生物教材遗传与进化.docx

生物教材遗传与进化.docx

《生物教材遗传与进化.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物教材遗传与进化.docx（89页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

生物教材遗传与进化

基因的分离定律和基因的自由组合定律的区别和联系

基因的分离定律

基因的自由组合定律

区

别

研究性状

1对

2对或n对（n>2,下同）

等位基因对数

1对

2对或n对

等位基因与染色体的关系

位于1对同源染色体上

分别位于2对或2对以上同源染色体上

细胞学基础

（染色体的活动）

减数第一次分裂后期，同源染色体分离

减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合；减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换

遗传本质

等位基因分离

非同源染色体上的非等位基因的重组互不干扰

F1

基因对数

1

2或n

配子类型

及其比例

2

22或2n

1:

1

数量相等

配子组合数

4

42或4n

F2

基因型种数

3

32或3n

表现型种数

2

22或2n

表现型比例

3:

1

9:

3:

3:

1[（3:

1）2]或（3:

1）n

F1

测

交

子

代

基因型种数

2

22或2n

表现型种数

2

22或2n

表现型比例

1:

1

1:

1:

1:

1或（1:

1）n

联系

①在形成配子时，两个基因定律同时其作用。

在减数分裂时，同源染色体上等位基因都要分离；等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

②分离定律是最基本的遗传定律，是自由组合定律的基础。

遗传与进化概念辨析

1.自交和自由交配一样吗？

 自交是泛指基因型相同的个体交配，自由交配是指无论基因型是否相同所有的个体之间都要进行交配。

2.基因组成为AaBb（A、a和B、b各自独立遗传）的一个精原细胞可能产生几种精子?

事实上能产生几种呢？

 可能产生4种（AB和Ab和aB和ab）实际只产生2种（AB和ab或Ab和aB）

3.表现型相同基因型一定相同吗？

基因型相同表现型一定相同吗？

 表现型相同基因型不一定相同（如A对a有完全显性作用，基因型为AA和Aa的表现型相同），基因型形同的由于所处的外界条件不同有可能表现出不同的性状。

4.同源染色体的大小、形态一定相同吗？

 XY型性别决定的生物X、Y形态大小不同就是同源染色体。

5.病毒的遗传物质都是DNA吗？

 噬菌体的核酸为DNA，所以噬菌体应该为DNA；爱滋病病毒的核酸为RNA，所以爱滋病病毒应该为RNA。

6.DNA是主要的遗传物质，细胞生物的遗传物质主要是DNA吗？

 控制细胞生物核、质的遗传物质一定是DNA，只有少数RNA病毒遗传物质是RNA,DNA病毒的遗传物质是DNA。

7.DNA都是双链的吗？

RNA都是单链的吗？

 某些DNA病毒（如腺联病毒）是单链的，某些RNA病毒（如呼肠孤病毒）是双链的。

8.DNA的载体一定是染色体吗？

 在真核细胞中染色体是DNA的主要载体，除此之外线粒体和叶绿体中也含有少量DNA；在原核细胞的核区中有裸露的大型环状DNA，在核区外还有一些小型环状DNA（质粒）。

9.DNA中一定是A=T、C=G吗？

 只有在DNA双链中才成立。

10.DNA复制n次和第n次复制一样吗？

 DNA复制n次新增加DNA（2n-1）个，DNA第n次复制新增加DNA（2n-2n-1=2n-1）个。

11.红绿色盲等同于色盲吗？

 色盲分全色盲、蓝黄色盲、红绿色盲等。

12.患病男孩和男孩患病一样吗？

 在计算遗传病发病率时患病男孩是指既要患病又要是男孩，而男孩患病是指已经是个男孩了，只需要计算出患病的概率。

13.所有生物都能基因突变、基因重组、染色体变异吗？

 所以有生物都可以发生基因突变（包括RNA病毒）；狭义的基因重组只发生在有性生殖时（只有进行有性生殖的生物）广义的还应该包括基因重组技术；只有有染色体的真核生物才能发生染色体变异。

14.无子西瓜和无子番茄都可遗传吗？

 无子西瓜是利用了染色体数目变异的原理，可以遗传；而无籽番茄是利用外源生长素促进其发育的原理，不可遗传。

2.15单倍体是指只含一个染色体组吗？

事实上，二倍体的单倍体是指含一个染色体组，多倍体的单倍体就不是了，如六倍体的单倍体含有三个染色体组（但不叫三倍体）。

16.先天性疾病一定是遗传病吗？

先天性疾病是指出生时已表现出来的疾病，可能是遗传病，也可能与遗传物质改变无关。

遗传病指能够在亲子代个体之间遗传的由于遗传物质发生改变引起的，大多数是先天性疾病。

17.基因的表达过程中，氨基酸数:

RNA中的核苷酸数（碱基数）:

DNA中的核苷酸数（碱基数）一定等于1:

3:

6吗？

氨基酸的数目为1时，RNA中的核苷酸数（碱基数）至少为3，因为RNA链上的终止密码子不翻译氨基酸，DNA中核苷酸数（碱基数）数目至少为6，因为DNA链上有非编码区和内含子均不编码蛋白质。

18.一个密码子决定一个氨基酸吗？

一个氨基酸只有一个密码子吗？

 终止密码子不决定氨基酸；其他一个密码子（包括起始密码子）决定一个氨基酸；但一个氨基酸对应有1～6个密码子。

19.新物种产生都需要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离吗？

多倍体的形成不需要。

20.生物进化的实质是种群基因频率的改变，种群基因频率发生改变，生物一定进化吗？

种群基因频率发生改变，生物一定进化。

21.骡子是一个物种吗？

  骡子是马和驴的后代，它不一个物种。

作为同一物种必须能相互交配且产生出可育后代，而骡子一般是高度不育的，不能产生后代。

例谈自由（随机）交配与自交

　　题目：

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，将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，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，后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例为（    ）

A.1∶1          B.2∶1          C.3∶1           D.4∶1

方法一（常规法）：

由题意可知，灰身为显性，设为A；黑身为隐性，设为a

       P        灰身AA ×黑身aa

                       ↓      

 F1           灰身Aa

                       ↓        

F2 基因型 AA  2Aa   aa 

           表现型  灰身果蝇    黑身果蝇

           比例      3    ∶    1

F2代中灰身果蝇种群内，AA占有1/3，Aa占2/3，让其之间自由交配，就有四种交配方式，如下所示：

交配方式

基因型

表现型

♀1/3AA╳♂1/3AA

1/9AA

灰身果蝇（1/9）

♀1/3AA╳♂2/3Aa

1/9AA 1/9Aa

灰身果蝇（2/9）

♀2/3Aa╳♂1/3AA

1/9AA 1/9Aa

灰身果蝇（2/9）

♀2/3Aa╳♂2/3Aa

1/9AA 2/9Aa 1/9aa

灰身果蝇（3/9）黑身果蝇（1/9）

  所以，后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例为（1/9+2/9+2/9+3/9）:

1/9=8:

1。

方法二（基因频率法）：

由上述题意可知，F2代灰身果蝇中AA占1/3，Aa占2/3，所以在灰身果蝇群体中产生的雌雄配子各有两种：

A和a，其中A的基因频率为1/3+2/3╳2=2/3，a的基因频率为2/3╳1/2=1/3，雌雄配子结合是随机的，所以有：

     ♀            ♂

           2/3A           2/3A

            1/3a           1/3a 

   灰身果蝇所占的比率为2/3╳2/3AA+2/3╳1/3Aa+1/3╳2/3Aa=8/9；

   黑身果蝇所占的比率为1/3╳1/3aa=1/9。

所以子二代中灰身果蝇自由交配的后代中灰身果蝇与黑身果蝇的比例为8/9:

1/9=8:

1

说明：

此方法在计算过程中也可用一个简单的二项式表示：

 （2/3A+1/3a）（2/3A+1/3a）=4/9AA+2/9Aa+2/9Aa+1/9aa=4/9AA+4/9Aa+1/9aa

方法三（综合法）：

由题意推理，在F2代中灰身果蝇的基因型有两种AA和Aa，分别占据1/3和2/3，它们的交配方式有四种：

     ♀                  ♂

            1/3AA                1/3AA

2/3Aa                 2/3Aa

只有2/3Aa（♀）×2/3Aa（♂）的后代中能产生黑身果蝇，并且所占比率为2/3╳2/3╳1/4=1/9，那么灰身果蝇与黑身果蝇的比例为（1-1/9）:

1/9=8:

1，可较容易得到本题的正确答案为[B]                 

    如果我们把题中条件改为“将F2中的灰身果蝇取出，让其自交，后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例又该是多少？

”

