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微专题11 生物的遗传和变异
-解题思路模型建构
一、遗传变异的物质基础
1.生物体的形态特征和生理特征叫做性状，一种生物的同一性状的不同表现类型叫做相对性状。亲代生物与其子代性状相似的现象，叫做遗传，亲代生物与其子代（或子代与子代）之间性状差异的现象，叫做变异
2.性状：生物体的形态结构、生理和行为等特征统称为性状。
相对性状：同种生物同一性状的不同表现形式（可以是多个，如人的血型）。
3.细胞核中有 染色体，染色体由 蛋白质和 DNA组成，基因是有遗传效应的DNA片段。每种生物体细胞内染色体的数目都是一定的。一般情况下，一个染色体含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，如：人的体细胞中含有46条染色体，包括46个DNA分子，含有数万对基因。
在生物的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。在生物的生殖细胞中染色体是成单存在的，基因也是成单存在的。
4.成对存在的两个不同的基因称为等位基因，这对基因中有一个起主导作用，有它存在时另一个基因控制的性状无法得到表现，这个起主导作用的基因是显性基因，控制的现状是显性性状，另一个控制的性状无法得到表现的基因是隐性基因，控制的性状是隐性性状。
二、遗传规律
1.亲代的性状是通过生殖细胞遗传给后代，在遗传物质中，决定生物性状的小单位是基因随配子代代相传。同种生物的精子和卵细胞的染色体数目都比体细胞或受精卵的少一半。人体的体细胞中每一对染色体，都是一条来自父方，一条来自母方。因此后代具有父母双方的遗传物质。
2.人和动物的染色体分为常染色体（与性别的决定无关）和性染色体（与性别的决定有关）。人类在传种接代过程中，女性只能产生一种X卵细胞，男性产生两种精子即X精子和Y精子。
X卵细胞与X精子结合将发育成女婴，X卵细胞与Y精子结合将发育成男婴。
3.性染色体是指在体细胞中能决定性别的染色体，在人的体细胞中，性染色体有2条。
（1）在体细胞中，染色体成对出现，基因也成对出现，位于成对的染色体上。
人体有 22对常染色体和1对性染色体 。
女性体细胞中的性染色体为XX ，染色体为22对+XX ；
男性体细胞中的性染色体为XY，染色体为22对+XY 。
（2）在形成精子或卵细胞时，染色体减少一半，染色体单条存在，基因也单个存在。
卵细胞中的性染色体为X，染色体为22条＋X；
精子中的性染色体为X或 Y，染色体为22条＋X或22条＋Y。
两种精子和卵细胞结合的机会均等→ 生男生女的机会均等。
父亲只能将Y染色体传给儿子，将X染色体传给女儿。
三、遗传变异现象
1.生物的变异分为遗传的变异和不遗传的变异。由于遗传物质的改变引起的，能够遗传给后代的变异是可遗传的变异；由外界环境的影响而引起，遗传物质并没有发生改变，因而不能遗传给后代的变异是不可遗传的变异。
2.目前人们常利用人工方法对生物进行适当处理，促使生物体内的染色体或基因发生改变，从而产生新的变异个体，再从中选择人们需要的变异类型进行培育，获得新品种。
3.对于生物个体来说，有的变异有利用自身的生存，属于有利变异，有的变异不利于自身的生存，属于不利变异。
四、遗传病
1．人类遗传病是由于遗传物质发生变化引起的。血缘关系越近的人遗传物质越相近，婚后子女得遗传病的可能性越大，因此，我国婚姻法明确规定：禁止近亲结婚。
2.遗传咨询与有效的产前诊断、选择性流产措施相配合，能够有效地降低遗传病率，改善遗传病患者的生活质量和提高社会人口素质。
3、我国民法典规定：直系血亲和三代以内的旁系血亲之间禁止结婚。
禁止近亲结婚原因：近亲结婚会增大后代患隐性遗传病的概率。
遗传病：由遗传物质发生变化而引起或由致病基因控制的疾病，可遗传给后代。
常染色体隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症；
伴X染色体隐性遗传病：红绿色盲、血友病；
显性遗传病：多指、并指、抗维生素D佝偻病等；
染色体变异：21-三体综合征（唐氏综合征）
【例题一】遗传与变异是生物界中普遍存在的现象，根据有关内容回答问题：
(1)小麦的抗倒伏与倒伏是一对相对性状，将两株抗倒伏小麦作为亲本进行杂交，收集种子种下去，观察小麦植株生长的状况并统计数据，将结果绘成柱形图如下：
①根据图中信息，可推知控制倒伏这一性状的基因是__________（显性或隐性）基因。
②显性基因用A表示，隐性基因用a表示，写出亲本的基因组成________。
③让子代的倒伏植株进行杂交，推测后代出现抗倒伏植株的概率是多少？__________。
(2)将同一个麦穗上的小麦粒，随机均分为两组，分别各在肥沃的土壤和贫瘠的土壤中，后者的产量明显低于前者，这种性状上的差异是由于_________所引起的，属于_____________变异。
（3）科学家利用转基因技术，培育出了抗虫的小麦新品种，抗虫这种性状能够遗传吗？
_________________，说明出你的理由：_______________________________。
【方法总结】（1）小麦中抗倒伏与倒伏是一对相对性状，受一对基因A、a控制。由题中小麦遗传试验可知：①将两株抗倒伏小麦杂交，子一代中抗倒伏：倒伏=3:1可知，抗倒伏是显性，倒伏是隐性。②由子代中出现倒伏小麦可知：亲本的基因组成为Aa。③由于倒伏植物基因组成为aa。则自交后代不会出现抗倒伏小麦。（2）由环境条件引起的变异，由于遗传物质没有改变，属于不可遗传的变异。（3）用转基因技术培育的小麦品种，由于遗传物质（DNA或基因）发生改变，这种变异性状可以遗传给后代。
