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热考主题•真题集训(六) 融合生产、生活情境信息的遗传分析题
命题分析:运用遗传规律和伴性遗传的特点解释和分析生产、生活中的遗传现象是高考常见的命题形式。该类试题情境相对简短,但信息含量较大,要求考生在审题时字斟句酌,在充分理解信息的基础上,结合遗传规律进行推理论证,从而做到“对症下药”。
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一、选择题
1.(2024·重庆高考)白鸡(tt)生长较快,麻鸡(TT)体形大更受市场欢迎,但生长较慢。因此育种场引入白鸡,通过杂交改良麻鸡。麻鸡感染ALV(逆转录病毒)后,来源于病毒的核酸插入常染色体使显性基因T突变为t,生产中常用快慢羽性状(由性染色体的R、r控制,快羽为隐性)鉴定雏鸡性别。现以雌性慢羽白鸡、雄性快羽麻鸡为亲本,下列叙述正确的是( )
A.一次杂交即可获得T基因纯合麻鸡
B.快羽麻鸡在F1中所占的比例可为1/4
C.可通过快慢羽区分F2中雏鸡性别
D.t基因上所插入核酸与ALV核酸结构相同
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解析:鸡的性别决定方式为ZW型,雌性的性染色体组成为ZW,而雄性的性染色体组成为ZZ。由题干信息可知,雌性慢羽白鸡的基因型为ttZRW,若感染ALV,且使显性基因T突变为t,则雄性快羽麻鸡的基因型为TtZrZr,一次杂交子代的基因型为TtZRZr、TtZrW、ttZRZr、ttZrW,不能获得T基因纯合麻鸡,快羽麻鸡(TtZrW)在F1中所占的比例为1/4;若未感染ALV,或感染ALV后未能使T突变为t,则雄性快羽麻鸡的基因型可能为TTZrZr,一次杂交子代的基因型为TtZRZr、TtZrW,不能获得T基因纯合麻鸡,快羽麻鸡(TtZrW)在F1中所占的比例为1/2。综合上述两种类型可知,A错误,B正确。只考虑快慢羽,F1的基因型为ZRZr、ZrW,F2的基因型为ZRZr、ZrZr、ZRW、ZrW,无法通过快慢羽区分F2中雏鸡性别,C错误。t基因为双链的DNA结构,ALV为逆转录病毒,其核酸为单链的RNA结构,二者的结构不同,D错误。
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2.(2024·贵州高考)人类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性,位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲;一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是 ( )
A.甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因
B.乙的一个精原细胞在减数分裂Ⅰ中期含四个单眼皮基因
C.甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲
D.甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/4
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解析:假设人类的双眼皮基因和单眼皮基因用A、a表示,B、b表示色盲相关基因。一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲,则甲的基因型为aaXBXb;一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮,则乙的基因型为AaXBY。甲的1个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因b,A正确;乙的基因型为AaXBY,减数分裂前的间期,DNA进行复制,减数分裂Ⅰ中期含两个单眼皮基因,B错误;甲不患色盲,一定有一个显性基因B,其父亲患色盲,有b基因,会遗传给甲,所以甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲,C正确;甲的基因型为aaXBXb,乙的基因型为AaXBY,甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/2×1/2=1/4,D正确。
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3.(2024·浙江6月选考)某昆虫的翅型有正常翅和裂翅,体色有灰体和黄体,控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传,且均不位于Y染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,F1表型及比例为裂翅灰体雌虫∶裂翅黄体雄虫∶正常翅灰体雌虫∶正常翅黄体雄虫=2∶2∶1∶1。让全部F1相同翅型的个体自由交配,F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的 ( )
A.1/12 B.1/10
C.1/8 D.1/6
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解析:假设控制翅型的基因为A、a,控制体色的基因为B、b,已知控制翅型和体色的两对等位基因独立遗传,可知两对基因的遗传遵循自由组合定律。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,F1中雌虫全为灰体,雄虫全为黄体,又因为控制翅型和体色的两对等位基因均不位于Y染色体上,因此可推测控制体色的基因位于X染色体上,且黄体为隐性性状。裂翅黄体雌虫与裂翅灰体雄虫杂交,F1出现了正常翅性状,可以推测裂翅为显性性状,正常翅为隐性性状,且控制翅型的基因位于常染色体上。由以上分析可以推出亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb,裂翅灰体雄虫的基因型为AaXBY。
