2022年高考生物复习 专题五 生物的遗传、变异、进化相关计算

2022年高考生物复习 专题五 生物的遗传、变异、进化相关计算一、与遗传的物质基础相关的计算：1有关碱基互补配对原则的应用：（1）互补的碱基相等，即AT，GC。（2）不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和相等，即A+G= A+C = G+T = C+T =50%（3）两碱基之和之比在双链DNA分子中：能够互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比同两条互补链中的该比值相等，即：（A+T）/（G+C）=（A1+T1）/（G1+C1）=（A2+T2）/（G2+C2）；不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比等于1，且在其两条互补链中该比值互为倒数，即：（A+G）/（T+C）=1；（A1+G1）/（T1+C1）=（T2+C2）/（A2+G2）（4）双链DNA分子中某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半，即A（A1A2）/2（G、T、C同理）。2DNA复制有关的计算：复制n次，生成2n个DNA分子。若取一个被15标记的DNA分子，转移到14的培养基上培养（复制）若干代。则有以下规律：子代DNA分子中，含15的有2个，只含15的有0个；含14的有2个，只含14的有（22）个。做题时应看准是“含有”还是“只含有”。无论复制多少次，含15的DNA分子始终是2个，占总数比例为22。子代DNA分子的链中：总链数2n2=2n+1条。含15的链始终是2条，占总数比例为22n+1=12n。做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。若一亲代DNA含有某种脱氧核苷酸个，前次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸（2n1）个。第次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为213设一个DNA分子中有n个碱基对，则这些碱基对可能的排列方式就有4n种，也就是说可以排列成4n个DNA分子。例：某个DNA片段由500对碱基组成，A+T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（ ）A、330 B、660 C、990 D、1320解析：由A+T占碱基总数的34%，可求出T=17%；由C+T=50%，可求出DNA分子中C=33%，C碱基个数为100033%=330个。根据公式m(2n1)得：330（221）=990。答案：选C例2、将15N标记的一个DNA分子放入含14N的培养基中连续培养四代，则后代DNA分子中只含14N的DNA分子与含有15N的DNA分子之比为（ ）A、1:1 B、7:1 C、8:1 D、15:1解析：DNA复制4次后得到24=16个DNA分子，其中15N为2个，只含14N为14个，所以答案：选B例3、已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子，某基因编码区转录时的模板链的碱基排列顺序如下：TAAGCTACTG（共省略40个碱基）GAGATCTAGA，则此基因控制合成的蛋白质中含有氨基酸个数最多为 个。解析：根据碱基互补配对原则，由模板链的排列顺序得出mRNA的排列顺序为AUUCGAUGAC(共省略40个碱基)CUCUAGAUCU，首先找出起始密码子AUG，再找出终止密码子UAG，算出二者之间的碱基个数为48个，共计16个密码子编码氨基酸，所以答案为16个。二、有关遗传基本规律的计算：1一对相对性状的杂交实验中：（1）F1产生的两种雌雄配子的几率都是1/2；（2）在F2代中，共有3种基因型，其中纯合子有2种（显性纯合子和隐性纯合子），各占1/4，共占1/2，杂合子有一种，占1/2；（3）在F2代中，共有2种表现型，其中显性性状的几率是3/4，隐性性状的几率是1/4，在显性性状中，纯合子的几率是1/3，杂合子的几率是2/3。