课件13张PPT。章末整合网络构建高考体验网络构建高考体验1.(2017·全国Ⅱ卷,6)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定,其中,A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素;B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素;D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达;相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交,F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,则杂交亲本的组合是( )
A.AABBDD×aaBBdd,或AAbbDD×aabbdd
B.aaBBDD×aabbdd,或AAbbDD×aaBBDD
C.aabbDD×aabbdd,或AAbbDD×aabbdd
D.AAbbDD×aaBBdd,或AABBDD×aabbddD解析:两黄色纯合亲本杂交F1均为黄色,F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比,F2表现型比值符合(3∶1)3的变式,因此F1控制毛色的三对基因皆为杂合,即F1的基因型为AaBbCc,满足此条件的亲本组合只有D选项的组合。2.(2017·全国Ⅲ卷,6)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是( )
A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同
B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的
C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的
D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的D解析:人的身高由基因决定,同时受环境影响,因此两个个体的身高不相同,他们的基因型可能相同,也可能不相同;光是叶绿素合成的必要条件,在黑暗环境中无法合成叶绿素,使绿色幼苗变成黄色,这是由环境造成的;血型中的O型是隐性性状,因此O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的;豌豆的高茎是显性性状,高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎是性状分离的结果。3.(2016·全国Ⅲ卷,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体
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D解析:题中“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”,该结果相当于测交后代表现出了1∶3的分离比,可推断该相对性状受两对等位基因控制,且两对基因独立遗传,位于两对同源染色体上。设相关基因为A、a和B、b。由F2的性状分离比接近9∶7,可推知A B 表现为红花,A bb、aaB 、aabb都表现为白花,因此F2中的白花植株中既有纯合体也有杂合体;F2中红花植株的基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb,共4种;F2中白花植株的基因型有 5种,比红花植株的基因型种类多。?4.(2016·全国Ⅱ卷,32)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
有毛白肉A×无毛黄肉B 无毛黄肉B×无毛黄肉C 有毛白肉A×无毛黄肉C
↓ ↓ ↓
有毛黄肉∶有毛白肉为1∶1 全部为无毛黄肉 全部为有毛黄肉
实验1 实验2 实验3回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为 ,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为 。?
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为 。?
(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。?解析:(1)由实验1结果可知有毛为显性性状;由实验3结果可知黄肉为显性性状。
(2)由实验1结果:有毛×无毛→有毛、白肉×黄肉→黄肉∶白肉为1∶1,可知有毛白肉A、无毛黄肉B的基因型分别为DDff、ddFf;再由实验2结果可知无毛黄肉C的基因型为ddFF。
(3)无毛黄肉B自交:ddFf×ddFf→1ddFF∶2ddFf∶1ddff,则自交子代的表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。
答案:(1)有毛 黄肉 (2)DDff、ddFf、ddFF (3)无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1 (4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为 。?
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有 。?解析:(4)由实验3子代的基因型为DdFf,其自交时的遗传遵循自由组合定律,故其子代的表现型及比例为有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1。
(5)实验2:ddFf×ddFF→ddFF、ddFf,则子代无毛黄肉的基因型有ddFF、ddFf。答案:(4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1 (5)ddFF、
ddFf点击进入 检测试题谢谢观赏！课件55张PPT。第1章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)教师参考新课导入一:回顾必修1教材中关于核酸的作用:核酸是一切生物的遗传物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用。为什么说核酸是生物的遗传物质?科学家们是怎样发现遗传物质的?它如何起作用?其遗传规律是怎样的?要弄清这一系列的问题还是让我们先从孟德尔的豌豆杂交实验(一)开始吧。
新课导入二:英国一漂亮的女演员曾向大文豪萧伯纳求婚。
女演员说:“因为你是个天才,我不嫌你年迈丑陋。假如我和你结合的话,咱们的后代有你的智慧和我的美貌,那一定是十全十美了。”萧伯纳回答说:“你的想象很是美妙,可是生下来的孩子外貌像我,智慧像你,那又怎么办呢?”
