第15讲 遗传和变异（培优预习讲义）新九年级科学新教材浙教版

第15讲 遗传和变异（培优讲义） 课标要点 1、通过性状亲子传递现象，推理基因随生殖细胞传递，构建 “基因 — 性状” 逻辑关系。 2、运用遗传图解推导后代基因型、表现型，定量计算性状出现概率，训练逻辑推演能力。 3、对比两类变异本质差异，判断变异能否遗传，辨析环境与遗传物质对性状的双重作用。 1、层级由大到小：细胞核→染色体→DNA→基因 2、速记口诀：一条染色体上有一个 DNA 分子，一个 DNA 上有许多个基因；基因控制性状。 3、做题技巧：遇到包含、从属类选择题，直接按层级大小判断。 方法指导 考点01 遗传和变异现象 1.遗传：生物体通过生殖产生子代，子代和亲代、子代和子代之间的性状都很相似，这种现象称为遗传。 2.变异：不同的生物个体在性状表现上总是存在着一定的差异，生物的子代只是与亲代相似，绝不会与亲代完全相同。这种子代与亲代及子代不同个体间的性状差异叫做变异。 3.遗传和变异都是普遍存在的生命现象。 4.遗传的证明： (1)双胞胎的长相相似：这种推测已被一些事实所证实，例如，有的孪生姐妹是由同一个受精卵发育而成的，其细胞中染色体所含的基因完全相同，因此，其性状也极其相似。 （2）遗传信息的发现：随着科学的发展，人们认识到染色体主要由DNA和蛋白质组成，通过一系列科学实验，进一步证明了DNA是决定生物体遗传性状的遗传物质。 5.DNA的发现：1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了DNA双螺旋结构模型从图中可以看到，DNA分子是长而相互缠绕的双链结构，整个模型活像一个双螺旋上升的楼梯，梯子两边的“扶手”是由磷酸和脱氧核糖相间连接而成的，中间的“踏脚”是分别连在两边脱氧核糖分子上的两个碱基。 6.基因：现代遗传学认为，DNA分子上一些特定的片段包含着遗传信息，能控制生物体的性状特征，如人的肤色、色觉，花的形状等。我们把这些起遗传作用的DNA片段称为基因。在一个DNA分子上有成百上千个基因存在。。 7.性状与基因的关系：经科学家研究发现，构成大多数生物的遗传物质DNA具有相同的基本结构，生物体内的基因是可以改变的，而基因的改变往往会导致生物体性状的变化，如白化病患者不能合成黑色素，就是因细胞内控制黑色素合成的基因发生变异而引起的。 8.人体细胞中的染色体： 7.亲子鉴定：通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系，称为亲子鉴定。鉴定亲子关系目前用得最多的是DNA 分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于亲子鉴定，十分方便。 考点02 人类遗传病 1.有些人深受遗传病的困扰，这类疾病都是由于人体内DNA、基因或染色体发生变化而引起的。例如，在智力缺陷的儿童中，有一类叫先天愚型，患儿生长迟缓，学会坐、立、走都很晚，智力低下，这种遗传病就是由于患儿细胞中多了一条第21号染色体而引起的。 2.我国遗传病的发病率很高。据专家估计，患有各种先天性智力缺陷和生理缺陷的儿童约有1000万之多。因此，优生学目前已引起各界人士的广泛重视。所谓优生学，就是运用遗传学的原理和方法，防止有明显遗传缺陷的婴儿出生，以改善人口质量。为了提高人口的遗传素质，我国还制定了一些优生法规，如禁止近亲婚配等。 考点03 生物育种 1.育种的方式：长期以来，人类利用人工选择和杂交育种等方法逐渐改良动物、植物的遗传性状，取得了巨大的成功。绝大多数家养动物和栽培植物品种都是运用一定的技术培育而成的。 2.杂交育种：杂交后代的生命力比双亲强的现象，叫做杂交优势。例如，我国20世纪50年代推广的杂交玉米，大幅度提高了玉米产量。在畜牧业方面，人们将驴和马交配，得到了比驴和马更健壮有力的骡。 3.基因工程：随着生物学的发展，人类对基因的理论和实践研究也越来越深入。人们设想把一些优良的基因组合起来，从而改变生物的结构和功能，改造生物品种或生产新的转基因产品。这种完全按照人的意愿重新组合基因的技术叫做基因工程。 4.基因工程的应用：人体内的许多蛋白质都可以通过遗传工程改造细菌来合成。以胰岛素为例，人们能把人类胰岛素基因经一定的途径转移到细菌中，这个细胞就具有了人类基因，由于细菌繁殖快，所以能在短时间内合成大量的胰岛素。 5.克隆技术与组织培养：选择育种还存在一个问题，我们无法控制所需要的基因一定会从亲本传给子代。克隆就能解决这个问题。克隆技术在植物、动物和其他类型生物中已经得到应用。1997年，第一只克隆羊在英国诞生，此后，美国、法国等国家相继把牛、鼠、兔、猴等动物克隆成功。我国已经克隆出了牛、羊、兔等动物。克隆植物的方法多种多样，诸如细胞培养、组织培养、器官培养等。 6.对于植物，太空育种也是一种培育优良新品种的途径。太空育种即航天育种，是将种子搭乘卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。太空育种具有有益的变异多、高产、优质、抗病力强等特点。 