资源简介

(共18张PPT)
专题四　遗传、变异和进化
每日一默(遗传的分子基础)
(限时15分钟)
1.格里菲斯的体内转化实验结论是 .
　 。
艾弗里等的体外转化实验结论是 .
　 。
2.噬菌体侵染细菌的实验方法是　　　 　　。噬菌体侵染细菌时,进入细菌的只有DNA。合成子代噬菌体,模板DNA链是由　　　　　提供,合成DNA和蛋白质外壳的原料、场所等均由　 　　　　提供。
S型死菌中,必定存在使R型菌转化为S型菌的转化因子
同位素标记法
DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子,DNA是遗传物质
噬菌体
大肠杆菌
3.DNA的组成元素是　 　　 　　 ,基本单位是
　　　　 　。
4.DNA双螺旋结构主要特点:由两条链按　　　　平行方式盘绕成双螺旋结构;外侧　　 　　　、　　　　交替连接——基本骨架;内侧两条链上的碱基通过　　　　形成碱基对,A与_____　　　　　配对,G与　　　配对(遵循　　　　　　　　　原则)。
5.DNA的特性:①稳定性;②多样性(原因是 .
　　　　　 　　　);③特异性。
C、H、O、N、P　
脱氧核苷酸
反向
脱氧核糖　 磷酸
氢键　 T
C　 碱基互补配对
碱基对的排列顺序是千变万化的
6.DNA的复制和基因表达
DNA复制 转录 翻译
场所 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　
模板 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　
原料 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　
酶
　　　　　　　　 　　　　　　　　 相关的酶
碱基配对 A-T　T-A　
G-C　C-G A-U　T-A　
G-C　C-G A-U　U-A　
G-C　C-G
产物 DNA RNA 蛋白质
细胞核(主要)　 细胞核(主要)　 细胞质的核糖体
DNA的双链　 DNA的一条单链　 mRNA
4种脱氧核苷酸　 4种核糖核苷酸　 约20种氨基酸
解旋酶、 RNA聚合酶
DNA聚合酶　
7.DNA复制的特点:边解旋边复制、　　 　　　。
8.基因表达:包括　　　　　和　　　　　两个过程。
9.密码子:　　　　　中决定一个　　　　　的　　　　个相邻碱基。
10.密码子特点:　　　　　、　　　　　。
11.一个mRNA可同时结合多个核糖体的意义是____________
　 。
12.(不考虑终止密码子)基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数=　 。
半保留复制
转录　 翻译
mRNA　 氨基酸　 3
简并性　 通用性
少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质,提高了翻译的效率
6∶3∶1
13.中心法则:
DNA复制、转录和翻译一般生物都会发生,但　　　　　和
　　　 　　只有少数病毒才会进行。
　　　　 　是信息的载体;　　　　　是信息的表达产物;　　　　　为信息的流动提供能量。可见生命是物质、能量和信息的统一体。
14.基因和性状的关系:基因通过控制　　　　的合成来控制
　　　　　过程,进而控制生物体的性状。基因通过控制_______
　　　　　直接控制生物体的性状。
逆转录
RNA自我复制
酶
细胞代谢　 蛋白质的结构
DNA、RNA 蛋白质
15.基因的选择性表达与细胞分化:
细胞分化的本质:　　 　　　。同一个体细胞分化过程中各细胞　　 　相同,　 　　　　不同。
管家
奢侈
基因的选择性表达　
DNA　 RNA和蛋白质
16.表观遗传:生物体　　 　　　保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
原因:　　 　　　(主要抑制转录)、染色体组蛋白甲基化和乙酰化等修饰(影响基因表达)。
特点:
　　　　　:基因表达和表型可以遗传给后代。
　　　　　:基因的碱基序列保持不变。
　　　　　:DNA甲基化修饰可以发生可逆性变化,即被修饰的DNA可以发生去甲基化。
基因表达要受到　　　的影响,表现型=基因型+　　　　。
基因的碱基序列
DNA甲基化
可遗传性
不变性
可逆性
环境 环境
每日一默(遗传的基本规律和伴性遗传)
(限时20分钟)
1.相对性状:同一生物的　　　　　的不同表现类型。如豌豆的高茎和矮茎。
2.性状分离:在杂种自交后代中,同时出现　　　 　　和
　　　　 　的现象。
3.等位基因:位于一对　　 　　　的相应位置上控制相对性状的基因。
4.纯合子:由相同基因的配子结合发育成的个体,包括显性纯合子和隐性纯合子;隐性性状必为　　　　　。
同一性状
显性性状
隐性性状
同源染色体
纯合子
5.杂合子:由不同基因的配子结合发育成的个体。有多对基因时每一对都是纯合时才是　　　　　;只要有一对是杂合就是
　　　　　。
6.豌豆的优点:①　　　　　　　　　 　,自然状态下一般是纯种;②具有易于区分的　　　　　;③花朵大,易于人工授粉。
7.果蝇的优点:①　　　　　 　　　;②具有易于区分的性状;③子代多,便于统计。
8.分离定律实质:形成配子时(减数第　　 　次分裂　 　　期),