同学们,你猜一猜他们的孩子长相会像他们说的那样吗?
提示:不一定。
同学们想知道亲子之间的遗传有什么规律吗?
从今天开始,我们循着孟德尔杂交实验的足迹,探索遗传规律吧。【学习目标】 1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。2.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。3.运用分离定律解释一些遗传现象。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、用豌豆做遗传实验的优点及实验方法
阅读教材P2～P3,完成以下问题。
1.豌豆作为遗传实验材料的优点自花闭花性状2.人工异花传粉的一般步骤
(1) :除去母本未成熟花的全部雄蕊(2)套袋:套上纸袋,以免外来花粉干扰(3) :待雌蕊成熟时,采集另一植株的花粉,撒在去雄花的雌蕊柱头上(4)套袋:传粉后继续套袋,防止外来花粉干扰去雄传粉?思考1? 为何去雄时选择未成熟豌豆花?
提示:由于豌豆是闭花受粉植物,成熟后就已受粉,所以去雄时应选择未成熟花。二、一对相对性状的杂交实验——提出问题
阅读教材P4～P5,完成以下问题。矮茎相对显性性状分离3∶1 ?思考2? 孟德尔选择让F1自交,其目的是什么?
提示:判断亲代矮茎性状在遗传过程中是不是消失了。
?判断?
(1)狗的长毛与猪的短毛属于相对性状。( )
(2)隐性性状即后代表现不出来的性状。( )
(3)F1指第一代。( )
(4)性状分离是子代同时出现显性性状和隐性性状的现象。( )
(5)“?”表示自交,“×”表示杂交。( )××××√三、对分离现象的解释——提出假说
阅读教材P5～P6,完成以下问题。
1.理论解释
(1)生物的性状是由 决定的。
(2)体细胞中遗传因子是 存在的。
(3)生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的 彼此分离,分别进入不同的配子中。配子中只含有每对 中的一个。
(4)受精时,雌雄配子的结合是 的。遗传因子成对遗传因子遗传因子随机2.遗传图解即F2中遗传因子组成及比例是 ,F2性状分离比是 。DDDDdDD∶Dd∶dd=1∶2∶1 高茎∶矮茎=3∶1 3.性状分离比的模拟实验
(1)模拟内容雌、雄配子雌、雄生殖器官 随机结合(2)操作步骤取小桶并编号 → 分装彩球 → 混合彩球 → 随机取球 → 放回 →
重复实验(3)分析结果得出结论:彩球组合类型数量比为DD∶Dd∶dd≈ ,彩球代表的显隐性性状的数值比为显性∶隐性≈ 。1∶2∶1 3∶1 ?思考3? (1)在豌豆一对相对性状杂交实验中,随机从F2中选出4株豌豆,一定是3株高茎和1株矮茎植株吗?为什么?
提示:不一定,统计数量太少,可能偏离3∶1。
(2)上述性状分离比的模拟实验,为什么要重复50～100次?
提示:为了确保样本数目足够多,重复次数越多,实验结果越准确。
(3)两个小桶内小球必须一样多吗?
提示:不一定。四、对分离现象解释的验证——演绎推理,验证假说
阅读教材P6～P7,完成以下问题。
1.验证方法: ,即F1与隐性纯合子杂交。测交2.测交实验图解dd3.测交结果:测交后代中 的分离比约为1∶1。
4.结论:由测交后代分离比约为1∶1,证明F1是杂合子,能产生D和d两种配子,且这两种配子的比例是 。高茎和矮茎1∶1?思考4? 为什么用测交的方法能证明F1产生配子的类型及比例?