（4）一对等位基因的杂合子连续自交n代，在Fn代中杂合子占(1/2)n，纯合子占1(1/2)n2两对相对性状的杂交实验中：（看必修2的P10图18笔记）（1）F1双杂合子产生四种雌雄配子的几率都是1/4；（2）在F2中，共有9种基因型，各种基因型的所占几率如下表： F2代基因型的类型对应的基因型在F2代中出现的几率纯合子YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各占1/16杂合子一纯一杂YYRr、yyRr、YyRR、Yyrr各占2/16双杂合YyRr占4/16（3）在F2代中，共有四种表现型，其中双显性性状有一种，几率为9/16（其中的纯合子1种，占1/9，一纯一杂2种，各占2/9，双杂合子1种，占4/9），一显一隐性状有2种，各占3/16（其中纯合子2种，各占1/6，一纯一杂2种，各占2/6），共占6/16，双隐性性状有一种，占1/16。3配子的种类数2n种（n为等位基因的对数）。4分解组合法在自由组合题中的应用：基因的自由组合定律研究的是控制两对或多对相对性状的基因位于不同对同源染色体上的遗传规律。由于控制生物不同性状的基因互不干扰，独立地遵循基因的分离定律，因此，解这类题时我们可以把组成生物的两对或多对相对性状分离开来，用基因的分离定律一对对地加以研究，最后把研究的结果用一定的方法组合起来，即分解组合法。这种方法主要适用于基因的自由组合定律，其大体步骤是： 先确定是否遵循基因的自由组合定律。 分解：将所涉及的两对（或多对）基因或性状分离开来，一对对单独考虑，用基因的分离定律进行研究。组合：将用分离定律研究的结果按一定方式进行组合或相乘。1、“患病男孩”与“男孩患病”类问题的计算：患病男孩：12（孩子性别概率）患病的概率男孩患病：在男孩中求患病的概率。患病的概率可用交叉相乘法： 患病概率 不患病概率 甲病 乙病后代两病兼患的概率：后代只患甲病的概率：（）后代只患乙病的概率：（）后代不患病的概率：（）（）后代患病的概率：（）（）根据孟德尔自由组合规律的性状分离比：及：计算：（）明确：中各数字代表的基因组成及表现型：代表代表双显性性状；代表代表单显性性状；代表aa 代表另一种单显性性状；1代表aabb代表双隐性性状。（2）会利用上述比例进行变形。弄清题中的基因之间的关系，及相关的性状表现。知道以上四种基因组成中哪几项合并了。如：12：3：1是由（9+3）：3：1；9：6：1是由9：（3+3）：1；9：7是由9：（3+3+1）变化而来。3、自交与自由交配中的计算：（1）杂合子自交n次：后代中杂合子、纯合子所占的比例：杂合子12；纯合子（AA或aa）：（112）。逐代淘汰隐性纯合子（或显性纯合子致死）的情况：杂合子：2（2+1）；纯合子（AA或aa）：12（2+1）=（21）（2+1）。（2）自由交配时，后代的基因型所占的比例可用基因频率来计算：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则有AA出现的概率为p2；Aa出现的概率为2pq；aa出现的概率为q2.例1：1、一对正常的夫妇，生了一个白化病兼色盲的儿子，问：（1）该夫妇再生一个白化病兼色盲儿子的概率是 。（2）该夫妇再生一个儿子，只患一种病的概率是 。（3）该夫妇生一个两病兼患的女儿的概率是 。解析：（1）由条件可得出该夫妇的基因型：丈夫：AaXBY、妻子：AaXBXb。后代患白化病的概率为：1/4；患色盲儿子的概率是1/4，所以再生一个白化病兼色盲儿子的概率是1/41/4=1/16；（2）儿子患白化病的概率为1/4，不患白化病的概率为3/4；患色盲的概率是1/2,不患色盲的概率是1/2。所以儿子只患一种病的概率是：1/41/2+3/41/2=1/2。（3）女儿患白化病的概率是1/4,患色盲的概率是0，所以生一个两病兼患的女儿的概率是0。（答案：1/16 1/2 0）例2、一种观赏植物的颜色，是由两对等位基因控制，且遵循基因自由组合规律。纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交，F1都为蓝色；F1自交，得到F2，F2的表现型及其比例为9蓝：6紫：1鲜红。