　　　 　　　上的　　　　　分离。
自花传粉,闭花受粉
纯合子
杂合子
性状
易饲养、繁殖快
一　 后
同源染色体　 等位基因
9.自由组合定律实质:形成配子时(减数第　 　次分裂　 　期),
　　　　　　　　上的　　　 　　自由组合。
10.位于　　　　 　　　　　上的基因只遵循分离定律,不遵循自由组合定律;位于　　　　　　　　 　上的基因遵循自由组合定律。
11.孟德尔豌豆杂交实验的方法:　　　　 　　。萨顿假说的方法:　　 　　　,摩尔根的果蝇杂交实验的方法:　 　　 　　。
12.基因和染色体的关系:基因在染色体上呈　　　　　排列。一条染色体上有多个基因,不同位置上的基因控制不同性状。
一　 后
非同源染色体　 非等位基因
同一对同源染色体
不同对同源染色体
假说—演绎法
类比推理法 假说—演绎法
线性
13.伴性遗传:　　　　　　　　上的某些基因控制的性状与
　　　　　　　　的遗传方式。
14.X染色体隐性遗传病例:　　 　　 　　　　,特点:
　　　　 　 　、　 　　 　　　　、　　　　　　 　。
15.X染色体显性遗传病例:　　　　 　　　 　,特点:
　　　　　　　、　　　　　　、　　 　 　　　　。
16.伴性遗传的性状如果要根据表现型来区分子代雌雄,杂交组合为: 　　　　　。
性染色体
人类红绿色盲、血友病等
性别相关联
男病多于女病　 有隔代交叉遗传现象　 女病,其父子必病
抗维生素D佝偻病
女病多于男病　 代代遗传　 男病,其母女必病
同隐异显
亲本基因型 子代基因型 子代表现型 归纳
AA×AA AA 　　　　　
——————
AA×Aa 　　　 　　 全显性
AA×aa Aa 全显性
　　　　　 　　　　 AA∶Aa∶aa
=1∶2∶1 　　
　 　　 双亲均为杂合子
Aa×aa Aa∶aa=1∶1 显性∶隐性=1∶1 亲本一方为杂合子,一方为隐性纯合子
aa×aa aa 全隐性 双亲均为隐性
纯合子
17.某性状由一对等位基因A和a表示,请由子代表现型推断亲本基因型:
全显性
AA∶Aa=1∶1
亲本中至少有一个是显性纯合子
Aa×Aa
显性∶隐性=3∶1
18.孟德尔两对相对性状的杂交实验中:①F2中共有　 　种基因型,　　　种表现型,亲本类型所占比例为　　　　,重组类型所占比例为　　　　;②F2中黄圆所占比例为　　　　,绿圆所占比例为　　 　,黄皱所占比例为　　 　,绿皱所占比例为　　 　。③F2中纯合子所占比例为　　 　,隐性纯合子所占比例为　　 　,杂合子所占比例为　　　　,双杂合子所占比例为　　　　。
19.判断显隐性的方法:①　　　　　　;②　　　　　　。
20.判断纯合子与杂合子:①　　　　　　;②　　　　　　。
21.判断常染色体遗传与X染色体遗传:
①已知显隐性:　 　 　　　　 　　或
　　　　　　　 　　。
②未知显隐性:具有相对性状的亲本　　　　　　。
9
4　 5/8
3/8 9/16
3/16　 3/16　 1/16
1/4　 1/16
3/4 　1/4
自交　 杂交
自交　 测交
♀隐×♂显(XaXa×XAY)　
♀杂×♂显(XAXa×XAY)
正交反交
每日一默(变异、育种和进化)
(限时15分钟)
1.基因突变指基因中碱基对的　　　 、　　 　和 .　　　　　引起的基因结构的改变;发生时间:　　 　;结果是产生 .　　(原来基因的等位基因),可能产生　　　　　。
2.基因突变的特点:①　　 　;②　　 　　;③　　　　 　;④低频性;⑤多害少利性。
3.基因突变的意义:　　　　　产生的唯一途径,生物变异的
　　　　　,生物进化的　　　　　。
替换　 增添　 缺失
间期　 新基因
新性状
普遍性　 随机性　 不定向性
新基因
根本来源　 原始材料
4.基因重组种类包括:①交换型,减Ⅰ前期等位基因随着同源染色体中　　　 　　交换而交换;②自由组合型,减Ⅰ后期非同源染色体的　　 　　　随非同源染色体自由组合而自由组合。
5.染色体结构变异包括重复、缺失、　　　　、　　　　。
6.易位是两条　　　　 　间移接,而交叉互换是两条
　　 　　　上的非姐妹染色单体交叉互换。
7.染色体组:一组　　　 　　,形态和功能上各不相同,但又互相协调,控制生物的生长、发育、遗传和变异。
非姐妹染色单体交叉
非等位基因
易位　 倒位
非同源染色体
同源染色体
非同源染色体
8.人类遗传病主要包括单基因遗传病、　　 和
　　　　 　。
9.遗传病的调查应选择发病率较高的　　 　　 　病,调查遗传方式应选择在　　 　　　中调查。
10.遗传病的监测和预防主要包括　　　　　和产前诊断。产前诊断包括　　　　　、B超检查、孕妇血细胞检查及　　 　　　等。
11.人类基因组计划(HGP)测定　　　　条染色体。
12.单倍体:由　　　 　直接发育而来的个体,不管含几个染色体组,都叫单倍体。
多基因遗传病
　染色体异常遗传病
单基因遗传
遗传咨询
患者家族
羊水检查　 基因诊断
24
配子
13.二倍体或多倍体:由　　　 　发育而来的个体,含几个染色体组就叫几倍体。
14.多倍体的培育方法:　　　　 　或用　　　　处理萌发的种子或幼苗。
15.秋水仙素的作用:抑制有丝分裂　　　　期　　　　　的形成。
16.单倍体植株的培育方法:采用　　　　　　　　的方法(通过植物组织培养把离体的花药培育成单倍体植株)。
