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人教(2019)生物必修2(知识点+跟踪检测)
第4讲 人类遗传病和基因定位
【课标导航】
1.人类遗传病
2.人类基因组计划
(1)内容:绘制人类遗传信息的地图。
(2)目的:测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。
(3)意义:认识人类基因的组成、结构、功能及相互关系,有利于诊治和预防人类疾病。
3.调查人群中的遗传病(实验)
(1)实验原理
①人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。
②遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解其发病情况。
(2)实验步骤
[基础微点练清]
1.判断正误
(1)先天性疾病都是遗传病(×)
[新人教版必修2 P96“概念检测”T1(1)]
(2)通过遗传咨询、产前诊断和基因检测,可以完全避免遗传病的发生[新人教版必修2 P96“概念检测”T1(3)](×)
(3)单基因遗传病是受一个基因控制的疾病(×)
(4)人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病(√)
(5)单基因遗传病是受一个基因控制的疾病(×)
(6)单基因突变可以导致遗传病(√)
(7)携带遗传病基因的个体一定会患遗传病(×)
(8)哮喘病、青少年型糖尿病都属于多基因遗传病(√)
2.预防和减少出生缺陷,是提高出生人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列有关预防和减少出生缺陷的叙述,正确的是( )
A.禁止近亲结婚可杜绝遗传病患儿的降生
B.遗传咨询可确定胎儿是否患唐氏综合征
C.产前诊断可初步确定胎儿是否患猫叫综合征
D.产前诊断可确定胎儿是否患所有的先天性疾病
解析:选C 禁止近亲结婚可降低遗传病患儿的降生;唐氏综合征和猫叫综合征都属于染色体异常遗传病,通过遗传咨询都不能确定胎儿是否患病,通过产前诊断都可以初步确定;先天性疾病不一定是遗传病,因此不一定能通过产前诊断来确定。
3.如图为某遗传病的家系图(相关基因用A、a表示),据图可以判断( )
A.该病为常染色体显性遗传病
B.Ⅰ1的基因型为XAXa,Ⅰ2的基因型为XaY
C.如果该病为隐性遗传病,则Ⅰ1为杂合子
D.如果该病为显性遗传病,则Ⅰ2为杂合子
解析:选C 由图无法判断该病是哪种遗传病,A错误。由于不能判断该病的遗传方式,基因型也就无法推知,B错误。如果该病是隐性遗传病,由于Ⅱ4是患者,无论该病是常染色体隐性遗传病还是伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ4都有两个致病基因,并分别来自其双亲,因此Ⅰ1为杂合子。如果该病是显性遗传病,分两种情况,当为常染色体显性遗传病时,Ⅰ2可表示为Aa,是杂合子;当为伴X染色体显性遗传病时,Ⅰ2可表示为XAY,是纯合子,C正确,D错误。
4.人体细胞内第21号染色体上的短串联重复序列(STR,一段核苷酸序列)可作为遗传标记,对21三体综合征作出快速的基因诊断。现有一个21三体综合征患儿,他的该遗传标记基因型为++-,患儿父亲该遗传标记基因型为+-,患儿母亲该遗传标记基因型为--。下列叙述正确的是( )
A.该患儿致病基因来自父亲
B.异常的卵细胞中有2条21号染色体
C.异常的精子中有2条21号染色体
D.该患儿的母亲再生一个21三体综合征婴儿的概率为50%
解析:选C 21三体综合征是染色体数目异常遗传病,因此题中给出的标记基因,不是致病基因。由于患儿遗传标记基因型为++-,其父亲该遗传标记基因型为+-,母亲该遗传标记基因型为--,所以其致病原因是父亲精子21号染色体有2条。因为双亲产生染色体异常配子的概率不确定,因此母亲再生一个21三体综合征婴儿的概率不能确定。
5.假设每一代中均既有男性又有女性,那么,下列哪组单基因遗传病肯定会表现出“代代相传且男女患病概率不同”的特点( )
A.常染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病、伴Y染色体遗传病
B.常染色体隐性遗传病、伴X染色体显性遗传病、伴Y染色体遗传病
C.常染色体显性遗传病、伴X染色体显性遗传病、伴Y染色体遗传病
D.伴X染色体显性遗传病、伴Y染色体遗传病
解析:选D 常染色体显性和隐性遗传病的遗传与性别无关,后代男女患病概率相同,不会出现男女患病概率不同的现象。伴X染色体显性遗传病代代相传,且女患者多于男患者;伴Y染色体遗传病具有代代相传的特点,且患者都为男性,即男女患病概率不同,D项符合题意。
6.(新人教版必修2 P96“拓展应用”T2(3))我国相关法规规定,35岁以上的孕妇必须进行产前诊断,以筛查包括唐氏综合征在内的多种遗传病。这样做的原因是什么?有哪些社会意义?
