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第1专题生命的物质基础、结构基础第2专题细胞代谢第3专题细胞的生命历程第4专题生物的遗传、变异、进化第5专题生命活动的调节第6专题生物与环境第7专题生物实验与探究第8专题选修1生物技术实践第9专题选修3现代生物科技专题,目录,第4专题生物的遗传、变异、进化考纲盘点1遗传的物质基础：DNA是主要的遗传物质；DNA的分子结构和复制；基因的概念；基因控制蛋白质的合成；基因对性状的控制；人类基因组研究。2遗传的基本规律：分离定律；自由组合定律。3性别决定与伴性遗传：性别的决定；伴性遗传。4生物的变异：基因突变；基因重组；染色体结构和数目的变异。5人类遗传病与优生：人类遗传病；遗传病对人类的危害；优生的概念和措施。6进化：自然选择学说的主要内容；现代生物进化理论简介。,知识网络,第一讲遗传的物质基础,知识细化回顾1DNA是主要的遗传物质(1)细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。(2)证明生物体内的遗传物质是DNA的实验证据有肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验。,(3)比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,2DNA分子的特性、结构与复制(1)DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。稳定性的原因是外侧脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架，内侧通过氢键形成碱基对，其中A与T之间以2个氢键相连，G与C之间以3个氢键相连，因此G与C含量越高，DNA就越稳定。DNA多样性的原因是构成DNA的碱基对的数目、比例和排列顺序千变万化。(2)DNA分子的复制过程中所运用的酶有解旋酶，其作用是断开碱基对之间的氢键；DNA聚合酶的作用是形成磷酸二酯键。4基因的结构与功能(1)基因是决定生物性状的基本单位，是具有遗传效应的DNA片段。(2)基因的结构包括编码区和非编码区两部分，与原核细胞相比，真核细胞基因结构特点是编码区是间隔的、不连续的，有内含子和外显子之分。(3)基因的功能是遗传信息的传递与表达，基因中非编码序列起调控遗传信息表达的作用。,4遗传信息及其表达(1)遗传信息是指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。(2)遗传密码是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。生物体共有 64个密码子，几乎所有生物共用一套密码子。(3)氨基酸的运载工具是tRNA，其一端的三个碱基能专一性地与mRNA上的密码子配对，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(4)细胞生物中遗传信息的流动方向可表示为：(5)基因对性状的控制途径之一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，其二是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。,要点归纳一、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验分析1实验过程与方法(1)肺炎双球菌转化实验：R型活细菌 小鼠不死亡，S型细菌 小鼠死亡，加热杀死S型细菌 小鼠不死亡。,(2)噬菌体侵染细菌的实验,【特别提醒】加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。R型菌转化成S型菌的原因是S型菌DNA与R型菌DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。培养噬菌体只能利用活体培养基，因为病毒是专营寄生生活的。,2实验变量的分析与结论(1)实验变量分析肺炎双球菌转化实验体内转化：实验变量(单一变量)是注射的活R型菌是否与加热杀死的S型菌混合。体外转化：实验变量(单一变量)是R型菌与组成S型菌的各组分混合培养。噬菌体侵染细菌实验实验变量(单一变量)是进入细菌体内的不同物质。(2)实验结论两实验都证明了DNA是遗传物质。肺炎双球菌转化实验同时证明了蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌实验还能证明DNA控制蛋白质合成，但不能证明蛋白质不是遗传物质。,二、放射性同位素示踪法的应用1研究DNA半保留复制方式的特点将含14N的DNA分子放到含放射性同位素15N标记的脱氧核苷酸的培养基中让其进行复制，数代后检测所有DNA分子的放射性强度或比例，证明DNA具有半保留复制的特点。