1、第三专题生物的遗传、变异、进化高三生物备课组 贺舒玲考纲盘点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。知识网络知识细化回顾人类对遗传物质的探索一、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
2、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。实验结论：DNA是遗传物质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
3、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控制蛋白质合成和DNA能够自我复制，但不能证明蛋白质不是遗传物质。DNA的结构与复制DNA作为遗传物质应该具备的条件 1、分子结构相对稳定 2、能够自我复制 3、能指导蛋白质的合成 4、能产生可遗传的变异一、DNA的结构1、分子组成 元素 CHONP 基本单位 脱氧核苷酸2、空间结构 规则的双螺旋结构DNADNA分子的结构特点：分子的结构特点：多样性：多样性：一个最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有400
4、04000个碱基对，可个碱基对，可能的排列方式就有能的排列方式就有4 440004000种。种。特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。基对的排列顺序肯定不同。稳定性：稳定性：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）则不变。（即结构的稳定性）DNADNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的DNADNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。4n(n表示碱基对数表示
5、碱基对数)二、二、DNADNA分子复制的过程及其特点分子复制的过程及其特点1.1.场所：场所：2.2.时间：时间：3.3.条件条件二、二、DNADNA分子复制的过程及其特点分子复制的过程及其特点4.4.特点特点:(1)(1)边解旋边复制边解旋边复制(2)(2)半保留复制半保留复制保证了复制的准确进行保证了复制的准确进行5.5.意义：意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。信息的连续性。DNADNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误。碱基具有互补配对的能力
6、，能使复制准确无误。注意 探究DNA复制方式的方法（同位素示踪）最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种复制模型有三种 全保留、半保留、分散复制复制复制一次一次亲代亲代DNA子代子代DNA复复制制一一次次 分散复制（弥散复制）：分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；新旧都有，但分配是随机组合的；复制一次复制一次基因的结构和功能 一、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非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编
7、码区RNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点外显子外显子内含子内含子终止子终止子启动子启动子原原核核真真核核基因的结构基因的结构非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终止子终止子启动子：启动子：位于基因首端一段能与位于基因首端一段能与RNARNA聚合酶结合并能起聚合酶结合并能起始始mRNAmRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。终止子：终止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片断，它能片断，它能阻碍阻碍RNARNA聚
8、合酶的移动，并使其从聚合酶的移动，并使其从DNADNA模板链上脱离下来，模板链上脱离下来，使转录终止。使转录终止。RNARNA聚合酶聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质的一种蛋白质.(.(以模板转录然后脱落以模板转录然后脱落)原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构不编码蛋白质不编码蛋白质,能调控遗传信息表达能调控遗传信息表达能转录能转录mRNAmRNA编码蛋白质编码蛋白质真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 内含子内含子 外显子外显