1. APP刷脸是一种在移动应用中使用人脸识别技术进行身份验证的安全机制。控制一个人脸部特征的物质是（　　） A．DNA B．糖类 C．蛋白质 D．脂肪 【答案】A 【解答】解：A、DNA是遗传物质，基因作为有遗传效应的DNA片段，控制着生物的各种性状，包括人的脸部特征，所以控制一个人脸部特征的物质是DNA，A正确； B、糖类主要功能是为细胞提供能量，是主要的供能物质，不直接控制脸部特征，B错误； C、蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，在生命活动中发挥多种功能，但不是控制脸部特征的物质，C错误； D、脂肪主要作为储能物质，储存大量能量，与控制脸部特征无关，D错误。 故选：A。 2. 在人的生殖过程中，父方和母方体细胞中的一对染色体及这对染色体上一对基因的变化如图所示。下列关于人体的细胞中染色体、DNA和基因的叙述，正确的是（　　） A．染色体在人的细胞中都成对存在 B．受精卵中的染色体来自父母双方 C．每条染色体上都有多个DNA分子 D．每个DNA分子上只含有一个基因 【答案】B 【解答】解：A、染色体在人的体细胞中成对存在，在生殖细胞中单条存在。A错误。 B、受精卵中成对的染色体一条来自父亲，一条来自母亲。B正确。 C、每条染色体上含有一个DNA分子。C错误。 D、每个DNA分子上含有许多个基因。D错误。 故选：B。 3. 如图为染色体、DNA和基因关系示意图，下列叙述正确的是（　　） A．①是DNA，包含一个基因 B．③是染色体，由②和基因组成 C．基因是包含遗传信息的①的片段 D．性状是由③控制的 【答案】C 【解答】解：A、图中，①是DNA，基因是DNA上具有特定遗传信息的遗传片段，一个DNA分子上包含有多个基因，A错误； B、③是染色体，由②蛋白质和①DNA组成，B错误； C、基因是①DNA上具有特定遗传信息的遗传片段，C正确； D、基因是DNA上具有特定遗传信息的遗传片段，因此遗传性状是由基因控制的，D错误。 故选：C。 4. 美西螈是青蛙的近亲，有黑、白两种肤色。科学家进行了如图的实验，可以证明控制美西螈肤色的细胞结构是（　　） A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．细胞壁 【答案】C 【解答】解：图中黑美西螈提供了细胞核，子代美西螈也是黑色，说明能够控制肤色的是细胞核。细胞核：含有遗传物质，是细胞生命活动的控制中心，是遗传信息库。细胞核控制着生物的发育和遗传。 故选：C。 5. 近日，我国科学家团队成功培育出具有耐热性的水稻新株系，为全球变暖导致粮食减产提供了新的解决方案。为使水稻具有耐热性状，科学家们改良了植株的（　　） A．叶 B．根 C．基因 D．蛋白质 【答案】C 【解答】解：基因控制生物的性状，因此，为使水稻具有耐热性状，科学家们改良了植株的基因，为全球变暖导致粮食减产提供了新的解决方案。C正确；ABD错误。 故选：C。 6. 取一根白色长绳，用红、黄、蓝、绿等颜色涂成长短不一的区段，接着系上一些代表“蛋白质”的小球，最后将其螺旋状盘曲成一个短棒。“短棒”可代表以下生物遗传物质中的（　　） A．染色体 B．DNA C．基因 D．细胞核 【答案】A 【解答】解：由题干可知，白色长绳代表DNA，涂成不同颜色的区段可类比为不同的基因片段，系上代表“蛋白质”的小球后，再将其螺旋状盘曲成一个短棒，这种结构与染色体主要由DNA和蛋白质组成且呈螺旋状盘曲的特点相符合，所以“短棒”可代表染色体，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 7. 遗传具有一定的物质基础，如图是与遗传有关的结构示意图，相关叙述不正确的是（　　） A．控制生物性状的遗传信息主要储存在①细胞核中 B．一个③DNA分子中含有一个基因 C．②染色体主要由DNA和蛋白质组成 D．④基因是DNA分子上包含特定遗传信息的片段 【答案】B 【解答】解：A．染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，染色体是遗传信息的载体，A正确。 B．一条染色体有一个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因，B错误。 C．染色体是由DNA和蛋白质两种物质组成，DNA是主要的遗传物质，C正确。 D．DNA分子上具有特定遗传信息、能够决定生物的某一性状的片段叫做基因，基因是决定生物性状的最小单位，D正确。 故选：B。 疑 1：性状只由基因控制吗？ 释疑：不是。基因控制性状，环境影响性状。 例：同一株水毛茛，水下叶片丝状，水上叶片扁平；基因相同，环境不同性状不同。 疑 2：变异对生物都是有利的？ 释疑：变异分有利、不利、中性变异；多数变异不利于生物生存。 疑 3：近亲为什么容易生出遗传病后代？ 释疑：近亲携带相同隐性致病基因概率高，婚配后后代更容易出现隐性纯合患病个体，因此法律禁止近亲结婚。 1. 如图为染色体与DNA的关系示意图。下列有关叙述不正确的是（　　） A．