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(共51张PPT)
专题四 遗传、变异和进化
专题突破
第1讲 遗传的分子基础
【思维导图】
【考点梳理】
考点1 探究遗传物质的两个经典实验
(1)实验设计思路:将DNA和蛋白质分开分别观察,从而确定谁是遗传物质。
(2)肺炎双球菌的转化实验
①S型活菌的RNA


R型菌
②S型活菌的多糖、蛋白质等 R型菌
③S型活菌的DNA R型菌+S型菌
④S型活菌的DNA+DNA酶 R型菌
含R型活菌的培养基
注入
注入
注入
注入
格里菲斯的体内转化实验→结论:S型死菌中,必定存在使R型菌转化为S型菌的转化因子。
艾弗里等的体外转化实验→结论:DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子,DNA是遗传物质。
(3)噬菌体侵染细菌的实验
实验方法:同位素标记法。
噬菌体侵染大肠杆菌的一般过程:吸附→注入→合成→组装→释放。
搅拌的目的:吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离。离心的目的:让上清液中析出重量较轻的噬菌体白质外壳,沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
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链由噬菌体提供,合成DNA和蛋白质外壳的原料、场所等均由大肠杆菌提供。
结论:DNA是遗传物质。
①35S标记的噬菌体 子代噬菌体放射性 低
②32P标记的噬菌体 子代噬菌体放射性 高
大肠杆菌
侵染
侵染
误差分析:
①35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀中放射性高的原因是搅拌不充分,少量35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面。
②32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中放射性高的原因是保温时间过短部分噬菌体未侵染大肠杆菌或保温时间过长部分子代噬菌体释放出来。
(4)遗传物质小结:
DNA是主要的遗传物质。除少数病毒的遗传物质是RNA外,其他生物(细胞生物+大多数病毒)的遗传物质是DNA。RNA病毒有:新冠病毒、SARS病毒、HIV、烟草花叶病毒、流感病毒等。
细胞生物(真核、原核) 非细胞生物(病毒)
DNA病毒 RNA病毒
核酸 DNA和RNA 只含DNA 只含RNA
遗传物质 DNA DNA RNA(少数)
1.DNA双螺旋结构
(1)基本组成元素:C、H、O、N、P。
(2)基本单位:脱氧核糖核苷酸。
考点2　遗传信息的传递和表达
(3)DNA双螺旋结构的主要特点:①由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。③内侧:由氢键相连的碱基对组成。遵循碱基互补配对原则:A=T;G≡C。
(4)DNA的特性:
①稳定性:DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
②多样性:碱基对的排列顺序是千变万化的。排列种类数:4n(n为碱基对对数)。
③特异性:每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。
(5)双链DNA分子中碱基的计算规律:
2个最基本的公式:
①整个DNA分子中 A=T,
G=C。
②两条互补链中A1=T2,
T1=A2,G1=C2,C1=G2。
基因在DNA上不连续分布,DNA中有些片段不是基因。
基因是具有遗传效应的DNA片段。
2.基因是具有遗传效应的DNA片段
基因和DNA的关系
基因A 基因B 基因C

基因间区 基因间区
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
每条染色体上有1个或2个DNA
每个DNA分子上含有多个基因
每个基因含有多个脱氧核苷酸
3.遗传信息的传递过程
①DNA的复制和基因表达
DNA复制 转录 翻译
场所 细胞核、线粒体
和叶绿体 细胞核、线粒体
和叶绿体 核糖体
模板 DNA的双链 DNA的一条单链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
酶 解旋酶、
DNA聚合酶 RNA聚合酶 相关的酶
DNA复制 转录 翻译
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质
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
DNA复制和转录均发生在DNA存在的部位:细胞核、线粒体和叶绿体。
DNA复制的特点:边解旋边复制,半保留复制;转录一般只转录DNA一条链中属于基因的片段。
基因表达:基因指导蛋白质的合成,包括转录和翻译。
遗传信息:基因中脱氧核苷酸的排列顺序。
密码子:mRNA中决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基。共64种,其中决定氨基酸的密码子有 61 种。
反密码子:tRNA上与mRNA中的密码子互补配对的3个碱基。
密码子特点:简并性(每种氨基酸对应1种或几种密码子);通用性(所有生物共用1套密码子)。
②DNA、RNA和蛋白质的相关计算(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=6∶3∶1。
③多聚核糖体(如下图)
现象:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。
意义:少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质。
核糖体移动方向:从左向右(见上图)。判断依据:多肽链的长短,方向由短到长。
④DNA半保留复制的实验证据
实验材料:大肠杆菌(繁殖快,20 min一代)。
实验方法:同位素标记法、密度梯度离心。
实验过程:
实验结论:DNA的复制是半保留复制。
4.基因表达与性状的关系
(1)中心法则:
DNA复制、转录和翻译,一般生物都会发生,但逆转录和RNA自我复制只有少数病毒才会进行。
DNA复制。
DNA、RNA是信息的载体;蛋白质是信息的表达产物;ATP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。
(2)基因对性状的控制:
基因通过控制酶的合成来控制细胞代谢过程,进而控制生物体的性状。
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(3)基因的选择性表达与细胞分化:
细胞分化的本质:基因的选择性表达。同一个体细胞分化过程中各细胞DNA相同,RNA和蛋白质不同。
基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
(4)表观遗传:
概念:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
时间:普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
原因:DNA甲基化(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:
可遗传性:基因表达和表型可以遗传给后代。
不变性:基因的碱基序列保持不变。
可逆性: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。
基因与性状不是一一对应的关系,一个性状可以受到多个基因的影响,一个基因也可以影响多个性状。
基因表达要受到环境的影响,表现型=基因型+环境。基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用。
典例示范一
(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是(　　)
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不
受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得
到S型菌
【答案】　D
【重点归纳】　肺炎双球菌转化实验,DNA的功能,基因对性状的控制。
【详解】　与R型菌相比,S型菌具有荚膜多糖,S型菌有毒,故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A正确;S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状,可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成,B正确;加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡,说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失,而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化,可知其DNA功能不受影响,C正确;将S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA被水解为小分子物质,故与R型菌混合,不能得到S型菌,D错误。
变式训练一
下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是 (　　)
A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后
的子代噬菌体多数具有放射性
