内容正文:
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第四章 生物的遗传和变异
第四单元 物种的延续
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章节图谱建构
知识全面梳理
核心考点透解
难点分层突破
目
录
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1 遗传的物质基础
1.细胞核是遗传的控制中心
(1)遗传的概念:生物学上子代与亲代之间以及子代个体之间_____的现象。
(2)伞藻嫁接实验
伞藻嫁接实验的研究表明,生物的遗传物质主要存在于_______中,控制
遗传现象的遗传信息就储存在这些遗传物质中。
相似
细胞核
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2.染色体、DNA和基因
(1)染色体
①概念:利用染色技术对正在分裂的细胞进行染色,细胞内能被碱性染料染成深色的物质就是染色体。
②成分:主要包括_______和____(脱氧核糖核酸的简称)。
(2)DNA分子的结构:由两条长链盘旋而成的规则的_______结构。
(3)基因:____上的与_________相关的片段,是控制生物性状的基本单位。
蛋白质
DNA
双螺旋
DNA
遗传特征
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(4)染色体、DNA与基因的关系:在细胞中,每条染色体通常包含_____个
DNA分子,每个DNA分子包含_______个基因。
一
许多
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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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2 性状的遗传
1.生物的性状
(1)性状:生物体的形态、结构、生理特征和行为方式统称为性状。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。
(2)相对性状:在遗传学上,把同种生物同一性状的不同表现类型称为相对性状。相对性状并不一定只有两种表现形式,如牡丹有多种花色。
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2.基因与性状遗传
(1)生物的性状是由染色体上的_______控制的。有性生殖过程中,
_________________________是基因在亲子代间传递的桥梁。
①染色体在生物体细胞内是_____存在的。因此,基因也是_____存在
的。控制相对性状的一对基因位于同一对染色体的同一位置。
②在形成生殖细胞时,通过一种特殊方式的细胞分裂,成对的染色体会
_____,染色体上的基因也随之 _____,分别进入两个不同的生殖细胞
中。
基因
生殖细胞(或精子和卵细胞)
成对
成对
分开
分开
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(2)显、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。控制显性性状的基因叫作_________,通
常用大写英文字母(如A)表示;控制隐性性状的基因叫作_________,通
常用小写英文字母(如a)表示。
显性
隐性
显性基因
隐性基因
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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。
(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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(3)显、隐性基因与性状表现的关系:通常情况下,当显性基因与隐性基
因同时存在时,只表现显性基因控制的_______性状;只有一对基因都是
_______基因时,才表现出隐性性状。
显性
隐性
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(1)亲代遗传给子代的是控制性状的基因而不是性状。
(2)在显性基因存在的情况下,隐性基因控制的性状不表达,但隐性基因不会消失,会通过生殖过程遗传给下一代。
(3)表现型相同≠基因组成相同:生物体为显性性状时,基因组成有两种情况,即基因纯合(如AA)和基因杂合(如Aa)。
(4)生物的性状是由基因和环境共同作用的结果。
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(4)进行有性生殖的生物,其子代的遗传信息来自_____个亲本;进行无
性生殖的生物,其子代的遗传信息来自_____个亲本。
两
一
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3 人类染色体与性别决定
1.人类染色体的传递
(1)人的体细胞中含有 23对 染色体;生殖细胞中含有_____染色体,数
目是体细胞的一半。受精卵中的染色体数目又恢复到_____,实现了子
代与亲代之间染色体数目的恒定。
(2)人的每一对染色体都是一条来自_______,一条来自_______。
23条
23对
父亲
母亲
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2.人类的性别决定
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(1)人类染色体的组成
性 别 男性 女性
体 细 胞 22对+____ 22对+____
生殖细胞 22条+___ ;
22条+____ 22条+_____
XY
XX
X
Y
X
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(2)生男生女机会均等
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①男性可产生含X染色体和含Y染色体两种类型的精子,女性只产生一种
含X染色体的卵细胞。含X染色体的精子与卵细胞结合形成的受精卵,发
育成_______;含Y染色体的精子与卵细胞结合形成的受精卵,发育成
_______。
②男性产生两种精子的数目是均等的,两种精子与卵细胞结合的机会均
