資源簡介

(共51張PPT)
專題四 遺傳、變異和進化
專題突破
第1講 遺傳的分子基礎
【思維導圖】
【考點梳理】
考點1 探究遺傳物質的兩個經典實驗
(1)實驗設計思路:將DNA和蛋白質分開分別觀察,從而確定誰是遺傳物質。
(2)肺炎雙球菌的轉化實驗
①S型活菌的RNA


R型菌
②S型活菌的多糖、蛋白質等 R型菌
③S型活菌的DNA R型菌+S型菌
④S型活菌的DNA+DNA酶 R型菌
含R型活菌的培養基
注入
注入
注入
注入
格里菲斯的體內轉化實驗→結論:S型死菌中,必定存在使R型菌轉化為S型菌的轉化因子。
艾弗里等的體外轉化實驗→結論:DNA是使R型菌轉化為S型菌的轉化因子,DNA是遺傳物質。
(3)噬菌體侵染細菌的實驗
實驗方法:同位素標記法。
噬菌體侵染大腸桿菌的一般過程:吸附→注入→合成→組裝→釋放。
攪拌的目的:吸附在細菌上的噬菌體蛋白質外殼與細菌分離。離心的目的:讓上清液中析出重量較輕的噬菌體白質外殼,沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
噬菌體侵染細菌時,進入細菌的只有DNA。合成子代噬菌體,模板DNA鏈由噬菌體提供,合成DNA和蛋白質外殼的原料、場所等均由大腸桿菌提供。
結論:DNA是遺傳物質。
①35S標記的噬菌體 子代噬菌體放射性 低
②32P標記的噬菌體 子代噬菌體放射性 高
大腸桿菌
侵染
侵染
誤差分析:
①35S標記蛋白質的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀中放射性高的原因是攪拌不充分,少量35S標記的噬菌體的蛋白質外殼吸附在大腸桿菌表面。
②32P標記DNA的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中放射性高的原因是保溫時間過短部分噬菌體未侵染大腸桿菌或保溫時間過長部分子代噬菌體釋放出來。
(4)遺傳物質小結:
DNA是主要的遺傳物質。除少數病毒的遺傳物質是RNA外,其他生物(細胞生物+大多數病毒)的遺傳物質是DNA。RNA病毒有:新冠病毒、SARS病毒、HIV、煙草花葉病毒、流感病毒等。
細胞生物(真核、原核) 非細胞生物(病毒)
DNA病毒 RNA病毒
核酸 DNA和RNA 只含DNA 只含RNA
遺傳物質 DNA DNA RNA(少數)
1.DNA雙螺旋結構
(1)基本組成元素:C、H、O、N、P。
(2)基本單位:脫氧核糖核苷酸。
考點2　遺傳信息的傳遞和表達
(3)DNA雙螺旋結構的主要特點:①由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構。②外側:脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架。③內側:由氫鍵相連的堿基對組成。遵循堿基互補配對原則:A=T;G≡C。
(4)DNA的特性:
①穩定性:DNA分子雙螺旋空間結構的相對穩定性。
②多樣性:堿基對的排列順序是千變萬化的。排列種類數:4n(n為堿基對對數)。
③特異性:每個特定DNA分子的堿基排列順序是特定的。
(5)雙鏈DNA分子中堿基的計算規律:
2個最基本的公式:
①整個DNA分子中 A=T,
G=C。
②兩條互補鏈中A1=T2,
T1=A2,G1=C2,C1=G2。
基因在DNA上不連續分布,DNA中有些片段不是基因。
基因是具有遺傳效應的DNA片段。
2.基因是具有遺傳效應的DNA片段
基因和DNA的關系
基因A 基因B 基因C

基因間區 基因間區
染色體
DNA
基因
脫氧核苷酸
每條染色體上有1個或2個DNA
每個DNA分子上含有多個基因
每個基因含有多個脫氧核苷酸
3.遺傳信息的傳遞過程
①DNA的復制和基因表達
DNA復制 轉錄 翻譯
場所 細胞核、線粒體
和葉綠體 細胞核、線粒體
和葉綠體 核糖體
模板 DNA的雙鏈 DNA的一條單鏈 mRNA
原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 21種氨基酸
酶 解旋酶、
DNA聚合酶 RNA聚合酶 相關的酶
DNA復制 轉錄 翻譯
信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白質
堿基配對 A—T　T—A
G—C　C—G A—U　T—A
G—C　C—G A—U　U—A
G—C　C—G
產物 DNA RNA 蛋白質
DNA復制和轉錄均發生在DNA存在的部位:細胞核、線粒體和葉綠體。
DNA復制的特點:邊解旋邊復制,半保留復制;轉錄一般只轉錄DNA一條鏈中屬于基因的片段。
基因表達:基因指導蛋白質的合成,包括轉錄和翻譯。
遺傳信息:基因中脫氧核苷酸的排列順序。
密碼子:mRNA中決定一個氨基酸的 3 個相鄰堿基。共64種,其中決定氨基酸的密碼子有 61 種。
反密碼子:tRNA上與mRNA中的密碼子互補配對的3個堿基。
密碼子特點:簡并性(每種氨基酸對應1種或幾種密碼子);通用性(所有生物共用1套密碼子)。
②DNA、RNA和蛋白質的相關計算(不考慮終止密碼子):
基因中堿基數:mRNA中堿基數:蛋白質中氨基酸數=6∶3∶1。
③多聚核糖體(如下圖)
現象:一個mRNA可同時結合多個核糖體,形成多聚核糖體。
意義:少量的mRNA迅速合成大量的蛋白質。
核糖體移動方向:從左向右(見上圖)。判斷依據:多肽鏈的長短,方向由短到長。
④DNA半保留復制的實驗證據
實驗材料:大腸桿菌(繁殖快,20 min一代)。
實驗方法:同位素標記法、密度梯度離心。
實驗過程:
實驗結論:DNA的復制是半保留復制。
4.基因表達與性狀的關系
(1)中心法則:
DNA復制、轉錄和翻譯,一般生物都會發生,但逆轉錄和RNA自我復制只有少數病毒才會進行。
DNA復制。
DNA、RNA是信息的載體;蛋白質是信息的表達產物;ATP為信息的流動提供能量。可見生命是物質、能量和信息的統一體。
(2)基因對性狀的控制:
基因通過控制酶的合成來控制細胞代謝過程,進而控制生物體的性狀。
基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
(3)基因的選擇性表達與細胞分化:
細胞分化的本質:基因的選擇性表達。同一個體細胞分化過程中各細胞DNA相同,RNA和蛋白質不同。
基因的選擇性表達與基因表達的調控有關。
(4)表觀遺傳:
概念:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。
時間:普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命活動過程中。
原因:DNA甲基化(主要抑制轉錄)、染色體組蛋白甲基化和乙酰化等修飾(影響基因表達)。
特點:
可遺傳性:基因表達和表型可以遺傳給后代。
不變性:基因的堿基序列保持不變。
可逆性:DNA甲基化修飾可以發生可逆性變化,即被修飾的DNA可以發生去甲基化。
基因與性狀不是一一對應的關系,一個性狀可以受到多個基因的影響,一個基因也可以影響多個性狀。
基因表達要受到環境的影響,表現型=基因型+環境。基因與基因、基因與基因表達產物、基因與環境之間存在著復雜的相互作用。
典例示范一
(2021·全國乙卷)在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉化實驗中,無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內,從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據上述實驗,結合現有生物學知識所做的下列推測中,不合理的是(　　)
A.與R型菌相比,S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關
B.S型菌的DNA能夠進入R型菌細胞指導蛋白質的合成
C.加熱殺死S型菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不
受影響
D.將S型菌的DNA經DNA酶處理后與R型菌混合,可以得
到S型菌
【答案】　D
【重點歸納】　肺炎雙球菌轉化實驗,DNA的功能,基因對性狀的控制。
【詳解】　與R型菌相比,S型菌具有莢膜多糖,S型菌有毒,故可推測S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關,A正確;S型菌的DNA進入R型菌細胞后使R型菌具有了S型菌的性狀,可知S型菌的DNA進入R型菌細胞后指導蛋白質的合成,B正確;加熱殺死的S型菌不會使小白鼠死亡,說明加熱殺死的S型菌的蛋白質功能喪失,而加熱殺死的S型菌的DNA可以使R型菌發生轉化,可知其DNA功能不受影響,C正確;將S型菌的DNA經DNA酶處理后,DNA被水解為小分子物質,故與R型菌混合,不能得到S型菌,D錯誤。
變式訓練一
下列關于“核酸是遺傳物質的證據”的相關實驗的敘述,正確的是 (　　)
A.噬菌體侵染細菌實驗中,用32P標記的噬菌體侵染細菌后
的子代噬菌體多數具有放射性
B.肺炎雙球菌活體細菌轉化實驗中,R型肺炎雙球菌轉化
為S型菌是基因突變的結果
C.肺炎雙球菌離體細菌轉化實驗中,S型菌的DNA使R型菌
轉化為S型菌,說明DNA是遺傳物質,蛋白質不是遺傳物質
D.煙草花葉病毒感染和重建實驗中,用TMVA的RNA和
TMVB的蛋白質重建的病毒感染煙草葉片細胞后,可檢
測到A型病毒,說明RNA是TMVA的遺傳物質
【答案】　D
