遺傳計(jì)算題解法

1、多變的試題,不變的解法同學(xué)們在備考時(shí)會(huì)做很多的預(yù)測題,但很少會(huì)擊中當(dāng)年的高考題.其實(shí),雖然我們無法命中題目,但可以命中解題規(guī)律和知識(shí)原理.不管生物試題如何靈活多變,根底知識(shí)及解題技巧是通用的.本文帶同學(xué)們看看如何利用舊知識(shí)來解答新題.、求親本基因型不確定時(shí)的遺傳概率一一不變的配子基因頻率法例1右圖是某家族單基因遺傳病系譜圖,基因用A、a表示,5是純合體.請據(jù)圖答復(fù),假設(shè)個(gè)體12和13婚配,那么子女中患病的概率是.【思維導(dǎo)引】此題只涉及一對(duì)等位基因的遺傳,但題中個(gè)體12和13的基因型有多種可能.其解題思路是：通過分析遺傳系譜圖確定遺傳方式及基因在染色體的位置一分析個(gè)體12和13可能的基因型一求出

2、個(gè)體12和13產(chǎn)生各種基因的基因頻率一兩個(gè)親本a基因頻率相乘即為子女患病的概率.解析：根據(jù)正常雙親1和2生出患者7可知,該遺傳病為常染色體隱性遺傳病.據(jù)此知7的基因型為aa,那么1和2的基因型均為Aa,那么6和9的基因型分別都是1/3AA或2/3Aa.又知4是患者,那么推知10為Aa.5是純合子,基因型為AA,那么其配子的基因頻率為A=1;6的基因型為1/3AA、2/3Aa,那么其配子的基因頻率為A=2/3,a=1/3;5和6婚配的后代基因型頻率為AA=1AX2/3A=2/3AA,Aa=1AX1/3a=1/3Aa,即個(gè)體12的基因型可能為2/3AA或1/3Aa,那么其產(chǎn)生配子的基因頻率為A=5

3、/6,a=1/6.同理,再確定個(gè)體13的基因型.已推知9的基因型為1/3AA或2/3Aa,那么其配子的基因頻率為A=2/3,a=1/3;10的基因型是Aa,那么其配子基因頻率為A=1/2,a=1/2.那么,9和10婚配,子代的基因型概率為AA=2/3AX1/2A=1/3AA,Aa=2/3AX1/2a+1/2AX1/3a=1/2Aa,aa=1/3ax1/2a=1/6aa.由于13不患病,所以13的基因型只有兩種可能：1/3AA,1/2Aa,其比例為2：3,即AA占2/5,Aa占3/5.據(jù)此推算,個(gè)體13產(chǎn)生的配子基因頻率為A=7/10,a=3/10.因此,個(gè)體12與13婚配后代可能的基因型及概率

4、為AA=5/6AX7/10A=7/12AA;Aa=5/6AX3/10a+7/10Ax1/6a=11/30Aa;aa=1/6ax3/10a=1/20aa.答案：1/20變式練習(xí)1基因型為Aa的水稻自交一代的種子全部種下,待其長成幼苗,人工去掉隱性個(gè)體,并分成兩組,讓一組全部自交,讓二組自由傳粉.一、二組的植株上aa基因型的種子所占比例為A.1/91/6B.3/81/9C.1/65/12D.1/61/9【異題同解】例1為動(dòng)物的交配問題,一般為自由交配；變式練習(xí)1為植物傳粉問題,讓其自由傳粉時(shí),可用與例題相似的配子基因頻率方法求解.在涉及群體遺傳或者當(dāng)親本的基因型有多種可能時(shí),使用親本產(chǎn)生的基因頻率