17.单倍体育种(利用单倍体植株培育新品种):①采用________
　 　　的方法得到　　 　　 　;②秋水仙素处理　 　　 　。
受精卵
秋水仙素 　 低温
前　 纺锤体
花药离体培养
花药离体培养　 单倍体植株　 单倍体植株
18. 　　 　是进化的基本单位,生物进化的实质是　 ,生物进化的原材料是
　　　　 　,生物进化的方向由　　 　　　决定。
19.新物种形成的标志是　 　　　　。
20.新物种形成的3个基本环节:　　　　　　 　　　　　　。其中　　 　是新物种形成的必要条件。新物种的形成可以不经过地理隔离,但一定要有生殖隔离。
21.协同进化是指　　　　 　之间、　　　 　　之间在相互影响中不断进化和发展。
22.　 　　　　是协同进化的结果,主要包括　　 　　　、物种多样性和　　 　　　。
种群
种群基因频率改变
突变和基因重组　 自然选择
生殖隔离
隔离、突变和重组、自然选择
隔离
不同物种　 生物与无机环境
生物多样性
基因多样性
生态系统多样性(共51张PPT)
专题四　遗传、变异和进化
每日一练(遗传的分子基础)
(限时15分钟)
选择题
1.(2020·天津)对于基因如何指导蛋白质合成,克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换,一定存在一种既能识别碱基序列,又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是(　　)
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA
【答案】 C
【解析】 DNA是细胞的遗传物质,主要在细胞核中,不能运载氨基酸,A错误;mRNA以DNA分子一条链为模板合成,将DNA的遗传信息转运至细胞质中,B错误;tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对,tRNA也能携带氨基酸,C正确;rRNA是组成核糖体的结构,D错误。
2.(2020·浙江7月选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是 (　　)
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
【答案】 D
【解析】 活体转化实验中,小鼠体内有大量 S型菌,说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传,A错误;活体转化实验中,无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B错误;离体转化实验中,只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型菌转化成 S型菌,D正确。
3.(2022·广州二模)遗传物质为单链DNA的某种噬菌体,其DNA进入宿主细胞后,先形成双链DNA,再以此为模板,控制合成病毒单链DNA和蛋白质,组装成子代噬菌体。下图示该病毒DNA片段中D基因和E基因的部分碱基序列及其编码氨基酸的情况(Met、Glu等表示不同的氨基酸)。下列叙述正确的是 (　　)
A.两种基因的终止密码子有所不同,这体现了密码子具有简并性
B.该噬菌体蛋白质的翻译过程需要宿主细胞的DNA聚合酶的参与
C.该DNA序列的一个碱基发生变化,可能引起两种病毒蛋白质结构发生改变
D.子代噬菌体的蛋白质中可能含有宿主细胞内不存在的氨基酸
【答案】 C
【解析】 A.密码子存在于mRNA,在基因(DNA)上没有密码子,A错误;B.DNA聚合酶催化DNA的合成,不能催化多肽的合成(翻译)过程,B错误;C.由于D基因和E基因共用一段序列进行转录,所以如果该DNA序列的一个碱基发生变化,导致可能引起两种病毒蛋白质结构发生改变,C正确;D.病毒没有独立生存能力,只能依赖于宿主细胞才能生存,合成蛋白质的原料全部来自于宿主,所以子代噬菌体的蛋白质中不可能含有宿主细胞内不存在的氨基酸,D错误。
4.(2022·广东省一模)基因的转录终止位点(富含A-T碱基对)上游存在富含GC碱基且对称的区域以该区域为模板转录出的部分序列容易形成发夹结构,阻止RNA聚合酶移动,其过程如右图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A.链①和链③中的G代表的是同一种核苷酸
B.发夹结构中,互补配对的碱基通过氢键结合
C.转录时,链①为模板链,RNA聚合酶从右向左移动
D.转录时,tRNA携带游离的核糖核苷酸连接成mRNA
【答案】 B
【解析】 A.链①中的G表示鸟嘌呤脱氧核苷酸,链③中的G代表腺嘌呤核糖核苷酸,A错误;B.发夹结构中,配对碱基间通过氢键连接,且遵循碱基互补配对原则,B正确;C.基因的转录终止位点(富含A-T碱基对)上游存在富含GC碱基的对称区域,RNA聚合酶催化转录过程,看图可知:图示基因转录时RNA聚合酶从左向右移动,
C错误;D.tRNA参与翻译过程,携带氨基酸,D错误。
5.(2022·广东省二模)操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)的合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。下列叙述错误的是 (　　)