B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化
为S型菌是基因突变的结果
C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌
转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMVA的RNA和
TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检
测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质
【答案】　D
【详解】　噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A错误;肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果,B错误;肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,C错误;烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质,D正确。
典例示范二
图为DNA分子部分结构示意图,对该图的描述错误的是(　　)
A.脱氧核糖核苷酸相互连接形
成DNA单链时能够产生水
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷
酸,②和③相间排列,构成了
DNA分子的基本骨架
C.⑤⑥⑦⑧对应的碱基依次为
A、G、C、T
D.DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基团
位于不同端
【答案】　B
【重点归纳】　DNA分子双螺旋结构的主要特点。
【详解】　图示表示DNA分子部分结构,其中①是磷酸,②是脱氧核糖,③含氮碱基(胞嘧啶),④是脱氧核苷酸(含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基),⑤⑥⑦⑧对应的碱基依次为A、G、C、T,⑨是氢键。脱氧核糖核苷酸相互连接形成磷酸二酯键时,有水生成,A正确;④由一分子磷酸、一分子胞嘧啶和一分子脱氧核糖构成,④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸;脱氧核糖②和磷酸①交替连接,构成基本骨架,B错误;由分析可知,⑤⑥⑦⑧对应的碱基依次为A、G、C、T,C正确;DNA分子的两条链是反向平行的,因此游离的磷酸基团位于DNA两条单链的不同端,D正确。
变式训练二
1.下图为大肠杆菌的拟核DNA复制图,下列说法不正确的是(　　)
A.甲中DNA分子的碱基对总数大于其上所有基因的碱基
对总数之和
B.甲是环状DNA,没有游离的磷酸基团
C.如果甲有1000个碱基,腺嘌呤脱氧核苷酸占全部碱基的
35%,则从甲到乙共需消耗150个鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.大肠杆菌中rRNA的合成与核仁密切相关
【答案】　D
【详解】　基因是具有遗传效应的DNA片段,DNA上有些片段无遗传效应,A正确;一条链状DNA含有两个游离的磷酸基团,环状DNA无,B正确;一个DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸个数为1000× (50%-35%)=150个,从甲到乙复制一次,消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸个数为150×(21-1)=150,C正确;大肠杆菌是原核生物,无核仁,D错误。
小结:DNA分子复制中的相关计算
DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有:
(1)DNA分子数:
①子代DNA分子数=2n个;
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个;
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条;
②亲代脱氧核苷酸链数=2条;
③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数m·(2n-1)个;
②第n次复制需该脱氧核苷酸数=(2n-1)·m-m·(2n-1-1)=m(2n-2n-1) =m·2n-1个。
2.下图Ⅰ、Ⅱ表示某生物细胞内发生的某些生理过程,X表示某种酶。下列说法正确的是 (　　)
A.Ⅰ过程中的X表示DNA聚合酶
B.Ⅰ过程的原料是核糖核苷酸,Ⅱ过程的原料是氨基酸
C.tRNA参与过程Ⅱ,主要功能是传递遗传信息
D.图中核糖体移动的方向是从右到左
【答案】　B
【详解】　Ⅰ过程表示转录,X表示RNA聚合酶;转录的原料是核糖核苷酸,Ⅱ是翻译,原料是氨基酸;tRNA在翻译过程中作为氨基酸转运的“搬运工”;由图中左侧的肽链最短可知,核糖体移动方向是从左到右。
真题回顾
1.(2021·广东卷)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是 (　　)
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】　B
【解析】　①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,与构建DNA双螺旋结构模型无关,①错误;②沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推算出DNA分子呈螺旋结构,②正确;③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等,沃森和克里克据此推出碱基的配对方式,③正确;④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制,是在DNA双螺旋结构模型之后提出的,④错误。
2.(2021·广东卷)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是 (　　)
A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
【答案】　C
【解析】　分析题意可知,金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体,从而直接影响翻译的过程,C正确。
3.(2020·新课标Ⅲ卷)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是 (　　)
【答案】　C
【解析】　由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,A正确;密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则,碱基对之间通过氢键结合,B正确;由图示可知,tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形,C错误;由于密码子的简并性,mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变,从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,D正确。
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
4.(2020·新课标Ⅲ卷)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是 (　　)
A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质
B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编
码多肽
C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和
不相等
D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA
分子
【答案】　B
【解析】　遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA, mRNA进行翻译合成蛋白质,A正确;以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA、tRNA、rRNA等,mRNA可以编码多肽,而tRNA的功能是转运氨基酸,rRNA是构成核糖体的组成物质,B错误;基因是有遗传效应的DNA片段,而DNA分子上还含有不具遗传效应的片段,因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和,C正确;染色体DNA分子上含有多个基因,由于基因的选择性表达,一条单链可以转录出不同的RNA分子,D正确。
5.(2022·广东卷)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是 (　　)
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
【答案】　C
【解析】　单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定该线性DNA分子两端能够相连,AB错误;据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,决定该线性DNA分子两端能够相连,C正确;DNA的两条链是反向的,因此自连环化后两条单链方向相反,D错误。故选C。