提示:当母亲的生育年龄超过35岁时,子女患其他遗传病的概率会大幅增加,因此,对35岁以上的孕妇进行产前诊断,以筛查包括唐氏综合征在内的多种遗传病,可以避免遗传病患儿的出生。这样可以有效地提高人口质量,保障优生优育;同时,这也是对孕妇及其家庭的关怀。
一、人类遗传病的类型和调查(实验)
[试考题·查欠缺]
1.(2021·浙江选考)遗传病是生殖细胞或受精卵遗传物质改变引发的疾病。下列叙述正确的是( )
A.血友病是一种常染色体隐性遗传病
B.X连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男”
C.重度免疫缺陷症不能用基因治疗方法医治
D.孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关
解析:选D 血友病是一种伴X染色体隐性遗传病,A错误;X染色体连锁遗传病既可传给女儿,也可传给儿子,B错误;重度免疫缺陷症可用基因治疗的方法医治,C错误;随母亲的生育年龄增大,患染色体畸变等遗传病的概率加大,D正确。
2.(海南高考)人苯丙酮尿症由常染色体上的隐性基因m控制,在人群中发病极低。理论上,下列推测正确的是( )
A.人群中M和m的基因频率均为1/2
B.人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等
C.苯丙酮尿症患者母亲的基因型为Mm和mm的概率相等
D.苯丙酮尿症患者与正常人婚配所生儿子患苯丙酮尿症的概率为1/2
解析:选B 各种基因型的比例未知,人群中M和m的基因频率无法计算,A错误;该病为常染色体隐性遗传病,人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等,B正确;苯丙酮尿症患者(基因型为mm)母亲的基因型可能为Mm或mm,概率无法计算,C错误;苯丙酮尿症患者(mm)与正常人(MM或Mm)婚配,所生儿子患苯丙酮尿症(mm)的概率为0或1/2,D错误。
3.(2021·温州模拟)下列疾病中不属于遗传病的是( )
A.流感 B.唇裂
C.白化病 D.21 三体综合征
解析:选A 流感是由于流感病毒入侵人体而引起的,人体遗传物质没有发生改变,不属于遗传病;唇裂属于多基因遗传病;白化病是由常染色体上的隐性致病基因控制的疾病,属于单基因遗传病;21 三体综合征是由于体细胞中21号染色体多一条引起的,属于染色体异常遗传病。
[强知能·补欠缺]
1.明辨先天性疾病、家族性疾病与遗传病的关系
项目 先天性疾病 家族性疾病 遗传病
划分依据 疾病发生时间 疾病发生的人群 发病原因
三者关系 (1)先天性疾病不一定是遗传病,如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障 (2)家族性疾病不一定是遗传病,如由于食物中缺少维生素A,家族中多个成员患夜盲症 (3)大多数遗传病是先天性疾病,但有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来,因此后天性疾病不一定不是遗传病
2.澄清有关遗传病调查的两个易混点
(1)遗传病发病率与遗传方式的调查范围不同
项目 调查对象及范围 注意事项 结果计算及分析
遗传病发病率 广大人群随机抽样 考虑年龄、性别等因素,群体足够大 患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传病遗传方式 患者家系 正常情况与患病的情况 分析致病基因的显隐性及所在染色体类型
(2)并非所有遗传病都可进行发病率和遗传方式的调查:遗传病调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等。多基因遗传病容易受环境因素影响,不宜作为调查对象。
[练题点·全过关]
1.在分组开展人群中红绿色盲遗传病的调查时,做法错误的是( )
A.在某个典型的患者家系中调查,以判断遗传方式
B.在人群中随机抽样调查,以计算发病率
C.调查发病率时,应保证样本足够大且性别比例相当
D.若某小组的数据偏差较大,汇总时应舍弃
解析:选D 调查遗传病的遗传方式应在患者家系中调查,A正确。调查发病率应在人群中随机调查,并且样本应足够大,男女比例还应相当,B、C正确。调查过程中,所有的数据都不能舍弃,D错误。
2.(2021年1月新高考8省联考·福建卷)父母表现正常,儿子患某种显性遗传病。对该患病男子进行基因组测序后,发现与该病有关联的N基因发生变异,变异位点在X染色体的以下碱基序列区段中。下列叙述正确的是( )
A.变异的N基因来源于该男子自身突变或其母亲的基因突变
B.进行基因组测序时要测定该男子的23条染色体的碱基序列
C.在人群中调查该病的发病率发现患者中男性多于女性
D.若该男子与正常女性结婚,生育正常女孩的概率是1/2