【詳解】　噬菌體侵染細菌的實驗中,用32P標記的是噬菌體的DNA,而DNA進行半保留復制,因此子代噬菌體極少數具有放射性,A錯誤;肺炎雙球菌活體細菌轉化實驗中,R型肺炎雙球菌轉化為S型菌是基因重組的結果,B錯誤;肺炎雙球菌離體細菌轉化實驗中,S型菌的DNA使R型菌轉化為S型菌,說明DNA是遺傳物質,C錯誤;煙草花葉病毒感染和重建實驗中,用TMVA的RNA和TMVB的蛋白質重建的病毒感染煙草葉片細胞后,可檢測到A型病毒,說明RNA是TMVA的遺傳物質,D正確。
典例示范二
圖為DNA分子部分結構示意圖,對該圖的描述錯誤的是(　　)
A.脫氧核糖核苷酸相互連接形
成DNA單鏈時能夠產生水
B.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷
酸,②和③相間排列,構成了
DNA分子的基本骨架
C.⑤⑥⑦⑧對應的堿基依次為
A、G、C、T
D.DNA分子的兩條鏈是反向平行的,并且游離的磷酸基團
位于不同端
【答案】　B
【重點歸納】　DNA分子雙螺旋結構的主要特點。
【詳解】　圖示表示DNA分子部分結構,其中①是磷酸,②是脫氧核糖,③含氮堿基(胞嘧啶),④是脫氧核苷酸(含有一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基),⑤⑥⑦⑧對應的堿基依次為A、G、C、T,⑨是氫鍵。脫氧核糖核苷酸相互連接形成磷酸二酯鍵時,有水生成,A正確;④由一分子磷酸、一分子胞嘧啶和一分子脫氧核糖構成,④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸;脫氧核糖②和磷酸①交替連接,構成基本骨架,B錯誤;由分析可知,⑤⑥⑦⑧對應的堿基依次為A、G、C、T,C正確;DNA分子的兩條鏈是反向平行的,因此游離的磷酸基團位于DNA兩條單鏈的不同端,D正確。
變式訓練二
1.下圖為大腸桿菌的擬核DNA復制圖,下列說法不正確的是(　　)
A.甲中DNA分子的堿基對總數大于其上所有基因的堿基
對總數之和
B.甲是環狀DNA,沒有游離的磷酸基團
C.如果甲有1000個堿基,腺嘌呤脫氧核苷酸占全部堿基的
35%,則從甲到乙共需消耗150個鳥嘌呤脫氧核苷酸
D.大腸桿菌中rRNA的合成與核仁密切相關
【答案】　D
【詳解】　基因是具有遺傳效應的DNA片段,DNA上有些片段無遺傳效應,A正確;一條鏈狀DNA含有兩個游離的磷酸基團,環狀DNA無,B正確;一個DNA中鳥嘌呤脫氧核苷酸個數為1000× (50%-35%)=150個,從甲到乙復制一次,消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸個數為150×(21-1)=150,C正確;大腸桿菌是原核生物,無核仁,D錯誤。
小結:DNA分子復制中的相關計算
DNA分子的復制為半保留復制,一個DNA分子復制n次,則有:
(1)DNA分子數:
①子代DNA分子數=2n個;
②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數=2個;
③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數=(2n-2)個。
(2)脫氧核苷酸鏈數
①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數=2n+1條;
②親代脫氧核苷酸鏈數=2條;
③新合成的脫氧核苷酸鏈數=(2n+1-2)條。
(3)消耗的脫氧核苷酸數
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數m·(2n-1)個;
②第n次復制需該脫氧核苷酸數=(2n-1)·m-m·(2n-1-1)=m(2n-2n-1) =m·2n-1個。
2.下圖Ⅰ、Ⅱ表示某生物細胞內發生的某些生理過程,X表示某種酶。下列說法正確的是 (　　)
A.Ⅰ過程中的X表示DNA聚合酶
B.Ⅰ過程的原料是核糖核苷酸,Ⅱ過程的原料是氨基酸
C.tRNA參與過程Ⅱ,主要功能是傳遞遺傳信息
D.圖中核糖體移動的方向是從右到左
【答案】　B
【詳解】　Ⅰ過程表示轉錄,X表示RNA聚合酶;轉錄的原料是核糖核苷酸,Ⅱ是翻譯,原料是氨基酸;tRNA在翻譯過程中作為氨基酸轉運的“搬運工”;由圖中左側的肽鏈最短可知,核糖體移動方向是從左到右。
真題回顧
1.(2021·廣東卷)DNA雙螺旋結構模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研究成果中,為該模型構建提供主要依據的是 (　　)
①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗
②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜
③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】　B
【解析】　①赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗,證明了DNA是遺傳物質,與構建DNA雙螺旋結構模型無關,①錯誤;②沃森和克里克根據富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜,推算出DNA分子呈螺旋結構,②正確;③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等,沃森和克里克據此推出堿基的配對方式,③正確;④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制,是在DNA雙螺旋結構模型之后提出的,④錯誤。
2.(2021·廣東卷)金霉素(一種抗生素)可抑制tRNA與mRNA的結合,該作用直接影響的過程是 (　　)
A.DNA復制 B.轉錄 C.翻譯 D.逆轉錄
【答案】　C
【解析】　分析題意可知,金霉素可抑制tRNA與mRNA的結合,使tRNA不能攜帶氨基酸進入核糖體,從而直接影響翻譯的過程,C正確。
3.(2020·新課標Ⅲ卷)細胞內有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤(I),含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補配對時,存在如圖所示的配對方式(Gly表示甘氨酸)。下列說法錯誤的是 (　　)
【答案】　C
【解析】　由圖示分析可知,I與U、C、A均能配對,因此含I的反密碼子可以識別多種不同的密碼子,A正確;密碼子與反密碼子的配對遵循堿基互補配對原則,堿基對之間通過氫鍵結合,B正確;由圖示可知,tRNA分子由單鏈RNA經過折疊后形成三葉草的葉形,C錯誤;由于密碼子的簡并性,mRNA中堿基的改變不一定造成所編碼氨基酸的改變,從圖示三種密碼子均編碼甘氨酸也可以看出,D正確。
A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子
B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結合
C.tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成
D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變
4.(2020·新課標Ⅲ卷)關于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述,錯誤的是 (　　)
A.遺傳信息可以從DNA流向RNA,也可以從RNA流向蛋白質
B.細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉錄出的RNA均可編
碼多肽
C.細胞中DNA分子的堿基總數與所有基因的堿基數之和
不相等
D.染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉錄出不同的 RNA
分子
【答案】　B
【解析】　遺傳信息的表達過程包括DNA轉錄成mRNA, mRNA進行翻譯合成蛋白質,A正確;以DNA的一條單鏈為模板可以轉錄出mRNA、tRNA、rRNA等,mRNA可以編碼多肽,而tRNA的功能是轉運氨基酸,rRNA是構成核糖體的組成物質,B錯誤;基因是有遺傳效應的DNA片段,而DNA分子上還含有不具遺傳效應的片段,因此DNA分子的堿基總數大于所有基因的堿基數之和,C正確;染色體DNA分子上含有多個基因,由于基因的選擇性表達,一條單鏈可以轉錄出不同的RNA分子,D正確。
5.(2022·廣東卷)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環化(如圖),該線性分子兩端能夠相連的主要原因是 (　　)
A.單鏈序列脫氧核苷酸數量相等
B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C.單鏈序列的堿基能夠互補配對
D.自連環化后兩條單鏈方向相同
【答案】　C
【解析】　單鏈序列脫氧核苷酸數量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接,不能決定該線性DNA分子兩端能夠相連,AB錯誤;據圖可知,單鏈序列的堿基能夠互補配對,決定該線性DNA分子兩端能夠相連,C正確;DNA的兩條鏈是反向的,因此自連環化后兩條單鏈方向相反,D錯誤。故選C。
6.(2020·新課標Ⅱ卷)大豆蛋白在人體內經消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽鏈)。回答下列問題:
(1)在大豆細胞中,以mRNA為模板合成蛋白質時,除mRNA外還需要其他種類的核酸分子參與,它們是　　　、　　　。
氨基酸 密碼子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA、GAG
酪氨酸 UAC、UAU
組氨酸 CAU、CAC
rRNA
tRNA
【解析】　翻譯過程中除了需要mRNA外,還需要的核酸分子有組成核糖體的rRNA和運輸氨基酸的tRNA。
(2)大豆細胞中大多數mRNA和RNA聚合酶從合成部位到執行功能部位需要經過核孔。就細胞核和細胞質這兩個部位來說,作為mRNA合成部位的是　　　　,作為mRNA執行功能部位的是
　　　 ;作為RNA聚合酶合成部位的是　　　　,作為RNA聚合酶執行功能部位的是　　　　。
細胞核
細胞質
細胞質
細胞核
【解析】　就細胞核和細胞質這兩個部位來說,mRNA是在細胞核內以DNA的一條鏈為模板合成的,合成后需進入細胞質翻譯出相應的蛋白質。RNA聚合酶的化學本質是蛋白質,在細胞質中合成后,進入細胞核用于合成RNA。
(3)部分氨基酸的密碼子如表所示。若來自大豆的某小肽對應的編碼序列為UACGAACAUUGG,則該小肽的氨基酸序列是
　 。 若該小肽對應的DNA序列有3處堿基發生了替換,但小肽的氨基酸序列不變,則此時編碼小肽的RNA序列為　 。
酪氨酸—谷氨酸—組氨酸—色氨酸
UAUGAGCACUGG
【解析】　根據該小肽的編碼序列和對應的部分密碼子表可知,該小肽的氨基酸序列是:酪氨酸—谷氨酸—組氨酸—色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、組氨酸對應的密碼子各有2種,故可知對應的DNA序列有3處堿基發生替換后,氨基酸序列不變,則形成的編碼序列為UAUGAGCACUGG。
7.(2021·全國甲卷)用一段由放射性同位素標記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素32P標記的脫氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)等材料制備了DNA片段甲(單鏈),對W基因在染色體上的位置進行了研究,實驗流程的示意圖如下。
回答下列問題:
(1)該研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時,所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P,原因是________________________
　 。
dATP脫去β、γ位上的兩個磷酸基團后,則為腺嘌呤脫氧核苷酸,是合成DNA的原料之一
【解析】　dA—Pα~Pβ~Pγ脫去β、γ位上的兩個磷酸基團后,則為腺嘌呤脫氧核苷酸,是合成DNA的原料之一。因此研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時,所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P。
(2)該研究人員以細胞為材料制備了染色體樣品,在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是________
　 。
防止RNA分子與染色體DNA的W基因片段發生雜交
【解析】　RNA分子也可以與染色體DNA進行堿基互補配對,產生雜交帶,從而干擾32P標記的DNA片段甲與染色體DNA的雜交,故去除RNA分子,可以防止RNA分子與染色體DNA的W基因片段發生雜交。
(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補配對與染色體樣品中的W基因結合,需要通過某種處理使樣品中的染色體DNA　　　。
(4)該研究人員在完成上述實驗的基礎上,又對動物細胞內某基因的mRNA進行了檢測,在實驗過程中用某種酶去除了樣品中的DNA,這種酶是　 。
解旋
DNA酶
【解析】　(3)DNA分子解旋后的單鏈片段才能與32P標記的DNA片段甲進行堿基互補配對,故需要使樣品中的染色體DNA解旋。
(4)DNA酶可以水解DNA分子從而去除了樣品中的DNA。(共40張PPT)
專題四 遺傳、變異和進化
專題突破
第3講 變異、育種和進化
【思維導圖】
【考點梳理】
考點1 可遺傳變異的類型
(1)基因突變、基因重組、染色體變異比較:
基因突變 基因重組 染色體變異
對象 幾乎所有生物 有性生殖生物 真核生物
時間 分裂間期 減數第一次分裂前期、后期 細胞分裂期
方式 基因中堿基對增添、缺失、替換 基因交叉互換、自由組合 ①結構變異:重復、缺失、易位、倒位
②數目變異
光學顯微
是否可見 不可見 不可見 可見
結果 產生新基因
(等位基因) 產生新基因型 基因數目或
排序變化
應用 誘變育種 雜交育種 單倍體育種、
多倍體育種
聯系 ①基因突變是新基因產生的唯一途徑,生物變異的根本來源,生物進化的原始材料
②基因突變產生的新基因新性狀一般要通過基因重組傳給后代
①可遺傳的變異:基因重組、基因突變和染色體變異。基因突變和染色體變異統稱為突變。
②基因突變的原因
物理、化學和生物因素等誘發突變。
DNA復制偶爾發生錯誤等原因自發產生。
③細胞的癌變
癌細胞的特點:無限增殖(適宜條件)、形態結構發生顯著變化、細胞膜上的糖蛋白減少。
癌變的原因
外因:致癌因子。內因:原癌基因和抑癌基因發生突變。
致癌因子:物理、化學、病毒致癌因子。
原癌基因:調節細胞周期,其表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必需的。
抑癌基因:其表達的蛋白質能抑制細胞生長和增殖。
④基因突變特點:a.普遍性;b.隨機性;c.不定向性;d.低頻性;e.多害少利性。
⑤注意區分易位與交叉互換。
易位:兩條非同源染色體間移接。
交叉互換:兩條同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換。
(2)染色體組
染色體組:一組非同源染色體,形態和功能上各不相同,但又互相協調,控制生物的生長、發育、遺傳和變異。配子染色體數和染色體組數為體細胞的一半。
染色體組數的判斷方法:
①根據染色體的形態來判斷:
在細胞中的任選一條染色體,與它相似的染色體(包括它自身在內)有幾條,細胞中就有幾個染色體組。如右圖,有 4 個染色體組。
②根據基因型來判斷:控制同一性狀的相同類型基因有幾個,就有幾個染色體組。如基因型為AAAaaBBbbb的個體中,含 5 個染色體組。
(3)單倍體、二倍體和多倍體
單倍體:由配子直接發育而來的個體,不管含幾個染色體組,都叫單倍體。
二倍體或多倍體:由受精卵發育而來的個體,含幾個染色體組就叫幾倍體。
(4)人類遺傳病
類型 概念 舉例
單基因
遺傳病 指受一對等位基因控制的遺傳病 多指、并指、軟骨發育不全、白化病、抗維生素D佝僂病、紅綠色盲等
多基因
遺傳病 受兩對或以上等位基因控制的人類遺傳病 原發性高血壓、青少年型糖尿、哮喘、冠心病等
染色體異
常遺傳病 由染色體變異引起的遺傳病 數目變異:21三體綜合征(先天性愚型)
結構變異:貓叫綜合征
遺傳病的調查應選擇發病率較高的單基因遺傳病。原因是多基因遺傳病易受環境因素的影響。
發病率調查對象是待測人群;遺傳方式調查對象是患者家族。
遺傳病的監測和預防主要包括遺傳咨詢和產前診斷。產前診斷包括羊水檢查、B超檢查、孕婦血細胞檢查及基因診斷等。
人類基因組計劃(HGP)測定24條(22+X+Y)染色體。
各種育種方法的比較
考點2　生物育種
類型 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 基因工程
育種
原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 基因重組
方法 雜交→自交→選優→自交
…… 物理、化學因素處理生物 雜交→F1花藥→單倍體幼苗→正常植株 秋水仙素/低溫處理萌發的種子或幼苗 將目的基因導入生物體內
優點 操作簡單,容易集中多個優良性狀 提高突變頻率,大幅度改良某些性狀 明顯縮短育種年限,快速獲得純種 操作簡單,獲得器官大、營養豐富的個體 定向改造性狀,克服了遠緣雜交不親和的障礙
缺點 時間長,
過程復雜 有利變異少,需大量處理材料 方法復雜,成活率低,需與雜交育種配合 適用于植物,在動物中難于開展 操作復雜,
可能引起基因污染
舉例 雜交水稻、中國荷斯坦牛等 青霉素高產菌株、太空種子等　　 純種玉米、番茄等 三倍體西瓜、四倍體番茄等 抗蟲棉、產生人胰島素的細菌等
多倍體的培育方法
低溫或用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。
秋水仙素的作用:抑制有絲分裂前期紡錘體的形成。
單倍體植株的培育方法
采用花藥離體培養的方法(通過植物組織培養把花藥離體出來培育成單倍體植株)。
單倍體育種(利用單倍體植株培育新品種):
花藥 單倍體植株 染色體數目加倍的正常純合子 新品種
花藥離
體培養
秋水仙素處理
選優
(1)生物有共同祖先的證據
①化石證據——研究生物進化最直接、最重要的證據。
化石證據證實:生物是由原始的共同祖先經過漫長的地質年代逐漸進化而來的。生物的進化順序:簡單→復雜,低等→高等,水生→陸生。
②其他方面的證據
比較解剖學證據、胚胎學證據和細胞和分子水平的證據。
考點3 進化
(2)達爾文自然選擇學說的主要內容
“過度繁殖”是前提條件,其促進了生存斗爭。
“生存斗爭”是自然選擇的動力,其促進了物種進化。
“遺傳變異”是基礎(是進化的內因)。
“自然選擇”決定生物的進化方向;適應是自然選擇的結果。