具有遗传效应的①的片段叫基因 B．每种生物细胞内③的形态与数目都是一定的 C．在细胞分裂中③的变化最明显 D．①和②都含有特定的遗传信息 【答案】D 【解答】解：A、①DNA上具有特定遗传信息的片段叫基因。正确。 B、每种生物细胞内③染色体的形态与数目都是一定的，如正常人的体细胞中都有23对染色体。正确。 C、在细胞分裂中③染色体的变化最明显。正确。 D、①DNA是遗传物质的载体，含有特定的遗传信息；②蛋白质上没有特定的遗传信息，错误。 故选：D。 1. 遗传学家麦克林托克发现，单个的基因竟然会“跳舞”，即从染色体的一个位置跳至另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上，然后可能就在那里“安家”了。这种能跳动的基因被称为“转座子”。下列相关说法正确的是（　　） A．“转座子”是有遗传效应的DNA片段 B．“转座子”中不含有遗传信息 C．由“转座子”跳动引起的变异不可遗传 D．“转座子”与生物的性状无关 【答案】A 【解答】解：A、“转座子”是一种能跳动的基因，基因是DNA上有特定遗传信息的片段。正确。 B、“转座子”是基因，其中含部分遗传信息。错误。 C、由遗传物质改变引起的变异是可遗传的变异。“转座子”是基因，属于遗传物质，因此由“转座子”跳动引起的变异属于可遗传的变异。错误。 D、“转座子”是基因，基因能控制生物的性状，因此与生物的性状有关。错误。 故选：A。 2. 目前，问天实验舱的“太空菜园”已成功种植蔬菜、樱桃番茄、小麦和水稻等作物。 （1）在研究空间诱变育种时，同种作物有些植株产量增加，抗性增强；有些植株却结实率降低、成熟期延长。这说明生物的变异是 的； （2）太空蔬菜能为航天员提供多种营养物质。下列叙述错误的是 （填字母）； A.蔬菜中的维生素C能有效预防坏血病 B.蔬菜中的铁可以成为血红蛋白的成分 C.蔬菜中的部分糖类能为人体提供能量 D.除了吃太空蔬菜，航天员无需补充其他食物 （3）“太空菜园”生态系统的自动调节能力较弱，理由是 。 【答案】（1）不定向 （2）D （3）生物种类和数量少，营养结构简单 【解答】解：（1）空间诱变育种可以大幅度提高作物产量和抗性，为新品种选育提供重要支撑，但也会发生结实率降低、成熟期延长等变异。这说明变异是不定向的。 （2）A、人体缺乏维生素C易患坏血病，故蔬菜中的维生素C能有效预防坏血病，A正确。 B、血红蛋白是一种含铁的蛋白质，故蔬菜中的铁可以成为血红蛋白的成分，B正确。 C、糖类是重要的能源物质。故蔬菜中的部分糖类能为人体提供能量，C正确。 D、除了吃太空蔬菜，航天员需补充其他食物，如鸡蛋、肉类等，D错误。 故选：D。 （3）生态系统中生物种类和数量越多，营养结构越复杂，自动调节能力越强，反之则越弱。“太空菜园”生物种类和数量少，营养结构简单，自动调节能力弱。 故答案为： （1）不定向 （2）D （3）生物种类和数量少，营养结构简单 3. 甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR）。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（　　） ①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 ②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 ③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株 ④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【答案】C 【解答】解：①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株。甲（rr）和乙（RR）杂交得到F1（Rr），F1自交，F2会出现性状分离，基因型及比例为RR：Rr：rr＝1：2：1，抗稻瘟病植株（RR和Rr）占。但RR是纯合子，Rr是杂合子，杂合子自交后代还会发生性状分离。要获得纯合的抗稻瘟病植株，需要多代自交和筛选，而且在这个过程中，甲的优良性状可能会因基因的自由组合而发生分离，不能很好地保留甲的优良性状，所以该方案不是最合理的，①错误。 ②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株。甲（rr）与乙（RR）杂交得F1（Rr），F1与甲（rr）回交，F2中Rr（抗稻瘟病）和rr（不抗稻瘟病）比例为1：1，选取抗稻瘟病的Rr植株再与甲回交，经过多次回交，能增加甲优良性状的纯合比例。最后将选取的抗稻瘟病植株自交多代并筛选，可获得抗稻瘟病且保留甲优良性状的纯合新品种，该方案合理，②正确。 ③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株。F1（Rr）的花药有R和r两种类型，离体培养得到的单倍体植株基因型为R和r，用秋水仙素处理使染色体数目加倍后，得到RR和rr两种纯合二倍体。