因突變等形成多種多樣的配子,進而產生多樣化后代。命題解讀·素養提升串關聯【命題視角】1.基于基因與染色體的關系和基因的遺傳規律實驗探究考查基因所在染色體的位置;2.以“新型冠狀病毒”“新冠疫苗”為背景,考查基因表達及基因與性狀的關系;3.以基因為中心,進行細胞分裂、遺傳和變異、生物進化和生物多樣性等知識的串聯。熱點一基因、DNA、染色體和性狀的關系1.(2021·綿陽二模)基因是控制生物性狀的基本單位。下列有關基因的說法,正確的是 (

)A.都能控制酶的合成 B.都位于染色體上C.都只在細胞內表達 D.都含有遺傳密碼【解析】選C。基因不都能控制酶的合成,有些基因控制結構蛋白的合成,A錯誤;基因不都位于染色體上,細胞質中也含有基因,如線粒體基因和葉綠體基因,B錯誤;基因控制蛋白質合成的過程需要在細胞中完成,因此基因都只在細胞內表達,C正確;遺傳密碼位于信使RNA上,D錯誤。熱點預測·精練題組提能力2.(2021·紅河州二模)下列關于基因的位置及其遺傳規律的敘述,正確的是 (

)A.位于一對同源染色體的同一位置的基因,控制的是同一性狀B.非等位基因都位于非同源染色體上,且遵循自由組合定律C.性染色體上基因的傳遞都有交叉遺傳的特點D.同源染色體上的一對等位基因,堿基數目相同而排列順序不同【解析】選A。一對染色體的同一位置上存在相同基因或等位基因,控制的是同一性狀,A正確;非等位基因也可能位于同源染色體上不同的位置,B錯誤;X染色體上的基因有交叉遺傳的特點,Y染色體上的基因表現為父子相傳,不是交叉遺傳,C錯誤;同源染色體上的等位基因堿基排列順序不同,堿基數目也可能不同,D錯誤。3.(2021·吉林二模)下列關于基因和染色體關系的敘述,正確的是 (

)A.生物形成的配子中基因和染色體都單個存在B.摩爾根等人通過灰身與黑身果蠅雜交實驗證明基因在染色體上C.人類的性染色體上基因所控制的性狀與性別相關聯D.基因都是通過控制酶的合成來控制生物性狀的【解析】選C。1條染色體上有許多個基因,四倍體生物形成的配子中基因和染色體都成對存在,A錯誤;摩爾根等人通過紅眼與白眼果蠅雜交實驗證明基因在染色體上,B錯誤;性染色體上的基因所控制的性狀與性別相關聯,這種遺傳方式稱為“伴性遺傳”,C正確;基因對性狀的控制有兩種途徑:一,基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀;二,基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀,D錯誤。4.如圖為人體內胰島素基因的表達過程。胰島素含有2條多肽鏈,其中A鏈含有21個氨基酸,B鏈含有30個氨基酸,含有3個二硫鍵(二硫鍵是由2個-SH連接而成的),下列說法錯誤的是 (

)A.過程①以核糖核苷酸為原料,RNA聚合酶催化該過程B.過程②發生在細胞質中,需要3種RNA參與C.胰島素基因的兩條鏈分別控制A、B兩條肽鏈的合成D.51個氨基酸形成胰島素后,相對分子質量比原來減少了888【解析】選C。過程①表示轉錄,以核糖核苷酸為原料,在RNA聚合酶催化下合成RNA,A正確;過程②表示翻譯,發生在細胞質中,需要mRNA、tRNA、rRNA參與,B正確;轉錄是以基因的一條鏈為模板,胰島素基因的一條鏈控制胰島素分子中A、B兩條肽鏈的合成,C錯誤;51個氨基酸形成胰島素后,其相對分子質量的減少量=脫水數×18+形成的二硫鍵×2=49×18+3×2=888,D正確。熱點二基因的遺傳規律和變異5.(2021·烏魯木齊二模)某高等動物的基因型為AaBbCc,如圖為該動物一個核DNA分子中的三個基因A、B、C的分布情況,圖中①、②為基因間無遺傳效應的片段。下列有關敘述錯誤的是 (

)A.三對基因可在減數分裂過程中發生基因重組B.染色體結構變異有可能導致基因B、C的位置發生互換C.僅考慮上述基因,該動物可產生數量相等的8種配子D.基因A的堿基序列改變可能影響基因B、C的表達【解析】選C。三對基因位于一對同源染色體上,在減數第一次分裂前期,同源染色體的非姐妹染色單體發生交叉互換,會導致基因重組,A正確;染色體結構變異,發生倒位,會導致B、C的位置互換,B正確;形成配子時如果不發生交叉互換,只能產生數量相等的2種配子,C錯誤;基因之間的作用可能會相互影響,因此基因A的堿基序列改變可能影響基因B、C的表達,D正確。6.(2021·六盤山二模)兔子的毛色是由一組復等位基因控制的。C+控制野鼠色,對其他3個復等位基因為顯性;Cch控制灰色,對Ch和Ca為顯性;Ch控制喜馬拉雅白化,對Ca為顯性;Ca是一種突變型,不能形成色素,純合時兔子毛色為白色。以下分析正確的是 (