提示:因为测交子代的表现型和比例能真实地反映出F1产生配子的类型及比例,从而能够推知F1遗传因子的组成。
五、分离定律——得出结论
阅读教材P7,完成以下问题。
1.遗传因子的状态:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子 存在,不相 。
2.发生时期:在形成 时。
3.规律:控制同一性状的成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入 中,随配子遗传给后代。成对融合配子不同的配子?选择?
孟德尔利用豌豆作为实验材料进行植物杂交实验,成功地发现了生物的遗传规律。下列各项中不是豌豆作为遗传实验材料的优点是( )
A.豌豆是严格的闭花自花受粉植物
B.豌豆在自然状态下一般是纯种
C.豌豆具有许多明显的相对性状
D.杂种豌豆自交后代容易发生性状分离D探究一课堂探究 解疑难·提能力遗传学相关概念教师参考问题引领:
1.狗的长毛与黑毛是一对相对性状吗?
2.相对性状分别由什么控制?
3.怎样根据遗传因子的组成区分纯合子和杂合子?
4.举例说明各种交配类型?1.性状类
(1)相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型。
(2)显性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,F1中显现出来的性状。
(3)隐性性状:具有相对性状的两纯种亲本杂交,F1中未显现出来的性状。
(4)性状分离:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
2.遗传因子类
(1)显性遗传因子:决定显性性状的遗传因子,用大写英文字母表示。
(2)隐性遗传因子:决定隐性性状的遗传因子,用小写英文字母表示。
3.个体类
(1)纯合子:遗传因子组成相同的个体,包括显性纯合子和隐性纯合子。
(2)杂合子:遗传因子组成不同的个体。4.交配类【典例1】 (2017·广东佛山段考)下列各组性状互为相对性状的是( )
A.人的白色皮肤和黑色头发
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解析:一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫相对性状。人的白色皮肤和黑色头发,不属于同一性状,因此不属于相对性状;玉米的黄粒是颜色,圆粒是形状,不属于相对性状;豌豆的高茎是指茎的高度,豆荚绿色是豆荚的颜色,不属于相对性状。答案:B方法透析 相对性状的判断技巧
抓住“两个同”和“一个不同”,即“同种生物”“同一性状”和“不同表现类型”。备选例题下列叙述中,正确的是( )
A.两个纯合子的后代必是纯合子
B.两个杂合子的后代必是杂合子
C.纯合子自交后代都是纯合子
D.杂合子自交后代都是杂合子C解析:两个纯合子的后代不一定是纯合子,如AA×aa,后代为杂合子;两个杂合子的后代也不全是杂合子,如Aa×Aa,后代为AA、Aa、aa;杂合子自交后代有纯合子和杂合子。【题组演练】
1.(2017·北京怀柔期末)下列有关纯合子的叙述错误的是( )
A.由相同遗传因子组成的雌雄配子结合发育而来
B.连续自交,性状能稳定遗传
C.纯合子杂交后代一定是纯合子
D.其遗传因子的组成一定相同解析:纯合子由遗传因子组成相同的雌雄配子结合而成,其遗传因子的组成一定相同;连续自交,不会发生性状分离,性状能稳定遗传;但杂交后代一定不是纯合子,如纯合的AA与aa杂交后代即是杂合子。C2.(2017·安徽师范大学附属中学期中)下列关于遗传学的基本概念的叙述中正确的是( )
A.后代同时出现显性性状和隐性性状的现象就叫性状分离
B.纯合子杂交后代都是纯合子,杂合子自交后代都是杂合子
C.性状表现相同的生物,遗传因子组成不一定相同
D.麂的白毛和黑毛,狗的长毛和卷毛都是相对性状解析:性状分离是指在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象;纯合子杂交后代是杂合子,如AA与aa杂交,后代是Aa,杂合子的自交后代会出现纯合子,例如Aa自交,后代为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1;性状表现相同的生物遗传因子组成不一定相同,如遗传因子组成为AA和Aa的个体表现型相同;同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状,麂的白毛和黑毛,狗的长毛和短毛、直毛和卷毛才是相对性状。C3.下列遗传实验中,属于性状分离的是( )
①纯种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代全是高茎豌豆
②杂种高茎豌豆自交,产生的后代中有高茎和矮茎豌豆
③杂种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交,后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆
④红眼果蝇的后代中出现了红眼果蝇和白眼果蝇
A.①② B.②③ C.②④ D.③④解析:在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象为性状分离,以上实验中,只有②④属于性状分离。C探究二教师参考问题引领:
1.若某种植物有的开红花,有的开白花,怎样判定其显隐性关系?
