专题四遗传变异和进化.docx

1、专题四遗传变异和进化专题四 遗传、变异及进化一、结论性知识要点1肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验都可证明DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。2证明DNA 是否遗传物质的实验思路：把DNA和蛋白质等物质区分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质等的作用。3绝大多数生物（如所有的原核生物、真核生物及部分病毒）的遗传物质是DNA，只有少数生物（部分病毒等）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。4DNA复制的特点：（1）边解旋边复制；（2）半保留复制；（3）多点同时复制。5DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。6基因是

2、有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的载体。7密码子共有64种，其中能决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。 转运RNA有61种。 所有生物共用一套密码子。8由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此，不同的基因含有不同的遗传信息。（即：基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息）。9生物的一切遗传性状都是受基因控制的,一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制性状的,一些基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。10细胞质遗传的主要特点是：母系遗传；后代不出现一定的分离比。细胞质遗传特点形成的原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；

3、减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到卵细胞中。11原核细胞的和真核细胞的基因结构的联系：它们的结构都包括编码区和非编码区，非编码区在编码区的上游和下游，并且在编码区上游的非编码区上游都有“与RNA聚合酶结合位点”。原核细胞和真核细胞的基因结构的区别：真核细胞的基因的编码区可分为外显子和内含子，外显子能够编码蛋白质，内含子不能够编码蛋白质，因此，真核细胞的基因结构中的编码区是间隔的、不连续的；而原核细胞的基因结构的编码区是连续的、不间隔的。12基因中不能编码蛋白质的区域（包括非编码区和内含子）有调控遗传信息表达的核苷酸序列。13人的单倍体基因组由24个DNA分子组成（包括122号

4、染色体的DNA与X、Y染色体DNA）。14基因工程（又叫基因拼接技术或DNA重组技术）操作的工具：限制性内切酶、DNA连接酶、运载体。15作为运载体必须具备的特点是：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。16基因工程常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。17基因工程一般步骤：提取目的基因 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达。18.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA

5、分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。19.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 20现代生物进化理论的基本观点有：（1）种群是生物进化的基本单位；（2）突变和基因重组产生进化的原材料；（3）自然选择决定生物进化的方向；（4）隔离导致物种的形成。21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，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。22基因自由组合定律的实质是：在进行减数分裂形成配子的过程中，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。

6、23基因分离定律和基因自由组合定律发生作用的时间在配子的形成过程中，而不是在形成合子时。24孟德尔成功的原因：（1）正确选用试验材料；（2）由单因素到多因素的研究方法；（3）应用统计学的方法对实验结果进行分析；（4）科学地设计了实验的程序。25诱变育种的优点：能提高变异频率，加速育种进程。 单倍体育种的优点：明显缩短育种的年限。基因工程与细胞工程育种的优点：可克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。（基因工程育种也可克服远缘杂交不亲和的障碍。）26秋水仙素的作用：能够抑制纺锤体形成，使细胞内染色体加倍。27生物进化的实质在于种群基因频率的改变。28突变和基因重组、自然选择

7、及隔离是物种形成过程的三个基本环节。29 突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料；自然选择使种群基因频率定向改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件。30生物的变异一般是不定向的，而自然选择则是定向的。31隔离就是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。其作用就是阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件和重要环节。二、规律总结1.基因控制蛋白质的合成时：基因的碱基数：mRNA上的碱基数：氨基酸数6：3：1。2.性状分离的定义：在杂种后代中，同时显现出显性和隐性性状的现

8、象叫性状分离。（活用：当两个亲本性状一样时，如果子代出现了与亲本不一样的个体，就是性状分离。） 分析遗传问题时，性状分离或者隐性后代常常是解题的突破口。判断显隐性常用方法：如果出现性状分离，则亲本是显性杂合子。3.遗传题时，要用好典型比例：如3：1； 1：2：1； 9：3：3：1； 1：1：1：19：3：3：1的活用： 前题条件：亲本AaBb X AaBb 子代表现型比例：显显9：显隐3：隐显3：隐隐1 子代基因型：双杂合（AaBa）占4/16；单杂合（如AaBB、aaBb）占2/16；纯合：1/164两对相对性状的交配情况主要有以下6种：组别亲本组合后代基因型种类后代表现型种类后代表现型比例

9、举例1YYRRyyrr11=111=1全为显性（11）2YyRrYyRr33=922=4(3:1)2=9:3:3:13YyRryyrr22=422=4(1:1)2=1:1:1:14YYRryyrr12=212=2(1:1)1=1:15YyRRYyrr31=321=2(3:1)1=3:16YyRrYyrr32=622=4(3:1)(1:1)=3:1:3:1说明：一对相对性状的交配情况是解题的基础，应做到熟练地计算，牢固地掌握。自由组合定律是研究两对或两对以上相对性状的遗传规律。要用好自由组合定律，必须在分离定律的基础上，把各对相对性状的遗传分解成许多一对一对的相对性状去研究。（分拆法）5碱基比例