)A.控制兔子毛色的復等位基因的遺傳遵循分離定律和自由組合定律B.若某種群僅含有三種與毛色相關的復等位基因,則雜合子有6種基因型C.喜馬拉雅白化兔相互交配產生白色兔是基因突變的結果D.C+Ch與CchCa雜交后代表現型及比例接近野鼠色∶灰色∶喜馬拉雅白化=2∶1∶1【解析】選D。兔子的毛色是由一組復等位基因控制的,遵循基因的分離定律,但不遵循的基因的自由組合定律,A錯誤;若某種群僅含有三種與毛色相關的復等位基因,則雜合子有3種,B錯誤;喜馬拉雅白化兔相互交配產生白色兔是基因分離的結果,C錯誤;C+Ch與CchCa雜交后代情況為C+Cch(野鼠色)∶C+Ca(野鼠色)∶CchCh(灰色)∶ChCa(喜馬拉雅白化)=1∶1∶1∶1,可見,后代表現型及比例接近野鼠色∶灰色∶喜馬拉雅白化=2∶1∶1,D正確。7.豌豆(2n=14)的高莖(A)對矮莖(a)為顯性。細胞中的某一對同源染色體少一條的個體稱為單體,染色體表示為2n-1。已知單體和缺少一條染色體的生殖細胞均能存活。為了判斷基因A/a是否位于4號染色體上,現讓純合的高莖4號染色體單體(4號同源染色體少一條)與矮莖正常個體雜交。下列敘述正確的是 (

)A.4號染色體單體的細胞進行減數分裂時,能形成6個四分體B.若子代個體全部表現為高莖,則說明基因A位于4號染色體上C.可通過顯微鏡觀察法判斷基因A是否位于4號染色體上D.單體的變異類型與貓叫綜合征的變異類型相同【解析】選A。4號染色體單體的細胞進行減數分裂時,只有6對同源染色體,故能形成6個四分體,A正確;若基因A位于4號染色體上,則子代個體中高莖∶矮莖=1∶1,B錯誤;顯微鏡只能觀察到染色體,無法觀察到DNA分子序列,故無法觀察到基因A是否位于4號染色體上,C錯誤;單體的變異類型屬于染色體數目的變異,而貓叫綜合征屬于染色體結構變異中的缺失,D錯誤。8.(2021·鄭州二模)果蠅的體色有黃身(A)、灰身(a)之分,翅形有長翅(B)、殘翅(b)之分,均在常染色體上。現用兩種純合果蠅雜交,因某種精子沒有受精能力,導致F2的4種表現型比例為5∶3∶3∶1。下列敘述錯誤的是 (

)A.果蠅體色、翅形的遺傳都遵循基因的分離定律B.親本雄果蠅的基因型不可能為AABBC.基因型為AaBb的雄果蠅進行測交,其子代有3種表現型D.F2黃身長翅果蠅中雙雜合子個體占2/5【解析】選D。由于F2出現4種類型且比例為5∶3∶3∶1,所以果蠅體色與翅型的遺傳遵循基因的自由組合定律,也遵循基因的分離定律,A正確;由分析可知,說明基因組成為AB的精子沒有受精能力,親本雄果蠅的基因型不可能為AABB,B正確;基因型為AaBb的雄果蠅進行測交,測交父本產生的精子中能受精的只有Ab、aB、ab三種,所以其子代基因型有Aabb、aaBb、aabb,表現型有3種,C正確;F2黃身長翅果蠅的基因型是AaBB、AABb、AaBb,比例為1∶1∶3,所以雙雜合子個體占3/5,D錯誤。9.果蠅正常翅(Ct)對缺刻翅(ct)顯性,紅眼(W)對白眼(w)顯性,兩對基因均位于X染色體的A片段上。用“+”表示A片段存在,“-”表示A片段缺失。染色體組成為X+X-的紅眼缺刻翅雌果蠅與染色體組成為X+Y的白眼正常翅雄果蠅雜交,F1中雌雄比為2∶1,且白眼全是雌果蠅,雄果蠅全是紅眼。下列敘述錯誤的是 (