,2在基因诊断和环境监测中的应用在基因诊断中可利用放射性同位素15N、32P等制备基因探针，将某一致病基因放到含放射性15N或32P的培养基中进行扩增，加热得到标记的致病基因单链即制备了基因探针，利用DNA分子杂交原理，将待测者的DNA分子加热处理形成DNA分子单链并与基因探针混合，让其杂交，检测是否形成双链，若完全形成双链，证明该人患有该基因病，否则不患。应用同样的原理可检测饮用水中病毒的含量。,三、碱基计算归类与应用1DNA分子、DNA某条链及转录生成的mRNA中碱基比例关系,2DNA复制过程中的碱基数量计算某DNA分子中含某碱基a个，(1)复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n1)；(2)第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸为a2n1。3碱基比例的应用由核酸所含碱基种类比例可以分析判断核酸的种类：(1)若有U无T，则该核酸为RNA。(2)若有T无U，且AT，GC，则该核酸一般为双链DNA。(3)若有T无U，且AT，GC，则该核酸为单链DNA。,四、基因的结构和功能 1基因的功能(1)传递信息：有性生殖过程中，亲代复制DNA通过配子将遗传信息传递给后代。(2)表达遗传信息：在生物个体发育过程中，通过控制蛋白质合成实现。(3)功能简图亲代遗传信息,2基因控制蛋白质合成过程中DNA、mRNA碱基数与合成的蛋白质中氨基酸的数量关系(1)基因中碱基数mRNA中碱基数氨基酸数631。(2)上述比例关系是建立在基因中全部碱基都参与指导蛋白质合成基础之上的，实验合成出的氨基酸数要小于基因中碱基数的六分之一，其原因是：基因中存在不编码氨基酸的脱氧核苷酸序列；基因中存在与转录出的mRNA上的终止密码子相对应的碱基序列；若考虑整个DNA分子，则还有连接相邻基因的无遗传效应的DNA片段。,五、“中心法则”及“基因工程”中有关酶的比较,六、核酸分子杂交法(即DNA探针法)该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检测出所要查明的DNA或基因。具体步骤：抽取病人的组织或体液作为化验样品；将样品中的DNA分离出来；用化学法或热处理法使样品DNA解旋；将事先制作好的DNA探针引入到化验样品中。这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链，并与之结合(杂交)在一起，找不到互补链的DNA探针，则可以被洗脱。这样通过对遗留在样品中的标记过的DNA探针进行基因分析，就能检测出病人所得的病。,示范解析例1(2009年广东理基)钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获得2008年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知()A该生物的基因型是杂合的B该生物与水母有很近的亲缘关系C绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达D改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光【解析】某种生物中检测不到绿色荧光，而将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光，说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达。答案C,例2(2009年上海理综)科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。右图所示a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是()A基因自由组合定律B半保留复制原则C基因分离定律D碱基互补配对原则【解析】本题考查基因工程的相关知识，重组质粒依据的是黏性末端的碱基互补配对原则。答案D,例3(2009年宁夏理综)多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：步骤：获取该基因的双链DNA片段及其mRNA；步骤：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；步骤：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。,请回答：(1)图中凸环形成的原因是_，说明该基因有_个内含子。(2)如果先将步骤所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有_序列。(3)DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有_种，分别是_。,【解析】(1)由题意知，基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子，而mRNA中只含有编码蛋白质的序列。因此，变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环。(2)mRNA逆转录得到DNA单链，该DNA单链也不含有不编码蛋白质的序列，因此，逆转录得到的DNA单链中不含有内含子序列。(3)DNA中有四种碱基AGCT，mRNA有四种碱基AGCU,DNA中的A与mRNA中的U,DNA中T与mRNA中A，DNA中的C与mRNA中G，DNA中的G与mRNA中C,所以配对类型有三种。答案(1)DNA中有内含子序列，mRNA中没有对应序列，变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环7(2)内含子(3)3AU、TA、CG,拓展训练1(2009年广东高考题)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是()A重组DNA片段，研究其表型效应 B诱发DNA突变，研究其表型效应C设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应D应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递【解析】肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术，两实验都没有突变和重组。答案C,2(2009年山东理综)细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢侈基因的是()A血红蛋白基因BATP合成酶基因CDNA解旋酶基因D核糖体蛋白基因【解析】本题考查了对于基因选择性表达概念的理解。只有在红细胞中，控制血红蛋白合成的基因才能选择性表达。而其他选项中的ATP合成酶基因、DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有生命活动的细胞中都要表达，且分别合成ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白。答案A,3(2009年江苏高考题)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是()A实验 B实验 C实验 D实验【解析】本题考查的是病毒遗传物质的特点。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而蛋白质不是遗传物质，因此在中，组合病毒的遗传物质是b型，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型也应是b型。答案C,4(2009年广东高考题)有关蛋白质合成的叙述，不正确的是()A终止密码子不编码氨基酸 B每种tRNA只转运一种氨基酸CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D核糖体可在mRNA上移动【解析】携带遗传信息的是DNA。答案C,第二讲遗传的基本规律,知识细化回顾1孟德尔成功的原因(1)选材科学：选用豌豆作试验材料，因为豌豆各品种间具有易于区分的相对性状，而且是自花传粉和闭花授粉植物，可以避免外来花粉的干扰。(2)方法科学：研究性状遗传时，由简到繁，先从一对相对性状着手，然后再研究两对以上相对性状，以减少干扰。数据处理：应用统计学方法，得到了前人未注意到的子代比例关系。科学地设计了试验程序，他根据试验得到的结果提出了假设，并对此做了测交试验以验证。2孟德尔遗传定律的实质(1)基因分离定律的实质是生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，形成数量相等的两种配子。,(2)基因自由组合定律的实质是生物体在减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。(3)分离定律和自由组合定律比较,3遗传实验的基本方法(1)杂交()：两个基因型不同的个体相交。也指不同品种间的交配。植物可指不同品种间的异花传粉。(2)自交()：两个基因型相同的个体相交。植物指自花传粉。(3)测交：测交是让F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1基因型的方法。其原理是：隐性纯合子只产生一种带隐性基因的配子，不会掩盖F1配子中基因的表现，因此测交后代表现型及其分离比能准确反映出F1产生的配子的基因型及分离比，从而可知F1的基因型。(4)正交和反交：若甲作父本，乙作母本，即甲()乙()作为正交实验，则乙作父本，甲作母本，即乙()甲()为反交实验。,要点归纳一、孟德尔遗传规律的适用条件分析1真核生物的性状遗传。原核生物和非细胞结构的生物(如病毒)无染色体，不进行减数分裂，故不适用。2有性生殖过程中的性状遗传。只有在有性生殖过程中才发生等位基因分离，以及非同源染色体上的非等位基因的自由组合。无性生殖过程不产生有性生殖细胞，故不适用。3细胞核遗传。只有真核生物的细胞核内的基因随染色体的规律性变化而呈现规律性传递。而细胞质内的遗传物质数目不稳定，在细胞分裂过程中不均等地随机分配，遵循细胞质遗传规律。,4基因的分离定律适用于一对相对性状的遗传，只涉及一对等位基因。