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第24课时　生物的遗传和变异(一)
知识点一　遗传的物质基础
1.遗传和变异的概念
(1)遗传:生物亲代与子代之间　 　的现象。
(2)变异:生物亲代与子代之间以及　 　之间的差异性。
名师点拨
生物的遗传和变异是通过生殖和发育实现的。
2.细胞核是遗传信息的中心:生物的遗传主要与　 　中储存的遗传信息有关。
相似
子代不同个体
细胞核
3.细胞核中的遗传物质
(1)染色体
①概念:细胞核中能被　 　染料(如碘液)染成深色的物质,是遗传物质的载体。
②存在:每种生物的体细胞内,染色体数目是一定的,一般成　 　存在。
碱性
对
③组成:主要是蛋白质和　 　。
④意义:染色体数目的恒定对生物生命活动的正常进行非常重要。
(2)DNA(脱氧核糖核酸)
①存在:主要存在于　 　的染色体上,在　 　和　 　中也少量的存在。
②意义:DNA是生物主要的遗传物质[　 　(核糖核酸)也是遗传物质]。
(3)基因
①存在:基因是DNA上包含特定　 　的片段。因为DNA主要位于染色体上,也可以说基因位于　 　上。体细胞中成对的基因位于成对的染色体的相同位置。
②作用:基因控制生物的　 　。
DNA
细胞核
线粒体
叶绿体
RNA
遗传信息
染色体
性状
(4)细胞核、染色体、DNA、基因的关系
①位置关系(如图1、2所示)
图1 图2
②数量关系
a.一条染色体上通常只有　 　DNA分子,即染色体数量=DNA数量。
b.一个DNA分子上有　 　基因。
一个
多个
规律总结
染色体一定存在于细胞核中,DNA不一定存在于细胞核中,如哺乳动物成熟的红细胞和血小板没有细胞核,就没有染色体;线粒体和叶绿体中也含有DNA。
【秒判正误】(正确的填“√”,错误的填“×”)
(1)血友病患者伤口流血不易凝固,这种性状受基因控制,也受环境因素影响。( )
(2)染色体是遗传物质的载体,因此所有的细胞都有染色体。( )
(3)细胞质中的叶绿体、线粒体中也可能存在染色体和DNA。( )
√
×
×
知识点二　基因控制生物的性状
1.生物的遗传性状
(1)生物的性状:生物体的形态结构、生理特征或　 　等的统称。例如,人的血型。
(2)生物的相对性状:同种生物的　 　性状的　 　表现形式。例如,人血型的A型、B型、
AB型、O型。
方法技巧
判断生物的相对性状的方法
“两同一不同”:①看是否属于同种生物;②看是否属于同一性状;③看是否属于不同表现形式。
行为方式
同一
不同
2.转基因超级鼠
(1)过程:利用　 　技术将　 　转入核　 　的受精卵内,再将受精卵注入代孕小鼠的　 　内,生出的小鼠个体较大。
(2)结论:　 　控制生物的性状。
转基因
大鼠生长激素基因
未融合
输卵管
基因
名师点拨
(1)转基因技术就是把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培育出的转基因生物就有可能表现出转入基因所控制的性状。
(2)生物的性状除了受基因的控制,有些性状是否表现还受到环境的影响。因此生物有许多性状是基因和环境共同作用的结果。
(3)克隆技术可以证明遗传物质储存在细胞核中,转基因技术可以证明基因控制生物的性状。
3.基因的显隐性与性状的不同表现
生物的性状通常由一对染色体上的一对基因控制,成对的基因往往有显隐性之分,因此性状也有
　 　之分。
显隐性
规律总结
控制显性性状的基因组成可能是AA或Aa,控制隐性性状的基因组成一定是aa。基因组成为Aa中的隐性基因a所控制的性状不能表现,但a基因并不受A基因的影响,还会遗传下去。
【秒判正误】(正确的填“√”,错误的填“×”)
(1)转基因超级鼠的培育过程中,要把受精卵转入代孕小鼠的子宫中培育。( )
(2)生物的性状都是肉眼可见的。( )
(3)相对性状不总只有两种表现形式。( )
(4)生物的性状总是由基因控制的。( )
(5)隐性基因控制的性状不能表现,显性基因控制的性状都能表现。( )
×
×
√
×
×
知识点三　基因在亲子代间的传递
