第七单元第二章 生物的遗传与变异
满分秘籍
一、基因控制生物的性状
1. 生物的性状
遗传和变异
概念 例子
遗传 亲子间的相似性 种瓜得瓜,种豆得豆
变异 亲子间及子代个体间的差异 一母生九子,连母十个样
性状
概念:遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理和行为等特征统称为性状,包括生物体所有特征的总和。
相对性状
(1)概念:同种生物同一性状的不同表现形式。
(2)举例:番茄果实的红果与黄果、人眼的单眼皮与双眼皮、鸡的光腿与毛腿、小麦穗的有芒与无芒等。
2. 基因控制生物的性状
(1)基因含有控制生物性状的遗传信息,是控制生物性状的遗传物质的基本单位。
(2)生物体有许多性状明显地表现了基因和环境共同作用的结果。
(3)转基因
转基因超级鼠的获得
转基因超级鼠的获得说明基因控制生物的性状,或者说性状是基因的外在表现形式。在生物传种接代的过程中,传下去的是控制生物性状的基因。
转基因生物
把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入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。例如,转基因大豆、转基因棉花。
二、基因在亲子代间的传递
1. 基因、DNA和染色体
关系:在体细胞中,染色体是成对存在的,基因也是成对存在的,分别位于成对的染色体上
DNA
(1)位置:主要存在于细胞核中。
(2)功能:是主要的遗传物质,携带大量的遗传信息。
(3)结构:由两条长链盘绕成规则的双螺旋结构,外形像一个螺旋形的梯子。
(4)存在形式:一般情况下,每条染色体上有一个DNA分子。
基因
(1)位置:存在于DNA分子上。
(2)概念:基因是具有遗传效应的DNA片段
(3)功能:基因控制生物的性状。DNA分子含有许多有遗传效应的片段,其中不同的片段含有不同的遗传信息,这些片段就是基因,它们分别控制不同的性状。例如:有的基因决定血型,有的基因决定眼皮的单双。
(4)存在形式:一般情况下,在生物的体细胞中基因成对存在,成对的基因位手成对的染色体上。
染色体
(1)概念:细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质。染色体主要由DNA和蛋白质组成。是DNA的主要载体。
(2)特点
在体细胞中,染色体一般是成对存在的
在各种细胞中,染色体的数目是一定的,这对于生物正常的生活和传种接代非常重要。例如,人的体细胞中有23对染色体,果蝇的体细胞内有4对染色体。染色体多或少都有可能导致严重的遗传病,如人类先天性愚型就是由多了一条染色体所致。
基因经精子或卵细胞的传递
有性生殖过程中染色体的变化
人的生殖过程中染色体的变化及基因传递
(1)受精过程
(2)染色体的变化
三、基因的显性和隐性
1. 孟德尔的豌豆杂交实验
实验过程
孟德尔对实验结果的解释:
(1)相对性状有显性性状和隐性性状之分。
概念:具有相对性状的两个纯种个体杂交时,子一代表现出的性状,叫做显性性状;未表现出的性状,叫做隐性性状。
举例:纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆杂交的后代(指子代)只表现高茎,不表现矮茎,则高茎是显性性状,矮茎是隐性性状。
(2)控制相对性状的基因有显性和隐性之分。
概念:控制显性性状的基因称为显性基因,控制隐性性状的基因称为隐性基因。
表示方法:习惯上,用同一英文字母的大、小写分别表示显性基因和隐性基因。
举例:豌豆的高茎属于显性性状,是由显性基因控制的,可以用D表示;豌豆的矮茎属于隐性性状,是由隐性基因控制的,可以用d表示。
(3)体细胞中的基因是成对存在的,生殖细胞只有成对基因中的一个。
生物的体细胞中控制生物性状的基因一般是成对存在的。形成生殖细胞时,成对的基因分开,分别进入不同的生殖细胞中。因此,生殖细胞中只有成对基因中的一个。子代个体的体细胞中的一对基因一个来自父方,一个来自母方。