基因的自由组合定律适用于两对或两对以上相对性状的遗传，涉及两对及两对以上的等位基因且分别位于两对或两对以上的同源染色体上。【特别提醒】位于同一对同源染色体上的非等位基因的传递不遵循基因自由组合定律。性染色体上的基因控制着性状遗传，若只研究一对相对性状则遵循基因的分离定律，由于性染色体的特殊性，描述子代性状表现时要连同性别一起描述。,二、遗传规律与减数分裂的关系1核遗传规律与减数分裂的关系从细胞水平看，基因的分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂形成配子的过程中，发生时期是减数第一次分裂后期，这个时期细胞内同源染色体分离，导致等位基因分离，配子中含等位基因中的一个，这是基因分离的本质。同时，非同源染色体自由组合，使得非同源染色体上的非等位基因也自由组合，配子中含不同的基因组合，这是基因自由组合的本质。【特别提醒】基因的分离定律是自由组合定律的基础，非等位基因自由组合的前提是等位基因的分离。,2细胞质遗传与减数分裂的关系(1)母系遗传的细胞学基础是卵原细胞在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期(次级卵母细胞)细胞质不均等分裂从而形成含大量细胞质的卵细胞。精细胞经变形形成精子后含极少量的细胞质。(2)杂交后代不出现一定分离比的细胞学基础是线粒体和叶绿体中的质基因是成单存在的，无等位基因，在减数分裂时，线粒体和叶绿体等细胞器伴随细胞质随机地、不均等地分配到子细胞中去。3生物遗传效应与个体发育的关系(1)控制性状的基因通过配子传递给子代。(2)基因控制的性状通过子代个体发育得以表现。(3)性状表现过程中，核基因起主导作用，质基因活动受核基因调控，细胞质内的某些物质调节和制约核基因的主导作用。(4)环境条件影响着基因的表达，表现型是基因和环境共同作用的结果。因此，生物的遗传规律是在核、质基因相互协调及外界环境条件共同作用下由性状表现出来的。,4植物杂交育种的育种年限分析以培育一对相对性状的显性纯合子为例，在逐代自交过程中将隐性纯合子去掉。,由此得出自交n代，杂合子的概率为，显性纯合子为1，自交n代后显性性状中的纯合子(AA)所占比例为。当n，此数值为1，因此自交代数越多，显性纯合子的概率越大。但在生产中一般连续自交6代，从公式中算出自交6代显性纯合的概率就可达97%以上，这一概率可认为所得新品种几乎都是纯合子。所以，杂交育种的育种年限至少是6年。【特别提醒】具一对相对性状的杂合子自交培育显性纯合子，逐代淘汰隐性纯合子，表现显性性状的不同基因型的概率发生改变。,示范解析例1(2009年全国理综)已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性状独立遗传。用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋，假定剩余的每株F2收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传定律。从理论上讲F3中表现感病植株的比例为()A1/8 B3/8 C1/16 D3/16,【解析】设抗病基因为A，感病为a，无芒为B，则有芒为b。依题意，亲本为AABB和aabb，F1为AaBb，F2有4种表现型，9种基因型，拔掉所有有芒植株后，剩下的植株的基因型及比例为1/2Aabb、1/4AAbb、1/4aabb，剩下的植株套袋，即让其自交，则理论上F3中感病植株为(1/2)(1/4)(Aabb自交得1/8 aabb)1/4aabb3/8。故选B。答案B,例2(2009年上海高考题)小麦的粒色受不连锁的两对基因R1和r1、R2和r2控制。R1和R2决定红色，r1和r2决定白色，R对r不完全显性，并有累加效应，所以麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。将红粒(R1R1R2R2)与白粒(r1r1r2r2)杂交得F1，F1自交得F2，则F2的表现型有()A4种 B5种 C9种 D10种【解析】本题的关键是“麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深”，也就是颜色主要与R的多少有关，F2中的R有4、3、2、1和0五种情况，对应有五种表现型。答案B,例3(2008年上海高考题)金鱼草的红花(A)对白花(a)为不完全显性，红花金鱼草与白花金鱼草杂交得到F1，F1自交产生F2，F2中红花个体所占的比例为()A1/4 B1/2 C3/4 D1【解析】由于金鱼草的红花(A)对白花(a)为不完全显性，AA才为红花。F1自交产生F2中AA占1/4。答案A,例4(2009年安徽理综)某种野生植物有紫花和白花两种表现型，已知紫花形成的生物化学途径是：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。基因型不同的两白花植株杂交，F1紫花白花=11。若将F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花白花=97。请回答：(1)从紫花形成的途径可知，紫花性状是由_对基因控制。