6.(2020·新课标Ⅱ卷)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是　　　、　　　。
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA、GAG
酪氨酸 UAC、UAU
组氨酸 CAU、CAC
rRNA
tRNA
【解析】　翻译过程中除了需要mRNA外,还需要的核酸分子有组成核糖体的rRNA和运输氨基酸的tRNA。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是　　　　,作为mRNA执行功能部位的是
　　　 ;作为RNA聚合酶合成部位的是　　　　,作为RNA聚合酶执行功能部位的是　　　　。
细胞核
细胞质
细胞质
细胞核
【解析】　就细胞核和细胞质这两个部位来说,mRNA是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成的,合成后需进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,在细胞质中合成后,进入细胞核用于合成RNA。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是
　 。 若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为　 。
酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸
UAUGAGCACUGG
【解析】　根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知,该小肽的氨基酸序列是:酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有2种,故可知对应的DNA序列有3处碱基发生替换后,氨基酸序列不变,则形成的编码序列为UAUGAGCACUGG。
7.(2021·全国甲卷)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。
回答下列问题:
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是________________________
　 。
dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是合成DNA的原料之一
【解析】　dA—Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是合成DNA的原料之一。因此研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是________
　 。
防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
【解析】　RNA分子也可以与染色体DNA进行碱基互补配对,产生杂交带,从而干扰32P标记的DNA片段甲与染色体DNA的杂交,故去除RNA分子,可以防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA　　　。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是　 。
解旋
DNA酶
【解析】　(3)DNA分子解旋后的单链片段才能与32P标记的DNA片段甲进行碱基互补配对,故需要使样品中的染色体DNA解旋。
(4)DNA酶可以水解DNA分子从而去除了样品中的DNA。(共40张PPT)
专题四 遗传、变异和进化
专题突破
第3讲 变异、育种和进化
【思维导图】
【考点梳理】
考点1 可遗传变异的类型
(1)基因突变、基因重组、染色体变异比较:
基因突变 基因重组 染色体变异
对象 几乎所有生物 有性生殖生物 真核生物
时间 分裂间期 减数第一次分裂前期、后期 细胞分裂期
方式 基因中碱基对增添、缺失、替换 基因交叉互换、自由组合 ①结构变异:重复、缺失、易位、倒位
②数目变异
光学显微
是否可见 不可见 不可见 可见
结果 产生新基因
(等位基因) 产生新基因型 基因数目或
排序变化
应用 诱变育种 杂交育种 单倍体育种、
多倍体育种
联系 ①基因突变是新基因产生的唯一途径,生物变异的根本来源,生物进化的原始材料
②基因突变产生的新基因新性状一般要通过基因重组传给后代
①可遗传的变异:基因重组、基因突变和染色体变异。基因突变和染色体变异统称为突变。
②基因突变的原因
物理、化学和生物因素等诱发突变。
DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。
③细胞的癌变
癌细胞的特点:无限增殖(适宜条件)、形态结构发生显著变化、细胞膜上的糖蛋白减少。
癌变的原因
外因:致癌因子。内因:原癌基因和抑癌基因发生突变。
致癌因子:物理、化学、病毒致癌因子。
原癌基因:调节细胞周期,其表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。
抑癌基因:其表达的蛋白质能抑制细胞生长和增殖。
④基因突变特点:a.普遍性;b.随机性;c.不定向性;d.低频性;e.多害少利性。
⑤注意区分易位与交叉互换。
易位:两条非同源染色体间移接。
交叉互换:两条同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换。
(2)染色体组
染色体组:一组非同源染色体,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。配子染色体数和染色体组数为体细胞的一半。
染色体组数的判断方法:
①根据染色体的形态来判断:
在细胞中的任选一条染色体,与它相似的染色体(包括它自身在内)有几条,细胞中就有几个染色体组。如右图,有 4 个染色体组。
②根据基因型来判断:控制同一性状的相同类型基因有几个,就有几个染色体组。如基因型为AAAaaBBbbb的个体中,含 5 个染色体组。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
单倍体:由配子直接发育而来的个体,不管含几个染色体组,都叫单倍体。
二倍体或多倍体:由受精卵发育而来的个体,含几个染色体组就叫几倍体。
(4)人类遗传病
类型 概念 举例
单基因
遗传病 指受一对等位基因控制的遗传病 多指、并指、软骨发育不全、白化病、抗维生素D佝偻病、红绿色盲等
多基因
遗传病 受两对或以上等位基因控制的人类遗传病 原发性高血压、青少年型糖尿、哮喘、冠心病等
染色体异
常遗传病 由染色体变异引起的遗传病 数目变异:21三体综合征(先天性愚型)
结构变异:猫叫综合征
遗传病的调查应选择发病率较高的单基因遗传病。原因是多基因遗传病易受环境因素的影响。
发病率调查对象是待测人群;遗传方式调查对象是患者家族。
遗传病的监测和预防主要包括遗传咨询和产前诊断。产前诊断包括羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查及基因诊断等。
人类基因组计划(HGP)测定24条(22+X+Y)染色体。
各种育种方法的比较
考点2　生物育种
类型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程
育种
原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组
方法 杂交→自交→选优→自交
…… 物理、化学因素处理生物 杂交→F1花药→单倍体幼苗→正常植株 秋水仙素/低温处理萌发的种子或幼苗 将目的基因导入生物体内
优点 操作简单,容易集中多个优良性状 提高突变频率,大幅度改良某些性状 明显缩短育种年限,快速获得纯种 操作简单,获得器官大、营养丰富的个体 定向改造性状,克服了远缘杂交不亲和的障碍
缺点 时间长,
过程复杂 有利变异少,需大量处理材料 方法复杂,成活率低,需与杂交育种配合 适用于植物,在动物中难于开展 操作复杂,
可能引起基因污染
举例 杂交水稻、中国荷斯坦牛等 青霉素高产菌株、太空种子等　　 纯种玉米、番茄等 三倍体西瓜、四倍体番茄等 抗虫棉、产生人胰岛素的细菌等
多倍体的培育方法
低温或用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
秋水仙素的作用:抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。
单倍体植株的培育方法
采用花药离体培养的方法(通过植物组织培养把花药离体出来培育成单倍体植株)。
单倍体育种(利用单倍体植株培育新品种):
花药 单倍体植株 染色体数目加倍的正常纯合子 新品种
花药离
体培养
秋水仙素处理
选优
(1)生物有共同祖先的证据
①化石证据——研究生物进化最直接、最重要的证据。
化石证据证实:生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。生物的进化顺序:简单→复杂,低等→高等,水生→陆生。
②其他方面的证据
比较解剖学证据、胚胎学证据和细胞和分子水平的证据。
考点3 进化
(2)达尔文自然选择学说的主要内容
“过度繁殖”是前提条件,其促进了生存斗争。
“生存斗争”是自然选择的动力,其促进了物种进化。
“遗传变异”是基础(是进化的内因)。
“自然选择”决定生物的进化方向;适应是自然选择的结果。
细菌抗药性的形成:
(3)种群基因组成的变化与物种的形成
种群既是进化的基本单位,也是繁殖的基本单位。
生物进化的原材料:可遗传变异,包括基因突变、基因重组和染色体变异,基因突变和染色体变异统称为突变。
种群基因频率改变
生物进化
生殖隔离
新物种
标志
产生
标志
生物进化的实质:种群基因频率改变。
新物种形成的标志:生殖隔离的出现。
