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第二讲DNA分子的结构、复制与基因的本质
[教材知识问题化梳理]
一、DNA分子的结构[动漫演示更形象　见课件光盘]
[巧学助记]　巧记DNA的分子结构
五(种元素)、四(种碱基或脱氧核苷酸)、三(种物质或小分子)、二(条长链)、一(种双螺旋结构)
二、DNA分子的复制
时间 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
场所 主要发生在细胞核中
条件 ①模板：DNA的两条链；②原料：游离的4种脱氧核苷酸；③能量：ATP；④酶：解旋酶、DNA聚合酶等
原则 碱基互补配对原则
过程 解旋―→合成互补子链―→形成子代DNA分子
特点 ①边解旋边复制　②半保留复制
结果 1个DNA分子―→2个子代DNA分子
意义 确保了亲子代之间遗传信息的连续性
三、基因是有遗传效应的DNA片段
(1)基因的实质：基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)基因与DNA的关系：一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。
(3)基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序即为遗传信息。
(4)基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。
(5)生物体多样性和特异性的物质基础：DNA分子的多样性和特异性。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关DNA结构叙述的正误。
(1)HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸(2009·江苏卷T5D)(×)
(2)DNA单链上相邻碱基以氢键相连(2009·广东卷T24B)(×)
(3)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架(2009·广东卷T24D)(√)
(4)沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(2012·江苏卷T2)(×)
2．判断有关DNA复制叙述的正误。
(1)DNA复制需要消耗能量(2011·海南卷T25A)(√)
(2)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(2011·海南卷T25D)(×)
(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶(2009·江苏卷T12C)(√)
(4)DNA分子复制是边解旋边双向复制的(2009·江苏卷T12B)(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据DNA分子结构模式图回答下列问题：
(1)1个双链DNA分子中含有多少个游离的磷酸基团？
答案：2个。
(2)DNA分子复制时，解旋酶作用于哪些部位？
答案：碱基对之间的氢键。
(3)若该双链DNA中含有1 000个脱氧核苷酸，则其蕴含的遗传信息有多少种？
答案：4500种。
DNA与基因的关系及碱基计算
1.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
2．双链DNA分子中碱基的计算
(1)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。
(2)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。
简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
(3)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中，一条链上：＝m，
则：＝＝m，互补链上＝。
简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1。”
[例1]　(2013·朝阳区模拟)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．32.9%和17.1%　　　 B．31.3%和18.7%
C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%
[解析]　由题中G＋C＝35.8%，可推知，在整个DNA分子中及任意一条链中该比值都相等。
一条链中
可推知互补链中：T＝31.3%，C＝18.7%。
[答案]　B
———————[规律方法]——————————————————————
判断核酸种类的方法
(1)DNA和RNA的判断：
含有碱基T或脱氧核糖 DNA；
含有碱基U或核糖 RNA。
(2)单链DNA和双链DNA的判断：
双链DNA；
若：嘌呤≠嘧啶 单链DNA。
(3)DNA和RNA合成的判断：
用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA合成。
——————————————————————————————————————
DNA复制及相关计算
1．DNA复制的相关问题整合分析
2．DNA分子复制中相关计算的规律方法
DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：
(1)子代DNA分子数：2n个。
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的有2n个，只含14N的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1条。
①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含14N的链数是(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数。
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n－1)个。
②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。
[例2]　(2012·山东高考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
[解析]　该DNA分子中含有鸟嘌呤个数为5 000×2×(50%－20%)＝3 000(个)，产生100个子代噬菌体至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为3×103×99＝2.97×105(个)；噬菌体以自身的DNA分子作为模板进行增殖；子代噬菌体中含32P的有2个，只含31P的有98个，其比例为1∶49；DNA分子发生突变，改变的密码子所对应的氨基酸可能不变，其性状不发生改变。
[答案]　C
(1)含31P的子代噬菌体有多少个？
提示：100个。
(2)第3次复制需要多少个胸腺嘧啶脱氧核苷酸？
提示：2 000×23－1＝8 000个。
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易误点 不能将细胞分裂和DNA复制有机结合
失误类型 审题偏差类失误
　　
(　　)
A．2　　　　　　　　　 B．3
C．4 D．前三项都对
[自主尝试]　选__D__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① 含15N的DNA作模板，原料是含14N的脱氧核苷酸，合成的子链中含14N
② 该精原细胞进行的是有丝分裂，不要误认精原细胞进行减数分裂；且DNA分子复制2次，会产生15||14、14||14两种DNA分子
③ 所求的是含15N的细胞个数，而不是DNA分子个数
　　
(1)因受思维定势影响，误认为该过程进行的是减数分裂或求含15N的DNA分子数。
(2)对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透。此类问题可通过构建模型图解答，如下图：
这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。
DNA结构模式图的解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)由图1可解读以下信息：
①数量关系
②位置关系
③化学键
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制性内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
[解题技法]
(1)分析DNA结构模式图要从点(脱氧核苷酸)、线(脱氧核苷酸链)、面(DNA平面结构)和体(双螺旋结构)四个层次分析。
(2)解答此类问题时要明确相邻碱基间的连接方式、碱基对与氢键的数量关系等方面的知识。
[强化训练]
1．下列能正确表示DNA片段的示意图是(　　)
解析：选D　DNA通常为双链结构，由含有A、T、C、G四种碱基的脱氧核苷酸组成。A与T配对，之间有两个氢键；G与C配对，之间有三个氢键。DNA分子的两条链反向平行。
2．(2013·潍坊质检)关于下图所示DNA分子的叙述，正确的是(　　)
A．限制酶作用于①部位，DNA连接酶作用于③部位
B．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋T)/(G＋C)的比例上
C．若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m＞2n)，则G的个数为(pm/2n)－p
D．把该DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA分子占3/4
解析：选C　限制酶和DNA连接酶都作用于①部位；该DNA的特异性不表现在碱基种类上，因为DNA中的碱基只有4种；把该DNA放在含15N的培养基中复制两代，子代DNA都含有15N。
同位素示踪法在探究DNA复制方式中的应用
1．用放射性同位素标记大肠杆菌
(1)若用14N标记大肠杆菌(普通大肠杆菌无放射性)，得到14N/14N的DNA分子，将该DNA分子离心处理，离心后位于试管的上部，即轻带(如下图1)。
(2)若用放射性同位素15N标记大肠杆菌，得到15N/15N的DNA分子，将该DNA分子离心处理，离心后位于试管的下部，即重带(如下图2)。
(3)若大肠杆菌的DNA分子中一条链被14N标记，另一条链被15N标记，离心处理后将会位于试管的中部，即中带(如下图3)。
2．追踪DNA的复制方式
(1)将亲代含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养基上增殖一代。
(2)将亲代含15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基上增殖一代。
(3)分别对上述培养得到的大肠杆菌离心处理。
3．结果分析
(1)若DNA的复制方式为全保留复制，则离心后出现如下图4所示，即1/2重带和1/2轻带。(该复制方式实际上是不存在的)
(2)若DNA的复制方式为半保留复制，则离心后出现如下图5所示，即全部为中带。
[典例]　科学家在研究DNA分子复制方式时进行了下图所示的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次)：
实验一：
实验二：
实验三：
(1)实验一和实验二的作用是________。
(2)从实验三的结果C、D可以看出DNA分子复制________(是/不是)半保留复制。
(3)如果实验三的结果都为F，则可判断DNA分子的复制方式________(是/不是)半保留复制。
(4)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，与结果D相比，结果E密度带的数量和位置________，放射性强度不同的是________带。
[解题指导]
(1)实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA分子的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。
(2)从实验三的结果C、D可以看出新形成的DNA分子中有的保留了原来DNA分子(15N/15N)中的一条链，可见DNA分子复制具有半保留复制的特点。
(3)结果表明原来被15N标记的DNA分子的两条链没有分开，因此不是半保留复制。
(4)假设原有DNA分子数目为n，结果D和结果E都有2n个DNA分子为15N/14N，结果D有2n个DNA分子为14N/14N，结果E有6n个DNA分子为14N/14N，所以与结果D相比，结果E密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。
[标准答案]
(1)对照作用　(2)是　(3)不是　(4)没有变化　轻
———————[归纳小结]———————————————————————
解答此类问题要先明确DNA全保留复制和半保留复制的区别，再利用逆推法，即假设为全保留复制或半保留复制，预期实验结果，再根据实验结果，正推出DNA复制方式。
——————————————————————————————————————第一单元　遗传的基本规律与伴性遗传
第一讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)
[教材知识问题化梳理]
一、一对相对性状的杂交实验
1．豌豆作为实验材料的优点
(1)自花传粉、闭花受粉，自然状态下为纯种。
(2)具有易于区分的相对性状。
2．实验过程
实验过程 说明
P(亲本)　　　　高茎×矮茎　　　　 　F1(子一代)　　　　高茎 F2(子二代)性状：　高茎∶矮茎　　比例：　　3　∶　1　　　　　　　 ①P具有相对性状②F1全部表现为显性性状③F2出现性状分离现象，分离比为显性∶隐性≈3∶1
二、对性状分离现象的解释及验证
1．理论解释
(1)生物的性状是由遗传因子决定的。
(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。
(3)在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。
(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。
2．遗传图解[动漫演示更形象　见课件光盘]
(1)杂交实验：
(2)验证实验——测交：[动漫演示更形象　见课件光盘]
三、分离定律的实质
(1)研究对象：位于一对同源染色体上的等位基因。
(2)发生时间：减数分裂形成配子时，即减数第一次分裂后期。
(3)实质：等位基因随同源染色体的分开而分离，形成比例相等的两种配子。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．用豌豆进行遗传实验时，判断下列操作的正误。
(1)杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊(2009·上海T14A)(√)
(2)自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去(2009·上海T14C)(√)
(3)孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度(2009·江苏T7B)(×)
(4)人工授粉后，应套袋(2009·上海T14D)(√)
(5)孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合(2009·江苏T7C)(×)
2．(2012·江苏高考)下列关于遗传实验和遗传规律的叙述，正确的是(　　)
A．非等位基因之间自由组合，不存在相互作用
B．杂合子与纯合子基因组成不同，性状表现也不同
C．孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型
D．F2的3∶1性状分离比一定依赖于雌雄配子的随机结合
答案：D
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据羊的毛色遗传图解回答下列问题：
(1)判断毛色的显、隐性性状，并说明理由。
答案：白色是显性，黑色是隐性。据4、5杂交，子代出现性状分离可判断。
(2)若基因A、a控制毛色，写出各个个体的基因型。
答案：1－Aa,2－aa,3－aa,4－Aa,5－Aa,6－aa,7－AA或Aa。
(3)若4、5共生产了4只小羊，理论上小羊的毛色及比例是多少？但实际有3只黑羊，1只白羊，请分析原因。
答案：白色∶黑色＝3∶1；由于个体数量较少。
分离定律与假说—演绎法
1.分离定律的假说—演绎过程
2．分离定律的实质
下图表示一个基因型为Aa的性原细胞产生配子的过程：
由图得知，基因型为Aa的精(卵)原细胞可能产生A和a两种类型的配子，比例为1∶1。
3．分离定律的适用范围及条件
(1)适用范围
(2)适用条件
[例1]　(2013·衡阳六校联考)假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题、提出假说、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔的研究过程的分析正确的是(　　)
A．孟德尔提出的假说的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
B．孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程
C．为了验证提出的假说是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验
D．测交后代性状分离比为1∶1，可以从细胞水平上说明基因分离定律的实质
[解析]　在孟德尔提出的假说的内容中，性状是由成对的遗传因子控制，而不是由位于染色体上的基因控制，故A错误；孟德尔演绎推理的是F1和隐性个体杂交后代的情况，并据此设计和完成了测交实验，故B错误，C正确；测交后代性状比为1∶1，是从个体水平证明基因的分离定律，故D错误。
[答案]　C
分离定律的解题方法和规律
1.由亲代推断子代的基因型和表现型
亲本 子代基因型 子代表现型
AA×AA AA 全为显性
AA×Aa AA∶Aa＝1∶1 全为显性
AA×aa Aa 全为显性
Aa×Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 显性∶隐性＝3∶1
Aa×aa Aa∶aa＝1∶1 显性∶隐性＝1∶1
aa×aa aa 全为隐性
2．由子代分离比推断亲本基因型
(1)类型：
后代显隐性关系 双亲类型 结合方式
显性∶隐性＝3∶1 都是杂合子 Bb×Bb→3B__∶1bb
显性∶隐性＝1∶1 测交类型 Bb×bb→1Bb∶1bb
只有显性性状 至少一方为显性纯合子 BB×BB或BB×Bb或BB×bb
只有隐性性状 一定都是隐性纯合子 bb×bb→bb
(2)示例：一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双方都有一白化病的兄弟，求他们婚后生白化病孩子的概率是多少(A，a表示相关基因)
3．自交和测交的应用
(1)鉴定基因型：
①测交法：
②自交法：
待测个体
(2)验证分离定律：
[例2]　豌豆的高茎对矮茎是显性，现进行高茎豌豆间的杂交，后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆，若后代中的全部高茎豌豆进行自交，则所有自交后代中高茎豌豆与矮茎豌豆的比为(　　)
A．3∶1　　　　　　　　　 B．5∶1
C．9∶6 D．1∶1
[解析]　高茎豌豆间的杂交，后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆，则说明亲代的高茎为杂合子，故后代中的全部高茎豌豆中纯合子与杂合子的比例为1∶2，高茎豌豆进行自交时，只有杂合子的自交才会出现矮茎豌豆比例为2/3×1/4＝1/6，则自交后代中高茎豌豆与矮茎豌豆的比为5∶1。
[答案]　B
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易误点 混淆自交与自由交配的概率计算
失误类型 审题偏差类失误
　　
已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡，现有该动物的一个大群体，只有次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．3∶1
[自主尝试]　选__A__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① 在该群体中，AA占1/3，Aa占2/3
② 随机交配即自由交配，交配类型有1/3AA×1/3AA、2/3Aa×2/3Aa、1/3AA(♀)×2/3Aa(♂)和1/3AA(♂)×2/3Aa(♀)四种，计算可知AA＝4/9，Aa＝4/9，aa＝1/9，故AA∶Aa＝1∶1
　　
(1)不能正确区分自交和自由交配是失分的主要原因；
①自交只是基因型相同个体间的交配，本题中共有2种交配类型：1/3AA×AA、2/3Aa×Aa。
②自由交配是群体中雌、雄个体间的随机交配，交配类型有四种(如上所述)。
(2)解答本题还可利用基因频率，由群体中AA∶Aa＝1∶2，可确定A的基因频率为2/3，a的基因频率为1/3，因此子代中AA＝4/9，Aa＝2×1/3×2/3＝4/9。
(3)利用基因频率计算只适用于自由交配，不适用于自交。
杂合子自交后代中杂合子与纯合子所占比例的曲线辨析
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)杂合子连续自交，子代所占比例分析：
Fn 杂合子 纯合子 显性纯合子 隐性纯合子 显性性状个体 隐性性状个体
所占比例 1－ － － ＋ －
(2)据上表可判断图中曲线①表示纯合子(AA和aa)所占比例，曲线②表示显性(隐性)纯合子所占比例，曲线③表示杂合子所占比例。
[解题技法]
解答此类问题需注意以下几个方面：
(1)亲本必须是杂合子，n是自交次数，而不是代数。
(2)分析曲线时，应注意辨析纯合子、显性(隐性)纯合子，当n→∞，子代中纯合子所占比例约为1，而显性(隐性)纯合子所占比例约为1/2。
[强化训练]
1.将基因型为Aa的豌豆连续自交，在后代中的纯合子和杂合子按所占的比例做得如右图所示曲线图，据图分析，错误的说法是(　　)
A．a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B．b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C．隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D．c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
解析：选C　杂合子Aa连续自交n代后，杂合子所占比例为(1/2)n，纯合子AA和aa所占比例相同为[1－(1/2)n]/2，可知图中a曲线表示纯合子所占比例，b曲线表示显性纯合子或隐性纯合子所占比例，c曲线表示杂合子所占比例。
2．菜豆是自花传粉的植物，其花色中有色对白色为显性。一株杂合有色花菜豆(Aa)生活在海岛上，如海岛上没有其他菜豆植株存在，A菜豆为一年生植物，那么第三年海岛上开有色花菜豆植株和开白花菜豆植株的比例为(　　)
A．3∶1　　　　　　　　　　 B．15∶7
C．5∶3 D．9∶7
解析：选C　杂合子Aa自交2次后AA＝3/8，Aa＝1/4，aa＝3/8，故有色花∶白色花＝5∶3。
有关显隐性性状的判断与实验设计的方法
1．根据子代性状判断
(1)不同性状的亲本杂交 子代只出现一种性状 子代所出现的性状为显性性状。
(2)相同性状的亲本杂交 子代出现不同性状 子代所出现的新的性状为隐性性状。
2．根据子代性状分离比判断
具一对相对性状的亲本杂交 F2代性状分离比为3∶1 分离比为3的性状为显性性状。
3．合理设计杂交实验，判断显隐性
[典例]　玉米是遗传实验经常用到的材料，在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上也可以落到其他植株的柱头上。请回答下列有关问题。
(1)玉米的高茎对矮茎为显性。为探究一高茎玉米植株的果穗上所结子粒的基因型，某同学选取了该玉米果穗上2粒种子单独隔离种植，观察记录并分别统计后代植株的性状，结果后代全为高茎，该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种。可老师认为他的结论不科学，为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料，通过实验判断该相对性状的显隐性。
①甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，分别单独隔离种植，观察子一代性状：若子一代发生性状分离，则亲本为________性状；若子一代未发生性状分离，则需要____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②乙同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，种植，杂交，观察子代性状，请帮助预测实验结果及得出相应结论。
[解题指导]
(1)实验样本的多样性和数据的可靠性。玉米既可自花传粉，又可异花传粉，同一株玉米果穗上所结玉米子粒的基因型不一定相同。该同学只选取2粒种子，选取样本太少，不能代表全部子粒的基因型。
(2)自交法和杂交法在探究性状显隐性中的应用：
①甲同学是利用自交方法判断显隐性，即设置相同性状的亲本杂交，若子代发生性状分离，则亲本性状为显性；若子代不出现性状分离，则亲本为显性纯合子或隐性纯合子，可再设置杂交实验判断，杂交后代表现出的性状为显性性状。
②乙同学利用杂交实验判断显隐性，若杂交后代只表现出一种性状，则该性状为显性；若杂交后代同时表现两种性状，则不能判断显隐性性状。
[标准答案]
(1)选择样本太少，实验有一定的偶然性，不能代表全部子粒的基因型
(2)①显性　分别从子代中各取出等量若干玉米种子，种植，杂交，观察其后代叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未
表现出的叶形为隐性性状　②若后代只表现一种叶形，该叶形为显性性状，另一种为隐性性状；若后代既有常态叶又有皱叶，则不能作出显隐性判断。
———————[归纳小结]————————————————————
——————————————————————————————————————第三讲基因的表达
[教材知识问题化梳理]
一、RNA的结构和种类
1．RNA与DNA的区别
物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基
DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链
RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链
2．RNA的种类及功能
二、遗传信息的转录和翻译[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．转录的过程
2．翻译
(1)概念：
场所 细胞质的核糖体上
模板 mRNA
原料 20种氨基酸
产物 具有一定氨基酸顺序的蛋白质
(2)密码子：mRNA上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。
(3)反密码子：位于tRNA上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。
三、中心法则与基因对性状的控制
1．中心法则
①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA复制；⑤逆转录。
2．基因控制性状的途径
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关RNA叙述的正误。
(1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程(2012·上海卷T7B改编)(×)
(2)少数RNA具有生物催化作用(2011·海南卷T15A)(√)
(3)真核生物的tRNA呈三草叶结构(2011·上海卷T20B)(√)
(4)每种tRNA只转运一种氨基酸(2009·广东卷T25B)(√)
2．判断有关转录和翻译叙述的正误。
(1)转录和翻译都可在细胞核中发生(2009·海南卷T12A)(×)
(2)转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料(2009·海南卷T12C)(×)
(3)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(2009·广东卷T25C)(×)
(4)每种氨基酸仅由一种密码子编程(2010·广东卷T4C)(×)
(5)DNA复制就是基因表达的过程(2010·广东卷T4B)(×)
3．(2010·海南卷T12)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是(　　)
A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则
答案：D
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据翻译过程图解回答下列问题：
(1)每个核糖体合成一条完整的多肽链还是各自合成多肽链的一部分？
答案：每个核糖体合成一条完整的多肽链。
(2)图中合成的多肽链的氨基酸排列顺序都相同吗？
答案：相同。
(3)图中核糖体的移动方向是自左向右，还是自右向左？
答案：自左向右。
DNA复制、转录和翻译的比较
1.区别
DNA功能 传递遗传信息(复制) 表达遗传信息
转录 翻译
时间 有丝分裂间期；减Ⅰ前的间期 生长发育的连续过程中
场所 真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞在细胞质或核区 真核细胞主要在细胞核；原核细胞在细胞质或核区 细胞质
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
条件 解旋酶、DNA聚合酶、能量 解旋酶、RNA聚合酶、能量 酶、ATP、tRNA
碱基配对 A－T，T－A，C－G，G－C A－U，T－A，C－G，G－C A－U，U－A，C－G，G－C
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构 分解成单个核苷酸
特点 边解旋边复制；半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
产物 两个双链DNA分子 一条单链mRNA 蛋白质
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
2．联系
[联前系后]
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DNA复制、转录、翻译与细胞分裂、分化的关系
(1)DNA复制发生于细胞分裂过程中。
(2)转录、翻译发生于细胞分裂、分化过程中。
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[例1]　(2011·安徽高考)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
[解析]　甲过程表示多起点的DNA半保留复制，合成的产物是双链DNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，DNA只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链RNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；DNA复制和转录均需解旋酶。
[答案]　D
(1)DNA复制和转录只在分裂间期进行，翻译过程是否也只发生在分裂间期？
提示：否。在分裂期也可利用已合成的mRNA进行少量蛋白质合成。
(2)DNA分子中有基因片段和不具有遗传效应的片段，是否所有片段都能转录，即转录的基本单位是什么？
提示：不是，只有基因片段能转录。转录的基本单位是基因。
基因对性状的控制
1.中心法则与生物种类的关系
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：
RNA
2．基因控制性状的途径
(1)直接途径：
①机理：基因蛋白质结构生物体性状。
②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。
(2)间接途径：
①机理：基因酶的合成细胞代谢生物性状。
②实例：白化病、豌豆粒形的形成原因。
3．基因与性状的关系
(1)一般而言，一个基因决定一种性状。
(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
(3)有些基因可影响多种性状，如ABC，基因1可影响B和C性状。
(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。
[例2]　关于下图所示的过程，有关叙述正确的是(　　)
A．噬菌体进行①过程，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中
B．正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程
C．③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D．细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用
[解析]　噬菌体不能单独生活，必须寄生在寄主细胞内，故不能单独培养噬菌体；①②⑤过程在正常的真核生物细胞内可发生；到目前为止，所有的生物体内还没有发现⑥过程；①过程需要解旋酶的催化，④过程不需要。
[答案]　B
易误点 混淆遗传信息、密码子与反密码子
失误类型 知识理解类失误
　　
1．遗传信息、密码子与反密码子的区分
(2)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：
3．氨基酸与密码子、反密码子的关系
(1)每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性)，可由1种或几种tRNA转运。
(2)1种密码子只能决定1种氨基酸，1种tRNA只能转运1种氨基酸。
(3)密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。
(4)基因中碱基、RNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系：
基因中碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链中氨基酸数＝6∶3∶1，图解如下：
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)根据碱基互补配对原则，推测某种氨基酸的密码子或氨基酸的排列顺序与碱基顺序的对应关系。
(2)根据密码子的简并性，确定基因突变与生物性状的关系。
1．DNA一条链的一段碱基排列顺序为“—CTCGAT—”，以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为(　　)
密码子：CAU为组氨酸；CAG为谷氨酰胺；CUA、CUC为亮氨酸；GUC、GUA为缬氨酸(起始)；GAG为谷氨酸；GAU为天冬氨酸。
A．—亮氨酸—天冬氨酸— 　 B．—谷氨酸—亮氨酸—
C．—谷氨酰胺—缬氨酸— D．—缬氨酸—组氨酸—
解析：选B　根据碱基互补配对原则，可推出该段mRNA的碱基排列顺序为“—GAGCUA—”，密码子GAG对应的氨基酸为谷氨酸，密码子CUA对应的氨基酸为亮氨酸，故B正确。
2．除色氨酸和甲硫氨酸只有1种密码子外，其他18种氨基酸均由多种密码子编码(即密码子的简并性)，如亮氨酸的密码子就有6种。下列相关叙述中，错误的是(　　)
A．从理论上分析，亮氨酸被利用的机会多于色氨酸
B．密码子的简并性增加了基因突变的容错性，有利于生物的生存
C．同一种密码子(如CUA)在动植物细胞中可以决定不同的氨基酸
D．决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其决定的氨基酸可能还是亮氨酸
解析：选C　所有生物共用一套遗传密码子，因此，同一种密码子在不同生物中决定的是同一种氨基酸。密码子的简并性可以减少有害突变，有利于生物的生存和物种的稳定。由于亮氨酸含有多种密码子，当基因中碱基被替换时，有可能仍然决定同一种氨基酸。
翻译过程中多聚核糖体模式图解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左。
(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
[解题技法]
(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。
(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。
[强化训练]
1．(2012·安徽高考)右图表示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在(　　)
A．真核细胞内，一个 mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使 mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
解析：选C　依图示，该细胞内转录和翻译同时进行，可直接判断出该过程发生在原核细胞内，从而排除A、D选项；在翻译过程中，核糖体是在mRNA上移动的，故排除B选项。
2.(2013·潍坊模考)右图为细胞中合成蛋白质的过程，下列说法正确的是(　　)
A．该过程最终合成的b、c、d、e在结构上各不相同
B．f在a上的移动方向是从左向右
C．a的合成与核仁有关
D．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
解析：选D　以同一条mRNA为模板合成的多肽链相同；由核糖体合成的肽链的长度可推出核糖体在mRNA上的移动方向是从右向左；核仁与rRNA及核糖体的形成有关，与a(mRNA)的形成无关；由题图知，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，每个核糖体都能完成一条多肽链的合成，故少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。第二讲人类遗传病与生物育种
[教材知识问题化梳理]
一、连线常见的遗传病的类型
[巧学助记]　巧记遗传病的类型
常隐白聋苯，软骨指常显，色盲血友伴，基因控制单。
原发高血压，冠心和哮喘，少年型糖尿，都为多因传。
二、遗传病的监测和预防
(1)手段：主要包括遗传咨询和产前诊断等。
(2)遗传咨询的内容和步骤：
三、人类基因组计划
(1)目的：测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
(2)意义：认识人类基因的组成、结构、功能及相互关系，有利于诊治和预防人类疾病。
四、连线生物育种的原理及方法
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关人类遗传病叙述的正误。
(1)人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病(√)
(2)单基因遗传病是受一个基因控制的疾病(×)
(3)单基因突变可以导致遗传病(2009·全国卷ⅠT1A)(√)
(4)携带遗传病基因的个体会患遗传病(2009·江苏卷T18③)(×)
(5)哮喘病、青少年型糖尿病都属于多基因遗传病(2009·广东卷T46)(√)
2．判断有关生物育种叙述的正误。
(1)花药离体培养可获得抗锈高产小麦新品种(2009·上海卷T21C)(×)
(2)采用诱变育种可改良缺乏某种抗病性的水稻品种(√)
(3)诱变育种和杂交育种均可形成新的基因(×)
(4)三倍体植物不能由受精卵发育而来(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据人类21三体综合征患者的染色体组成回答问题：
(1)21三体综合征属于哪种类型的遗传病？
答案：染色体异常遗传病。
(2)分析21三体综合征形成的原因。
答案：减数分裂过程中第21号染色体分裂异常导致。
人类遗传病及其调查
1.先天性疾病、家族性疾病与遗传病的关系
　　疾病项目 先天性疾病 家族性疾病 遗传病
划分依据 疾病发生时间 疾病发生的人群 发病原因
三者关系 ①先天性疾病不一定是遗传病，如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障②家族性疾病不一定是遗传病，如由于食物中缺少VA，家族中多个成员患夜盲症③大多数遗传病是先天性疾病，但有些遗传病可在个体生长发育到一定年龄才表现出来，因此后天性疾病不一定不是遗传病
2.调查常见的人类遗传病
(1)调查原理：
①人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。
②遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发病情况。
(2)调查流程图：
(3)发病率与遗传方式的调查：
　　项目内容 调查对象及范围 注意事项 结果计算及分析
遗传病发病率 广大人群随机抽样 考虑年龄、性别等因素，群体足够大 患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传方式 患者家系 正常情况与患病情况 分析基因的显隐性及所在的染色体类型
[联前系后]
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遗传病的产生原因分析
(1)基因遗传病是由基因突变引起的，其中单基因遗传病的遗传遵循孟德尔遗传规律，可通过基因检测，遗传咨询等方式进行诊断。
(2)染色体异常遗传病是由于减数分裂过程中染色体分离异常导致的，可通过产前诊断等方式进行检测。
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[例1]　(2013·南平检测)下列关于“调查人群中的遗传病”的叙述，正确的是(　　)
A．调查时最好选取多基因遗传病
B．为保证调查的有效性，调查的患者应足够多
C．某种遗传病的发病率＝(某种遗传病的患病人数/某种遗传病的被调查人数)×100%
D．若所调查的遗传病发病率较高，则可判定该遗传病为显性遗传病
[解析]　调查人群中遗传病最好选择发病率较高的单基因遗传病；为保证调查的有效性，调查时应随机取样，并且调查人群足够大；发病率较高的遗传病不一定是显性遗传病。
[答案]　C
生物育种
1.杂交育种与单倍体育种的过程(以选育抗病高产aaBB为例)
2．几种育种方法的比较
方法 原理 常用方法 优点 缺点 代表实例
杂交育种 基因重组 杂交 操作简单，目标性强 育种年限长 矮秆抗病小麦
诱变育种 基因突变 辐射诱变、激光诱变等 提高突变率，加速育种进程 有利变异少，需大量处理实验材料 高产青霉素菌株
多倍体育种 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种 所得品种发育迟缓、结实率低、在动物中无法开展 无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种 染色体变异 花药离体培养后，再用秋水仙素处理 明显缩短育种年限 技术复杂，需要与杂交育种配合 “京花1号”小麦
基因工程育种 基因重组 将一种生物特定的基因转移到另一种生物细胞中 能定向改造生物的遗传性状 有可能引发生态危机 转基因抗虫棉
3．生物育种方法的选择
(1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可稳定遗传。
(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。
(3)若要快速获得纯种，则最好采用单倍体育种方法。
(4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。
[例2]　(2013·浙江四校调研)下列关于育种的叙述正确的是(　　)
A．用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的隐性优良品种
B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的具备更多优良性状
C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新品种自交后代约有1/4为纯合体
D．用二倍体的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代
[解析]　隐性品种一旦出现就是隐性纯合子，因此，F1自交后代中可筛选出符合人类需要的隐性优良品种。诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，因此，诱变后的植株不一定比诱变前的具备更多优良性状。单倍体育种所育新品种都是纯合体，其自交后代都是纯合体。二倍体的植株进行多倍体育种，若新品种是四倍体，与原品种杂交，子代是不可育的三倍体。
[答案]　A
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易误点 不能正确判断生物育种的方法和过程
失误类型 审题偏差类失误
　　
下图甲是普通小麦由三种不同植物通过种间杂交的形成过程示意图；图乙是某实验小组利用普通小麦中的高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种(两对性状独立遗传)，通过三种不同途径培育矮秆抗病小麦品种的实验过程图解。下列说法正确的是(　　)
A．图甲杂种一和杂种二与Y组中的花药离体培养不同，有2个染色体组，自然条件下可育
B．X组中，F1自交后代F2中的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占1/3，若要确定F2中获得的矮秆抗病植株是否符合要求，可采用测交法
C．X、Y、Z三种方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的是Z
D．通过Y组获得的矮秆抗病Ⅱ为纯合子
[自主尝试]　选__C__。
[解题指导]
关键点 信息解读
图甲 图中A、B、D表示的是染色体组，而不是基因。杂种一为异源二倍体，杂种二为异源三倍体，它们都不育，只有经过染色体数加倍才可育，因此①、②都是秋水仙素处理幼苗。
图乙 X组为杂交育种，检测F2中符合要求的纯合子应用自交法，而不能用测交法；Y组为单倍体育种，矮秆抗病Ⅱ是花药离体培养得到的单倍体，由于没有用秋水仙素处理，故得不到纯合植株；Z组为诱变育种，由于基因突变的低频性和不定向性，不容易获得所需性状
(1)不能区分花药离体培养与单倍体育种的关系。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。花药离体培养只得到单倍体，只有经过秋水仙素处理才能得到纯合植株。
(2)不明确杂交育种中纯合子的筛选方法。植物杂交育种一般用自交，动物杂交育种一般用测交。
(3)此类问题还常因不能准确选择育种方法而出现失误，如“最简捷”的方法是杂交育种，明显缩短育种年限的是单倍体育种。
调查类实验步骤的设计思路
确定调查内容，了解相关要求
↓
确定调查方法
↓
选取调查对象
↓
确定调查范围
↓
制定记录表格
↓
实施调查研究
↓
进行结果分析，并撰写调查报告
[典例]　已知某种遗传病是由一对等位基因引起的，但是不知道致病基因的位置，某校动员全体学生参与该遗传病的调查，为了调查的科学准确，请你完善该校学生的调查步骤，并分析致病基因的位置。
(1)调查步骤：
①确定要调查的遗传病，掌握其症状及表现；
②设计记录表格及调查要点如下：
双亲性状 调查的家庭个数 子女总数 子女患病人数
男 女
双亲正常
总计
③分多个小组调查，获得足够大的群体调查数据；
④数据汇总，统计分析结果。
(2)回答问题：
①请在表格中的相应位置填出可能的双亲性状。
②若男女患病比例相等，且发病率较低，最可能是______遗传病。
③若男女患病比例不等，且男多于女，最可能是伴X染色体隐性遗传病。
④若男女患病比例不等，且女多于男，最可能是________遗传病。
⑤若只有男性患病，最可能是________遗传病。
[解题指导]
(1)设计遗传调查类实验时的注意事项：
①要以常见单基因遗传病为研究对象。
②要随机调查且调查的群体要足够大。
③遗传病发病率和遗传方式的调查对象及范围不同，调查发病率时需在广大人群中随机调查，调查遗传方式时需以患者家系为调查范围。
(2)遗传病调查类实验的调查表格中含有的项目：
双亲性状、子女总数、子女中男女患病人数、各项的数量汇总。
(3)调查结果计算及分析：
①遗传病发病率：根据调查的数据可计算遗传病的发病率，计算公式为：患病人数/被调查总人数×100%。
②分析基因显隐性及所在的染色体：根据男女患病比例可判断患病基因在常染色体上还是在性染色体上；根据患者的数量所占的比例可判断患病基因的显隐性关系。
[标准答案]
(2)①如下表：
双亲性状 调查的家庭个数 子女总数 子女患病人数
男 女
双亲正常
母患病父正常
父患病母正常
双亲都患病
总计
②常染色体隐性　④伴X染色体显性　⑤伴Y染色体
———————[归纳小结]—————————————————————
利用调查法判断遗传方式
(1)显隐性：患病人数多，且代代有患者一般为显性；患病人数少，且隔代遗传一般为隐性。
(2)伴性遗传与常染色体遗传，据患者中男女比例予以判断，如本例题。
——————————————————————————————————————
[必备答题流程]
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[案例技法展示]
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[典例]　下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答：
(注：图中序号及方框是为方便试题分析而添加)
(1)B过程常用的方法是________；可能用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。
(2)可以打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是________________________________________________________________________。
(3)假设要培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是________(用图中的字母表示)；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是________(用图中的字母表示)。
(4)现有三个水稻品种：①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。现通过杂交育种方法利用以上三个
程即可)：_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
信息①：由亲本→F1→F2…→FN→新品种，即逐代淘汰不需要的性状个体，最终选择出稳定遗传的新品种。
信息②：由亲本→F1→单倍体幼苗→纯合子→新品种，即通过对单倍体的处理和选择直接得到新品种。
信息③：由种子或幼苗→具有外源基因的种子或幼苗→新品种，即将外源基因导入种子或幼苗的细胞中，通过培养得到新品种
信息④：由种子或幼苗→染色体组加倍的种子或幼苗→新品种，即通过对种子和幼苗的处理得到多倍体，选择后得到新品种。
信息⑤：新品种基因型为aabbdd，即都是隐性基因。　　　
解读①：由信息①可知，图中A→D为杂交育种；优点是操作简单，缺点是育种年限长；其原理为基因重组。
解读②：由信息②可知，图中A→B→C为单倍体育种；其中B为花药离体培养，C是秋水仙素处理幼苗，优点是能明显缩短育种年限；其原理为染色体变异。
解读③：由信息③可知，图中E为基因工程育种；特点是能够打破物种的界限，突破生殖隔离；依据的原理是基因重组。
解读④：由信息④可知，图中F为多倍体育种；特点是器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低；其原理为染色体变异。
解读⑤：生物一旦表现出隐性性状，即为纯合体，因此，获得基因型为aabbdd的新品种最简单的育种方法是杂交育种
1．设问(1)：图中A→B→C为单倍体育种，其中B为花药离体培养。秋水仙素具有抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍的作用；因此，从单倍体幼苗到纯合子(即能正常生长发育的植株)及从种子或幼苗到多倍体的过程，都需要秋水仙素。
2．设问(2)：打破育种界限属于基因工程育种的特点，其原理是基因重组。
3．设问(3)：生物一旦表现出隐性性状，即为纯合体，因此，通过杂交育种直接从子代中选出具有该性状的个体即可。明显缩短育种时间的方法是单倍体育种。
4．设问(4)：首先，把abc基因中的两个组合到一起，如Ⅰ与Ⅱ杂交得到F1(AaBbDD)；然后，把另一个组合进来，如F1与Ⅲ杂交得到F2(AaBbDd)，最后，F2自交得到基因型为aabbdd的植株。
标准答案 失分防范
(1) 花药离体培养　C、F 答“花粉离体培养”不得分　第二问答“单倍体育种和多倍体育种”不得分)
(2) E　基因重组 答“基因工程育种”不得分
(3) A、D　A、B、C 答“杂交育种”不得分　第二空漏掉“A或C”不得分
(4) Ⅰ与Ⅱ杂交得到杂交一代，杂交一代与Ⅲ杂交得到杂交二代，杂交二代自交得到基因型为aabbdd的植株 漏掉“杂交二代自交”不得分
易错探因 (1)不能准确使用生物学术语，将“花药离体培养”误认为“花粉离体培养”；不能准确理解题干要求，漏答了多倍体育种的秋水仙素处理过程。(2)不能按题干要求答题，没有用图中字母表示；混淆各种生物育种的原理。(3)没有正确辨析“最简单”与“缩短育种年限”的区别；不明确单倍体育种的完整程序，误认为只有“花药离体培养”和“秋水仙素处理”两个阶段，而漏掉了杂交阶段。(4)不能正确描述杂交育种的完整程序，要培育纯合子，应先杂交，再自交。
[大题冲关集训]
——————————————————————————————————————1．如下图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。
(1)两个新性状中，棕色是________性状，低酚是________性状。
(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是_____________________________，
白色、高酚的棉花植株的基因型是________。
(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从____________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。
解析：(1)从诱变当代棕色、高酚个体自交，后代出现棕色和白色，说明棕色为显性；从诱变当代白色、高酚个体自交，后代出现低酚和高酚性状，说明低酚为隐性。(2)从诱变当代个体自交后代的表现型即可判断出棕色、高酚的棉花植株的基因型为AaBB；白色、高酚的棉花植株的基因型为aaBb。(3)依题意，要尽快获得纯合的棕色低酚植株(AAbb)，结合已知纯合体AABB，只要从诱变子代中选取白色低酚(aabb)个体，并利用单倍体育种的方法即可。在书写遗传图解时，需要标明表现型、基因型，同时注明必要的文字如花药离体培养、秋水仙素处理等。
答案：(1)显性　隐性
(2)AaBB　aaBb
(3)不发生性状分离(或全为紫色棉，或没有出现白色棉)
2．棉纤维白色(B)和红色(b)是一对相对性状，育种专家发现深红棉(棉纤维深红色)基因型为bb，其单倍体植株为粉红棉(棉纤维粉红色)，粉红棉深受消费者青睐，但单倍体植株棉纤维少，产量低。为了获得产量高的粉红棉新品种，育种专家对深红棉做了如图(Ⅰ和Ⅱ为染色体)所示过程的技术处理，得到了基因型为ⅡbⅡ(右上角字母表示该染色体所含有的基因，没有字母表示该染色体不含此基因)的粉红棉新品种，解决了单倍体植株棉纤维少的难题。
(1)图中培育新品种的处理过程发生的变异为________，该粉红棉新品种自交后代发生性状分离出现了另一种白色棉，该白色棉新品种的基因型是________。请用遗传图解说明该白色棉新品种产生的过程。
(2)通过分析，粉红棉新品种的种子不能大面积推广。欲得到能大量推广的粉红棉种子，最简单的育种方法是____________________________(写明材料和方法即可)。
(3)图中基因A、a控制的性状分别是抗旱与不抗旱，则图中新品种自交产生的子代中，理论上抗旱粉红棉占总数的________。
解析：(1)由图可知，Ⅱ号染色体经过处理后缺失了一部分，造成该染色体上的b基因丢失，得到了基因型为ⅡbⅡ的粉红棉。分析粉红棉自交后代的性状可知，两个b基因同时存在时表现为深红棉，只有一个b基因时表现为粉红棉，没有b基因时表现为白色棉。(2)最简单的育种方法为杂交育种，欲得到能大量推广的粉红棉种子，可用基因型为ⅡbⅡb和ⅡⅡ的个体进行杂交。(3)图中新品种的基因型为AaⅡbⅡ，其自交产生的子代中，理论上抗旱粉红棉占总数的3/4×1/2＝3/8。
答案：(1)染色体结构变异(染色体结构缺失)　ⅡⅡ
遗传图解如下：
(2)用深红棉与白色棉新品种杂交　(3)3/8
3．已知某哺乳动物棒状尾(A)对正常尾(a)为显性；直毛(B)对卷毛(b)为显性；黄色毛(Y)对白色毛(y)为显性，但是雌性个体无论基因型如何，均表现为白色毛。三对基因均位于常染色体上并遵循基因的自由组合定律。请回答：
(1)如果想依据子代的表现型判断出性别，下列各杂交组合中，能满足要求的有________(填数字序号)。
①aayy×AAYY　②aayy×AAYy　③aayy×AaYY
④aaYy×AAYy
(2)如果一只黄色个体与一只白色个体交配，生出一只白色雄性个体，则父本、母本、子代个体的基因型依次是________、________、________。
(3)如果一只表现型为黄色棒状尾和一只白色棒状尾的亲本杂交，F1中雄性的表现型为3/8黄色棒状尾、1/8黄色正常尾、3/8白色棒状尾、1/8白色正常尾；雌性的表现型为3/4白色棒状尾、1/4白色正常尾。则两个亲本的基因型组合为________(标明亲本的雌雄)。
(4)现有足够多的白色直毛棒状尾雌雄个体(纯合、杂合都有)，要选育出纯合白色卷毛棒状尾的雌性个体，请简要写出步骤：
第一步：___________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
第二步：___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
后代不出现性状分离的个体即为选育出的纯合白色卷毛棒状尾的雌性个体。
解析：(1)若要依据子代的表现型判断出性别，则需子代中存在同种基因型在雌雄个体中表现不一致的性状。根据题中信息可知，只有子代基因型为YY或Yy才满足题意。(2)后代白色雄性个体的基因型为yy，亲本是一只黄色个体
与一只白色个体，则黄色个体是父本，且父本的基因型只能是Yy，而母本的基因型可能是Yy或yy。(3)尾的性状与性别没有关系，而黄色个体只能是雄性，因此白色个体为母本，黄色个体为父本，根据后代表现型的比例可知亲本的基因型组合为♀Aayy×　♂AaYy。(4)要选育出纯合白色卷毛棒状尾的雌性个体，应该根据现有材料选择多对白色直毛棒状尾雌雄个体相互交配，再将后代白色卷毛棒状尾的雌性个体分别与后代白色卷毛正常尾的雄性个体进行测交，后代不出现性状分离的个体即为选育出的纯合白色卷毛棒状尾的雌性个体。
答案：(1)①③　(2)Yy　Yy或yy　yy　(3)♀Aayy×
　♂AaYy　(4)第一步：选择多对白色直毛棒状尾雌雄个体进行交配　第二步：选择子代中的白色卷毛棒状尾的雌性个体与子代中的白色卷毛正常尾的雄性个体进行交配
4．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＋和B－不是显隐性关系，B＋表示具有B基因，B－表示去除了B基因)。请回答下列问题：
(1)如图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。据图描述B基因、G酶浓度与H2S浓度之间的关系：______________________________。
(2)现以该雄性小鼠(B＋B－)与正常雌性小鼠(B＋B＋)为亲本，选育基因型为B－B－的雌性小鼠。请简述育种过程：
第一步：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
第二步：___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：从子二代雌性小鼠中选出基因型为B－B－的小鼠，选择的方法是______________________。
解析：(1)从图中可以看出，B基因越多，G酶浓度越高，产生的H2S越多。(2)让基因型为B＋B－的雄性小鼠与正常雌性小鼠(B＋B＋)进行杂交，可以获得基因型为B＋B－的雌雄小鼠；再让基因型为B＋B－的雌雄小鼠进行交配，即可获得基因型为B－B－的雌性小鼠。为了验证所得小鼠的基因型，需要检测子代中各个个体体液中的H2S浓度。
答案：(1)B基因越多，G酶浓度越高，产生的H2S越多。　(2)将基因型为B＋B－的雄性小鼠与基因型为B＋B＋的正常雌性小鼠进行交配，获得子一代　检测子一代各个个体体液中H2S的浓度，挑选出基因型为B＋B－的雌雄个体进行交配　测量体液中H2S的浓度第三讲生物的进化
[教材知识问题化梳理]
一、达尔文的自然选择学说
项目 自然选择
主要观点 ①过度繁殖　②生存斗争　③遗传变异　④适者生存
评价 贡献 ①论证了生物是不断进化的，对生物进化提出了合理的解释②科学地解释了生物多样性的形成
不足 ①对遗传变异的本质不能作出科学的解释②对生物进化的解释局限于个体水平③强调物种形成都是渐变过程，不能解释物种大爆发现象
二、现代生物进化理论
1．种群是生物进化的基本单位
(1)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
(2)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，如下案例：
[案例]　若一个种群中基因型为AA、Aa、aa个体所占比例分别为30%、60%、10%，则：
A的基因频率＝60%
a的基因频率＝40%
2．突变和基因重组产生进化的原材料
(1)可遗传变异的来源
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于环境。
(3)生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择决定生物进化的方向
变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化。
4．隔离导致物种的形成
(1)
(2)物种形成
[巧学助记]　巧记生物进化
种群单位因频变，突变重组原材料，
变异无向自选定，物种形成必隔离。
三、共同进化与生物多样性的形成
1．共同进化
(1)概念：不同生物之间及生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
2．生物多样性的形成
(1)内容：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
(2)形成原因：生物的进化。
3．生物进化理论在发展
(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，导致生物进化的是中性突变的积累，而不是自然选择。
(2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关现代生物进化理论叙述的正误。
(1)生物进化的基本单位是群落(2012·海南卷T23D)(×)
(2)生物进化的方向与基因突变的方向一致(2010·江苏卷T12B)(×)
(3)物种的形成可以不经过隔离(2010·山东卷T2A)(×)
(4)生物进化过程的实质在于有利变异的保存(2010·山东卷T2B)(×)
(5)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率(2010·山东卷T2D)(√)
(6)用进废退是生物进化的原因(2010·海南卷T16D)(×)
2．(2010·全国卷ⅠT4)关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是(　　)
A．在某种条件下两种基因的频率可以相等
B．该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
C．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境
D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零
答案：B
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据图回答下列问题：
(1)狮子和老虎是同一物种吗？它们杂交产生的后代是一个新的物种吗？
答案：不是；不是。
(2)如何判断两种动物是否属于同一物种？
答案：杂交后能否产生可育后代。
(3)物种的形成一定要经过隔离吗？
答案：不一定要经过地理隔离，但一定要经过生殖隔离。
种群基因频率的计算
1.比较基因频率和基因型频率
基因频率 基因型频率
公式 某基因频率＝该基因的数目/该基因与其等位基因的总数×100% 某基因型频率＝该基因型的个体数/总个体数×100%
外延 生物进化的实质是种群基因频率的改变 基因型频率改变，基因频率不一定改变
2．求算基因频率
(1)已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率：
某基因频率＝
A＝×100%
a＝×100%
(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
(2)已知基因型频率计算基因频率：
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：
PA＝＝(＋×)＝PAA＋PAa
Pa＝＝(＋×)＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列结论：
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，而各种基因型频率之和也等于1。
②某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。
3．利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件：①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。
(2)计算公式：当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：
基因型AA的频率＝p2
基因型Aa的频率＝2pq
基因型aa的频率＝q2
[联前系后]
——————————————————————————————————————
伴性遗传中基因频率的计算
p＝
q＝
——————————————————————————————————————
[例1]　(2012·上海高考)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性，在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是(　　)
A．30%,21%　　　　　　 B．30%,42%
C．70%,21% D．70%,42%
[解析]　根据题意可知，Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因频率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F2各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，统计得到A基因的频率为49%＋42%×1/2＝70%，故D项正确。
[答案]　D
自由交配与基因频率和基因型频率有何关系？
提示：(1)随机交配、没有自然选择的情况下，子代群体中基因频率不变，但基因型频率可能发生改变。
(2)不随机交配的情况下，不能用遗传平衡公式计算子代群体的基因频率。种群的基因频率和基因型频率都可能发生改变。
物种形成与生物进化
1.物种形成的方式
(1)渐变式：
(2)爆发式：
物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)。
2．物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：
3．隔离导致物种的形成
一个种群多个小种群种群基因频率定向改变―→亚种新物种
(1)地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期，只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生新物种，如东北虎和华南虎。
(2)生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交不活；活而不育。
4．物种形成与生物进化的关系
物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后生物和原来生物关系 新物种形成，生殖隔离，质变，属于不同的物种 生物进化，基因频率改变，量变，仍属于一个物种
联系 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种变化可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成②新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了
[例2]　(2013·淮安第三次调研)大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如下图所示，相关说法正确的是(　　)
A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率
C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的
D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2
[解析]　图中a为地理隔离，b为自然选择。多倍体的形成，可以不经过地理隔离形成新物种，A错误；①～⑥表示物种形成过程中变异是不定向，包括基因突变、基因重组和染色体变异，C错误；只有当品系1和品系2出现生殖隔离时，才会形成两个物种，D错误。
[答案]　B
易误点 混淆自然选择学说与现代生物进化理论的观点
失误类型 知识理解类失误
　　
1．自然选择学说与现代生物进化理论的比较
2．环境起选择作用，而非诱发变异
达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择，生物产生了大量不定向变异后，由环境决定其生存与否，即变异在前，选择在后。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)高考命题多以选择题形式列举有关现代生物进化理论的多种观点，从中判断正误。
(2)列举各种进化观点，比较现代生物进化理论与自然选择学说。
1．(2012·海南高考)关于现代生物进化理论的叙述，错误的是(　　)
A．基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要
B．不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同
C．环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变
D．同一群落中的种群相互影响，因此进化的基本单位是群落
解析：选D　基因突变率虽然低，却是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料；生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果，基因型不同，表现型相同，对环境的适应性相同，也可能表现型不同，对环境的适应性也不同；环境发生的变化如果影响到某些基因型，由于环境的选择作用，会使种群的基因频率改变；如果环境发生的变化不影响种群中各基因型的适应性，也可能不起选择作用，基因频率不变；只有种群内个体之间才有基因交流，所以生物进化的基本单位是种群而非群落。
2.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在(　　)
①突变和基因重组产生进化的原材料　②种群是生物进化的基本单位　③自然选择是通过生存斗争实现的　④自然选择决定生物进化的方向　⑤生物进化的实质是基因频率的改变
⑥隔离导致新物种形成　⑦适者生存，不适者被淘汰
A．②④⑤⑥⑦ B．②③④⑥
C．①②⑤⑥ D．①②③⑤⑦
解析：选C　达尔文自然选择学说没有从根本上解释生物进化的原因，现代生物进化理论从基因的角度解释了生物进化的原因，①⑤⑥正确；达尔文自然选择学说认为个体是生物进化的单位，而现代生物进化理论认为种群是生物进化及繁殖的基本单位，所以②正确。
评价修改性实验题解题技巧
1．答题程序
2．解题技巧
一看对照
二看步骤
三看验证
四看材料
五看条件
[典例]　生物进化的实质是种群基因频率的改变，其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因突变、基因重组、遗传漂变等。某中学生物研究小组为探究人工选择对种群基因频率是否有影响，选择了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性，基因位于常染色体上。实验过程如下：
①选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只雌性残翅果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
②让子一代果蝇连续自由交配5次，同时在每一代中都除去残翅果蝇；
③当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；
④根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。
请分析回答：
(1)该实验过程的设计是否科学？请说出你的理由。
(2)若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤。
①选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只雌性残翅果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
②将F1分成甲、乙两组，让其分别_______________________________________
________________________________________________________________________；
③当F6分别自由交配后，分别统计______________________________________
________________________________________________________________________；
④根据甲、乙两组中残翅果蝇百分比，分别计算出_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响。
[解题指导]
本题是比较典型的实验评价题，可从以下5个方面考虑：
(1)看有无对照实验，如果有，看对照实验的设计是否合理：本实验无对照实验。此实验应该分为两组，甲组无人工选择，乙组有人工选择。
(2)看实验是否遵循单一变量原则：本实验没有对照实验，所以没有单一变量。
(3)看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整：不合理、不完整。应该对甲组不进行人工选择，让子一代果蝇连续自由交配6次，统计子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。
(4)看是否采取正确的方法进行实验结果的检测和记录：正确。
(5)看对实验结果的预测与分析是否合理：本实验不合理，不能得出实验结论。实验结果应该分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比，根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中B、b基因在种群中的基因频率，比较得出结论。
[标准答案]
(1)不科学，没有对照实验。(2)②连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都除去残翅果蝇　③甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比　④甲、乙两组中B、d基因在种群中的基因频率，比较得出结论　(3)这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小。
———————[归纳小结]—————————————————————
评价修改类实验题大多是缺乏对照，因此在解答此类问题时，应先看有无对照实验。然后再根据题目要求，从其他方面逐一解答。
——————————————————————————————————————
基因的本质与表达　生物的变异、育种和进化
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．(2013·银川模考)来自宿主植物的mRNA进入根瘤菌菌体，并在菌体内翻译合成了豆血红蛋白。当豌豆被不同种的根瘤菌侵染时，形成相同的豆血红蛋白；当豌豆与蚕豆分别被同一种根瘤菌侵染时，形成的豆血红蛋白有差异。分析上述现象可以推出(　　)
A．豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因的序列相同
B．豌豆被不同种根瘤菌侵染时，控制合成豆血红蛋白的基因相同
C．不同种根瘤菌中合成豆血红蛋白的mRNA的碱基序列一定相同
D．豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因表达不受根瘤菌生活状况的影响
解析：选B　由于豌豆与蚕豆分别被同一种根瘤菌侵染时，形成的豆血红蛋白有差异，说明豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因的序列不相同；由题意可知，合成豆血红蛋白的mRNA来自宿主植物，与根瘤菌的种类无关；不同种根瘤菌中合成豆血红蛋白的mRNA的碱基序列取决于宿主植物；豆血红蛋白基因表达中的翻译过程在根瘤菌菌体内进行，因此受到根瘤菌生活状态的影响。
2．(2013·苏、锡、常、镇四市一调)李振声院士运用小麦与偃麦草(一种野生牧草)远缘杂交并诱导染色体移接，成功培育出多个优良小麦新品种。下列有关叙述中不正确的是(　　)
A．小麦和偃麦草之间存在生殖隔离
B．大多数染色体变异对生物体是不利的
C．染色体移接属于染色体数目变异
D．这项研究体现了生物多样性的价值
解析：选C　小麦和偃麦草是两个物种，二者之间存在生殖隔离；大多数染色体变异对生物体是不利的；染色体移接属于染色体结构变异；题中所述研究体现了生物多样性的直接价值。
3.关于图示的生理过程的说法，正确的是(　　)
A．该图所示的生物细胞有真正的细胞核
B．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
C．该图表示的是转录和翻译
D．该图表示的生理过程所需要的能量都由线粒体提供
解析：选C　该图所示的转录和翻译过程是同时进行的，由此可知此过程发生在原核生物细胞内；mRNA上的终止密码子在tRNA上没有相应的反密码子；由于原核生物无线粒体，故该图所示的生理过程所需的能量由细胞质基质提供。
4.下列关于图中①、②两种分子的说法正确的是(　　)
A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA
B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C．遗传信息位于①上，密码子位于②上
D．①和②共有的碱基是C和G
解析：选A　①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G。
5．(2013·皖南八校联考)在噬菌体侵染细菌实验中，分别用标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，噬菌体在细菌体内复制了三代，则下列说法正确的是(　　)
A．噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质
B．含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0
C．标记噬菌体的方法是分别用含32P的培养基和35S的培养基培养噬菌体
D．上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：RNA→DNA→RNA→蛋白质
解析：选B　噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质；噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的DNA，蛋白质外壳留在外部，故子代产生的噬菌体蛋白质外壳都不具有放射性，由于DNA的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2/8＝1/4；噬菌体必须寄生在活细胞体内才能生活，不能直接用培养基培养；噬菌体是DNA病毒，不具有逆转录过程。
6．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是(　　)
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m　②碱基之间的氢键为(3m－2n)/2　③一条链中A＋T的数量为n　④G的数量为m－n
A．①②③④　　　　　　　 B．②③④
C．③④ D．①②③
解析：选D　每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故①中的等量关系正确；对于②，因G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键为2n＋3×(m－2n)/2＝(3m－2n)/2；③因两条链中A＋T的总量为2n，故一条链中A＋T的数量应为n；④中计算G的数量有误，应为(m－2n)/2＝m/2－n。
7．(2013·山东四市联考)小香猪的体色由黑色变为白色是细胞核中某基因发生碱基对改变，导致所编码的蛋白质中一个氨基酸被替换的结果，下列各项中也会发生改变的是(　　)
A．该基因在染色体上的位置
B．rRNA的碱基排列顺序
C．所编码蛋白质的肽键数目
D．该基因的基因频率
解析：选D　基因发生碱基对改变，导致编码的蛋白质中氨基酸被替换，不会影响该基因在染色体上的位置、所编码蛋白质的肽键数目和核糖体RNA(rRNA)的碱基排列顺序，但会影响mRNA的碱基排列顺序，改变该基因的基因频率。
8．(2013·哈尔滨模拟)下列关于生物变异与进化的叙述，正确的是(　　)
A．用秋水仙素处理不同生长发育时期的单倍体均能得到纯合子
B．用基因工程技术构建抗虫棉的过程实现了苏云金芽孢杆菌与棉花的共同进化
C．饲养金鱼过程中的人工选择会使种群基因频率发生定向改变
D．基因突变、基因重组与染色体变异属于可遗传变异，故它们都能遗传给后代
解析：选C　用秋水仙素处理单倍体不一定能得到纯合子，例如四倍体生物AAaa的单倍体可能为Aa，用秋水仙素处理后得到的AAaa为杂合子；用基因工程技术构建抗虫棉的过程中苏云金芽孢杆菌与棉花并没有相互作用和相互影响，没有实现苏云金芽孢杆菌与棉花的共同进化；基因突变、基因重组与染色体变异属于可遗传变异，但不一定都能遗传给后代，一般只有发生在生殖细胞中的变异才能遗传给后代。
9．S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型 (如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养S Ⅱ型肺炎双球菌可从中分离出R Ⅱ型菌。Griffith将加热杀死的S Ⅲ型菌与R Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患肺炎大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的S Ⅲ型菌；而单独注射R Ⅱ和加热杀死的S Ⅲ型菌小鼠均未死亡。此实验结果能支持的假设是(　　)
A．S Ⅲ型菌经突变形成了耐高温型菌
B．S Ⅲ型菌是由R Ⅱ型菌突变形成的
C．R Ⅱ型菌经过转化形成了S Ⅲ型菌
D．加热后S Ⅲ型菌可能未被完全杀死
解析：选C　加热杀死的S Ⅲ型菌与 R Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患肺炎大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的S Ⅲ型菌；而单独注射R Ⅱ和加热杀死的S Ⅲ型菌小鼠均未死亡，说明R Ⅱ型菌经过转化形成了S Ⅲ型菌。
10．水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交，让F1自交三代，在自然情况下，基因频率的变化是(　　)
A．Y逐渐增大，R逐渐增大
B．Y逐渐减小，R逐渐减小
C．Y基本不变，R基本不变
D．Y基本不变，R逐渐增大
解析：选D　非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr，杂交得F1(YyRr)。F1自交三代，由于自然选择的作用，后代中抗病个体增加，不抗病个体逐渐被淘汰，即R的基因频率逐渐增大；而非糯性与糯性性状基本不受环境影响，后代中Y的基因频率基本不变。
11．(2013·西安名校三检)美国《科学》杂志刊登了一则“人的卵细胞可发育成囊胚”的报道，有人据此推测，随着科学的不断发展，将来有可能培育出单倍体人。若在实验室里实现了“将狗的卵细胞发育成囊胚”，则以下预测不正确的是(　　)
A．若该囊胚能继续发育成成年狗，则该狗不能生育
B．若使该囊胚细胞的染色体数目加倍，得到的狗将是一个二倍体雌性狗
C．若通过抑制中心体活动使染色体加倍，发育成的狗患遗传病的概率与自然繁殖的狗相同
D．在由狗的卵细胞发育成囊胚的过程中，不会出现联会的现象
解析：选C　由卵细胞发育成的狗属于单倍体，具有高度不育的特点。由卵细胞发育成的囊胚细胞的染色体中含有X染色体，染色体数目加倍后，染色体组数加倍，性染色体变成XX，因此将得到一个二倍体雌性狗。自然繁殖狗的发病率受到双亲的影响，而染色体加倍得到的狗的发病率只与母方有关，因此二者的发病率不相同。卵细胞发育成囊胚过程中进行的是有丝分裂，不会出现联会现象。
12．下图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是(　　)
A．①可以表示经过秋水仙素处理后形成的四倍体西瓜的体细胞的基因组成
B．②可以表示果蝇体细胞的基因组成
C．③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成
D．④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成
解析：选A　秋水仙素处理后的结果为染色体数目加倍，基因数目也加倍，而图①细胞的基因型为AAAa，不能表示经秋水仙素处理后的细胞的基因组成；果蝇为二倍体生物，②可表示果蝇体细胞的基因组成；21三体综合征患者多出1条第21号染色体，③可以表示其基因组成；雄性蜜蜂是由卵细胞直接发育成的个体，为单倍体，④可以表示其体细胞的基因组成。
13．(2013·广州模拟)染色体部分缺失在育种方面也有重要作用。下图所示育种专家对棉花品种的培育过程。相关叙述错误的是(　　)
A．太空育种依据的原理主要是基因突变
B．粉红棉M的出现是染色体缺失的结果
C．深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为1/4
D．粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/4
解析：选C　太空育种的原理主要是基因突变，可以产生新的基因，由图可知，粉红棉M是由于染色体缺失了一段形成的。若用b－表示染色体缺失的基因，则bb×b－b－→bb－(全部为粉红棉)；粉红棉bb－自交，得白色棉bb的概率为1/4。
14．引起生物产生可遗传变异的原因有基因重组、基因突变和染色体变异。下列几种生物性状产生的原因中，来源相同的一组是(　　)
①野生红眼果蝇后代偶然出现了少量白眼类型　②黄色圆粒豌豆种植后出现绿色皱粒品种　③利用番茄与马铃薯体细胞杂交获得“番茄—马铃薯”　④一对表现型正常的夫妇生出患白化病且色盲儿子　⑤用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落　⑥人类的镰刀型细胞贫血症
A．①②③ B．②③④
C．①⑤⑥ D．②③⑤
解析：选C　①⑤⑥属于基因突变，②④属于基因重组，③属于染色体变异。
15．(2013·龙岩教学质检)下面是有关果蝇的培养记录。通过本实验可说明(　　)
海拔高度(m) 5 000 5 000 3 000 3 000
温度(℃) 19 25 19 25
突变率(%) 0.23 0.63 0.21 0.63
A．果蝇在25 ℃时突变率最高
B．果蝇的突变率与培养温度有关
C．果蝇的突变是通过影响酶的活性来实现的
D．果蝇的培养地点(所处的海拔高度)与突变率有关
解析：选B　表中只有两个温度，不能确定果蝇在25 ℃时突变率最高；此表可反映出果蝇的突变率与培养温度有关，但不能确定果蝇的突变是通过影响酶的活性来实现的；从表中可以看出，在相同温度下，不同培养地点(所处的海拔高度)的果蝇的突变率基本不变，说明果蝇的培养地点与突变率基本无关。
16．(2013·杭州名校模考)如图是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型，请据图分析下列说法错误的是(　　)
A．a物种最终进化为b、c两个物种，经历了从地理隔离到生殖隔离的过程
B．b迁到黄河南岸后，不与c物种进化为同一物种，内因是种群的基因库不同
C．c物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在进化
D．欲判断d与b是否为同一物种，只需看b与d能否自由交配即可
解析：选D　由图可知，物种a经过地理隔离，最终形成不同的物种b、c，产生了生殖隔离；b迁移至黄河南岸后，已经和c出现了生殖隔离，本质是它们的基因库产生了很大的差异；生物进化的实质是种群基因频率的改变；判断两个种群是否为同一物种，不但要看它们之间是否能自由交配，还需看它们交配后产生的子代是否可育。
17．(2012·海南高考)玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是(　　)
A．发生了染色体易位
B．染色体组数目整倍增加
C．基因中碱基对发生了替换
D．基因中碱基对发生了增减
解析：选A　具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。如果两对(或更多对)非等位基因位于一对非同源染色体上就不会表现出自由组合。从题目可知，发生突变的植株不能进行基因的自由组合，原因最可能是发生染色体易位，使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上。
18．(2013·吉林模拟)曼陀罗的细胞核内含有四个相同的染色体组，花为两性花。基因A、a控制一对相对性状，A对a表现为完全显性。下列有关基因型为AAaa的个体的叙述，不正确的是(　　)
A．产生配子的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
B．该个体自交，子代中表现型比例为显性性状∶隐性性状＝35∶1
C．基因a与a的分离，可以同时发生在减数第一次分裂和第二次分裂
D．曼陀罗的遗传符合孟德尔遗传规律
解析：选A　该个体产生配子的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，因此，基因型为aa的配子占1/6，自交产生隐性性状的个体占1/36，所以子代中表现型比例为显性性状∶隐性性状＝35∶1。a与a既可以看做是位于同源染色体上的基因，也可以看做是位于姐妹染色单体上的基因，因此二者分离既发生在减数第一次分裂也可以发生在第二次分裂。
19．(2013·山西六校联考)经权威遗传机构确认济南发现的一例染色体异常核型即46，XY，t(6；8)为世界首例，该例异常核型属于染色体平衡易位携带者。染色体平衡易位是造成流产和畸形儿的重要因素，由于没有遗传物质丢失，患者表现及智力均与正常人一样。某女性患者的第1和5号染色体易位，染色体异常核型可表示为46，XX，t(1；5)。下列说法错误的是(　　)
A．经染色后，在光学显微镜下可观察到染色体易位
B．46，XY，t(6；8)表示某男性患者第6和8号染色体易位
C．只有缺失和重复这两类染色体结构变异才能导致基因数量的改变
D．染色体易位不属于基因重组，这种变异是可遗传的
解析：选C　染色体易位可在光学显微镜下观察到，但需要染色；根据题干信息推出46，XY，t(6；8)表示某男性患者第6和8号染色体易位；能导致基因数量改变的不只有染色体结构变异中的重复和缺失，还有染色体数目变异；染色体易位属于染色体结构变异。
20．(2013·安庆模考)珠蛋白是血红蛋白的组成成分。如果将来自非洲爪蟾的网织红细胞的珠蛋白mRNA以及放射性标记的氨基酸，注射到非洲爪蟾的卵细胞中，结果如图甲所示。如果注射含有珠蛋白mRNA的多聚核糖体以及放射性标记的氨基酸，则结果如图乙所示。下列相关分析中，正确的是(　　)
A．外源mRNA的注入不影响卵细胞自身蛋白质的合成
B．珠蛋白mRNA在卵细胞中可能竞争利用其中的核糖体
C．若不注入珠蛋白mRNA，卵细胞也能合成少量珠蛋白
D．卵细胞内没有控制珠蛋白合成的基因
解析：选B　由图甲可知，向卵细胞中注入珠蛋白mRNA会使卵细胞自身蛋白质的合成量下降，结合图乙可知，珠蛋白mRNA在卵细胞中可能竞争利用其中的核糖体，进而影响了卵细胞自身蛋白质的合成。卵细胞中含有控制珠蛋白合成的基因，只是该基因在卵细胞中未表达，不能合成珠蛋白。
二、非选择题(共60分)
21．(10分)周期性共济失调是一种由常染色体上的基因(用A或a表示)控制的遗传病，致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常，从而使正常钙离子通道的数量不足，造成细胞功能异常。该致病基因纯合会导致胚胎致死。患者发病的分子机理如下图所示。
请回答：
(1)图中的过程①是________，与过程②有关的RNA的种类有哪些？________________________________________________________________________。
如果细胞的核仁被破坏，会直接影响图中________(结构)的形成。
(2)虽然正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的，但致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短，请根据图示推测其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)据图可知：过程①是转录，过程②是翻译。与翻译有关的RNA的种类包括mRNA、tRNA和rRNA。核仁与核糖体的形成有关。
答案：(1)转录　tRNA、rRNA、mRNA　核糖体　(2)基因中碱基发生替换，使对应的密码子变为终止密码子
(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
22．(18分)(2012·浙江高考)玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：
取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆3株(丙)。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆，选取F1中抗病高秆植物上的花药进行离体培养获得幼苗，经过秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。
另一个实验表明：以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。
请回答：
(1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此基因不能正常________，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有________的特点，该变异类型属于________。
(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是________，花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成________获得再生植株。
(3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生________种配子。
(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。
解析：(1)基因中缺失了一段DNA，这属于基因突变。植物因基因突变而无法合成叶绿素，成为白化苗，体现了基因突变的有害性。(2)从育种过程看，除了单倍体育种、杂交育种外，还有诱变育种。杂交育种的原理是基因重组，可以有目的地将两个或多个优良性状“组合”在一起，培育出更优良的新品种。通过植物组织培养获得新植株的途径有两条，一是通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比，从愈伤组织中诱导出芽和根的顶端分生组织，并可由此再生出新的植株；二是将含有愈伤组织培养物的试管放在摇床上，通过液体悬浮培养分散成单细胞，在适宜的培养基中，这种单细胞可发育成胚状体，胚状体继续发育，可以形成植株。(3)由于甲植株表现为不抗病矮秆，丁植株表现为抗病高秆，其后代全表现为抗病高秆，故抗病对不抗病为显性，高秆对矮秆为显性。由乙植株与丙植株杂交后代的表现型可推知，乙植株和丙植株都是杂合子，基因型分别是Aabb、aaBb，后代抗病高秆的基因型是AaBb，产生AB、Ab、aB、ab 4种配子。(4)书写遗传图解时应注意写出亲本的基因型和表现型、配子、后代的基因型和表现型及其比例和各种符号。
答案：(1)表达　有害性　基因突变
(2)诱变育种　基因重组　胚状体
(3)4
(4)
23．(16分)(2013·厦门质检)家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多、丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请回答：
(1)家蚕的一个染色体组含有________条染色体。
(2)图中变异家蚕的“变异类型”属于染色体变异中的________。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是________。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为________。
(3)在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出可根据体色辨别幼蚕性别的后代。请用遗传图解和适当的文字描述选育雄蚕的过程。
解析：(1)二倍体家蚕体细胞中有56条染色体，其生殖细胞中有28条染色体，则其一个染色体组含有28条染色体。(2)由图示可知，家蚕的变异属于染色体结构变异中的易位。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕利用的是杂交育种。图中的限性斑纹雌蚕的基因型是aaZWA。(3)可以用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕杂交，其后代中无斑纹的都是雄蚕，有斑纹的都是雌蚕。
答案：(1)28　(2)结构变异　杂交育种　aaZWA　(3)如图
文字说明：后代中有斑纹的均为雌蚕，应淘汰；无斑纹的为雄蚕，应保留。
24．(16分)(2013·佛山一模)以酒待客是我国的传统习俗。有些人喝了一点酒就脸红，我们称为“红脸人”，有人喝了很多酒，脸色却没有多少改变，我们称为“白脸人”。乙醇进入人体后的代谢途径如下，请回答：
(1)“白脸人”两种酶都没有，其基因型是________；“红脸人”体内只有ADH，饮酒后血液中________含量相对较高，毛细血管扩张而引起脸红。由此说明基因可通过控制________________，进而控制生物的性状。
(2)有一种人既有ADH，又有ALDH，号称“千杯不醉”。就上述材料而言，酒量大小与性别有关吗？你的理由是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)13三体综合征是种染色体异常遗传病，调查中发现经常过量饮酒者和高龄产妇，生出患儿的概率增大。医院常用染色体上的一段短串联重复序列作为遗传标记(“＋”表示有该标记，“－”表示无)，对该病进行快速诊断。
①为了有效预防13三体综合征的发生，可采取的主要措施有________________________________________________________________________(回答3点)。
②现诊断出一个13三体综合征患儿(标记为“＋＋－”)，其父亲为“＋－”，母亲为“－－”。该小孩患病的原因是其亲本的生殖细胞出现异常，即________染色体在________时没有移向两极。
③威尔逊氏病是由13号染色体上的隐性基因(d)控制的遗传病。一对正常的父母生下了一个同时患有13三体综合征和威尔逊氏病的男孩，在下框中用遗传图解表示该过程。
(说明：配子和子代都只要求写出与患儿有关的部分)
解析：(1)由图知，乙醇脱氢酶由A基因控制，乙醛脱氢酶由b基因控制，“白脸人”两种酶都没有，说明其基因型是aaBB或aaBb；“红脸人”体内只有ADH，说明能产生乙醛，使毛细血管扩张而引起脸红，由此说明基因可通过控制酶的合成影响代谢，进而控制生物的性状。(2)由图知，两种酶由常染色体上的基因控制，故酒量大小与性别无关。(3)①遗传病的预防有遗传咨询和产前诊断等手段，也可以通过减少饮酒和适龄生育等措施预防该病的发生。②该患儿标记为(＋＋－)，根据题意可知是父亲在减数第二次分裂时染色单体没有分开导致。③由题知，患儿的基因型为dddXY，而父母均正常，所以可能是母亲，也可能是父亲减数分裂时出错。
答案：(1)aaBB或aaBb　乙醛　酶的合成来控制代谢的过程
(2)无关，因为两对等位基因都位于常染色体上
(3)①适龄生育、不酗酒、产前诊断(或羊水检查)
②父亲的13号(或答次级精母细胞)　减数第二次分裂后期(或答减数分裂)
③a.
b.第三讲基因在染色体上和伴性遗传
[教材知识问题化梳理]
一、萨顿的假说
(1)方法：类比推理。
(2)内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。
(3)依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
二、基因在染色体上的实验证据[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．摩尔根果蝇眼色遗传实验过程和现象
2．实验现象的解释
　　
　　♂配子♀配子　　 XW Y
XW XWXW(红眼) XWY(红眼)
Xw XWXw(红眼) XwY(白眼)
(3)结论：
基因在染色体上(后来摩尔根又证明了基因在染色体上呈线性排列)。
[巧学助记]巧记萨顿假说
萨顿假说，类比推理，结论正误，实验验证。
果蝇杂交，假说演绎，基因染(色)体，线性排列。
三、伴性遗传(以红绿色盲为例)
(1)子代XBXb的个体中XB来自母亲，Xb来自父亲。
(2)子代XBY个体中XB来自母亲，由此可知这种遗传病的遗传特点是交叉遗传。
(3)如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病，这说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。
(4)这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。
四、连线伴性遗传的类型、实例及特点
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．(2010·海南高考)下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是(　　)
A．基因发生突变而染色体没有发生变化
B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D．Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状
答案：A
2．(2012·江苏高考)下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是(　　)
A．性染色体上的基因都与性别决定有关
B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传
C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因
D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体
答案：B
3．(2010·海南高考)某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿，该女儿与一个表现型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是(　　)
A．1/2　　　　　　　 B．1/4
C．1/6 D．1/8
答案：D
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据雌雄果蝇体细胞染色体图解回答下列问题：
(1)果蝇的性别决定方式是什么？其配子染色体组成如何表示？
答案：性染色体决定型，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)若控制某性状的隐性基因位于X染色体上，其遗传有何特点？
答案：具该性状的雌果蝇的父本和雄性后代都具有该性状，且该性状在雄性果蝇中出现概率高。
(3)若控制某性状的基因在X、Y染色体上有等位基因，则显性雄性个体的基因型有几种？写出其基因型(用A a表示)。
答案：3种。XAYa、XAYA、XaYA。
伴性遗传的类型及其遗传特点
1.常见的性别决定
　　类型项目　　 XY型性别决定 ZW型性别决定
雄性个体 两条异型性染色体X、Y 两条同型性染色体Z、Z
雄配子 两种，分别含X和Y，比例为1∶1 一种，含Z
雌性个体 两条同型性染色体X、X 两条异型性染色体Z、W
雌配子 一种，含X 两种，分别含Z和W，比例为1∶1
后代性别 决定于雄配子 决定于雌配子
2．X、Y染色体上基因的传递规律
(1)X、Y染色体同源区段的基因的遗传：
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，如：
♀XaXa　　　×　　　XaYA♂
↓
XaYA　　　　　　　　XaXa
(♂全为显性)　　　(♀全为隐性)
(2)X、Y染色体非同源区段的基因的遗传：
基因的位置 Y染色体非同源区段基因的传递规律 X染色体非同源区段基因的传递规律
隐性基因 显性基因
模型图解
判断依据 父传子、子传孙，具有世代连续性 双亲正常子病；母病子必病，女病父必病 子正常双亲病；父病女必病，子病母必病
规律 没有显隐性之分，患者全为男性，女性全部正常 男性患者多于女性患者；具有隔代交叉遗传现象 女性患者多于男性；具有连续遗传现象
举例 人类外耳道多毛症 人类红绿色盲、血友病 人类抗维生素D佝偻病
——————————————————————————————————————
[联前系后]
性别决定与性别分化
(1)由性染色体决定性别的生物才有性染色体。雌雄同株的植物无性染色体。
(2)性染色体决定型是性别决定的主要方式，此外还有其他方式，如蜜蜂是由染色体数目决定性别的。
(3)性别决定后的分化发育只影响表现型，基因型不变。
(4)性别相当于一对相对性状，其传递遵循分离定律。
——————————————————————————————————————
[例1]　(2013·皖南八校联考)家蚕为ZW型性别决定，人类为XY型性别决定，则隐性致死基因(伴Z或伴X染色体遗传)对于性别比例的影响如何(　　)
A．家蚕中雄、雌性别比例上升，人类中男、女性别比例上升
B．家蚕中雄、雌性别比例上升，人类中男、女性别比例下降
C．家蚕中雄、雌性别比例下降，人类中男、女性别比例下降
D．家蚕中雄、雌性别比例下降，人类中男、女性别比例上升
[解析]　ZW型性别决定雄性是性染色体同型的，隐性致死基因(伴Z)易导致雌性个体部分死亡，从而使雄雌比例上升。XY型是雌性性染色体同型的，隐性致死基因(伴X)易导致男性个体部分死亡，从而使男女比例下降。
[答案]　B
遗传系谱图中遗传方式的判断
1.首先确定是否为伴Y遗传
(1)若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则为伴Y遗传。如图：
(2)若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传。
2．其次确定是显性遗传还是隐性遗传
(1)“无中生有”是隐性遗传病，如图1。
(2)“有中生无”是显性遗传病，如图2。
3．确定是常染色体遗传还是伴X遗传
(1)在已确定是隐性遗传的系谱中：
①若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X隐性遗传。(如下图1)
②若女患者的父亲和儿子中有正常的，则一定为常染色体隐性遗传。(如下图2)
(2)在已确定是显性遗传的系谱中：
①若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X显性遗传。(如下图1)
②若男患者的母亲和女儿中有正常的，则一定为常染色体显性遗传。(如下图2)
4．遗传系谱图判定技巧
(1)遗传系谱图判定口诀：
父子相传为伴Y；
无中生有为隐性，隐性遗传看女病，
父子都病为伴性，父子有正非伴X；
有中生无为显性，显性遗传看男病，
母女都病为伴性，母女有正非伴X。
(2)系谱图的特殊判定：若世代连续遗传，一般为显性，反之为隐性；若男女患病率相差很大，一般为伴性遗传，反之为常染色体遗传。
[例2]　(2013·衡阳六校联考)下面为四个遗传系谱图，下列有关叙述中正确的是(　　)
A．甲和乙的遗传方式完全一样
B．丁中这对夫妇再生一个女儿，正常的几率为1/8
C．乙中若父亲携带致病基因，则该遗传病为常染色体隐性遗传病
D．丙中的父亲不可能携带致病基因
[解析]　由系谱图可知，甲中双亲正常，女儿患病，遗传方式为常染色体隐性遗传；乙中双亲正常，儿子患病，遗传方式可能是常染色体隐性遗传或伴X染色体隐性遗传，可能与甲的遗传方式不同，故A错误。丁中双亲患病，有一个女儿正常，遗传方式为常染色体显性遗传，双亲为杂合子，再生一个女儿正常的概率为1/4，故B错误。若乙中父亲携带致病基因，则该病为常染色体隐性遗传病，故C正确。若丙为常染色体隐性遗传，则丙中的父亲可能携带致病基因，故D错误。
[答案]　C
若已知乙中父亲不携带致病基因，则乙的遗传方式是什么？
提示：伴X染色体隐性遗传。
易误点 混淆“男孩患病”与“患病男孩”的概率计算
失误类型 知识理解类失误
　　
1．患病男孩与男孩患病的概率
(1)常染色体上的基因控制的遗传病：
①男孩患病率＝女孩患病率＝患病孩子概率。
②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×1/2。
(2)性染色体上的基因控制的遗传病：
①病名在前、性别在后，则从全部后代中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。因性别已随性状考虑在内，故无需再乘以1/2；
②若性别在前、病名在后，求概率问题时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病则是指所有男孩中患病的男孩占的比例。
2．用集合的方法解决两种病的患病概率问题
当两种遗传病(甲病和乙病)之间具有“自由组合”关系时，可用图解法来计算患病概率。首先根据题意求出患一种病的概率(患甲病或患乙病的概率)，再根据乘法原理计算：
①两病兼患概率＝患甲病概率×患乙病概率；
②只患甲病概率＝患甲病概率－两病兼患概率；
③只患乙病概率＝患乙病概率－两病兼患概率；
④只患一种病概率＝只患甲病概率＋只患乙病概率；
⑤患病概率＝患甲病概率＋患乙病概率－两病兼患概率；
⑥正常概率＝(1－患甲病概率)×(1－患乙病概率)或1－患病概率。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)在题干中增加一些在遗传系谱图中难以表现的信息，以起到限制或提示性作用，如“某个体不携带遗传病致病基因”、“家庭的其他成员均无此病”、“两种遗传病至少有一种是伴性遗传病”等。
(2)限制遗传概率求解范围。在所有后代中求概率不考虑性别；只在某一性别中求概率，需避开另一性别；连同性别一起求概率，应先将该性别的出生概率(1/2)列入范围，然后再在该性别中求概率。
(2012·江苏高考)人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者，系谱图如下。以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10－4。请回答下列问题(所有概率用分数表示)：
(1)甲病的遗传方式为________，乙病最可能的遗传方式为________。
(2)若Ⅰ 3无乙病致病基因，请继续以下分析。
①Ⅰ 2的基因型为________；Ⅱ－5的基因型为________。
②如果Ⅱ 5与Ⅱ 6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为________。
③如果Ⅱ 7与Ⅱ 8再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为________。
④如果Ⅱ 5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为________。
解析：(1)由Ⅰ 1和Ⅰ 2和Ⅱ 2的患病情况可判断甲病为常染色体隐性遗传病；由Ⅰ 3和Ⅰ 4与Ⅱ 9的患病情况可判断乙病为隐性遗传病，又因男性患者多于女性，故最可能是伴X隐性遗传病。(2)若Ⅰ 3无乙病致病基因，则可确定乙病为伴X染色体隐性遗传病。①Ⅰ 2的基因型为HhXTXt，Ⅱ 5的基因型为(1/3)HHXTY、(2/3)HhXTY。②Ⅱ 5的基因型为(1/3)HHXTY、(2/3)HhXTY，Ⅱ 6的基因型为(1/3)HH(1/2)XTXT、(2/3)Hh(1/2)XTXt，则他们所生男孩患甲病的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9，所生男孩患乙病的概率为1/2×1/2＝1/4，所以所生男孩同时患两种病的概率为1/9×1/4＝1/36。③Ⅱ 7甲病相关的基因型是(1/3)HH、(2/3)Hh，Ⅱ 8甲病相关的基因型是10－4Hh，则他们所生女孩患甲病的概率为2/3×10－4×1/4＝1/60 000。④依题中信息，Ⅱ 5甲病相关的基因型为(1/3)HH、(2/3)Hh，h基因携带者的基因型为Hh，则他们所生儿子中表现型正常的概率为1－2/3×1/4＝5/6，他们所生儿子中基因型为Hh的概率为1/3×1/2＋2/3×1/2＝3/6，故表现型正常的儿子中携带h基因的概率是3/6÷5/6＝3/5。
答案：(1)常染色体隐性遗传　伴X隐性遗传
(2)①HhXTXt　HHXTY或HhXTY　②1/36
③1/60 000　④3/5
突破遗传方式实验探究类问题的方法
(1)在常染色体上还是在X染色体上：
①若已知性状的显隐性：
②若未知性状的显隐性：

(2)在X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上：
(3)受核基因控制还是受质基因控制：

[典例]　(2012·福建高考)现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图1。
请回答：
(1)上述亲本中，裂翅果蝇为________(纯合子/杂合子)。
(2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因也可能位于X染色体上。
(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型：________(♀)×________(♂)。
[解题指导]
(1)纯合子、杂合子的判断。自交法和测交法都可判断基因型，动物一般选用测交法。由杂交实验可知，F1中雌雄个体中裂翅与非裂翅的比例约为1∶1，可推知亲本裂翅为杂合子。
(2)明确“一次”与“一代”杂交的区别。一代杂交实验是在一个世代内进行，可涉及到不同类型的亲本杂交；一次杂交实验前提是只一次，如何选择杂交类型应视具体的要求而定，但应确保最佳的杂交组合，亲本是唯一的。
(3)同型性染色体组成的隐性个体与异型性染色体组成的显性个体杂交在探究基因位置中的应用。在XY性别决定中，应选用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交，而在ZW型性别决定中，应选用隐性雄性个体与显性雌性个体杂交。
[标准答案]
(1)杂合子
(2)遗传图解如下：
(3)非裂翅(♀)×裂翅(♂)[或裂翅(♀)×裂翅(♂)]
———————[归纳小结]—————————————————————
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[必备答题流程]
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[案例技法展示]
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[典例]　已知某植物的花色有红色、粉红色和白色三种，受S、s和T、t两
花；T基因是一种修饰基因，能淡化红色素，当T基因纯合时，色素完全被淡化，植株开白花。回答以下问题：
______________(写出基因型和表现型)。
自由组合定律，某课题小组用基因型为SsTt的植株进行自交来探究。该小组经过讨论，一致认为所选植株的两对基因在染色体上的位置有三种情况：(如不符合时，不考虑交叉互换)
ⅰ如____________________________，则符合孟德尔的自由组合定律，请在方框1内绘出基因在染色体上的位置。(用竖线表示染色体，用黑点表示基因在染色体上的位点，下同)
ⅱ如子代中粉红色：白色＝1∶1，则不符合孟德尔的自由组合定律，基因在染色体上的位置如方框2中所示。
ⅲ如__________________，则__________，请在方框3内绘出基因在染色体上的位置。
(3)如这两对基因的遗传符合孟德尔的自由组合定律，则自交后代不出现性状分离的植株群体中共有________种基因型。　
信息①：题干文字内容表明S基因控制色素的合成，T基因决定花色的呈现，即有显性基因S就能合成色素，有显性基因T就会淡化色素。
信息②：由F1均开粉红花可知，F1中既存在S基因也存在T和t基因。
信息③：设问(2)题干中，该实验探究的是控制该植物花色的两对等位基因的遗传是否符合孟德尔的自由组合定律；方法：自交法。
信息④：Ss与Tt两对等位基因连在一起，位于一对同源染色体上
解读①：由信息①可知，基因型与表现型的关系为：基因型为S_tt的个体开红花，基因型为S_Tt的个体开粉红花，基因型为S_TT、ssT_和sstt的个体均开白花。
解读②：由信息①②可知，F1的基因型为S_Tt。
解读③：由信息③可知，两对基因的杂合亲本自交，按照自由组合定律，后代共有9种基因型，即：(1SS∶2Ss∶1ss)×(1TT∶2Tt∶1tt)。
解读④：由信息④可推测基因在染色体上有三种情况： 、、
1．设问(1)：由F1的基因型为S_Tt可判断，两亲本的两种基因的杂交方式为：SS×ss或SS×SS、TT×tt(即自由组合问题转化成分离问题)，因此，两亲本的杂交组合方式为：SStt(红花)×ssTT(白花)、SSTT(白花)×sstt(白花)、SSTT(白花)×SStt(红花)。
2．设问(2)：ⅰ.由SsTt×SsTt自交及信息①可判断，如果符合孟德尔的自由组合定律，则子代的表现型及比例为：粉红色(S_Tt)∶红色(S_tt)∶白色(S_TT、ssT_和sstt)＝6∶3∶7。
ⅲ.由ⅱ的题干和图示及信息①可推知，连在一起的两对基因可按一对基因处理，即遵循分离定律，则子代的表现型及比例为：粉红色(SsTt)∶红色(SStt)∶白色(ssTT)＝2∶1∶1。
3．设问(3)：由设问(2)的ⅰ可推知，自交后代不出现性状分离的植株群体中共有6种基因型，分别为SStt、S_TT、ssT_和sstt。
标准答案 失分防范
(1) SStt(红花)×ssTT(白花)、SSTT(白花)×sstt(白花)、SSTT(白花)×SStt(红花) 只答出其中一种组合不得分
(2) ⅰ.子代中粉红色∶红色∶白色＝6∶3∶7　如右图方框1所示ⅲ.子代中粉红色∶红色∶白色＝2∶1∶1不符合孟德尔的自由组合定律如下图方框3所示 由于惯性思维而错填为：粉红花∶红花∶白花＝9∶3∶4，绘图时Ss与tT的位置可颠倒，因等位基因在同源染色体上的位置是相对的，因此，只颠倒其中一条染色体上的位置不得分
(3) 6 在理清题干信息的基础上，仔细分析子代的9种基因型，然后确定答案，以免遗漏
易错探因 (1)能确定符合基因的自由组合定律，但由于惯性思维而误认为基因型为S_T_的个体都开粉红花，基因型为SST_和sstt的个体都开白花。(2)忽视了基因型为SsTT和ssTt两种个体自交后代也不会出现性状出分离，而误认为只有4种纯合子自交后代不发生性状分离。
[大题冲关集训]
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1．狗的体细胞中含有39对染色体。狗毛色的深浅与黑色素的合成有关。B基因控制真黑色素的合成，基因型BB、Bb的狗的毛色分别为黑色、棕色，基因型为bb的狗的毛色为黄色。同时，狗的体色还受E、e基因的影响。当E基因存在时，真黑色素能够正常合成，当E基因不存在时，真黑色素不能合成，狗的毛色为黄色，B、b和E、e基因分别位于第12号和第19号染色体上。请回答下列问题：
(1)这两对基因的遗传遵循孟德尔的________定律。
(2)若有一只黑色狗与一只棕色狗杂交，子代中黑、棕、黄三种颜色的狗都有，则亲本的基因型为________、________。子代中黄色狗的基因型为________
(3)若(2)中的两只狗再杂交一代，生出一只黑色狗的概率是________，这只狗是纯合子的可能性为________。
(4)狗的长毛(D)对短毛(d)为完全显性，现有健康成年纯种的黑色短毛雌狗(BBddEE)、纯种的黄色长毛雄狗(bbDDEE)各若干只，请通过杂交实验确定D、d和B、b是否都位于第12号染色体上，并将下面的实验内容补充完整。
实验步骤：
①黑色短毛雌狗与黄色长毛雄狗交配产生子代F1，F1的表现型为________。
②F1发育至成年，从F1中选取多对健康的雌雄狗进行杂交得F2.
③统计F2中狗的毛色和毛长。
实验结果分析：
若F2的表现型及比例为__________________________，则说明D、d基因不位于第12号染色体上；否则，说明D、d基因位于第12号染色体上。
解析：基因B、b和E、e分别位于两对同源染色体上，故这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。根据题意可知，基因型为BBE－的狗的毛色为黑色，基因型为BbE－的狗的毛色为棕色，基因型为bbE－、bbee、B－ee的狗的毛色为黄色。亲本为黑色、棕色的狗杂交，子代中出现了黄色狗，说明两只亲本狗的基因型应该为BBEe和BbEe。这两只亲本狗再次杂交，生出一只黑色狗的概率为3/8，其中纯合子占1/3。由题意可知，黑色短毛雌狗(BBddEE)和黄色长毛雄狗(bbDDEE)交配，所得F1的基因型为BbDdEE，表现型为棕色长毛。F1雌雄狗杂交得F2，若F2中黑色长毛∶黑色短毛∶棕色长毛∶棕色短毛∶黄色长毛∶黄色短毛＝3∶1∶6∶2∶3∶1，则说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，两对基因分别位于两对同源染色体上；否则，说明D、d基因位于第12号染色体上。
答案：(1)自由组合　(2)BBEe　BbEe　BBee、Bbee
(3)3/8　1/3　(4)棕色长毛　黑色长毛∶黑色短毛∶棕色长毛∶棕色短毛∶黄色长毛∶黄色短毛＝3∶1∶6∶2∶3∶1
2．某动物种群内，雌雄个体均有短尾和长尾、短胡须和长胡须性状。已知尾巴的性状由基因A、a控制、胡须的性状由基因B、b控制，下表是一杂交实验的记录表(后代数目符合统计学要求)。据此回答以下问题：
亲本的表现型 子一代的表现型及比例
实验一 长尾长胡须(♀)×短尾短胡须(　♂) 短尾长胡须(♀)∶短尾短胡须(♀)∶短尾长胡须(　♂)∶短尾短胡须(　♂)＝1∶1∶1∶1
…… …… ……
(1)该动物尾巴的性状中，显性性状是________，A、a这对等位基因位于________(填“常染色体”或“性染色体”)上。
(2)从实验一能否判断B、b这对等位基因的位置？________。如果控制胡须性状基因的遗传为伴X染色体遗传，则雌性亲本的基因型为________。
(3)现要通过子一代个体间的杂交实验来判断B、b这对等对基因的位置。
①长胡须×长胡须，结果及结论：_____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________，结果及结论：若子二代全部是短胡须，则不能判断B、b这对等位基因的位置；若子二代雌雄个体中均出现短胡须∶长胡须＝3∶1的性状分离比，则这对等位基因位于常染色体上。
③长胡须(　♂)×短胡须(♀)，结果及结论：_____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
解析：亲本的长尾和短尾是一对相对性状，而子一代均为短尾，说明短尾为显性性状。亲本短尾为雄性，若基因A、a位于X染色体上，则后代雌性应均为短尾，雄性均为长尾，与实验一不符，故A、a这对等位基因位于常染色体上。因Bb×bb和XBXb×XbY的子一代的表现型及比例均为长胡须(♀)∶短胡须(♀)∶长胡须(　♂)∶短胡须(　♂)＝1∶1∶1∶1，故不能判断基因B、b所在的位置。
答案：(1)短尾　常染色体
(2)不能　aaXBXb
(3)①若子二代全部是长胡须，则B、b这对等位基因位于常染色体上；若子二代雌雄个体中均出现长胡须∶短胡须＝3∶1的性状分离比，则这对基因位于常染色体上；若子二代中所有雌性均为长胡须，雄性中一半为长胡须，一半为短胡须，则这对基因位于X染色体上　②短胡须×短胡须　③若子二代雌雄个体中均出现长胡须∶短胡须＝1∶1的性状分离比，则B、b这对等位基因位于常染色体上；若子二代所有雌性均为长胡须，雄性均为短胡须，则这对基因位于X染色体上
3．玉米的黄粒(D)对白粒(d)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现选择纯种的白粒抗病与黄粒不抗病植株为亲本杂交得到F1，F1自交得到F2，从而获取黄粒抗病植株进行深入研究。根据材料分析回答：
(1)上述育种过程所依据的原理是_______________________________________。
(2)正常情况下，在F2中，重组类型所占的比例为______，黄粒抗病类型所占的比例为________。在黄粒抗病类型中，能稳定遗传的个体所占比例为________。
(3)某研究小组获得的F1自交及测交结果如下表：
黄粒抗病 白粒抗病 黄粒不抗病 白粒不抗病
自交(后代) 898 305 138 65
测交(后代) 210 207 139 131
统计发现，上表中所得数据与理论值相差较大，对此甲、乙两同学作出了自己的判断：甲同学认为是基因重组的结果，不抗病个体存活率低，导致数据偏离理论值；乙同学认为玉米在种植过程中发生了染色体畸变，从而使数据偏离理论值。
你认为哪位同学的判断正确？请说明你认为这位同学判断正确的理由，并简述你探究该同学判断正确与否的实验设计思路。
解析：ddRR×DDrr→F1为DdRr，F1自交→F2为9D－R－
∶3ddR－∶3D－rr∶1ddrr，与亲代相比重组的类型是9D－R－和1ddrr，占总体的5/8。黄粒抗病(D－R－)占9/16，其中DDRR占D－R－的1/9。由于F1的基因型为DdRr，自交、测交后代的性状分离比分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1，但是后代的不抗病类型数量偏少，应该与其“不抗病”造成的减产有关。虽然有可能发生染色体变异，但是频率不会这样高。
答案：(1)基因重组　(2)5/8　9/16　1/9　(3)甲同学的判断正确。因为F1的自交和测交结果中均出现了不抗病类型的后代数量减少(偏离正常值)的现象。发生这种偏差的原因可能是病虫害引起了不抗病个体的减产或死亡，导致后代数量减少(偏离正常值)。让F1重复自交及测交，根据后代中是否出现正常的性状分离比来判断玉米在杂交实验过程中是否发生了基因重组。同时在玉米杂交实验过程中要严格做好病虫害的防治工作。
4．在一封闭饲养的稳定遗传的有毛小鼠繁殖种群中，偶然发现一对有毛小鼠产生的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠。科研人员为研究无毛小鼠的遗传特性，让这对有毛小鼠继续杂交，仍有无毛小鼠出生，让无毛小鼠与亲代有毛小鼠回交，生产出10只无毛小鼠和12只有毛小鼠，其中无毛小鼠雌、雄各5只，有毛雌性小鼠7只，有毛雄性小鼠5只。
(1)科研人员初步判断：①小鼠无毛性状的出现是由种群中的基因突变造成的，而不是营养不良造成的；②控制无毛性状的基因位于常染色体上。你认为科研人员作出上述判断的理由：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知无毛由隐性基因a控制，有毛由显性基因A控制，无毛雄鼠能正常发育，无毛雌鼠繁殖力低，哺乳困难。由于无毛小鼠有极大的科研价值，需要将其扩大繁殖，请利用上述回交实验得到的小鼠作实验材料、选用最佳实验方案来获得无毛小鼠。
①最佳实验方案：__________________________________________________________。
②选择该方案的理由(用遗传图解表示)。
解析：(1)封闭饲养的有毛小鼠一直稳定遗传，有毛小鼠杂交总有无毛小鼠产生，依据这两个条件可以说明：无毛性状由隐性基因控制，非环境因素影响，无毛基因由有毛基因突变得到；又由于回交产生的后代中，有毛和无毛性状没有性别的差异，可断定该基因位于常染色体上。(2)因“无毛雌鼠繁殖力低，哺乳困难”，因此应选择无毛雄鼠作父本，有毛雌鼠作母本；为了尽可能多地产生无毛小鼠，应选择杂合雌鼠作母本。
答案：(1)①小鼠无毛性状可遗传给后代，是可遗传的变异，种群中常见性状为有毛，出现无毛性状则可能是基因突变的结果　②回交后代中有毛和无毛性状没有性别的差异
(2)①让回交后代中的无毛雄性小鼠和亲本中的有毛雌性小鼠杂交
②遗传图解如下：
P　　　　　×　　　
　　　　　　　　
F1　　　
遗传的基本规律与伴性遗传
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．孟德尔通过豌豆的杂交实验发现了一些有规律的遗传现象，通过对这些现象的研究，他揭示出了基因的分离定律。不是出现这些有规律的遗传现象不可缺少的因素的一项是(　　)
A．豌豆是自花传粉，而且是闭花受粉，一般情况下，都是纯合子
B．相关基因存在于细胞核中的染色体上
C．雌雄配子数量相当
D．每种类型的雌配子与每种类型雄配子相遇的机会相等
解析：选C　在高等生物中，雄配子的数量一般都远远超过雌配子的数量。孟德尔遗传规律的适用条件包括以下几方面：①有性生殖的生物的性状遗传；②真核生物的性状遗传；③细胞核遗传。在上述基础上，再满足杂交子代中每种基因型个体发育成活的机会均等，各个基因在子代中出现的机会均等，受精时不同雌配子和不同雄配子结合机会均等，杂交后代才会表现有规律的遗传现象。
2．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：选B　由题意可知，A对A＋为显性，A＋对a为显性，aa和AA＋为患病，A＋A＋和A＋a为正常，所以一对患病夫妇生下了一个正常的孩子，父母很可能都是AA＋。
3．萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，以下不属于他所依据的“平行”关系的是(　　)
A．基因和染色体，在体细胞中都是成对存在，在配子中都只有成对中的一个
B．非同源染色体上的非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数分裂中也有自由组合
C．作为遗传物质的DNA，是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而形成的
D．基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
解析：选C　基因与染色体的平行关系表现在：基因、染色体在杂交过程中的完整性、独立性；体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是成单存在；成对的基因、染色体都是一个来自母方，一个来自父方；非同源染色体上的非等位基因、非同源染色体都可自由组合。
4.右图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片，该时期(　　)
①是减数第一次分裂的前期　②是减数第一次分裂的中期　③非姐妹染色单体可能发生互换　④结束后，同源染色体发生联会
A．①② B．③④
C．②④ D．①③
解析：选D　据图可看到同源染色体配对的现象，所以该时期为减数第一次分裂前期，该时期非姐妹染色单体可能发生交叉互换，同源染色体会发生联会。
5．一对表现正常的夫妇，生了一个患白化病的女儿，问这对夫妇再生一个孩子是正常男孩的概率是多少，控制白化病的基因遵循什么遗传规律(　　)
A．1/4，分离规律 B．3/8，分离规律
C．1/4，自由组合规律 D．3/8，自由组合规律
解析：选B　白化病为单基因遗传病，其遗传遵循基因的分离定律。由题知，该夫妇均为隐性致病基因的携带者，后代正常概率为3/4，其中男∶女＝1∶1，故生一正常男孩的概率为3/8。
6．在人类的ABO血型遗传中，控制AB血型的两个基因IA和IB都有独立的作用，能同时控制合成两种不同的酶，形成两种不同的凝集原，故表现为AB血型，而IA、IB对于i来说，均为显性，ii表现为O型。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．人类的ABO血型系统，有4种表现型、4种基因型
B．ABO血型遗传符合基因的分离定律
C．血型为A型与B型的人婚配，后代血型可能为A型、B型、AB型，也可能为O型
D．两个血型都为O型的人婚配，后代血型只能为O型
解析：选A　人类的血型是典型的复等位基因的实例，ABO血型是由3个复等位基因IA、IB、i控制的，这3个复等位基因组成6种基因型，它们是IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。因为基因IA对i是显性，基因IB对i是显性，IA对IB是共显性(显示两个基因控制的两个性状)，因此表现型只有4种(A型、B型、AB型和O型)。
7．(2012·上海高考)小麦粒色受不连锁的三对基因A/a、B/b、C/c控制。A、B和C决定红色，每个基因对粒色增加效应相同且具叠加性，a、b和c决定白色。将粒色最浅和最深的植株杂交得到F1。F1的自交后代中，与基因型为Aabbcc的个体表现型相同的概率是(　　)
A．1/64 B．6/64
C．15/64 D．20/64
解析：选B　粒色最深的植株基因型是AABBCC，粒色最浅的植株基因型是aabbcc，因三对基因不连锁即遵循基因的自由组合定律，F1的基因型为AaBbCc，F2中与基因型Aabbcc的表现型相同的个体即为含1个显性基因的个体，有2/4×1/4×1/4Aabbcc、2/4×1/4×1/4aaBbcc、2/4×1/4×1/4aabbCc，故所求概率为6/64。
8．(2013·江西四市联考)人类单眼皮与双眼皮的遗传规律如表所示(A、a表示相关基因)。一对单眼皮的夫妇生了一个双眼皮的孩子甲(不考虑基因突变)，则(　　)
AA Aa aa
男性 双眼皮 单眼皮 单眼皮
女性 双眼皮 双眼皮 单眼皮
A．甲是男性，基因型为Aa B．甲是女性，基因型为Aa
C．甲是男性，基因型为aa D．甲是女性，基因型为aa
解析：选B　由表可知，母方的基因型一定为aa，如果父方的基因型是aa，则孩子甲的基因型一定为aa，表现型为单眼皮；如果父方的基因型是Aa，则孩子甲的基因型为aa时，表现型为单眼皮，孩子甲的基因型为Aa时，女性表现为双眼皮，男性表现为单眼皮。
9．下图是某遗传病的家族遗传系谱图，据系谱图分析可得出(　　)
A．母亲的致病基因只传给儿子，不传给女儿
B．男女均可患病，人群中男患者多于女患者
C．致病基因最可能为显性，并且在常染色体上
D．致病基因为隐性，因为家族中每代都有患者
解析：选C　分析系谱图可知该病可能为常染色体隐性遗传病、常染色体显性遗传病或伴X染色体隐性遗传病，因代代都有患者，故该病最可能是常染色体显性遗传病。
10．金鱼草的花色由一对等位基因控制。粉红色的金鱼草自交产生的182株后代中，有红色44株，粉红色91株，白色47株。若红色与粉红色的金鱼草杂交，则后代中粉红色金鱼草的比例最有可能是(　　)
A．33% B．50%
C．67% D．100%
解析：选B　从题意看，金鱼草的花色为不完全显性，设AA为红色，Aa为粉红色，aa为白色。AA×Aa→1/2AA、1/2Aa，故后代中粉红色的比例为50%。
11．果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性，控制眼色的基因位于X染色体上。双亲中一方为红眼，另一方为白眼，杂交后代中雌果蝇与亲代中雄果蝇的眼色相同，雄果蝇与亲代雌果蝇的眼色相同。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．亲代雌果蝇和雄果蝇的体细胞中都存在等位基因
B．F1雌雄个体交配，F2中出现红眼果蝇的概率为3/4
C．F1雌雄个体交配，F2中各种表现型出现的概率相等
D．F2雌雄个体的基因型不是与亲代的相同，就是与F1的相同
解析：选B　分析题意可知，两个亲本的基因型为XaXa、XAY，F1雌雄个体的基因型分别为XAXa、XaY，F2个体的基因型为XAXa、XaY、XaXa、XAY，F2中出现红眼果蝇、白眼果蝇的概率均为1/2。
12．(2013·厦门质检)下图为某高等动物的一组细胞分裂图像，相关叙述错误的是(　　)
A．细胞②分裂结束后，子细胞的染色体数与细胞①的相同
B．细胞③中发生了等位基因的分离
C．细胞④的出现可能是基因突变的结果
D．细胞①②③④中均存在同源染色体
解析：选D　图③所示细胞中同源染色体分离，等位基因随之分开，细胞质均等分裂，处于减数第一次分裂后期，此细胞是初级精母细胞；细胞①是精原细胞，图②所示细胞处于有丝分裂中期，其分裂后形成的子细胞中染色体数目和体细胞中的一样多；图④所示细胞处于减数第二次分裂后期，细胞④的出现可能是基因突变的结果，此细胞中无同源染色体。
13．(2012·天津高考)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是(　　)
A．亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B．亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C．F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D．白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
解析：选C　F1的雄果蝇中白眼残翅所占比例为1/4×1/2(后代出现白眼的概率是1/2)＝1/8，则亲本红眼长翅果蝇的基因组成为BbXRXr，白眼长翅果蝇的基因型为BbXrY。XRXr和XrY产生的配子中，Xr均占1/2。由亲本基因型可推出F1出现长翅雄果蝇的概率为3/4×1/2＝3/8。基因组成为bbXrXr的雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。
14．某植物的花色受不连锁的两对基因A/a、B/b控制，这两对基因与花色的关系如图所示，此外，a基因对于B基因的表达有抑制作用。现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的自交后代中花色的表现型及比例是(　　)
A基因　　　B基因
↓　　　　　↓
白色色素粉色色素红色色素
A．白∶粉∶红，3∶10∶3 B．白∶粉∶红，3∶12∶1
C．白∶粉∶红，4∶9∶3 D．白∶粉∶红，6∶9∶1
解析：选C　双亲的基因型为AABB和aabb，则F1的基因型为AaBb，F1自交所得F2中为9/16A_B_、3/16A_bb、3/16aaB_、1/16aabb，AaB_的表现型为粉色、AAB_的表现型为红色、A_bb的表现型为粉色、aaB_和aabb的表现型为白色，故F1自交后代中花色的表现型及比例是白∶粉∶红＝4∶9∶3。
15．(2013·济南名校模考)蝴蝶的体色，黄色(C)对白色(c)为显性，而雌性不管是什么基因型都是白色的。棒型触角没有性别限制，雄和雌都可以有棒型触角(a)或正常类型(A)。据下面杂交实验结果推导出亲本的基因型是(　　)
亲本：白、正常(父本)×白、棒(母本)
雄子代：都是黄、正常　雌子代：都是白、正常
A．Ccaa(父)×CcAa(母)　　 B．ccAa(父)×CcAa(母)
C．ccAA(父)×CCaa(母)　 D．CcAA(父)×Ccaa(母)
解析：选C　根据题目条件，可以初步确定父本基因型为ccA_，母本基因型为_ _aa。然后根据后代无棒型触角，确定父本的基因型为ccAA；雄后代无白色个体，确定母本的基因型为CCaa。
16．(2013·福州质检)一对表现型正常的夫妇，生下一个红绿色盲和白化病兼患的儿子，下列示意图中，b是红绿色盲致病基因，a为白化致病基因，不可能存在于该夫妇体内的细胞是(不考虑基因突变)(　　)
解析：选D　根据题意可知，父母的基因型分别为AaXBXb、AaXBY，A、B可分别表示父亲体细胞、次级精母细胞基因。C可表示因减Ⅰ过程发生交叉互换而得到的次级卵母细胞或极体。
17．(2013·安庆模考)某相对封闭的山区，有一种发病率极高的遗传病，该病受一对等位基因A－a控制。调查时发现：双亲均为患者的多个家庭中，后代的男女比例约为1∶1，其中女性均为患者，男性中患者约占3/4。下列相关分析中，错误的是(　　)
A．该遗传病为伴X染色体显性遗传病
B．在患病的母亲中约有1/2为杂合子
C．正常女性的儿子都不会患该遗传病
D．该调查群体中A的基因频率约为75%
解析：选D　根据患病双亲生出正常男性后代，且男女患病率不同可判断该遗传病为伴X染色体显性遗传病。在伴X染色体显性遗传病中，母病子不病，可推断母亲中存在杂合子，再由后代男性中患者约占3/4，可倒推出在患病的母亲中约有1/2为杂合子。正常女性的基因型为XaXa，无论其配偶的基因型如何，所生儿子的基因型都是XaY，都不会患该遗传病。该调查群体中每个家庭的双亲皆患病，亲代和子代的基因频率相同，假设调查的家庭数为100个，患病双亲中的父亲的基因型为XAY，母亲的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa，则A的基因频率为(100＋50×2＋50)/(100＋100×2)×100%≈83%。
18．(2013·南通模拟)已知蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体(2n＝32)，而雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而来的。一只雄蜂和一只蜂王交配，F1中工蜂的基因型及比例为AaBb∶aaBb＝1∶1。相关分析合理的是(　　)
A．蜜蜂的一个染色体组含有32条形态、功能不同的染色体
B．亲代雄蜂的基因型为ab，蜂王的基因型为Aabb
C．F1中雄蜂为二倍体，基因型为AaBb或aaBb
D．隐性性状在雄蜂中出现的概率比在蜂王、工蜂中出现的概率大
解析：选D　蜜蜂的一个染色体组中含有16条染色体。由子代工蜂的基因型及比例可以推测亲代雄蜂的基因型为ab或aB，蜂王的基因型是AaBB或Aabb。F1中雄蜂是单倍体。蜂王和工蜂是由受精卵发育而来的二倍体，只有隐性纯合时才能表现出相应的性状。
19．(2013·宝鸡质检)下图为舞蹈症家族遗传系谱图，下列分析正确的是(　　)
A．舞蹈症为伴X染色体显性遗传
B．若图中7号和10号婚配，生一个患舞蹈症孩子的概率为5/6
C．图中6号可携带该致病基因
D．若图中3号与正常男性结婚，建议生女孩
解析：选B　由3、4、8号个体的表现型可确定该致病基因为显性基因；如果该致病基因在X染色体上，4号个体的致病基因只能来自2号，故2号应该患病，这与图谱信息矛盾，从而确定该致病基因在常染色体上，后代的表现型与性别无关联。与舞蹈症相关的基因用A、a表示，由8号个体的表现型可推出3、4号个体的基因型都为Aa，那么7号个体的基因型为AA(占1/3)或Aa(占2/3)；由6号个体的表现型可确定10号个体的基因型为Aa，故7号和10号婚配，生一个正常孩子的概率为2/3×1/4＝1/6，则生一个患舞蹈症孩子的概率为1－1/6＝5/6。6号个体正常，其基因型为aa，不携带该致病基因。
20．(2013·龙岩教学质检)在调查某种遗传病的过程中，发现某家庭成员的患病情况如下图所示。以下叙述正确的是(　　)
A．Ⅲ 1患该病的概率为0
B．Ⅰ 1一定携带该致病基因
C．Ⅱ 4不一定携带该致病基因
D．Ⅲ 3携带该致病基因的概率为1/2
解析：选B　由系谱图可判定该遗传病为隐性遗传病，但不能确定是伴X染色体遗传，还是常染色体遗传；不管是哪种遗传方式，Ⅱ 3患病，Ⅰ 1一定携带该致病基因；由Ⅱ 3和Ⅱ 4的后代Ⅲ 2是患者，可以确定不管属于哪种遗传方式，Ⅱ 4一定携带该致病基因；若此病为常染色体隐性遗传病，则Ⅲ 3携带该致病基因的概率为1，若此病为伴X染色体隐性遗传病，则Ⅲ 3携带该致病基因的概率为0；若该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅲ 1患该病的概率为1/4。
二、非选择题(共60分)
21．(10分)拟南芥(2n＝10)生活史短，进行自花传粉，是遗传学研究的好材料。自然界中，野生型拟南芥的种皮为褐色，偶有种皮为黄色(由基因S或s控制)的个体；叶片正常的拟南芥的后代中会出现叶片卷曲(由基因T或t控制)的个体。请回答：
(1)黄色种皮拟南芥的出现是________的结果。若让褐色种皮的个体自交，子代中出现一定比例的黄色种皮的个体，则黄色为________性状。
(2)若褐色种皮、叶片卷曲植株与黄色种皮、叶片正常的植株杂交，产生的F1仅表现一种性状，F1自交，产生的F2中叶片卷曲、黄色种皮的植株有51株，叶片正常、褐色种皮的植株有462株，由此得出：控制拟南芥种皮颜色及叶片形状的基因的遗传符合________定律。F1的表现型为________，亲本的基因型为____________。
解析：(1)褐色种皮的个体自交，子代出现了性状分离，说明褐色为显性性状，黄色为隐性性状。(2)F2中叶片卷曲、黄色种皮的植株∶叶片正常、褐色种皮的植株约为1∶9，说明这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。F1表现为叶片正常、褐色种皮，双亲为纯合子，基因型为SStt和ssTT。
答案：(1)基因突变　隐性　(2)自由组合　叶片正常、褐色种皮　SStt和ssTT
22．(16分)果蝇是遗传学研究中常用的实验材料。下图是以果蝇为材料进行的两个杂交实验，设与体色相关的基因用A、a表示，与翅型相关的基因用B、b表示。已知果蝇某基因纯合可使合子致死，灰身对黑身为显性。请据图分析回答：
(1)图中体现孟德尔遗传规律实质的是过程________(填图中序号)。图中发生基因重组的过程是________(填图中序号)。
(2)控制翅型的基因位于________染色体上，致死基因型为________。让杂交一的F1果蝇随机交配，则理论上F2成活个体的表现型及比例为________________________________________________________________________。
(3)此种果蝇种群繁殖多代后________(填“会”或“不会”)发生进化，原因是________________________________________________________________________。
(4)若将亲本雌果蝇的卵原细胞放在含15N的培养基中培养完成一次有丝分裂，接着在不含有15N的培养基中继续培养至减数第二次分裂中期，则其染色体上放射性标记的分布情况是________________________________________________________________________。
解析：孟德尔遗传规律的实质体现在配子形成的过程中，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，①③过程符合，基因重组是控制不同性状的基因在形成配子时重新组合，③过程符合。由杂交一可知，翅型在雌雄个体中的比例不同，说明控制该性状的基因位于性染色体上，雄性个体中没有正常翅个体，只有残翅个体，说明该基因不可能位于Y染色体上，只能位于X染色体上；若残翅由B基因控制，则杂交一的亲本组合为XbXb×XBY，后代雌性个体都为残翅，与图示中后代的表现型不符，因此残翅是由X染色体上的基因b控制的，且杂交一的亲本组合为XBXb×XbY，致死基因型为XBXB和XBY。杂交一的F1果蝇的基因型为XBXb、XbXb、XbY，F1产生的XB、Xb两种雌配子的频率为1/4、3/4，Xb、Y两种雄配子的频率是1/2、1/2，随机交配产生的后代中基因型为XBY的个体不能存活，则后代中正常翅雌果蝇∶残翅雌果蝇∶残翅雄果蝇为1∶3∶3。此种果蝇种群繁殖多代后会发生进化，因为B的基因频率降低，b的基因频率上升，只要种群的基因频率发生改变，就说明生物发生了进化。卵原细胞在含15N的培养基中完成一次有丝分裂后，所有染色体都被同位素标记，再在不含15N的培养基中进行减数分裂，染色体复制后每条染色体中都只有一条姐妹染色单体被标记，减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂中期，姐妹染色单体仍没有分开，因此每条染色体中仍只有一条姐妹染色单体被标记。
答案：(1)①③　③　(2)X　XBXB和XBY　正常翅雌果蝇∶残翅雌果蝇∶残翅雄果蝇＝1∶3∶3　(3)会　种群基因频率发生定向改变(或B基因频率逐渐降低等其他合理答案)　(4)每条染色体中都只有一条姐妹染色单体被标记
23．(16分)(2013·合肥二模)果蝇是遗传学实验的良好材料，现跟随科学家的探索历程，回答下列问题。
(1)摩尔根在一群红眼果蝇中偶然发现了一只白眼雄果蝇，用这只雄果蝇和红眼雌果蝇交配，F1表现全为红眼，让F1雌雄互交，F2白眼全是雄果蝇，由此推测基因位于X染色体上。请回答：
①上述果蝇的白眼性状是由________产生的。
②控制果蝇的红眼、白眼基因用W、w表示，请用遗传图解分析说明红眼和白眼基因位于X染色体上的实验过程。
(2)对于果蝇来说，Y染色体上没有决定性别的基因，在性别决定中失去了作用。正常情况下XX表现为雌性，而XY表现为雄性。染色体异常形成的性染色体组成为XO(仅有一条性染色体)的果蝇发育为可育的雄性，而性染色体为XXY的果蝇则发育为可育的雌性。在果蝇遗传学实验中，科学家发现有时会出现两条性染色体融合形成并联(XX、XY)复合染色体。
①用普通野生型雌性灰果蝇(X＋X＋)和隐性突变体雄性黄果蝇(XyY)杂交，后代均为________果蝇。
②用一只隐性突变体雌性黄果蝇(XyXy)与普通野生型雄性灰果蝇(X＋Y)杂交，子代中有的个体胚胎时期死亡，生活的个体雌性均为黄果蝇，雄性均为灰果蝇，显微镜检测发现有的死亡胚胎出现并联复合染色体。请回答：
亲本________(雄、雌)性产生了复合染色体；子代中死亡率为________。子代存活雌、雄个体的基因型分别是________、________。
解析：(1)白眼性状是由基因突变产生的。(2)①X＋X＋×XyY的子代为X＋Xy、X＋Y，均为灰果蝇。②XyXy×X＋Y的子代中有的个体胚胎时期死亡，能存活的个体雌性均为黄果蝇，雄性均为灰果蝇，显微镜检测发现有的死亡胚胎出现并联复合染色体，说明亲本中XyXy产生了并联复合染色体(XyXy)和不含性染色体(O)的异常配子，与X＋Y产生的X＋、Y配子结合产生的后代为X＋XyXy(致死)、XyXyY(雌性黄果蝇)、X＋O(雄性灰果蝇)、YO(致死)。
答案：(1)①基因突变　②见下图
F2
　　雄配子雌配子　　 XW Y
XW XWXW(红眼雌果蝇) XWY(红眼雄果蝇)
Xw XWXw(红眼雌果蝇) XwY(白眼雄果蝇)
(2)①灰　②雌　50%　XyXyY(雌性黄果蝇)　X＋O(雄性灰果蝇)
24．(18分)(2013·枣庄模拟)某种鸟的羽色受两对相互独立的等位基因控制。基因B控制蓝色物质的合成，基因Y控制黄色物质的合成，基因型为bbyy的个体显白色，其遗传机理如下图所示。请据图回答问题。
(1)鸟的羽色这一性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律。
(2)若已知酶B的氨基酸排列顺序，能不能确定基因B转录的mRNA的碱基排列顺序，为什么？
________________________________________________________________________。
(3)若将多对纯合白色雌鸟和纯合绿色雄鸟杂交，再让子一代雌雄鸟交配，则F2中的表现型与亲本不同的占______。让F2中蓝色鸟与黄色鸟相互交配，则后代的表现型及其比例为________________________________________________________________________。
(4)已知鸟的长羽和短羽这对相对性状由Z和W两条性染色体上的一对等位基因控制，长羽基因(A)对短羽基因(a)为显性。现有基因型分别为(♂)ZAZA、(♂)ZaZa、(♀)ZAWA和(♀)ZaWa的四种鸟各若干只。根据需要从上述四种鸟中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代中雄性鸟全部表现为短羽，雌性鸟全部表现为长羽，则第一代杂交亲本的基因型是____________________，第二代杂交亲本的基因型是________________________________。
解析：(3)由遗传机理图示可知，基因型为B_yy的个体表现为蓝色，bbY_的个体表现为黄色，B_Y_的个体表现为绿色。纯合白色雌鸟(bbyy)和纯合绿色雄鸟(BBYY)杂交，F1的基因型为BbYy，F2性状分离比是绿色∶蓝色∶黄色∶白色＝9∶3∶3∶1，表现型不同于亲本的占6/16。F2中蓝色鸟的基因型为1/3BByy、2/3Bbyy，黄色鸟的基因型为1/3bbYY、2/3bbYy，蓝色鸟中1/3BB、2/3Bb，黄色鸟全是bb，杂交子代中bb的概率是2/3×1/2＝1/3，Bb为2/3；蓝色鸟中全是yy，黄色鸟中1/3YY、2/3Yy，杂交子代中yy的概率是2/3×1/2＝1/3，Yy为2/3，依据基因自由组合定律可知，杂交子代中绿色鸟(BbYy)的概率是2/3×2/3＝4/9，蓝色鸟(Bbyy)的概率是2/3×1/3＝2/9，黄色鸟(bbYy)的概率是1/3×2/3＝2/9，白色鸟(bbyy)的概率是1/3×1/3＝1/9。(4)F2中雄性鸟全部表现为短羽(ZaZa)，说明F1雄性个体的基因型是ZaZa，雌性个体的基因型是ZaW－，又因为F2中雌性鸟全部表现为长羽，故长羽基因一定来自F1的雌性个体，因此F1雌性个体的基因型是ZaWA。第二代杂交亲本的基因型是ZaZa、ZaWA，其中WA只能来自ZAWA，因此第一代杂交亲本的基因型是ZaZa、ZAWA。
答案：(1)遵循
(2)不能，因为一种氨基酸可对应多种密码子
(3)3/8　绿色∶黄色∶蓝色∶白色＝4∶2∶2∶1
(4)ZaZa、ZAWA　ZaZa、ZaWA第二讲孟德尔的豌豆杂交实验(二)
[教材知识问题化梳理]
一、两对相对性状的杂交实验[动漫演示更形象　见课件光盘]
二、自由组合定律
(1)研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因。
(2)发生时间：减数第一次分裂后期。
(3)实质：等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程(　　)
AaBb1AB∶1Ab∶1aB∶1ab雌雄配子随机结合子代9种基因型4种表现型
A．①　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
答案：A
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据测交实验遗传图解回答下列问题：
(1)测交后代出现4种表现型且比例为1∶1∶1∶1的原因是什么？
答案：F1产生了4种比例相等的配子。
(2)如何利用测交实验验证自由组合定律？
答案：据测交后代是否出现4种比例相等的表现型。
两对相对性状的遗传实验的分析和结论
1.实验分析
1YY(黄)　 2Yy(黄) 1yy(绿)
1RR(圆)2Rr(圆) (黄圆) (绿圆)
1rr(皱) 1YYrr　2Yyrr　(黄皱) 1yyrr(绿皱)
2．相关结论
F2共有16种配子组合方式，9种基因型，4种表现型。
(1)表现型
(2)基因型
3.基因自由组合定律的细胞学基础
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——————————————————————————————————————
[例1]　(2012·潍坊三县市联考)以黄色皱粒(YYrr)与绿色圆粒(yyRR)的豌豆作亲本进行杂交，F1植株自花传粉，从F1植株上所结的种子中任取1粒绿色圆粒和1粒绿色皱粒的种子，这两粒种子都是纯合子的概率为(　　)
A．1/3　　　　　　　　 B．1/4
C．1/9 D．1/16
[解析]　黄色皱粒(YYrr)与绿色圆粒(yyRR)的豌豆杂交，F1植株的基因型为YyRr，F1植株自花传粉，产生F2(即为F1植株上所结的种子)，F2性状分离比为9∶3∶3∶1，绿色圆粒所占的比例为3/16，其中纯合子所占的比例为1/16，绿色皱粒为隐性纯合子，所以两粒种子都是纯合子的概率为1/3×1＝1/3。
[答案]　A
(1)F2重组类型中的纯合子所占比例是多少？
提示：1/5。
(2)若F2共有1 600粒，则纯合的黄色皱粒豌豆约有多少粒？
提示：100粒。
用分离定律解决自由组合问题
1.思路
首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa；Bb×bb。
2．题型
(1)配子类型的问题：
①具有多对等位基因的个体，在减数分裂时，产生配子的种类数是每对基因产生配子种类数的乘积。
②多对等位基因的个体产生某种配子的概率是每对基因产生相应配子概率的乘积。
示例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：
(2)基因型类型的问题：
①任何两种基因型的亲本相交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产生基因型种类数的乘积。
②子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积 。
示例：AaBbCc与AaBBCc杂交后代的基因型种类：
―→
(3)子代表现型种类的问题：
示例：AaBbCc×AabbCc，其杂交后代可能的表现型数先分解为三个分离定律：
Aa×Aa→后代有2种表现型；
Bb×bb→后代有2种表现型；
Cc×Cc→后代有2种表现型。
所以AaBbCc×AabbCc，后代中有2×2×2＝8种表现型。
(4)子代基因型、表现型的比例：
示例：求ddEeFF与DdEeff杂交后代中基因型和表现型比例分析：将ddEeFF×DdEeff分解：
dd×Dd后代：基因型比1∶1，表现型比1∶1；
Ee×Ee后代：基因型比1∶2∶1，表现型比3∶1；
FF×ff后代：基因型1种，表现型1种。
所以，后代中：
基因型比为(1∶1)×(1∶2∶1)×1＝1∶2∶1∶1∶2∶1；
表现型比为(1∶1)×(3∶1)×1＝3∶1∶3∶1。
(6)性状分离比推断法：
①9∶3∶3∶1→AaBb×AaBb
②1∶1∶1∶1→AaBb×aabb或Aabb×aaBb
③3∶3∶1∶1→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb
④3∶1→Aabb×Aabb、AaBB×AaBB、AABb×AABb等(只要其中一对符合一对相对性状遗传实验的F1自交类型，另一对相对性状杂交只产生一种表现型即可)。
[例2]　(2011·海南高考)假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比率是(　　)
A．1/32 B．1/16
C．1/8 D．1/4
[解析]　把五对等位基因杂交后代分开统计发现：DD×dd→Dd，后代全为杂合子，因此Dd杂合，其他四对等位基因纯合的个体所占比率是：1×1/2×1/2×1/2×1/2＝1/16。
[答案]　B
易误点 不能灵活运用性状分离比的变式
失误类型 知识理解类失误
　　
两对等位基因控制一对相对性状的特殊分离比
F1(AaBb)自交后代比例 原因分析 测交后代比例
9∶3∶3∶1 正常的完全显性 1∶1∶1∶1
9∶7 当双显性基因同时出现时为一种表现型，其余的基因型为另一种表现型。 1∶3
9∶3∶4 1∶1∶2
9∶6∶1 双显、单显、双隐三种表现型。　 　　　 1∶2∶1
15∶1 只要具有显性基因其表现型就一致，其余基因型为另一种表现型。 3∶1
10∶6 具有单显基因为一种表现型，其余基因型为另一种表现型。 2∶2
1∶4∶6∶4∶1 A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。1(AABB)∶4(AaBB＋AABb)∶6(AaBb＋AAbb＋aaBB)∶4(Aabb＋aaBb)∶1(aabb) 1∶2∶1
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)以信息的形式说明表现型与基因型的关系，确定子代表现型和性状分离比。
(2)已知子代表现型的性状分离比，确定基因型与表现型的关系，进而推测子代的表现型及性状分离比。
1．香豌豆的花有紫花和白花两种，显性基因C和P同时存在时开紫花。两个纯合白花品种杂交，F1开紫花；F1自交，F2的性状分离比为紫花∶白花＝9∶7。下列分析错误的是(　　)
A．两个白花亲本的基因型为CCpp与ccPP
B．F1测交后代中紫花与白花的比例为1∶1
C．F2紫花中纯合子的比例为1/9
D．F2中白花的基因型有5种
解析：选B　根据题意可知显性基因C、P同时存在时开紫花，两纯合白花品种杂交，子代全为紫花(C_P_)，则亲本的基因型为CCpp和ccPP。F1的基因型为CcPp，测交子代紫花(CcPp)∶白花(Ccpp＋ccPp＋ccpp)＝1∶3。F2紫花中纯合子(CCPP)的比例是1/3×1/3＝1/9。F2中白花的基因型有Ccpp、ccPp、ccpp、ccPP、CCpp五种。
2．(2013·郑州质量预测)一种观赏植物，纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交，F1为蓝色。若让F1蓝色植株与纯合鲜红色品种杂交，子代的表现型及比例为蓝色∶鲜红色＝3∶1。若让F1蓝色植株自花受粉，则F2表现型及其比例最可能是(　　)
A．蓝色∶鲜红色＝1∶1　　　　 B．蓝色：鲜红色＝3∶1
C．蓝色∶鲜红色＝9∶1 D．蓝色∶鲜红色＝15∶1
解析：选D　纯合蓝色与纯合鲜红色品种杂交，F1均为蓝色，可知蓝色为显性性状，鲜红色为隐性性状。F1与鲜红色杂交，即测交，子代出现3∶1的性状分离比，说明花色由两对独立遗传的等位基因控制，且只要含有显性基因即表现为蓝色，无显性基因则为鲜红色。假设花色分别由A、a，B、b两对等位基因控制，则F1的基因型为AaBb，F1自交，F2的基因型(表现型)及比例为A_B_(蓝色)∶A_bb(蓝色)∶aaB_(蓝色)∶aabb(鲜红色)＝9∶3∶3∶1，故蓝色∶鲜红色＝15∶1。
基因自由组合定律的实验验证
1．研究对象
验证基因自由组合定律适合两对或两对以上相对性状。
2．常用方法
植物体常采用测交法或自交法；动物体常采用测交法。自交后的比例为9∶3∶3∶1；测交后的比例为1∶1∶1∶1。
3．结果分析
若出现相应性状的分离比，则符合自由组合定律；否则，不符合自由组合定律。
[典例]　南瓜的遗传符合孟德尔遗传规律，请分析回答以下问题：
(1)以能稳定遗传的南瓜品种长圆形果和扁盘形果为亲本杂交，子一代均为扁盘形果。可据此判断，________为显性，________为隐性。
(2)若上述性状由一对等位基因(A、a)控制，则杂交得到的子一代自交，预测子二代的表现型及其比例应该是________。
(3)实际上该实验的结果是子一代均为扁盘形果，子二代出现性状分离，表现型及其比例为扁盘形∶圆球形∶长圆形＝9∶6∶1。依据实验结果判断，南瓜果形性状受________对基因的控制，符合基因的________(分离/自由组合)定律。
(4)若用测交法检验对以上实验结果的解释，测交的亲本基因组合是________。预测测交子代性状分离的结果应该是____________。
[解题指导]
(1)显隐性性状的判断。不同性状的亲本杂交，若子代只出现一种性状，则该性状为显性性状。
(2)验证基因自由组合定律的方法：
①自交法：根据“9∶3∶3∶1”的变式，扁盘形∶圆球形∶长圆形＝9∶6∶1＝9A_B_∶6(A_bb、aaB_)∶1aabb，南瓜果形性状受两对基因的控制，符合基因的自由组合定律。根据子二代结果反推，子一代为AaBb(扁盘形)，则亲本为AABB(扁盘形)×aabb(长圆形)。
②测交法：测交法需要选择隐性纯合子(aabb)对F1(AaBb)进行检测。测交子代为1AaBb (扁盘形)∶1Aabb(圆球形)∶1aaBb(圆球形)∶1aabb(长圆形)。
[标准答案]
(1)扁盘形　长圆形　(2)扁盘形∶长圆形＝3∶1　(3)两　自由组合　(4)AaBb和aabb　扁盘形∶圆球形∶长圆形＝1∶2∶1
———————[归纳小结]——————————————————————
(1)此类问题还可常通过实验探究控制两对性状的基因位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上来考查。
(2)控制两对相对性状的两对等位基因也可能位于一对同源染色体上，但其遗传不遵循自由组合定律，而是遵循基因的连锁与互换规律。
——————————————————————————————————————第三单元　生物的变异、育种和进化
第一讲生物的变异
[教材知识问题化梳理]
一、基因突变
(1)概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。
(2)特点
(3)意义
(4)连线表示诱发基因突变的因素：
二、基因重组
(1)实质：控制不同性状的基因重新组合。
(2)类型
(3)结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。
(4)意义：形成生物多样性的重要原因之一。
三、染色体变异
1．连线表示染色体结构变异的类型
2．染色体数目变异
(1)单倍体、二倍体和多倍体：
①单倍体：体细胞中含有配子中染色体数目的个体。
②二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
③多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
(2)单倍体育种和多倍体育种：
①图中a和c操作是秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，其作用原理是秋水仙素抑制纺锤体形成。
②图中b过程是花药离体培养。
③单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。,[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关基因突变和基因重组叙述的正误。
(1)A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因(2011·海南卷T8A)(√)
(2)人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是基因突变(2008·上海卷T7A)(√)
(3)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组(2009·福建卷T3B改编)(√)
(4)非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组(2008·宁夏卷T5B)(√)
2．判断有关染色体变异叙述的正误。
(1)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化(2011·海南卷T19C)(×)
(2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化(2011·海南卷T19D)(√)
(3)低温可抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极(2010·福建卷T3A)(×)
(4)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会(2009·广东卷T7D)(×)
3．判断下图中发生的变异类型(2009·上海卷T22 改编)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据雌雄果蝇染色体图解回答下列问题。
(1)请写出果蝇一个染色体组的染色体组成。
答案：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)若染色体Ⅱ中DNA分子某碱基对G/C缺失或染色体Ⅱ中某一片段缺失，它们分别属于哪种变异类型？
答案：基因突变，染色体结构变异(缺失)。
(3)若某一雌果蝇减数分裂形成的卵细胞染色体组成为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、X，这属于哪种变异类型？
答案：染色体数目变异。
基因突变与基因重组
1.基因突变的原因分析
2．基因重组图解分析
3．基因突变与基因重组的比较
基因突变 基因重组
变异本质 基因分子结构发生改变 原有基因的重新组合
发生时间 通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期
适用范围 所有生物(包括病毒) 进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果 产生新基因(等位基因)，控制新性状 产生新基因型，不产生新基因
意义 是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料 生物变异的重要来源，有利于生物进化
应用 人工诱变育种 杂交育种
联系 通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
[例1]　(2012·江苏高考)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(见右图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(　　)
A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B
B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离
C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合
D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
[解析]　由于“缺失染色体的花粉不育”，所以以该植株为父本，理论上测交后代应该全部表现为白色性状。后代中出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；也有可能是减数第一次分裂的四分体时期非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，B基因转移到染色单体1或2上，这种情况最为常见，D项解释最合理。
[答案]　D
———————[规律方法]————————————————————————
姐妹染色单体中等位基因来源的判断
——————————————————————————————————————
染色体变异
1.染色体结构变异
染色体易位 交叉互换
图解
区别 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体间
属于染色体结构变异 属于基因重组
可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
2．染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别
3．染色体组数量的判断
(1)根据染色体的形态判断。
细胞内同一形态的染色体共有几条，则该细胞中含有几个染色体组。如图甲中与1号(或2号)相同的染色体共有4条，此细胞有4个染色体组。
(2)根据基因型判断。
控制同一性状的基因(读音相同的大、小写字母)出现几次，则含有几个染色体组。如图乙中基因型为AaaaBbbb，任一种基因有4个，则该细胞中含有4个染色体组。
(3)根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。如雌果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。
4．单倍体、二倍体和多倍体的比较
单倍体 二倍体 多倍体
发育来源 配子 受精卵
染色体组 1至多个 2 3个或3个以上
形成原因 自然成因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变
人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理单倍体幼苗　 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
形成过程 有性生殖
特点 植株弱小，高度不育　　 正常可育 果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低　
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物　　 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦　　
[例2]　(2013·武汉名校调研)下图是四种不同的植物体体细胞染色体组成，下列说法正确的是(　　)
A．甲、乙、丙、丁分别属于二倍体、三倍体、单倍体和四倍体
B．乙个体的细胞中最多含有18条染色体
C．丙细胞发生基因突变，自然状态下突变基因可以通过有性生殖遗传给后代
D．丁产生的可遗传的变异来源有三种
[解析]　甲、乙、丁若是由本物种配子发育来的，则都属于单倍体；乙个体的细胞在正常有丝分裂情况下，后期染色体最多，为18条，但如果发生染色体数目变异，则染色体可能超过18条；丙的体细胞中只含一个染色体组，不能进行正常的减数分裂，其突变基因不可能通过有性生殖遗传给后代；丁产生的可遗传的变异来源有三种，即基因突变、基因重组和染色体变异。
[答案]　D
———————[规律方法]—————————————————————————
变异类型与细胞分裂的关系
变异类型 细胞分裂方式
基因突变 可发生于无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
基因重组 减数分裂
染色体变异 有丝分裂、减数分裂
——————————————————————————————————————
易误点 不能判断基因突变与生物性状的关系
失误类型 知识理解类失误
　　
1．基因突变对蛋白质结构的影响
碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 小 只改变1个氨基酸或不改变
增添 大 插入位置前不影响，影响插入后的序列
缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失后的序列
2．基因突变对性状的影响
(1)基因突变影响性状：
原因：突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。例如镰刀型细胞贫血症。
(2)基因突变不影响性状：
原因：①若基因突变发生后，引起了mRNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多个密码子，若该改变了的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变；②若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。
3．基因突变的结果是产生新基因，并不全是产生等位基因
不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)已知基因突变的类型，推断生物性状改变的状况。
(2)已知氨基酸的密码子和蛋白质中氨基酸的排列顺序，确定基因突变的类型。
1．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是(　　)
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
解析：选A　基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
2．(2010·福建高考)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因
发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)
A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
解析：选B　根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1 169位的赖氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知该基因发生的突变是②处碱基对A－T被替换为G－C。
有关变异原因与变异类型的实验探究
1．可遗传变异与不可遗传变异的探究
子代出现该变异性状 可遗传变异子代不出现该变异性状 不可遗传变异
(2)植物可通过无性生殖方式产生子代，在适宜条件下培养，观察子代是否出现该变异性状。
2．染色体变异与基因突变的判别
基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下是观察不到的，而染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下一般可以观察到。因此制作正常亲本与待测变异亲本的有丝分裂临时装片，找到中期图进行结构与数目的比较可以区分染色体变异与基因突变。
3．显性突变和隐性突变的判定
(1)类型
(2)判定方法：
①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。
②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
[典例]　遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇
XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的 ，还是由基因突变引起的。
方法一：_________________________________________________________________。
方法二：__________________________________________________________________。
[解题指导]
(1)镜检法：对于染色体变异，可通过显微镜检测的方法，观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。
(2)杂交法：利用题干中的信息“缺失纯合子导致个体死亡”这一现象，将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY―→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1，若该变异为染色体缺失造成，则XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例为2∶1。
[标准答案]
方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的　方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由染色体缺失造成的
———————[归纳小结]————————————————————
杂交法的关键是选取合适的杂交个体，选取的依据是能让子代个体在不同类型的变异中出现明显的差异，可以是性状的差异、性状分离比的差异，也可以是性别比例的差异。
——————————————————————————————————————第二单元　基因的本质与表达
第一讲DNA是主要的遗传物质
[教材知识问题化梳理]
一、肺炎双球菌转化实验
1．体内转化实验——格里菲思[动漫演示更形象　见课件光盘]
(1)实验过程及结果：
(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。
2．体外转化实验——艾弗里
(1)实验过程及结果：
(2)结论：S型细菌的DNA是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。
二、噬菌体侵染细菌实验[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．噬菌体结构
2．实验过程及结果
(1)标记噬菌体：
(2)侵染细菌：
[巧学助记]　巧记噬菌体增殖过程
一吸(附)二注(入)三合成，组装、释放、再侵染。
三、连线表示生物类型与遗传物质种类的关系
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误。
(1)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质(2012·福建卷T2D改编)(×)
(2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质(2012·南京模拟T4A)(×)
(3)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术(2012·大连模拟T3B)(√)
(4)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用(2009·广东高考T9C改编)(√)
2．判断有关噬菌体侵染细菌实验叙述的正误。
(1)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力(2012·江苏卷T2B)(√)
(2)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(2011·江苏卷T12A)(×)
(3)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质(2011·江苏卷T12D)(×)
(4)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(2012·重庆卷T2B)(×)
(5)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(2011·江苏卷T12D)(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据T2噬菌体模式图回答下列问题：
(1)在标记噬菌体时，为什么用32P标记DNA，用35S标记蛋白质？能否用14C、18O等元素标记？
答案：P只存在于DNA，S只存在于蛋白质；因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N等元素，故不能标记C、O等元素。
(2)在实验中，分别用35S和32P标记的噬菌体侵染细菌，能否用同时被35S和32P标记的噬菌体侵染细菌？
答案：不可以，因无法确定放射性是哪种物质。
(3)怎样才能获得用35S和32P标记的噬菌体？
答案：分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，获得被32P和35S标记的大肠杆菌，再用噬菌体去侵染相应标记的大肠杆菌。
肺炎双球菌转化实验
1.体内转化实验与体外转化实验的比较
体内转化实验 体外转化实验
操作人 格里菲思 艾弗里及其同事
细胞培养场所 小鼠体内 培养基(体外)
巧妙构思 用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验 将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化
实验步骤
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
联系 ①所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌②两实验都遵循对照原则、单一变量原则③体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
2．实验拓展分析
(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活性。
(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。
(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
[例1]　(2011·广东高考)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知(　　)
实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况
① R 蛋白质 R 型
② R 荚膜多糖 R 型
③ R DNA R 型、S 型
④ R DNA(经DNA酶处理) R 型
A．①不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明 S 型菌的 DNA 是转化因子
D．①～④说明 DNA 是主要的遗传物质
[解析]　1944年艾弗里和同事的实验表明，只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，DNA是转化因子，而蛋白质、荚膜多糖等物质不是转化因子，但不能说明荚膜多糖有酶活性。③、④可组成对照实验，由实验结果与自变量的对应关系可知：S型细菌的DNA是转化因子；实验①～④只能说明DNA是遗传物质。
[答案]　C
(1)设置实验组④的目的是什么？
提示：与实验组③的实验形成对照。
(2)如何说明DNA是主要的遗传物质？
提示：通过比较各种生物的遗传物质，综合分析得出结论，如下所示：
生物
噬菌体侵染细菌实验
1.肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
不同点 方法不同 直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质，分别与R型细菌混合培养 间接分离：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)，侵染时自然分离
结论不同 证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 证明了DNA是遗传物质，但没有直接证明蛋白质不是遗传物质
关系 ①实验思路相同：都是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用②都遵循了对照原则③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质④由于肺炎双球菌体外转化实验在物质提取时不能完全去除其他物质，因此噬菌体侵染细菌实验更具说服力
2．上清液和沉淀物放射性分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：
①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。
②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
[联前系后]
——————————————————————————————————————
同位素标记与DNA复制
(1)因DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N，故不能标记C、H、O、N等元素。
(2)噬菌体侵入细菌体内后，以其DNA为模板，遵循半保留复制方式进行复制式增殖。
——————————————————————————————————————　　[例2]　(2012·上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(　　)
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N放射性同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
[解析]　噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，故D错误。噬菌体侵染细胞时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。
[答案]　B
[动漫展示更丰富　见课件光盘]
易误点 对噬菌体亲子代个体与细菌之间同位素标记关系不清
失误类型 审题偏差类失误
　　
够找到的标记元素为(　　)
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N和32P
D．在DNA中找到15N、32P和35S
[自主尝试]　选__B__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① DNA中含P，蛋白质中含S，而N是DNA和蛋白质共有的元素。因此32P只标记DNA,35S只标记蛋白质，而15N同时标记DNA和蛋白质
② 噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质。由于DNA复制方式为半保留复制，故在子代噬菌体能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质
　　
(1)因不明确噬菌体DNA和蛋白质的元素组成，而不能准确判断15N、32P和35S标记的物质种类。
(2)因不理解噬菌体侵染细菌的过程及子代噬菌体的合成过程，而不能判断子代噬菌体哪种物质被标记。
(3)此类问题还常因混淆标记的生物种类而失误，分析如下：
有关图解表述型实验的解题策略
图解表述型实验是指用图表和图形表示生物学实验的过程、从实验中获得数据和结果，或者是某生理现象、过程和规律的实验方法。解题策略如下：
1．表格
解题时要先从标题开始审题，再从行、列入手，理顺行和列的相关性，用比较大小、数据转变成图线等方法对表格中的数据进行分析处理。
2．坐标
解答这类题应从下列几个方面考虑：
(1)识图：关键是三看——识标、明点、析线。
第一看：理解坐标图中纵横坐标的含义；
第二看：曲线中的特殊点(起点、顶点、转折点、终点、交叉点、衡点等)；
第三看：曲线的走向、变化趋势(上升、平缓、转折)。
(2)析图：根据图形分析事物的变化，探索变化的规律。
(3)用图：
①联想：通过联想再现与图像曲线相关的知识点，如生物学概念、原理、规律等。
②迁移：将相关的生物学知识与图像曲线紧密结合，建立知识体系。
③应用：运用知识体系揭示问题的实质，解决实际问题。
(4)构图：将文字信息转变成坐标曲线。
构建坐标曲线的原则：抓住“二标一线一名称”。“二标”，即横纵坐标的表达含义、刻度和单位；“一线”，即曲线的变化走势，特别应抓住曲线的三点：起点、转折点和终点；“一名称”，即要准确命名“坐标曲线图”。
3．流程图
解读流程图时，要借助于题干中的文字叙述，把握流程图中的核心变化或重要过程，以此为主线完成图文的转换。由
于流程图中涉及箭头、字母或数字等，答案的形式也可能用上述符号，这是解答流程图题与其他题型的区别。
[典例]　请结合甲图用图解法完成实验设计，证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
[解题指导]
(1)审图：仔细审题、审图，注意烟草花叶病毒的结构是由螺旋RNA和方框蛋白质外壳组成，说明烟草花叶病毒的化学成分是RNA和蛋白质。
(2)析图：甲组实验表明：用烟草花叶病毒去感染正常烟草时，烟草出现病态叶，并从烟草体内分离出了烟草花叶病毒，但不能证明烟草花叶病毒的哪一成分是遗传物质。
(3)构图：设法把病毒的RNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察二者的作用。单独用烟草花叶病毒的蛋白质外壳感染烟草时，烟草不出现病斑，从烟草细胞中也未分离出烟草花叶病毒；把烟草花叶病毒的RNA接种到烟草上，结果烟叶发病，并从烟草细胞中分离出了完整的烟草花叶病毒，证明了RNA起着遗传物质的作用，而甲组实验在此起了对照作用。
[标准答案]
———————[归纳小结]—————————————————————
解答此类问题识图是关键，准确提取图中表示的信息，并结合已有的知识，设计合理的实验操作程序。
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