资源描述
形式：碱基对 . 1.基因突变 结果：基因结构改变，但性状 改变 特点： 、随机性、不定向性、低频性等 2.自然状态下，基因重组发生于 分裂过程中，包括自由组合型和 两种类型。 3.染色体结构变异类型有 、重复、倒位和易位。 4.单倍体、二倍体和多倍体 (1)单倍体：体细胞中含有本物种 子染色体数目的个体。由 直接发育而来的个体， 无论体细胞中含有多少个染色体组，都是单倍体。 (2)二倍体和多倍体：由 发育而来的个体，体细胞中含有 染色体组的个体叫做二倍体；体细胞中含有 或 以上染色体组的个体叫做多倍体。由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组，就称为几倍体。 5.秋水仙素诱导染色体加倍的原理是 形成。,替换、增添和缺失,不一定,普遍性,减数,交叉互换型,缺失,配,配子,受精卵,两个,三个,三个,抑制纺锤体,6.生物育种的原理 (1)诱变育种基因突变； (2)单倍体育种 ； (3)多倍体育种 ； (4)杂交育种 ； (5)基因工程育种 ； 7.单倍体育种的优点是能 。 8.单基因遗传病受 等位基因控制，而不是受 基因控制；多基因遗传病受 控制。 9.调查某种遗传病发病率时，要在群体中 调查，而调查某种遗传病发病方式时则要在 中调查。 10.人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部 ，并解读其中包含的 。,染色体数目变异,染色体数目变异,基因重组,基因重组,明显缩短育种年限,一对,一个,多对等位基因,随机抽样,患者家系,DNA序列,遗传信息,11.人类基因组是由常染色体数目的 和 条性染色体组成。 12.现代生物进化理论的主要内容 (1) 是生物进化的基本单位。 (2) 是产生进化的原材料。 (3) 导致种群基因频率发生定向改变，决定生物进化方向。 (4) 导致物种的形成。 13.生物进化的实质是种群 。 14. 是不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。,一半,两,种群,突变和基因重组,自然选择,隔离,基因频率的改变,共同进化,1.(2015全国新课标卷)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( ) A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的 B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的 C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的 D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的,【答案】A 【解析】猫叫综合征是人类第5号染色体片段缺失导致的疾病，选项A正确。该病患者染色体的片段没有增加，染色体数量没有发生变化，选项BCD错误。,2.(2015四川卷)M基因编码含63个氨基酸的肽链。该基因发生插入突变，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是( ) A.M基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加 B.在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接 C.突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同 D.在突变基因的表达过程中，最多需要64种tRNA参与,【答案】C,【解析】本题考查基因表达的相关知识，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。由DNA分子的结构特点可知，DNA分子中嘌呤核苷酸的数目与嘧啶核苷酸的数目始终相等，故嘌呤核苷酸比例始终不变，A项错误；M基因转录时，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，B项错误；增加的三碱基序列AAG，如果插入点在某两个密码子之间则增加一个氨基酸，如果插入点在某个密码子内部，则最多有两个氨基酸不同，C项正确；在基因表达的过程中，最多需要61种tRNA参与，D项错误。 【误区警示】M基因发生插入突变，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，则突变基因增加了6个碱基，AAG/TTC，因此M基因突变后，参与基因复制的嘌呤,核苷酸比例并未改变，该题容易错选为A。,3.(2015全国新课标卷)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题： (1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：a基因频率为。理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为，A基因频率为。 (2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为21，则对该结果最合理的解释是。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为。,【答案】(1)11121 0.5 (2)A基因纯合致死11 【解析】本题考查了基因频率的计算及对遗传中致死现象的分析，意在考查考生提取有效信息并结合所学知识解决问题的能力。难度适中。(1)已知该种群中只有Aa一种基因型，因此该种群中A基因频率与a基因频率的比例为11，理论上只有Aa基因型的种群随机交配，后代有AA、Aa、aa三种基因型，且比例为121，则A的基因频率为0.5。(2)如果后代中只有Aa、aa两种基因型，且比例为21，则原因最可能是A基因纯合致死。该种群中第一代随机交配时，A、a的基因频率分别为1/3、2/3，随机交配产生的后代中Aa占4/9，aa占4/9，AA占1/9，由于AA致死，则成活个体中Aa、aa基因型个体数量的比例为11。,4.(2014全国新课标卷)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。 回答下列问题： (1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有优良性状的新品种。 (2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是 。 (3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。,【答案】(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交 【解析】(1)通过杂交育种，可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。(2)抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制，两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时，才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。(3)纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得F1，让F1与感病矮秆测交，若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为1111，则这两对等位基因满足上述3个条件。,本讲主要与细胞分裂、DNA复制、遗传的基本规律相结合，综合考查基因突变、基因突变特点以及生物性状的改变；也会结合减数分裂来考查染色体变异的类型等相关知识；以二倍体、多倍体、单倍体的区别为载体，综合考查在生物育种上的应用；在生物进化方面，主要考查自然选择、生殖隔离、共同进化和种群基因频率的计算等。试题多数会以选择题形式出现，但有时也会以非选择题形式出现。,1.可遗传的变异与不可遗传的变异,二者的联系：,2.三种可遗传变异的比较,三种可遗传变异易忽视的问题 (1)单倍体和多倍体的概念划分要依据其来源：只要来源是配子，该个体就一定是单倍体；如果来源不是配子，则再进一步分析其细胞中的染色体组成，有几个染色体组就是几倍体。 (2)基因突变不改变子代生物性状的可能原因： 密码子的简并性。多种密码子可能决定同一种氨基酸，因此某碱基改变，不一定改变氨基酸的种类。 体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该突变基因。 若父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给子代。 若亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。 性状表现是基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。,例 1 (2015浙江六校联考)果蝇的眼色由两对基因(A/a和R/r)控制，已知A和R同时存在时果蝇表现为红眼，其余情况为白眼，且其中R/r仅位于X染色体上。实验：一只纯合白眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，正常F1代全为红眼(偶见一只雌果蝇为XXY,记为“M”，还有一只白眼雄果蝇，记为“N”)。 (1)由题可知A/a位于常染色体上，且亲本白眼雄果蝇基因型为 ：其不可能与R/r一样位于X染色体上的理由是： 。请用遗传图解表示出以上实验过程(产生正常F1代果蝇)。 (2)M果蝇能正常产生配子，其最多能产生X、Y、XY和 四种类型的配子，其对应比例为 。 (3)N果蝇出现的可能原因是：是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；是亲本雄果蝇发生某个基因突变；是亲本雌果蝇发生某个基因突变；是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离而产生XO型果蝇(XO为缺一条性染色体的不育雄性)，请利用现有材料设计简便的杂交实验，确定N果蝇的出现是由哪一种原因引起的。 实验步骤： ，然后观察子代雌果蝇的性状及比例。 结果预测： .若 ，则是环境改变； .若 ，则是亲本雄果蝇基因突变； .若 ，则是亲本雌果蝇基因突变； .若 ，则是减数分裂时X染色体不分离。,【答案】(1)AAXrY若A/a与R/r都在X上，则纯合白眼雌果蝇雄性子代也只能是白眼 P 白眼雌果蝇 白眼雄果蝇 aaXRXR AAXrY F1 AaXRXr AaXRY 红眼雌果蝇 红眼雄果蝇 比例： 1 1 (2)XX 2121 (3) 将果蝇N与F1代红眼雌果蝇交配 .红眼白眼=31 .红眼白眼=11 .红眼白眼=35 .无子代 【解析】(1)由题意知，A和R同时存在时果蝇表现为红眼，则F1全为红眼时，亲代纯合白眼雌果蝇与白眼雄果蝇的表现型应分别为aaXRXR、AAXrY。(2)XXY产生配子类型为X、XY、Y及XX四种类型，其比例为XYXYXX=2121。(3)欲确认N果蝇(白眼雄性)出现的原因，可将N果蝇与F1代红眼雌果蝇杂交，观察子代雌果蝇的性状及比例。若由环境改变引起，则AaXRXr与AaXrY杂交子代基因型为3/4A_XRX-，1/4aaXRX-，即红眼白眼=31，若是亲本雄果蝇基因突变则N果蝇基因型为aaXRY，N与F1红眼果蝇杂交子代雌果蝇表现型应为红眼白眼=11若亲本雌果蝇基因突变，则N果蝇基因型为AaXrY，它与F1红眼果蝇杂交子代雌果蝇中3/8红眼5/8白眼；若减数分裂时X染色体不分离，则N果蝇为XO型不育雄性，它与F1红眼果蝇杂交将无子代产生。,(1)关于“缺失”问题。DNA分子上一个或若干基因的缺失，属于染色体变异；DNA分子上一个或若干碱基对的缺失，属于基因突变。 (2)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。 (3)关于不同生物发生的可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异的唯一来源是基因突变；细菌等原核生物不含染色体，所以不存在染色体变异，自然状态下也不存在基因重组；在真核生物中，基因突变、基因重组和染色体变异三种类型都存在。,变式1 (2015湖北武汉部分学校调研) 某种植物叶片的形状由多对基因控制。一生物兴趣小组的同学用一圆形叶个体与另一圆形叶个体杂交，结果子代出现了条形叶个体，其比例为圆形叶条形叶=133。就此结果，同学们展开了讨论： 观点一：该性状受两对基因控制。 观点二：该性状有受三对基因控制的可能性，需要再做一些实验加以验证。 观点三：该性状的遗传不遵循遗传的基本定律。 请回答以下相关问题(可依次用A、a，B、b，D、d来表示相关基因)： (1)以上观点中明显错误的是。 (2)持观点一的同学认为两亲本的基因型分别是，遵循的遗传定律有。 (3)持观点二的同学认为条形叶是三对基因均含显性基因时的表现型，即子代中条形叶的基因型是，两亲本的基因型分别是。 (4)就现有材料采验证观点二时，可将上述子代中的一株条形叶个体进行，如果后代出现圆形叶条形叶=，则观点二有可能正确。,【答案】(1)观点三(2)AaBbAaBb 分离定律和自由组合定律(只答自由组合定律也可)(3)A_BbDd(或AaB_Dd或AaBbD_)AabbDdAaBbdd(或AaBbddaaBbDd或AabbDdaaBbDd)(4)自交79 或 3727 【解析】(1)根据题中圆形叶圆形叶圆形叶条形叶=133，属于自由组合定律中F2表现型之比为9331的变形，所以观点三明显错误。(2)根据观点一，因为后代发生性状分离，其表现型为圆形叶条形叶=133，其双亲为双杂合个体，遵循基因的自由组合定律。(3)持观点二的同学认为条形叶是三对基因均含显性基因时的表现型，即子代中条形叶的基因型一定要有三种显性基因，为A_BbDd(或AaB_Dd或AaBbD_)，两亲本的表现型是圆形叶，所以基因型应不含三种显性基因，同时保证子代能出现三种显性基因，并且条形叶所占比例为3/16，亲本基因型是AabbDdAaBbdd(或AaBbddaaBbDd或AabbDdaaBbDd)。(4)在验证植物基因型的实验中最简便的方法就是自交。假如亲本基因型是AabbDdAaBbdd，子代条形叶的基因型就有两种：AABbDd和AaBbDd。AABbDd自交，子代出现条形叶的比例是13/43/4=9/16，即子代圆形叶条形叶=79；AaBbDd自交，子代出现条形叶的比例是3/43/43/4=27/64，即圆形叶条形叶=3727。,杂交育种发生时期：有性生殖的减数第一次分裂后期或四分体时期；诱变育种发生时期：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期。秋水仙素诱导多倍体染色体数目加倍的时期：有丝分裂前期。,例2 (2015福建菁田四月模拟)下图为某农科所培育高品质小麦的过程，其中代表具体操作过程。 (1)具有操作的育种方法是 ，依据的原理是 。 (2)具有操作的育种方法是 ，依据的原理是 。 (3)操作是 ，其目的是 。操作是 ，常用的方法有 ，原理是 。 (4)操作是杂交，其目的是将两个纯合亲本的 通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。,【答案】(1)单倍体育种 染色体数目变异 (2)杂交育种 基因重组 (3)连续自交 提高纯合体的比例(或选出符合要求的个体) 染色体数目加倍 秋水仙素处理(或低温处理) 秋水仙素(或低温)抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内染色体数目加倍 (4)性状(或基因) 【解析】从题图可知，杂交，减数分裂，连续自交，花药离体培养，秋水仙素或低温处理萌发的幼苗。操作的育种方法是单倍体育种，依据的原理是染色体变异。操作的育种方法是杂交育种，依据原理是基因重组。连续自交可以提高纯合体的比例。的原理是低温或秋水仙素在细胞分裂前期抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍。杂交的目的是将纯合体亲本的基因通过杂交集中在一起。 【规律方法】根据不同育种要求和提供的不同材料，选择不同的育种方法。 (1)若要求培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。 (2)若要求快速育种，则应用单倍体育种。 (3)若要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，则可利用诱变育种的方法。 (4)若要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。 (5)若要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可用杂交育种，亦可利用单倍体育种。 (6)实验植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。 （7）若要求克服远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种。,(1)无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析,(2)无子西瓜与无子番茄的区别,变式2 (2015江西五校第一次联考)某农场种植的H品种玉米自交后代中，发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株。此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡。请分析回答： (1)有研究者提出：玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少。取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片，分别加入作为提取液，研磨、过滤得到滤液；再用纸层析法分离滤液中的色素。若黄绿色叶片色素分离的实验结果如下图中的(填“甲”或“乙”)所示，则说明上述假设成立。,【答案】(1)无水乙醇(或丙酮)乙(2)1和2隐性黄绿色植株开花前死亡(或无隐性纯合的成熟个体)染色体结构减数第一次分裂的前(或四分体)(3)属于 【解析】(1)色素可溶解在有机溶剂中，故可用无水乙醇或者丙酮进行提取。玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少，甲图各种色素含量正常，乙图叶绿素含量减少，故乙图所示符合题意。(2)由题意知，子一代中叶片绿色黄绿色=31，推测假说1符合题意。染色体片段丢失属于染色体结构变异，若为染色体片段丢失，则也会出现子一代中叶片绿色黄绿色=31的比例。若发生基因突变，根据题意，子一代中叶片绿色黄绿色=31，黄绿色的突变植株应为隐性突变。由题意知，此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡，故不能得到隐性纯合的成熟个体，所以不能进行测交实验。假设2的内容为叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致，属于染色体结构变异的范畴。图中发生同源染色体配对，此细胞处于减数第一次分裂的四分体时期。(3)镁是叶绿素的组成成分，土壤中缺乏镁元素，造成叶绿素含量减少，也会出现黄绿色玉米植株，属于因环境引起的变异，是不可遗传的变异。,1.现代生物进化理论图解,2.物种形成的方式 (1)渐变式物种形成：,(2)爆发式物种形成： (3)人工创造新物种： 通过植物体细胞杂交(如番茄马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。,3.基因频率和基因型频率的计算方法 (1)定义法 (2)基因位置法 若某基因在常染色体上，则 若某基因只出现在X染色体上，则,(3)通过基因型频率计算 若已知AA、Aa、aa的频率，求A(a)的基因频率，则 A%=AA%+1/2Aa%；a%=aa%+1/2Aa%。 (4)运用哈迪温伯格平衡定律，由基因频率计算基因型频率 内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(Aa)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p+q)2=p2+2pq+q2=1。 其中p2是AA(纯合子)基因型的频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。 适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这五个条件是：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有新基因的加入；没有自然选择。,例 3 （2015江苏徐州质检）如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是（ ） A.a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料 B.b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志 C.c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化 D.d表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离,【答案】C,【解析】本题考查物种形成的过程。突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料；生物进化的标志是基因频率的定向改变，不是生殖隔离；隔离是物种形成的必要条件，但有些生物没有地理隔离也会形成新的物种，如植物多倍体的形成。,生物进化与物种形成的区别和联系 (1)区别：生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定程度，直到新类群与原种群不能实现基因交流为止(产生了生殖隔离)。可见，二者是量变和质变的关系。 (2)联系：生物发生进化，并不一定形成新物种；但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。,变式3 (2015南昌一模)在一个种群中，若基因型AA的个体占30%，基因型Aa的个体占60%，基因型aa的个体占10%。已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力，则随机交配后，子一代基因型为aa的个体占F1总数的（ ） A.1/16 B.1/9 C.1/8 D.1/4,【答案】B,【解析】由于aa个体没有繁殖能力，所以计算基因频率时应只考虑AA、Aa个体，因为AAAa=12，所以A的基因频率=1/3+1/22/3=2/3，a基因频率=1/3，则随机交配后，子一代基因型aa个体占F1总数的比例是1/9。,例 将果蝇进行相关处理后，其X染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变、隐性不完全致死突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测出上述四种情况。实验时，将经相关处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇交配(B表示红眼基因)得F1，使F1单对交配，分别饲养，观察F2的性状分离情况，如图所示。下列说法不正确的是（ ） P XBXB X-Y(待测果蝇) F1 X-XB XBY单对交配 F2 XBXB X-XB XBY X-Y A.若为隐性突变，则F2中表现型比值为31，且雄性中有隐性突变体 B.若不发生突变，则F2中表现型为红眼，且雄性中无隐性突变体 C.若为隐性致死突变，则F2中雌雄=12 D.若为隐性不完全致死突变，则F2中雌雄介于11和21之间,【易错提示】解决本题的关键是要弄清题意所说的X染色体上的基因发生了突变，用题干中的假设直接代入图中分析。 【答案】C 【解析】将题干中四种假设分别代入遗传图解。产生隐性突变则仅有雄性个体中出现1/2的隐性性状，显隐性比为31；不发生突变则全部个体为红眼；发生隐性致死突变则雄性中1/2死亡，雌雄比为21；如果不完全致死，则雄性死亡比例小于1/2，雌雄比介于11和21之间，故C项错误。,基因突变与生物性状变化的归纳 (1)多数基因突变并不引起生物性状的改变： 不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变， 不引起性状变异。 由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也 不引起性状的改变。 某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但 并不影响蛋白质的功能。 隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。 (2)少数基因突变可引起性状的改变，如人的镰刀型细胞贫血症。 (3)基因突变对后代的影响： 基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中，这种突变可通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。 基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，这种突变可通过有性生殖传给后代。,
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