解析:选A 由题意可知,该男子变异的N基因位于X染色体,且男性的X染色体来自母亲,则该男子变异的N基因来源于该男子自身突变或其母亲的基因突变,A正确;进行基因组测序时要测定该男子的22条常染色体和性染色体X、Y的碱基序列,共测定24条染色体的碱基序列,B错误;该病为伴X染色体显性遗传病,女性有两条X染色体,出现致病基因的概率更大,因此人群中男性发病率小于女性,C错误;若该男子与正常女性结婚,其女儿一定会遗传该男性的X染色体,则生育正常女孩的概率是0,D错误。
3.下图为某医院对某单基因遗传病患者家系进行的调查结果。已知Ⅲ1无该病的致病基因,下列说法错误的是( )
A.可在该患者家系中调查此病的遗传特点
B.该病的遗传方式为常染色体遗传
C.在产前对胎儿进行染色体检查可预防该病
D.该病为显性遗传,Ⅳ1是杂合子的概率为1
解析:选C 要调查某遗传病的遗传特点,通常在该患者家系中开展,A正确;由分析可知,该病为常染色体上的显性致病基因控制的遗传病,因此,在产前对胎儿进行染色体检查不能预防该病,B正确,C错误;该病为常染色体显性遗传,因此,Ⅳ1是杂合子的概率为1,D正确。
二、基因定位的遗传实验设计与分析
题型一 探究基因位于常染色体上还是X染色体上
1.若已知性状的显隐性
2.若未知性状的显隐性
[针对训练]
1.(2021·北京西城区模拟)XY型性别决定的某种雌雄异株的植物,其紫花与红花的遗传受一对等位基因的控制。为研究这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上,选取四株植物进行了如下实验:为达成实验目的,还需补充( )
组别 亲本组合 F1
实验一 甲(紫花♀)×乙(红花♂) 紫花∶红花=1∶1
实验二 丙(红花♀)×丁(紫花♂) 紫花∶红花=1∶1
实验三 甲(紫花♀)×丁(紫花♂) 紫花∶红花=3∶1
A.植株甲和植株乙是否为纯合子的信息
B.实验一F1中两种花色植株性别比例的数据
C.实验二或三F1中红花植株性别比例的数据
D.乙×丙杂交实验获取F1中花色及性别的数据
解析:选C 根据实验三可知,紫花对红花为显性,因此可推出实验一和实验二均为测交实验,且实验二为隐性雌与显性雄进行的杂交实验,因此只要知道实验二或三F1中两种花色或其中一种花色的性别即可判断出基因的位置。
2.(2017·全国卷Ⅰ,节选)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若__________________,则说明M/m是位于X染色体上;若__________________,则说明M/m是位于常染色体上。
解析:若M/m位于常染色体上,则白毛个体中雌雄比例为1∶1;若M/m位于X染色体上,则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY,其中白色个体均为雄性。
答案:白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1
题型二 探究基因位于X、Y染色体的同源区段上还是只位于X染色体上
1.适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
2.基本思路
基本思路一:用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交,观察分析F1的性状。即:
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。即:
[针对训练]
3.科学家研究黑腹果蝇时发现,刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段,则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB,若仅位于X染色体上,则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干,请利用一次杂交实验来推断这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上,写出遗传图解,并简要说明推断过程。
答案:
用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交,若子一代雌雄果蝇均为刚毛,则这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上;若子一代雄果蝇为截刚毛,雌果蝇为刚毛,则这对等位基因仅位于X染色体上。
题型三 探究基因位于X、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上
1.设计思路:隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌雄个体杂交获得F2,观察F2表现型情况。即:
2.结果推断
若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现 则该基因位于常染色体上
若F2中雄性个体全表现为显性性状,雌性个体中既有显性性状又有隐性性状 则该基因位于X、Y染色体的同源区段上
[针对训练]
4.果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因;同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区,棒眼(E)对圆眼(e)为显性,现有足够的纯合雌雄棒眼果蝇和纯合雌雄圆眼果蝇个体,请用杂交实验的方法推断这对基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上,写出实验方法、推断过程和相应遗传图解。
答案:将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交,得到足够多的F1个体,再选择F1中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得F2。
①若F2中雄性全为棒眼,雌性既有棒眼又有圆眼,则E、e位于X、Y染色体的同源区段。其遗传图解如下:
②若F2中雌雄个体均有棒眼和圆眼,则E、e位于常染色体上。其遗传图解如下:
题型四 数据信息分析法或调查法探究基因的位置
若后代中两种表现型在雌雄个体中比例一致,说明遗传与性别无关,则可确定基因在常染色体上;若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则可确定基因在性染色体上。分析如下:
1.根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断
灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛
雌蝇 3/4 0 1/4 0
雄蝇 3/8 3/8 1/8 1/8
据表格信息:灰身与黑身的比例,雌蝇中3∶1,雄蝇中也为3∶1,二者相同,故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例,雌蝇中4∶0,雄蝇中1∶1,二者不同,故为伴X染色体遗传。
2.依据遗传调查所得数据进行推断
[针对训练]
5.控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上,还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题。已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制,但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上,还是Y染色体上,请你设计一个简单的调查方案进行调查,并预测调查结果。
方案:(1)寻找暗红眼的果蝇进行调查,统计_____________________________________。
结果:(2)①_____________________________________________________,则r基因位于常染色体上;
②________________________________________________________________________,则r基因位于X染色体上;
③________________________________________________________________________,则r基因位于Y染色体上。
解析:(1)因为是通过调查来判断r基因位于哪条染色体上,在性染色体上暗红眼性状会和性别有关,所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。(2)如果暗红眼的个体中雄性和雌性数目相当,几乎是1∶1,说明r基因最可能位于常染色体上。r基因是隐性基因,如果暗红眼的个体中雄性多于雌性,说明r基因最可能位于X染色体上。如果暗红眼的个体全是雄性,r基因应位于Y染色体上。
答案:(1)具有暗红眼果蝇的性别比例 (2)①若具有暗红眼的个体,雄性与雌性数目差不多 ②若具有暗红眼的个体,雄性多于雌性 ③若具有暗红眼的个体全是雄性
一、选择题
1.下列关于人类遗传病的叙述,错误的是( )
A.单基因突变可以导致遗传病
B.染色体结构的改变可以导致遗传病
C.近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险
D.环境因素对多基因遗传病的发病无影响
解析:选D 人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病;近亲结婚可导致隐性遗传病的发病率增加;多基因遗传病具有家族聚集性,且易受环境因素的影响。