9、子 与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点编码区编码区：非编码区：非编码区：外显子：外显子：内含子：内含子：能编码蛋白质的序列能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列DNA脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸RNA核糖核酸核糖核酸主要存在部位主要存在部位结构结构基本单位基本单位碱基碱基五碳糖五碳糖无机酸无机酸双链双链单链单链脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A G C TA G C U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸基因基因基因基因DNA与与RNA比较比较细胞核细胞核细胞质细胞质RNRNA A的种的种类类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RN
10、A(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)氨基酸的运载工具氨基酸的运载工具核糖体的组成部分核糖体的组成部分传递信息、翻译的模传递信息、翻译的模板板阶段阶段项目项目转录转录翻译翻译定义定义场所场所模板模板遗传信息传遗传信息传递的方向递的方向原料原料产物产物实质实质在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一的一条链为模板合成条链为模板合成mRNAmRNA的过的过程。程。以信使以信使RNARNA为模板，合成具为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的过程细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNA
11、RNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质含含A A、U U、C C、G G的的4 4种核种核糖核苷酸糖核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的2020种氨基种氨基酸酸信使信使RNARNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的转录是遗传信息的表达是遗传信息的表达基因对性状的控制1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。2.通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。DNADNA蛋白质蛋白质性状的关系性状的关系DNADNA的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性生物界的多样性
12、决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原因/物质基础物质基础表现形式表现形式“中心法则”及“基因工程”中有关酶的比较作用时间作用时间作用及作用部位作用及作用部位解旋酶解旋酶DNA复制及转录时复制及转录时打开打开DNA双链碱基对间的氢键，双链碱基对间的氢键，解开双螺旋解开双螺旋RNA聚合酶聚合酶DNA转录时转录时与与RNA聚合酶结合位点结合，启聚合酶结合位点结合，启动动RNA转录，并将一个个核糖核转录，并将一个个核糖核苷酸连接起来苷酸连接起来，还可以解旋，还可以解旋DNA聚合酶聚合酶DNA复制时复制时以以DNA母链为模板，将一个个脱母链为模板，将一个个脱氧核苷酸连接起来，形成氧核苷酸连接起
13、来，形成3,5磷磷酸二酯键，形成新子链，其作用酸二酯键，形成新子链，其作用在于连接单个脱氧核苷酸在于连接单个脱氧核苷酸限制性限制性内切酶内切酶提取目的基因及运载体切割提取目的基因及运载体切割时时专一性地识别特定的脱氧核苷酸专一性地识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的切点切断序列，并在特定的切点切断3,5磷酸二酯键磷酸二酯键DNA连接酶连接酶形成重组形成重组DNA时时可将目的基因与运载体连接起来，可将目的基因与运载体连接起来，重建被限制酶切开的重建被限制酶切开的3,5磷酸二磷酸二酯键，其作用是连接两个酯键，其作用是连接两个DNA双双链片段链片段基因控制蛋白质合成过程中DNA、mRNA碱基数与合成
14、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6 3 1。(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，实际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。（3）实际合成出的氨基酸数要小于mRNA中碱基数的三分之一，其原因是 mRNA两端存在不翻译序列 存在终止密码子核酸分子杂交法(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
15、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。例(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
16、、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
17、_。【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
18、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遗传的基本规律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
19、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分离定律分离定律自由组合定律自由组合定律等位基因对数等位基因对数一对一对两对或两对以上两对或两对以上F1配子类型配子类型数及比例数及比例2种种1122或或2n种种数量相等数量相等配子组合数配子组合数4种种42或或4n种种F2基因型种类基因型种类3种种32或或3n种种表现型种类表现型种类2种种22或或2n种种表现型比
20、例表现型比例319331或或(31)nF1测测交交子子代代基因型种类基因型种类2种种22或或2n种种表现型种类表现型种类2种种22或或2n种种表现型比例表现型比例111111或或(11)n等位基因等位基因同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体非等位基非等位基因因非同源非同源染色体染色体1:11:11:1:1:11:1:1:13:11:11:11:19:3:3:11:1:1:11:1:1:11:1:1:1完善两大规律实质与个比例之间的关系图完善两大规律实质与个比例之间的关系图注意、注意、F F1 1杂合子（杂合子（YyRrYyRr）产生配子的情况可总结如下）产生配子的情况可总结如下：可能产
21、生配可能产生配子的种类子的种类实际能产生配子的种类实际能产生配子的种类一个精原细胞4 4种种2 2种（种（YRYR和和yryr或或YrYr和和yRyR）一个雄性个体4 4种种4 4种（种（YRYR、yryr、YrYr、yRyR）一个卵原细胞4 4种种1 1种（种（YRYR或或yryr或或YrYr或或yRyR）一个雌性个体4 4种种4 4种（种（YRYR、yryr、YrYr、yRyR）(3)(3)验证方法：验证方法：测交验证测交验证实验目的：测定实验目的：测定F1F1的基因型及产生配子的种类及比例的基因型及产生配子的种类及比例3、遗传的基本概念、遗传的基本概念性状类性状类相对性状相对性状显性性状
22、显性性状隐性性状隐性性状性状分离性状分离基因类基因类显性基因显性基因隐性基因隐性基因等位基因等位基因个体类个体类表现型表现型基因型基因型纯合子纯合子杂合子杂合子交配类交配类杂交杂交自交自交测交测交正交和反交正交和反交4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
23、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。自交自交自由交配自由交配概念概念不同不同指基因型相同的生指基因型相同的生物个体交配。植物指物个体交配。植物指自花受粉和雌雄异花自花受粉和雌雄异花的同株受粉，动物指的同株受粉，动物指基因型相同的雌雄个基因型相同的雌雄个体间交配体间交配指群体中的个体随机指群体中的个体随机进行交配，基因型相同进行交配，基因型相同和不同的个体之间都要和不同的个体之间都要进行交配。植物和动物进行交配。植物和动物都包括自交和杂交，只都包括自交和杂交，只是动物仍然是在雌雄个是动物仍
24、然是在雌雄个体之间进行体之间进行自交与自由交配的区别自交与自由交配的区别交配交配组合组合种类种类不同不同若某群体中有基因型若某群体中有基因型AAAA、AaAa、aaaa的个体，自的个体，自交方式有交方式有AAAAAAAA、AaAaAaAa、aaaaaaaa三种三种自由交配方式除自由交配方式除AAAAAAAA、AaAaAaAa、aaaaaaaa三种外，还有三种外，还有AAAAAaAa、AAAAaaaa、AaAaaaaa，共六种，共六种结果结果不同不同含一对等位基因含一对等位基因(A(A、a)a)的生物，连续自交的生物，连续自交n n代产代产生的后代中，基因型为生的后代中，基因型为AaAa的个体占
25、的个体占1/21/2n n，而基，而基因型为因型为AAAA和和aaaa的个体各的个体各占占1/21/2(1(11/21/2n n)自由交配自由交配n n代产生的后代产生的后代代中，中，AAAaaaAAAaaa121121（1）Aa 自交自交N次后杂合体和纯合体所占的比例次后杂合体和纯合体所占的比例（用坐标曲线表示）（用坐标曲线表示）结论：结论：Aa 自交自交N次后：次后：杂合体：杂合体：纯合体：纯合体：1/2N1-1/2N显性纯合体：显性纯合体：隐性纯合体：隐性纯合体：（1-1/2N）（1-1/2N）探究相对性状显隐性判断及显性纯合子、探究相对性状显隐性判断及显性纯合子、杂合子的判断杂合子的判
26、断1.1.相对性状的判断可从两个方面进行判断：相对性状的判断可从两个方面进行判断：(1)(1)如果具有相对性状的个体杂交，子代只如果具有相对性状的个体杂交，子代只表现出一个亲本的性状，则子代表现出的那表现出一个亲本的性状，则子代表现出的那种性状为显性性状。种性状为显性性状。(2)(2)如果两个性状相同的亲本杂交，子代出如果两个性状相同的亲本杂交，子代出现了不同的性状，则这两个亲本一定是显性现了不同的性状，则这两个亲本一定是显性杂合子。子代新出现的性状为隐性性状。杂合子。子代新出现的性状为隐性性状。2.显性纯合子与杂合子的鉴别方法显性纯合子与杂合子的鉴别方法 对于植物来说实验鉴别的方法有四种：对
27、于植物来说实验鉴别的方法有四种：(1)(1)方法一（测交法）方法一（测交法）待测个体与隐性纯合子杂交待测个体与隐性纯合子杂交 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。离，则待测个体为杂合子。(2)(2)方法二（自交法）方法二（自交法）待测个体自交待测个体自交 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。离，则待测个体为杂合子。(3)方法三（花粉鉴定法）方法三（花粉鉴定法）非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色。让待测个体非
28、糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色。让待测个体在开花后，取出花粉放在载玻片上，加一滴碘液若一半呈蓝黑色，在开花后，取出花粉放在载玻片上，加一滴碘液若一半呈蓝黑色，一半呈红褐色，待测个体为杂合子；全为红褐色或全为蓝黑色，一半呈红褐色，待测个体为杂合子；全为红褐色或全为蓝黑色，待测个体为纯合子。待测个体为纯合子。(4)方法四（单倍体育种法）方法四（单倍体育种法）用花药离体培养形成单倍体植物并用秋水仙素处理用花药离体培养形成单倍体植物并用秋水仙素处理后获得纯合子植株，让待测个体长大开花，观察并统计后获得纯合子植株，让待测个体长大开花，观察并统计植物的性状类型。植物的性状类型。若植物只有一种性状，
29、则待测个体为纯合子，若植若植物只有一种性状，则待测个体为纯合子，若植物有不同性状，则待测个体为杂合子。物有不同性状，则待测个体为杂合子。当被测个体为动物时，常采用测交法，当被测个体当被测个体为动物时，常采用测交法，当被测个体为植物时，测交法、自交法均可用，但自交法较简便。为植物时，测交法、自交法均可用，但自交法较简便。易错点易错点 区分显性纯合子、杂合子一般采用自交的方法进行。区分显性纯合子、杂合子一般采用自交的方法进行。显性纯合子自交不会发生性状分离，后代只有一种性状；显性纯合子自交不会发生性状分离，后代只有一种性状；杂合子自交后代会发生性状分离，且显性个体与隐性个杂合子自交后代会发生性状分
30、离，且显性个体与隐性个体比例接近体比例接近3 1。序序号号条件条件自交后代比例自交后代比例测交后代比例测交后代比例1 1存在一种显性基因存在一种显性基因(A(A或或B)B)时表现为同一种性状时表现为同一种性状，其余正常表现，其余正常表现9619611211212 2A A、B B同时存在时表现为同时存在时表现为一种性状，否则表现为一种性状，否则表现为另一种性状另一种性状979713133 3aa(aa(或或bb)bb)成对存在时，成对存在时，表现为双隐性性状，其表现为双隐性性状，其余正常表现余正常表现9349341121124 4只要存在显性基因只要存在显性基因(A(A或或B)B)就表现为同一
31、种性状就表现为同一种性状，其余正常表现，其余正常表现1511513131探究基因的自由组合定律中的特殊遗传现象探究基因的自由组合定律中的特殊遗传现象5 5只要存在一种显性基只要存在一种显性基因因A(A(或或B)B)就表现为同就表现为同一种性状，没有一种性状，没有A(A(或或B)B)但有但有B(B(或或A)A)则表现则表现为第二种相对性状，为第二种相对性状，隐性纯合子表现为第隐性纯合子表现为第三种相对性状三种相对性状123112312112116 6基因型中显性基因的基因型中显性基因的个数决定性状表现个数决定性状表现AABB(AaBB AABB(AaBB、AABb)(AaBbAABb)(AaBb
32、、aaBBaaBB、AAbb)AAbb)(Aabb(Aabb、aaBb)aabbaaBb)aabb1464114641AaBb(AabbAaBb(Aabb、aaBb)aabbaaBb)aabb1211217 7显性纯合致死显性纯合致死AaBbAabb AaBbAabb aaBbaabbaaBbaabb42214221，其余，其余基因型个体致死基因型个体致死AaBb AaBb AabbaaBbAabbaaBbaabbaabb1111 1111 例例 1 1、某生物爱好者在重复孟德尔的豌豆实验时，发现了一个非常有趣的某生物爱好者在重复孟德尔的豌豆实验时，发现了一个非常有趣的现象。他选取豌豆的高茎植
33、株与矮茎植株杂交得子一代，子一代全为高茎。现象。他选取豌豆的高茎植株与矮茎植株杂交得子一代，子一代全为高茎。子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的3131，而是出现了高茎而是出现了高茎矮茎矮茎35 135 1。他利用所掌握的遗传学知识对此现象进行。他利用所掌握的遗传学知识对此现象进行分析，并设计了实验加以验证。以下是他所写的研究思路，请你将其补充完分析，并设计了实验加以验证。以下是他所写的研究思路，请你将其补充完整。整。(1)(1)根据遗传学知识推测产生这一现象的原因可能是杂种子一代根据遗传学知识推测产生这一
34、现象的原因可能是杂种子一代(Dd)(Dd)变成了变成了四倍体四倍体(DDdd)(DDdd)。四倍体。四倍体DDddDDdd产生的配子基因组合及比例为产生的配子基因组合及比例为_。由于受精时，雌雄配子的结合是。由于受精时，雌雄配子的结合是_的，因此子的，因此子二代出现了二代出现了_种基因型，种基因型，2 2种表现型，表现型的比值为高茎种表现型，表现型的比值为高茎矮茎矮茎351351。(2)(2)为证明以上的分析是否正确，需通过测交实验来测定子一代的基因型，为证明以上的分析是否正确，需通过测交实验来测定子一代的基因型，应选择待测子一代豌豆和矮茎应选择待测子一代豌豆和矮茎(隐性亲本隐性亲本)豌豆进行
35、测交实验，测交实验的结豌豆进行测交实验，测交实验的结果应该是高茎果应该是高茎矮茎矮茎_。(3)(3)进行测交实验，记录结果，分析比较得出结论。在该实验的研究过程中进行测交实验，记录结果，分析比较得出结论。在该实验的研究过程中使用的科学研究方法为使用的科学研究方法为_。答案答案(1)DDDddd(1)DDDddd141141随机随机5 5(2)51(2)51(3)(3)假说假说演绎法演绎法 2 2、番茄中基因番茄中基因A A和和a a控制植株的有茸毛和无茸毛，基因控制植株的有茸毛和无茸毛，基因B B和和b b控制果实颜色，两控制果实颜色，两对基因独立遗传，且基因对基因独立遗传，且基因A A具有纯
36、合致死效应。育种工作者为培育有茸毛黄果品具有纯合致死效应。育种工作者为培育有茸毛黄果品种进行了如下杂交实验。种进行了如下杂交实验。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)F(1)F2 2个体中基因型有个体中基因型有_种，种，4 4 种表现型。有茸毛红果种表现型。有茸毛红果无茸毛红果无茸毛红果有有茸毛黄果茸毛黄果无茸毛黄果的数量比为无茸毛黄果的数量比为_。(2)(2)为了验证两种性状的遗传特点，可将为了验证两种性状的遗传特点，可将F F2 2植株自交，单株收获植株自交，单株收获F F2 2中有茸毛红果中有茸毛红果植株所结种子，每株所有种子单独种植在一起可得到一个株系。观察多个这样的植株所结种子，每
37、株所有种子单独种植在一起可得到一个株系。观察多个这样的株系，则理论上：在所有株系中有株系，则理论上：在所有株系中有_株系的株系的F F3 3的表现型及其数量比与的表现型及其数量比与F F2 2相相同；有同；有_株系的株系的F F3 3的表现型及其数量比为的表现型及其数量比为_。答案答案 6 6 6 6：3 3：2 2：1 1 2/3 1/3 有茸毛红果有茸毛红果无茸毛红果无茸毛红果2121变式变式 矮牵牛的花瓣中存在着三种色素：红色、黄色和蓝色，红色与蓝色混矮牵牛的花瓣中存在着三种色素：红色、黄色和蓝色，红色与蓝色混合呈现紫色，蓝色与黄色混合呈现绿色，缺乏上述色素的花瓣呈白色，各种合呈现紫色，
38、蓝色与黄色混合呈现绿色，缺乏上述色素的花瓣呈白色，各种色素的合成途径如图色素的合成途径如图3 37 78 8所示，控制相关酶合成的基因均为显性。当所示，控制相关酶合成的基因均为显性。当B B基基因存在时，黄色素会全部转化为红色素。当因存在时，黄色素会全部转化为红色素。当E E基因存在时，白色物基因存在时，白色物3 3只转化为只转化为白色物白色物4 4，但，但E E不存在时，白色物不存在时，白色物3 3会在会在D D基因控制下转化为黄色素，请据图回基因控制下转化为黄色素，请据图回答下列问题：答下列问题：(1)(1)如果只考虑途径一如果只考虑途径一(G(G、g)g)和途径二和途径二(A(A、a a
39、，B B、b)b)，纯种紫色矮牵牛，纯种紫色矮牵牛(甲甲)与另一纯种与另一纯种蓝色矮牵牛蓝色矮牵牛(乙乙)杂交，杂交，F F1 1表现为紫色，表现为紫色，F F2 2的表现型及比例为的表现型及比例为9 9紫色紫色33绿色绿色44蓝色，那蓝色，那么亲本基因型分别是甲么亲本基因型分别是甲_、乙、乙_。F F2 2紫色矮牵牛中能稳定遗传的比例占紫色矮牵牛中能稳定遗传的比例占_。(2)(2)如果只考虑途径一如果只考虑途径一(G(G、g)g)和途径三和途径三(B(B、b b，D D、d d，E E、e)e)，两株纯合亲本杂交，两株纯合亲本杂交(BBDDeeGG(BBDDeeGGBBddeegg)BBdd
40、eegg)，那么，那么F F1 1的花色为的花色为_，F F2 2的表现型及比例为的表现型及比例为_。(3)(3)如果三条途径均考虑，两株纯合亲本杂交，如果三条途径均考虑，两株纯合亲本杂交，F F2 2的表现型及比例为的表现型及比例为1313紫色紫色33蓝色，蓝色，那么推知那么推知F F1 1的基因型为的基因型为_(按字母顺序书写按字母顺序书写)，两亲本组合的表现型分别为，两亲本组合的表现型分别为_或或_。(1)(1)如果只考虑途径一如果只考虑途径一(G(G、g)g)和途径二和途径二(A(A、a a，B B、b)b)，纯种紫色矮牵牛纯种紫色矮牵牛(甲甲)与另一纯种蓝色矮牵牛与另一纯种蓝色矮牵牛
41、(乙乙)杂交，杂交，F F1 1表现为紫色，表现为紫色，F F2 2的表现型及比例为的表现型及比例为9 9紫色紫色33绿色绿色44蓝蓝色，那么亲本基因型分别是甲色，那么亲本基因型分别是甲_、乙、乙_。F F2 2紫色矮牵牛中能稳定遗传的比例占紫色矮牵牛中能稳定遗传的比例占_。(2)(2)如果只考虑途径一如果只考虑途径一(G(G、g)g)和途径三和途径三(B(B、b b，D D、d d，E E、e)e)，两株纯合亲本杂交，两株纯合亲本杂交(BBDDeeGG(BBDDeeGGBBddeegg)BBddeegg)，那么，那么F F1 1的花色为的花色为_，F F2 2的表现型及比例为的表现型及比例为
42、_。(3)(3)如果三条途径均考虑，两株纯合亲本杂交，如果三条途径均考虑，两株纯合亲本杂交，F F2 2的表现的表现型及比例为型及比例为1313紫色紫色33蓝色，那么推知蓝色，那么推知F F1 1的基因型为的基因型为_(按字母顺序书写按字母顺序书写)，两亲本组合的表现型分别为，两亲本组合的表现型分别为_或或_。AABBGGaabbGG1/9紫色紫色紫色紫色 红色红色 蓝色蓝色 白色白色9 3 3 1AaBBDDEeGG紫色紫色紫色紫色紫色紫色蓝色蓝色伴性遗传知识细化回顾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
43、行关系。2、基因位于染色体上的实验证据（摩尔根）实验过程及现象现象：白眼性状的表现总是与性别相联系。实验现象的解释性别决定的类型1、性染色体决定性别2、非染色体决定 这类性决定机制常见于无脊椎动物和低等脊椎动物一种海生蠕虫后螠，当受精卵发育成幼虫时，若周围海水中则幼虫发育成雌性；如果幼虫依附在雌体的吻上，则发育成雄虫。如某些蛙类的蝌蚪在20发育，雌雄各半；若在30发育，全部变成雄蛙，但两种情况下蛙中XX与XY染色体组合方式仍各占一半，说明环境只影响蛙的表型性别。类型类型XY型型ZW型型性别性别体细胞染色体体细胞染色体组成组成2AXX2AXY2AZW2AZZ生殖细胞染色生殖细胞染色体组成体组成A
44、XAX，AYAZ，AWAZ举例举例人、哺乳类、果蝇人、哺乳类、果蝇蛾类、鸟蛾类、鸟类类人类遗传病的类型及遗传特点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
45、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。例细胞质遗传。为Y染色体遗传。常染色体隐性遗传 常染色体显性遗传例最可能X染色体显性遗传病 最可能X染色体隐性遗传4、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
46、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。5 5概率的计算方法概率的计算方法有甲、乙两种遗传病按自由组合定律遗传，据亲代的基因型已有甲、乙两种遗传病按自由组合定律遗传，据亲代的基因型已判断出后代患甲病的可能性为判断出后代患甲病的可能性为m m，患乙病的可能性为，患乙病的可能性为n n，则后代，则后代表现型的种类和可能性如下：表现型的种类和可能性如下：只患甲病的概率是只患甲病的概率是m m(1(1n n)；只患乙病
47、的概率是只患乙病的概率是n n(1(1m m)；甲、乙两病同患的概率是甲、乙两病同患的概率是mnmn；甲、乙两病均不患的概率是甲、乙两病均不患的概率是(1(1m m)(1)(1n n)。例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
48、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。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。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、
49、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。例1、(广东A卷)雄鸟的性染色体组成是ZZ，雌鸟的性染色体组成是ZW。某种鸟羽毛的颜色由常染色体基因(A、a
50、)和伴Z染色体基因(ZB、Zb)共同决定，其基因型与表现型的对应关系见下表。请回答下列问题。(1)黑鸟的基因型有_种，灰鸟的基因型有_种。(2)基因型纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雄鸟的羽色是_，雌鸟的羽色是_。(3)两只黑鸟交配，子代羽毛只有黑色和白色，则母本的基因型为_，父本的基因型为_。(4)一只黑雄鸟与一只灰雌鸟交配，子代羽色有黑色、灰色和白色，则母本的基因型为_，父本的基因型为_，黑色、灰色和白色子代的理论分离比为_。答案(1)6 4(2)黑色灰色(3)AaZBWAaZBZB(4)AaZbWAaZBZb3 3 2基因基因组合组合A不存在，不管不存在，不管B存在与否存在与否(a
