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

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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　遗传的物质基础命题规律命题趋势1．从考查内容上：试题中往往把基因的表达、细胞的结构和功能、变异等知识结合在一起综合考查。重点为证明DNA是遗传物质的两个经典实验、DNA分子的结构、DNA的复制、基因工程所用的工具、基因工程的操作过程等内容。2．从考查题型上：选择题与非选择题并重，试题中往往涉及图解和图表信息的考查。近年来此考点有明显的增加，随着生物学家对基因表达的深入认识和基因工程成果的广泛应用，基因的选择性表达、基因的程序性表达将成为未来高考的命题热点。考查综合分析能力(特别是基因工程操作的三种工具和四个基本步骤等内容)的可能性极大；该部分内容往往与细胞的结构、遗传变异等知识结合在一起进行命题。 知识细化回顾1．DNA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肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路相同将DNA与其他物质分开，单独地、直接地观察它们是否具有遗传功能实验设计原则①对照原则，②单一变量原则实验技术手段细菌培养，物质的提取、分离和鉴定病毒培养、放射性同位素标记实验结论DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质 2．DNA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】①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。②R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。③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①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。②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①两实验都证明了DNA是遗传物质。②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1．DNA分子、DNA某条链及转录生成的mRNA中碱基比例关系 2．DNA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·(2n－1)；(2)第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸为a·2n－1。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A＝T，G＝C，则该核酸一般为双链DNA。(3)若有T无U，且A≠T，G≠C，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＝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：①基因中存在不编码氨基酸的脱氧核苷酸序列；②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；③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”中有关酶的比较作用时间作用及作用部位解旋酶DNA复制及转录时打开DNA双链碱基对间的氢键，解开双螺旋RNA聚合酶DNA转录时与RNA聚合酶结合位点结合，启动RNA转录，并将一个个核糖核苷酸连接起来DNA聚合酶DNA复制时以DNA母链为模板，将一个个脱氧核苷酸连接起来，形成3,5－磷酸二酯键，形成新子链，其作用在于连接单个脱氧核苷酸限制性内切酶提取目的基因及运载体切割时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3,5－磷酸二酯键DNA连接酶形成重组DNA时可将目的基因与运载体连接起来，重建被限制酶切开的3,5－磷酸二酯键，其作用是连接两个DNA双链片段 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①：获取该基因的双链DNA片段及其mRNA；步骤②：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤①所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；步骤③：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①所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤②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)3A－U、T－A、C－G 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B．ATP合成酶基因C．DNA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①B．实验②C．实验③D．实验④【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③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实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型①a型TMV→感染植物a型a型②b型TMV→感染植物b型b型③组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物a型a型 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C．tRNA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　遗传的基本规律命题规律命题趋势1．从考查内容上：①根据亲代表现型(基因型)，求子代的基因型(表现型)及比例；②根据子代表现型及比例推测亲代基因型；③多对相对性状遗传概率的计算、产生配子的类型及其概率；④分离定律和自由组合定律在生产实践中的应用；⑤基因型和表现型的推测和判断、有关概率的计算、遗传系谱图的分析等。2．从考查题型上：可以是选择题，与学科内其他知识结合，综合性很强，试题难度较大；也可以是非选择题(文字或图表阅读题)，考查综合运用知识的能力，试题难度大，能力要求高。遗传规律的内容是高考试题的重点和热点，主要内容是对基因分离定律和基因的自由组合定律的解释、验证、应用及遗传概率的计算等。这就需要学生有严谨的逻辑思维能力，分析、比较、判断的综合能力，是高考试题的重点和热点，特别是与此有关的实验设计。 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：①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。②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。