2.如图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。据图判断下列叙述中错误的是( )
A.同卵双胞胎比异卵双胞胎更易同时发病
B.同卵双胞胎同时发病的概率受非遗传因素影响
C.异卵双胞胎中一方患病时,另一方可能患病
D.同卵双胞胎中一方患病时,另一方也患病
解析:选D 图示的调查结果表明,同卵双胞胎中两者均发病的百分比较高,但并不是全都同时发病,A正确,D错误。同卵双胞胎的基因型相同,一方发病而另一方正常,即表现型不同,因此发病与否受非遗传因素影响,B正确;异卵双胞胎中两者均发病的比例很小,一方发病时,另一方可能患病,也可能正常,C正确。
3.如图所示是一种遗传性代谢缺陷病,由编码α 半乳糖苷酶A的基因突变所致。通过基因测序已知该家系中表现正常的男性不携带致病基因。下列分析错误的是( )
A.该病可通过测定α 半乳糖苷酶A的活性进行初步诊断
B.该病属于伴X染色体隐性遗传病
C.Ⅲ2一定不携带该病的致病基因
D.可利用基因测序技术进行产前诊断来确定胎儿是否患有此病
解析:选C 由题意分析可知,编码α 半乳糖苷酶A的基因突变导致该病,故该病可通过测定α 半乳糖苷酶A的活性进行初步诊断,A正确;已知该家系中表现正常的男性不携带致病基因,而Ⅰ1、Ⅰ2正常,Ⅱ2患病,说明该病属于伴X染色体隐性遗传病,B正确;正常基因用A表示,致病基因用a表示,则Ⅰ1的基因型为XAY,Ⅰ2的基因型为XAXa,Ⅱ3的基因型为XAXA或XAXa,Ⅱ4的基因型为XAY,Ⅲ2有可能含有致病基因,C错误;该病由基因突变引起,可通过基因检测来确定胎儿是否患有该病,D正确。
4.人类眼球震颤症为单基因显性遗传病,轻者(Aa)眼球稍微能转动,重者(AA)不能转动。如图是某家族的遗传系谱图,下列分析错误的是( )
A.可推定致病基因位于X染色体上
B.可推定此病患者女性多于男性
C.可推定眼球微动患者多为女性
D.3和4婚配,后代患病的概率为1/2
解析:选C 已知人类眼球震颤症为单基因显性遗传病,如果该致病基因位于常染色体上,则1号男性基因型为AA,2号女性基因型为aa,1号与2号的子女的基因型均为Aa,表现为眼球稍微能转动,而系谱图中的5号个体眼球正常,因此致病基因不可能位于常染色体上,而是位于X染色体上;伴X染色体显性遗传病的患者女性多于男性;由分析可知,眼球微动的患者的基因型为XAXa,均为女性;3号个体的基因型为XaY,4号个体的基因型为XAXa,二者婚配,子代基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,其中基因型为XAXa和XAY的个体为患者,因此后代患病的概率为1/2。
5.调查人员对患有某种单基因遗传病的女性家系成员进行调查后,记录在表中(“+”代表患者,“-”代表正常)。下列有关分析正确的是( )
祖父 祖母 姑姑 外祖父 外祖母 舅舅 父亲 母亲 弟弟
+ - - + - - + + -
A.该遗传病属于伴X染色体显性遗传病
B.调查该病的发病方式应在自然人群中随机取样调查
C.该女性与其祖父基因型相同的概率为4/9
D.该女性的父母再生一个正常孩子的概率为1/4
解析:选D 该女性的父母均患病,但他们却有一个正常的儿子,说明该病是显性遗传病;再根据祖父和姑姑的表现型关系可知,控制该病的基因位于常染色体上,所以该病为常染色体显性遗传病,A错误。调查该病的遗传方式应在患者家系中调查,而调查遗传病的发病率应在自然人群中随机取样调查,B错误。该病是常染色体显性遗传病,因父母都是患者,而弟弟正常,故这对夫妇均为杂合子,该女性患者是杂合子的概率为2/3;祖父为患者,其后代有正常个体(姑姑正常),故祖父为杂合子,所以该女性与其祖父基因型相同的概率为2/3,C错误。因父母都是患者,而弟弟正常,这对夫妇均为杂合子,他们再生一个正常孩子的概率是1/4,D正确。
6.如图为某男性的一个精原细胞示意图(白化病基因为a,色盲基因为b),该男性与正常女性结婚生了一个白化兼色盲的儿子。下列叙述错误的是( )
A.该男性的某些体细胞中可能含有4个染色体组
B.该夫妇所生儿子的色盲基因一定来自母亲
C.该夫妇再生一个正常儿子的概率是3/16
D.若再生一个女儿,患病的概率是1/16
解析:选D 由精原细胞的示意图可知:细胞中含有两个染色体组,基因型是AaXbY,在有丝分裂后期可以含有4个染色体组,A正确;儿子的色盲基因只能来自母亲,B正确;根据题意可知母亲的基因型为AaXBXb,正常儿子的概率=不患白化病的概率×色觉正常儿子的概率=(3/4)×(1/4)=3/16,C正确;女儿患病的概率=1-(不患白化病的概率×女儿中色觉正常的概率)=1-[(3/4)×(1/2)]=5/8,D错误。