新物种形成的3个基本环节:隔离、突变和重组、自然选择。其中隔离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。
自然选择使基因频率定向改变,决定生物进化的方向。(变异不定向,自然选择定向)
协同进化:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
生物多样性是协同进化的结果。主要包括基因多样性、遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
典例示范一
生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会,非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现下图①至④系列状况,则对该图的解释正确的是 (　　)
A.①为基因突变,②为倒位
B.③可能是重复,④为染色体组加倍
C.①为易位,③可能是缺失
D.②为基因突变,④为染色体结构变异
① ② ③ ④
【答案】　C
【重点归纳】　识图辨析染色体变异的类型。
【详解】　据题图分析,①发生了染色体片段的改变,且改变后的片段不属于同源染色体的部分,因此属于染色体结构变异中的易位;②染色体右侧发生了染色体上碱基序列的倒位,属于染色体结构变异;③在同源染色体片段中间出现了折叠现象,可能是缺失或者增加(重复);④细胞中有一对同源染色体多了一条,属于染色体数目变异。
变式训练一
如图所示细胞中所含的染色体,下列有关叙述正确的是(　　)
A.图a含有2个染色体组,图b含有3个染色体组
B.如果图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体
C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞,则该生物
一定是二倍体
D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的,是单倍体
a b c d
【答案】　C
【详解】　图a为有丝分裂后期,含有4个染色体组,图b有同源染色体,含有3个染色体组,A错误;如果图b生物是由配子发育而成的,则图b代表的生物是单倍体,如果图b生物是由受精卵发育而成的,则图b代表的生物是三倍体,B错误;图c中有同源染色体,含有2个染色体组,若是由受精卵发育而成的,则该细胞所代表的生物一定是二倍体,C正确;图d中只含1个染色体组,一定是单倍体,可能由雄性配子或雌性配子发育而成的,D错误。
典例示范二
如图所示,小麦育种的几种方式,下列有关叙述错误的是(　　)
A.获得①和⑥的育种原理是基因重组,②和③的育种原理
是染色体变异
B.获得④⑤的育种方式是诱变育种,得到的变异个体不全
都符合农业生产需要
C.获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状,克服远缘
杂交不亲和的障碍
D.秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期,结果是细胞中染
色体数加倍
【答案】　D
【重点归纳】　多种生物育种综合考查,侧重育种原理和方法的落实。
【详解】　获得①和⑥的育种方式分别是杂交育种和基因工程育种,其原理是基因重组;②和③的育种方式分别是单倍体育种和多倍体育种,其原理是染色体变异,A正确;获得④⑤的育种方式是诱变育种,由于基因突变是不定向的,所以得到的变异个体不全都符合农业生产需要,B正确;获得⑥的育种方式是基因工程育种,可根据人们的意愿定向改变生物体的性状,克服远缘杂交不亲和的障碍,C正确;秋水仙素作用的时间是有丝分裂前期,抑制细胞纺锤体的形成,结果是细胞中染色体数加倍,D错误。
变式训练二
诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术,转基因技术是20世纪90年代发展起来的新技术。下列叙述错误的是 (　　)
A.杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理
B.采用上述技术的目的是获得具有所需性状的品种
C.上述技术中,仅多倍体育种会育出与原物种存在生殖隔
离的个体
D.与传统育种比较,转基因的优势是能使物种出现新基因
和性状
【答案】　D
【详解】　杂交育种和单倍体育种过程中由于都涉及杂合亲本减数分裂产生花粉的过程,该过程的原理是基因重组,A正确;采用上述几种育种技术,都是为了获得具有所需性状的品种,B正确;上述技术中,仅多倍体育种育出的多倍体与原物种存在生殖隔离,其余育种技术育出的个体都与原亲本的染色体数量相同,而不会出现生殖隔离,C正确;与传统育种比较,转基因的优势是定向培育出人们所需的性状类型,其转入的基因并不是自然界不存在的新基因,D错误。
典例示范三
关于物种形成与生物进化,下列说法错误的是 (　　)
A.种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件
B.自然选择和突变都会导致种群基因频率发生变化
C.自然选择过程中,直接受选择的是个体的表现型,进而导
致基因频率的改变
D.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实
现的
【答案】　D
【重点归纳】　现代生物进化理论的内涵。
【详解】　种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件,A正确;自然选择和突变都会导致种群基因频率发生变化,B正确;自然选择过程中,直接选择的是个体的表现型,进而导致种群基因频率的改变,C正确;物种之间的共同进化是通过物种之间的相互影响实现的,可能是生存斗争也可能是互助,D错误。
变式训练三
为控制野兔种群数量,澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高,兔被强毒性病毒感染后很快死亡,致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高,兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出 (　　)
A.病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用
B.毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系
C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降
D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作
用
【答案】　C
【详解】　病毒感染可以导致抗性较低的兔子死亡,抗性较强的个体得以生存,从而起到选择的作用;兔子被强毒性病毒感染后很快死亡,但病毒要寄生在活细胞中,所以病毒也不能长期存活,寄生关系难以维持;中毒性病毒比例升高,是兔子抗病毒能力增强的结果;蚊子充当了病毒和兔子之间的媒介,在兔子与病毒的协同进化过程中发挥了作用。
真题回顾
1.(2021·广东卷)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食,关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是 (　　)
A.缺少天敌,斑点数量可能会增多
B.引入天敌,斑点数量可能会减少
C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向
D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
【答案】　C
【解析】　缺少天敌的环境中,孔雀鱼的斑点数量逐渐增多,原因是孔雀鱼群体中斑点数多的雄性个体体色艳丽易吸引雌性个体,从而获得更多的交配机会,导致群体中该类型个体的数量增多,A正确;引入天敌的环境中,斑点数量多的雄鱼容易受到天敌的捕食,数量减少,反而斑点数量少的雄鱼获得更多交配机会,导致群体中斑点数量可能会减少,B正确;生物的变异是不定向的,故天敌存在与否不能决定斑点数量相关基因的变异方向,C错误;由题干信息可知,“斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食”,则斑点少的雄鱼繁殖后代的机会少,但不易被天敌捕食,可知自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊,D正确。
2.(2021·广东卷)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性,由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成,F、f的基因频率分别是 (　　)
A.15%、85% B.25%、75%
C.35%、65% D.45%、55%
【答案】　B
【解析】　由题意可知,该兔种群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1500只淡黄色脂肪兔(ff)组成,故F的基因频率=F/(F+f)=(500×2) /(2000×2)=25%,f的基因频率=1-25%=75%,B正确。
3.(2020·新课标Ⅱ卷)关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是 (　　)
A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
【答案】　C
【解析】　二倍体植物体细胞含有两个染色体组,减数分裂形成配子时染色体数目减半,即配子只含一个染色体组,A正确;由染色体组的定义可知,一个染色体组中所有染色体均为非同源染色体,不含同源染色体,B正确;不是所有生物都有性别之分,有性别之分的生物的性别不一定由性染色体决定,因此不是所有细胞中都有性染色体和常染色体,C错误;一个染色体组中的所有染色体在形态和功能上各不相同,因此染色体DNA的碱基序列不同,D正确。