③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分离定律自由组合定律等位基因对数一对两对或两对以上F1配子类型数及比例2种1∶122或2n种数量相等配子组合数4种42或4n种F2基因型种类3种32或3n种表现型种类2种22或2n种表现型比例3∶19∶3∶3∶1或(3∶1)nF1测交子代基因型种类2种22或2n种表现型种类2种22或2n种表现型比例1∶11∶1∶1∶1或(1∶1)n 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】①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。②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Ⅰ)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()A．1/8B．3/8C．1/16D．3/16 【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1/8aabb)＋1/4aabb＝3/8。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()A．4种B．5种C．9种D．10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()A．1/4B．1/2C．3/4D．1【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=1∶1。若将F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花∶白花=9∶7。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：①____________，②____________，③____________。 【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＝9∶7，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Aabb×aaBB或AAbb×aaBb；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)＝9∶3∶4。(5)依题意，标号所示结构的名称：①是T－DNA，②是标记基因，③是复制原点。 [答案](1)两(2)AaBbaaBB、AAbb、aabb(3)Aabb×aaBBAAbb×aaBb遗传图解(只要求写一组)(4)紫花∶红花∶白花=9∶3∶4(5)①TDNA②标记基因　③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()A．1/4B．1/6C．1/8D．1/16【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c3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9∶6∶1，则F2扁形块根中杂合子所占的比例为()A．9/16B．1/2C．8/9D．1/4【解析】考查孟德尔比率9∶3∶3∶1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9∶6∶1，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：组合母本父本F1的表现型及植株数一子叶深绿不抗病子叶浅绿抗病子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株二子叶深绿不抗病子叶浅绿抗病子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株；子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株 ①组合一中父本的基因型是________，组合二中父本的基因型是________。②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____________。③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____。④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。⑤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。①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时，使用的酶有____________________。②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)①BbRRBbRr②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3∶1∶6∶2③80%④BR与BR、BR与Br⑤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)①限制性内切酶和DNA连接酶　②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。杂交组合第1组第2组第3组第4组第5组康贝尔鸭♀×金定鸭　♂金定鸭♀×康贝尔鸭♂第1组的F1自交第2组的F1自交第2组的F1♀×康贝尔鸭♂后代所产蛋(颜色及数目)青色(枚)261787628294027301754白色(枚)1095810509181648 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3︰1。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3∶1(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________。表现型有氰有产氰糖苷、无氰无产氰糖苷、无氰基因型A__B__(A和B同时存在)A__bb(A存在，B不存在)aaB__或aabb(A不存在) (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＝1︰3(或有氰︰有产氰糖苷、无氰︰无产氰糖苷、无氰＝1︰1︰2)。(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1/4×1/4×1/4＋1/4×1/4×1/4＋1/4×1/4×1/4＝3/64。(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＝1︰3(或有氰︰有产氰糖苷、无氰︰无产氰糖苷、无氰＝1︰1︰2)(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命题规律命题趋势1．从考查内容上：伴性遗传、人类遗传病及其有关的计算是高考的重点和热点，在各地高考试题中所占比重很大。考查的主要内容包括：基因型和表现型的推测和判断、有关概率的计算、遗传系谱图的分析等。2．从考查题型上：包括选择题和非选择题，知识的综合性强，试题难度较大，考查分析问题、知识综合运用的能力。