2.若红花为显性性状,现有若干株开红花的植株,怎样确定其遗传因子组成?
3.纯合子自交产生的后代是否会发生性状分离?显、隐性及纯合子、杂合子的判断1.相对性状中显、隐性的判断(A、B表示一对相对性状)
(1)定义法(杂交法)(2)自交法>无法判断显隐性，
只能采用杂交法 说明:自交法的依据是性状分离的结果,即若自交发生性状分离,则新出现的性状为隐性性状;若不发生性状分离,则不能判断其显隐性关系。2.显性性状的个体是纯合子还是杂合子的判断
(1)与隐性纯合子相交(测交法)
待测个体×隐性纯合子(2)自交法
待测个体说明:当待测个体为动物时,常用测交法;当待测个体为植物时,测交法、自交法均可,但自交法更简便。【典例2】 (2017·广东佛山段考)下表是大豆的花色四个组合的遗传实验结果,若控制花色的遗传因子用D、d来表示。请分析表格回答问题:解析:(1)表中能判断显隐性关系的杂交组合是三;组合三发生了性状分离,即根据紫花和紫花杂交,后代出现白花性状,可知白花是隐性,紫花是显性。答案:(1)三 紫花 (1)表中能判断显隐性关系的杂交组合是 ;其中,显性性状是 。?(2)组合一的交配类型是 ;其中紫花亲本的遗传因子组成为 。?
(3)组合三中的F1显性类型植株中,杂合子所占比例为 。?
(4)组合三中,F1中同时出现紫花与白花的现象,在遗传学上称为 。?解析:(2)由于白花是隐性性状,故组合一的交配类型是测交。由F1表现型可知紫花亲本的遗传因子组成为Dd。答案:(2)测交 Dd (3)2/3 (4)性状分离(4)组合三中,F1中同时出现紫花与白花的现象,在遗传学上称为性状分离。性状分离是指杂合子自交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象。方法透析 显隐性关系判断的另外两种方法
(1)根据子代分离比判断:若一对遗传因子控制的性状,当亲本交配后代出现3∶1的性状分离比时,可直接判定占 的性状为显性性状。(2)假设法:假设其中一种性状为显性性状,另一种为隐性性状,据题目条件推导结果与题目条件是否均一致,若均一致则假设正确,否则与假设相反。备选例题(2017·江苏江阴期中)采用下列哪一组方法,可以依次解决①～③中的遗传问题( )
①鉴定一只白兔是否为显性纯种 ②在一对相对性状中区分显隐性 ③不断提高水稻抗病品种的纯合度
A.杂交、自交、测交 B.杂交、杂交、杂交
C.测交、测交、杂交 D.测交、杂交、自交D解析:题干①中是动物纯种的鉴定,鉴定动物显性性状是否是纯合子最简便的方法是测交;题干②中显、隐性性状的区分可以用具有相对性状的两亲本杂交的方法,若后代只有一种表现性状,则后代表现出的那个亲本的性状即为显性性状,未表现的为隐性性状;题干③中在植物育种过程中要提高水稻品种的纯合度通常用连续自交的方法;所以依次解决①～③中的遗传问题的方法是测交、杂交、自交。【题组演练】
1.(2017·四川成都期中)下列关于大豆花色性状的杂交实验中,能判定性状显隐性关系的是( )
①紫花×紫花→紫花
②紫花×紫花→301紫花+101白花
③紫花×白花→紫花
④紫花×白花→98紫花+107白花