4.(2020·新课标Ⅲ卷)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程,如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上,人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题:
(1)在普通小麦的形成过程中,杂种一是高度不育的,原因是
　 。 已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体,普通小麦体细胞中有　　条染色体。一般来说,与二倍体相比,多倍体的优点是________________
　 　(答出2点即可)。
无同源染色体,不能进行正常的减数分裂
42
营养物质含量高、茎秆粗壮
【解析】　杂种一是一粒小麦和斯氏麦草杂交的产物,细胞内含有一粒小麦和斯氏麦草各一个染色体组,所以细胞内不含同源染色体,不能进行正常的减数分裂,因此高度不育。普通小麦含有6个染色体组,每个染色体组有7条染色体,所以体细胞有42条染色体。多倍体植株通常茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍,可采用的方法有
　 (答出1点即可)。
秋水仙素处理
【解析】　人工诱导植物细胞染色体加倍可以采用秋水仙素处理。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体),甲的表现型是抗病易倒伏,乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,请简要写出实验思路。
【答案】 甲、乙两个品种杂交,F1自交,选取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不发生性状分离的植株。
【详解】为获得稳定遗传的抗病抗倒伏的小麦,可以利用杂交育种的方法,设计思路如下:将甲和乙两品种杂交获得F1,将F1植株进行自交,选取F2中既抗病又抗倒伏的且自交后代不发生性状分离的植株,即为稳定遗传的抗病又抗倒伏的植株。
5.白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。下图为某地不同区域白车轴草种群中有毒个体的比例,下列分析错误的是 (　　)
A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率
【答案】　D
【解析】　分析题意可知,草食动物能采食白车轴草,故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;分析题中曲线可知,从市中心到市郊和乡村,白车轴草种群中HCN个体比例增加,说明城市化进程会影响白车轴草的进化,B正确;与乡村相比,市中心种群中产HCN个体比例小,即基因型为D_H_的个体所占比例小,d、h基因频率高,C正确;基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,基因重组不会影响种群基因频率,D错误。故选D。(共71张PPT)
专题四 遗传、变异和进化
专题突破
第2讲 遗传的基本规律和伴性遗传
【思维导图】
【考点梳理】
考点1 分离定律和自由组合定律
(1)基本概念
性状类
相对性状:同一生物同一性状的不同表现类型。如豌豆的高茎和矮茎。
显性性状:具有相对性状的纯种亲本杂交,杂种F1中表现出来的亲本性状。
隐性性状:具有相对性状的纯种亲本杂交,杂种F1中未表现出来的亲本性状。
性状分离:在杂种自交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
个体类
表现型:生物个体所表现出来的性状。表现型=基因型+环境
基因型:与表现型有关的基因组成。高茎豌豆基因型为DD或Dd,矮茎豌豆的为dd。
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;隐性性状必为纯合子。
杂合子:由不同基因的配子结合发育成的个体。多对基因时有一对杂合就是杂合子,每对都纯合才是纯合子。
等位基因:位于一对同源染色体上的相应位置控制相对性状的基因。如D和d是等位基因,D和D是相同基因,D和其他基因是非等位基因。
材料类
豌豆的优点:①自花传粉,闭花授粉,自然状态下一般是纯种;②具有易于区分的性状;③花朵大,易于人工授粉。
果蝇的优点:①易饲养,繁殖快;②具有易于区分的性状;③子代多,方便统计。
(2)分离定律和自由组合定律
分离定律和自由组合定律都发生在减数第一次分裂后期。位于同一对同源染色体上的基因只遵循分离定律,不遵循自由组合定律;位于不同对同源染色体上的基因遵循自由组合定律。
适用范围:有性生殖生物的细胞核基因。
分离定律适用于一对相对性状的遗传。
自由组合定律适用两对或多对能独立遗传的相对性状的遗传。
(3)遗传规律的应用
①一对相对性状(仅由一对等位基因控制,且完全显性)的个体间的6种交配情况
亲本基因型 子代基因型 子代表现型 归纳
AA×AA AA 全显性 亲本中至少有一个是显性纯合子
AA×Aa AA∶Aa=1∶1 全显性
AA×aa Aa 全显性
Aa×Aa AA∶Aa∶aa
=1∶2∶1 显性∶隐性
=3∶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
②判断显隐性
自交:杂合子自交出现3∶1的比,则占3的为显,如高×高→高∶矮=3∶1,则高为显性。
杂交:具有相对性状的纯种亲本杂交,F1中表现出来的亲本性状为显性,如高×矮→高,则高为显性。
③判断纯合子与杂合子
自交:(适用于植物)自交出现性状分离则为杂合子,不出现性状分离则为纯合子。
测交:若后代只有一种表现型,则为纯合子;若后代表现型之比为1∶1,则为杂合子。
⑤利用分离定律解决自由组合定律问题
逐对分析法:先分别用分离定律一对一对分析(求什么就分析什么),求出相应的基因型、表现型、配子的种类及比例(或概率),再用乘法原理求出相应要求的结果(如下图)。
在F2中共有 9 种基因型, 4 种表现型;在F2中黄圆所占比例为9/16,绿圆所占比例为3/16,黄皱所占比例为3/16,绿皱所占比例为1/16。
在F2中纯合子所占比例为1/4,隐性纯合子所占比例为1/16,杂合子所占比例为3/4,双杂合子所占比例为1/4。
在F2中亲本类型所占比例为5/8,重组类型所占比例为3/8,亲本类型中的纯合子所占比例为1/5。
在F2中的YYRr与隐性纯合子交配,则后代中有 2 种基因型,有 2 种表现型。
⑥已知后代表现型比,求亲本的基因型
3∶3∶1∶1=(3∶1)×(1∶1)→亲本基因型为AaBb×Aabb
3∶1∶3∶1=(1∶1)×(3∶1)→亲本基因型为AaBb×aaBb
9∶3∶3∶1=(3∶1)×(3∶1) →亲本基因型为AaBb×AaBb
1∶1∶1∶1=(1∶1)×(1∶1)→亲本基因型为AaBb×aabb　Aabb×aaBb
⑦9∶3∶3∶1的变式分析
孟德尔两对相对性状的杂交实验F2中:双显(A_B_)∶显隐(A_bb)∶隐显(aaB_)∶双隐(aabb)=9∶3∶3∶1。
若一对相对性状由2对独立遗传的等位基因控制,则表现型之比会出现9∶3∶3∶1的变式。解题的思路:根据题意对变式先还原,再用逐对分析法去分析。
9∶3∶3∶1常见变式:
9∶6∶1(双显∶单显∶双隐)。
15∶1 (有显性基因∶只有隐性基因)。
9∶7(双显∶其他情况)。
9∶3∶4(双显∶单显∶单显+双隐)。
12∶3∶1(双显性+单显性∶单显性∶双隐性)。
若出现比较特殊的表现型之比,还需考虑致死、某基因对性状的抑制等情况。
(1)基因在染色体上
①萨顿假说
内容:基因在染色体上。
依据:基因和染色体行为存在明显的平行关系。
方法:类比推理法。
考点2　伴性遗传
②证明基因在染色体上的实验证据——摩尔根的果蝇杂交实验
研究方法:假说—演绎法。
材料:果蝇。
性染色体组成的类型
XY型 ZW型
性别 ♀ ♂ ♀ ♂
性染色体
实例 人、哺乳动物、果蝇等 蛾蝶类、鸟类等
研究过程:
观察现象(图1): F1全为红眼;F2雌果蝇全为红眼,雄果蝇一半红眼一半白眼。
提出问题:F2的雌雄表现型为什么不一样呢
提出假说:控制红眼与白眼基因位于X染色体上,Y染色体不含其等位基因。
演绎推理:设计测交实验(图2):杂种F1与隐形纯合子杂交;预期结果:子代中红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1∶1∶1。
验证实验:测交验证(图2),结果与预期相符。
得出结论:基因在染色体上。萨顿的假说是正确的。
图1
测交:让杂种F1与隐形纯合子杂交
图2
③基因和染色体的关系
基因在染色体上呈线性排列。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。
在真核生物中,基因主要在染色体上,少数在线粒体和叶绿体中,线粒体和叶绿体中的基因为细胞质基因,只能通过母系遗传。
(2)伴性遗传:性染色体上的某些基因控制的性状与性别相关联的遗传方式。
①X染色体隐性遗传:人类红绿色盲、血友病等。
特点:男病多于女病;有隔代交叉遗传现象;女病,其父子必病。
女性 男性
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
表现型 正常 色盲 正常 色盲
②X染色体显性遗传:抗维生素D佝偻病等。
特点:女病多于男病;代代遗传;男病,其母女必病。
女性 男性
基因型 XDXD XDXd XdXd XDY XdY
表现型 正常 患者 正常
③Y染色体遗传:外耳道多毛症。
特点:父传子,子传孙。
④伴性遗传的应用。
伴性遗传的性状如果要根据表现型来区分子代雌雄,则亲本杂交组合为同隐异显。如亲本ZbZb×ZBW,后代雄全为ZBZb显性,雌全为ZbW隐性;亲本XbXb×XBY,后代雄全为XbY隐性,雌全为XBXb显性。
