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第18讲 生物的遗传与变异
聚焦云南 知命题
考点清单 夯基础
实战演练 提能力
1.能够解释遗传信息在生殖过程中完成了传递,并控制新个体的生长
发育。
2.借助图示或模型阐明染色体、DNA和基因的关系。
3.运用结构与功能相适应、生物与环境相适应的观点,阐明基因组成和环境共同决定生物的性状。
4.通过实例分析,认识到杂交育种、转基因技术对人类生产生活具有巨大推动作用。
考点一 基因与生物性状的关系
1.遗传和变异
(1)遗传:指亲子代间的 性,如父子俩都是卷发。
(2)变异:指亲子代间及子代个体间的 ,如母亲是卷发,儿子是直发。
2.生物的性状
(1)性状:生物体 、生理和行为等特征的统称。有些性状用肉眼观察不到,如人的ABO血型。
相似
差异
形态结构
(2)相对性状:一种生物的 性状的不同表现类型,如人的直发和卷发。
3.基因控制生物的性状
(1)获取转基因番茄过程示意图
同一种
①转基因番茄的获得,说明生物的性状是受 控制的,在生物繁衍后代的过程中,传下去的是控制性状的 。
②图示过程运用的现代生物技术是 ,转基因番茄是由被转入目的 的细胞发育而来的,克隆羊多莉则是由被转入乳腺细胞的 发育而来的。
③应用:科学家把胰岛素基因转入大肠杆菌内,使之产生胰岛素。
(2)性状受 控制,也受 的影响。生物体的性状是由
共同决定的。
基因
基因
转基因技术
基因
融合细胞
基因
环境
基因组成和环境
考点二 基因在亲子代间的传递
1.基因、DNA和染色体
DNA
(1)基因:是有 的DNA片段,控制一对相对性状的基因位于同一对染色体的 上。
(2)DNA:是主要的遗传物质,主要存在于 中,是长长的链状结构。
(3)染色体:细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质,主要由DNA和蛋白质构成,所以 是遗传物质的载体。在生物的体细胞中,染色体的形态和数目是一定的,且是成对存在的,DNA和基因也是 存在的。在生殖细胞中,它们都是 存在的。
遗传效应
相同位置
细胞核
染色体
成对
成单
(4)基因、DNA和染色体的关系
①层级关系:染色体>DNA>基因
一
②数量关系:细胞核中一条染色体上有 个DNA分子,一个DNA分子上有 个基因。即染色体数=DNA分子数<基因数。
多
2.基因的传递
(1)基因由亲代传递给子代的“桥梁”是 和 。形成生殖细胞时,染色体数目都会 ,是 进入生殖细胞。如人的正常的体细胞中,染色体为 条,精子中染色体有 条,卵细胞中染色体有 条,受精卵中染色体有 条,保证了遗传的稳定性。
(2)人的生殖过程中染色体数量的变化:“体细胞→生殖细胞→受精卵→新个体”可表示为2n(46条)→n(23条)→2n(46条)→2n(46条)。
精子
卵细胞
减少一半
每对染色体中各有一条
46
23
23
46
(3)①通过“模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递”,理解基因是随染色体由亲代传递给子代的,在有性生殖过程中,亲代可以产生
不同的生殖细胞。经过受精作用形成的受精卵,以及由这些受精卵发育成的新个体也会多种多样。
②在精子和卵细胞结合形成的受精卵中,每对染色体都是一条来自
,另一条来自 。
基因组成
父亲
母亲
考点三 基因的显性和隐性
1.孟德尔的豌豆杂交实验
(1)相对性状有显性性状和隐性性状之分。
①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为 性状,如高茎;未表现出的性状为 性状,如矮茎。
②判定方法:亲代性状表现相同时,无中生有,有为隐。亲代个体均为纯合子时,凭空消失,失为隐。
(2)控制相对性状的基因有显性和隐性之分。
①显性基因:控制显性性状,通常用 英文字母表示,如“D”。
②隐性基因:控制隐性性状,通常用 英文字母表示,如“d”。
显性
隐性
大写
小写
(3)体细胞中的基因是 的,生殖细胞中只有成对基因中的
。
(4)子一代(Dd)的生殖细胞,有的含有D基因,有的含有d基因。如果子一代自交,携带不同基因的雌雄生殖细胞结合的机会 ,子二代决定豌豆高茎、矮茎的基因组成会有 三种,表现出的性状有高茎,也有矮茎。在子一代中,虽然隐性基因控制的性状不能表现出来,但 还会遗传下去。
成对存在
一个
相等
DD、Dd、dd
隐性基因
(5)基因组成
①表现为隐性性状(矮茎)的基因组成只有一种: 。
②表现为显性性状(高茎)的基因组成有两种: 。
2.禁止近亲结婚
(1)《中华人民共和国民法典》规定: 或者 的旁系血亲禁止结婚。
(2)原因:血缘关系越近,遗传基因越相似,同时含有 的可能性越大,近亲婚配后,后代患隐性遗传病的概率越大。
dd
Dd和DD
直系血亲
三代以内
隐性致病基因
考点四 人的性别决定
1.男女染色体的差别
(1)图示
男 女
(2)常染色体和性染色体
①常染色体:是指在男女之间没有差别的染色体。正常人的体细胞内有
常染色体,其上的基因控制除性别以外的其他性状。
②性染色体:是指与性别 的染色体。正常人的体细胞内有 性染色体,男性体内的性染色体为 ,女性体内的性染色体为 ,
X染色体较大,Y染色体较小。
22对
有关
1对
XY
XX
(3)比较
22对+XY
比较项目 男性 女性
体细胞 染色体组成 . .