(4)子一代之间交配时,生殖细胞自由组合。
具有相对性状的纯种亲本杂交产生的子一代,其体细胞中的一对基因,一个控制显性性状,一个控制隐性性状。因此,子一代产生的生殖细胞有两种,一种含有显性基因i一种含有隐性基因。子一代个体之间交配时,携带不同基因的雌雄生殖细胞结合的机会均等,子二代的体细胞中的基因出现了三种情况:①一对基因都是显性基因;②一对基因都是隐性基因;③一对基因中一个是显性基因,一个是隐性基因。
(5)基因的显性和隐性与性状表现在相对性状的遗传中,若控制显性性状的基因为D,控制隐性性状的基因为d,则表现为显性性状的个体的基因组成有DD和Dd两种;表现为隐性性状的个体的基因组成只有dd一种。
2. 禁止近亲结婚
我国婚姻法规定直系血亲和三代以内的旁系血亲之间禁止结婚,是为了减少后代隐性遗传病的发生。
直系血亲
(1)相互之间有直接血缘关系的人。
(2)人员组成:生育自己和自己生育的上下各代
(3)以“自己”为研究对象有两条直系血亲线:
祖父母→父亲→自己→子女→(外)孙子女
外祖父母→母亲→自己→子女→(外)孙子女。
旁系血亲
(1)相互之间具有间接血缘关系的人
(2)人员组成:与自己同出一源的直系血亲以外的亲属。
三代:以自己为一代,向上推数三代和向下推数三代,共计上下五代。
※基因或性状的显性、隐性的判断方法
(1)显性性状(基因)的判断亲代中有而子代中消失了的性状为隐性性状,可以简记为“有中生无,有为显性”。如孟德尔豌豆实验中,纯种高茎和矮茎杂交的下一代(子一代)中,矮茎性状没有了,符合“有中生无”,则高茎性状为显性性状,由显性基因控制。
(2)隐性性状(基因)的判断亲代中都没有的性状在子代却出现了,且比例接近3:1,新出现的性状为隐性性状,可简记为“无中生有,有为隐性”。如孟德尔豌豆实验中,均为高茎的子一代的下一代(子二代)中出现了矮茎,符合“无中生有”,则矮茎为隐性性状,由隐性基因控制。
四、人的性别遗传
男女生殖细胞和体细胞染色体的差别
染色体的类型
(1)常染色体:人体细胞的23对染色体中,有22对染色体在男女两性中均一样
(2)性染色体:与性别决定有关的染色体,即人体的第23对染色体,男性的性染色体组成为XY,女性的性染色体组成为XX。
男性成对染色体排序图 女性成对染色体排序图
生殖细胞和体细胞染色体的差别
性别 女性 男性
体细胞 染色体组成 22对常染色体+1对性染色体XX 22对常染色体+1对性染色体XY
性染色体 XX XY
生殖细胞 染色体组成 22条常染色体+X 2条常染色体+X或者22条常染色体+Y
类别 1种卵细胞(含X染色体) 2种精子(分别含X、Y染色体)
生男生女的机会均等
男性产生的含X染色体和含Y染色体的精子的比例是1:1,它们与卵细胞的结合是随机的,而且机会是均等的正常情况下,生男生女的机会是均等的。
五、生物的变异
变异
(1)概念:亲代与子代之间存在差异,子代个体之间存在差异。
(2)特点:变异在自然界中是普遍存在的,具有不定向的特点。
(3)举例:不同品种的菊花、不同品种的狗、红眼果蝇和白眼果蝇等。
(4)产生原因:遗传物质不同、环境影响。
2. 变异的类型
类型 特点 结果 实例
可遗传变异 由遗传物质改变(如基因重组、突史、染色体变异)引起 能遗传给后代 抗病毒的棉花
不可遗传变异 单纯由环境引起的,遗传物质没有改变 不能遗传给后代 肥沃土地长出个体大的紫薯
3. 人类应用遗传变异原理培育新品种
应用 项目 原理 方法
人工选择 选择繁育高产奶牛 人类根据自己的需要对生物存在的各种变异进行选择、培育,获得新的品种 将产奶量高的奶牛选择出来,通过繁育,从后代中再选择繁育产奶量高的个体
杂交育种 培育高产抗倒伏小麦 将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起,再通过选择和培育,获得新品种 将低产抗倒伏小麦和高产易倒伏小麦杂交,从后代选择培育出高产抗倒伏小麦
诱变育种 培育太空椒 人为地利用各种物理、化学等因素诱导生物发生变异,然后从变异后代中选育新品种 普通甜椒的种子在太空微重力、强辐射等条件下,发生基因突变,从而培育成太空椒