同隐异显也是判断基因位于常染色体还是X染色体的方法。
(3)遗传系谱图的解题思路
①确定遗传方式
判断是否为伴Y:父传子,子传孙,为伴Y。
判断显隐性
无中生有为隐性,有中生无为显性。
确定常染色体遗传还是伴X遗传
隐性看女病,父子必病可能为伴X,父子有正常为常染色体遗传。
显性看男病,母女必病可能为伴X,母女有正常为常染色体遗传。
②确定基因型
先确定隐性个体的基因型,显性个体根据题意或上下代关系确定,不能确定时留空待定。
③根据题意进行计算(有两种或两种以上病时用逐对分析法)。
(4)遗传规律经典题型解题思路
常见遗传规律题型:
判断显隐性。
判断基因是在常染色体还是X染色体上。
判断基因型、表现型,纯合子还是杂合子。
计算基因型、表现型、配子等的种类及其比例。
判断/验证分离定律、自由组合定律。
判断显隐性
①杂交:显纯×隐纯→显。
②自交:杂合子自交→显∶纯=3∶1。
判断常染色体遗传与X染色体遗传
①已知显隐性:♀隐×♂显(XaXa×XAY)或♀杂×♂显(XAXa×XAY)。
②未知显隐性:具有相对性状的亲本正交反交。
子代♀♂表现型相同,且全显/全隐/显∶隐=1∶1
亲本 子代表现型
Aa×Aa 显∶隐=3∶1
AA×AA 全显
AA×Aa 全显
AA×aa 全显
aa×aa 全隐
Aa×aa 显∶隐=1∶1

亲本 子代表现型
XAXA×XAY ♀♂全显
XAXA×XaY ♀♂全显
XaXa×XaY ♀♂全隐
XAXa×XaY ♀♂显∶隐=1∶1
XaXa×XAY ♀全显♂全隐
XAXa×XAY ♀全显♂显∶隐=1∶1
不能判断常染色体遗传/X染色体遗传
不能判断常染色体遗传/X染色体遗传
子代♀♂表现型相同,且全显/全隐/显∶隐=1∶1→常染色体/X染色体遗传都可能→不能判断常染色体遗传/X染色体遗传。
不考虑♀♂,子代显∶隐=3∶1 →Aa×Aa或XAXa×XAY→不能判断常染色体遗传/X染色体遗传。
考虑♀♂,子代♀♂显∶隐=3∶1 →Aa×Aa→常染色体遗传。
典例示范一
(2020·全国Ⅰ卷)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此无法判断的是 (　　)
A.长翅是显性性状还是隐性性状
B.亲代雌蝇是杂合子还是纯合子
C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上
D.该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
【答案】　C
【重点归纳】　考查遗传规律的应用,判断显隐关系、杂合子和纯子、常染色体和X染色体的方法。
【详解】　根据截翅为无中生有可知,截翅为隐性性状,长翅为显性性状,A不符合题意;根据杂交的后代发生性状分离可知,亲本雌蝇一定为杂合子,B不符合题意;无论控制翅形的基因位于X染色体上还是常染色体上,后代中均会出现长翅∶截翅=3∶1的分离比,C符合题意;根据后代中长翅∶截翅=3∶1可知,控制翅形的基因符合基因的分离定律,故可推测该等位基因在雌蝇体细胞中是成对存在的,D不符合题意。
变式训练一
1.(2021·深圳一模)果蝇的长翅与残翅(由A和a基因控制),红眼与白眼(由B和b基因控制)是两对相对性状。一只雄果蝇与一只雌果蝇杂交,后代的表型及比例如下表。有关分析错误的是(　　)
A.亲本的雌雄果蝇都为长翅红眼
B.两对基因的遗传符合自由组合定律
C.A/a基因不一定位于常染色体上
D.后代雌果蝇中纯合子占1/4
后代 长翅
红眼 长翅
白眼 残翅
红眼 残翅
白眼
雌果蝇 3/8 0 1/8 0
雄果蝇 3/16 3/16 1/16 1/16
【答案】　C
【详解】　通过分析可知,亲本果蝇的基因型分别是AaXBY和AaXBXb,故亲本的雌雄果蝇都为长翅红眼,A正确;控制翅长的基因在常染色体上,控制眼色的X染色体上,故两对基因的遗传符合自由组合定律,B正确;通过分析可知,A/a基因位于常染色体上, C错误;亲本基因型为AaXBY和AaXBXb,后代雌性中纯合子有1/4 ×1/2AAXBXB、1/4×1/2aaXBXB1/8+1/8=1/4,D正确。
2.(2022·深圳一模)某雌雄同株异花的植物,在自然状态下既可同株异花授粉也可异株异花授粉。提高该作物产量的重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势。科研人员在育种过程中发现了一株雄性不育突变株,育性由一对等位基因M/m决定。请根据材料回答:
(1)将正常植株与雄性不育突变株杂交,获得的杂交后代(F1)均表现为可育,此杂交操作过程的优点是可以简化对母本的______
程序,F1自交获得F2,其中可育与不育的植株数量比约为　　　,不育性状的基因型为　　　。
去雄
3∶1
mm
【详解】　将正常植株与雄性不育突变株杂交,获得的杂交后代(F1)均表现为可育,说明可育为显性性状,用M表示,不育为隐性性状,用m表示。雄性不育突变株只有雌蕊,可作为杂交母本,而无需去雄操作步骤;F1自交获得F2,由于F1产生的雌雄配子均为两种,且比例为1∶1,雌雄配子随机结合,故F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1;其中不育性状基因型为mm。
(1)将正常植株与雄性不育突变株杂交,获得的杂交后代(F1)均表现为可育,此杂交操作过程的优点是可以简化对母本的______
程序,F1自交获得F2,其中可育与不育的植株数量比约为　　　,不育性状的基因型为　　　。
去雄
3∶1
mm
(2)研究表明雄性不育突变株由于缺失某种酶,阻止了突变体花药的伸长和发育,上述体现基因对性状的控制方式是________
　 。
通过控制酶的合成控制代谢过程,从而控制生物性状
【详解】　研究表明雄性不育突变株由于缺失某种酶,阻止了突变体花药的伸长和发育,上述体现基因对性状的控制方式是通过控制酶的合成间接控制生物的性状。
(3)F2杂交优势不能充分体现,原因是_____________________
　 。 为方便重新制种,科研人员利用基因工程技术构建了一株基因型为MmYy的植株,Y与M在一条染色体上,y与m在一条染色体上,Y和y分别是控制黄色和白色种皮的基因。科研人员这样做的目的是___________________
　 。
F2可产生带m基因的配子,杂交后代可能会出现不育植株
直接通过观察种皮颜色来判断是否带m基因,从而缩短制种时间
【详解】　F2杂交优势不能充分体现,原因是F2可产生带m基因的配子,杂交后代可能会出现不育植株。为方便重新制种,科研人员利用基因工程技术构建了一株基因型为MmYy的植株,Y与M在一条染色体上,y与m在一条染色体上,Y和y分别是控制黄色和白色种皮的基因。科研人员这样做的目的是直接通过观察种皮颜色来判断是否带m基因,白种皮的种子带m基因,黄种皮的种子则不带m基因,因而无需栽种培养至成熟就可判断育性,缩短制种时间。
典例示范二
(2021·全国甲卷)果蝇的翅型、眼色和体色3个性状由3对独立遗传的基因控制,且控制眼色的基因位于X染色体上。让一群基因型相同的果蝇(果蝇M)与另一群基因型相同的果蝇(果蝇N)作为亲本进行杂交,分别统计子代果蝇不同性状的个体数量,结果如图所示。已知果蝇N表现为显性性状灰体红眼。下列推断错误的是 (　　)
A.果蝇M为红眼杂合体雌蝇
B.果蝇M体色表现为黑檀体
C.果蝇N为灰体红眼杂合体
D.亲本果蝇均为长翅杂合体
【答案】　A
【重点归纳】　分析柱状图,根据已知表现型求基因型、伴性遗传规律的考查、自由组合定律的应用。
【详解】　根据分析可知,M的基因型为AabbXwY或AabbXwXw,表现为长翅黑檀体白眼雄蝇或长翅黑檀体白眼雌蝇,A错误,B正确;N基因型为AaBbXWXw或AaBbXWY,灰体红眼表现为长翅灰体红眼雌蝇,三对基因均为杂合,C正确;亲本果蝇长翅的基因型均为Aa,为杂合子,D正确。
变式训练二
(2022·全国乙卷)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是 (　　)
A.正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡
B.正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合体
C.反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡
D.仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别
【答案】　C
【详解】　设基因A/a控制芦花和非芦花性状,根据题意可知,正交为ZaZa(非芦花雄鸡)×ZAW(芦花雌鸡),子代为ZAZa、ZaW,且芦花鸡和非芦花鸡数目相同,反交ZAZA×ZaW,子代为ZAZa、ZAW,且全为芦花鸡,A正确;正交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子),反交子代中芦花雄鸡为ZAZa(杂合子),B正确;反交子代芦花鸡相互交配,即ZAZa×ZAW,所产雌鸡ZAW、ZaW(非芦花),C错误;正交子代为ZAZa(芦花雄鸡)、ZaW(非芦花雌鸡),D正确。故选C。
真题回顾
1.(2022·全国甲卷)某种自花传粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色体上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,红花对白花为显性。若基因型为AaBb的亲本进行自交,则下列叙述错误的是 (　　)
A.子一代中红花植株数是白花植株数的3倍
B.子一代中基因型为aabb的个体所占比例是1/12
C.亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子数的3倍
D.亲本产生的含B的可育雄配子数与含b的可育雄配子数
相等
【答案】　B
