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第六单元第二章 生物的遗传与变异(知识清单)
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知识主脉络:可视化思维导图,建立知识框架
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、陷阱规避 第1节 基因与生物性状的关系(2个考点) 考点1生物的性状★★★★☆ 考点2基因控制生物的性状★★★☆☆ 第2节 基因在亲子代间的传递(2个考点) 考点1 基因、DNA和染色体★★★★☆ 考点2基因的传递★★★☆☆ 第3节 基因的显性和隐性(2个考点) 考点1 孟德尔的豌豆杂交实验★★★★★ 考点2禁止近亲结婚★★★☆☆ 第4节 人的性别决定(2个考点) 考点1 男女染色体的差别★★★★☆ 考点2生男生女的奥秘★★★☆☆ 第5节 生物的变异(2个考点) 考点1 探究一种变异现象★★☆☆☆ 考点2人类应用遗传和变异原理培育新品种★★☆☆☆ (星级越高,重要程度越高)
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第1节 基因与生物性状的关系
考点1生物的性状★★★★☆
1.遗传和变异
(1)遗传:指 的相似性。例如,龙生龙,凤生凤,老鼠的孩子会打洞;种瓜得瓜,种豆得豆等。
(2)变异:指 和 的差异。例如,一母生九子,连母十个样等。
2.生物的性状
(1)概念:生物体 、 和 等特征的统称。
(2)举例: 等。
3.相对性状
(1)概念: 生物的 性状的 表现类型。
(2)举例: 等。
特别提醒
1. 遗传和变异是生物生物的共同特征,具有普遍性;生物的遗传和变异是通过生殖和发育实现的。
2. 性状不都是肉眼可见的,例如人的视力、血型等。
3. 判断是否属于相对性状把握“两同”(同种生物、同一性状) 、“一不同”(不同表现形式),三个条件,缺一不可。例如绵羊的卷毛和山羊的直毛不属于相对性状。
4. 相对性状不一定只有两种表现形式,有的生物的相对性状具有多种表现形式,如山羊的黑毛、白毛、褐毛、灰毛等互为相对性状。
考点2基因控制生物的性状★★★☆☆
1.转基因番茄:
(1)过程:
(2)所用生物技术: 。把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到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。
(3)启示:
2.性状受 控制的,也受 的影响。可见,生物的性状受 共同决定的。
第2节 基因在亲子代间的传递
考点1 基因、DNA和染色体★★★★☆
1.性状的遗传实质上是亲代通过 把基因传递给子代。 就是基因在亲子代间传递的“桥梁”。
2.DNA是主要的 。DNA分子主要存在于 中,是长长的 结构。
3.基因位于遗传物质——DNA分子上,是 的DNA片段。
4.细胞核中的DNA不是独立存在的,而是与 结合在一起,形成 。一条染色体含有 DNA分子和 球状的蛋白质分子。
5.一般情况下,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 的染色体上。例如,人的体细胞中有 染色体,含有 DNA分子,有 基因,决定着人体可遗传的性状。
特别提醒
1. 基因是DNA分子上具有遗传效应的片段,而不是任意片段。DNA分子上还有不具有遗传效应的片段,这样的片段不能称为基因。
2. 在生殖细胞中,染色体是成单存在的,基因也是成单存在的。
3. 同一物种染色体的数目是稳定不变的,如果缺少或增多,形成的后代个体就可能出现异常导致遗传病,甚至死亡。
4 .染色体、DNA和基因三者之间的关系:
(1)基因是染色体上控制生物性状的DNA片段。
(2)一条染色体含有一个DNA分子,一个DNA分子上含有多对基因,决定着人体可遗传的性状。
考点2基因的传递★★★☆☆
1.科学家证实在形成生殖细胞的细胞分裂过程中,染色体数目都会 。例如,在形成精子时,每对染色体中各有 进入同一个精子,因此,精子的染色体数目是体细胞的 。
2.实验探究:模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递
(1)3个大圆盘模拟 ;2个小圆盘模拟 ;两对纸条并用彩笔涂上两种颜色模拟 。
(2)注意事项:a每次从父方、母方“染色体”中拿出一条要 ;b记录完结果后应 。c每组共做4次。
(3)结论:在有性生殖过程中,亲代可以产生基因 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 。
特别提醒
1. 精子和卵细胞各携带了父方和母方的一半遗传物质(或核基因),通过受精作用,精子与卵细胞结合形成受精卵,然后发育成新的子代个体,保证了亲子代间遗传物质的稳定性。
2. 生殖过程中染色体数目变化规律:
体细胞→生殖细胞→受精卵→新个体
2n n 2n 2n
3. 进行有性生殖的生物,子代体细胞中的每一对染色体,都是一条来自父方,另一条来自母方;每一对基因,都是一个来自父方,另一个来自母方,从而使子代具备了父母双方的遗传物质。
第3节 基因的显性和隐性
考点1 孟德尔的豌豆杂交实验★★★★★
1.选材原因
(1)豌豆具有多对稳定的、易于区分的 ,如高茎和矮茎。
(2)豌豆是严格的 的植物,在自然状态下一般是 。
2.孟德尔杂交实验过程
3.孟德尔对实验的解释
(1)相对性状有 和 之分。具有相对性状的两个纯种个体杂交时,子一代表现出来的性状(如高茎),称为 ,未表现出来的性状(如矮茎)称为隐性性状。
(2)控制相对性状的基因也有 和 之分。控制显性性状的基因称为显性基因,用英文字母的大写表示。控制隐性性状的基因称为隐性基因,用英文字母的小写表示。
(3)体细胞中的基因是 存在的,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 。可见,在子一代中,虽然隐性基因控制的性状不能表现出来,但隐性基因还会遗传下去。
4.孟德尔豌豆杂交实验遗传图解
图:子一代(Dd)自交实验的分析图解
特别提醒
1. 遗传学中的几个概念
①表现型:生物个体表现出来的性状叫作表现型,如豌豆的高茎与矮茎。
②基因型:对生物表现型起决定作用的基因组成叫作基因型。
③纯合子:由两个相同基因控制某一性状的个体,如DD、dd。
④杂合子:由两个不同基因控制某一性状的个体,如Dd。
2. 隐性性状的判断
①“无中生有有为隐”:若亲代性状相同,后代出现另一种不同性状,则出现的性状为隐性性状。如父母都皮肤正常,生了一个皮肤白化的孩子,则皮肤白化就是隐性性状。
②“凭空消失为隐性”:如孟德尔豌豆杂交实验,高茎纯种豌豆和矮茎纯种豌豆杂交,子一代都表现为高茎,矮茎形状消失,则矮茎就是隐性性状。
3. 基因在亲子代间的遗传规律:
考点2禁止近亲结婚★★★☆☆
1.《中华人民共和国民法典》关于禁止近亲结婚的规定:
(1)直系血亲:指有直接血缘关系的血亲,即生育自己的与自己生育的上下代血亲。
(2)旁系血亲:指直系血亲以外的血亲,即非直系血亲而在血缘上与自己同出一源的亲属。
2. 禁止近亲结婚的原因: 。
特别提醒
1. 先天性疾病≠遗传病。遗传病是由遗传物质改变引起的疾病,可遗传给后代。常见的遗传病有白化病、血友病、红绿色盲等。致病基因有显性和隐性的。
2. 近亲结婚后代患隐性遗传病的概率增大,但是患隐性遗传病的小孩的父母不一定是近亲关系。
第4节 人的性别决定
考点1 男女染色体的差别★★★★☆
1.性染色体
(1)男性体细胞中有一对染色体与别的染色体不同,它们彼此之间差别较大,而且与性别有关,所以把这对染色体称为 。其余的染色体在男女之间没有差别,称为 。
(2)男性体细胞中的这对性染色体分别称为 染色体和 染色体;而女性体细胞中的这对性染色体都是 染色体。
2.男性女性的染色体组成
性别 男性 女性
细胞类型 体细胞 精子 体细胞 卵细胞
染色体组成 22 常染色体+ 22 常染色体+ 或 22 常染色体+ 22 常染色体+ 22 常染色体+
性染色体组成
考点2生男生女的奥秘★★★☆☆
1.人的性别决定
女性的性染色体组成为XX,只产生含有 染色体的卵细胞。男性的性染色体组成为XY,产生的精子从含有的性染色体来说有两种:一种是含 染色体的,另一种是含 染色体。它们在受精过程中与卵细胞结合的机会 。
2.实验探究:模拟人的性别决定
(1)黑围棋子代表 ;白围棋子代表 。
(2)注意事项:a.应选取不透明纸盒;b。每次取完记录后,再将棋子放回去,重新摇匀再取。
(3)结论:
特别提醒 双胞胎
1.同卵双胞胎:由一个精子与一个卵细胞结合形成一个受精卵。在由受精卵经过分裂形成胚胎时,分裂的细胞形成了两个胚胎。因此,同卵双胞胎体内的遗传物质相同,性别也相同。
2.异卵双胞胎:卵巢一次排出两个卵细胞,分别与不同的精子结合形成两个受精卵,它们各自发育为两个胚胎。因此他(她)们的遗传物质不一定相同,性别不一定相同,相貌和生理特性的差异如同一般的同胞兄弟姐妹。
第5节 生物的变异
考点1 探究一种变异现象★★☆☆☆
1.结论:生物性状的变异 存在,引起变异的原因 。
2.变异的类型:
(1)可遗传变异: 变化引起的变异,如玉米果穗中有黄色、白色、紫色果粒。
(2)不遗传变异:单纯由 引起,遗传物质 改变,一般不会遗传给后代,如水毛茛伸出水面的叶片呈扁平状,而长期浸没在水中的叶片深裂成丝状。
特别提醒
有利变异和不利变异
①有利变异:有的变异有利于生物自身的生存,这种变异叫作有利变异。例如,普通小麦中出现的矮秆抗倒伏变异就是有利变异。
②不利变异:有的变异不利于生物自身的生存,这种变异叫作不利变异。例如,玉米中有时会出现白化苗,这样的幼苗体内没有叶绿素,不能进行光合作用合成有机物,最终死亡,这就属于不利变异。
考点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 、 、 、 等方法获得生物新品种。
1. 选择繁育高产奶牛:从产奶量不同的奶牛中选择、繁育出高产奶牛。人工选择了有利变异,属于 。
2. 杂交培育高产抗倒伏小麦:用高产倒伏小麦与低产抗倒伏小麦培育出高产抗倒伏小麦。利用基因在亲子代之间的传递,使基因 ,产生稳定的、可以遗传的、具有优良性状的新品种,属于 。
3. 诱变培育太空椒:普通甜椒的种子经过卫星搭载后, 发生改变,播种后产出太空椒。利用太空射线诱导普通甜椒种子发生了变异,属于 。
4. 转基因抗虫棉培育:将苏云金杆菌抗虫蛋白基因转入普通棉花,培育出转基因抗虫棉。将特定基因转入某种农作物的遗传物质中,或者将某种农作物的不良基因去除,从而培育出具有特定性状的优良新品种,属于 。
一、前沿科学动态
聚焦现代生物技术如何深化我们对“基因与性状关系”、“基因传递”和“变异”的理解,并挑战传统的性别决定与遗传病干预方式。
考点预测:
1. 基因编辑技术能够直接修改生物的DNA,这证明了什么?(基因控制生物性状)
2. PGD技术在植入前对胚胎进行遗传学筛查,可以避免如白化病(隐性遗传病)患儿的出生。请用孟德尔定律解释:为什么父母正常,却可能生出患病的孩子?(因为父母都是隐性致病基因的携带者(Aa),根据分离定律,他们的后代有1/4的概率为隐性纯合子(aa)而患病)
3. 将抗虫基因转入棉花,培育出抗虫棉,这种变异属于哪种类型?为什么?(属于可遗传的变异,因为**遗传物质发生了改变)。
4. 你如何看待为预防严重遗传病而使用基因编辑技术编辑人类胚胎?请从科学和伦理角度阐述。
二、热点问题分析
本节结合农业生产、生物入侵等现实情境,分析遗传与变异规律在其中的具体体现。
考点预测:
1. 我国航天育种(太空种子)利用太空的特殊环境诱导作物发生基因突变,再从中选育优良品种。请分析:① 这种育种方式根本上是改变了什么?② 为什么不是所有“太空种子”都能培育出优良品种?
2. 从遗传和变异的角度,解释入侵物种(如福寿螺)为何能快速适应新环境并大量繁殖。(其种群内部存在变异,在新环境的自然选择下,具有有利性状的个体存活并繁殖,将其基因传递给后代,从而使整个种群更好地适应新环境)
三、科学史实引荐
本节梳理科学家探索遗传奥秘的关键历程,学习其科学思维与方法。
考点预测:
1. 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律。他选择豌豆作为实验材料有什么优点?
2. 人类对性别决定的认识经历了漫长过程。最初有人认为性别由环境决定,后来科学家发现了性染色体。请写出正常男性和女性的性染色体组成。
四、跨学科知识整合
本节将生物学概念与信息学、伦理/社会学等学科联系,构建综合知识网络。
考点预测:
1. 【信息学整合】请用计算机编程的术语进行类比:① 基因与性状的关系如同“代码”与“程序运行结果”的关系。② 人的性别决定中,父亲提供的精子(含X或Y染色体)如同一次“随机调用”了X或Y这段“子程序”,从而决定了后代的性别。
2. 【伦理/社会学整合】《水浒传》中武大郎和武松是亲兄弟,但外貌、身高、性格差异巨大。请从生物学角度解释这一现象,并谈谈它对“血统论”等社会观念的冲击。
3. 【综合决策】假设你是一名政策顾问,在推动“精准医疗”(基于个人基因信息进行疾病预防和治疗)时,需要考虑哪些跨学科因素?(生物学:基因与疾病的关联;信息学:基因数据的存储、安全与隐私保护;伦理学:基因歧视的防范;法学:相关法律法规的制定与完善)。
...............
1.下列属于相对性状的一组是( )
A.狗的黑毛和狗的卷毛 B.狐的长尾和狐的短尾
C.狗的黄毛和鹅的白毛 D.龟的爬行和鹅的游泳
2. 在学习染色体、基因和DNA的关系时,老师用图片做了说明。几位同学对相关知识理解有误的是( )
A.图中①是染色体,②是基因,③是DNA
B.遗传物质指的是③DNA
C.一个DNA分子上含有多个基因
D.人的染色体可分为性染色体和常染色体
3.已知人的有耳垂(A)对无耳垂(a)为显性。某同学父母都有耳垂,但他无耳垂。请推测该同学父母的基因组成分别是( )
A. AA、AA
B. AA、Aa
C. Aa、Aa
D. aa、aa
4. 果蝇的性别决定方式与人基本一样。如图为某果蝇体细胞中染色体组成图,下列相关叙述正确的是( )
A.该果蝇的性别为雌性 B.果蝇体细胞中有3对染色体
C.该果蝇只能产生一种类型的生殖细胞 D.果蝇体细胞中染色体成对存在
5. 下列生物的变异中,属于不可遗传变异的是( )
A.转基因技术培育抗虫棉 B.杂交技术培育高产奶牛
C.水肥充足的地里长出大花生 D.滥用抗生素产生耐药性细菌
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第六单元第二章 生物的遗传与变异(知识清单)
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第1节 基因与生物性状的关系
考点1生物的性状★★★★☆
1.遗传和变异
(1)遗传:指亲子间的相似性。例如,龙生龙,凤生凤,老鼠的孩子会打洞;种瓜得瓜,种豆得豆等。
(2)变异:指亲子间和子代个体间的差异。例如,一母生九子,连母十个样等。
2.生物的性状
(1)概念:生物体形态结构、生理和行为等特征的统称。
(2)举例:黄瓜果实苦或不苦、惯用右手或左手等。
3.相对性状
(1)概念:一种生物的同一性状的不同表现类型。
(2)举例:番茄果实的红色与黄色、人的ABO血型有A型、B型、AB型和O型等。
特别提醒
1. 遗传和变异是生物生物的共同特征,具有普遍性;生物的遗传和变异是通过生殖和发育实现的。
2. 性状不都是肉眼可见的,例如人的视力、血型等。
3. 判断是否属于相对性状把握“两同”(同种生物、同一性状) 、“一不同”(不同表现形式),三个条件,缺一不可。例如绵羊的卷毛和山羊的直毛不属于相对性状。
4. 相对性状不一定只有两种表现形式,有的生物的相对性状具有多种表现形式,如山羊的黑毛、白毛、褐毛、灰毛等互为相对性状。
考点2基因控制生物的性状★★★☆☆
1.转基因番茄:
(1)过程:
(2)所用生物技术:转基因技术。把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到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。
(3)启示: 基因控制生物的性状
2.性状受基因控制的,也受环境的影响。可见,生物的性状受基因组成和环境共同决定的。
第2节 基因在亲子代间的传递
考点1 基因、DNA和染色体★★★★☆
1.性状的遗传实质上是亲代通过生殖过程把基因传递给子代。精子和卵细胞就是基因在亲子代间传递的“桥梁”。
2.DNA是主要的遗传物质。DNA分子主要存在于细胞核中,是长长的链状结构。
3.基因位于遗传物质——DNA分子上,是具有遗传效应的DNA片段。
4.细胞核中的DNA不是独立存在的,而是与蛋白质结合在一起,形成染色体。一条染色体含有一个DNA分子和许多球状的蛋白质分子。
5.一般情况下,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。例如,人的体细胞中有23对染色体,含有46个DNA分子,有2万多对基因,决定着人体可遗传的性状。
特别提醒
1. 基因是DNA分子上具有遗传效应的片段,而不是任意片段。DNA分子上还有不具有遗传效应的片段,这样的片段不能称为基因。
2. 在生殖细胞中,染色体是成单存在的,基因也是成单存在的。
3. 同一物种染色体的数目是稳定不变的,如果缺少或增多,形成的后代个体就可能出现异常导致遗传病,甚至死亡。
4 .染色体、DNA和基因三者之间的关系:
(1)基因是染色体上控制生物性状的DNA片段。
(2)一条染色体含有一个DNA分子,一个DNA分子上含有多对基因,决定着人体可遗传的性状。
考点2基因的传递★★★☆☆
1.科学家证实在形成生殖细胞的细胞分裂过程中,染色体数目都会减少一半。例如,在形成精子时,每对染色体中各有一条进入同一个精子,因此,精子的染色体数目是体细胞的一半。
2.实验探究:模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递
(1)3个大圆盘模拟双亲的体细胞和受精卵;2个小圆盘模拟精子和卵细胞;两对纸条并用彩笔涂上两种颜色模拟双亲体细胞中的染色体。
(2)注意事项:a每次从父方、母方“染色体”中拿出一条要随机;b记录完结果后应放回原处。c每组共做4次。
(3)结论:在有性生殖过程中,亲代可以产生基因不同的生殖细胞。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。
特别提醒
1. 精子和卵细胞各携带了父方和母方的一半遗传物质(或核基因),通过受精作用,精子与卵细胞结合形成受精卵,然后发育成新的子代个体,保证了亲子代间遗传物质的稳定性。
2. 生殖过程中染色体数目变化规律:
体细胞→生殖细胞→受精卵→新个体
2n n 2n 2n
3. 进行有性生殖的生物,子代体细胞中的每一对染色体,都是一条来自父方,另一条来自母方;每一对基因,都是一个来自父方,另一个来自母方,从而使子代具备了父母双方的遗传物质。
第3节 基因的显性和隐性
考点1 孟德尔的豌豆杂交实验★★★★★
1.选材原因
(1)豌豆具有多对稳定的、易于区分的相对性状,如高茎和矮茎。
(2)豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物,在自然状态下一般是纯种。
2.孟德尔杂交实验过程
3.孟德尔对实验的解释
(1)相对性状有显性和隐性之分。具有相对性状的两个纯种个体杂交时,子一代表现出来的性状(如高茎),称为显性性状,未表现出来的性状(如矮茎)称为隐性性状。
(2)控制相对性状的基因也有显性和隐性之分。控制显性性状的基因称为显性基因,用英文字母的大写表示。控制隐性性状的基因称为隐性基因,用英文字母的小写表示。
(3)体细胞中的基因是成对存在的,生殖细胞中只有成对基因中的一个。
(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均等。可见,在子一代中,虽然隐性基因控制的性状不能表现出来,但隐性基因还会遗传下去。
4.孟德尔豌豆杂交实验遗传图解
特别提醒
1. 遗传学中的几个概念
①表现型:生物个体表现出来的性状叫作表现型,如豌豆的高茎与矮茎。
②基因型:对生物表现型起决定作用的基因组成叫作基因型。
③纯合子:由两个相同基因控制某一性状的个体,如DD、dd。
④杂合子:由两个不同基因控制某一性状的个体,如Dd。
2. 隐性性状的判断
①“无中生有有为隐”:若亲代性状相同,后代出现另一种不同性状,则出现的性状为隐性性状。如父母都皮肤正常,生了一个皮肤白化的孩子,则皮肤白化就是隐性性状。
②“凭空消失为隐性”:如孟德尔豌豆杂交实验,高茎纯种豌豆和矮茎纯种豌豆杂交,子一代都表现为高茎,矮茎形状消失,则矮茎就是隐性性状。
3. 基因在亲子代间的遗传规律:
考点2禁止近亲结婚★★★☆☆
1.《中华人民共和国民法典》关于禁止近亲结婚的规定:直系血亲或者三代以内的旁系血亲禁止结婚。
(1)直系血亲:指有直接血缘关系的血亲,即生育自己的与自己生育的上下代血亲。
(2)旁系血亲:指直系血亲以外的血亲,即非直系血亲而在血缘上与自己同出一源的亲属。
2. 禁止近亲结婚的原因:亲缘关系越近,遗传基因越相近,后代得隐性遗传病的概率越大。
特别提醒
1. 先天性疾病≠遗传病。遗传病是由遗传物质改变引起的疾病,可遗传给后代。常见的遗传病有白化病、血友病、红绿色盲等。致病基因有显性和隐性的。
2. 近亲结婚后代患隐性遗传病的概率增大,但是患隐性遗传病的小孩的父母不一定是近亲关系。
第4节 人的性别决定
考点1 男女染色体的差别★★★★☆
1.性染色体
(1)男性体细胞中有一对染色体与别的染色体不同,它们彼此之间差别较大,而且与性别有关,所以把这对染色体称为性染色体。其余的染色体在男女之间没有差别,称为常染色体。
(2)男性体细胞中的这对性染色体分别称为X染色体和Y染色体;而女性体细胞中的这对性染色体都是X染色体。
2.男性女性的染色体组成
性别 男性 女性
细胞类型 体细胞 精子 体细胞 卵细胞
染色体组成 22对常染色体+XY 22条常染色体+X或 22条常染色体+Y 22对常染色体+XX 22条常染色体+X
性染色体组成 XY X或Y XX X
考点2生男生女的奥秘★★★☆☆
1.人的性别决定
女性的性染色体组成为XX,只产生含有X染色体的卵细胞。男性的性染色体组成为XY,产生的精子从含有的性染色体来说有两种:一种是含X染色体的,另一种是含Y染色体。它们在受精过程中与卵细胞结合的机会均等。
2.实验探究:模拟人的性别决定
(1)黑围棋子代表含有Y染色体的精子;白围棋子代表含有X染色体的精子和卵细胞。
(2)注意事项:a.应选取不透明纸盒;b。每次取完记录后,再将棋子放回去,重新摇匀再取。
(3)结论:含X和Y的两种精子与卵细胞结合是随机的,所以生男生女机会均等。
特别提醒 双胞胎
1.同卵双胞胎:由一个精子与一个卵细胞结合形成一个受精卵。在由受精卵经过分裂形成胚胎时,分裂的细胞形成了两个胚胎。因此,同卵双胞胎体内的遗传物质相同,性别也相同。
2.异卵双胞胎:卵巢一次排出两个卵细胞,分别与不同的精子结合形成两个受精卵,它们各自发育为两个胚胎。因此他(她)们的遗传物质不一定相同,性别不一定相同,相貌和生理特性的差异如同一般的同胞兄弟姐妹。
第5节 生物的变异
考点1 探究一种变异现象★★☆☆☆
1.结论:生物性状的变异普遍存在,引起变异的原因多种多样。
2.变异的类型:
(1)可遗传变异:遗传物质变化引起的变异,如玉米果穗中有黄色、白色、紫色果粒。
(2)不遗传变异:单纯由环境引起,遗传物质没有改变,一般不会遗传给后代,如水毛茛伸出水面的叶片呈扁平状,而长期浸没在水中的叶片深裂成丝状。
特别提醒
有利变异和不利变异
①有利变异:有的变异有利于生物自身的生存,这种变异叫作有利变异。例如,普通小麦中出现的矮秆抗倒伏变异就是有利变异。
②不利变异:有的变异不利于生物自身的生存,这种变异叫作不利变异。例如,玉米中有时会出现白化苗,这样的幼苗体内没有叶绿素,不能进行光合作用合成有机物,最终死亡,这就属于不利变异。
考点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、杂交、诱变、基因工程等方法获得生物新品种。
1. 选择繁育高产奶牛:从产奶量不同的奶牛中选择、繁育出高产奶牛。人工选择了有利变异,属于选择育种。
2. 杂交培育高产抗倒伏小麦:用高产倒伏小麦与低产抗倒伏小麦培育出高产抗倒伏小麦。利用基因在亲子代之间的传递,使基因重组,产生稳定的、可以遗传的、具有优良性状的新品种,属于杂交育种。
3. 诱变培育太空椒:普通甜椒的种子经过卫星搭载后,基因发生改变,播种后产出太空椒。利用太空射线诱导普通甜椒种子发生了变异,属于诱变育种。
4. 转基因抗虫棉培育:将苏云金杆菌抗虫蛋白基因转入普通棉花,培育出转基因抗虫棉。将特定基因转入某种农作物的遗传物质中,或者将某种农作物的不良基因去除,从而培育出具有特定性状的优良新品种,属于基因工程技术。
一、前沿科学动态
聚焦现代生物技术如何深化我们对“基因与性状关系”、“基因传递”和“变异”的理解,并挑战传统的性别决定与遗传病干预方式。
考点预测:
1. 基因编辑技术能够直接修改生物的DNA,这证明了什么?(基因控制生物性状)
2. PGD技术在植入前对胚胎进行遗传学筛查,可以避免如白化病(隐性遗传病)患儿的出生。请用孟德尔定律解释:为什么父母正常,却可能生出患病的孩子?(因为父母都是隐性致病基因的携带者(Aa),根据分离定律,他们的后代有1/4的概率为隐性纯合子(aa)而患病)
3. 将抗虫基因转入棉花,培育出抗虫棉,这种变异属于哪种类型?为什么?(属于可遗传的变异,因为**遗传物质发生了改变)。
4. 你如何看待为预防严重遗传病而使用基因编辑技术编辑人类胚胎?请从科学和伦理角度阐述。
二、热点问题分析
本节结合农业生产、生物入侵等现实情境,分析遗传与变异规律在其中的具体体现。
考点预测:
1. 我国航天育种(太空种子)利用太空的特殊环境诱导作物发生基因突变,再从中选育优良品种。请分析:① 这种育种方式根本上是改变了什么?② 为什么不是所有“太空种子”都能培育出优良品种?
2. 从遗传和变异的角度,解释入侵物种(如福寿螺)为何能快速适应新环境并大量繁殖。(其种群内部存在变异,在新环境的自然选择下,具有有利性状的个体存活并繁殖,将其基因传递给后代,从而使整个种群更好地适应新环境)
三、科学史实引荐
本节梳理科学家探索遗传奥秘的关键历程,学习其科学思维与方法。
考点预测:
1. 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律。他选择豌豆作为实验材料有什么优点?
2. 人类对性别决定的认识经历了漫长过程。最初有人认为性别由环境决定,后来科学家发现了性染色体。请写出正常男性和女性的性染色体组成。
四、跨学科知识整合
本节将生物学概念与信息学、伦理/社会学等学科联系,构建综合知识网络。
考点预测:
1. 【信息学整合】请用计算机编程的术语进行类比:① 基因与性状的关系如同“代码”与“程序运行结果”的关系。② 人的性别决定中,父亲提供的精子(含X或Y染色体)如同一次“随机调用”了X或Y这段“子程序”,从而决定了后代的性别。
2. 【伦理/社会学整合】《水浒传》中武大郎和武松是亲兄弟,但外貌、身高、性格差异巨大。请从生物学角度解释这一现象,并谈谈它对“血统论”等社会观念的冲击。
3. 【综合决策】假设你是一名政策顾问,在推动“精准医疗”(基于个人基因信息进行疾病预防和治疗)时,需要考虑哪些跨学科因素?(生物学:基因与疾病的关联;信息学:基因数据的存储、安全与隐私保护;伦理学:基因歧视的防范;法学:相关法律法规的制定与完善)。
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1.下列属于相对性状的一组是( )
A.狗的黑毛和狗的卷毛 B.狐的长尾和狐的短尾
C.狗的黄毛和鹅的白毛 D.龟的爬行和鹅的游泳
【答案】B
【详解】A.狗的黑毛和卷毛是同一生物(狗)的不同性状(颜色与形状),不属于相对性状,故A不符合题意。
B.狐的长尾和短尾是同一生物(狐)同一性状(尾的长短)的不同表现,符合相对性状的定义,故B符合题意。
C.狗和鹅是不同生物,无法构成相对性状,故C不符合题意。
D.龟和鹅是不同生物,其行为不构成相对性状,故D不符合题意。
【解题方法归纳】
核心定义法:紧扣“两个同一,一个不同。判断是否为相对性状,必须同时满足同种生物、同一性状和不同表现形式。实战步骤总结:第一步“看物种”→第二步“看性状”→第三步“看表现”。
2. 在学习染色体、基因和DNA的关系时,老师用图片做了说明。几位同学对相关知识理解有误的是( )
A.图中①是染色体,②是基因,③是DNA
B.遗传物质指的是③DNA
C.一个DNA分子上含有多个基因
D.人的染色体可分为性染色体和常染色体
【答案】A
【详解】A.由图可知,①是染色体,②是蛋白质,③是DNA,A错误。
B.③DNA分子为主要的遗传物质,B正确。
C.一般情况下,每一条染色体上具有一个DNA分子,一个DNA分子上包含多个基因,C正确。
D.人的染色体可分为性染色体和常染色体。男女体细胞中都有23对染色体,有22对染色体的形态、大小男女的基本相同,称为常染色体;其中有一对染色体在形态、大小上存在着明显差异,这对染色体与人的性别决定有关,称为性染色体,D正确。
【解题方法归纳】
概念关系层级法:建立清晰的层级概念:“染色体 > DNA > 基因”。
图示逻辑推理法:分析图形中各个部分的包含关系。
定义关键词锁定法:将选项表述与严谨的生物学定义进行比对。
3.已知人的有耳垂(A)对无耳垂(a)为显性。某同学父母都有耳垂,但他无耳垂。请推测该同学父母的基因组成分别是( )
A. AA、AA
B. AA、Aa
C. Aa、Aa
D. aa、aa
【答案】C
【详解】该同学无耳垂,基因组成是aa,他的这对a基因一个来自父亲,一个来自母亲。已知父母都有耳垂(显性性状),说明他们必然都携带一个A基因,才能表现出有耳垂。同时,他们又必须都提供一个a基因给后代。因此,父母的基因组成都是Aa。
【解题方法归纳】
遗传图解逆推法:
1. 确定隐性个体。先确定隐性性状个体的基因型。
2. 逆推亲本基因。隐性基因必须成对出现,所以亲本双方必然都至少携带一个隐性基因a。
3. 结合显性性状。若亲本表现为显性性状,则其基因型一定是“显性基因A + 隐性基因a”的杂合体(Aa)。
4. 果蝇的性别决定方式与人基本一样。如图为某果蝇体细胞中染色体组成图,下列相关叙述正确的是( )
A.该果蝇的性别为雌性 B.果蝇体细胞中有3对染色体
C.该果蝇只能产生一种类型的生殖细胞 D.果蝇体细胞中染色体成对存在
【答案】D
【详解】A.果蝇的性别决定方式与人基本一样,图中果蝇的性染色体组成为XY,所以该果蝇的性别为雄性,A不符合题意。
B.图中果蝇体细胞中的染色体包括XY、Ⅱ号染色体一对、Ⅲ号染色体一对、Ⅳ号染色体一对,所以果蝇体细胞中有4对染色体,B不符合题意。
C.在亲代的生殖细胞形成过程中,雄性产生两种类型的精子:含X染色体的精子和含Y染色体的精子,所以该果蝇能产生两种类型的生殖细胞,C不符合题意。
D.果蝇体细胞中染色体成对存在,生殖细胞内染色体成单存在,D符合题意。
【解题方法归纳】
染色体图谱“三步分析法”:第一步:数总数,分常性 → 第二步:辨性别 → 第三步:析选项
生殖细胞类型判断法:形成生殖细胞时,成对的染色体分离,染色体成单存在
概念原理直接应用法:对于基础陈述选项,直接调用核心概念进行判断
5. 下列生物的变异中,属于不可遗传变异的是( )
A.转基因技术培育抗虫棉 B.杂交技术培育高产奶牛
C.水肥充足的地里长出大花生 D.滥用抗生素产生耐药性细菌
【答案】C
【详解】A.转基因技术培育抗虫棉,因转基因技术改变了基因,属于可遗传变异,故A不符合题意。
B.杂交技术通过基因重组实现,遗传物质改变,属于可遗传变异,故B不符合题意。
C.水肥充足的地里长出大花生,是由外界环境引起的,未改变遗传物质,属于不可遗传变异,不能遗传给后代,故C符合题意。
D.抗生素筛选出耐药性细菌,基因突变可遗传,属于可遗传的变异,故D不符合题意。
【解题方法归纳】
核心判定法:溯源问因法
1. 判断变异的根源:是由遗传物质改变引起,还是单纯环境改变引起。
2. 验证步骤:如果去除或改变当前的环境条件,这种变异是否还能在后代中表现出来。
先锁定变异根源,再进行验证,就能清晰、准确地区分可遗传变异与不可遗传变异,轻松解决此类问题。
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