虽然能快速获得纯合的抗稻瘟病植株（RR），但单倍体育种得到的植株是由配子发育而来，可能会丢失甲的一些优良基因，不能很好地保留甲的优良性状，所以该方案不太合适，③错误。 ④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株。基因工程育种可以定向地将抗稻瘟病基因导入甲中，而且能基本保留甲的优良性状，所以该方案是最理想的，④正确。 可见，②④正确，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 4. 如图是有关遗传知识的概念图，下列说法正确的是（　　） A．①是细胞质，③是遗传信息 B．生物性状由②控制，同时还受环境影响 C．人体所有细胞中染色体都是成对存在的 D．一个细胞中DNA的数量多于基因的数量 【答案】B 【解答】解：A、由分析可知①是染色体、③是遗传信息，A错误。 B、生物性状由②基因控制，同时还受环境影响，B正确。 C、体细胞中染色体是成对存在的，生殖细胞中染色体是成单存在的，C错误。 D、一条染色体有一个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因。所以一个细胞中DNA的数量少于基因的数量，D错误。 故选：B。 5. 诺贝尔生理学奖获得者斯万特•帕博认为已灭绝的尼安德特人是人类的近亲，此结论的得出主要是通过比较尼安德特人和现代人类的（　　） A．基因 B．蛋白质 C．氨基酸 D．脂肪 【答案】A 【解答】解：推测尼安德特人和现代人类的亲缘关系，最可靠的方法是比对其DNA序列（或基因序列）的相同程度。 故选：A。 6. 为了形象地表示DNA、染色体和基因之间的关系，小路和同学找来一根白色长绳，将其用红、黄、蓝、绿等颜色涂成了长短不一的区段，接着在长绳上系了一些代表“蛋白质”的小球，最后把带有小球的长绳螺旋状盘曲成一个短棒。在这个模型中，长绳、各色区段、短棒分别代表（　　） A．DNA、基因、染色体 B．DNA、染色体、基因 C．基因、DNA、染色体 D．染色体、DNA、基因 【答案】A 【解答】解：染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，染色体是由DNA和蛋白质两种物质组成；DNA是遗传信息的载体，主要存在于细胞核中，DNA分子为双螺旋结构，像螺旋形的梯子；DNA是位于染色体上的遗传物质，染色体是遗传物质的载体。DNA上决定生物性状的小单位，叫基因。一条染色体有一个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因。在长绳上用红、黄、绿、蓝等颜色涂在不同的区段上，则长绳，各色区段、短棒分别代表的是DNA、基因、染色体，A正确。 故选：A。 7. 野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①～⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是（　　） 杂交组合 子代叶片边缘 ①×② 光滑形 ①×③ 锯齿状 ①×④ 锯齿状 ①×⑤ 光滑形 ②×⑥ 锯齿状 A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形 B．③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状 C．②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形 D．④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形 【答案】C 【解答】解：A.②和③杂交，②与①基因不同，③与①基因相同，故②与③基因不同，杂交后代为光滑形，A正确。 B.③和④杂交，③、④均与①基因相同，故二者基因相同，杂交后代为锯齿状，B正确。 C.②和⑤杂交，②与①基因不同，⑤与①基因不同，但②和⑤的基因关系未知。若②和⑤突变的是同一基因，则后代为锯齿状；若为不同基因，则为光滑形。因此不能确定子代一定为光滑形，C错误。 D.④和⑥杂交，④与①基因相同，⑥与②基因相同，①与②基因不同，故④与⑥基因不同，杂交后代为光滑形，D正确。 故选：C。 8. 比指纹还安全的生物密钥——虹膜识别，每个人的虹膜纹路都不相同，虹膜的特征主要由遗传物质决定。决定一个人虹膜特征的物质主要存在于（　　） A．细胞壁 B．细胞膜 C．细胞质 D．细胞核 【答案】D 【解答】解：细胞核内含有遗传物质，是细胞生命活动的控制中心，是遗传信息库，细胞核控制着生物的发育和遗传，遗传物质中储存着生物的遗传信息，这些遗传信息控制着生物的性状，因此，决定一个人的虹膜特征的物质存在细胞核中，ABC不符合题意，D符合题意。 故选：D。 9. 染色体是细胞核中的重要结构，它与蛋白质、DNA、基因的关系如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．