满分加练
1.下列有关生物遗传和变异的相关叙述,正确的是( )
A.生物的性状只受基因的影响
B.生物的性状是指能够用肉眼看到的生物的各种特征
C.所有的变异对生物体来说都是有益的
D.基因是DNA上有遗传功能的片段
2.能卷舌(A)与不能卷舌(a)是一对相对性状。父亲不能卷舌,母亲能卷舌,他们生了一个能卷舌的孩子,下列分析正确的是( )
A.父亲的基因型为Aa
B.母亲的基因型只可能为AA
C.孩子的基因型肯定为Aa
D.若这对夫妇再生一个孩子,能卷舌的概率为50%
3.某科研团队测得衣藻细胞中的DNA有84%都分布在染色体上,下列有关说法不正确的是( )
A.DNA是衣藻的遗传物质
B.染色体是DNA的主要载体
C.蛋白质是染色体的组成成分之一
D.衣藻的一条染色体上有许多个DNA分子
4.下图是豌豆花色的遗传图解,据图判断以下说法正确的是( )
A.白花是显性性状 B.①和③的基因组成相同
C.③和④的数量比例约为1:1 D.④体细胞里有一半遗传物质来自②
5.科学家用低产抗倒伏小麦与高产倒伏小麦杂交,培育出高产抗倒伏小麦新品种,下列叙述错误的是( )
A.新品种培育方式属于杂交育种,其过程需通过基因重组实现
B.新品种的遗传物质来自低产抗倒伏小麦和高产倒伏小麦
C.新品种的高产和抗倒伏的性状均是可遗传的
D.新品种的高产和抗倒伏性状一直不会改变
6.红绿色盲的致病基因(h)是位于X染色体上的隐性基因。某男生(3号)在学校体检时被发现是红绿色盲患者,通过对他家庭的调查,画出如图所示的遗传图谱,据图可判断( )
A.男孩的基因组成是XhYh B.母亲的基因组成是XHXh
C.男孩的致病基因来自他的父亲 D.4号个体不一定携带致病基因
7.下列各项中,不能作为变异实例的是( )
A.奶牛产奶量高,畜用牛产奶量低 B.家鸽有翼,家兔和山羊没有翼
C.玫瑰花的颜色有红色、白色等 D.高秆水稻田里出现了矮秆水稻植株
8.科学家把人的生长激素基因导入大肠杆菌,获得了能够生产生长激素的“工程菌”。下列相关叙述不正确的是( )
A.“工程菌”的获得利用了转基因技术
B.“工程菌”生产生长激素这种变异不能遗传给后代
C.“工程菌”生产的生长激素能够调节人体的生长发育
D.人的生长激素基因在细菌细胞内得到了成功表达,说明基因控制性状
9.下列变异可以遗传给后代的是( )
A.人类的红绿色盲
B.由于水肥充足,玉米长得穗大粒多
C.同一品种小麦,生长在阳光充足处的秆粗穗大
D.原本肤色相近的双胞胎兄弟因工作环境不同,肤色差异很大
10.下图是某男性体细胞内的染色体图谱,下列叙述不正确的是( )
A.体细胞内有46条染色体
B.染色体主要由DNA和蛋白质组成
C.该图谱说明染色体在体细胞内是成对存在的
D.男性体细胞内染色体的组成可以表示为XY
11.如图是人体细胞中性染色体组成示意图,下列叙述不正确的是( )
A.男性产生含X或Y染色体的精子 B.女性产生含X染色体的卵细胞
C.新生儿的性别仅由母亲决定 D.新生儿的性别比例接近1:1
12.一个男子把Y染色体上的某一个致病基因传给女儿的概率是( )
A.0 B.100% C.25% D.50%
13.如图甲、乙、丙、丁为小芳同学画的正常人体内的4个细胞简图,细胞内画出了性染色体的组成。下列相关叙述错误的是( )
A.甲细胞可表示女性的体细胞 B.乙细胞可表示男性的体细胞
C.丙细胞一定是卵细胞 D.丁细胞只能在男性体内产生
14.如图是镰刀型细胞贫血症(基因用A、a表示)和红绿色盲(色盲基因是隐性基因,色觉正常基因是显性基因,基因只位于X染色体上)的遗传系谱图。请分析回答下列问题。
(1)由图可知镰刀型细胞贫血症是_______(填“显性”或“隐性”)性状,6号个体的基因组成是_______,其为杂合子的概率是_______。若6号为杂合子,和7号个体婚配,其后代9号个体患镰刀型细胞贫血症的概率是_______。