【答案】（1）①隐性 ②Aa和Aa ③0 （2）环境 不可遗传 （3）能够 小麦的遗传物质发生了变化
【举一反三】（2023·南充）“共和国勋章”获得者袁隆平是第一位将水稻的杂交优势成功应用于生产的科学家。他研究的海水稻（耐盐碱水稻），普遍生长在海边滩涂地区，具有抗干旱、抗倒伏、抗盐碱等特点，并且营养丰富，海水稻稻壳顶端有的具有芒，有的没有芒，无芒有利于收割，脱粒及稻谷的加工。为研究海水稻有芒和无芒的遗传规律，科研团队进行了以下三组杂交实验。请根据表格回答下列问题
组别 亲本组合 后代性状表现和植株数日
有芒（株） 无芒（株）
1 有芒×有芒 3200 0
2 有芒×无芒 1600 1600
3 无芒×无芒 800 2400
（1）海水稻的稻壳顶端有芒和稻壳顶端无芒是一对 。根据亲本的杂交组合及后代的性状表现可以判定 是隐性性状。
（2）若控制海水稻稻壳顶端有芒、无芒性状的显性基因用D表示，隐形基因用d表示，推测第3组亲本组合中无芒的基因组成是 ；在第3组后代的无芒植株中，基因型为DD的植株理论上应有 株。
（3）某同学认为海水稻细胞核内DNA的数量和基因的数量相等，这种认知是错误的。因为基因是有 的DNA片段。
（4）把海水稻种植在肥沃的地方，稻穗大且多；若把同株海水稻种植在贫瘠的地方，稻穗小且少，这说明生物的性状除受基因控制外，还受到 的影响。
【答案】（1）相对性状；有芒
（2）Dd (或Dd×Dd或Dd/Dd或Dd、Dd)；800
（3）遗传效应
（4）环境
【解析】（1）同种生物的同一性状的不同表现形式叫做生物的相对性状，海水稻的稻壳顶端有芒和无芒就是一对相对性状；根据组别3亲代和子代性状表现，根据“无中生有有为隐”可以判断出有芒是隐性性状；
（2）组别3亲本无芒结合，后代出现了有芒，有芒为隐性则基因组成为dd，根据遗传规律，亲本无芒的基因组成则为Dd、Dd，子代无芒的基因组成有DD、Dd，DD基因组成占无芒数量的，则在第3组后代的无芒植株中，基因型为DD的植株理论上应有数量为2400×=800；
（3）基因是有遗传效应的DNA片段，DNA分子含有序号有遗传效应的片段，两者数量不相等；
（4）同种生物遗传物质相同，但环境不同，性状表现也有可能不同，环境也会影响到生物性状的表现。
【例题二】白化病是一种隐性遗传病，控制正常和白化性状的基因分别用A和a表示。如图是某家庭白化基因的遗传和个体发育示意图，请据图回答问题：
（1）图中甲所代表的细胞是 ，新生命自此开始。
（2）胎儿在子宫内，通过 、脐带从母体获取所需的营养物质和氧。
（3）由图推理可知，女儿的肤色表现为 （填“正常”或“白化”）。
（4）该对夫妇又生一男孩，该男孩体细胞中X染色体来源于 （填“父亲”或“母亲”）。
【方法总结】（1）胚胎的附属结构有胎膜、脐带、胎盘，胎盘是物质交换的器官，胎盘和脐带可以输送营养物质和氧气，而二氧化碳和代谢废物从胎盘排出。
（2）女性的生殖系统包括卵巢、输卵管、子宫、阴道等。①卵巢：能产生卵细胞并分泌雌性激素；②输卵管：输送卵细胞，是精子和卵细胞受精的场所；③子宫：是胚胎发育的场所；④阴道：是胎儿产生的通道。
（3）生物体的性状是由一对基因控制的，当控制某种性状的一对基因都是显性或一个是显性、一个是隐性时，生物体表现出显性基因控制的性状；当控制某种性状的基因都是隐性时，隐性基因控制的性状才会表现出来。
（4）生物体主要有两类细胞：体细胞和生殖细胞。人体细胞中的染色体成对存在，数目为23对，组成为22对+XX（女性）或22对+XY（男性）。人生殖细胞中的染色体数量减半，不再成对存在，数目为23条，组成为22条+X（女性）或22条+X/22条+Y（男性）。
【答案】（1）受精卵（2）胎盘（3）正常（4）母亲
【举一反三】（2023·张家界）遗传有物质基础和结构基础，基因传递是有规律的。图一为细胞中有关遗传的物质和结构基础示意图，图二为某家族高雪氏病（一种脂代谢紊乱病）的遗传图谱（显性基因用D表示，隐性基因用d表示）。请分析回答：
（1）图一中遗传物质的载体是[ ] ，它是由DNA和蛋白质构成的。
（2）从遗传图谱可知，高雪氏病是一种 （填“显性”或“隐性”）遗传病。
（3）图二中Ⅱ5、Ⅱ6表现正常，而后代中出现了患病个体Ⅲ9，致病基因在Ⅱ5和Ⅲ9间传递的“桥梁”是 ，其染色体组成是 。
（4）“三孩政策”出台后，Ⅱ3和Ⅱ4准备再生一个孩子，该孩子是正常女孩的概率为 。
【答案】（1）b；染色体
（2）隐性
（3）精子；22条常染色体+X
（4）37.5%
【解析】（1）图中，a是细胞核，b是染色体，c是蛋白质，d是DNA，其中，b染色体是遗传物质的载体，有DNA和蛋白质组成。
（2） 从遗传图谱可知，高雪氏病是一种隐性遗传病，有3号和4号以及他们的后代可以看出，亲代正常，后代却出现了高雪式病为隐性遗传病。
（3） 在生物的体细胞中，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；在形成生殖细胞的过程中，成对的染色体分开，每对染色体中的一条进入精子或卵细胞中，基因也随着染色体的分离而进入不同的生殖细胞中，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，可以看出，精子与卵细胞是基因在亲子代间传递的桥梁， Ⅱ5 为母方，产生的卵细胞为22条常染色体+X。
（3） Ⅱ3和Ⅱ4准备再生一个孩子，该孩子是正常的概率为75%，生男生女的概率为50%，所以，后代为正常女孩的概率为75%x50%=37.5%。
