第18讲 遗传综合实验分析（复习课件）（北京专用）高考生物一轮复习讲练测

第18讲 遗传综合实验分析 北京专用 讲师：xxx 2026年高考一轮复习 1 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 考点一 基因位置判断 知识点1 一对等位基因位置关系的判定 知识点2 两(多)对等位基因位置关系的判定 知识点3 利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置 知识点4 遗传实验 考向1 基因位置的判断 05 学以致用·能力提升 长句作答类 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考情 分析 1．从命题题型和内容上看，该部分内容重点在非选择题中考查，难度较大，在高考中是必考内容。 2．命题趋势 （1）选择题：常以实验设计思路、结果预测、遗传机制判断为主。 （2）综合题：涉及实验方案设计、数据分析、遗传推导，侧重逻辑推理与长句表达。 3.易错点与难点 （1）忽略正反交对照，或杂交组合选择错误（如用杂合子验证基因位置）。 （2）误将“正反交结果不同”等同于基因在X染色体（需排除细胞质遗传）。 （3）对PCR、电泳等实验结果解读错误。 复习目标 1.掌握基因位置判断的方法 2.理解孟德尔定律的验证思路，能分析杂交后代比例是否符合预期。 高频考点 考查形式 真题统计 遗传综合实验分析 非选择题 ；2024北京卷，T21；2021北京卷，T20 4 02 考点突破·考向探究 考点一 基因位置判断 知识点1  一对等位基因位置关系的判定 1.基因位于常染色体还是X染色体上的判断 (1)若已知性状的显隐性 隐雌×纯合显雄 若子代雌性全为显性，雄性全为隐性，则相应基因在X染色体上。 若子代雌雄个体均为显性，则相应基因在常染色体上。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点1  一对等位基因位置关系的判定 (2)若未知性状的显隐性 正反交实验 若正反交子代雌雄表型相同，则相应基因在常染色体上。 若正反交子代雌雄表型不同，则相应基因在X染色体上。 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。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点1  一对等位基因位置关系的判定 2.基因只位于X染色体还是X、Y的同源区段的判断 已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。 基本思路一：用“隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。 纯合隐性雌×纯合显性雄XbXb×XBYB(或XBY) 雌雄个体全表现显性性状 雌性个体全表现显性性状，雄性个体全表现隐性性状 说明亲本组合为XbXb×XBYB,即基因位于X、Y染色体的同源区段上 说明亲本组合为XbXb×XBY,即基因仅位于X染色体上 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点1  一对等位基因位置关系的判定 基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。 杂合显性雌 × 纯合显性雄 若子代中雌雄个体均为显性性状→位于X、Y染色体的同源区段上。 若子代中雌性个体均为显性性状，雄性个体中既有显性性状，又有隐性性状→仅位于X染色体上。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点1  一对等位基因位置关系的判定 3.基因位于常染色体上还是 X、Y 染色体同源区段上 （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： 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点1  一对等位基因位置关系的判定 （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的性状表现来判断： 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点2  两(多)对等位基因位置关系的判定 判断两(多)对等位基因位于一对还是两对同源染色体上，实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律，还是遵循连锁与互换规律。 (1)如图所示， ①图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律； ②图中基因A/a与D/d(或基因B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律；③图中基因A/a和B/b位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点2  两(多)对等位基因位置关系的判定 (2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置(以AaBb自交为例) 性状分离比 9∶3∶3∶1 3∶1 1∶2∶1 位置图示     (3)若自交后代出现(3∶1)n的分离比(或其变式)，或测交后代出现(1∶1)n的分离比(或其变式)，则说明这n对等位基因位于非同源染色体上，且遵循自由组合定律。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置 1.利用已知基因定位 2.利用三体定位 基因型为Aaa的三体产生的配子类型及比例为Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1；基因型为AAA的三体产生的配子类型及比例为AA∶A＝1∶1；基因型为aaa的三体产生的配子类型及比例为aa∶a＝1∶1。