若将F2中的蓝色植株中的双杂合子用鲜红色植株授粉，则后代的表现型及其比例为（ ）A、1紫：1红：1蓝 B、1紫：2蓝：1红 C、1蓝：2紫：1红 D、2蓝：2紫：1红解析：由题意知，蓝色由A B 控制，鲜红色由aabb控制，紫色由A bb和aaB 控制。AaBb与aabb杂交，子代中A B ：A bb:aaB :aabb=1：1：1:1，即蓝色：紫色：鲜红色=1:2:1。选C补充：（ xx宜宾二诊）某种植物的表现型有高茎（H）和矮茎（h）、紫花和白花。已知紫花形成的生物化学途径是：其中，A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a、B对b为显性。研究小组用纯合的高茎白花植株与纯合的矮茎白花植株杂交得F1，F1自交产生F2，结果如下表：子代F1F2表现型高茎紫花高茎紫花高茎白花矮茎紫花矮茎白花243株188株81株64株请回答：（1）根据实验结果分析，F1的高茎紫花植株的基因型为 ，控制花色性状遗传的基因遵循了孟德尔的 定律。（2）理论上，F2中的高茎紫花植株的基因型有 种，其中能稳定遗传的高茎紫花植株所占比例为 ；在F2中，紫花植株与白花植株之比为 。（3）若将F2中的全部矮茎白花植株进行自由交配，子代中出现紫花植株的几率为 。（4）取双杂合子的矮茎紫花植株的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗若干，它们的基因型为 ；若对所获的单倍体幼苗用一定浓度的秋水仙素溶液进行处理，所得植株中出现白花植株的几率为 。（5）与B基因转录的mRNA相比，该植物的b基因转录的mRNA中UGA变为AGA，其末端序列成为“GCGAGCGCGAGAACCCUCUAA”，则b基因比B基因多编码 个氨基酸（起始密码子位置相同，UGA、UAA为终止密码子）。（6）在紫花形成的生物化学途径中，如果产生的中间产物呈红色（形成红花），那么基因型为AaBb的植株进行自交，子代植株的表现型及比例为 。三、遗传系谱图解题一般步骤：1、显隐性判断不需要判断：教材上以出现过的遗传方式，题干中以明确告知遗传方式的。 需要判断：未知的遗传方式步骤：无中生有隐性（亲代双亲无病子代有病） 有中生无显性（亲代双亲有病子代无病）例：下图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若II-7为纯合体，请据图回答：问题（1）：甲病是致病基因位于_染色体上的_性遗传病；乙病是致病基因位于_染色体上的_性遗传病。、甲病判断解题图例：、乙病判断解题图例：2、致病基因位置判断步骤：不需要判断：教材上以出现过的遗传方式，题干中以明确告知遗传方式的。需要判断：未知的遗传方式确定致病基因的位置，即是在常染色体上还是在性染色体。基本方法是根据性染色体上的致病基因的遗传规律确定，若不符合则是位于常染色体上。分析：确认或排除伴Y遗传。观察遗传系谱图，如发现父病、子全病、女全不病，则可判定此病为伴Y遗传。利用反证法排除X染色体遗传，确定常染色体遗传。解题流程：、已确定显性遗传病后，判断致病基因位置解题图例1：解题图例2：上海高考题、确定隐性遗传后，判断致病基因位置解题图例1：解题图例2：、题干中设置附加条件 没有上述能确定排除X染色体的特点系谱图，根据题干附加条件考虑。例：图为某一家族中甲、乙两种遗传病调查后得到的系谱图。4的家庭中没有乙病史。试回答（以A与a、B与b依次表示甲、乙两种遗传病基因及等位基因）： (1)甲病的遗传属于 染色体 性遗传；乙病最可能属于 染色体 性遗传。 解题图例：没有典型系谱图特征,依据题干条件或从可能性方面推断练习1：判断遗传方式)在一个远离大陆且交通不便的海岛上，居民中有66%为甲种遗传病（基因为A、a）致病基因携带者。岛上某家族系谱中，除患甲病外，还患有乙病（基因为B、b），两种病中有一种为血友病，请据图回答问题：解题图例：（1）_病为血友病，另一种遗传病的致病基因在_染色体上，为_性遗传病。3、个体基因型及个体基因型概率确定：在显隐性确定基础上根据个体表现型及个体的亲代或子代表现型、基因型确定个体基因型，有时根据提干中附加条件确定。