A.过程①表示转录,所需原料为4种核糖核苷酸
B.过程②表示翻译,需要mRNA、rRNA和tRNA的参与
C.启动子是RNA聚合酶的结合位点
D.终止子有UAA、UAG、UGA三种
【答案】 D
【解析】 A.据图分析,过程①是以基因的一条链为模板合成RNA的过程,该过程中以4种核糖核苷酸为原料,A正确;B.过程②表示翻译,该过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,故需要mRNA、rRNA(参与构成核糖体)和tRNA(转运氨基酸)的参与,B正确;C.启动子是RNA聚合酶的结合位点,用于驱动基因的转录,C正确;D.UAA、UAG、UGA属于终止密码子而非终止子,D错误。
6.(2021·河北)关于基因表达的叙述,正确的是 (　　)
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
【答案】 C
【解析】 RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成,A错误; DNA双链解开,RNA聚合酶与启动子结合进行转录,移动到终止子时停止转录,B错误;翻译过程中,核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C正确;没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对,故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息,D错误。
7.(2021·河北)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是 (　　)
A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B.放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
【答案】 A
【解析】据分析可知,羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成,从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程,而转录过程需要的原料是核糖核苷酸,不会受到羟基脲的影响,A错误;据分析可知,放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可以抑制DNA复制和转录,因为DNA复制和转录均需要DNA模板,B正确;阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程,DNA聚合酶活性受抑制后,会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸,C正确;将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖,由于三种药物是精准导入肿瘤细胞,因此,可以减弱它们对正常细胞的不利影响,D正确。
8.(2021·湖南改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
注: B代表蛋白质分子
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
【答案】 D
【解析】基因的表达包括转录和翻译两个过程,图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子,说明基因A表达的效率高于基因B,A正确;核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程,发生的场所为细胞核,翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链,翻译的场所发生在细胞质中的核糖体,B正确;三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的,C正确;反密码子位于tRNA上,rRNA是构成核糖体的成分,不含有反密码子,D错误。
每日一练(遗传的基本规律和伴性遗传)
(限时25分钟)
一、选择题
1.(2021·浙江1月选考)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是 (　　)
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
【答案】 D
【解析】 孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上,当时人们还没有认识染色体,A错误;摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因,不能证明基因自由组合定律,B错误; T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子,即DNA是肺炎双球菌的遗传物质,D正确。