性染色体组成 XY
生殖 细胞 染色体组成 . 22条+X
性染色体 X
22对+XX
XX
22条+X或22条+Y
X或Y
2.生男生女的奥秘
(1)人的性别是由 决定的。
性染色体的组成
(2)精子有2种(含 的精子、含 的精子);卵细胞有
种(含 的卵细胞)。
(3)如果含 的精子与卵细胞结合,后代性别是男性(性染色体组成为 );如果含 的精子与卵细胞结合,后代性别是女性(性染色体组成为 )。两种精子与卵细胞结合的机会 ,因此生男生女的比例大致为 。
X染色体
Y染色体
1
X染色体
Y染色体
XY
X染色体
XX
均等
1∶1
考点五 生物的变异
1.变异的类型
(1)依据遗传物质是否发生变化
①可遗传的变异:由 的变化引起的变异,能够遗传给下一代。
②不遗传的变异:单纯由 引起的变异,如果没有影响遗传物质,一般就不会遗传给后代。
(2)依据是否有利于生物的生存
①有利变异:有利于该生物生存的变异,如小麦中出现矮秆(抗倒伏)变异。
遗传物质
环境
②不利变异:不利于该生物生存的变异,如玉米的白化苗(幼苗体内无叶绿素,不能进行光合作用而导致死亡)。
2.人类应用遗传和变异原理培育新品种
在生产实践中,人们根据自身的需要,通过选育、 、诱变、基因工程等方法获得生物新品种。
(1)人工选择育种:如高产奶牛品种的培育等。
(2)杂交育种:如杂交水稻新品种的培育等。
(3)转基因育种:如转基因抗虫棉的培育等。
(4)航天育种(又称太空育种):如太空椒的培育等。
杂交
命题点一 基因与生物性状的关系(5年5考)
(1)相对性状的判定:①一种生物;②同一种性状;③不同表现类型。只有同时满足以上三个条件,才属于相对性状。
(2)相对性状并不一定只有两种表现类型,如人的ABO血型有A型、B型、AB型和O型四种不同的表现类型。
(3)生物的有些性状是生物的外在表现类型,是肉眼可见的;有些性状是生物的内在表现类型,难以直接观察到,如人的ABO血型。
1.(2024云南)基因是有遗传效应的DNA片段,下列关于基因的叙述错误的是( )
A.生殖细胞是基因在亲子代间传递的“桥梁”
B.基因在细胞中成对存在
C.每条染色体上有多个基因
D.基因控制生物的遗传特征(性状)
B
2.下列属于相对性状的是( )
A.狗的白毛和短毛
B.人的直发和卷发
C.水稻的高秆和抗锈病
D.玫瑰的红花和豌豆的紫花
B
3.材料中用到的生物技术是( )
A.转基因技术 B.克隆技术
C.杂交技术 D.发酵技术
A
4.下列关于该生物技术的叙述正确的是( )
A.抗虫棉、多莉羊的培育都利用了该生物技术
B.转移到奶牛体内的肠乳糖酶基因不具有遗传效应
C.利用该技术生产的乳汁无须经过安全检测即可上市
D.该技术还可用于遗传病的诊治,但目前处于试验研究阶段
D
命题点二 基因在亲子代间的传递(5年4考)
(1)DNA是主要的遗传物质。DNA全称为脱氧核糖核酸,呈双螺旋结构,主要存在于细胞核中,叶绿体和线粒体中也有少量的DNA。