(2)根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是_，其自交所得F2中，白花植株纯合体的基因型是_。,(3)推测两亲本白花植株的杂交组合(基因型)是_或_；用遗传图解表示两亲本白花植株杂交的过程(只要求写一组)。(4)紫花形成的生物化学途径中，若中间产物是红色(形成红花)，那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的表现型及比例为_。(5)紫花中的紫色物质是一种天然的优质色素，但由于B基因表达的酶较少，紫色物质含量较低。设想通过基因工程技术，采用重组的Ti质粒转移一段DNA进入细胞并且整合到染色体上，以促进B基因在花瓣细胞中的表达，提高紫色物质含量。右图是一个已插入外源DNA片断的重组Ti质粒载体结构模式图，请填出标号所示结构的名称：_，_，_。,【解析】本题考查基因对性状的控制以及遗传规律的有关知识。(1)从紫花形成的途径可知，紫花性状是由2对基因控制。(2)根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是AaBb，由于其自交所得F2中紫花白花97，所以紫花植株的基因型是A_B_，白花植株纯合体的基因型是aaBB、AAbb、aabb。(3)依题意，可以推测F1两亲本白花植株的杂交组合(基因型)是AabbaaBB或AAbbaaBb；两亲本白花植株杂交的过程遗传图解表示如下图。(4)若中间产物是红色(形成红花)，那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的表现型及比例为紫花(A_B_)红花(A_bb)白花(3aaB_、1aabb)934。(5)依题意，标号所示结构的名称：是TDNA，是标记基因，是复制原点。,答案(1)两(2)AaBbaaBB、AAbb、aabb(3)AabbaaBBAAbbaaBb遗传图解(只要求写一组)(4)紫花红花白花=934(5)TDNA标记基因复制原点,拓展训练1(2009年宁夏理综)已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性，两对性状独立遗传。用纯合的高茎红花与矮茎白花杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有F2植株都能成活，F2植株开花时，拔掉所有的白花植株，假定剩余的每株F2植株自交收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传的基本定律。从理论上讲F3中表现白花植株的比例为()A1/4B1/6C1/8D1/16【解析】假设红花显性基因为R，白花隐性为r,F1全为红花Rr,F1自交，所得F2红花的基因型为1/3RR,2/3Rr，去掉白花，F2红花自交出现白花的比例为(2/3)(1/4)1/6。答案B,2(2008年北京理综)无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是()A猫的有尾性状是由显性基因控制的B自交后代出现有尾猫是基因突变所致C自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2【解析】题干中给出的信息：“让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫”，并遵循基因的分离定律，此是解答本题的关键，这说明无尾是由显性基因控制的显性性状，有尾是隐性基因控制的隐性性状，这也说明存活的无尾猫都是杂合子，即自交的无尾猫都是杂合子。在自交多代的每一代中总出现1/3的有尾猫，其原因是显性纯合致死，若让无尾猫(Aa)与有尾猫(aa)杂交，后代中无尾猫占1/2。答案D,3(2009年江苏高考题)已知A与a、B与b、C与c 3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是()A表现型有8种，AaBbCc个体的比例为1/16B表现型有4种，aaBbcc个体的比例为1/16C表现型有8种，Aabbcc个体的比例为1/8D表现型有8种，aaBbCc个体的比例为1/16答案D,4萝卜的根形是由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定的。现用两个纯合的圆形块根萝卜作亲本进行杂交。F1全为扁形块根。F1自交后代F2中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为961，则F2扁形块根中杂合子所占的比例为()A9/16B1/2C8/9D1/4【解析】考查孟德尔比率9331的灵活运用能力。若AaBb AaBb，则子代表现型比例为9显显3显隐3隐显1隐隐。F1(AaBb)自交后代F2中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为961，则F2中很可能是9显显(3显隐3隐显)1隐隐。所以，F2扁形块根(A_B_)中纯合子(AABB)占1/9，杂合子占8/9。