【解析】　分析题意可知,两对等位基因独立遗传,故含a的花粉育性不影响B和b基因的遗传,所以Bb自交,子一代中红花植株B∶白花植株bb=3∶1,A正确;基因型为AaBb的亲本产生的雌配子种类和比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,由于含a的花粉50%可育,故雄配子种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=2∶2∶1∶1,所以子一代中基因型为aabb的个体所占比例为1/4×1/6=1/24,B错误;由于含a的花粉50%可育,50%不可育,故亲本产生的可育雄配子是A+1/2a,不育雄配子为1/2a,由于Aa个体产生的A∶a=1∶1,故亲本产生的可育雄配子数是不育雄配子的三倍,C正确;两对等位基因独立遗传,所以Bb自交,亲本产生的含B的雄配子数和含b的雄配子数相等,D正确。故选B。
2.(2021·全国乙卷)某种二倍体植物的n个不同性状由n对独立遗传的基因控制(杂合子表现显性性状)。已知植株A的n对基因均杂合。理论上,下列说法错误的是 (　　)
A.植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体
B.n越大,植株A测交子代中不同表现型个体数目彼此之间
的差异越大
C.植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数和纯合子的
个体数相等
D.n≥2时,植株A的测交子代中杂合子的个体数多于纯合子
的个体数
【答案】　B
【解析】　每对等位基因测交后会出现2种表现型,故n对等位基因杂合的植株A的测交子代会出现2n种不同表现型的个体,A正确;不管n有多大,植株A测交子代比为(1∶1)n=1∶1∶1∶1…… (共2n个1),即不同表现型个体数目均相等,B错误;植株A测交子代中n对基因均杂合的个体数为1/2n,纯合子的个体数也是1/2n,两者相等,C正确;n≥2时,植株A的测交子代中纯合子的个体数是1/2n,杂合子的个体数为1-(1/2n),故杂合子的个体数多于纯合子的个体数, D正确。
3.(2021·全国甲卷)植物的性状有的由1对基因控制,有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶,果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点,某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表(实验②中F1自交得F2)。
实验 亲本 F1 F2
① 甲×乙 　1/4缺刻叶齿皮,
　1/4缺刻叶网皮
　1/4全缘叶齿皮,
　1/4全缘叶网皮 —
② 丙×丁 缺刻叶齿皮 　9/16缺刻叶齿皮,
　3/16缺刻叶网皮
　3/16全缘叶齿皮,
　1/16全缘叶网皮
回答下列问题:
(1)根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律,判断的依据是___________________________________________
_______________________________________________________
　 。根据实验②,可判断这2对相对性状中的显性性状是　　 　　　。
基因型不同的两个亲本杂交,F1分别统计,缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律
缺刻叶和齿皮
【解析】　实验①中F1表现为1/4缺刻叶齿皮,1/4缺刻叶网皮,1/4全缘叶齿皮,1/4全缘叶网皮,分别统计两对相对性状,缺刻叶∶全缘叶=1∶1,齿皮∶网皮=1∶1,每对相对性状结果都符合测交的结果,说明这2对相对性状的遗传均符合分离定律;根据实验②,F1全为缺刻叶齿皮,F2出现全缘叶和网皮,可以推测缺刻叶对全缘叶为显性,齿皮对网皮为显性。
【解析】　根据已知条件,甲乙丙丁的基因型不同,其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮,实验①杂交的F1结果类似于测交,实验②的F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比,则F1的基因型为AaBb,综合推知,甲的基因型为Aabb,乙的基因型为aaBb,丙的基因型为AAbb,丁的基因型为aaBB,甲乙丙丁中属于杂合体的是甲和乙。
(2)甲乙丙丁中属于杂合体的是　　　　。
甲和乙
【解析】　(3)实验②的F2中纯合体基因型为1/16AABB, 1/16AAbb,1/16aaBB,1/16aabb,所有纯合体占的比例为1/4。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮=45∶15∶3∶1,分别统计两对相对性状,缺刻叶∶全缘叶=60∶4=15∶1,可推知叶形受两对等位基因控制,齿皮∶网皮=48∶16=3∶1,可推知果皮受一对等位基因控制。
(3)实验②的F2中纯合体所占的比例为　 。
(4)假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是　　　,判断的依据是
　 　。
1/4
果皮
F2中齿皮∶网皮=48∶16=3∶1,说明受一对等位基因控制
4.(2021·全国乙卷)果蝇的灰体对黄体是显性性状,由X染色体上的1对等位基因(用A/a表示)控制;长翅对残翅是显性性状,由常染色体上的1对等位基因(用B/b表示)控制。回答下列问题:
(1)请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料,设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。(要求:用遗传图解表示杂交过程。)
【答案】　
【详解】　(1)亲本灰体纯合子雌果蝇的基因型为XAXA,黄体雄果蝇基因型为XaY,二者杂交,子一代基因型和表现型为XAXa(灰体雌果蝇)、XAY(灰体雄果蝇),想要获得黄体雌果蝇XaXa,则需要再让子一代与亲代中的黄体雄果蝇杂交,相应遗传图解如上。子二代中黄体雌果蝇即为目标果蝇,选择即可。
(2)若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇(XAYBB)作为亲本杂交得到F1,F1相互交配得F2,则F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=　　　　　　,F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为　　　。
3∶1∶3∶1
3/16
【详解】　已知长翅对残翅是显性性状,基因位于常染色体上,若用黄体残翅雌果蝇(XaXabb)与灰体长翅雄果蝇(XAYBB) 作为亲本杂交得到F1,F1 的基因型为XAXaBb、XaYBb,F1相互交配得F2,分析每对基因的遗传,可知F2中长翅∶残翅=(1BB+2Bb)∶(1bb)=3∶1,灰体∶黄体=(1XAXa+1XAY)∶(1XaXa+1XaY)=1∶1,故灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=(1/2×3/4)∶(1/2×1/4)∶(1/2×3/4)
∶(1/2×1/4)=3∶1∶3∶1,F2中灰体长翅雌蝇(XAXaB-)出现的概率为1/4×3/4=3/16。
5.(2020·新课标Ⅱ卷)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示,且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株:板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交,子代表现型均与甲相同;乙和丁杂交,子代出现个体数相近的8种不同表现型。回答下列问题:
(1)根据甲和丙的杂交结果,可知这3对相对性状的显性性状分别是　 。
板叶、紫叶、抗病
【详解】　甲板叶紫叶抗病与丙花叶绿叶感病杂交,子代表现型与甲相同,可知显性性状为板叶、紫叶、抗病,甲为显性纯合子AABBDD。
(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果,可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为　　　　　、　　　 　、　　　　和
　　　　。
(3)若丙和丁杂交,则子代的表现型为_____________________
　 。
AABBDD
【详解】　(2)已知显性性状为板叶、紫叶、抗病,再根据甲、乙、丙、丁的表现型和杂交结果可推知,甲、乙、丙、丁的基因型分别为AABBDD、AabbDd、aabbdd、aaBbdd。
(3)若丙aabbdd和丁aaBbdd杂交,根据自由组合定律,可知子代基因型和表现型为:aabbdd(花叶绿叶感病)和aaBbdd(花叶紫叶感病)。
AabbDd
aabbdd
aaBbdd
花叶绿叶感病、花叶紫叶感病
(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交,统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1,则植株X的基因型为　　　　。
AaBbdd
【详解】　已知杂合子自交分离比为3∶1,测交比为1∶1,故X与乙杂交,叶形分离比为3∶1,则为Aa×Aa杂交;叶色分离比为1∶1,则为Bb×bb杂交;能否抗病分离比为1∶1,则为Dd×dd杂交,由于乙的基因型为AabbDd,可知X的基因型为AaBbdd。
6.(2022·全国乙卷)某种植物的花色有白、红和紫三种,花的颜色由花瓣中色素决定,色素的合成途径是:白色 红色 紫色。其中酶1的合成由基因A控制,酶2的合成由基因B控制,基因A和基因B位于非同源染色体上,回答下列问题:
酶1
酶1
(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合体植株杂交,子代植株表现型及其比例为　　　 　;子代中红花植株的基因型是　　　 　;子代白花植株中纯合体占的比例为　 　。
白色∶红色∶紫色=2∶3∶3　
【解析】　紫花植株(AaBb)与红花杂合体(Aabb)杂交,子代可产生6种基因型及比例为AABb(紫花)∶AaBb(紫花)∶aaBb(白花)
∶AAbb(红花)∶Aabb(红花)∶aabb(白花)=1∶2∶1∶1∶2∶1。故子代植株表现型及比例为白色∶红色∶紫色=2∶3∶3;子代中红花植株的基因型有2种:AAbb、Aabb;子代白花植株中纯合体(aabb)占的比例为1/2。
AAbb、Aabb
1/2
(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲,若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型,请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。
【答案】选用的亲本基因型为:AAbb;预期的实验结果及结论:若子代花色全为红花,则待测白花纯合体基因型为aabb;若子代花色全为紫花,则待测白花纯合体基因型为aaBB。
【解析】　白花纯合体的基因型有aaBB和aabb两种。要检测白花纯合体植株甲的基因型,可选用AAbb植株与之杂交,若基因型为aaBB则实验结果为:aaBB×AAbb→AaBb(全为紫花);若基因型为aabb则实验结果为:aabb×AAbb→Aabb(全为红花)。这样就可以根据子代的表现型将白花纯合体的基因型推出。
7.(2022·广东卷)《诗经》中以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中有“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”的记载,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白酶的抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为　　　　　　。
【解析】　不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
协同进化
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是　　 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得　 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
3/64
【解析】　由题意可知,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,即符合自由组合定律,将三对基因均杂合的亲本杂交,可先将三对基因分别按照分离定律计算,再将结果相乘,即F1各对性状中,虎斑个体占3/4,白茧个体占1/4,抗软化病个体占1/4,相乘后F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,子代总产卵数为8×400=3200枚,其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4=1/64,即3200×1/64=50只。
50
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
【详解】分析题意和图方案可知,黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,结合图的三组结果分析,Ⅰ组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1∶1,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
辐射诱变黑壳卵(Bb)
↓
孵化后挑选雌蚕为亲本
　与雄蚕(bb)杂交
↓
产卵(黑壳卵、白壳卵均有)
↓
选留黑壳卵、孵化
↓
统计雌雄家蚕的数目
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于　　染色体上。
【解析】　由以上分析可知,Ⅰ组携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上,即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
常
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 。
(如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
【解析】　由以上分析可知,Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZbWB,与白卵壳雄蚕ZbZb杂交,子代雌蚕的基因型为ZbWB(黑卵壳),雄蚕的基因型为ZbZb(白卵壳),可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑卵壳雌蚕继续杂交,后代类型保持不变,故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。
ZbWB
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由__________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
。
【解析】　由以上分析可知,Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZBWb,与白卵壳雄蚕ZbZb杂交,子代雌蚕的基因型为ZbWb(白卵壳),雄蚕的基因型为ZBZb(黑卵壳)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交,子代为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb,其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别,故不能满足生产需求。
Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
8.(2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题:
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种,需进行人工传粉,具体做法是_____________________________________________
　。
对母本甲的雌花花序进行套袋,待雌蕊成熟时,采集丁的成熟花粉,撒在甲的雌蕊柱头上,再套上纸袋
【详解】　杂交育种的原理是基因重组,若甲为母本,丁为父本杂交,因为甲为雌雄同株异花植物,所以在花粉未成熟时需对甲植株雌花花序套袋隔离,等丁的花粉成熟后再通过人工授粉把丁的花粉传到甲的雌蕊柱头后,再套袋隔离。
(2)乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例为　　,F2中雄株的基因型是　　　 　;在F2的雌株中,与丙基因型相同的植株所占比例是　 。
【解析】　根据分析及题干信息“乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株”,可知乙基因型为BBtt,丁的基因型为bbTT,F1基因型为BbTt,F1自交F2基因型及比例为9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)
∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株),故F2中雌株所占比例为1/4,雄株的基因型为bbTT、bbTt,雌株中与丙基因型相同的比例为1/4。
1/4
bbTT、bbTt
1/4
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性,某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验,果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状,可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性,则实验结果是________________________________
　 ;
若非糯是显性,则实验结果是___________________________
　 。
糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
【解析】　假设糯和非糯这对相对性状受A/a基因控制,因为两种玉米均为雌雄同株植物,间行种植时,既有自交又有杂交。若糯性为显性,基因型为AA,非糯基因型为aa,则糯性植株无论自交还是杂交,糯性植株上全为糯性籽粒,非糯植株杂交子代为糯性籽粒,自交子代为非糯籽粒,所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理,非糯为显性时,非糯性植株上只有非糯籽粒,糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。

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