10、的运用由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。 若有U无T，则该核酸为RNA。若有T无U，且A=T，G=C，则该核酸一般为双链DNA。 若有T无U，且AT，GC，则该核酸为单链DNA。6.基因的结构与功能 原核基因与真核基因结构的比较 相同点：都分为编码区和非编码区。不同点：原核基因的编码区是连续的，无外显子和内含子之分；真核生物的编码区是间断的、不连续的，分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子。基因的功能 传递遗传信息 表达遗传信息 功能简图7.基因工程中的问题分析提取目的基因的两种方法比较所需的酶类内含子的有无鸟枪法多种限制性内切酶有人工合成法逆转录酶、DNA聚合酶无工具

11、酶及其运用 切取目的基因和运载体必须用同一种限制性内切酶，获得相同黏性末端。限制性内切酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键。受体细胞 培育转基因植物时的受体细胞可以是体细胞，也可以是受精卵。若是前者，通过组织培养培育。 培育转基因动物时的受体细胞一般采用受精卵。8.生物遗传的正反交结果分析（1）细胞核遗传： 正交、反交时F1总表现出显性性状，与母本性状不一定相同。（2）细胞质遗传： 正交、反交时，F1总表现出母本性状，正反交中母本性状不同，因而后代的性状不同。（3）伴性遗传中的某些性状遗传(人类红绿色盲为例)：正交和反交时，F1的表现型不同，且与性别相关连。应用指南： 运用核、质遗传的正、反交结

12、果的不同，可判断生物某一性状遗传是否属于细胞核遗传。（2）运用伴性遗传中某些性状遗传的特殊性，可解决实际生产中生物幼体时期性别的判断，还可指导人类优生优育。9.可遗传变异与生物种类、生殖、细胞分裂和进化的关系基因突变基因重组染色体变异生物种类所有生物都可发生基因突变自然状态下只有有性生殖的生物发生基因重组真核生物都可发生染色体变异生殖类型无性生殖和有性生殖都可发生自然状态下只有有性生殖可发生无性生殖和有性生殖都可发生细胞分裂细胞的无丝分裂、有丝分裂、减数分裂中都可产生减数分裂中产生有丝分裂和减数分裂中产生与进化的关系三种可遗传的变异都为生物的进化提供了原材料基因突变可产生新的基因，为进化提供最

13、初的原材料，是生物变异的根本来源基因重组的变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一。10.生物的可遗传变异与育种 几种育种方式比较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担染色体变异基因重组、染色体变异常用方式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培养，然后再加倍秋水仙家处理萌发的种子或幼苗转基因(DNA重组)技术将目的基因引和生物体内，培育新品种让不同生物细胞原生质体融合，同种生物细胞可融合为多倍体将具备所需性状的体细胞核移植到去核卵细胞中优点将

14、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缘杂交不亲的障碍可改良动物品或保护濒危物种缺点时间长，须及时发现优良品种有利变异少，须大量处理实验材料技术复杂且须与杂交有种配合发育延迟，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、鲤鲫移核鱼专题四 遗传和变异演练（

15、一）一、单选题1.已知某一动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型个体，AabbAAbb=11，且该种群中雌雄个体比例为11，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生子代中能稳定遗传的个体比例为 A、1/2 B、5/8 C、1/4 D、3/42.豌豆子叶的黄色（Y），圆粒种子（R）均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如图。让F1黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2的性状分离比为 A9:3:3:1 B3:1:3:1 C1:1:1:1 D2:2:1:13.某生物兴趣小组对某小学调查了人的眼睑遗传情况，对调查结果进行汇总和整理，见下表：子代类型双亲全为双眼皮双亲中只有一个为双眼皮双亲全为单眼皮双眼皮

16、数536550无单眼皮数321553子代均为单眼皮根据上表中的数据，下列说法正确的是 A.根据可以判断双眼皮为显性性状，且双亲为杂合体 B.根据上表中的数据可以判断子代数量553数据是一个错误数据 C.根据可以判断双眼皮为显性性状，且双亲为纯合体 D.根据可以判断双眼皮为显性性状，且双亲可为纯合体 4.下列对甲、乙、丙三个与DNA分子有关的图的说法不正确的是 A. 甲图DNA放在含15N培养液中复制2代，子代含15N的DNA单链占总链的7/8，丙图中的碱基排列顺序与不相同B. 甲图处的碱基对缺失导致基因突变，限制性内切酶可作用于部位，解旋酶作用于部位C. 丙图中所示生理过程为转录和翻译，甲图中