(2)镰刀型细胞贫血症患者的红细胞呈镰刀状,容易破裂导致贫血。如果7号个体通过输血使贫血症状消失,她与6号个体再生一个孩子,这个孩子与9号个体患病的概率_______(填“相同”或“不相同”),原因是_______。
(3)由图可知8号个体的色盲基因来自其父母中的_______号体;3号和4号个体再生一个_______(填“男孩”或“女孩”)的色觉一定正常。
(4)2018年我国启动“中国十万人基因组计划”,该项目的研究成果将为遗传病的治疗提供参考。从基因水平进行研究,可能根治红绿色盲等遗传病,这是因为_______。
15.图A是关于遗传知识的概念图,图B是某家庭成员的关系图谱。请据图回答下列问题
(1)图A中,a主要是由 和DNA组成的,b是指 ;在生殖过程中,基因在亲代、子代间传递的“桥梁”是 。
(2)图B中7号个体的体细胞中,Y染色体来自于第一代中的[ ]号个体。8号个体体细胞内的染色体数目为 。
(3)若图B中3号个体和4号个体都有酒窝,他们所生的儿子7有酒窝,女儿8无酒窝。若用D、d表示相关基因,3号个体和8号个体的基因型分别是 和 。
(4)若图B中5号个体经整容而获得酒窝,则5号个体的这种性状 (填“能”或“不能”)遗传给9号个体,原因是 。
答案以及解析
1.答案:D
解析:生物的特征是由遗传物质决定的。生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的,但有些生物的性状又会受到环境的影响。故A错误;生物的性状有的能够用肉眼看见,如有无耳垂、单双眼皮等;但是有些是人用肉眼看不清的,如人的血型,故B错误;遗传是指亲子间的相似性,变异是指亲子间和子代个体间的差异,有利于个体生存的变异是有利变异,对个体生存不利的变异是不利变异,故C错误;遗传物质中决定生物性状的最小单位叫作基因,DNA是主要的遗传物质,DNA分子上具有特定遗传效应的片段就是基因,故D正确。故选D。
2.答案:C
解析:A、父亲不能卷舌,父亲的基因型为aa,A错误;
B、母亲能卷舌,基因型可能为AA或Aa,B错误;
C、父亲不能卷舌,遗传给卷舌孩子的基因一定是a,母亲遗传给卷舌孩子的基因一定是A,所以卷舌的孩子的基因组成是AA,C正确;
D、若母亲的基因是AA,这对夫妇再生一个孩子,能卷舌的概率为100%,若母亲的基因是Aa,这对夫妇再生一个孩子,能卷舌的概率为50%,D错误。
3.答案:D
解析:衣藻是真核生物,遗传物质为DNA,A正确;染色体主要由DNA和蛋白质组成,染色体是DNA的主要载体,B、C正确;一条染色体上通常只有一个DNA分子,D错误。
4.答案:D
解析:从题图中可以看出,亲代都是紫花,后代出现了白花,表明白花是隐性性状,A的说法错误。假设用B表示显性基因,用b表示隐性基因,则亲代紫花的基因组成是Bb,后代白花的基因组成是bb,如图所示:
从遗传图解可以看出,①和③的基因组成可能相同也可能不相同,B的说法错误。从遗传图解可以看出,③紫花和④白花的数量比例是3:1,因此后代开紫花的比开白花的植株多,C的说法错误。④体细胞里有一半遗传物质来自②,D的说法正确。
5.答案:D
解析:新品种的高产和抗倒伏性状也可能会因环境或基因突变而发生改变,D错误。
6.答案:B
解析:红绿色盲的致病基因(h)是位于X染色体上的隐性基因,因此,Y染色体上没有致病基因,A、C错误;父亲2号为患者,则父亲的X染色体一定含有致病基因,2号一定将含有致病基因的X染色体传递给4号,D错误。
7.答案:B
解析:遗传是指亲子间的相似性,变异是指亲子间和子代个体间的差异。按照变异的原因可以分为可遗传的变异和不遗传的变异。可遗传的变异是由遗传物质改变引起的,可以遗传给后代;由环境改变引起的变异,是不遗传的变异,不能遗传给后代。奶牛产奶量高,畜用牛产奶量低、玫瑰花的颜色有红色、白色等、高秆水稻田里出现了矮秆水稻植株体现了同种生物之间具有不同的性状,属于变异;而家鸽有翼,家兔和山羊没有翼,不是同种生物之间方的差异,因此不属于变异。故选:B。
8.答案:B
解析:“工程菌”生产生长激素这种变异是遗传物质改变引起的可遗传的变异,因此能遗传给后代。