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AaXbXb和AaXBY杂交,正常情况下,F1中裂翅∶正常翅=3∶1,实际得到的F1中裂翅∶正常翅=2∶1,推测AA存在致死情况,则F1的基因型及比例为AaXBXb(裂翅灰体雌虫)∶AaXbY(裂翅黄体雄虫)∶aaXBXb(正常翅灰体雌虫)∶aaXbY(正常翅黄体雄虫)=2∶2∶1∶1。将两对基因分开计算,F1中Aa∶aa=2∶1,则让全部F1相同翅型的个体自由交配,可表示为 2/3Aa和Aa自由交配、1/3aa和aa自由交配,已知AA存在致死情况,因此F2中Aa∶aa=2∶3,即Aa占2/5,aa占3/5。再分析XBXb和XbY,后代产生黄体雄虫(XbY)的概率是1/4,综上可知,F2中裂翅黄体雄虫(AaXbY)占F2总数的比例=2/5×1/4=1/10,B正确。
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4.(2024·全国甲卷)果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制,其中弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状,控制灰体、黄体性状的基因位于X染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得F1,F1相互交配得F2。在翅型、体色和眼色性状中,F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的亲本组合是 ( )
A.直翅黄体♀×弯翅灰体
B.直翅灰体♀×弯翅黄体
C.弯翅红眼♀×直翅紫眼
D.灰体紫眼♀×黄体红眼
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解析:根据题干信息假设:翅型由A和a控制,体色由B和b控制,眼色由D和d控制,因此可以写出四个选项中亲本及F1的基因型,见下表:
亲本组合 亲本基因型 F1基因型
直翅黄体♀×弯翅灰体 AAXbXb×aaXBY AaXBXb、aXbY
直翅灰体♀×弯翅黄体 AAXBXB×aaXbY AaXBXb、aXBY
弯翅红眼♀×直翅紫眼 aaDD×AAdd AaDd
灰体紫眼♀×黄体红眼 ddXBXB×DDXbY DdXBXb、dXBY
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A项中F1基因型为AaXBXb、AaXbY,F1雌雄交配后F2的性状分离比为直翅灰体∶直翅黄体∶弯翅灰体∶弯翅黄体=3∶3∶1∶1,A符合题意;B项中F1基因型为AaXBXb、AaXBY,F1雌雄交配后F2的性状分离比为直翅灰体∶直翅黄体∶弯翅灰体∶弯翅黄体=9∶3∶3∶1,B不符合题意;C项中F1基因型为AaDd,F1雌雄交配后F2的性状分离比为直翅红眼∶直翅紫眼∶弯翅红眼∶弯翅紫眼=9∶3∶3∶1,C不符合题意;D项中F1基因型为DdXBXb、DdXBY,F1雌雄交配后F2的性状分离比为灰体红眼∶灰体紫眼∶黄体红眼∶黄体紫眼=9∶3∶3∶1,D不符合题意。
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5.(2022·广东高考)遗传病检测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇,生育了一个表型正常的女儿和一个患镰刀型细胞贫血症(镰状细胞贫血)的儿子(致病基因位于11号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员自愿进行了相应的基因检测(如图所示)。下列叙述错误的是 ( )
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A.女儿和父母基因检测结果相同的概率是2/3
B.若父母生育第三胎,此孩携带该病致病基因的概率是3/4
C.女儿将该病致病基因传递给下一代的概率是1/2
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
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解析:据题意和题图的基因检测结果可知,镰刀型细胞贫血症为常染色体隐性遗传病,设相关基因为A/a,则父母的基因型均为Aa,儿子的基因型为aa,女儿的基因型为1/3AA、2/3Aa。由试题分析可知,女儿和父母基因检测结果相同的概率为2/3,A正确;若父母生育第三胎,则第三胎孩子的基因型为1/4AA或2/4Aa或1/4aa,故此孩携带该病致病基因的概率为3/4,B正确;女儿的基因型为1/3AA、2/3Aa,故女儿将该病致病基因传递给下一代的概率为2/3×1/2=1/3,C错误;该家庭的基因检测信息应受到保护,以避免基因歧视,D正确。
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6.(2024·重庆高考)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
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解析:假设与该病有关的基因为A/a,逐项分析如下:若该病是常染色体隐性遗传病(选项A),则该家系成员的基因组成为图1。若该病是常染色体显性遗传病(选项B),则该家系成员的基因组成为图2。
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若该病是伴X染色体隐性遗传病(选项C),则该家系成员的基因组成为图3。
若该病是伴X染色体显性遗传病(选项D),则该家系成员的基因组成为图4。
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综上分析,按照常染色体隐性遗传病推断的话,患者父亲需要均是致病基因携带者,但患者父亲均为外来家系,携带致病基因的概率极低,所以该病是常染色体隐性遗传病的可能性极低,A符合题意。
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7. (2024·江西高考,改编)某种鸟类的羽毛颜色有黑色(存在黑色素)、黄色(仅有黄色素,没有黑色素)和白色(无色素)3种。该性状由2对基因控制,分别是Z染色体上的1对等位基因A/a(A基因控制黑色素的合成)和常染色体上的1对等位基因H/h(H基因控制黄色素的合成)。对图中杂交子代的描述,错误的是 ( )
A.黑羽、黄羽和白羽的比例是2∶1∶1
B.黑羽雄鸟的基因型是HhZAZa
C.黄羽雌鸟的基因型是HhZaW