5、的方法來求遺傳概率.具體的方法是：雌性或雄性親本基因型有多種可能時(shí),分別分析其產(chǎn)生含不同基因的某種配子的基因頻率,然后根據(jù)子代的要求求出相應(yīng)的基因型頻率,再根據(jù)基因型頻率求出相應(yīng)的表現(xiàn)型頻率.二、多種遺傳病遺傳概率與表現(xiàn)型比例的計(jì)算一一不變的先分后合原那么例2人類遺傳病調(diào)查中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)家系中都有甲遺傳病基由于H、h和乙遺傳病基由于T、t患者,系譜圖如下.假設(shè)I3無乙病致病基因,請答復(fù)以下問題所有概率用分?jǐn)?shù)表不：圖例：每患甲病女性皿患乙病男性罹患兩種病男性O(shè)正常男女1 2（1） I-2的基因型為；n5的基因型為.2如果n5與n6結(jié)婚,那么所生男孩同時(shí)患兩種遺傳病的概率為.3如果n5與h基因攜帶者結(jié)

6、婚并生育一個(gè)表現(xiàn)型正常的兒子,那么兒子攜帶h基因的概率為.【思維導(dǎo)引】此題考查的是涉及兩對(duì)等位基因的遺傳,并且親本的基因型不只一種,因此采用先分后合的方法可以使問題簡化.其解題思路為：仔細(xì)審題一判斷每種遺傳病的顯隱性及在染色體位置一判斷有關(guān)親本的基因型一分別求出甲、乙兩種病患病與正常的概率一按題中要求運(yùn)用乘法法那么求出相應(yīng)的概率.解析：系譜圖中正常的I-1和I-2的后代中有一個(gè)甲病女患者為n-2,說明甲病為常染色體隱性遺傳.正常的I-3和I-4的后代中有一個(gè)兩病皆患的患者n-9,說明乙病為隱性遺傳?。籌3無乙病致病基因,說明乙一定為伴X遺傳.1II-2患甲病,可以推出I-1和I-2有關(guān)甲病的基

7、因型為Hho對(duì)于乙病,由于n-1為乙病患者,那么I2為攜帶者.綜合可知I2的基因型為HhXTXt°對(duì)于n5來說,其表現(xiàn)型正常,那么對(duì)乙病來說基因型為XtY.對(duì)于甲病,由于I-1和I-2有關(guān)于甲病的基因型為Hh,所以H5對(duì)于甲病來說基因型為1/3HH或2/3Hh.綜合可寫出其基因型1/3HHXTY或2/3HhXTY.2在計(jì)算n5與n6結(jié)婚,所生男孩同時(shí)患兩種遺傳病的概率時(shí),n5基因型為1/3HHXtY或2/3HhXTY.II-6對(duì)甲、乙兩病都有兩種基因型,綜合基因型有4種.由于兩個(gè)親本的基因型都不只一種,因此綜合計(jì)算較復(fù)雜.如果兩種病分開來計(jì)算再綜合考慮那么簡單些.對(duì)于甲病來說,n5基

8、因型為1/3HH或2/3Hh,n6基因型為1/3HH或2/3Hh,那么后代患甲病的概率為2/3X2/3X1/4=1/9.對(duì)于乙病來說,n5基因型為XtY,n6基因型為1/2XTXT、1/2Xtx那么所生男孩患乙病的概率為1/2X1/2=1/4.因此所生男孩同時(shí)患兩種遺傳病的概率為1/9X1/4=1/36.（3） n-5的基因型為1/3HH或2/3Hh只涉及甲病,與之婚配的是攜帶者基因型為Hh.兩者的后代中表現(xiàn)型正常的概率為1-2/34/4=5/6.而出現(xiàn)攜帶者Hh的概率為1/31/2+2/3久2=1/2.這樣兒子攜帶h基因的概率為1/2/5/6=3/5.答案：HhXTXtHHXTY或HhXTY