(2)染色体、DNA和基因的关系:基因是具有遗传效应的DNA片段,故结构关系上DNA包含基因,数量关系上DNA的数量少于基因的数量;DNA和蛋白质可构成染色体,故结构关系上染色体包含DNA,数量关系上一般染色体数量与DNA数量相等。
(3)染色体和基因在人的体细胞中成对存在,在生殖细胞中成单存在。
1.(2025云南)马铃薯正常体细胞的细胞核中有12对染色体,下列相关叙述正确的是( )
A.其中有6对染色体来源于父本
B.叶肉细胞核内有24个DNA分子
C.体细胞的细胞核内有12对基因
D.不同花瓣细胞的染色体数目不同
B
2.(2022云南)下列关于基因、DNA和染色体关系的叙述正确的是( )
A.所有细胞中的基因都是成对存在的
B.染色体主要由DNA和蛋白质构成
C.一个DNA分子上只含有一个基因
D.每条染色体上都有多个DNA分子
B
3.如图结构①表示女性体细胞中的一条染色体,下列分析错误的是( )
A.依据形态,①一定是X染色体
B.若①是X染色体,其上一定有与女性性别决定有关的基因
C.男性的正常神经细胞中一定含有X染色体
D.从数量上看,女性正常口腔上皮细胞中的一条X染色体上,基因>③=染色体
A
4.鸽子体细胞中染色体数目为40对,其生殖细胞中染色体数目为( )
A.20条 B.20对
C.40条 D.40对
C
命题点三 基因的显性和隐性(5年5考)
(1)显性性状和隐性性状的判断方法
①比较亲代和子代的性状:在子代中“凭空消失”的性状和“无中生有”的性状都是隐性性状。
②利用比例法判断显性性状和隐性性状:若子代性状之比为3∶1,则占“3”的为显性性状,占“1”的为隐性性状。
(2)利用逆推法判断亲子代的基因组成:隐性性状的个体基因组成必为两个隐性基因,并且这对基因一个来自父方,另一个来自母方,故可推知其双亲各有一个隐性基因,再根据亲代的性状表现,推出其基因组成。
(3)控制性状的基因组成是杂合(Dd)时,虽然隐性基因(d)控制的性状没有表现,但隐性基因(d)并没有受显性基因(D)的影响,还会遗传下去。
(4)近亲结婚,后代患遗传病的概率大,但不是一定患遗传病。
1.(2024云南)人睫毛的长短由A、a基因控制,睫毛长为显性性状。下图表示某家庭中睫毛长短的遗传情况。据图回答下列问题。
(1)在遗传学上,睫毛长与睫毛短是一对 。
(2)据图判断,父亲的基因组成是 ,原因是 .
.
。
相对性状
Aa
父亲的性状为睫毛长,
一定会有一个A基因,子代基因组成为aa,其中一个a基因一定来自父
亲,故父亲的基因组成为Aa
2.(2023云南)豌豆花色中紫花和白花是一对相对性状,用B表示显性基
因,b表示隐性基因。某科研团队进行了甲、乙两组杂交实验,甲组用紫花与紫花杂交,乙组用紫花与白花杂交,实验结果如图所示,据图回答下列问题。
变异
(1)甲组亲代均为紫花,子代出现白花,这种现象在生物学上称为 。
(2)甲组子代中,紫花1 240株,白花413株,紫花与白花比例接近3∶1,由此推测显性性状为 。
(3)新考法 原因分析 乙组中,子代紫花的基因组成 (填“可能”或“不可能”)是BB,原因是 .
。
紫花
不可能
3.人的前额发际分为有美人尖和无美人尖两种,有美人尖由显性基因B控制,无美人尖由隐性基因b控制。如图表示某家庭前额发际的遗传情况,据图回答下列问题。
(1)母亲产生的卵细胞中含有B基因的概率是 。
(2)父亲关于前额发际的基因组成是 ,若该夫妇再生一个孩子,这个孩子有美人尖的可能性是 ,如果这个孩子是女孩,她的性染色体来源是 。
0
Bb
50%
一条X染色体来源于父方,一条X染色体来源于母方
命题点四 人的性别决定(5年4考)
(1)性别决定:取决于与卵细胞结合的精子类型,生男生女在形成受精卵时就已经决定了。
(2)性染色体传递规律:父亲总是把Y染色体传给儿子,把X染色体传给女儿;男孩的X染色体一定来自母亲,Y染色体一定来自父亲。人的性别是由性染色体的组成决定的,也与性染色体上的基因有关。
(3)每胎生男生女的概率都大约是50%,与第几胎无关。
(4)性染色体并非只存在于生殖细胞中,体细胞中也有性染色体;生殖细胞中并非只有性染色体,也有常染色体。
1.(2025云南)如图为某人的性染色体扫描电镜图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中染色体为女性的性染色体
B.①为Y染色体,②为X染色体
C.①染色体来源于母亲
D.②染色体能遗传给女儿
C
2.(2024云南)如图为某女孩家庭的性别遗传示意图,如果女孩的一条X染色体来自奶奶,另一条X染色体来自外公的可能性为( )
A
3.(2023云南)一对夫妇已经生育了一个男孩,若再生一个孩子,是女孩的可能性为( )
A.0 B.25% C.50% D.75%
4.第七次全国人口普查结果显示,全国人口中男性占51.24%,女性占48.76%。男女性别比例较上次人口普查略有降低,性别结构持续改善。下列关于性别决定的叙述,不正确的是( )
A.理论上生男生女的可能性均为50%
B.儿子的X染色体一定来自母亲
C.父亲产生的精子中不含Y染色体的可能性是50%
D.我国男女性别比例违背了人的性别遗传规律
C
D
命题点五 生物的变异(5年5考)
(1)区分可遗传的变异与不遗传的变异,本质是看遗传物质是否发生改变(染色体、DNA和基因)。
(2)在选育生物新品种的方法中,都是以遗传物质为基础,通过使遗传物质发生改变,产生不同的可遗传的变异,然后根据需要,选择出符合人们意愿的变异品种。
1.(2022云南)我国科学家将苏云金杆菌中控制杀虫毒素合成的基因成功导入棉花细胞,避免或减少了棉花植株的病虫害。该过程主要采用的生物技术是( )
A.发酵技术 B.转基因技术
C.克隆技术 D.细胞核移植技术
B
2.袁隆平院士把毕生心血献给了杂交水稻,下列关于杂交育种的说法,正确的是( )
A.属于有性生殖,新品种的基因组成没有发生改变
B.属于有性生殖,新品种的基因组成发生了改变
C.属于无性生殖,新品种的基因组成没有发生改变
D.属于无性生殖,新品种的基因组成发生了改变
B
3.变异是生物界的普遍现象,以下属于不遗传的变异的是( )
A.带水母荧光基因的小鼠
B.染成金黄色的头发
C.选育获得的高产奶牛
D.人的红绿色盲
B
1.(2025云南一模)下列关于染色体的叙述,不正确的是( )
A.染色体主要由 DNA 和蛋白质组成
B.体细胞中的染色体是成对存在的
C.控制相对性状的一对基因位于同一条染色体上
D.精子中染色体的大小、形态各不相同
C
2.(2025五华区模拟)拟南芥属于十字花科,体细胞中只有5对染色体,因便于观察而成为植物遗传学研究的“模式植物”。下列有关拟南芥的叙述,正确的是( )
A.染色体中都有DNA分子
B.DNA分子片段都是基因
C.体细胞中含有5对基因
D.卵细胞中含有5对染色体
A
3.(2025大理一模)一种生物的同一种性状的不同表现类型叫作相对性状。下列选项中属于相对性状的是( )
A.狗的长毛和兔的短毛
B.豌豆的黄粒和圆粒
C.水稻的糯性和非糯性
D.人的身高和体重
C
4.(2025官渡区模拟)如图为染色体和DNA的关系示意图。下列叙述正确的是( )
A.a是染色体,在细胞中都成对存在
B.每条染色体上有多个DNA分子
C.b只存在于细胞核中
D.c是有遗传效应的DNA片段
D
5.(2025西山区模拟)用两株高茎豌豆杂交,子代既有高茎又有矮茎,其中矮茎豌豆有80株。理论上子代高茎豌豆的数量有( )
A.80株 B.160株 C.240株 D.320株
6.(2025昆明一模)下列有关正常人的生殖与遗传的说法,错误的是( )
A.精子中的性染色体数目是1条
B.受精卵中的染色体数目是23对
C.男孩的Y染色体一定来自父亲
D.女孩的X染色体一定来自母亲
C
D
7.(2025官渡区模拟)果蝇的性别决定方式与人类相同。下列叙述正确的是( )
A.从理论上推算果蝇有性生殖的后代雌雄比例为1∶1
B.从性染色体的组成来看,雄果蝇只产生一种精子
C.雌果蝇体细胞中,性染色体的组成为XY
D.子代果蝇的性别是由卵细胞含有的性染色体决定的
A
8.(2024安宁一模)国家最高科学技术奖获得者、小麦遗传育种专家李振声历时20多年,通过小麦与牧草杂交实验培育出了抗病、高产的小麦新品种。以下有关叙述不正确的是( )
A.这一实例体现了利用遗传多样性改良作物品种
B.通过有性生殖,小麦和牧草的基因发生了重新组合
C.杂交实验成功的关键是确保小麦与牧草进行异花传粉
D.小麦新品种产生的抗病、高产等变异是不遗传的变异
D
9.番茄的体细胞中染色体数目为24条,其红果和黄果是一对相对性状。某生物兴趣小组为研究番茄果色的遗传,进行了如下实验。下列有关叙述正确的是( )
D
实验组别 亲本组合 子代性状
实验一 红果×红果 红果、黄果
实验二 黄果×黄果 黄果
实验三 红果×黄果 红果、黄果
A.番茄的精子或卵细胞中含有24条染色体
B.根据实验二可判断番茄的黄果为显性性状
C.实验一和实验三子代中红果番茄的基因组成完全相同
D.将实验三子代中红果番茄自花传粉,后代可能会出现黄果番茄
10.生物的遗传和变异在生物界中普遍存在。下列有关叙述正确的是
( )
A.生物的遗传物质是蛋白质,能在亲代和子代之间传递
B.可遗传的变异可以使生物产生新的性状或新的类型
C.含X染色体的精子与卵细胞结合形成的受精卵将来发育成男性
D.在转基因技术中,提供外源基因的生物被称为转基因生物
B
11.(2025盘龙区模拟)科研人员研究发现,在拟南芥的第5号染色体上存在的FLC基因,能调控拟南芥的开花时间。下列叙述错误的是( )
A.5号染色体主要由蛋白质和DNA构成
B.5号染色体上只有FLC一个基因
C.FLC基因是有遗传效应的DNA片段
D.在拟南芥的体细胞中5号染色体的数目为1对
B
科研人员将白皮南瓜进行杂交,子代既有白皮,也有黄皮(控制果皮颜色的基因用A、a表示);另一方面他们将南瓜作为砧木对西瓜进行优良品种培育(如图)。阅读材料,回答12~13题。
12.杂交得到的子代南瓜中,黄皮南瓜的比例及基因组成理论上是( )
A.25%,Aa B.25%,aa
C.50%,Aa D.50%,aa
B
13.关于材料中西瓜的培育方式,下列说法正确的是( )
A.收获的将是南瓜果实
B.有利于生产西瓜新品种
C.延长了繁育的时间
D.嫁接时,应使两者的形成层紧密结合
D
14.马的毛色中栗色和白色是一对相对性状,显性基因用D表示,隐性基因用d表示。如图是某农场育种过程中记录的马的毛色遗传图解,请据图回答下列问题。
(1)第一代中1号栗色马的基因组成是 。
(2)第二代4号栗色马和5号栗色马交配,再生一匹栗色马的概率是 。
(3)新考法 原因分析 农场工作人员想通过杂交实验判断第三代中7号栗色马的基因组成,便选用一匹白色马与之交配,结果生出了一匹栗色小马。根据该实验结果 (填“可以”或“不可以”)判断7号栗色马的基因组成,理由是 .
。
Dd
75%
不可以
15.(2024昆明一模)杂交水稻之父袁隆平带领研究团队成功培育出抗旱、抗倒伏、抗盐碱且营养丰富的海水稻(耐盐碱水稻),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 子代有芒 (株) 子代无芒
(株)
1 有芒×有芒 3 200 0
2 有芒×无芒 1 600 1 600
3 无芒×无芒 800 2 400
(1)海水稻的稻壳顶端有芒和稻壳顶端无芒是一对相对性状。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)新考法 原因分析 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,隐性基因用d表示,推测第3组亲本组合中无芒的基因组成是
。若用第1组子代有芒个体与第3组子代纯种无芒个体杂交,子二代不可能出现有芒个体的原因是 .
.
.
。
有芒
Dd和Dd
(3)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。
环境
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