D.白羽雌鸟的基因型是hhZaW
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解析:根据题意,可得出基因型与表型的对应关系:黑羽为_ _ZAZ—和_ _ZAW;黄羽为H_ZaZa和H_ZaW;白羽为hhZaZa和hhZaW。根据图中杂交组合,亲本的基因型为HhZAW和hhZaZa,则子代的基因型为HhZAZa(黑羽雄鸟)、hhZAZa(黑羽雄鸟)、HhZaW(黄羽雌鸟)和hhZaW(白羽雌鸟),黑羽∶黄羽∶白羽=2∶1∶1,A、 C 、 D正确,B错误。
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8. (2022·河北高考,改编)囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,其中约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失。研究者设计了两种杂交探针(能和特异的核酸序列杂交的DNA片段):探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交,结果如图。下列叙述正确的是( )
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A.利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断
B.乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失
C.丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因
D.如果丙家系Ⅱ-2表型正常,用这两种探针检测出两条带的概率为1/2
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解析:据图中信息可知,丙家系中Ⅰ-1与Ⅱ-1的分子杂交结果相同,但Ⅰ-1正常,Ⅱ-1患病,因此利用这两种探针不能对丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断,A错误;由乙家系成员的分子杂交结果可知,各成员都只含Phe508正常的CFTR基因,B正确;丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列不同的CFTR基因,一个是Phe508正常的CFTR基因,另一个是Phe508缺失的CFTR基因,C错误;假设Phe508正常的CFTR基因为A,Phe508缺失的CFTR基因为a1,其他位点突变的CFTR基因为a2,分析可知,丙家系中Ⅰ-1的基因型为Aa1,Ⅰ-2的基因型为Aa2,如果丙家系中Ⅱ-2表型正常,则其基因型为AA、Aa1或Aa2,用题中两种探针检测出两条带的概率为1/3,D错误。
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二、非选择题(除特别注明外,每空2分)
9.(12分)(2024·湖南高考)色盲可分为红色盲、绿色盲和蓝色盲等。红色盲和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传,分别由基因L、M突变所致;蓝色盲属常染色体显性遗传,由基因s突变所致。回答下列问题:
(1)一绿色盲男性与一红色盲女性婚配,其后代可能的表型及比例为 或__________________________;其表型正常后代与蓝色盲患者(Ss)婚配,其男性后代可能的表型及比例为___________________________________
_________________________ (不考虑突变和基因重组等因素)。
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正常女性∶红色盲男性=1∶1
正常女性∶绿色盲女性∶红色盲男性∶
红绿色盲男性=1∶1∶1∶1
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解析:根据题意分析,绿色盲男性的基因型为XLmY,红色盲女性的基因型为XlMXlM或XlMXlm,若该女性的基因型为XlMXlM,则后代的基因型及比例为XLmXlM∶XlMY=1∶1,表型及比例为正常女性∶红色盲男性=1∶1;若该女性的基因型为XlMXlm,则后代的基因型及比例为XLmXlM∶XLmXlm∶XlMY∶
XlmY=1∶1∶1∶1,表型及比例为正常女性∶绿色盲女性∶红色盲男性∶红绿色盲男性=1∶1∶1∶1。无论哪种情况,后代的正常个体只有女性,且基因型为XlMXLm,若同时考虑蓝色盲,其基因型为ssXlMXLm,而蓝色盲男性的基因型为SsXLMY,两者婚配,其男性后代的基因型及比例为SsXLmY∶SsXlMY∶
ssXLmY∶ssXlMY=1∶1∶1∶1,表型及比例为绿蓝色盲∶红蓝色盲∶绿色盲∶红色盲=1∶1∶1∶1。
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(2)1个L与1个或多个M串联在一起,Z是L上游的一段基因间序列,它们在X染色体上的相对位置如图a。为阐明红绿色盲的遗传病因,研究人员将男性红绿色盲患者及对照个体的DNA酶切产物与相应探针杂交,酶切产物Z的结果如图b,酶切产物BL、CL、DL、BM、CM和DM的结果见下表,表中数字表示酶切产物的量。
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BL CL DL BM CM DM
对照 15.1 18.1 33.6 45.5 21.3 66.1
甲 0 0 0 21.9 10.9 61.4
乙 15.0 18.5 0 0 0 33.1
丙 15.9 18.0 33.0 45.0 21.0 64.0
丁 16.0 18.5 33.0 45.0 21.0 65.0
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①若对照个体在图a所示区域的序列组成为“Z+L+M+M”,则患者甲最可能的组成为___________________ (用Z、部分Z,L、部分L,M、部分M表示)。
②对患者丙、丁的酶切产物Z测序后,发现缺失Z1或Z2,这两名患者患红绿色盲的原因是_________________________________。