9、1/363/5變式練習(xí)2某種鼠中,皮毛黃色A對(duì)灰色a為顯性,短尾B對(duì)長尾b為顯性.基因A或B純合會(huì)導(dǎo)致個(gè)體在胚胎期死亡.兩對(duì)基因位于常染色體上,相互間獨(dú)立遺傳.現(xiàn)有一對(duì)表現(xiàn)型均為黃色短尾的雌、雄鼠交配.那么理論上子代中成活個(gè)體的表現(xiàn)型及比例分別為.【異題同解】此題與例題不同之處是此題所問為子代中成活個(gè)體的表現(xiàn)型及比例,相同之處是仍為對(duì)兩種遺傳性狀的考查,由于涉及致死遺傳,直接推斷答案易出錯(cuò).可用先分后合的解題策略,“分即將基因自由組合的問題分解成兩個(gè)基因別離定律的內(nèi)容,也就是說分別求每一種病的患病概率；“合即根據(jù)題中要求采用乘法法那么求患兩種病的概率或患病的概率.這樣比同時(shí)考慮兩種病會(huì)簡單得多

10、,也不容易出錯(cuò).三、DNA堿基比例的計(jì)算不變的堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么及其衍生關(guān)系例3某雙鏈DNA分子含有200個(gè)堿基,一條鏈上A：T：G：C=1：2：3：4,那么該DNA分子()A.含有4個(gè)游離的磷酸基B.連續(xù)復(fù)制2次,需要游離的腺喋吟脫氧核甘酸210個(gè)C.4種堿基A：T：G：0=3：3：7：7D.堿基排列方式共有4100種【思維導(dǎo)引】此題涉及DNA堿基比例與數(shù)量的判斷,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么解題即可.解析：一個(gè)雙鏈DNA分子中含有2個(gè)游離的磷酸基.由一條鏈上A：T：G：0=1：2：3：4可計(jì)算得出一條鏈上100個(gè)堿基中A、T、G、C的數(shù)量依次是10、20、30、40,另一條鏈上A、T、G、0的數(shù)

11、量那么依次是20、10、40、30.故該DNA中腺喋吟脫氧核甘酸數(shù)為10+20=30個(gè).連續(xù)復(fù)制2次,需要游離的腺喋吟脫氧核甘酸數(shù)(22-1)X30=90個(gè),4種堿基的比例是A：T：G：0=(10+20):(20+10):(30+40):(40+30)=30：30：70：70=3：3：7：7.含200個(gè)堿基的DNA在不考慮每種堿基比例關(guān)系的情況下,可能的堿基排列方式共有4100種,但因堿基數(shù)量比例已確定,故堿基排列方式肯定少于4100種.答案為0.變式練習(xí)3某DNA分子片段中,胞喀咤有240個(gè),占全部堿基的30%,那么該片段中腺喋吟有()A.240個(gè)B.48個(gè)0.800個(gè)D.160個(gè)【異題同解

12、】此題與例題都是利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么進(jìn)行解題,根據(jù)兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和占全部堿基的50%,可得腺喋吟占全部堿基的20%.根據(jù)胞喀咤數(shù)目與比例可求腺喋吟數(shù).在計(jì)算DNA分子有關(guān)堿基比例時(shí),所依據(jù)的原那么始終是堿基配對(duì)原那么.即在一個(gè)DNA分子中,A=T,G=0.由此衍生出的關(guān)系有：(A+G)/(T+0)等非互補(bǔ)堿基的和之比在整個(gè)DNA分子中為1,兩條互補(bǔ)鏈的比例互為倒數(shù)；(A+T)/(G+0)互補(bǔ)堿基的和之比在整個(gè)DNA分子中及兩條互補(bǔ)鏈的比例均相等；兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的一半.四、同位素示蹤標(biāo)記DNA復(fù)制過程的有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究一一不變的DNA半保存復(fù)制原理例4如圖表示某研究性學(xué)習(xí)