染色体主要成分是DNA和蛋白质 B．染色体上的蛋白质属于遗传物质 C．基因是有遗传信息的DNA分子片段 D．DNA分子是双螺旋结构 【答案】B 【解答】解：A、染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，它主要由DNA和蛋白质组成，A正确。 B、染色体上的DNA是遗传信息的载体，即遗传物质，B错误。 C、基因是DNA分子上具有特定遗传信息的片段，C正确。 D、DNA分子具有双螺旋结构，这是DNA分子的基本空间构型，也是其能够稳定存储遗传信息的重要原因，D正确。 故选：B。 10. 用以下模式图梳理科学知识可以表示的是（　　） A．从基因、DNA、蛋白质到染色体由小到大层次关系 B．从鱼类、两栖类、鸟类到哺乳类的进化历程 C．从右心室、肺动脉、肺部毛细血管到肺静脉的肺循环过程 D．血细胞从肾小球、肾小囊、肾小管、毛细血管网进入肾静脉的过程 【答案】C 【解答】解：A、染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因是DNA上具有遗传效应的片段，不符合题意。 B、脊椎动物的进化历程： ，不符合题意。 C、从右心室、肺动脉、肺部毛细血管到肺静脉、左心房的肺循环过程，符合题意。 D、当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子的蛋白质以外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质，都可以经过肾小球过滤到肾小囊中，形成原尿，肾小囊中没有血细胞，不符合题意。 故选：C。 11. 如图是关于遗传知识的概念图，图中的代码1、2、3、4依次为（　　） A．细胞核、染色体、基因、双螺旋结构 B．染色体、双螺旋结构、遗传信息、基因 C．遗传信息、染色体、基因、双螺旋结构 D．遗传信息、细胞核、双螺旋结构、基因 【答案】C 【解答】解：细胞核中能被碱性染料染成深色的物质叫做染色体，它是由DNA和蛋白质两部分组成，DNA是主要的遗传物质，呈双螺旋结构。一条染色体上包含一个DNA分子。一个DNA分子上包含有多个基因，基因是DNA上具有特定遗传信息的遗传片段。一条染色体上携带着许多基因。每一种生物细胞内的染色体的形态和数目都是一定的。染色体在体细胞中的数目是成对存在的。但是，染色体在精子和卵细胞中是成单存在的。 故选：C。 12. 水稻花属两性花，既有雄蕊又有雌蕊，1965年，袁隆平在水稻田中偶尔找到了几株雄蕊不能正常发育的水稻植株，他发现这几株水稻在开花时，花药始终不开裂，花药内的花粉无法散落到正常发育的雌蕊柱头上。袁隆平利用这种雄蕊不能正常发育的水稻作为育种材料，进行持续多年的水稻杂交研究，最终培育出了高产杂交水稻品种.因此，他被誉为“杂交水稻之父”。请根据上述信息回答下列问题： （1）生物杂交后代的生命力往往比双亲强，具有 现象。因此，通过水稻杂交可以培育出高产的水稻新品种。 （2）在正常水稻田中出现个别雄蕊不能正常发育的水稻植株的现象，属于生物的 现象。 （3）在开花季节，上述雄蕊不能正常发育的水稻植株若发生了有性生殖，则其传粉方式必定是异花传粉。判断理由是 。 【答案】（1）杂交优势； （2）变异； （3）该植株雄蕊不育，无法自体授粉，只能接受其他植株的花粉完成授粉。 【解答】解：（1）这种杂交后代的生命力比双亲强的现象，叫做杂交优势。因此，通过水稻杂交可以培育出高产的水稻新品种。 （2）变异是指亲子间及子代个体间的差异。在正常水稻田中出现个别雄蕊不能正常发育的水稻植株的现象，属于生物的变异现象。 （3）该植株雄蕊不育，无法自体授粉，只能接受其他植株的花粉完成授粉，故必为异花传粉。 故答案为： （1）杂交优势； （2）变异； （3）该植株雄蕊不育，无法自体授粉，只能接受其他植株的花粉完成授粉。 13. 某种由单基因控制的常染色体显性遗传病（S病）患者表现为行走不稳、眼球震颤，多在成年发病。甲乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现，甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征，而乙的家系符合。经检查确诊，甲不是S病患者，而乙是。回答下列问题： （1）遗传咨询中医生初步判断甲可能不是S病患者，而乙可能是该病患者，主要依据是 （填序号）。 ①血型 ②家族病史 ③B超检测结果 （2）系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是 （填序号），判断理由是 ；一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是 （填序号）。 【答案】（1）②； （2）③；③中Ⅰ﹣1、Ⅰ﹣2不患该病，Ⅱ﹣3患该病，说明该病为隐性遗传病，一定不属于S病；①②。 