答案C,5(2009年四川理综)大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验：(1)大豆子叶颜色(BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表：,组合一中父本的基因型是_，组合二中父本的基因型是_。用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表现型的种类有_，其比例为_。用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1，F1随机交配得到的F2成熟群体中，B基因的基因频率为_。将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株，再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株，需要用_基因型的原生质体进行融合。请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案，要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料。,(2)有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良，以获得抗病大豆品种。构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时，使用的酶有_。判断转基因大豆遗传改良成功的标准是_，具体的检测方法_。(3)有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体(其幼苗叶片明显黄化，长大后与正常绿色植株无差异)。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料，用杂交实验的方法，验证芽黄性状属于细胞质遗传。(要求：用遗传图解表示),答案(1)BbRRBbRr子叶深绿抗病、子叶深绿不抗病、子叶浅绿抗病、子叶浅绿不抗病316280%BR与BR、BR与Br用组合一的父本植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料(2)限制性内切酶和DNA连接酶培育的植株具有病毒抗性用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株，观察比较植株的抗病性(3),6(2009年北京理综)鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。,请回答问题：(1)根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的_色是显性性状。(2)第3、4组的后代均表现出_现象，比例都接近_。(3)第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近_，该杂交称为_，用于检验_。(4)第1、2组的少数后代产白色蛋，说明双亲中的_鸭群混有杂合子。(5)运用_方法对上述遗传现象进行分析，可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的_定律。,【解析】(1)、(2)第1组和第2组中康贝尔鸭和金定鸭杂交，不论是正交还是反交,后代所产蛋的颜色几乎为青色。第3组和第4组为F1自交,子代出现了不同的性状,即出现性状分离现象,且后代性状分离比,都接近于31。所以可以推出青色为显性性状，白色为隐性性状。(3)由上述分析可知康贝尔鸭(白色)是隐性纯合子，第5组让F1与隐性纯合子杂交，这种杂交称为测交，用于检验F1是纯合子还是杂合子。试验结果显示后代产青色蛋的概率约,为1/2。(4)康贝尔鸭肯定是纯合子，若亲代金定鸭均为纯合子，则所产蛋的颜色应均为青色，不会出现白色，而第1组和第2组所产蛋的颜色有少量为白色，说明金定鸭群中混有少量杂合子。(5)本实验采用了统计学的方法对实验数据进行分析，可知鸭蛋壳的颜色受一对等位基因控制，符合孟德尔的基因分离定律。答案(1)青(2)性状分离31(3)1/2测交F1相关的基因组成(4)金定(5)统计学基因分离,7(2009年福建理综)某种牧草体内形成氰的途径为：前体物质产氰糖苷氰。基因A控制前体物质生成产氰糖苷，基因B控制产氰糖苷生成氰。表现型与基因型之间的对应关系如下表：(1)在有氰牧草(AABB)后代中出现的突变型个体(AAbb)因缺乏相应的酶而表现无氰性状，如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是：编码的氨基酸_，或者是_。,(2)与氰形成有关的二对基因自由组合。若两个无氰的亲本杂交，F1均表现为氰，则F1与基因型为aabb的个体杂交，子代的表现型及比例为_。(3)高茎与矮茎分别由基因E、e控制。亲本甲(AABBEE)和亲本乙(aabbee)杂交，F1均表现为有氰、高茎。假设三对等位基因自由组合，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体占_。(4)以有氰、高茎与无氰、矮茎两个能稳定遗传的牧草为亲本，通过杂交育种，可能无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。请以遗传图解简要说明。,【解析】本题考查基因对性状的控制的有关知识。(1)如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该位点时发生的变化可能是：编码的氨基酸(种类)不同(错义突变)，或者是合成终止(或翻译终止)(无义突变)，该突变不可能是同义突变。(2)依题意，双亲为AAbb和aaBB，F1为AaBb，AaBb与aabb杂交得1AaBb,1aaBb,1Aabb,1aabb，子代的表现型及比例为有氰无氰13(或有氰有产氰糖苷、无氰无产氰糖苷、无氰112)。(3)亲本甲(AABBEE)和亲本乙(aabbee)杂交，F1 为AaBbEe，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体为AAbbEE、aaBBEE、aabbEE，占1/41/41/41/41/41/41/41/41/43/64。(4)以有氰、高茎(AABBEE)与无氰、矮茎(AAbbee)两个能稳定遗传的牧草为亲本杂交，遗传图解如下：,后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体，因此无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。答案(1)(种类)不同 合成终止(或翻译终止)(2)有氰无氰13(或有氰有产氰糖苷、无氰无产氰糖苷、无氰112)(3)3/64(4)见下图后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体,第三讲伴性遗传及遗传病与优生,知识细化回顾1萨顿的假说(1)内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的，即基因就在染色体上。(2)依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。(3)基因位于染色体上的实验证据实验过程及现象现象：白眼性状的表现总是与性别相联系。,实验现象的解释,2性别决定与伴性遗传特点(1)在XY型性别决定中雌性表示为XX，雄性表示为XY；在ZW型性别决定中雌性表示为ZW，雄性表示为ZZ。(2)伴X隐性遗传病的遗传特点是：隔代交叉遗传：即患者父亲的致病基因通过女儿传给其外孙；女性患者的儿子、父亲全是患者，如：红绿色盲；男性患者多于女性。(3)伴X显性遗传病的遗传特点是：代代遗传；患病男性的女儿、母亲全患病，如：抗维生素D佝偻病；人群中女性患者多于男性。,3人类遗传病与优生(1)人类遗传病主要可分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病，其中符合孟德尔遗传规律的遗传病主要是单基因遗传病。(2)单基因遗传疾病是由一对等位基因控制的遗传病。常染色体显性遗传病：并指，软骨发育不全；X染色体显性遗传病：抗维生素D佝偻病；常染色体隐性遗传病：苯丙酮尿症、白化病、先天性聋哑；X染色体隐性遗传病：进行性肌营养不良、红绿色盲、血友病。(3)多基因遗传病是由多对基因控制的人类遗传病。常表现出家族聚集现象；易受环境因素的影响；群体发病率较高。病例：唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病。,(4)染色体异常遗传病是由人的染色体发生异常引起的遗传病，也叫染色体病。常染色体病：常染色体变异引起的疾病如：21三体综合征、猫叫综合征；性染色体病：性染色体变异引起的疾病如：性腺发育不良。特点：遗传物质改变较大、病症较严重，甚至胚胎时就自然流产。,要点归纳一、性别决定的类型性染色体决定性别,二、人类红绿色盲的遗传六种婚配方式后代的基因型、表现型,三、人类遗传病的类型及遗传特点,四、人类遗传病类型的判断1确定是否为伴Y遗传(1)若系谱图中患者全为男性，而且男性患者的父亲和儿子也为患者，则为伴Y遗传。(2)若系谱图中患者虽全为男性，但是男性患者的父亲或儿子为正常，则不是伴Y遗传。2确定是显性遗传病还是隐性遗传病(1)“无中生有”或“隔代遗传”，则为隐性遗传。(2)“有中生无”或“连续遗传”，则为显性遗传。,3确定是常染色体遗传还是伴X遗传假设致病基因在X染色体上，从后代寻找女性隐性纯合子。如果女性隐性纯合子的父亲表现型与假设的一致，则假设成立，基因位于X染色体；否则基因位于常染色体。(1)隐性遗传病：如果后代女性患者的父亲也为患者，基本确定基因在X染色体上；如果女患者的父亲为正常，则为常染色体遗传。(2)显性遗传病：如果后代正常女性的父亲为患者，则基因位于常染色体上；如果正常女性的父亲为正常个体，则有可能在X染色体上。,例1【解析】据图母亲有病，子女均有病，子女有病，母亲必有病，所以为细胞质遗传。