一、选择题
1．（2020·开封）下列各项中与“天下乌鸦一般黑”所表现的现象相同的是（ ）
A．种瓜得瓜，种豆得豆
B．大花生中长出小花生
C．世界上没有完全相同的两片叶子
D．双眼皮的妈妈生了个单眼皮的儿子
【答案】A
【解析】种瓜得瓜，种豆得豆说明了生物的亲子代之间在性状上的相似性，是生物的遗传现象；
大花生中长出小花生、世界上没有完全相同的两片叶子、双眼皮的妈妈生了个单眼皮的儿子，都体现了亲子间及子代个体间的差异，属于变异现象。
“天下乌鸦一般黑”说明了生物的子代之间在性状上的相似性，是生物的遗传现象，因此与“天下乌鸦一般黑”所表现的现象相同的是种瓜得瓜，种豆得豆。
2．（2023·徐州）南京农业大学棉花遗传与种质创新团队，利用不同花色的亚洲棉为实验材料进行研究，揭示了GaPC基因调控花瓣中花青素形成的作用机理，为进一步改良棉花的花色及纤维颜色提供理论参考和基因资源。下列叙述错误的是（ ）
A．棉花的花色是由基因控制的
B．基因是包含遗传信息的DNA片段
C．棉花花色的黄色和粉红色是一对相对性状
D．花青素主要存在于棉纤维细胞的叶绿体中
【答案】D
【解析】A、生物的性状是由基因控制的。棉花的花色作为一种性状是由控制花色的基因控制的。A不符合题意；
B、基因是包含遗传信息的DNA片段。B不符合题意；
C、黄色和粉红色是棉花花色这一性状的不同表现形式，属于相对性状。C不符合题意；
D、花青素主要存在于棉纤维细胞的液泡中。D符合题意；
3．（2020·日照）一对双胞胎（同卵生）的兄弟俩胖瘦相差很大，其原因是（ ）
A．显性基因发生了作用 B．染色体数目发生了变化
C．生活环境和条件有所不同 D．隐性基因发生了变化
【答案】C
【解析】生物的变异分为可遗传的变异和不遗传的变异．可遗传的变异是由于遗传物质发生改变引起的，不遗传的变异是环境因素造成的．同卵双生双胞胎是指一个卵细胞和一个精子结合形成一个受精卵，这个受精卵在分裂分化的过程中，形成两个胚胎，这两个胚胎发育成的两兄弟．因为两兄弟是由一个受精卵发育而来的，所以遗传物质是相同的，两人出现的差异不会是由遗传物质引起的，应该是有环境因素引起的不遗传的变异．
A、显性基因发生了作用，是遗传物质发生了变化形成的，属于可遗传的变异．故不合题意．
B、染色体数目发生了改变，是遗传物质发生了变化形成的，属于可遗传的变异．故不合题意．
C、生活环境和条件有所不同，是环境因素造成的．属于不遗传的变异．故符合题意．
D、隐性基因发生了变化，是遗传物质发生了变化形成的，属于可遗传的变异．故不合题意．
4．（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
【答案】B
【解析】A、染色体的化学组成包括DNA和蛋白质，A说法正确。
B、基因是具有遗传效应的DNA片段，一条DNA上含有许多个基因，B说法错误。
C、每条染色体上有多个蛋白质分子，C说法正确。
D、基因是具有遗传效应的DNA片段，基因控制生物的性状，D说法正确。
5．（2022·牡丹江）已知双眼皮和单眼皮是一对相对性状，其中双眼皮是显性性状，用D表示 ，单眼皮是隐性性状，用d表示。有一对夫妇均为单眼皮，那么，他们生出基因型为DD子女的概率是（ ）
A．100% B．50% C．25% D．0
【答案】D
【解析】根据题干所述，这对夫妇均为单眼皮，为隐性性状，他们都没有控制双眼皮显性基因，他们的基因型都为dd，那么他们生出双眼皮孩子的概率为0，可见，D符合题意。
6．（2021·赤峰）生物学发展历程中，有许多重大发现改变了人类对生物界的认知，为人类文明做出了极大的贡献。以下科学家的工作成就与其意义对应有误的是（ ）
A 普乐斯特利密闭玻璃罩系列实验 证明光合作用可以制造有机物
B 达尔文的《物种起源》 提出了自然选择学说
C 巴斯德鹅颈瓶实验 证实细菌不是自然发生的，是由原来已存在的细菌产生的
D 孟德尔的豌豆杂交实验 揭示了生物遗传的基本规律
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．英国科字家普利斯特利做的实验：把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃钟罩里，蜡烛不久熄灭了，小白鼠很快死去。把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里，植物能长时间活着，蜡烛也没有熄灭。把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里，植物和小白鼠都能正常活着，证明光合作用可以释放出氧气，A符合题意。
B．英国博物学家达尔文经过长期考察和研究，对比了大量的资料，在1859年出版的《物种起源》中提出了关于生物进化的基本观点，自然选择学说。他认为自然界中所有生物都有过度繁殖的倾向，在争夺生存空间和食物的过程中，具有有利变异的个体能生存下来，获得繁殖的机会，将有利基因传给下一代。而具有不利变异的个体被环境所淘汰。即优胜劣汰，适者生存，B不符合题意。
C．法国科学家巴斯德利用鹅颈瓶实验证明细菌不是自然发生的，而是由原已存在的细菌产生的。巴斯德还发现了乳酸菌、酵母菌，提出了保存酒和牛奶的巴氏消毒法以及防止手术感染的方法，后人称他为“微生物学之父“，C不符合题意。
D．孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两个基本规律，为遗传学的研究做出了杰出的贡献，被世人公认为“遗传学之父”，D不符合题意。