个体基因型确定：(1)、表现型确定基因型 ( 2)、亲代确定子代基因型(3)、子代确定亲代基因型(4)、附加条件确定基因型解题图例：分析说明：下图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若II-7为纯合体，请据图回答：已知条件：甲病是致病基因位于常染色体上的显性遗传病乙病是致病基因位于常染色体上的隐性遗传病问题1：II-5的基因型可能是_，III-8的基因型是_。解题图例：个体基因型概率确定问题2：练习：5号可能基因型概率_。问题3：若II-7为纯合体，III-10是纯合体的概率是_。解题图例：4、近几年高考系谱图中出现遗传病组合类型与题型、以甲乙两种病为例说明(1)两种病都属于常染色体遗传病：1、甲乙两种病都是隐性遗传病2、甲乙两种病都是显性遗传病3、一种显性遗传病一种隐性遗传病(2)一种病属于常染色体遗传病一种病属于X染色体遗传病：1、常显X隐2、常显X显3、常隐X隐4、常隐X显(3)两种病都属于X染色体遗传病：1、两种病均是显性2、两种病均是隐性3、一种病是显性一种病是隐性、遗传病与血型的组合：一种遗传病与ABO血型的组合系谱图5、概率计算、理清个体患病情况（以甲乙两种病概率为例说明）：两种病组合情形描述：患甲病、患乙病、只患甲病、只患乙病、无甲病（甲正）、无乙病（乙正）、患一种病、患两种病（全病）、全部正常、患病、理清两种病组合情形概率含义正常：甲正乙正；患两种病：甲病乙病；患甲病：甲病乙正甲病乙病（患两种病）患乙病：甲正乙病甲病乙病（患两种病）；只患甲病：甲病乙正；只患乙病：乙病甲正一种病：甲病乙正乙病甲正；无甲病（甲正）：甲正乙病甲正乙正（全正）无乙病（乙正）：甲病乙正甲正乙正（全正）；患病：甲病乙正甲正乙病甲病乙病、理清两种病组合情形概率关系说明：1、计算患甲病概率只考虑甲病，不考虑乙病，乙病可以正常也可以患病。2、计算患乙病概率只考虑乙病，不考虑甲病，甲病可以正常也可以患病。3、某个体所有可能出现表现型概率或基因型概率总和为1。4、概率计算利用加法原理和乘法原理。、概率计算例：在一个远离大陆且交通不便的海岛上，居民中有66%为甲种遗传病（基因为A、a）致病基因携带者。岛上某家族系谱中，除患甲病外，还患有乙病（基因为B、b），两种病中有一种为血友病，请据图回答问题：我国婚姻法禁止近亲结婚，若11与13婚配，则其孩子中只患甲病的概率为_，只患乙病的概率为_；只患一种病的概率为_；同时患有两种病的概率为_。解题图例：先确定11号和13号个体的基因型及每种基因型概率求只患甲病概率：要求甲病乙正2、练习：只患乙病概率：要求甲正乙病解题图例：解题图例：3、患有两种病的概率：要求甲病乙病解题图例：4、练习：只患一种病：甲病乙正甲正乙病解题图例：遗传方式的判断与解题思路通常解题的思路可以分五步进行：（1）先判断显隐性；（2）再判断常、性染色体遗传（3）验证遗传方式。这一步骤能保证判断无误。（4）判断基因型先根据已知的表现型，大致写出各个体的基因型，未知基因先空缺，然后从患者或隐性纯合入手，正推或逆推各个空缺基因。若确实无法确定，就确定其携带的概率。（5）求概率。要注意不能漏乘亲代的携带概率。四、基因突变和染色体变异的有关计算：（一）几个基本关系（1）正常细胞中的染色体数染色体组数每个染色体组中的染色体数（2）单倍体体细胞中的染色体数本物种配子中的染色体数本物种体细胞中的染色体数2（3）一个种群的基因突变数该种群中一个个体的基因数每个基因的突变率该种群内的个体数。（二）基因频率和基因型频率的计算：1求基因型频率：设某种群中，A的基因频率为p，a的基因频率为q，则AA、Aa、aa的基因型频率的计算方法为：p+q1，(p+q)21，p2+2pq+q2=1，即AA+2Aa+aa1，所以AA=p2，Aa=2pq，aa=q2。 说明：此结果即“哈代温伯格定律”，此定律需要以下条件：种群非常大；所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；没有突变产生；没有迁入迁出；没有自然选择。则这个群体中各基因频率和基因型频率就一代代稳定不变，保持平衡。