2.(2021·浙江6月选考)某玉米植株产生的配子种类及比例为 YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。若该个体自交,其F1中基因型为YyRR个体所占的比例为 (　　)
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
【答案】 B
【解析】亲本是YyRr,由教材知识易得F1中YyRR的比例为1/8。
3.(2021·湖南)有些人的性染色体组成为XY,其外貌与正常女性一样,但无生育能力,原因是其X染色体上有一个隐性致病基因a,而Y染色体上没有相应的等位基因。某女性化患者的家系图谱如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.Ⅱ-1的基因型为XaY
B.Ⅱ-2与正常男性婚后所生后代的患病概率为1/4
C.Ⅰ-1的致病基因来自其父亲或母亲
D.人群中基因a的频率将会越来越低
【答案】 C
【解析】 据分析可知,Ⅱ-1的基因型是XaY,A正确;Ⅱ-2的基因型是XAXa,与正常男性XAY婚配后,后代基因型及比例为:XAXA∶ XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,则所生后代的患病概率是1/4,B正确;Ⅰ-1是女性携带者,基因型为XAXa,若致病基因来自父亲,则父亲基因型为XaY,由题干可知XaY为不育的女性化患者,因此,其致病基因只可能来自母亲,C错误;XaY(女性化患者)无生育能力,会使人群中a的基因频率越来越低,A的基因频率逐渐增加,D正确。
4.(2022·广东省二模)某单基因遗传病在人群中的患病率为1/8100,图1是该病某患者的遗传系谱图。科研人员提取了其中4个人的DNA,用PCR扩增相关的基因,并对产物用MspⅠ酶切(正常基因含有一个限制酶切位点,致病基因增加了一个酶切位点)、电泳,结果如图2。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.该病为伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ-5是携带者的概率为2/3
C.致病基因新增的酶切位点位于332 bp片段中
D.Ⅱ-1和Ⅱ-2所生的孩子患该病的概率为1/180
【答案】 C
【解析】 A.结合分析可知,该遗传病为常染色体隐性遗传病,A错误;B.II-5正常,且结合图2可知,其不携带致病基因,基因型应为AA,B错误;C.I-1和I-2均为Aa,其酶切条带有332、 228、 126、 104四条,而II-5基因型为AA,条带有332和126两条,其中332=
228+104,说明致病基因新增的酶切位点位于332 bp片段中,C正确;D.II-2患病,基因型为aa,据图2可知,II-1基因型为Aa,两者婚配,生育孩子患病aa的概率=1/2,D错误。
二、非选择题
5.(2022·广东省二模)野生型果蝇(纯合体)的眼形是圆眼。某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇,他想探究果蝇眼形的遗传方式,设计了如图甲所示实验。图乙为雄果蝇染色体的模式图及性染色体示意图。请回答下列问题:
(1)由F1可知,果蝇眼形的　　　　　(选填“圆眼”或“棒眼”)是显性性状。
(2)若F2中圆眼:棒眼≈3∶1,且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,则控制眼形的基因位于　　　　　染色体上。
(3)若F2中圆眼:棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼,则控制眼形的基因有可能位于:①X染色体的Ⅱ区段;②　
________。
(4)为验证上述(3)中的判断,可从野生型、F1、F2中选择合适的个体,设计如下方案进行验证:
步骤一:用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配,得到F3;
步骤二:用F3中一只棒眼雌果蝇与一只　　　　　雄果蝇交配,观察子代中是否有棒眼果蝇出现。
预期结果与结论:①若　　　　　　　　　　　　　,则控制眼形的基因位于X染色体的Ⅱ区段;②若　　　　　　　　　　　　,则控制眼形的基因位于　 。
圆眼
常
X和Y染色体的
Ⅰ区段
野生型
只有雄果蝇中出现棒眼个体
子代中没有棒眼果蝇出现
X、Y染色体的同源Ⅰ区段
【详解】
(1)由于圆眼和棒眼杂交,子代全为圆眼,所以圆眼是显性性状。
(2)如果F2中圆眼:棒眼≈3∶1,且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼,由于不同性状在雌雄中表现一致,所以这对基因位于常染色体上。
(3)若F2中圆眼:棒眼≈3∶1,但仅在雄果蝇中有棒眼,则有两种情况,第一种,这对基因位于X染色体的Ⅱ区段,即只位于X染色体上,亲本基因型是XAXA和XaY,F1基因型是XAXa和XAY,F2基因型是XAXA、XAXa、XAY和XaY;第二种情况是这对基因位于X和Y染色体的I区段,亲代基因型是XAXA和XaYa,F1基因型是XAXa和XAYa,F2基因型是XAXA、XAXa、XAYa、XaYa。