9.答案:A
解析:变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异,由遗传物质决定的变异是可遗传的变异;由环境因素引起的变异,由于遗传物质没有发生改变,这种变异不能传给下一代,是不可遗传的变异。A.人类的红绿色盲是遗传物质改变引起的变异,是遗传物质决定的,因此属于可遗传的变异;B、C、D中的变异都是由环境因素引起的,遗传物质没有发生改变,因此属于不可遗传的变异。故A符合题意。故选:A。
10.答案:D
解析:男性体细胞内染色体的组成可以表示为:22对常染色体+XY,D的叙述错误。
11.答案:C
解析:男性产生含X或Y染色体的精子,女性产生含X染色体的卵细胞,两种精子与卵细胞结合的概率相同,生男生女的概率各力50%,因此新生儿的性别比例接近1︰1,生男生女取决于与卵细胞结合的精子的类型。
12.答案:A
解析:人的性别遗传图解如图:
从性别遗传图解看出,男性的Y染色体只能传给儿子,不能传给女儿;X染色体只能传给女儿。所以一个男子把Y染色体上的某一突变基因传给女儿的概率是0。故选:A。
13.答案:C
解析:丙细胞内的性染色体为X,其可能是卵细胞,也可能是含有X染色体的精子。
14.答案:(1)隐性;AA或Aa;2/3;1/2
(2)相同;输血使贫血症状消失,但没有改变7号个体的遗传物质
(3)4;女孩
(4)基因决定生物的性状
解析:(1)本题考查生物的遗传和变异。根据1、2号都正常,5号患病,说明镰刀型细胞贫血症为隐性遗传病,且1、2号的基因组成都是Aa。6号正常,所以基因组成为AA、Aa;其中,杂合子的概率为2/3;若6号为杂合子,基因组成为Aa,7号基因组成为aa,后代基因组成为Aa:aa,比例为1:1。
(2)7号个体患病,通过输血使贫血症状消失,但遗传物质没有发生改变,属于不可遗传的变异,所以,这个孩子的基因没变,与9号个体患病几率相同。
(3)由色盲基因只位于X染色体上,可知8号个体患病基因来自4号(色盲基因携带者),而3号个体正常,所以,他们的后代情况是男孩1/2会患病,女孩均正常。
(4)从基因水平进行研究,改变了患者的基因,属于可遗传的变异。因为基因控制生物的性状。
15.答案:(1)蛋白质 基因 配子(“两性生殖细
胞”,“精子和卵细胞”或“精子和卵子”)
(2)1 23对(或46条)
(3)Dd dd
(4)不能 经整容而获得的酒窝,遗传物质没有发生改变,属于不可遗传变异,不能传给后代
解析:(1)DNA位于染色体上,所以A为染色体。染色体由DNA和蛋白质组成;基因是有遗传效应的DNA片段,基因决定性状,所以b为基因;生物体的各种性状都是由基因控制的,性状的遗传实质上是亲代通过生殖细胞把基因传递给了子代,而不是把性状传递给了子代。因此生殖细胞是基因在亲子代间传递的桥梁。所以在有性生殖过程中,基因在亲代与子代之间传递的“桥梁”是生殖细胞。
(2)Y染色体是性染色体,只有男性才有的染色体,儿子的Y染色体只能来自于父亲,因此7号个体的Y染色体来自于第一代的1号个体;在亲代的生殖细胞形成过程中,经过减数分裂,染色体彼此分离,男性产生两种类型的精子:含22+X染色体的精子和含22+Y染色体的精子,女性则只产生一种含22+X染色体的卵细胞,受精时,如果是含22+X的精子与卵子结合,就产生具有22对+XX的受精卵并发育成女性;如果是含22+Y的精子与卵子结合,就产生具有22对+XY的受精卵并发育成为男性。8号个体是女性,因此其体细胞中染色体数目为22对+XX共23对。
(3)由图B中3号个体和4号个体都有酒窝,他们所生的儿子7有酒窝,女儿8无酒窝可知,酒窝为常染色体显性性状。女儿8无酒窝,所以基因型为dd,因此父母的基因型为Dd,故3号个体和4号个体的基因型都为Dd。
(4)经整容而获得的酒窝,产生的变异是由环境引起的(遗传物质没有改变,或染色体没有改变,或DNA没有改变,或基因没有改变) 属于不遗传的变异,不能传给后代,若5的酒窝是经整容而获得的,这种性状不能遗传给9。