内容正文:
层级Ⅲ 新情境问题——建模训练
题组一 纵览探索历程,培养科学思维
1.(2022·浙江1月选考)孟德尔杂交实验成功的重要因素之一是选择了严格自花传粉的豌豆作为材料。自然条件下豌豆大多数是纯合子,主要原因是( )
A.杂合子豌豆的繁殖能力低
B.豌豆的基因突变具有可逆性
C.豌豆的性状大多数是隐性性状
D.豌豆连续自交,杂合子比例逐渐减小
解析:选D 自然界中豌豆大多数是纯种的原因是豌豆是严格的闭花传粉和自花传粉,杂合子豌豆连续自交也会纯合化。
2.科学的研究方法是取得成功的关键。下列关于生物学实验的方法和技术的叙述正确的是( )
A.利用差速离心法可探究DNA复制的方式
B.利用减法原理可研究尖端对胚芽鞘向光生长的影响
C.先根据提出的问题作出合理假设,再用恰当的数学形式对事物的性质进行表达,即可完成数学模型的构建
D.孟德尔提出杂合子测交后代的性状分离比为1∶1,并通过实际种植豌豆演绎了这一过程
解析:选B 利用密度梯度离心法可探究DNA复制的方式,A错误;用锡箔帽和锡箔环分别套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段,研究其感光部位,利用的是减法原理,B正确;数学模型的研究步骤:提出问题→作出合理假设→根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达→对模型进行检验和修正,C错误;测交实验不属于假说内容,属于对假说的验证,D错误。
题组二 关注人体健康,体现责任担当
3.歌舞伎面谱综合征(KS)是一种以智力障碍、骨骼异常、独特面部表情为特征的神经发育障碍疾病。研究发现该病由KMT2D或KDM6A基因突变所致,KDM6A的突变形式表示为UTX和UTY。甲、乙两个家庭父母均为KS,甲家庭的女儿患病,儿子正常,其致病基因位于12号染色体;乙家庭的两个女儿均正常,但儿子有病,儿子的致病基因如图所示,致病基因UTX和UTY的显隐性效应相同。下列叙述错误的是( )
A.UTY和UTX基因是等位基因,碱基序列不同
B.甲和乙家庭中KS的致病基因均为显性基因
C.甲家庭的女儿和正常人婚配,可通过基因检测确定胎儿是否患该病
D.乙家庭的儿子和正常人婚配,孩子正常的概率是1/3
解析:选D 结合图示可知,UTY和UTX基因分别位于两条性染色体的相同位置上,是等位基因,碱基序列不同,A正确;甲和乙家庭中的双亲均患病,却生出了正常的孩子,据此可说明控制该病的致病基因为显性,B正确;甲家庭的致病基因位于常染色体上,且致病基因为显性,其患病的女儿产生的卵细胞可能不含有致病基因,因此其与正常人婚配,可通过基因检测确定胎儿是否患该病,C正确;致病基因UTX和UTY的显隐性效应相同,根据乙家庭的儿子的染色体组成可知,其产生的精子均带有致病基因,且为显性,因此,其与正常人婚配,孩子正常的概率是0,D错误。
4.肾上腺脑白质营养不良(ALD)是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用a表示)。少数女性杂合子会患病,这与女性体内两条X染色体中的一条会随机失活有关。下图1为某患者家族遗传系谱图,利用图中四位女性细胞中与此病有关的基因片段进行PCR,产物经酶切后的电泳结果如图2所示(A基因含一个限制酶切位点,a基因新增了一个酶切位点)。下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ-2个体的基因型是XAXa
B.Ⅱ-3患ALD的原因可能是来自父方的X染色体失活
C.若Ⅱ-1和一个基因型与Ⅱ-4相同的女性婚配,后代患ALD的概率为0
D.a基因新增的酶切位点位于310 bpDNA片段中
解析:选C 由题干信息可知,肾上腺脑白质营养不良(ALD)是伴X染色体隐性遗传病。由图2推测可知Ⅱ-4的基因型为 XAXA。Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3都含有与4号相同的条带,故都含有A基因,故Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3的基因型均为XAXa,A正确;据分析可知,Ⅱ-3的基因型是XAXa,其父亲Ⅰ-2基因型为XAY,故其XA来自父亲,Xa来自母亲,但含XA的Ⅱ-3依然表现为患病,故推测其患ALD的原因可能是来自父方的X染色体失活,Xa正常表达,B正确;Ⅱ-1的基因型为XaY,和一个与Ⅱ-4基因型(XAXA)相同的女性婚配,后代女儿基因型为XAXa,儿子基因型为XAY,可知所生男孩均不含致病基因,都正常,所生女孩均为杂合子,有一定概率会患病,C错误;新增的酶切位点位于310 bpDNA片段中,D正确。
题组三 引入科普情境,增长知识见识
5.果蝇的直毛与分叉毛由一对等位基因B、b控制,现让一只直毛雌果蝇与一只分叉毛雄果蝇杂交,F1中雌雄个体数相等,且直毛∶分叉毛=1∶1。欲选F1中直毛果蝇单独饲养,统计F2中果蝇的表现型(不考虑突变)。下列叙述正确的是( )
A.若F2雌雄果蝇均为直毛,则B、b位于常染色体上且直毛为隐性
B.若F2雌雄果蝇中都有直毛和分叉毛出现,则B、b一定位于X染色体上
C.若F1无子代,则B、