2017_2018学年高中生物全一册教学案（打包27套）浙科版必修2

第一章 孟德尔定律
知识系统构建
规律方法整合
整合一　基因、性状等概念间的相互联系
1．传粉类
(1)自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。
(2)异花传粉：两朵花之间的传粉过程。
(3)闭花授粉：花在未开放时，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，传粉后花瓣才展开，即开花。
2．交配类
(1)杂交：基因型不同的个体间相互交配的过程。
(2)自交：植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉。自交是获得纯合子的有效方法。
(3)测交：就是让杂种(F1)与隐性纯合子相交，来测F1的基因型。
(4)正交与反交：对于雌雄异株的生物杂交，若甲(♀)×乙(♂)为正交，则乙(♀)×甲(♂)为反交。
3．性状类
(1)相对性状：同种生物同一种性状的不同表现形式。
(2)显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1能表现出来的亲本性状。
(3)隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，F1未能表现出来的亲本性状。
(4)性状分离：杂交的后代中，显性性状和隐性性状同时出现的现象。
4．基因类
(1)等位基因：控制一对相对性状的两种不同形式的基因。
(2)显性基因：控制显性性状的基因(用大写字母表示)。
(3)隐性基因：控制隐性性状的基因(用小写字母表示)。
5．核心概念间的关系
例1　下列叙述错误的是(　　)
A．相对性状是指同种生物的不同性状的不同表现类型
B．杂种后代中显现不同性状的现象称为性状分离
C．表现型相同，基因型不一定相同
D．等位基因是控制相对性状的基因
答案　A
解析　相对性状是指同种生物同一性状的不同表现形式，故A错误。杂种后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象叫性状分离，故B正确。表现型相同，基因型不一定相同，如纯合高茎和杂合高茎，故C正确。等位基因能控制相对性状，故D正确。
整合二　例析“假设—推理法”
“假设—推理法”的基本步骤(以孟德尔一对相对性状的遗传实验为例)：
例2　孟德尔探索遗传规律时，运用了“假设—推理法”，该方法的基本内涵是在观察和分析的基础上提出问题后，通过推理和想象提出解决问题的假设，根据假设进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。下列相关叙述中不正确的是(　　)
A．“纯合的紫花豌豆与白花豌豆杂交，F2中紫花豌豆与白花豌豆的分离比是3∶1”属于推理的内容
B．“测交实验”是通过实验检验演绎推理的结论
C．“生物性状是由基因控制的”属于假设的内容
D．“F1(紫花)的基因型为Cc”属于假设的内容
答案　A
解析　A项是观察到的实验现象而不是推理内容，B项是验证演绎推理的结论，C、D两项都属于假设的内容。
整合三　分离定律与自由组合定律之间的关系
项目
基因的分离定律
基因的自由组合定律
两对相对性状
n对相对性状
相对性状的对数
一对
二对
n对
F1的配子
2种，比例相等
4种，比例相等
2n种，比例相等
F2的表现型及比例
2种，3∶1
4种，9∶3∶3∶1
2n种，(3∶1)n
F2的基因型及比例
3种，1∶2∶1
9种，(1∶2∶1)2
3n种，(1∶2∶1)n
F1测交后代表现型及比例
2种，1∶1
4种，(1∶1)2
2n种，(1∶1)n
实践应用
纯种鉴定、作物育种及预防遗传病
将优良性状重组在一起
联系
在生物性状的遗传过程中，两大遗传定律是同时遵循，同时起作用的。在有性生殖形成配子时，不同对的等位基因的分离和自由组合是互不干扰的，随机分配到不同的配子中
例3　如图所示，甲、乙两位同学分别用小球做遗传规律模拟实验，甲同学每次分别从Ⅰ、Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学每次分别从Ⅲ、Ⅳ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。他们每次都将抓取的小球分别放回原来小桶后再多次重复。分析下列叙述不正确的是(　　)
A．甲同学的实验模拟的是基因的分离和配子随机结合的过程
B．实验中每只小桶内两种小球的数量必须相等，但Ⅰ、Ⅱ桶小球总数可不等
C．乙同学的实验可模拟两对性状自由组合的过程
D．甲、乙重复100次实验后，统计的Dd、AB组合的概率均约为50%
答案　D
解析　甲重复100次实验后，Dd组合的概率约为50%，乙重复100次实验后，AB组合的概率约为25%。
整合四　遗传图解的书写方法
以Cc×Cc为例，紫花基因为C，白花基因为c。
1．棋盘法
两个亲本杂交时，将每一个亲本产生的配子及配子出现的概率分别放在棋盘格的一侧，根据雌雄配子都有相同的结合机会，在每一个空格中写出它们后代的基因型和表现型，每一格中合子的概率是两个配子概率的乘积。
P　　　 　　Cc　　　　×　　　　Cc
　　 　(紫花)　　　　　　　(紫花)
　 ↓
配子
1/2C
1/2c
1/2C
1/4CC紫花
1/4Cc紫花
1/2c
1/4Cc紫花
1/4cc白花
子代
2．雌雄配子交叉线法(如下图)
例4　在一些性状遗传中，某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化，小鼠毛色的遗传就是一个例子。一个研究小组经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现：
A．黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠
B．黄色鼠与黄色鼠杂交，后代黄色鼠与黑色鼠的比例为2∶1
C．黄色鼠与黑色鼠杂交，后代黄色鼠与黑色鼠的比例为1∶1
根据上述实验结果，回答下列问题(控制毛色的显性基因用A表示，隐性基因用a表示)：
(1)黄色鼠的基因型是________，黑色鼠的基因型是________。
(2)推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是________。
(3)写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。
答案　(1)Aa　aa　(2)AA
(3) B杂交组合遗传图解：　　C杂交组合遗传图解：
解析　根据B组遗传实验结果，黄色鼠的后代中出现了黑色鼠，推知黄色对黑色为显性，其中黑色个体为纯合子(aa)。B组亲本中的黄色个体一定为杂合子(Aa)，由于杂合子自交后代的基因型为1AA(黄色)∶2Aa(黄色)∶1aa(黑色)，而实际产生出的后代为黄色鼠∶黑色鼠＝2∶1，则最可能的原因是AA个体在胚胎发育过程中死亡，存活的黄色鼠的基因型为Aa。
热点考题集训
1．下列有关纯合子和杂合子的叙述，不正确的是(　　)
A．纯合子之间杂交，后代不一定是纯合子
B．杂合子之间杂交，后代全是杂合子
C．前者基因组成相同；后者基因组成不同
D．前者自交后代性状不分离，后者自交后代性状分离
答案　B
解析　假设显性基因为A，隐性基因为a，则纯合子的基因型为AA或aa，杂合子为Aa，纯合子基因组成相同，自交后代无性状分离，杂合子基因组成不同，自交后代会出现性状分离，所以C、D项正确；根据分离定律，杂合子之间杂交(即Aa×Aa)，后代会出现三种基因型：AA、Aa和aa，且分离比为1∶2∶1，所以B项不正确。
2．将基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部种下，待其长成幼苗后，人工去掉隐性个体。并分成①、②两组，在下列情况下：①组全部让其自交；②组让其所有植株间相互传粉。①、②两组的植株上aa基因型的种子所占比例分别为(　　)
A．1/9、1/6 B．1/6、1/9
C．1/6、5/12 D．3/8、1/6
答案　B
解析　基因型为Aa的水稻自交一代，去掉隐性个体后的基因型及比例为1AA∶2Aa，①组全部让其自交，只有Aa自交的结果有aa基因型，所占比例为1/4×2/3＝1/6；②组让其所有植株间相互传粉，相当于随机交配，包括自交和不同的基因型间的杂交，两种配子及比例是2/3A、1/3a，aa所占的比例为1/3×1/3＝1/9，B正确。
3．黄色皱形(Yyrr)与绿色圆形(yyRr)豌豆杂交，F1的基因型种类及比例为(　　)
A．4种，1∶1∶1∶1 B．3种，1∶2∶1
C．2种，1∶1 D．4种，3∶1∶3∶1
答案　A
解析　单独分析每对基因，Yy与yy的F1的基因型种类是2种，即Yy∶yy＝1∶1，rr与Rr的F1的基因型种类是2种，即Rr∶rr＝1∶1。故Yyrr与yyRr杂交得F1的基因型种类是2×2＝4(种)，比例为(1∶1)(1∶1)＝1∶1∶1∶1。
4．已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，相关基因(A、a)位于常染色体上。将纯种的灰身和黑身果蝇杂交，F1全为灰身。F1自交(基因型相同的雌雄果蝇相互交配)产生F2，下列针对F2个体间的杂交方式所获得的结论不正确的是(　　)
选项
杂交范围
杂交方式
后代中灰身和黑身果蝇的比例
A
取F2中的雌雄果蝇
自由交配
3∶1
B
取F2中的雌雄果蝇
自交
5∶3
C
取F2中的灰身果蝇
自由交配
9∶1
D
取F2中的灰身果蝇
自交
5∶1
答案　C
解析　若F2中雌雄果蝇自由交配，F2产生的雌雄配子中a配子的概率均为，则后代中黑身个体(aa)的概率为×＝，故后代中灰身与黑身果蝇之比为3∶1，A正确；F2中雌雄果蝇自交方式有三种，即①(AA×AA)，②(Aa×Aa)，③(aa×aa)，其中组合②③后代中黑身个体的概率为×＋×1＝，故后代中灰身和黑身果蝇的比例为5∶3，B正确；若F2中灰身果蝇自由交配，F2灰身果蝇产生的雌雄配子中a配子的概率为，其后代中黑身个体(aa)的概率为×＝，故后代中灰身和黑身果蝇的比例为8∶1，C错误；F2的灰身果蝇自交方式有两种，即(AA×AA)，(Aa×Aa)，则后代中黑身个体(aa)的概率为×＝，故后代中灰身和黑身果蝇的比例为5∶1，D正确。
5．在家蚕遗传中，蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的黑色和淡赤色是相对性状，黄茧和白茧是相对性状(控制这两对性状的基因自由组合)，两个杂交组合得到的子代(足够多)数量比见下表，以下叙述中不正确的是(　　)
子代
亲代
黄茧黑色蚁蚕
白茧黑色蚁蚕
黄茧淡赤色蚁蚕
白茧淡赤色蚁蚕
组合一
9
3
3
1
组合二
0
1
0
1
A.黑色对淡赤色为显性，黄茧对白茧为显性
B．组合一中两个亲本的基因型和表现型都相同
C．组合二中亲本的基因型和子代的基因型相同
D．组合一和组合二的子代中白茧淡赤色蚁蚕的基因型不完全相同
答案　D
解析　从组合一的杂交结果中可以看出，黄茧∶白茧＝3∶1，黑色∶淡赤色＝3∶1，所以黄茧和黑色为显性，则白茧淡赤色蚁蚕为双隐性纯合子，该种个体基因型相同。
6．某植物的基因型为AaBb，两对等位基因独立遗传，在该植物的自交后代中，表现型不同于亲本且能稳定遗传的个体所占的比例为(　　)
A. B. C. D.
答案　A
解析　基因型为AaBb的植物自交，子代有16种结合方式，4种表现型，且每一种表现型中均有一个纯合子(AABB、aaBB、AAbb、aabb)，故该植物的自交后代中，表现型不同于亲本且能稳定遗传的个体所占的比例为。
7．旱金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对同源染色体上，作用相等且具叠加性。已知每个显性基因控制花长为5 mm，每个隐性基因控制花长为2 mm。花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离，其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是(　　)
A．1/16 B．2/16 C．5/16 D．6/16
答案　D
解析　由“花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离”说明花长为24 mm的个体为杂合子，再结合每个显性基因控制花长为5 mm，每个隐性基因控制花长为2 mm且旱金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对同源染色体上，作用相等且具叠加性可推知花长为24 mm的亲本中含4个显性基因和2个隐性基因，假设该种个体基因型为AaBbCC，则其互交后代含4个显性基因和2个隐性基因的基因型有AAbbCC、aaBBCC、AaBbCC，这三种基因型在后代中所占的比例为1/4×1/4×1＋1/4×1/4×1＋1/2×1/2×1＝6/16。
8．豌豆中，籽粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色(y)和皱形(r)为显性。现有甲(黄色圆形)与乙(黄色皱形)两种豌豆杂交，子代有四种性状表现，如果让甲自交，乙测交，则它们的后代性状表现之比应分别为(　　)
A．9∶3∶3∶1及1∶1∶1∶1
B．3∶3∶1∶1及1∶1
C．9∶3∶3∶1及1∶1
D．3∶1及1∶1
答案　C
解析　由题意可知，甲与乙杂交子代有四种性状表现，则依据分离定律，甲(黄)×乙(黄)，后代存在两种性状表现，即黄与绿，则甲(Yy)×乙(Yy)；甲(圆)×乙(皱)杂交，后代存在两种性状表现，则甲(Rr)×乙(rr)，故甲为YyRr，乙为Yyrr。甲自交、乙测交后代的性状表现比例分别为9∶3∶3∶1及1∶1。
9．南瓜果型的遗传符合孟德尔遗传定律，请回答下列问题：
(1)以能稳定遗传的南瓜品种长圆形果和扁盘形果为亲本杂交，子一代均为扁盘形果。据此判断，____________为显性，________________为隐性。
(2)若上述性状由一对等位基因控制(A、a)，则杂交得到的子一代自交，预测子二代的表现型及其比例应该是________________。请用遗传图解来说明所作的推断。
(3)实际上该实验的结果是：子一代均为扁盘形果，子二代出现性状分离，表现型及其比例为扁盘形∶圆球形∶长圆形＝9∶6∶1。依据实验结果判断，南瓜果形性状受________对基因的控制，符合基因的__________(分离/自由组合)定律。请用遗传图解说明这一判断(另一对基因设为B、b)。
(4)若用测交的方法检验对以上实验结果的解释，测交的亲本基因组合是________________。预测测交子代性状分离的结果应该是______________________________。
答案　(1)扁盘形　长圆形
(2)扁盘形∶长圆形＝3∶1　遗传图解如下
(3)两　自由组合　遗传图解如下
(4)AaBb×aabb　扁盘形∶圆球形∶长圆形＝1∶2∶1
解析　具有一对相对性状的纯合子杂交，子代中出现的性状为显性性状。子一代自交得到子二代就会出现性状分离，其比例为显∶隐＝3∶1，如果子一代自交得到子二代出现的性状比例为9∶6∶1，与两对等位基因控制的子二代比例相似，说明其性状是由两对等位基因控制的，而且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律，经比较9∶6∶1与9∶3∶3∶1可知，两对等位基因中存在2个显性基因时是扁盘形，都是隐性基因时是长圆形，只有一个显性基因时是圆球形。
10．如图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若Ⅱ7为纯合子，请据图回答下列问题：
(1)甲病是________性遗传病，乙病是______性遗传病。
(2)Ⅱ5的基因型可能是________________，Ⅲ8的基因型是________________。
(3)Ⅲ10是纯合子的概率是________。
(4)假设Ⅲ10与Ⅲ9结婚，生下正常男孩的概率是________________。
答案　(1)显　隐　(2)aaBB或aaBb　AaBb　(3)2/3 (4)5/12
解析　都患甲病的Ⅰ1和Ⅰ2有正常的后代，都不患乙病的Ⅰ1和Ⅰ2有患乙病的后代，说明甲病是显性遗传病、乙病是隐性遗传病。由Ⅱ5正常得出其基因型为aaB_，Ⅲ8患甲病可由Ⅱ3(正常)和Ⅱ4(患两种病)得出其基因型为AaBb。Ⅱ6为Bb(2/3)或BB(1/3)，且Ⅱ7为纯合子，所以Ⅲ10为纯合子的概率为1/3＋2/3×1/2＝2/3。已知Ⅲ9的基因型为aabb，Ⅲ10为aaBb的概率是1/3，所以后代患病的概率是1/3×1/2，即生下正常男孩的概率为1/2×(1－1/3×1/2)＝5/12。
第一节　分离定律(Ⅰ)
知识内容
必考要求
加试要求
孟德尔选用豌豆做遗传实验材料的原因
b
b
一对相对性状的杂交实验和解释
b
b
课时
要求
1.通过分析豌豆作为遗传实验材料的主要特征和杂交技术的一般步骤与方法，学会依据研究目的使用合适的实验材料。2.结合教材图文，概述一对相对性状的杂交实验以及对分离现象的解释，并能画出遗传图解。3.举例说明有关的遗传学术语。
遗传，俯拾皆是的生物现象，其中的奥秘却隐藏至深。人类对它的探索之路，充满着艰难曲折，又那么精彩绝伦。那么是谁发现了遗传的奥秘呢？
孟德尔——遗传学的奠基人，他经过八年的实验发现了遗传规律。后人对于他的工作和评价：
八年耕耘源于对科学的痴迷，
一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。
实验设计开辟了研究的新路，
数学统计揭示出遗传的规律。
其实当时很多人都在研究豌豆，为什么他有这么大的成就呢？显然他在实验设计和数据处理上有创新。那么他是怎么实验的？我们循着150多年前孟德尔研究豌豆的足迹，共同探索遗传规律，体会科学探索的过程。
一、一对相对性状的杂交实验
1．豌豆作为杂交实验材料的优点
(1)严格的自花授粉、闭花授粉，便于形成纯种。
(2)花冠的形状便于人工去雄和授粉。
(3)豆粒都留在豆荚中，便于观察和计数。
(4)具有多个稳定的、可区分的性状。
①性状：生物的形态、结构和生理生化等特征的总称，如豌豆的花色、种子的形状等。
②相对性状：每种性状的不同表现形式，如豌豆的紫花与白花是一对相对性状。
2．单因子杂交实验
(1)过程
去雄：除去紫花母本上未成熟花的全部雄蕊
　↓
套袋：套上纸袋，防止外来花粉干扰
　↓
人工授粉：授以白花父本的花粉
　↓
再套袋
(2)结果及分析
①F1：全部是紫花。F1中表现出来的亲本性状叫做显性性状；未表现出来的亲本性状叫做隐性性状。
②F2的性状及比例：紫花∶白花＝3∶1。这种在杂交后代中显性性状和隐性性状同时出现的现象称为性状分离。
如图是豌豆杂交实验的过程，请据图回答下列问题：
1．步骤①和②分别是什么？处理时间和目的分别是什么？
答案　步骤①是去雄，应该在开花前(花蕾期)进行，目的是防止自花授粉；步骤②是人工授粉，在去雄1～2天后进行，目的是防止外来花粉的干扰。
2．该杂交实验中，母本和父本分别是哪种豌豆？
答案　该杂交实验中，紫花豌豆为母本，白花豌豆为父本。
3．若F2共获得20株豌豆，白花个体一定是5株吗？说明原因。
答案　不一定。样本数量太少，不一定完全符合3∶1的性状分离比，孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多的情况下得出的。
4．若以此为正交，那么反交如何进行？正、反交结果是否相同？
答案　反交是以紫花豌豆为父本，白花豌豆为母本；正、反交结果相同。
5．黄瓜的高茎和矮茎是一对相对性状，现有纯合的高茎黄瓜和矮茎黄瓜，该如何来区分哪种性状是显性性状？黄瓜是单性花，对其人工异花传粉操作与豌豆的最大区别是什么？
答案　让纯合的高茎黄瓜和矮茎黄瓜杂交，F1显现出来的性状是显性性状，未显现出来的是隐性性状。黄瓜的人工异花传粉无需“去雄”操作。
知识整合　孟德尔实验中的比例是在实验材料足够多的情况下得出的。样本数量太少时，不一定完全符合3∶1的性状分离比；判断一对相对性状的显隐性，用具有相对性状的纯合子杂交，F1表现出来的性状是显性性状，未表现出来的是隐性性状；单性花只有雄蕊或雌蕊，无需去雄。
1．对于孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的遗传实验，不必具备的条件是(　　)
A．选用的一对相对性状要有明显的差异
B．实验选用的两个亲本，一定是纯种
C．要让显性亲本作父本，隐性亲本作母本
D．要让两个亲本之间进行有性杂交
答案　C
解析　孟德尔所做的豌豆的一对相对性状的杂交实验中，豌豆必须具有一对易于区分的相对性状，同时亲本必须是纯种，具有相对性状的两个纯合亲本必须进行有性杂交，该过程中正反交实验都要做，才能使实验更具有说服力。
2．人工异花传粉的过程正确的是(　　)
①花粉成熟前　②花粉成熟时　③花谢后　④套袋 ⑤去雄　⑥异花传粉
A．②⑤④③⑥④ B．①④⑤②⑥④
C．①⑤④②⑥ D．①⑤④②⑥④
答案　D
解析　人工异花传粉的关键是避免非目的花粉的传粉，所以花粉成熟前去雄，目的是避免自花传粉。异花传粉前后都要套袋，是为了避免其他成熟花粉影响实验结果。
3．一对相对性状的亲本杂交，子二代中(　　)
A．所有的统计结果都等于3∶1
B．统计的样本足够大时才符合3∶1
C．性状按3∶1的比例出现
D．统计的样本越小越接近3∶1
答案　B
解析　孟德尔之后，科学家们在继续研究中发现，只有满足大样本即实验群体足够大时，才能够实现孟德尔统计的比例关系，越小越偏离，越大越接近。
二、对分离现象的解释
1．孟德尔对分离现象所作的假设
(1)性状是由遗传因子(后称为基因)控制的。
(2)基因在体细胞内是成对的。
(3)每个配子只含有成对基因中的一个。
(4)F1的体细胞内有两个不同的基因，但各自独立、互不混杂。
(5)受精时雌、雄配子的结合是随机的。
2．单因子杂交实验的分析
(1)亲本的基因型
P：紫花CC×白花cc。
(2)F1的分析
①F1的基因型：Cc，表现型：紫花。
②F1的雌配子：C和c，雄配子：C和c。
(3)用棋盘法推出F2的结果：
♀
♂
C
c
C
CC(紫花)
Cc(紫花)
c
Cc(紫花)
cc(白花)
3.相关概念
(1)等位基因：控制一对相对性状的两种不同形式的基因。
(2)纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的个体。
(3)杂合子：由两个基因型不同的配子结合而成的个体。
(4)基因型：控制性状的基因组合类型。
(5)表现型：具有特定基因型的个体所表现出来的性状。
在进行豌豆杂交实验时，孟德尔选择了子叶颜色这一对相对性状，其中豌豆子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。下面是孟德尔用纯合亲本杂交得到的子一代(F1)自交，实验结果如下：
1．图中Y、y两种雄配子的数目是否相等？雄配子Y与雌配子Y数目是否相等？
答案　Y、y两种雄配子的数目是相等的；但是由于雄配子要多于雌配子，所以雄配子Y要远多于雌配子Y。
2．表中①②③的基因型和表现型分别是怎样的？
答案　①和②基因型均为Yy，表现型为黄色子叶；③基因型为yy ，表现型为绿色子叶。
3．F2中纯合子和杂合子所占比例分别是多少？F2的黄色子叶豌豆中纯合子和杂合子所占比例又分别是多少？
答案　F2中纯合子和杂合子所占比例分别是 1/2和1/2，F2的黄色子叶豌豆中纯合子和杂合子所占比例分别是1/3和2/3。
4．F2要出现3∶1的分离比，需要满足什么样的条件？
答案　(1)F1形成两种配子的数目是相等的，且它们的生活力是一样的；(2)F1的两种配子的结合机会是相等的；(3)F2的各种基因型的个体成活率是相等的。
知识整合　F1产生的两种雄配子(或雌配子(的数目是相等的，但雄配子总体上要远多于雌配子；F2要出现3∶1的分离比，需要满足：F1形成两种数目相等的配子，且它们的生活力是一样的；F1的两种配子的结合机会是相等的；F2的各种基因型的个体成活率是相等的。
4．下列关于遗传学基本概念的叙述，正确的是(　　)
A．紫花豌豆与白花豌豆正交、反交子代表现型不同
B．纯合子自交产生的子一代所表现的性状就是显性性状
C．性状相同，基因型不一定相同
D．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状
答案　C
解析　紫花豌豆与白花豌豆无论正交，还是反交，子代均表现为紫色；隐性个体一定是纯合子，其自交后代仍表现为隐性性状；基因型相同的个体性状一般相同，但性状相同的个体基因型不一定相同，如AA和Aa；狗的长毛和短毛才是相对性状。
5．下列关于纯合子与杂合子的叙述，正确的是(　　)
A．纯合子自交，后代不发生性状分离
B．杂合子杂交，后代不发生性状分离
C．纯合子自交，后代发生性状分离
D．杂合子自交，后代不发生性状分离
答案　A
解析　纯合子自交，后代全是纯合子，不会发生性状分离；杂合子自交的后代既有纯合子也有杂合子，会发生性状分离。
6．人的双眼皮(A)对单眼皮(a)是显性，一对双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子，这是为什么？请用遗传图解回答。
答案　父母都是杂合子，图解如下：
1．用豌豆进行遗传实验时，下列操作错误的是(　　)
A．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊
B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去
C．杂交时，须在花粉尚未成熟时除去母本的雌蕊
D．人工传粉后，应套袋
答案　C
解析　豌豆属于自花传粉、闭花授粉植物。自然状态下自交，是纯种。杂交时，要在花粉尚未成熟时除去母本的雄蕊，保留其雌蕊并套袋，然后对其进行人工授粉，授粉后为避免外来花粉的干扰，应对其继续做套袋处理。
2．下列各组性状互为相对性状的是(　　)
A．白种人的白色皮肤和棕色头发
B．绵羊的白毛和黑毛
C．玉米的黄粒和圆粒
D．豌豆的高茎和豆荚绿色
答案　B
解析　相对性状是指一种生物的同一种性状的不同表现形式，白种人的白色皮肤和棕色头发，一个是皮肤的颜色，一个是头发的颜色，它们不互为相对性状，A错误；绵羊的白毛和黑毛互为相对性状，B正确；玉米的黄粒和圆粒，一个是种子颜色，一个是种子形状，它们不互为相对性状，C错误；豌豆的高茎和豆荚绿色，一个是茎的高度，一个是豆荚的颜色，不是同一种性状，D错误。
3．下列叙述正确的是(　　)
A．生物体没有表现出来的性状称为隐性性状
B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状
C．若子代中出现显性性状，则亲代中必有显性性状个体
D．在一对相对性状的遗传实验中，双亲只具有一对相对性状
答案　C
解析　隐性性状并非一直不能表现出来，只是在子一代中不能表现；在一对相对性状的遗传实验中，双亲并非只具有一对相对性状，而是只研究其中的一对相对性状。
4．用纯种高茎豌豆(DD)与纯种矮茎豌豆(dd)杂交，得到F1全为高茎，将F1自交得F2，F2中高茎∶矮茎为3∶1。下列选项中不是实现F2中高茎∶矮茎为3∶1的条件的是(　　)
A．F1形成配子时，成对的基因分离，形成两种配子
B．含有不同基因的配子随机结合
C．含有不同基因型的种子必须有适宜的生长发育条件
D．只需A项条件，而不需B、C两项条件
答案　D
解析　F1自交后代出现性状分离，分离比为3∶1。条件有：①F1形成配子时成对的基因分离，形成D配子和d配子；②这两种类型的雌雄配子随机结合，且结合机会相等；③含各种基因型的种子必须有实现各自基因表达的环境条件。
5．如图为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅图后回答下列问题：
(1)该实验的亲本中，父本是____________，母本是____________。
(2)操作①叫做________，操作②叫做________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上__________________，操作过程中______________，操作后______________。
(3)紫花(A)对白花(a)为显性，则杂种种子种下去后，长出的豌豆植株开的花为________色。
(4)若P皆为纯合子，让F1进行自交，F2的性状中，红花与白花之比为________，F2的基因型有__________，且比值为________。生物体的这种现象称为__________。
答案　(1)白花豌豆　紫花豌豆　(2)去雄　授粉　要在花粉成熟之前进行　要干净、全部、彻底　要外套纸袋　(3)紫　(4)3∶1　AA、Aa、aa　1∶2∶1　性状分离
解析　(1)(2)涉及植物杂交实验方法，要注意的重点是豌豆是天然的自花授粉、闭花授粉植物，必须适时用合适的方法去雄。(3)中得到的后代性状仍为显性。(4)可根据孟德尔对分离现象的解释进行推理计算。
课时作业
[学考达标]
1．孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的理由及对豌豆进行异花传粉前的处理是(　　)
①豌豆是闭花授粉植物　②豌豆在自然状态下是纯种　③用豌豆作实验材料有直接经济价值　④豌豆各品种间具有一些稳定的、差异较大而且容易区分的性状　⑤开花时期母本去雄，然后套袋　⑥花蕾期母本去雄，然后套袋
A．①②③④；⑥ B．①②；⑤⑥
C．①②④；⑥ D．②③④；⑥
答案　C
解析　豌豆是自花授粉且闭花授粉植物，在进行异花传粉之前，必须保证雌花没有授粉，因此要在花蕾期去雄。
2．下列各项中属于相对性状的是(　　)
A．克隆羊的黑毛和白毛
B．眼大和眼角上翘
C．桃树的红花和绿叶
D．豌豆的高茎和水稻的矮茎
答案　A
解析　眼大和眼角上翘不是同一种性状，所以B项不符合；C项也不符合同一种性状的不同表现类型的要求；D项不是同一物种的性状。
3．家兔的毛色中，白色和黑色是一对相对性状。请你分析下列4组杂交组合的亲子代性状，其中，体现出了性状分离现象的一组是(　　)

答案　C
解析　白兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象，A错误；黑兔和白兔杂交后代均为白兔，没有体现性状分离现象，B错误；白兔和白兔杂交后代出现黑兔，体现了性状分离现象，C正确；黑兔和白兔杂交后代有黑兔，也有白兔，没有体现性状分离现象，D错误。
4．水稻的晚熟和早熟是一对相对性状，晚熟受显性基因(E)控制。现有纯合的晚熟水稻和早熟水稻杂交，下列说法不正确的是(　　)
A．F1的基因型是Ee，性状表现为晚熟
B．F1自交时产生的雌雄配子数量之比为1∶1
C．F1自交后得F2，F2的基因型可能为EE、Ee和ee，其比例为1∶2∶1
D．F2的性状表现为晚熟和早熟，其比例为3∶1
答案　B
解析　在数量上，雄配子数量远大于雌配子，但F1自交时产生的两种雄配子数量之比或两种雌配子数量之比为1∶1。
5．两株高茎豌豆杂交，后代高茎和矮茎植株数量的比例如图所示，则亲本的基因型可表示为(　　)
A．GG×gg B．GG×Gg
C．Gg×Gg D．gg×gg
答案　C
解析　由图中信息可知，两株高茎豌豆杂交后代中，高茎∶矮茎≈3∶1，符合杂合子自交的实验结果，故推测亲本基因型为Gg×Gg。
6．下列为一对相对性状的杂交实验中性状分离现象的假设性解释，其中错误的是(　　)
A．生物的性状是由细胞中的基因决定的
B．体细胞中的基因成对存在，互不融合
C．在配子中只含有每对基因中的一个
D．生物的雌雄配子数量相等，且随机结合
答案　D
解析　高等生物的雄配子数一般远远大于雌配子数。
[高考提能]
7．在下列实例中，分别属于相对性状和性状分离的是(　　)
①羊的长角与短腿
②水稻的非糯性和糯性
③兔的粗毛和狗的细毛
④高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，后代全为高茎豌豆
⑤开红花的牡丹与开白花的牡丹杂交，后代全开粉红花
⑥一对正常的夫妇所生子女中有一个是白化病患者
A．①⑤ B．②④ C．②⑥ D．③⑤
答案　C
解析　相对性状是一种生物的同一种性状的不同表现形式，所以题目中只有②水稻的非糯性和糯性是相对性状；性状分离是指杂交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象，只有⑥中可以确定这两个夫妇都是白化病基因的携带者，而他们的后代中有一个是隐性性状白化病，其他表现为显性性状正常，所以C正确。
8．玉米籽粒黄色对白色为显性，现用白色玉米为母本，去雄后授以黄色玉米花粉，若母本植株所结籽粒中出现白色子粒，下列哪项是可能的原因(　　)
A．父本是杂合子或外来花粉授粉
B．卵细胞未受精
C．父本的花粉中无配子
D．以上叙述均不正确
答案　A
9．纯种甜玉米与非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米的籽粒，而非甜玉米果穗上找不到甜玉米的籽粒，这说明(　　)
A．“甜”是显性 B．“非甜”是显性
C．籽粒混杂 D．与传粉有关
答案　B
解析　纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植就能进行相互传粉。非甜玉米上结的籽粒都是非甜的，非甜玉米的胚珠可能有两种受精方式，一种是自花传粉，得到纯合非甜玉米籽粒；另一种是异花传粉，得到杂合的非甜玉米籽粒。由此可确定非甜对甜是显性。甜玉米果穗上结的籽粒有甜的，也有非甜的。甜玉米的胚珠受精方式也有两种可能，一种是自花传粉，得到的是纯合的甜玉米；另一种是异花传粉，即非甜玉米的花粉传给甜玉米，得到的是杂合的籽粒，表现型为非甜。由此也可以确定非甜对甜是显性。
10．蛇的黑斑与黄斑是一对相对性状，现进行如下杂交实验：
甲：P　黑斑蛇×黄斑蛇　 乙：P　黑斑蛇×黑斑蛇
　　　 　↓　　　　　　 　　　　 ↓
　 F1 黑斑蛇　黄斑蛇　　 F1 黑斑蛇　黄斑蛇
根据上述杂交实验，下列结论不正确的是(　　)
A．所有黑斑蛇的亲本至少有一方是黑斑蛇
B．黄斑是隐性性状
C．甲实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同
D．乙实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型相同
答案　D
解析　由乙实验可知黑斑为显性性状，乙实验中亲本基因型都是Aa，则F1的基因型有AA、Aa、aa，其中AA、Aa是黑斑蛇，故乙实验中，F1中的黑斑蛇与亲本黑斑蛇的基因型不完全相同。
11．玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花。在一个育种实验中，采用A、B两棵植株进行如图所示的杂交实验：
实验一　在杂交Ⅰ中，将植株A的花粉粒转移到同一植株的雌花上，授粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。
实验二　在杂交Ⅱ中，植株B的花粉粒被转移到同一植株的雌花上，进行授粉。
实验三　在杂交Ⅲ中，植株A的花粉粒被转移到与植株B具有相同的基因型的另一植株的雌花上进行授粉。
上述三种杂交所获得玉米粒的颜色如下表所示：
杂交
紫红玉米粒
黄玉米粒
Ⅰ
587
196
Ⅱ
0
823
Ⅲ
412
396
(1)在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是________，其理由是____________________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)用G代表显性性状，g代表隐性性状，则植株A的基因型为________，植株B的基因型为________。杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒的基因型是________________。
(3)杂交Ⅰ的子代中，紫红玉米粒中杂合子所占比例为________。
答案　(1)黄色　从杂交Ⅰ可知，植株A自交，后代出现性状分离，且紫红玉米粒∶黄玉米粒≈3∶1，说明紫红色是显性性状，黄色是隐性性状　(2)Gg　gg　GG、Gg (3)2/3
解析　由题意可推知，植株A的基因型为Gg；杂交Ⅱ为植株B自交，结果全为黄玉米粒，可确定植株B的基因型为gg；杂交Ⅲ中植株A与和植株B具有相同基因型的另一植株杂交，得到后代紫红色∶黄色＝1∶1，为测交实验，可进一步确定上述基因型的推断是正确的。杂交Ⅰ所得紫红玉米粒中1/3为GG,2/3为Gg。
12．观察南瓜果实的颜色遗传图解，据图回答问题：
(1)果实的黄色和白色是一对相对性状吗？________。判断的依据是______________________
_________________________________。
(2)果实的颜色中属于显性性状的是________，判断依据是______________________________
________________________________。
(3)F1中出现黄果和白果，属于性状分离吗？________。判断依据是_______________________
________________________________。
(4)假如F1中一株白果南瓜植株自交结了4个南瓜，颜色情况是_________________________，判断依据是__________________________________________________________________。
答案　(1)是　黄色与白色属于同种生物的同一种性状的不同表现形式　(2)白色　F1中的白果自交后代出现了性状分离　(3)不属于　性状分离应是杂种自交出现的，而F1出现的黄果和白果是一对相对性状杂交得到的
(4)各种情况均有可能　在果实数量比较少的情况下，不符合白∶黄＝3∶1
解析　果实的黄色和白色符合相对性状的“二同一异”的特点。由图解看出：两个具有相对性状的亲本杂交，F1出现了两种类型，不能判断显隐性，也不符合性状分离。F1中的白果自交，出现了性状分离，可判断白色为显性。F1自交出现的性状分离比，在数量少的情况下可能偏离这一比例。
13．用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交实验，F1全为高茎，让F1自交，获得F2，共有556株。
(1)F2中纯合子大约________株。
(2)F2中杂合子大约________株；F2高茎植株中，杂合子大约________株。
(3)F2中矮茎植株全部为纯合子吗？________(填“是”或“否”)。
(4)从F2中取一高茎豌豆，请设计一个实验探究其基因型。(用D和d表示该对基因)
实验步骤：
第一步：该高茎植株的幼苗生长至开花时，让该植株进行________，获得种子；
第二步：将获得的所有种子种植得到子代植株，观察子代植株性状表现。
结果与结论：
①若后代全部表现为高茎，则该植株的基因型为________；
②若后代植株中__________________，则该植株的基因型为________。
答案　(1)278　(2)278　278　(3)是
(4)自交　①DD　②既有高茎，也有矮茎　Dd
解析　由题干知，高茎对矮茎为显性，F1的基因型为Dd，可见：
(1)F2中纯合子占1/2，即556×1/2＝278(株)。
(2)F2中杂合子占1/2，即556×1/2＝278(株)。高茎植株有两种类型DD、Dd，分别占1/3、2/3，即杂合高茎植株占高茎植株的2/3即556×3/4×2/3＝278(株)。
(3)矮茎为隐性性状，故全部为纯合子。
(4)F2中高茎植株可能为AA(1/3)、Aa(2/3)，而且可用简单的自交法予以鉴别。
[真题体验]
14．(2014·海南，25)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是(　　)
A．抗病株×感病株
B．抗病纯合子×感病纯合子
C．抗病株×抗病株，或感病株×感病株
D．抗病纯合子×抗病纯合子，或感病纯合子×感病纯合子
答案　B
解析　判断性状的显隐性关系的方法有：①定义法—具有相对性状的纯合个体进行正、反交，子代表现出来的性状就是显性性状，对应的为隐性性状；②相同性状的雌雄个体间杂交，子代出现不同于亲代的性状，该子代的性状为隐性，亲代的性状为显性。故选B。
15．(经典高考题)下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是(　　)
A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交
B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度
C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合
D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花授粉的特性
答案　D
解析　豌豆杂交实验中，要在花蕾期进行去雄；在豌豆的杂交实验中，需要考虑雄蕊和雌蕊的发育程度，掌握授粉的时间；只根据亲本的个体表现型无法判断是否为纯合子，因为显性个体可能是纯合子也可能是杂合子。
第一节　分离定律(Ⅱ)
知识内容
必考要求
加试要求
一对相对性状杂交实验的验证
b
b
分离定律的实质
b
b
显性的相对性
a
a
孟德尔遗传实验的过程、结果与科学方法
c
c
课时
要求
1.阐明测交实验的设计目的，理解对分离定律的验证过程，弄清分离定律的实质。2.辨别显性的相对性。
根据孟德尔提出的基因相互分离的假设，能圆满的解释一对相对性状的杂交实验结果。理论假设是否正确？孟德尔是怎样验证他的解释呢？
孟德尔提出遗传的基本规律，是建立在对实验结果分析的基础上的，孟德尔在研究遗传定律的过程中充分运用了一种科学方法——“假设——推理”法。
一、分离假设的验证
1．分离假设的核心内容(即分离定律的实质)
控制一对相对性状的两个不同的等位基因互相独立、互不沾染，在形成配子时彼此分离，分别进入不同的配子中。
2．分离假设的验证方法——测交法
(1)实验原理
将F1(Cc)与隐性纯合子(白花亲本cc)进行杂交。隐性亲本只产生c型一种配子，测交后代的表现类型及其比例可反映出F1所产生的配子类型及其比例。
(2)实验预期
(3)实验结果：F1×白花植株→85紫花∶81白花，接近1∶1。
(4)实验结论：测交实验的结果与预期完全相符。证明了孟德尔遗传因子分离的假设是正确的，从而肯定了分离定律。
杂交、自交和测交在遗传中各有不同的用途，请分析以下遗传问题：
1．已知豌豆豆荚的绿色和黄色是一对相对性状，如何来确定二者的显隐性关系？
答案　用纯合的绿豆荚豌豆和纯合的黄豆荚豌豆杂交，子一代显现出来的性状是显性性状。
2．已知豌豆的高茎对矮茎为显性，现有一株高茎豌豆，如何鉴定该高茎豌豆是纯合子还是杂合子？
答案　让该高茎豌豆自交，若后代全为高茎豌豆，则该豌豆是纯合子，若后代发生性状分离，则该豌豆是杂合子。
3．羊的白毛对黑毛是显性，现有一只白毛公羊，如何鉴定该白毛公羊的基因型是纯合还是杂合？
答案　让该白毛公羊和多只黑毛母羊交配，子代如果出现黑毛羊，则该白毛羊的基因型为杂合，若子代全为白毛羊，则该白毛羊的基因型为纯合。
知识整合　判断一对相对性状的显隐性，用纯合子杂交；鉴定一个具有显性性状的个体是纯合子还是杂合子时，动物一般用测交，植物一般用自交。
1．测交不能推测被测个体(　　)
A．基因型
B．产生配子的种类和比例
C．产生配子的数量
D．是否为纯合子
答案　C
解析　测交实验是将未知基因型的个体和隐性纯合子杂交的交配方式，测交后代的种类和比例数与F1配子的种类和比例数一致，即测交后代中基因型的种类及比例取决于F1产生的配子种类及比例，也能因此推测被测个体的基因型，但是测交无法推测被测个体产生配子的数量。
2．牦牛的毛色中，黑色对红色为显性，为了确定一头黑色母牛是否为纯合子，应选择交配的公牛是(　　)
A．黑色纯合子 B．黑色杂合子
C．红色纯合子 D．红色杂合子
答案　C
解析　选隐性类型即红色纯合子与黑色母牛交配，若后代全为黑色，则该个体为纯合子；若后代有红色个体出现，则该个体为杂合子。
归纳总结　几种交配方式的比较
含义
作用
杂交
基因型不同的生物体之间相互交配
①探索控制生物性状的基因的传递规律；
②显隐性性状判断
自交
①植物的自花(或同株异花)授粉；
②基因型相同的动物个体间的交配
①可不断提高种群中纯合子的比例；
②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定
测交
杂合子与隐性纯合子相交，是一种特殊方式的杂交
①验证遗传基本规律理论解释的正确性；
②可用于高等动物纯合子、杂合子的鉴定
正交与
反交
是相对而言的，正交中父方和母方分别是反交中母方和父方
检验是否遵守分离定律
二、显性的相对性
1．完全显性
(1)概念：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1与显性亲本的表现完全一致的现象。
(2)实例：孟德尔研究的7对相对性状。
2．不完全显性
(1)概念：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1表现为双亲的中间类型的现象。
(2)实例：金鱼草的花色遗传
3．共显性
(1)概念：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1个体同时表现出双亲的性状。
(2)实例：人群的ABO血型
血型
基因型
红细胞上的抗原
显隐性关系
A
IAIA、IAi
A
IA对i为完全显性
B
IBIB、IBi
B
IB对i为完全显性
AB
IAIB
A、B
IA与IB为共显性
O
ii
无
隐性
特别提醒　表现型是基因型与环境共同作用的结果
生物体的内在环境，如年龄、性别、生理与营养状况都会影响显性性状的表现；生物体的外界环境，如温度、光照等也会影响显性性状的表现。因此基因的显隐性不是绝对的，显性性状的表现既是等位基因相互作用的结果，又是基因与内外环境条件共同作用的结果。
某个家庭四口人的血型各不相同，父亲是A型血，母亲是B型血，儿子是AB型血，女儿是O型血，请分析：
1．这种现象是正常的吗？如何解释？
答案　正常。父亲基因型是IAi ，母亲是IBi，儿子可以是AB型血(IAIB)，女儿可以是O型血(ii)。
2．上述遗传过程是否遵循基因的分离定律？
答案　分离定律研究的是形成配子时，一对等位基因的分离行为，上述遗传中，等位基因的行为符合分离定律。
知识整合　研究形成配子一对基因的行为，不管是完全显性、不完全显性还是共显性，都遵循分离定律。
3．在生物性状的遗传中，如果F1的性状介于显性和隐性的亲本之间，这种显性表现称为不完全显性。紫茉莉的花色由一对等位基因R(红色)和r(白色)控制，遗传方式为不完全显性。让红花(RR)紫茉莉与白花(rr)紫茉莉杂交得F1(开粉红花)，F1自交产生F2。下列关于F2个体的叙述错误的是(　　)
A．红花个体所占比例为1/4
B．红花个体所占比例为3/4
C．杂合子所占比例为1/2
D．纯合子所占比例为1/2
答案　B
解析　RR×rr→Rr1RR(红花)∶2Rr(粉红花)∶1rr(白花)，故红花个体所占比例为1/4。
4．金鱼草的花色遗传属于不完全显性遗传。纯合的红花金鱼草(CC)与白花金鱼草(cc)杂交得F1，F1测交得F2。下列相关叙述错误的是(　　)
A．F1的基因型是Cc
B．F1的表现型与双亲均不同
C．F2的表现型与双亲相同
D．F2的基因型为Cc和cc
答案　C
解析　金鱼草的花色遗传属于不完全显性，F2的表现型为白花和粉红花，与双亲不同。
三、孟德尔遗传实验的科学方法
1．“假设—推理”法的一般程序
2．“一对相对性状杂交实验”的假设—推理分析
孟德尔通过豌豆的“一对相对性状的杂交实验”的假设—推理分析，提出了分离定律，请分析：
1．下列内容属于观察现象阶段的是哪些？属于假说的是哪些？属于验证阶段的又是哪些？
①“生物的性状是由基因决定的”
②“体细胞中基因成对存在”
③F1自交后代出现性状分离现象，分离比为3∶1
④测交后代出现1∶1的性状分离比
答案　属于观察现象阶段是③；属于假说的是①②；属于验证阶段的是④。
2．是否所有生物的性状遗传都遵循分离定律？
答案　不是。只有真核生物有性生殖的细胞核遗传才符合分离定律。
3．要F2出现理论上的分离比，需满足下列那些条件？
①子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同
②雌雄配子的数目相等
③F2不同基因型的个体存活率相同
④雌雄配子结合的机会相等
⑤观察子代样本数目足够多
答案　①③④⑤。
知识整合　分离定律的适用范围及条件
(1(范围
①真核生物有性生殖的细胞核遗传。
②由成对的等位基因控制的一对相对性状的遗传。
(2(适用条件
①子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。
②雌雄配子结合的机会相等。
③子二代不同基因型的个体存活率相同。
④基因间的显隐性关系为完全显性。
⑤观察子代样本数目足够多。
5．“假设—推理”法是现代科学研究中常用的一种科学方法，下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程的是(　　)
A．生物的性状是由基因决定的
B．由F2出现了“3∶1”推测生物体产生配子时，成对的基因彼此分离
C．若F1产生配子时成对的基因分离，则测交后代中两种性状比接近1∶1
D．若F1产生配子时成对的基因分离，则F2中三种基因型个体比接近1∶2∶1
答案　C
解析　演绎就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程，也即从一般到特殊的推理过程。孟德尔在发现分离定律时的演绎过程是：若假说成立，则F1产生配子时，成对的基因会分离，测交后代会出现比例接近1∶1的两种性状。
6．孟德尔的遗传规律不适用于细菌等单细胞生物的主要原因是：细菌等单细胞生物(　　)
A．遗传物质不是DNA
B．遗传物质在染色体上
C．一般进行无性生殖
D．无细胞核
答案　C
解析　孟德尔遗传规律只适用于进行有性生殖的真核生物，而细菌等单细胞生物进行无性生殖，无减数分裂，故不遵循孟德尔定律。
1．下列有关分离定律的叙述中，正确的是(　　)
A．分离定律是孟德尔针对豌豆一对相对性状的实验结果及其解释直接归纳总结的
B．在生物的体细胞中，控制同一性状的基因是单独存在的，不会相互融合
C．在形成生殖细胞——配子时，单独存在的基因要发生分离，所以称分离定律
D．在形成配子时，等位基因分离后进入不同的配子中，可随配子遗传给后代
答案　D
解析　孟德尔归纳总结出分离定律的科学实验程序是：杂交实验和观察到的实验现象(发现问题)→对实验现象进行分析(提出假设)→对实验现象解释的验证(验证假设)→分离定律(结论)，因此A选项错误；根据孟德尔对性状分离现象的解释可以知道：在生物的体细胞中，控制同一性状的基因是成对存在的，这些基因既不会相互融合，也不会在传递中消失，故B选项错误；分离定律的实质是：在形成配子时，等位基因发生分离，分离后的基因分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代，所以C选项错误，而D选项正确。
2．下列关于孟德尔分离定律杂交实验中测交的说法，不正确的是(　　)
A．F1×隐性类型→测F1基因型
B．通过测定F1的基因型来验证对分离实验现象理论解释的科学性
C．F1的基因型是根据F1×隐性类型→所得后代性状表现反向推知的
D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制
答案　D
解析　测交时，与F1杂交的另一亲本必须是隐性纯合子。
3．白色安得鲁森公鸡和黑色安得鲁森母鸡杂交，生下100%的蓝色安得鲁森鸡。当两个蓝色安得鲁森鸡交配时，理论上其后代可能是(　　)
A．100%白色
B．25%白色、25%黑色、50%蓝色
C．25%白色、75%黑色
D．25%白色、75%蓝色
答案　B
解析　由题意判断：AA×aa→Aa(蓝色)，故Aa×Aa→AA∶Aa∶aa＝1(白色或黑色)∶2(蓝色)∶1(黑色或白色)。
4．孟德尔在豌豆一对相对性状的杂交实验中做了三个实验，他发现问题阶段做的实验和验证假说阶段做的实验分别是(　　)
A．自交、杂交　测交 B．测交、自交　杂交
C．杂交、自交　测交 D．杂交、测交　自交
答案　C
解析　发现问题的阶段进行了杂交(得F1)和自交(得F2)实验，经过假说后，再通过测交实验进行验证。
5．一头黑色母牛A与一头黑色公牛B交配，生出一头棕色的雌牛C(黑色与棕色由一对等位基因B、b控制)，请回答下列问题：
(1)该性状遗传中，属于显性性状的是________，棕色牛C的基因型是________。
(2)要想确定某头黑牛的基因型，遗传育种上常用______法。
(3)若A牛与B牛再交配繁殖，生出黑牛的概率是________。
答案　(1)黑色　bb　(2)测交　(3)3/4
解析　(1)依题意，黑色母牛A与黑色公牛B交配生出棕色雌牛C，如果棕色是显性性状，则其双亲(A和B)都是隐性纯合子，A和B的后代不可能出现棕色性状，所以黑色是显性性状，棕色是隐性性状。(2)遗传学上确定某个个体的基因型可采用测交法，若测交后代出现两种性状，则被检测个体一定是杂合子。(3)A牛、B牛均为杂合子，则Bb×Bb→3黑∶1棕，即生出黑牛的概率为3/4。
课时作业
[学考达标]
1．下列有关孟德尔遗传实验的叙述，正确的是(　　)
A．杂种后代中只显现出显性性状的现象，叫做性状分离
B．隐性性状是指生物体不能显现出来的性状
C．测交是指F1与隐性纯合子杂交
D．杂合子的后代不能稳定遗传
答案　C
解析　杂交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离；隐性性状在隐性基因纯合的情况下才能表现出来；杂合子后代中的杂合子不能稳定遗传。
2．完全显性遗传时，下列关于基因与相对性状关系的叙述，正确的是(　　)
①当显性与隐性基因在一起时，个体表现出显性基因控制的性状　②当显性与隐性基因在一起时，显性基因对隐性基因有转化作用　③当一对基因均为显性时，生物个体只表现显性性状　④当一对基因均为隐性时，生物个体仍表现出显性性状
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案　C
解析　完全显性遗传时，显性基因对隐性基因有抑制作用，它们在一个体细胞中同时存在时只表现显性性状，所以隐性基因要表现出来，必须是两个隐性基因同时存在于一个体细胞中，即纯合子状态。
3．在孟德尔的单因子杂交实验中，假设F1(Cc)产生的含C基因的雌配子不能正常受精，则对于F2的分析正确的是(　　)
A．F2有三种基因型：CC、Cc、cc，比例为1∶2∶1
B．F2发生性状分离，分离比是3∶1
C．F2发生性状分离，分离比是1∶1
D．C、c基因的遗传不再遵循分离定律
答案　C
解析　根据题意，F1产生的正常雄配子有2种，且数量相等，产生的正常雌配子只有1种，即含c基因的雌配子，从而推得F2有2种基因型：Cc、cc，性状分离比为1∶1。C、c基因的遗传仍然遵循分离定律。
4．孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了分离定律。下列有关分离定律的几组比例中，能说明分离定律实质的是(　　)
A．F2的性状表现比为3∶1
B．F1产生配子的比为1∶1
C．F2的基因型比为1∶2∶1
D．测交后代的比为1∶1
答案　B
解析　分离定律的实质是生物体在形成配子时，成对的基因发生分离，然后分别进入不同的配子中。F1产生的配子比为1∶1，说明生物体形成配子是成对的基因发生分离造成的。
5．豌豆的种子黄色对绿色为显性，结黄色种子与结绿色种子的豌豆杂交，子代个体表现型及比例为黄色种子∶绿色种子＝1∶1，子代结黄色种子的个体自交，其后代表现型的比例是(　　)
A．1∶1 B．1∶0 C．3∶1 D．2∶1
答案　C
解析　假设黄色用A代表，绿色用a代表，由“结黄色种子与结绿色种子的豌豆杂交，子代个体表现型及比例为黄色种子∶绿色种子＝1∶1”知，亲代的基因型为Aa×aa，子代中结黄色种子的个体基因型为Aa，其自交后代发生性状分离，黄色种子∶绿色种子＝3∶1。
6．孟德尔的遗传定律不能适用于以下哪些生物(　　)
①病毒　②蓝细菌　③绿色开花植物　④哺乳动物
A．① B．①② C．①②③ D．①②④
答案　B
解析　病毒不能进行有性生殖，其遗传不遵循孟德尔遗传定律，①错误；蓝细菌是原核生物，不能进行有性生殖，其遗传不遵循孟德尔遗传定律，②错误；绿色开花植物能进行有性生殖，其细胞核基因的遗传遵循孟德尔遗传定律，③正确；哺乳动物能进行有性生殖，其细胞核基因的遗传遵循孟德尔遗传定律，④正确。
[高考提能]
7．在一对相对性状的遗传实验中，下列描述不正确的是(　　)
A．具有不同性状的两亲本杂交，子代有两种性状出现，则无法判断性状的显隐性及两亲本的基因型
B．具有相同性状的两亲本杂交，子代只出现与亲本相同的性状，则亲本及子代个体均为纯合子
C．具有相同性状的两亲本杂交，子代出现了与亲本不同的性状，则亲代均为杂合子
D．某亲本自交，子代出现了两种性状，且性状分离比为3∶1，则占的子代个体表现的为显性性状
答案　B
解析　B项中若两亲本中一个为纯合子，一个为杂合子，则子代只有显性性状的个体，而且纯合子和杂合子均可出现。
8．a1、a2、a3、a4为一个基因的4个不同等位基因，杂交组合a1a2×a3a4的F1中，两个个体基因型都为a1a3的概率是(　　)
A. B. C. D.
答案　A
解析　根据基因分离定律，a1a2×a3a4→F1的基因型及比例为a1a3∶a1a4∶a2a3∶a2a4＝1∶1∶1∶1，其中基因型为a1a3的个体占，因此F1中，两个个体基因型都为a1a3的概率是×＝。
9．一对双眼皮的夫妇一共生了四个孩子，三个单眼皮和一个双眼皮，关于这种现象的相关说法正确的是(　　)
A．符合孟德尔分离定律的显性∶隐性＝3∶1
B．该遗传不符合孟德尔的分离定律
C．这对夫妇每胎都有出现单眼皮的可能性
D．双眼皮孩子与双亲的基因型相同
答案　C
解析　据题意，双眼皮夫妇生出单眼皮孩子，可知双眼皮对单眼皮为显性，且这对夫妇都是单眼皮基因的携带者。由孟德尔的分离定律可知，这对夫妇每胎都有出现单眼皮孩子的可能性，并且不同胎次互不影响。一对相对性状在遗传时符合孟德尔的分离定律，但分离定律中“显性∶隐性＝3∶1”的得出需要大量的统计数据，而非一次遗传现象中的显性性状和隐性性状之比。
10．用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配，在几次产仔中，母鼠b产仔为9黑6黄，母鼠c产的仔全为黑色(假设c产仔足够多)。那么亲本a、b、c中为纯合子的是(　　)
A．b和c B．a和c
C．a和b D．只有a
答案　B
解析　根据黄色公鼠a×黑色母鼠c→后代全为黑色可知，黄色为隐性性状，黑色为显性性状，黄色公鼠为隐性纯合子，黑色母鼠c为显性纯合子。又根据黑色母鼠b与黄色公鼠a交配，后代中出现性状分离可知b为杂合子。
11．有一种腿很短的鸡叫爬行鸡，在爬行鸡的遗传实验中得到下列结果(基因用A或a表示)：
①爬行鸡×爬行鸡→2 977只爬行鸡和995只正常鸡。
②爬行鸡×正常鸡→1 676只爬行鸡和1 661只正常鸡。
根据上述结果分析完成下列问题：
(1)第①组两个亲本的基因型是__________，子代爬行鸡的基因型是__________，正常鸡的基因型是______。
(2)第②组后代中爬行鸡互相交配，在F2中共得小鸡6 000只，从理论上讲，有正常鸡________只，能稳定遗传的爬行鸡________只。
答案　(1)Aa×Aa　AA、Aa　aa　(2)1 500　1 500
解析　由杂交组合①可知：爬行鸡的短腿性状为显性性状，亲本的基因型为Aa，正常鸡的基因型为aa。第②组后代爬行鸡的基因型为Aa，Aa与Aa交配，正常鸡即aa占后代的1/4，能稳定遗传的爬行鸡即AA占后代的1/4。
12．人群的ABO血型是由三个基因即i、IA、IB控制的。一般情况下，基因型ii表现为O型血，IAIA或IAi表现为A型血，IBIB或IBi表现为B型血，IAIB表现为AB型血。据此回答下列问题：
(1)人群的ABO血型遗传属于________遗传，是否遵循分离定律？________(填“是”或“不是”)
(2)i、IA、IB三个基因之间是否互为等位基因？________(填“是”或“不是”)
(3)A型血的人与B型血的人结婚，生了一个O型血的孩子；若再生一个孩子，孩子的基因型可能是________________________。
答案　(1)共显性　是　(2)是　(3)IAIB、IAi、IBi、ii
解析　人群的ABO血型遗传属于共显性遗传，是由i、IA、IB控制，三个基因间互为等位基因，仍然遵循分离定律。A型血的人一定含有IA基因，B型血的人一定含有IB基因，O型血的孩子基因型是ii，两个i基因一个来自父方，一个来自母方，故该夫妇的基因型为IAi、IBi；若再生一个孩子，孩子的基因型可能是IAIB、IAi、IBi、ii。
13．下表是有关豌豆种子形状的四组杂交实验结果(相关基因用R、r表示)。据表分析作答：
组合序号
杂交组合类型
后代表现型及植株数
圆粒
皱粒
A
圆粒×圆粒
108
0
B
皱粒×皱粒
0
102
C
圆粒×圆粒
125
40
D
圆粒×皱粒
152
141
(1)根据组合________的结果能推断出显性性状为________。
(2)组合________中的两亲本肯定都是纯合子。
(3)组合________的杂交方法称为测交。
(4)写出A组合中两亲本的可能基因型：______________________。
答案　(1)C　圆粒　(2)B　(3)D (4)RR×Rr或RR×RR
解析　(1)C组合中，圆粒×圆粒的后代出现了皱粒，即发生了性状分离，则亲代的圆粒个体为杂合子，圆粒为显性性状。(2)B组合中，皱粒×皱粒，都为隐性性状，隐性性状的个体肯定为纯合子。(3)D组合中，圆粒与皱粒杂交，后代性状表现类型接近1∶1，则为测交。(4)A组合中两亲本均为圆粒，子代也为圆粒，则两亲本的基因型为RR×Rr或RR×RR。
[真题体验]
14．(2013·新课标Ⅰ，6改编)若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是(　　)
A．所选实验材料是否为纯合子
B．所选相对性状的显隐性是否易于区分
C．所选相对性状是否受一对等位基因控制
D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
答案　A
解析　A项，验证孟德尔分离定律，可以采取测交或杂交，所以实验材料是否为纯合子对实验结论影响最小；B项，如果所选的性状为容易区分的相对性状，则结果容易统计，如果相对性状不易区分，则结果无法统计计算，对实验结论影响大；C项，孟德尔分离定律研究的是一对基因的分离，多对基因控制的相对性状对实验结论影响较大，无法证明；严格遵守实验操作流程和统计分析，所得数据才有说服力，D项对实验结论影响大。
15．(2014·浙江学业水平考试)某植物有宽叶和窄叶(基因为A、a)一对相对性状，请回答下列问题：
(1)若宽叶和窄叶植株杂交，F1全部表现为宽叶，则显性性状是________，窄叶植株的基因型为________。
(2)若要验证第(1)小题中F1植株的基因型，可采用测交方法，请用遗传图解表示测交过程。
答案　(1)宽叶　aa
(2)P　 F1植株　　　　窄叶植株
Aa　　　×　　aa
　　　　　　 ↓
子代　 宽叶植株　　窄叶植株
　　　 Aa　　　　　aa
　　　 　1　　∶　　1
解析　若宽叶和窄叶植株杂交，F1全部表现为宽叶，则显性性状是宽叶，窄叶植株的基因型为aa。测交图解见答案，其中配子一行可以不写。
第一节　分离定律(Ⅲ)
知识内容
必考要求
加试要求
分离定律的应用
c
c
杂交实验的设计
c
课时要求
1.结合实例，归纳分离定律的解题思路与规律方法。2.结合实践，简述分离定律在实践中的应用。
任何一门学科的形成与发展，总是同当时热衷于这门科学研究的杰出人物紧密相关，遗传学的形成与发展也不例外，孟德尔就是遗传学杰出的奠基人。他揭示出遗传学的基本定律——分离定律。那么，我们如何利用分离定律来解决实际问题呢？今天我们就来学习利用分离定律解决实际问题的解题思路与规律方法。
一、分离定律的解题思路与规律方法题型
1．分离定律中的推断问题(以A、a为例)
(1)由亲本推断子代基因型与表现型，填写下表：
亲本
子代基因型及比例
子代表现型及比例
AA×AA
AA
全为显性
AA×Aa
AA∶Aa＝1∶1
AA×aa
Aa
Aa×Aa
AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
显性∶隐性＝3∶1
Aa×aa
Aa∶aa＝1∶1
显性∶隐性＝1∶1
aa×aa
aa
全为隐性
(2)由子代推断亲代的基因型与表现型(逆推型)
①分离比法：运用上表直接逆推，如：
后代显隐性关系
双亲类型
结合方式
显性∶隐性＝3∶1
都是杂合子
Aa×Aa→3A_∶1aa
显性∶隐性＝1∶1
测交类型
Aa×aa→1Aa∶1aa
只有显性性状
至少一方为显性纯合子
AA×AA或AA×Aa或AA×aa
只有隐性性状
一般都是隐性纯合子
aa×aa→aa
②隐性突破法：如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口。因为隐性个体是纯合子aa，基因只能来自父母双方，因此亲代基因型中必然都有一个a。
③填充法：先根据亲代性状表现写出能确定的基因，显性性状基因型可用A_来表示，隐性性状基因型只有一种aa。根据子代中一对基因分别来自两个亲本，推出未知部分即可。
2．遗传概率的计算
(1)用经典公式计算：概率＝(某性状或基因组合数/总组合数)×100%。
(2)用配子的概率计算：先计算出亲本产生每种配子的概率，再根据题意要求用相关的两种配子概率相乘、相关个体的概率相加即可。
3．概率计算中的两个原则
(1)乘法原则：两个或两个以上相对独立的事件同时出现的概率等于各自概率的积。如：第一胎不论生男还是生女都不会影响第二胎所生孩子的性别，因此两胎都生女孩属于两个独立事件。第一胎生女孩的概率为1/2，第二胎生女孩的概率为1/2，那么两胎都生女孩的概率是1/2×1/2＝1/4。
(2)加法原则：两个或两个以上互斥事件同时出现的概率等于各自概率的和。
羊的毛色由一对等位基因A和a决定，现有两只白羊生了一只黑羊，据此分析：
1．三只羊的基因型依次是怎样的？
答案　亲代白羊均为Aa、Aa，子代黑羊为aa。
2．如果它们再生一只小羊，其毛色是白色的概率是多少？
分析　两只白羊的后代中出现了性状分离，则新出现的黑色为隐性性状，双亲均为杂合子，设用A、a表示基因，则双亲的基因型均为Aa，子代白羊的基因型为AA或Aa，黑羊的基因型为aa。
方法一：用分离比直接推出
Aa×Aa→AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，后代为白色的概率为。
方法二：用配子的概率计算
Aa亲本产生A、a配子的概率都是，则：
①后代为AA的概率＝×＝；
②后代为Aa的概率＝ A(卵细胞)概率×a(精子)概率＋ a(卵细胞)概率×A(精子)概率＝×＋×＝；
所以，后代小羊的毛色是白色的概率是。
答案　。
3．这对白羊再连续生两只小羊，这两只小羊是一白一黑的概率是多少？
分析　一白一黑有两种情况：先黑后白、先白后黑，两种情况是互斥事件，概率应该相加，小羊为白色的概率为，为黑色的概率为，即：×＋×＝。
答案　。
1．纯合的黄色(YY)豌豆与绿色(yy)豌豆杂交得F1，F1自交，选取F1所结的黄色种子全部种下，植物长成后，自然状态下授粉，则这些植株所结的种子中，黄色与绿色的比例是(　　)
A．1∶1 B．3∶1 C．5∶1 D．6∶1
答案　C
解析　据题意可知，F1所结的黄色种子基因型有两种：YY、Yy，在黄色籽粒中分别占、，自交子代应是(YY×YY)＋(Yy×Yy)＝YY＋(YY＋Yy＋yy)＝YY＋Yy＋yy。即Y_∶yy＝∶＝5∶1。
2．已知果蝇的黑身(b)和灰身(B)是一对相对性状，将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，F1全部为灰身，让F1中雌雄果蝇交配得到F2，将F2的灰身果蝇全部取出，让其自由交配，后代中灰身果蝇所占的比例是(　　)
A．1 B. C. D.
答案　D
解析　灰身为显性性状，F2中灰身基因型为BB或Bb，分别占和。
方法一：F2中灰身果蝇自由交配有四种组合方式：
①♂BB×♀BB→BB灰身；
②♂BB×♀Bb→B_灰身；
③♂Bb×♀BB→B_灰身；
④♂Bb×♀Bb→B_灰身＋黑身。
因此后代中灰身果蝇比例为：＋＋＋＝。
方法二：F2中只有Bb×Bb杂交后代才出现bb(黑身)果蝇，故黑身果蝇所占比例为Bb×Bb＝××＝，则灰身果蝇所占比例为1－＝。
易混辨析　自交和自由交配
(1)自交是指基因型相同的个体交配，植物是指自花授粉。
(2)自由交配是指群体中不同个体随机交配，基因型相同或不同的个体之间都要进行交配。
二、分离定律的实践应用、遗传学的实验设计
1．分离定律的实践应用
(1)指导杂交育种
杂交育种的一般流程：父本(♂)、母本(♀)间行种植→母本去雄→人工授粉→套袋隔离→培养管理→F1杂交种→F1自交→从F2中选择需要的品种。
①若优良性状为隐性性状：一旦出现就能稳定遗传，便可留种推广。
②若优良性状为显性性状：F2中表现优良性状的个体可能是杂合子，其后代会发生性状分离，不能稳定遗传，还需要继续筛选。
(2)预期后代中患病的概率：根据分离定律中概率的求解方法，可以预期某种遗传病的发病概率，为预防该遗传病提供重要的参考。
2．遗传学的实验设计(加试)
(1)遗传实验设计的一般程序为：选择亲本→确定交配方式→统计观察子代→分析实验结果，得出结论。
(2)交配方式的确定：①若题中给的是雌雄同株植物，可以考虑自交或者与其他个体交配(如测交)；②若题中给的是动物，只能考虑与其他个体交配(如测交)。
1．具有显性性状的个体可能是杂合子，其后代会发生性状分离，不能稳定遗传。但人们发现杂合子Aa连续自交n代后，Fn的比例情况如下表：
Fn
杂合子
纯合子
显性纯合子
隐性纯合子
所占比例
1－
－
－
(1)结合上表，如果自交次数为横坐标，子代中纯合子或杂合子的比例为纵坐标，那么杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图是怎样的？
答案　如图所示
(2)具有一对基因的杂合子个体，至少连续自交几代后纯合子的比例才可达95%以上？
答案　Aa的杂合子自交n次，其后代杂合子的比例为，纯合子的比例为1－()≥95%，n≥5。
2．一对夫妇的肤色均正常，且他们双亲的肤色也都正常，并且都有一患白化病的兄弟，求他们婚后生育白化病孩子的概率是多少？
分析　解此类题可分三步进行：①首先确定该夫妇的基因型及其概率。由前面分析可推知该夫妇的基因型为Aa的概率均为，AA的概率均为。②该夫妇的基因型均为Aa时，后代患病的可能性为(夫妇的基因型均为AA或有一方的基因型为AA时，后代均不可能患病)。③最后将该夫妇的基因型均为Aa的概率与该夫妇的基因型均为Aa情况下生育白化病患者的概率相乘，其乘积即为该夫妇后代中出现白化病患者的概率，即为××＝。
答案　。
3．科学家发现了一只罕见的白色雄猴，想较快地让这只白色雄猴繁殖成一群白色猴，该如何设计实验方案？
分析　根据“一只”、“罕见”可以推测猴子白色是隐性性状。可让该猴与常色雌猴交配，则子代猴子中会出现杂合子，再让子代雌猴与该白色雄猴交配，即可得到白色猴。
答案　让该猴与多只常色雌猴交配，得F1；让该猴与多只F1雌猴交配，得F2，F2中则会出现白色猴；这样就会很快繁殖成一群白色猴。
3．菜豆是自花授粉的植物，其花色中有色花对白色花为显性。一株杂合有色花菜豆Aa生活在海岛上，如果海岛上没有其他菜豆植株存在，且菜豆为一年生植物，那么第三年海岛上开有色花菜豆植株和白色花菜豆植株的比例是(　　)
A．3∶1 B．15∶7 C．5∶3 D．9∶7
答案　C
解析　杂合子自交两代后，杂合子所占比例为(1/2)2＝1/4，纯合子为1－1/4＝3/4，其中显性纯合子与隐性纯合子各占一半，所以第三年的显性个体与隐性个体的比例为(1/4＋1/2×3/4)∶(1/2×3/4)＝5∶3。
4．有一对表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者，女方的弟弟也是白化病患者，但女方双亲表现正常。这对夫妇生出白化病孩子的概率是(　　)
A. B. C. D.
答案　D
解析　表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病(aa)，则男方的基因型应为Aa；女方的弟弟是白化病(aa)，则可推知女方双亲的基因型为Aa×Aa，生出女方正常的基因型为AA或Aa。则这对夫妇生出白化病孩子的概率为：×＝。
5．(加试)下列各项实验中应采取的最佳交配方法分别是(　　)
①鉴别一只白兔是否为纯合子　②鉴别一株小麦是否为纯合子　③不断提高水稻品种的纯合度　④鉴别一对相对性状的显隐性关系
A．杂交、测交、自交、测交 B．测交、自交、自交、杂交
C．杂交、测交、自交、杂交 D．测交、测交、杂交、自交
答案　B
解析　兔子能够生育多次，可以利用测交鉴别是否纯合；小麦自交可以自然进行，若为杂合子，子代会出现性状分离，很容易鉴别，若测交，需要人为操作，显然自交比测交方案更好；由于纯合子自交能稳定遗传，杂合子自交会发生性状分离，所以利用连续自交的方式，使得杂合子比例逐渐减少，以提高水稻、小麦、豌豆等植物的纯合度；要鉴别一对相对性状的显隐性关系，利用不同性状的纯合子杂交，子一代表现出的亲本性状即为显性性状。
1．豌豆圆粒(R)对皱粒(r)为显性，用圆粒与皱粒杂交，得到数量相等的圆、皱粒豌豆，再将得到的全部种子播种后授以皱粒的花粉，则第二次杂交组合的基因型是(　　)
A．RR×rr B．Rr×Rr
C．Rr×rr、rr×rr D．Rr×Rr、rr×rr
答案　C
解析　圆粒与皱粒杂交，得到数量相等的圆粒与皱粒豌豆，说明双亲的基因型为Rr×rr，后代的基因型为Rr∶rr＝1∶1。对这些后代全部授以皱粒花粉，即杂交组合为Rr×rr、rr×rr。
2．一对双眼皮夫妇生了一个单眼皮的孩子，那么这对夫妇再生两个孩子，两个孩子都为双眼皮的概率是(　　)
A．1/4 B．3/4 C．1/16 D．9/16
答案　D
解析　该夫妇均为双眼皮，能生出一个单眼皮的孩子，可推知双眼皮对单眼皮为显性性状，且该夫妇都为杂合子(设为Aa)，双眼皮孩子的基因型为AA或Aa，这两种基因型为互斥事件，AA出现的概率为1/4，Aa出现的概率为1/2，则双眼皮孩子出现的概率为1/4＋1/2＝3/4，两个孩子每个孩子为双眼皮的概率都为3/4，这是两个独立事件，应用乘法原理计算，为3/4×3/4＝9/16。
3．将具有一对基因的杂合子，逐代自交3次，在F3中纯合子比例为(　　)
A. B. C. D.
答案　B
解析　据杂合子自交n代后的杂合子概率为，推知F3中杂合子的概率为，则纯合子的概率为。
4．(加试)给你一粒黄色玉米(玉米是雌雄同株、雌雄异花的植物，且黄色对白色为显性)，请你从下列方案中选一个既可判断其基因型又能保持纯种的遗传特性的可能方案(　　)
A．观察该黄粒玉米，化验其化学成分
B．让其与白色玉米杂交，观察果穗
C．进行同株异花传粉，观察果穗
D．让其进行自花传粉，观察果穗
答案　C
解析　化验黄粒玉米的化学成分无法判断其基因型，A错误；让其与白色玉米杂交，观察果穗，可判断基因型，但不能保持纯种，B错误；进行同株异花传粉，观察果穗，既可以判断其基因型，又能够保持纯种，C正确；玉米是雌雄异花的植物，不能进行自花传粉，D错误。
5．(加试)豌豆花腋生和顶生是一对相对性状，受一对基因B、b控制，下列是几组杂交实验结果。
杂交组合
亲本性状
后代性状
腋生
顶生
一
顶生×顶生
0
804
二
腋生×腋生
651
207
三
顶生×腋生
295
265
根据以上实验结果，分析回答：
(1)根据组合________可判断出豌豆花腋生和顶生中，显性性状是________(填“顶生”或“腋生”)。
(2)组合二亲本的基因型分别是________、__________，其后代腋生中杂合子比例为__________。
(3)组合三后代的腋生豌豆中杂合子占________。
答案　(1)二　腋生　(2)Bb　Bb　2/3　(3)100%
解析　组合二中，相同性状的亲本杂交产生的后代发生性状分离，说明亲本性状腋生是显性，且双亲均是杂合子Bb，杂交后代个体中BB占1/4，Bb占1/2，因此后代腋生中杂合子比例为1/2÷(1/4＋1/2)＝2/3。组合三后代中腋生∶顶生＝1∶1，符合测交实验，则双亲的基因型是bb×Bb，后代中腋生豌豆全是杂合子(Bb)。
课时作业
[学考达标]
1．小麦抗锈病对易染锈病为显性。现有甲、乙两种抗锈病的小麦，其中一种为纯合子。需要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦，下列哪项最为简便易行(　　)
A．甲×乙
B．甲×乙得F1再自交
C．甲、乙分别和隐性类型测交
D．甲自交，乙自交
答案　D
解析　小麦抗锈病为显性，要判断显性性状个体的基因型，可用测交的方法，但若要保留纯合的抗锈病小麦，自交是最简便易行的方法。
2．有一种严重的椎骨病是由隐性基因引起的。一对正常夫妇生了一个有病的女儿和一个正常的儿子，则该儿子携带致病基因的可能性是(　　)
A．1/4 B．1/2 C．2/3 D．1/3
答案　C
解析　根据正常夫妇生出一个患病的女儿，可知该夫妇的基因型都是杂合子，因此后代的正常个体中，杂合子的概率为2/3，故C正确。
3．请根据如下鼠毛色(基因F、f)遗传的杂交实验，推测胚胎致死(不能完成胚胎发育)的基因型为(　　)
①黑色×黑色→黑色
②黄色×黄色→2黄色∶1黑色
③黄色×黑色→1黄色∶1黑色
A．FF B．Ff C．ff D．不能确定
答案　A
解析　根据②黄色×黄色→后代出现黑色，即发生性状分离，说明黄色相对于黑色为显性性状，因此亲本的基因型均为Ff，则子代的基因型及比例应为FF(黄色)∶Ff(黄色)∶ff(黑色)＝1∶2∶1，即黄色∶黑色＝3∶1，而实际黄色∶黑色＝2∶1，由此可见，显性基因纯合(FF)时致死。
4．如图为山羊的毛色遗传图解(相关基因用A和a表示)，下列相关叙述中，错误的是(　　)
A．白色对黑色为显性
B．图中黑色山羊均为纯合子
C．4和5再生一个白色雄性山羊的概率为3/4
D．7为纯合子的概率为1/3
答案　C
解析　因为4和5都是白色个体，但它们生出一个黑色的后代6，故白色对黑色为显性，A正确。因为黑色为隐性，所以凡是黑色个体均为隐性纯合子，基因型是aa，B正确。因为4和5均为显性个体，所以它们都有一个显性基因A，又因为它们生有黑色后代，所以另一个基因都是a，故4和5的基因型都是Aa，所以它们再生育一个白色后代(A_)的概率为3/4，这些后代中雌雄各占一半，故4和5再生一个白色雄性山羊的概率＝3/4×1/2＝3/8，C错。因为4和5基因型都是Aa，故白色个体7的基因型及比例分别是1/3AA和2/3Aa，D正确。
5．人的褐眼对蓝眼为显性，某家庭的双亲皆为褐眼。其甲、乙、丙三个孩子中，有一个是收养的(非亲生孩子)。甲和丙为蓝眼，乙为褐眼。由此得出的正确结论是(　　)
A．孩子乙是亲生的，孩子甲或孩子丙是收养的
B．该夫妇生一个蓝眼男孩的概率为1/4
C．控制孩子乙眼睛颜色的基因型是纯合的
D．控制双亲眼睛颜色的基因型是杂合的
答案　D
解析　由于双亲皆为褐眼，在孩子中出现蓝眼，所以可推知双亲均为杂合子，若控制褐眼和蓝眼的等位基因用A和a表示，则双亲的基因型均为Aa，则孩子可以是蓝眼(aa)，也可以是褐眼(AA和Aa)，所以无法确定甲、乙、丙三个孩子中哪一个是收养的；该夫妇生一个蓝眼男孩的概率为1/4×1/2＝1/8；控制孩子乙眼睛颜色的基因型可以是AA，也可以是Aa。
6．用基因型未知的灰鼠和白鼠进行杂交育种实验，得到的实验结果如表：
杂交组合
亲本
后代
母本
父本
灰色
白色
Ⅰ
灰色
白色
82
78
Ⅱ
灰色
灰色
118
39
Ⅲ
白色
白色
0
50
Ⅳ
灰色
白色
74
0
如果来自组合Ⅳ的灰色雌鼠亲本与来自组合Ⅱ的灰色雄鼠亲本交配，那么下列4种情况最可能的是(　　)
A．所有后代都是灰色的
B．所有后代都是白色的
C．后代中的一半是灰色的
D．后代中的1/4是灰色的，或者后代中的1/4是白色的
答案　A
解析　根据杂交组合Ⅱ，具有相同性状的亲本(灰色)杂交，后代出现性状分离，判断灰色是显性，且亲本灰色全是杂合子。根据杂交组合Ⅳ，具有相对性状的两个亲本杂交，后代只表现一种性状(灰色)，判断亲本中的灰色雌鼠是纯合子。杂交组合Ⅳ的灰色雌鼠(纯合子)与组合Ⅱ的灰色雄鼠(杂合子)交配，后代全是灰色。
[高考提能]
7．白化病是一种隐性遗传病，正常(A)对白化(a)为显性。下图是一个白化病家族的遗传系谱图，则图中Ⅰ1、Ⅰ3的基因型和Ⅲ1为白化病患者的概率分别为(　　)
A．AA、Aa和1/16 B．Aa、Aa和1/9
C．Aa、AA和1/4 D．Aa、Aa和1/64
答案　B
解析　Ⅰ代四个个体全部正常，Ⅱ1和Ⅱ4为患者，推出Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4的基因型都是Aa，Ⅱ2、Ⅱ3的基因型为1/3AA、2/3Aa，Ⅲ1为患者的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9。
8．(加试)甲和乙为一对相对性状，进行杂交实验可以得到下列四组实验结果。若甲性状为显性，用来说明实验中甲性状个体为杂合子的实验组合是(　　)
①♀甲×♂乙→F1呈甲性状
②♀甲×♂乙→F1呈甲性状、乙性状
③♀乙×♂甲→F1呈甲性状
④♀乙×♂甲→F1呈甲性状、乙性状
A．②④ B．①③
C．②③ D．①④
答案　A
解析　甲和乙为一对相对性状，其中甲性状为显性，则乙性状为隐性。假设甲性状个体为显性纯合子，♀甲×♂乙、♀乙×♂甲，无论正交还是反交，都应表现为甲的性状；②和④与假设相矛盾，可以用来说明实验中甲性状个体为杂合子。
9．(加试)现有两瓶世代连续的果蝇，甲瓶中的个体全为灰身，乙瓶中的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的全部灰身果蝇与异性黑身果蝇交配，若后代都不出现性状分离则可以认为(　　)
A．甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为杂合子
B．甲瓶中果蝇为乙瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为纯合子
C．乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为杂合子
D．乙瓶中果蝇为甲瓶中果蝇的亲本，乙瓶中灰身果蝇为纯合子
答案　D
解析　让乙瓶中全部灰身果蝇与异性黑身果蝇交配，若后代都不出现性状分离，则说明乙瓶中的灰身果蝇为纯合子。甲瓶中果蝇为杂交得到的杂合子，即乙瓶中果蝇是甲瓶中果蝇的亲本。
10．(加试)鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。
杂交组合
第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
康贝尔鸭♀×金定鸭♂
金定鸭♀×康贝尔鸭♂
第1组的F1自交
第2组的F1自交
第2组的F1♀×康贝尔鸭♂
后代所产蛋(颜色及数目)
青色(枚)
26 178
7 628
2 940
2 730
1 754
白色(枚)
109
58
1 050
918
1 648
请回答问题：
(1)根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的________色是显性性状。
(2)第3、4组的后代均表现出____________现象，比例都接近________。
(3)第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近________，该杂交称为________，用于检验____________________________。
(4)第1、2组的少数后代产白色蛋，说明双亲中的________鸭群中混有杂合子。
(5)运用统计学方法对上述遗传现象进行分析，可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的________定律。
答案　(1)青　(2)性状分离　3∶1 (3)1/2　测交　F1相关的基因型 (4)金定　(5)分离
解析　(1)由1、2组实验结果可知青色蛋数目均多于白色蛋，又可根据3、4组结果2 940∶1 050≈3∶1，2 730∶918≈3∶1，可断定青色蛋是显性性状。(2)第3、4组的后代均表现出性状分离现象，比例接近3∶1。性状分离指在杂种后代中同时表现出显性性状和隐性性状的现象。(3)第5组结果为青色1 754∶白色1 648≈1∶1，可知青色蛋的概率接近1/2，该杂交称为测交，即F1杂合子与隐性纯合子交配，后代基因型、表现型的分离比均接近1∶1，此法可用于检验F1相关的基因型是纯合的还是杂合的，即只看后代是否发生性状分离即可。(4)1、2组的后代中有白色蛋，证明双亲的显性性状即金定鸭群中混有杂合子。(5)孟德尔用豌豆做实验，发现了分离定律，一个关键之处就是运用统计学方法对实验数据进行了分析。
11．多指是一类由基因控制的人类遗传病。已知某女患者的家系图，试回答下列问题(设A、a是与该病有关的基因)：
(1)据图谱判断，多指是由______性基因控制的遗传病。
(2)写出Ⅲ中女患者及其父母所有可能的基因型：女患者____________，父亲________，母亲________。
(3)如果该女患者与多指男患者结婚，其后代所有可能的基因型是________________。
(4)如果该女患者与一正常男子结婚，其后代患多指的概率为________。
答案　(1)显　(2)AA或Aa　Aa　Aa　(3)AA、Aa、aa (4)2/3
解析　(1)从遗传系谱图可知，正常个体7号的双亲(5、6号)均为患者，所以该病是由常染色体上的显性基因控制的遗传病。(2)Ⅲ中7号个体的基因型为aa，所以其父母的基因型均为Aa，女患者的基因型为1/3AA或2/3Aa。(3)多指男患者基因型可能为AA或Aa，所以该女患者与多指男患者结婚，后代所有可能的基因型有AA、Aa、aa。(4)正常男子的基因型为aa，只有女患者的基因型为Aa时才会有正常的后代，正常后代的概率为2/3×1/2＝1/3，所以后代患病概率为1－1/3＝2/3。
12．(加试)在家兔的染色体上有一系列决定毛色的复等位基因A、a1、a2、a。A对a1、a2、a为显性，a1对a2、a为显性，a2对a为显性。基因系列决定家兔毛皮颜色时其表现型与基因型关系如下表：
毛皮颜色表现型
基因型
全色
A_
青旗拉
a1_
喜马拉扬
a2_
白化
aa
请回答下列问题：
(1)家兔皮毛颜色的基因型共有________种，其中纯合子有________种。
(2)若一只全色雄兔和一只喜马拉扬雌兔多次交配后，子代全色∶青旗拉＝1∶1，则两只亲本兔的基因型分别为________、__________。
(3)基因型为Aa1的雌雄兔交配，子代的毛色及比例为________________________________。
(4)若有一只喜马拉扬雄兔和多只其他各色的雌兔，如何利用最简便的杂交方法检测出喜马拉扬雄兔的基因型？(写出实验思路和预期实验结果即可)________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)10　4　(2)Aa1　a2a2或a2a　(3)全色兔占3/4，青旗拉兔占1/4　(4)选用多只白化雌兔与该喜马拉扬雄兔交配。若后代均为喜马拉扬兔，则该喜马拉扬雄兔的基因型为a2a2；若后代出现了白化兔，则该喜马拉扬雄兔的基因型为a2a
解析　(1)根据题目信息家兔毛色的基因型有：AA、Aa1、Aa2、Aa、a1a1、a1a2、a1a、a2a2、a2a、aa，纯合子有4种。
(2)全色雄兔(A_)和一只喜马拉扬雌兔(a2_)多次交配后，子代全色(A_)∶青旗拉(a1_)＝1∶1，推理亲代全色雄兔为Aa1，喜马拉扬雌兔为a2a2或a2a。
(3)基因型为Aa1的雌雄兔交配，子代中有全色兔为AA、Aa1共占3/4；青旗拉兔为a1a1占1/4。
(4)喜马拉扬雄兔的基因型是a2a2或a2a，检测喜马拉扬雄兔的基因型应让喜马拉扬雄兔与白化雌兔测交。
[真题体验]
13．(2012·安徽，4)假设某植物种群非常大，可以随机交配，没有迁入和迁出，基因不产生突变。抗病基因R对感病基因r为完全显性。现种群中感病植株rr占，抗病植株RR和Rr各占，抗病植株可以正常开花和结实，而感病植株在开花前全部死亡。则子一代中感病植株占(　　)
A. B. C. D.
答案　B
解析　由题干条件可知，该种群具有生殖能力的个体的基因型为RR、Rr，二者在种群中各占4/9，即在具有生殖能力的群体中各占1/2，故该种群所产生的配子比例为R∶r＝3∶1，r配子的概率为1/4，故子代中基因型为rr的个体的概率为1/4r×1/4r＝1/16rr。
14．(2014·海南， 23)某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为(　　)
A．3∶3∶1 B．4∶4∶1
C．1∶2∶0 D．1∶2∶1
答案　B
解析　若该种群中的aa个体没有繁殖能力，参与繁殖的AA与Aa的比例为1∶2，即AA占，Aa占。产生的A配子占，a配子占。故个体间随机交配，产生后代AA占×＝；Aa占2××＝；aa占×＝；故AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为4∶4∶1。
第二节　自由组合定律(Ⅰ)
知识内容
必考要求
加试要求
活动：模拟孟德尔杂交实验
b
b
两对相对性状的杂交实验、解释及其验证
b
b
自由组合定律的实质
b
b
课时要求
1.结合一对相对性状的杂交实验，简述两对相对性状的杂交实验过程。2.结合教材图解，概述对自由组合现象的解释和相关假说。
一个品种的奶牛产奶多，另一个品种的奶牛生长快，要想培育出既产奶多、又生长快的奶牛，可以采用什么方法呢？
解决学生疑难点


一、孟德尔杂交实验
1．模拟孟德尔杂交实验
步骤
一对相对性状的模拟杂交实验
两对相对性状的模拟杂交实验
准备F1
信封“雄1”“雌1”分别表示雄、雌个体，内装“黄Y”“绿y”的卡片各10张，表示两亲本基因型均为Yy，表现型均为黄色
信封“雄1”“雄2”共同表示F1雄性个体，信封“雌1”“雌2”共同表示F1雌性个体，“雄2”“雌2”内装“圆R”“皱r”的卡片各10张，表示两亲本基因型均为YyRr，表现型均为黄色圆形
模拟F1
产生
配子
从每个信封中随机抽出的1张卡片代表F1雌、雄个体产生的配子
同时从雌或雄的信封中各随机抽出1张卡片，组合在一起表示F1雌性或雄性个体产生的配子基因型
模拟受精作用
将随机抽出的2张卡片组合在一起，组合类型即为F2的基因型
将随机抽取的4张卡片组合在一起，组合类型即为F2的基因型
重复上述步骤
重复上述模拟步骤10次以上(注意每次记录后将卡片放回原信封内)
统计
计算F2基因型、表现型的比例
2.两对相对性状的杂交实验
分析上述实验结果，回答下列问题：
1．由P→F1能否推断出两对性状中的显隐性关系？
答案　由P→F1，结合显性性状和隐性性状的定义可知，黄色和圆形为显性性状，绿色和皱形为隐性性状。
2．单纯看子叶颜色这对性状，结果符合分离定律吗？单纯看种子形状这对性状呢？
答案　符合。黄色∶绿色＝3∶1；圆形∶皱形＝3∶1。
3．上述结果说明，两对相对性状遗传时是否是独立的、互不干扰的？
答案　是独立的、互不干扰的。
4．F2有4种性状表现中与亲本表现类型相同(亲本类型)和与亲本的表现类型不同(重组类型)的分别是哪几种？比例分别是多少？
答案　亲本类型为黄色圆形和绿色皱形，共占10/16；重组类型为黄色皱形和绿色圆形，共占6/16。
5．将两对性状一并考虑，它们之间是什么关系？
答案　不同对的相对性状是可以相互组合的，而且组合是随机的，这种现象称为自由组合现象。
知识整合　黄色和圆形为显性性状，绿色和皱形为隐性性状；F2中亲本类型为黄色圆形和绿色皱形，重组类型为黄色皱形和绿色圆形；每一对性状的遗传都是独立的、互不干扰的，符合分离定律；不同对的性状之间是可以自由组合的。
1．孟德尔用豌豆做两对相对性状的遗传实验不必考虑的是(　　)
A．亲本的双方都必须是纯合子
B．两对相对性状各自要有显隐性关系
C．对母本去雄，授以父本花粉
D．显性亲本作父本，隐性亲本作母本
答案　D
解析　孟德尔的豌豆杂交实验正反交的结果是一样的。
2．小麦高秆对矮秆为显性，抗病对不抗病为显性，用纯种的高秆抗病和矮秆不抗病两个品种做样本，在F2中选育矮秆抗病类型，其在F2中所占的比例约为(　　)
A. B. C. D.
答案　C
解析　纯种高秆抗病与矮秆不抗病品种杂交得F1，F1自交所得F2有4种表现类型，比例为9∶3∶3∶1，其中矮秆抗病类型占F2的。
二、对自由组合现象的解释
1．F1产生的配子类型及比例
(1)等位基因分离：Y和y分开，R和r分开，分别进入不同的配子。
(2)非等位基因自由组合：Y和R或r的组合机会是均等的，产生YR和Yr的配子，同样y和R或r的组合机会也是均等的，产生yR和yr的配子。
(3)F1最终形成的雌、雄配子有YR、Yr、yR、yr 4种，比例为1∶1∶1∶1。
2．F1产生的雌、雄配子随机结合
(1)配子的结合方式：16种。
(2)F2的基因型：9种。
①纯合子有：YYRR、YYrr、yyRR、yyrr，各占1/16。
②单对基因杂合的有：YyRR、YYRr_、Yyrr、yyRr，各占2/16。
③两对基因杂合的有：YyRr，占4/16。
(3)F2的表现型：4种。
①黄色圆形( Y_R_)：基因型有_YYRR、YyRR、YYRr、YyRr，共占9/16。
②黄色皱形(Y_rr)：基因型有YYrr、Yyrr，共占3/16。
③绿色圆形(yyR_)：基因型有yyRR、yyRr，共占3/16。
④绿色皱形(yyrr)：占1/16。
根据孟德尔的解释，等位基因的分离和非等位基因的自由组合是彼此独立，互不干扰的，符合概率计算的乘法原理，请结合下图用乘法原理分析F1(YyRr)自交的结果：
1．基因型为什么是9种？表现型为什么是4种？
答案　每对基因自交的后代各有3种基因型和2种表现型，所以YyRr自交的基因型是3×3＝9种，表现型是2×2＝4种。
2．F2的绿色圆形占的比例是多少？
答案　绿色圆形占的比例：1/4绿×3/4圆＝3/16。
3．F2中YyRr占的比例是多少？
答案　F2中YyRr占的比例：2/4Yy×2/4Rr＝4/16。
4．尝试用乘法原理求YyRr和Yyrr相交后代中yyRr的比例。
答案　Yy×Yy→1/4yy；Rr×rr→1/2Rr，因此后代中yyRr占1/4×1/2＝1/8。
知识整合　多对基因自由组合时，先将其分解为多个1对相对性状的遗传问题并按分离定律分析，再运用乘法原理组合出后代的基因型或表现型的种类及概率。
3．下列关于孟德尔两对相对性状遗传实验的叙述中，错误的是(　　)
A．两对相对性状分别由两对等位基因控制
B．每一对等位基因的传递都遵循分离定律
C．F1中控制两对性状的基因相互融合
D．F2中有16种组合、9种基因型和4种表现型
答案　C
解析　孟德尔对F2中不同性状之间发生自由组合的解释是：两对相对性状分别由两对等位基因控制，控制两对相对性状的两对等位基因的分离和组合是互不干扰的，其中每一对遗传因子的传递都遵循分离定律。这样，F1产生雌雄配子各4种，比例接近1∶1∶1∶1，配子随机结合，则F2中有16种雌雄配子结合方式、9种基因型和4种表现型。
4．番茄果实的红色对黄色为显性，两室对一室为显性，两对性状遗传时可自由组合。育种者用纯合的具有这两对相对性状的亲本杂交，子二代中重组类型的个体数占子二代总数的(　　)
A.或 B.或
C.或 D.
答案　C
解析　重组类型是指性状表现不同于双亲的类型，设控制两对性状的基因分别为A、a和B、b，若亲本的杂交组合是AABB×aabb，则子二代的重组类型是单显性，概率为；若亲本的杂交组合是AAbb×aaBB，则子二代的重组类型是双显性和双隐性，概率为。
三、对自由组合现象解释的验证
1．测交实验
(1)方法：F1×双隐性纯合子。
(2)遗传图解
(3)结论：F1的配子种类是4种，且数目相等。
(4)作用：①测定F1产生的配子种类及比例。
②测定F1基因的组成。
③判定F1在形成配子时基因的行为。
2．自由组合定律的实质
一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。
1．两亲本杂交，后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例，能否确定两亲本的基因型就是YyRr和yyrr？试举例说明。
答案　不一定。Yyrr和yyRr相交，后代也会出现1∶1∶1∶1的比例。
2．如果对具有独立遗传的三对基因的杂合子AaBbCc进行测交，子代中aabbcc所占比例是多少？
答案　1/8。
5．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)、毛皮粗糙(R)对毛皮光滑(r)是显性。能验证自由组合定律的最佳杂交组合是(　　)
A．黑光×白光→18黑光∶16白光
B．黑光×白粗→25黑粗
C．黑粗×白粗→15黑粗∶7黑光∶16白粗 ∶3白光
D．黑粗×白光→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光
答案　D
解析　验证自由组合定律，就是论证杂种F1产生配子时，是否决定同一性状的成对基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合，产生四种不同基因型的配子，最佳方法为测交。D项符合测交的概念和结果：黑粗(相当于F1的双显)×白光(双隐性纯合子)→10黑粗∶9黑光∶8白粗∶11白光(四种类型，比例接近1∶1∶1∶1)。
6．自由组合定律中的“自由组合”是指(　　)
A．带有不同基因的雌雄配子间的组合
B．决定同一性状的成对的基因的组合
C．两亲本间的组合
D．决定不同性状的非等位基因的自由组合
答案　D
解析　自由组合定律的实质是一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。
1．对纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆杂交实验结果的叙述中，错误的是(　　)
A．F1能产生4种比例相同的雄配子
B．F2中圆形和皱形之比接近3∶1，与分离定律相符
C．F2出现4种基因型的个体
D．F2出现4种表现型的个体，且比例为9∶3∶3∶1
答案　C
解析　纯种黄色圆形豌豆和纯种绿色皱形豌豆杂交，F1为双杂合子，其可产生4种比例相同的雌雄配子，A正确；F2中，圆形与皱形、黄色与绿色比例均接近3∶1，符合分离定律，B正确；根据自由组合定律，F2中应有9种基因型，4种表现型且其比例为9∶3∶3∶1，C错误、D正确。
2．孟德尔认为基因型为YYRr的个体，产生的配子种类及比例是(　　)
A．YR∶Yr＝1∶1 B．YR∶yr＝1∶1
C．R∶r＝1∶1 D．Y∶R∶r＝2∶1∶1
答案　A
解析　YYRr的个体产生配子时，Y和Y分离，R和r分离，Y与R(r)自由组合。
3．孟德尔豌豆实验中，F2中出现了黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形和绿色皱形四种表现型，其比例为9∶3∶3∶1。与此无关的解释是(　　)
A．F1产生了4种比例相等的配子
B．雌配子和雄配子的数量相等
C．F1的四种雌、雄配子随机结合
D．必须有足量的F2个体
答案　B
解析　通常情况，雄配子的数量远远多于雌配子。
4．已知玉米籽粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性，两对性状的遗传遵循自由组合定律。纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得F1，F1自交或测交，预期结果不正确的是(　　)
A．自交结果中黄色甜与红色非甜比例为9∶1
B．自交结果中黄色与红色比例为3∶1，非甜与甜比例为3∶1
C．测交结果是红色甜∶黄色非甜∶红色非甜∶黄色甜＝1∶1∶1∶1
D．测交结果为红色与黄色比例1∶1，甜与非甜比例1∶1
答案　A
解析　黄色甜和红色非甜都属于单显类型，它们的比例应为1∶1，所以A错误。
5．番茄的高茎对矮茎为显性，红果对黄果为显性。现有高茎黄果的纯合子(TTrr)和矮茎红果的纯合子(ttRR)杂交，按自由组合定律遗传，问：
(1)F2中出现的重组型个体占总数的________。
(2)F2中高茎红果番茄占总数的________，矮茎红果番茄占总数的________，高茎黄果番茄中纯合子占________。
(3)若F2共收获800个番茄，其中黄果番茄约有____个。
答案　(1)　(2)　　　(3)200
课时作业
[学考达标]
1．孟德尔通过做两对相对性状的杂交实验，发现了自由组合定律。他选用纯合黄色圆形豌豆种子和纯合绿色皱形豌豆种子为亲本杂交得到F1，F1种子全为黄色圆形。F1自交得到F2，F2种子有4种表现类型：黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形，其比例为9∶3∶3∶1。有关该实验说法不正确的是(　　)
A．实验中黄色和绿色、圆形和皱形的遗传均符合分离定律
B．F2出现了不同于亲本的性状组合
C．F2黄色皱形种子中纯合子占1/16
D．F2中杂合黄色圆形种子占1/2
答案　C
解析　本题根据两对相对性状的杂交实验现象，分别分析黄色和绿色、圆形和皱形这两对相对性状的遗传，F1全为显性性状(黄色和圆形)，F2出现性状分离，显性性状∶隐性性状＝3∶1(黄色∶绿色＝3∶1，圆形∶皱形＝3∶1)。故黄色和绿色、圆形和皱形这两对相对性状的遗传均符合分离定律。F1基因型为YyRr，由于等位基因的分离，非等位基因的自由组合，F2出现了9种基因型：Y_R_、yyR_、Y_rr、yyrr，其中yyR_、Y_rr的表现类型为绿色圆形、黄色皱形，是重组性状。F2黄色皱形有两种基因型：YYrr和Yyrr，且比例为1∶2，故F2黄色皱形种子中纯合子占1/3。F2中黄色圆形种子有4种基因型，只有一种纯合基因型，其他均为杂合基因型，且组合数所占比例为8/16，故F2中杂合黄色圆形种子占1/2。
2．已知玉米的黄色对白色为显性，非甜对甜为显性，两对性状独立遗传。现让独立遗传的黄色非甜玉米(YYSS)与白色甜玉米(yyss)杂交，F1自交得F2，在F2中得到白色甜玉米80株，那么F2中表现型不同于双亲的杂合植株约为(　　)
A．160株 B．240株 C．320株 D．480株
答案　C
解析　F2中白色甜玉米占总数的1/16，故F2总数为1 280株。F2中表现型不同于双亲的杂合植株(包括Yyss和yySs)占总数的1/4，故符合条件的植株约为320株。
3．用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本杂交获得F1，F1自交得F2，F2中黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形的比例为9∶3∶3∶1，与F2出现这样的比例无直接关系的是(　　)
A．亲本必须是纯种黄色圆形豌豆与纯种绿色皱形豌豆
B．F1产生的雄、雌配子各有4种，比例为1∶1∶1∶1
C．F1自交时4种类型的雄雌配子的结合是随机的
D．F1的16种配子结合方式都能发育成新个体
答案　A
解析　亲本既可以是纯种黄色圆形豌豆与纯种绿色皱形豌豆，也可以是纯种黄色皱形豌豆与纯种绿色圆形豌豆。
4．已知豌豆某两对基因按照基因自由组合定律遗传，其子代基因型及比例如右图，则双亲的基因型是(　　)
A．AABB×AABb
B．AaBb×AaBb
C．AABb×AaBb
D．AaBB×AABb
答案　C
解析　由子代中AA∶Aa＝1∶1，可推知亲代为AA×Aa；由子代中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，可推知亲代为Bb×Bb，故双亲的基因型为AABb×AaBb。
5．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，具有1∶1∶1∶1比例的是(　　)
①F1产生配子类型的比例　②F2表现型的比例　③F1测交后代表现型的比例　④F1表现型的比例　⑤F2基因型的比例
A．②④ B．①③ C．④⑤ D．②⑤
答案　B
解析　孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1基因型为YyRr，表现型只有一种，F1产生的配子为YR、Yr、yR、yr，比例为1∶1∶1∶1。F1测交后代基因型为YyRr、Yyrr、yyRr、yyrr 4种，表现型也为4种，比例均为1∶1∶1∶1。
6．基因的自由组合定律发生于下图中的哪个过程(　　)
A．① B．② C．③ D．④
答案　A
解析　自由组合定律发生在配子形成时，故选A。
[高考提能]
7．孟德尔的豌豆杂交实验中，将纯种的黄色圆形(YYRR)与纯种的绿色皱形(yyrr)杂交，得F2种子556粒(以560粒计算)。从理论上推测，F2种子中基因型与其个体数基本相符的是(　　)
选项
A
B
C
D
基因型
YyRR
yyrr
YyRr
yyRr
个体数
140粒
140粒
315粒
70粒
答案　D
解析　亲本全为纯合子，F1的基因型为YyRr，F1减数分裂时形成YR、Yr、yR、yr四种相等的配子，雌雄配子结合，F2有4种表现型，9种基因型。YyRR：(2/4)×(1/4)×560＝70(粒)；yyrr：(1/4)×(1/4)×560＝35(粒)；YyRr：(2/4)×(2/4)×560＝140(粒)；yyRr：(1/4)×(2/4)×560＝70(粒)。
8．以黄色皱形(YYrr)与绿色圆形(yyRR)的豌豆作亲本进行杂交，F1植株自花传粉，从F1植株上所结的种子中任取1粒绿色圆形和1粒绿色皱形的种子，这两粒种子都是纯合子的概率为(　　)
A．1/3 B．1/4 C．1/9 D．1/16
答案　A
解析　根据题意，F1植株的基因型为YyRr，则F2中绿色圆形占3/16，其中纯合子占F2的1/16，则任取1粒绿色圆形种子，是纯合子的概率为1/3，而绿色皱形种子一定是纯合子，所以这两粒种子都是纯合子的概率为1/3×1＝1/3，故A正确。
9．在模拟孟德尔杂交实验的活动中，两个信封内卡片的组合表示(　　)
A．F1产生的配子
B．雌、雄亲本产生的配子
C．雌、雄亲本配子的随机结合
D．F1配子的随机结合
答案　D
解析　本实验中两个信封分别代表子一代，每个信封内的卡片代表子一代个体形成的雌、雄配子，因此两个信封内卡片的组合就表示F1配子的随机结合。
10．番茄的红果(R)对黄果(r)为显性，子房多室(M)对子房二室(m)为显性，现将红果多室和红果二室番茄进行杂交，其后代表现型及比例如图所示，请分析该图找出两亲本的基因型分别是(　　)
A．RrMm、Rrmm B．RrMm、RRmm
C．RRMm、Rrmm D．RRMM、RRmm
答案　A
解析　从题图观察可知红果∶黄果＝3∶1，多室∶二室＝1∶1，与选项A相符。
11．已知两对等位基因A、a和B、b独立遗传，现用基因型为AABB与aabb的个体进行杂交，产生的F1再自交产生F2。试分析回答下列问题：
(1)上述两对等位基因的遗传遵循__________________定律。若两对等位基因分别控制两对相对性状，则F2的双显性个体中杂合子占________。
(2)若两对等位基因控制同一对相对性状，且只要存在一个显性基因，个体便表现显性性状，则F2的表现型比例为________；若只有A、B同时存在时，个体才表现显性性状，则F2的表现型比例为________。
(3)已知小麦种皮红色对白色为显性，若A、B基因控制小麦种皮红色，种皮红色深浅程度与其所具有的决定红色的基因(A、B)的数目有关，含显性基因越多，红色越深，F2中有深红、红色、中等红、淡红、白色五种表现型，则F2中中等红个体的基因型为____________________，其所占比例为________；若从F2中选出淡红个体进行自交，其后代的表现类型及比例为______。
答案　(1)分离定律和自由组合　8/9　(2)15∶1　9∶7　(3)AaBb或aaBB或AAbb　3/8　中等红∶淡红∶白色＝1∶2∶1
12．某地开发出一种水果，其果皮颜色(C、c)有紫色的，也有绿色的；果肉味道(D、d)有甜的，也有酸的。为了鉴别有关性状的显隐性关系，用紫色酸果植株分别和绿色甜果植株A、绿色甜果植株B进行杂交，结果如下表：
组合序号
杂交组合类型
F1性状表现和植株数目
紫色酸果
绿色酸果
①
紫色酸果×绿色甜果A
210
208
②
紫色酸果×绿色甜果B
0
280
据表回答下面相关问题：
(1)上述两对性状中，________________是显性性状。
(2)亲本中紫色酸果植株、绿色甜果植株A、绿色甜果植株B的基因型分别是________________
_______________________。
答案　(1)绿色、酸果　(2)ccDD、Ccdd、CCdd
解析　根据组合②中，紫色酸果与绿色甜果B杂交后代全为绿色酸果可推知：绿色对紫色为显性，酸果对甜果为显性，且两亲本均为纯合子，所以紫色酸果的基因型为ccDD，绿色甜果B的基因型为CCdd。再根据组合①中，紫色酸果(ccDD)与绿色甜果A(C_dd)杂交后代中紫色∶绿色＝1∶1，则可推出绿色甜果A的基因型为Ccdd。
13．番茄是自花授粉植物，已知红果(R)对黄果(r)为显性，正常果形(F)对多棱果(f)为显性。以上两对等位基因按自由组合定律遗传。现有红色多棱果品种、黄色正常果形品种和黄色多棱果品种(三个品种均为纯合子)，育种专家期望获得红色正常果形的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：
(1)应选用________________和________________作为杂交亲本。
(2)上述两亲本杂交产生的F1的基因型为________，性状为________________。
(3)在F2中表现红色正常果形植株出现的比例为______，F2中能稳定遗传的红色正常果形植株出现的比例为________。
答案　(1)红色多棱果品种　黄色正常果形品种
(2)RrFf　红色正常果形　(3)9/16　1/16
解析　(1)根据显隐性关系推知三个亲本的基因型分别为RRff、rrFF、rrff；题目要求获得红色正常果形的新品种，则所用的亲代中必然含有R和F基因，所以应用红色多棱果和黄色正常果形作亲本。(2)纯合的红色多棱果和纯合的黄色正常果形的基因型分别为RRff和rrFF，它们杂交产生的F1的基因型是RrFf，性状为红色正常果形。(3)F1自交得到的F2中红色正常果形(R_F_)占3/4×3/4＝9/16，其中能稳定遗传的RRFF占1/4×1/4＝1/16。
[真题体验]
14．(2015·海南，12)下列叙述正确的是(　　)
A．孟德尔定律支持融合遗传的观点
B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种
D．按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种
答案　D
解析　孟德尔指出，生物的性状是由基因决定的，这些基因就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失，他不支持融合遗传，A错误；孟德尔指出，生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子中，而有丝分裂不会形成生殖细胞，B错误；根据孟德尔的自由组合定律，AaBbCcDd个体自交，四对基因的分离和组合是互不干扰的，每对基因可产生三种不同的基因组合，所以子代基因型可以有3×3×3×3＝81种，C错误；同理，AaBbCc个体进行测交，每对基因可以产生两种不同的基因组合，所以测交子代基因型有2×2×2＝8种，D正确。
15．(2013·天津，5)大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。据图判断，下列叙述正确的是(　　)
P　　　　　黄色×黑色
　　　　　　　 ↓
F1　　　　　　灰色
　　　　　　　 ↓F1雌雄交配
F2　　灰色　 黄色 　黑色　 米色
　　　 9　 ∶ 3　∶ 3　∶ 1
A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状
B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合子
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为
答案　B
解析　A项中，两对等位基因杂交，F2中灰色比例最高，所以灰色为双显性性状，米色最少，为双隐性性状，黄色、黑色为单显性，故错误；B项中，F1为双杂合子(AaBb)，与黄色亲本(假设为aaBB)杂交，后代为两种性状表现，故正确；C项中，F2出现性状分离，体色由两对等位基因控制，则灰色大鼠中有为纯合子(AABB)，其余为杂合子，故错误；D项中，F2中黑色大鼠中纯合子(AAbb)所占比例为，与米色(aabb)杂交不会产生米色大鼠，杂合子(Aabb)所占比例为，与米色大鼠(aabb)交配，产生米色大鼠的概率为×＝，故错误。
第二节　自由组合定律(Ⅱ)
知识内容
必考要求
加试要求
自由组合定律的应用
c
c
课时要求
1.概述孟德尔自由组合定律的应用。2.结合提供的示例，归纳有关自由组合现象的解题规律。
一位漂亮的女模特对遗传学教授说：“让我们结婚吧，我们的孩子一定会像你一样聪明，像我一样漂亮。”遗传学教授平静地说：“如果我们的孩子像我一样丑陋，像你一样愚蠢，那该如何是好？” 假设他们俩真的结合了，那么他们的孩子可能出现几种情况？
解决学生疑难点　


一、自由组合定律的解题规律
1．分解组合法(“乘法原理”和“加法原理”)
(1)原理：分离定律是自由组合定律的基础。
(2)思路：首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律：Aa×Aa、Bb×bb，然后按照数学上的“乘法原理”和“加法原理”，根据题目要求的实际情况进行重组。此法“化繁为简，高效准确”。
2．基本题型分类及解题规律
(1)配子类型及概率计算
求每对基因产生的配子种类和概率，然后再相乘。
示例1　求AaBbCc产生的配子种类，以及配子中ABC的概率。
①产生的配子种类
Aa　　Bb　　Cc
↓　　↓　　↓
2　×　2 × 2＝8种
②配子中ABC的概率
Aa　　　Bb　　 Cc
↓　　　↓　　 ↓
(A) × (B) × (C)＝
(2)配子间的结合方式
分别求出两个亲本产生的配子的种类，然后相乘。
示例2　AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？
①先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。
AaBbCc→8种配子、AaBbCC→4种配子。
②再求两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子之间有8×4＝32种结合方式。
(3)子代基因型种类及概率计算
求出每对基因相交产生的子代的基因型种类及概率，然后根据需要相乘。
示例3　AaBbCc与AaBBCc杂交，求其后代的基因型种类数以及产生AaBBcc子代的概率。
①先分解为三个分离定律
Aa×Aa→后代有3种基因型(1/4AA∶2/4Aa∶1/4aa)；
Bb×BB→后代有2种基因型(1/2BB∶1/2Bb)；
Cc×Cc→后代有3种基因型(1/4CC∶2/4Cc∶1/4cc)。
②后代中基因型有3×2×3＝18种。
③后代中AaBBcc的概率：(Aa)×(BB)×(cc)＝。
(4)子代表现型种类及概率计算
求出每对基因相交产生的子代的表现型种类及概率，然后根据需要相乘。
示例4　AaBbCc×AabbCc杂交，求其子代的表现型种类及三个性状均为显性的概率。
①先分解为三个分离定律
Aa×Aa→后代有2种表现型(A_∶aa＝3∶1)；
Bb×bb→后代有2种表现型(Bb∶bb＝1∶1)；
Cc×Cc→后代有2种表现型(C_∶cc＝3∶1)。
②后代中表现型有 2×2×2＝8种。
③三个性状均为显性(A_B_C_)的概率
(A_)×(B_)×(C_)＝。
3．据子代性状分离比推测亲本基因型和表现型——逆推型
将自由组合定律问题转化为分离定律问题后，充分利用分离比法、填充法和隐性纯合突破法等方法逆推亲代的基因型和表现型。
示例5　豌豆子叶的黄色(Y)、圆形种子(R)均为显性。两亲本豌豆杂交的F1表现型如图。请写出亲代的基因型和表现型。
(1)粒形、粒色先分开考虑，分别应用基因分离定律逆推
根据黄色∶绿色＝1∶1，可推出亲代为Yy×yy；
根据圆形∶皱形＝3∶1，可推出亲代为Rr×Rr。
(2)然后进行组合，故亲代基因型为YyRr(黄色圆形)×yyRr(绿色圆形)。
在自由组合定律中，当非等位基因之间存在某些关系时，会造成F2中的分离比偏离9∶3∶3∶1，而出现其他表现形式。结合下列实例分析：
1．猪的毛色由两对自由组合的基因控制，两种显性基因A和B是同效的，都可以控制一部分棕色色素的合成。当两种显性基因同时存在时表现为棕红色，只有一种显性基因时表现为淡棕色，无显性基因时表现为白色。现有纯合的棕红色猪和白色猪杂交，F1是棕红色，F1自交的F2有几种表现型？比例是怎样的？
答案　F2中有三种表现型：棕红色(A_B_)、淡棕色(A_bb、aaB_)和白色(aabb)，比例为9∶6∶1。
2．香豌豆花色由两对自由组合的基因控制，当两种显性基因同时存在时表现为紫花，只有一种显性基因或无显性基因时表现为白花。现有紫花品系(PPCC)和白花品系(ppcc)，杂交的F1都是紫花(PpCc)，自交后F2的表现型及比例是怎样的？
答案　紫花(P_C_)∶白花(P_cc、ppC_、ppcc)＝9∶7。
3．已知小鼠中，当基因型为B_C_时，才能产生黑色素，当基因型为B_cc时，虽不能产生黑色素，但能产生棕色的中间产物。当基因型为bbC_时，b基因抑制C基因的表达而不能合成色素，所以小鼠为白色。现有黑色小鼠(BBCC)和白色小鼠(bbcc)杂交，F1雌雄个体交配，产生的F2的表现型是怎样的？
答案　F2的表现型有三种：黑色(B_C_)、棕色(B_cc)、白色(bbC_和bbcc)，比例为9∶3∶4。
4．荠菜的果形有三角形(AABB)和卵圆形(aabb)两种，让纯合子三角形和卵圆形杂交，F1的果形都是三角形，F2只有两种表现型即三角形和卵圆形，比例为15∶1，试分析产生这种现象的原因。
答案　基因型中有两种显性基因与只有一种显性基因时控制的表现型相同，没有显性基因时表现为隐性性状。因此，F2中除aabb为卵圆形以外，A_B_、A_bb、aaB_的基因型都表现为三角形。
5．若对上述四个实例中的F1进行测交，后代的分离比分别是多少？
答案　如表所示
实例
F1测交
1
1∶2∶1
2
1∶3
3
1∶1∶2
4
3∶1
知识整合　自由组合中常见的异常分离比分析：
异常分离比的原因
F1自交后代比例
F1测交后代比例
存在一种显性基因(A或B)时表现为同一种性状，其余正常表现
9∶6∶1
1∶2∶1
A、B同时存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状
9∶7
1∶3
aa(或bb)成对存在时，表现双隐性性状，其余正常表现
9∶3∶4
1∶1∶2
只要存在显性基因(A或B)就表现为同一种性状，其余正常表现
15∶1
3∶1
1．小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，这两对基因的遗传遵循自由组合定律。将两种小麦杂交，后代中出现高秆有芒、高秆无芒、矮秆有芒、矮秆无芒四种表现型，且其比例为3∶1∶3∶1，则亲本的基因型为(　　)
A．DDBB×ddBb B．Ddbb×ddbb
C．DdBb×ddBb D．DdBb×ddbb
答案　C
解析　杂交后代中高秆∶矮秆＝1∶1，有芒∶无芒＝3∶1。根据一对相对性状的遗传规律，题中亲本关于茎秆高度的基因型为Dd和dd，关于有芒和无芒的基因型为Bb和Bb。
2．原本无色的物质在酶Ⅰ、酶Ⅱ和酶Ⅲ的催化作用下，转变为黑色素，即：无色物质→X物质→Y物质→黑色素。已知编码酶Ⅰ、酶Ⅱ和酶Ⅲ的基因分别为A 、B 、C，则基因型为AaBbCc的两个个体交配，出现黑色子代的概率为(　　)
A．1/64 B．3/64 C．27/64 D．9/64
答案　C
解析　由题意可知，基因型为AaBbCc的两个个体交配，出现黑色子代的概率其实就是出现A_B_C_的个体的概率，其概率为3/4×3/4×3/4＝27/64。
二、自由组合定律的实践应用
1．指导育种
根据自由组合定律，合理选用优缺点互补的亲本材料，通过杂交导致基因重新组合，可得到理想中的具有双亲优良性状，摒弃双亲不良性状的杂种后代，并可预测杂种后代中优良性状出现的概率，从而有计划地确定育种规模，具体分析如下：
(1)培育具有显性性状的纯合子，如AAbb、aaBB等，应进行如下操作：
选择具有不同优良性状的亲本F1F2纯合子(品种)
(2)培育隐性纯合子：自F2中筛选即可。
2．在医学实践中的应用
利用自由组合定律可以同时分析家族中两种遗传病的发病情况。
1．现有提供的育种材料AAbb、aaBB，要培养出具有显性性状的纯合子AABB。首先要进行杂交，再进行自交，请简述杂交和自交的目的分别是什么？
答案　通过杂交，可以将控制显性性状的基因A和B集中到F1，但F1并不是纯合子，自交的目的就是在F2中选择AABB的显性纯合子。
2．有两种符合自由组合定律的遗传病，发病情况如下图，则标号①②③部分的含义分别是什么？
答案　①表示只患甲病；②表示只患乙病；③表示两病兼患。
3．多指由显性基因控制，先天性聋哑由隐性基因控制，决定这两种遗传病的基因自由组合，一对男性患多指、女性正常的夫妇，婚后生了一个手指正常的聋哑孩子。这对夫妇再生一个孩子为手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是(　　)
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
答案　A
解析　设多指相关基因用A、a表示，聋哑相关基因用B、b表示。根据亲子代表现型，可推出亲代基因型：父AaBb，母aaBb，他们再生一个孩子的情况如下图：
①表示全正常，×＝；
②表示只患聋哑，×＝；
③表示只患多指，×＝；
④表示既患多指又患聋哑，×＝。
据此可得出答案。
题后归纳　若患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况如下表：
序号
类型
概率
①
不患甲病概率
1－m
②
不患乙病概率
1－n
③
只患甲病的概率
m－mn
④
只患乙病的概率
n－mn
⑤
两病同患的概率
mn
⑥
只患一种病的概率
m＋n－2mn
⑦
完全正常的概率
1－n－m＋mn
⑧
患病的概率
m＋n－mn
1．正常情况下，基因型为aaBBCCDd的个体产生的雌配子种类最多有(　　)
A．6种 B．2种 C．8种 D．4种
答案　B
解析　基因型为aaBBCCDd的个体，只能产生aBCD和aBCd两种雌配子。
2．若基因型为AaBbCCDDee的个体与基因型为AABbCcDDEe的个体交配，在子代中，纯合子的比例应是(　　)
A. B. C. D.
答案　C
解析　首先分析每对基因产生纯合子的概率。Aa×AA→1AA∶1Aa，纯合子的概率为；Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb，纯合子的概率为；CC×Cc→1CC∶1Cc，纯合子的概率为；DD×DD→DD，纯合子的概率为1(100%)；ee×Ee→1Ee∶1ee，纯合子的概率是。再将这些概率相乘，即得出子代中纯合子的概率为：×××1×＝。
3．父本的基因型为AABb，F1的基因型为AaBb，则母本不可能是(　　)
A．Aabb B．AaBB
C．AAbb D．aaBB
答案　C
解析　F1的基因型AaBb中Aa是由父本和母本双方提供的，而父本为AA，则母本可能为Aa或aa，同理可推另一基因组成为BB或Bb或bb，结合选项知只有C项不可能。
4．一个基因型为BbRr(棕眼右癖)的男人与一个基因型为bbRr(蓝眼右癖)的女人结婚(两对相对性状独立遗传)，所生子女中表现型的概率各为1/8的类型是(　　)
A．棕眼右癖和蓝眼右癖 B．棕眼左癖和蓝眼左癖
C．棕眼右癖和蓝眼左癖 D．棕眼左癖和蓝眼右癖
答案　B
解析　1/8应该是1/2与1/4相乘得到的。Bb×bb后代中，棕眼与蓝眼的比例各为1/2，Rr×Rr后代中，右癖与左癖的比例分别为3/4和1/4。所以所生子女中表现型概率为1/8的应该是左癖的两种眼色。
5．二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)独立遗传。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据。
亲本组合
F1株数
F2株数
紫色叶
绿色叶
紫色叶
绿色叶
①紫色叶×绿色叶
121
0
451
30
②紫色叶×绿色叶
89
0
242
81
请回答下列问题：
(1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循______________定律。
(2)表中组合①的两个亲本基因型为________________，理论上组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为________。
(3)表中组合②的亲本中，紫色叶植株的基因型为______。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为________________________。
答案　(1)基因的自由组合　(2)AABB、aabb　 (3)AAbb(或aaBB)　紫色叶∶绿色叶＝1∶1
解析　(1)因为结球甘蓝的叶色性状是由两对等位基因(独立遗传)决定的，且亲本组合①中F2的性状分离比约为15∶1(9∶3∶3∶1的变式)，所以结球甘蓝叶色性状的遗传遵循基因的自由组合定律。(2)亲本组合①中F2的性状分离比约为15∶1，则F1的基因型为AaBb，两个亲本基因型为AABB、aabb；理论上组合①的F2紫色叶植株中，基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb、aaBB、aaBb、AAbb、Aabb，其中纯合子所占的比例为∶＝。(3)组合②中F2的性状分离比约为3∶1，则亲本基因型为aaBB×aabb或AAbb×aabb，故紫色叶植株的基因型为aaBB或AAbb；F1的基因型为aaBb或Aabb，其测交后代的表现型及比例为紫色叶∶绿色叶＝1∶1。
课时作业
[学考达标]
1．某一个体的基因型为AaBbCCDdEe，成对的基因均分别独立遗传，遵循自由组合定律，此个体能产生的配子种类数为(　　)
A．6种 B．12种
C．16种 D．32种
答案　C
解析　该题可利用分解法来解答。对于只含一对等位基因的个体，杂合子(Aa)产生两种配子(A、a)，纯合子(CC)产生一种配子(C)。因此，基因型为AaBbCCDdEe的个体能产生的配子种类数为2×2×1×2×2＝16(种)。
2．黄色圆形和绿色圆形豌豆杂交，其子代的表现型统计结果如图所示，则杂交后代中新表现型个体占的比例为(　　)
A. B. C. D.
答案　B
解析　黄色×绿色，杂交后代黄色∶绿色＝1∶1，则亲代为Yy×yy；圆形×圆形，杂交后代圆形∶皱形＝3∶1，则亲代为Rr×Rr，故亲本基因型分别为YyRr×yyRr。杂交后代黄色皱形和绿色皱形为新表现型，所占比例为×＋×＝。
3．豌豆子叶的黄色(Y)、圆形种子(R)均为显性，两亲本杂交的F1表现型如下图所示，让F1中黄色圆形豌豆与绿色皱形豌豆杂交，F2的性状分离比为(　　)
A．2∶2∶1∶1 B．1∶1∶1∶1
C．9∶3∶3∶1 D．3∶1∶3∶1
答案　A
解析　由F1圆形∶皱形＝3∶1，知亲代相应基因型为Rr×Rr；由F1黄色∶绿色＝1∶1，知亲代相应基因型为Yy×yy，故亲代基因型为YyRr×yyRr。F1中黄色圆形豌豆的基因型为1/3YyRR、2/3YyRr，F1中绿色皱形豌豆基因型为yyrr。按如下计算：1/3YyRR×yyrr→1/6YyRr、1/6yyRr；2/3YyRr×yyrr→1/6YyRr、1/6Yyrr、1/6yyRr、1/6yyrr。综合考虑两项结果，得YyRr∶yyRr∶Yyrr∶yyrr＝2∶2∶1∶1。
4．小鼠毛色黑色(B)对褐色(b)为显性，无白斑(S)对有白斑(s)为显性，这两对等位基因独立遗传。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中黑色有白斑小鼠的比例是(　　)
A. B. C. D.
答案　B
解析　BbSs×BbSs得到黑色有白斑小鼠(B_ss)的概率为×＝。
5．对某植株进行测交，得到后代基因型为RrBb和Rrbb，则该植株的基因型是(　　)
A．RRBb B．RrBb
C．rrbb D．Rrbb
答案　A
解析　测交是待测个体和隐性纯合子杂交的过程。隐性纯合子只产生一种配子(rb)。故该植株测交后代基因型中去掉rb为该植株产生的配子，即RB、Rb。推出该植株基因型为RRBb。
6．水稻的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(R)对不抗锈病(r)为显性，这两对基因自由组合。甲水稻(DdRr)与乙水稻杂交，其后代四种表现型的比例是3∶3∶1∶1，则乙水稻的基因型是(　　)
A．Ddrr或ddRr B．DdRR
C．ddRR D．DdRr
答案　A
解析　从后代表现型的比例为3∶3∶1∶1中可确定两种性状的比例，一种性状的后代性状分离比为3∶1，另一种性状的后代性状分离比为1∶1，已知甲水稻基因型为DdRr，则乙水稻的基因型为Ddrr或ddRr。
[高考提能]
7．某种鼠中，黄色基因A对灰色基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且基因A或b在纯合时都能使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的。现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代表现型比例为(　　)
A．2∶1 B．9∶3∶3∶1
C．4∶2∶2∶1 D．1∶1∶1∶1
答案　A
解析　由于AA或bb使胚胎致死，故AaBb×AaBb只能生出AaBB、AaBb、aaBB、aaBb四种基因型的后代，其比例为2∶4∶1∶2，故后代表现型的比例为黄色短尾∶灰色短尾＝2∶1。
8．食指长于无名指为长食指，反之为短食指，该相对性状由常染色体上一对等位基因控制(TS表示短食指基因，TL表示长食指基因)。此等位基因表达受性激素影响，TS在男性为显性，TL在女性为显性。若一对夫妇均为短食指，所生孩子既有长食指又有短食指，则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为(　　)
A．1/4 B．1/3 C．1/2 D．3/4
答案　A
解析　根据这对夫妇的表现型可以确定男性的基因型为TLTS或者TSTS，女性的基因型一定为TSTS，又根据其孩子中既有长食指又有短食指，可以确定该男性的基因型一定为TLTS(如果是TSTS，则后代的基因型都为TSTS，所生孩子不论男孩还是女孩，都是短食指，与题干不符)。因此，后代的基因型为TLTS或TSTS，各占1/2，TSTS不论男孩还是女孩都是短食指，TLTS只有是女孩时才是长食指，因此，该夫妇生一个孩子为长食指的概率为1/2×1/2＝1/4。
9．有一种软骨发育不全的遗传病，两个有这种病的人(其他性状正常)结婚，他们所生的第一个孩子得白化病和软骨发育不全，第二个孩子性状全部正常。假设控制这两种病的基因符合基因的自由组合定律，请预测他们再生一个孩子同时患两病的概率是(　　)
A. B. C. D.
答案　C
解析　假设软骨发育不全是由B基因控制的，两个有这种病的人(其他性状正常)结婚，他们所生的第一个孩子得白化病和软骨发育不全，第二个孩子性状全部正常，可以推断出此夫妇的基因型均为AaBb(假设白化病相关基因用A、a表示)，他们再生一个孩子同时患两种病的概率是×＝。
10．报春花的花色白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)由两对等位基因(A和a，B和b)共同控制，两对等位基因独立遗传，显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时可抑制其表达。现选择AABB和aabb两个品种进行杂交，得到F1，F1自交得F2，则下列说法不正确的是(　　)
A．黄色植株的基因型是AAbb或Aabb
B．F1的表现型是白色
C．F2中黄色∶白色的比例是3∶5
D．F2中的白色个体的基因型有7种
答案　C
解析　根据图示，基因A表达才能合成黄色锦葵色素，而基因B表达时基因A表达受抑制，花色为白色，因此白色报春花的基因型为A_B_或aa_ _，而黄色报春花的基因型是AAbb或Aabb；AABB和aabb两个品种杂交，F1为AaBb花色应为白色；F1自交，F2的基因型为：A_B_、aaB_、A_bb、aabb，其比例为9∶3∶3∶1，其中黄色为3/16，白色为(9＋3＋1)/16，因此F2中白色∶黄色为13∶3；由于F2共有9种基因型，其中黄色植株的基因型只有AAbb和Aabb两种，因此白色个体的基因型种类是7种。
11．小鼠体色由位于常染色体上的两对基因决定，A基因决定黄色，R基因决定黑色，A、R同时存在则皮毛呈灰色，无A、R则呈白色。一灰色雄鼠和一黄色雌鼠交配，F1表现型及其比例为：3/8黄色小鼠、3/8灰色小鼠、1/8黑色小鼠、1/8白色小鼠。试问：
(1)亲代中，灰色雄鼠的基因型为____________，黄色雌鼠的基因型为____________。
(2)让F1的黑色雌、雄小鼠交配，则理论上F2黑色个体中纯合子的比例为________。
(3)若小鼠的另一性状由另外的两对等位基因(B和b、F和f)决定，且遵循自由组合定律。让基因型均为BbFf的雌、雄鼠相互交配，子代出现四种表现型，比例为6∶3∶2∶1。请对比例6∶3∶2∶1的产生原因做出合理解释：_________________________________________。
答案　(1)AaRr　Aarr　(2)1/3　(3)B或F纯合致死
解析　(1)由题意知，亲本分别为灰色和黄色，子代出现四种体色，推断亲本基因型分别为AaRr和Aarr。(2)F1的黑色鼠基因型为aaRr，所以让F1的黑色雌、雄小鼠交配，则理论上F2黑色个体的基因型及其比例为aaRr∶aaRR＝2∶1，其中纯合子的比例为1/3。(3)基因型均为BbFf的雌、雄鼠相互交配，正常情况子代出现的四种表现型及其比例为B_F_∶B_ff∶bbF_∶bbff＝9∶3∶3∶1，题中子代出现表现型比例为6∶3∶2∶1，则BB_ _或_ _FF不存在，即B或F纯合致死。
12．人的眼色是由两对等位基因(A和a、B和b)(两者独立遗传)共同决定的，在一个个体中两对基因处于不同状态时，人的眼色如下表：
个体的基因型
性状表现(眼色)
四显(AABB)
黑色
三显一隐(AABb、AaBB)
褐色
二显二隐(AaBb、AAbb、aaBB)
黄色
一显三隐(Aabb、aaBb)
深蓝色
四隐(aabb)
浅蓝色
若有一对黄色眼夫妇，其基因型均为AaBb，从理论上计算：
(1)他们所生子女中，基因型有________种，表现型有________种。
(2)他们所生子女中，与亲代表现型不同的个体所占的比例为________。
(3)他们所生子女中，能稳定遗传的个体的表现型及其比例为________。
(4)若子女中的黄色眼的女性与另一家庭的浅蓝色眼的男性婚配，该夫妇生下浅蓝色眼小孩的概率为______。
答案　(1)9　5　(2) (3)黑色∶黄色∶浅蓝色＝1∶2∶1　(4)
解析　这对黄色眼夫妇的基因型均为AaBb，后代应出现9种基因型，但表现型不是4种而是5种，其中黑色∶褐色∶黄色∶深蓝色∶浅蓝色＝1∶4∶6∶4∶1。他们所生子女中，与亲代表现型不同的个体所占的比例为1－＝；能够稳定遗传的个体应是纯合子，比例为黑色∶黄色∶浅蓝色＝1∶2∶1；子女中黄色眼的女性基因型为AaBb、AAbb或aaBB，其比例为4∶1∶1。男性的基因型为aabb，只有AaBb与aabb婚配才能生出浅蓝色眼小孩，概率为×(×)＝。
13．某单子叶植物的非糯性(A)对糯性(a)为显性，抗病(T)对染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因独立遗传，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液变棕色。现有四种纯合子基因型分别为：①AATTdd，②AAttDD，③AAttdd，④aattdd。请完成下列问题。
(1)若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择亲本①与________(填序号)。
(2)若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以选择亲本________和________(填序号)杂交。
(3)若培育糯性抗病优良品种，应选用________和________(填序号)亲本杂交。
(4)将②和④杂交后所得的F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色后，置于显微镜下观察，将会看到________种类型的花粉，且比例为________。
答案　(1)②或④　(2)②　④　(3)①　④ (4)4　1∶1∶1∶1
解析　验证分离定律和自由组合定律常用方法有：F1(杂合子)自交、F1(杂合子)测交、F1(杂合子)花粉鉴定法等方法。使用时要注意分离定律研究的对象为一对相对性状的遗传，而自由组合定律研究的对象为两对及以上相对性状的遗传。
[真题体验]
14．(2016·全国丙，6)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是(　　)
A．F2中白花植株都是纯合子
B．F2中红花植株的基因型有2种
C．控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D．F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
答案　D
解析　用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株，即红花∶白花＝1∶3，符合两对等位基因自由组合的杂合子测交子代比例1∶1∶1∶1的变式，由此可推知该相对性状由两对等位基因控制(设为A、a和B、b)，故C错误；F1的基因型为AaBb，F1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb，故A错误；F2中红花植株(A_B_)的基因型有4种，B错误；F2中白花植株的基因型有5种，红花植株的基因型有4种，故D正确。
15．(2016·上海，25)控制棉花纤维长度的三对等位基因A/a、B/b、C/c对长度的作用相等，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的棉花纤维长度为6厘米，每个显性基因增加纤维长度2厘米。棉花植株甲(AABbcc)与乙(aaBbCc)杂交，则F1的棉花纤维长度范围是(　　)
A．6～14厘米 B．6～16厘米
C．8～14厘米 D．8～16厘米
答案　C
解析　棉花植株甲(AABbcc)与乙(aaBbCc)杂交，F1中至少含有一个显性基因A，长度最短为6＋2＝8厘米，含有显性基因最多的基因型是AaBBCc，长度为6＋4×2＝14厘米。
第三章 遗传的分子基础
知识系统构建
规律方法整合
整合一　同位素标记噬菌体的有关分析
1．噬菌体的结构：噬菌体由DNA和蛋白质组成。
2．噬菌体侵染细菌的过程
3．噬菌体的标记方法
(1)标记细菌：用含有32P或者35S的培养基培养细菌，获得含32P或者35S的细菌。
(2)标记噬菌体：让噬菌体侵染含32P或者35S的细菌，从而获得含32P或者35S的噬菌体。
例1　“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：
①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性
下列叙述正确的是(　　)
A．完整的实验过程需要利用分别含有35S和32P及既不含35S也不含32P的细菌
B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强度都偏高
C．③的作用是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来
D．用32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是只能在沉淀物中检测到放射性
答案　A
解析　由于噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生活，所以在标记噬菌体时，需要利用细菌；检测放射性时不能区分何种元素，所以要分别利用35S和32P去标记既不含35S也不含32P的细菌，A正确；用35S标记的噬菌体侵染细菌，若②中少量噬菌体未侵入细菌，不会导致上清液中的放射性强度偏高，B错误；搅拌和离心的作用是让细菌和噬菌体分开，C错误；用32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是在沉淀物中检测到较强的放射性，但在上清液中也会有少量的放射性，D错误。
整合二　DNA分子结构的计算
碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础。可推知以下多条用于碱基计算的规律。
项目
双链DNA分子
1链
2链
A、G、T、C的关系
A＝T；G＝C
A1＝T2；G1＝C2 A2＝T1；G2＝C1
A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝DNA中碱基总数50%
非互补碱基和之比：或
1
m
1/m
互补碱基和之比：或
n
n
n
某种碱基的比例(X为A、T、G、C中某种碱基的含量)
1/2(X1%＋X2%)
X1%
X2%
例2　已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．34%和16% B．34%和18%
C．16%和34% D．32%和18%
答案　A
解析　设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A1＝66%－32%＝34%，G1＝34%－18%＝16%。根据DNA分子的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。
整合三　DNA复制的有关计算
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：
1．DNA分子数
(1)子代DNA分子数＝2n个。
(2)含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
(3)不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
2．脱氧核苷酸链数
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2 n＋1条。
(2)亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
(3)新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
3．消耗的脱氧核苷酸数
(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。
(2)第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n－1个。
例3　某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是(　　)
A．在第一次复制时，需要(m－A)个
B．在第二次复制时，需要2(m－A)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个
D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个
答案　D
解析　DNA复制n次是指DNA连续复制了n次，产生的子代DNA分子为2n个，形成的脱氧核苷酸链有2n＋1条。第n次复制是指DNA复制了n－1次，已产生子代的DNA分子继续进行第n次复制。两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时，要先计算出n次复制时所需要的该种脱氧核苷酸数，再减去(n－1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。该DNA分子含胞嘧啶数目为(m－A)个，复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m－A)(2n－1)个。
整合四　遗传信息、密码子和反密码子的比较
项目
遗传信息
密码子
反密码子
位置
基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
tRNA上与mRNA上的密码子互补的tRNA一端的3个碱基
作用
决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
翻译时决定肽链中氨基酸的排列顺序
识别密码子
图解
联系
①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上；
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用
例4　下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。
“—甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸—”
密码子表：
甲硫氨酸：AUG；
脯氨酸：CCA、CCC、CCU、CCG；
苏氨酸：ACU、ACC、ACA、ACG；
甘氨酸：GGU、GGA、GGG、GGC；
缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG。
根据上述材料，下列描述中错误的是(　　)
A．这条多肽链中有 4个“—CO—NH—”的结构
B．决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA
C．这段DNA中的①链起了转录模板的作用
D．若①链中CCC碱基变为CCT，则该多肽链的结构一定发生改变
答案　D
解析　5个氨基酸脱水缩合时应产生4个肽键，由甲硫氨酸的密码子组成可推知①链为转录时的模板链，故密码子应依次为AUG、CCC、ACC、GGG、GUA；若①链中CCC碱基变为CCT，由于密码子具有简并性，其决定的氨基酸并没有改变，该多肽链的结构也未改变。
整合五　真核生物和原核生物基因表达过程的区别
1．原核生物没有核膜，基因表达是边转录边翻译(图1)。
2．真核生物细胞核内转录，产生的mRNA穿过核孔到细胞质中和核糖体结合，进行翻译的过程(图2)。
例5　图示为两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述不正确的是(　　)
A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料
B．甲没有核膜围成的细胞核，所以转录、翻译同时发生在同一空间内
C．乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质
D．若合成某条肽链时脱去了100个水分子，则该肽链中至少含有102个氧原子
答案　A
解析　从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的mRNA必须通过核孔才能从细胞核出来；若合成某肽链时脱去100个水分子，则该肽链含有100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，再加上一端的羧基含有的2个氧原子，该肽链至少含有102个氧原子。
热点考题集训
1．肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的
B．S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D．该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
答案　D
2．一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个。在不含15N的培养液中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，需游离胞嘧啶(C)为m个，则n，m分别是(　　)
A．3、960 B．3、900 C．4、960 D．4、900
答案　D
解析　标记过的DNA分子不管复制多少次，其子代DNA分子中必然有两个DNA分子携带有标记。根据不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，可知共得到DNA分子16个，DNA分子需要复制4次；根据题中腺嘌呤40个可知，A＝T＝40个，G＝C＝60个，16个DNA分子共需要60×16＝960个碱基C，除去开始时作为模板的DNA分子，还需要C为960－60＝900个。选D。
3．假如某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b。现将含15N的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子质量平均为(　　)
A. B.
C. D.
答案　B
解析　1个含15N的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，子二代有4个DNA，其中2个DNA各含1条14N链和1条15N链，另外2个DNA的2条链都含14N。4个子代DNA实际为6条14N链和2条15N链，故相当于3个含14N的DNA和1个含15N的DNA，故子二代DNA的相对分子质量平均为，故B正确。
4．同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的(　　)
A．tRNA种类不同
B．mRNA碱基序列不同
C．核糖体成分不同
D．同一密码子所决定的氨基酸不同
答案　B
解析　细胞内合成蛋白质过程中，tRNA种类和核糖体成分是相同的，A、C项错误；直接决定氨基酸顺序的是mRNA碱基序列，mRNA碱基序列不同，合成的氨基酸顺序也不同，B项正确；同一密码子决定的氨基酸是相同的，D项错误。
5．如图为中心法则图解。下列有关的叙述中，错误的是(　　)
A．过程a只发生在有丝分裂的间期
B．过程b和c为基因的表达，具有选择性
C．过程a、b、c、d、e都能发生碱基互补配对
D．过程d、e只发生在某些病毒中
答案　A
解析　a为DNA复制，发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，A错误；b、c分别为转录和翻译过程，基因的表达具有选择性，B正确；d、e为逆转录和RNA复制，只发生在遗传物质为RNA的病毒中，D正确；DNA复制、转录、翻译及逆转录和RNA的复制过程中，都需要模板，都存在碱基互补配对原则，C正确。
6．一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分别至少有碱基(　　)
A．3 000个和3 000个 B．1 000个和3 000个
C．1 000个和4 000个 D．3 000个和6 000个
答案　D
解析　本题是一道较常见的有关氨基酸和碱基之间关系的计算题，主要考查对知识的理解运用能力和知识的迁移能力。掌握了它们的关系：氨基酸个数∶mRNA上的碱基数目∶DNA上的碱基数目＝1∶3∶6，马上可以指出正确的答案。
7．在蛋白质合成过程中，少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。其主要原因是(　　)
A．一种氨基酸可能由多种密码子来决定
B．一种氨基酸可以由多种转运RNA携带到核糖体中
C．一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成
D．一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
答案　D
解析　一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，这样少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。
8．(加试)如图是有关真核细胞内遗传信息传递的过程，下列说法正确的是(　　)
A．图1所示过程主要发生于细胞核中，其原料为核糖核苷酸
B．图2所示过程主要发生于核糖体中，其原料为氨基酸
C．图1中①是DNA聚合酶，图2中②是rRNA
D．图2所示多肽合成到Gly就终止，导致合成结束的终止密码子是UAG
答案　D
解析　图1所示过程为DNA复制，其原料为脱氧核苷酸；图2所示过程为翻译，其唯一场所为核糖体；图1中①是解旋酶，图2中②是tRNA。
9．如图为大肠杆菌细胞内某种大分子片段的结构示意图，1、2、3、4代表结构名称。请据图回答问题：
(1)该种大分子的中文名称是______________，立体结构名称是____________。
(2)图中2表示______________，1、2、3结合在一起的结构叫____________________，是组成该分子的单体之一。
(3)3和4之间靠________相连接。
(4)1、2、3组成的分子彻底水解后，能产生含氮废物的是________(填序号)。
(5)如果该分子一条链中的3占15%，互补链中的3占25%，则整个分子中3占________。
答案　(1)脱氧核糖核酸　双螺旋结构 (2)脱氧核糖　鸟嘌呤(或胞嘧啶)脱氧核苷酸
(3)(3个)氢键　(4)3　(5)20%
解析　(1)图解是DNA的平面结构，DNA的中文名称是脱氧核糖核酸，立体结构是双螺旋结构。(2)图中1是磷酸，2是脱氧核糖(不能填五碳糖)。图中展示3和4之间是3个氢键，故3和4构成G和C碱基对，但不确定3是G还是C，因此1、2、3构成的脱氧核苷酸可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸，也可能是胞嘧啶脱氧核苷酸。(3)如上所述，碱基对之间靠氢键连接。(4)含氮废物来自碱基。(5)某碱基在一条链上的比例＋该碱基在互补链上的比例＝该碱基在双链上的比例×2，所以G或C在整个DNA分子中的比例为(15%＋25%)÷2＝20%。
10．(加试)如图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答下列问题：
(1)科学家克里克提出的中心法则包括图中________所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在_________________________________的间期，B过程需要的原料是________________。
(2)D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是__________。
(3)图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是__________。图中的不同核糖体最终形成的肽链________(填“相同”或“不同”)。
答案　(1)A、B、C　有丝分裂和减数第一次分裂前　游离的4种核糖核苷酸　(2)酪氨酸　(3)由a到b　相同
解析　(1)克里克提出的中心法则包括DNA的复制、转录和翻译即图中A、B、C，DNA的复制发生在有丝分裂和减数第一次分裂前的间期；转录的原料是游离的4种核糖核苷酸。(2)tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补，所以当tRNA上的反密码子是AUG时，它所对应的氨基酸的密码子是UAC，即氨基酸为酪氨酸。(3)由图可知，核糖体在mRNA上的移动方向是由a到b，由于模板相同，所以图中的不同核糖体最终形成的肽链是相同的。
第一节　核酸是遗传物质的证据
知识内容
必考要求
加试要求
噬菌体侵染细菌的实验
b
b
肺炎双球菌转化实验
b
b
烟草花叶病毒的感染和重建实验
a
a
课时要求
1.通过“活动：资料分析——噬菌体侵染细菌的实验”，概述噬菌体侵染细菌的过程，体会实验方法与技术的多样性。2.概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同模型是进行科学研究的重要方法。
　
从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。
一、噬菌体侵染细菌的实验
1．染色体的化学成分
2．噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料：噬菌体。
①结构
②特点：专门寄生在细菌体内的病毒。
(2)实验思路：用不同的放射性同位素分别标记蛋白质和DNA，直接单独地去观察它们的作用。
(3)实验过程
(4)实验说明及结论
亲代噬菌体
宿主细胞内
标记元素
子代噬菌体内
标记元素
实验结论
35S标记蛋白质
无
无
DNA是遗传物质
32P标记DNA
有
有
结合上述实验过程分析：
1．标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？
答案　噬菌体营活细胞寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。
2．能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
答案　不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体。
3．实验中搅拌的目的是什么？
答案　目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
4．实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？
答案　离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的细菌。
5. 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
答案　搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
6．用32P标记的噬菌体侵染细菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
答案　(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于上清液中。(2)保温时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
知识整合　噬菌体营活细胞寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，细菌留在沉淀物中；如果搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时间要适当，时间过短，部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于上清液中；时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
1．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染细菌”的实验。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表细菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是(　　)
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养细菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐
B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照
C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而细菌的遗传遵循基因分离定律
D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质
答案　B
解析　由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；细菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入细菌，经搅拌、离心到上清液中的。
2．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为(　　)
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N
D．在DNA中找到15N、32P和35S
答案　B
解析　用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。
方法链接　“二看法”判断子代噬菌体标记情况
二、肺炎双球菌转化实验
1．肺炎双球菌的类型及特点
肺炎双球菌
2．活体细菌转化实验
(1)过程
(2)结论：S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。
3．离体细菌转化实验
(1)过程
(2)分析
①S型菌的DNA能使R型菌发生转化。
②S型菌的蛋白质等其他物质不能使R型菌发生转化。
(3)结论：DNA是遗传物质，它赋予了生物的遗传特性。
在活体细菌转化实验中，将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌，请分析：
1．已知在80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在活体细菌转化的实验中，加热杀死的S型菌中的“转化因子”应该是哪种物质？
答案　是DNA。
2．研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？
答案　R型菌被小鼠的免疫系统所杀灭。
(2)S型活菌是怎样产生的？
答案　加热杀死的S型菌的DNA将R型菌转化为S型活菌。
(3)S型菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？
答案　有毒的S型菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌数量都增加。
知识整合　加热后S型菌和活R型菌一起注射到小鼠体内， 开始时R型菌被小鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着S型菌的DNA将R型菌转化为S型活菌， S型活菌逐渐增多，其毒性导致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌数量都增加。
3．科学家用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知(　　)
实验组号
接种菌型
加入S型菌的物质
培养皿长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
R
荚膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
DNA(经DNA酶处理)
R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
答案　C
解析　第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误。第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关，第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌，C项正确。①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
4．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)
A．存活、存活、存活、死亡
B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活
D．存活、死亡、存活、存活
答案　D
解析　能使小鼠死亡的是活的S型菌。①DNA酶会将S型菌的DNA水解，从而失去转化作用，R型菌因此未发生转化，小鼠存活；②虽然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；③中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；④高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加的是R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。
题后归纳　活体与离体细菌转化实验的比较
比较项目
活体细菌转化实验
离体细菌转化实验
培养细菌
用小鼠(体内)
用培养基(体外)
实验对照
R型菌与S型菌的毒性比较
S型菌的各成分作用的相互对照
实验结论
S型菌体内有“转化因子”
DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质
两实验的联系
(1)所用材料都是R型和S型肺炎双球菌；
(2)活体转化实验是基础，离体转化实验进一步证明了“转化因子”是DNA；
(3)两实验都遵循了对照原则和单一变量原则
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1．烟草花叶病毒的组成：蛋白质外壳和一条RNA链。
2．过程
(1)感染实验
(2)重建实验
重建病毒烟草→B型后代。
重建病毒烟草→A型后代。
3．结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
4．基因的本质：遗传的基本功能单位是基因，基因是一段有功能的核酸，大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。
1．人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？
答案　分别是DNA、DNA、RNA、DNA。
2．下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？
①DNA是所有生物的遗传物质
②核酸是一切生物的遗传物质
③酵母菌的遗传物质主要是DNA
④病毒的遗传物质是DNA或RNA
⑤艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA
答案　②④。
3．蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？
答案　磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
知识整合　细胞生物同时含有DNA 和RNA，其中DNA是遗传物质；病毒只含有一种核酸，含有DNA(如噬菌体(的，DNA是遗传物质，含有RNA(艾滋病病毒、烟草花叶病毒等(的，RNA 是遗传物质。
5．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟草，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟草，结果说明具有侵染作用
C．c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接种烟草，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟草感染车前草病毒的症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
答案　D
解析　由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。
6．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
答案　B
解析　A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。
1．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为(　　)
A．用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35S标记
D．一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
答案　D
解析　用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白质和DNA中都含有，无法区分是哪一种成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也无法判断是哪一种成分发挥作用。
2．科学家分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部分组合是(　　)
A．①② B．①③
C．①④ D．③④
答案　A
解析　组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸，而P是噬菌体DNA的组成成分之一——磷酸的构成元素，对照图解标号应分别选择①②。
3．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。将各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(　　)
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
答案　D
解析　从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。A组经煮沸、D组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。
4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是(　　)
A．DNA是绝大多数生物的遗传物质
B．有些生物的遗传物质是RNA
C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
答案　C
解析　具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。
5．下图中，烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。回答：
(1)用E去侵染叶片F时，在叶片F上所患病的症状与________相同。
(2)F上的病毒繁殖所需的氨基酸、酶和ATP均来自____________。蛋白质外壳是在______________合成的。
(3)子代噬菌体的各项特性都是由____________决定的。
(4)本实验证明_____________________________________________________。
答案　(1)D　(2)F的细胞　F细胞的核糖体上　(3)E的RNA(或B的RNA、或HRV的RNA)　(4)RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
课时作业
[学考达标]
1．在探索遗传物质的过程中，科学家做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是(　　)
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
答案　B
解析　应用32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误；该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染细菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确；T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。
2．某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N 标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是(　　)
A．沉淀、上清液、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液
C．沉淀、上清液、沉淀
D．上清液、上清液、沉淀和上清液
答案　B
解析　①放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸中；②放射性主要集中在子代噬菌体蛋白质外壳中；③放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸和留在细菌外的蛋白质外壳中。
3．加热杀死的S型菌能促成R型菌发生转化。这个事实能证明(　　)
A．S型菌的蛋白质和DNA的结构都很稳定
B．S型菌的蛋白质的结构特别稳定
C．S型菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定
D．任何条件都不能破坏S型菌DNA的结构
答案　C
解析　加热杀死的S型菌仍能促成R型菌发生转化，说明S型菌的蛋白质虽然失去了活性，但DNA仍具有生物活性，说明S型菌DNA的结构比蛋白质的结构稳定。
4．“肺炎双球菌的离体转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是(　　)
A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D．将S型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察是否发生转化
答案　D
解析　当把S型菌的各种因子分离并分别与R型菌混合培养后，发现只有加入DNA的培养基中R型菌发生转化，出现S型菌，而加入其他因子的培养基中R型菌(如加入蛋白质)不发生转化，即不出现S型菌。
5．如图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是(　　)
答案　D
解析　图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
6．病毒H1N1亚型是第一个被鉴定出的流行性感冒病毒，之后即不断地有新亚型的报道。如图为流行性感冒病毒构造示意图，其中甲(简称H)与病毒进入细胞有关；乙(简称N)则与病毒粒子出细胞有关。抗病毒药物“达菲”(Oseltamivir)主要是抑制乙的作用。“达菲”主要是阻断该病毒增殖时的哪一过程(　　)
A．病毒入侵细胞 B．病毒的核酸复制
C．病毒粒子的组装 D．子病毒释放出细胞
答案　D
解析　病毒H1N1侵染细胞的过程与噬菌体侵染细胞一致，要经过吸附→注入→复制合成→组装→释放等步骤。由示意图可知：甲与注入有关，乙与释放有关，丙与复制合成有关，丁与组装有关。可见“达菲”主要是抑制乙的作用，主要是阻断该病毒增殖时的释放过程，D正确。
[高考提能]
7．下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的对比，叙述正确的是(　　)
A．都应用了同位素标记法
B．设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
C．前者设置了对照，后者没有对照
D．原理都是根据遗传物质具有控制性状表达的特性设计的
答案　B
解析　噬菌体侵染细菌实验用了同位素标记法，肺炎双球菌转化实验没用，A错误；两实验都是把DNA与蛋白质分开，看它们分别有什么作用，B正确；两实验都设置了对照实验，C错误；噬菌体侵染细菌的实验是根据遗传物质具有控制生物繁殖的特性而设计的，D错误。
8．噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是(　　)
A．细菌的核苷酸和氨基酸
B．自身的核苷酸和细菌的氨基酸
C．自身的核苷酸和氨基酸
D．自身的氨基酸和细菌的核苷酸
答案　A
解析　噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A正确。
9．有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的过程，设计实验如图：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及所含的S、P元素，下表对实验结果的预测中，最可能发生的是(　　)
选项
放射性
S元素
P元素
A
全部无
全部32S
全部31P
B
全部有
全部35S
多数32P，少数31P
C
少数有
全部32S
少数32P，多数31P
D
全部有
全部35S
少数32P，多数31P
答案　D
解析　病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞。由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸多数含31P，少数含32P；病毒合成蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。
10．如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是(　　)
A．T2噬菌体 B．乳酸菌
C．酵母菌 D．家兔
答案　A
解析　T2噬菌体是DNA病毒，含有1种五碳糖，4种碱基和4种核苷酸，乳酸菌、酵母菌、家兔既含有DNA又含有RNA，但其遗传物质是DNA，故A正确，B、C、D错误。
11．下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：
(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是______________________________________________。
(2)图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是______________，注入细菌体内的物质是__________。
(3)图中E表明______________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验得出了__________是遗传物质的结论。
答案　(1)BDAEC　(2)蛋白质外壳　噬菌体DNA　(3)噬菌体复制完成(产生性状完全相同的噬菌体后代) (4)DNA
解析　噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：①吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面；②注入：噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用；③生物合成：在细菌体内，以噬菌体的DNA为指导，利用细菌的化学成分合成噬菌体DNA和蛋白质分子；④组装：新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体(结构、成分相同)；⑤释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌(功能相同)。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的DNA参与了(蛋白质未参与)，说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。
12．R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌，S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家埃弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。
实验材料、用具：S型菌、R型菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。
埃弗里等人先做了以下3组实验：
第一组：S型菌的蛋白质＋R型活菌培养基→R型菌落
第二组：S型菌的荚膜多糖＋R型活菌培养基→R型菌落
第三组：S型菌的DNA＋R型活菌培养基→S型菌落、R型菌落
(1)埃弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请写出第四组实验方法和结果：___________________________________________________。
(2)从上述实验可以得出的结论是___________________________________________。
(3)从第三组实验可知，S型菌的DNA或基因能否通过R型菌的细胞膜？________。
(4)有人认为，上述4个实验并不能说明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质，理由是___________
______________________________________________________________。
(5)实验中涉及的S型菌和R型菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是_______________________________________________________________________________________________。
答案　(1)S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活菌培养基→R型菌落　(2)DNA是肺炎双球菌的遗传物质　(3)能　(4)本实验未能证实蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况　(5)S型菌形成的菌落表面光滑，R型菌形成的菌落表面粗糙
解析　(1)本题直接考查教材内容，第四组实验方法是用DNA水解酶处理S型菌的DNA后，再与R型活菌混合培养，观察结果，应该只有R型菌落，因为S型菌的DNA水解后其生理功能丧失。(2)比较上述4组实验可以得出DNA是肺炎双球菌的遗传物质。(3)R型菌转化为S型菌，说明S型菌的DNA进入R型菌内并与它的DNA实现重组，即能说明S型菌的DNA能通过R型菌的细胞膜。(4)由于该实验没有证明蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况，所以有人认为该实验不能证明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。(5)S型菌有荚膜，菌落表面光滑，R型菌无荚膜，菌落表面粗糙。
13．根据下面的材料回答问题。
材料一　在噬菌体侵染细菌的实验中，用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记。
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料二
(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)材料一中，子代噬菌体的DNA分子中含有同位素__________________________。
(3)若材料一中的噬菌体和细菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞，则能说明________________________________________________________________________。
(4)分析材料二，A～D的结果中，哪项不正确？______。说明理由：__________________
________________________________________________________________________。
(5)材料一、材料二共同说明的问题是__________________________________________。
答案　(1)①在含有放射性32P的培养基中培养细菌　②再用上述细菌培养噬菌体　(2)31P和32P　(3)RNA是遗传物质　(4)D　DNA分子被DNA酶分解掉，R型菌不能转化成S型菌　(5)DNA是遗传物质
解析　(1)由于噬菌体是病毒，不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(3)烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。(4)由于DNA酶能够分解DNA分子，使其失去活性，不能使R型菌转化成S型菌，所以小鼠不会死亡。(5)材料一、材料二共同说明的问题是DNA是遗传物质。
[真题体验]
14．(2013·海南，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
答案　D
解析　核酸中不含S元素，故A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故B错误；任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，T2噬菌体的遗传物质是DNA，故C错误；T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D正确。
15．(2013·新课标Ⅱ，5改编)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)
①孟德尔的豌豆杂交实验　 ②摩尔根的果蝇杂交实验
③肺炎双球菌转化实验　 ④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
答案　C
解析　①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律；②摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上；③肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质；④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了DNA是遗传物质。
第三节　遗传信息的传递
知识内容
必考要求
加试要求
DNA分子的复制
b
b
活动：探究DNA的复制过程
c
c
课时要求
1.阅读教材，结合图3－10，了解对DNA分子复制的推测及实验证据。2.结合教材图3－11，归纳DNA分子的复制过程、计算规律，并探讨DNA复制的生物学意义。
　
生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？这一节我们就一起来学习遗传信息的传递。
一、探究DNA的复制过程
1．方法：同位素示踪法和密度梯度超速离心技术。
2．实验材料：大肠杆菌。
3．实验原理
(1)DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子质量大，离心时应该在试管的底部。
(2)两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的上部。
(3)两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的中部。
4．实验过程
5．实验结果
(1)立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
(2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
(3)繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
6．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次。结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
1．复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？
答案　2n个、2个。
2．复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
答案　2n个、(2n－2)个。
3．复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？
答案　2n＋1条、2条、(2n＋1－2)条。
4．设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
答案　m·(2n－1)个。
(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
答案　m·2n－1个。
知识整合　将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次：
(1) 产生2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子数是(2n－2)个。
(2) 2n个DNA分子有2n＋1条脱氧核苷酸链，其中：含15N的脱氧核苷酸链数是2条、含14N的脱氧核苷酸链数是(2n＋1－2)条。
(3)若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：
①经过n次复制，共需要消耗该脱氧核苷酸：m·(2n－1)个。
②在第n次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸：m·2n－1个。
1．在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N－DNA(相对分子质量为a)和15N－DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是(　　)
A．Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N
B．Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D．上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
答案　B
解析　15N－DNA在14N的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。这样的DNA用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA分别为全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此时，将该DNA作离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的。培养一个大肠杆菌，则其Ⅲ代细菌DNA分子共有8个，各条单链的相对分子质量之和为(7a＋b)，平均相对分子质量为。
2．某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次(　　)
A．4次 B．3次 C．5次 D．6次
答案　A
解析　利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2n－1)·200，得n＝4。
3．用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为(　　)
A. B.
C. D.
答案　B
解析　每个噬菌体共有2条被标记的DNA链，n个噬菌体DNA经复制后被标记的DNA链进入2n个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例为。
二、DNA分子复制的过程
1．DNA复制的概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2．时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
3．过程
4．结果：形成两个完全相同的DNA分子。
5．特点：(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
6．意义：使亲代遗传信息传递给子代，保持了前后代遗传信息的连续性。
下图是真核生物DNA复制的示意图，据图分析：
1．图中有几个DNA的复制起点？它们开始的时间相同吗？
答案　有3个复制起点，各个起点开始的时间不同(最右边最早)。
2．每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的？
答案　 是双向的。
3．在DNA复制的过程中，两条子链延伸的方向是否相同？
答案　不相同，原因是DNA分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。
4．DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？
答案　DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
知识整合　真核生物的DNA复制是多起点双向进行的，复制时两条子链的延伸方向相反；DNA分子精确复制的原因有：一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，二是严格按照碱基互补配对进行。
4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．产物是RNA分子
B．场所主要是细胞溶胶
C．原料是氨基酸
D．方式是半保留复制
答案　D
解析　DNA复制的产物是DNA，场所主要是细胞核，原料是四种脱氧核苷酸。
5．下图表示DNA复制的过程，结合图示，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开
B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反
C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
答案　C
解析　DNA分子复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开；DNA分子的两条链是反向平行的，两条链复制时箭头方向是相反的；图示中复制的起点只有1个，不能体现DNA分子具有多起点复制的特点；DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸。
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．复制均在细胞核内进行
B．复制仅发生在有丝分裂的间期
C．复制过程先解旋后复制
D．碱基互补配对保证了复制的准确性
答案　D
解析　只要细胞分裂，DNA就复制，DNA不只存于细胞核内；细胞分裂方式亦不只是有丝分裂；DNA是边解旋边复制，不分先后。
2．DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是(　　)
A．腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B．腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C．脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D．脱氧核糖与磷酸之间的化学键
答案　B
解析　DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开，破坏的是A与T、G与C之间的氢键。
3．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
答案　A
解析　亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N－14N，应如图②所示。
4．女性子宫瘤最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 μm/min，但复制过程仅需40 min左右即可完成，这可能是因为(　　)
A．边解旋边复制
B．只有一个复制起点，但解旋之后可以向着两个方向复制
C．以半保留方式复制
D．复制起点多，分段同时复制
答案　D
解析　真核细胞中的DNA分子复制起点多，并且同时复制，所以比较迅速。
5．如图为高等植物细胞中DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答问题。
(1)由图示可知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子的方式是____________。
(2)细胞中DNA复制的场所为____________________；在复制完成后，乙、丙分开的时期为______________________________________。
(3)把乙(只含14N)放在含15N的培养液中培养，复制2次后子代DNA单链中含15N的DNA单链所占的比例是________。
答案　(1)半保留复制　(2)细胞核、线粒体和叶绿体　有丝分裂后期和减数第二次分裂后期　(3)
课时作业
[学考达标]
1．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸
B．在复制过程中，解旋和复制是同时进行的
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
答案　B
解析　在DNA分子复制过程中，解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，形成两条脱氧核苷酸长链。边解旋边复制也是DNA复制的一个特点。以解开的每一条单链为模板，按照碱基互补配对原则，各合成一条子链，最后每条新合成的子链与对应的模板链螺旋，形成两个一样的DNA分子。
2．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是(　　)
①互补碱基对之间氢键断裂
②互补碱基对之间氢键合成
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
答案　D
解析　DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。
3．DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)
A．解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开
B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C．与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链
D．子链与母链盘绕成双螺旋结构
答案　B
解析　碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性。
4．已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是(　　)
A．2 B．3 C．4 D．5
答案　C
解析　DNA分子复制是半保留复制，所以无论这个DNA分子复制多少次，总有两个DNA分子各有一条链带有15N标记，因此仅含14N的DNA分子总数应为14个，复制n次后，共得到16个DNA分子；由公式2n＝16可知，DNA分子复制了4次。
5．在噬菌体侵染细菌的实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S，噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32P和35S，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的(　　)
A.和1 B.和0
C.和0 D.和1
答案　C
解析　噬菌体侵染细菌时进入细菌体内的只有噬菌体的DNA，被标记的蛋白质外壳留在外面，新的噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的，因此所有子代噬菌体的外壳都含有32S而不含35S。假如一个含有32P的噬菌体在细菌体内利用31P复制了三次，由于DNA是半保留复制，在产生的8个子代噬菌体中，只有2个含有32P，占所有子代噬菌体的。
6．下列有关真核细胞DNA分子复制的叙述，正确的是(　　)
A．复制形成的两个子代DNA分子共4个游离的磷酸基团
B．DNA复制时只以一条脱氧核苷酸链作为模板
C．DNA聚合酶催化碱基对之间的连接
D．复制过程中先全部解旋，再进行半保留复制
答案　A
解析　在DNA分子里的磷酸基团，通过磷酸二酯键的形式，连接一条链上两个相邻的脱氧核糖。所以链中的磷酸基团是不游离的。在链的顶端，由于最后一个磷酸基团没办法链接下一个脱氧核糖，因此它是游离的，A正确；DNA复制时两条脱氧核苷酸链都作为模板，B错误；DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键连接起来，C错误；DNA复制过程中边解旋，边进行半保留复制，D错误。
[高考提能]
7．若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养液中，培养至第2次分裂中期。下列叙述正确的是(　　)
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
答案　A
8．某DNA分子共有x个碱基，其中胞嘧啶为m个，该DNA分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(　　)
A．7·(x－m) B．8·(x－m)
C．7·(－m) D．8·(2x－m)
答案　C
解析　在DNA分子中，A＝T，G＝C，所以当DNA分子共有x个碱基，其中胞嘧啶为m个时，T应为(－m)个。DNA分子复制3次，得到8个DNA分子，因此，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(8－1)×(－m)＝7·(－m)，故选C。
9.如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项中正确的是(　　)
A．a和c的碱基序列互补，b和c的碱基序列相同
B．a链中的比值与d链中同项比值相同
C．a链中的比值与b链中同项比值相同
D．a链中的比值与c链中同项比值不同
答案　C
解析　DNA复制的特点是半保留复制，b链是以a链为模板合成的，a链和b链合成一个子代DNA分子。a链中的值等于b链中的值。
10．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P －胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是(　　)
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n－1)(m－a)/2
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n＋l－2
答案　D
解析　由题可知，T＝a个，故C＝(m/2－a)个，DNA第二次复制，总的DNA有4个，其中Ⅰ类型的DNA有2个，Ⅱ类型的DNA有2个，A错误；基因的分离定律适用于真核生物，B错误；复制n次，需要C＝(m/2－a)(2n－1)个，C错误；复制n次，脱氧核苷酸链有2n＋1条，不含放射性的有2条，故含有放射性的有(2n＋1－2)条，D正确。
11．DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲代链的去向，实验过程是：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)，在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N－DNA(亲代)，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：
(1)如果与对照相比，子代Ⅰ离心后能分出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是__________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中度密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是__________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：
①若子代Ⅱ离心后能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是____________。
②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是__________。
(2)他们观测的实验数据如下：
梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表
世代
实验
对照
亲代
1.724
1.710
子代Ⅰ
1.717
1.710
子代Ⅱ
()1.717，()1.710
1.710
分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的____________方式相吻合。
答案　(1)全保留复制　全保留复制　①半保留复制　②分散复制　(2)半保留复制
解析　(1)由题意可知，如果子代Ⅰ离心后能分出轻和重两条密度带，可得出是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带，肯定不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制。子代Ⅱ为第二次复制的产物，若是半保留复制会有中和轻密度带；若是全保留复制会有重和轻密度带。若子代Ⅱ能分出轻、中密度带，可推知为半保留复制方式；若没中、轻密度带之分，则可能为分散复制。(2)分析表中的数据，子代Ⅰ为全中；子代Ⅱ为中、轻，可推测该复制方式为半保留复制。
12．如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：
(1)DNA复制发生在____________________________________期。
(2)②过程称为________。
(3)③中的子链是________。
(4)③过程必须遵循________________原则。
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA复制具有__________________的特点。
(6)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸。
①该片段完成n次复制需要____________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
②该片段完成第n次复制需要____________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
答案　(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间　(2)解旋　(3)Ⅱ、Ⅲ　(4)碱基互补配对　(5)半保留复制　(6)①(2n－1)(N－m)　②2n－1(N－m)
13．将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养。这样，后代大肠杆菌细胞中的DNA双链均被15N标记。然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转移到普通培养基中，繁殖两代。亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的状况如图所示：
(1)第一代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息完全相同的原因是____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________。
(2)如果将第二代大肠杆菌的DNA分子总量作为整体1，其中，带有15N的第二代大肠杆菌DNA分子约占总量的________%。
(3)如果将第二代大肠杆菌的DNA单链总量作为整体1，其中第二代大肠杆菌的DNA中被15N标记的DNA单链约占总量的________%。
答案　(1)以亲代15N标记的DNA分子为模板，通过碱基互补配对原则合成　　(2)50　 (3)25
解析　(1)DNA复制精确的原因：一是以含15N的亲代DNA分子作模板，二是碱基互补配对原则。(2)亲代DNA为标有15N的DNA，第一代DNA为杂合DNA分子(即一条链含15N，一条链含14N)，第二代以两个杂合DNA为模板，以含14N的脱氧核苷酸为原料，共合成4个DNA分子，其中两个完全标有14N，两个仍为杂合(即含15N)占总量的50%。(3)第二代4个DNA分子中，含15N的链有两条，占总链的比例为2/8＝25%。
[真题体验]
14．(2014·浙江7月学业水平考试，27)用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，繁殖两代后，理论上推测子代噬菌体中的放射性情况是(　　)
A．25%的子代噬菌体外壳带有放射性
B．25%的子代噬菌体DNA带有放射性
C．50%的子代噬菌体外壳带有放射性
D．50%的子代噬菌体DNA带有放射性
答案　D
解析　由于DNA分子的复制为半保留复制，所以用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，繁殖两代后，产生4个噬菌体，其中有2个噬菌体含有32P标记，因此，50%的子代噬菌体DNA带有放射性。
15．(2012·山东，5改编)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．含32P与含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
答案　C
解析　噬菌体的DNA含有10 000个碱基，A＝T＝2 000个，G＝C＝3 000个。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA，相当于新合成了99个DNA，至少需要的鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸是99×3 000＝297 000个，A错误；含有32P的噬菌体共有2个，只含有31P的噬菌体共有98个，含31P的噬菌体共有100个，C正确，D错误。
第二节　DNA的分子结构和特点
知识内容
必考要求
加试要求
核酸分子的组成
a
a
DNA分子的结构和特点
b
b
活动：制作DNA双螺旋结构模型
b
b
课时要求
1.结合图例分析，概述DNA分子的双螺旋结构及特点。2.阅读教材图文，学会“制作DNA双螺旋结构模型”的构建过程。3.通过制作DNA双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。
　
通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA。那么DNA究竟具有怎样的结构呢？如上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。
一、DNA分子的结构和特点
1．基本单位
2．双螺旋结构模型
(1)该模型的构建者：美国学者沃森和英国学者克里克。
(2)写出图中①②③④的结构名称。
①A，②G，③腺嘌呤脱氧核苷酸，④氢键。
3．DNA分子结构的主要特点
(1)两条链反向平行：脱氧核糖与磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在外侧；碱基排列在内侧。
(2)碱基互补配对原则：一条链上的A总与另一条链上的T配对，之间形成2个氢键；一条链上的G总与另一条链上的C配对，之间形成3个氢键。
(3)卡伽夫法则：在DNA分子中，A＝T，G＝C，有A＋G＝T＋C，但A＋T不一定等于G＋C。
方法链接　DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆
五种元素：C、H、O、N、P；
四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸；
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；
二条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；
一种螺旋：规则的双螺旋结构。
如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：
1．图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？
答案　[1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。
2．两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？
答案　DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。
3．结构[2]中的相邻碱基C和A是如何连接的？
答案　连接方式为：C—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—A。
4．该片段中，游离的磷酸基团有几个？
答案　2个。
5．现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？
分析　假设M分子只有A、T两种碱基，则200个碱基形成100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C碱基对共60个。N分子中A－T碱基对有20个，则G—C碱基对有80个，氢键共有20×2＋80×3＝280个，氢键越多的DNA分子越稳定。
答案　M分子中C—G碱基对共60个；N分子更稳定。
知识整合　DNA中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基团；一条链内的相邻碱基由脱氧核糖—磷酸基团－脱氧核糖连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键；相同长度的DNA分子，G—C碱基对越多，氢键越多，DNA分子越稳定。
1．下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是(　　)
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
B．DNA分子中的两条链反向平行
C．DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等
D．DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则
答案　C
解析　在DNA分子中，A＝T、G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；A－T间是2个氢键，G－C间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。
2．如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是(　　)
A．DNA是双螺旋结构
B．碱基严格互补配对
C．嘌呤数等于嘧啶数
D．两条脱氧核苷酸链反向平行
答案　D
解析　由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。
知识整合　DNA分子特性
(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律
1．制作DNA双螺旋结构模型
(1)原理：DNA分子双螺旋结构的主要特点。
(2)实验目的：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
(3)制作步骤
选择材料制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基
↓连接
多个脱氧核苷酸
↓连接
脱氧核苷酸长链
↓形成
一个DNA分子
↓
DNA双螺旋结构
(4)注意事项
①选材时，用不同形状、不同大小和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。
②要选用有一定强度和韧性的支架和连接材料。
2．DNA分子双螺旋结构模型的计算规律
(1)在双链DNA片段中，腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。因此，嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。
(2)的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。
(3)在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例为1∶1∶1。
(4)DNA分子中共有4种类型的碱基对，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有4n种组合方式。
结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，分析：
1．设在双链DNA分子中的1号链上A1＋T1＝n%，则2号链上A2＋T2的比例为多少？整个DNA分子中A＋T的比例又是多少？据此，你有什么结论？
分析　因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝T2＋A2＝n%。整个DNA分子中：A＋T＝n%。即在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
答案　T2＋A2＝n%；整个DNA分子中：A＋T＝n%；互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
2．若1号链上：＝m，则2号链上的比例为多少？在整个DNA分子中，该比值又是多少？据此，你有什么结论？
分析　＝＝m，所以互补链上＝。即在双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中，该比值是1。
答案　＝；在双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数，整个DNA分子中，该比值是1。
知识整合　双链DNA分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个DNA分子中都相等；不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，整个DNA分子中为1。
3．下图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有(　　)
A．3处 B．5处
C．7处 D．8处
答案　C
解析　制作DNA双螺旋结构模型，应选用脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，图中4个核糖错误，应该换成脱氧核糖，尿嘧啶应该换成胸腺嘧啶，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间氢键数应该换成2个，胞嘧啶和鸟嘌呤之间氢键数应该换成3个，故共7处错误。
4．某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是(　　)
A．35% B．29% C．28% D．21%
答案　A
解析　整个DNA分子中的A＋T占整个DNA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链(b)上的C占b链碱基总数的21%，则G(a链上)＋C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。因为总的G＋C占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)＋C(a链上)占DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A。
易错提醒　进行碱基计算时要注意以下几点
(1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。
(2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。
(3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。
1．根据碱基互补配对原则，以下碱基配对正确的是(　　)
A．G与T B．A与A
C．U与T D．G与C
答案　D
解析　根据碱基互补配对原则：A与T配对、G与C配对。
2．关于DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种
B．绝大多数核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C．双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D．双链DNA分子中，A＋T＝G＋C
答案　C
解析　根据碱基互补配对原则，组成双链DNA分子的脱氧核苷酸至少有2种，其中的五碳糖为脱氧核糖；位于DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，有A＋G＝T＋C。
3．下图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA分子片段(其中○代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是(　　)
A．甲说：该图没有什么物质和结构上的错误
B．乙说：该图有一处错误，就是U应改为T
C．丙说：该图中核糖应改为脱氧核糖
D．丁说：如果他画的是双链RNA分子，则该图就是正确的
答案　C
解析　该同学要画的为DNA分子结构图，图中的错误：五碳糖应为脱氧核糖；碱基不应含尿嘧啶(U)；磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接。
4．DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为(　　)
A．0.4、0.6 B．2.5、1.0
C．0.4、0.4 D．0.6、1.0
答案　B
解析　根据碱基互补配对原则，在整个DNA分子中，因为A＝T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)的比值为1.0。在双链DNA分子中，一条链上的(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(T＋C)/(A＋G)相等为0.4，因而互补链中(A＋G)/(T＋C)＝2.5。
5．下面图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)，请回答下列问题：
(1)据图甲推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是________个。
(2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序，推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为____________________(从上往下)。
(3)图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)总是为________，由此证明DNA分子中碱基的数量关系是______________。图甲中的DNA片段与图乙中的DNA片段中的A/G分别为________、________，由此说明了DNA分子具有特异性。
答案　(1)5　(2)CCAGTGCGCC　(3)1　嘌呤数等于嘧啶数　1　1/4
解析　(1)图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，根据碱基互补配对原则，其互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)看清楚图甲中各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序列的关键。(3)在双链DNA分子中，因为碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数；不同的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)、A/G、T/C是不同的，体现了DNA分子的特异性。
课时作业
[学考达标]
1．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是(　　)
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶
答案　C
解析　根据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。
2．下面为DNA分子的结构示意图，对该图的正确描述是(　　)
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸
C．④占的比例越大，DNA分子越稳定
D．DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
答案　D
解析　DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，A错误；胞嘧啶脱氧核苷酸由②③⑨组成，B错误；④是A与T之间的氢键，G、C含量越多，DNA分子越稳定，C错误；根据碱基互补配对原则，⑤、⑥、⑦、⑧依次代表A、G、C、T，D正确。
3．以下四个双链DNA分子中，稳定性最差的是(　　)
A．A占25% B．T占30%
C．G占25% D．C占30%
答案　B
解析　DNA分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构；碱基对通过氢键连接，氢键含量越高，稳定性越强；根据碱基互补配对原则可计算四个双链DNA分子中含G≡C碱基对最少的稳定性最差。A项中G＋C＝50%；B项中G＋C＝40%；C项中G＋C＝50%；D项中G＋C＝60%。
4．由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基对的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么特性(　　)
①504种　②450种　③425种　④遗传性　⑤多样性 ⑥特异性
A．①④ B．②⑤ C．②⑥ D．③⑤
答案　D
解析　一个DNA分子中碱基对的排列方式有4n种(其中n为碱基对的数目)，体现了DNA分子的多样性。
5．在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型(　　)
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
答案　A
解析　A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A＝T，G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。
6．下列关于双链DNA的叙述，不正确的是(　　)
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等
B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
D．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
答案　C
解析　根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即A对T，G对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是A＝T，G＝C。若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T的数目也相等，A项正确；若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T，B项正确；若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，对应出另一条链上T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为A∶T∶G∶C的顺序，应等于2∶1∶4∶3，C项错误，D项正确。
[高考提能]
7．关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(　　)
A．①所指的碱基代表鸟嘌呤
B．②所指的碱基是DNA分子中特有的
C．③代表碱基互补配对形成的氢键
D．DNA分子片段中A—T碱基对含量越高，DNA分子结构越稳定
答案　D
解析　图中①所指碱基为鸟嘌呤(G)，②所指碱基为胸腺嘧啶(T)，T是DNA特有的，A、B正确；③代表氢键，C正确；DNA分子中A—T碱基对有2个氢键，G—C碱基对有3个氢键，若G—C碱基对含量越高，则DNA分子结构越稳定，D错误。
8．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　　)
A．含有4个游离的磷酸基团
B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸20个
C．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式共有4100种
答案　C
解析　一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团，故A错误；由一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，计算得一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30，故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10＋20＝30个，故B项错误；四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝(10＋20)∶(20＋10)∶(30＋40)∶(40＋30)＝3∶3∶7∶7，故C项正确；含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种，且一个DNA分子只有一种特定的碱基排列顺序，故D项错误。
9．细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中(　　)
A．G的含量为30% B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40%
答案　C
解析　因在DNA分子双链间只有A－T和G－C碱基对，故A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%。
10．经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总数量的比例是y，以下推断正确的是(　　)
A．与鸟嘌呤互补的碱基比例是1－y
B．该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是
C．该DNA分子的碱基之间的氢键数是
D．与鸟嘌呤不互补的碱基数目是
答案　D
解析　由题意可知，G、C数量都为x，所占比例都为y；A、T所占比例都为1/2－y，数量都为＝－x。A项，与鸟嘌呤互补的碱基比例是y；B项，该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是1；C项，G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键，该DNA分子的碱基之间的氢键数是3x＋2(－x)＝x＋；D项，A、T与鸟嘌呤不互补，其数目为。
11．下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：
(1)若A占20%，则G占________。
(2)若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是________。
(3)一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。
(4)一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。
(5)若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有________个。
答案　(1)30%　(2)60%　(3)2.5　(4)0.4　(5)1.5P
解析　(1)由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。(2)由双链DNA分子中A占20%可知：该DNA分子中(A＋T)占40%，(C＋G)占60%，对任意一条链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C最多占该链的60%。(3)由双链DNA中，一条链中的与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中的＝＝2.5。(4)由于双链DNA及任意一条链中的为一定值，可知其互补链中的＝0.4。(5)若A有P个，占全部碱基数的20%，则DNA分子的总碱基数为＝5P(个)，而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：G占总碱基数的50%－20%＝30%，则G有5P×30%＝1.5P(个)。
12．下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，请回答下面的问题。
(1)在制作模型前进行的设计中，甲处应考虑具备____种材料，它们分别是________________________；其中五边形材料表示________。
(2)乙表示的物质是________，a位置的元素是______。制作一个乙用到了________种材料。
(3)由乙连接成丙的过程，需考虑的主要有：两条链中五边形材料的顶角应呈________(填“同向”或“反向”)关系；若一条链的下端是磷酸，则另一条链的上端应该是______，这样制作的目的是体现DNA双链__________的特点。
(4)随机将班里某两位同学制作的单链连接成双链，不合理的地方最可能是_______________
________________________________________________。
(5)丙到丁过程体现了DNA分子________的特点，丁中排在外侧的物质是________________。
答案　(1)6　磷酸、脱氧核糖、四种碱基　脱氧核糖　(2)脱氧核苷酸　氧　3　(3)反向　磷酸　反向平行　(4)双链间的碱基配对不遵循碱基互补原则　(5)(双)螺旋　交替连接的脱氧核糖和磷酸
13．已知大多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的。有人从两种生物中提取出DNA，分析它们的碱基比例如下，请据表分析下列问题：
生物
A
T
C
G
甲
25
33
19
21
乙
31
31
19
19
(1)从生物________的碱基比例来看，它的DNA分子的结构应为________链，是极少数病毒具有的。
(2)从生物________的碱基比例来看，它代表着大多数生物种类DNA分子的结构，其碱基构成特点为__________________。
(3)现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是(　　)
A．含胸腺嘧啶32%的样品
B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品
D．含胞嘧啶15%的样品
答案　(1)甲　单　(2)乙　A＝T、G＝C　(3)B
解析　双链DNA分子的两条链之间由氢键相连，碱基之间的连接遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，若A≠T，G≠C，则说明该DNA分子不是双链，而是单链。DNA分子双螺旋结构中，A与T之间可以形成2个氢键，而G与C之间可以形成3个氢键，3个氢键稳定性强，因此，G和C含量多的生物，稳定性大于G与C含量少的生物。
[真题体验]
14．(2016·上海，28)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为(　　)
A．58 B．78 C．82 D．88
答案　C
解析　构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有24个，总共需要订书钉24个，那么所需的订书钉的总个数为82个。
15．(2014·山东，5) 某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是(　　)
答案　C
解析　DNA分子中应始终等于1，A项错误；一条单链中与其互补链中互为倒数，一条单链中＝0.5时，互补链中＝2，B项错误；一条单链中与其互补链中及DNA分子中都相等，C项正确，D项错误。
第四节　遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
知识内容
必考要求
加试要求
DNA的功能
a
a
DNA与RNA的异同
b
b
转录、翻译的概念和过程
b
b
遗传密码、中心法则
b
b
基因的概念
b
b
复制、转录和翻译的异同
b
课时要求
1.比较DNA与RNA的异同。2.概述转录的过程和特点。3.概述遗传信息翻译的过程和特点。4.说明遗传密码并能熟练查阅密码子表。5.说明中心法则，概述基因概念。
美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。
我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成过程。
一、DNA的功能、转录
1．DNA的功能
(1)携带遗传信息：以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。
(2)表达遗传信息：根据DNA所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
2．DNA与RNA的比较
种类
DNA
RNA
基本单位
脱氧核糖核苷酸(4种)
核糖核苷酸(4种)
戊糖
脱氧核糖
核糖
特有碱基
T
U
共有碱基
A、G、C
空间结构
规则的双螺旋结构
多呈单链结构
真核生物
中的分布
主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体中
主要在细胞溶胶、线粒体、叶绿体、核糖体中，少量在细胞核中
3．遗传信息的转录
(1)概念：是指遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成RNA。
(2)过程
第1步：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
第2步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
第3步：在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上。
第4步：合成的RNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。
(3)三种转录产物及其功能
①mRNA：传达DNA上的遗传信息。
②tRNA：把氨基酸运送到核糖体上。
③rRNA：核糖体的重要成分。
特别提醒　在真核生物中，细胞核内转录产生的RNA产物需要经过加工才能成为成熟的mRNA，转移到细胞质中用于蛋白质的合成。
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
1．请思考图中DNA的转录方向(用“→”或“←”表示)。
答案　← 。
2．a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？
答案　RNA聚合酶。
3．b和c的名称分别是什么？
答案　b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖核苷酸。
4．在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？
答案　细胞核、线粒体。
5．产物d一定是mRNA吗？
答案　不一定。产物有mRNA、tRNA、rRNA。
6．若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？
分析　d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A＝35%，U＝19%，A＋U＝54%，则对应的DNA分子片段中A＋T＝54%，G＋C＝46%，故A＝T＝27%，G＝C＝23%。
答案　27%、23%。
知识整合　转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA。
1．下列关于RNA的叙述，错误的是(　　)
A．有些RNA可催化细胞内的某些生化反应
B．RNA是一种遗传物质
C．RNA参与构成核糖体
D．RNA参与构成细胞膜
答案　D
解析　有些酶是RNA，RNA是某些病毒的遗传物质，rRNA参与构成核糖体。
2．下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是(　　)
A．①是编码链
B．③链加工后可成为成熟的mRNA
C．④是游离的核糖核酸
D．该过程中存在T与A的碱基配对方式
答案　C
解析　转录过程需要的原料是核糖核苷酸，而不是核糖核酸。
二、翻译
1．翻译
2．遗传密码
(1)概念：mRNA上由3个相邻核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子。
(2)特点
①除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。
②除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
(3)遗传密码有64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码有3种(UAA、UAG、UGA)。
3．反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。
4．过程
起始：mRNA与核糖体结合
↓
运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置
↓
延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖体)
↓
终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止
↓
脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质
5．特点
多肽链合成时，若干个核糖体串联在一个mRNA上同时进行工作，大大增加了翻译效率。
下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
1．图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
答案　Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
2．Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？
答案　起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
3．密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，编码的氨基酸仍是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。这种特性对生物体的生存发展有什么意义？
答案　一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。
4．遗传密码具有通用性，即地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，这说明了什么？
答案　这说明所有生物可能有着共同的起源。
5．图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
答案　①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
6．最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
答案　相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
知识整合　起始密码子有AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子有UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸；密码子具有简并性，一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源。
3．所有生物都用一套基本相同的遗传密码，这一事实说明生物具有(　　)
A．统一性 B．多样性
C．变异性 D．特异性
答案　A
解析　包括人在内的所有生物都用一套基本相同的遗传密码，说明在生物遗传这个基本过程中，整个生物界在分子层次上存在高度的统一性，A正确。
4．如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是(　　)
A．图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧
B．mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU
C．图中碱基的配对方式有A－U、C－G、A－T
D．图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶
答案　A
解析　根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A正确；一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B错误；题图表示翻译过程，碱基的配对方式有A－U、C－G，C错误；翻译过程正常进行需要ATP和蛋白质合成酶，RNA聚合酶在转录过程中起作用，D错误。
三、中心法则、基因的概念
1．中心法则的提出及发展
提出者
克里克
要点
(1)遗传信息由DNA传递到RNA
(2)RNA决定蛋白质的特异性
(3)蛋白质是生物体性状的体现者
发展
在逆转录酶作用下，以RNA为模板反向合成单链DNA
2.图解
3．基因的本质
(1)基因是遗传的一个基本功能单位，在适当的环境条件下控制生物的性状。
(2)从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中则是一段RNA。
(3)基因以一定的次序排列在染色体上。染色体是基因的主要载体。
(4)基因的基本单位是核苷酸，基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。
中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。观察下图分析：
1．①②③④⑤所表示的过程依次是什么？
答案　DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。
2．在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？
答案　过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是4种核糖核苷酸。
3．正常的细胞中能发生哪些过程？
答案　①②③。
4．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是哪个？需要逆转录酶参与的过程又是哪个？
答案　③④。
知识整合　在中心法则中，DNA的复制、转录和翻译存在于细胞生物中，RNA的复制、逆转录只在某些以RNA 为遗传物质的病毒增殖过程中出现。
5．下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A．过程1、2一般发生在RNA病毒体内
B．过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内
C．过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内
D．过程1～5不可能同时发生于同一个细胞内
答案　C
解析　1为逆转录过程，只能在病毒侵入宿主细胞后发生，该生理过程不会发生于病毒体内，A、B项错误；肿瘤病毒侵入宿主细胞后，在宿主细胞内增殖，需进行逆转录、合成病毒RNA、指导合成其蛋白质外壳等生理过程，因此1～5能同时发生于宿主细胞内，D项错误。
6．有关基因、染色体、蛋白质、性状的叙述，不正确的是(　　)
A．基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
B．任意一段DNA片段都可以是基因
C．基因以一定次序排列在染色体上
D．基因与性状之间不是简单的一对一关系
答案　B
解析　基因不是任意一段DNA片断，而是有一定功能的核酸片段，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中是一段RNA。
易混辨析　真核生物DNA复制、转录和翻译的辨析(加试)
DNA功能
传递遗传信息(复制)
表达遗传信息
转录
翻译
场所
主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体
主要在细胞核
细胞质
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
20种氨基酸
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
条件
解旋酶、DNA聚合酶、能量
RNA聚合酶、能量
酶、ATP、tRNA、能量
碱基配对
A－T、T－A、C－G、G－C
A－U、T－A、C－G、G－C
A－U、U－A、C－G、G－C
特点
边解旋边复制；半保留复制
边解旋边转录
一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
产物
两个双链DNA分子
一条单链RNA
蛋白质
1．下列关于RNA的叙述，错误的是(　　)
A．有些生物中的RNA具有催化功能
B．tRNA上的碱基只有三个
C．mRNA与tRNA在核糖体上发生配对
D．RNA也可以作为某些生物的遗传物质
答案　B
解析　tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，属于生物大分子。tRNA并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
2.如图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是(　　)
A．此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基
B．该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
C．合成此转运RNA的场所是核糖体
D．若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构的改变
答案　B
解析　此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质结构不一定改变。
3．四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了下列过程中的(　　)
A．染色体活动 B．DNA复制过程
C．转录过程 D．翻译过程
答案　D
解析　抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。
4．遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。下列叙述错误的是(　　)
A．①复制时，2条链均可作为模板链
B．形成②时，需沿整条DNA长链进行
C．密码子CUU编码③所携带的氨基酸
D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④
答案　B
解析　①是DNA分子，DNA复制时2条链均可作为模板链，A项正确；②是mRNA分子，形成mRNA分子即转录时，并不是沿着整条DNA长链进行的，转录是以DNA分子上的基因区段为模板进行的，B项错误；③是tRNA，其上的反密码子是GAA，与mRNA上的密码子CUU配对，故密码子CUU编码③所携带的氨基酸，C项正确；②mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，每个核糖体上均可形成1条相同的肽链④，D项正确。
5．下图表示以DNA为模板转录形成RNA的过程。请据图分析回答下列问题：
(1)在玉米的叶肉细胞中，能够进行该生理过程的细胞结构有___________________________。
(2)转录过程中在[　　]______________的催化作用下，以其中的__________链作为模板链，以[　　]________________为原料，由________提供能量，按照______________原则，合成出[　　]______。
(3)通过转录，DNA分子中的遗传信息被准确地转移到____________中。
(4)在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过__________进入细胞质中，与________结合在一起直接指导蛋白质的合成过程。
答案　(1)细胞核、线粒体、叶绿体　(2)4　RNA聚合酶 甲　3　四种游离的核糖核苷酸　ATP　碱基互补配对 2　RNA　(3)信使RNA　(4)核孔　核糖体
解析　玉米叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中都有DNA，可进行DNA的转录；转录时以DNA的一条链为模板，需要ATP供能和RNA聚合酶的催化，以四种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成RNA，转录的结果是DNA上的遗传信息转移到mRNA上，mRNA从核孔出来进入细胞质中与核糖体结合，直接指导蛋白质的合成。
课时作业
[学考达标]
1．下面表格是真核生物细胞核内三种RNA聚合酶的分布与主要功能，下列说法错误的是(　　)
名称
分布
主要功能
RNA聚合酶Ⅰ
核仁
合成rRNA
RNA聚合酶Ⅱ
核液
合成mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核液
合成tRNA
A.真核生物的转录场所主要是细胞核
B．三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同
C．三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程
D．任一种RNA聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成
答案　B
2．下列关于图中①、②两种分子的说法中，正确的是(　　)
A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA
B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C．遗传信息位于①上，密码子位于②上
D．①和②共有的碱基是A、U、G
答案　A
解析　①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于①上，密码子位于mRNA上，②上具有反密码子；①和②共有的碱基是A、G、C，DNA中无U。
3．正常出现肽链终止，是因为(　　)
A．一个与终止密码子对应的转运RNA不能携带氨基酸
B．不具有与终止密码子对应的转运RNA
C．信使RNA在终止密码子处停止合成
D．转运RNA上出现终止密码子
答案　B
解析　终止密码子没有对应的转运RNA。
4．如图是雌激素与相应受体结合情况的示意图。由图可知，雌激素与相应的受体结合后形成“激素—受体”复合体，并作用于核内基因的某区域，从而直接影响遗传信息的什么过程(　　)
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．转录和翻译
答案　B
解析　由图可知，“激素—受体”复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA，从而转录出相应的mRNA并合成相应的多肽，可见该复合体影响转录过程。
5．下图表示自然界中遗传信息在三种大分子间的流动(如箭头2代表转录)，相关说法正确的是(　　)
A．1、2、4常见，3、7少见，其他尚未被证实
B．2、4、6常见，其他几乎从未被证实
C．5、8、9未被证实，3、7少见，其他常见
D．3、7少见，其他常见
答案　A
解析　图中1表示DNA复制，2表示转录，3表示RNA复制，4表示翻译，5表示蛋白质复制，6表示由蛋白质→DNA,7表示逆转录，8表示由蛋白质→RNA,9表示由DNA→蛋白质，中心法则及其补充包含的是1、2、3、4、7的内容，其中1、2、4是常见途径，3、7途径为中心法则的补充，在某些病毒中出现；5、6、8、9目前还没有证实其在生物体中是否存在。
6．与DNA分子相比，RNA分子特有的碱基是(　　)
A．鸟嘌呤(G) B．胞嘧啶(C)
C．尿嘧啶(U) D．腺嘌呤(A)
答案　C
[高考提能]
7．下图中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条多核苷酸链，下列说法正确的是(　　)
A．图中的酶是DNA聚合酶
B．γ彻底水解后能生成6种小分子物质
C．该过程只发生在细胞核中
D．β链中碱基G占28%，则γ链中碱基A占22%
答案　B
解析　据图分析，该基因正在以其中一条链为模板转录生成RNA，故该酶为RNA聚合酶，故A错误；RNA彻底水解后生成4种碱基、1种核糖、1种磷酸，故B正确；细胞质中的线粒体和叶绿体含有的DNA也能转录，故C错误；β链中碱基G占28%，则α链C占28%，不知α链T比例，故不知γ链A所占比例，故D错误。
8．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为(　　)
A．20个 B．15个 C．16个 D．18个
答案　C
解析　先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间一共45个碱基，对应15个密码子，决定15个氨基酸，注意起始密码子也决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个氨基酸。
9．(加试)如图中的a、b、c、d分别代表人体内的四种大分子化合物，下列有关说法不正确的是(　　)
A．分子c的种类约61种，只含三个碱基，分子量比b小得多
B．b、c、d的合成离不开化合物a，这四种大分子化合物的主要合成场所相同
C．b、c、d三种化合物能同时存在于同一个细胞器中
D．a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物，四种相同的化合物
答案　A
解析　a、b、c、d分别代表DNA、mRNA、tRNA、rRNA。c为tRNA，有3个与密码子结合的游离碱基，并不是只含3个碱基；密码子有64种，其中3个终止密码子不对应tRNA，故分子c的种类约61种。b、c、d的合成叫转录，a的合成是DNA的复制，它们主要在细胞核中进行。翻译时，b、c、d三种化合物能同时存在于同一个核糖体中。a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物——核糖、脱氧核糖、胸腺嘧啶、尿嘧啶，四种相同的化合物是A、C、G、磷酸。
10．(加试)下列有关图中的生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)的叙述，不正确的是(　　)
A．图中所示的生理过程主要有转录和翻译
B．①链中的比值与②链中此项比值相同
C．一种细菌的③由480个核苷酸组成，它所编码的蛋白质一定含160个氨基酸
D．遗传信息由③传递到⑤需要tRNA作工具
答案　C
解析　以DNA一条链(②链)为模板合成的③链含碱基U，故③为mRNA，此过程为转录；③与④结合后以③为模板形成⑤肽链，此过程为翻译；DNA双链中A与T配对，G与C配对，故＝，即①链中的比值与②链中此项比值相同；③由480个核苷酸即160个密码子组成，这些密码子中可能有不决定氨基酸的终止密码，故编码的蛋白质含有的氨基酸可能小于160个。遗传信息由③传递到⑤的过程中，需tRNA作运载工具，才能实现遗传信息对蛋白质合成的控制。
11．如图表示真核生物体内DNA传递遗传信息的某过程，请据图回答下列问题：
(1)图示两种物质的组成元素有________________________________________________。
(2)该图所示的是遗传信息传递的________过程，该过程发生的主要场所是________。
(3)物质③是以DNA的哪一条链为模板形成的？____。试写出③的碱基序列________________________________________________________________________。
(4)组成物质③的基本单位是____________，它有________种。
(5)如果③中A占26%，U占28%，那么，相应的DNA片段中，T占________，C占________。
答案　(1)C、H、O、N、P　(2)转录　细胞核 (3)①　CAUGCA　(4)核糖核苷酸　4　(5)27%　23%
解析　在真核生物体内以DNA分子的一条链为模板控制合成mRNA的过程称为转录，主要在细胞核内进行。③是以①为模板转录来的，若③中A＝26%，U＝28%，A＋U＝54%，则相应的DNA分子片段中A＋T＝54%，G＋C＝46%，故A＝T＝27%，G＝C＝23%。
12．下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答下列问题：
(1)在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为______，图中④的结构名称是__________，该过程的模板是________。
(2)由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_______________________________。
(3)根据图并参考下表分析：[①]________上携带的氨基酸是________。
氨基酸
丙氨酸
苏氨酸
精氨酸
色氨酸
密码子
GCA
ACU
CGU
UGG
GCG
ACC
CGC
GCC
ACA
CGA
GCU
ACG
CGG
答案　(1)翻译　核糖体　③(或mRNA) (2)ACCCGATTTCGC　(3)tRNA　丙氨酸
解析　(1)图中所示过程是发生于核糖体中的“翻译”，④的名称为核糖体，翻译的模板是[③]mRNA。(2)由mRNA上的碱基序列为UGGGCUAAAGCG，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。(3)由mRNA中密码子为GCU并查得密码子表，可知[①]tRNA上携带的氨基酸为丙氨酸。
13．(加试)如图表示某动物细胞DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题(可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)：
(1)反映遗传信息表达的是________(填字母)过程，b过程所需的酶是______________。②加工成熟的场所是________。
(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是____________________________________。
(3)该DNA片段应有________个游离的磷酸基，氢键有________个，第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。
答案　(1)b、c　RNA聚合酶　细胞核　(2)②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸　(3)2　29　28
解析　(1)遗传信息表达包括转录和翻译两个过程，即图中b、c。转录b需要RNA聚合酶，mRNA加工成熟的场所是细胞核。(2)核糖存在于RNA中，②是mRNA，③是核糖体，由rRNA和蛋白质组成，⑤是tRNA。由②中密码子的排列顺序查密码表可知氨基酸的排列顺序是“甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸”。(3)DNA有两条链，所以有2个游离的磷酸基团，DNA片段转录的RNA中碱基有1个A和6个U,2个G,3个C，在DNA分子中A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，共有29个氢键，第三次复制增加4个DNA分子，每个DNA中有胸腺嘧啶7个，共28个。
[真题体验]
14．(2016·全国甲，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是(　　)
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
答案　C
解析　某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。
15．(2015·新课标Ⅰ，1)下列叙述错误的是(　　)
A．DNA与ATP中所含元素的种类相同
B．一个tRNA分子中只有一个反密码子
C．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成
D．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上
答案　D
解析　DNA的元素组成是：C、H、O、N、P，ATP的元素组成是C、H、O、N、P，A正确；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基组成的，一个密码子(除终止密码子)编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子，B正确；T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸，C正确；细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体，D错误。
第二章 染色体与遗传
知识系统构建
规律方法整合
整合一　减数分裂与有丝分裂的比较
1．列表比较法
分裂
方式
比较
项目
有丝分裂
减数分裂
间
期
前
期
中
期
后
期
末
期
性原
细胞
初级性母细胞
次级性
母细胞
性
细
胞
前、
中期
后期
染色体
数目变化
2n
2n
2n
4n
4n→2n
2n
2n
n
2n
n
DNA
数目变化
2c→
4c
4c
4c
4c
4c→
2c
2c→
4c
4c
2c
2c
c
2.曲线图比较法
项目
有丝分裂
减数分裂
曲线变化
3.分裂图像比较法(以二倍体动物细胞为例)
时期
图形
分裂方式
特有特征
前期
有丝分裂
有同源染色体但不联会
减数第一次分裂
①有同源染色体；②联会，出现四分体
减数第二次分裂
①无同源染色体；②染色体数可能为奇数
中期
有丝分裂
着丝粒排列在赤道面上
减数第一次分裂
四分体排列在赤道面两侧
减数第二次分裂
①无同源染色体；②染色体数可能为奇数
后期
有丝分裂
移向一极的染色体中有同源染色体
减数第一次分裂
移向一极的染色体中无同源染色体
减数第二次分裂
①移向一极的染色体中无同源染色体；②移向一极的染色体数目可能为奇数
例1　如图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像，据图回答下列问题：
(1)按先后顺序把有关有丝分裂图像的号码排列起来：__________________；按顺序把有关减数分裂图像的号码排列起来：____________________________________。
(2)此动物的正常体细胞中有________对同源染色体，细胞核中有________个DNA分子。
(3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图____________。
(4)在上述分裂图中，属于初级精母细胞的是图_______。
(5)在上述分裂图中，每条染色体上只含有一个DNA分子的是图____________。
答案(1)?②⑤⑥⑦　①③⑧⑩④⑨?　(2)2　4 (3)⑤⑥　(4)①③⑧　(5)⑤⑥⑦⑨?
解析　①图中含4条染色体且两两配对，属于减数第一次分裂前期(四分体)；②中含4条染色体，都排列在赤道面上，没有出现两两配对现象，为有丝分裂中期；③中含4条染色体，排列在赤道面上，同源染色体两两配对，为减数第一次分裂中期；④中含2条染色体，排列在赤道面上，为减数第二次分裂中期；⑤⑥都含8条染色体，染色体移向两极，为有丝分裂后期；⑦中细胞的每一极都含4条染色体，细胞膜正把细胞缢裂为两个，为有丝分裂末期；⑧表示同源染色体分开移向两极，为减数第一次分裂后期；⑨中姐妹染色单体分开移向两极，变成4条染色体，为减数第二次分裂后期；⑩中无同源染色体，含2条已复制的染色体，为减数第一次分裂后得到的细胞——次级性母细胞；?为减数第二次分裂后得到的细胞——成熟生殖细胞；?中染色体散乱分布，中心粒正移向两极，为有丝分裂前期细胞。
整合二　概率计算中的“男孩患病”与“患病男孩”
1．常染色体遗传时
(1)男孩患病：常染色体遗传与性别无关，男女性别及整个人群中的发生概率相等，故计算时不考虑性别，所得群体发病概率即为男孩患病的概率。即男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。例如：
P　　　AaXX×AaXY
↓
F1 aaXY
则F1中的男孩(XY)为aa的可能性为×1＝。
(2)患病男孩：这种情况下得首先计算群体发病概率，再计算患者中男孩占患病者的比例。因为患者中也是男女各半，所以只要将群体发病概率乘以，就是患病男孩的概率。即患病男孩概率＝患病女孩概率＝×患病孩子概率。例如：
P　　　AaXX×AaXY
　　　 　 ↓
F1　 aa(XX和XY)
则F1为aaXY的可能性为×＝。
2．伴性遗传
(1)男孩患病
P　　　XBXb×XBY
　　　　 ↓
F1　　　　X－Y
X－Y已确定为男孩，则其为XBY和XbY的可能性各为，因此出现“男孩患病”的概率是。
(2)患病男孩
P　　　XBXb×XBY
　　　　 ↓
F1　　　　X－Y
在F1性别不确定时，其为XbY(患病男孩)的可能性为，因此出现“患病男孩”的概率是。
由上述情况可见，在伴性遗传中“色盲男孩”与“男孩色盲”的概率，虽然只是“男孩”与“色盲”反了一下，但结果完全不同。病名在前、性别在后，则根据双亲基因型推测后代基因型，从全部后代中找出患病男女，即可求得患病男(女)的概率；若性别在前、病名在后，根据双亲基因型推测后代基因型，求概率问题时只需要考虑相应性别中的发病情况。
例2　假设图中的父亲不携带致病基因，回答下列问题：
(1)该对夫妇再生一个患病孩子的概率：________。
(2)该对夫妇所生男孩的患病概率：________。
(3)该对夫妇再生一个患病男孩的概率：________。
答案　(1)　(2)　(3)
解析　父亲不携带致病基因，因此该病为伴X染色体隐性遗传病，假设控制该病的基因为B、b，可推知父亲的基因型为XBY，母亲的基因型为XBXb。(1)不考虑性别的情况下，该夫妇再生一个患病孩子的概率为。(2)性别已知，基因型为X－Y，其中XbY所占比例为。(3)性别不确定，生男孩的概率为，因此该夫妇再生一个患病男孩的概率为(生男孩概率)×(男孩患病率)＝。
整合三　基因所处位置的判定
1．判断基因位于常染色体上还是X染色体上
(1)在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交
(2)在未知显性性状(或已知)条件下，可设置正反交杂交实验。
①若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。
②若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。
2．判断基因是位于X、Y的同源区段，还是只位于X染色体上
选取纯合隐性雌与纯合显性雄杂交
　　　　　　?
注　ZW型生物选择个体时，♀、 ♂对调。
3．判断基因位于细胞核还是位于细胞质
(1)判断依据：细胞质遗传具有母系遗传的特点，子代性状与母方相同。因此正反交结果不相同，且子代性状始终与母方相同。
(2)判断方法：设置正反交杂交实验。
①若正反交结果不同，且子代始终与母方相同，则为细胞质遗传。
②若正反交结果相同，则为细胞核遗传。
例3　一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择(　　)
A．野生型(雌)×突变型(雄)
B．野生型(雄)×突变型(雌)
C．野生型(雌)×野生型(雄)
D．突变型(雌)×突变型(雄)
答案　A
解析　由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该突变基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该突变基因位于常染色体上。
整合四　遗传系谱图解的解题规律
1．判定遗传病的类型
第一步：考虑是否为细胞质遗传
如系谱图中母亲患病，子女全部患病；母亲正常则子女全部正常，与父方是否患病无关，则很可能是细胞质遗传。如下图：
第二步：确定是否为伴Y遗传
(1)如系谱图A中，患者全为男性，则很可能为伴Y染色体遗传。
(2)如果患者有女性，则不是伴Y染色体遗传，如图B。
(3)如果男患者的父亲或儿子不是患者，则不是伴Y染色体遗传，如图C。
第三步：判定显隐性关系
(1)双亲正常，子女中有患者，一定是隐性遗传病，如图D。
(2)双亲患病，子女中出现正常的，一定是显性遗传病，如图E。
第四步：常染色体遗传与伴X染色体遗传的判定
(1)在隐性遗传的系谱图中，主要参照“女患者”。
①如果女患者的父亲和儿子都患病，则很可能为伴X染色体隐性遗传，如图F。
②如果女患者的父亲和儿子中有正常的，则一定为常染色体隐性遗传，如图G。
(2)在显性遗传的系谱图中，主要参照“男患者”。
①如果男患者的母亲和女儿都患病，则很可能为伴X染色体显性遗传，如图H。
②如果男患者的母亲和女儿有正常的，则一定为常染色体显性遗传，如图I。
第五步：不能确定的类型
在系谱分析时有时难以找到特定的系谱特征，此时只能做出“最可能”的判断，思路如下：
2．计算概率
在分析既有伴性遗传又有常染色体上的基因控制的两对及两对以上性状的遗传现象时，由性染色体上基因控制的性状按伴性遗传处理，由常染色体上基因控制的性状按基因的分离定律处理，整体上按基因的自由组合定律处理。
例4　某种遗传病受一对等位基因控制，如图为该遗传病的系谱图。下列叙述正确的是(　　)
A．若该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ1为纯合子
B．若该病为伴X染色体显性遗传病，Ⅱ4为纯合子
C．若该病为常染色体隐性遗传病，Ⅲ2为杂合子
D．若该病为常染色体显性遗传病，Ⅱ3为纯合子
答案　C
解析　由于存在一女患者，所以可以断定该遗传病一定不是伴Y染色体遗传病。如果该遗传病为常染色体隐性遗传病，则可以断定Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ2都是杂合子；如果该遗传病为常染色体显性遗传病，则Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅱ4、Ⅲ2都是纯合子，Ⅰ2、Ⅱ3、Ⅲ1都是杂合子；如果该病为伴X染色体隐性遗传病，则Ⅱ1、Ⅲ2都是杂合子；根据Ⅱ1(Ⅲ2)正常，Ⅲ1(Ⅱ3)患病可断定该遗传病一定不是伴X染色体显性遗传病。
热点考题集训
1．下列各图所示细胞均来自同一生物体，有关叙述正确的是(　　)
A．属于有丝分裂过程的图是③④⑤
B．细胞①的形成过程：④→③→⑤→②→⑥→①
C．图①和图②可能来自于同一个初级精母细胞
D．图③④⑤⑥中都具有同源染色体
答案　C
解析　图中属于有丝分裂的是④⑤，A错误；细胞①的形成过程：④→③→②→⑥→①，B错误；细胞⑥处于减数第二次分裂后期，不含同源染色体，D错误。
2．果蝇的精细胞中有4条染色体，其初级精母细胞中的染色单体和四分体数目分别是(　　)
A．4和4 B．8和4
C．8和8 D．16和4
答案　D
解析　果蝇有8条染色体，在初级精母细胞中由于每条染色体含有两条姐妹染色单体，所以共有16条染色单体。四对同源染色体两两联会配对，故形成4个四分体。
3．细胞分裂是生物体一项重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。下列关于图示的叙述，不正确的是(　　)
A．若某植株的一个细胞正在进行分裂如图①，此细胞的下一个时期的主要特点是着丝粒分裂
B．假设某高等雄性动物睾丸里的一个细胞分裂如图②，其染色体A、a、B、b分布如图，此细胞产生的精子染色体组成为AB的概率是
C．图③是某高等雌性动物体内的一个细胞，在分裂形成此细胞的过程中，细胞内可形成3个四分体
D．图②对应于图④中的BC段，图③对应于图④中的DE段
答案　B
解析　图①所示的细胞无同源染色体，故处于减数第二次分裂中期，下一个时期会发生着丝粒的分裂，染色单体变成染色体，A正确；图②所示是精原细胞(AaBb)正在进行有丝分裂，有两对同源染色体，通过减数分裂形成的精子的染色体组成为AB的概率为，B错误；图③所示细胞为卵细胞或极体，可以判断该动物体细胞有3对同源染色体，所以在减数第一次分裂过程中会形成3个四分体，C正确；图②每条染色体含2条染色单体，DNA含量加倍，对应图④的BC段，图③无染色单体，是经减数分裂形成的配子细胞，对应图④的DE段，D正确。
4．(加试)与有丝分裂相比，减数分裂过程中染色体变化的显著特点是(　　)
A．间期进行染色体复制
B．中期染色体排列在赤道面上
C．同源染色体联会形成四分体
D．着丝粒分裂，一条染色体变成两条染色体
答案　C
解析　在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都进行染色体的复制；有丝分裂中期、减数第一次分裂中期和减数第二次分裂中期，染色体都排列在细胞中央的赤道面上，只是减数第一次分裂中期是成对的同源染色体排列在细胞中央的赤道面上；着丝粒分裂，一条染色体变成两条染色体，在有丝分裂和减数第二次分裂中都有这种变化；而同源染色体联会形成四分体在有丝分裂中没有，只有在减数第一次分裂中有这种变化。
5．已知一对表现正常的夫妇，生了一个既患聋哑又患色盲的男孩，且该男孩的基因型是aaXbY。请推测这对夫妇再生一个正常男孩的基因型及其概率分别是(　　)
A．AAXBY，
B．AAXBY，或AaXBY，
C．AAXBY，或AaXBY，
D．AAXBY，或AaXBY，
答案　D
解析　据题意可知，聋哑为常染色体隐性遗传病，色盲为伴X染色体隐性遗传病。因为父母双方正常而孩子患聋哑，所以父母的相关基因组成均为Aa。父母色觉正常而儿子患色盲，所以母亲是色盲基因携带者。该对夫妇生育的孩子不患聋哑的基因型有AA和Aa两种，比例分别为和。生育色觉正常男孩的概率为，所以他们再生育正常男孩的基因型及比例为：AAXBY，或AaXBY，。
6．在某哺乳动物(体细胞染色体数＝24)的睾丸中，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是24、48、48和12、24、24。下列关于细胞甲和细胞乙的分裂方式的判断，正确的是(　　)
A．细胞甲和细胞乙一定都在进行有丝分裂
B．细胞甲可能在进行减数分裂，细胞乙一定在进行减数分裂
C．细胞甲不可能在进行减数分裂，细胞乙一定在进行减数分裂
D．细胞甲和细胞乙一定都在进行减数分裂
答案　B
解析　细胞甲与乙的染色体、染色单体、核DNA分子数之比为1∶2∶2，说明细胞中有染色单体存在，细胞甲的染色体数与体细胞染色体数相等，因此细胞甲可能在进行减数分裂处于MⅠ期，也可能进行有丝分裂。细胞乙中染色体数是体细胞染色体数的一半，因此细胞乙一定在进行减数分裂，故B项正确。
7．一个基因型为YyRr的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按自由组合定律遗传，各自经减数分裂产生的精细胞、卵细胞的数目和种类数分别是(　　)
A．2个、1个和2种、1种
B．4个、4个和2种、2种
C．4个、1个和2种、1种
D．2个、2个和2种、2种
答案　C
解析　1个精原细胞经减数分裂产生两两相同的4个精细胞，而1个卵原细胞只产生1个卵细胞(另有3个极体)。所以其种类数应分别为2种与1种，前者的基因型可表示为YR与yr或Yr与yR，后者的基因型可表示为YR或Yr或yR或yr。
8．某雄性生物的基因组成如图所示，则它产生精子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(　　)
A．2种和2种 B．4种和2种
C．2种和4种 D．8种和4种
答案　B
解析　该生物含有两对等位基因，且位于两对同源染色体上，故该生物产生的精子为：ABD、AbD、aBD、abD；该生物的一个精原细胞产生的精子为：ABD、abD或AbD、aBD。
9.如图为大麻的性染色体示意图，X、Y染色体的同源部分(图中Ⅰ片段)上的基因互为等位基因，非同源部分(图中Ⅱ1、Ⅱ2片段)上的基因不互为等位基因。若大麻的抗病性状受性染色体上的显性基因D控制，大麻的雌、雄个体均有抗病和不抗病类型。请回答下列问题：
(1)控制大麻抗病性状的基因不可能位于题图中的________片段上。
(2)请写出具有抗病性状的雄性大麻个体可能的基因型：____________________________。
(3)现有雌性不抗病和雄性抗病两个品种的大麻杂交，请根据以下子代出现的情况，分别推断出这对基因所在的片段：
①如果子代全表现为抗病，则这对基因位于________片段上；
②如果子代雌性全表现为不抗病，雄性全表现为抗病，则这对基因位于________片段上；
③如果子代雌性全表现为抗病，雄性全表现为不抗病，则这对基因位于________片段上。
答案　(1)Ⅱ2　(2)XDYD、XDYd、XdYD、XDY　(3)①Ⅰ ②Ⅰ　③Ⅰ或Ⅱ1
解析　(1)因为大麻的雌、雄个体均有抗病和不抗病类型，所以控制大麻抗病性状的基因不可能位于Ⅱ2片段上。(2)由于不知道大麻控制抗病性状的基因到底是在性染色体的同源区段上，还是只位于X染色体的Ⅱ1区段上，所以具有抗病性状的雄性大麻个体可能的基因型是XDYD、XDYd、XdYD、XDY。(3)控制抗病性状的基因如果位于Ⅱ1片段上，则雌性不抗病和雄性抗病两个品种的基因型分别是XdXd、XDY，后代应是雌性全表现为抗病，雄性全表现为不抗病；控制抗病性状的基因如果位于Ⅰ片段上，则雌性不抗病和雄性抗病两个品种的基因型组合可能为①XdXd×XDYD，②XdXd×XdYD，③XdXd×XDYd，后代情况分别是①子代全表现为抗病；②子代雌性全表现为不抗病，雄性全表现为抗病；③子代雌性全表现为抗病，雄性全表现为不抗病。
10．如图为甲、乙两种遗传病(分别由A和a，B和b两对等位基因控制)的家族系谱图，已知Ⅰ－1不携带任何致病基因，请分析回答有关问题：
(1)甲病的遗传方式为__________________，Ⅱ－4该病的基因型及其概率为______________。
(2)乙病的遗传方式为____________________，该病发病率的特点是____________________。
(3)Ⅲ－2与Ⅲ－3结婚后生育完全正常孩子的概率为__________，生育只患一种病孩子的概率为________，生育两病兼患孩子的概率为________。
答案　(1)常染色体显性遗传　AA，或Aa， (2)伴X染色体隐性遗传　男性的发病率高于女性的 (3)　　
解析　就甲病而言：Ⅰ－3、Ⅰ－4患病而女儿正常，结合口诀“有中生无为显性，显性遗传看男病，母、女无病非伴性”，可知甲病为常染色体显性遗传病，Ⅰ－3、Ⅰ－4的基因型均为Aa，Ⅱ－4为该病患者，其基因型为AA或Aa，概率分别为、；Ⅲ－2不患甲病，其基因型为aa，Ⅲ－3为甲病患者，因其母亲表现型正常，则Ⅲ－3的基因型为Aa。就乙病而言：Ⅰ－1、Ⅰ－2生育乙病患者Ⅱ－2，则乙病为隐性遗传病，再由Ⅰ－1不携带任何致病基因可知，乙病的致病基因只可能在X染色体上，即乙病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅲ－2的基因型为XbY。由Ⅲ－5的基因型为XbY可知，Ⅱ－3的基因型为XBXb，Ⅱ－4的基因型为XBY，则Ⅲ－3的基因型为()XBXB、()XBXb。综上所述，Ⅲ－2的基因型为aaXbY，Ⅲ－3的基因型为()AaXBXB、()AaXBXb。逐病分析：Ⅲ－2和Ⅲ－3婚配后，对于甲病，正常、患病概率分别为、，对于乙病，患病概率为×＝，正常概率为。则Ⅲ－2与Ⅲ－3生育的孩子中完全正常的概率＝×＝，两病兼患的概率为×＝，只患一种病的概率为1－－＝。
第1课时　染色体与减数分裂过程中的染色体行为
知识内容
必考要求
加试要求
染色体的形态、结构及类型
a
a
减数分裂
b
b
活动：减数分裂模型的制作研究
b
b
课时要求
1.结合图文分析，能够解释生物染色体数目及形态结构特征对染色体识别的意义。2.结合教材图文分析，建立减数分裂的动态影像，重点注意各时期染色体的行为特征。
我们知道，进行有性生殖的多细胞生物体都是由一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化发育而来的，有性生殖的生物在性成熟后都要产生精子和卵细胞，精子和卵细胞是通过什么分裂方式产生的呢？本课时将探讨这方面的内容。
解决学生疑难点　

一、染色体的形态、结构及类型
1．概念
当细胞处于分裂期时，细胞核内的染色质经高度螺旋化和反复折叠，形成的线状或棒状小体。染色体和染色质是细胞中的同一物质在不同时期的两种形态。
2．成分和功能
染色体由DNA和蛋白质构成，是细胞核内遗传物质的载体。
3．染色体的类型(依据着丝粒的位置划分)
4．特点
(1)对于同一种生物，细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置等都是相对恒定的，它们是人们识别染色体的重要标志。同一生物体的细胞核内，染色体的数目也是恒定的。
(2)体细胞中成对存在，生殖细胞中成单存在。
结合如图分析：
1．该细胞中分别含有几条染色体和染色单体？几个DNA分子？
答案　3条染色体，6条染色单体，6个DNA分子。
2．图中有几种染色体？
答案　根据大小和着丝粒的位置可判断有3种。
3．根据着丝粒的位置，①～③分别属于哪种类型的染色体？
答案　①②是中间着丝粒染色体，③是端着丝粒染色体。
知识整合　复制后的染色体每条染色体中含有两条染色单体，两个DNA分子；根据染色体的形态、大小和着丝粒的位置可判断染色体的种类。
1．下图表示近端着丝粒染色体的是(　　)
答案　B
解析　A、C为端着丝粒染色体，B为近端着丝粒染色体，D为中间着丝粒染色体。
2．下列关于染色体的叙述，不正确的是(　　)
A．染色体的主要化学成分是蛋白质和DNA
B．染色质与染色体之间的关系类似于CO2与干冰
C．同一种生物细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置、数目等都是人们识别染色体的重要标志
D．染色体和染色质是不同细胞分裂时期的不同物质
答案　D
解析　染色体和染色质是细胞中的同一物质在不同时期的两种形态，类似于CO2与干冰。
二、减数分裂中的核心概念
1．减数分裂概念
(1)范围：进行有性生殖的真核生物。
(2)时期：从原始生殖细胞发育成成熟的生殖细胞。
(3)特点：染色体只复制一次，细胞连续分裂两次。
(4)结果：生殖细胞内的染色体数目为体细胞的一半。
2．同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体：减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
(2)非同源染色体：形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。
3．联会和四分体
(1)联会：同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有4条染色单体，叫做四分体。
下图表示减数分裂中某时期的图像，请分析：
甲 　　　　　　　　乙
1．图示染色体中是同源染色体的是哪些？哪些是非同源染色体？
答案　A、B是一对同源染色体； C、D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有：AC、BC、AD、BD。
2．四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系是怎样的？乙图中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)?
答案　1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。乙图中2个四分体、4条染色体、8条染色单体。
3．甲图中有染色单体吗？乙图中的aa′是什么关系？ab是什么关系？
答案　甲图中没有染色单体；乙图中的aa′是姐妹染色单体，ab是同源染色体中的非姐妹染色单体。
4．同源染色体是否大小、形态一定相同？大小、形态都相同的是否就是同源染色体？
答案　同源染色体的形态、大小不一定相同，如性染色体X和Y。大小、形态都相同的也不一定就是同源染色体，如减数第二次分裂后期因着丝粒分裂由两条姐妹染色单体变成的两条染色体。
知识整合　同源染色体的形态、大小一般相同(性染色体X和Y大小不同)，一条来自父方，一条来自母方，减数分裂时联会形成四分体；1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。同一着丝粒连着的两条染色单体是姐妹染色单体，否则是非姐妹染色单体。
3．下面关于同源染色体的叙述中，不正确的是(　　)
A．同源染色体一条来自父方，一条来自母方
B．同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体
C．同源染色体的形状和大小一般都相同
D．一对联会的同源染色体含有一个四分体
答案　B
解析　同源染色体是指在减数分裂中配对的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，形状和大小一般都相同；由一条染色体经复制形成的是两条姐妹染色单体；联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫四分体。
4．下列关于减数分裂的说法，不正确的是(　　)
A．减数分裂包括连续两次的细胞分裂
B．所有的生物都可以进行减数分裂
C．减数分裂产生的成熟生殖细胞中染色体数目减半
D．减数分裂产生有性生殖细胞
答案　B
解析　减数分裂是进行有性生殖的生物产生成熟生殖细胞时进行的细胞分裂，只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂。
题后归纳　减数分裂发生在真核生物有性生殖的过程中，虽然包括连续两次的细胞分裂，但是产生的生殖细胞不再分裂，因此减数分裂没有细胞周期。
三、减数分裂过程中的染色体行为
1．减数分裂的过程(以体细胞含有两对染色体的雄性动物为例)
时期
图像
染色体特征
间期
发生了DNA复制和蛋白质合成
前期Ⅰ
①同源染色体相互配对；②出现四分体；③可能发生交叉现象
中期Ⅰ
①各对同源染色体整齐地排列在细胞中央的赤道面上；②每两个未分开的同源染色体的着丝粒分别与从细胞相对的两极发出的纺锤丝相连
后期Ⅰ
①同源染色体分开；②非同源染色体自由组合
末期Ⅰ
①形成两个子细胞；②子细胞内染色体数目只有母细胞中的一半，且无同源染色体；③每条染色体含两条染色单体
前期Ⅱ
①时间短；②每条染色体仍具有2条染色单体
中期Ⅱ
染色体的着丝粒与纺锤丝相连，整齐排列在子细胞中央的赤道面上
后期Ⅱ
①每条染色体的着丝粒都一分为二；②染色单体变为染色体，且在纺锤丝的牵引下移向两极
末期Ⅱ
①染色体平均分配到两极；②两个子细胞分裂成4个子细胞
2.减数分裂模型的制作研究
(1)制作染色单体模型：用橡皮泥作出4条短染色单体(2个蓝色、2个红色)，4条长的染色单体(2个蓝色、2个红色)
(2)模拟染色体复制：把颜色、长度相同的两条染色单体用铁丝扎在一起，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。
(3)模拟MⅠ的前、中期：让长度相同、颜色不同的两条染色体配对，若红色代表来自母方的染色体，蓝色就代表来自父方的染色体。将已经配好对的两对染色体横向排列在纺锤体中部赤道面上。
(4)模拟完成MⅠ：双手分别抓住并移动染色体的着丝粒，使红色和蓝色的染色体分离，分别移向细胞的两极，画出细胞轮廓，代表新细胞的生成。
(5)模拟MⅡ：把新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道面上，把姐妹染色单体分离，分别拉向细胞的两极，画出细胞轮廓。
下图是减数分裂的过程示意图，请分析回答：
1．和有丝分裂相比，甲过程染色体有哪些特殊行为？
答案　(1)同源染色体联会；(2)四分体中的非姐妹染色单体间常发生交叉互换；(3)同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。
2．染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程？
答案　染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中，即甲过程；姐妹染色单体的消失发生在减数第二次分裂的后期，即乙过程。
3．细胞B、C中有没有同源染色体，有没有姐妹染色单体？
答案　没有同源染色体，但是有姐妹染色单体。
4．不考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？如果考虑交叉互换呢？
答案　不考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成是相同的；如果考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成不一定相同。
知识整合　和有丝分裂相比，减数第一次分裂过程有同源染色体联会、四分体中的非姐妹染色单体间交叉互换、同源染色体彼此分离、非同源染色体自由组合的特殊现象，减数第二次分裂没有同源染色体；不考虑交叉互换和突变，减数分裂产生的四个细胞染色体组成是“两两相同”的。
5．在减数第一次分裂中不出现的是(　　)
A．形成纺锤体
B．着丝粒一分为二
C．非同源染色体的自由组合
D．同源染色体分离
答案　B
解析　减数第一次分裂前期形成纺锤体，后期发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，A、C、D三项在减数第一次分裂都会出现。而着丝粒一分为二出现在减数第二次分裂后期，故选B项。
6．下列关于如图所示的叙述不正确的是(　　)
A．该细胞为减数第一次分裂中期的动物细胞
B．④的①和③在减数第二次分裂后期分开
C．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体
D．在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体
答案　D
解析　低等植物或动物细胞中含有中心体，该细胞有中心体，无细胞壁，为动物细胞。减数第一次分裂中期特征是：每对同源染色体排列在赤道面上。染色体的数目＝着丝粒的数目；能进行联会的两条染色体为同源染色体，能进行同源染色体联会的细胞分裂方式一定是减数分裂；在减数第一次分裂后期的细胞中，移向同一极的染色体都是非同源染色体，因为同源染色体发生了分离。
1.如图是动物细胞进行减数分裂某时期的示意图，图中细胞(　　)
A．含有4对同源染色体
B．含有4条染色单体
C．正在发生同源染色体分离
D．正在发生姐妹染色单体分离
答案　C
解析　图示细胞处于MⅠ后期，含有2对同源染色体，8条染色单体，正在发生同源染色体分离。
2．一定是同源染色体的是(　　)
A．一条来自父方，一条来自母方的染色体
B．形态、大小基本相同的染色体
C．减数分裂过程中能够发生联会的染色体
D．只存在于减数第一次分裂时期的染色体
答案　C
解析　根据同源染色体的概念，来自父方和母方的染色体不一定是同源染色体，故A项错误；形态、大小相同的染色体也不一定是同源染色体，故B项错误；同源染色体在有丝分裂和减数第一次分裂中都存在，故D项错误。
3．下列有关染色体的说法中，错误的是(　　)
A．在分裂间期，经复制后染色单体的数目是染色体的二倍
B．一个四分体中有四条染色单体
C．着丝粒的数目与染色体的数目相等，着丝粒分裂后，着丝粒的数目是染色单体的
D．只有同源染色体才可以配对联会
答案　C
解析　染色体经过复制后，每条染色体含有两条染色单体，所以染色单体的数目是染色体的二倍；一个四分体中含有两条染色体(同源染色体)、四条染色单体；在减数第一次分裂的前期，只有同源染色体才可以配对联会；当着丝粒分裂后，染色单体消失，所以C项错误。
4．减数分裂过程中，同源染色体分离与非同源染色体自由组合发生在(　　)
A．减数第一次分裂、减数第二次分裂后期都出现
B．同时发生在减数第一次分裂后期
C．同时发生在减数第二次分裂后期
D．分离发生在MⅠ，自由组合发生在MⅡ
答案　B
解析　同源染色体分离发生在MⅠ后期，非同源染色体自由组合也发生在MⅠ后期。
5．如图表示处于细胞分裂过程某阶段的一个动物细胞，据图回答下列问题：
(1)该细胞处于________时期。
(2)细胞中有染色体________条，分别是________。
(3)细胞中有________对同源染色体，它们是______________，有________个四分体。
(4)细胞中有________条染色单体，它们是__________________。
答案　(1)四分体　(2)4　1、2、3、4
(3)2　1和2、3和4　2　(4)8　a、a1，b、b1，c、c1，d、d1
解析　该图表示减数第一次分裂前期的图像。同源染色体联会形成四分体，每个四分体包含一对同源染色体，每条染色体又包含两条染色单体。
课时作业
[学考达标]
1．根据染色体上着丝粒的位置，染色体不包括下列哪种类型(　　)
A．中间着丝粒染色体 B．近端着丝粒染色体
C．无着丝粒染色体 D．端着丝粒染色体
答案　C
2．下列有关同源染色体的说法，正确的是(　　)
A．减数分裂中配对的两条染色体是一对同源染色体
B．有丝分裂的细胞中不含有同源染色体
C．形态、大小相同的两条染色体一定是同源染色体
D．MⅡ后期，同源染色体发生分离
答案　A
解析　有丝分裂的细胞中亦含同源染色体，只是不会发生配对、交叉互换、分离等特殊行为；MⅡ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成的两条染色体的形态和大小相同，但不是同源染色体；同源染色体分离发生在MⅠ后期。
3．下列关于染色体和染色单体的叙述中，错误的是(　　)
A．只有真核细胞有染色体，原核细胞没有
B．染色体的主要成分是蛋白质和DNA
C．染色体经过复制以后，数目增加一倍
D．着丝粒数目和染色体数目相等
答案　C
解析　原核细胞的DNA不与蛋白质结合，所以没有染色体；染色体的主要成分是蛋白质和DNA，染色体是DNA的主要载体；染色体经过复制以后，染色体数目并未增加，只是每条染色体上出现了两条染色单体；染色体数目与着丝粒数目相等。
4.对右图中减数分裂过程某阶段的描述，正确的是(　　)
A．同源染色体移向两极
B．非姐妹染色单体交换结束
C．第二次分裂中期
D．姐妹染色单体排列在赤道面上
答案　B
解析　从图上看，同源染色体排列在赤道面上，属于第一次分裂中期。非姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期，即减数第一次分裂前期，故交换结束。
5．下列关于减数分裂过程中染色体的描述，正确的是(　　)
A．第一次分裂，着丝粒分裂，同源染色体不配对
B．第一次分裂，着丝粒不分裂，同源染色体配对
C．第二次分裂，着丝粒分裂，同源染色体配对
D．第二次分裂，着丝粒不分裂，同源染色体不配对
答案　B
解析　第一次分裂的染色体行为变化主要是进行同源染色体的联会(配对)，并在分裂后期彼此分离，分别进入两个子细胞中，这个过程中，没有发生染色体着丝粒分裂的现象；第二次分裂后期发生着丝粒分裂的现象。
6．关于“减数分裂模型的制作研究”，下列哪项说法不正确(　　)
A．通过制作减数分裂的模型，可加深对减数分裂的理解
B．该活动不能模拟同源染色体间的交换现象
C．铁丝可代表着丝粒
D．减数第二次分裂中的两个纺锤体的制作应以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心
答案　B
解析　该活动中，分别用红色和蓝色橡皮泥各制作两条染色单体，每两条相同的染色单体制作成一条染色体，在四分体时期可通过交换橡皮泥的一部分模拟同源染色体间的交换现象。
[高考提能]
7．下列关于减数分裂的叙述，正确的是(　　)
①减数分裂包括两次连续的细胞分裂　②在第二次分裂中存在同源染色体　③着丝粒在第一次分裂后期一分为二　④减数分裂的结果是染色体数减半，DNA数不变
⑤同源染色体分离，导致染色体数目减半　⑥联会后染色体复制，形成四分体　⑦染色体数目减半发生在第二次分裂的末期
A．①②③ B．④⑤⑥ C．①⑤ D．⑥⑦
答案　C
解析　在减数第一次分裂后期同源染色体分离，所以在第二次分裂中不含有同源染色体，②错误；减数分裂过程中着丝粒的分裂发生于第二次分裂后期，③错误；减数分裂导致细胞核中染色体和DNA数目均减半，④错误；染色体的复制发生于减数分裂前的间期，四分体形成于第一次分裂前期，是同源染色体联会的结果，⑥错误；染色体数目减半的原因是减数第一次分裂后期同源染色体的分离，⑦错误。
8．下列有关联会的叙述中，错误的是(　　)
A．联会发生于减数第一次分裂过程中
B．联会后的染色体将进行复制
C．只有同源染色体才能联会
D．联会后形成的每个四分体含有4个DNA分子
答案　B
解析　联会发生于减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对，A正确；染色体进行复制发生在减数第一次分裂前的间期，而联会发生在减数第一次分裂前期，B错误；在减数第一次分裂过程中，只有同源染色体才能联会，C正确；联会后形成的每个四分体含有2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子，D正确。
9．同源染色体与姐妹染色单体的共同点是(　　)
A．它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的
B．它们的形状、大小、结构一般都是相同的
C．它们所含的基因都是相同的
D．一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的
答案　B
解析　同源染色体不是复制形成的，而是一条来自父方，另一条来自母方，A错误；同源染色体的形态、大小和结构一般相同，姐妹染色单体是间期复制形成的，其形态、大小和结构也相同，B正确；姐妹染色单体所含的基因相同，但同源染色体所含的基因不一定相同，也可能是等位基因，C错误；一对同源染色体含有2个或4个DNA分子，而一对姐妹染色单体含有2个DNA分子，因此一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数不一定相同，D错误。
10．细胞分裂过程中不会出现的变化是(　　)
A．随着着丝粒的分裂DNA分子数加倍
B．遗传物质复制一次，细胞分裂两次
C．同源染色体交叉互换
D．在赤道面的位置上出现细胞板
答案　A
解析　DNA复制后加倍，着丝粒分裂后染色体数目加倍。
11．下图甲表示一条染色体，乙表示一个细胞中的染色体分布状况，请据图回答下列问题：
(1)甲图中的染色体是否经过了复制？为什么？
________________________________________________________________________。
(2)甲图中的染色体具有________个DNA分子，染色体除了DNA这种成分外，还有________成分。
(3)根据甲图中着丝粒的位置可以判断，该染色体的类型属于____________________。
(4)乙图中有________条染色体，________条染色单体，________对同源染色体。
答案　(1)经过了复制。因为该染色体具有两条染色单体　(2)2　蛋白质　(3)中间着丝粒染色体　(4)4　8　2
解析　甲图表示一条经过复制的染色体，因为该染色体具有两条姐妹染色单体。每条染色单体中含有1个DNA分子，所以该染色体具有2个DNA分子。染色体的主要成分是DNA和蛋白质，其中DNA是遗传物质。根据甲图中着丝粒的位置可以判断该染色体属于中间着丝粒染色体。乙图中具有4条染色体，8条染色单体，2对同源染色体。
12．下图中的A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示处于不同分裂状态的细胞图像。请据图回答下列问题：
(1)图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是①______________、②________________、③__________________。
(2)C细胞含有同源染色体________对。
(3)在方框中绘出D→F细胞分裂后期染色体行为的简图， 请注意染色体的形态和数目。
答案　(1)有丝分裂　减数第一次分裂 减数第二次分裂　(2)0　(3)如图
解析　图A表示雄性动物个体的体细胞；图B中含有8条染色体，不含染色单体，所以应该表示有丝分裂后期；图C中含有2条染色体，4条染色单体，但是不含同源染色体，所以应为次级精母细胞。C和D是由A经减数第一次分裂同源染色体分开所形成的，所以C、D中含有的染色体应该是“互补”的关系。
13．根据下面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，回答下列问题：
(1)A图表示细胞分裂的方式是__________________，处于______________期。细胞中有________条染色体，________条染色单体。
(2)B图所示细胞分裂产生的子细胞中有________条染色体。
(3)A、B两个细胞中，具有同源染色体的细胞为______，A、B两图中DNA分子数之比为__________________。
答案　(1)减数分裂　减数第一次分裂后　6　12 (2)3　(3)A　2∶1
[真题体验]
14．( 2015·浙江，2)下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是(　　)
A．不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同
B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期长短不同
C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同
D．减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半
答案　C
解析　不同生物的细胞大小和数目一般是不同的，它们的细胞周期长短一般也不相同，A错误；同一生物体内的各种组织的细胞周期长短往往不同，G1、S、G2和M期的长短也不相同，比如干细胞分裂速度快，细胞周期要短些，B错误；G2期的特点是合成分裂期所需要的蛋白质，时间是在S期之后，所以在这个时期加入DNA合成抑制剂后，每条染色体上仍存在2条染色单体，有丝分裂结束后子代细胞中染色体数目和母细胞中相同，C正确；减数第一次分裂前期的特点是有联会现象，同时形成四分体，一个四分体中有2条染色体，每条染色体上含有2条染色单体，D错误。
15．(2014·江苏，28改编)某研究者对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。请回答下列问题：
上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有________________；处于减数第一次分裂的有____________。
答案　甲、丙、丁　甲、丁
解析　根据有丝分裂和减数分裂的特征可以判断：甲为减数第一次分裂的中期、乙为减数第二次分裂的后期、丙为有丝分裂的后期、丁为减数第一次分裂的后期。二倍体生物有丝分裂(图丙)和减数第一次分裂(图甲、图丁)有同源染色体，减数第二次分裂(图乙)无同源染色体。
第2课时　精子与卵细胞的产生和受精及减数分裂的意义
知识内容
必考要求
加试要求
精子和卵细胞的形成过程及其异同
b
b
减数分裂的意义、动物的受精过程
b
b
减数分裂与有丝分裂的异同
b
课时要求
1.在复习有丝分裂遗传物质变化的基础上，归纳减数分裂中遗传物质的数目变化规律。2.结合教材图文，通过列表比较精子和卵细胞形成过程的异同。3.概述受精作用的过程和减数分裂的意义。
减数分裂形成的精子和卵细胞，必须相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程，称为受精作用。精子、卵细胞是如何形成的？受精作用的过程如何呢？
一、精子与卵细胞的产生
1．精子的产生
2．卵细胞的产生
3．精子和卵细胞形成过程的比较
项目
精子的形成
卵细胞的形成
产生部位
动物睾丸或精巢
动物卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
是否变形
是
否
结果
产生 4个精子
产生 1个卵细胞(3个极体消失)
下图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像，请据图分析：
1．一定属于卵细胞形成过程的图有哪些？细胞的名称分别是什么？
答案　一定属于卵细胞形成过程的图有：D次级卵母细胞和E初级卵母细胞。
2．一定属于精子形成过程的图有哪些？细胞的名称分别是什么？
答案　一定属于精子形成过程的图有：B初级精母细胞和G精子。
3．A图中发生的现象叫什么？C中有无同源染色体？
答案　A图中发生的现象同源染色体联会；C中无同源染色体。
4．F的细胞名称是什么？
答案　可能是次级精母细胞或者第一极体。
5．胚胎发育早期分裂活动旺盛，却不从外界摄取营养物质。请据此分析卵母细胞不均等分裂，最终只产生一个卵细胞的意义是什么？
答案　形成的卵细胞较大，便于贮存丰富的营养物质。
知识整合　卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法：若是不均等分裂一定是卵细胞的形成过程，有同源染色体的是初级卵母细胞，没有的是次级卵母细胞；若是均等分裂，有同源染色体的是初级精母细胞，没有同源染色体的可能是次级精母细胞或者极体；卵母细胞不均等分裂，卵细胞较大，便于贮存丰富的营养物质。
1．下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是(　　)
A．两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合现象
B．两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正常体细胞的一半
C．精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同
D．形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
答案　A
解析　精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半，而卵细胞在形成过程中细胞质不均等分裂，细胞质中的遗传物质多于正常体细胞细胞质中遗传物质的一半，精子则几乎不含细胞质，B项错误；精子与卵细胞形成中除精子需变形外还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等，C项错误；1个精原细胞产生4个精子，只需25个精原细胞就能产生100个精子，D项错误。
2.如图表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是(　　)
A．是次级精母细胞，处于减数第二次分裂后期
B．含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
C．正在进行同源染色体分离、非同源染色体的自由组合
D．分裂后形成的2个细胞，仅1个具有生殖功能
答案　D
解析　细胞质不均等分裂且细胞中无同源染色体――→该细胞为次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期――→特点：着丝粒一分为二，结果：分裂为一个卵细胞和一个极体。
二、减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律
假设某生物正常细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c，请结合图形完成下表：
细胞分裂
图像
分裂时期
间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色体数
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
n→2n
2n→n
DNA数
2c→4c
4c
4c
4c
4c→2c
2c
2c
2c
2c→c
染色单体数
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
结合上表，画出了减数分裂中核DNA 和染色体的变化曲线如下图，请分析：
1．结合核DNA数目的变化，回答：
(1)BC段核DNA数目的加倍发生在什么时期？原因是什么？
答案　减数第一次分裂前的间期，原因是DNA分子的复制。
(2)DE段和GH段，核DNA数目都减半，原因分别是什么？
答案　DE段：减数第一次分裂末期，同源染色体分开，分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半；GH段：减数第二次分裂末期，分开后的姐妹染色单体成为染色体，分别进入两个子细胞，导致核内DNA数目减半。
2．结合染色体的变化，回答：
(1)同源染色体的联会发生在哪一段？
答案　cd段。
(2)染色体第一次减半发生在什么时期？原因是什么？
答案　发生在de段：减数第一次分裂末期。原因是同源染色体分离，分别进入两个子细胞，导致子细胞内染色体数目减半。
(3)ff′段染色体数目暂时加倍到与体细胞一样，原因是什么？
答案　着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致细胞内染色体数目暂时加倍。
(4)不含同源染色体的是哪个区段？
答案　efgh段不含同源染色体。
3．如图是减数分裂中每条染色体中DNA变化的曲线
(1)bc段变化的原因是什么？
答案　bc段变化的原因是DNA复制，染色单体形成。
(2)cd段包含减数分裂的哪些时期？
答案　cd段是存在染色单体的时期，包含减数第一次分裂前、中、后、末期和减数第二次分裂前、中期。
(3)de段变化的原因是什么？
答案　减数第二次分裂后期着丝粒一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。
知识整合　减数分裂中，核DNA在减数第一次分裂前的间期因为DNA的复制而加倍，MⅠ和MⅡ的末期细胞一分为二时减半；染色体在MⅠ末期减半，MⅡ后期着丝粒分裂后暂时加倍到体细胞水平，末期再减半；染色单体存在于整个MⅠ和MⅡ的前期、中期。
3．二倍体生物细胞在有丝分裂和减数分裂过程中DNA分子数的变化如下图甲、乙、丙所示。在甲、乙、丙三图中的①～④中均涉及DNA分子数减半，其原因完全相同的是(　　)
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
答案　C
解析　染色体经过复制后到着丝粒分裂前，每条染色体上的DNA分子都是两个。着丝粒分裂导致每条染色体上的DNA分子由两个变成一个，且染色体的数目加倍。有丝分裂完成后，形成的子细胞中DNA数目保持不变，而减数分裂完成后，形成的子细胞中DNA数目减半。导致细胞核中DNA数目减半的原因有二：一是有丝分裂末期和减数第二次分裂末期，染色体平均分配并进入两个子细胞核；二是减数第一次分裂末期同源染色体的彼此分离并进入两个子细胞核。
4．正常进行分裂的细胞，同源染色体、染色单体、染色体、DNA分子之比为0∶0∶1∶1，则该细胞所处的时期是(　　)
A．有丝分裂时期 B．减数第一次分裂末期
C．有丝分裂后期 D．减数第二次分裂后期
答案　D
解析　由题意可知不存在同源染色体，应是减数第二次分裂，也没有染色单体，应是减数第二次分裂后期，故选D。有丝分裂时期会有同源染色体的存在，故A、C错误。减数第一次分裂末期会含有姐妹染色单体，故B错误。
三、受精作用和减数分裂的意义
1．受精作用
(1)概念：是指精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。
(2)实质：精核和卵核融合在一起。
(3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到原来体细胞的染色体数目(2n)，其中，一半的染色体来自精子(父方)，另一半的染色体来自卵细胞(母方)。
2．减数分裂的意义
(1)通过减数分裂和受精作用，保持了生物在不同世代间的染色体数目和遗传性状的相对稳定。
(2)减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化。
1．下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：
(1)情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？
答案　情况1的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2的子细胞有2种类型：Ab、aB。
(2)据此推断：含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？
答案　2n种。
(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么？
答案　发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。
2．下图是细胞减数分裂与受精作用过程中的DNA含量变化曲线，请分析：
(1)图中表示减数分裂过程的是哪一段？表示受精作用的是哪一段？
答案　AB段表示减数分裂；CD段表示受精作用。
(2)DE段的含义是什么？
答案　受精卵的有丝分裂。
(3)mn、ik两段的DNA含量相等，染色体数量也相等吗？
答案　不是。ik段表示有丝分裂前期、中期和后期。mn段表示减数第一次分裂的前期、中期和后期，有丝分裂后期染色体数是mn段的2倍。
(4)试画出减数分裂与受精作用过程中的染色体数目的对应变化曲线(标出A、B、C、D、E各点)。
答案　如图所示
知识整合　配子多样性的原因有：减数第一次分裂前期四分体中的非姐妹染色单体之间容易发生交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合。减数分裂产生的配子经受精作用形成受精卵后，开始进行有丝分裂。
5．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下图表示该生物的精细胞，根据细胞内基因的类型，判断其精细胞至少来自(　　)
A．2个精原细胞 B．4个精原细胞
C．3个精原细胞 D．5个精原细胞
答案　B
解析　解答本题的关键是要知道1个精原细胞产生4个精细胞，但只有两种精子。一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞。根据分离定律和自由组合定律可知，①和④、②和⑥、③和⑦、⑤和⑧分别来自同一个精原细胞，因此题干中的8个精细胞至少来自4个精原细胞。
6．下面对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是(　　)
A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞的细胞质
B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C．整个精子进入卵细胞内，完成受精作用
D．雌雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
答案　B
解析　形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂；受精作用的实质是细胞核中遗传物质的融合，而不是整个精子与卵细胞的融合；对高等动物来说，雄配子的数量多于雌配子。
四、减数分裂与有丝分裂的异同(加试)
项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
母细胞
体细胞(受精卵)
原始生殖细胞
细胞分裂
次数
1次
2次
分裂
过程
前
期
染色体散乱分布在细胞的中央，有同源染色体
第一次分裂：同源染色体配对，出现四分体，有交叉互换现象；第二次分裂：染色体散乱分布，无同源染色体
中
期
染色体的着丝粒有规律地排列在细胞中央的赤道面上；有同源染色体
第一次分裂：四分体排列在细胞中央的赤道面上；第二次分裂：与有丝分裂相似，但无同源染色体
后
期
染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开；有同源染色体
第一次分裂：同源染色体分开，并移向两极；第二次分裂：与有丝分裂相似，但无同源染色体
同源染色体
行为
无同源染色体配对、四分体，不出现染色单体的交叉互换及同源染色体的分离
有同源染色体的配对、四分体，出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体的分离
子细胞数目
2个
4个
子细胞类型
体细胞
精子或卵细胞和极体
最终子细胞
染色体数
与亲代细胞相同
减半
意义
在生物个体发育中，亲子代细胞间维持了遗传性状的稳定性
减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目的恒定。为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化
相同点
①染色体都复制一次；②均出现纺锤体；③均有子细胞产生；④减数第二次分裂与有丝分裂相似
在动物的睾丸中，有丝分裂和减数分裂都能发生，结合下图尝试区分不同时期的分裂图像：
1．前期：染色体散乱排列在细胞中，无核膜、核仁。
(1)A1属于什么时期？判断的依据是什么？
答案　A1为减数第二次分裂前期，因为没有同源染色体。
(2)A2属于什么时期？判断的依据是什么？
答案　A2为减数第一次分裂前期，因为有同源染色体联会现象。
(3)A3属于什么时期？判断的依据是什么？
答案　A3为有丝分裂，因为含有同源染色体，但是不联会。
2．中期：染色体排列在细胞中部。
(1)B1有什么特殊之处？属于什么时期？
答案　同源染色体的着丝粒排列在赤道面两侧，为减数第一次分裂中期。
(2)B2和B3的着丝粒都排列在赤道面上，如何区分？
答案　B2含有同源染色体，属于有丝分裂中期；B3无同源染色体，属于减数第二次分裂中期。
3．后期：染色体移向两极，动物细胞膜开始凹陷。
(1)C1和 C2均含有染色单体，都为减数第一次分裂后期，细胞的名称分别是什么？
答案　C1细胞质均等分裂，是初级精母细胞；C2细胞质不均等分裂，是初级卵母细胞。
(2)观察C3 、C4 、C5中移向一极的染色体，含有同源染色体的是哪个？属于什么时期？
答案　C3有同源染色体，是有丝分裂后期。
(3)C4 、C5属于什么时期？分别是什么细胞？
答案　C4 、C5无同源染色体，为减数第二次分裂。C4细胞质均等分裂，是次级精母细胞或者第一极体；C5细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞。
知识整合　判断细胞分裂图像时，先根据染色体的位置确定所处的时期，再看有无同源染色体，如果没有就是减数第二次分裂，如果有，再看是否有联会、四分体在赤道面、同源染色体分离等行为，如果有则是减数第一次分裂，如果没有则是有丝分裂。
7．下列对减数分裂的描述中，揭示出减数分裂区别于有丝分裂本质特征的是(　　)
A．染色体复制一次，细胞连续分裂两次
B．子细胞染色体数目比母细胞减少一半
C．有性生殖中配子发生的必经过程
D．是有性生殖物种保持稳定的关键之一
答案　B
解析　A项描述的是减数分裂的特点；C项描述的是减数分裂与配子产生的关系；D项是减数分裂的意义。只有B项是减数分裂区别于有丝分裂的本质特征。
8．如图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是(　　)

A．上述①、②、③细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶2
B．细胞①、②、③、⑤产生的子细胞中均有同源染色体
C．表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①
D．④细胞分裂前，细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶2
答案　D
解析　①为有丝分裂后期，②为减数第一次分裂后期，③为有丝分裂中期，故C项不正确。细胞中染色体与DNA分子数目的比例为1∶2的图形中，应有染色单体，据图可知①中无染色单体，只有②③符合，故A项不正确。④为减数第二次分裂后期，此细胞分裂前，细胞中有染色单体，染色体与DNA分子数目比例为1∶2，故D项正确。有丝分裂是产生体细胞的分裂方式，分裂过程中同源染色体没有分离，因此细胞①③产生的子细胞有同源染色体，②产生的子细胞无同源染色体，而⑤图是分裂间期，看不出是有丝分裂还是减数分裂间期，故B项不正确。
方法链接　“三看法”判定细胞的分裂图像
1．在同一种生物的细胞核中，DNA和染色体数目不一定相同的是(　　)
A．精细胞 B．卵细胞
C．极体 D．精子
答案　C
解析　精细胞、卵细胞和精子中不含染色单体，每条染色体上有一个DNA分子；而减数第一次分裂形成的极体中含有染色单体，每条染色体上含两个DNA分子，DNA分子数目是染色体数目的2倍。
2．甲、乙两图都是关于果蝇细胞分裂的图形，下列叙述不正确的是(　　)

A．甲图ac段细胞合成相关的蛋白质
B．甲图ce段出现4个四分体
C．乙图所示的情况可在甲图的ef段出现
D．乙图无染色单体是同源染色体分离所致
答案　D
解析　甲图中ac段表示细胞分裂的间期，间期完成DNA复制和合成相关的蛋白质，A正确；甲图ce段表示减数第一次分裂的前、中、后期，在减数第一次分裂的前期出现4个四分体，B正确；乙图无染色单体且与体细胞染色体数目一致，可能是减数第二次分裂后期，可在甲图的ef段出现，C正确；无染色单体是着丝粒分裂所致，D错误。
3．若细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化情况如图所示。下列有关该图的叙述中，不正确的是(　　)
A．A→B可表示DNA复制
B．B→C可表示有丝分裂前期和中期
C．C→D可表示染色体的着丝粒分裂
D．D→E可表示减数第二次分裂全过程
答案　D
解析　D→E表示着丝粒分裂后的一条染色体上含有一个DNA分子。而减数第二次分裂的前期和中期，一条染色体上含有两个DNA分子，其后期着丝粒分裂后一条染色体上才只含有一个DNA分子。
4．下列有关受精作用的叙述，错误的是(　　)
A．受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半
B．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合
C．受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同
D．受精卵中的染色体来自父母双方的各占一半
答案　A
解析　因为遗传物质并不是全部存在于染色体上，在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质(DNA)，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比父方多，故A项错误。
5．(加试)下图中甲是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目变化曲线，乙是该生物一个细胞的局部结构模式图。请分析回答问题：
(1)该生物个体发育的起点是通过甲图中的[　　]__________形成的，在个体发育过程中进行[　　]____________过程。
(2)姐妹染色单体分离发生在[　　]________________期和[　　]________________期。
(3)乙图细胞所处的分裂时期属于甲图中[　　](填数字)阶段；该生物细胞中染色体数最多有________条。
(4)乙图细胞的分裂方式与其他体细胞的分裂方式相比，其本质区别是____________________
_____________，具有这种细胞分裂方式进行生殖的生物，其后代有利于在自然选择中进化，体现其优越性。
答案　(1)B　受精作用　C　有丝分裂　(2)③　减数第二次分裂后　⑥　有丝分裂后　(3)②　16　(4)子细胞染色体数目减半
课时作业
[学考达标]
1．下列哪项不是精子和卵细胞形成过程的差别(　　)
A．染色体数目减半发生的时期
B．次级性母细胞的数目
C．细胞质的分配
D．成熟生殖细胞的数目
答案　A
解析　二者染色体数目减半发生的时期相同。
2．人体内某一细胞正在进行减数分裂，其内有44条常染色体与2条X染色体，此细胞不可能是(染色体组成：男性为44常＋XY，女性为44常＋XX)(　　)
①初级精母细胞　②次级精母细胞　③初级卵母细胞　④卵细胞
A．①④ B．①③ C．①② D．①②③
答案　A
解析　人的初级精母细胞中所含染色体数与其体细胞中相同，即44＋XY；次级精母细胞中所含染色体数为22＋X或22＋Y，但减数第二次分裂后期为44＋XX或44＋YY；初级卵母细胞与其体细胞相同，即44＋XX；而卵细胞中染色体数减半，为22＋X。
3．如图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定表示卵细胞形成过程的是(　　)
答案　D
解析　A为减数第一次分裂前期，B为减数第一次分裂后期的初级精母细胞，C为次级卵母细胞或次级精母细胞或极体，D为形成卵细胞的次级卵母细胞的减数第二次分裂后期。
4．图甲表示某高等动物细胞分裂过程中某时期的示意图，图乙为分裂过程中染色体数目变化曲线图。图甲细胞的变化对应于图乙中的时间段是(　　)
A．8～9 B．7～8 C．4～7 D．4～5
答案　A
解析　图甲细胞着丝粒分裂，无同源染色体，处于减数第二次分裂后期；对应图乙曲线中的时间区段为8～9，即着丝粒分裂，染色体数目加倍。
5.如图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是(　　)
A．2、4 B．1、3
C．1、3或2、4 D．1、4或2、3
答案　C
解析　若该极体与卵细胞是同一个次级卵母细胞形成的，则卵细胞的染色体组成也是1、3，若该极体是初级卵母细胞分裂形成的第一极体分裂后形成的，则卵细胞的染色体组成是2、4。
6．1个精原细胞和1个卵原细胞最多产生多少种精子和多少种卵细胞(考虑交叉互换)(　　)
A．2,1 B．不确定，不确定
C．4,4 D．4,1
答案　D
解析　1个精原细胞如果不考虑交叉互换，染色单体相同，经减数分裂最多产生两两相同的4个精子；如果考虑交叉互换，染色单体并不完全相同，减数第二次分裂后期着丝粒分裂，得到的4个精子都不相同。1个卵原细胞经减数分裂只产生1个卵细胞，最多也就1种卵细胞。
[高考提能]
7．某同学总结了四条有关减数分裂、染色体、DNA的知识，其中不正确的是(　　)
A．次级精母细胞中的DNA分子数和正常体细胞中的DNA分子数相同
B．减数第二次分裂后期，细胞中的染色体数等于正常体细胞中的染色体数
C．初级精母细胞中的染色体数和DNA分子数相同
D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数和着丝粒数相同
答案　C
解析　减数分裂过程中，DNA分子复制一次，细胞分裂两次，次级精母细胞中的DNA分子数恢复到与正常体细胞相同；减数第二次分裂后期，染色体暂时加倍，细胞中染色体数等于正常体细胞中的染色体数；初级精母细胞中的染色体含有染色单体，所以染色体数∶DNA分子数＝1∶2；每条染色体只有一个着丝粒，即染色体数与着丝粒数相同。
8．如图所示一条染色体上DNA含量的变化曲线，下列细胞分裂图像中不属于BC范围内的是(　　)
答案　B
解析　曲线纵坐标表示每条染色体上DNA含量，则该曲线既可以表示减数分裂，也可以表示有丝分裂，其中BC段表示染色体已复制，即每条染色体上含有2个DNA，结合图像可知B项不符合题意。
9．(加试)识别减数第二次分裂和有丝分裂图像时，最重要的依据是(　　)
A．前者染色体数目是奇数，后者是偶数
B．前者染色体数目不变，后者减半
C．前者有联会，后者无联会
D．前者不含同源染色体，后者含同源染色体
答案　D
解析　减数第二次分裂后期和有丝分裂后期，细胞中染色体数目均为偶数，A错误；前者染色体数目减半，后者不变，后期都暂时加倍，B错误；减数第二次分裂和有丝分裂过程中，染色体都不会联会配对，C错误；减数第二次分裂过程中的细胞不含同源染色体，但有丝分裂过程中的细胞含有同源染色体，D正确。
10．(加试)下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析不正确的是(　　)
A．a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂
B．L→M所示过程与细胞膜的流动性有关
C．GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的
D．MN段发生了核DNA含量的加倍
答案　C
解析　a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂。L→M所示过程表示受精作用，与细胞膜的流动性有关。GH段细胞中含有的染色体数是OP段的一半。MN段包括间期、前期和中期，所以发生了核DNA含量的加倍。
11．根据下图回答：
(1)表示初级精(卵)母细胞的是________号图。
(2)图中①、②、③、④分别含有__________个染色体。
(3)含同源染色体的是________号图，它含有________对同源染色体。
(4)②号图含________条染色单体，________个四分体。
(5)③号图发生了________________________________之间的交叉互换，结果增加了⑤号图所示细胞的种类，也是生物多样性形成的原因之一。
答案　(1)②③　(2)2、2、2、1　(3)①②③　1　(4)4　1
(5)同源染色体非姐妹染色单体
12．如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答下列问题：
(1)过程A表示______________，它发生在哺乳动物的________________中。
(2)过程B表示__________，其实质是____________________________________。
(3)如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从__________开始的，主要进行________分裂。
(4)假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次为_______________。
(5)若人的成熟神经细胞核中DNA含量为a，下列各项核DNA含量分别为2a、a、0.5a的是(　　)
A．初级精母细胞、次级精母细胞、精子
B．精原细胞减数分裂间期、精细胞、第二极体
C．精原细胞有丝分裂后期、口腔上皮细胞、成熟红细胞
D．正在发生凋亡的细胞、癌细胞、卵细胞
答案　(1)减数分裂　睾丸或卵巢　(2)受精作用 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合　(3)受精卵　有丝　(4)10条和20条　(5)A
13．(加试)图甲、乙、丙分别表示某个生物体内的三个正在分裂的细胞，请据图回答下列问题：
(1)甲图表示__________细胞，处于________________期，有________条染色单体，分裂后产生的子细胞名称是__________________________________。
(2)乙图表示________________期细胞，有__________对同源染色体，产生的子细胞内有________条染色体，细胞名称是____________。
(3)丙图处于________________________期细胞，细胞名称是__________________，能否由甲图所示细胞分裂而来？______________。
(4)画出甲图最终产生的生殖细胞内的染色体组成图。
答案　(1)初级卵母　减数第一次分裂后　8　第一极体和次级卵母细胞　(2)有丝分裂后　4　4　体细胞　(3)减数第二次分裂后　第一极体　不能　(4)如下图
解析　(4)甲图减数第一次分裂产生的次级卵母细胞染色体组成如图二，经减数第二次分裂后产生的卵细胞内染色体组成如图三。
[真题体验]
14．(2014·天津，1)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，下列有关叙述正确的是(　　)
A．细胞中一定不存在同源染色体
B．着丝点分裂一定导致DNA数目加倍
C．染色体DNA一定由母链和子链组成
D．细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍
答案　C
解析　二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，说明其正处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。A项，由于在减数第一次分裂过程中，同源染色体分离，所以若此细胞正处于减数第二次分裂后期，则细胞中无同源染色体。体细胞进行有丝分裂时，后期细胞中有同源染色体。B项，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，一定会导致染色体数目加倍，但该细胞中的DNA数目不变。C项，DNA复制是分别以亲代DNA的每一条链为模板合成子代DNA的过程，复制特点是半保留复制，即一条链是原来的母链，另一条链是新合成的。减数第一次分裂前的间期和有丝分裂间期，DNA复制形成子代DNA，因此处于减数第二次分裂后期的细胞和有丝分裂后期的细胞中的染色体DNA一定由母链和子链组成。D项，处于有丝分裂后期的细胞中，染色体数目是体细胞的2倍，而处于减数第二次分裂后期的细胞中，染色体数目与体细胞中染色体数目相同。
15．(2013·江苏，8)下图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝粒均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是(　　)
A．图中细胞处于减数第二次分裂前期
B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍
C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离
D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
答案　C
解析　根据题意及图中左侧的两条染色体可确定图示细胞分裂时期，染色体的着丝粒未断裂，因此细胞处于减数第一次分裂过程，染色体数与体细胞中的相同，A、B错误；染色体1和2是同源染色体，减数第一次分裂过程中会相互分离，C正确；染色体1和3是非同源染色体，可发生自由组合，D错误。
第1课时　性染色体和伴性遗传的概念
知识内容
必考要求
加试要求
染色体组型的概念
a
a
常染色体和性染色体
a
a
XY型性别决定、伴性遗传的概念
b
b
课时要求
1.借助图例分析，总结出染色体组型的概念，并学会辨别常染色体和性染色体。2.通过绘制人类性别决定图解，理解性别决定的方式。3.通过重温摩尔根的果蝇伴性遗传实验过程，理解伴性遗传的含义。
雌雄性别的差异是生物界最普遍的现象。是什么原因造成了这种差异？为什么生物中雌雄个体的比例大约为1∶1，而且有许多遗传现象总是与性别有关？
解决学生疑难点
一、染色体组型、性染色体和性别决定
1．染色体组型
(1)概念：又称染色体核型，指将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。
(2)作用：体现了该生物染色体的数目和形态特征的全貌。
(3)特点：有种的特异性。
(4)应用：可用来判断生物的亲缘关系，也可以用于遗传病的诊断。
2．性染色体和性别决定
(1)染色体的两种类型
项目
性染色体
常染色体
概念
与性别决定有直接关系
与性别决定无关
特点
雌雄性个体不相同
雌雄性个体相同
(2)XY型性别决定
①染色体组成
②人类性别决定的图解
下图是人类的染色体组型，据图分析：
1．甲、乙中表示男性染色体核型的是哪个？为什么？
答案　甲表示男性，因为第23对染色体形态不一样，表示的是X和Y染色体。
2．人的性别比例为什么接近1∶1?
答案　从性染色体上分析：男性为异型的性染色体组成(XY)，其可以产生数量相等的X、Y两种类型的精子；女性为同型的性染色体组成(XX)，只产生X一种类型的卵细胞；雌、雄配子结合机会均等，后代出现XX∶XY＝1∶1。
3．人的性别是在什么时候开始决定的？对性别起决定作用的是哪种细胞？
答案　受精作用时，起决定作用的是精子细胞。
4．所有生物都有性染色体吗？
答案　不是所有的生物都有性染色体，只有由性染色体决定性别的生物才有性染色体，如雌雄同体的生物(如小麦)就没有性染色体。
知识整合　男性为异型的性染色体组成(XY(，其可以产生数量相等的X、Y两种类型的精子；女性为同型的性染色体组成(XX(，只产生X一种类型的卵细胞；雌、雄配子结合机会均等，后代出现XX∶XY＝1∶1；因此人的性别是在受精作用时决定的，起决定作用的是精子细胞。不是所有的生物都有性染色体，只有由性染色体决定性别的生物才有性染色体。
1．将生物体细胞内的全部染色体配对、分组和排列制作染色体组型时，不依据(　　)
A．染色体的大小 B．染色体的来源
C．染色体的形状 D．染色体的着丝粒位置
答案　B
解析　制作染色体组型主要依据染色体的大小、形状和着丝粒位置，对体细胞内的全部染色体进行配对、分组和排列。
2．下列有关性别决定的叙述，正确的是(　　)
A．哺乳类雌性个体的体细胞中含有两个同型的性染色体
B．XY型性别决定的生物，Y染色体一般比X染色体大
C．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子
D．各种生物体细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
答案　A
解析　哺乳动物属于XY型性别决定生物，雌性个体的体细胞中含两条同型的X染色体。在多数XY型性别决定的生物中，Y染色体比X染色体小。X染色体既可出现在雌配子中，也可出现在雄配子中。有些生物没有性别之分，则没有性染色体和常染色体的区别，有些有性别之分的生物也无性染色体和常染色体的区别，如蜜蜂。
特别提醒　　(1)X与Y虽然形状、大小不相同，但在减数分裂过程中X、Y的行为与同源染色体的行为一样，要经历联会、四分体和分离的过程，因此X、Y是一对同源染色体。
(2)在人类的性染色体中Y染色体比X染色体要短，但不是所有生物的Y比X都短，例如果蝇中的性染色体Y就比X长。
二、伴性遗传的发现
1．摩尔根的果蝇伴性遗传实验
(1)果蝇作为实验材料的优点：体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等。
(2)实验假设：白眼基因(w)是隐性基因，它位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。
(3)实验过程
P　红眼(♀)×白眼(♂)
　　　 ↓
F1　 红眼(♀、♂)
　　　 ↓雌雄交配
F2　红眼(♂、♀)、白眼(♂)
①F1全为红眼，红眼是显性性状。
②F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。
③F2中只有雄果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与性别相联系。
(4)作出假设
假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于X染色体上。
解释：
♂
♀
XW
Y
XW
XWXW
(红眼雌性)
XWY
(红眼雄性)
Xw
XWXw
(红眼雌性)
XwY
(白眼雄性)
(5)验证假说——测交
(6)结论：果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关，而且控制该性状的基因位于性染色体上。
2．伴性遗传的概念：位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式。
果蝇的红眼(R)对白眼(r)是显性，控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为白眼，另一方为红眼，杂交后F1中雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，请回答：
1．亲代果蝇的基因型是怎样的？
分析　F1中雄果蝇均为白眼，因此，亲本雌果蝇一定为纯合子，也就是XrXr；子代雌果蝇均为红眼，亲代的雄果蝇一定含有XR，所以为XRY。
答案　XrXr和XRY。
2．上述过程的遗传图解是怎样的？
答案　如图所示
3．若让F1中的雌雄果蝇交配，F2的表现型和比例是怎样的？
答案　红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1∶1∶1。
3．用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如表所示。下列说法不正确的是(　　)
P
F1
①♀灰身红眼×♂黑身白眼
♀灰身红眼、♂灰身红眼
②♀黑身白眼×♂灰身红眼
♀灰身红眼、♂灰身白眼
A.果蝇的灰身、红眼是显性性状
B．由组合②可判断控制眼色的基因位于X染色体上
C．若组合①的F1随机交配，则F2雌蝇中纯合的灰身红眼占
D．若组合②的F1随机交配，则F2雄蝇中黑身白眼占
答案　C
解析　在果蝇的灰身和黑身中，灰身属于显性性状；在果蝇的红眼和白眼中，通过组合①可判断红眼属于显性性状。亲本中无论黑身作为母本或灰身作为母本，子代雌雄个体全为灰身，说明果蝇体色的遗传与性别无关。亲本中红眼作为母本和白眼作为母本，子代雌雄个体性状不同，说明果蝇眼色的遗传与性别有关。确定亲本的基因型时，要根据基因的分离定律一对对地进行分析，然后综合写出某个体的基因型。
4．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子一代雌雄果蝇均为红眼，这些果蝇交配产生的子二代中，红眼雄果蝇占，白眼雄果蝇占，红眼雌果蝇占。下列叙述错误的是(　　)
A．红眼对白眼是显性
B．子二代红眼果蝇有两种基因型
C．眼色的遗传遵循分离规律
D．眼色和性别相关联
答案　B
解析　由分析可知，红眼是显性，白眼是隐性，A正确；子二代红眼雌果蝇有两种基因型，为XBXB、XBXb，红眼雄果蝇的基因型为XBY，所以红眼果蝇有三种基因型，B错误；眼色的遗传受一对等位基因控制，所以眼色遗传符合分离规律，C正确；控制眼色的基因位于X染色体上，眼色和性别相关联，D正确。
1．对于XY型性别决定的生物，下列细胞中一定含有Y染色体的是(　　)
A．受精卵 B．精原细胞
C．精细胞 D．体细胞
答案　B
解析　生物的性别是由性染色体决定的。在体细胞中，性染色体有一对，在配子中只有一条。对于XY型性别决定的生物，雄性个体体细胞的性染色体组成是XY，一定含有Y染色体，精原细胞与体细胞所含的染色体相同。受精卵中的性染色体组成有两种：XX或XY；精细胞中性染色体也有两种：X或Y；D选项的体细胞没有指明是雌性还是雄性，雌性个体的体细胞不含有Y染色体。
2．XY型性别决定方式的生物，群体中的雌雄比例接近1∶1，其根本原因是(　　)
A．雌配子∶雄配子＝1∶1
B．含X的配子∶含Y的配子＝1∶1
C．含X的卵细胞∶含Y的卵细胞＝1∶1
D．含X的精子∶含Y的精子＝1∶1
答案　D
解析　雄配子数目远远多于雌配子，A错误；含X的配子包括含X的雌配子和含X的雄配子，含Y的配子为雄配子，所以含X的配子多于含Y的配子，B错误；卵细胞不可能含有Y，C错误；雄性个体产生的含X的精子∶含Y的精子＝1∶1，含有X的精子和卵细胞结合会形成雌性个体，含有Y的精子和卵细胞结合会形成雄性个体，所以群体中的雌雄比例接近1∶1，D正确。
3．雄蛙和雌蛙的性染色体组成分别为XY和XX，假定一只正常的蝌蚪(雌性)在外界环境的影响下，变成了一只能生育的雄蛙，用此雄蛙和正常雌蛙交配(抱对)，其子代中的雌蛙和雄蛙的比例是(　　)
A．雌∶雄＝1∶1 B．雌∶雄＝2∶1
C．雌∶雄＝3∶1 D．雌∶雄＝1∶0
答案　D
解析　题意中的雄蛙是由于环境改变引起的性别转化，其遗传物质并没有改变，性染色体组成仍然是XX，产生的精子只含X染色体，所以形成的受精卵的性染色体组成都是XX，全发育成雌蛙。
4．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色性状，w基因控制白色性状。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是(　　)
A．红眼雄果蝇 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
答案　D
解析　先写出亲代基因型。红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：XWY。若XWXW×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)；若XWXw×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇)。可见，后代中不可能有白眼雌果蝇。本题还可以采用直选法将D项选出，因为亲代红眼雄果蝇的基因型为XWY，其中的XW肯定要传给子代雌果蝇，而子代雌果蝇中只要存在一个W基因，就肯定表现为红眼。
5．如图为果蝇体细胞的染色体图解，图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y表示染色体，A、a、B表示基因。请据图回答下列问题：
(1)此图所示果蝇的性别是________。细胞中有染色体________条。其中性染色体和常染色体分别是______________________________________。
(2)此果蝇的基因型是____________。如果此图表示果蝇的一个精原细胞，则减数分裂后该精原细胞产生的配子的基因型有________种。该果蝇可产生基因型为__________________的配子。在产生配子时，遵循的遗传规律有______________________________。
(3)若B、b分别控制果蝇眼睛的红色和白色，A、a分别控制果蝇翅的长和短，则短翅白眼雌果蝇的基因型是________。
答案　(1)雄性　8　性染色体是X、Y，常染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ　(2)AaXBY　2　AXB、AY、aXB、aY　分离定律和自由组合定律　(3)aaXbXb
解析　(1)由于该果蝇含有X和Y性染色体，故性别为雄性。除了两条性染色体外，其余的染色体是常染色体。
(2)根据图中的基因种类和位置，可写出此果蝇的基因型(AaXBY)，注意性染色体上的基因写法。一个精原细胞只能形成2种类型的精子，但该个体可以形成4种精子。由于存在控制不同性状的基因，且它们位于非同源染色体上，故基因除了遵循分离定律外还遵循自由组合定律。
(3)由于白眼和短翅为隐性，故短翅白眼雌果蝇的基因型为aaXbXb。
课时作业
[学考达标]
1．制作染色体组型时，选择的染色体最好处于(　　)
A．有丝分裂前期 B．有丝分裂中期
C．有丝分裂后期 D．MⅠ前期
答案　B
解析　制作染色体组型时，应对处于有丝分裂中期的染色体进行显微摄影，因为该期染色体形态清晰，数目稳定。
2．下列生物中，不含有性染色体的是(　　)
A．果蝇 B．人 C．鸡 D．小麦
答案　D
解析　小麦是雌雄同体植物，无性别分化，不含有性染色体。
3．下列有关常染色体和性染色体的叙述，不正确的是(　　)
A．性染色体对性别起决定作用
B．常染色体对性别不起决定作用
C．性染色体只存在于性细胞中
D．常染色体也存在于性细胞中
答案　C
解析　性染色体也存在于体细胞中。
4．下图代表人类配子，如果该精子与该卵细胞相遇，下列对受精卵发育的正确叙述是(　　)
A．含44条性染色体，发育为男性
B．含44条常染色体，发育为女性
C．含46条常染色体，发育为男性
D．含46条性染色体，发育为女性
答案　B
解析　该精子的染色体组型为22＋X，卵细胞的组型为22＋X，发生受精作用后，形成的受精卵染色体组型为：44＋XX，故发育为女性，其含有44条常染色体和一对X染色体。
5．熊猫的精原细胞有42条染色体，且性别决定方式为XY型，则次级精母细胞处于分裂后期时，细胞内染色体的可能组成是(　　)
①40条常染色体＋XX　②40条常染色体＋YY ③20条常染色体＋X　④20条常染色体＋Y
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案　A
解析　次级精母细胞处于分裂后期时，每条染色体的姐妹染色单体分开，各自成为一条染色体，所以染色体数目应该为42条，其中40条是常染色体，2条为相同的性染色体。
6．下列关于雌雄果蝇体细胞的染色体的叙述，错误的是(　　)
A．果蝇体细胞中有4对染色体，其中3对是常染色体
B．在雌果蝇中的性染色体是同型的
C．在雄果蝇中的性染色体是异型的
D．在果蝇体细胞中各对染色体都含有各自的等位基因
答案　D
解析　果蝇是XY型性别决定的生物，体细胞中共有3对常染色体和1对性染色体，其中雌果蝇中的性染色体为同型的(XX)，雄果蝇中的性染色体为异型的(XY)，X染色体上的基因往往在Y染色体上无相应的等位基因。
[高考提能]
7．人的性别决定发生于(　　)
A．减数分裂过程中 B．受精作用过程中
C．胚胎发育过程中 D．婴儿出生过程中
答案　B
解析　人的性别决定发生在受精作用形成受精卵的过程中，即当含有X的卵细胞与含有X的精子结合时，发育成的个体为女性；当含有X的卵细胞与含有Y的精子结合时，发育成的个体为男性，该过程中女性只能提供X卵细胞，男性提供X或Y精子。
8．下列有关染色体和基因关系的叙述，正确的是(　　)
A．X和Y两条性染色体上所含的基因数量不同
B．染色体是由DNA和蛋白质组成的
C．减数分裂时非等位基因都会随非同源染色体发生自由组合
D．性染色体上的基因在生殖细胞中表达，常染色体上的基因在体细胞中表达
答案　A
解析　由于X和Y两条性染色体长度不同，所以它们所含的基因数量也不同；染色体主要由DNA和蛋白质组成，另外也含有其他成分；非等位基因并不一定位于非同源染色体上；体细胞中也含有性染色体，性染色体上的基因也可在体细胞中表达。
9．红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配，F1全是红眼，F1自由交配所得的F2中红眼雌果蝇121只，红眼雄果蝇60只，白眼雌果蝇0只，白眼雄果蝇59只，则F2产生的配子中具有R和r的卵细胞及具有R和r的精子的比例是(　　)
A．卵细胞：R∶r＝1∶1，精子：R∶r＝3∶1
B．卵细胞：R∶r＝3∶1，精子：R∶r＝3∶1
C．卵细胞：R∶r＝1∶1，精子：R∶r＝1∶1
D．卵细胞：R∶r＝3∶1，精子：R∶r＝1∶1
答案　D
解析　亲代红眼雌果蝇基因型可能为XRXR、XRXr，白眼雄果蝇基因型为XrY，因F1全为红眼个体，所以亲代红眼雌果蝇的基因型只能为XRXR，F1中红眼雄果蝇基因型为XRY，红眼雌果蝇的基因型为XRXr，二者交配，F2的基因型及其比例为XRXR∶XRXr∶XRY∶XrY＝1∶1∶1∶1；其表现型及其比例为红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1∶1。F2中红眼雌果蝇(XRXR、XRXr)产生的卵细胞有两种类型R∶r＝3∶1；F2中红眼雄果蝇(XRY)和白眼雄果蝇(XrY)产生含R、r的精子的比例为R∶r＝1∶1。
10．如图是某红眼果蝇细胞分裂示意图(用B、b表示相关基因)，若图Ⅲ中的a与一只异性红眼果蝇产生的配子结合发育成一只白眼雄果蝇，则d与异性红眼果蝇产生的配子结合发育成的果蝇表现型为(　　)
A．白眼雄果蝇 B．红眼雄果蝇
C．白眼雌果蝇 D．红眼雌果蝇
答案　D
解析　据图Ⅰ可知该果蝇为雄果蝇，基因型为XBY。由a与一只异性红眼果蝇(XBXb)产生的配子(Xb)结合发育成一只白眼雄果蝇(XbY)，可知a含Y染色体，则d含X染色体且携带决定红眼的基因(XB)，与异性红眼果蝇产生的配子结合发育成的果蝇表现型为红眼雌果蝇(XBX－)。
11．下图是果蝇体细胞染色体图解，请据图回答下列问题：
(1)此果蝇体细胞中，有______对常染色体，________对等位基因，1和3是________染色体，A和a是________基因，A和B是________基因。
(2)果蝇产生的配子中，含ABCD基因的配子所占的比例为________。
(3)D与d基因在遗传中除了遵循基因的________定律，还与______有关；D、d与B、b基因在遗传时遵循基因的__________定律，这是因为________________________________。
(4)与该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为____________________。
答案　(1)3　4　非同源　等位　非等位　(2)
(3)分离　性别　自由组合　这两对基因分别位于两对同源染色体上，会随同源染色体的分离而分离，随非同源染色体的自由组合而自由组合　(4)aabbccXdXd
解析　图中果蝇的性染色体不一致，即一条X，一条Y，为雄性果蝇，每对染色体上都有一对等位基因分布，若与该果蝇进行测交实验，应选择一只雌性隐性纯合个体。
12．如图为一对雌雄果蝇体细胞的染色体图解，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y表示染色体，基因A、a分别控制红眼、白眼，基因D、d分别控制长翅、残翅。请据图回答：
(1)依据图中所示，果蝇体细胞中共有______对染色体。
(2)控制红眼、白眼的基因A、a在X染色体上，红眼、白眼在遗传时与性别联系在一起，因此这类性状的遗传被称为__________。
(3)图中雄果蝇的基因型可写成________，该果蝇经减数分裂可以产生________种配子。
(4)若这一对雌雄果蝇交配，F1中的白眼残翅果蝇的基因型是________；若仅考虑果蝇的翅型遗传，则F1长翅果蝇中纯合子所占的比例是________。
答案　(1)4　(2)伴性遗传　(3)DdXaY　4 (4)ddXaXa或ddXaY　
解析　(1)依据图中所示，雄性果蝇体细胞中有4对同源染色体，即Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y；雌性果蝇体细胞中有4对同源染色体，即Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和X。(2)控制红眼、白眼的基因A、a在X染色体上，红眼、白眼在遗传时与性别联系在一起，因此这类性状的遗传被称为伴性遗传。(3)图中雄果蝇的基因型为DdXaY；该雄果蝇经减数分裂可以产生4种配子，即DXa、dY、DY、dXa。(4)图中雄果蝇的基因型为DdXaY，雌果蝇的基因型是DdXAXa，若这一对雌雄果蝇交配，则F1中的白眼残翅果蝇的基因型是ddXaXa或ddXaY；若仅考虑果蝇的翅型遗传，则F1长翅果蝇的基因型为DD和Dd，比例为1∶2，其中纯合子所占的比例是。
13．雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶、窄叶两种类型。某科学家在研究剪秋罗叶形性状遗传时，做了如下杂交实验：
杂交(组)
亲代
子代
雌
雄
雌
雄
1
宽叶
窄叶
无
全部宽叶
2
宽叶
窄叶
无
宽叶、窄叶
3
宽叶
宽叶
全部宽叶
宽叶、窄叶
据此分析回答：
(1)根据第______组杂交，可以判定______为显性性状。
(2)根据第______组杂交，可以判定控制剪秋罗叶形的基因位于______染色体上。
(3)若让第3组子代的宽叶雌株与宽叶雄株杂交，预测其后代的宽叶与窄叶的比例为________。
答案　(1)3　宽叶　(2)3　X　(3)7∶1
解析　(1)第3组杂交实验中，宽叶个体杂交出现了窄叶个体，说明宽叶为显性。(2)第3组杂交实验中，后代窄叶个体只有雄性个体，说明这对基因位于X染色体上，假设控制叶形的这对基因为B、b，则两个亲本的基因型为XBXb、XBY，后代会出现表中的结果。(3)第3组子代宽叶雌株有两种基因型：XBXB、XBXb，宽叶雄株的基因型为XBY，第3组子代的宽叶雌株与宽叶雄株杂交，有两种杂交组合：XBXB×XBY、XBXb×XBY，前者后代全部为宽叶，占全部后代的，后者后代有的窄叶、的宽叶，因此后代宽叶∶窄叶＝7∶1。
[真题体验]
14．(2015·浙江1月学业水平考试，10)正常男性体细胞的性染色体组成是(　　)
A．XO B．XX C．XY D．XXY
答案　C
解析　人是XY型性别决定生物，正常男性体细胞含有2条异型的性染色体。
15．(经典高考题)下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是(　　)
A．性染色体上的基因都与性别决定有关
B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传
C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因
D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体
答案　B
解析　性染色体上的基因并不都与性别决定有关，但都伴随性染色体遗传；不同细胞内的基因选择性表达，并不针对某一条染色体；次级精母细胞中不一定含有Y染色体。
第2课时　人类的伴性遗传
知识内容
必考要求
加试要求
伴性遗传的类型及特点
b
b
伴性遗传的应用
c
c
课时要求
1.运用资料分析的方法，总结出伴X染色体隐性遗传的遗传规律。2.结合遗传图解和资料分析，归纳其他伴性遗传的特点。3.结合相关示例，归纳人类遗传病的解题规律。
红绿色盲是一种遗传病，患红绿色盲的人不能区分红色和绿色。据社会调查，红绿色盲的患病男性多于女性，而人类的另一种遗传病抗维生素D佝偻病则女性多于男性。
为什么上述两种病在遗传表现上总是和性别相联系？为什么两种遗传病与性别关联的表现又不相同呢？
一、人类伴性遗传的概念和伴X染色体隐性遗传
1．人类的伴性遗传
(1)含义：由位于X或Y性染色体上的基因所控制的性状或遗传病，会随X或Y染色体的传递而遗传。
(2)分类
2．伴X染色体隐性遗传
(1)概念：由X染色体携带的隐性基因所表现的遗传方式。
(2)实例：血友病
①血友病的基因型
项目
女性
男性
基因型
XHXH
XHXh
XhXh
XHY
XhY
表现型
正常
正常(携带者)
患者
正常
患者
②遗传方式图解
遗传图解
结论
男孩的血友病基因只能来自母亲
男性的血友病基因只能传给女儿
女儿患血友病，父亲一定患血友病
母亲患血友病，儿子一定患血友病
(3)特点
①男性患者多于女性患者。
②往往有隔代交叉遗传现象。
③女性患者的父亲和儿子一定患病。
如图是人类某种伴X染色体隐性遗传病的遗传系谱图(致病基因用b表示)，分析回答：
1．据图可知，该类遗传病有什么遗传特点？
答案　男性患者多于女性，具有隔代、交叉遗传的现象。
2．写出该家族中4、6、13号个体的基因型。
答案　4号为XbY；6号为XBXb；13号为XBXb或XBXB。
3．第四代的14号成员的致病基因是由第一代中的哪个个体传递来的？
分析　14号的致病基因来自其母亲8号，8号的致病基因来自她的父亲4号，而4号的致病基因来自他的母亲1号。
答案　1号。
4．若7号与8号再生一个孩子，患病的概率为多少？
分析　7号和8号的基因型分别为XBY和XBXb，孩子患病的概率为。
答案　。
知识整合　在伴X染色体隐性遗传中，男性患者多于女性，具有隔代、交叉遗传的现象；男性患者都是XbY，他们的Xb来自母亲，将来要传给女儿。
1．某人及其父母、祖父母、外祖父母均不是红绿色盲，但其弟弟是红绿色盲患者，那么红绿色盲基因的传递过程是(　　)
A．祖父→父亲→弟弟
B．祖母→父亲→弟弟
C．外祖父→母亲→弟弟
D．外祖母→母亲→弟弟
答案　D
解析　此人的祖父、外祖父、父亲均正常(XBY)，因此A、B、C三项均被排除。此人的弟弟是红绿色盲(XbY)，其中Xb基因来自其母亲(XBXb)，而其母亲的Xb基因来自其外祖母。
2．某女性是红绿色盲患者，下列说法正确的是(　　)
A．该女性一定遗传了其祖父的色盲基因
B．该女性一定遗传了其外祖父的色盲基因
C．该女性一定遗传了其外祖母的色盲基因
D．该女性一定遗传了其祖母的色盲基因
答案　D
解析　该女性的色盲基因一个来自父亲，父亲的色盲基因只能来自祖母，Y染色体来自祖父，故不能遗传祖父的色盲基因，故A错误， D正确；另一个来自母亲，母亲的这个色盲基因可能来自外祖父，也可能来自外祖母，故B、C错误。
方法链接　简化记忆伴X染色体隐性遗传的四个特点：(1)男>女；(2)隔代交叉遗传；(3)女病，父子病；(4)男正，母女正。
二、伴X染色体显性遗传和伴Y染色体遗传
1．伴X染色体显性遗传(如抗维生素D佝偻病)
(1)基因位置：显性致病基因及其等位基因只位于X染色体上。
(2)患者基因型
(3)遗传特点
2．伴Y染色体遗传(如毛耳性状)
(1)患者基因型：XYM(致病基因在Y染色体上，在X染色体上无等位基因，所以也无显隐性之分)。
(2)遗传特点：患者都为男性，且“父→子→孙”。
人体内的X、Y是一对特殊的同源染色体，X和Y染色体都有一部分与对方不同源，但也有一部分是同源的，如图所示，请分析：
1．某种遗传病是由位于B区段的隐性基因控制的，具有该病的女性和正常男性婚配，后代男孩、女孩的发病情况分别是怎样的？
答案　男孩都是患者，女孩都正常(携带者)。
2．抗维生素D佝偻病的基因位于哪个区段？
答案　B区段。
3．控制人类外耳道多毛症的基因位于哪个区段？
答案　位于D区段，在X染色体上无相应的等位基因。
4．一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段，那么相关的基因型有哪些？这对基因的遗传与性别有关联吗？
答案　共七种：XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。这对基因的遗传与性别有关联。
知识整合　X染色体的非同源区段上的基因控制着伴X染色体(隐性和显性(遗传，Y染色体的非同源区段上的基因控制着伴Y染色体遗传，X、Y染色体的同源区段的基因遗传也与性别相关联。
3．犬也存在色盲性状。如图为某一品种犬的系谱图(涂灰表示色盲)。请据图判断此品种犬色盲的遗传方式不可能是(　　)
A．常染色体显性遗传
B．常染色体隐性遗传
C．伴X染色体显性遗传
D．伴X染色体隐性遗传
答案　C
解析　根据系谱图可知，1号雄犬患病，但5号雌犬没有患病，说明该病一定不是伴X染色体显性遗传。
4．人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ)(如图所示)。由此可以推测(　　)
A．Ⅱ片段上有控制男性性别决定的基因
B．Ⅱ片段上某基因控制的遗传病，患病率与性别有关
C．Ⅲ片段上某基因控制的遗传病，患者全为女性
D．Ⅰ片段上某隐性基因控制的遗传病，女性患病率高于男性
答案　B
解析　分析图示可知，Ⅲ片段上有控制男性性别决定的基因；Ⅰ片段上某隐性基因控制的遗传病，男性患病率应高于女性；由于Ⅲ片段为X、Y染色体的非同源区段，所以Ⅲ片段上某基因控制的遗传病，患者全为男性；尽管Ⅱ片段为X、Y染色体的同源区段，但Ⅱ片段上某基因控制的遗传病与常染色体遗传并不相同，而是与性别有关，有时男性患病率并不等于女性，如①XaXa×XAYa后代中所有显性个体均为女性，所有隐性个体均为男性；②XaXa×XaYA后代中所有显性个体均为男性，所有隐性个体均为女性。
三、伴性遗传在实践中的应用
1．根据生物性状判断生物性别
果蝇的红眼(B)为伴X染色体遗传，其隐性性状为白眼(b)。白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，子一代中白眼果蝇均为雄性，红眼果蝇均为雌性。
2．优生指导
有一位女性血友病患者和正常男性结婚，建议他们生女孩；男性抗维生素D佝偻病患者和正常女性结婚，建议生男孩。
3．致病基因位置判断
(1)步骤
确定致病基因的位置，即是在常染色体上还是在性染色体上。
①基本方法：根据性染色体上的致病基因的遗传规律确定，若不符合则位于常染色体上。
②判断顺序：
(2)分析
①确认或排除伴Y染色体遗传。观察遗传系谱图，如发现父病、子全病、女全不病，则可判定此病为伴Y染色体遗传。
②利用反证法排除伴X染色体遗传，确定为常染色体遗传。
真核生物的DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，控制着生物的部分性状，据此分析：
1．研究发现，线粒体和叶绿体中DNA控制的性状，不遵循孟德尔的遗传定律，子代总与母本一致，这是为什么？
答案　因为子代个体是由受精卵发育而来的，一个受精卵中细胞质几乎全部来自卵细胞，所以子代中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞，导致子代性状总是与母本一致，称为母系遗传。
2．如何判断某一性状是由细胞核基因控制，还是细胞质基因控制？
答案　利用正交和反交，可判断细胞核遗传和细胞质遗传。如果正反交结果不同，而且具有母系遗传的特点，则是细胞质遗传。
3．如何判断细胞核中的某基因是在常染色体上还是在性染色体上？
答案　常利用隐性XX(ZZ)个体与显性XY(ZW)个体杂交，如果后代雄性(雌性)均为隐性性状，雌性(雄性)均为显性性状，则基因在性染色体上。
知识整合　真核生物的基因大部分在细胞核中的染色体上，称为细胞核基因，控制着细胞核遗传，包括常染色体遗传和性染色体遗传，均遵循孟德尔遗传定律；还有一部分基因位于线粒体和叶绿体中，称为细胞质基因，控制着细胞质遗传，不遵循孟德尔遗传定律，具有母系遗传的特点。
5．果蝇的红眼为伴X染色体遗传，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是(　　)
A．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
答案　B
解析　设W基因控制果蝇的红眼，w基因控制果蝇的白眼，则A组杂交的基因型为XWXw×XWY，子代红眼果蝇中，既有雄性也有雌性；B组杂交的基因型为XwXw×XWY，子代红眼果蝇全为雌性，白眼果蝇全为雄性；C组杂交的基因型为XWXw×XwY，子代雌雄蝇中既有白眼又有红眼；D组杂交的基因型为XwXw×XwY，子代全为白眼。
6．如图为某一遗传病的家系图，据图可以作出的判断是(　　)
A．母亲肯定是纯合子，子女是杂合子
B．这种遗传病女性发病率高于男性
C．该遗传病不可能是X染色体上的隐性遗传病
D．子女中的致病基因不可能来自父亲
答案　C
解析　据图无法准确判断该病的遗传方式，但是可以排除伴X染色体隐性遗传，因为伴X染色体隐性遗传中，正常的男性不会有患病的女儿。
1．某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿，该女儿与一个表现型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是(　　)
A. B.
C. D.
答案　D
解析　假设色盲由b基因控制，由于该夫妇表现型正常，其不完整的基因型是XBX－、XBY，后代中有色盲的儿子，所以亲本的基因型是XBXb、XBY。他们所生女儿的基因型是XBXB、XBXb，当女儿为XBXb时，与正常的男子(XBY)结婚能够生出红绿色盲基因携带者，其概率是×＝。
2．已知抗维生素D佝偻病是一种伴性遗传病，致病基因为显性基因(H)，一对夫妇生有3个子女，其中男孩、女孩各有一个表现正常，这对夫妇的基因型为(　　)
A．XHXH×XHY B．XHXh×XhY
C．XhXh×XHY D．XHXh×XHY
答案　B
解析　该夫妇的子女中，男孩、女孩各有一个表现正常，其基因型分别是XhY和XhXh，其双亲的基因型应为XHXh和XhY。
3．一种鱼的雄性个体不但生长快，而且肉质好，具有比雌鱼高得多的经济价值。科学家发现这种鱼X染色体上存在一对等位基因D、d，含有D的精子失去受精能力。若要使杂交子代全是雄鱼，可以选择的杂交组合为(　　)
A．XDXD×XDY B．XDXD×XdY
C．XDXd×Xd Y D．XdXd×XDY
答案　D
解析　由于含有D的精子失去受精能力，所以雌鱼中不可能出现基因型为XDXD的个体。基因型为XdY的个体产生的两种类型的精子都具有受精能力，不符合题意，故选D。
4．一个男子把X染色体上的基因传递给孙子的概率为(　　)
A. B.
C．0 D.
答案　C
解析　男子的X染色体只传递给女儿，Y染色体只传递给儿子。
5．如图为某个色盲家族的遗传系谱图，色盲基因是b，请回答(图中□表示正常男性，○表示正常女性，阴影表示色盲患者)：
(1)11号的色盲基因来自于Ⅰ代个体中的________号。
(2)在这个系谱图中，可以肯定为女性携带者的一共有________人，她们是________________。
(3)7号和8号再生一个患病儿子的概率为__________。
(4)6号的基因型为________________。
答案　(1)2　(2)5　Ⅰ2、Ⅰ4、Ⅱ7、Ⅱ9、Ⅱ10　(3) (4)XBXB或XBXb
解析　(1)11号的基因型是XbY，其Xb来自母亲7号，7号的Xb又来自其母亲2号，所以11号的色盲基因来自Ⅰ代个体中的2号。(2)由解析(1)可知2号和7号肯定是携带者，由于3号是色盲患者，其色盲基因肯定要传给女儿，所以9号和10号也肯定是携带者；再由于8号是色盲，其色盲基因只能来自4号，故4号也是携带者，因此可以肯定共有5人是携带者。(3)7号XBXb×8号XbY→XBXb、XbXb、XBY、XbY，所以7号和8号再生一个患病儿子的概率为。(4)1号XBY×2号XBXb→XBXB、XBXb、XBY、XbY，所以6号的基因型为XBXB或XBXb。
课时作业
[学考达标]
1．下列有关红绿色盲症的叙述，正确的是(　　)
A．红绿色盲症遗传不遵循基因的分离定律
B．红绿色盲症是一种常染色体隐性遗传病
C．红绿色盲症患者中女性多于男性
D．近亲结婚导致红绿色盲症的发病率升高
答案　D
解析　红绿色盲症由一对基因控制，遗传遵循基因的分离定律，A错；红绿色盲症是一种伴X染色体隐性遗传病，B错；因男性只要有一个色盲基因就患病，而女性需要两个色盲基因才患病，所以红绿色盲症患者中女性少于男性，C错；近亲结婚由于双方携带同种隐性致病基因的概率高，所以导致隐性遗传病的发病率升高，D对。
2．某男子的父亲患红绿色盲，而他本人正常。他与一个没有色盲家族史的正常女子结婚，一般情况下，他们的孩子患色盲的概率是(　　)
A. B.
C．0 D.
答案　C
解析　男子正常，他不可能携带色盲基因。他与没有色盲家族史的正常女性结婚，夫妇双方都不可能携带色盲基因，所以其子女的发病率为0。
3．抗维生素D佝偻病是由位于X染色体上的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗传特点之一是(　　)
A．男患者与女患者结婚，其女儿正常
B．男患者与正常女子结婚，其子女均正常
C．女患者与正常男子结婚，必然儿子正常女儿患病
D．患者的正常子女不携带其父母传递的致病基因
答案　D
解析　总结伴X染色体显性遗传病有如下特点：若儿子患病，母亲一定患病；若父亲患病，女儿一定患病。女患者与正常男子结婚，儿子和女儿都有可能患病。若子女正常，即女儿基因型为XaXa，儿子基因型为XaY，则不携带其父母传递的致病基因。
4．红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病。调查某一城市人群中男性红绿色盲发病率为a，男性抗维生素D佝偻病发病率为b，则该城市女性患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的概率分别是(　　)
A．小于a、大于b B．大于a、大于b
C．小于a、小于b D．大于a、小于b
答案　A
解析　伴X染色体隐性遗传病在人群中的发病率是男性高于女性，而伴X染色体显性遗传病的发病率则是女性高于男性。
5．根据人类遗传病系谱图中各世代个体的表现型进行判断，下列说法不正确的是(　　)
A．①是常染色体隐性遗传
B．②最可能是伴X染色体隐性遗传
C．③最可能是伴X染色体显性遗传
D．④可能是伴X染色体显性遗传
答案　D
解析　①双亲正常女儿患病，一定是常染色体隐性遗传。如果致病基因位于X染色体上，则其父亲必为患者。②双亲正常，后代有病，必为隐性遗传，因后代患者全为男性，可知致病基因最可能位于X染色体上，由母亲传递而来。③父亲有病，母亲正常，子代女儿全患病，儿子全正常，最可能为伴X染色体显性遗传病。④父亲有病，儿子全患病，女儿正常，最可能为伴Y染色体遗传病，不可能为伴X染色体显性遗传，其他遗传病的可能性极小。
6．血友病为伴X染色体隐性遗传病，下图所示的遗传系谱图中，能确定不属于血友病遗传的是(　　)
答案　C
解析　血友病是X染色体上的隐性基因控制的遗传病，而C图所示遗传系谱为常染色体上的隐性遗传病。
[高考提能]
7．控制Xg血型抗原的基因位于X染色体上，Xg抗原阳性对Xg抗原阴性为显性。下列有关Xg血型遗传的叙述中，错误的是(　　)
A．在人群中，Xg血型阳性率女性高于男性
B．若父亲为Xg抗原阳性，母亲为Xg抗原阴性，则女儿全部为Xg抗原阳性
C．若父亲为Xg抗原阴性，母亲为Xg抗原阳性，则儿子为Xg抗原阳性的概率为75%
D．一位Turner综合征患者(性染色体为XO)的血型为Xg抗原阳性，其父为Xg抗原阳性，母亲为Xg抗原阴性，可知其疾病的发生是由于母亲的卵细胞缺少X染色体
答案　C
解析　由题干可知，Xg抗原阳性为伴X染色体显性遗传，母亲为Xg抗原阳性，由于不能确定母亲的基因型，因此不能确定儿子中Xg抗原阳性的概率。
8．在猫中B控制黑色性状，b控制黄色性状，Bb则表现为虎斑色，B和b都位于X染色体上，现有一只虎斑色雌猫与一只黄色雄猫交配，产生的小猫可能有(　　)
A．黑色雌猫和黄色雄猫
B．黄色雌猫和黑色雄猫
C．黄色雌猫和虎斑色雄猫
D．黑色雌猫和虎斑色雄猫
答案　B
解析　虎斑色雌猫的基因型是XBXb，黄色雄猫的基因型是XbY。它们的后代基因型可能有XBXb、XBY、XbXb、XbY，表现型分别为虎斑色雌猫、黑色雄猫、黄色雌猫和黄色雄猫。
9．下面是A、B两个家庭的色盲遗传系谱图，A家庭的母亲是色盲患者，这两个家庭由于某种原因调换了一个孩子，请确定调换的这两个孩子是(　　)
A．1和3 B．2和6
C．2和5 D．2和4
答案　C
解析　由图A可知，其女儿为携带者，表现正常，儿子患病，故2被调换，而其不能与B中的4和6调换，只能与B中的5调换，故选C。
10．如图为某家庭的遗传系谱图。该地区的人群中，甲病基因携带者占健康者的30%，下列叙述错误的是(　　)
A．甲病为常染色体隐性遗传病
B．个体5两病皆患的概率是
C．Ⅱ1为杂合子的概率是
D．两病的遗传遵循基因的自由组合定律
答案　C
解析　由图中Ⅰ1 、Ⅰ2 正常而Ⅱ1 患病，可判断甲病为常染色体隐性遗传病；假设与甲病有关的基因为 A、a，与红绿色盲有关的基因为B、b，Ⅲ3 中与甲病相关的基因型为AA、Aa，与乙病相关的基因型为XBXB 、XBXb，Ⅱ4的基因型为30%AaXBY、70%AAXBY, 故个体5患甲病的概率是 ×30%×＝，患乙病的概率为 ×＝，故个体5 两病皆患的概率是×＝；Ⅰ1 的基因型为AaXBY、Ⅰ2 的基因型为AaXBXb ，Ⅱ1为甲病女性，故其为纯合子的概率为，为杂合子的概率为；两病的遗传遵循基因的自由组合定律。
11．已知猩红眼和亮红眼为控制果蝇眼色的一对相对性状，由等位基因A、a控制，圆形眼和棒状眼为控制果蝇眼形的一对相对性状，由等位基因B、b控制。现有一对雌雄果蝇交配，得到F1表现型及比例如下表，请据表回答下列问题：
类型
猩红圆眼
亮红圆眼
猩红棒状眼
亮红棒状眼
雄蝇
雌蝇
0
0
(1)两对相对性状中，属于显性性状的是____________和________________。
(2)控制眼色的基因位于________染色体上，控制眼形的基因位于______染色体上。
(3)请根据表格中子代的表现型写出亲本的基因型：____________________。
答案　(1)猩红眼　棒状眼　(2)常　性 (3)AaXBXb、AaXBY
解析　(1)(2)由于果蝇眼形在子代雌雄个体中所占比例不同，且在雄性果蝇中有圆眼和棒状眼，雌性果蝇中只有棒状眼，所以控制眼形的基因位于X染色体上，又由于子代中棒状眼∶圆眼＝3∶1，可得出棒状眼为显性性状；而眼色的遗传在子代雌雄个体中所占比例相同，所以可推知控制眼色的基因位于常染色体上，又由于猩红眼∶亮红眼＝3∶1，可得出猩红眼为显性性状。(3)首先判断亲本中控制眼色的基因型，由于后代中猩红眼∶亮红眼＝3∶1，属于杂合子自交类型，所以两亲本相关的基因型都是Aa；再判断亲本中控制眼形的基因型，由于子代雌蝇中全部是棒状眼，雄蝇中棒状眼和圆眼各占一半，所以两个亲本的相关基因型分别是XBXb、XBY。综合上述分析，得出亲本的基因型是AaXBXb、AaXBY。
12．如图为某家族红绿色盲的遗传图解，色盲基因用b表示，图中除男孩Ⅲ3和他的外祖父Ⅰ4是红绿色盲外，其他人色觉都正常，请回答下列问题：
(1)Ⅲ3的基因型是________，Ⅲ2的可能基因型是______________________。
(2)Ⅱ中与男孩Ⅲ3的红绿色盲基因有关的亲属基因型是__________，与该男孩的亲属关系是____________。
(3)Ⅳ1是红绿色盲基因携带者的概率是________。
答案　(1)XbY　XBXb或XBXB　(2)XBXb　母子　 (3)
解析　(1)首先确定遗传方式。红绿色盲是伴X染色体隐性遗传，所以Ⅲ3的基因型是XbY。(2)因Ⅱ1和Ⅱ2表现型正常，所以Ⅱ1为XBY，Ⅲ3患病男孩的致病基因Xb来源于Ⅱ2，所以Ⅱ2的基因型为XBXb。(3)因为Ⅱ1的基因型为XBY，Ⅱ2的基因型为XBXb，所以Ⅲ2的基因型为XBXB或XBXb，各有的可能性。因此，Ⅳ1是红绿色盲基因携带者的概率为×＝。
13．某雌雄异株植物的紫花与白花(设基因为A、a)、宽叶与窄叶(设基因为B、b)是两对相对性状。将紫花宽叶雌株与白花窄叶雄株杂交，Fl无论雌雄全部为紫花宽叶，Fl雌、雄植株相互杂交后得到的F2如图所示。请回答：
(1)宽叶与窄叶这对相对性状中，________是显性性状。A、a和B、b这两对基因位于________对染色体上。
(2)只考虑花色，F1全为紫花，F2出现图中不同表现型的现象称为__________。
(3)F2中紫花宽叶雄株的基因型为________________，其中杂合子占________。
(4)欲测定F2中白花宽叶雌株的基因型，可将其与基因型为__________的雄株测交，若后代表现型及其比例为______________________________________，则白花宽叶雌株为杂合子。
答案　(1)宽叶　两　(2)性状分离　(3)AAXBY或AaXBY　　(4)aaXbY　白花宽叶♀∶白花窄叶♀∶白花宽叶 ♂∶白花窄叶 ♂＝1∶1∶1∶1
解析　(1)由于将紫花宽叶雌株与白花窄叶雄株杂交，F1无论雌雄全部为紫花宽叶，所以紫花和宽叶为显性性状。F1雌、雄植株相互杂交后得到的F2中紫花∶白花＝3∶1，且紫花中雌株∶雄株＝1∶1，白花中雌株∶雄株＝1∶1，表明A、a基因位于常染色体上；F2中宽叶∶窄叶＝3∶1，但宽叶中雌株∶雄株＝2∶1，窄叶全为雄株，表明B、b基因位于X染色体上。所以A、a和B、b这两对基因位于两对染色体上。(2)只考虑花色，F1全为紫花，F2紫花和白花同时出现的现象称为性状分离。(3)F2中紫花宽叶雄株的基因型为AAXBY∶AaXBY＝1∶2，所以其中杂合子占。(4)F2中白花宽叶雌株的基因型aaXBXB或aaXBXb，可将其与基因型为aaXbY的雄株测交，若后代表现型及其比例为白花宽叶雌株∶白花窄叶雌株∶白花宽叶雄株∶白花窄叶雄株＝1∶1∶1∶1，则白花宽叶雌株为杂合子。若后代表现型及其比例为白花宽叶雌株∶白花宽叶雄株＝1∶1，则白花宽叶雌株为纯合子。
[真题体验]
14．(2016·全国甲，6)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状的表现型而言，G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型。据此可推测，雌蝇中(　　)
A．这对等位基因位于常染色体上，G基因纯合时致死
B．这对等位基因位于常染色体上，g基因纯合时致死
C．这对等位基因位于X染色体上，g基因纯合时致死
D．这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死
答案　D
解析　由题意“子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1”可知，该对相对性状的遗传与性别相关联，为伴性遗传，G、g这对等位基因位于X染色体上；由题意“子一代雌蝇有两种表现型且双亲的表现型不同”可推知：双亲的基因型分别为XGXg 和XgY；再结合题意“受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死”，可进一步推测：雌蝇中G基因纯合时致死。综上分析，A、B、C三项均错误，D项正确。
15．(2016·浙江，6)下图是先天聋哑遗传病的某家系图，Ⅱ2的致病基因位于1对染色体，Ⅱ3和Ⅱ6的致病基因位于另1对染色体，这2对基因均可单独致病。Ⅱ2不含Ⅱ3的致病基因，Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因。不考虑基因突变，下列叙述正确的是(　　)
A．Ⅱ3和Ⅱ6所患的是伴X染色体隐性遗传病
B．若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病，Ⅲ2不患病的原因是无来自父亲的致病基因
C．若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病，Ⅲ2与某相同基因型的人婚配，则子女患先天聋哑的概率为
D．若Ⅱ2与Ⅱ3生育了1个先天聋哑女孩，该女孩的1条X染色体长臂缺失，则该X染色体来自母亲
答案　D
解析　正常的Ⅰ3和Ⅰ4生出了患病的Ⅱ3和Ⅱ6，所以此病为隐性遗传病，又因Ⅱ3是女性，其父亲正常，所以致病基因不可能位于X染色体上，A错误；若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病，则Ⅲ2不患病的原因是Ⅲ2不含来自母亲的致病基因，B错误；若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病，设这2种致病基因分别用a、b来表示，则Ⅲ2的基因型为AaBb，所以其与某相同基因型的人婚配，子女患病的基因型为aa_ _或_ _bb概率为＋－＝，C错误；因Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因，而Ⅱ3的致病基因应位于常染色体上，其X染色体应不含致病基因，从而使得Ⅲ2不患病，若1条X染色体缺失将导致女孩患先天性聋哑，则女孩原两条X染色体中应有一条含致病基因，此染色体应来自父亲，倘若Ⅲ2因来自母亲的含正常基因的X染色体缺失，恰巧导致该正常基因缺失，则可导致女孩患病，D正确。
第二节　遗传的染色体学说
知识内容
必考要求
加试要求
基因行为与染色体行为的平行关系
a
a
孟德尔定律的细胞学解释
b
b
课时要求
1.利用表格对比分析基因和染色体的行为，领会其平行关系，并能叙述遗传的染色体学说的内容。2.借助模型，尝试利用遗传的染色体学说解释孟德尔定律。
师：回顾减数分裂知识，思考：某生物体细胞含有一对同源染色体，它进行减数分裂，可以产生几种类型的配子？含有两对同源染色体的呢？(2种，4种)
师：大家比较一下在配子的形成过程，即减数分裂过程中染色体和基因的行为变化，你们有什么发现？可以提出什么样的假说？
一、遗传的染色体学说
1．内容：细胞核内的染色体可能是基因载体。
2．依据：基因的行为和减数分裂过程中的染色体行为存在平行关系。
3．具体表现
项目
基因
染色体
独立的
遗传单位
杂交实验中始终保持独立性和完整性
细胞分裂各时期中保持一定的形态特征
存在形式
在体细胞中成对存在，一个来自母方，一个来自父方，即等位基因
在体细胞中成对存在，一条来自母方，一条来自父方，即同源染色体
配子形成时的行为
一对
等位基因互相分离，每个配子中只含成对基因中的一个
减数分裂时，同源染色体彼此分离，每个配子只含同源染色体中的一条
两对
或多对
非等位基因自由组合地进入配子
非同源染色体随机地进入配子
4.意义：该学说圆满地解释了孟德尔定律。
遗传的染色体学说认为细胞核中的染色体是基因的载体，据此根据所学内容进一步分析：
1．原核细胞和真核细胞内的所有基因一定位于染色体上吗？
答案　基因不一定都在细胞核中的染色体上，真核生物的细胞质中和原核生物的拟核中也都有基因。
2．每条染色体上只有一个基因吗？
答案　每条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
知识整合　基因不一定都在细胞核中的染色体上，真核生物的细胞质中和原核生物的拟核中也都有基因；每条染色体上有多个基因，基因在染色体上线性排列。
1．下列叙述中，不能说明核基因和染色体存在平行关系的是(　　)
A．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
B．体细胞中基因和染色体都是成对存在的
C．体细胞中成对的染色体和基因都是一个来自父方，一个来自母方
D．生物体内的染色体数目和基因数目相同
答案　D
解析　非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合；在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的，在配子中只含成对的基因中的一个，同样，只含成对的染色体中的一条；体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此；生物体内的基因数目远多于染色体数目，每条染色体上有多个基因。
2．已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，关于该昆虫减数分裂产生配子的说法正确的是(　　)
A．果蝇的精子中含有成对基因
B．果蝇的体细胞中只含有一个基因
C．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自于父方，也可以同时来自于母方
D．在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个
答案　D
解析　由于精子中无同源染色体，所以其中的基因均不成对，A错误；果蝇的体细胞中含同源染色体，所以基因都是成对的，且种类也很多，B错误；同源染色体只能一条来自母方，一条来自父方，不会同时来自母方或父方，C错误。
二、孟德尔定律的细胞学解释
1．对分离定律的解释
(1)控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上。
(2)在减数分裂时，同源染色体分离，位于同源染色体上的等位基因也发生分离。
(3)F1产生配子图解
(4)结果：F1的雌、雄配子随机结合，产生的F2两种表现型的数量比为3∶1，即产生了性状分离现象。
2．对自由组合定律的解释
(1)控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上，控制另一对相对性状的等位基因位于另一对同源染色体上。
(2)在减数分裂的过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，处于非同源染色体上的非等位基因也自由组合。
(3)F1产生配子图解
(4)结果：F1产生4种雌配子，4种雄配子；雌雄配子的结合是随机的。产生的F2出现性状分离，其表现型的数量比为9∶3∶3∶1。
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答：
1．图中属于等位基因的有哪些？
分析　等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制着相对性状的基因。如题图所示，A与a、B与b、C与c都是等位基因。
答案　A与a、B与b、C与c。
2．图中非等位基因有哪些？
分析　非等位基因在体细胞内有两种存在方式，一是非同源染色体上的基因互为非等位基因，如图中A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)，二是同源染色体上的非等位基因，如图中A(或a)和B(或b)等。
答案　A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)。
3．上述非等位基因中，能自由组合的是哪些？
答案　非同源染色体上的非等位基因能自由组合，即A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)。
4．不考虑交叉互换，该生物能产生几种配子？
答案　4种：ABC、ABc、abC、abc。
知识整合　等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制着相对性状的基因；非等位基因在体细胞内有两种存在方式，一是非同源染色体上的非等位基因，二是同源染色体上的非等位基因；非同源染色体上的非等位基因才能自由组合。
3．据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是(　　)
A.与 B与
C.与 D.与
答案　A
解析　本题图中等位基因有四对，A、a和D、d是位于同一对同源染色体上的等位基因，B、b和C、c是位于另一对同源染色体上的等位基因；在减数第一次分裂后期，两对同源染色体要彼此分离，同时非同源染色体自由组合，但是只有位于非同源染色体上的非等位基因才会发生自由组合。
4．下列有关减数分裂过程中基因和染色体变化的叙述，不正确的是(　　)
A．减数分裂时，同源染色体分开，等位基因也随之分离
B．染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开
C．非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也可以自由组合
D．同源染色体上的基因一定都是等位基因
答案　D
解析　同源染色体上的基因可以是等位基因，也可以是相同基因，如在纯合子中。
1．在减数分裂过程中，与染色体行为一致的是(　　)
A．细胞核 B．蛋白质
C．基因 D．中心体
答案　C
解析　染色体是基因的载体，所以二者行为一致。
2．下列关于染色体与基因关系的叙述，正确的是(　　)
A．染色体是由基因组成的
B．一条染色体相当于一个基因
C．基因的载体只能是染色体
D．一条染色体上有很多基因
答案　D
解析　染色体由DNA分子和蛋白质组成；一条染色体上有很多基因；基因的载体有染色体、线粒体和叶绿体等。
3．如图所示为某生物正在进行分裂的细胞，等位基因A和a位于染色体的位置(不考虑交叉互换)可能是(　　)
A．A位于①上，a位于⑤上
B．A位于⑤上，a位于⑦上
C．A和a分别位于⑤和⑧上
D．A和a分别位于②和⑥上
答案　C
解析　等位基因位于同源染色体上。
4．基因自由组合定律的实质是(　　)
A．子二代性状的分离比为9∶3∶3∶1
B．子二代出现与亲本性状不同的新类型
C．在等位基因分离的同时，所有的非等位基因自由组合
D．在进行减数分裂形成配子时，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
答案　D
解析　非等位基因的位置有两种，一种是位于非同源染色体上，另一种是位于同源染色体的不同位置，基因自由组合定律的实质是减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
5．如图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色体上的基因，请回答：
(1)同源染色体是____________________________。
(2)非同源染色体是_________________________________________________________。
(3)等位基因是____________________________。
(4)非等位基因是______________________________________________________。
(5)按自由组合定律遗传的基因是________________________________________________。
(6)不能进入同一配子的基因是__________________________________________________。
(7)形成配子时能进行自由组合的基因是______________________________。
(8)此图除表示卵原细胞外，还可表示________细胞和________细胞。
答案　(1)1和2,3和4　(2)1和3,2和3,1和4,2和4 (3)A和a，B和b　
(4)A和B，A和b，a和B，a和b (5)A和B，A和b，a和B，a和b　(6)A和a，B和b
(7)A和B，A和b，a和B，a和b　(8)精原　体
解析　(1)同源染色体形态、大小相同，一条来自父方，一条来自母方。(2)非同源染色体形态、大小不同。1和3,1和4,2和3,2和4都是非同源染色体。(3)等位基因是指同源染色体上相同位置并且控制相对性状的基因。(4)非等位基因可在同源染色体上，也可在非同源染色体上。(5)按自由组合定律遗传的基因一定是非同源染色体上的非等位基因。(6)根据分离定律等位基因不能进入同一配子。(7)形成配子时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。(8)同一物种精原细胞、卵原细胞、体细胞含有相同的染色体数。
课时作业
[学考达标]
1．下列结构中，不含有基因的是(　　)
A．染色体 B．中心体
C．线粒体 D．叶绿体
答案　B
解析　真核细胞中基因主要存在于细胞核的染色体上，线粒体和叶绿体中也含有少量基因。
2．下列叙述中正确的是(　　)
A．细胞中的DNA都在染色体上
B．减数分裂过程中染色体与基因的行为一致
C．细胞中染色体与DNA分子一一对应
D．以上说法均正确
答案　B
解析　细胞中的DNA主要位于染色体上，此外在细胞质中的叶绿体、线粒体中也有少量的DNA。正常情况下，细胞中的每条染色体只含有一个DNA分子，但在进行分裂的细胞中，复制后每条染色体上有两个DNA分子。基因存在于染色体上，所以基因的行为与染色体的行为一致。
3．图中所示为具有一对同源染色体的细胞，已知位点1的基因是R，则正常情况下位点2和位点4的基因分别是(　　)
A．R　R或r B．r　R或r
C．R　r D．r　R
答案　A
解析　图中1与2为姐妹染色单体，其相同位点在正常情况下应含相同基因，而位点4与1应处于一对同源染色体上，故在同源染色体同一位置上的基因可能为等位基因，也可能为相同基因。
4．下图能正确表示基因分离定律实质的是(　　)
答案　C
解析　分离定律是指在减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，并分别进入两个配子中。A、B项中不存在等位基因，D项中未体现分离。
5．如图分别表示某种动物的细胞分裂图像，最可能导致等位基因彼此分离的是(　　)
答案　A
解析　等位基因分离的细胞学基础是同源染色体分离，同源染色体分离发生于MⅠ后期。
6．基因型为BbTt(两对基因分别位于两对同源染色体上)的个体，产生了一个基因组成为bT的卵细胞，则随之产生的三个极体的基因组成为(　　)
A．bT、Bt、Bt B．BT、Bt、bt
C．bT、bt、Bt D．bt、BT、bt
答案　A
解析　由题意知，基因型为BbTt的动物产生的卵细胞的基因型为bT，因此由次级卵母细胞形成的极体的基因型为bT，第一极体的基因型为Bt，由第一极体产生的2个极体的基因型为Bt。
[高考提能]
7．如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法错误的是(　　)
A．1的染色单体与2的染色单体之间发生了交叉互换
B．B与b的分离发生在减数第一次分裂
C．A与a的分离仅发生在减数第一次分裂
D．A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
答案　C
解析　由图示可看出，发生交叉互换后，等位基因A与a在同源染色体上、姐妹染色单体上均有分布，故A与a的分离发生在减数第一次分裂同源染色体分开和减数第二次分裂姐妹染色单体分开时。
8．某高等生物基因型为AaBb，经减数分裂能产生四种数量相等的配子。下图为其体内的某个细胞，则(　　)
A．该状态下的细胞发生了非同源染色体自由组合
B．②与④上的基因分离体现了分离定律
C．图中基因位点①②③④可能分别是A、b、B、b
D．该细胞②④为同源染色体
答案　C
解析　该题图为有丝分裂后期图，不会发生非同源染色体自由组合；②与④上的基因分离的原因是着丝粒分裂，不能体现分离定律。
9．基因型为AaBb的植株，自交后代产生的F1有AAbb、AaBb和aaBB三种基因型，其比例为1∶2∶1，其等位基因在染色体上的位置是(　　)
答案　D
解析　基因型为AaBb的植株自交后代基因型的比例为1∶2∶1，符合分离定律中杂合子自交比例，因此A、a与B、b是连锁在一对同源染色体上的。从后代的基因型可知A与b、a与B始终在一起，因此A与b位于同一条染色体上，a与B位于同一条染色体上。
10．位于常染色体上的A、B、C三个基因分别对a、b、c为完全显性。用隐性性状个体与显性纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，则下图中正确表示F1基因型的是(　　)
答案　B
11．下图是基因型为RrDd的某种动物的一个卵细胞基因组成示意图。请据图回答下列问题：
(1)该种动物体细胞内含有________对同源染色体。
(2)由此图可判断该动物雌性个体最多能形成________种类型的卵细胞。
(3)研究基因R和r在形成卵细胞时的传递规律，符合基因的________定律；研究基因R、r和D、d在形成卵细胞时的传递规律，符合基因的____________定律。
答案　(1)2　(2)4　(3)分离　自由组合
解析　(1)图中所示的卵细胞的染色体数为2条，而卵细胞中的染色体数目是该个体体细胞染色体数目的，因此该种动物细胞内有2对同源染色体。(2)从图中可知，R和D位于2条非同源染色体上，即R、r和D、d两对等位基因位于两对同源染色体上。因此，RrDd的个体经过减数分裂可产生RD、Rd、rD、rd 4种类型的配子。(3)R和r是一对等位基因，位于一对同源染色体上，基因的传递符合分离定律。R、r和D、d两对等位基因位于两对同源染色体上，基因的传递符合自由组合定律。
12．下图是具有两对染色体的某动物精原细胞示意图(●和○代表着丝粒)：
(1)请参照示意图画出初级精母细胞着丝粒移向两极的染色体组成图。
(2)根据你画出的染色体的各种组成图，写出两对基因的分配情况，并说明它们符合哪些遗传规律。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
____________________。
(3)含该精原细胞的雄性动物能产生哪几种配子？________________________。比例为__________________。
答案　(1)如图所示：
(2)等位基因A和a、B和b彼此分开，符合分离定律；非等位基因A与B、a与b或A与b、a与B自由组合，符合自由组合定律
(3)AB、Ab、aB、ab四种配子　1∶1∶1∶1
解析　(1)画图时注意同源染色体分离，细胞膜内陷。(2)等位基因彼此分开，非同源染色体上的非等位基因可自由组合。(3)由减数分裂可知，该精原细胞的雄性动物能产生AB、Ab、aB、ab四种配子，且比例为1∶1∶1∶1。
13．豌豆子叶黄色(B)对绿色(b)为显性，种皮灰色(A)对白色(a)为显性，图1中甲、乙、丙、丁分别表示四株豌豆体细胞中染色体和基因的组成。据图回答：
(1)若甲豌豆的一个花粉母细胞经减数分裂产生一个基因组成为Ab的花粉，则同时产生的另三个花粉的基因组成分别是____________________。
(2)上述哪两株豌豆杂交，后代表现型的比例为3∶1?
________________________________。
(3)若从图1中任选一个亲本，让其分别与图中另外两个亲本杂交，它们的杂交后代有相同的表现型，且分离比都是1∶1，则其组合方式应是______________________________________。
(4)现用图1中的一种豌豆与另一种豌豆进行杂交实验，发现后代(F1)出现四种表现型，对性状的统计结果如图2所示。则所用图1中的豌豆是__________，在杂交后代F1中，表现型与双亲不同的个体所占的比例是________。F1中子叶为黄色、种皮为灰色的豌豆的基因型是________________。若让F1中子叶为黄色、种皮为灰色的豌豆与子叶为绿色、种皮为白色的豌豆杂交，则F2中纯合子所占的比例为________。
答案　(1)Ab、aB、aB　(2)甲×乙　(3)乙×丙、乙×丁 (4)甲和丁　　AABb和AaBb　
[真题体验]
14．(经典高考题)对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是(　　)
A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
答案　B
解析　由于染色体经过复制，基因也随之加倍，使每个四分体上的同名基因含有4个，即2个A和2个a或2个B和2个b，若2对等位基因位于一对同源染色体上，则1个四分体中将出现4个黄色和4个绿色荧光点，若2对等位基因位于2对同源染色体上，则每个四分体中将出现4个黄色或4个绿色荧光点。
第五章 生物的进化
知识系统构建
规律方法整合
整合一　人工选择和自然选择的区别与联系
1．区别：二者选择的标准不同，目的不同。人工选择的标准为“是否对人类有利”，对人类有利的基因或性状保留下来，不利的被淘汰，该性状对生物的生存不一定有利；而自然选择的标准为“是否有利于该生物的生存”，有利于该生物生存的性状(或基因)就保留下来，不利的就淘汰。如野鸡飞翔能力强，产蛋率低，但较强的飞翔能力有利于其逃避敌害，即有利于生存；家鸡飞翔能力极差，产蛋率很高，善飞但产蛋少的家鸡肯定要被淘汰。可见，人工选择与自然选择有很大的差别，因此明确目的是区分二者的关键。
2．联系：二者都使被选择的种群的基因频率发生改变。
例1　在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷洒了一种新型的农药后，98%的甲虫死了，2%的甲虫生存下来。下列说法正确的是(　　)
A．使用农药后，2%的甲虫发生了抗药性的变异
B．该过程中产生了新的物种
C．农药对甲虫进行了人工选择
D．农药对甲虫进行了自然选择
答案　D
解析　甲虫在喷洒新型农药前就已经产生了抗药性的自然突变，使用农药后，农药对甲虫进行了自然选择，把抗药性强的甲虫选择了出来，但是没有形成新的物种。
整合二　种群基因型频率和基因频率的计算
1．已知各种基因型的个体数，计算基因频率
某基因频率＝×100%
A＝×100%
a＝×100%
(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
2．已知基因型频率计算基因频率
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：
PA＝＝(＋×)＝PAA＋PAa
Pa＝＝(＋×)＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列结论：
某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。
3．伴性遗传中基因频率的计算
p＝×100%
q＝×100%
(p为XA的基因频率，q为Xa的基因频率)
4．利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件：①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。
(2)计算公式：当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：
基因型AA的频率＝p2；
基因型Aa的频率＝2pq；
基因型aa的频率＝q2。
5．自交和自由交配时基因(型)频率变化规律
(1)自交：种群个体自交时，纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
(2)自由交配：在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。
例2　某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是(　　)
A．50%、50% B．50%、62.5% C．62.5%、50% D．50%、100%
答案　B
解析　由题意可知，病害发生前T的基因频率为(20×2＋60)÷200＝50%；由于某种病害导致tt个体全部死亡，病害发生后T的基因频率为(20×2＋60)÷(200－20×2)＝62.5%。
例3　某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机授粉产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率依次是(　　)
A．增大，不变；不变，不变
B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变
D．不变，不变；不变，增大
答案　C
解析　由题意知，种群中A的基因频率为40%，a的基因频率为60%，随机授粉产生的后代中AA个体的百分比：40%×40%＝16%，aa：60%×60%＝36%，Aa：48%，A的基因频率：16%＋48%×1/2＝40%。自交产生的后代中AA个体百分比：16%＋48%×1/4＝28%，aa：36%＋48%×1/4＝48%，Aa：1/2×48%＝24%，A的基因频率：28%＋1/2×24%＝40%。
整合三　两种物种形成过程的比较(加试)
比较项目
异地的物种形成
同地的物种形成
所需时间
经过漫长的时间和许多世代的逐渐演变
较短时间
物种形成的常见方式
常见的方式是一个分布区很广的物种通过地理隔离等先形成亚种，然后发展产生生殖隔离，形成两个或多个物种
通过个体的突变，远缘杂交及染色体加倍等方式，在自然选择的作用下逐渐形成了新物种
举例
加拉帕戈斯群岛上多种地雀的形成
自然状态下多倍体植物的形成，多倍体育种等
联系
物种的形成都是以生殖隔离的形成为标志
注意：生物进化理论认为：突变和基因重组、自然选择、隔离是生物进化和物种形成中的重要环节，其中突变和基因重组是生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。
例4　(加试)荷兰遗传学家研究一种月见草的遗传时，发现一株月见草细胞中的染色体数目由原来的2n＝24条变成4n＝48条，成为四倍体植株。该四倍体植株与二倍体植株(　　)
A．属于两个物种，因为二者之间杂交不能产生可育的后代
B．属于两个物种，因为二者之间不能杂交产生后代
C．属于同一物种，因为二者的染色体是同源的
D．属于同一物种，因为二者之间可以杂交产生后代
答案　A
解析　月见草的四倍体(4n＝48)是可育的，能够交配并产生可育后代，所以为一个新的物种，但二倍体与四倍体杂交后产生的三倍体是不育的，所以二倍体与四倍体存在生殖隔离。
热点考题集训
1．马达加斯加岛与非洲大陆只相隔狭窄的海面，但两地生物种类却有许多不同。造成这种现象的原因是(　　)
A．它们的祖先不同 B．自然选择的方向不同
C．变异的方向不同 D．岛上的生物未进化
答案　B
解析　进化论认为同一物种的不同种群生活在不同环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境，由于环境的差异，对同一物种不同的变异类型选择的方向也不同，从而造成不同环境下的生物之间存在差异。
2．一个自然种群中，假设由基因型为AA、Aa和aa的个体组成，其中AA占30%，aa占20%，则该种群中a的基因频率为(　　)
A．30% B．45%
C．50% D．55%
答案　B
3．已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．3∶1
答案　A
解析　由题意知，AA∶Aa＝1∶2，所以该群随机交配的方式有以下几种：①1/3AA×1/3AA→1/9AA；②2×(1/3AA×2/3Aa)→2/9AA＋2/9Aa；③2/3Aa×2/3Aa→1/9AA＋2/9Aa＋1/9aa(死亡)。第一代中AA的比例是1/9AA＋2/9AA＋1/9AA＝4/9AA，Aa的比例是2/9Aa＋2/9Aa＝4/9Aa，aa的比例是1/9，因为aa在出生前就已经死亡，所以AA∶Aa＝1∶1。
4．某相对独立的海岛上，原有果蝇20 000只，其中基因型为AA、Aa和aa的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2 000只基因型为AA的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则理论上F1中A的基因频率约是(　　)
A．43% B．48% C．52% D．57%
答案　B
解析　原海岛上基因型为AA的果蝇的数量为20 000×15%＝3 000只，基因型为Aa的果蝇数量为20 000×55%＝11 000只，基因型为aa的果蝇数量为20 000×30%＝6 000只，侵入2 000只基因型为AA的果蝇后，基因型为AA的果蝇数量为5 000只，该岛上果蝇种群总数量为22 000只，所以各种基因型的果蝇的基因型频率分别为AA＝5 000÷22 000＝5/22，Aa＝11 000÷22 000＝11/22，aa＝6 000÷22 000＝6/22，故A的基因频率＝5/22＋1/2×11/22＝21/44≈48%。
5．(加试)家鸡起源于原鸡，现家鸡的年产卵量可达260个以上，而原鸡年产卵量仅12个。下列与此相关的叙述中，正确的是(　　)
A．原鸡在食物充足的饲养条件下产卵逐渐增多，并将此变异遗传下去
B．发生了遗传物质变化的鸡蛋，孵化出了产卵量高的鸡，并被人工选择
C．人工饲养条件能够满足原鸡多产卵的营养需求，从而使产卵量变多
D．家鸡的起源可以证明，生存环境的变化可导致生物性状的改变
答案　B
解析　原鸡在食物充足的饲养条件下产卵多，该变异是由环境条件变化引起的不遗传的变异；现在的家鸡产卵量高，是由于原鸡产生了遗传物质变化的受精卵，孵化出产卵量高的鸡，被人工选择保留下来。
6．经调查发现，某地区菜青虫种群的抗药性不断增强，其原因是连续多年对菜青虫使用农药，下列叙述正确的是(　　)
A．使用农药导致菜青虫发生抗药性变异
B．菜青虫抗药性的增强是人工选择的结果
C．通过选择导致菜青虫抗药性变异不断积累
D．环境是造成菜青虫抗药性不断增强的动力
答案　C
7．(加试)某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验，结果显示70%的致病菌具有耐药性。下列有关叙述正确的是(　　)
A．孕妇食用了残留抗生素的食品，导致其体内大多数细菌突变
B．即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌
C．新生儿体内缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐药性
D．新生儿出生时没有及时接种疫苗，导致耐药菌形成
答案　B
解析　抗生素并非导致突变的因素，即变异在前选择在后，抗生素对细菌只起选择作用，即A选项错误；细菌的变异与是否接触过抗生素无关，所以即使新生儿未接触过抗生素，进入新生儿体内的细菌也存在抗药性的类型，故B选项正确；免疫球蛋白与致病菌的耐药性无关，故C选项错误；新生儿出生时没有及时接种疫苗时，将导致致病菌在体内的繁殖，耐药菌的形成是基因突变所致，与疫苗无关，故D选项错误。
8．(加试)某研究小组研究了某地的两个湖泊，每个湖中生活着两种相似的鱼：红褐色鱼和金黄色鱼，这一地区可能发生过洪水。他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作出如图所示的两种假设。以下说法中不正确的是(　　)
A．假说甲说明湖Ⅰ和湖Ⅱ由于地理隔离的作用才形成了金黄色鱼和红褐色鱼
B．假说乙认为湖Ⅰ中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼混杂在一起
C．假说甲认为红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼
D．如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生有生育能力的后代，则它们不是同一物种
答案　A
解析　从假说甲所示的图示中可知：湖Ⅰ和湖Ⅱ尽管存在地理隔离，但其中出现的红褐色鱼和金黄色鱼都起源于同一种灰色鱼；从假说乙的图示中可知：湖Ⅰ中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼混杂在了一起；如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生有生育能力的后代，则说明它们之间存在生殖隔离，所以不是同一物种；假说甲中所示出现的金黄色鱼和红褐色鱼，其形成原因是由于自然选择作用而非地理隔离。
9．(加试)加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年，达尔文在该群岛发现地雀有13种，如图表示这13种地雀之间的进化关系。
(1)从图中可以看出这些不同种的地雀都是由______________这一共同祖先进化而来的。
(2)每一种地雀都有其特定的觅食场所，这些场所分布在不同的小岛上。每一种地雀喙的大小、形状、尺寸等性状存在差异，这是由于各小岛上不同的________环境因素作用的结果。该因素在地雀的进化过程中起到了________的作用。
(3)由于各小岛彼此独立，生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着________隔离。在长期的进化历程中，各个小岛上的地雀分别累积各自的有利变异，从而彼此之间逐渐形成________隔离，最终形成了地雀新物种。
(4)若某个小岛上的地雀均为莺雀，则该小岛上的全部莺雀个体称为________。这是生物进化的________。
(5)加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的________多样性。
答案　(1)南美洲地雀　(2)食物　选择　(3)地理　生殖　(4)种群　基本单位　(5)物种
10．(加试)下表是某条大河两岸物种演化的模型：
表中上为河东，下为河西，甲、乙、丙、丁为四个物种及其演化关系。请回答以下问题：
(1)由甲物种进化为乙、丙两个物种属于________的物种形成，需要的外部条件是__________和__________。
(2)河东的乙物种迁回河西后，不与丙物种进行基因交流，其原因是________________。
(3)假如游回河西的乙物种进化为丁物种。请问你判断丁物种是不同于乙物种的新物种的依据是什么？________________________________。
答案　(1)异地　自然选择　地理障碍　(2)二者之间存在生殖隔离　(3)乙、丁之间是否存在生殖隔离
第一节　生物的多样性、统一性和进化
知识内容
必考要求
加试要求
生物多样性、统一性的实例
a
a
进化论对多样性和统一性的解释
b
b
课时要求
1.通过资料分析，举例说明生物具有多样性和统一性。2.运用生物进化的观点，理解生物的多样性和统一性。
中国神话里有女娲造人的传说，西方也有上帝七天创世说。
现在我们知道，神创论是不正确的，地球上的生物是进化而来的，今天开始我们来学习生物的进化。
一、生物体既相似又相异
1．物种和生殖隔离
(1)物种：相互之间能互相交配并产生有生育能力后代的一种自然生物类群。物种是生物分类的基本单位。
(2)生殖隔离：不同物种的个体之间不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力后代的现象。
2．生物的多样性和统一性
(1)生物的多样性：已知现存物种的总数在200万种以上，它们在结构、功能、行为、生活方式等方面都有各自的特点。
(2)生物的统一性
有很多生物具有能够飞行的“翅”，如昆虫的翅、鸟类的翅、蝙蝠的翅等，据此分析：
1．这些能飞行的生物是不是同一物种？如何判断？
答案　不是同一物种，判断物种要看不同类群的生物之间是否存在生殖隔离。若有，则是不同物种；若没有，则是同一物种。
2．这些“翅”虽然功能相似，却具有不同的形态和结构，从分子水平分析这些差异的原因是什么？
答案　从分子水平看，DNA多样性是生物多样性的根本原因；蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。
3．这些生物个体之间虽然有一定差别，但是细胞的结构却差别不大，这说明了什么？
答案　说明它们拥有共同的祖先，生物具有统一性。
知识整合　判断物种要看不同类群的生物之间是否存在生殖隔离。若有，则是不同物种；若没有，则是同一物种。生物具有统一性，从分子水平看，DNA多样性是生物多样性的根本原因；蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。
1．鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似，这说明它们之间存在(　　)
A稀有性 B．适应性 C．统一性 D．竞争性
答案　C
解析　生物界在结构和功能上具有高度的统一性，体现在生物体、细胞或生物大分子等层次上，鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似，这是在生物体层次上的统一模式。
2．对比人和大猩猩的骨骼可以说明(　　)
A．统一的细胞模式将动物、植物、真菌和众多的原生生物联系在一起
B．同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代
C．在生物体层次上存在某种结构与功能的统一模式
D．人类与猩猩的生物体结构和功能完全相同
答案　C
解析　对比人和大猩猩的骨骼可知，人身体上的每一块骨骼，大猩猩身体上都有，只是大小比例有所不同，这说明人类与大猩猩在生物体这一层次上，存在着特有的结构和功能的统一模式。
方法链接　判断两群生物个体是否属于同一物种的方法
二、进化论对生物的统一性和多样性的解释
1．特创论观点
(1)形形色色的生物物种是由上帝分别创造的。
(2)它们是天生完美的，一经创造出来不会再发生改变。
(3)不同物种之间没有亲缘关系。
2．进化论观点
(1)随着时间的推移，一个物种在自然选择等因素的作用下能演变为另一个物种。
(2)同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境。
(3)种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物种，一种类型可以发展出多种类型。
(4)彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来。
知识归纳　进化论对生物多样性和统一性的解释
(1)有利变异和不利变异
项目
有利变异
不利变异
特点
有利于生物在环境中生存
不利于生物在环境中生存
在生存斗争中的生存能力　
在生存斗争中，取得有限生活条件的能力强
在生存斗争中，取得有限生活条件的能力差
结果
适者生存
不适者被淘汰
结论
生物具有的变异类型决定着它们在生存斗争中的命运
(2)生物多样性：生物多样性是由特定环境的自然选择的定向性和不同生物的生存环境的多样性共同形成的。多样的环境必然对生物进行多方向的选择，选择的结果必然是形成不同环境中多种多样的生物。
1．试用进化论的观点解释生物多样性的原因。
答案　物种的形成一般要经过漫长的进化。同一物种的生物生活在不同的环境中，经过长期的自然选择，可以发生不同的变化来适应各自的环境，性状发生改变后，就可能发展出多个物种，最终就可以进化产生足够多的生物种类。
2．分析生物界既有统一性，又有多样性的原因是什么？
答案　因为它们都有共同的由来，又由于生活环境不同，同一物种的不同种群分别发展进化形成多个适应各自环境的物种。
3．关于生物的统一性和多样性的解释，特创论和进化论争论的焦点是(　　)
A．生物能否适应环境
B．生物能否将性状遗传给后代
C．生物之间是否有亲缘关系以及生物是否会发生性状改变
D．生物适应环境的原因是否为自然选择
答案　C
解析　特创论认为形形色色的生物物种是由上帝分别创造的，一经创造出来不会再发生改变，不同物种之间没有亲缘关系；进化论认为种群可以发生变化，进化可以使一个物种演变为另一个物种。
4．关于“共同由来”的认识，不科学的是(　　)
A．多种多样的物种，由一个祖先物种发展而来
B．不同种生物之间有着或远或近的亲缘关系
C．自然界的生物由一个祖先个体繁衍而来
D．由于共同由来，生物界既有统一性，又存在多样性
答案　C
解析　共同由来是指物种之间的发展，而不是生物个体的发展。

1．下列关于物种的叙述，不正确的是(　　)
A．同一物种可以在自然状态下自由交配产生有生育能力的后代
B．物种是生物分类的基本单位，不同物种的个体之间存在着生殖隔离
C．区分不同物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离
D．不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流
答案　D
解析　物种是生物分类的基本单位，同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代，即同种个体之间可以进行基因交流。不同物种的个体之间不能进行基因交流，即存在着生殖隔离。
2．人们将北京巴儿狗、德国猎犬、澳大利亚牧羊犬等归入家犬这个物种的根本原因是(　　)
A．它们的形态相似
B．它们都能吠叫
C．它们没有生殖隔离
D．这只是人们的习惯而已
答案　C
解析　区分不同物种的最重要依据是相同物种不存在生殖隔离，而不同物种之间存在生殖隔离。
3．下列说法正确的是(　　)
A．生物界存在统一性，故所有生物同属于一个物种
B．生物间只存在统一性
C．生物间只存在差异性
D．生物间既有差异又相统一
答案　D
解析　物种是生物分类的基本单位；生物体既相似又相异。
4．下列关于进化论对生物的统一性和多样性的解释，说法错误的是(　　)
A．自然选择导致形成生物的多样性
B．物种保持结构和功能模式的统一性与遗传有关
C．物种随着时间推移是可变的
D．物种统一性是自然选择使生物定向变异的结果
答案　D
解析　物种的统一性是因为由一个祖先物种发展而来，遗传的力量使它们保持了某种结构和功能的统一性，另外变异是不定向的。
5．如图所示为人和有关动物器官的比较，据图回答下列问题：
(1)图中的生物在分类学上都属于________动物，其中人、蝙蝠和海豚均属于________类。
(2)人的手臂、海豚的鳍肢、鸟的翅膀和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能________(填“相同”或“不同”)，却有相似的______________，在胚胎阶段都是由相同的________发育而来的。
(3)以上事实说明，脊椎动物之间存在着__________。
答案　(1)脊椎　哺乳　(2)不同　结构模式　组织　(3)统一性
解析　生物界虽然在类型上具有巨大的多样性，但在模式上具有高度的统一性，每一个或大或小的生物分类群，在生物体、细胞或生物大分子等层次上，总会在一个或几个层次的结构和功能上存在着统一模式。题中说明了生物体层次的统一性。
课时作业
1．下列属于同一物种的是(　　)
A．生活在同一森林中的所有食草的动物
B．培养在同一培养皿中的大小两种草履虫
C．种在同一块地里的二倍体水稻和普通水稻
D．生活在某一区域的白种人、黄种人和黑种人
答案　D
解析　物种是指能互相交配并且产生可育后代的一群生物个体。
2．下列对生殖隔离的理解，正确的是(　　)
A．同种生物个体之间不存在生殖隔离
B．不同种生物个体之间一定不能互相交配
C．同种生物个体之间也可能存在生殖隔离
D．不同种生物个体之间也可能产生有生育能力的后代
答案　A
解析　不同种的个体之间不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代，这种现象叫做生殖隔离。根据生殖隔离的概念，可判断A选项正确。
3．所有的生物共用同一套遗传密码，说明了(　　)
A．所有的生物具有共同的祖先
B．所有的生物结构和功能相同
C．所有的生物遗传物质相同
D．以上叙述都错误
答案　A
解析　虽然不同生物的结构和功能不同，遗传物质也不相同(具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，部分病毒的遗传物质是RNA)，但是它们共用同一套遗传密码，说明它们具有共同的祖先。
4．下列可以成为真核细胞和原核细胞具有统一性的证据的是(　　)
A．两者都具有细胞膜、细胞质、细胞核等结构
B．都由蛋白质、核酸等生物大分子物质组成
C．都有线粒体，都能进行需氧呼吸
D．细胞都有细胞壁结构
答案　B
解析　真核生物具有细胞核、线粒体，而原核生物只有拟核，无线粒体，因此，不能作为二者统一性的依据。蛋白质和核酸是真、原核生物在分子水平上统一性的证据。真核细胞有的具有细胞壁(如植物细胞)，有的不具有细胞壁(如动物细胞)，原核细胞多数具有细胞壁，因此，不能作为真、原核生物统一性的证据。
5．下列叙述符合特创论观点的是(　　)
A．形形色色的生物物种是由上帝创造的
B．物种一经创造可随环境发生变化
C．不同物种间具有非常近的亲缘关系
D．彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来
答案　A
解析　特创论认为物种是上帝创造的，不同的物种之间没有亲缘关系。
6．生物界中众多的生物在不同层次上具有高度的统一性，其原因是(　　)
A．遗传信息相同 B．进化方向相同
C．来源相同 D．生活方式相同
答案　C
解析　不同的生物来自同一祖先，因此在不同的层次上表现高度统一性。
7．动物、植物、真菌在哪一结构层次上统一起来(　　)
A．个体 B．种群
C．器官 D．细胞
答案　D
解析　动物、植物、真菌都是由真核细胞构成的。
8．地球上现存生物物种有200多万种，具有如此众多生物物种的根本原因是(　　)
A．性状的多样性
B．遗传信息的多样性
C．蛋白质的多样性
D．进化方式的多样性
答案　B
9．根据分类学的记载，现在地球上生活着的生物有200多万种，但是每年都有新物种被发现。近年来在3 000 m的深海热泉孔周围，就发现了以前没有记载的生物。这就说明，生物界的物种还有待人们继续去发现，请根据以上材料分析：
(1)从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是__________________，根本原因是______________。
(2)从遗传水平看，生物新性状的出现主要是________的结果，而进行有性生殖的生物，后代的不同表现型主要是由于__________的结果。
(3)从进化角度看，生物物种的多样性主要是由于________________________________。
(4)现代生物学研究表明，通过____________________技术也可以定向创造出动植物的新品种和微生物的新类型。
(5)以上研究成果，有力地抨击了特创论的______________________________的观点。
答案　(1)蛋白质的多样性　DNA的多样性
(2)基因突变　基因重组
(3)不同的环境对生物进行自然选择的结果
(4)现代生物工程(或转基因技术、细胞融合等)
(5)生物是由上帝一次性创造出来
解析　生物多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性，根本原因是DNA(或基因)的多样性，控制形成了不同的蛋白质分子。当生物出现变异，是自然选择决定其生存还是淘汰，所以从进化角度看，生物多样性是自然选择的结果。现代生物技术(如转基因技术和细胞工程)能定向改造生物的遗传物质，创造生物新类型。
10．分析四种不同动物(甲、乙、丙、丁)的血红蛋白，发现在构成血红蛋白的数万个氨基酸中，仅有四个位置存在差异，列表如下：
动物
第1位
第2位
第3位
第4位
甲
氨基酸A
氨基酸A
氨基酸A
氨基酸C
乙
氨基酸B
氨基酸C
氨基酸A
氨基酸A
丙
氨基酸A
氨基酸B
氨基酸C
氨基酸E
丁
氨基酸A
氨基酸A
氨基酸A
氨基酸E
(1)据此推测，血缘关系最近的两种动物是________。
(2)写出上述判断的依据。
________________________________________________________________________。
(3)这是在____________方面为生物进化提供的证据，血红蛋白α链的氨基酸每年都会按大约1.2×10－9的速率发生置换。
答案　(1)甲与丁
(2)甲与丁血红蛋白的氨基酸组成差异最小
(3)分子生物学
解析　生物与生物之间的亲缘关系越近，其化学结构越相似；亲缘关系越远，其化学结构的差异越大。甲与丁之间只有第四位氨基酸的组成不同，其余均相同，在四者之中，甲和丁的差别最小，所以其亲缘关系最近。
第二节　进化性变化是怎样发生的(Ⅰ)
知识内容
必考要求
加试要求
选择是进化的动力
b
b
种群的基因库、基因频率、基因型频率的概念
b
b
基因频率、基因型频率的计算
b
b
影响基因频率变化的因素
a
课时要求
1.通过材料分析，理解自然选择是生物进化的动力。2.利用学过的遗传学知识理解种群的变异性。3.举例说明基因库、基因频率和基因型频率，学会基因频率和基因型频率的计算。
19世纪，英国杰出的生物学家发现了生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。达尔文的这一重大发现，对生物学具有划时代的意义。
人们在达尔文自然选择理论的基础之上，逐步完善和发展进化论，最终建立了现代生物进化理论。这节课就让我们一起来学习进化性变化是怎样发生的。
一、选择是进化的动力
1．进化性变化的前提条件：同一物种的个体之间存在可遗传的变异。
2．选择的类型
(1)人工选择
①概念：人们根据自己的需要，把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来，并让它们保留后代。
②过程：把不合乎要求的个体淘汰，不让其传留后代。
③结果：经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，微小变异得以积累成为显著变异，从而培育出新的品种。
(2)自然选择
①概念：环境条件以某种方式选择生物用以繁殖后代的过程。
②原因：自然界中的生物个体之间普遍存在变异。
③过程
④结果：经过长期的选择，有利变异被保存下来，产生出新的类型或物种。
3．达尔文认为进化的一个重要动力和机制是自然选择。
如图是长期使用一种农药后，某种害虫种群密度的变化情况，据图分析：
1．A点使用农药之前，害虫种群中有多种变异存在，这些变异都是可以遗传的吗？
答案　不一定；环境引起的变化如果没有造成遗传物质的改变，就不会遗传给后代。
2．使用农药后，大量害虫被杀死，但是又不会全部被杀死，这是为什么？
答案　害虫种群中只有少部分具有抗药性的变异，大部分没有抗药性，使用农药后，大部分被杀死，只有少部分抗药性个体生存下来。
3．分析BC段曲线上升的原因是什么？
答案　抗药性强的个体存活率高，逐渐繁殖，有利变异不断积累。
4．C处和A处的种群数量差不多，抗药性个体所占的比例一样吗？
答案　不一样，C处种群中抗药性个体的比例高。
5．该过程中，农药是诱发了害虫发生变异还是对害虫的变异进行了选择？
答案　农药是对害虫的变异进行了选择。
6．该过程是人工选择还是自然选择？
分析　自然选择的目的是使生物更加适应自然条件，而人工选择的目的是使生物更有利于人类。
答案　这属于自然选择。
知识整合　害虫种群中只有少部分具有抗药性的变异，大部分没有抗药性，使用农药后，大部分被杀死，只有少部分抗药性个体生存下来，这些抗药性强的个体在生存斗争中存活并大量繁殖，农药是对害虫的变异进行了定向的自然选择。
1．利用生物进化理论解释病菌抗药性不断增强的原因是(　　)
A．使用抗生素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异
B．抗生素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C．抗生素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
D．病菌中原来没有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中产生了抗药性强的个体
答案　C
解析　病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在能够抵抗抗生素的可遗传变异，当人们使用抗生素后，抗生素对病菌起到一个选择作用，绝大多数没有抗药性的个体死亡，少数产生了抗药性的个体生存下来，并将抗药性这一性状遗传给了后代。经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强。
2．对人工选择和自然选择的关系认识不正确的是(　　)
A．人工选择同样是生物进化的动力和机制
B．人工选择进化的过程可不受自然选择限制
C．自然选择进化的过程可不受人工选择限制
D．两种选择的前提均是生物存在可遗传变异
答案　B
解析　人工选择或自然选择是在生物存在可遗传变异的前提下，保存有利变异，淘汰不利变异，加速生物进化的进程。二者都是生物进化的动力和机制；自然选择以自然条件为选择标准，不受人的意愿限制；人工选择以人们的需要为选择标准，但被选择的生物也必须适应自然条件。
易混辨析　人工选择和自然选择
项目
人工选择
自然选择
选择因素
人
自然环境
选择对象
家养生物
自然界中的生物
选择目的
满足人们需要
适应当地环境
选择手段
人工干预
生存斗争
选择进度
较快
十分缓慢
结果
培育出人类需要的新品种
优胜劣汰，适者生存
二、种群的变异性与基因频率的平衡与变化
1．种群的变异性
(1)基因座位：是指一个特定基因在染色体上的位置。
(2)变异的作用：一个种群中往往有成千上万的基因座位中有两个或两个以上不同的等位基因，这些等位基因通过有性生殖可以形成数量巨大的基因型，为生物进化提供原材料。
2．基因频率和基因型频率
(1)概念
①基因库：一个生物种群的全部等位基因的总和。
②基因频率：在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。
③基因型频率：每种基因型个体数占种群总个体数的比例。
(2)基因频率、基因型频率的计算
基因频率＝；
基因型频率＝。
两者联系：种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
3．遗传平衡定律(哈迪－温伯格定律)
(1)内容：在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化，并且基因型频率是由基因频率所决定的。
(2)计算
在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时。
①设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则p＋q＝1，那么：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。
②基因型频率：AA＝p2，Aa＝2pq，aa＝q2。
(3)在自然条件下，同时满足上述条件的种群是不存在的。这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早要发生变化，即种群的进化是必然的。
4．影响遗传平衡的因素(加试)
(1)突变
(2)基因迁移
(3)遗传漂变
(4)非随机交配
(5)自然选择
在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，请分析：
1．该种群中A和a的基因频率各是多少？
答案　A占60%，a占40%。
2．自由交配数代后，A和a的基因频率各是多少？
答案　基因频率不变，仍是：A占60%，a占40%。
3．自由交配数代后，基因型的频率各是多少？
答案　AA占36%，Aa占48%，aa占16%。
4．对自然界的种群来说，上述现象是否存在？
答案　对自然界的种群来说，这种现象不可能存在。
知识整合　理想种群中，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。
3．在一个种群中随机抽出100个个体，其中基因型为AA的个体占24个，基因型为Aa的个体占72个，基因型为aa的个体占4个，那么基因A和基因a的频率分别是(　　)
A．28%、72% B．36%、64% C．57%、43% D．60%、40%
答案　D
解析　在100个个体中，AA为24个，Aa为72个，aa为4个，则AA%＝24%，Aa%＝72%，aa%＝4%。根据公式得A%＝AA%＋1/2Aa%＝24%＋36%＝60%，a%＝aa%＋1/2Aa%＝4%＋36%＝40%。
4．在某一遵循遗传平衡定律的人群中，已调查得知，隐性性状者为16%，则该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA，Aa，aa顺序排列)(　　)
A．0.36,0.48,0.16 B．0.48,0.36,0.16
C．0.16,0.48,0.36 D．0.16,0.36,0.38
答案　A
解析　根据基因库中隐性性状者(aa)频率为16%。则q2＝0.16，q＝0.4，而p＝1－0.4＝0.6，根据遗传平衡公式，[p(A)＋q(a)]2＝p2(AA)＋2pq(Aa)＋q2(aa)可计算出AA的频率为0.36，Aa的频率为0.48，aa的频率为0.16。
1．祖国宝岛台湾蝴蝶资源丰富，种类繁多。变异是岛上蝶类新物种形成和进化的重要因素之一。下列变异中不能成为蝶类进化内因的是(　　)
A．基因结构改变引起的变异
B．染色体数目改变引起的变异
C．环境改变引起的变异
D．生物间杂交引起的变异
答案　C
解析　生物进化的内因是可遗传的变异，包括基因突变、染色体畸变、基因重组，可遗传的变异为生物进化提供了原材料。单纯由环境改变引起的变异是不可遗传的。
2．如图表示某个种群基因型的组成情况，A、a为一对等位基因。则该种群中a的基因频率是(　　)
A．11% B．40%
C．50% D．55%
答案　C
解析　由图中可知AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，所以a的基因频率为aa＋Aa＝(＋×)×100%＝50%。
3．某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成，基因A的频率为70%，则基因a的频率为(　　)
A．30% B．60%
C．35% D．70%
答案　A
解析　一对等位基因A和a的基因频率之和为1，故基因a的频率为1－70%＝30%，A正确。
4．若一个种群中，某一性状出现的频率增加，这很可能是(　　)
A．这个性状对环境具有很强的适应性
B．该群体中具此性状的纯合子多
C．这个性状的出现是由环境条件引起的
D．控制这个性状的基因为隐性
答案　A
5．开始使用杀虫剂时，对某种害虫效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫表现出越来越强的抗药性。实验证明，害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体。这证明：
(1)害虫种群中，个体抗药性的________体现了生物的变异是__________。
(2)杀虫剂的使用对害虫起了________作用，而这种作用是________。
(3)害虫抗药性的增强，是通过害虫与杀虫剂的________来实现的。
答案　(1)差异　多方向性的　(2)选择　定向的　(3)生存斗争
解析　(1)害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体，有的个体抗药性强，有的个体抗药性弱。(2)这种差异在杀虫剂的作用下会出现不同的结果，抗药性强的变异个体容易生存下来并产生后代，抗药性弱的个体被淘汰。(3)经过一代代的自然选择，抗药性强的个体适应环境保留下来，表明自然选择是定向的，而自然选择是通过生存斗争来实现的，它是生物进化的动力。
课时作业
1．有的螳螂成虫的翅展开时像鲜艳的花朵，若虫的足像美丽的花瓣，可以诱使采食花粉的昆虫飞近，从而将这些昆虫捕食，这种现象是由于螳螂的祖先(　　)
A．突变后经人工选择的结果
B．人工选择后再突变的结果
C．突变后经自然选择的结果
D．自然选择后再突变的结果
答案　C
解析　变异是随机发生的，是多方向的；螳螂这种近乎神奇的捕食方式是长期自然选择的结果。
2．农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是(　　)
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D．抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性
答案　B
解析　在没有使用杀虫剂之前，害虫种群的个体就存在抗药性的差异，有的具有抗药性，有的无抗药性。长期使用某种杀虫剂之后，杀虫剂选择了具有抗药性的害虫，使其种群中抗药性基因频率增大，所以杀虫效果下降，而不是杀虫剂诱发抗药性基因的产生。
3．下表列出A、B、C、D四种鸟的产卵、孵出和繁殖后代的数量，哪种鸟将会得到更多的进化优势(　　)
鸟
数目
产卵
孵出
繁殖后代
A
9
8
2
B
2
2
2
C
9
9
3
D
7
5
1
答案　B
解析　在四种鸟类中选项B的个体繁殖成功率高，产卵、孵出到成活后代数目相同，说明此种鸟对环境有较强的适应能力。
4．炭疽杆菌生命力之顽强，堪称细菌之最。根据达尔文生物进化理论，炭疽杆菌的顽强生命力的形成是由于(　　)
A．进化过程中环境对炭疽杆菌的定向选择
B．不良环境引起炭疽杆菌发生的多方向变异
C．进化过程中炭疽杆菌产生的定向变异
D．进化过程中炭疽杆菌通过DNA复制，逐代积累
答案　A
解析　根据达尔文自然选择学说：生物的变异是多方向的，可遗传的变异为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。
5．下列关于基因库的相关描述，错误的是(　　)
A．基因库是指一个种群所含有的全部基因
B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C．种群中每个个体含有种群基因库的全部基因
D．基因突变可改变基因库的组成
答案　C
解析　基因库是指一个生物种群中的全部等位基因的总和，由于个体之间存在着差异，所以每个个体中不可能含有种群基因库的全部基因。基因库中只要有一个发生变化，则基因库组成一定会发生变化。种群是生物繁殖的基本单位，基因库随繁殖的进行而不断延续。
6．据调查，某校高中学生中基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则该地区XB和Xb的基因频率分别是(　　)
A．6%、8%
B．8%、92%
C．78%、92%
D．92%、8%
答案　D
解析　若基因位于X染色体上，一个男性中有一个基因，Y上没有等位基因，而一个女性中有2个基因。所以不能用一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率进行计算，需要根据基因频率的定义计算。Xb＝(7.36%＋0.32%×2＋4%)/(42.32%×2＋7.36%×2＋0.32%×2＋46%＋4%)＝8%，XB＝1－Xb＝92%。
7．(加试)水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交，让F1自交三代，在自然情况下，基因频率的变化是(　　)
A．Y逐渐增大，R逐渐增大
B．Y逐渐减小，R逐渐减小
C．Y基本不变，R基本不变
D．Y基本不变，R逐渐增大
答案　D
解析　非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr，杂交得F1(YyRr)。F1自交三代，由于自然选择的作用，后代中抗病个体增加，不抗病个体逐渐被淘汰，即R的基因频率逐渐增大；而非糯性与糯性性状基本不受环境影响，后代中Y的基因频率基本不变。
8．(加试)打破遗传平衡导致种群基因频率变动的因素不包括(　　)
A．突变 B．基因迁移
C．遗传漂变 D．随机交配
答案　D
解析　非随机交配是导致种群基因频率变动的因素之一。
9．青霉素是一种抗菌素。几十年来，由于反复使用，致使某些细菌对青霉素的抗性越来越强。请回答：
(1)青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗性存在着____________；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死，这叫做________________；极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代，这叫做__________。青霉素的使用对细菌起了________作用，这种作用是通过细菌与青霉素之间的__________实现的。由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性状逐代________并加强。从这个过程可以看出，虽然生物的_____是多方向的，但_____在很大程度上是定向的。
(2)自然选择是把自然界中早已存在的________变异选择出来，并使之逐代积累、加强，最终形成生物新品种的过程。
答案　(1)差异　不适者被淘汰　适者生存　选择　生存斗争　积累　变异　自然选择　(2)有利
解析　根据达尔文自然选择学说可以知道，生物的变异一般是多方向的。细菌对青霉素的抗性存在着个体差异。通过青霉素的选择，抗药性强的细菌通过生存斗争得以生存并繁衍后代，经逐代积累并加强，形成了抗药新类型。
10．某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：
(1)该种群中a基因的频率为________。
(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群________、不发生__________、不发生__________、没有迁入和迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率________(会、不会)发生改变。
(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为________、________和________；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率________(会、不会)发生改变。
答案　(1)0.5　(2)足够大　基因突变(或突变)　自然选择　0.25　不会　(3)0.4　0.2　0.4　会
解析　(1)AA＝0.3、Aa＝0.4、aa＝0.3，所以a＝0.4×1/2＋0.3＝0.5。(2)由a＝0.5，可以计算出后代中aa的基因型频率是(0.5)2＝0.25，且该基因型的频率不会发生改变，但是该结论的前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生自然选择、没有迁入和迁出，且种群中个体间随机交配。(3)AA＝0.3，Aa＝0.4，aa＝0.3, 题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：0.3(AA×AA)得到0.3AA, 0.4(Aa×Aa)得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3(aa×aa)得到0.3 aa，所以相同基因型之间进行交配，后代中AA＝0.3＋0.1＝0.4、Aa＝0.2、aa＝0.3＋0.1＝0.4，同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA＝0.45、Aa＝0.1、aa＝0.45，所以基因型频率会发生改变。
第二节　进化性变化是怎样发生的(Ⅱ)
知识内容
必考要求
加试要求
自然选择与生物适应的关系及实例
b
异地的和同地的物种形成的过程及实例
a
课时要求
1.借助材料分析，理解自然选择导致适应。2.通过不同地雀物种形成的分析，说明异地和同地的物种形成过程。
据英国《每日邮报》网站报道，美国南卡罗来纳州诞生了世界仅有的四只白色狮虎兽。它们的父亲是一只白狮，而它们的母亲是一只白虎。
世界上大约有300只白狮和1 200只白虎，而世界上大约有1 000只狮虎兽，但白色的狮虎兽几乎没有。所以这次孕育的白色狮虎兽在世界上极其罕见，也可称为世界仅有的四只白色狮虎兽。狮虎兽是一个新的物种吗？新物种形成的标志是什么？不同的物种为什么相似又相异？
解决学生疑难点　


一、自然选择导致适应
1．适应
是生物特有的一种现象，生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环境条件下生存和延续，称为适应。
2．实例
在工业区森林中，树干和岩石呈现深暗颜色。灰色与黑色的桦尺蠖蛾存活概率出现差异，黑色蛾子逐渐取代了灰色蛾子。
3．原因
4．意义：是一种适应性进化，是由自然选择造成的。
5．自然选择的作用
不仅能保留有利变异，淘汰不利变异，而且能使有利变异积累起来。
在某一地区存在着一种具有绿色(A)和灰色(a)两种体色的蚱蜢，下表为该物种在该地区建立工厂以前、不久以后和很久以后，不同体色蚱蜢的数量，据此分析：
建厂前
建厂不久
建厂很久后
绿色个体
3 000
2 500
500
灰色个体
750
200
2 800
1.建厂前该地是一片草地，在这样的环境中哪种体色更能适应环境？
答案　绿色是保护色，更能适应环境。
2．建厂很久以后，灰色个体数量占了优势，这种变化的原因是什么？
答案　受厂子的影响，该地的草地减少，污染加重，自然选择的方向发生了变化，灰色体色更能适应环境，绿色体色被逐渐淘汰。
3．在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？简要说明原因。
答案　直接受选择的是表现型，因为天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。
4．分析A和a的基因频率变化，归纳自然选择导致适应性进化的根本原因是什么？
答案　通过自然选择，绿色个体减少，A的基因频率逐渐下降；灰色个体增多，a的基因频率逐渐上升，自然选择导致适应性进化的根本原因是导致生物种群的基因频率发生定向的改变。
5．生物的适应是永恒的吗？
答案　适应是相对的，是一定程度上的适应，不是永恒的。因为环境永远在变，适应环境的性状也相应地在改变，而由于遗传的世代连续性，生物的性状是相对稳定的。
归纳整合　环境改变，自然选择的方向也发生了变化，通过自然选择，绿色个体减少，A的基因频率逐渐下降；灰色个体增多，a的基因频率逐渐上升，自然选择导致适应性进化的根本原因是导致生物种群的基因频率发生定向的改变；适应是相对于某种环境而言的，不是永恒的。
1．肺鱼在夏季如遇池塘干涸，常藏身于泥中进行夏眠，直到雨季来临时才“苏醒”。下列各项均是对这一现象的解释，其中不正确的是(　　)
A．这是对环境的一种适应
B．这是长期自然选择的结果
C．这是环境迫使肺鱼产生这种变异
D．这是肺鱼与环境长期斗争的结果
答案　C
解析　肺鱼能进行夏眠度过干旱的季节，是长期自然选择的结果。环境对生物变异只起选择作用，而不能使生物产生某种变异。
2．以下不是适应现象的是(　　)
A．香蕉在南方种植，苹果生长于北方
B．鱼类洄游，鸟类迁徙
C．鱼类与鸟类身体都呈纺锤形
D．抗虫棉的后代仍具抗虫性状
答案　D
解析　A、B、C三项分别是生物体在生活方式、行为、结构与功能方面对环境的适应，D项描述为遗传现象。
3．下列说法正确的是(　　)
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向
B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
答案　C
解析　自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大。
二、物种的形成
1．异地的物种形成
(1)起因：一个初始种群，因环境隔离因素而分隔成两个种群，由于它们所处的环境条件不同，自然选择所保留和淘汰的基因型不同，两个种群的遗传组成出现差异。
(2)经过：因两个种群彼此处于隔离状态而不能进行基因交流，随着时间的推移，种群间的遗传差异积累，最后达到种群间完全的生殖隔离。
(3)结果：产生了能够适应新环境的新物种。
(4)过程图示
2．同地的物种形成
(1)原因
①二倍体植物经减数分裂形成配子时，若减数分裂失败，代之以一次有丝分裂，染色体数目没有减半，从而形成了二倍体配子。
②自然界中也可通过其他途径使植物细胞的染色体数目加倍，再经正常的减数分裂形成二倍体配子。
(2)过程
①二倍体植物在异常情况下形成的雌雄二倍体配子融合后形成四倍体合子发育为成熟植株，并借助自花授粉来繁殖。
②用秋水仙素处理植株的分生组织，形成多倍体。
(3)结论：形成的新的四倍体植物相对于二倍体亲本，是一个新的物种。
易错提醒　关于物种和物种形成的几个易错点
(1)形态、结构一致≠同一物种
形态、结构一致的生物，有可能具有生殖隔离，两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，这两个种群的生物具有生殖隔离，是两个物种。
(2)能产生后代≠同一物种
两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。
(3)物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。
(4)生物进化不一定导致物种的形成
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。
②新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
如图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型，请据图分析：
1．自然状态下，b、c之间能进行基因交流吗？为什么？
答案　不能。存在地理隔离。
2．b、c进化的方向相同吗？为什么？
答案　不同。两地的环境条件不同，自然选择的方向不同。
3．研究表明，某基因在b、d之间的频率有很大差别，是否说明二者不是同一物种了？
答案　不一定。是否是同一物种要看是否存在生殖隔离。
4．若长期进化后，b、c形成了两个物种，这反映出物种形成的一般途径是怎样的？
答案　长期的地理隔离产生生殖隔离。
5．黄河北岸的b迁移到黄河南岸后，不与c进化为同一物种，其原因可能是什么？
答案　在二者间已形成生殖隔离。
6．若在黄河南岸，由于某种原因，二倍体的c加倍成了四倍体的e，那么c、e之间存在生殖隔离吗？这说明了什么？
答案　二倍体的c与四倍体的e杂交，其后代是三倍体，三倍体是不育的，所以二者存在生殖隔离。这说明了不经过地理隔离也能产生生殖隔离。
知识整合　长期的地理隔离产生生殖隔离是物种形成的一般方式，但是有时候长期地理隔离没有产生生殖隔离，也就没有形成新物种，而有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。
4．下列能形成新物种的是(　　)
A．二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B．桦尺蠖蛾体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95%
C．马与驴交配产生了骡
D．克隆多莉羊
答案　A
解析　判断是否形成新物种的标准是新形成的物种与原来物种间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，说明已形成了新物种，否则还没有形成新物种。A项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明四倍体西瓜属于一个物种，四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育，说明二者存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种。B项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破物种的界限，仍属于同一物种。C项中骡不育，不是一个物种。D项中多莉羊是无性繁殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属于原来的物种。
5．如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是(　　)
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
答案　B
解析　区分物种的关键是看是否存在生殖隔离，存在地理隔离的不同种群，可能属于不同物种，也可能属于同一物种。b和d存在地理隔离，不一定达到生殖隔离；由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离。种群基因频率改变是生物进化的实质，而不是形成新物种的标志。a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d存在地理隔离，所以可能不是同一物种；即使a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不同，但如果没有发生生殖隔离，则c和d可能是同一物种。
1．冬天来了，在同一区域，枫树纷纷落叶，而香樟却仍是绿叶挂满枝头。下列对这一现象解释正确的是(　　)
A．枫叶不适应寒冷环境
B．香樟比枫树更适应环境
C．枫树、香樟都适应寒冷环境
D．这是香樟和枫树的竞争
答案　C
解析　冬天枫树落叶与香樟绿叶均是对环境的适应，只是适应方式不同而已。
2．由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是(　　)
A．人工选择 B．适者生存
C．用进废退 D．获得性遗传
答案　B
解析　经自然选择，具有有利变异的个体得到生存和繁殖的机会，再经遗传逐代积累加强，有利变异个体比例逐渐增加，这种现象叫适者生存。
3．下列关于隔离的叙述，不正确的是(　　)
A．种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
B．隔离阻止了种群间的基因交流
C．不同的物种之间必然存在着生殖隔离
D．对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离
答案　D
解析　物种间必然存在隔离，不管是地理隔离还是生殖隔离，导致的结果是阻止了基因的交流，从而使种群基因库的差异变大，地理隔离是一个量变过程，只有足够长的时间后才能达到生殖隔离。
4．图中甲、乙、丙表示自然选择对种群的三种作用类型，其中最易产生新物种的是(　　)
A．甲 B．乙 C．丙 D．甲、乙
答案　C
解析　在自然选择作用下，甲、乙两种群表现型频率分别出现一个高峰；丙种群表现型频率出现两个高峰。所以丙种群最易产生新物种。
5．“蝴蝶泉头蝴蝶树，蝴蝶飞来千万数。首尾连接数公尺，自树下垂疑花序。”每年的四五月间，大理蝴蝶泉一带有数量庞大的大丽王蝴蝶种群，它们的翅色有黄翅黑斑和橙黄黑斑两种。研究得知，黄翅黑斑(A)对橙黄黑斑(a)是显性，且亲代基因型比例是AA(30%)、Aa(60%)、aa(10%)。若它们随机交配，请据孟德尔的分离定律计算并回答下列问题：
(1)子代的基因型频率是____________________________________。
(2)近年发现该种群出现了突变的白翅蝶，专家分析该种群的基因频率将会发生改变。请分析白翅基因频率可能会怎样变化？
______________________________________________________________________________。
答案　(1)AA为36%、Aa为48%、aa为16%　(2)如果该性状适应环境，则该基因频率会增大；如果该性状不适应环境，则该基因频率会减小
解析　(1)已知亲代基因型及比例是AA(30%)、Aa(60%)、aa(10%)，可由公式：基因的频率＝纯合子的基因型频率＋(1/2)×杂合子的基因型频率，计算出A的基因频率＝30%＋(1/2)×60%＝60%，则a的基因频率＝1－60%＝40%。子代的基因型频率是AA为36%、Aa为48%、aa为16%。(2)基因突变后，基因频率的变化要看该基因对应的性状与环境的适应情况，如果该性状适应环境，则该基因频率会增大；如果该性状不适应环境，则该基因频率会减小。
课时作业
[学考达标]
1．下列与生物进化相关的叙述，正确的是(　　)
A．进化总是由突变引起的 B．进化时基因频率总是变化的
C．变异个体总是适应环境的 D．进化改变的是个体而不是群体
答案　B
解析　突变和基因重组提供了进化的原材料；生物进化的实质是种群基因频率的改变；变异是不定向的，且多害少利；种群是生物进化的基本单位。
2．在生物的进化过程中，有的物种只生存了极短的时间就灭绝了，这是因为(　　)
A．该物种没有变异
B．该物种是进行无性繁殖的
C．缺乏有适应性价值的可遗传的变异
D．人为因素造成其灭绝
答案　C
解析　适者生存，不适者被淘汰，因此C项正确。
3．下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是(　　)
A．环境条件发生变化后，生物产生适应性的变异
B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%
C．Q点时环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境
D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
答案　A
解析　变异的产生是随机的、不定向的。变异发生后，在自然(环境条件)选择的作用下，适应性的变异被选择性地保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变。P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%。Q点时A的基因频率增大，表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境。
4．下列说法正确的是(　　)
A．不同种生物的个体间存在生殖隔离
B．生活在不同种群中的生物一定不是同一物种
C．判断两个种群是否属于同一物种的关键是看两个种群的个体是否能够交配
D．新物种形成的标志是出现新的形态结构
答案　A
解析　同一物种可以分布于不同的区域而形成不同的种群，B项错误；同一物种生物不但能交配，还能产生可育后代，C项错误；新物种形成的标志是生殖隔离的出现，D项错误。
5．达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀分别分布于不同的岛屿上。用现代生物进化理论解释正确的是(　　)
A．同种地雀→地理隔离→自然选择→生殖隔离→不同种地雀
B．同种地雀→地理隔离→自然选择→不同种地雀
C．同种地雀→自然选择→地理隔离→生殖隔离→不同种地雀
D．同种地雀→地理隔离→生殖隔离→不同种地雀
答案　A
6．某一鸟类种群由于自然原因而被分割成两个群体，它们分别受到不同环境条件的影响，经过600万年后，如果把这两个群体的后代放到一起，则它们最可能会(　　)
A．具有同样的交配季节 B．陷入对相同资源的竞争中
C．彼此产生了生殖隔离 D．形成种内互助的合作关系
答案　C
解析　经过600万年后，两个群体的后代可能产生了生殖隔离。
[高考提能]
7．某种有翅昆虫有时会出现残翅的突变类型，残翅昆虫在大陆上难以生存，但在常刮大风的海岛上，残翅昆虫在种群中的比例却上升。下列对该现象的有关叙述中，与现代生物进化理论观点不符的是(　　)
A．昆虫适应海岛环境而产生了残翅变异
B．海岛上残翅昆虫具有更多的生存繁殖机会
C．环境对昆虫的变异进行了定向选择
D．昆虫种群的基因频率发生了定向改变
答案　A
解析　变异是不定向的，不是昆虫为适应海岛环境而产生残翅变异，而是残翅变异在海岛环境中是有利变异，被选择积累加强。
8．下图为某哺乳动物种群因河道改变而发生的变化，下列与之相关的说法正确的是(　　)
A．河道的改变使同一种群的生物变成了不同的物种
B．河道的改变使两个种群失去了基因交流的机会
C．B种群和C种群基因频率的不同仅与环境的变化有关
D．地理障碍必然导致生殖隔离，生殖隔离必然源于地理障碍
答案　B
解析　河道的改变使一个种群被分割成两部分，从而形成两个种群，这两个种群因河流的阻隔，形成地理障碍，失去了基因交流的机会，但是并没有证据说明B、C两种群的生物成为了两个物种，故A错误、B正确；种群基因频率的差异与环境的选择作用有关，还与基因的突变有关，C错误；长期的地理障碍有可能导致生殖隔离，但是生殖隔离未必就一定源自地理障碍，如多倍体的形成，D错误。
9．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如图所示，下列相关说法正确的是(　　)
A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率
C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是多方向的
D．品系1和品系2种群的基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2
答案　B
解析　图中a为地理隔离，b为自然选择。多倍体可以不经过地理隔离而成为新物种，A错误；①～⑥表示物种形成过程中变异是多方向的，其中变异包括基因突变、基因重组和染色体畸变，C错误；只有当品系1和品系2出现生殖隔离时，才会形成两个物种，D错误。
10．油菜物种甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是(　　)
A．秋水仙素通过促进着丝粒分裂，使染色体数目加倍
B．幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体
C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向
D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种
答案　B
解析　A项，在有丝分裂过程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制纺锤体的形成，从而达到使染色体数目加倍的目的。B项，油菜物种甲、乙杂交，子代丙是异源二倍体，其染色体数为10＋8＝18，用秋水仙素处理其顶芽后，发育成的幼苗丁中部分细胞染色体加倍为36条，该类细胞在有丝分裂后期可观察到72条染色体，还有一部分细胞染色体并未加倍，该类细胞在有丝分裂后期可观察到36条染色体。C项，决定生物进化方向的是自然选择，不是丙到丁发生的染色体变化(染色体畸变)。D项，虽然形成戊的过程没有经过地理隔离，但是其体细胞中染色体组成为物种甲(2n＝20)＋物种乙(2n＝16)，为异源四倍体，与二倍体物种甲、二倍体物种乙都存在生殖隔离，因而戊是新物种。
11．人们在1.5亿年前的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物化石，对每个个体背甲的长/宽的值进行了测量，这一长/宽的值用S表示。在下图中，p曲线表示1.5亿年前时该动物S值的分布。在1亿年前的沉积物中，在三个不同地点发现了三个不同剑尾动物的群体，图中a、b、c分别表示3种动物群体中S值的分布情况，请据图回答下列问题：
(1)在a、b、c三个群体中，最可能出现新物种的是______，理由是__________________。
(2)在发现该动物的三个地区中，环境最可能保持不变的是________，理由是__________。
(3)S值的变化实质是反映了__________的变化，这种变化是__________的结果，这种作用还决定了生物进化的方向。
(4)要形成新的物种必须经过________________、____________、____________三个环节。
答案　(1)c　变异类型最多，有可能出现适应环境的变异类型而形成新物种
(2)a　群体性状与1.5亿年前的群体p最相似
(3)基因频率　自然选择
(4)突变和基因重组　自然选择　隔离
解析　图文转换认清a、b、c三曲线与p曲线的区别之处，其中a曲线和p曲线相似，生物的差别很小，也就是说生物的变异较小，两种化石生物的生存环境相似。
12．回答下列有关生物进化的问题。
(1)图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是________________________、__________。
(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物进化的__________。
(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的________。
(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因，w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。
①由于蜥蜴过度繁殖，导致__________加剧。
②小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是_______________。
③图2所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的____________发生了改变。
答案　(1)突变和基因重组　自然选择 (2)种群　基本单位 (3)基因库
(4)①生存斗争(种内斗争)　②联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多(合理即可)　③基因频率
13．用水蚤(一种水生小动物)进行下图所示的实验。请回答：
(1)实验结果表明，多数水蚤生活的最适温度为________。
(2)有些水蚤能在20 ℃环境中生活，还有些水蚤能在28 ℃环境中生活，这表明水蚤个体之间存在着________，从而体现了生物的变异一般是________的。
(3)能在20 ℃环境中生存的个体都是适应20 ℃环境的个体，而能在28 ℃环境中生存的个体都是适应28 ℃环境的个体。所以，温度的改变对水蚤起了____________作用，这种作用是________的。
(4)把20 ℃环境中生活的水蚤移入28 ℃环境中，将导致水蚤死亡；同理，把28 ℃环境中生活的水蚤移入20 ℃环境中也引起水蚤死亡。这说明当环境条件发生变化时，如果生物体缺少____________________，就要被环境淘汰。因而生物对环境的适应具有________的特点。
答案　(1)25 ℃　(2)个体差异　多方向性　(3)选择　定向　(4)适应环境的变异　相对性
[真题体验]
14．(2016·江苏，12)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
答案　C
解析　pen基因突变后形成了抗药靶位点，A错误；基因突变具有多方向性，B错误；基因突变为昆虫进化提供了原材料，C正确；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种，二者不存在生殖隔离，D错误。
15．(2013·天津，4)家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
家蝇种群来源
敏感性纯合子/%
抗性杂合子/%
抗性纯合子/%
甲地区
78
20
2
乙地区
64
32
4
丙地区
84
15
1
下列叙述正确的是(　　)
A．上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果
B．甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%
C．比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高
D．丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果
答案　D
解析　分析题干信息及表格信息可知，对杀虫剂抗性基因的根本来源是基因突变(碱基对替换)，三个地区普遍存在三种基因型的个体，只是概率不同，说明主要受到遗传和各自环境的选择作用造成的；仅由表格条件无法确定甲、乙、丙三地区的基因突变率的高低，通过计算可以得出乙地区抗性“基因频率”最高而不是基因突变率最高，甲地区家蝇种群中抗性基因频率为：×20%＋2%＝12%。
第六章 遗传与人类健康
知识内容
必考要求
加试要求
人类遗传病的主要类型、概念及其实例
a
a
各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险
a
a
常见遗传病的家系分析
c
遗传咨询、优生的主要措施
a
a
基因是否有害与环境因素有关的实例
a
a
“选择放松”对人类未来的影响
a
a
课时要求
1.结合实例，概述人类常见遗传病的类型及特点。2.结合教材和有关材料，简述遗传咨询的概念，列举优生的主要措施。3.举例说出基因是否有害与环境有关，以及“选择放松”对人类未来的影响。
生物进化论的创始人，英国科学家查理·达尔文，与其舅父的女儿埃玛结婚，共生育6个孩子，但可怕的遗传病导致其中3个早死，另3个一直患病，智力低下，终生未婚。为什么近亲结婚会导致遗传病发病率的提高呢？
本节课我们就来学习关于遗传和人类健康的相关问题。
解决学生疑难点


一、人类遗传病的类型和发病风险
1．遗传病的概念
由于生殖细胞或受精卵里的遗传物质发生了改变，从而使发育成的个体患疾病，这类疾病称为遗传性疾病，简称遗传病。
2．人类遗传病的种类
(1)单基因遗传病
①概念：由染色体上单个基因的异常所引起的疾病。
②特点：种类极多，但每一种病的发病率都很低。
③病例：软骨发育不全、多指、并指。
(2)多基因遗传病
①概念：涉及许多个基因和许多种环境因素的遗传病。
②特点：病因和遗传方式都比较复杂，遗传基础不是单一因素，不易与后天获得性疾病相区分。
③病例：唇裂、腭裂、先天性心脏病、高血压病、冠心病、精神分裂症和青少年型糖尿病等。
(3)染色体异常遗传病
①概念：由于染色体的数目、形态或结构异常引起的疾病。
②特点：往往造成严重后果，甚至胚胎时期就引起自然流产。
③病例：猫叫综合征、21－三体综合征。
3．家系分析法(加试)
通过对某个人的家系调查，可以绘出其家系图。家系图是一种用来反映家族中上下几代人之间关系的分支结构图。在遗传学中，家系图能清晰地反映出性状是如何一代一代地向下传递的。
4．各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险
(1)一般来说，染色体异常的胎儿50%以上会因自发流产而不出生。
(2)新出生婴儿和儿童容易表现单基因病和多基因病。
(3)各种遗传病在青春期的患病率很低。
(4)成人很少新发染色体病，但成人的单基因病比青春期发病率高。
(5)更显著的是多基因遗传病的发病率在中老年群体中随着年龄增加快速上升。
21－三体综合征患者的体细胞中含有3条21号染色体，是由于亲本产生的异常配子发生受精作用后导致的，下图是异常卵细胞形成的过程，请据图回答下列问题：
1．该病有没有致病基因？据图分析发病的原因有哪些？
答案　染色体病没有致病基因。21－三体综合征形成的原因是：减数第一次分裂后期同源染色体未分离，或者减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离形成的染色体未被拉向两极，产生了含有两条21号染色体的异常卵细胞。
2．21－三体综合征女患者与正常男性结婚，能否生育正常的孩子？若能，生育正常孩子的概率是多少？
答案　能；概率为1/2。21－三体综合征女患者产生的卵细胞一半含一条21号染色体(正常)，一半含两条21号染色体(不正常)。
3．除了卵细胞异常能导致21－三体综合征外，若精子异常会导致该遗传病发生吗？
答案　会。
知识整合　染色体数目异常引起的疾病没有致病基因，通常是细胞分裂过程中染色体未正常分离引起的。
1．下列关于人类遗传病的叙述，错误的是(　　)
A．单基因突变可以导致遗传病
B．染色体结构改变可以导致遗传病
C．单基因遗传病是指受一对等位基因控制的疾病
D．环境因素对多基因遗传病的发病无影响
答案　D
解析　人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病；单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病；单个基因突变可以导致遗传病的发生，如镰刀形细胞贫血症；染色体结构的改变可以导致遗传病，如猫叫综合征；多基因遗传病的发病受遗传因素和环境因素的双重影响。
2．21－三体综合征患儿的发病率与母亲年龄的关系如图所示，预防该遗传病的主要措施是(　　)
①适龄生育　②基因诊断　③染色体分析　④B超检查
A．①③ B．①②
C．③④ D．②③
答案　A
解析　由图可知，母亲的年龄超过35岁时，生下的小孩患21－三体综合征的可能性大大增加，因此预防该遗传病的主要措施首先要考虑适龄生育，排除C、D两选项。因为21－三体综合征患者的第21号染色体为3条，故该病也可以通过染色体分析来进行预防。
3．下列属于遗传病的是(　　)
A．孕妇缺碘，导致出生的婴儿得先天性呆小病
B．由于缺少维生素A，父亲和儿子均得了夜盲症
C．一男子40岁发现自己开始秃发，据了解他的父亲在40岁左右也开始秃发
D．一家三口，由于未注意卫生，在同一时间内均患有甲型肝炎病
答案　C
解析　孕妇缺碘，导致胎儿缺乏甲状腺激素，影响胎儿正常发育，进而引起婴儿患呆小病；食物中缺少维生素A，导致人体内代谢紊乱而患夜盲症，并非是父亲传给儿子，它们都是由环境因素引起的疾病，与遗传物质没有关系。甲型肝炎病是由于甲型肝炎病毒通过食物等媒介传播引起的，属于传染病，与遗传无关。秃发是由于遗传因素，再加上一定的环境因素(如体内生理状况改变)引起的，属于遗传病。
易混辨析　先天性疾病、家族性疾病与遗传病
(1)先天性疾病不一定是遗传病，如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障。
(2)家族性疾病不一定是遗传病，如由于食物中缺少维生素A，家族中多个成员患夜盲症。
(3)大多数遗传病是先天性疾病，但有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来，因此后天性疾病不一定不是遗传病。
二、遗传咨询、优生、遗传病与人类未来
1．遗传咨询
(1)概念：又称遗传学指导，它可以为遗传病患者或遗传性异常性状表现者及其家属做出诊断，估计疾病或异常性状再度发生的可能性，并详细解答有关病因、遗传方式、表现程度、诊治方法、预后情况及再发风险等问题。
(2)基本程序：病情诊断→系谱分析→染色体/生化测定→遗传方式分析/发病率测算→提出防治措施。
2．优生
(1)定义：是指让每个家庭生育出健康、遗传素质优良、无遗传病的后代。
(2)措施：婚前检查，适龄生育，遗传咨询，产前诊断，选择性流产，妊娠早期避免致畸剂，禁止近亲结婚等。
①适龄生育：生育年龄过小或过大均会提高先天畸形率。
②产前诊断方法：羊膜腔穿刺和绒毛细胞检查是两种比较常用的产前诊断方法。
③畸形胎产生的原因有遗传和环境两类。畸形常在第二阶段(早孕期：孕18天到55天)由孕妇吃药、受放射线照射等引起。
④近亲结婚所生育的子女死亡率高、畸形率高，智力低下率高。为此，我国的《婚姻法》规定，直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。
3．基因是否有害与环境有关
(1)个体发育和性状表现偏离正常的因素
①有害基因造成。
②环境条件不合适。
(2)图解
(3)实例
①苯丙酮尿症
②坏血病：维生素C缺乏症(坏血病)是环境因素起主导作用的疾病。这是因为人类缺乏体内合成维生素C必需的古洛糖酸内酯氧化酶基因，所以必须摄取外源维生素C。
4．“选择放松”对人类未来的影响
(1)“选择放松”：随着人类对疾病预防及治疗措施的改进，有许多遗传病患者不仅存活下来，而且还生育了后代的现象。
(2)“选择放松”的影响：造成有害基因的增多是有限的，因此对人类的危害是很小的。
结合下列材料分析回答下列问题：
有一对夫妇，其中一人为X染色体上的隐性基因决定的遗传病患者，另一方表现正常，妻子怀孕后，想知道胎儿是否携带致病基因。
1．若丈夫为患者，胎儿是男性时，需要对胎儿进行基因检测吗？为什么？
答案　需要。因为表现正常的女性有可能是携带者，她与男患者结婚时，男性胎儿可能是患者。
2．当妻子为患者时，表现正常的胎儿的性别应该是男性还是女性？为什么？
答案　女性。女患者与正常男性结婚时，所有的女性胎儿都含有来自父亲X染色体上的正常显性基因。
知识整合　X染色体上的隐性遗传病的特点是女患者的儿子一定是患者。
4．遗传咨询能在一定程度上有效预防遗传病的发生和发展。下列不属于遗传咨询程序的是(　　)
A．病情诊断
B．遗传方式分析和发病率测算
C．提出防治措施
D．晚婚晚育
答案　D
解析　晚婚晚育是人为制定的生育政策，不属于遗传咨询程序。
5．下列属于优生措施的是(　　)
A．产前诊断 B．近亲结婚
C．高龄生育 D．早婚早育
答案　A
解析　优生的措施主要有：婚前检查，适龄生育，遗传咨询，产前诊断，选择性流产，妊娠早期避免致畸剂，禁止近亲结婚等。
6．人类中某种隐性基因控制的遗传病，由于医学技术的发展，使患者能够存活下来，没有被淘汰，长此下去，该基因频率的变化是(　　)
A．越来越高 B．越来越小 C．基本不变 D．为零
答案　C
解析　人类医学技术的发展，保留了应该淘汰而没有淘汰的基因，也就是选择放松。在没有迁移、突变、选择的种群中，基因频率基本不变。
1．下列关于人类遗传病的叙述，不正确的是(　　)
A．人类遗传病是指由遗传物质改变而引起的疾病
B．人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病　　
C．21－三体综合征患者体细胞中染色体数目为47条
D．单基因遗传病是由一个致病基因引起的遗传病
答案　D
2．下表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导，错误的是(　　)
选项
遗传病
遗传方式
夫妻基因型
优生指导
A
抗维生素D佝偻病
X染色体显性遗传病
XaXa×XAY
选择生男孩
B
红绿色盲症
X染色体隐性遗传病
XbXb×XBY
选择生女孩
C
白化病
常染色体隐性遗传病
Aa×Aa
选择生女孩
D
并指症
常染色体显性遗传病
Tt×tt
产前基因诊断
答案　C
3．人类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．①②③所指遗传病在青春期的患病率很低
B．羊膜腔穿刺的检查结果可用于诊断①所指遗传病
C．②所指遗传病受多个基因和环境因素影响
D．先天性心脏病属于③所指遗传病
答案　C
解析　染色体异常的胎儿50%以上会因自发流产而不出生，①指染色体异常遗传病；多基因遗传病的发病率在中老年群体中随着年龄增加快速上升，③指多基因遗传病；②指单基因遗传病。故选C。
4．下列不需要进行遗传咨询的是(　　)
A．孕妇孕期接受过放射照射
B．家族中有亲属生过先天畸形的待婚青年
C．35岁以上的高龄孕妇
D．孕妇婚前得过甲型肝炎病
答案　D
解析　遗传咨询是医生对咨询对象是否患有某种遗传病作出诊断，然后向咨询对象提出防治对策和建议，不包括是否得过传染病的情形。
5．(加试)某同学在进行遗传病发病情况调查时，发现本校高一年级有一位女生表现正常，但其家族有多位成员患一种单基因遗传病。其祖父、祖母、父亲都患此病，她有一位叔叔表现正常，一位姑姑也患此病，这位姑姑又生了一个患病的女儿，家族中其他成员都正常。请回答：
(1)请根据这位女生及其相关的家族成员的情况，在下图方框中绘制出遗传系谱图。
(2)请根据以上信息判断，该遗传病属于______________遗传病。
(3)该女生的父亲的基因型与她祖父的基因型相同的概率是________%。
(4)经多方咨询，其姑姑的女儿进行了手术治疗，术后表现正常。若成年后与表现型正常的男性婚配，你认为其后代是否有可能患该病？________________。为什么？
________________________________________________________________________。
答案　(1)遗传系谱图如下：
(2)常染色体显性　(3)100　(4)有可能　因为手术治疗不能改变遗传物质
解析　(1)根据祖孙三代的关系和每个个体的表现型及性别绘出系谱图。(2)由她叔叔和她祖父、祖母的性状表现可以看出该病为显性遗传，由她和其父亲的性状表现可以排除该遗传病是伴X染色体显性遗传的可能。所以控制该遗传病的基因位于常染色体上。(3)由该女生的表现型可知其父亲是一个杂合子，由该女生的叔叔和祖父的关系可知其祖父也是一个杂合子。(4)由于进行手术治疗后只是改变了其表现型，而并未改变其基因组成，所以此女子与正常男人婚配，其后代仍可能患病。
课时作业
1．通过对胎儿或新生儿的体细胞组织切片的观察，难以发现的遗传病是下列各项中的哪一种(　　)
A．苯丙酮尿症 B．21－三体综合征
C．猫叫综合征 D．镰刀形细胞贫血症
答案　A
解析　21－三体综合征可通过显微镜观察染色体的数目来确定；猫叫综合征可通过显微镜观察染色体的形态来确定；镰刀形细胞贫血症可通过显微镜观察红细胞的形态是否为镰刀形来确定；而苯丙酮尿症则必须通过基因诊断来确定。
2．(加试)在调查某种遗传病的过程中，发现某家庭成员的患病情况如图所示。以下叙述正确的是(　　)
A．Ⅰ1一定携带该致病基因
B．Ⅱ4不一定携带该致病基因
C．Ⅲ1患该病的概率为0
D．Ⅲ3携带该致病基因的概率为
答案　A
解析　正常的Ⅰ1和Ⅰ2生了一个患病的Ⅱ3，所以此病为隐性遗传病，致病基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上，必有一个致病基因来自Ⅰ1，A正确；Ⅲ2是女性，必须有两个致病基因，其中一个一定来自Ⅱ4，B错误；若该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ2可能携带致病基因，则Ⅲ1有可能患该病，C错误；若致病基因在常染色体上，Ⅲ3携带该致病基因的概率为1；若致病基因在X染色体上，Ⅲ3携带该致病基因的概率为0，D错误。
3.下图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。据图判断下列叙述中错误的是(　　)
A．同卵双胞胎比异卵双胞胎更容易同时发病
B．同卵双胞胎同时发病的概率受非遗传因素影响
C．异卵双胞胎中一方患病时，另一方可能患病
D．同卵双胞胎中一方患病时，另一方也患病
答案　D
解析　由图像可知，异卵双胞胎同时发病率远小于25%，而同卵双胞胎同时发病率高于75%，因此A项正确，D项错误；因同卵双胞胎的基因型完全相同，但并非100%发病，因此发病与否还受非遗传因素影响，B项正确；异卵双胞胎的基因型可能相同，也可能不同，所以一方患病时，另一方也可能患病，也可能不患病，C项正确。
4．对“选择放松”造成有害基因变化的描述不正确的是(　　)
A．遗传病患者生存、生育导致致病基因增加是有限的
B．致病基因频率原本是很低的
C．保留下来的低频致病基因遗传是平衡的
D．科学发展，医疗技术提高，致病基因频率会下降
答案　D
解析　医疗技术不会改变人的基因型，基因频率不会改变。
5．如图为某细胞正在进行减数分裂过程(仅画出部分染色体)，图中的现象是什么？若该细胞产生的配子参与受精，可能会发生何种情况(　　)
A．交叉互换　囊性纤维病
B．基因突变　镰刀形细胞贫血症
C．同源染色体不分离　先天愚型
D．姐妹染色单体不分离　性腺发育不良
答案　C
解析　图中所示减数分裂后期同源染色体发生了不均等分离，导致产生的配子出现同源染色体未分离而进入同一细胞内的情况，该配子参与受精就可能出现染色体数目变异的病症，如先天愚型。
6．(加试)如图为某遗传病的系谱图，基因用B、b表示。Ⅲ1的基因型不可能是(　　)
A．bb B．XbY
C．XBY D．Bb
答案　C
解析　Ⅲ1为bb、XbY、Bb分别代表该遗传病为常染色体隐性遗传病、伴X染色体隐性遗传病、常染色体显性遗传病，这三类遗传病均可与图示系谱吻合，但C选项所示的伴X染色体显性遗传病，其中Ⅱ1为患者而Ⅰ2为正常，这与伴X染色体显性遗传病不吻合。
7．人类中有一种性别畸形，XYY个体，外貌像男性，有的智力差，有的智力高于一般人。据说这种人常有反社会行为，具有攻击性，在犯人中的比例高于正常人群，但无定论。这类男性有生育能力，假如一个XYY男性与一正常女性结婚，下列判断正确的是(　　)
A．该男性产生的精子有X、Y和XY三种类型
B．所生育的后代中出现性别畸形的概率为1/2
C．所生育的后代中出现XYY孩子的概率为1/2
D．所生育的后代智力都低于一般人
答案　B
解析　XYY的男性产生的精子有X、Y、YY、XY四种类型，比例为1∶2∶1∶2；与含X染色体的卵细胞结合后，产生性别畸形的概率为1/2(XYY、XXY的个体)，其中产生基因型为XYY孩子的概率为1/6；因后代中有XYY个体，而题目已知XYY的个体有的智力高于一般人，故所生育的后代智力都低于一般人是错误的。
8．(加试)如图所示是一对近亲结婚的青年夫妇的遗传图谱，其中白化病由基因a控制，色盲由基因b控制(图中与本题无关的染色体略)，请回答下列有关问题：
(1)图中E细胞的核DNA数目是________，含有________个染色体组。
(2)从理论上分析，图中H(白化色盲患者)为男性的概率是________。
(3)该对夫妇所生子女中，患病概率为________。
(4)若该对夫妇生下了一患21－三体综合征的孩子(第21号染色体多了一条)G，请你运用减数分裂有关知识简要说明孩子G患21－三体综合征的可能原因。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)请你从优生优育的观点出发，解释近亲不能结婚的原因。
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)23　1　(2)100%　(3)　(4)在减数第一次分裂后期，21号同源染色体未分开(或在减数第二次分裂后期，21号染色体的两条子染色体未分开)，进入同一个生殖细胞中，该细胞经受精成为受精卵，发育成G即21－三体综合征　(5)近亲结婚会导致隐性致病基因纯合的概率大大增加，即患隐性遗传病的概率增加
解析　人类正常体细胞中DNA数为46个，染色体组为2个，生殖细胞中DNA减半为23个，染色体组为1个；由这对青年夫妇的基因型，结合白化色盲患者的遗传图可知，F中含有a、b基因，与D同时产生的次级精母细胞中含有a、Y，所以白化色盲患者一定为男孩；该对夫妇所生子女中，患病概率为1－×＝。
第六章 遗传与人类健康
知识系统构建
规律方法整合
整合一　人类遗传病的比较
种类
病例
主要症状
病因
单基
因遗
传病
显性遗传病
软骨发育不全
上臂和大腿短小畸形，腹部隆起
常染色体上的致病基因导致长骨两端的软骨细胞形成出现障碍
抗维生素D佝偻病
X型(或O型)腿，骨骼发育畸形(如鸡胸)，生长缓慢
X染色体上的致病基因引起患者对钙、磷吸收不良，导致骨发育障碍
隐性遗传病
苯丙酮尿症
智力低下，头发发黄，尿中因含有苯丙酮酸而有异味
常染色体上缺少控制合成一种酶的正常基因，导致苯丙氨酸转变为苯丙酮酸
进行性肌营养不良(假肥大型)
肌肉萎缩、无力，行走困难，患病后期腓肠肌组织被结缔组织替代而呈假性肥大
X染色体上的致病基因引起患者肌肉发育不良，导致肌肉功能障碍
多基因遗传病
唇裂、腭裂、先天性心脏病等
略
与多对基因和环境因素影响有关
染色
体异
常遗
传病
常染色体病
21－三体综合征
智力低下，身体发育缓慢。面容特殊，眼间距宽，口常开，舌伸出
第21号染色体比正常人多出一条
性染色体病
特纳氏综合征
身材矮小，肘常外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观为女性但无生殖能力
体内缺少一条X染色体，为XO型
例1　下列有关人类遗传病的叙述，错误的是(　　)
①可以通过社会调查和家庭调查的方式了解遗传病的发病情况　②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病　③单基因遗传病是指由一个基因控制的遗传病　④不携带遗传病致病基因的个体不会患遗传病
A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③④
答案　C
解析　传染病也可以导致一个家族中几代人患病，故②错误。单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病，故③错误。不携带遗传病基因的个体可能患染色体异常遗传病，故④错误。
整合二　遗传咨询与优生
例2　遗传咨询不包括(　　)
A．控制性别
B．分析、判断遗传病的传递方式
C．推算后代患病的风险
D．向咨询对象提出防治对策、方法和建议
答案　A
解析　如何控制生男生女不属于遗传咨询内容。
热点考题集训
1．人类的血友病由一对等位基因控制，且男性患者多于女性患者。该病属于(　　)
A．伴X染色体隐性遗传病
B．多基因遗传病
C．常染色体显性遗传病
D．染色体异常遗传病
答案　A
解析　人类的血友病由一对等位基因控制，说明不可能是多基因遗传病；根据男性患者多于女性患者知血友病表现出与性别相联系的特点，这说明血友病是伴性遗传病，且为伴X染色体隐性遗传病。
2．如果通过转基因技术成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为(　　)
A．儿子、女儿全部正常
B．儿子、女儿中各一半正常
C．儿子全部有病，女儿全部正常
D．儿子全部正常，女儿全部有病
答案　C
解析　该女子的造血干细胞基因改变了，但她的卵原细胞的基因未改变，其基因型仍为XhXh，故XhXh×XHY→XHXh、XhY，所生儿子全有病，女儿全正常。
3．灵长类无法自己合成维生素C，必须从食物中获得，缺乏维生素C就会患坏血病，其根本原因是(　　)
A．灵长类偏食造成的
B．灵长类体内缺乏古洛糖酸内酯氧化酶基因
C．灵长类葡萄糖－6－磷酸脱氢酶基因有缺陷
D．灵长类体内缺乏酪氨酸酶
答案　B
解析　患坏血病的根本原因是灵长类体内缺乏与合成维生素C相关的基因，即古洛糖酸内酯氧化酶基因。
4．(加试)下图是人类某种遗传病的系谱图(该病受一对基因控制)，则其遗传方式是(　　)
A．X染色体上显性遗传 B．常染色体上显性遗传
C．X染色体上隐性遗传 D．常染色体上隐性遗传
答案　B
解析　由3、4、9知该病是显性遗传病，但男患者6的女儿11正常，排除X染色体显性遗传，因此该病是常染色体显遗传。
5．(加试)如图为甲种遗传病(基因为A、a)和乙种遗传病(基因为B、b)的家系图。其中一种遗传病基因位于常染色体上，另一种位于X染色体上。请回答以下问题：
(1)甲种遗传病的遗传方式为______________________。
(2)乙种遗传病的遗传方式为______________________。
(3)Ⅲ-2的基因型及其概率为______________________。
(4)由于Ⅲ-3个体表现两种遗传病，其兄弟Ⅲ-2在结婚前找专家进行遗传咨询。专家的答复是：正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为1/10 000和1/100。图中H如果是男孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是____________________；如果是女孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是__________________。因此建议________________________。
答案　(1)常染色体隐性遗传　(2)伴X染色体隐性遗传
(3)AAXBY,1/3或AaXBY,2/3　(4)1/60 000和1/200　1/60 000和0　优先选择生育女孩
解析　(1)(2)根据正常的Ⅰ-1号和Ⅰ-2号个体生了一个患病的女儿，可知甲种病为常染色体隐性遗传，故乙病为伴X染色体遗传病，且正常的Ⅱ-6和Ⅱ-7生出了患病的孩子，故属于隐性遗传病。(3)由Ⅲ-3可知Ⅱ-2个体的基因型为AaXBY，Ⅱ-3个体的基因型为AaXBXb，可知Ⅲ-2的基因型为1/3 AAXBY、2/3 AaXBY。(4)对于甲种病：父方的基因型为1/3 AA、2/3 Aa，母方的基因型为Aa的概率是1/10 000，男孩的发病率＝女孩的发病率＝2/3 Aa×1/10 000 Aa×＝1/60 000 aa；对于乙种病：父方的基因型为XBY，母方的基因型为XBXb的概率是1/100，女孩的发病率＝0，男孩的发病率＝1/200，建议生女孩。
第四章 生物的变异
知识系统构建
规律方法整合
整合一　三种可遗传变异的比较
项目
基因突变
基因重组
染色体畸变
概念
基因结构的改变，包括DNA分子中碱基对的缺失、增加或替换
控制不同性状的基因的重新组合
染色体结构和数目的变化
时间
①减数第一次分裂前的间期；②有丝分裂的间期
①减数第一次分裂的四分体时期(交叉互换)；②减数第一次分裂后期
细胞分裂期
类型
①自发突变；②诱发突变
①非同源染色体上的非等位基因的自由组合；②同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换；③基因的拼接
①染色体结构变异；②染色体数目变异
范围
任何生物
真核生物有性生殖过程中
真核生物
本质
产生新的基因，不改变基因数量
产生新的基因型，不产生新基因
可引起基因数量和排列顺序的变化
意义
生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料
生物多样性的重要原因，对生物进化有重要意义
对生物进化有一定意义
例1　细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是(　　)
A．染色体不分离或不能够移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
答案　B
解析　有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂和减数分裂的间期都能发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。
整合二　染色体组的判定
1．细胞中染色体组数的判断方法
(1)根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为3个，b为2个，c为1个。
(2)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位或相同基因。下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为4个，b为2个，c为3个，d为1个。
(3)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组，如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有2个染色体组。
2．细胞分裂图像中染色体组数的判断
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：
(1)图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(2)图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。
(3)图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
例2　如图表示细胞中所含的染色体，有关叙述正确的是(　　)
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
答案　C
解析　图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。
整合三　列表比较几种育种方法
育种方法
处理方法
原理
特点
实例
杂交育种
通过杂交使亲本优良性状组合在一起
基因重组
①使不同个体的优良性状集中到一个个体中；
②育种年限长
大麦矮秆抗病新品种的培育
诱变育种
物理(射线照射、激光处理)或化学(秋水仙素、硫酸二乙酯)方法处理动、植物和微生物
基因突变和染色体畸变
①加快育种进程，大幅度改良某些性状；
②有利变异个体不多，需大量处理供试材料
青霉素高产菌株的培育
单倍体
育种
花药离体培养后用秋水仙素处理
染色体畸变
①明显缩短育种年限，可获得纯合优良品种；
②技术复杂，多限于植物
大麦矮秆抗病新品种的培育
多倍体
育种
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
染色体畸变
①植株茎秆粗壮，果实、种子比较大，营养物质含量高；
②发育延迟、结实率低
无籽西瓜、含糖量高的甜菜
转基因
技术育种
将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞内
基因重组
①定向地改造生物的遗传性状；
②可能会引起生态危机，技术难度大
抗虫棉
例3　育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、转基因技术育种等，下面对这五种育种方法的叙述，正确的是(　　)
A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体畸变
B．都不可能产生定向的可遗传变异
C．都在细胞水平上进行操作
D．都不能通过产生新基因从而产生新性状
答案　A
解析　杂交育种和转基因技术育种的原理为基因重组，单倍体、多倍体育种的原理为染色体畸变，诱变育种的原理为基因突变和染色体畸变。
热点考题集训
1．某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变，从而导致了乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是(　　)
A．缺乏吸收某种氨基酸的能力
B．不能摄取足够的乳糖酶
C．乳糖酶基因有一个碱基替换了
D．乳糖酶基因有一个碱基缺失了
答案　C
解析　根据题中“乳糖酶分子中有一个氨基酸发生了改变”，可判断是乳糖酶基因中有一个碱基替换了；若乳糖酶基因有一个碱基缺失，则可能会发生一系列氨基酸的改变。
2．下列有关生物遗传和变异的叙述，正确的是(　　)
A．一对夫妇生了一个孩子患白化病(不考虑突变)，则双亲均为杂合子
B．在减数分裂过程中，基因突变、基因重组都可能发生
C．一个基因型为AaBb(位于两对染色体上)的精原细胞只能形成两种精子
D．同源染色体的姐妹染色单体之间局部交叉互换可导致基因重组
答案　B
解析　一对夫妇生了一个患白化病(不考虑突变)的孩子，这一对夫妇可能均为杂合子，也可能都患病，或者一方患病，一方为杂合子；一个基因型为AaBb(位于两对染色体上)的精原细胞可形成两种精子(无交叉互换)或四种精子(有交叉互换)；同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可导致基因重组。
3．可产生新基因及可为生物界的千姿百态提供丰富变异来源的分别是(　　)
A．前者为基因重组，后者为基因突变
B．前者为基因突变，后者为基因重组
C．两者均为基因重组
D．两者均为基因突变
答案　B
解析　只有基因突变才能产生新的基因，基因重组可产生许多新的基因型，使生物界千姿百态。
4．下列关于染色体畸变的叙述，正确的是(　　)
A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
B．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力
C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响
D．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型
答案　D
解析　A项，染色体增加某一片段不一定会提高基因的表达水平，且该基因的大量表达对生物体也不一定是有利的；B项，若显性基因随染色体的缺失而丢失，可有利于隐性基因表达，但隐性基因的表达不一定能提高个体的生存能力；C项，染色体易位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，并且染色体畸变大多对生物体是不利的；D项，远缘杂交获得杂种，可能因染色体无法联会而导致不育，经秋水仙素诱导可得到可育的多倍体，从而培育出作物新类型。
5．下列有关育种的说法，正确的是(　　)
A．通过杂交育种可获得农作物新品种
B．诱变育种只适用于对微生物菌株的选育
C．无籽番茄通常是用多倍体育种方法获得的
D．通过基因工程育种无法获得抗逆性强的新品种
答案　A
解析　诱变育种对真核、原核生物都适用；无籽番茄通常是用生长素处理而获得的。
6．用基因型为DdTt的植株所产生的花粉分别经离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟后自交后代(　　)
A．全部为纯合子 B．全部为杂合子
C．1/4为纯合子 D．1/16为纯合子
答案　A
解析　二倍体植株先经花粉离体培养得到单倍体，单倍体再经染色体加倍得到二倍体的纯合子，纯合子自交不会出现性状分离(仍为纯合子)。
7．要将基因型为AaBB的生物，培育出以下基因型的生物：①AaBb，②AAaaBBBB，③aB，则对应的育种方法依次是(　　)
A．诱变育种、多倍体育种、花药离体培养
B．杂交育种、花药离体培养、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种
D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种
答案　A
解析　要用基因型为AaBB的生物培育出AaBb的植物，可利用物理或化学方法处理材料，通过诱变育种获得；要获得AAaaBBBB的生物，可通过多倍体育种；要获得aB的生物，可利用花药离体培养获得。
8．下列关于不同育种方法优点的叙述，不正确的是(　　)
A．多倍体较二倍体茎秆粗大，果实、种子大
B．杂交育种能产生新基因
C．人工诱变育种能提高突变率
D．利用单倍体育种能明显缩短育种年限
答案　B
解析　多倍体较二倍体含有的基因要多，产生的基因产物也多，因此多倍体植株茎秆粗大，果实、种子大；杂交育种的原理是基因重组，不能产生新基因；诱变育种的实质是基因突变，人工诱变能够提高突变率；单倍体育种的最大优点是能够明显缩短育种年限。
9．在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内繁殖结果如下。
组合编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
交配组合
×
×
×
×
×
×
产仔次数
6
6
17
4
6
6
子代小鼠
总数(只)
脱毛
9
20
29
11
0
0
有毛
12
27
110
0
13
40
注：纯合脱毛♀，纯合脱毛♂，纯合有毛♀，纯合有毛♂，杂合♀，杂合♂。
(1)已知Ⅰ、Ⅱ组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于________染色体上。
(2)Ⅲ组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由__________基因控制的，相关基因的遗传符合____________定律。
(3)Ⅳ组的繁殖结果说明，小鼠表现出的脱毛性状不是__________影响的结果。
(4)在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于________。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是__________________________。
(5)测序结果表明，突变基因序列模板链中的1个G突变为A，推测密码子发生的变化是________(填选项前的符号)。
a．由GGA变为AGA b．由CGA变为GGA
c．由AGA变为UGA d．由CGA变为UGA
(6)研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成________________。
答案　(1)常　(2)一对等位　孟德尔分离　(3)环境因素　(4)自发突变　突变基因的频率足够高　(5)d　(6)提前终止
解析　(1)Ⅰ、Ⅱ组可看成正交和反交实验，由于两组实验结果中性状与性别无关，所以可判断相关基因位于常染色体上。(2)通过对Ⅲ组的分析可知，一对杂合子相交，后代产生了性状分离，结果接近于3∶1，所以可知该性状由细胞核内染色体上的一对等位基因控制，符合孟德尔的分离定律。(3)Ⅳ组的交配组合为一对纯合子，后代性状未发生分离，所以小鼠表现出的脱毛性状不是由环境因素引起的，而是由基因控制的。(4)在封闭的小种群中，小鼠未受到人为因素干扰，这样的基因突变属于自发突变。要使封闭小种群中同时出现几只突变个体，则条件应该是种群中存在较多突变基因，即突变基因频率应足够高。(5)模板链上的G对应密码子上的C，而模板链上的A对应密码子上的U，所以模板链中的1个G突变为A，则密码子上应是一个C变为U，所以选项d符合。(6)突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显变小，说明蛋白质的合成提前终止。
10．传统的农作物育种方法一般是杂交育种，如图为抗旱小麦的几种不同育种方法示意图，请据图回答下列问题：
(1)图中A至D方向所示的途径表示________育种方式，其育种原理是__________。
(2)若改良缺乏抗旱性状的小麦品种，不宜直接采用____________的方法进行育种，但可选用图中A至B途径，再通过此方法达到育种目的。
(3)由G、H→J过程涉及的生物工程技术有______________________________________。
答案　(1)杂交　基因重组　(2)单倍体育种　(3)转基因技术和植物组织培养技术
解析　(1)杂交育种的原理是基因重组，通过杂交使不同亲本的优良性状集中在一体，对于显性基因控制的性状，再通过连续自交，直到不发生性状分离才能获得生产需要的新品种。(2)因为缺乏抗旱性状的小麦品种没有抗旱基因，植株通过减数分裂产生的雄配子中不存在抗旱基因，因此用花药离体培养方法直接处理没有抗旱基因的亲本不会达到育种目的。(3)G表示转基因技术，H→J表示植物组织培养技术。
第1课时　基因重组和基因突变
知识内容
必考要求
加试要求
基因重组
a
a
基因突变
b
b
课时要求
1.结合材料分析、概述生物变异的类型和特点。2.通过分析同源染色体的行为，阐明基因重组的原理与类型，概述其意义。3.阐明基因突变的特征、类型及诱发基因突变的因素，理解基因突变的机理。
图中的情景用英语表达为：THE CAT SAT ON THE MAT(猫坐在草席上)，几位同学抄写时出现了不同的错误，如下：
(1)THE KAT SAT ON THE MAT
(2)THE HAT SAT ON THE MAT
(3)THE CAT ON THE MAT
将其翻译成中文，和原句相比意思是否改变了？
据此可知，个别字母的替换或者缺少，句子的意思都可能改变。如果是DNA分子中的遗传信息——脱氧核苷酸的排列顺序也发生了类似的变化，生物体的性状会发生怎样的改变呢？这些变化可能对生物体产生什么影响？
解决学生疑难点　

一、生物变异的类型和基因重组
1．生物变异的类型
(1)不遗传的变异
①来源：环境条件改变引起，不涉及遗传物质的变化。
②特点：变异只限当代的表现型改变，属于不遗传变异。
③实例：花生处在水、肥充足的条件下果实大且多。
(2)可遗传的变异
①来源：一是在强烈的物理、化学因素影响下发生的基因突变和染色体畸变；二是有性生殖过程中形成配子时，由于非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换而引起的基因重组。
②特点：变异性状可以遗传给后代。
(3)分类依据：遗传物质是否改变。
2．基因重组
(1)概念
含义
(2)类型
类型
发生时期
实质
图示
自由组合型
MⅠ后期
非同源染色体上的非等位基因自由组合
交叉互换型
MⅠ前期
同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换
(3)结果：导致生物性状的多样性。
(4)意义：为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
1．生物变异的类型分析
(1)在北京培育的优质北京甘蓝品种，叶球最大的有3.5 kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7 kg左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5 kg。上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？如果有，这种变异性状能稳定地遗传给子代吗？为什么？
答案　有变异。但是这种变异性状不能稳定地遗传给子代，因为遗传物质没有改变。
(2)某种一直开红花的植物，某代出现了一株开紫花的植株，而且这株紫花植物的后代仍然开紫花，可能的原因是什么？
答案　遗传物质改变了。
(3)据此，生物变异的类型有哪些？
答案　①不可遗传的变异：由外界环境的改变引起，遗传物质并没有发生变化；②可遗传的变异：由遗传物质改变引起的变异，包括基因突变、基因重组和染色体畸变。
2．谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这种现象发生的主要原因是什么？
答案　生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。
3．下图是基因型为AaBb的高等动物体内某个初级精母细胞可能发生的变化，请据图分析：
(1)如果没有发生交叉互换，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？
答案　有2种。AB和ab。
(2)发生交叉互换后，该初级精母细胞形成的精细胞有几种？基因组成分别是怎样的？
答案　4种。AB、Ab、aB和ab。
知识整合　有丝分裂后期，分开的子染色体上基因不同，是基因突变的结果；减数第二次分裂后期，分开的子染色体上基因不同，可能是基因突变，也可能是交叉互换造成的。
1．下列关于基因重组的说法，不正确的是(　　)
A．生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组
C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
答案　B
解析　基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程，A正确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组，B错误；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组，C正确；一般情况下，基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中，水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组，但根尖细胞只能进行有丝分裂，不会发生基因重组，D正确。
2．子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组(　　)
A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥
C．④⑤ D．③⑥
答案　C
解析　基因重组指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。
二、基因突变
1．概念和实质
(1)概念：由于基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
(2)实质：DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。
(3)意义：是生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义。
2．类型
(1)根据对表现型的影响
①种类：形态突变、生化突变、致死突变。
②关系：三种突变实质上都是生化突变。
(2)根据发生的因素
①自然状态下发生的基因突变：自发突变。
②人工条件下诱发的基因突变：诱发突变。
3．特点：普遍性，多方向性，稀有性，可逆性，有害性。
4．诱发因素
(1)物理因素：如各种射线的照射、温度剧变等。
(2)化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等。
(3)生物因素：如麻疹病毒等。
5．基因突变的机理(以镰刀形细胞贫血症为例)
(1)直接原因：谷氨酸缬氨酸。
(2)根本原因：基因中碱基对。
基因C可以突变成为c1(或c2或c3)。C、c1、c2、c3之间也可以相互突变(如图)，据此分析：
1．C、c1、c2、c3在染色体上的位置是否相同？它们能相互看做等位基因吗？
答案　基因突变是基因内部碱基发生的改变，基因在染色体上的位置并没有改变，所以它们的位置相同，相互之间互为等位基因。
2．基因突变会不会改变基因的数目？
答案　不会。只是改变了基因的种类，数目不变。
3．图示体现了基因突变的哪些特点？
答案　基因突变具有多方向性和可逆性。
4．如果基因C突变为c1时，性状并没有改变，推测可能的原因有哪些？
答案　(1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。(3)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状的改变。
知识整合　基因突变能改变基因的种类，不改变基因在染色体上的位置和数目；基因突变不一定会导致生物性状的改变，原因有：密码子的简并性、隐性突变或者突变发生在非编码序列。
3．基因A可突变为基因a1、a2、a3……，这说明基因突变具有(　　)
A．稀有性 B．可逆性 C．多方向性 D．有害性
答案　C
解析　从基因A可突变为a1、a2、a3……可知基因突变具有多方向性。
4．某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为(　　)
A．显性突变(d→D) B．隐性突变(D→d)
C．显性突变和隐性突变 D．人工诱变
答案　A
解析　由于突变性状的个体不是纯合子，而且表现突变性状，说明突变性状相对于原有性状为显性性状。
易混辨析　显性突变和隐性突变
(1)显性突变(a→A)：一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传。
(2)隐性突变(A→a)：一旦表现即可稳定遗传。
1．下列有关基因重组的说法，不正确的是(　　)
A．基因重组能够产生多种基因型
B．基因重组发生在有性生殖的过程中
C．基因重组是生物变异的根本来源
D．非同源染色体上的非等位基因可以发生重组
答案　C
解析　基因重组能够产生多种基因型，A正确；基因重组发生在有性生殖的减数分裂过程中，B正确；基因突变是生物变异的根本来源，C错误；减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合导致基因重组，D正确。
2．下列关于基因突变的叙述，正确的是(　　)
A．物理、化学、生物因素引起基因突变的机制是有区别的
B．基因突变不一定会引起遗传信息的改变
C．基因碱基对的缺失、增加、替换中对性状影响最小的一定是替换
D．基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系，为进化提供最初原材料
答案　A
解析　易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生物因素。例如，紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基；某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等，故三种因素引起基因突变的机制有区别。
3．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是(　　)
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
答案　A
解析　基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质的氨基酸减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
4．以下几种生物，其可遗传的变异既可以来自基因突变，又可以来自基因重组的是(　　)
A．蓝细菌 B．噬菌体
C．烟草花叶病毒 D．豌豆
答案　D
解析　基因突变可以发生在所有生物中，而基因重组只发生在进行有性生殖的生物中。病毒和原核生物都无法进行有性生殖，而豌豆可以进行有性生殖，所以豌豆既可以发生基因突变，也可以发生基因重组。
5．一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa，其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下：
血红蛋白
部分α链血红蛋白的密码子及其氨基酸的顺序
137
138
139
140
141
142
143
144
145
HbA
ACC苏氨酸
UCC丝氨酸
AAA赖氨酸
UAC酪氨酸
CGU精氨酸
UAA终止
Hbwa
ACC苏氨酸
UCA丝氨酸
AAU天冬酰胺
ACC苏氨酸
GUU缬氨酸
AAG赖氨酸
CCU脯氨酸
CGU精氨酸
UAG终止
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第________位的________(氨基酸)对应的密码子缺失了一个碱基，从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变，缺失的碱基是________。
(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是_____________________________________。
(3)这种变异类型属于__________，一般发生的时期是在________________。这种变异与其他可遗传变异相比，最突出的特点是能产生________。
答案　(1)138　丝氨酸　C (2)控制血红蛋白α链合成的基因中一个碱基对C—G缺失
(3)基因突变　细胞分裂的间期(DNA复制时期)　新基因
解析　(1)在138位的密码子为UCC和UCA，与139位相结合，进行比较可知mRNA中缺失了碱基C。
(2)从基因层次分析才是最根本的原因。
(3)这种发生在分子水平的个别碱基对的改变属于基因突变，由于间期DNA会因复制而解旋使其结构稳定性降低，易发生基因突变。
课时作业
[学考达标]
1．下列哪种现象属于生物可遗传的变异(　　)
A．白菜因水肥充足比周围白菜高大
B．变色龙在草地上显绿色，在树干上呈灰色
C．蝴蝶的幼虫和成虫，其形态结构差别大
D．同一麦穗结出的种子长出的植株中，有抗锈病的和不抗锈病的
答案　D
解析　选项A、B中性状的改变都是由外界环境决定的，而蝴蝶的成虫和幼虫，其细胞中遗传物质是完全相同的，只是在不同时期表达不同。
2．下列关于基因重组的说法中，不正确的是(　　)
A．基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
B．基因重组能够产生多种表现型
C．基因重组可以发生在酵母菌进行出芽生殖时
D．一对同源染色体的非姐妹染色单体上的基因可以发生重组
答案　C
解析　基因重组可导致出现新的基因型，进而出现新性状，它发生在有性生殖过程中，而出芽生殖为无性生殖。同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生染色体片段的交换，其上的基因会发生重组属于基因重组。
3．基因重组是有性生殖过程中已有基因的重新组合，下列有关基因重组的叙述，正确是(　　)
A．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离
B．基因A因替换、增加或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，属于基因重组
C．非姐妹染色单体间的交叉互换可能导致基因重组
D．造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组
答案　C
解析　A项中，基因型为Aa的个体自交，A和a可以发生分离，导致子代出现性状分离，但不是基因重组；B项中，基因A因替换、增加或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，应属于基因突变；C项中，同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换，可能导致同源染色体上的非等位基因的重组；D项中，造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因突变。
4．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入点的附近，再发生下列哪种情况对其编码的蛋白质结构影响最小(　　)
A．置换单个碱基对 B．增加4个碱基对
C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对
答案　D
解析　在编码区插入1个碱基对，因每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制的相应氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若再增加2个、5个、8个碱基对等，或缺失1个、4个、7个碱基对等，恰好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，对其编码的蛋白质影响最小。
5．一种果蝇的突变体在21 ℃的气温下，生存能力很差，但是当气温上升到25.5 ℃时突变体的生存能力大大提高。这说明(　　)
A．突变是多方向的
B．突变的有害或有利取决于环境条件
C．突变是随机发生的
D．环境条件的变化对突变体都是有害的
答案　B
解析　由题意知，一种果蝇的突变体在21 ℃的气温下，生存能力很差(基因突变的有害性)，但是，当气温上升到25.5 ℃时，突变体的生存能力大大提高了(有利性)，这说明同一种变异在不同环境条件下对于生存能力的影响不同，即基因突变的有害或有利取决于环境条件。
6．同一番茄地里有两株异常番茄，甲株所结果实均为果形异常，乙株只结了一个果形异常的果实，其余的正常。甲、乙两株异常果实连续种植，其自交后代中果形仍保持异常。下列分析不正确的是(　　)
A．二者均可能是基因突变的结果
B．甲发生变异的时间比乙早
C．甲株变异一定发生于减数分裂时期
D．乙株变异一定发生于有丝分裂时期
答案　C
解析　甲、乙变异都是可遗传的变异，均可能是基因突变的结果，A正确；发生变异的时间越早，对植物的影响越大，B正确；甲株变异最可能发生于早期的有丝分裂，C错误、D正确。
[高考提能]
7．下列有关基因突变和基因重组的描述，正确的是(　　)
A．基因突变对生物个体是利多于弊
B．基因突变所产生的基因都可以遗传给后代
C．基因重组能产生新的基因
D．基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式
答案　D
解析　基因突变大多数对生物是有害的，少数是有利的，A错误；基因突变属于可遗传的变异，但体细胞中发生的基因突变一般不遗传给后代，B错误；基因重组能产生新的基因型，不能产生新基因，C错误；一般情况下，基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中，因此基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式，D正确。
8．下图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断(　　)
A．此细胞含有4个DNA分子
B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd
C．此细胞发生的一定是显性突变
D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组
答案　D
解析　图示细胞有8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d和d，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。
9．下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于(　　)
A．基因重组，不可遗传变异 B．基因重组，基因突变
C．基因突变，不可遗传变异 D．基因突变，基因重组
答案　D
解析　甲图中的“a”基因是从“无”到“有”，属于基因突变；而乙图中的A、a、B、b基因是已经存在的，只是进行了重新组合。
10．下面是有关果蝇的培养记录，通过本实验说明(　　)
海拔高度
温度
突变率(每一百万个个体中)
5 000 m
19 ℃
0.23
5 000 m
25 ℃
0.63
3 000 m
19 ℃
0.21
3 000 m
25 ℃
0.63
A．果蝇的突变是通过影响酶的活性而引起的
B．果蝇的突变率与培养地点所处的海拔高度有关
C．果蝇在25 ℃时突变率最高
D．果蝇的突变率与培养温度有关
答案　D
解析　在相同海拔高度不同温度条件下，突变率差异显著。在同一温度不同海拔高度条件下，突变率差异不显著，说明果蝇的突变率与培养温度有关，而与培养地点所处的海拔高度无关。
11．如图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a～d表示4种基因突变。a丢失，b由变为，c由变为，d由变为。假设4种突变都单独发生，请回答：
可能用到的密码子：天冬氨酸(GAC)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码子(UAG)。
(1)图中所示遗传信息传递的场所是________________。
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸顺序为_________________________________，在a突变点附近再丢失________个碱基对对性状影响最小。
(3)图中________突变对性状无影响，其意义是_________________________________。
(4)①过程需要的酶主要有________________。
(5)在②过程中，少量mRNA就可以合成大量的蛋白质，原因是___________________。
答案　(1)细胞核和细胞质(核糖体)　(2)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸　2　(3)b　有利于维持生物遗传性状的相对稳定　(4)RNA聚合酶　(5)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，进行多条多肽链的合成
解析　(1)根据示意图可知，①代表转录过程，主要发生场所为细胞核；②代表翻译过程，发生场所为细胞质(核糖体)。(2)根据碱基互补配对原则，可以判断DNA下面的单链为模板链，发生a突变后，mRNA上的碱基序列为：GACUAUGGUAUG，合成的多肽链中氨基酸的顺序为天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸；在a点附近再丢失2个碱基对，只影响邻近1个氨基酸，而其他氨基酸不变，对性状的影响最小。(3)发生b突变后，最终决定的氨基酸仍是天冬氨酸，对性状无影响。这有利于维持生物遗传性状的相对稳定。(4)转录过程需要RNA聚合酶。(5)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，进行多条多肽链的合成。
12．如图甲是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图，图乙表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程，图丙为部分氨基酸的密码子表。据图回答下列问题：
第一个字母
第二个字母
第三个字母
U
C
A
G
A
异亮氨酸
异亮氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸
丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸
U
C
A
G
丙
(1)据图甲推测，此种细胞分裂过程中，出现的变异方式可能是_________________。
(2)在真核生物细胞中图乙中Ⅱ过程发生的场所是____________________________。
(3)图丙提供了几种氨基酸的密码子。如果图乙的碱基改变为碱基对替换，则X是图丙氨基酸中________的可能性最小，原因是__________________________。图乙所示变异，除由碱基对替换外，还可由碱基对________________导致。
(4)A与a基因的根本区别在于基因中__________________________不同。
答案　(1)基因突变或基因重组(缺一不可)
(2)细胞核、线粒体、叶绿体
(3)丝氨酸　需同时替换两个碱基　增加或缺失
(4)碱基对排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序)
解析　(1)据图甲推测该细胞处于减数第二次分裂中期，其左侧染色体单体上基因分别为A、a，则其来源既可能为基因突变，也可能发生了交叉互换。(2)图中Ⅱ过程为转录，在真核细胞内，其发生场所为细胞核、线粒体或叶绿体。(3)由图丙可知，与赖氨酸密码子相比，丝氨酸与之相差两个碱基，而其他氨基酸与之相差1个碱基，故X是丝氨酸的可能性最小。(4)A与a基因的根本区别在于基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。
13．血红蛋白异常会产生贫血症状，结合减数分裂过程的曲线图和细胞分裂图，回答下列问题：
(1)血红蛋白发生异常变化的根本原因是__________________________________，此种变异一般发生于甲图中____________阶段，此种变异一般最大的特点是能产生________。
(2)基因重组可以发生于乙图中________时期，除此之外还有可能发生于_____________。
答案　(1)控制血红蛋白合成的基因发生突变　2～3　新基因　(2)C　减数第一次分裂的后期
解析　(1)蛋白质的合成是由基因控制的，所以蛋白质变化的根本原因是相应基因发生了变化，属于基因突变，它一般发生于细胞分裂间期的DNA复制时期，基因突变的结果是能够产生新的基因。(2)基因重组有两种类型，均发生于减数分裂过程中，即减数第一次分裂后期的非同源染色体的自由组合和减数第一次分裂四分体时期的交叉互换。
[真题体验]
14．(2016·天津，5)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
枯草杆菌
核糖体S12蛋白第55～58位的氨基酸序列
链霉素与核糖体的结合
在含链霉素培养基中的存活率(%)
野生型
…-P--K-P-…
能
0
突变型
…-P--K-P-…
不能
100
注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。
下列叙述正确的是(　　)
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
答案　A
解析　突变型菌在含链霉素的培养基中存活率为100%，故具有链霉素抗性，A正确；链霉素与核糖体结合是抑制其翻译功能，B错误；突变的产生最可能为碱基替换所致，因为只改变了一个氨基酸，C错误；链霉素在培养基中起筛选作用，不能诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变，D错误。
15．(2015·海南，19)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变
D．在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
答案　B
解析　根据基因突变的多方向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因素，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的缺失、增加或替换三种情况，C选项属于替换，D选项属于增加，C、D正确。
第2课时　染色体畸变
知识内容
必考要求
加试要求
染色体畸变
a
a
染色体组
a
a
二倍体、多倍体和单倍体
a
a
课时要求
1.结合教材图4－4，举例说明染色体畸变是如何引起生物变异的，并列举生物变异的类型。2.在阐明染色体组概念的基础上，进一步让学生理解二倍体、多倍体和单倍体的概念。
舟舟，1978年4月1日出生在中国的武汉。他是个先天愚型患者，智力只相当于几岁的小孩子。舟舟从小偏爱指挥，当音乐响起时，舟舟就会拿起指挥棒，挥动短短的手臂，惟妙惟肖地做出标准的指挥动作，直到曲终。研究表明舟舟身材矮小、智力低下的根本原因是：第21号染色体比常人多了1条，即染色体畸变。那么染色体都有哪些变异，对生物有什么影响呢？本节课我们来学习染色体畸变。
一、染色体结构变异
1．染色体畸变的含义和类型
(1)含义：生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。
(2)类型
2．染色体结构变异
(1)概念：染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。
(2)类型及实质(连线)
(3)结果：使位于染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变。
(4)影响：大多数的染色体结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体的死亡。
下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。据此分析：
1．图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？
答案　图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图②发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
2．图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
答案　图②是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。
3．图①②③中能在光学显微镜下观察到的是哪种？
答案　能在光学显微镜下观察到的是②。
4．能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？
答案　不能。若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复。
知识整合　同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换属于基因重组，非同源染色体之间的片段交换属于染色体结构变异中的易位；基因突变在光学显微镜下都观察不到，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序；染色体畸变可以在光学显微镜下观察到，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变。
1．如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是(　　)
A．① B．② C．③ D．④
答案　C
解析　染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失、重复、倒位和易位等。③是基因突变或减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。
2．下列关于染色体畸变和基因突变的主要区别的叙述，错误的是(　　)
A．染色体结构变异是染色体的一个片段缺失、重复、倒位或易位等，而基因突变则是DNA分子中碱基对的缺失、增加或替换
B．原核生物与真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体畸变
C．基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体影响较大
D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能
答案　C
解析　基因突变是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基对的改变，在光学显微镜下观察不到，原核生物和真核生物都可以发生；染色体结构变异是染色体的一个片段的变化，只有真核生物可以发生。基因突变和染色体结构变异都可能对生物的性状产生较大影响。
题后归纳　四个方面区分三种变异
(1)“互换”方面：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)“缺失” 方面：DNA分子上若干基因的缺失属于染色体畸变；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。
(3)变异的水平方面：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体畸变属于亚细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。
(4)变异的“质”和“量” 方面：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量；染色体畸变不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
二、染色体数目变异
1．概念：是指生物细胞中染色体数目的增加或减少。
2．染色体组
(1)雄果蝇体细胞中共有4对同源染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体。
(2)雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，同源染色体分离，因此配子中的染色体的组成为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它们是一组非同源染色体。
(3)雄果蝇精子中的染色体虽然形态结构、功能各不相同，但却携带有控制该生物生长发育的全部遗传信息，它们互相协调、共同控制生物正常的生命活动，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
3．整倍体变异
体细胞中的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如：
(1)一倍体：只有一个染色体组的细胞或体细胞中含单个染色体组的个体。
(2)单倍体：由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(3)二倍体：由受精卵发育而来，具有两个染色体组的细胞或体细胞中含两个染色体组的个体。
(4)多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中所含染色体组数超过两个的生物。
4．非整倍体变异
体细胞中个别染色体的增加或减少，如先天愚型(2n＋1)、人类的卵巢发育不全症(2n－1)。
下面甲表示细胞染色体图，乙表示细胞基因型，据图分析：
1．甲生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么？
答案　4个。细胞内同一种形态的染色体有4条。
2．乙生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么？
答案　4个。在乙的基因型中，控制同一性状的基因出现了4次。
3．若丙生物的体细胞含32条染色体，有8种形态，丙生物细胞中含有几个染色体组？
答案　4个。
4．单倍体是不是一定只含有一个染色体组？如何区分单倍体和多倍体？
答案　单倍体不一定只含有一个染色体组，如四倍体的单倍体含有2个染色体组，因此判断单倍体和多倍体时，首先看发育的起点，如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成的，不论细胞内含有几个染色体组都是单倍体。如果生物体是由受精卵或合子发育形成的，生物体细胞内有几个染色体组就称为几倍体。
3．下列关于单倍体的表述，正确的是(　　)
A．单倍体生物的体细胞内都无同源染色体
B．单倍体生物的体细胞中只有一个染色体组
C．单倍体生物的体细胞与本物种配子中染色体数目相同
D．单倍体植株是由受精卵发育而来的
答案　C
解析　单倍体生物的体细胞内可能有二个染色体组、三个染色体组，所以可能有同源染色体，A错误；由生殖细胞直接发育成的个体都属于单倍体，不一定只有一个染色体组，如四倍体的单倍体有二个染色体组，B错误；单倍体生物由配子发育而来，所以其体细胞与本物种配子中染色体数目相同，C正确；单倍体植株是由未受精的卵细胞或精子发育而来的，D错误。
4．根据图中A～H所示的细胞图回答下列问题：
(1)细胞中含有一个染色体组的是________图。
(2)细胞中含有两个染色体组的是________图。
(3)细胞中含有三个染色体组的是________图，它________(一定，不一定)是三倍体。
(4)细胞中含有四个染色体组的是________图，它________(可能，不可能)是单倍体。
答案　(1)D、G　(2)C、H　(3)A、B　不一定　(4)E、F　可能
解析　在细胞内，形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。在细胞内，含有几个同音字母，就是含有几个染色体组。确认是否为单倍体需看发育起点。
方法链接　染色体组数的判断方法
(1)根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
(2)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组。
(3)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。
1．下列关于染色体结构变异的叙述，不正确的是(　　)
A．外界因素可提高染色体断裂的频率
B．染色体缺失了某段，可导致生物性状发生改变
C．一条染色体某一片段颠倒180°后，生物性状一定不发生改变
D．染色体结构变异一般可用显微镜直接检验
答案　C
解析　染色体畸变是由于某些自然条件或人工因素造成的，这些变化可以导致生物性状发生相应的改变。倒位是某段染色体的位置颠倒，造成了其中的基因位置发生了改变，也可导致生物性状发生改变。
2．如图为一对同源染色体在减数分裂时的配对行为，表明该细胞发生了(　　)
A．基因突变 B．染色体畸变 C．基因重组 D．碱基互补配对
答案　B
解析　根据图示推测其产生的过程为：
这是染色体倒位发生后引起的变化，属于染色体结构变异。
3．下列关于染色体组的叙述，正确的是(　　)
A．体细胞中的一半染色体是一个染色体组
B．配子中的全部染色体是一个染色体组
C．本物种配子中一半染色体是一个染色体组
D．二倍体生物的配子中的全部染色体是一个染色体组
答案　D
解析　一个染色体组内各条染色体的大小、形态各不相同，是一组非同源染色体。只有二倍体产生的配子中含有一套非同源染色体，才是一个染色体组。
4．下列关于植物染色体畸变的叙述，正确的是(　　)
A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
答案　D
解析　染色体畸变不会产生新基因，基因种类不会改变，但会改变基因的数量或排列顺序。
5．下图表示某些植物的体细胞，请据图回答下列问题：
(1)肯定是单倍体的是________图，它是由________倍体的生殖细胞直接发育形成的。
(2)茎秆较粗壮但不能产生种子的是________图，判断的理由是_____________________
________________________________________________________________________。
(3)如果都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是________图。
(4)如果C图中的植株是由某植物的卵细胞直接发育形成的，那么它是________倍体。形成它的那个植物是________倍体，原来植物有性生殖形成种子时，发育中的胚乳细胞内含________个染色体组。
答案　(1)D　二　(2)A　含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱而不能形成生殖细胞，不能产生种子 (3)B、C　(4)单　四　6
课时作业
[学考达标]
1．由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了或少了几个基因，这种遗传物质的变化属于(　　)
A．基因内部结构的改变 B．染色体结构变异
C．染色体数目变异 D．染色单体的交叉互换
答案　B
解析　某条染色体上多了或少了几个基因是由染色体结构变异中的缺失或重复所致。
2．果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为123－456789，“—”代表着丝粒，表中表示了由该正常染色体发生变异后基因顺序变化的情况。有关叙述错误的是(　　)
染色体
基因顺序变化
a
123－476589
b
123－4789
c
1654－32789
d
123－45676789
A.a是染色体某一片段位置颠倒引起的
B．b是染色体某一片段缺失引起的
C．c是染色体着丝粒改变引起的
D．d是染色体增加了某一片段引起的
答案　C
解析　a中567基因发生颠倒成了765；b缺失了56基因；d染色体增加了67基因片段；c由原来的23－456变成了654－32，发生了颠倒，不是由着丝粒改变引起的。
3．基因突变和染色体畸变的一个重要的区别是(　　)
A．基因突变在光学显微镜下看不见
B．染色体畸变是定向的，而基因突变是不定向的
C．基因突变是可以遗传的
D．染色体畸变是不能遗传的
答案　A
解析　基因突变是DNA分子中发生碱基对的缺失、增加或替换，而引起的基因结构的改变，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。染色体畸变可在光学显微镜下直接观察到；生物的变异是多方向的；基因突变和染色体畸变其遗传物质均发生改变，都是可遗传的变异。
4．下列关于单倍体的叙述，不正确的是(　　)
A．未受精的卵细胞发育成的新个体
B．单倍体的体细胞中只有一个染色体组，也称一倍体
C．由二倍体的一个配子发育成的植株是单倍体
D．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
答案　B
解析　单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，其形成是由未受精的配子(精子或卵细胞)直接发育而来的。因此，A、C、D项都正确。而B项，体细胞中只含一个染色体组的个体是二倍体生物的配子形成的单倍体，此时，该单倍体也称一倍体。但单倍体也可以是多倍体的配子发育而成，此时单倍体体细胞不止含一个染色体组。
5．普通小麦是六倍体，有42条染色体，科学家们用小麦的花药进行组织培养培育出的幼苗是(　　)
A．三倍体、21条染色体 B．单倍体、21条染色体
C．三倍体、三个染色体组 D．单倍体、一个染色体组
答案　B
解析　花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半，含有三个染色体组，而体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。
6．下列有关生物变异的叙述，正确的是(　　)
A．三倍体植株可由受精卵发育而来
B．生物的变异都可以遗传给后代
C．染色体结构变异不改变基因数目
D．基因重组过程中能产生新的基因
答案　A
解析　三倍体植株可由受精卵发育而来，如四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交得到的种子发育成的西瓜是三倍体植株，A正确；生物的变异包括可遗传的变异和不遗传的变异，因而有的不可以遗传给后代，B错误；染色体结构变异可改变基因数目，比如重复，C错误；基因重组过程中能产生新的基因型，但不能产生新的基因，D错误。
[高考提能]
7．如图是某生物细胞减数分裂时，两对联会的染色体之间出现异常的“十”字型结构现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中错误的是(　　)
A．此种异常源于染色体结构的变异
B．该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb
C．该生物基因型为HhAaBb，一定属于二倍体生物
D．此种异常可能会导致生物的生殖能力下降
答案　C
解析　此图表示的是减数分裂过程中的联会，根据同源染色体两两配对的关系可知，H和h所在的染色体为一对同源染色体，剩余的两条染色体为另一对同源染色体，而A和b或B和a的互换导致上述结果，上述互换是发生在非同源染色体之间的，属于染色体结构的变异；在减数第一次分裂的后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所形成的配子有HAa、hBb或HAb、hBa；该个体含有两个染色体组，有可能为二倍体也有可能为单倍体；染色体畸变大多数是有害的，有可能导致生物的生殖能力下降。
8．据图分析下列关于染色体交叉互换与染色体易位的叙述中，不正确的是(　　)
A．图甲是交叉互换，图乙是染色体易位
B．交叉互换发生于同源染色体之间，染色体易位发生于非同源染色体之间
C．交叉互换属于基因重组，染色体易位属于染色体结构变异
D．交叉互换与染色体易位在显微镜下都观察不到
答案　D
解析　图甲是同源染色体的非姐妹染色单体之间交换部分片段，在四分体时期发生，属于基因重组；染色体易位指染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上的现象，属于染色体结构变异；交叉互换在显微镜下观察不到，而染色体易位在显微镜下能观察到。
9．某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞分裂时期的观察来识别。图中a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体畸变的模式图，它们依次属于(　　)
A．三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失
B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复
C．三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失
D．染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体
答案　C
解析　a图是染色体数目变异中个别染色体的增加，属于三体；b图为染色体结构变异中4号染色体片段的重复；c图细胞中含三个染色体组，可能为三倍体；d图为染色体结构变异中染色体片段3和4的缺失。
10．下面是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的字母代表细胞中染色体上的基因，C、D图代表细胞中染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是(　　)
答案　D
解析　根据题图可推知，A、B、C、D中分别具有4个、1个、2个、4个染色体组，则A、D有可能为多倍体，但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而姐妹染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体可能具有相应的4个基因，如A图。故最可能属于多倍体的细胞是D。
11．下图为某果蝇体细胞染色体模式图，请回答：
(1)该图表示的是________性果蝇，常染色体是____________________。
(2)经减数分裂后，在配子中染色体的组合可能是(　　)
A．1,3,5,7 B．1,4,6,8 C．2,6,3,7 D．以上都有可能
(3)配子中的染色体总称为________________。
(4)B、b称________基因，其分开符合________定律。
(5)若该果蝇共产生100个配子，其中含bX的配子是________个。
答案　(1)雄　1、2、3、4、5、6　(2)D　(3)一个染色体组 (4)等位　分离　(5)25
12．番茄是二倍体植物(染色体2n＝24)。有一种三体番茄，其第6号染色体有三条，三体在减数分裂过程中联会时2条随机配对，另1条不能配对。如图所示，回答下列问题：
(1)设三体番茄的基因型为AABBb，则花粉的基因型为_____________________，根尖分生区细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为________。
(2)从变异的角度分析，三体形成属于________________。
(3)与正常的番茄杂交，形成正常个体的概率为________。
答案　(1)ABB、Ab、ABb、AB　AABBb　(2)染色体数目变异　(3)
解析　(1)三条6号染色体在减数分裂形成的配子中，一半有两条6号染色体，一半有一条6号染色体。A基因所在的两条染色体平均分配，所以形成的花粉的基因型是ABB、Ab、ABb、AB。(2)三体的形成属于染色体数目变异。(3)三体形成正常配子的概率是，与正常的番茄杂交，形成正常个体的概率是。
13．玉米胚乳由有色(C)对无色(c)、透明(Wx)对不透明(wx)两对相对性状控制，且都位于玉米第9号染色体上。进行杂交实验(如图所示)时，其中雌性亲本9号染色体上有一个“纽结”并且还有部分来自8号染色体的“片段”，而正常的9号染色体没有“纽结”和“片段”。请回答相关问题：
(1)8号染色体片段移接到9号染色体上的现象称为________。
(2)两亲本杂交，如果F1有________种不同于亲本的表现型，则说明雌性亲本发生了__________________________，从而导致了基因重组现象的发生。若要在显微镜下观察该种基因重组现象，需将F1新类型的组织细胞制成____________。利用染色体上对C和Wx的标记，观察到______________________的染色体，则说明可能发生了基因重组。
答案　(1)易位　(2)2　同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换　临时装片　只有“纽结”或只有“片段”(有“纽结”无“片段”或有“片段”无“纽结”)
解析　(1)一条染色体上的片段移接到另一条非同源染色体上的现象称为易位。(2)两亲本杂交，若雌性亲本不发生交叉互换，杂交后代有有色透明、无色不透明两种性状，若雌性亲本发生交叉互换，杂交后代出现有色透明、有色不透明、无色透明、无色不透明四种性状；基因重组一般无法利用显微镜观察，但雌性亲本9号染色体上同时存在的“纽结”和“片段”可以通过显微镜观察，利用染色体上对C和Wx的标记，当观察到染色体上只存在“纽结”或“片段”时，可确定染色体发生了交叉互换，出现基因重组。
[真题体验]
14．(2015·江苏，10)甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B．甲发生染色体交叉互换形成了乙
C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
答案　D
解析　A项，根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的F1虽然含有2个染色体组，但是因为来自甲、乙中的1号染色体不能正常联会配对，所以F1不能进行正常的减数分裂。B项，根据题图，甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体。C项，染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序。D项，可遗传变异如基因突变、基因重组和染色体畸变都能为生物进化提供原材料。
15．(2015·海南，21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是(　　)
A．基因突变都会导致染色体结构变异
B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D．基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察
答案　C
解析　基因突变只是基因中个别碱基对的缺失、增加或替换，而染色体结构变异是关于染色体中某个片段的缺失、重复、倒位、易位的情况，所以基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变中若发生碱基对的替换，可能因为密码子的简并性，不会改变氨基酸的种类，进而表现型也不会改变，若突变个体之前为一个显性纯合子AA，突变成为Aa，个体的表现型也可能不改变，B错误；基因突变中无论是碱基对的缺失、增加或替换，都会引起基因中碱基序列发生改变，染色体结构变异中染色体某个片段的缺失、重复、倒位、易位的情况也会导致染色体中碱基序列发生改变，C正确；基因突变是染色体的某个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D错误。
第二节　生物变异在生产上的应用
知识内容
必考要求
加试要求
杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种
a
a
杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用
b
b
转基因技术
a
a
生物变异在生产上的应用
c
转基因生物和转基因食品的安全性
b
课时要求
1.结合培育番茄新品种的实例，概述杂交育种的概念和基本过程。2.结合基因突变的原理，阐明人工诱变育种的概念和过程。3.比较杂交育种和诱变育种。4.结合烟草新品种的选育过程，说明单倍体育种的过程及特点。5.结合三倍体无籽西瓜的培育过程，说明多倍体育种的过程及特点。6.通过转基因技术的过程介绍，说明转基因技术的过程及应用。
你见过像图示那样大的南瓜吗？它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟”五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在300～400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？今天我们就来学习有关育种的知识。
解决学生疑难点　


一、杂交育种
1．概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。
2．原理：基因重组。
3．处理方法
(1)培育显性纯合子
选取亲本F1F2连续自交，直至后代几乎不发生性状分离
(2)培育隐性纯合子
选取亲本F1F2→筛选符合要求的个体即可推广
4．优缺点
(1)优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。
(2)缺点
①杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。
②不能产生新基因、新性状。
有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下：
高秆抗锈病×矮秆易感锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。
请据此分析：
1．过程a、b、c的处理方法分别叫什么？
答案　杂交、自交、连续自交和观察筛选。
2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？
答案　F2中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占。
3．上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代)?
分析　第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子；
第二年：种植F1，自交，收获F2种子；
第三年：种植F2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F3种子，分单株保存；
第四年：分别种植符合要求的F3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。
答案　4年。
4．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？
答案　不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。
5．是不是所有的杂交育种过程都必须从F2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？举例说明。
答案　不一定。如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。如果选育的优良性状是隐性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交。
知识整合　杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自交，F2中就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从F2中直接选出即可，如果优良性状为显性性状，需要连续自交和筛选(有些生物也可以从F2开始进行无性繁殖，如马铃薯(，需要较长时间，杂交育种适合有性生殖的过程，原核生物一般不适用。
1．在植物的杂交育种中，选种工作一般(　　)
A．从F1中选 B．只从F2中选
C．从F2中选 D．从F2开始选
答案　D
解析　在杂交育种过程中，F1一般不会发生性状分离，当在F2时，往往会发生性状分离，在育种工作中，往往选择F2作为育种工作的开始。
2．杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是(　　)
A．自留种子发芽率低
B．杂交种都具有杂种优势
C．自留种子容易患病虫害
D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离
答案　D
解析　杂种后代发生性状分离，影响产量和质量。
二、诱变育种
1．概念
利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。
2．原理：基因突变与染色体畸变。
3．常用方法：辐射诱变和化学诱变。
4．特点
(1)优点
①可提高突变频率。
②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。
③改良作物品质，增强抗逆性。
(2)缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材料。
5．应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。
当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。它们是一些生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。请回答下列问题：
1．搭载航天器的植物种子需要做怎样的处理？说明原因。
答案　浸泡种子使其萌发。因为萌发的种子细胞分裂旺盛，易受到太空诱变因素的影响发生基因突变。
2．作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现全新的变异特征，这种变异的来源主要是什么？
答案　基因突变。
3．这些新产生的变异对人类是否一定有益？
答案　不一定。因为基因突变是多方向的。
4．遨游太空回到地面后的种子，种植一代发现没有所需要的性状出现，可以随意丢弃吗？说明原因。
答案　不可以。因为可能发生隐性突变。
知识整合　诱变育种通常处理萌发的种子或幼苗，因为这些细胞分裂旺盛，容易发生基因突变，但因为基因突变是多方向的，不一定能获得优良性状；如果是隐性突变，还需要进一步杂交筛选。
3．用紫外线照射红色细菌的培养液，接种在平板培养基上，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是(　　)
A．染色体畸变 B．自然突变
C．人工诱变 D．基因重组
答案　C
解析　紫外线是诱导基因突变的物理因素，红色细菌经过紫外线照射后，出现了一个白色的菌落，且将这一白色菌落转移培养后，得到的子代全为白色，说明白色性状是能够稳定遗传的，由此可推知，白色性状是人工紫外线照射，红色细菌体内发生基因突变的结果。
4．下列不属于诱变育种实例的是(　　)
A．一定剂量的γ射线引起变异得到新品种
B．用一定剂量X射线处理青霉菌菌株获得高产菌株
C．玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗
D．激光照射植物或动物引起突变得到新品种
答案　C
解析　A、B、D三项均是物理因素诱变育种的实例。玉米单株自交后代出现一定比例的白化苗可能是由于杂合子自交产生了性状分离。
三、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术
1．单倍体育种
(1)概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。
(2)单倍体特点：植株小而弱，而且高度不育。
(3)原理：染色体畸变。
(4)程序
①用常规方法(杂交)获得杂种F1。
②花药离体培养获得单倍体幼苗。
③用秋水仙素处理幼苗(单倍体)，染色体加倍后成为可育的纯合植株。
(5)特点
①缩短育种年限。
②能排除显隐性干扰，提高效率。
2．多倍体育种
(1)概念：利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生，培育作物新品种。
(2)多倍体特点：细胞大、有机物含量高、抗逆性强。
(3)原理：染色体畸变。
(4)程序


(5)实例：三倍体无籽西瓜的培育。
3．转基因技术
(1)概念：利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
(2)原理：基因重组。
(3)过程：用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内，使其整合到受体的染色体上。人工选择出具有所需新性状的个体。
(4)特点
①增加生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。
②针对性更强、效率更高、经济效益更明显。
1．如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析：
(1)F1能产生几种雄配子？
答案　F1的基因型是DdTt，能产生四种雄配子：DT、dT、Dt、dt。
(2)过程③是哪种处理？其原理是什么？
答案　过程③是花药离体培养过程；原理是细胞的全能性。
(3)过程④是哪种处理？处理后符合要求的植株占的比例是多少？
答案　过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后符合要求的植株ddTT占的比例为1/4。
2．下图是三倍体西瓜的培育过程，据图分析回答下列问题：
(1)①过程是哪种处理过程？其原理是什么？
答案　①过程是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体的过程，其原理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。
(2)②和④都是传粉，目的有什么不同？
答案　过程②传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程④传粉是为了刺激子房产生生长素促进果实发育。
(3)①过程处理后，新产生的四倍体，各部分细胞都含有四个染色体组吗？
答案　不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有四个染色体组。根细胞没有加倍，只含有两个染色体组。
(4)西瓜f的瓜瓤、种子e的胚分别含有几个染色体组？
答案　西瓜f的瓜瓤来自母本，含有四个染色体组，而种子e的胚含有三个染色体组。
(5)为什么三倍体西瓜没有种子？
答案　三倍体西瓜进行减数分裂时，由于染色体配对紊乱，一般不能产生正常配子。
5．下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是(　　)
A．①→②过程简便，但培育周期长
B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期
C．③过程常用的方法是花药离体培养
D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同
答案　B
解析　分析题图，①→②过程为杂交育种过程，杂交育种操作简便，但育种周期长；⑦过程是多倍体育种，此过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成；③⑥表示的过程是单倍体育种，其中③过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体畸变。
6．能够打破物种界限，定向改造生物的遗传性状，按照人们的意愿培育生物新品种的方法是(　　)
A．诱变育种和转基因技术
B．杂交育种和诱变育种
C．杂交育种和基因工程
D．转基因技术育种
答案　D
解析　转基因技术可以将控制特定性状的基因从一种生物体内转移到另一种生物体内，使基因实现了跨物种的转移，定向改造生物的遗传性状。
方法链接　根据不同育种目标选择不同育种方案
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种(明显缩短育种年限)
杂交育种(耗时较长，但简便易行)
对原品系实施“定向”改造
转基因技术育种
让原品系产生新性状
诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
1．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是(　　)
A．根据杂种优势原理，从子一代中即可选出
B．从子三代中选出，因为子三代中才出现纯合子
C．既可从子二代中选出，也可从子三代中选出
D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
答案　C
解析　杂交育种从子二代开始出现性状分离。
2．下列几种育种方法，能改变原有基因的分子结构的是(　　)
A．杂交育种 B．诱变育种 C．单倍体育种 D．多倍体育种
答案　B
解析　基因的分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的种类或顺序发生改变——基因突变。杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等过程产生新的性状组合，基因结构不发生变化。
3．用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方式属于(　　)
A．转基因育种 B．辐射诱变育种
C．化学诱变育种 D．多倍体育种
答案　D
解析　六倍体小麦和二倍体黑麦杂交获得异源四倍体，然后用秋水仙素处理诱导染色体加倍，经选育得到异源八倍体小黑麦，这种人工诱导多倍体的育种方式即多倍体育种。
4．将抗虫基因导入玉米的体细胞中，培育成抗虫玉米新品种，该育种方法属于(　　)
A．单倍体育种 B．转基因育种
C．杂交育种 D．多倍体育种
答案　B
解析　将抗虫基因导入玉米细胞中，应用的是转基因技术。
5．(加试)小香猪“天资聪颖”，略通人性，成为人们的新宠。其背部皮毛颜色由位于不同常染色体上的两对基因(A、a和B、b)控制，共有四种表现型，黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。现有多对黑色杂合的小香猪，要选育出纯合的棕色小香猪，请简要写出步骤(假设亲本足够多，产生的后代也足够多)。
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
答案　(1)杂交：选择亲本中多对雌雄个体进行杂交
(2)测交：选择F1中的棕色小香猪与白色小香猪测交，不出现性状分离的即为纯合子
解析　育种的方法为杂交→自交→筛选，对于动物育种来说，叙述中要注意：①动物一般为雌雄异体，叙述时不要写成“自交”，应说明雌雄个体进行杂交；②动物繁殖一代后一般不会死亡，所以选育纯种时不要采用连续自交，一般用测交法即可测定其基因型，确定是否为所需品种。
课时作业
[学考达标]
1．把同种生物的不同优良性状集中在同一个个体上，并能使性状稳定遗传，常用的方法是(　　)
A．诱变育种 B．杂交育种 C．花药离体培养 D．自交
答案　B
解析　将同种生物的不同优良性状集中在同一个个体上的方法是杂交得到F1，这样F1体内就集中了控制不同优良性状的基因，F1自交，产生F2，在子二代中选择出优良性状个体，经过多代选育，选择出稳定遗传个体即可，该方法属于杂交育种。
2．培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：纯种的高秆(D)抗锈病(T)×纯种的矮秆(d)易染锈病(t)F1雄配子幼苗选出符合要求的品种。下列有关该育种方法的叙述中，正确的是(　　)
A．过程①②③是杂交
B．过程④必须使用生长素处理
C．过程②为减数分裂
D．过程③必须经过受精作用
答案　C
解析　在该育种过程中，①为杂交；②为减数分裂产生配子的过程；③是花药离体培养；④为秋水仙素处理单倍体幼苗。
3．“嫦娥1号”胜利奔月，“神六”、“神七”胜利返回，这些航天技术的发展，为我国的生物育种创造了更多更好的机会，下列有关航天育种的说法，不正确的是(　　)
A．航天育种可缩短育种周期
B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变
C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一
D．“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种
答案　D
解析　基因突变能够提高突变率，但是仍然具有多害少利性。
4．改良缺乏某种抗病性的棉花品种，不宜采用的方法是(　　)
A．诱变育种 B．单倍体育种
C．转基因技术育种 D．杂交育种
答案　B
解析　诱变育种、转基因技术育种和杂交育种均可获得抗病基因，而单倍体育种不能。
5．将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，下列说法正确的是(　　)
A．对花粉进行离体培养，可得到二倍体芝麻
B．产生的配子没有同源染色体，所以无遗传效应
C．与原来的二倍体芝麻杂交，产生的是不育的三倍体芝麻
D．秋水仙素诱导染色体加倍时，最可能作用于细胞分裂的后期
答案　C
解析　二倍体芝麻幼苗用秋水仙素处理，得到的是同源四倍体，体细胞内有4个染色体组，而且每个染色体组之间都有同源染色体。由四倍体的配子发育而来的芝麻是单倍体，含两个染色体组，所以该单倍体芝麻是可育的。四倍体的配子中有两个染色体组，二倍体的配子中有一个染色体组，所以四倍体与二倍体杂交产生的是三倍体芝麻，由于三倍体芝麻在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，所以不育。秋水仙素诱导染色体加倍时，起作用的时期是细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成。
6．下列关于育种的叙述，错误的是(　　)
A．诱变可提高基因突变频率和染色体畸变率
B．花药离体培养是单倍体育种过程中采用的技术之一
C．杂交育种可将多个优良性状组合在同一个新品种中
D．多倍体育种常用秋水仙素促进着丝粒分裂使染色体数目加倍
答案　D
解析　杂交育种的原理是基因重组，可以将多个控制优良性状的基因组合在一起。秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。
[高考提能]
7．现有三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种要获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为(　　)
A．2年 B．3年
C．4年 D．5年
答案　C
解析　aaBBDD×AAbbDD→AaBbDD一年；
AaBbDD×AABBdd→AaBbDd一年；
AaBbDd自交→aabbdd一年；
种植aabbdd种子，得aabbdd植株一年；
所以需要4年的时间。
8．在体育竞技比赛中，都要对运动员进行包括基因兴奋剂在内的各类兴奋剂的严格检测。基因兴奋剂是注入运动员体内新的基因，以提高运动员的成绩，从变异角度分析，此方式属于(　　)
A．基因突变 B．基因重组
C．细胞癌变 D．染色体畸变
答案　B
解析　基因兴奋剂是给运动员注入新的基因，以改变基因的方式提高运动员的成绩，属于导入外源基因，是一种基因重组，而非其他变异。
9．如图所示为农业上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程示意图。下列对图中育种方式的判断和比较，错误的是(　　)
A．图中表示的育种方法有杂交育种和单倍体育种
B．两种育种方法的进程不同
C．两种育种方法的原理不同
D．两种育种方法对新品种的选择与鉴定方法不同
答案　D
解析　图中左侧表示的是杂交育种，右侧表示的是单倍体育种；杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体畸变；单倍体育种能加快育种进程；两种育种方法最后对符合要求的新品种的筛选方法是一样的。
10．将①、②两个植株杂交，得到③，将③再做进一步处理，如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．由③到⑦过程发生了等位基因的分离、非等位基因的自由组合
B．获得④和⑧植株的原理不同
C．若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的
D．图中各种筛选过程利用的原理相同
答案　D
解析　③到⑦过程要进行减数分裂产生花粉，所以该过程发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合；③到④是诱变育种，原理是基因突变和染色体畸变，而③到⑧是多倍体育种，原理是染色体畸变；若③的基因型为AaBbdd，则其自交后代只有纯合子才能稳定遗传，纯合子的概率是××1＝。
11．1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足要求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量生存下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达到20 000单位/mL)，从而选育出了高产青霉菌株。
根据以上材料回答下列问题：
(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生__________。
(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是____________的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明__________________。
(4)上述育种方式叫________育种，所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至几千倍，这说明这种育种方式的优点是____________________________________________。
答案　(1)基因突变　(2)DNA分子 (3)突变是多方向的
(4)诱变　能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状
解析　用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有多方向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。
12．已知二倍体西瓜的体细胞中含有22条染色体，西瓜的绿皮(A)对白皮(a)为显性，大籽(B)对小籽(b)为显性，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现对一批纯种绿皮大籽与白皮小籽西瓜种子进行了下列操作：
a．将这批种子播种，并用一定浓度的秋水仙素处理纯种绿皮大籽幼苗，使之成为四倍体；
b．当被处理后的绿皮大籽西瓜植株开花后，将白皮小籽西瓜植株的花粉授予绿皮大籽植株，使之杂交获得F1。
(1)亲本杂交当年结________(选填“有籽”或“无籽”)西瓜，其果皮颜色为________。
(2)秋水仙素的作用是________________________________________________________。
(3)由于工作人员的疏忽，进行a操作时，其中有一株幼苗没有用秋水仙素处理，其通过杂交获得了有籽西瓜。第二年，工作人员将该种子(F1)播种，用一定浓度的秋水仙素处理其幼苗，并让F1与白皮小籽西瓜植株杂交获得F2(提示：F1进行减数分裂时，每4条同源染色体等量随机分配到配子中去，其产生的配子可育)。
①F1减数第二次分裂后期细胞中含有________个DNA分子，________个染色体组，________对同源染色体。
②从F2中可以选出白皮小籽的西瓜品种吗？为什么？__________________________。
③若只考虑种皮这一对相对性状的遗传，则F2的基因型及比例为________________。
答案　(1)有籽　绿皮　(2)抑制有丝分裂时纺锤体的形成，使细胞中的染色体数目加倍　(3)①44　4　22　②不能，因为F2是三倍体，其减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子(或F2是三倍体，其高度不育)　③AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1
解析　纯种绿皮大籽西瓜基因型为AABB，白皮小籽西瓜基因型为aabb，用一定浓度的秋水仙素处理纯种绿皮大籽幼苗后基因型为AAAABBBB，其和aabb杂交后形成受精卵AAaBBb，发育为种子，所以母本结的是有籽西瓜。因果实由母本的子房发育而成，果皮来自子房壁，母本基因型为AAAABBBB，所以果皮颜色为绿皮。第(3)小题所说幼苗没有用秋水仙素处理，基因型为AABB，其和aabb杂交后形成子代AaBb，用秋水仙素处理后为AAaaBBbb，染色体数为44，染色体组为4组。减数第一次分裂同源染色体分离后，减数第二次分裂后期着丝粒分开，DNA数为44，染色体数为44，染色体组为4组，同源染色体为22对。AAaaBBbb和白皮小籽西瓜植株aabb杂交后得到F2为三倍体，因为减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子，所以形成的三倍体高度不育，不能作为品种得以保留。AAaa在四条同源染色体上，在分离时随机分配，因此有AA、Aa、aa三种组合，比例为1∶4∶1，和a一种配子，随机结合后得到的F2的基因型及其比例为AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1。
13．普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答下列问题：
(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________________。
(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是_______________________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病新品种的方法是___________________________________。
获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
(5)(加试)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。______________________________
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答案　(1)自交　　(2)矮秆抗病Ⅱ　(3)C　基因突变频率低且多方向　(4)秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍　100%　(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果
解析　(1)A组为杂交育种，由F1获得F2的方法为自交，F2中矮秆抗病植株(ttR_)中不能稳定遗传的占。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是矮秆抗病Ⅱ，因其为单倍体植株，往往表现为高度不育。(3)由于基因突变是多方向的，故诱变育种最具盲目性。(4)矮秆抗病Ⅱ需经人工诱导染色体加倍，方可获得新品种，且一经加倍，一定为纯合子。(5)确认该矮秆小麦是否为遗传物质变化所引起的，可设计与高秆小麦的杂交实验，或改变种植环境予以确认。
[真题体验]
14．(2015·江苏，15)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)
A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体畸变
C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传的变异
答案　A
解析　白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A项错；X射线可引起基因突变和染色体畸变，B项对；应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C项对；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传的变异，否则为不遗传的变异，D项对。
15．(2013·江苏，25)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(多选)(　　)
A．利用①、③品种间杂交筛选获得a
B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法
D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c
答案　CD
解析　利用①、②品种间杂交后筛选可获得a，A错误；染色体加倍并不改变原有的基因，只有通过诱变育种，可由③选育出b，B错误；诱变育种和转基因技术均可获得原品种不具有的新性状，C、D正确。