【解答】解：（1）①S病为常染色体显性遗传病，不能通过血型进行检测，①错误；②S病为常染色体显性遗传病，其家族患者多，多代连续得病，可通过遗传咨询进行初步诊断，②正确；③B超不能用于检测单基因遗传病，③错误。 故选：②。 （2）①Ⅱ﹣2、Ⅱ﹣3患该病，Ⅲ﹣1不患该病，说明该病为显性遗传病，Ⅱ﹣2的母亲Ⅰ﹣1不患该病，说明该病为常染色体显性遗传病；②Ⅰ﹣1、Ⅰ﹣2患该病，Ⅰ﹣1不患该病，Ⅱ﹣1正常，说明该病为常染色体显性遗传病； ③Ⅰ﹣1、Ⅰ﹣2不患该病，Ⅱ﹣3患该病，说明该病为隐性遗传病，一定不属于S病；④Ⅱ﹣2的女儿Ⅲ﹣1不患该病，排除伴X显性遗传病，但无法判断其是否为常染色体显性遗传病；故下列单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是③；一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是①②。 故答案为：（1）②； （2）③；③中Ⅰ﹣1、Ⅰ﹣2不患该病，Ⅱ﹣3患该病，说明该病为隐性遗传病，一定不属于S病；①②。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 遗传和变异（培优讲义） 课标要点 1、通过性状亲子传递现象，推理基因随生殖细胞传递，构建 “基因 — 性状” 逻辑关系。 2、运用遗传图解推导后代基因型、表现型，定量计算性状出现概率，训练逻辑推演能力。 3、对比两类变异本质差异，判断变异能否遗传，辨析环境与遗传物质对性状的双重作用。 1、层级由大到小：细胞核→染色体→DNA→基因 2、速记口诀：一条染色体上有一个 DNA 分子，一个 DNA 上有许多个基因；基因控制性状。 3、做题技巧：遇到包含、从属类选择题，直接按层级大小判断。 方法指导 考点01 遗传和变异现象 1.遗传：生物体通过生殖产生子代，子代和亲代、子代和子代之间的性状都很相似，这种现象称为遗传。 2.变异：不同的生物个体在性状表现上总是存在着一定的差异，生物的子代只是与亲代相似，绝不会与亲代完全相同。这种子代与亲代及子代不同个体间的性状差异叫做变异。 3.遗传和变异都是普遍存在的生命现象。 4.遗传的证明： (1)双胞胎的长相相似：这种推测已被一些事实所证实，例如，有的孪生姐妹是由同一个受精卵发育而成的，其细胞中染色体所含的基因完全相同，因此，其性状也极其相似。 （2）遗传信息的发现：随着科学的发展，人们认识到染色体主要由DNA和蛋白质组成，通过一系列科学实验，进一步证明了DNA是决定生物体遗传性状的遗传物质。 5.DNA的发现：1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了DNA双螺旋结构模型从图中可以看到，DNA分子是长而相互缠绕的双链结构，整个模型活像一个双螺旋上升的楼梯，梯子两边的“扶手”是由磷酸和脱氧核糖相间连接而成的，中间的“踏脚”是分别连在两边脱氧核糖分子上的两个碱基。 6.基因：现代遗传学认为，DNA分子上一些特定的片段包含着遗传信息，能控制生物体的性状特征，如人的肤色、色觉，花的形状等。我们把这些起遗传作用的DNA片段称为基因。在一个DNA分子上有成百上千个基因存在。。 7.性状与基因的关系：经科学家研究发现，构成大多数生物的遗传物质DNA具有相同的基本结构，生物体内的基因是可以改变的，而基因的改变往往会导致生物体性状的变化，如白化病患者不能合成黑色素，就是因细胞内控制黑色素合成的基因发生变异而引起的。 8.人体细胞中的染色体： 7.亲子鉴定：通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系，称为亲子鉴定。鉴定亲子关系目前用得最多的是DNA 分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于亲子鉴定，十分方便。 考点02 人类遗传病 1.有些人深受遗传病的困扰，这类疾病都是由于人体内DNA、基因或染色体发生变化而引起的。例如，在智力缺陷的儿童中，有一类叫先天愚型，患儿生长迟缓，学会坐、立、走都很晚，智力低下，这种遗传病就是由于患儿细胞中多了一条第21号染色体而引起的。 2.我国遗传病的发病率很高。据专家估计，患有各种先天性智力缺陷和生理缺陷的儿童约有1000万之多。因此，优生学目前已引起各界人士的广泛重视。所谓优生学，就是运用遗传学的原理和方法，防止有明显遗传缺陷的婴儿出生，以改善人口质量。为了提高人口的遗传素质，我国还制定了一些优生法规，如禁止近亲婚配等。 考点03 生物育种 1.育种的方式：长期以来，人类利用人工选择和杂交育种等方法逐渐改良动物、植物的遗传性状，取得了巨大的成功。绝大多数家养动物和栽培植物品种都是运用一定的技术培育而成的。 2.杂交育种：杂交后代的生命力比双亲强的现象，叫做杂交优势。例如，我国20世纪50年代推广的杂交玉米，大幅度提高了玉米产量。在畜牧业方面，人们将驴和马交配，得到了比驴和马更健壮有力的骡。 3.基因工程：随着生物学的发展，人类对基因的理论和实践研究也越来越深入。人们设想把一些优良的基因组合起来，从而改变生物的结构和功能，改造生物品种或生产新的转基因产品。