7.菠菜是雌雄异株植物,性别决定方式为XY型。已知菠菜的抗霜和不抗霜、抗病和不抗病为两对相对性状。用抗霜抗病植株作为父本,不抗霜抗病植株作为母本进行杂交,子代表现型及比例如下表,下列对杂交结果分析正确的是( )
子代 不抗霜抗病 不抗霜不抗病 抗霜抗病 抗霜不抗病
雄株 3/4 1/4 0 0
雌株 0 0 3/4 1/4
A.抗霜性状为隐性性状,抗病性状为显性性状
B.上述杂交实验中的父本为纯合子,母本为杂合子
C.抗霜不抗霜性状遗传的现象体现了交叉遗传的特点
D.抗霜基因位于常染色体上,抗病基因位于X染色体上
解析:选C 用抗霜抗病植株作为父本,不抗霜抗病植株作为母本进行杂交,后代性状统计分析,不抗霜∶抗霜=1∶1,抗病∶不抗病=3∶1,可知抗病为显性,不抗病为隐性,基因位于常染色体上,抗霜位于X染色体上,为显性,A、D错误;假设抗病、抗霜基因分别由A/a、B/b控制,抗霜抗病植株作为父本,其基因型是AaXBY,不抗霜抗病植株作为母本,其基因型是AaXbXb,B错误;抗霜不抗霜基因位于X染色体上,其遗传现象体现了交叉遗传的特点,C正确。
8.如图为家族性高胆固醇血症病因示意图,这种疾病是一种常染色体显性遗传病。对这一图示的叙述错误的是( )
A.该病的直接病因是患者肝细胞膜上的脂质受体缺失
B.患者的消化道无法将脂质吸收到血液中
C.该病患者细胞内可能有脂质受体基因
D.该病的根本原因是遗传信息发生了改变
解析:选B 图中显示,正常人肝细胞膜上有脂质受体,而患者的肝细胞膜上没有脂质受体,说明该病的直接病因是患者肝细胞膜上脂质受体缺失;图中信息并没有显示患者的消化道无法将脂质吸收到血液中。
9.血友病是由X染色体上的隐性基因(h)控制的遗传病。如图中两个家系都有血友病患者,Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成是XXY非血友病的儿子(Ⅳ2),家系中的其他成员性染色体组成均正常。以下判断正确的是( )
A.Ⅳ2性染色体异常是因为Ⅲ2在形成配子过程中XY没有分开
B.此家族中,Ⅲ3的基因型是XHXh,Ⅳ1的基因型是XHXH或XHXh
C.若Ⅲ2和Ⅲ3再生育,Ⅳ3个体为男性且患血友病的概率为1/2
D.若Ⅳ1和正常男子结婚,所生育的子女中患血友病的概率是1/4
解析:选D 该遗传病是伴X染色体隐性遗传病,因为Ⅲ2是血友病患者,其基因型是XhY,根据Ⅲ3的外祖父是血友病患者可以推知,其母亲Ⅱ5的基因型是XHXh,则Ⅲ3的基因型是1/2XHXh、1/2XHXH,则其女儿Ⅳ1的基因型是XHXh;Ⅳ2性染色体异常可能是Ⅲ2在形成配子时XY没有分开,也可能是Ⅲ3在形成配子时XX没有分开;若Ⅲ2和Ⅲ3再生育,Ⅳ3个体为男性且患血友病的概率=(1/2)×(1/2)=1/4;Ⅳ1的基因型是XHXh,与正常男性(基因型为XHY)婚配,后代患血友病的概率是1/4。
10.下列关于人类遗传病的叙述,正确的是( )
A.调查某单基因遗传病的发病率时需要对多个患病家系进行调查
B.红绿色盲、白化病和镰刀型细胞贫血症都是由基因突变引起的遗传病
C.抗维生素D佝偻病在女性中的发病率等于该致病基因的基因频率
D.患某单基因遗传病的女性所生后代全为患者,说明该遗传病为显性遗传病
解析:选B 调查某单基因遗传病的发病率时需要在群体中随机调查,调查遗传病的遗传方式需要对多个患病家系进行调查,A错误;红绿色盲、白化病和镰刀型细胞贫血症都是由基因突变引起的单基因遗传病,B正确;抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,其在男性(XY)中的发病率等于该致病基因的基因频率,C错误;患某单基因遗传病的女性所生后代全为患者,说明该遗传病最可能为伴X染色体隐性遗传病,D错误。
11.遗传病是指生殖细胞或受精卵的遗传物质发生突变所引起的疾病,下列有关人类遗传病说法正确的是( )
A.在人类遗传中,基因突变会引起严重的遗传性疾病,如猫叫综合征
B.没有遗传病致病基因一定不会表现出遗传病的特征
C.许多遗传病常见家族聚集现象,但也有不少遗传病并不一定家族聚集
D.近亲结婚会使婚配后代中所有遗传病的发病率显著提高
解析:选C 猫叫综合征是染色体异常遗传病,由5号染色体缺失某一片段引起,A错误;染色体异常遗传病不携带致病基因,B错误;多基因遗传病具有家族聚集现象,但也有不少遗传病并不一定家族聚集,C正确;近亲结婚会使单基因隐性遗传病的发病率显著提高,D错误。
12.(2020·宜昌模拟)果蝇的两条X染色体可以连在一起,成为一条并联的X染色体,带有一条并联X染色体和一条Y染色体的果蝇(品系C)表现为雌性可育,带有一条并联X染色体和一条正常X染色体的果蝇是致死的,没有X染色体的果蝇也是致死的。用化学诱变剂诱导正常的野生型雄果蝇,然后让该雄果蝇和品系C进行杂交,以下对杂交结果分析正确的是( )
A.子代雌果蝇都带有并联X染色体,子代雄果蝇X染色体来自亲代雄果蝇
B.若子代雄果蝇有某突变性状而雌果蝇没有,则该突变基因位于Y染色体上