A.②和③ B.①和② C.③和④ D.①和④A解析:①紫花×紫花→紫花,亲子代性状一致,可能是AA×AA→AA,也可能是aa×aa→aa,所以无法判断显隐性关系,①错误;②紫花×紫花→紫花+白花,紫花与紫花杂交后代出现了白花,所以白花为隐性性状,紫花为显性性状,②正确;③紫花×白花→紫花,具有一对相对性状的亲本杂交,子代出现的是显性性状,没有出现的性状是隐性性状,所以紫花为显性性状,白花为隐性性状,③正确;④紫花×白花→紫花+白花,可能是Aa(紫花)×aa(白花)→Aa(紫
花)、aa(白花),也可能是aa(紫花)×Aa(白花)→aa(紫花)、Aa(白花),所以无法判断显隐性关系,④错误。综上所述②和③可以判断出显隐性关系。2.(2017·河北张家口月考)如图为鼠的毛色(黑色和白色)遗传图解,已知6号个体是一只雌性鼠。下列说法正确的是( )
A.7号鼠为杂合子的概率是1/2
B.5号鼠一定是杂合子
C.鼠的白色是显性性状
D.6号鼠是纯合子的概率为25%解析:根据4号、5号都是黑色,而它们的后代6号是白色可得,黑色为显性,白色为隐性;根据以上分析,4、5号都是杂合子,则7号是杂合子的概率为2/3;6号白色是隐性纯合子,即为纯合子的概率为100%。B探究三教师参考问题引领:
1.什么是分离定律?如何运用分离定律推断亲子代遗传因子组成及性状表现问题?
2.若已知子代规律性比值怎么推知亲代的遗传因子组成?
3.由亲代遗传因子组成,用什么方法求出子代某一性状出现的概率?分离定律的解题思路及其概率计算1.分离定律的解题思路
分离定律的问题主要有两种类型:正推型和逆推型
(1)由亲代推断子代的遗传因子组成、表现类型——正推型
①若亲代中有显性纯合子(AA),则子代一定表现为显性性状(A )。?
②若亲代中有隐性纯合子(aa),则子代中一定含有隐性遗传因子( a)。?(2)由子代推断亲代的遗传因子组成与性状表现——逆推型
①分离比法:
子代 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,遗传因子只能来自父母双方,因此亲代遗传因子组成中必然都有一个a遗传因子。
③填充法:先根据亲代性状表现写出能确定的遗传因子,显性性状遗传因子组成可用A 来表示,隐性性状遗传因子组成只有一种aa。根据子代中一对遗传因子分别来自两个亲本,推出未知部分即可。?
2.概率计算
(1)用经典公式计算:概率=(某性状或遗传因子组合数/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,再根据题意将相关的两种配子概率相乘,将相关个体的概率相加即可。
实例:两只白羊生了两只白羊和一只黑羊,如果它们再生一只小羊,其毛色是白色的概率是多少?是黑色的概率是多少?
分析:两只白羊所生的后代中出现了性状分离,则新出现的黑色为隐性性状,且双亲均为杂合子。设用B、b表示显隐性遗传因子,则双亲的遗传因子组成均为Bb,子代白羊的遗传因子组成为BB或Bb,黑羊的遗传因子组成为bb。
①方法一:用分离比直接推出
Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb。【典例3】 (2017·湖北孝感期中)小鼠的毛色灰色和白色由一对遗传因子A、a控制,下表是四组亲本小鼠杂交的后代统计结果。(1)小鼠的体色遗传遵循 定律,显性性状为 。?
(2)组合 中的两亲本一定都为纯合子,其后代遗传因子组成为 。?