細菌抗藥性的形成:
(3)種群基因組成的變化與物種的形成
種群既是進化的基本單位,也是繁殖的基本單位。
生物進化的原材料:可遺傳變異,包括基因突變、基因重組和染色體變異,基因突變和染色體變異統稱為突變。
種群基因頻率改變
生物進化
生殖隔離
新物種
標志
產生
標志
生物進化的實質:種群基因頻率改變。
新物種形成的標志:生殖隔離的出現。
新物種形成的3個基本環節:隔離、突變和重組、自然選擇。其中隔離是新物種形成的必要條件。新物種的形成可以不經過地理隔離,但一定要有生殖隔離。
自然選擇使基因頻率定向改變,決定生物進化的方向。(變異不定向,自然選擇定向)
協同進化:不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
生物多樣性是協同進化的結果。主要包括基因多樣性、遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。
典例示范一
生物體染色體上的等位基因部位可以進行配對聯會,非等位基因部位不能配對。某二倍體生物細胞中分別出現下圖①至④系列狀況,則對該圖的解釋正確的是 (　　)
A.①為基因突變,②為倒位
B.③可能是重復,④為染色體組加倍
C.①為易位,③可能是缺失
D.②為基因突變,④為染色體結構變異
① ② ③ ④
【答案】　C
【重點歸納】　識圖辨析染色體變異的類型。
【詳解】　據題圖分析,①發生了染色體片段的改變,且改變后的片段不屬于同源染色體的部分,因此屬于染色體結構變異中的易位;②染色體右側發生了染色體上堿基序列的倒位,屬于染色體結構變異;③在同源染色體片段中間出現了折疊現象,可能是缺失或者增加(重復);④細胞中有一對同源染色體多了一條,屬于染色體數目變異。
變式訓練一
如圖所示細胞中所含的染色體,下列有關敘述正確的是(　　)
A.圖a含有2個染色體組,圖b含有3個染色體組
B.如果圖b表示體細胞,則圖b代表的生物一定是三倍體
C.如果圖c代表由受精卵發育成的生物的體細胞,則該生物
一定是二倍體
D.圖d代表的生物一定是由卵細胞發育而成的,是單倍體
a b c d
【答案】　C
【詳解】　圖a為有絲分裂后期,含有4個染色體組,圖b有同源染色體,含有3個染色體組,A錯誤;如果圖b生物是由配子發育而成的,則圖b代表的生物是單倍體,如果圖b生物是由受精卵發育而成的,則圖b代表的生物是三倍體,B錯誤;圖c中有同源染色體,含有2個染色體組,若是由受精卵發育而成的,則該細胞所代表的生物一定是二倍體,C正確;圖d中只含1個染色體組,一定是單倍體,可能由雄性配子或雌性配子發育而成的,D錯誤。
典例示范二
如圖所示,小麥育種的幾種方式,下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.獲得①和⑥的育種原理是基因重組,②和③的育種原理
是染色體變異
B.獲得④⑤的育種方式是誘變育種,得到的變異個體不全
都符合農業生產需要
C.獲得⑥的育種方式可定向改變生物體的性狀,克服遠緣
雜交不親和的障礙
D.秋水仙素作用的時間是有絲分裂后期,結果是細胞中染
色體數加倍
【答案】　D
【重點歸納】　多種生物育種綜合考查,側重育種原理和方法的落實。
【詳解】　獲得①和⑥的育種方式分別是雜交育種和基因工程育種,其原理是基因重組;②和③的育種方式分別是單倍體育種和多倍體育種,其原理是染色體變異,A正確;獲得④⑤的育種方式是誘變育種,由于基因突變是不定向的,所以得到的變異個體不全都符合農業生產需要,B正確;獲得⑥的育種方式是基因工程育種,可根據人們的意愿定向改變生物體的性狀,克服遠緣雜交不親和的障礙,C正確;秋水仙素作用的時間是有絲分裂前期,抑制細胞紡錘體的形成,結果是細胞中染色體數加倍,D錯誤。
變式訓練二
誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是傳統的育種技術,轉基因技術是20世紀90年代發展起來的新技術。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.雜交育種和單倍體育種過程中通常都涉及基因重組原理
B.采用上述技術的目的是獲得具有所需性狀的品種
C.上述技術中,僅多倍體育種會育出與原物種存在生殖隔
離的個體
D.與傳統育種比較,轉基因的優勢是能使物種出現新基因
和性狀
【答案】　D
【詳解】　雜交育種和單倍體育種過程中由于都涉及雜合親本減數分裂產生花粉的過程,該過程的原理是基因重組,A正確;采用上述幾種育種技術,都是為了獲得具有所需性狀的品種,B正確;上述技術中,僅多倍體育種育出的多倍體與原物種存在生殖隔離,其余育種技術育出的個體都與原親本的染色體數量相同,而不會出現生殖隔離,C正確;與傳統育種比較,轉基因的優勢是定向培育出人們所需的性狀類型,其轉入的基因并不是自然界不存在的新基因,D錯誤。
典例示范三
關于物種形成與生物進化,下列說法錯誤的是 (　　)
A.種群基因頻率的改變是產生生殖隔離的前提條件
B.自然選擇和突變都會導致種群基因頻率發生變化
C.自然選擇過程中,直接受選擇的是個體的表現型,進而導
致基因頻率的改變
D.物種之間的共同進化都是通過物種之間的生存斗爭實
現的
【答案】　D
【重點歸納】　現代生物進化理論的內涵。
【詳解】　種群基因頻率的改變是產生生殖隔離的前提條件,A正確;自然選擇和突變都會導致種群基因頻率發生變化,B正確;自然選擇過程中,直接選擇的是個體的表現型,進而導致種群基因頻率的改變,C正確;物種之間的共同進化是通過物種之間的相互影響實現的,可能是生存斗爭也可能是互助,D錯誤。
變式訓練三
為控制野兔種群數量,澳洲引入一種主要由蚊子傳播的兔病毒。引入初期強毒性病毒比例最高,兔被強毒性病毒感染后很快死亡,致兔種群數量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段時間。幾年后中毒性病毒比例最高,兔種群數量維持在低水平。由此無法推斷出 (　　)
A.病毒感染對兔種群的抗性具有選擇作用
B.毒性過強不利于維持病毒與兔的寄生關系
C.中毒性病毒比例升高是因為兔抗病毒能力下降
D.蚊子在兔和病毒之間的協同(共同)進化過程中發揮了作
用
【答案】　C
【詳解】　病毒感染可以導致抗性較低的兔子死亡,抗性較強的個體得以生存,從而起到選擇的作用;兔子被強毒性病毒感染后很快死亡,但病毒要寄生在活細胞中,所以病毒也不能長期存活,寄生關系難以維持;中毒性病毒比例升高,是兔子抗病毒能力增強的結果;蚊子充當了病毒和兔子之間的媒介,在兔子與病毒的協同進化過程中發揮了作用。
真題回顧
1.(2021·廣東卷)孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點,斑點數量多的雄魚有更多機會繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食,關于種群中雄魚的平均斑點數量,下列推測錯誤的是 (　　)
A.缺少天敵,斑點數量可能會增多
B.引入天敵,斑點數量可能會減少
C.天敵存在與否決定斑點數量相關基因的變異方向
D.自然環境中,斑點數量增減對雄魚既有利也有弊
【答案】　C
【解析】　缺少天敵的環境中,孔雀魚的斑點數量逐漸增多,原因是孔雀魚群體中斑點數多的雄性個體體色艷麗易吸引雌性個體,從而獲得更多的交配機會,導致群體中該類型個體的數量增多,A正確;引入天敵的環境中,斑點數量多的雄魚容易受到天敵的捕食,數量減少,反而斑點數量少的雄魚獲得更多交配機會,導致群體中斑點數量可能會減少,B正確;生物的變異是不定向的,故天敵存在與否不能決定斑點數量相關基因的變異方向,C錯誤;由題干信息可知,“斑點數量多的雄魚有更多機會繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食”,則斑點少的雄魚繁殖后代的機會少,但不易被天敵捕食,可知自然環境中,斑點數量增減對雄魚既有利也有弊,D正確。
2.(2021·廣東卷)兔的脂肪白色(F)對淡黃色(f)為顯性,由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和1500只淡黃色脂肪兔組成,F、f的基因頻率分別是 (　　)
A.15%、85% B.25%、75%
C.35%、65% D.45%、55%
【答案】　B
【解析】　由題意可知,該兔種群由500只純合白色脂肪兔(FF)和1500只淡黃色脂肪兔(ff)組成,故F的基因頻率=F/(F+f)=(500×2) /(2000×2)=25%,f的基因頻率=1-25%=75%,B正確。
3.(2020·新課標Ⅱ卷)關于高等植物細胞中染色體組的敘述,錯誤的是 (　　)
A.二倍體植物的配子只含有一個染色體組
B.每個染色體組中的染色體均為非同源染色體
C.每個染色體組中都含有常染色體和性染色體
D.每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
【答案】　C
【解析】　二倍體植物體細胞含有兩個染色體組,減數分裂形成配子時染色體數目減半,即配子只含一個染色體組,A正確;由染色體組的定義可知,一個染色體組中所有染色體均為非同源染色體,不含同源染色體,B正確;不是所有生物都有性別之分,有性別之分的生物的性別不一定由性染色體決定,因此不是所有細胞中都有性染色體和常染色體,C錯誤;一個染色體組中的所有染色體在形態和功能上各不相同,因此染色體DNA的堿基序列不同,D正確。
4.(2020·新課標Ⅲ卷)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程,如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組,每個染色體組均含7條染色體)。在此基礎上,人們又通過雜交育種培育出許多優良品種。回答下列問題:
(1)在普通小麥的形成過程中,雜種一是高度不育的,原因是
　 。 已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體,普通小麥體細胞中有　　條染色體。一般來說,與二倍體相比,多倍體的優點是________________
　 　(答出2點即可)。
無同源染色體,不能進行正常的減數分裂
42
營養物質含量高、莖稈粗壯
【解析】　雜種一是一粒小麥和斯氏麥草雜交的產物,細胞內含有一粒小麥和斯氏麥草各一個染色體組,所以細胞內不含同源染色體,不能進行正常的減數分裂,因此高度不育。普通小麥含有6個染色體組,每個染色體組有7條染色體,所以體細胞有42條染色體。多倍體植株通常莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。
(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍,可采用的方法有
　 (答出1點即可)。
秋水仙素處理
【解析】　人工誘導植物細胞染色體加倍可以采用秋水仙素處理。
(3)現有甲、乙兩個普通小麥品種(純合體),甲的表現型是抗病易倒伏,乙的表現型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩定遺傳的新品種,請簡要寫出實驗思路。
【答案】 甲、乙兩個品種雜交,F1自交,選取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不發生性狀分離的植株。
【詳解】為獲得穩定遺傳的抗病抗倒伏的小麥,可以利用雜交育種的方法,設計思路如下:將甲和乙兩品種雜交獲得F1,將F1植株進行自交,選取F2中既抗病又抗倒伏的且自交后代不發生性狀分離的植株,即為穩定遺傳的抗病又抗倒伏的植株。
5.白車軸草中有毒物質氫氰酸(HCN)的產生由H、h和D、d兩對等位基因決定,H和D同時存在時,個體產HCN,能抵御草食動物的采食。下圖為某地不同區域白車軸草種群中有毒個體的比例,下列分析錯誤的是 (　　)
A.草食動物是白車軸草種群進化的選擇壓力
B.城市化進程會影響白車軸草種群的進化
C.與鄉村相比,市中心種群中h的基因頻率更高
D.基因重組會影響種群中H、D的基因頻率
【答案】　D
【解析】　分析題意可知,草食動物能采食白車軸草,故草食動物是白車軸草種群進化的選擇壓力,A正確;分析題中曲線可知,從市中心到市郊和鄉村,白車軸草種群中HCN個體比例增加,說明城市化進程會影響白車軸草的進化,B正確;與鄉村相比,市中心種群中產HCN個體比例小,即基因型為D_H_的個體所占比例小,d、h基因頻率高,C正確;基因重組是控制不同性狀的基因的重新組合,基因重組不會影響種群基因頻率,D錯誤。故選D。(共71張PPT)
專題四 遺傳、變異和進化
專題突破
第2講 遺傳的基本規律和伴性遺傳
【思維導圖】
【考點梳理】
考點1 分離定律和自由組合定律
(1)基本概念
性狀類
相對性狀:同一生物同一性狀的不同表現類型。如豌豆的高莖和矮莖。
顯性性狀:具有相對性狀的純種親本雜交,雜種F1中表現出來的親本性狀。
隱性性狀:具有相對性狀的純種親本雜交,雜種F1中未表現出來的親本性狀。
性狀分離:在雜種自交后代中,同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象。
個體類
表現型:生物個體所表現出來的性狀。表現型=基因型+環境
基因型:與表現型有關的基因組成。高莖豌豆基因型為DD或Dd,矮莖豌豆的為dd。
純合子:由相同基因的配子結合發育成的個體,包括顯性純合子和隱性純合子;隱性性狀必為純合子。
雜合子:由不同基因的配子結合發育成的個體。多對基因時有一對雜合就是雜合子,每對都純合才是純合子。
等位基因:位于一對同源染色體上的相應位置控制相對性狀的基因。如D和d是等位基因,D和D是相同基因,D和其他基因是非等位基因。
材料類
豌豆的優點:①自花傳粉,閉花授粉,自然狀態下一般是純種;②具有易于區分的性狀;③花朵大,易于人工授粉。
果蠅的優點:①易飼養,繁殖快;②具有易于區分的性狀;③子代多,方便統計。
(2)分離定律和自由組合定律
分離定律和自由組合定律都發生在減數第一次分裂后期。位于同一對同源染色體上的基因只遵循分離定律,不遵循自由組合定律;位于不同對同源染色體上的基因遵循自由組合定律。
適用范圍:有性生殖生物的細胞核基因。
分離定律適用于一對相對性狀的遺傳。
自由組合定律適用兩對或多對能獨立遺傳的相對性狀的遺傳。
(3)遺傳規律的應用
①一對相對性狀(僅由一對等位基因控制,且完全顯性)的個體間的6種交配情況
親本基因型 子代基因型 子代表現型 歸納
AA×AA AA 全顯性 親本中至少有一個是顯性純合子
AA×Aa AA∶Aa=1∶1 全顯性
AA×aa Aa 全顯性
Aa×Aa AA∶Aa∶aa
=1∶2∶1 顯性∶隱性
=3∶1 雙親均為雜合子
Aa×aa Aa∶aa=1∶1 顯性∶隱性
=1∶1 親本一方為雜合子,一方為隱性純合子
aa×aa aa 全隱性 雙親均為隱性純合子
②判斷顯隱性
自交:雜合子自交出現3∶1的比,則占3的為顯,如高×高→高∶矮=3∶1,則高為顯性。
雜交:具有相對性狀的純種親本雜交,F1中表現出來的親本性狀為顯性,如高×矮→高,則高為顯性。
③判斷純合子與雜合子
自交:(適用于植物)自交出現性狀分離則為雜合子,不出現性狀分離則為純合子。
測交:若后代只有一種表現型,則為純合子;若后代表現型之比為1∶1,則為雜合子。
⑤利用分離定律解決自由組合定律問題
逐對分析法:先分別用分離定律一對一對分析(求什么就分析什么),求出相應的基因型、表現型、配子的種類及比例(或概率),再用乘法原理求出相應要求的結果(如下圖)。
在F2中共有 9 種基因型, 4 種表現型;在F2中黃圓所占比例為9/16,綠圓所占比例為3/16,黃皺所占比例為3/16,綠皺所占比例為1/16。
在F2中純合子所占比例為1/4,隱性純合子所占比例為1/16,雜合子所占比例為3/4,雙雜合子所占比例為1/4。
在F2中親本類型所占比例為5/8,重組類型所占比例為3/8,親本類型中的純合子所占比例為1/5。
在F2中的YYRr與隱性純合子交配,則后代中有 2 種基因型,有 2 種表現型。
⑥已知后代表現型比,求親本的基因型
3∶3∶1∶1=(3∶1)×(1∶1)→親本基因型為AaBb×Aabb
3∶1∶3∶1=(1∶1)×(3∶1)→親本基因型為AaBb×aaBb
9∶3∶3∶1=(3∶1)×(3∶1) →親本基因型為AaBb×AaBb
1∶1∶1∶1=(1∶1)×(1∶1)→親本基因型為AaBb×aabb　Aabb×aaBb
⑦9∶3∶3∶1的變式分析
孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗F2中:雙顯(A_B_)∶顯隱(A_bb)∶隱顯(aaB_)∶雙隱(aabb)=9∶3∶3∶1。
若一對相對性狀由2對獨立遺傳的等位基因控制,則表現型之比會出現9∶3∶3∶1的變式。解題的思路:根據題意對變式先還原,再用逐對分析法去分析。
9∶3∶3∶1常見變式:
9∶6∶1(雙顯∶單顯∶雙隱)。
15∶1 (有顯性基因∶只有隱性基因)。
9∶7(雙顯∶其他情況)。
9∶3∶4(雙顯∶單顯∶單顯+雙隱)。
12∶3∶1(雙顯性+單顯性∶單顯性∶雙隱性)。
若出現比較特殊的表現型之比,還需考慮致死、某基因對性狀的抑制等情況。
(1)基因在染色體上
①薩頓假說
內容:基因在染色體上。
依據:基因和染色體行為存在明顯的平行關系。
方法:類比推理法。
考點2　伴性遺傳
②證明基因在染色體上的實驗證據——摩爾根的果蠅雜交實驗
研究方法:假說—演繹法。
材料:果蠅。
性染色體組成的類型
XY型 ZW型
性別 ♀ ♂ ♀ ♂
性染色體
實例 人、哺乳動物、果蠅等 蛾蝶類、鳥類等
研究過程:
觀察現象(圖1): F1全為紅眼;F2雌果蠅全為紅眼,雄果蠅一半紅眼一半白眼。
提出問題:F2的雌雄表現型為什么不一樣呢
提出假說:控制紅眼與白眼基因位于X染色體上,Y染色體不含其等位基因。
演繹推理:設計測交實驗(圖2):雜種F1與隱形純合子雜交;預期結果:子代中紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅=1∶1∶1∶1。
驗證實驗:測交驗證(圖2),結果與預期相符。
得出結論:基因在染色體上。薩頓的假說是正確的。
圖1
測交:讓雜種F1與隱形純合子雜交
圖2
③基因和染色體的關系
基因在染色體上呈線性排列。一條染色體上有多個基因,不同位置上的基因控制不同性狀。
在真核生物中,基因主要在染色體上,少數在線粒體和葉綠體中,線粒體和葉綠體中的基因為細胞質基因,只能通過母系遺傳。
(2)伴性遺傳:性染色體上的某些基因控制的性狀與性別相關聯的遺傳方式。
①X染色體隱性遺傳:人類紅綠色盲、血友病等。
特點:男病多于女病;有隔代交叉遺傳現象;女病,其父子必病。
女性 男性
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
表現型 正常 色盲 正常 色盲
②X染色體顯性遺傳:抗維生素D佝僂病等。
特點:女病多于男病;代代遺傳;男病,其母女必病。
女性 男性
基因型 XDXD XDXd XdXd XDY XdY
表現型 正常 患者 正常
③Y染色體遺傳:外耳道多毛癥。
特點:父傳子,子傳孫。
④伴性遺傳的應用。
伴性遺傳的性狀如果要根據表現型來區分子代雌雄,則親本雜交組合為同隱異顯。如親本ZbZb×ZBW,后代雄全為ZBZb顯性,雌全為ZbW隱性;親本XbXb×XBY,后代雄全為XbY隱性,雌全為XBXb顯性。