③本研究表明:红绿色盲的遗传病因是______________________
________________________________。
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部分Z+M+部分M
Z发生突变,导致L、M基因无法表达
L、M基因的共用调控序
列发生突变或L、M基因发生突变
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解析:①根据对照组的实验结果可知,若对照组的序列组成为Z+L+M+M,患者甲的Z序列的电泳结果和对照组不同,且电泳距离更远,因此片段较小,只具有部分Z片段;患者甲BL、CL和DL均缺失,因此不含L片段;对照组含有两个M片段,其BM、CM和DM的量分别为45.5、21.3和66.1,而患者甲BM、CM和DM的量分别为21.9、10.9和61.4,其BM、CM的量约为对照组的一半,而DM的量和对照组相差不大,因此患者甲含有一个完整的M片段和第二个M片段的DM区,因此其序列组成表示为部分Z+M+部分M。
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②患者丙和患者丁的L和M片段的相关结果和对照组相比差异不大,但缺失Z1或Z2,说明Z1或Z2的缺失会影响L和M基因的表达,从而使机体患病,因此其患病的原因是Z发生突变,导致L、M基因无法表达。③结合①②的结果并分析甲、乙、丙和丁的检测结果可知,红绿色盲的遗传病因是L、M基因的共用调控序列发生突变或L、M基因发生突变。
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10.(11分)(2024·广东高考)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)是一种罕见的口腔遗传病,严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年,我国科学家对某一典型的HGF家系(如图)进行了研究,发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
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回答下列问题:
(1)据图分析,HGF最可能的遗传方式是____________________。假设该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式,Ⅳ2生育一个患病子代的概率为_________ (列出算式即可)。
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常染色体显性遗传病
(1+p)/2
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解析:由题图可知,Ⅱ1(不患病)与患病的Ⅱ2生出患病的女儿Ⅲ3,可排除伴X染色体隐性遗传;Ⅲ4(患病)与不患病的Ⅲ5生出不患病的女儿Ⅳ4,可排除伴X染色体显性遗传;该家系中患该病的男性和女性数量相当且代代遗传,因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传。假设该病由基因A/a控制,则致病基因A的基因频率为p,正常基因a的基因频率为1-p,Ⅳ2的基因型为Aa,产生配子的基因型为1/2A和1/2a;正常人中基因型为AA的概率为p2,基因型为Aa的概率为2p(1-p),基因型为aa的概率为(1-p)2;Ⅳ2与基因型为AA的男性生育患病子代的概率为p2,与基因型为Aa的男性生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4,与基因型为aa的男性生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2,故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。
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(2)为探究ZNF862基因的功能,以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验,简要写出设计思路:_________________________________
__________________________________________________________ (3分)。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,可制备携带该突变基因的转基因小鼠,然后比较______________________________的差异。
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将正常细胞分为甲、乙两组,其中甲组
敲除ZNF862基因,观察甲、乙两组细胞表型从而探究该基因的功能
转基因小鼠和正常小鼠牙龈
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解析:为探究ZNF862基因的功能,从细胞水平分析,可将正常细胞分为甲、乙两组,其中甲组敲除ZNF862基因,观察甲、乙两组细胞表型从而探究该基因的功能。从个体水平分析,通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。
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(3)针对HGF这类遗传病,通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由。_____________________
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解析:一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病,因为该方式违反法律和伦理,且存在安全隐患。
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不可以,违反法律和伦理,
且存在安全隐患
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