内容正文:
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第二章 生物的遗传与变异
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知识全面梳理
核心考点透解
难点分层突破
目
录
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知识点1 遗传的物质基础
1.生物的遗传和变异
(1)遗传:亲子间的相似性,如“种瓜得瓜,种豆得豆”。
(2)变异:______间及__________间的差异,如“一母生九子,连母十个样”。
亲子
子代个体
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2.染色体、DNA和基因
(1)染色体
①概念:细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质。
②组成:染色体的化学成分主要包括 ________ 和 _____ (脱氧核糖核酸的简称)。
蛋白质
DNA
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③特点:在同种生物的体细胞中,染色体的形态和数目是一定的,并且成对存在,生殖细胞中成单存在。
(2)DNA:由两条长链盘旋而成的有规则的 ________ 结构,是生物体主要的遗传物质。
(3)基因:有 _____________的DNA片段,控制生物的性状。
(4)染色体、DNA与基因的数量关系:在细胞中,每条染色体通常包含
____ 个DNA分子,每个DNA分子包含 ______ 基因。
(5)细胞核、染色体、DNA与基因的包含关系
双螺旋
有遗传效应
一
许多
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【知识串联】
生物的染色体与遗传物质
(1)染色体位于细胞核内,同种生物染色体的形态和数目相同。
(2)人体的血小板和成熟的红细胞中的染色体数目均为0。
(3)细菌、真菌和动植物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。
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知识点2 基因控制生物的性状
1.性状和相对性状
(1)性状:生物体的形态结构、生理和行为等特征的统称。
(2)相对性状:同种生物 _______性状的______表现形式。
同一
不同
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【归纳总结】
性状与相对性状
(1)生物的性状并不一定都是肉眼可见的,有些性状不能用肉眼直接观察,如人的血型;另外,生物体本身具有的、能遗传的才是性状。
(2)判断两个性状属于相对性状的依据:同时满足“两同一不同”,即同种生物、同一性状、不同表现形式。
(3)一对相对性状并不一定只有两种表现形式,如某种植物的花有白色、黄色和红色三种颜色,则其相对性状有三种表现形式。
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2.基因控制生物的性状
(1)转基因超级鼠的获得
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①结果:生出的幼鼠差别很小,但在生长发育的过程中,转入大鼠生长激素基因的小鼠生长速度比普通小鼠快2~3 倍,体积大1倍。
②所用技术: _____________。
③结论: _____________________。
(2)生物的性状是由______控制的,但有些性状是是否表现,还受到
_____的影响。生物体的许多性状是基因和环境共同作用的结果。例如:无光时,绿色植物叶片发黄;萝卜地上部分为绿色,地下部分为白色。
转基因技术
基因控制生物的性状
基因
环境
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知识点3 基因在亲子代间的传递
1.性状的遗传
(1)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。
(2)在有性生殖过程中,________________________是基因在亲子代间传递的“桥梁”。
精子和卵细胞(生殖细胞)
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2.基因经精子和卵细胞的传递
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(1)染色体的传递
在父母的体细胞形成精子或卵细胞的细胞分裂过程中,染色体数都要减少一半,而且不是任意的一半,是每对染色体中各有一条进入精子或卵细胞。精子和卵细胞结合形成受精卵,受精卵的染色体数目又恢复为原来。
此过程中染色体的数量变化可表示为2n(体细胞)→n(生殖细胞)→2n(受精卵)。这种方式保证了亲子代间遗传物质的稳定性。
(2)基因的传递
基因在染色体上,染色体传递的过程中伴随着基因的传递。
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知识点4 基因的显性和隐性