本考点是历年高考的热点，是考查推理能力和综合分析能力最好的生物学素材，基础题主要考查对人类遗传病类型的判断，能力题主要是结合遗传系谱图或相关图表，突出遗传方式的判断，综合考查遗传的基本规律、细胞质遗传和伴性遗传的特点，试题往往在基因型和表现型的推测和判断、有关概率的计算等方面进行设问，多以选择题或综合性简答题的形式出现。 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①实验过程及现象现象：白眼性状的表现总是与性别相联系。 ②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：①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；②女性患者的儿子、父亲全是患者，如：红绿色盲；③男性患者多于女性。(3)伴X显性遗传病的遗传特点是：①代代遗传；②患病男性的女儿、母亲全患病，如：抗维生素D佝偻病；③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类型XY型ZW型性别♀♂♀♂体细胞染色体组成2A＋XX2A＋XY2A＋ZW2A＋ZZ生殖细胞染色体组成A＋XA＋X，A＋YA＋Z，A＋WA＋Z举例人、哺乳类、果蝇蛾类、鸟类 二、人类红绿色盲的遗传六种婚配方式后代的基因型、表现型双亲的基因型子女的基因型、表现型子女患病比例①XBXB×XBYXBY(正常)，XBXB(正常)全部正常②XBXb×XBYXBY(正常)，XbY(色盲)XBXB(正常)，XBXb(正常)男孩一半患病③XbXb×XBYXbY(色盲)，XBXb(正常)男孩全部患病④XBXB×XbYXBY(正常)，XBXb(正常)全部正常⑤XBXb×XbYXBY(正常)，XbY(色盲)XBXb(正常)，XbXb(色盲)男女各有一半患病⑥XbXb×XbYXbY(色盲)，XbXb(色盲)全部患病 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：Ⅱ1、Ⅱ2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：Ⅱ1、Ⅱ2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()ABCD【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，Ⅰ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Ⅰ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Ⅰ片段)，该部分基因互为等位；另一部分是非同源的(图中的Ⅱ1、Ⅱ2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Ⅰ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Ⅱ2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Ⅰ片段(因为X和Y的Ⅰ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Ⅱ1片段上。(4)不一定，举例见答案。[答案](1)Ⅱ2(2)Ⅰ(3)Ⅱ1(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：XaXa×XAY↓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Ⅰ)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先那里继承同一种致病基因的机会较非近亲婚配大大增加，结果双方很可能都是同一种致病基因的携带者，这样后代隐性遗传病发病风险大大增加；多基因遗传病不仅表现出家庭聚集现象，还比较容易受环境因素的影响。[答案]D ●例2(2009年广东A卷)下图所示的红绿色盲患者家系中，女性患者Ⅲ-9的性染色体只有一条X染色体，其他成员性染色体组成正常。Ⅲ-9的红绿色盲致病基因来自于()A．Ⅰ－1B．Ⅰ－2C．Ⅰ－3D．Ⅰ－4【解析】红绿色盲遗传为交叉遗传，而Ⅲ－9只有一条X染色体，且其父亲Ⅱ－7正常，所以致病基因来自母亲Ⅱ－6，Ⅱ－6号表现正常，肯定为携带者，而其父亲Ⅰ－2患病，所以其致病基因一定来自父亲。[答案]B ●例3(2009年广东A卷)某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是()A．10/19B．9/19C．1/19D．1/2【解析】常染色体显性遗传病，丈夫正常，为隐性纯合子，假设基因型为aa，妻子患病，基因型为AA或Aa，发病率为19%，可知正常概率为81%，a基因频率为9/10，可推出妻子为AA的概率为1%/19%＝1/19，Aa的概率为2×(9/10)×(1/10)/19%＝18%/19%＝18/19。与正常男性婚配，子女患病的概率为1/19＋(18/19)×(1/2)＝10/19。[答案]A ●例4(2009年安徽理综)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传，先天性耳聋是常染色体隐性遗传(D对d完全显性)。下图中Ⅱ2为色觉正常的耳聋患者，Ⅱ5为听觉正常的色盲患者。Ⅱ4(不携带d基因)和Ⅱ3婚后生下一个男孩，这个男孩患耳聋、色盲、既耳聋又色盲的可能性分别是()A．0、、0B．0、、C．0、、0D．、、 【解析】设色盲基因为b，依题意，Ⅱ5为听觉正常的色盲患者，则他的色盲基因来自他的母亲，母亲基因型为XBXb，又因为Ⅱ4不携带d基因，则她的基因型为1/2DDXBXB和1/2DDXBXb，Ⅱ3的基因型为DdXBY,Ⅱ4和Ⅱ3婚后生下一个男孩，则这个男孩患耳聋的可能性为0，色盲的可能性为(1/2)×(1/2)＝1/4，既耳聋又色盲的可能性是0。故A正确。[答案]A ●例5(2009年广东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)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__________。基因组合A不存在，不管B存在与否(aaZ－Z－或aaZ－W)A存在，B不存在(A__ZbZb或A__ZbW)A和B同时存在(A__ZBZ－或A__ZBW羽毛颜色白色灰色黑色 (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__________。 【解析】本题考查对遗传规律和伴性遗传知识的运用，根据题中表格可知，黑鸟的基因型有AAZBZB、AAZBZb、AaZBZB、AaZBZb、AAZBW和AaZBW6种，灰鸟的基因型有AAZbZb、AaZbZb、AAZbW和AaZbW4种。基因型纯合的灰雄鸟的基因型为AAZbZb,杂合的黑雌鸟的基因型为AaZBW，子代基因型为AAZbW、AaZbW、AAZBZb和AaZBZb4种，雄鸟为黑色，雌鸟为灰色。第(3)小题根据子代的性状，判断出亲本的基因型，两黑鸟后代只有黑或白，则不应有b基因存在。第(4)小题同理，因为后代有3种表现型，则亲代雄性两对基因都杂合，根据子代基因型的比例，归纳出表现型的比例为3∶3∶2。[答案](1)64(2)黑色　灰色(3)AaZBWAaZBZB(4)AaZbWAaZBZb3∶3∶2 拓展训练1．(2009年广东理基)下图是一种伴性遗传病的家系图。下列叙述错误的是()A．该病是显性遗传病，Ⅱ-4是杂合体B．Ⅲ-7与正常男性结婚，子女都不患病C．Ⅲ-8与正常女性结婚，儿子都不患病D．