7．（2021·呼和浩特）水稻体细胞有 24 条染色体，非糯性和糯性是一对相对性状。非糯性花粉中所含的淀粉为直 链淀粉，遇碘变蓝黑色；而糯性花粉中所含的淀粉为支链淀粉，遇碘变橙红色。下列有关水 稻的叙述正确的是（ ）
A．孟德尔遗传定律发生在水稻花粉和卵细胞结合形成受精卵的过程中
B．若含有 a 基因的花粉 50%的死亡，则非糯性水稻（Aa）自交后代基因型比例是 2：3：1
C．用纯种非糯性水稻（AA）和糯性水稻（aa）杂交获得 F1，F1 再自交获得 F2，取 F2 花粉加碘染色，在显微镜下观察到蓝黑色花粉粒占 3/4
D．让 F1 植株与糯性植株杂交，产生的种子遇碘 2/3 变蓝色，1/3 变橙色
【答案】B
【解析】A、孟德尔遗传基本规律发生在有性生殖产生生殖细胞的过程中，即体现在产生生殖细胞时，A说法错误。
B、根据题干所述，含有a基因的花粉50%的死亡，那么，非糯性水稻（Aa）产生的卵细胞A：a=1：1，精子A：a=2：1，自交后代中三种基因型之比为AA：Aa：aa=2：3：1，B说法正确。
C、用纯种非糯性水稻（AA）和糯性水稻（aa）杂交，获得F1（基因组成是Aa），然后取F1的花粉用碘液染色，F1可产生含A、a基因的两种数量相等的花粉，用显微镜观察到花粉一半呈蓝黑色、一半呈橙红色，即在显微镜下观察到蓝黑色花粉粒占1/2，C说法错误。
D、让F1植株（Aa）与糯性植株（aa）杂交，产生的种子基因组成为1/2Aa，1/2aa，所以，遇碘1/2变蓝色，1/2变橙色，可见，D说法错误。
8．（2022·广州）如图为经过整理后的女性体细胞内染色体的排序图。据图分析，不正确的是（ ）
A．人体体细胞内有23对染色体 B．体细胞内染色体成对存在
C．染色体形态大小都相同 D．与性别有关的染色体组成为XX
【答案】C
【解析】A、人体体细胞内有23对染色体组成，22对常染色体和1对性染色体，A不符合题意；
B、体细胞内染色体成对存在，B不符合题意；
C、人体体细胞中常染色体中每一对染色体的形态、大小都相同，男性性染色体形态大小不同，C符合题意；
D、女性与性别有关的染色体组成为XX，D不符合题意；
9．（2024·遂宁） 将同一品种的矮茎水稻分别种在肥沃和贫瘠的田里，一段时间后水稻的高矮会产生明显差异，这说明（ ）
A．水稻的遗传物质发生了改变 B．性状表现不受遗传物质控制
C．环境会影响生物的性状表现 D．隐性性状的表现受到了限制
【答案】C
【解析】A、将同一品种的矮茎水稻分别种在肥沃和贫瘠的田里，水稻的高矮会产生明显差异，是由于环境条件不同引起的，遗传物质不会发生改变。A不符合题意；
B、播种在肥沃和贫瘠不同田里的同品种水稻，产生高矮不同的差异，说明生物的性状不仅受遗传物质
控制，还会受到环境条件的影响。B不符合题意；
C、播种在肥沃和贫瘠不同田里的同品种水稻，会产生高矮不同的差异，说明环境会影响生物的性状表
现。C符合题意；
D、播种在肥沃和贫瘠不同田里的同品种水稻，会产生高矮不同的差异，是环境因素影响了生物的遗传性状，而不是隐性性状的表现受到了限制。D不符合题意。
10．（2020·雅安）有香味是优质水稻的性状之一，由隐性基因控制。水稻品种甲有香味，品种乙无香味，下列措施中，不利于保留水稻香味的措施是（ ）
A．让品种甲与品种乙杂交 B．转移控制有香味基因到乙品种
C．让品种甲水稻自花授粉 D．用组织培养获得水稻甲的植株
【答案】A
【解析】A.品种甲与品种乙杂交后改变了基因组合，不利于保留水稻香味，A符合题意；
B.转移控制有香味基因到乙品种利于保留水稻香味，B不符合题意；
C.让品种甲水稻自花授粉利于保留水稻香味，C不符合题意；
D.用组织培养获得水稻甲的植株利于保留水稻香味，D不符合题意。
11．（2019·巴南）我国婚姻法规定：禁止近亲结婚．其遗传学依据是（ ）
A．减少显性遗传病的发生 B．避免基因数量的减少
C．减少隐性遗传病的发生 D．避免染色体数量的变化
【答案】C
【解析】近亲指的是直系血亲和三代以内的旁系血亲．我国婚姻法已明确规定，禁止直系血亲和三代以内的旁系血亲结婚．原因是近亲带有相同隐性遗传致病基因的可能性较大，近亲结婚所生的孩子患有隐性遗传病的可能性较大．如图是白化病的遗传图解：
可见近亲结婚隐性遗传病的发生机会大大增加．故C符合题意．
二、读图理解题
12．（2023·长沙）甲图是染色体与DNA的关系示意图，乙图是生殖过程中染色体的变化图，据图回答：
（1）染色体由 （填名称）和DNA组成。在甲图中，表示DNA的是 （填序号）。
（2）在乙图中，染色体上的A和a表示基因。若父亲为无耳垂（基因组成为aa），母亲为有耳垂（基因组成为AA），子代表现的性状为 耳垂。
（3）请绘制乙图精子中的染色体，正确表示遗传物质的传递过程。
【答案】（1）蛋白质；③
（2）有
（3）
【解析】（1）图中：①染色体，②蛋白质，③DNA。①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③DNA和②蛋白质两种物质组成；③DNA是遗传信息的载体，主要存在于细胞核中，③DNA分子为双螺旋结构，像螺旋形的梯子；③DNA上决定生物性状的小单位叫基因。
（2）若父亲为无耳垂（基因组成为aa），母亲为有耳垂（基因组成为AA），其子代的基因组成全部为Aa，性状表现为有耳垂。
（3）体细胞中染色体是成对存在，生殖细胞中的染色体数是体细胞中的染色体数的一半，父亲的染色体组成是aa，那么精子中的染色体组成应为一种a。
三、资料分析题
13．（2020·永州）阅读、分析下列材料，回答有关问题。
材料一 玉米的高秆和矮秆是一对相对性状。某人用两株高秆玉米杂交，子代既有高秆又有矮秆，其数量关系如图所示。