C.若子代雌果蝇有某突变性状而雄果蝇没有,则该突变基因位于常染色体上
D.若子代果蝇都出现了某突变性状,则该突变基因最有可能位于X染色体上
解析:选A 由分析可知,子代雌果蝇(XXY)都带有并联X染色体,子代雄果蝇(XY)的X染色体来自亲代雄果蝇,Y染色体来自亲代雌果蝇,A正确;若子代雄果蝇(XY)有某突变性状,而雌果蝇(XXY)没有,则该突变基因可能位于X染色体上,B错误;若子代雌果蝇有某突变性状而雄果蝇没有,则该突变基因位于Y染色体上,C错误;若子代果蝇都出现了某突变性状,则该突变基因最有可能位于常染色体上,D错误。
13.小鼠的弯曲尾(B)对正常尾(b)为显性。让正常尾(♀)与弯曲尾(♂)杂交,子代弯曲尾(♀)∶正常尾(♂)=1∶1。将一个不控制具体性状的DNA片段M导入到子代弯曲尾雌鼠的体细胞中,获得转基因正常尾。(已知M基因会抑制B基因的表达,受精卵中B、b基因都不存在时,导致胚胎致死。)下列叙述正确的是( )
A.若M插入到B基因中,则其表达的多肽链一定比原来要长
B.若将该转基因正常尾雌鼠与非转基因正常尾雄鼠杂交,子代全为正常尾,且雌雄比例为1∶1,则M可能插入到B基因中
C.若将该转基因正常尾雌鼠与非转基因正常尾雄鼠杂交,子代全为正常尾,且雌雄比例为2∶1,则M可能插入到B基因所在的同一条染色体上
D.若M插入到常染色体上,将该转基因正常尾雌鼠与非转基因弯曲尾雄鼠杂交,则子代的表现型及比例为正常尾雌鼠∶弯曲尾雌鼠∶正常尾雄鼠∶弯曲尾雄鼠=2∶2∶3∶1
解析:选D 若M插入到B基因中,相当于基因突变,有可能使终止密码子提前,A错误;若M基因插入到B基因中,则B基因被破坏,可记作XM0,则将该转基因正常尾雌鼠(XM0Xb)与非转基因正常尾雄鼠(XbY)杂交,子代中由于XM0Y致死,故存活个体全为正常尾(XM0Xb、XbXb、XbY),且雌雄比例为2∶1,B错误;若M插入B基因所在的同一条染色体上,则B与M连锁,该转基因正常尾雌鼠(XMBXb)与非转基因正常尾雄鼠(XbY)杂交子代都是正常尾,且雌雄比例为1∶1,C错误;若M基因插入到常染色体上,将该转基因正常尾雌鼠(MmXBXb)与非转基因弯曲尾雄鼠(mmXBY)杂交,则子代的表现型及比例为正常尾雌鼠(MmXBX-)∶弯曲尾雌鼠(mmXBX-)∶正常尾雄鼠(MmXBY、MmXbY、mmXbY)∶弯曲尾雄鼠(mmXBY)=(1/4×1/2+1/4×1/2)∶(1/4×1/2+1/4×1/2)∶(1/4×1/2+1/4×1/2+1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=2∶2∶3∶1,D正确。
14.家蚕的性别决定方式是ZW型,其幼虫结茧情况受一对等位基因L(结茧)和Lm(不结茧)控制。在家蚕群体中,雌蚕不结茧的比例大于雄蚕不结茧的比例。下列相关叙述正确的是( )
A.L基因和Lm基因位于Z染色体上,L基因为显性基因
B.L基因和Lm基因位于Z染色体上,Lm基因为显性基因
C.雌蚕不结茧的基因型为ZLmZLm和ZLmZL
D.雄蚕不结茧的基因型为ZLmW
解析:选A 若L基因和Lm基因位于Z染色体上,L基因为显性基因,Lm基因为隐性基因,则雌蚕不结茧基因型为ZLmW,雄蚕不结茧的基因型为ZLmZLm,在家蚕群体中,雌蚕不结茧的比例远大于雄蚕不结茧的比例;若L基因和Lm基因位于Z染色体上,L基因为隐性基因,Lm基因为显性基因,则雌家蚕不结茧基因型为ZLmW,雄蚕不结茧的基因型为ZLmZLm、ZLZLm,在家蚕群体中,雌蚕不结茧的比例远小于雄蚕不结茧的比例,因此,L基因为显性基因,雌蚕不结茧的基因型为ZLmW,雄蚕不结茧的基因型为ZLmZLm。
15.(2021·西安模拟)某农场引进一批羔羊,群内繁殖七代后开始出现“羔羊失调症”。病羊于出生数月后发病,表现为起立困难、行起不稳,甚至完全不能站立,此病在羊群中的总发病率为2.45%,同胞羔羊中的发病率为25%,病羊中雌雄比例为101∶103。下列对此病的分析错误的是( )
A.此病的致病基因很可能位于常染色体上
B.此病很可能是隐性遗传病
C.再次引进多只羔羊与本群羊交配,可有效降低发病率
D.因为此病无法医治,羊群中的致病基因频率会迅速降为0
解析:选D 该病在雌雄中发病率相同,故可能位于常染色体上,A正确;此病在羊群中的总发病率为2.45%,发病率较低,故可能是隐性遗传病,B正确;新引入的羊可能不携带致病基因,故引进多只羔羊与本群羊交配,可有效降低发病率,C正确;致病基因的频率不会降为0,因为杂合子表现正常,D错误。
二、非选择题
16.如图为某家系的两种罕见的单基因遗传病遗传系谱图,Bruton综合症致病基因用A或a表示,低磷酸酯酶症的致病基因用B或b表示。已知Ⅱ6不携带致病基因。回答下列问题:
(1)Bruton综合症属于________染色体______性遗传病,低磷酸酯酶症属于________染色体________性遗传病。
