2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 030-热点情境强化练4 电泳及DNA测序与遗传系谱分析（教用）

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1．（2025·广东深圳调研）科技成果 为探究DNA片段P与O2蛋白结合的关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析正确的是（ ）
A. 条带1越宽说明O2蛋白与待测物的结合越强
B. 显示条带2就说明O2蛋白与P无法结合
C. M1的突变位点几乎不影响P与O2蛋白的结合
D. M2和M3与O2蛋白的结合强度相同
【答案】C
【解析】泳道2与泳道1相比较，可说明O2蛋白与指示探针结合，二者结合的越多，条带1就会越宽，条带2就会越窄，由于无荧光标记的DNA片段P和突变体(M1、M2、M3)会与指示探针竞争结合O2蛋白，从而使条带2变宽，条带1变窄，且突变体与O2蛋白的结合能力越强，条带1会越窄，条带2越宽，所以显示的条带2的宽度说明了O2蛋白与P的结合能力，而并不是说显示条带2就说明O2蛋白与P无法结合，A、B错误；M1的电泳条带与片段P的电泳条带大体一致，说明了M1的突变位点几乎不影响P与O2蛋白的结合，C正确；M2和M3的电泳条带不同，说明其与O2蛋白的结合强度不同，D错误。
2．（2025·山西联考）基因频率鉴定 某二倍体动物种群共有120个个体，其常染色体上的某基因有D1、D2、D3三个等位基因，且D1对D2、D3为显性，D2对D3为显性。科研人员对该个体的基因进行PCR扩增，然后进行凝胶电泳处理，其结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 该种群中D3基因总数为72个，D3基因频率为30%
B. 杂合子中，表型与D1D1相同的个体的基因型共有2种
C. D2D3个体的电泳结果为2条条带，说明D1和D2编码的肽链长短不同
D. 若D1D2个体与D2D3个体交配，将子代基因电泳后只有一条条带的个体占1/4
【答案】C
【解析】由图可看出，含D3的个体基因型及数量为D1D340个、D2D320个、D3D36个，D3基因总数=40×1+20×1+6×2=40+20+12=72，种群总基因数为120×2=240，D3基因频率=72÷240×100%=30%，A正确；D1对D2、D3为显性，D2对D3为显性，D1D2、D1D3都表现为D1控制的性状，故杂合子中表型与D1D1相同个体的基因型共2种，B正确；凝胶电泳检测的是DNA片段(PCR产物)，而非蛋白质或肽链，C错误；只有一条条带的个体，即纯合的个体，D1D2个体与D2D3个体随机交配，子代纯合的概率为1/4，D正确。
3．（2025·重庆段考）突变位点分析 酪氨酸酶缺陷会导致白化病，现对某白化病患者的家庭成员进行基因测序，发现了两个酪氨酸酶基因(TYR)的突变位点，如图。M1和M2位点均在TYR非模板链的编码区，M1在第649位发生C→T的碱基替换，M2在第1 037位发生G→T的碱基替换，任意一个位点的突变都会导致表达得到的酪氨酸酶失去活性。各家庭成员中仅女儿1患病，其他个体均正常，若不考虑其他突变与互换，下列叙述正确的是（ ）
注：杂合表示在该位点检测到野生型和突变型两种序列，野生表示在该位点仅检测到野生型序列。
A. 父亲会产生失活的酪氨酸酶，该酶的第217位氨基酸一定发生改变
B. 女儿2两个位点的检测结果中至少有一个杂合的概率为1/2
C. 女儿1与不携带致病突变的正常个体婚配，后代不会患白化病
D. 人群中只有同时携带M1、M2位点突变的个体才会表现出白化病
【答案】C
【解析】C→T的替换可能导致密码子对应氨基酸改变（如CAA→UAA，UAA为终止密码子，会提前终止翻译，导致酶失活），但不一定是氨基酸改变（如密码子简并性可能使氨基酸不变）；题干中“一定发生改变”表述错误，A错误。父亲会产生杂合和野生两种配子，各占1/2，母亲会产生杂合和野生两种配子，各占1/2，女儿2两个位点的检测结果中至少有一个杂合概率为3/4，B错误。女儿1的基因型为两个位点都杂合，不携带致病突变的正常个体基因型为两个位点都野生，他们婚配，后代的基因型中至少有一个位点是野生型，所以后代不会患白化病，C正确；根据题意，任意一个位点的突变都会导致表达得到的酪氨酸酶失去活性，所以只携带M1位点突变或只携带M2位点突变的个体都会表现出白化病，并非只有同时携带M1、M2位点突变的个体才会表现出白化病，D错误。
4．（2025·安徽阜阳段考）分子标记检测 在某动物的黑色群体中偶然发现一只黄色雄性个体甲,让甲与纯合黑色个体杂交得到F1,F1随机交配,F2中黑色♂∶黑色♀∶黄色♂∶黄色♀=3:3:1:1。染色体上一些位置和序列已知的DNA序列被称为分子标记。为确定甲中黄色基因位于哪条染色体上,现用Ⅰ号和Ⅱ号染色体上的分子标记设计引物对实验中部分个体的DNA进行PCR扩增,将扩增产物电泳后,结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 根据杂交结果可确定黄色基因为隐性基因,且位于常染色体上
B. 不直接对目标基因进行PCR扩增的原因是目标基因位置未知,无法设计引物
C. 制备电泳凝胶时,应向电泳缓冲液中加入琼脂糖,加热熔化并稍冷却后再加入核酸染料
D. 根据实验结果可推测目标基因位于Ⅱ号染色体上
【答案】B
【解析】根据F2雌雄个体中黑色∶黄色均为3:1，判断黄色基因为隐性基因,且位于常染色体上，A正确；不直接对目标基因进行PCR扩增的原因是目标基因的序列未知，无法设计引物，B错误；制备电泳凝胶时，应向电泳缓冲液中加入琼脂糖，在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后再加入核酸染料，C正确；F2中几乎所有黄色个体的Ⅱ号染色体都来自亲本甲，可推测黄色基因位于Ⅱ号染色体上，D正确。
5．（2025·广东四校期末）遗传图解 图1为某家系中甲(A/a)、乙(B/b)两种单基因遗传病的系谱图，已知Ⅱ−1个体不携带甲病的致病基因。获得部分个体乙病相关基因片段后，用限制酶对其进行酶切并电泳所得到的结果如图2，已知乙病的致病基因比正常基因多一个酶切位点（不考虑基因在XY染色体的同源区段上，也不考虑基因突变和染色体变异）。下列叙述正确的是（ ）
图1
图2
A. 甲病为伴X染色体显性遗传病
B. 乙病为常染色体隐性遗传病
C. 若经基因检测发现Ⅱ−3为乙病基因的携带者，则Ⅲ−3是一个同时患甲、乙两病的男孩的概率是1/8
D. 若Ⅲ−5与正常男性结婚并生育一个表型正常女孩，则该女孩基因检测一定不会检出乙病基因
【答案】C
【解析】已知Ⅱ−1个体不携带甲病的致病基因，由系谱图可知，Ⅱ−1（正常）和Ⅱ−2（患甲病）的后代Ⅲ−2患甲病，Ⅲ−1正常。因为Ⅱ−1不携带甲病致病基因且子代女性有正常，也有患病，所以甲病不可能是隐性遗传病及伴X染色体显性遗传病，更不是伴Y遗传病；若为常染色体显性遗传病，Ⅱ−1不携带致病基因，Ⅱ−2患病，后代男女患病情况符合常染色体显性遗传规律，甲病为常染色体显性遗传病，A错误。由系谱图可知，Ⅰ−3和Ⅰ−4正常，Ⅱ−6患乙病，说明乙病为隐性遗传病，再结合图2电泳结果，Ⅱ−6只有致病基因b条带，Ⅱ−7有B和b条带，Ⅲ−5只有致病基因b条带，Ⅰ−3只有正常基因B条带，说明乙病致病基因在X染色体上，即乙病为伴X染色体隐性遗传病，B错误。Ⅱ−3和Ⅱ−4关于甲病的基因型分别为Aa和aa，他们的后代Ⅲ−3是一个患甲病孩子的概率是1/2，Ⅱ−3和Ⅱ−4关于乙病的基因型分别为XBXb和XBY，他们的后代Ⅲ−3是一个患乙病孩子（同时是男孩）的概率是1/4，故Ⅲ−3是一个同时患甲、乙两病的男孩的概率是1/8，C正确。由图可知Ⅲ−5是乙病患者(XbXb)，其与正常男性(XBY)结婚生育一个表型正常女孩，该女孩的基因型是XBXb，基因检测有可能会检出乙病基因，D错误。
6．（2024·山东卷·22）基因位置关系判定 （15分）某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因，且每种性状只由1对等位基因控制，其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d;叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性，进行了如表所示的杂交实验。另外，拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料，通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因，以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成（即基因型）相同的原则归类后，该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，如图所示，其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分，各相对性状呈完全显隐性关系，不考虑突变和染色体互换。
（1） 据表分析，由同一对等位基因控制的2种性状是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，判断依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 据表分析，甲组F1随机交配，若子代中高茎植株占比为_ _ _ _ _ _ _ _ ，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
（3） 图中条带②代表的基因是_ _ _ _ ；乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为_ _ _ _ _ _ _ _ 。若电泳图谱为类型Ⅰ,则被检测群体在F2中占比为_ _ _ _ _ _ 。
（4） 若电泳图谱为类型Ⅱ，只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期，调查思路：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
预期调查结果并得出结论：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。（要求：仅根据表型预期调查结果，并简要描述结论）
【答案】（1） 花色和籽粒颜色；甲组子代紫花植株均为黄粒，红花植株均为绿粒
（2） 9/16
（3） A；aaBBDD；1/4
（4） 统计F2中红花植株的叶边缘形状；若F2红花植株的叶边缘形状均为锯齿形，则A、b、d基因连锁，a、B、D基因连锁，控制叶边缘形状和籽粒颜色的三对等位基因位于一对染色体上；若F2红花植株的叶边缘形状既有锯齿形又有光滑形，则A、d基因连锁，a、D基因连锁，控制叶边缘形状和籽粒颜色的三对等位基因位于两对染色体上
【解析】
（1） 甲组杂交子代，紫花植株全部表现为黄粒，红花植株全部表现为绿粒，而紫花植株、红花植株均有高茎和矮茎，故推测花色和籽粒颜色受同一对等位基因控制。
（2） 由乙组黄粒×绿粒→F1均为黄粒，可知黄粒为显性性状，则控制紫花黄粒的基因为D，控制红花绿粒的基因为d。若高茎为显性性状，相关基因用E、e表示，由上述推测结合表中数据可知甲组亲本紫花矮茎黄粒的基因型为Ddee，红花高茎绿粒基因型为ddEe，①若两对基因独立遗传（符合自由组合定律），则F1产生的配子种类及比例为DE:De:dE:de=1:3:3:9(E:e=1:3)，F1随机交配得到的子代高茎个体(__E_)的比例为7/16；②若两对基因连锁，则F1产生的配子种类及比例为De:dE:de=1:1:2(E:e=1:3)，F1随机交配得到的子代高茎个体(__E_)的比例为7/16。若高茎是隐性性状，则甲组亲本紫花矮茎黄粒的基因型为DdEe，红花高茎绿粒基因型为ddee，①若两对基因独立遗传，则F1产生的配子种类及比例为DE:De:dE:de=1:3:3:9(E:e=1:3)，F1随机交配得到的子代高茎个体(__ee)所占比例为9/16;②若两对基因连锁，则F1只有两种表型且比例为1:1，不符合题中结果。综上所述，子代中高茎个体的比例为9/16时，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
（3） 用乙组F2的锯齿叶绿粒个体（至少含A、a和B、b中的1对隐性纯合基因）的基因进行PCR后电泳，已知条带③表示基因a，电泳类型Ⅱ不含a基因，则其一定含A、b基因。类型Ⅰ中最后1种个体含a基因，则其含有的另一条带①对应的基因一定为b,故条带②表示基因A，条带①表示基因b。因此类型Ⅰ对应的个体基因型从左至右分别是Aabbdd、AAbbdd、aabbdd，类型Ⅱ对应的个体基因型是AAbbdd。上述两种电泳结果均不支持三对基因都独立遗传（若三对基因均独立遗传，则乙组F2锯齿叶绿粒植株的基因型应该还有aaBBdd及aaBbdd）。若电泳图谱为类型Ⅰ，则F2的锯齿叶绿粒个体基因型有Aabbdd、AAbbdd、aabbdd三种，缺乏aaBBdd及aaBbdd，说明F1不能产生Bd型配子，则基因B与D连锁，基因b与d连锁，但它们能与A、a自由组合，故F1的基因组成情况为，结合乙组亲本表型可知，亲本中锯齿叶黄粒的基因型为aaBBDD，亲本中锯齿叶绿粒的基因型为AAbbdd；F1自交得到的F2基因型及比例为A_B_D_:A_bbdd:aaB_D_:aabbdd=9:3:3:1，其中锯齿叶绿粒个体占比为(3+1)/16=1/4。
（4） 若电泳图谱为类型Ⅱ，即F2锯齿叶绿粒个体基因型全部为AAbbdd，则F1三对基因在染色体上的相对位置关系有以下两种情况：或。若要进一步确认三对基因在染色体上的相对位置关系，可对已经处于开花期的F2进行调查，利用花色与籽粒颜色的连锁关系，调查思路、预期调查结果及结论见答案。位点
父亲
母亲
儿子
女儿1
女儿2
M1
杂合
野生
野生
杂合
待测
M2
野生
杂合
野生
杂合
待测
组别
亲本杂交组合
F1的表型及比例
甲
紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒
紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1:1:1:1
乙
锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒
全部为光滑叶黄粒