材料二：将同一品种的矮秆玉米种子分成两等份，分别种植在两块肥力不同的地里，结果比较肥沃那块地里的玉米茎秆明显高于另一块地里的玉米茎秆。
材料三，永州的特产﹣﹣江永香柚，因香甜可口、汁多脆嫩而深受人们喜爱，它还具有健胃、化痰、养颜、降压等功效。
（1）根据材料一的杂交结果可知，杂交子代中矮秆玉米所占比例为 ，且矮秆是 （填“显性”或“隐性”）性状；若控制这对相对性状的基因用R和r表示，则亲代高秆玉米的基因组成都是 。
（2）材料二中，由于土壤肥力不同而导致两块地里的玉米茎秆高度不同，像这样的变异属于 变异。
（3）材料三中，为保持江永香柚的优良性状，生产上常用 的方式繁殖后代，该繁殖方式需将接穗和砧木的形成层紧密贴合在一起，以保证成活率。香柚具有健胃、化痰、养颜、降压等功效，这体现了生物多样性的 价值。
【答案】（1）25%；隐性；Rr
（2）不可遗传
（3）嫁接；直接
【解析】（1）同种生物同一性状的不同表现形式，叫相对性状，在一对相对性状的遗传过程中，子代个体中出现了亲代没有的性状，新出现的性状一定是隐性性状，亲代的性状是显性性状。两株高秆玉米杂交，子代既有高秆又有矮秆，若控制这对相对性状的基因用R和r表示，遗传图解如下：
可见杂交子代中矮秆玉米所占比例为25%，且矮秆是隐性性状；若控制这对相对性状的基因用R和r表示，则亲代高秆玉米的基因组成都是Rr；（2）可遗传的变异是由于遗传物质的改变引起的，因而能遗传给后代；而不可遗传的变异是由环境因素导致的，没有遗传物质的改变，因而不能遗传给后代，材料二中，由于土壤肥力不同而导致两块地里的玉米茎秆高度不同，像这样的变异属于不可遗传的变异；（3）嫁接是指把一个植物体的芽或枝，接在另一个植物体上，使结合在一起的两部分长成一个完整的植物体。嫁接属于无性繁殖，没有精子和卵细胞结合成受精卵的过程，因而后代一般不会出现变异，能保持嫁接上去的接穗优良性状的稳定，而砧木一般不会对接穗的遗传性产生影响。所以材料三中，为保持江永香柚的优良性状，生产上常用嫁接的方式繁殖后代，该繁殖方式需将接穗和砧木的形成层紧密贴合在一起，以保证成活率。香柚具有健胃、化痰、养颜、降压等功效，这体现了生物多样性的直接价值
四、实验探究题
14．（2021·临沂）牛的有角和无角是一对相对性状，有基因（D、d）控制，公牛和母牛的基因组成与性状表现如表一，不同杂交组合以及杂交多次的结果如表二，请根据两个表格提供的信息，回答有关问题。
表一：不同性别牛角的基因组成与性状表现
基因组成 公牛的性状表现 母牛的性状表现
DD 有角 有角
Dd 有角 无角
无角 无角
表二：不同杂交组合以及杂交结果
杂交组合 亲本杂交类型 子代公牛 子代母牛
一 甲：有角（公牛）×乙：无角（母牛） 全有角 全为无角
二 丙：有角（公牛）×丁：无角（母牛） 有角：无角=3:1 有角：无角=1:3
（1）已知不同性别牛角的基因组成与性状表现关系如表一，现有一头有角母牛生了一头无角小牛，则这头小牛的性别为 ，基因组成为 。
（2）杂交组合一的亲本中有角公牛的基因组成为 ，无角母牛的基因组成为
（3）对组合二多次杂交后，子代母牛有角与无角的比例为1:3，请用遗传图解说明其原因。
（4）为尽快确定一头有角公牛的基因组成，农场技术员设计了如下杂交试验，请予以补充完整。
①让该有角公牛与一头有角母牛交配，产生子代。
②统计子代中母牛牛角的情况，可判断该有角公牛的基因组成。
结果预测：
a.若 ，则该有角公牛的基因组成为DD。
b.若 ，则该有角公牛的基因组成为Dd。
【答案】（1）母牛；Dd
（2）DD；dd
（3）遗传图解见下图
（4）子代母牛全为有角；子代母牛既有有角又有无角
【解析】（1）根据表格一中的信息可知，有角的母牛基因型为DD，基因型为Dd、dd时只要是母牛，则没有角，一头有角的母牛生了一头无角的小牛，母牛为小牛提供一个D的基因，含有D基因，又为无角的牛，所以，这头小牛的性别是母牛，基因组成为Dd。
（2）杂交组合一中，有角的公牛和无角的母牛杂交，子代的公牛都有角，母牛都无角，则亲代公牛的基因型为DD，无角的母牛基因型为dd，这样后代的基因型为Dd，基因型为Dd时，公牛都有角，母牛都没有角。
（3）有角公牛的基因组成为DD或Dd，让这头公牛和母牛进行交配，如果子代母牛全为有角的，则
有角公牛的基因组成为DD，即DDXDD，后代的基因型都为DD母牛都有角；
如果子代母牛既有有角又有无角的，则该有角公牛的基因组成为Dd，即DdXDd，遗传图解如下：
五、综合应用题
15．（2023·呼伦贝尔）随着我国“三孩”政策的实施，许多家庭迎来了新的成员。贝贝和弟弟也希望妈妈再生一个妹妹，贝贝利用所学的遗传学知识画出了只包含性染色体的四种细胞，请你帮助贝贝向妈妈解释有关性别等方面的问题。
（1）人的性别是由性染色体决定的，贝贝具有②所示的细胞，由此判断贝贝的性别是 。贝贝从爸爸获得的染色体数量是 条。爸爸具有上图中的哪种细胞 （填数字）。
（2）贝贝和弟弟的性别在受精时已经决定，该时期发生的场所是 。
（3）人眼的虹膜有褐色和蓝色之分，贝贝对家庭成员虹膜颜色进行了调查，结果如下图所示（显性基因用A表示，隐性基因用a表示）。
①贝贝妈妈的基因组成是 。
②控制贝贝和弟弟褐色虹膜的基因来自于 （填字母）。
A.爷爷B.奶奶C.姥爷D.姥姥
③贝贝和弟弟希望第三胎是个蓝色虹膜妹妹的概率是 。
【答案】（1）男性；23；②③④
（2）输卵管
（3）aa；A；25%
【解析】（1）每个正常人的体细胞中都有23对染色体，其中22对男女都一样，叫常染色体，有一对男女不一样，叫性染色体，决定着人的性别。男性的性染色体为XY，女性的性染色体为XX。贝具有②XY所示的细胞，由此判断贝贝的性别是男性。人体有23对染色体，精子有23条染色体，贝从爸爸获得的染色体数量是23条。爸爸具有上图中的②③④细胞。