17、（A+C）/（T+G）比例不能表现DNA分子的特异性D. 形成丙图的过程可发生在拟核中，小麦叶片的维管束鞘细胞中能进行乙图所示生理过程的结构有细胞核、叶绿体、线粒体5.生物性状的遗传有核遗传，也有质遗传，有些还是由细胞核和细胞质共同控制的。现以紫茉莉为材料，做如下实验，以下有关问题叙述正确的是 紫茉莉植株的高茎（A）对矮茎（a）为显性，花色基因用（B、b）表示。根据教科书所讲的实例，现用纯合高茎红花绿色枝条紫茉莉作父本与纯合矮茎白花花斑枝条作母本进行杂交。就其茎的高度和花色性状，杂交后胚乳核的基因组成是AaaBbb；F1枝色表现型比例为1：2：1，F1自交后，F2花色性状表现型的比例3：1。取

18、F1植株绿色枝条上的花粉进行离体培养，经秋水仙素处理后，其植株的表现型为高茎红绿色枝条、高茎白花绿色枝条、矮茎红花绿色枝条、矮茎白花绿色枝条，比例为1：1：1：1 A. B. C. D. 二、简答题1燕麦颖色受两对基因控制。现用纯种黄颖与纯种黑颖杂交，F1全为黑颖，F1自交产生的F2中，黑颖:黄颖:白颖=12:3:1。已知黑颖（B）和黄颖（Y）为显性，只要B存在，植株就表现为黑颖。请分析回答：（1）F2中，黄颖占非黑颖总数的比例是 。F2的性状分离比说明B（b）与Y（y）存在于 染色体上。（2）F2中，白颖基因型是 ，黄颖的基因型有 种。（3）若将F1进行花药离体培养，预计植株中黑颖纯种的占比

19、是 。（4）若将黑颖与黄颖杂交，亲本基因型为 时，后代中的白颖比例最大。2逆转录病毒的遗传物质RNA能逆转录生成DNA，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。 （1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 等物质基础，才能繁殖。逆转录病毒较T2噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于 。（2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是 。将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明 。（3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。将带有目的基因的胚胎干细胞

20、注射到普通动物的 胚中，胚胎发育成嵌合型个体。如果转化的胚胎干细胞正好发育成 细胞，则嵌合型个体生下的幼体就极有可能带有目的基因。从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，配合基因检测，最少需要 代。试简述育种的基本过程： 。3.农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品质。请回答下列问题。要获得该抗病基因，可采用 、 等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是 。要使载体与该抗病基因连接，首先应使用 进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是（ ）切割完成后，采用 酶将载体与该抗病基因

21、连接，连接后得到的DNA分子称为 。再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去 棉花细胞，利用植物细胞具有的 全能性进行组织培养，从培养出的植株中 抗病的棉花。该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是（ ）A.淀粉 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸转基因棉花获得的 得由该表达产物来体现的。4.控制人的血红蛋白基因分别位于人的11号、16号染色体上，在不同的发育时期至少有和基因为之编码。人的血红蛋白由四条肽链组成，在人的不同发育时期血红蛋白分子的组成是不相同的。例如人的胚胎血红蛋白由两个肽链（用2表示）和两个肽链（用2表示）组成。下图为基因控制蛋白质合成的示意图。（1）合成2的直接模板是 ，场

22、所是 。（2）镰刀性细胞贫血症是一种分子遗传病，其病因是基因发生了突变。假设某人的一个基因发生突变不一定导致肽链改变，基因发生突变，往往导致肽链改变。根据上图分析说明理由。（3）细胞分化是基因选择性表达的结果，也是生物生长发育的必要条件。根据上图分析，关于人类染色体上基因种类的分布、数量及基因表达的顺序，对你有哪些启示？（至少说两条）（4）人类的红细胞膜上不同的糖蛋白分子构成红细胞的不同血型。假设g血型遗传由一对等位基因控制，在人群中的表现型有g阳性和g阴性两种。如果要分析其遗传方式，调查单位最好是 （自然人群、家系）。为了研究g血型的遗传方式，请你设计一张g血型调查后的统计表格（调查对象只有

23、上、下代）。5果蝇是常用的遗传学研究的试验材料，据资料显示，果蝇约有对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有个个体，请分析回答以下问题：（1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的_（2）假定该种群中每个基因的突变率都是，那么在该种群中每一代出现的基因突变数_（3）已知果蝇白眼（b）为隐性基因，在该种群中每2500只果蝇中才有一只白眼果蝇，那么白眼b基因的基因频率为_（4）假定残翅（v）的基因突变率为，由于在正常环境条件下，残翅果蝇难以生存，结果长翅（V）类型个体逐渐增多，V基因频率也随之升高，经过许多代后，长翅类型成为该种群中常见类型与其他突变类型相比，残翅个体数要少得多，由此可见，在生