该病在男性人群中的发病率高于女性人群 【解析】从4号和5号所生儿子的表现型可以判断，该病为X染色体上的显性遗传病。这样Ⅱ一4应是杂合体；Ⅲ一7是正常的纯合体，与正常男性结婚，子女都不患病；Ⅲ一8患病，与正常女性结婚，只能把致病基因遗传给女儿，儿子不可能患病；该病在女性人群中的发病率高于男性人群。所以D不正确。[答案]D 2．(2009年广东理基)多基因遗传病是一类在人群中发病率较高的遗传病。以下疾病属于多基因遗传病的是()①哮喘病　②21三体综合征　③抗维生素D佝偻病　④青少年型糖尿病A．①②B．①④C．②③D．③④【解析】21三体综合征是染色体异常遗传病，抗维生素D佝偻病是X染色体上显性遗传病，哮喘病和青少年型糖尿病是多基因遗传病。[答案]B 3．(2009年全国理综Ⅱ)(1)人类遗传病一般可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和______①______遗传病。多基因遗传病的发病除受遗传因素影响外，还与______②______有关，所以一般不表现典型的______③______分离比例。(2)系谱法是进行人类单基因遗传病分析的传统方法。通常系谱图中必须给出的信息包括：性别、性状表现、_④_、__⑤__以及每一个体在世代中的位置。如果不考虑细胞质中和Y染色体上的基因，单基因遗传病可分成4类，原因是致病基因有____⑥____之分，还有位于______⑦______上之分。(3)在系谱图记录无误的情况下，应用系谱法对某些系谱图进行分析时，有时得不到确切结论，因为系谱法是在表现型的水平上进行分析，而且这些系谱图记录的家系中___⑧___少和___⑨__少。因此，为了确定一种单基因遗传病的遗传方式，往往需要得到_____⑩____，并进行合并分析。 【解析】(1)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。多基因遗传病不仅受遗传因素的影响，还与环境因素有关，所以一般不表现出典型的孟德尔分离比例。(2)从一般的系谱图中可以看出，系谱图通常包括性别、性状表现、亲子关系、世代数以及每一个体在世代中的位置等信息。如果不考虑细胞质中和Y染色体上的基因，单基因遗传病可分成4类，原因是致病基因有显性和隐性之分，还有位于常染色体和X染色体之分。(3)因为系谱法是在表现型的水平上进行分析，并且这些系谱图中记录的家系中世代数少和个体数少，所以为了要确定一种单基因遗传病的遗传方式，往往要得到多个具有该遗传病家系的系谱图并进行合并分析，这样才能得到确切的结论。[答案](1)染色体异常　环境因素　孟德尔(2)亲子关系　世代数　显性和隐性　常染色体和X染色体(3)世代数　后代个体数　多个具有该遗传病家系的系谱图 第四讲　生物的变异及生物进化命题规律命题趋势1．从考查内容上：主要考查基因突变、基因重组和染色体变异的判断，基因突变的原因，人工诱变在育种和实践中的应用及基因突变与基因表达的综合等方面的内容。现代生物进化理论的简介，自然选择学说有关内容及在实例中的分析、应用，生命起源研究资料的分析。其中联系太空诱变育种、多倍体育种、单倍体育种等是综合题的命题素材，也是高考的热点。2．从考查题型上：有选择题，也有非选择题，而育种方面的知识容易以实验图解形式出现。本考点仍将是高考的热点之一。常与生物育种相结合进行考查，在选择题方面，考查内容主要有：基因突变、基因重组、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判定；在非选择题方面，常以某一作物育种为背景，综合考查有关诱变育种、杂交育种、单倍体育种和多倍体育种等有关知识。另外，近年来随着基因工程的不断发展，考查基因重组新来源的试题有增加趋势。最近两年来，生物进化理论是高考的冷点内容之一。预测今后该部分内容会被淡化。 知识细化回顾1．生物的变异(1)类型(2)可遗传变异的来源：基因突变、基因重组、染色体变异。2．基因突变(1)实质：DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变。(2)结果：一定会引起基因结构的改变，但不一定引起生物性状的改变，基因的数目没有变化，产生了新基因。(3)意义：由于可产生原基因的等位基因，并且通常可产生原性状的相对性状，因此，它是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。(4)特点：普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。(5)引起基因突变的因素：物理因素、化学因素和生物因素。 3．基因重组(1)概念：指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。(2)引起基因重组的生理作用包括减数第一次分裂前期的同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换、减数第一次分裂后期的非同源染色体上的非等位基因的自由组合等。(3)结果：产生新的基因型，不能产生新基因。(4)意义：为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。 4．染色体变异(1)染色体结构变异类型包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位四种，其结果是导致排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致生物性状的改变。(2)染色体数目变异可分为两类：一类是细胞内个别染色体增加或减少，另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。(3)染色体组的特点：一个染色体组内不应含有同源染色体，但含有控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息，因此，含一个染色体组的细胞从理论上讲也具有全能性。(4)多倍体产生的原因：①有丝分裂过程中纺锤体形成受抑制，导致姐妹染色单体分开后不能均分到两极，而存在于一个细胞内加倍。②减数分裂形成染色体数目加倍的配子，两性配子结合形成受精卵发育而成。③人工诱导多倍体，利用一定浓度的秋水仙素处理幼苗可抑制其纺锤体的形成。(5)单倍体产生的原因：①自然条件下，直接由精子或卵细胞发育而来。②人工获取方法常采用花药离体培养来获得。 5．生物进化理论(1)达尔文自然选择学说认为生物进化的内在因素是遗传变异，生存斗争是生物进化的动力，适者生存是自然选择的结果。(2)现代生物进化理论：①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。②基因突变、基因重组和自然选择等通过影响种群基因频率的变化而影响生物的进化。③物种形成过程中的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择及隔离，其中突变和基因重组产生了生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。 要点归纳一、基因突变与染色体变异的比较项目基因突变染色体结构变异染色体数目变异变异范围分子水平上的变异，是基因中一个或几个碱基的改变染色体水平上的变异，涉及染色体某一片段的改变染色体水平上的变异，涉及染色体组倍性增减和个别染色体增减项目基因突变染色体结构变异染色体数目变异变异方式基因中碱基对的增添、缺失或改变染色体片段的缺失、重复、倒位、易位个别染色体数目增减、染色体组倍性增减变异结果基因结构的改变，产生新基因，基因数目未改变染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变基因数目增减，产生多倍体、单倍体植株性状表现不一定发生性状改变生物性状发生改变生物性状发生改变变异的检测只能通过基因检测，光学显微镜下观察不到光学显微镜下可观察比较染色体形态光学显微镜下可观察染色体数目 二、生物的可遗传变异与育种杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞融合技术细胞核移植技术依据原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组、染色体变异基因重组、染色体变异常用方法杂交↓自交↓选种↓自交辐射诱变、激光诱变、作物空间诱变育种花药离体养，然后再诱导加倍秋水仙素处理萌发的种子或幼苗转基因技术将目的基因引入生物体内，培育新品种让不同生物细胞原生质体融合将具备所需性状的体细胞核移植到去核卵细胞中 【特别提醒】杂交育种一般用于同种生物不同品系的杂交或自交过程，而诱变育种几乎用于所有的生物。优点将不同个体的优良性状集中于同一个体上可以提高变异的频率，加速育种进程，或大幅度地改良某些性状可以明显地缩短育种年限器官巨大，提高产量和营养成分打破物种界限，定向改变生物的性状按照人们的意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远源杂交不亲和障碍可改良动物品种或保护濒危物种缺点时间长，需及时发现优良品种有利变异少，需大量处理实验材料技术复杂且需与杂交育种配合发育延迟，结实率低有可能引起生态危机技术难度高技术要求高杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞融合技术细胞核移植技术举例矮秆抗锈病小麦青霉素高产菌株、太空椒单倍体育种获得的矮秆抗锈病小麦三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉白菜—甘蓝、番茄—马铃薯克隆羊、鲤鲫移核鱼 三、3种可遗传变异的比较基因突变基因重组染色体变异概念基因突变是指基因结构的改变，包括DNA的碱基对的增添、缺失或替换基因重组是指控制不同性状的基因重新组合染色体变异是指染色体的数目和结构发生变化发生时间减数第一次分裂间期及有丝分裂的间期减数第一次分裂前、后期细胞分裂期原因在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下，由于基因中脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序的改变而产生的由于基因的自由组合和基因的互换而引起的变异在自然和人为条件的影响下，染色体的结构和数目发生变化的结果结果产生新的基因，可能产生新的性状产生新的基因型，不产生新的基因不产生新的基因，引起性状的变化种类①自然突变；②人工诱变①基因自由组合；②基因连锁与互换①染色体数目变异；②染色体结构变异 【特别提醒】①基因重组的实质是原有基因之间的重新组合，自然情况下在减数分裂过程中才能发生。但在人工操作下也可实现，如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。②基因突变产生新基因，与原有基因是一对等位基因。 四、生物的进化与物种形成1．现代生物进化理论(1)现代生物进化理论继承了达尔文的自然选择学说遗传变异产生了进化的原材料；生存斗争是生物进化的动力，是自然选择的过程；自然选择决定生物进化的方向；适者生存是自然选择的结果。(2)现代生物进化理论发展了达尔文的自然选择学说①生物进化的实质是种群基因频率的改变。②隔离是物种形成的必要条件。2．基因频率的改变与生物进化及物种形成的关系(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化。(2)生物进化不等于物种的形成。物种形成的必要条件是隔离，是基因频率的改变发展到不能进行基因交流的程度实现的。【特别提醒】由迁入迁出、遗传漂变等单一因素引起的种群基因频率的改变不能表明生物发生了进化。 3．物种形成的方式(1)物种的形成有多种方式，主要为渐变式。一个种群多个小种群种群基因频率定向改变―→亚种新物种。(2)爆发式物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形成新种，一出现可以很快达到生殖隔离。物种A物种B杂种植物异源多倍体。(3)染色体结构变化是形成新物种的另一种方式，发生染色体结构变化的个体和原始物种杂交，可育性降低，形成初步的生殖隔离，以后经过进一步演化形成新的物种。 应用指南①运用现代生物进化理论观点可解释生物进化、物种形成以及生物的多样性、适应性、抗药性的产生。②运用物种形成的条件可判断生物是否属于同一物种，可进行物种鉴定的实验设计。 示范解析●例1(2009年广东A卷)有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是()A．可能出现三倍体细胞B．多倍体细胞形成的比例常达100%C．多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期D．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会【解析】低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍，诱导株为四倍体，不能使所有细胞染色体数目都加倍；根尖细胞的分裂为有丝分裂，而非同源染色体重组发生在减数分裂过程中，不能增加重组机会；多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形成，阻止细胞的分裂，所以细胞周期是不完整的。[答案]C ●例2(2009年江苏高考题)右图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是()A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种 【解析】本题考查物种形成的知识。A通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离，所以A错；由于d是由a1演变而来，所以c与d之间可能存在生殖隔离，B对；基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种，但是产生了生殖隔离的种群，基因频率一定会变化。a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是b和d由于存在地理隔离，所以可能不是同一物种，所以C错；即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，所以D错。[答案]B ●例3(2009年福建理综)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是()A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B．非同源染色体自由组合，导致基因重组C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异【解析】有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异，可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。因此选B。[答案]B ●例4(2009年上海高考题)右图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于()A．重组和易位B．易位和易位C．易位和重组D．重组和重组【解析】由染色体图像可判断，①中两条为同源染色体，②中两条为非同源染色体，①是同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段，属于重组，②是在非同源染色体之间交换部分染色体，属于易位。[答案]A 拓展训练1．改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是()A．诱变育种B．单倍体育种C．基因工程育种D．杂交育种【解析】改良缺乏某种抗病性的水稻品种，采用诱变育种、基因工程育种、杂交育种；单倍体育种缺少抗病基因，所以不适宜。[答案]B 2．某小学的学生中基因型为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝44%∶5%∶1%∶43%∶7%，则Xb的基因频率为()A．13.2%B．5%C．14%D．9.3%【解析】由于Y染色体上没有该基因，所以在计算时一定不要将其算入基因总数内。Xb的基因频率＝b的基因数/基因总数＝(5%＋1%×2＋7%)/(44%×2＋5%×2＋1%×2＋43%＋7%)≈9.3%。[答案]D 3．(2009年山东理综)人类常染色体上β珠蛋白基因(A＋)既有显性突变(A)又有隐性突变(a)，突变均可导致地中海贫血。一对皆患地中海贫血的夫妻生下了一个正常的孩子，这对夫妻可能()A．都是纯合子(体)B．都是杂合子(体)C．都不携带显性突变基因D．都携带隐性突变基因【解析】本题比较新颖，学生要能够通过题目认识到A和a均是A＋通过基因突变而得到的A＋的等位基因。一对皆患地中海贫血的夫妻生下了一个正常的孩子(有中生无)，所以地中海贫血症是一种显性遗传病。所以正常者的基因型是aa或A＋a，而其父母双方又是患者，所以父母的基因型可能是Aa和Aa或Aa和AA＋(杂合体)，所以这对夫妻可能都是杂合子(体)。[答案]B 专题知识整合训练1一、选择题：每小题仅有一个选项最符合题意。1．(2009年重庆理综)下表有关基因表达的选项中，不可能的是()[答案]D基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白 2．(2008年上海高考题)下面是大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()－ATGGGCCTGCTGA……………GAGTTCTAA－1471013100103106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T【解析】B项第9位与第10位之间插入1个T，后面的序列全变，A、C项个别氨基酸改变，D项103之前多肽的氨基酸序列不变，之后多肽的氨基酸序列受影响。[答案]B 3．囊性纤维化病是一种常染色体隐性遗传病。某对正常夫妇均有一个患该病的弟弟，但在家族的其他成员中无该病患者。如果他们向你咨询他们的孩子患该病的概率有多大，你会怎样告诉他们()A．“你们俩没有一人患病，因此你们的孩子也不会有患病的风险”B．“你们俩只是该致病基因的携带者，不会影响到你们的孩子”C．“由于你们俩的弟弟都患有该病，因此你们的孩子患该病的概率为1/9”D．“根据家系遗传分析，你们的孩子患该病的概率为1/16”[答案]C 4．已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，基因位于常染色体上。将纯种的灰身蝇和黑身蝇杂交，F1全为灰身。让F1自由交配产生F2，将F2中的灰身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为()A．1∶1B．3∶1C．5∶1D．8∶1[答案]D 5．(2009年江苏高考题)下列关于人类遗传病的叙述，错误的是()①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病　②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病　③携带遗传病基因的个体会患遗传病　④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病A．①②B．③④C．①②③D．①②③④[答案]D 6．某种遗传病受一对等位基因控制，下图为该遗传病的系谱图。下列叙述正确的是()A．该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ1为纯合子B．该病为伴X染色体显性遗传病，Ⅱ4为纯合子C．该病为常染色体隐性遗传病，Ⅲ2为杂合子D．该病为常染色体显性遗传病，Ⅱ3为纯合子[答案]C 7．对一对夫妇所生的两个女儿(非双胞胎)甲和乙的X染色体进行DNA序列的分析，假定DNA序列不发生任何变异，则结果应当是()A．甲的两条彼此相同、乙的两条彼此相同的概率为1B．甲来自母亲的一条与乙来自母亲的一条相同的概率为1C．甲来自父亲的一条与乙来自父亲的一条相同的概率为1D．甲的任何一条与乙的任何一条都不相同的概率为1[答案]C 8．(2009年海南高考题)已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，右图中W表示野生型，①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，则编码该酶的基因是()A．基因aB．基因bC．基因cD．基因d[答案]B 9．(2008年江苏高考题)亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C转变为U(U与A配对)，A转变为I(I为次黄嘌呤，与C配对)。现有一DNA片段为，经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代DNA片段之一为()A．B．C．D．[答案]C 二、非选择题10．(2009年江苏高考题)下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。(1)完成过程①需要________等物质从细胞质进入细胞核。(2)从图中分析，核糖体的分布场所有________。 (3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由________中的基因指导合成。(4)用α鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测ɑ鹅膏蕈碱抑制的过程是______(填序号)，线粒体功能______(填“会”或“不会”)受到影响。[答案](1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)细胞质基质和线粒体(3)核DNA(细胞核)(4)①会 11．(2009年浙江理综)正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚γ－裂解酶(G酶)，体液中的H2S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为B－B－的小鼠。通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出了一只基因型为B＋B－的雄性小鼠(B＋表示具有B基因，B－表示去除了B基因，B＋和B－不是显隐性关系)。请回答：(1)现提供正常小鼠和一只B＋B－雄性小鼠，欲选育B－B－雌性小鼠。请用遗传图解表示选育过程(遗传图解中表现型不作要求)。(2)B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的________上进行，通过tRNA上的________与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，这是因为___________________________________________________。 (3)下图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。B－B－个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为______________________________________。通过比较B＋B＋和B＋B－个体的基因型、G酶浓度与H2S浓度之间的关系，可得出的结论是___________________________。 [答案](1)取B+B+雌性小鼠和B+B-雄性小鼠杂交PB＋B＋(♀)×B＋B－(♂)↓F1B＋B＋B＋B－1∶1取F1中的B＋B－雌性小鼠和B＋B－雄性小鼠杂交F1中B＋B－(♀)×B＋B－(♂)↓F2B＋B＋B＋B－B－B－1∶2∶1从F2的B－B－小鼠中选出雌性个体(2)核糖体　反密码子G酶能降低化学反应活化能(3)血浆中的H2S不仅仅由G酶催化产生　基因可通过控制G酶的合成来控制H2S浓度 12．自然界的女娄菜(2N＝46)为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型，右图为其性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的(图中Ⅰ区段)，该部分存在等位基因；另一部分是非同源的(图中Ⅱ－1和Ⅱ－2区段)，该部分不存在等位基因。以下是针对女娄菜进行的一系列研究，请回答相关问题： (1)若要测定女娄菜的基因组应该对__________条染色体进行研究。(2)女娄菜抗病性状受显性基因B控制。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则不抗病个体的基因型有XbYb和XbXb，而抗病雄性个体的基因型有__________________________。(3)现有各种表现型的纯种雌雄个体若干。期望利用一次杂交实验来推断抗病基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上，则所选用的母本和父本的表现型分别应为________________________________。预测该实验结果并推测相应结论：①____________________________；②____________________________。 【解析】(1)雌雄异株植物的基因测序同人类一样需要测定常染色体＋XY染色体。(2)由于女娄菜抗病基因位于X、Y染色体上的同源区段，抗病雄性个体的基因型有三种类型：XBYB、XBYb、XbYB。(3)验证抗病基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上，所采用的方法是选用显性的雄性个体和隐性的雌性个体，如果子代雌株均表现为抗病，雄株表现为不抗病，则这种基因只位于X染色体上，如果子代雌株与雄株均表现为抗病，则这种基因位于X、Y染色体上的同源区段。[答案](1)24(2)XBYB、XBYb、XbYB(3)不抗病(雌性)、抗病(雄性)①子代雌株与雄株均表现为抗病，则这种基因位于X、Y染色体上的同源区段　②子代雌株均表现为抗病，雄株均表现为不抗病，则这种基因只位于X染色体上 专题知识整合训练2一、选择题：每小题仅有一个选项最符合题意。1．(2008年江苏高考题)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、存活 【解析】①中DNA酶能够将DNA水解成脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸不是遗传物质，不能够将R型转化为S型细菌，因此小鼠能够存活；②中本来就是有毒的S型，因此小鼠死亡；③由于高温加热，可导致R型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是S型细菌的DNA，因此小鼠存活；④由于高温加热导致S型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是R型菌的DNA，因此小鼠存活。[答案]D 2．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()A．m、m/3－1B．m、m/3－2C．2(m－n)、m/3－1D．2(m－n)、m/3－2【解析】由题意可知，mRNA分子A＋U为m－n，DNA分子的A＋T为2(m－n)，由于mRNA分子中有m个碱基，指导合成的蛋白质中氨基酸数至多为m/3，脱去的水分子数m/3－2。[答案]D 3．(2009年江苏高考题)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是() A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率【解析】本题通过信息考查DNA复制的相关知识。从图中只能看出有多个复制起点，但不是同时开始复制，所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，而且每次复制都可产生两个DNA分子，提高了效率。[答案]A 4．在小鼠中，黄色基因(A)对正常野生型基因(a)是显性，短尾基因(T)对正常野生型基因(t)也是显性。这两对基因在显性纯合态时都是胚胎期致死，它们相互之间是独立分配的。两个双杂合黄色短尾个体相互交配，子代的表现型比例是()A．9∶3∶3∶1B．4∶4∶1∶1C．4∶2∶2∶1D．3∶3∶1∶1[答案]C 5．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是()A．1/88B．1/22C．7/2200D．3/800[答案]A 6．雄蛙和雌蛙的性染色体组成分别为XY和XX，假定一只正常的XX蝌蚪在外界环境的影响下，变成了一只能生育的雄蛙，用该雄蛙与正常雌蛙交配。问：其子代中的雌蛙(♀)和雄蛙(♂)的比例是()A．♀∶♂＝1∶1B．♀∶♂＝2∶1C．♀∶♂＝3∶1D．♀∶♂＝1∶0[答案]D 7．(2009年上海高考题)某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是()A．43%B．48%C．52%D．57%【解析】未入侵之前VV个体有3000只，Vv个体11000只，vv个体6000只，入侵后VV变为3000＋2000＝5000，其他类型个体不变，但总数变为22000，则V基因频率为(5000×2＋11000)/(22000×2)≈48%。[答案]B 8．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为F)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个DNA分子中相应位点上的碱基对分别为U－A、A－T、G－C、C－G，推测F可能是()A．胸腺嘧啶B．腺嘌呤C．胸腺嘧啶或腺嘌呤D．胞嘧啶[答案]D 9．某些类型的染色体结构和数目的变异可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于()A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加C．三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体[答案]C 二、非选择题10．(2009年江苏高考题)在自然人群中，有一种单基因(用A、a表示)遗传病的致病基因频率为1/10000，该遗传病在中老年阶段显现。一个调查小组对某一家族的这种遗传病所作的调查结果如图所示。请回答下列问题。 (1)该遗传病不可能的遗传方式是__________________。(2)该种遗传病最可能是________遗传病。如果这种推理成立，推测Ⅳ5的女儿的基因型及其概率(用分数表示)为__________________________________________________。(3)若Ⅳ3表现正常，那么该遗传病最可能是________，则Ⅳ5的女儿的基因型为________。【解析】本题考查遗传疾病的推导和概率计算的相关知识。(1)用代入排除法，分别将各种情况代入遗传系谱图中逐一排除，遗传系谱图中没有只传男性，所以不是伴Y染色体遗传病，Ⅱ－4有病，其子正常，所以不是伴X染色体隐性遗传病。(2)该遗传病在后代中女性患者多于男性，所以最有可能是伴X染色体显性遗传病，若成立则Ⅳ－5的基因型为1/2XAXa、1/2XaXa，她可能与正常男性XaY(概率9999/10000)和 患病男性XAY(1/10000)结婚，然后组合四种情况分别计算，则XAXA为(1/10000)×(1/4)＝1/40000,XAXa为(1/4)×(9999/10000)＋(1/2)×(1/10000)＝10002/40000,XaXa为29997/40000。(3)若Ⅳ－3表现正常，但是Ⅳ－4有病，那么该遗传病不可能是X染色体显性遗传病，所以为常染色体显性遗传病。Ⅳ－5的基因型为Aa，她的丈夫可能是AA、Aa。其女儿可能为AA、Aa、aa。[答案](1)Y染色体遗传和X染色体隐性遗传(2)X染色体显性1/40000XAXA、10002/40000XAXa、29997/40000XaXa(3)常染色体显性遗传病AA、Aa、aa 11．(2009年山东理综)人类遗传病发病率逐年增高，相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题：(1)上图为两种遗传病系谱图，甲病基因用A、a表示，乙病基因用B、b表示，Ⅱ4无致病基因。甲病的遗传方式为______________________，乙病的遗传方式为________________。Ⅱ2的基因型为________，Ⅲ1的基因型为________。如果Ⅲ2与Ⅲ3婚配，生出正常孩子的概率为________。 (2)人类的F基因前段存在着CGG重复序列。科学家对CGG重复次数、F基因表达和遗传病症状表现三者之间的关系进行调查研究，统计结果如下：此项研究的结论：______________________________。推测：CGG重复次数可能影响mRNA与________的结合。CGG重复次数(n)n<50n≈150n≈260n≈500F基因的mRNA(分子数/细胞)50505050F基因编码的蛋白质(分子数/细胞)10004001200症状表现无症状轻度中度重度 (3)小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤：供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液，解离固定液。取材：用________作实验材料。制片：①取少量组织低渗处理后，放在______________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。③一定时间后加盖玻片，________________________。 观察：①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是______________________________。②右图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若A1正常，A2发生的改变可能是______。【解析】本题考查了以下知识点：(1)通过遗传系谱图考查了遗传病方式的判断和患病概率的计算；(2)图表形式呈现一定的信息，要求学生根据表格数据得出结论并作出相关推测；(3)减数分裂观察实验。(1)考查遗传病方式的判断和患病概率的计算。 由图示难以推断甲病是显性还是隐性遗传病(不满足有中生无和无中生有的任何一个规律)。这样我们可以直接来看，Ⅱ-2病而Ⅰ-1未病(男病女未病)，排除是伴X显性遗传病，Ⅱ-3病而Ⅲ-5未病(女病男未病)，排除是伴X隐性遗传病，同时显然也不可能是伴Y遗传病，那么只能是常染色体上的遗传病。如果是常染色体的隐性遗传病，则Ⅱ-4为携带者，有致病基因，所以甲病是位于常染色体上的显性遗传病。乙病由Ⅰ-1、Ⅰ-2无乙病生出Ⅱ-2患乙病的(无中生有)，判断乙病属于隐性遗传病，同样如果是常染色体上的隐性遗传病，则Ⅱ-4为携带者，有致病基因，所以判断乙病是伴X隐性遗传病。进一步较易推断出Ⅱ-2的基因型是AaXbY，Ⅲ-1的基因型是aaXBXb，Ⅲ-2的基因型是AaXBY，Ⅲ-3的基因型是1/2AaXBXb或1/2AaXBXB，这样分以下两种情况：①Ⅲ-2(AaXBY)与Ⅲ-3(1/2AaXBXb)生出正常的孩子的不完整的基 因型为aaXB，概率是(1/2)×(1/4)×(3/4)=3/32；②Ⅲ-2(AaXBY)与Ⅲ-3(1/2AaXBXB)生出正常的孩子的不完整的基因型为aaXB，概率是(1/2)×(1/4)×1=1/8，所以二者生出正常孩子的概率是3/32+1/8=7/32。(2)图表形式呈现一定的信息，要求学生据表格数据得出结论并作出相关推测。由图表中的数据发现CGG重复次数不影响F基因的mRNA数，即不影响F基因的转录，但影响F基因编码的蛋白质数，即影响翻译的过程，从而推测很可能是由于CGG重复mRNA与核糖体的结合进而影响了蛋白质的合成。 (3)本题考查了减数分裂观察实验，比较贴近课本。考生要对课本上关于有丝分裂实验中的系列步骤要熟知，取材→解离→漂洗→染色→制片→观察。然后将知识迁移到减数分裂实验观察中。[答案](1)常染色体显性遗传　伴X隐性遗传AaXbYaaXBXb7/32(2)CGG重复次数不影响F基因的转录，但影响翻译(蛋白质合成)，并与该遗传病是否发病及症状表现(发病程度)有关　核糖体(3)(小鼠)睾丸　解离固定液　醋酸洋红染液　压片(只要有压片的操作均得分)次级精母细胞，精细胞，精原细胞　缺失 12．从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。请回答下列问题：(1)种群中的个体通过繁殖将各自的______传递给后代。(2)确定某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是________。(3)如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有________种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有_____种。(4)现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断(要求只写出子一代的性状表现和相应推断的结论。 [答案](1)基因(2)正交和反交(3)35(4)如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上。如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。