（2）贝贝和弟弟的性别在受精时已经决定，精子与卵细胞在输卵管内结合形成受精卵，完成受精。
（3）人眼的虹膜有褐色和蓝色之分，贝贝对家庭成员虹膜颜色进行了调查，结果如图所示(显性基因用A表示，隐性基因用a表示)。
①由图可知虹膜的蓝色是隐性性状，基因组成是aa，贝妈妈虹膜是蓝色，基因组成是aa。
②根据题意遗传图为：
由此可以看出：控制贝贝和弟弟褐色虹膜的基因来自于爸爸，又由于奶奶的虹膜颜色为蓝色，基因组成为aa，爷爷虹膜颜色为褐色，必定含有A基因，故爸爸的A基因来自爷爷，即控制贝贝和弟弟褐色虹膜的基因来自于爷爷，A符合题意。
③性别遗传图为：
由遗传图可知：贝贝和弟弟希望第三胎是个蓝色虹膜的概念是50%，第三胎是女孩的概率是50%，故蓝色虹膜的妹妹的概率是50%x50%=25%。
专题概述
考点突破
典例精讲
五年五考
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微专题11 生物的遗传和变异
-解题思路模型建构
一、遗传变异的物质基础
1.生物体的形态特征和生理特征叫做性状，一种生物的同一性状的不同表现类型叫做_________。亲代生物与其子代性状相似的现象，叫做_________，亲代生物与其子代（或子代与子代）之间性状差异的现象，叫做_________
2.性状：生物体的形态结构、生理和行为等特征统称为性状。
相对性状：_________生物_________性状的_________表现形式（可以是多个，如人的血型）。
3.细胞核中有_________，染色体由_________和_________组成，基因是有遗传效应的DNA_________。每种生物体细胞内染色体的数目都是一定的。一般情况下，一个染色体含有一个_________分子，一个_________分子上有很多个基因，如：人的体细胞中含有46条_________，包括46个_________分子，含有数万对基因。
在生物的体细胞中染色体是_________存在的，基因也是_________存在的，分别位于成对的_________上。在生物的生殖细胞中染色体是_________存在的，基因也是_________存在的。
4.成对存在的两个不同的基因称为_________，这对基因中有一个起主导作用，有它存在时另一个基因控制的性状无法得到表现，这个起主导作用的基因是_________，控制的现状是_________，另一个控制的性状无法得到表现的基因是_________，控制的性状是_________。
二、遗传规律
1.亲代的性状是通过_________细胞遗传给后代，在遗传物质中，决定生物性状的小单位是_________随配子代代相传。同种生物的精子和卵细胞的染色体数目都比_________或_________的少一半。人体的体细胞中每一对染色体，都是一条来自_________，一条来自_________。因此后代具有_________的遗传物质。
2.人和动物的染色体分为_________（与性别的决定无关）和_________（与性别的决定有关）。人类在传种接代过程中，女性只能产生一种_________卵细胞，男性产生两种精子即_________精子和_________精子。
_________卵细胞与_________精子结合将发育成女婴，_________卵细胞与_________精子结合将发育成男婴。
3.性染色体是指在体细胞中能决定性别的染色体，在人的体细胞中，性染色体有2条。
（1）在体细胞中，染色体成对出现，基因也成对出现，位于成对的染色体上。
人体有_________常染色体和_________性染色体 。
女性体细胞中的性染色体为_________，染色体为_________；
男性体细胞中的性染色体为_________，染色体为_________。
（2）在形成精子或卵细胞时，染色体减少一半，染色体单条存在，基因也单个存在。
卵细胞中的性染色体为_________，染色体为_________；
精子中的性染色体为_________或_________，染色体为_________或_________。
两种精子和卵细胞结合的机会均等→ 生男生女的机会_________。
父亲只能将_________染色体传给儿子，将_________染色体传给女儿。
三、遗传变异现象
1.生物的变异分为遗传的变异和不遗传的变异。由于遗传物质的改变引起的，能够遗传给后代的变异是_________；由外界环境的影响而引起，遗传物质并没有发生改变，因而不能遗传给后代的变异是_________。
2.目前人们常利用人工方法对生物进行适当处理，促使生物体内的_________或_________发生改变，从而产生新的变异个体，再从中选择人们需要的变异类型进行培育，获得新品种。
3.对于生物个体来说，有的变异有利用自身的生存，属于_________，有的变异不利于自身的生存，属于_________。
四、遗传病
1．人类遗传病是由于遗传物质发生变化引起的。血缘关系越近的人_________越相近，婚后子女得_________的可能性越大，因此，我国婚姻法明确规定：_________。
2._________与有效的_________、_________措施相配合，能够有效地降低遗传病率，改善遗传病患者的生活质量和提高社会人口素质。
3、我国民法典规定：_________血亲和_________的旁系血亲之间禁止结婚。