同隱異顯也是判斷基因位于常染色體還是X染色體的方法。
(3)遺傳系譜圖的解題思路
①確定遺傳方式
判斷是否為伴Y:父傳子,子傳孫,為伴Y。
判斷顯隱性
無中生有為隱性,有中生無為顯性。
確定常染色體遺傳還是伴X遺傳
隱性看女病,父子必病可能為伴X,父子有正常為常染色體遺傳。
顯性看男病,母女必病可能為伴X,母女有正常為常染色體遺傳。
②確定基因型
先確定隱性個體的基因型,顯性個體根據題意或上下代關系確定,不能確定時留空待定。
③根據題意進行計算(有兩種或兩種以上病時用逐對分析法)。
(4)遺傳規律經典題型解題思路
常見遺傳規律題型:
判斷顯隱性。
判斷基因是在常染色體還是X染色體上。
判斷基因型、表現型,純合子還是雜合子。
計算基因型、表現型、配子等的種類及其比例。
判斷/驗證分離定律、自由組合定律。
判斷顯隱性
①雜交:顯純×隱純→顯。
②自交:雜合子自交→顯∶純=3∶1。
判斷常染色體遺傳與X染色體遺傳
①已知顯隱性:♀隱×♂顯(XaXa×XAY)或♀雜×♂顯(XAXa×XAY)。
②未知顯隱性:具有相對性狀的親本正交反交。
子代♀♂表現型相同,且全顯/全隱/顯∶隱=1∶1
親本 子代表現型
Aa×Aa 顯∶隱=3∶1
AA×AA 全顯
AA×Aa 全顯
AA×aa 全顯
aa×aa 全隱
Aa×aa 顯∶隱=1∶1

親本 子代表現型
XAXA×XAY ♀♂全顯
XAXA×XaY ♀♂全顯
XaXa×XaY ♀♂全隱
XAXa×XaY ♀♂顯∶隱=1∶1
XaXa×XAY ♀全顯♂全隱
XAXa×XAY ♀全顯♂顯∶隱=1∶1
不能判斷常染色體遺傳/X染色體遺傳
不能判斷常染色體遺傳/X染色體遺傳
子代♀♂表現型相同,且全顯/全隱/顯∶隱=1∶1→常染色體/X染色體遺傳都可能→不能判斷常染色體遺傳/X染色體遺傳。
不考慮♀♂,子代顯∶隱=3∶1 →Aa×Aa或XAXa×XAY→不能判斷常染色體遺傳/X染色體遺傳。
考慮♀♂,子代♀♂顯∶隱=3∶1 →Aa×Aa→常染色體遺傳。
典例示范一
(2020·全國Ⅰ卷)已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制。多只長翅果蠅進行單對交配(每個瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據此無法判斷的是 (　　)
A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀
B.親代雌蠅是雜合子還是純合子
C.該等位基因位于常染色體還是X染色體上
D.該等位基因在雌蠅體細胞中是否成對存在
【答案】　C
【重點歸納】　考查遺傳規律的應用,判斷顯隱關系、雜合子和純子、常染色體和X染色體的方法。
【詳解】　根據截翅為無中生有可知,截翅為隱性性狀,長翅為顯性性狀,A不符合題意;根據雜交的后代發生性狀分離可知,親本雌蠅一定為雜合子,B不符合題意;無論控制翅形的基因位于X染色體上還是常染色體上,后代中均會出現長翅∶截翅=3∶1的分離比,C符合題意;根據后代中長翅∶截翅=3∶1可知,控制翅形的基因符合基因的分離定律,故可推測該等位基因在雌蠅體細胞中是成對存在的,D不符合題意。
變式訓練一
1.(2021·深圳一模)果蠅的長翅與殘翅(由A和a基因控制),紅眼與白眼(由B和b基因控制)是兩對相對性狀。一只雄果蠅與一只雌果蠅雜交,后代的表型及比例如下表。有關分析錯誤的是(　　)
A.親本的雌雄果蠅都為長翅紅眼
B.兩對基因的遺傳符合自由組合定律
C.A/a基因不一定位于常染色體上
D.后代雌果蠅中純合子占1/4
后代 長翅
紅眼 長翅
白眼 殘翅
紅眼 殘翅
白眼
雌果蠅 3/8 0 1/8 0
雄果蠅 3/16 3/16 1/16 1/16
【答案】　C
【詳解】　通過分析可知,親本果蠅的基因型分別是AaXBY和AaXBXb,故親本的雌雄果蠅都為長翅紅眼,A正確;控制翅長的基因在常染色體上,控制眼色的X染色體上,故兩對基因的遺傳符合自由組合定律,B正確;通過分析可知,A/a基因位于常染色體上, C錯誤;親本基因型為AaXBY和AaXBXb,后代雌性中純合子有1/4 ×1/2AAXBXB、1/4×1/2aaXBXB1/8+1/8=1/4,D正確。
2.(2022·深圳一模)某雌雄同株異花的植物,在自然狀態下既可同株異花授粉也可異株異花授粉。提高該作物產量的重要途徑是利用雜交種(F1)的雜種優勢。科研人員在育種過程中發現了一株雄性不育突變株,育性由一對等位基因M/m決定。請根據材料回答:
(1)將正常植株與雄性不育突變株雜交,獲得的雜交后代(F1)均表現為可育,此雜交操作過程的優點是可以簡化對母本的______
程序,F1自交獲得F2,其中可育與不育的植株數量比約為　　　,不育性狀的基因型為　　　。
去雄
3∶1
mm
【詳解】　將正常植株與雄性不育突變株雜交,獲得的雜交后代(F1)均表現為可育,說明可育為顯性性狀,用M表示,不育為隱性性狀,用m表示。雄性不育突變株只有雌蕊,可作為雜交母本,而無需去雄操作步驟;F1自交獲得F2,由于F1產生的雌雄配子均為兩種,且比例為1∶1,雌雄配子隨機結合,故F2中可育與不育的植株數量比約為3∶1;其中不育性狀基因型為mm。
(1)將正常植株與雄性不育突變株雜交,獲得的雜交后代(F1)均表現為可育,此雜交操作過程的優點是可以簡化對母本的______
程序,F1自交獲得F2,其中可育與不育的植株數量比約為　　　,不育性狀的基因型為　　　。
去雄
3∶1
mm
(2)研究表明雄性不育突變株由于缺失某種酶,阻止了突變體花藥的伸長和發育,上述體現基因對性狀的控制方式是________
　 。
通過控制酶的合成控制代謝過程,從而控制生物性狀
【詳解】　研究表明雄性不育突變株由于缺失某種酶,阻止了突變體花藥的伸長和發育,上述體現基因對性狀的控制方式是通過控制酶的合成間接控制生物的性狀。
(3)F2雜交優勢不能充分體現,原因是_____________________
　 。 為方便重新制種,科研人員利用基因工程技術構建了一株基因型為MmYy的植株,Y與M在一條染色體上,y與m在一條染色體上,Y和y分別是控制黃色和白色種皮的基因。科研人員這樣做的目的是___________________
　 。
F2可產生帶m基因的配子,雜交后代可能會出現不育植株
直接通過觀察種皮顏色來判斷是否帶m基因,從而縮短制種時間
【詳解】　F2雜交優勢不能充分體現,原因是F2可產生帶m基因的配子,雜交后代可能會出現不育植株。為方便重新制種,科研人員利用基因工程技術構建了一株基因型為MmYy的植株,Y與M在一條染色體上,y與m在一條染色體上,Y和y分別是控制黃色和白色種皮的基因。科研人員這樣做的目的是直接通過觀察種皮顏色來判斷是否帶m基因,白種皮的種子帶m基因,黃種皮的種子則不帶m基因,因而無需栽種培養至成熟就可判斷育性,縮短制種時間。
典例示范二
(2021·全國甲卷)果蠅的翅型、眼色和體色3個性狀由3對獨立遺傳的基因控制,且控制眼色的基因位于X染色體上。讓一群基因型相同的果蠅(果蠅M)與另一群基因型相同的果蠅(果蠅N)作為親本進行雜交,分別統計子代果蠅不同性狀的個體數量,結果如圖所示。已知果蠅N表現為顯性性狀灰體紅眼。下列推斷錯誤的是 (　　)
A.果蠅M為紅眼雜合體雌蠅
B.果蠅M體色表現為黑檀體
C.果蠅N為灰體紅眼雜合體
D.親本果蠅均為長翅雜合體
【答案】　A
【重點歸納】　分析柱狀圖,根據已知表現型求基因型、伴性遺傳規律的考查、自由組合定律的應用。
【詳解】　根據分析可知,M的基因型為AabbXwY或AabbXwXw,表現為長翅黑檀體白眼雄蠅或長翅黑檀體白眼雌蠅,A錯誤,B正確;N基因型為AaBbXWXw或AaBbXWY,灰體紅眼表現為長翅灰體紅眼雌蠅,三對基因均為雜合,C正確;親本果蠅長翅的基因型均為Aa,為雜合子,D正確。
變式訓練二
(2022·全國乙卷)依據雞的某些遺傳性狀可以在早期區分雌雄,提高養雞場的經濟效益。已知雞的羽毛性狀蘆花和非蘆花受1對等位基因控制。蘆花雞和非蘆花雞進行雜交,正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數目相同,反交子代均為蘆花雞。下列分析及推斷錯誤的是 (　　)
A.正交親本中雌雞為蘆花雞,雄雞為非蘆花雞
B.正交子代和反交子代中的蘆花雄雞均為雜合體
C.反交子代蘆花雞相互交配,所產雌雞均為蘆花雞
D.僅根據羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區分正交子代性別
【答案】　C
【詳解】　設基因A/a控制蘆花和非蘆花性狀,根據題意可知,正交為ZaZa(非蘆花雄雞)×ZAW(蘆花雌雞),子代為ZAZa、ZaW,且蘆花雞和非蘆花雞數目相同,反交ZAZA×ZaW,子代為ZAZa、ZAW,且全為蘆花雞,A正確;正交子代中蘆花雄雞為ZAZa(雜合子),反交子代中蘆花雄雞為ZAZa(雜合子),B正確;反交子代蘆花雞相互交配,即ZAZa×ZAW,所產雌雞ZAW、ZaW(非蘆花),C錯誤;正交子代為ZAZa(蘆花雄雞)、ZaW(非蘆花雌雞),D正確。故選C。
真題回顧
1.(2022·全國甲卷)某種自花傳粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色體上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,紅花對白花為顯性。若基因型為AaBb的親本進行自交,則下列敘述錯誤的是 (　　)
A.子一代中紅花植株數是白花植株數的3倍
B.子一代中基因型為aabb的個體所占比例是1/12
C.親本產生的可育雄配子數是不育雄配子數的3倍