等,所以,生男生女是随机的,而且机会是_______的。
女性
男性
均等
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(1)每胎生男生女的概率都是50%,与之前已生育孩子的性别无关。
(2)性染色体并非只存在于生殖细胞中,体细胞和生殖细胞中均含有性染色体。
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4 生物的变异
1.变异的概念
生物学上把子代与亲代之间以及子代不同个体之间存在_____的现象叫作变异。
2.变异的类型
(1)根据变异能否遗传
①不可遗传的变异:由___________导致的,没有___________的改变,不能遗传给子代。
②可遗传的变异:由 _____________引起的,能够遗传给子代。
差异
环境因素
遗传物质
遗传物质改变
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(2)根据变异是否有利于自身的生存
①有利变异:有利于自身生存的变异。
②不利变异:不利于自身生存的变异。
(3)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。
遗传
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(1)区分可遗传的变异和不可遗传的变异的依据是遗传物质是否变化。
(2)变异是否有利是对生物个体自身生存而言的,不是对人类而言的。
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3.遗传变异在实践中的应用
(1)杂交育种:常用的育种方法之一,如培育水稻新品种。
(2)诱变育种:人工诱导生物体内的遗传物质发生改变,进行培育,获得新品种,如培育太空椒。
(3)人工选择育种:对自然变异逐代挑选以培育优良品种,如选育高产奶牛。
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5 人类优生与基因组计划
1.遗传病
由 基因或染色体 等遗传物质的改变而引起的疾病。常见的遗传病有红绿色盲、白化病、血友病、唐氏综合征等。
2.禁止近亲结婚
为减少 隐性遗传病 的发病概率,我国法律规定直系血亲或三代以内的旁系血亲禁止结婚。
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(1)近亲结婚时,由于夫妇之间的血缘关系很近,来自共同祖先的相同基因很多,隐性致病基因相遇的机会就会大大增加。
(2)并不是说非近亲结婚就一定不会生出有遗传病的孩子,只是概率低得多。
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3.人类优生的主要措施:遗传咨询、适龄生育、产前诊断等。
4.人类基因组计划
人类基因组计划需要测定人类的_____条常染色体和 _____两条性染色体
的基因序列,即_____条染色体的基因序列。这22条常染色体是22对常染
色体中每一对中各一条。
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X、Y
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染色体____ 双螺旋____ 遗传____ 变异____
相对性状____ 显性____ 隐性____ 概率____
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1 遗传的物质基础 5年4考
(2022·临沂)如图为染色体、DNA、基因的关系示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.①和②内均含有遗传信息
B.④可表示具有遗传效应的①的片段
C.每条③含有一个①分子
D.不同种生物细胞内③的形态与数目不同
正确识别染色体、DNA和基因,明确数量关系。
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解析:图中①是DNA,②是蛋白质,③是染色体,④是基因。②蛋白质内不含遗传信息,A错误。
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(2023·青岛)下列关于基因、DNA和染色体关系的叙述,不正确的是( )
A.染色体由DNA和蛋白质组成
B.每条DNA分子上有1个基因
C.每条染色体上有多个蛋白质分子
D.基因是具有遗传效应的DNA片段
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2 染色体与性别决定 5年3考
(2022·日照)人的性别主要由性染色体组成决定。如图为人类性染色体组成情况。下列叙述错误的是( )
A.女性只产生含X染色体的卵细胞
B.男性只产生含Y染色体的精子
C.男性的X染色体只能传给女儿
D.理论上人群中的男女比例为1∶1
理解性染色体在亲子代间的传递过程。
解析:男性可产生含X染色体和含Y染色体两种类型的精子,B错误。
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(2024·烟台)大熊猫的性别决定方式与人相同,其体细胞内有42条染色体,精子的染色体组成是( )
A.20条+X或20条+Y B.41条+X
C.41条+Y D.20条+XY
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3 生物的变异 5年3考
考法❶ 判断变异的类型
(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
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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解析: 水稻新品种的变异是由于遗传物质的改变,因而能遗传给后代,属于可遗传的变异,B错误。杂交稻是杂交育种的产物,而杂交育种的原理是基因重组,C错误。大米主要是水稻种子的胚乳,D错误。
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(2023·烟台)变异是自然界普遍存在的现象,下列属于可遗传变异的是( )
A.单眼皮手术后变成双眼皮
B.小狗经训练后会算算术
C.小花生种在肥沃的土壤中结出大花生
D.应用转基因技术培育出抗虫棉
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考法❷ 遗传变异在生产实践中的应用
(2025·改编题)南繁基地是我国的国家科研育种保护区。“杂交水稻之父”袁隆平、玉米育种专家程相文、“抗虫棉之父”郭三堆等一大批科研工作者在这里挥洒下青春的汗水。下列关于育种的相关说法,错误的是 ( )
A.杂交育种的生殖方式是无性生殖
B.杂交育种可以使子代获得双亲的优良性状
C.利用转基因技术,人们可以定向改良动植物品种
D.太空育种是借助宇宙空间的特殊环境诱导变异,获得可遗传的变异
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4 性状的遗传 5年5考
(2023·菏泽)如图是人类某种遗传病的系谱图,由基因A、a控制。下列说法正确的是( )
A.该病为常染色体显性遗传病
B.3号个体的基因组成一定是AA
C.6号个体与7号个体生一个患病孩子的概率为
D.8号个体的性染色体X可来自第一代的1、3、4号
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1.抓关键:本题结合遗传系谱图,考查性状的遗传。
2.定显隐:由1号个体和2号个体正常,5号个体患病可知,该遗传病为隐性遗传病。
3.细关联:该遗传病为隐性遗传病,且患病情况与性别无关,A错误。3号个体表现正常,其基因组成为AA或Aa,B错误。4号个体患病,基因组成为aa,其产生的a基因一定遗传给7号个体,则7号个体的基因组成为Aa。1号个体和2号个体婚配的遗传图解如图:
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以表格形式考查
(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),如表所示。请你根据所学知识回答下列问题:
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
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(1)豚鼠产生的卵细胞内的染色体组成可表示为 ________。
(2)根据表中 _______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。
(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的
方式,看其子代的性状表现及比例。若和表中丙组实验结果相似,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 ____。
31条+X
甲、丁
棕色
28
Bb
50%
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结合生产生活实际情况考查
(2023·菏泽)玉米是一种雌雄同株植物,体细胞中有10对染色体,无性染色体,其顶部开雄花,中部开雌花(如图)。窄叶与宽叶是一对相对性状,受一对基因(B、b)控制,BB、bb为纯合子,Bb为杂合子。现用甲(窄叶)和乙(宽叶)进行以下两个实验:
实验一:甲、乙分别在两块田地,单独种植,甲的子一代均为窄叶,乙的子一代均既有宽叶又有窄叶。
实验二:甲、乙在同一块田地,间行种植,分别统计分析甲、乙子一代叶片宽窄情况。
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据此请回答下列问题:
(1)由实验一可知显性性状是 _____,乙的子一代宽叶中纯合子所占比例
为____(用分数表示)。
(2)实验二甲的子一代性状表现为 _________________,乙的子一代基因
组成为 ___________。
宽叶
既有宽叶又有窄叶
BB或Bb或bb
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(3)某科研小组获得抗虫基因,将该基因导入玉米受精卵内一对染色体的
其中一条上,从而获得具有抗虫性状的转基因玉米,再将该转基因玉米
单独种植,其子代中抗虫性状的个体所占比例为____(用分数表示)。
(4)若要测定玉米的基因序列,至少需要测定_____条染色体。
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结合人类遗传病进行考查
(2024·菏泽牡丹区三模)亨廷顿舞蹈症是一种家族性遗传病,患者脑部神经细胞退化,导致动作失调,出现不可控制的颤搐并能发展成痴呆,甚至死亡。研究发现该病的形成与4 号染色体上的 Htt基因有关。请据图回答以下问题:
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(1) 由图一Htt基因在染色体上的位置可知,该基因疾病与性别
有关吗?_______。你的理由是____________________________________
_________________________________________________。
(2)人群中患者一般同时具有正常Htt基因和异常Htt基因,其中______
(选填“正常”或“异常”) Htt 基因为显性基因。
(3)人的动作正常和动作失调出现不可控制的颤搐是一对相对性状,请说
明判断理由:___________________________________。
无关
Htt基因位于第4对染色体上,第4对染色
体为常染色体,与性别有关的基因位于第23对染色体上
异常
属于同种生物同一性状的不同表现形式
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(4)图三是一个家族中亨廷顿舞蹈症(相关基因用B、b表示)遗传图谱,
据图可知Ⅲ8的基因组成为_____,Ⅱ3和Ⅱ4再生一个健康男孩的概率为
______。
(5) 结合该病的形成原因,你认为下列治疗思路合理的是_____
(多选)。
A.去除携带异常Htt基因的染色体
B.抑制异常Htt基因发挥作用
C.将患者异常的Htt蛋白分解
D.向患者移植正常的神经细胞
Bb
25%
BCD
50
由遗传图解可知,6号个体基因组成为Aa的概率是eq \f(2,3)。6号个体基因组成为Aa时,和7号个体生的孩子才可能患病,其患病的概率是eq \f(1,4)。因此,6号个体与7号个体生一个患病孩子的概率是eq \f(2,3)×eq \f(1,4)=eq \f(1,6),C错误。8号个体是女性,其体细胞的性染色体组成是XX,一个X染色体来自6号个体,一个X染色体来自7号个体,6号个体的X染色体只能来自1号个体,7号个体的X染色体来自3号 个体和4号个体,D正确。
$$