这种完全按照人的意愿重新组合基因的技术叫做基因工程。 4.基因工程的应用：人体内的许多蛋白质都可以通过遗传工程改造细菌来合成。以胰岛素为例，人们能把人类胰岛素基因经一定的途径转移到细菌中，这个细胞就具有了人类基因，由于细菌繁殖快，所以能在短时间内合成大量的胰岛素。 5.克隆技术与组织培养：选择育种还存在一个问题，我们无法控制所需要的基因一定会从亲本传给子代。克隆就能解决这个问题。克隆技术在植物、动物和其他类型生物中已经得到应用。1997年，第一只克隆羊在英国诞生，此后，美国、法国等国家相继把牛、鼠、兔、猴等动物克隆成功。我国已经克隆出了牛、羊、兔等动物。克隆植物的方法多种多样，诸如细胞培养、组织培养、器官培养等。 6.对于植物，太空育种也是一种培育优良新品种的途径。太空育种即航天育种，是将种子搭乘卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。太空育种具有有益的变异多、高产、优质、抗病力强等特点。 1. APP刷脸是一种在移动应用中使用人脸识别技术进行身份验证的安全机制。控制一个人脸部特征的物质是（　　） A．DNA B．糖类 C．蛋白质 D．脂肪 2. 在人的生殖过程中，父方和母方体细胞中的一对染色体及这对染色体上一对基因的变化如图所示。下列关于人体的细胞中染色体、DNA和基因的叙述，正确的是（　　） A．染色体在人的细胞中都成对存在 B．受精卵中的染色体来自父母双方 C．每条染色体上都有多个DNA分子 D．每个DNA分子上只含有一个基因 3. 如图为染色体、DNA和基因关系示意图，下列叙述正确的是（　　） A．①是DNA，包含一个基因 B．③是染色体，由②和基因组成 C．基因是包含遗传信息的①的片段 D．性状是由③控制的 4. 美西螈是青蛙的近亲，有黑、白两种肤色。科学家进行了如图的实验，可以证明控制美西螈肤色的细胞结构是（　　） A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．细胞壁 5. 近日，我国科学家团队成功培育出具有耐热性的水稻新株系，为全球变暖导致粮食减产提供了新的解决方案。为使水稻具有耐热性状，科学家们改良了植株的（　　） A．叶 B．根 C．基因 D．蛋白质 6. 取一根白色长绳，用红、黄、蓝、绿等颜色涂成长短不一的区段，接着系上一些代表“蛋白质”的小球，最后将其螺旋状盘曲成一个短棒。“短棒”可代表以下生物遗传物质中的（　　） A．染色体 B．DNA C．基因 D．细胞核 7. 遗传具有一定的物质基础，如图是与遗传有关的结构示意图，相关叙述不正确的是（　　） A．控制生物性状的遗传信息主要储存在①细胞核中 B．一个③DNA分子中含有一个基因 C．②染色体主要由DNA和蛋白质组成 D．④基因是DNA分子上包含特定遗传信息的片段 释疑：不是。基因控制性状，环境影响性状。 例：同一株水毛茛，水下叶片丝状，水上叶片扁平；基因相同，环境不同性状不同。 释疑：变异分有利、不利、中性变异；多数变异不利于生物生存。 释疑：近亲携带相同隐性致病基因概率高，婚配后后代更容易出现隐性纯合患病个体，因此法律禁止近亲结婚。 1. 如图为染色体与DNA的关系示意图。下列有关叙述不正确的是（　　） A．具有遗传效应的①的片段叫基因 B．每种生物细胞内③的形态与数目都是一定的 C．在细胞分裂中③的变化最明显 D．①和②都含有特定的遗传信息 1. 遗传学家麦克林托克发现，单个的基因竟然会“跳舞”，即从染色体的一个位置跳至另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上，然后可能就在那里“安家”了。这种能跳动的基因被称为“转座子”。下列相关说法正确的是（　　） A．“转座子”是有遗传效应的DNA片段 B．“转座子”中不含有遗传信息 C．由“转座子”跳动引起的变异不可遗传 D．“转座子”与生物的性状无关 2. 目前，问天实验舱的“太空菜园”已成功种植蔬菜、樱桃番茄、小麦和水稻等作物。 （1）在研究空间诱变育种时，同种作物有些植株产量增加，抗性增强；有些植株却结实率降低、成熟期延长。这说明生物的变异是 的； （2）太空蔬菜能为航天员提供多种营养物质。下列叙述错误的是 （填字母）； A.蔬菜中的维生素C能有效预防坏血病 B.蔬菜中的铁可以成为血红蛋白的成分 C.蔬菜中的部分糖类能为人体提供能量 D.除了吃太空蔬菜，航天员无需补充其他食物 （3）“太空菜园”生态系统的自动调节能力较弱，理由是 。 3. 甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR）。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（　　） ①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 ②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 ③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株 ④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 4. 