(2)Bruton综合症患者体内的Bruton酪氨酸蛋白激酶(BtK)基因发生突变,导致BtK酶异常,进而影响B淋巴细胞的分化成熟。体现了基因与性状的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Ⅰ2的基因型为________,Ⅱ5的基因型为________。Ⅳn为患两种遗传病女孩的概率为________。
解析:(1)由遗传系谱图可知,Ⅱ5和Ⅱ6正常,却生有一个患Bruton综合症的儿子Ⅲ9,所以Bruton综合症为隐性遗传病,而Ⅱ6不携带致病基因,故Bruton综合症是伴X染色体隐性遗传病;Ⅱ3和Ⅱ4正常,生有一个患低磷酸酯酶症的女儿,故低磷酸酯酶症为常染色体隐性遗传病。(2)题中所述体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。(3)Ⅰ2与低磷酸酯酶症相关的基因型为bb,与Bruton综合症相关的基因型为XAXA或XAXa,故Ⅰ2的基因型为bbXAXA或bbXAXa;Ⅱ5关于低磷酸酯酶症的基因型为Bb,又由Ⅲ9患Bruton综合症(XaY)可知,Ⅱ5关于Bruton综合症的基因型为XAXa,故Ⅱ5的基因型为BbXAXa。Ⅲ8的基因型为1/2bbXAXA、1/2bbXAXa;Ⅱ5的基因型为BbXAXa,Ⅱ6不携带致病基因,所以Ⅲ9的基因型为1/2BbXaY、1/2BBXaY,Ⅲ8和Ⅲ9生一个同时患有两种遗传病的女孩的概率为1/32。
答案:(1)伴X 隐 常 隐 (2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(3)bbXAXA或bbXAXa BbXAXa 1/32
17.(2021年1月新高考8省联考·福建卷,节选)下列是关于果蝇眼色和翅型的相关研究。
探究控制紫眼基因的位置
实验 P ×♀→F1 229(117,♀112) 236(120,♀116)
已知卷翅和正常翅由Ⅱ号染色体上的等位基因(A/a)控制,卷翅对正常翅为显性且存在纯合致死现象,红眼和紫眼由等位基因(B/b)控制。
回答下列问题:
(1)红眼对紫眼为________(填“显性”或“隐性”)。
(2)控制眼色的基因不在X染色体上(不考虑XY同源区段),判断依据是_____________。
(3)亲本卷翅紫眼雌蝇的基因型为________。
(4)从F1中选取合适的材料,设计一个实验证明控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上。
杂交组合为:_________________________________________________________。
预期结果为:_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由表格信息可知,亲本红眼与紫眼杂交,子代全为红眼,说明红眼是显性相状,紫眼是隐性性状。(2)如果控制眼色的基因在X染色体上(不考虑XY同源区段),由于红眼对紫眼是显性,则亲本控制眼色的基因型为XBY×XbXb,则F1雄蝇的基因型为XbY,全部为紫眼,雌蝇的基因型为XBXb,全部为红眼,与实验实际结果不吻合,所以果蝇控制眼色的基因位于常染色体上。(3)根据以上分析,果蝇控制眼色的基因位于常染色体上,亲本的基因型为BB×bb;根据分析,果蝇亲本关于翅型的基因型为aa×Aa,故亲本卷翅紫眼雌蝇的基因型为Aabb,纯合正常翅红眼雄蝇的基因型为aaBB。(4)已知控制卷翅和正常翅的一对等位基因位于Ⅱ号染色体,如果控制眼色的基因不在Ⅱ号染色体上,则两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律,因此可从F1中选择卷翅红眼雄果蝇(AaBb)×卷翅红眼雌果蝇(AaBb),由于AA纯合致死,故后代卷翅红眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅红眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)=6∶2∶3∶1。或从F1中选择卷翅红眼雄果蝇(AaBb)×正常翅红眼雌果蝇(aaBb),由于AA纯合致死,故后代卷翅红眼(AaB_)∶卷翅紫眼(Aabb)∶正常翅红眼(aaB_)∶正常翅紫眼(aabb)=3∶1∶3∶1。
答案:(1)显性 (2)如果在X染色体上,F1雄蝇应都为紫眼(或F1雌雄蝇都为红眼,且雌性红眼∶雄性红眼=1∶1,与性别无关) (3)Aabb
(4)杂交组合一:卷翅红眼雄果蝇×卷翅红眼雌果蝇
卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼=6∶2∶3∶1
杂交组合二:卷翅红眼果蝇×正常翅红眼果蝇
卷翅红眼∶卷翅紫眼∶正常翅红眼∶正常翅紫眼=3∶1∶3∶1 (写出其中一个杂交组合即可)