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  利用单体、三体或缺体定位特定基因的位置 3.利用单体定位 4.利用染色体片段缺失定位 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点4  遗传实验 1.基因导入位置确定 科学家将耐盐植物的耐盐基因成功导入了某植物体内，结果发现一批植物自交后代中耐盐∶不耐盐＝3∶1，另一批植物自交后代中耐盐∶不耐盐＝15∶1。请你解释这一现象。 方案：自交后代中耐盐∶不耐盐＝3∶1的植物，其亲本只在一条染色体上导入了耐盐基因。自交后代中耐盐∶不耐盐＝15∶1的植物，其亲本两条非同源染色体上导入了耐盐基因。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  遗传实验 2.特殊配子比例分析 基因型为AaDdTt的植株产生配子的种类及比例为AtD∶aTD∶ATD∶atD∶Atd∶aTd∶ATd∶atd＝9∶9∶1∶1∶9∶9∶1∶1，请解释其产生的原因(不考虑突变和致死情况)。 解释：(1)A、t基因在一条染色体上，a、T基因在对应的同源染色体上，D、d基因在另一对同源染色体上。(2)在减数分裂过程中，Aa和Tt所在的染色体发生了部分交叉互换 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  遗传实验 3.致死类型确定 果蝇翅膀的形状有卷翅和正常翅，是由常染色体上的一对等位基因控制的。研究表明卷翅基因具有如下遗传特性：卷翅基因为显性，并且有纯合致死效应。现有卷翅雄果蝇、正常翅雌果蝇和正常翅雄果蝇，请设计实验证明卷翅基因的遗传特性。(要求：写出杂交方案并预期实验结果) 方案：让卷翅雄果蝇与正常雌果蝇杂交得到F1，再让F1中卷翅雌、雄果蝇相互交配(或F1中卷翅雌果蝇与亲代卷翅雄果蝇杂交)，F2果蝇出现卷翅∶正常翅＝2∶1，则证明卷翅基因为显性，并且有纯合致死效应。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  遗传实验 4.突变基因关系确定 研究者发现在两个纯种的小鼠品系内均发生了眼睛变小的隐性突变个体，欲通过一代杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因，请设计杂交实验并预测实验结果。 方案：让两个纯种品系的小鼠杂交，观察子代的性状。若子代小鼠的眼睛都变小，则突变的两个基因为同一基因的等位基因；若子代眼睛正常，则突变的两个基因不是同一基因的等位基因。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  遗传实验 5.基因位置确定 实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。已知：上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本定律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于第1号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一个杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于第1号同源染色体上，并预期结果和结论。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  遗传实验 5.基因位置确定 实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。已知：上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本定律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于第1号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一个杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于第1号同源染色体上，并预期结果和结论。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置判断 知识点3  遗传实验 方案：让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得F1，再让F1雌、雄果蝇杂交得F2，观察并记录F2的性状分离比。 预期实验结果和结论：①如果F2出现4种性状，其分离比为9∶3∶3∶1，则说明控制紫眼和红眼的基因不是位于第1号同源染色体上。 ②如果F2不出现9∶3∶3∶1的分离比，则说明控制紫眼和红眼的基因位于第1号同源染色体上。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 1．水稻为一年生植物，每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。 (1)甲品系具有地下茎，地下茎可使水稻进行无性繁殖，从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示，F2的性状分离比接近 ，由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。 (2)若要进一步验证上述结论，可设计的杂交方案和预期结果为        。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。 9:7 将F1与乙品系进行测交，预期结果为子代中有地下茎与无地下茎的比例为1:3 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 (3)DNA中存在许多简单重复序列（SSR），可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析，最终确定了R2和R3的位置，甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示，乙品系的相关分子标记用小写字母表示，如m1。 F1在减数分裂过程中，有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换，推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为         %。 4.05 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 (4)由于乙品系高产、口感好，且生育周期短，能实现一年两熟甚至三熟，适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种，培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系，请完善育种流程。        。 乙品系 M2、M3 自交 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 （1）根据F2有地下茎：无地下茎=3024:2237≈9:7，可知这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。 （2）要验证上述结论（即这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制），可采用测交的方法。即让F1（双杂合子）与乙品系（隐性纯合子）杂交。若遵循自由组合定律，测交后代的基因型及比例为R1r1R2r2：R1r1r2r2：r1r1R2r2：r1r1r2r2 = 1:1:1:1，表现型及比例为有地下茎 : 无地下茎=1:3。 （3）已知有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换。一个初级精母细胞减数分裂能产生4个配子，发生互换的初级精母细胞产生的4个配子中有1个是m1R2。设初级精母细胞总数为N，发生互换的初级精母细胞数为0.162N，这些细胞产生的m1R2配子数为0.162N，未发生互换的初级精母细胞不产生m1R2配子。所以F1雄配子中m1R2配子所占比例为0.162N÷4N=4.05%。 （4）乙品系高产、口感好，且生育周期短，能实现一年两熟甚至三熟，适合在我国大面积种植。利用杂交育种，培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系，育种流程为：将甲品系与乙品系杂交，获得F1（含有控制地下茎的基因，但为杂合子）；让F1与乙品系杂交，在后代中筛选含M1~M4分子标记的植株，继续与乙品系杂交，每代筛选含M2、M3分子标记的植株，最后让该类型植株自交，筛选可稳定遗传的具有地下茎的植株。图解如下： 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 2．（2025·北京顺义·一模）杂交制种指生产具有杂种优势的种子，并供应给农民用于播种。使用机械收割，有利于实现杂交种子的规模化生产。 (1)水稻花为两性花，杂交水稻TH是雄性不育系T与育性正常的恢复系H杂交获得的。机械收割前，需人工提前拔除大田中的恢复系植株，目的是         。 (2)科研人员用诱变剂处理野生型水稻，得到能结小粒的水稻M。以M为母本与野生型杂交，M所结种子（F1）为小粒，F1自交所结种子（F2）为正常籽粒，F2自交所结种子（F3）中正常籽粒：小粒≈3：1。由此可知籽粒大小是由         的基因型决定的。 防止恢复系自交种子混入杂交种子中 母本 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 (3)水稻有高秆和矮秆（由隐性基因a控制）、全绿叶和斑叶（由隐性基因b控制）之分。进行下图所示杂交实验，据子代类型及数量分析，小粒基因m与a、b在染色体上的位置及距离可描述为          。 在同一条染色体上，m位于a、b之间，且距a更近 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 (4)为精确定位m基因，研究人员筛选突变体M和野生型DNA序列中存在单个碱基差异的5个位点。提取F2结小粒种子植株的DNA，将不同株DNA等量混合扩增，然后切成含有不同差异位点的片段并进行测序。针对每个差异位点计算比值（某位点含突变体M碱基的片段数/该位点片段数总和），得出下表数据。推测        位点最可能存在于m基因上，表中V位点的理论值应为         。  III 0.5 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 (5)一般情况下，籽粒大小与籽粒数量呈负相关。科研人员已根据定位信息进一步确定m基因的序列，请绘制出利用籽粒大小的差异，通过机械筛选分离获得杂交水稻TH种子的制种流程图        。（关键词:基因编辑、混种、机械筛选筛的孔径）。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 （1）水稻花为两性花，既可以自花传粉，也可以异花传粉，育性正常的恢复系会自交，杂交水稻TH是雄性不育系T与育性正常的恢复系H杂交获得的，要想获得杂交水稻种子需要防止恢复系自交种子混入杂交种子中，因此机械收割前，需人工提前拔除大田中的恢复系植株。 （2）据题意可知，F2自交所结种子（F3）中正常籽粒：小粒≈3：1，可能该对性状由一对等位基因控制，正常籽粒对小粒为显性，假定用A/a表示控制该对性状基因，亲代小粒的水稻M（♀aa）与野生型（AA）杂交，M所结种子（F1）应该为Aa，按照孟德尔遗传规律，它应该是正常籽粒，但实际它为小粒，与母本基因型对应的表型一样，推测籽粒大小是由母本的基因型决定的，按照这一推测，F1基因型为Aa，自交后代性状由母本基因型决定，表型为正常籽粒，基因型为AA：Aa：aa=1：2：1，F2自交所结种子（F3）中正常籽粒：小粒≈3：1，符合题意，说明籽粒大小是由母本的基因型决定的推测是正确的。 （3）据题意可知，F1与小粒矮秆斑叶杂交相当于测交，根据图中的测交结果，并不是（1:1）3，不符合自由组合定律，因此这三对等位基因位于一对同源染色体上，且子代+++和mab数量较多，说明m与a、b在同一条染色体上，根据重组率可以判断基因之间距离的远近，基因之间距离越近，越不容易重组，表格中++b和ma+(这两种代表m与b的交换)的数量多于m+b和+a+（这两种代表m与a的交换），它们两者都多余于m++和+ab（这两种代表m于ab的交换）的数量，说明m位于a、b之间，且距a更近。 （4）Ⅲ号位点的比值为1，表明所有F2小粒植株的DNA中，该位点均携带突变体M的碱基（G-C），这说明Ⅲ号位点与m基因完全连锁，未发生重组，因此该位点极可能位于m基因内部或与其紧密相邻的区域。若m基因位于3号染色体（Ⅲ号位点），则6号染色体上的Ⅴ号位点与m基因遵循自由组合定律，F2小粒植株（mm）中，Ⅴ号位点的等位基因应随机来自父本或母本，理论上突变型（M碱基）与野生型碱基的比例为1：1，即比值应为0.5。 考向研析 知识夯基 考点一 基因位置的哦安短 考向1 基因位置的判断 （5）一般情况下，籽粒大小与籽粒数量呈负相关，需要筛选得到小籽粒的杂交水稻，题中给出关键词基因编辑（首先通过基因编辑技术获得m基因纯合的结小粒不育系T）、混种（将结小粒不育系T与结大粒恢复系H进行混种，产生子代）、机械筛选筛的孔径（利用机械筛选设备，根据籽粒大小的差异，设计合适的筛孔径，筛选分离出小籽粒），因此流程图为： 考向研析 知识夯基 04 真题感知·命题洞见 真题感知·命题洞见 1.（2021·北京·高考真题）玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。 (1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的         定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为         。 基因分离 2/3 34 真题感知·命题洞见 (2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”         。 实验方案 预期结果 I．转基因玉米×野生型玉米 II．转基因玉米×甲品系 III．转基因玉米自交 IV．野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒：干瘪籽粒≈1：1 ②正常籽粒：干瘪籽粒≈3：1 ③正常籽粒：干瘪籽粒≈7：1 ④正常籽粒：干瘪籽粒≈15：1 III ④/II ③ 35 真题感知·命题洞见 (3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA（见图1），使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为         。 Aa 36 真题感知·命题洞见 (4)为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒（F2）胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。 统计干瘪籽粒（F2）的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因 。 基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。 37 真题感知·命题洞见 （1）分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪=3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A/a控制，则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA或2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株基因型为Aa，所占比例约为2/3。 （2）分析题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为Aa，野生型玉米的基因型为00AA（0表示没有相关基因），转基因甲品系玉米的基因型为A0Aa，且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律，要证实该假设正确，应可选择方案III转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒（9A-A-、3A-aa、300A-）：干瘪籽粒（100aa）≈15：1；或选择方案II转基因玉米A0Aa×甲品系00Aa杂交，子代为③正常籽粒（3A0A-、1A0aa、300A-）：干瘪籽粒（00aa）≈7：1。 （3）已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA，使A基因功能丧失，甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。 38 真题感知·命题洞见 （4）用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P（基因型为AAmm）与基因型为MM的甲品系（基因型为AaMM）杂交得F1，基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒F2胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上，则类型3的数量应该与类型1的数量同样多，而实际上类型3数量极少，原因可能是：由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。 39 北京专用 讲师：xxx 2026年高考一轮复习 感谢观看 THANK YOU 40 $$