解析如下表格：

代中灰身果蝇的基因型

1/3AA

2/3Aa

自交后代的基因型及比例

AA

1/4AA

1/2Aa

1/4aa

自交后代表现型及其比例

灰身果蝇（1/3）

灰身果蝇

（2/3╳1/4）

灰身果蝇

（2/3╳1/2）

黑身果蝇

（2/3╳1/4）

归类后自交后代中基因型比例

1/3+1/6=1/2AA

1/3Aa

1/6aa

归类后自交后代中表现型比例

灰身果蝇  1/2+1/3=5/6

黑身果蝇1/6

所以，将F2中的灰身果蝇取出，让其自交，后代中灰身果蝇和黑身果蝇的比例该是5∶1，和自由交配的结果是完全不同的，由此，我们不难看出，自交和自由（随机）交配是两个不同的概念。

孟德尔的豌豆杂交实验

（一）典型题赏析

例1.下列各组生物性状中，属于相对性状的是（ ）

A.棉花的短绒和粗绒      B.绵羊的白毛和黑毛

C.家鸽的长腿和鸡的毛腿  D.豌豆的黄粒和圆粒

解析：

在确定所给出的性状是否为相对性状时，需从三个方面来考虑：

①是否是同一生物体的；②是否为同一性状；③是否为不同表现类型。

A项中棉花的短绒和粗绒虽是对棉花绒的描述，但一个描述棉花绒的长短，另一个描述棉花绒的粗细，显然它们不属于同一性状。

同理，D项描述的豌豆的黄粒和圆粒也不属于同一性状，而C项描述家鸽与鸡不属于同一种生物。

答案：

B

例2.下列各项中应采取的最佳交配方式分别是（ ）

①鉴别一只白兔是否为纯合子②鉴别一株小麦是否为纯合子

③不断提高水稻品种的纯合度④鉴别一对相对性状的显隐性关系

A.杂交、测交、自交、测交  B.测交、自交、自交、杂交

C.杂交、测交、自交、杂交  D.测交、测交、杂交、自交

解析：

小麦自交可在自然状态下进行，亲代若为杂合子则子代会出现性状分离，很容易鉴别；若测交则需要人工操作，显然自交比测交方案更好。

由于纯合子自交能稳定遗传，杂合子自交会发生性状分离，所以利用连续自交的方式，使得杂合子比例逐渐减小，以提高水稻、小麦、豌豆等植物品种的纯合度。

要鉴别一对相对性状的显隐性关系，利用不同性状的纯合子杂交，子一代表现出的亲本性状即为显性性状。

答案：

B

例3.一般人对苯硫脲感觉味苦，由显性遗传因子B控制，也有人对其无味觉，叫味盲，由隐性遗传因子b控制。

统计味盲家族，若三对夫妇的子女味盲各是25%、50%和100%，则这三对夫妇的遗传因子组成最大可能是（  ）

①BB×BB  ②bb×bb  ③BB×bb  ④Bb×Bb  ⑤Bb×bb  ⑥BB×Bb

A.①②③  B.④⑤⑥  C.④②⑤  D.④⑤②

解析：

此题中说这三对夫妇的基因型最大可能是，而不是说这三对夫妇的基因型必定是，此点易误解。

因为后代只有比例而没有数量，如生一个比例则为100%，子女越多的话，才越接近比值比例，所以不说遗传因子组成必定是。

①第一对夫妇后代的味盲（遗传因子组成为bb）为25%，则不味盲的为75%，显性与隐性比例为3∶1，符合F1自交后代比例数，所以这对夫妇遗传因子组成的最大可能为Bb×Bb；②第二对夫妇后代的味盲为50%，与不味盲之比为1∶1，符合F1的测交后代的比例，因此，这对夫妇的遗传因子组成最可能是Bb×bb；③第三对夫妇的后代全为味盲，因味盲是隐性的，所以，这对夫妇最可能是全为隐性个体，是味盲患者，遗传因子组成为bb×bb。