如图是有关遗传知识的概念图，下列说法正确的是（　　） A．①是细胞质，③是遗传信息 B．生物性状由②控制，同时还受环境影响 C．人体所有细胞中染色体都是成对存在的 D．一个细胞中DNA的数量多于基因的数量 5. 诺贝尔生理学奖获得者斯万特•帕博认为已灭绝的尼安德特人是人类的近亲，此结论的得出主要是通过比较尼安德特人和现代人类的（　　） A．基因 B．蛋白质 C．氨基酸 D．脂肪 6. 为了形象地表示DNA、染色体和基因之间的关系，小路和同学找来一根白色长绳，将其用红、黄、蓝、绿等颜色涂成了长短不一的区段，接着在长绳上系了一些代表“蛋白质”的小球，最后把带有小球的长绳螺旋状盘曲成一个短棒。在这个模型中，长绳、各色区段、短棒分别代表（　　） A．DNA、基因、染色体 B．DNA、染色体、基因 C．基因、DNA、染色体 D．染色体、DNA、基因 7. 野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①～⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是（　　） 杂交组合 子代叶片边缘 ①×② 光滑形 ①×③ 锯齿状 ①×④ 锯齿状 ①×⑤ 光滑形 ②×⑥ 锯齿状 A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形 B．③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状 C．②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形 D．④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形 8. 比指纹还安全的生物密钥——虹膜识别，每个人的虹膜纹路都不相同，虹膜的特征主要由遗传物质决定。决定一个人虹膜特征的物质主要存在于（　　） A．细胞壁 B．细胞膜 C．细胞质 D．细胞核 9. 染色体是细胞核中的重要结构，它与蛋白质、DNA、基因的关系如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．染色体主要成分是DNA和蛋白质 B．染色体上的蛋白质属于遗传物质 C．基因是有遗传信息的DNA分子片段 D．DNA分子是双螺旋结构 10. 用以下模式图梳理科学知识可以表示的是（　　） A．从基因、DNA、蛋白质到染色体由小到大层次关系 B．从鱼类、两栖类、鸟类到哺乳类的进化历程 C．从右心室、肺动脉、肺部毛细血管到肺静脉的肺循环过程 D．血细胞从肾小球、肾小囊、肾小管、毛细血管网进入肾静脉的过程 11. 如图是关于遗传知识的概念图，图中的代码1、2、3、4依次为（　　） A．细胞核、染色体、基因、双螺旋结构 B．染色体、双螺旋结构、遗传信息、基因 C．遗传信息、染色体、基因、双螺旋结构 D．遗传信息、细胞核、双螺旋结构、基因 12. 水稻花属两性花，既有雄蕊又有雌蕊，1965年，袁隆平在水稻田中偶尔找到了几株雄蕊不能正常发育的水稻植株，他发现这几株水稻在开花时，花药始终不开裂，花药内的花粉无法散落到正常发育的雌蕊柱头上。袁隆平利用这种雄蕊不能正常发育的水稻作为育种材料，进行持续多年的水稻杂交研究，最终培育出了高产杂交水稻品种.因此，他被誉为“杂交水稻之父”。请根据上述信息回答下列问题： （1）生物杂交后代的生命力往往比双亲强，具有 现象。因此，通过水稻杂交可以培育出高产的水稻新品种。 （2）在正常水稻田中出现个别雄蕊不能正常发育的水稻植株的现象，属于生物的 现象。 （3）在开花季节，上述雄蕊不能正常发育的水稻植株若发生了有性生殖，则其传粉方式必定是异花传粉。判断理由是 。 13. 某种由单基因控制的常染色体显性遗传病（S病）患者表现为行走不稳、眼球震颤，多在成年发病。甲乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现，甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征，而乙的家系符合。经检查确诊，甲不是S病患者，而乙是。回答下列问题： （1）遗传咨询中医生初步判断甲可能不是S病患者，而乙可能是该病患者，主要依据是 （填序号）。 ①血型 ②家族病史 ③B超检测结果 （2）系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中，一定不属于S病的是 （填序号），判断理由是 ；一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是 （填序号）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $