热考微专题(五) 遗传系谱图和电泳图谱(Word学案)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

该高中生物学高考复习学案系统梳理遗传系谱图和电泳图谱专题，涵盖遗传方式判断、基因型推断、基因突变类型等核心考点，结合典例解析与思维拓展，按“判断遗传方式—推导基因型—电泳结果分析”逻辑构建知识网络，通过问题导向和任务驱动引导学生自主梳理考点，形成层次分明的知识体系。 亮点在于“精研强思维”的解题过程拆解和“精练提能力”的分层自测设计，如遗传方式判断的显隐性分析步骤、电泳图谱条带对应基因型分析任务，培养科学思维与探究实践素养。学生可通过自测题诊断薄弱环节，自主提升解题能力，教师能依学情精准指导，助力因材施教。

热考微专题(五)　遗传系谱图和电泳图谱 【精研　强思维】 【典例】(2024·安徽高考)一个具有甲、乙两种单基因遗传病的家族系谱图如下。甲病是某种家族遗传性肿瘤,由等位基因A/a控制;乙病是苯丙酮尿症,因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致,由等位基因B/b控制,两对基因独立遗传。 回答下列问题。 (1)据图可知,两种遗传病的遗传方式为:甲病_________;乙病___________________________。推测Ⅱ-2的基因型是___________。  (2)我国科学家研究发现,怀孕母体的血液中有少量来自胎儿的游离DNA,提取母亲血液中的DNA,采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断。该技术的优点是_____________________________(答出2点即可)。  (3)科研人员对该家系成员的两个基因进行了PCR扩增,部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。 据图分析,乙病是由正常基因发生了碱基_________所致。假设在正常人群中乙病携带者的概率为1/75,若Ⅲ-5与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患病孩子的概率为___________;若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是前一种婚配的_______倍。因此,避免近亲结婚可以有效降低遗传病的发病风险。  (4)近年来,反义RNA药物已被用于疾病治疗。该类药物是一种短片段RNA,递送到细胞中,能与目标基因的mRNA互补结合形成部分双链,影响蛋白质翻译,最终达到治疗目的。上述家系中,选择___________基因作为目标,有望达到治疗目的。  ▶解题过程——针对第(1)问 获取关键信息:遗传系谱图中的Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ-2、Ⅱ-3。 信息处理:分别分析,先分析甲病,再分析乙病。 解决问题:分析甲病,先确定显隐性,有中生无为显性;再确定位置,由于Ⅰ-2的女儿 Ⅱ-3不患甲病,排除伴X染色体显性遗传,甲病为常染色体显性遗传。 分析乙病,先确定显隐性,无中生有为隐性;再确定位置,由于Ⅱ-2的父亲Ⅰ-2不患乙病,排除伴X染色体隐性遗传,乙病为常染色体隐性遗传。 ▶解题过程——针对第(3)问 获取关键信息:看每对基因只有一个条带的个体Ⅱ-4、Ⅱ-6、 Ⅲ-2。 解决问题:甲病为常染色体显性遗传病,判断甲病重点看没有甲病的个体Ⅱ-4、Ⅱ-6,可知a条带在上,A条带在下。乙病为常染色体隐性遗传病,判断乙病的重点看患乙病的个体Ⅲ-2,可知B条带在上,b条带在下。 【解析】本题考查遗传系谱图和核酸电泳。 (1)据题图分析,由Ⅰ-1和Ⅰ-2患甲病,Ⅱ-3、Ⅱ-5正常,推断甲病为常染色体显性遗传病;由Ⅰ-1和Ⅰ-2不患乙病,Ⅱ-2患乙病,可推断乙病为常染色体隐性遗传病。进一步分析,Ⅰ-1和Ⅰ-2基因型都为AaBb,所以Ⅱ-2的基因型为A_bb,又因为Ⅲ-2只患乙病,则其基因型为aabb,所以Ⅱ-1、Ⅱ-2的基因型分别为aaBb、Aabb。 (2)采用PCR方法可以检测胎儿的基因状况,进行遗传病诊断的优点有操作简单、准确、安全、快速等。 (3)由Ⅲ-2的基因型为aabb可确定基因a、b所对应的条带,进而推出基因A、B所对应的条带,如图所示, 由此可知Ⅱ-4、Ⅱ-6的基因型为aaBB。由于b基因的长度小于B基因,说明乙病是由于正常基因B发生了碱基的缺失。只考虑乙病Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都为Bb,可确定Ⅱ-3、Ⅱ-5的基因型为Bb的概率为2/3,所以Ⅲ-3、Ⅲ-5的基因型为Bb的概率为2/3×1/2=1/3。因为在正常人群中乙病携带者的概率为1/75,若Ⅲ-5与一个无亲缘关系的正常男子婚配,生育患病孩子的概率为1/3×1/75×1/4=1/900。若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是1/3×1/3×1/4=1/36,故若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配,生育患病孩子的概率是前一种婚配方式的25倍。 (4)通过分析可知,甲病患者相关基因型为A_,乙病患者相关基因型为bb。根据题意可知,反义RNA药物的治疗原理是阻碍蛋白质翻译的进行,所以上述家系中选择A、b基因为目标,有望达到治疗目的。 