禁止近亲结婚原因：近亲结婚会增大后代患_________的概率。
遗传病：由_________发生变化而引起或由_________控制的疾病，可遗传给后代。
常染色体隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症；
伴X染色体隐性遗传病：红绿色盲、血友病；
显性遗传病：多指、并指、抗维生素D佝偻病等；
染色体变异：21-三体综合征（唐氏综合征）
【例题一】遗传与变异是生物界中普遍存在的现象，根据有关内容回答问题：
(1)小麦的抗倒伏与倒伏是一对相对性状，将两株抗倒伏小麦作为亲本进行杂交，收集种子种下去，观察小麦植株生长的状况并统计数据，将结果绘成柱形图如下：
①根据图中信息，可推知控制倒伏这一性状的基因是__________（显性或隐性）基因。
②显性基因用A表示，隐性基因用a表示，写出亲本的基因组成________。
③让子代的倒伏植株进行杂交，推测后代出现抗倒伏植株的概率是多少？__________。
(2)将同一个麦穗上的小麦粒，随机均分为两组，分别各在肥沃的土壤和贫瘠的土壤中，后者的产量明显低于前者，这种性状上的差异是由于_________所引起的，属于_____________变异。
（3）科学家利用转基因技术，培育出了抗虫的小麦新品种，抗虫这种性状能够遗传吗？
_________________，说明出你的理由：_______________________________。
【举一反三】（2023·南充）“共和国勋章”获得者袁隆平是第一位将水稻的杂交优势成功应用于生产的科学家。他研究的海水稻（耐盐碱水稻），普遍生长在海边滩涂地区，具有抗干旱、抗倒伏、抗盐碱等特点，并且营养丰富，海水稻稻壳顶端有的具有芒，有的没有芒，无芒有利于收割，脱粒及稻谷的加工。为研究海水稻有芒和无芒的遗传规律，科研团队进行了以下三组杂交实验。请根据表格回答下列问题
组别 亲本组合 后代性状表现和植株数日
有芒（株） 无芒（株）
1 有芒×有芒 3200 0
2 有芒×无芒 1600 1600
3 无芒×无芒 800 2400
（1）海水稻的稻壳顶端有芒和稻壳顶端无芒是一对 。根据亲本的杂交组合及后代的性状表现可以判定 是隐性性状。
（2）若控制海水稻稻壳顶端有芒、无芒性状的显性基因用D表示，隐形基因用d表示，推测第3组亲本组合中无芒的基因组成是 ；在第3组后代的无芒植株中，基因型为DD的植株理论上应有 株。
（3）某同学认为海水稻细胞核内DNA的数量和基因的数量相等，这种认知是错误的。因为基因是有 的DNA片段。
（4）把海水稻种植在肥沃的地方，稻穗大且多；若把同株海水稻种植在贫瘠的地方，稻穗小且少，这说明生物的性状除受基因控制外，还受到 的影响。
庭白化基因的遗传和个体发育示意图，请据图回答问题：
（1）图中甲所代表的细胞是 ，新生命自此开始。
（2）胎儿在子宫内，通过 、脐带从母体获取所需的营养物质和氧。
（3）由图推理可知，女儿的肤色表现为 （填“正常”或“白化”）。
（4）该对夫妇又生一男孩，该男孩体细胞中X染色体来源于 （填“父亲”或“母亲”）。
【举一反三】（2023·张家界）遗传有物质基础和结构基础，基因传递是有规律的。图一为细胞中有关遗传的物质和结构基础示意图，图二为某家族高雪氏病（一种脂代谢紊乱病）的遗传图谱（显性基因用D表示，隐性基因用d表示）。请分析回答：
（1）图一中遗传物质的载体是[ ] ，它是由DNA和蛋白质构成的。
（2）从遗传图谱可知，高雪氏病是一种 （填“显性”或“隐性”）遗传病。
（3）图二中Ⅱ5、Ⅱ6表现正常，而后代中出现了患病个体Ⅲ9，致病基因在Ⅱ5和Ⅲ9间传递的“桥梁”是 ，其染色体组成是 。
（4）“三孩政策”出台后，Ⅱ3和Ⅱ4准备再生一个孩子，该孩子是正常女孩的概率为 。
一、选择题
1．（2020·开封）下列各项中与“天下乌鸦一般黑”所表现的现象相同的是（ ）
A．种瓜得瓜，种豆得豆
B．大花生中长出小花生
C．世界上没有完全相同的两片叶子
D．双眼皮的妈妈生了个单眼皮的儿子
2．（2023·徐州）南京农业大学棉花遗传与种质创新团队，利用不同花色的亚洲棉为实验材料进行研究，揭示了GaPC基因调控花瓣中花青素形成的作用机理，为进一步改良棉花的花色及纤维颜色提供理论参考和基因资源。下列叙述错误的是（ ）
A．棉花的花色是由基因控制的
B．基因是包含遗传信息的DNA片段
C．棉花花色的黄色和粉红色是一对相对性状
D．花青素主要存在于棉纤维细胞的叶绿体中
3．（2020·日照）一对双胞胎（同卵生）的兄弟俩胖瘦相差很大，其原因是（ ）
A．显性基因发生了作用 B．染色体数目发生了变化
C．生活环境和条件有所不同 D．隐性基因发生了变化
4．（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
5．（2022·牡丹江）已知双眼皮和单眼皮是一对相对性状，其中双眼皮是显性性状，用D表示 ，单眼皮是隐性性状，用d表示。有一对夫妇均为单眼皮，那么，他们生出基因型为DD子女的概率是（ ）
A．100% B．50% C．25% D．0
6．（2021·赤峰）生物学发展历程中，有许多重大发现改变了人类对生物界的认知，为人类文明做出了极大的贡献。以下科学家的工作成就与其意义对应有误的是（ ）
A 普乐斯特利密闭玻璃罩系列实验 证明光合作用可以制造有机物
B 达尔文的《物种起源》 提出了自然选择学说
C 巴斯德鹅颈瓶实验 证实细菌不是自然发生的，是由原来已存在的细菌产生的
D 孟德尔的豌豆杂交实验 揭示了生物遗传的基本规律
A．A B．B C．C D．D