1.孟德尔的豌豆杂交实验
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(1)显性性状和隐性性状
根据性状在亲代和子代中的表现规律,我们把相对性状分为______性状和
______ 性状。
(2)显性基因和隐性基因
①控制显性性状的基因叫作______基因,通常用大写英文字母(如D)表示。
②控制隐性性状的基因叫作______基因,通常用小写英文字母(如d)表示。
显性
隐性
显性
隐性
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(3)基因组成和性状表现
若细胞内控制某性状的一对基因中有显性基因(如DD或Dd),该生物个体
就表现为 ______ 性状;若细胞内控制某性状的一对基因均为隐性基因
(如dd),该生物个体就表现为 ______ 性状。
显性
隐性
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【方法总结】
显、隐性性状的判断
(1)定义法:具有相对性状的两纯种亲本杂交,子一代表现出来的性状为显性性状,未表现出来的性状为隐性性状,简单识记为“凭空消失为隐性”。
(2)杂交法:同种性状的亲本杂交,子代出现的与亲本不同的性状为隐性性状,简单识记为“无中生有,有为隐”。
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2.禁止近亲结婚
(1)遗传病:遗传物质发生变化而引起的,能够遗传给后代,且大部分是
由致病基因引起的疾病。常见的遗传病有白化病、红绿色盲、苯丙酮尿
症等。
(2)我国《民法典》规定:直系血亲或者三代以内的旁系血亲禁止结婚。
(3)禁止近亲结婚的原因:血缘关系越近,基因组成越 ______ ,如果携
带致病基因的话,后代患遗传病的概率就会 ______ 。
相近
增加
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知识点5 人的性别遗传
1.男女染色体的差别
(1)人类体细胞的染色体图谱
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(2)人体染色体的组成和数量
性别 男性 女性
体细胞 23对:22对+ ____ 23对:22对+______
生殖细胞 23条:22条+ ___ ;
22条+ ___ 23条:22条+ ___
XY
XX
X
Y
X
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2.生男生女机会均等
(1)人的性别是由__________决定的。受精时含有X染色体的精子与卵细胞结合,形成的受精卵中性染色体组成是____,将来发育成______;含有Y染色体的精子与卵细胞结合,形成的受精卵中性染色体组成是____,将来发育成 ______ 。因此,生男生女取决于与卵细胞结合的精子的类型。
性染色体
XX
女孩
XY
男孩
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(2)男性产生两种精子的数目是均等的,且与卵细胞结合的概率相同,所以,生男生女是随机的,而且机会是______的。
(3)一个人的性别在形成________时就已经确定了。
注意:在模拟“精子与卵细胞随机结合”实验中,
从两个纸盒各随机取一枚棋子,记录完组合后,要将棋子重新放回纸盒混匀。
均等
受精卵
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【归纳总结】
人体细胞中染色体数目的差异及性别决定
(1)体细胞、生殖细胞、受精卵内的染色体数目:体细胞=受精卵=精子×2=卵细胞×2。
(2)男孩的X染色体一定来自母亲,Y染色体一定来自父亲。
(3)每胎生男生女的概率都是50%,与之前生育孩子的性别没有关系。
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知识点6 生物的变异
1.变异的类型
(1)根据变异能否遗传
①不遗传的变异:单纯由______引起的,没有影响到__________,不能
遗传给后代。
②可遗传的变异:由________________引起的,能够遗传给后代。
注意:在探究“花生种子大小的变异”实验中,要做到随机取样,样本要
有足够的数量。
(2)根据变异是否有利于生物生存:有利变异和不利变异。
各种有利的变异会通过______不断地积累和加强,不利的变异会被淘汰,
使得生物更加适应周围的生存环境,有利于物种的发展和进化。
环境
遗传物质
遗传物质的变化
遗传
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2.遗传变异在实践中的应用
(1)人工选择育种:利用生物自然变异现象,通过人工选择的方法,将有利于人类的新品种选择出来,如繁育高产奶牛。
(2)杂交育种:通过杂交方法获得新品种,如袁隆平培育的杂交水稻。
(3)诱变育种:通过射线照射或药物处理等方法诱导基因突变,选育新品种,如太空椒。
(4)转基因育种:通过转基因技术将具有特殊经济价值的外源基因导入动植物体内,形成新物种的方法,如转基因抗虫棉。
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【易错字词练习】
染色体 双螺旋 遗传 变异
相对性状 显性 隐性 概率
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命题点1 染色体、DNA和基因的关系
例1 (2023·聊城改编)如图为染色体、DNA、基因的关系示意图,其中[4]是一个基因。
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下列叙述错误的是( )
A.[3]可以被碱性染料染成深色
B.[4]是具有遗传效应的[1]片段
C.[1]和[2]内都含有遗传信息
D.在同一个体所有细胞中,[3]的形态和数目不都是完全相同的
【答题关键】正确识别染色体、DNA和基因,明确数量关系。
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练1 (2023·临沂)下列关于基因、DNA和染色体关系的叙述,错误的是
( )
A.每条DNA分子上会有很多个基因
B.每条染色体上会有很多个DNA分子
C.每条染色体上会有很多个蛋白质
D.基因是具有遗传效应的DNA片段
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练2 (2024·威海)二十世纪初,遗传学成为独立的学科,认识遗传物质是学习遗传学的基础。如图是与遗传物质有关的概念图,图中的①②③依次是( )
A.染色体 DNA 基因 B.染色体 基因 DNA
C.DNA 染色体 基因 D.DNA 基因 染色体
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命题点2 基因控制生物的性状
例2 (2024·威海)早在1978年,科学家就成功利用生物技术将人胰岛素
基因转入大肠杆菌中,通过大肠杆菌生产人胰岛素。下列相关叙述错误
的是( )
A.大肠杆菌属于生物反应器
B.大肠杆菌转变为人胰岛细胞
C.应用的是转基因技术
D.原理是基因控制生物的性状
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练3 (2024·青岛)用具有相对性状的生物进行杂交实验,实验结果容易观察和分析。下列性状中属于相对性状的是( )
A.狗的长毛和兔的短毛
B.豌豆的黄粒和圆粒
C.水稻的糯性和非糯性
D.人的身高和体重
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命题点3 人类的性别遗传
例3 (2024·云南)如图为某女孩家庭的性别遗传示意图,如果女孩的一条X染色体来自奶奶,另一条X染色体来自外公的可能性为( )
A. B. C. D.0
【答题关键】掌握性染色体在亲子代间的传递过程。
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练4 (2024·滨州)如图是一只果蝇体细胞内的染色体组成示意图。果蝇的性别决定方式与人类相同,下列说法错误的是( )
A.该果蝇为雄性
B.其雌性子代一定遗传了它的X染色体
C.Y染色体内包含两个盘旋在一起的DNA分子
D.红眼果蝇群体内偶然产生了一只白眼个体的现象属于变异
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命题点4 生物的变异
例4 (2024·滨州)袁隆平培育的超级杂交稻最高产量达每亩1 139千克,为世界粮食生产作出了突出贡献。下列关于超级杂交稻的叙述,正确的是( )
A.培育过程存在对杂交后代的不断选择
B.杂交稻的高产属于不可遗传的变异
C.杂交稻基因的改变是经人工诱导发生的
D.大米主要是水稻种子的子叶
【答题关键】明确遗传物质改变引起的变异才是可遗传的变异。
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练5 (2024·日照)某同学在劳动实践中发现:萝卜长在地下部分为白
色,长在地上部分为绿色。下列解释合理的是( )
A.土壤中缺乏某种物质,地下部分无法形成叶绿素
B.叶绿体只在叶肉细胞中才能形成
C.地下和地上部分遗传物质组成不同
D.性状由基因控制,还受环境的影响
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练6 (2023·宜昌)人工选育、杂交育种、诱变育种、转基因育种等育种方式蕴含的相同原理是( )
A.直接改变了生物体的某些性状
B.使生物体的遗传物质发生了相应改变
C.生物体发生的变化属于不可遗传的变异
D.生物体一定会产生有利变异
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命题点5 性状的遗传
【核心母题】(2024·聊城)圣女果又称小西红柿,具有生津止渴、健胃消
食的功效。圣女果的果实有红果和黄果两种,显性、隐性基因分别用A、a
表示,科研人员为了研究这两种性状的遗传规律进行了杂交实验(如表),
组别 亲代性状 子代性状
A 红果×黄果 全是红果
B 红果×红果 既有红果,也有黄果
C 红果×黄果 既有红果,也有黄果
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下列说法错误的是( )
A.B组子代出现红果和黄果属于可遗传的变异
B.根据A组和B组可以判断红果为显性性状
C.C组亲代和子代的红果基因组成都是Aa
D.C组子代中黄果占25%
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【答题模板】
1.抓关键
本题结合表格,考查性状的遗传。
2.定显隐
根据A组和B组的亲子代的性状表现,可以推测出红果为显性性状,黄果为隐性性状。
3.细关联
B组子代出现红果和黄果是由遗传物质发生改变引起的,属于可遗传的变异,A正确。根据A组红果和黄果杂交,子代中全部是红果;B组红果和红果杂交,子代中出现黄果,可以判断红果为显性性状,B正确。C组遗传图解如图:
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由遗传图解可以看出:C组亲代和子代的红果基因组成都是Aa,C组子代中黄果占50%,C正确,D错误。
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【变式1】以系谱图的形式考查
(2023·青岛)如图为白化病的系谱图。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表三代人,相应基因用D、d表示。下列叙述正确的是( )
A.据图判断,白化病是一种显性遗传病
B.Ⅱ6体细胞的基因组成是DD或Dd
C.Ⅱ5产生的精子染色体组成是22条+Y
D.Ⅱ3和Ⅱ4再生一个健康孩子的概率是
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【变式2】通过科学探究等形式进行考查
(2024·滨州)自然状态下,豌豆在开花前已完成传粉,是一种严格的自
花传粉植物。豌豆的高茎和矮茎是由一对基因(用D、d表示)控制的性状,
遗传学的奠基人孟德尔所做的这对性状的杂交实验及结果如图。
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(1)根据雌蕊和雄蕊的有无,豌豆的花属于________。
(2)在遗传学上,豌豆的高茎和矮茎称为一对__________。据杂交实验结
果判断, _______为显性性状。
(3)【新设问】某研究小组重复该杂交实验时发现:土壤水分适量时,实
验结果与上述实验吻合;干旱条件下(其他条件适宜),所有基因组成的
植株都可长成为矮茎。现有一株在干旱条件下培养得到的矮茎豌豆(有繁
殖能力),欲探究其基因组成,最简便的方法是_____________________,
然后将子代在 _______________的条件下培养,观察茎的高度。
两性花
相对性状
高茎
将该矮茎豌豆进行自交
土壤水分适量
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①若子代 ___________,则这株矮茎豌豆的基因组成为DD;
②若子代 ____________________________________________ ,则这株矮茎豌豆的基因组成为Dd;
③若子代全部为矮茎,则这株矮茎豌豆的基因组成为dd。
(4)综上可知,生物的性状是由 _____________共同决定的。
都是高茎
既有高茎,又有矮茎,且高茎与矮茎比约是3∶1
基因和环境
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【变式3】 结合生活、生产中的实际应用进行考查
(2024·广东)李振声出身贫苦,从小深知粮食珍贵。他大学毕业后响应国家号召前往大西北开展育种研究工作。20世纪50年代,黄河流域的小麦因大面积感染条锈菌而减产严重,李振声为此感到肩上的担子沉重。“小麦经过数千年的人工栽培,抗病基因逐渐丧失;野草在自然界通过层层筛选,含有非常好的抗病基因。”李振声创造性地思考:能不能用野草,如长穗偃麦草与小麦杂交,培育抗病小麦新品种呢?于是他组建课题组开展攻关。经过20多年的不断筛选、鉴定,他们终于培育出抗病、高产的“小偃6号”(图甲)。至2003年,“小偃6号”在全国累计推广种植3亿多亩(1亩=公顷),增产逾75亿千克。2006年,李振声荣获“国家最高科学技术奖”。
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请回答:
(1)条锈菌有细胞核并能产生孢子,属于______(选填“细菌”或“真
菌”),与小麦的关系是______。
(2)图甲中,长穗偃麦草提供的______和小麦提供的卵细胞结合形成的
受精卵,通过细胞的______、生长及分化,发育成种子的胚。
(3)结合图文可知,“小偃6号”高产的原因可能是从长穗偃麦草遗传了
______基因和______基因,具有籽粒多且不易感染条锈菌的优良性状;
从小麦遗传了籽粒饱满的优良性状。
真菌
寄生
精子
分裂
抗病
高产
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(4)若“小偃6号”的抗病对感病是显性,由一对基因A、a控制,现有基
因组成均为Aa的个体交配,则子代抗病个体的基因组成是________,抗
病个体在子代中的占比是____%。
AA或Aa
75
51
$$