基因经精子或卵细胞传递
生物在有性生殖过程中,传下去的是控制性状的　 　而不是性状。亲代通过生殖细胞把染色体传给后代的同时,也把控制性状的　 　传递给了后代,从而使后代表现出传递的基因所控制的性状。基因在亲子代间传递的“桥梁”是　 　。
生殖过程中染色体的传递
基因
基因
生殖细胞
(1)形成生殖细胞时,体细胞经过减数分裂,染色体(或基因)数目　 　,即生殖细胞中染色体(或基因)的数目是体细胞的　 　。
(2)精子、卵细胞结合形成受精卵时,精子、卵细胞中的　 　结合在一起,受精卵内的染色体(基因)数目又恢复到　 　体细胞中的数目,保证了物种遗传的稳定性。
(3)受精卵中这一对染色体(基因),一个来自精子,一个来自卵细胞,即一个来自父方,一个来自母方。
规律总结
(1)在形成精子或卵细胞的细胞分裂过程中,染色体都要减半,而且不是任意的一半,是每对染色体中各有一条进入精子或卵细胞中。
(2)生殖过程中,从亲代的体细胞→生殖细胞→发育成子代的体细胞,细胞中的染色体、DNA、基因的数量变化如下表所示。
减半
一半
染色体(基因)
项目 亲代体细胞 生殖细胞 子代体细胞
染色体 成对 成单 成对
DNA 成对 成单 成对
基因 成对 成单 成对
数量 (用N表示) 2N N 2N
原来
(1)生物体直接把性状传递给了子代。( )
(2)形成生殖细胞和受精卵分裂时,染色体的变化情况相同。( )
(3)受精卵内染色体数目是体细胞的一半。( )
【秒判正误】(正确的填“√”,错误的填“×”)
×
×
×
亲代基因组合 子一代基因组合 性状表现
AA×AA AA 全部为显性性状
AA×Aa AA∶Aa=1∶1 全部为显性性状
AA×aa Aa 全部为 　性状
Aa×Aa AA∶Aa∶aa= 1∶2∶1 显性性状∶隐性
性状=
Aa×aa Aa∶aa=1∶1 显性性状∶隐性
性状=
aa×aa aa 全部为 　性状
知识点四　遗传规律及应用
1.遗传规律
以控制某一性状的一对基因(A和a)为例,说明不同基因组成的亲代产生后代的遗传规律:
显性
3∶1
1∶1
隐性
名师点拨
理解孟德尔豌豆杂交实验:具有相对性状的纯种个体杂交(AA×aa),子一代(Aa)所表现出来的性状是显性性状,未表现出来的性状是隐性性状。子一代(Aa)杂交,则子二代表现出来的性状有显性性状(AA、Aa),也有隐性性状(aa),AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。
2.遗传规律的应用
(1)解题的一般步骤:画遗传图解→确定相对性状的显隐性→写已知个体的基因组成[显性为
　 　(分类讨论);隐性为aa]→正推(遗传图解)或逆推(成对基因一个来自父方,一个来自母方)基因组成。
(2)判断相对性状显隐性的方法
①“无中生有,有为隐”:如亲代都是高茎,子代出现矮茎,则矮茎为　 　性状,高茎为　 　性状,并且亲代的基因组成一定是　 　。
AA或Aa
隐性
显性
Aa和Aa
②子代中相对性状的比例符合3∶1或者1∶3,其中3的为　 　性状,1的为　 　性状。例如,某人利用豌豆杂交,培育出的种子长出的豌豆苗中高茎∶矮茎=3∶1,则高茎为　 　性状,矮茎为　 　性状,并且亲代的基因组成一定是　 　。
③“有中生无,无为隐”:亲代是一对相对性状,子代全都是同一种性状,则子代的性状为　 　性状,子代消失的性状是　 　性状,并且亲代的基因组成一定是　 　。
3.遗传图解的写法
①写亲代基因组成,中间要有“×”;②写生殖细胞型,几种类型要记清;③写子代基因组成,精卵结合要分清,显性在前隐在后,各种概率要算明;④写子代表现型,显性隐性要分清,所有字母箭头连,这样才能写周全。
如图所示:
显性
隐性
显性
隐性
Aa和Aa
显性
隐性
AA和aa
4.举例
【例】双眼皮和单眼皮是一对相对性状,D控制双眼皮,d控制单眼皮,已知一对夫妇都是双眼皮,他们生了一个单眼皮的孩子,则这对夫妇的基因组成是(　　)
A.DD、DD B.Dd、Dd
C.dd、dd D.DD、Dd
解题思路:
①画遗传图解:
②确定相对性状的显隐性:根据题干D控制双眼皮,d控制单眼皮,确定双眼皮为显性性状,单眼皮为隐性性状。
③写已知个体的基因组成:
④逆推基因组成:子代单眼皮成对的基因dd,一个d来自父方,一个d来自母方,可知亲代基因组成为Dd、Dd。
方法技巧
推断生物的基因组成的方法
首先从亲代和子代中找出隐性性状,它的基因组成只有一种,如aa;然后根据这个隐性性状是在亲代中出现还是子代中出现,进一步推断其他生物个体的基因组成。
(1)若具有隐性性状的个体是亲代,则子代每一个个体中一定至少含有亲代的一个隐性基因。
(2)若具有隐性性状的个体是子代,则这一子代个体的隐性基因一个来自父方、一个来自母方。
(1)豌豆进行严格自花传粉和闭花授粉,在自然状态下即可获得纯种,而且豌豆具有易于区分的相对性状,所以孟德尔选择豌豆进行杂交实验。( )
(2)决定有耳垂的为显性基因(B),无耳垂的为隐性基因(b)。小明有耳垂,那么他的基因组成为BB。( )
(3)一对双眼皮(显性性状)的父母,不可能生一个单眼皮的孩子。( )
【秒判正误】(正确的填“√”,错误的填“×”)
√
×
×
知识点五　遗传病与优生
1.遗传病:指由　 　发生改变而引起的疾病。
2.遗传病的分类
(1)基因遗传病:由基因异常引发的遗传病,可分为显性遗传病和隐性遗传病。例如,白化病为隐性遗传病。
(2)染色体遗传病:由染色体　 　或　 　异常引起的疾病。例如,先天性愚型(唐氏综合征)。
3.近亲结婚及其危害
遗传病难以治疗,所以减少遗传病患者的出生是最有效的手段。而减少遗传病患者出生最有效的手段是禁止　 　。这是因为血缘关系越近的人,遗传基因越相近,同种　 　相遇的机会越大,婚后子女患遗传病的可能性越大,因此我国民法典明确规定　 　血亲和　 　以内的旁系血亲禁止结婚。
遗传物质
结构
数量
隐性致病基因
直系
近亲结婚
三代
(1)近亲是指直系血亲和三代以内的旁系血亲。( )
(2)近亲结婚一定会产生患隐性遗传病的小孩。( )
(3)人类遗传病都是由致病基因引起的。( )
【秒判正误】(正确的填“√”,错误的填“×”)
√
×
×
考点一　遗传的物质基础
1.(2021黑龙江)“一母生九子,连母十个样”,这体现的生物特征是(　 　)
A.生长 B.繁殖 C.遗传 D.变异
D
解析:“一母生九子,连母十个样”体现了亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异性,因此这句话描述了生物的变异现象。
解析:染色体主要由蛋白质和DNA两种物质组成,B错误。染色体是遗传物质的载体,C错误。正常人的体细胞中染色体的数量为23对,生殖细胞中染色体的数量为23条,有的体细胞没有细胞核,所以没有染色体,如红细胞,D错误。
2.(2022聊城)如图是与遗传有关的结构示意图,下列叙述正确的是(　 　)
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.染色体是由DNA和基因组成的
C.DNA是遗传物质的载体
D.正常人体的所有细胞中,染色体的数目都为23对
A
解析:小苗的A型血和小森的B型血是同种生物同一性状的不同表现形式,是相对性状,A正确。豌豆的圆粒与菜豆的皱粒、菊花的红色和柑橘花的白色都不是同种生物的性状,不属于相对性状,
B、D错误。小梦的双眼皮与小莉的双眼皮是同种生物同一性状相同的表现形式,不属于相对性状,C错误。
考点二　基因控制生物的性状
3.(2021湘潭)下列属于相对性状的是(　 　)
A.小苗的A型血和小森的B型血
B.豌豆的圆粒与菜豆的皱粒
C.小梦的双眼皮与小莉的双眼皮
D.菊花的红色和柑橘花的白色
A
解析:同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶,表现出了两种截然不同的形态,这一现象说明生物的性状表现是基因和环境共同作用的结果。
4.(2021青岛)同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶形态明显不同。下列叙述正确的是(　 　)
A.生物的性状有时不受基因的控制
B.生物的性状只受生活环境的影响
C.生物的性状只能受基因的控制
D.生物的性状受基因和环境共同作用
D
解析:陈薇院士研发的疫苗是将新冠病毒的部分基因插入到腺病毒中,构建出重组腺病毒载体疫苗,这是运用了转基因技术。利用大肠杆菌生产胰岛素、导入杀虫毒素基因培育抗虫棉、注入大鼠生长激素基因培育超级鼠属于转基因技术,克隆羊多莉的诞生属于克隆技术。
5.(2021湘潭)我国科学家陈薇院士带领科研团队研发的新冠疫苗是将新冠病毒的部分基因插入到腺病毒中,构建出重组腺病毒载体疫苗,下列实例中所运用的生物技术与此不同的是(　 　)
A.利用大肠杆菌生产胰岛素
B.“多莉”羊的诞生
C.导入杀虫毒素基因培育抗虫棉
D.注入大鼠生长激素基因培育超级鼠
B
解析:体细胞中的染色体成对存在,在形成精子和卵细胞的细胞分裂过程中,染色体都要减少一半,而且不是任意的一半,是每对染色体中各有一条进入精子和卵细胞。生殖细胞中的染色体数是体细胞中的一半,成单存在。当精子和卵细胞结合形成受精卵时,染色体又恢复到原来的水平,一条来自父方,一条来自母方。人的体细胞中有23对染色体,因此,人的精子、造血干细胞、卵细胞、肌细胞中染色体数目依次为23条、46条、23条、46条。
考点三　基因在亲子代间的传递
6.(2021赤峰)每种生物都具有恒定数目的染色体。人类体细胞中有23对染色体,人的精子、造血干细胞、卵细胞、肌细胞中染色体数目依次是(　 　)
A.23条、46条、23条、23条
B.23条、46条、23条、46条
C.23条、23条、23条、46条
D.46条、92条、46条、92条
B
解析:人的能卷舌(A)与不能卷舌(a)是一对相对性状,控制能卷舌的基因为AA或Aa,控制不能卷舌的基因为aa。小明同学和他的父母都能卷舌,但他的妹妹不能卷舌,控制妹妹不能卷舌的基因aa分别来自父母双方,所以控制小明父母卷舌的基因组成均是Aa,小明的基因组成为AA或Aa,故选项B的说法正确。
考点四　遗传规律及应用
7.(2022安徽)人的能卷舌(A)与不能卷舌(a)是一对相对性状,小明同学和他的父母都能卷舌,但他的妹妹不能卷舌,请根据遗传规律和性状表现分析,小明的基因组成(　 　)
A.可能与妹妹相同 B.可能与父母相同
C.一定与父亲相同 D.一定与母亲相同
B
解析:(1)雌性豚鼠的染色体组成可表示为31对+XX,豚鼠产生卵细胞时,成对的染色体要分开,因此形成的卵细胞的染色体组成可表示为31条+X。
8.(2022菏泽)豚鼠又名荷兰猪,体细胞内有32对染色体,性别决定属于XY型,某科研所在进行豚鼠体色遗传研究时,设计了四对豚鼠交配实验,统计了多胎子代性状及数目(显性基因用B表示,隐性基因用b表示),如下表所示。请你根据所学知识回答下列问题:
(1)豚鼠产生的卵细胞内的染色体组成可表示为　 　。
31条+X
组别 亲代(性状) 子代(只) 雌 雄 黑色 棕色
甲 黑色 黑色 42 13
乙 棕色 棕色 0 52
丙 棕色 黑色 26 25
丁 黑色 棕色 51 0
解析:(2)由上表甲组可知,亲代都是黑色,而产生了棕色的子代,新出现的性状一定是隐性性状,故棕色是隐性性状。由上表丁组可知,雌性黑色亲代与雄性棕色亲代的子代全是黑色,说明黑色是由显性基因控制的,雌性黑色的基因组成一定是BB,棕色为隐性性状。
(3)甲组亲代都是黑色,子代出现了亲代没有的性状棕色,因此亲代的基因组成一定都是杂合体,即基因组成都是Bb,甲组亲代杂交,即Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb,子代黑色个体基因组成为Bb的占黑色子代总数的2/3,故甲组子代黑色个体理论上基因组成为Bb的豚鼠有:42×2/3=28(只)。
(2)根据上表　 　两组实验,可以判断　 　是隐性性状。
(3)甲组子代黑色个体理论上基因组成为Bb的豚鼠有　 　只。
甲、丁
棕色
28
解析:(4)现有一只黑色豚鼠,与棕色豚鼠杂交,子代的性状表现及比例和上表格丙组实验结果相似,即黑色与棕色比例为1∶1,则该亲代黑色豚鼠的基因组成一定是Bb,即Bb×bb→1Bb∶1bb。
(5)据(2)分析可知,丁组亲代雌性黑色豚鼠的基因组成一定是BB,因此再生一只黑色豚鼠的可能性是100%,而豚鼠性别决定属于XY型,每胎产生雄性个体的可能性为50%。因此丁组亲代再生一只豚鼠,是黑色雄性个体的概率为100%×50%=50%(或1/2)。
(4)现有一只黑色豚鼠,为判断其基因组成,通常采用与棕色豚鼠杂交,看子代的性状表现及比例。若和上表格丙组实验结果相似,则黑色豚鼠的基因组成是　 　。
(5)丁组亲代再生一只豚鼠,是黑色雄性个体的概率为　 　。
Bb
50%(或1/2)
9.(2022泰安)如下表是兴趣小组对甲同学及其家人部分性状的调查结果。请分析回答:
序 号 性状 (显隐性基因) 相对性状 父亲 母亲 甲同学 兄弟
姐妹
1 眼皮类型(A、a) 双眼皮 √ √ √
单眼皮 √
2 有无酒窝(E、e) 有酒窝 √ √
无酒窝 √ √
3 十指交叉方式 (G、g) 左拇指在上 √ √ √
右拇指在上 √
4 习惯用手(H、h) 惯用右手 √ √ √ √
惯用左手
解析:(1)基因控制生物的性状,人体性状的遗传实质上是亲代通过生殖过程把基因传递给子代,在传递过程中精子和卵细胞起到桥梁作用。
(2)根据调查结果,4对相对性状中可以确定显隐性关系的性状是眼皮类型和十指交叉方式。在眼皮类型中,甲同学为单眼皮,爸爸和妈妈都为双眼皮,即甲同学单眼皮为隐性性状,用aa表示。在十指交叉方式中,爸爸和妈妈都是左拇指在上,甲同学的兄弟姐妹中有右拇指在上的,说明左拇指在上为显性性状,右拇指在上为隐性性状,甲同学父母的基因组成都为Gg,则甲同学左拇指在上的基因组成为GG或Gg。
(1)人体性状的遗传实质上是亲代通过生殖过程把　 　传递给子代,在传递过程中
　 　起到桥梁作用。
(2)根据调查结果,4对相对性状中可以确定显隐性关系的性状是　 　,针对上述能确定显隐性关系的性状,写出甲同学的基因组成:　 　。
基因
精子和卵细胞
眼皮类型和十指交叉方式
aa;GG或Gg
解析:(3)①甲同学的爸爸和妈妈都是惯用右手,姐姐是惯用左手(姐姐小时候原本是惯用左手,后来父母对其强制纠正,遗传物质没有发生改变),所以惯用左手为隐性性状。如果甲同学的姐姐与惯用左手的男士结婚,姐姐和该男士均为隐性性状,即惯用左手,则所生孩子的习惯用手情况为惯用左手,若不被强制纠正,孩子不可能惯用右手。
②如果甲同学的姐姐与惯用右手的男士结婚,惯用右手的基因组成为HH或Hh。如果男士惯用右手的基因组成是HH,所生子女都惯用右手;如果男士惯用右手的基因组成是Hh,则Hh×hh→
1Hh∶1hh,所生孩子惯用左手的最大概率是50%。
(3)甲同学对自己姐姐的习惯用手情况作了说明,姐姐小时候原本是惯用左手,后来父母对其强制纠正,现在惯用右手。
①如果甲同学的姐姐与惯用左手的男士结婚,所生孩子的习惯用手情况不被强制纠正,孩子是否有可能惯用右手 　 　。原因是　 　。
②如果甲同学的姐姐与惯用右手的男士结婚,所生孩子惯用左手的最大概率是　 　。
不可能
姐姐和男士均为隐性性状
50%
解析:已知多指是一种由显性基因控制的遗传病,父母和弟弟均为多指,多指基因组成为MM或Mm,年轻女性手指正常,则其基因组成为mm,其中m基因分别来自父母,所以父母的基因组成都是Mm,其弟弟的基因组成为MM或Mm,A、B正确。若该年轻女性(mm)与正常男性(mm)婚配,所生子女一定正常(mm),C正确。近亲结婚大大提高了子女患隐性遗传病的概率,所以禁止近亲结婚可有效预防隐性遗传病的发生,而多指属于显性遗传病,D错误。
考点五　遗传病与优生
10.(2022潍坊)多指是由常染色体上的显性基因M控制的。已知一位手指正常年轻女性的父母和弟弟均为多指,理论上,下列推测错误的是(　 　)
A.该年轻女性的弟弟基因组成为MM或Mm
B.该年轻女性的父母基因组成一定都为Mm
C.若该年轻女性与正常男性婚配,所生子女一定正常
D.禁止近亲结婚可有效预防多指遗传病的发生
D

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