D.親本產生的含B的可育雄配子數與含b的可育雄配子數
相等
【答案】　B
【解析】　分析題意可知,兩對等位基因獨立遺傳,故含a的花粉育性不影響B和b基因的遺傳,所以Bb自交,子一代中紅花植株B∶白花植株bb=3∶1,A正確;基因型為AaBb的親本產生的雌配子種類和比例為AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子種類及比例為AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型為aabb的個體所占比例為1/4×1/6=1/24,B錯誤;由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故親本產生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子為1/2a,由于Aa個體產生的A∶a=1∶1,故親本產生的可育雄配子數是不育雄配子的三倍,C正確;兩對等位基因獨立遺傳,所以Bb自交,親本產生的含B的雄配子數和含b的雄配子數相等,D正確。故選B。
2.(2021·全國乙卷)某種二倍體植物的n個不同性狀由n對獨立遺傳的基因控制(雜合子表現顯性性狀)。已知植株A的n對基因均雜合。理論上,下列說法錯誤的是 (　　)
A.植株A的測交子代會出現2n種不同表現型的個體
B.n越大,植株A測交子代中不同表現型個體數目彼此之間
的差異越大
C.植株A測交子代中n對基因均雜合的個體數和純合子的
個體數相等
D.n≥2時,植株A的測交子代中雜合子的個體數多于純合子
的個體數
【答案】　B
【解析】　每對等位基因測交后會出現2種表現型,故n對等位基因雜合的植株A的測交子代會出現2n種不同表現型的個體,A正確;不管n有多大,植株A測交子代比為(1∶1)n=1∶1∶1∶1…… (共2n個1),即不同表現型個體數目均相等,B錯誤;植株A測交子代中n對基因均雜合的個體數為1/2n,純合子的個體數也是1/2n,兩者相等,C正確;n≥2時,植株A的測交子代中純合子的個體數是1/2n,雜合子的個體數為1-(1/2n),故雜合子的個體數多于純合子的個體數, D正確。
3.(2021·全國甲卷)植物的性狀有的由1對基因控制,有的由多對基因控制。一種二倍體甜瓜的葉形有缺刻葉和全緣葉,果皮有齒皮和網皮。為了研究葉形和果皮這兩個性狀的遺傳特點,某小組用基因型不同的甲乙丙丁4種甜瓜種子進行實驗,其中甲和丙種植后均表現為缺刻葉網皮。雜交實驗及結果見下表(實驗②中F1自交得F2)。
實驗 親本 F1 F2
① 甲×乙 　1/4缺刻葉齒皮,
　1/4缺刻葉網皮
　1/4全緣葉齒皮,
　1/4全緣葉網皮 —
② 丙×丁 缺刻葉齒皮 　9/16缺刻葉齒皮,
　3/16缺刻葉網皮
　3/16全緣葉齒皮,
　1/16全緣葉網皮
回答下列問題:
(1)根據實驗①可判斷這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律,判斷的依據是___________________________________________
_______________________________________________________
　 。根據實驗②,可判斷這2對相對性狀中的顯性性狀是　　 　　　。
基因型不同的兩個親本雜交,F1分別統計,缺刻葉∶全緣葉=1∶1,齒皮∶網皮=1∶1,每對相對性狀結果都符合測交的結果,說明這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律
缺刻葉和齒皮
【解析】　實驗①中F1表現為1/4缺刻葉齒皮,1/4缺刻葉網皮,1/4全緣葉齒皮,1/4全緣葉網皮,分別統計兩對相對性狀,缺刻葉∶全緣葉=1∶1,齒皮∶網皮=1∶1,每對相對性狀結果都符合測交的結果,說明這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律;根據實驗②,F1全為缺刻葉齒皮,F2出現全緣葉和網皮,可以推測缺刻葉對全緣葉為顯性,齒皮對網皮為顯性。
【解析】　根據已知條件,甲乙丙丁的基因型不同,其中甲和丙種植后均表現為缺刻葉網皮,實驗①雜交的F1結果類似于測交,實驗②的F2出現9∶3∶3∶1的性狀分離比,則F1的基因型為AaBb,綜合推知,甲的基因型為Aabb,乙的基因型為aaBb,丙的基因型為AAbb,丁的基因型為aaBB,甲乙丙丁中屬于雜合體的是甲和乙。
(2)甲乙丙丁中屬于雜合體的是　　　　。
甲和乙
【解析】　(3)實驗②的F2中純合體基因型為1/16AABB, 1/16AAbb,1/16aaBB,1/16aabb,所有純合體占的比例為1/4。
(4)假如實驗②的F2中缺刻葉齒皮∶缺刻葉網皮∶全緣葉齒皮∶全緣葉網皮=45∶15∶3∶1,分別統計兩對相對性狀,缺刻葉∶全緣葉=60∶4=15∶1,可推知葉形受兩對等位基因控制,齒皮∶網皮=48∶16=3∶1,可推知果皮受一對等位基因控制。
(3)實驗②的F2中純合體所占的比例為　 。
(4)假如實驗②的F2中缺刻葉齒皮∶缺刻葉網皮∶全緣葉齒皮∶全緣葉網皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,則葉形和果皮這兩個性狀中由1對等位基因控制的是　　　,判斷的依據是
　 　。
1/4
果皮
F2中齒皮∶網皮=48∶16=3∶1,說明受一對等位基因控制
4.(2021·全國乙卷)果蠅的灰體對黃體是顯性性狀,由X染色體上的1對等位基因(用A/a表示)控制;長翅對殘翅是顯性性狀,由常染色體上的1對等位基因(用B/b表示)控制。回答下列問題:
(1)請用灰體純合子雌果蠅和黃體雄果蠅為實驗材料,設計雜交實驗以獲得黃體雌果蠅。(要求:用遺傳圖解表示雜交過程。)
【答案】　
【詳解】　(1)親本灰體純合子雌果蠅的基因型為XAXA,黃體雄果蠅基因型為XaY,二者雜交,子一代基因型和表現型為XAXa(灰體雌果蠅)、XAY(灰體雄果蠅),想要獲得黃體雌果蠅XaXa,則需要再讓子一代與親代中的黃體雄果蠅雜交,相應遺傳圖解如上。子二代中黃體雌果蠅即為目標果蠅,選擇即可。
(2)若用黃體殘翅雌果蠅與灰體長翅雄果蠅(XAYBB)作為親本雜交得到F1,F1相互交配得F2,則F2中灰體長翅∶灰體殘翅∶黃體長翅∶黃體殘翅=　　　　　　,F2中灰體長翅雌蠅出現的概率為　　　。
3∶1∶3∶1
3/16
【詳解】　已知長翅對殘翅是顯性性狀,基因位于常染色體上,若用黃體殘翅雌果蠅(XaXabb)與灰體長翅雄果蠅(XAYBB) 作為親本雜交得到F1,F1 的基因型為XAXaBb、XaYBb,F1相互交配得F2,分析每對基因的遺傳,可知F2中長翅∶殘翅=(1BB+2Bb)∶(1bb)=3∶1,灰體∶黃體=(1XAXa+1XAY)∶(1XaXa+1XaY)=1∶1,故灰體長翅∶灰體殘翅∶黃體長翅∶黃體殘翅=(1/2×3/4)∶(1/2×1/4)∶(1/2×3/4)
∶(1/2×1/4)=3∶1∶3∶1,F2中灰體長翅雌蠅(XAXaB-)出現的概率為1/4×3/4=3/16。
5.(2020·新課標Ⅱ卷)控制某種植物葉形、葉色和能否抗霜霉病3個性狀的基因分別用A/a、B/b、D/d表示,且位于3對同源染色體上。現有表現型不同的4種植株:板葉紫葉抗病(甲)、板葉綠葉抗病(乙)、花葉綠葉感病(丙)和花葉紫葉感病(丁)。甲和丙雜交,子代表現型均與甲相同;乙和丁雜交,子代出現個體數相近的8種不同表現型。回答下列問題:
(1)根據甲和丙的雜交結果,可知這3對相對性狀的顯性性狀分別是　 。
板葉、紫葉、抗病
【詳解】　甲板葉紫葉抗病與丙花葉綠葉感病雜交,子代表現型與甲相同,可知顯性性狀為板葉、紫葉、抗病,甲為顯性純合子AABBDD。
(2)根據甲和丙、乙和丁的雜交結果,可以推斷甲、乙、丙和丁植株的基因型分別為　　　　　、　　　 　、　　　　和
　　　　。
(3)若丙和丁雜交,則子代的表現型為_____________________
　 。
AABBDD
【詳解】　(2)已知顯性性狀為板葉、紫葉、抗病,再根據甲、乙、丙、丁的表現型和雜交結果可推知,甲、乙、丙、丁的基因型分別為AABBDD、AabbDd、aabbdd、aaBbdd。
(3)若丙aabbdd和丁aaBbdd雜交,根據自由組合定律,可知子代基因型和表現型為:aabbdd(花葉綠葉感病)和aaBbdd(花葉紫葉感病)。
AabbDd
aabbdd
aaBbdd
花葉綠葉感病、花葉紫葉感病
(4)選擇某一未知基因型的植株X與乙進行雜交,統計子代個體性狀。若發現葉形的分離比為3∶1、葉色的分離比為1∶1、能否抗病性狀的分離比為1∶1,則植株X的基因型為　　　　。
AaBbdd
【詳解】　已知雜合子自交分離比為3∶1,測交比為1∶1,故X與乙雜交,葉形分離比為3∶1,則為Aa×Aa雜交;葉色分離比為1∶1,則為Bb×bb雜交;能否抗病分離比為1∶1,則為Dd×dd雜交,由于乙的基因型為AabbDd,可知X的基因型為AaBbdd。
6.(2022·全國乙卷)某種植物的花色有白、紅和紫三種,花的顏色由花瓣中色素決定,色素的合成途徑是:白色 紅色 紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B位于非同源染色體上,回答下列問題:
酶1
酶1
(1)現有紫花植株(基因型為AaBb)與紅花雜合體植株雜交,子代植株表現型及其比例為　　　 　;子代中紅花植株的基因型是　　　 　;子代白花植株中純合體占的比例為　 　。
白色∶紅色∶紫色=2∶3∶3　
【解析】　紫花植株(AaBb)與紅花雜合體(Aabb)雜交,子代可產生6種基因型及比例為AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)
