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。
(3)生男、生女不取决于女方,取决于哪种类型的精子与卵细胞结合。
(4)性别决定的时刻是受精卵形成时,而不是婴儿出生时。
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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。
(4)转基因育种:利用转基因技术改变生物的个别基因来培育新品种的方法,如培育抗虫棉。
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5 人类优生与基因组计划
1.遗传病
由 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 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。
基因或染色体
隐性遗传病
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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
(2024·青岛)如图是染色体、DNA的关系示意图。下列叙述能准确反映图中各结构间关系的是( )
A.①由②和基因组成
B.一条①上含有多个②
C.一个②上有多个基因
D.②是③的主要载体
正确识别染色体、DNA和基因,明确数量关系。
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(2023·济宁)下列有关基因的叙述,不正确的是( )
A.基因位于染色体上
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.一条染色体上有许多个基因
D.基因在细胞中都是成对存在的
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2 染色体与性别决定
(2023·德州)人类的遗传信息是通过染色体在亲代与子代之间传递的。正常情况下,母亲产生的卵细胞中染色体的组成是( )
A.22条常染色体+X B.22对常染色体+XX
C.22条常染色体+Y D.22对常染色体+XY
理解性染色体在亲子代间的传递过程。
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(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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3 生物的变异
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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(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
(2024·济南)豚鼠又名荷兰猪,为研究豚鼠的体色遗传规律,某科研人员用三对豚鼠设计了三组实验,如图为它们的交配方式及产生子代的情况。请据图分析回答下列问题:
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(1)甲组中,亲代豚鼠的体色都是黑色,子代出现了白色,这种现象在生物学上称为 。
(2)在遗传学上,豚鼠的体色称为 ,其中白色和黑色是一对 __________。据图推断, 是隐性性状。
(3)豚鼠的体细胞内有32对染色体,其性别决定与人类相似,属于XY型,则雄豚鼠生殖细胞的染色体组成为 。
(4)若显性基因用A表示,隐性基因用a表示,甲组亲代雌豚鼠的基因组成为 _____,丙组子代是白色雄豚鼠的概率是_________。
变异
性状
相对性状
白色
31条+X或31条+Y
Aa
(25%)
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(5)若一对与甲组亲代基因组成完全相同的雌雄豚鼠交配后,一胎产下四只子代,这四只子代豚鼠的体色可能是 (填序号)。
①全都是黑色
②3只黑色1只白色
③2只黑色2只白色
④1只黑色3只白色
⑤全都是白色
①②③④⑤
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1.抓关键:本题结合豚鼠的杂交实验,考查性状的遗传。
2.定显隐:甲组中亲代豚鼠的体色都是黑色,子代出现了白色,由“无中生有,有为隐”可知,白色是隐性性状。
3.细关联:(1)甲组中,亲代豚鼠的体色都是黑色,子代出现了白色,这种亲子代间存在差异的现象在生物学上称为变异。(2)在遗传学上,豚鼠的体色称为性状,其中白色和黑色是一对相对性状。甲组中亲代豚鼠的体色都是黑色,子代出现了白色,由“无中生有,有为隐”可知,白色是隐性性状。
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(3)豚鼠的体细胞内有32对染色体,其性别决定与人类相似,属于XY型,则雄豚鼠体细胞的染色体组成为31对+XY,形成生殖细胞时成对的染色体分开,分别进入生殖细胞中。因此,雄豚鼠产生的生殖细胞的染色体组成是31条+X或31条+Y。(4)甲组子代白豚鼠的基因组成为aa,a基因一个来自父方,一个来自母方,则甲组亲代雌豚鼠的基因组成为Aa。丙组子代是白色豚鼠的概率是50%,子代豚鼠是雄性的概率是50%,因此丙组子代是白色雄豚鼠的概率=50%×50%=25%。(5)若一对与甲组亲代基因组成(Aa×Aa)完全相同的雌雄豚鼠交配后,子代的基因组成理论上为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,由于子代的数量少,结果存在偶然性,所以这五种情况都可能出现。
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结合动物的性状遗传进行考查
(2024·济宁)在饲养家蚕的活动中,某生物兴趣小组研究了蚕茧颜色的遗传。请作答:
组别 亲本蚕茧的颜色 子代蚕茧的颜色
金黄色 白色
一 金黄色×金黄色 有 有
二 金黄色×白色 有 有
三 白色×白色 无 有
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(1)已知家蚕的体细胞中有28对染色体,则雌蚕产生的卵细胞中染色体数目为 。
(2)根据表中第 组的结果可以判断,蚕茧的金黄色是显性性状。若用H表示显性基因,h表示隐性基因,则第二组亲本中蚕茧为金黄色个体的基因组成为 。若要尽可能多地获得金黄色蚕茧,应选择第 组子代中蚕茧为金黄色的个体做亲本进行选育。
(3)给蚕食用彩色蚕饲料,使白色蚕宝宝从内而外变为彩色,这个事例说明基因、环境、性状之间的关系是 _ ______________________________________。
28条
一
Hh
一
生物的性状由基因控制,受环境影响(或生物的性状是基因和环境共同作用的结果)
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(4)雄蚕和雌蚕的性染色体组成分别是ZZ和ZW,幼虫期雌雄性状差别不明显,但雄蚕的生长期短,消耗的桑叶少,出丝率高,蚕丝的品质好,因此能提前筛选出雄蚕尤为关键。已知家蚕的皮肤正常和皮肤透明是一对相对性状,分别由只位于Z染色体上的基因M和m控制。若想获得最大经济效益,应选择_____作为亲本杂交。
①皮肤透明雄蚕 ②皮肤正常雌蚕
③皮肤透明雌蚕 ④皮肤正常雌蚕
①④
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结合植物的性状遗传进行考查
(2023·滨州)西瓜为夏季常见水果。近年来,西瓜育种和栽培技术的进步使果实产量不断提高。请分析回答下列问题:
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(1)为提高西瓜抗枯萎病的能力,农业生产中常使用南瓜幼苗作为砧木,嫁接培育西瓜。如图是西瓜的培育过程示意图。
①嫁接成活的关键是 。
②西瓜果肉的红色对黄色为显性。将纯种红瓤西瓜的花粉传授到纯种黄瓤西瓜的柱头上,则所结西瓜果肉为红色的可能性是 ,种子中胚的基因组成是 。
接穗和砧木的形成层紧密结合
0
Tt
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(2)大面积种植西瓜时,修剪侧蔓是最繁重的一环,而且侧蔓太多,结出的果实产量反而会下降。生产中,人们偶然发现了一种无须修剪侧蔓的西瓜新品种“无杈早”。为研究无杈性状的遗传规律,农业技术人员进行了杂交实验,结果如表:
亲代性状 子代性状及数量
有杈 无杈
无杈×有杈 156 168
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欲判断这一相对性状的显隐性关系,再取实验中无杈子代进行杂交:
①若后代性状全部为 ,则有杈是显性性状,无杈是隐性性状;
②若后代性状出现 ,则无杈是显性性状,有杈是隐性性状。
③由此可知,西瓜新品种“无杈早”的出现属于 (选填“可遗传的”或“不可遗传的”)变异。
(3)为满足不同人群的需求,人们栽培的西瓜有很多品种,如药西瓜、饲用西瓜、黏籽西瓜、缺须西瓜等,西瓜品种多样是 的结果。
无杈
有杈
可遗传的
人工选择
48
$$