(4)步骤二、根据实验步骤,如果是一种情况,F3中棒眼雌果蝇的基因型是XaXa,可以将其和野生型雄果蝇杂交,观察子代中是否有棒眼果蝇出现。
如果控制眼形的基因位于X染色体的Ⅱ区段,则是XaXa和XAY杂交,子代雌性全为XAXa,表现为圆眼,雄性全为XaY,表现为棒眼;
如果这对基因位于X、Y染色体的同源Ⅰ区,则是XaXa和XAYA杂交,子代的基因型是XAXa和XaYA,子代全为圆眼。
6.(2021·湖南)油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当地降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
回答下列问题:
(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是　　　　　　　 　　　,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有　　 种结合方式,且每种结合方式机率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是 .
　 。
由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制
16
F1减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为　　　　　。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为　　　 　　(用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律 　　　　　。
7∶4∶4
Aabb、aaBb
不能
【详解】
(1)根据分析可推测,半矮秆突变体S是双隐性纯合子,只要含有显性基因即表现为高秆,杂交组合①的F1为双杂合子,减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,所以产生4种比例相等的配子,自交时雌雄配子有16种结合方式,且每种结合方式概率相等,导致F2出现高秆∶半矮秆≈15∶1。
(2)杂交组合①的F2所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,含有一对纯合显性基因的高秆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB,占高秆植株的比例为7/15,其后代全为高秆,记为F3-Ⅰ;
AaBb占高秆植株的比例为4/15,自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1 ,和杂交组合①、②的F2基本一致,记为F3-Ⅱ;2Aabb、2aaBb占高秆植株的比例为4/15,自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致,记为F3-Ⅲ,产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,不论两对基因位于一对同源染色体上,还是两对同源染色体上,亲本均产生两种数量相等的雌雄配子,子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1,因此不能验证基因的自由组合定律。
每日一练(变异、育种和进化)
(限时25分钟)
一、选择题
1.(2021·浙江1月选考)遗传病是生殖细胞或受精卵遗传物质改变引发的疾病。下列叙述正确的是(　　)
A.血友病是一种常染色体隐性遗传病
B.X连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男”
C.重度免疫缺陷症不能用基因治疗方法医治
D.孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关
【答案】 D
【解析】血友病是一种伴X染色体隐性遗传病,A错误;由于男性和女性的细胞内都有X染色体,故对于X连锁遗传病,男性、女性都有可能得病,如红绿色盲患者中既有女性又有男性,B错误;可以采用基因治疗重度免疫缺陷症,比如严重联合免疫缺陷病可以通过向患者的T淋巴细胞转移腺苷脱氨酶基因的方法进行治疗,C错误;孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关,如21三体综合征,女性适龄生育时胎儿先天畸形率低,超龄后年龄越大,胎儿先天畸形率越大,D正确。
2.(2020·天津)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞,其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是 (　　)
A.基因突变
B.同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
C.染色体变异
D.非同源染色体自由组合
【答案】 B