2求基因频率：（1）常染色体遗传：定义式（通过各种基因型的个体数计算）：一对等位基因中的一个基因频率（纯合子的个体数2杂合子的个体数）/总个数的2倍通过基因型频率计算：一对等位基因中的一个基因频率纯合子基因型频率1/2杂合子基因型频率符合哈-温定律的种群，后代基因频率一直不变。（2）伴性遗传：定义式：X染色体上显性基因的基因频率（雌性个体显性纯合子的个体数2雄性个体显性个体的个体数雌性个体杂合子的个体数）/（雌性个体的个体数2雄性个体的个体数）。隐性基因的基因型频率1显性基因的基因频率。X染色体上显性基因的基因频率雌性个体显性纯合子的基因型频率雄性个体显性个体的基因型频率1/2雌性个体杂合子的基因型频率。隐性基因的基因型频率1显性基因的基因频率。例1、某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则植物的A、a基因频率分别是 、 。解析：Aa基因型个体占总数的50%，则A的基因频率=30%+1/250%=55%；a的基因频率=155%=45%。例2、在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人，那么这个群体中色盲基因的频率为（ ）A、4.5% B、5.9% C、6% D、9%解析：X染色体数目=4002+400=1200，色盲基因数目=30+102+22=72，则色盲基因频率为72/1200100%=6%.所以选C例3、某人群中某常染色体显性遗传病的发病率是19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是（ ）A、10/19 B、9/19 C、1/19 D、1/2解析：由显性遗传病的发病率为19%，可以推出aa（表现正常的）所占的比例是81%，可得出a的基因频率是=90%，A的基因频率=190%=10%；AA的基因型频率为10%10%=1%，Aa的基因型频率为210%90%=18%。由此可得出妻子是AA基因型的概率为：1%/（1%+18%）=1/19，是Aa基因型的概率为18/19，所以他们的子女患该病的概率是+=,所以选A。（三）染色体数目变异产生配子的情况1、不涉及基因的三体细胞产生配子： 两种（一种配子含两条同源染色体，一种配子含一条）2、若三体细胞的三条同源染色体所含基因为BBb,产生配子时，任意两条同源染色体联会时，第三条染色体随机移向细胞一极（即任意两条染色体分到一极，另一条染色体分到另一极），有B、b、BB、Bb四种配子，比例为2:1:1:2小技巧：给三条染色体编号1、2、3，当1和2组合时，3单独一极，配子基因型为BB、b；当1和3组合时，2单独一极，配子基因型为Bb、B；当2和3组合时，1单独一极，配子基因型为Bb、B（四）染色体结构变异产生配子的情况结构变异的染色体2能与染色体1和3部分联会如：（13年福建理综）某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一级。下列叙述正确的是 DA图甲所示的变异属于基因重组B观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代（五）单倍体染色体数目变化染色体数、染色体组数只有体细胞的1/2，与配子中数目相等。(六)显微镜直接计数法（江苏高考题）蓝藻、绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类。某课题组研究了不同pH 对3 种藻类的生长及光合作用的影响,实验结果见图1、图2。请回答下列问题:(1)根据图1 和图2 分析,3 种藻类中pH 适应范围最广的是 _;在pH 为8. 0 时,3 种藻类中利用CO2 能力最强的是 _。(2)在培养液中需加入缓冲剂以稳定pH,其原因是 _。(3)在实验中需每天定时对藻细胞进行取样计数,请回答以下问题: 取出的样液中需立即加入固定液,其目的是 _。于在计数前通常需要将样液稀释, 这是因为 _。将样液稀释100 倍,采用血球计数板(规格为1 mm伊1 mm伊0.1 mm)计数,观察到的计数室中细胞分布见图3,则培养液中藻细胞的密度是 _个/ mL。27. (7 分)(1)绿藻 蓝藻 (2)藻类生长代谢会改变培养液pH(3)维持藻细胞数量不变 藻细胞密度过大 1*108