答案:(1)常染色体显性遗传　常染色体隐性遗传　Aabb (2)操作简便、准确、安全、快速等(合理即可) (3)缺失　1/900　25　(4)A、b 【思维拓展】 遗传系谱图与电泳图谱的解读 1.一基因一条带 下图为某家系中某单基因遗传病的系谱图。 分析:根据遗传系谱图判断该病为隐性遗传病,个体2男性含有两条带,判断为常染色体隐性遗传病,根据遗传系谱图和电泳图谱判断,电泳图谱中的条带Ⅱ代表患病基因(隐性基因),条带Ⅰ代表正常基因(显性基因)。 2.一基因多条带 下图为某家系中某单基因遗传病的系谱图,已知该病致病基因由正常基因突变而来,用特定限制性酶处理相关基因得到大小不同的片段后电泳,图谱如图所示: 分析:从遗传系谱图判定该病为常染色体隐性遗传病,假设由等位基因A/a控制,则1、2号基因型为Aa,4号基因型为aa,结合电泳图谱,可知条带Ⅰ为a,a上无特定酶切位点,条带Ⅱ和Ⅲ为A,A上有酶切位点。条带越大迁移越慢,离点样孔越近,条带大小为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,若条带大小Ⅱ+Ⅲ=Ⅰ,则a是由A发生碱基替换而来,Ⅱ+Ⅲ>Ⅰ,则a是由A发生碱基缺失而来,Ⅱ+Ⅲ<Ⅰ,则a是由A发生碱基增添而来。 3.两基因一条带 某遗传病由等位基因B/b控制,遗传标记(N1与N2)与B/b基因紧密连锁,可特异性标记并追踪B/b基因在家系中的遗传。如图是某家族中部分个体DNA标记成分(N1、N2)的体外复制产物电泳结果图。 分析:根据遗传系谱图判断该病为常染色体隐性遗传病,1号和2号的基因型均为Bb,3号的基因型为bb,结合电泳图谱可知,1号的N1与b连锁,N2与B连锁,而2号仅有一条N1条带,说明2号中N1既可以与B连锁,也可以和b连锁,4号含有来自1号的N2(B),含有来自2号的N1,所以4号的基因型是BB(概率为1/2)或Bb(概率为1/2)。 精练　提能力 1.(一基因一条带)(2024·新课标全国卷)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图所示,其中①~⑧为部分F2个体,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物,这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是(　　) A.①②个体均为杂合体(子),F2中③所占的比例大于⑤ B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占1/2 【解题指南】 (1)获取信息:P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物。由“这2对等位基因位于非同源染色体上”可知,两对等位基因的遗传符合自由组合定律。 (2)扫清障碍:题图P1、P2上部和下部只有1条带,可知P1、P2为纯合子;而F1上部和下部都有2条带,可知F1为杂合子。 【解析】选D。本题考查基因的自由组合定律和PCR电泳。由题图中P1、P2上部和下部只有1条带,而F1上部和下部都有2条带可知:P1、P2为纯合子,F1为杂合子,且两对等位基因的遗传符合自由组合定律。设第一对等位基因为A/a,第二对等位基因为B/b,其中,上两条条带对应A和a,具体哪一条代表A,对后面比例与电泳结果无影响,对于B和b也是如此,假设基因由上到下依次为A、a、B、b,则P1的基因型为AAbb,P2的基因型为aaBB,F1的基因型为AaBb。①的基因型为AaBB,②的基因型为Aabb,均为杂合子;F2中,③的基因型为AABb,所占比例为1/8,⑤的基因型为AABB,所占比例为1/16,③所占比例大于⑤,A正确。图中缺少aaBb基因型对应的电泳图谱,其电泳结果为3条带,分别为第2、3和4 条带,B正确。③和⑦杂交,对应的杂交组合为AABb×aabb,子代的基因型为AaBb和Aabb,②的基因型为Aabb,⑧的基因型为AaBb,电泳结果相同,C正确。①的基因型为AaBB,其自交子代的基因型及比例为AABB∶AaBB∶aaBB=1∶2∶1,④的基因型为aaBB,因此①自交子代与④电泳结果相同的占1/4,D错误。 2.(一基因多条带)下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果(不考虑XY染色体同源区段)。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳,电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段,数字表示碱基对的数目。下列说法错误的是(　　) A.甲、乙病的致病基因均位于常染色体上 B.甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致,替换后的序列可被MstⅡ识别 C.乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致 D.Ⅱ4不携带致病基因,Ⅱ8携带致病基因,两者均不患待测遗传病 【解析】选B。