7．（2021·呼和浩特）水稻体细胞有 24 条染色体，非糯性和糯性是一对相对性状。非糯性花粉中所含的淀粉为直 链淀粉，遇碘变蓝黑色；而糯性花粉中所含的淀粉为支链淀粉，遇碘变橙红色。下列有关水 稻的叙述正确的是（ ）
A．孟德尔遗传定律发生在水稻花粉和卵细胞结合形成受精卵的过程中
B．若含有 a 基因的花粉 50%的死亡，则非糯性水稻（Aa）自交后代基因型比例是 2：3：1
C．用纯种非糯性水稻（AA）和糯性水稻（aa）杂交获得 F1，F1 再自交获得 F2，取 F2 花粉加碘染色，在显微镜下观察到蓝黑色花粉粒占 3/4
D．让 F1 植株与糯性植株杂交，产生的种子遇碘 2/3 变蓝色，1/3 变橙色
8．（2022·广州）如图为经过整理后的女性体细胞内染色体的排序图。据图分析，不正确的是（ ）
A．人体体细胞内有23对染色体 B．体细胞内染色体成对存在
C．染色体形态大小都相同 D．与性别有关的染色体组成为XX
9．（2024·遂宁） 将同一品种的矮茎水稻分别种在肥沃和贫瘠的田里，一段时间后水稻的高矮会产生明显差异，这说明（ ）
A．水稻的遗传物质发生了改变 B．性状表现不受遗传物质控制
C．环境会影响生物的性状表现 D．隐性性状的表现受到了限制
10．（2020·雅安）有香味是优质水稻的性状之一，由隐性基因控制。水稻品种甲有香味，品种乙无香味，下列措施中，不利于保留水稻香味的措施是（ ）
A．让品种甲与品种乙杂交 B．转移控制有香味基因到乙品种
C．让品种甲水稻自花授粉 D．用组织培养获得水稻甲的植株
11．（2019·巴南）我国婚姻法规定：禁止近亲结婚．其遗传学依据是（ ）
A．减少显性遗传病的发生 B．避免基因数量的减少
C．减少隐性遗传病的发生 D．避免染色体数量的变化
二、读图理解题
12．（2023·长沙）甲图是染色体与DNA的关系示意图，乙图是生殖过程中染色体的变化图，据图回答：
（1）染色体由 （填名称）和DNA组成。在甲图中，表示DNA的是 （填序号）。
（2）在乙图中，染色体上的A和a表示基因。若父亲为无耳垂（基因组成为aa），母亲为有耳垂（基因组成为AA），子代表现的性状为 耳垂。
（3）请绘制乙图精子中的染色体，正确表示遗传物质的传递过程。
三、资料分析题
13．（2020·永州）阅读、分析下列材料，回答有关问题。
材料一 玉米的高秆和矮秆是一对相对性状。某人用两株高秆玉米杂交，子代既有高秆又有矮秆，其数量关系如图所示。
材料二：将同一品种的矮秆玉米种子分成两等份，分别种植在两块肥力不同的地里，结果比较肥沃那块地里的玉米茎秆明显高于另一块地里的玉米茎秆。
材料三，永州的特产﹣﹣江永香柚，因香甜可口、汁多脆嫩而深受人们喜爱，它还具有健胃、化痰、养颜、降压等功效。
（1）根据材料一的杂交结果可知，杂交子代中矮秆玉米所占比例为 ，且矮秆是 （填“显性”或“隐性”）性状；若控制这对相对性状的基因用R和r表示，则亲代高秆玉米的基因组成都是 。
（2）材料二中，由于土壤肥力不同而导致两块地里的玉米茎秆高度不同，像这样的变异属于 变异。
（3）材料三中，为保持江永香柚的优良性状，生产上常用 的方式繁殖后代，该繁殖方式需将接穗和砧木的形成层紧密贴合在一起，以保证成活率。香柚具有健胃、化痰、养颜、降压等功效，这体现了生物多样性的 价值。
四、实验探究题
14．（2021·临沂）牛的有角和无角是一对相对性状，有基因（D、d）控制，公牛和母牛的基因组成与性状表现如表一，不同杂交组合以及杂交多次的结果如表二，请根据两个表格提供的信息，回答有关问题。
表一：不同性别牛角的基因组成与性状表现
基因组成 公牛的性状表现 母牛的性状表现
DD 有角 有角
Dd 有角 无角
无角 无角
表二：不同杂交组合以及杂交结果
杂交组合 亲本杂交类型 子代公牛 子代母牛
一 甲：有角（公牛）×乙：无角（母牛） 全有角 全为无角
二 丙：有角（公牛）×丁：无角（母牛） 有角：无角=3:1 有角：无角=1:3
（1）已知不同性别牛角的基因组成与性状表现关系如表一，现有一头有角母牛生了一头无角小牛，则这头小牛的性别为 ，基因组成为 。
（2）杂交组合一的亲本中有角公牛的基因组成为 ，无角母牛的基因组成为
（3）对组合二多次杂交后，子代母牛有角与无角的比例为1:3，请用遗传图解说明其原因。
（4）为尽快确定一头有角公牛的基因组成，农场技术员设计了如下杂交试验，请予以补充完整。
①让该有角公牛与一头有角母牛交配，产生子代。
②统计子代中母牛牛角的情况，可判断该有角公牛的基因组成。
结果预测：
a.若 ，则该有角公牛的基因组成为DD。
b.若 ，则该有角公牛的基因组成为Dd。
五、综合应用题
15．（2023·呼伦贝尔）随着我国“三孩”政策的实施，许多家庭迎来了新的成员。贝贝和弟弟也希望妈妈再生一个妹妹，贝贝利用所学的遗传学知识画出了只包含性染色体的四种细胞，请你帮助贝贝向妈妈解释有关性别等方面的问题。
（1）人的性别是由性染色体决定的，贝贝具有②所示的细胞，由此判断贝贝的性别是 。贝贝从爸爸获得的染色体数量是 条。爸爸具有上图中的哪种细胞 （填数字）。
（2）贝贝和弟弟的性别在受精时已经决定，该时期发生的场所是 。
（3）人眼的虹膜有褐色和蓝色之分，贝贝对家庭成员虹膜颜色进行了调查，结果如下图所示（显性基因用A表示，隐性基因用a表示）。
①贝贝妈妈的基因组成是 。
②控制贝贝和弟弟褐色虹膜的基因来自于 （填字母）。
A.爷爷B.奶奶C.姥爷D.姥姥
③贝贝和弟弟希望第三胎是个蓝色虹膜妹妹的概率是 。
专题概述
考点突破
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