24、物进化过程中，_使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向（5）果蝇翅形、眼色分别由Aa、Bb两对基因共同控制，现有一只完全纯合的残翅红眼雄果蝇（甲）分别与两只雌性果蝇（乙、丙）交配，结果如下：P残翅红眼残翅白眼（甲）（乙）残白残红11P残翅红眼长翅红眼（甲）（乙）长红残红长红残红1111果蝇的残翅属于_遗传；果蝇的红眼属于_遗传甲果蝇产生配子的基因型有_乙和丙果蝇的基因型分别是_用棋盘法写出组合杂交的遗传图解：6某自花传粉植物灰种皮（Y）对白种皮（y）为显性，紫茎（A）对绿茎（a）为显性，抗病（B）对感病（b）为显性，各由一对等位基因控制，并分别位于三对同源染色体上，且当花粉含AB基因时不

25、能萌发长出花粉管。请回答：（1）如果只考虑种皮颜色的遗传：将亲本植株（Yy）自交所结全部种子播种共得15株植株，其中有10株结灰色种子共300粒，有5株结白色种子共100粒，则子代的性状分离比与孟德尔定律预期分离比 （填相同或不相同），最可能的原因是 。（2）如果只考虑茎的颜色和抗病性状的遗传：让基因型为AaBb的植株和aabb的植株相互受粉（正交和反交） 子代性状分离比是否相同？为什么？ 写出以aabb为母本，AaBb为父本杂交的遗传图解。亲本 aabb AaBb配子（3）用基因型为AaBb的植株作材料，如何获得基因型为AABB的紫茎抗病植株？ 已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上

26、一对等位基因控制的，刚毛（B）对截毛（b）为显性；控制果蝇的红眼和白眼性状的基因只存在于X染色体上，红眼（R）对白眼（r）为显性（如右图所示）。果蝇的性别常常需要通过眼色来识别。（1）若只考虑刚毛和截毛这对性状的遗传： 果蝇种群中雄果蝇的基因型除了有XBYB（如图所示）和XBYb外，还有 ； 现将两只刚毛果蝇杂交，子代雌果蝇中既有刚毛，又有截毛，雄果蝇全为刚毛，则这两只果蝇的基因型是 ； 有一只XXY的截毛果蝇，分析其变异的原因时发现：只可能是由某亲本形成配子时，在减数第二次分裂中染色体分配异常造成。那么，其双亲的基因型是 。 （2）种群中有各种性状的雌果蝇，现有一只红眼刚毛雄果蝇（XR_Y_

27、），要通过一次杂交实验判定它的基因型，应选择 雌果蝇与该只果蝇交配，然后观察子代的性状表现。 如果子代果蝇均为刚毛，则该雄果蝇基因型为XRBYB； 如果子代 ； 如果子代 。7 某自然种群的雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物的花色（白色、蓝色和紫色）是由常染色体上的两对独立遗传的等位基因（A和a、B和b）控制，叶型（宽叶和窄叶）由另一对等位基因（D和d）控制，请据图回答。图乙为该植物的性染色体简图，同源部分（图中的片段）基因互为等位，非同源部分（图中的，片段）基因不互为等位。（1）图甲中的基因是通过控制 的合成来控制代谢过程，从而控制该植物油的花色性状。（2）从改植物中直接分离到基因A并成功

28、导入大肠杆菌，该大肠杆菌 （能或不能）合成酶1，原因是 （请用基因结构的相关知识回答）。（3）若基因A发生突变，该植物仍能开蓝花，可能的原因之一是 。（4）该植物白花植株（线粒体中导入了抗病基因）与蓝花植株杂交，F1全为抗病紫花植用F1中雌雄植株相互杂交，F2的花色表现型及其比例为 。（5）若控制叶型的基因位于图乙中片段，宽叶（D）对窄叶（d）为显性，则该基因在雌株和雄株的体细胞中是否均成对存在？ （是否）。现有宽叶、窄叶雌性植株若干和宽叶雄性植株若干（基因型为XDYD、XDYd或XdYD）,请选择亲本，通过一代杂交，培育出可依据叶型区分雌雄的大批幼苗，请用遗传图解说明。8已知玉米体细胞中有1

29、0对同源染色体，下表表示玉米6个纯系的表现型、相应的基因型（字母表示）及所在的染色体。均只有一个性状是隐性纯合，其它性状均为显性纯合。品系果皮节长胚乳味道高度胚乳颜色性状显性纯合子白色PP短节bb甜SS矮茎dd白胚乳gg所在染色体 （1）若通过观察和记载后代中节的长短来验证基因分离定律，远作亲本的最佳组合是 _ _（填品系编号）。（2）若要验证自由组合定律，不能选择品系和做亲本进行杂交，理由是_；不能选择品系和做亲本进行杂交，理由是_。（3）选择品系和做亲本杂交得F1，F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，合子的概率为_。选择品系和做亲本杂交得Fl，F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，纯合子的概率为_。（4）用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的DNA双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二