)A.Ct/ct、W/w兩對基因的遺傳不遵循自由組合定律B.A片段缺失的X-Y個體表現為缺失純合致死C.F1中紅眼正常翅雌果蠅與紅眼缺刻翅雄果蠅的比例為1∶1D.F1雌雄果蠅相互交配,F2中紅眼缺刻翅雌果蠅占1/7【解析】選D。因為只有非同源染色體上的非等位基因才遵循自由組合定律,Ct/ct、W/w兩對基因均位于X染色體的A片段上,因此Ct/ct、W/w兩對基因的遺傳不遵循自由組合定律,A正確;X+X-的紅眼缺刻翅雌果蠅與染色體組成為X+Y的白眼正常翅雄果蠅雜交,后代表現型依次為紅眼正常翅雌果蠅、白眼正常翅雌果蠅、紅眼缺刻翅雄果蠅和X-Y個體,由于F1中雌雄比為2∶1,且只存在紅眼雄果蠅,所以A片段缺失的X-Y個體表現為缺失純合致死,B正確;由以上分析可知F1中紅眼正常翅雌果蠅與紅眼缺刻翅雄果蠅的比例為1∶1,C正確;F1雌果蠅的基因型XWctXwCt,XwCtX-,雄果蠅的基因型XWctY,隨機交配,產生的配子及后代為所以F2中紅眼缺刻翅雌果蠅占2/7。雄配子雌配子1/4XWct1/2XwCt1/4X-1/2XWct1/8XWctXWct1/4XWctXwCt1/8XWctX-1/2Y1/8XWctY1/4XwCtY致死10.(2021·武威二模)果蠅是遺傳學中常用的模式生物,其性別決定方式為XY型。現有一果蠅群體,灰身與黑身是一對相對性狀,而且受等位基因(A/a)控制,請回答下列問題:(1)灰身雌果蠅與黑身雄果蠅雜交,其后代F1均為灰身。若要分析A/a基因的位置,讓F1相互交配,F2中灰身∶黑身=3∶1。若

,則說明位于常染色體上;若

,則說明位于X染色體上或位于

。

(2)已知灰身(A)與黑身(a)、紅眼(B)與白眼(b)、長翅(D)與短翅(d)三對等位基因均位于常染色體上,現有品系①:純合灰身紅眼長翅果蠅,品系②:黑身白眼短翅果蠅,讓品系①與品系②雜交,F1均為灰身紅眼長翅果蠅,F1相互交配,F2中灰身紅眼長翅果蠅占9/16,可以說明三對等位基因位于

對同源染色體上。以上述兩種品系以及F1中的果蠅為材料,設計實驗,通過一次雜交的方式確定上述3對等位基因的位置關系。

實驗案:

。

若子代中

,則A/a與B/b位于同一對同源染色體上。

【解析】(1)根據以上分析已知,F2

中出現了灰身∶黑身=3∶1的性狀分離比,可能是伴性遺傳也可能是常染色體遺傳的結果,若是常染色體遺傳,則性狀與性別不關聯,即后代雌雄個體中均為灰身∶黑身=3∶1;若是伴性遺傳,可能在X染色體上或位于同源區,則親本為XAXa、XAY或者XAXa、XAYa,其子代性狀之比也是3∶1,但是后代性狀要與性別相關聯,即后代雌性均為灰身,雄性個體中灰身∶黑身=1∶1。(2)根據以上分析已知,F1基因型為AaBbDd,由于F2中灰身紅眼長翅果蠅(A_B_D_)占9/16,出現的是9∶3∶3∶1的類型,則說明這三對等位基因必然有兩對是連鎖型的,即三對等位基因位于兩對同源染色體上;由于品系①②都是純合子,所以F1(AaBbDd)基因的位置關系共有3種情況:①AB連鎖,ab

連鎖,Dd

獨立位于另一對同源染色體上;②AD連鎖,ad連鎖,Bb獨立位于另一對同源染色體上;③BD連鎖,bd

連鎖,Aa

獨立位于另一對同源染色體上。這三種情況下,F1

所產生的配子種類會有差異,所以可以通過讓F1灰身紅眼長翅果蠅(AaBbDd)與品系②(aabbdd)雜交,即測交實驗,觀察子代性狀及比例來判斷究竟是哪一種情況。若子代中灰身紅眼長翅∶灰身紅眼短翅∶黑身白眼長翅∶黑身白眼短翅=1∶1∶1∶1,則說明A/a與B/b位于同一對同源染色體上。答案:(1)雌雄個體中均為灰身∶黑身=3∶1雌性均為灰身,雄性個體中灰身∶黑身=1∶1

X、Y染色體的同源區段(2)2讓F1

中的灰身紅眼長翅果蠅與品系②雜交,觀察子代性狀及比例灰身紅眼長翅∶灰身紅眼短翅∶黑身白眼長翅∶黑身白眼短翅=1∶1∶1∶1

【加固訓練】

(2021·九江二模)水稻(2n=24)是我國主要的糧食作物之一,請回答下列問題:(1)提高水稻產量的一個重要途徑是利用雜交種的雜種優勢,但雜交種只能種植一代,其原因是

,進而影響產量。

(2)水稻的抗病和感病性狀由一對等位基因控制,研究人員通常用單體(2n-1)進行基因的染色體定位,人工構建水稻的單體系(抗病)應有

種單體,若感病是由一對隱性基因控制,將感病水稻與水稻單體系中的全部抗病單體分別雜交,留種并單獨種植,當子代出現表現型以及比例為

時,可將感病基因定位于該單體所缺少的染色體上。

(3)現研究人員將抗病,感病基因(R/