13、小組以細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心法對(duì)有關(guān)DNA復(fù)制的方式是全保存還是半保存進(jìn)行了探究全保存復(fù)制中子代DNA均由兩條子鏈構(gòu)成,培養(yǎng)用的細(xì)菌大約每20min分裂一次,產(chǎn)生子代.請據(jù)圖答復(fù):分析圖中實(shí)驗(yàn)三的離心結(jié)果：如果DNA位于1/2重帶和1/2輕帶位置,那么是全保存復(fù)制還是半保存復(fù)制？.如果DNA位于全中帶位置,那么是復(fù)制.為了進(jìn)一步得出結(jié)論,該小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)四,請分析：如果DNA位于位置及比例,下同帶位置,那么是全保存復(fù)制；如果DNA位于芟整出期因,培養(yǎng)步代那么代我1片廣-輕帶；DNA離心坪培美范感雨舒酬離心11的提取DK帶位置,那么是半保存復(fù)制.【思維導(dǎo)引】此題通過實(shí)驗(yàn)

14、探究DNA復(fù)制的方式,本質(zhì)是考查DNA半保存復(fù)制的原理的應(yīng)用.解題時(shí)可先假設(shè)DNA全保存或半保存復(fù)制時(shí)細(xì)菌培養(yǎng)后離心的結(jié)果,然后再按照題中要求具體分析.解析：含15N的細(xì)菌在含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)20min,即細(xì)菌繁殖一代,DNA如果進(jìn)行半保存復(fù)制,產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA均含14N和15N,離心后全位于中帶.如果為全保存復(fù)制,那么子代的兩個(gè)DNA中其中一個(gè)來自親代離心后位于重帶,一個(gè)DNA兩條鏈來自新合成,離心后位于輕帶.含14N的細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)40min,即細(xì)菌繁殖兩代,如是DNA進(jìn)行全保留復(fù)制,那么只含14N的DNA位于輕帶占1/4,只含15N的DNA位于重帶占3/4;如果DN

15、A進(jìn)行半保存復(fù)制,那么含14N和15N的DNA位于中帶且占1/2,只含15N的DNA位于重帶且占1/2.答案：全保存半保存1/4輕和3/4重1/2輕和1/2重變式練習(xí)4在試管內(nèi)合成DNA的實(shí)驗(yàn)過程是：先把高能磷酸基團(tuán)接到4種含14N脫氧核甘酸上,然后參加DNA解旋酶和DNA聚合酶,最后放入一個(gè)帶有15N標(biāo)記的DNA分子,讓其復(fù)制一次.根據(jù)所學(xué)知識(shí)答復(fù)以下問題：1分析得知,新合成的DNA分子中,A=T,C=G.這個(gè)事實(shí)說明,DNA的合成遵循.(2)新合成的DNA分子中(A+T)/(G+C)的比與標(biāo)記DNA的比一樣,這說明新DNA分子是.(3)經(jīng)分析,新合成的DNA分子中,帶有15N標(biāo)記的鏈約占總量的50%.這個(gè)事實(shí)說明.(4)復(fù)制5次后,帶有15N標(biāo)記的DNA分子數(shù)為條.帶有14N標(biāo)記的DNA分子數(shù)為條.【異題同解】此題與例題都是利用DNA的半保存復(fù)制的原理進(jìn)行解題,只是例題還分析了全保存復(fù)制子代的可能結(jié)果.無論是計(jì)算復(fù)制多少代需要某種堿基的數(shù)量,還是通過密度梯度離心判斷DNA的復(fù)制方式,其本質(zhì)都是不變的,由于堿基互補(bǔ)配對(duì),因此產(chǎn)生的DNA中一定是A=T,C=G.子代與親代DNA結(jié)構(gòu)完全相同.如果是DNA半保存復(fù)制,其子代DNA一條單鏈來自母鏈,另一條單鏈來自新合成的子鏈.無論復(fù)制多少代,產(chǎn)生的后代DNA中含有親代母鏈的DNA分子只有兩個(gè).如