根据图示可知,正常夫妇生育出患病女儿,因此甲的致病基因位于常染色体上,根据电泳结果Ⅰ6为纯合子,因此该病是隐性遗传病,Ⅰ5具有两条电泳带,且携带Ⅰ6的致病基因,因此乙为常染色体隐性遗传病,A正确;甲为常染色体隐性遗传病,假设其正常基因为A,异常基因为a,根据电泳结果可知,a基因的碱基对的数目为1 350个,不能被酶切,A基因可以被酶切为1 150和200两个片段,因此甲病可能是正常基因发生碱基对的替换导致的,替换后的碱基序列不能被MstⅡ识别,B错误;根据电泳结果可知,正常机体的基因可以被切割成两个片段,而患病个体的基因不能被切割,且致病基因的碱基数显著少于正常基因,因此可能是正常基因的限制酶识别序列发生碱基对的缺失导致,不能被酶切,C正确;根据电泳结果可知,Ⅱ4不含Ⅱ3的基因,因此Ⅱ4不携带致病基因,而Ⅱ8含有Ⅰ6的基因,且和Ⅰ5的基因完全相同,因此不患病,D正确。 3.(两基因一条带)苯丙酮尿症是由PH基因编码的苯丙氨酸羧化酶异常引起的遗传病。PH基因两侧限制酶MspⅠ酶切位点的分布存在两种形式(图1)。一对夫妻生了一个患有该病的孩子,妻子再次怀孕(图2)。为确定胎儿是否患该病,提取该家庭所有成员的DNA经MspⅠ酶切后电泳分离,并利用荧光标记的PH基因片段与酶切片段杂交,得到DNA条带分布情况(图3),下列叙述正确的是(　　) A.推测④号个体一定是苯丙酮尿症患者 B.④号个体为PH基因杂合子的概率一定为2/3 C.①号个体23 kb的DNA条带中一定含有正常PH基因 D.②号个体19 kb的DNA条带中一定含有异常隐性PH基因 【解析】选C。由图2可知,苯丙酮尿症为常染色体隐性遗传病,若用A/a表示其等位基因,则①②基因型均为Aa,则①的电泳图仅有一条带,说明①的A和a条带均为23 kb,③的基因型为aa,仅有一条带,C正确;①和②均给③一条23 kb的条带,说明②的23 kb条带代表a,19 kb条带代表A,D错误;④继承了来自②的19 kb的A条带,所以④一定不是苯丙酮尿症患者,A错误;④号个体23 kb条带来自①,要么为A,要么为a,所以④号个体为PH基因杂合子的概率为1/2,B错误。 4.(电泳图谱的应用)(2024·江西高考)植物体表蜡质对耐干旱有重要作用,研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体),其颖壳蜡质合成有缺陷(本题假设完全无蜡质)。初步研究表明,突变表型是C基因突变为c,使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻所致(本题假设完全阻断),该基因的遗传符合孟德尔遗传规律,回答下列问题: (1)在C基因两侧设计引物,PCR扩增,电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT,纯合体)。据图判断,突变体Cer1中c基因的突变类型是________________。  (2)将突变体Cer1与纯合野生型杂交,F1全为野生型,F1与突变体Cer1杂交,获得若干个后代,利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA,电泳检测PCR产物,可以分别得到与如图泳道_____和泳道_____(从1~5中选择)中相同的带型,两种类型的电泳带型比例为_________。  (3)进一步研究意外发现,16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因(位于另一条染色体上)也发生了突变,产生了基因d1,其编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸序列没有发生变化,原因是________________________。  (4)假设诱变过程中突变体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变,产生基因d2。CCDD与ccd2d2个体杂交,F1的表型为野生型,F1自交,F2野生型与突变型的比例为_________;完善以下表格:  F2部分个 体基因型 棕榈酸(填 “有”或“无”) 16-羟基棕榈酸 (填“有”或“无”) 颖壳蜡质(填“有”或“无”) Ccd2d2 有 ①_____ 无 CCDd2 有 有 ②_____ 【解析】本题主要考查基因突变的类型和结果、孟德尔遗传规律的应用等相关知识。 (1)由图可知,泳道1是突变体Cer1,泳道2是野生型(WT,纯合体),泳道2只有1 960 bp,泳道1只有1 100 bp,因此判断突变体Cer1的突变类型是碱基对缺失。 (2)突变体Cer1为cc,纯合野生型为CC,则F1为Cc,F1与突变体Cer1杂交后代中Cc∶cc=1∶1,电泳检测PCR产物,可以分别得到与泳道3和泳道1中相同的带型,两种类型的电泳带型比例为1∶1。 (3)编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸序列没有发生变化,原因是密码子的简并。 (4)由题意可知,C/c、D/d2基因遵循基因的自由组合定律,因此CCDD与ccd2d2个体杂交,F1基因型为CcDd2,表型为野生型,F1(CcDd2)自交,F2野生型与突变型的比例为C-D-∶(ccD-+C-d2d2+ccd2d2)=9∶7;Ccd2d2含有C基因无D基因,有16-羟基棕榈酸,但因为16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必须有D基因,故无颖壳蜡质;CCDd2含有C基因和D基因,有16-羟基棕榈酸,也有颖壳蜡质。 答案:(1)碱基对的缺失　(2)3　1　1∶1　 (3)密码子的简并　(4)9∶7　有　有 - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $