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1、专题复习：专题复习：遗传学中的计算遗传学中的计算郑州二中郑州二中 张静娟张静娟知识要点知识要点:二二.DNA.DNA复制的有关计算复制的有关计算一一.碱基互补配对原则及碱基互补配对原则及 中心法则的有关计算中心法则的有关计算三三.遗传规律的有关计算遗传规律的有关计算四四.基因频率、基因型频率的有关计算基因频率、基因型频率的有关计算五五.遗传系谱题的解题思路及计算遗传系谱题的解题思路及计算一一.碱基互补配对原则及中心法则的有关计算碱基互补配对原则及中心法则的有关计算规律一：规律一：DNA双链中的两种互补的碱基数双链中的两种互补的碱基数 ：嘌呤与嘧啶数嘌呤与嘧啶数 ，各占碱基总数的，各占碱基总数的
2、 ：相等相等50%倒数倒数1A=T，G=C A+GT+C规律二：规律二：DNA双链中的一条单链的双链中的一条单链的A+G/T+C的值与的值与另一条互补链的另一条互补链的A+G/T+C的值互为的值互为 ；整个整个DNA分子中分子中A+G/T+C的值为的值为 。相等相等规律三：规律三：DNA双链中，一条单链的双链中，一条单链的A+T/G+C的值与的值与另一条互补链的另一条互补链的A+T/G+C的值是的值是的，的，也与整个也与整个DNA分子中分子中A+T/G+C的的值值。还与其转录出的还与其转录出的mRNA中的中的U+A/C+G的值的值。由此推知：。由此推知：DNA双链中，一条单链的双链中，一条单链
3、的A+T/A+T+G+C的的值与另一条互补链的值与另一条互补链的A+T/A+T+G+C的值是的值是 的，也与整个的，也与整个 DNA分子中的分子中的A+T/A+T+G+C的值的值 。还与其转录出还与其转录出的的mRNA中的中的U+A/U+A+C+G的值的值。相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等DNARNA 蛋白质蛋白质136碱基数碱基数碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数规律四：规律四：基因控制蛋白质合成中基因控制蛋白质合成中（不考虑内含子和终止密码子）（不考虑内含子和终止密码子）规律五：规律五：在基因控制蛋白质合成的过程中，真核细在基因控制蛋白质合成的过程中，真核细胞基因中的外显子和内含
4、子胞基因中的外显子和内含子 转录，转录，然后经过加工切去然后经过加工切去 转录的信使转录的信使RNA，再把，再把 转录的部分拼接在一转录的部分拼接在一起，才能形成成熟的信使起，才能形成成熟的信使RNA，然后进，然后进行翻译。行翻译。内含子内含子外显子外显子同时同时【例例1】某基因中含有某基因中含有1200个碱基个碱基对对，则由它控制合成的含有则由它控制合成的含有两两条多肽链条多肽链的蛋白质分子中的蛋白质分子中最多最多含有肽键的个含有肽键的个数是数是()A198个个 B398个个 C400个个 D798个个B【解析解析】（1）根据中心法则：）根据中心法则：基因基因中碱基：中碱基：mRNA中碱基：
5、蛋白质中氨基酸中碱基：蛋白质中氨基酸 =6 ：3 ：1 因此，合成的蛋白质中的氨基酸数为因此，合成的蛋白质中的氨基酸数为:12003=400个个（2）又因为此蛋白质有）又因为此蛋白质有2条肽链，条肽链，氨基酸分子数氨基酸分子数=肽链数肽链数+肽键数肽键数 所以其中含有的肽键数为所以其中含有的肽键数为:400-2=398个个【例例2】某个基因的内含子中碱基某个基因的内含子中碱基A+T占占40%，而外显子中，而外显子中A+T则占则占70%，已知，已知 由其中的一条链转录后拼接而成的一条由其中的一条链转录后拼接而成的一条 信使信使RNA中中U占占25%，则该信使，则该信使RNA中中 碱基碱基A占（占
6、（）A.15%B.25%C.45%D.75%C【解析解析】基因的内含子转录出的基因的内含子转录出的RNA将将被剪切，只有外显子转录出的被剪切，只有外显子转录出的RNA才才能被拼接为成熟的信使能被拼接为成熟的信使RNA。而。而A+T在在DNA分子单链和双链中所占比例相分子单链和双链中所占比例相同，与转录出的同，与转录出的RNA中的中的U+A所占比所占比例也相同，因此例也相同，因此70%25%即可。即可。1.复制遵循规律：复制遵循规律：碱基互补配对原则碱基互补配对原则2.复制方式：复制方式：3.复制的特点：复制的特点：半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制二二.DNA.DNA复制的有关计算复
7、制的有关计算亲代亲代DNA分子分子复制复制1次次复制复制2次次复制复制3次次2=214=228=23 规律一规律一:1个个DNA分子复制分子复制n次，后代就有次，后代就有2n个个DNA分子，分子，2n+1个个脱氧核苷酸链。而脱氧核苷酸链。而保留保留原来亲代原来亲代DNA分子母链的子代分子母链的子代 DNA分子永分子永远是远是2个个,占占2/2n；原来的；原来的2条母链占条母链占全部脱全部脱氧核苷酸链的比例为氧核苷酸链的比例为2/2n+1（即（即1/2n）。规律二规律二:1个个DNA分子复制分子复制n次，后代就有次，后代就有2n个个DNA分子分子,则需要从周围环境中吸收组则需要从周围环境中吸收组
8、成成2n1个个DNA分子的游离脱氧核苷酸分子的游离脱氧核苷酸【例例1】一个一个DNA分子经过分子经过3次复制后次复制后,保留有原来母链的子代保留有原来母链的子代DNA分子占全部分子占全部子代子代DNA分子的比例为（分子的比例为（）;原来的原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为母链占全部脱氧核苷酸链的比例为()。BC【例例2 2】已已知知某某DNADNA分分子子中中含含腺腺嘌嘌呤呤200200个个，占占全全部部DNADNA总总数数的的20%20%，该该DNADNA连连续续复复制制4 4次次，环环境境中中消消耗耗胞胞嘧嘧啶脱氧核苷酸的数目为啶脱氧核苷酸的数目为()个个 个个 C.4500 C.450
9、0个个 D.4800D.4800个个 C【解析】【解析】(1)(1)求出该求出该DNADNA分子中共含有多少个脱氧核分子中共含有多少个脱氧核 糖核苷酸：糖核苷酸：200/20%=1000(个个)(2)(2)求出该求出该DNADNA分子中含有多少个胞嘧啶脱分子中含有多少个胞嘧啶脱 氧核糖核苷酸：氧核糖核苷酸：1000-(2002)/2=300(个个)(3)(3)求出复制求出复制4 4次需要多少个胞嘧啶脱氧核次需要多少个胞嘧啶脱氧核 苷酸：苷酸：（241）300=4500(个个)规律一：规律一：具有一对相对性状的亲本杂交具有一对相对性状的亲本杂交后，若子代只表现亲本之一性状，则所后，若子代只表现亲
10、本之一性状，则所表现出的性状为表现出的性状为性性状，未表现出的性性状，未表现出的性状为性状为性性状。性性状。DDddDd规律二：规律二：如果亲本自交，若没有基因突如果亲本自交，若没有基因突变变,后代只要出现性状分离，则亲本性状后代只要出现性状分离，则亲本性状为为性性状，新出现性状为性性状，新出现性状为性性状，性性状，并且并且该亲本为杂合子该亲本为杂合子。DdDdDD：Dd：dd=1：2：1三三.遗传规律中的有关计算遗传规律中的有关计算显显隐隐显显隐隐【例例1】判断紫花和白花哪个是显性性状，判断紫花和白花哪个是显性性状，可依据可依据()紫花紫花紫花紫花F1100%紫花紫花紫花紫花白花白花F110
11、0%紫花紫花紫花紫花白花白花F150%紫花、紫花、50%白花白花紫花紫花紫花紫花F175%紫花、紫花、25%白花白花白花白花白花白花F1100%白花白花A.B.或或C.D.BAaBbBbAaBb 产生配子产生配子1.分枝法分枝法：主要用于写多对等位基因的个主要用于写多对等位基因的个体产生的配子的基因型及比例。如：体产生的配子的基因型及比例。如：遗传规律分析法遗传规律分析法:abaBAbAB2.棋盘法棋盘法：运用遗传图解写出各种配子的基因型和比运用遗传图解写出各种配子的基因型和比例，然后通过表格列出受精作用后的子代例，然后通过表格列出受精作用后的子代个体基因型，再通过分析统计出各种子代个体基因型
12、，再通过分析统计出各种子代的表现型及比例。此种方法十分直观，且的表现型及比例。此种方法十分直观，且不易出错不易出错,也是形成其他计算能力的基础。也是形成其他计算能力的基础。3.概率计算法：概率计算法：加加法法定定理理：当当一一个个事事件件出出现现时时，另另一一个个事事件件就就被被排排除除(非非此此即即彼彼)，这这两两个个互互斥斥事事件出现的概率是它们各自概率的件出现的概率是它们各自概率的 。乘乘法法定定理理：当当一一个个事事件件的的发发生生不不影影响响另另一一事事件件的的发发生生时时(亦亦此此亦亦彼彼)，这这两两个个独独立立事事件件同同时时或或相相继继出出现现时时总总概概率率是是它它们们各各自
13、自出现概率的出现概率的 。和和乘积乘积【例例 2 2】基基 因因 型型 分分 别别 为为 AaBbDDAaBbDD和和aaBbddaaBbdd的的两两种种豌豌豆豆杂杂交交，按按照照自自由由组组合合定定律律遗遗传传,其其子子代代表表现现型型不不同同于于两两个亲本的个体数占全部子代的个亲本的个体数占全部子代的()()C【解析】解析】此题可先求出与亲本相同的子代，然后去此题可先求出与亲本相同的子代，然后去掉相同的，就是与亲本不同的。掉相同的，就是与亲本不同的。(1)从题中可看出，不可能有和后一个亲本从题中可看出，不可能有和后一个亲本相同的后代，因为前一个亲本的基因组成相同的后代，因为前一个亲本的基因
14、组成中有中有DD，则后代中就不可能出现则后代中就不可能出现dd；(2)第一个亲本的表现型是全显性，这样可第一个亲本的表现型是全显性，这样可 以分别进行分析：以分别进行分析：Aaaa 显性性状占显性性状占1/2 BbBb 显性性状占显性性状占3/4 DDdd 显性性状占显性性状占1因此在后代中表现型都是显性性状的有：因此在后代中表现型都是显性性状的有：1/23/41=3/8那么和亲本不同的则是那么和亲本不同的则是:13/8=5/8【例例3 3】已知小麦的已知小麦的显显性性状是高性性状是高秆秆(D)(D)、抗病（抗病（T T），后代表），后代表现现型型为为高抗：矮抗：高抗：矮抗：高不抗：矮不抗高不
15、抗：矮不抗3 3：3 3：1 1：1 1的的杂杂交交组组合是（合是（）A ADdTTDDTt BDdTTDDTt BDdTtddTt DdTtddTt C CDdTTddtt DDdTTddtt DDdttDdttDdttDdttB【解析】【解析】此题是利用子代表现型及比例推此题是利用子代表现型及比例推知亲本基因型。根据分离规律可知：子代知亲本基因型。根据分离规律可知：子代高：矮高：矮=1：1，则亲本为测交，则亲本为测交Dddd；子子代抗：不抗代抗：不抗=3：1，则亲本为杂合体自交，则亲本为杂合体自交TtTt。再根据自由组合规律得出两亲本。再根据自由组合规律得出两亲本基因型为：基因型为：DdT
16、tddTt四、基因频率的有关计算四、基因频率的有关计算基因频率：基因频率：某种基因在某个种群中出现的比例。某种基因在某个种群中出现的比例。A的基因频率为的基因频率为p,a的基因频率为的基因频率为q,则则:p+q=1基因型频率：基因型频率：某种基因型在某个种群中出现的比例。某种基因型在某个种群中出现的比例。AA的基因型频率为的基因型频率为p2,Aa的基因型频率为的基因型频率为2pq,aa的基因型频率为的基因型频率为q2,则则:p2+2pq+q2=1随机交配图解 A（p）a（q）A（p）AA（p2）Aa（pq）a（q）Aa（pq）aa（q2）雌配子雌配子雄配子雄配子AAAaaaaA p22pqq2
17、【例例1】人类中有一种致死性疾病，隐性人类中有一种致死性疾病，隐性纯合的儿童（纯合的儿童（aa）10岁以前可导致全部死岁以前可导致全部死亡，而基因型为亡，而基因型为Aa和和AA的个体都表现为的个体都表现为正常。已知在一个隔离的群体一代中，该正常。已知在一个隔离的群体一代中，该基因基因a在成人中的频率为。如果群体中随在成人中的频率为。如果群体中随机婚配并且没有突变发生机婚配并且没有突变发生,那么在那么在下一代下一代的的新生儿新生儿中杂合体的频率是（）中杂合体的频率是（）A.0.0198B.0.0099A【解析】【解析】已知隐性基因已知隐性基因a的基因频率为，的基因频率为，则显性基因则显性基因A的
18、基因频率为的基因频率为1，由此得到下一代由此得到下一代:aa的基因型频率为的基因型频率为 2 AA的基因型频率为的基因型频率为 2 则则Aa的基因型频率为的基因型频率为 也可列为也可列为 22)【例例2 2】男男性性色色盲盲在在我我国国的的发发病病率率为为7%7%，则则从从理理论论上上推推算算，我我国国女女性性患患色色盲的概率为盲的概率为()()A.0.49%B.14%A.0.49%B.14%C.3.5%D.4.9%C.3.5%D.4.9%A【解析】【解析】男性的性染色体为男性的性染色体为XY，所以只要这所以只要这个个X染色体上有色盲基因，基因型为染色体上有色盲基因，基因型为XbY，则表现为色
19、盲。应理解为：一个则表现为色盲。应理解为：一个Xb出现的出现的频率为频率为7%。而女性的性染色体为。而女性的性染色体为XX，只只有基因型有基因型XbXb时，才表现为色盲，即需要时，才表现为色盲，即需要两个两个Xb同时出现。因此，两个同时出现。因此，两个Xb同时出现同时出现的频率为：的频率为：7%7%=%(可以理解为两个独可以理解为两个独立事件同时出现的概率是他们各自出现概立事件同时出现的概率是他们各自出现概率的乘积率的乘积)。据统计：据统计：我国女性患色盲的发病概率为我国女性患色盲的发病概率为%与理论值相符。与理论值相符。五五.遗传系谱题的解题思路及计算遗传系谱题的解题思路及计算判断遗传系谱类
20、型判断遗传系谱类型确定有关个体基因型确定有关个体基因型概率计算等概率计算等一对相对性状遗传，遵循一对相对性状遗传，遵循 规律；规律；性染色体上的基因与常染色体上的基性染色体上的基因与常染色体上的基因同时分析时，遵循因同时分析时，遵循 规律。规律。遵遵循循规规律律图图例例说说明明、正常男、女正常男、女、患病男、女患病男、女、分别表示世代分别表示世代婚配、生育子女婚配、生育子女分离分离自由组合自由组合遗传系谱类型遗传系谱类型:1、常染色体隐性遗传、常染色体隐性遗传2、常染色体显性遗传、常染色体显性遗传3、伴、伴X染色体隐性遗传染色体隐性遗传4、伴、伴X染色体显性遗传染色体显性遗传5、伴、伴Y染色体
21、遗传染色体遗传规律一规律一：（判断致病基因的（判断致病基因的显、隐显、隐）系谱中只要出现一处系谱中只要出现一处父母不患子女有患，父母不患子女有患，则该病必定是由则该病必定是由隐隐性基因控制的遗传病；性基因控制的遗传病；系谱中只要出现一处系谱中只要出现一处父母都患子女有不患父母都患子女有不患，则该病必定是由则该病必定是由显显性基因控制的遗传病。性基因控制的遗传病。一般显隐关系的确定一般显隐关系的确定正常正常正常正常有病有病棕眼棕眼棕眼棕眼蓝眼蓝眼正常正常有病有病有病有病规律二：规律二：（判断致病基因所在的判断致病基因所在的染色体染色体）(1)若确定为隐性遗传病若确定为隐性遗传病,就找出所有女患者
22、，就找出所有女患者，若若均均符合符合“母患子必患母患子必患,女患父必患女患父必患”,则则可可能能为为X隐隐;若有一处不符若有一处不符,则则一定一定是常隐。是常隐。(2)若确定为显性遗传病，就若确定为显性遗传病，就找出所有男患者，找出所有男患者，若若均均符合符合“父患女必患父患女必患,子患母必患子患母必患”,则则可可能能为为X显显;若有一处不符若有一处不符,则则一定一定是常显。是常显。一般常染色体、性染色体遗传的确定一般常染色体、性染色体遗传的确定（常、隐）（常、隐）（常、显）（常、显）最可能（伴最可能（伴X、显）、显）最可能（伴最可能（伴X、隐）、隐）最可能（伴最可能（伴Y遗传）遗传）【例例1
23、】下下图图是是人人类类中中某某遗遗传传病病的的系系谱谱图，请推测其最可能的遗传方式是：图，请推测其最可能的遗传方式是：A、X染色体显性遗传染色体显性遗传 B、常染色体显性遗传、常染色体显性遗传C、X染色体隐性遗传染色体隐性遗传 D、常染色体隐性遗传、常染色体隐性遗传【例例2】请据遗传系谱图回答（用请据遗传系谱图回答（用A、a表示表示这对等位基因）：这对等位基因）：345678910111213141512（2）若若10与与15婚婚配配，生生一一个个有有病病孩孩子子的的概概率率为为。生生一一个个正正常常女女孩孩的的概概率为。率为。（1）该病的遗传方式为。）该病的遗传方式为。常、隐常、隐AA2Aa
24、Aa1/65/12【练习【练习1 1】(1998 (1998年上海高考题年上海高考题)在含有在含有四四种碱基的种碱基的DNADNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a a 个，占该区段全部碱基的比例为个，占该区段全部碱基的比例为b b，则则()A.b0.5 A.b0.5 B.B.b0.5b0.5 C.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2b-1)a(1/2b-1)个个 D.D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a-1)b(1/2a-1)个个C【解解析析】设设胞胞嘧嘧啶啶的的数数目目为为x x,根根据据碱碱基基互互补补配配对对原原则则，双双链链中中A AT T，C CG G；则则A AT=aT=a，G=C=G=C
25、=x x；而而A/A+T+C+GA/A+T+C+Gb b，所所 以以 a/2a+2x=b,a/2a+2x=b,解解 得得:胞胞 嘧嘧 啶啶 为为a(1/2b-1)a(1/2b-1)【练习【练习2】在某一人群中，调查得知，隐在某一人群中，调查得知，隐性性状为性性状为16%，问该性状不同类型的，问该性状不同类型的基因型频率是多少：基因型频率是多少：()(按按AA、Aa、aa顺序排列答案顺序排列答案)A、B、C、D、0.16 0.36 0.48 A【解析】【解析】已知隐性性状已知隐性性状aa为为16%，也就是也就是aa的基因型频率为的基因型频率为 那么那么a的基因频率为的基因频率为0.16=A的基因
26、频率为的基因频率为 因此因此AA的基因型频率为：的基因型频率为：0 Aa的基因型频率为：的基因型频率为：2(0【练习【练习3】一条双链一条双链DNA分子，分子，G和和C占全部碱基的占全部碱基的44%，其中一条链的，其中一条链的碱基中碱基中A占占26%，C占占20%，那么其，那么其互补链中的互补链中的A和和C分别占该链全部碱分别占该链全部碱基的百分比是（基的百分比是（）A28%和和22%B30%和和24%C26%和和20%D24%和和30%B【练练习习4 4】大大约约在在9090个个表表现现型型正正常常的的人人中中有有一一个个白白化化病病基基因因的的携携带带者者。下下图图中中第第三三代代的的4
27、4号号个个体体如如果果和和一一个个无无亲亲缘缘关关系系的的正正常常女女人人结结婚婚，他他们们所所生生白白化化病病的的小小孩孩的的概概率率比比第第三三代代的的4 4号号和和1 1号号近近亲亲结结婚所生的白化病的小孩的概率低婚所生的白化病的小孩的概率低()()A A、6060倍倍 B B、1515倍倍C C、3030倍倍 D D、4545倍倍A【解析】【解析】本题涉及的内容是基因频率和遗传概率的计本题涉及的内容是基因频率和遗传概率的计算问题。算问题。（1）因为）因为1和和4为白化病基因携带者的为白化病基因携带者的概率均为概率均为2/3。所以生出白化病孩子的概率。所以生出白化病孩子的概率为：为：2/
28、32/31/4=1/9。（2）因为）因为90个表现型正常的人中有一个是个表现型正常的人中有一个是携带者。所以与携带者。所以与4结婚的结婚的正常女人是正常女人是Aa的的概率为概率为1/90。则生出白化病孩子的概率为：。则生出白化病孩子的概率为：2/31/901/4=1/540 【例例3】下列为白化病和色盲两种遗传病的家下列为白化病和色盲两种遗传病的家族系谱图，请回答：族系谱图，请回答：12345678910（1）写出下列个体可能的基因型：）写出下列个体可能的基因型：8，10。（2）若）若8与与10结婚，生育子女中患白化病或色盲一种遗传病结婚，生育子女中患白化病或色盲一种遗传病 的概率是。同时患两种遗传病的概率是。的概率是。同时患两种遗传病的概率是。男男 女女正常正常色盲色盲白化白化aaXBXB或或 aaXBXbAAXbY或或AaXbY5/121/12