∶AAbb(紅花)∶Aabb(紅花)∶aabb(白花)=1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表現型及比例為白色∶紅色∶紫色=2∶3∶3;子代中紅花植株的基因型有2種:AAbb、Aabb;子代白花植株中純合體(aabb)占的比例為1/2。
AAbb、Aabb
1/2
(2)已知白花純合體的基因型有2種。現有1株白花純合體植株甲,若要通過雜交實驗(要求選用1種純合體親本與植株甲只進行1次雜交)來確定其基因型,請寫出選用的親本基因型、預期實驗結果和結論。
【答案】選用的親本基因型為:AAbb;預期的實驗結果及結論:若子代花色全為紅花,則待測白花純合體基因型為aabb;若子代花色全為紫花,則待測白花純合體基因型為aaBB。
【解析】　白花純合體的基因型有aaBB和aabb兩種。要檢測白花純合體植株甲的基因型,可選用AAbb植株與之雜交,若基因型為aaBB則實驗結果為:aaBB×AAbb→AaBb(全為紫花);若基因型為aabb則實驗結果為:aabb×AAbb→Aabb(全為紅花)。這樣就可以根據子代的表現型將白花純合體的基因型推出。
7.(2022·廣東卷)《詩經》中以“蠶月條桑”描繪了古人種桑養蠶的勞動畫面,《天工開物》中有“今寒家有將早雄配晚雌者,幻出嘉種”的記載,表明我國勞動人民早已擁有利用雜交手段培育蠶種的智慧,現代生物技術應用于蠶桑的遺傳育種,更為這歷史悠久的產業增添了新的活力。回答下列問題:
(1)自然條件下蠶采食桑葉時,桑葉會合成蛋白酶的抑制劑以抵御蠶的采食,蠶則分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制劑的作用。桑與蠶相互作用并不斷演化的過程稱為　　　　　　。
【解析】　不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展,這就是協同進化。
協同進化
(2)家蠶的虎斑對非虎斑、黃繭對白繭、敏感對抗軟化病為顯性,三對性狀均受常染色體上的單基因控制且獨立遺傳。現有上述三對基因均雜合的親本雜交,F1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶比例是　　 ;若上述雜交親本有8對,每只雌蠶平均產卵400枚,理論上可獲得　 只虎斑、白繭、抗軟化病的純合家蠶,用于留種。
3/64
【解析】　由題意可知,三對性狀均受常染色體上的單基因控制且獨立遺傳,即符合自由組合定律,將三對基因均雜合的親本雜交,可先將三對基因分別按照分離定律計算,再將結果相乘,即F1各對性狀中,虎斑個體占3/4,白繭個體占1/4,抗軟化病個體占1/4,相乘后F1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若上述雜交親本有8對,每只雌蠶平均產卵400枚,子代總產卵數為8×400=3200枚,其中虎斑、白繭、抗軟化病的純合家蠶占1/4×1/4×1/4=1/64,即3200×1/64=50只。
50
(3)研究小組了解到:①雄蠶產絲量高于雌蠶;②家蠶的性別決定為ZW型;③卵殼的黑色(B)和白色(b)由常染色體上的一對基因控制;④黑殼卵經射線照射后攜帶B基因的染色體片段可轉移到其他染色體上且能正常表達。為達到基于卵殼顏色實現持續分離雌雄,滿足大規模生產對雄蠶需求的目的,該小組設計了一個誘變育種的方案。下圖為方案實施流程及得到的部分結果。
【詳解】分析題意和圖方案可知,黑卵殼經射線照射后,攜帶B基因的染色體片段轉移到其他染色體上,轉移情況可分為三種,即攜帶B基因的染色體片段可轉移到常染色體上、轉移到Z染色體上或轉移到W染色體上。將誘變孵化后挑選的雌蠶作為親本與雄蠶(bb)雜交,統計子代的黑卵殼孵化后雌雄家蠶的數目,結合圖的三組結果分析,Ⅰ組黑卵殼家蠶中雌雄比例接近1∶1,說明該性狀與性別無關,即攜帶B基因的染色體片段轉移到了常染色體上;Ⅱ組黑卵殼家蠶全為雌性,說明攜帶B基因的染色體片段轉移到了W染色體上;Ⅲ組黑卵殼家蠶全為雄性,說明攜帶B基因的染色體片段轉移到了Z染色體上。
輻射誘變黑殼卵(Bb)
↓
孵化后挑選雌蠶為親本
　與雄蠶(bb)雜交
↓
產卵(黑殼卵、白殼卵均有)
↓
選留黑殼卵、孵化
↓
統計雌雄家蠶的數目
統計多組實驗結果后,發現大多數組別家蠶的性別比例與Ⅰ組相近,有兩組(Ⅱ、Ⅲ)的性別比例非常特殊。綜合以上信息進行分析:
①Ⅰ組所得雌蠶的B基因位于　　染色體上。
【解析】　由以上分析可知,Ⅰ組攜帶B基因的染色體片段轉移到了常染色體上,即所得雌蠶的B基因位于常染色體上。
常
②將Ⅱ組所得雌蠶與白殼卵雄蠶(bb)雜交,子代中雌蠶的基因型是 。
(如存在基因缺失,亦用b表示)。這種雜交模式可持續應用于生產實踐中,其優勢是可在卵期通過卵殼顏色篩選即可達到分離雌雄的目的。
【解析】　由以上分析可知,Ⅱ組攜帶B基因的染色體片段轉移到了W染色體上,親本雌蠶的基因型為ZbWB,與白卵殼雄蠶ZbZb雜交,子代雌蠶的基因型為ZbWB(黑卵殼),雄蠶的基因型為ZbZb(白卵殼),可以通過卵殼顏色區分子代性別。將子代黑卵殼雌蠶繼續雜交,后代類型保持不變,故這種雜交模式可持續應用于生產實踐中。
ZbWB
③盡管Ⅲ組所得黑殼卵全部發育成雄蠶,但其后代仍無法實現持續分離雌雄,不能滿足生產需求,請簡要說明理由__________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
。
【解析】　由以上分析可知,Ⅲ組攜帶B基因的染色體片段轉移到了Z染色體上,親本雌蠶的基因型為ZBWb,與白卵殼雄蠶ZbZb雜交,子代雌蠶的基因型為ZbWb(白卵殼),雄蠶的基因型為ZBZb(黑卵殼)。再將黑殼卵雄蠶(ZBZb)與白殼卵雌蠶(ZbWb)雜交,子代為ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb,其后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性,無法通過卵殼顏色區分性別,故不能滿足生產需求。
Ⅲ組所得黑殼卵雄蠶為雜合子(基因型為ZBZb),與白殼卵雌蠶雜交,后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性,無法通過卵殼顏色區分性別
8.(2022·全國甲卷)玉米是我國重要的糧食作物。玉米通常是雌雄同株異花植物(頂端長雄花序,葉腋長雌花序),但也有的是雌雄異株植物。玉米的性別受兩對獨立遺傳的等位基因控制,雌花花序由顯性基因B控制,雄花花序由顯性基因T控制,基因型bbtt個體為雌株。現有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4種純合體玉米植株。回答下列問題:
(1)若以甲為母本、丁為父本進行雜交育種,需進行人工傳粉,具體做法是_____________________________________________
　。
對母本甲的雌花花序進行套袋,待雌蕊成熟時,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱頭上,再套上紙袋
【詳解】　雜交育種的原理是基因重組,若甲為母本,丁為父本雜交,因為甲為雌雄同株異花植物,所以在花粉未成熟時需對甲植株雌花花序套袋隔離,等丁的花粉成熟后再通過人工授粉把丁的花粉傳到甲的雌蕊柱頭后,再套袋隔離。
(2)乙和丁雜交,F1全部表現為雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例為　　,F2中雄株的基因型是　　　 　;在F2的雌株中,與丙基因型相同的植株所占比例是　 。
【解析】　根據分析及題干信息“乙和丁雜交,F1全部表現為雌雄同株”,可知乙基因型為BBtt,丁的基因型為bbTT,F1基因型為BbTt,F1自交F2基因型及比例為9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)
∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株),故F2中雌株所占比例為1/4,雄株的基因型為bbTT、bbTt,雌株中與丙基因型相同的比例為1/4。
1/4
bbTT、bbTt
1/4
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1對等位基因控制的相對性狀。為了確定這對相對性狀的顯隱性,某研究人員將糯玉米純合體與非糯玉米純合體(兩種玉米均為雌雄同株)間行種植進行實驗,果穗成熟后依據果穗上籽粒的性狀,可判斷糯與非糯的顯隱性。若糯是顯性,則實驗結果是________________________________
　 ;
若非糯是顯性,則實驗結果是___________________________
　 。
糯性植株上全為糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
【解析】　假設糯和非糯這對相對性狀受A/a基因控制,因為兩種玉米均為雌雄同株植物,間行種植時,既有自交又有雜交。若糯性為顯性,基因型為AA,非糯基因型為aa,則糯性植株無論自交還是雜交,糯性植株上全為糯性籽粒,非糯植株雜交子代為糯性籽粒,自交子代為非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯為顯性時,非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。

展開更多......

收起↑