答案：

D

例4.现有世代连续的两试管果蝇，甲管中全部是长翅果蝇，乙试管中既有长翅（V）果蝇，又有残翅（v）果蝇。

下列哪一组合为鉴定两试管果蝇世代关系的最佳交配组合（ ）

 A.甲试管中长翅果蝇自交繁殖       B.乙试管中长翅果蝇与残翅果蝇交配

C.乙试管中全部长翅果蝇互交       D.甲试管中长翅与乙试管中长翅交配

解析：

果蝇的生命短，当亲代产生的卵尚未发育成成年果蝇时，亲代果蝇已经死亡，因而在试管内果蝇只是一代，而不是既有亲代果蝇又有子代果蝇。

当乙管中长翅果蝇与残翅果蝇杂交，若后代全为长翅果蝇，则乙管中果蝇是亲代，甲管中果蝇是子代，且有以下关系：

VV×vv→Vv；若后代有残翅果蝇，则甲管果蝇是乙管果蝇的亲代，且两者有以下关系：

Vv×Vv→VV、Vv、vv。

答案：

B

与遗传规律有关的基本概念辨析

　　一基本概念

交

配

类

杂交

基因型不同的个体间相互交配的过程，如AA×aa,Aa×AA等。

是判断显性性状和隐性性状的主要方法。

自交

基因型相同的生物间相互交配的过程，如AA×AA,aabb×aabb等。

自交是获得植物纯合子的有效方法。

测交

杂种子一代F1与隐性性状个体杂交。

用来测定F1的基因型的方法。

测交是遗传规律理论假设的验证实验，也可用于鉴定纯合子和杂合子

正交和反交

对于雌雄同体的生物杂交，若甲♀×乙♂为正交，则甲♂×乙♀为反交。

性

状

类

性状

生物体的形态特征和生理特征的总称

相对性状

同种生物同一性状的不同表现类型，如人的单眼皮和双眼皮。

理解此概念关键要抓住“两个相同”：

同种生物、同一性状，“一个不同”：

不同表现类型。

显性性状

具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1表现出来的亲本性状

隐性性状

具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1表现没有出来的亲本性状

性状分离

在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象

基

因

类

基因

有遗传效应的DNA片段，是遗传与变异的结构和功能的基本单位。

等位基因

位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因

非等位基因

一般是不同对等位基因之间的关系，有位于非同源染色体上的基因和位于同源染色体的不同位置的基因两种情况。

显性基因

控制显性性状的基因，用大写字母来表示，如A、D等

隐性基因

控制隐性性状的基因，用小写字母来表示，如a、d等

个体类

纯合子

由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。

纯合子能稳定地遗传，它的自交后代不会发生性状分离。

杂合子

由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。

杂合子不能稳定地遗传，它的自交后代会发生性状分离。

基因型

与表现型有关的基因组成，如DD、Dd和dd等

表现型

生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎等。

表现型是基因型（内因）和环境条件（外因）相互作用的结果。

   二 基因、性状等概念之间的联系

　　三典型例题剖析

　　例1.下列各组生物性状中，属于相对性状的是（ ）

    A.棉花的短绒和粗绒      B.绵羊的白毛和黑毛

C.家鸽的长腿和鸡的毛腿  D.豌豆的黄粒和圆粒

　　解析：

在确定所给出的性状是否为相对性状时，需从三个方面来考虑：

①是否是同一生物体的；②是否为同一性状；③是否为不同表现类型。

A项中棉花的短绒和粗绒虽是对棉花绒的描述，但一个描述棉花绒的长短，另一个描述棉花绒的粗细，显然它们不属于同一性状。

同理，D项描述的豌豆的黄粒和圆粒也不属于同一性状，而C项描述家鸽与鸡不属于同一种生物。

　　答案：

B

　　例2.下列各项中应采取的最佳交配方式分别是（ ）

  ①鉴别一只白兔是否为纯合子②鉴别一株小麦是否为纯合子

③不断提高水稻品种的纯合度④鉴别一对相对性状的显隐性关系

   A.杂交、测交、自交、测交  B.测交、自交、自交、杂交

C.杂交、测交、自交、杂交  D.测交、测交、杂交、自交

　　解析：

小麦自交可在自然状态下进行，亲代若为杂合子则子代会出现性状分离，很容易鉴别；若测交则需要人工操作，显然自交比测交方案更好。

由于纯合子自交能稳定遗传，杂合子自交会发生性状分离，所以利用连续自交的方式，使得杂合子比例逐渐减小，以提高水稻、小麦、豌豆等植物品种的纯合度。

要鉴别一对相对性状的显隐性关系，利用不同性状的纯合子杂交，子一代表现出的亲本性状即为显性性状。

　　答案：

B

人类遗传病类型特点比较

类型

主要特点或病因

举例

单基

因遗

传病

常染色体显性

连续遗传、男女概率相等、近亲婚配概率不变

并指、软骨发育不全

常染色体隐性

隔代遗传、男女概率相等、近亲婚配概率升高

白化病、苯丙酮尿症

伴X显性

连续遗传、概率男少女多、近亲婚配概率不变

抗VitD佝偻病

伴X隐性

隔代遗传、概率男多女少、近亲婚配概率升高

色盲、血友病

伴Y遗传

连续遗传、只由男性患者传给全部的儿子

毛耳病

母系遗传病

连续遗传、只由女性患者传给所有的子女

Leber遗传性视神经病

多基因遗传病

表现为家族聚集现象、容易受环境影响

唇裂、无脑儿

染色

体病

常染色体病

病因：

染色体结构数目变异

猫叫综合征（5号缺失）

性染色体病

病因：

减数分离过程中性染色体分配异常

特纳氏综合征（XO）

染色体变异重难点解读

　　一染色体变异的种类

　　1.染色体结构的变异

包括⑴缺失、⑵重复、⑶倒位、⑷易位四种类型。

染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而使性状的改变。

如猫叫综合征，是5号染色体缺失造成的。

　　2.染色体数目的变异

  有两种类型：

⑴个别染色体的增加或减少 如人类的21三体综合症，是由于21号染色体有3条造成的。

⑵以染色体组的形式成倍的增加或减少 如单倍体、多倍体的形成等。

　　巩固训练1.已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，其中基因在染色体上的状况为：

ABCDE。

则下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是（  ）

A.AB C      B.ABCDEF   C.ABCCDE   D.Abcde

　　二染色体组的概念及判断

　　1.染色体组的概念

染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组染色体。

要构成一个染色体组，应具备以下条件：

①一个染色体组中不含同源染色体；②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同；③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。

　　2.染色体组数目的判别

①根据染色体形态判断   细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

②根据基因型判断  在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。

③根据染色体数目和染色体形态判断  染色体组的数目=染色体数/染色体形态数

　　巩固训练2.下列对染色体组的说法中，不正确的是（ ）

　　A.起源相同的一组完整的非同源染色体

　　B.通常指二倍体生物的一个配子中的染色体数

 　C.人的体细胞中有两个染色体组

 　D.普通小麦的花粉细胞中有一个染色体组

　　巩固训练3.判断下图所示细胞所在的生物是几倍体？

　　三单倍体、二倍体和多倍体的主要区别

　　1.由配子发育形成的新个体，不管它含有多少个染色体组，都叫单倍体。

如蜜蜂的雄蜂、普通小麦的花粉经过花药离体培养得到的植株等。

　　2.由受精卵发育形成的新个体，体细胞有几个染色体组，就叫几倍体。

如蜜蜂的工蜂、果蝇、水稻等等。

　　区别的方法可简称为“二看法”：

一看是由受精卵还是有配子发育成的，若是由配子发育成的个体，是单倍体；若是由受精卵发育成的个体，二看含有几个染色体组，就是几倍体。

　　巩固训练4.关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，不正确的是（ ）

 　A.一个染色体组中不含同源染色体

　B.由受精卵发育的个体，体细胞含有两个染色体组的叫二倍体

　C.含有一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含有一个染色体组

　D.人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

　　巩固训练5.普通小麦为六倍体，42条染色体，科学家用花药离体培养（组织培养技术）培育出小麦幼苗是（   ）

 　A.三倍体，含三个染色体组，21条染色体 B.单倍体，含三个染色体组，21条染色体

 　C.六倍体，含六个染色体组，42条染色体 D.单倍体，含一个染色体组，21条染色体

　　四单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别

　　⑴单倍体植株：

长得弱小，一般高度不育。

　　⑵多倍体植株：

茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟缓结实率低。

　　⑶杂种植株：

一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强等特点。

　　巩固训练6.下列有关水稻的叙述，错误的是（  ）。

　　A.二倍体水稻含有两个染色体组

　　B.二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大

　　C.二倍体体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含有三个染色体组

　　D.水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒小

　　五多倍体育种、单倍体育种区别

⑴原理均属于染色体变异；

⑵常用方法：

多倍体育种是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，而单倍体育种是在花药离体培养后，人工诱导染色体数目加倍（秋水仙素或低温诱导），形成纯合子；

⑶优缺点：

多倍体育种得到的植株器官大，提高产量和营养成分含量，但只能适用于植物，动物不适用，并且发育延迟，结实率低；单倍体育种能明显地缩短育种年限（一般两年），后代都是纯合子，但技术复杂，一般不育。

　　巩固训练7.下图表示某种农作物①和②两品种分别培育出④⑤⑥三个品种，根据图回答问题