【解析】从图中看出一个DdTt的精原细胞产生了DT、Dt、dT和dt四种精子,而正常的减数分裂只能产生四个两种类型的精子,所以最可能的原因是这个精原细胞在减数第一次分裂前期,同源染色体非姐妹染色体单体之间发生了交叉互换,产生四种精子。
3.(2021·浙江6月选考)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146 个氨基酸组成,其中第1~138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第 139 个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明 (　　)
A.该变异属于基因突变
B.基因能指导蛋白质的合成
C.DNA片段的缺失导致变异
D.该变异导致终止密码子后移
【答案】 C
【解析】 C题中描述的是基因突变,是DNA上点突变,并非片段。
4.(2022·深圳一模)控制鹌鹑(2n=78)细胞膜上某受体合成的等位基因,有三种不同的碱基序列。其基因分别表示为E、F、R。统计某群体中6种基因型的个体数量(只)分别为:EE∶35、FF∶15、RR∶30、EF∶20、FR∶20、ER∶30。下列分析错误的是 (　　)
A.控制该受体合成的基因在体细胞中成对存在
B.E、F和R的形成体现基因突变具有不定向性
C.该鹌鹑种群中,R基因的基因频率约为0.69
D.对E、F、R进行选择可导致该种群发生进化
【答案】 C
【解析】 A.据题可知,鹌鹑(2n=78)为二倍体生物,体细胞中的基因成对存在,A正确;B.E、F、R是等位基因,等位基因是由基因突变产生的,可以突变成多种形式的等位基因,体现了基因突变的不定向性,B正确;C.该鹌鹑种群中,R基因的基因频率=(30×2+20+30)/(35+15+30+20+20+30)×2≈0.37,C错误;D.种群进化的实质是基因频率的改变,对E、F、R进行选择可导致种群基因频率定向改变,从而导致种群发生进化,D正确。
5.(2021·浙江6月选考)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型,向甲乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录,再将豆子放回各自的容器中并摇匀,重复 100 次。下列叙述正确的是 (　　)
A.该实检模拟基因自由组合的过程
B.重复100 次实验后,Bb组合约为16%
C.甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D.乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
【答案】 C
【解析】自由组合是两对及以上非同源染色体上的等位基因,本题只有一对等位基因,故该实验不是模拟基因自由组合的过程,A错误; B基因频率=20%,b基因频率=80%,利用棋盘法可得随机婚配Bb基因型的概率32%,B错误;乙两个容器基因型均为Bb,一个容器模拟男性,另一个容器模拟女性,显性遗传病的概率是1-16/25=9/25,C正确;等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因,乙容器中的豆子数与等位基因比例不同,D错误。
6.(2020·山东)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是 (　　)
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
【答案】 C
【解析】由题干信息可知,着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构,A正确;出现“染色体桥”后,在两个着丝点间任意位置发生断裂,可形成两条子染色体分别移向细胞两极,其子细胞中染色体数目不会发生改变,B正确;“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接,不会出现非同源染色体片段,C错误;若该细胞的基因型为Aa,出现“染色体桥”后着丝点间任意位置发生断裂时,一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色体上,则会产生基因型为Aaa的子细胞,D正确。
7.(2021·湖南)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是 (　　)
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
【答案】 B
【解析】由题干中信息“自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知,金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A正确;人工选择可以积累人类喜好的变异,淘汰人类不喜好的变异,只对金鱼的变异类型起选择作用,不能使金鱼发生变异,B错误;种群进化的实质是种群基因频率的改变,因此,鲫鱼进化成金鱼的过程中,存在基因频率的改变,C正确;人类的喜好可以通过人工选择来实现,使人类喜好的性状得以保留,因此,人工选择可以决定金鱼的进化方向,D正确。
8.(2021·浙江1月选考)选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是 (　　)
A.同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择
B.人工选择可以培育新品种,自然选择不能形成新物种
C.自然选择保存适应环境的变异,人工选择保留人类所需的变异
D.经自然选择,同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化
【答案】 C
【解析】同一物种的个体差异,利于自然选择和人工选择,A错误;人工选择能培育出新品种,自然选择也能形成新的类型、新的物种,B错误;自然选择是自然界对生物的选择作用,使适者生存,不适者被淘汰;人工选择是人们根据自己的需要,对合乎要求的变异个体进行选择,最后选育出新品种,C正确;由于同一物种不同种群所处的自然环境可能不同,故在自然选择的作用下,同一物种的不同种群的基因库可能发生不同的变化,D错误。
9.(2021·河北)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是 (　　)
A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为
B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义
C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D.④可能由③进化而来
【答案】 B
【解析】求偶时提供食物给雌蝇,一方面为了获得交配机会,另一方面也有利于雌性获得更多营养物质繁殖后代,这是一种长期形成的适应性行为,A正确;根据题意,四种方式都能求偶成功,④虽然是一种仪式化行为,但对缝蝇繁殖也具有进化意义,B错误;在求偶过程中,把食物裹成丝球送给雌蝇,更受雌蝇的青睐,容易获得交配机会,留下后代的机会多,这是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,C正确;④仅送一个空丝球给雌蝇,不需要食物也能求偶成功,④与③在外观上具有相似性,可推测④可能由③进化而来,D正确。
二、非选择题
10.(2022·广东省一模)CIB品系果蝇具有一条正常的X染色体(X+)和一条含CIB区段的X染色体(XCIB),其中C表示染色体上的倒位区,可抑制X染色体间交叉互换;I为雄性果蝇胚胎致死的隐性基因;B为显性棒眼基因。 CIB品系可用于隐性突变和致死突变的检测。
回答下列问题(不考虑杂交过程中的交叉互换):
(1)CIB区段是X染色体倒位的结构,这种变异属于可遗传变异中的　 。
(2)自然界中不存在基因型为XCIBXCIB的棒眼雌果蝇,原因是
　 。
下图两只果蝇杂交,则后代中棒眼雌果蝇所占比例为　　。
染色体结构变异
含有Ⅰ基因的雄果蝇胚胎致死,不可能产生XClB的雄配子
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(3)某只正常眼雄果蝇经X射线诱变处理,现对其是否发生了X染色体隐性突变(非C、I、B基因)进行鉴定。方法如下:将该诱变处理后的正常眼雄果蝇与CIB品系棒眼雌果蝇杂交,然后在F1中选取表现型为　　　　　　　　　　　　　　的两只果蝇杂交,观察F2的表现型及比例:
①若杂交后代中正常眼雌果蝇:正常眼雄果蝇=1∶1,则明X染色体上没有发生突变;
②若杂交后代中　　　　　　　　　　　 　,
________________________则说明X染色体上发生了隐性突变;
③若杂交后代中　　 　　　　　　　　　　,则说明X染色体上发生了隐性致死突变。
正常眼雌果蝇×正常眼雄果蝇
正常眼雌果蝇∶正常眼雄果蝇∶
新性状雄果蝇=2∶1∶1
正常眼雌果蝇∶正常眼雄果蝇=2∶1
【详解】
(1)染色体结构变异包括重复、倒位、易位、缺失,CIB品系果蝇的染色体出现倒位区,表明该品系果蝇发生了染色体结构变异。
(2)由题干信息“1为雄性果蝇胚胎致死的隐性基因”可知不可能产生XClB的雄配子,所以自然状态下一般不存在基因型为XClBXClB的雌性个体;由示意图可知:P:X+XClB×X+Y→F1:雌性X+XClB、X+X+、雄性X+Y、XClBY(死亡),因此棒眼雌果蝇(X+XClB)所占的比例为1/3。
(3)据题干可知P:X+XClB×X Y→F1中雌性的基因型为:X XClB、X X+,雄性的基因型为:X+Y、XClBY(死亡),根据①的结论可推出:在F1中选取的基因型为X X+和X+Y,所以应在F1中选取表现型为正常眼雌蝇和正常眼雄果蝇的两只果蝇杂交,则杂交后代的基因型及其比例为X X+∶X+X+∶X Y∶X+Y=1∶1∶1∶1,此题可采用反推法:根据杂交后代的基因型及其比例可知:若染色体上发生了隐性突变,则杂交后代中正常眼雌果蝇:正常眼雄果蝇:新性状雄果蝇=2∶1∶1;若X染色体上发生了隐性致死突变,则杂交后代中正常眼雌果蝇:正常眼雄果蝇=2∶1。

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