,例2【解析】据图患者的母亲没病，所以非细胞质遗传，再根据患者父亲儿子均为患者，所以为Y染色体遗传。,例3【解析】根据患者有女性可判定其为非Y遗传；再根据正常双亲(6和7)有子女患病(10)，即“无中生有”，可判定其为隐性遗传；最后根据女性患者(10)的父亲(7)为正常，判定为常染色体隐性遗传。,例4【解析】根据患者有女性可判定为非Y染色体遗传，再根据有病的7和8生出正常的10和11，即“有中生无”可判定为显性遗传，再根据患病儿子5的母亲2正常(或根据正常女性10的父亲8为患者)，可判定为常染色体显性遗传。,例5【解析】根据患者有女性可判定为非Y染色体遗传，再根据有病的6生出的女儿(10和11)全患病；有病的1生出的子女中既有患病的，又有正常的；女性患者多于男性患者。故可判定为X染色体显性遗传病。,例6【解析】根据患者有女性可判定为非Y染色体遗传；再根据正常双亲(3和4)有子女患病(9)可判定为隐性遗传；最后根据男性患者多于女性患者，可判定为X染色体隐性遗传。,例7特殊类型的判断【解析】该系谱可以判断为隐性遗传病，但是用一般方法不能判断出致病基因的位置。判断方法如下：(1)致病基因在常染色体上：1、2的基因型为Aa，后代生出患病男孩的概率为1/8，该夫妇接连生出5个患病男孩的概率为(1/8)5。(2)致病基因在X染色体上：1、2的基因型为XBXb、XBY，后代生出患病男孩的概率为1/4，该夫妇接连生出5个患病男孩的概率为(1/4)5。由此得出，该病为伴X染色体隐性遗传病。,例8下列所示的遗传系谱图中，能确定不属于色盲遗传的是()A B C D【解析】若为色盲遗传，则女儿患病，父亲必定患病。答案B,五、性染色体同源区段基因的特殊遗传方式 右图为X、Y染色体的结构模式图，为X、Y染色体的同源区段。假设控制某个相对性状的基因A(a)位于X和Y染色体的片段，那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别。例如：母本为XaXa，父本为XaYA，则后代男性个体为XaYA，全部表现为显性性状；后代女性个体为XaXa，全部表现为隐性性状；再如母本为XaXa，父本为XAYa，则后代男性个体为XaYa，全部表现为隐性性状；后代女性个体为XAXa，全部表现为显性性状。,例9下图为人的性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的(图中片段)，该部分基因互为等位；另一部分是非同源的(图中的1、2片段)，该部分基因不互为等位。请回答：(1)人类的血友病基因位于甲图中的_片段。(2)在减数分裂形成配子过程中，X和Y染色体能通过互换发生基因重组的是甲图中的_片段。(3)某种病的遗传系谱如乙图，则控制该病的基因很可能位于甲图中的_片段。,(4)假设控制某个相对性状的基因A(a)位于甲图所示X和Y染色体的片段，那么这对性状在后代男女个体中表现型的比例一定相同吗？试举一例。【解析】(1)血友病是X染色体隐性遗传病，其基因位于甲图中的2片段，Y染色体上无相应片段。(2)同源染色体非姐妹染色单体的相应部分才能发生交叉交换，所以是片段(因为X和Y的片段是同源的)。(3)从题图中看出，患该病的全部为男性，则可以推出该病致病基因位于Y染色体的1片段上。(4)不一定，举例见答案。答案(1)2(2)(3)1(4)不一定。例如母本为XaXa，父本为XaYA，则后代男性个体为XaYA，全部表现为显性性状；后代女性个体为XaXa，全部表现为隐性性状。,六、伴性遗传的应用1判断基因的位置(在常染色体还是X染色体上)(1)方法：正交和反交。(2)结果和结论：正交和反交的结果相同基因在常染色体上。正交和反交的结果不同基因在X染色体上。实例P：灰色雌蝇黄色雄蝇P：黄色雌蝇灰色雄蝇 F1：灰色(雄性)黄色(雌性)F1：黄色(雌、雄)结论基因位于X染色体上，黄色是显性。,2根据子代的表现型判断性别假设X染色体上的A、a这对等位基因控制一对相对性状，则选用隐性纯合母本与显性父本杂交时，后代中的隐性个体必为雄性，显性个体必为雌性。亲本：XaXaXAY 子代：XAXaXaY(显性)(隐性)鸡的性别决定属于ZW型，公鸡含有ZZ染色体，母鸡含有ZW染色体。芦花鸡的羽毛有黑白条纹，是由B基因决定，当b基因纯合时，表现为非芦花，这对基因位于Z染色体上。让ZbZb(非芦花公鸡)与ZBW(芦花母鸡)进行交配，其后代基因型和表现型为：ZBZb(芦花公鸡)、ZbW(非芦花母鸡)，这样就能在雏鸡时根据是否有条纹判断出雌雄。,示范解析例1(2009年全国理综)下列关于人类遗传病的叙述，错误的是()A单基因突变可以导致遗传病B染色体结构的改变可以导致遗传病C近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险D环境因素对多基因遗传病的发病无影响【解析】人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。单基因突变可以导致遗传病，如镰刀型细胞贫血症；染色体结构改变可以导致遗传病，如猫叫综合征；近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险因为近亲婚配的双方从共同祖