(3)写出组合④可能的亲本遗传因子组成: 。?解析:(1)分析组合②可知,亲本灰色与灰色杂交,后代出现性状分离现象,且分离比为灰色∶白色=118∶39,接近3∶1,说明小鼠的体色遗传遵循基因的分离定律,且显性性状为灰色,隐性性状为白色。
(2)(3)根据上述分析可知,组合①灰色与白色杂交,后代灰色∶白色=82∶78,接近1∶1,为测交实验的结果,说明组合①亲本灰色遗传因子组成为Aa,白色遗传因子组成为aa;组合③的亲本遗传因子组成均为aa;组合④亲本灰色与灰色杂交,后代全部为灰色,说明亲本灰色遗传因子组成为AA×AA或AA×Aa;因此组合③中的两亲本一定都为纯合子(aa),其后代遗传因子组成为aa。答案:(1)分离 灰色 (2)③ aa (3)AA×AA、AA×Aa(4)如果组合①的灰色雌鼠亲本和组合③的白色雄鼠亲本杂交,后代的表现型及比例为 。?解析:(4)组合①的灰色雌鼠亲本的遗传因子组成为Aa,组合③的白色雄鼠亲本遗传因子组成为aa,如果组合①的灰色雌鼠亲本和组合③的白色雄鼠亲本杂交,则后代的表现型及比例为灰色∶白色=1∶1。答案:(4)灰色∶白色=1∶1备选例题已知小麦抗锈病是由显性基因控制的,让一株杂合子小麦自交得F1,淘汰掉其中不抗锈病的植株后,再自交得F2,从理论上计算,F2中不抗锈病占植株总数的( )
A.1/4 B.1/6 C.1/8 D.1/16B解析:假设抗锈病的杂合子小麦的基因型为Aa,自交以后,淘汰掉不抗锈病的植株以后,其中抗锈病植株(基因型为1/3AA、2/3Aa)再自交,不抗锈病的植株占植株总数的2/3×1/4=1/6。【题组演练】
1.水稻某些品种,茎秆的高矮是由一对遗传因子控制的,对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交,其后代中杂合子的概率是( )
A.0% B.25% C.50% D.75%解析:根据题意,F1一定为杂合子;F1测交,其F2的表现型中,高茎∶矮茎=1∶1,所以测交后代中,杂合子的概率为50%。C2.(2017·河北张家口月考)豌豆种皮的灰色(G)对白色(g)为显性,现将F1(杂合子)种植并连续自交。不正确的是( )
A.F1植株上所结的种子的种皮全为灰色
B.F1植株上所结种子的子叶遗传因子组成有三种
C.F2植株上所结种子的种皮全为灰色
D.F2植株上所结种子的子叶遗传因子组成纯合的概率为3/4解析:由于F1植株为杂合子,所结种子的种皮由母本遗传因子组成决定,所以全为灰种皮;F1植株上所结种子的子叶属于F2,所以其遗传因子组成有GG、Gg和gg三种;由于F2中植株的遗传因子组成有三种,其中GG和Gg植株所结的种子的种皮全为灰色,而gg植株所结种子的种皮则为白色;F2中杂合子Gg会发生性状分离,而纯合子GG和gg不会发生性状分离,所以F2中GG为原有的1/4加上Gg分离产生的2/4×1/4=1/8,所以共占3/8。同理,gg所占比例也为3/8。而Gg所占比例为2/4×1/2=2/8,所以F2植株上所结种子的子叶遗传因子组成及比例为GG∶Gg∶gg=3∶2∶3,即纯合子占6/8
=3/4。C3.豌豆的花色中紫色对白色为显性。一株杂合紫花豌豆连续自交繁殖三代,则F3中开紫花的豌豆植株与开白花的豌豆植株的比例为( )
A.3∶1 B.15∶7 C.9∶7 D.15∶9解析:杂合紫花豌豆连续自交繁殖,F3中杂合子Aa占1/23,纯合子占1-1/23=
7/8,隐性纯合子占7/16,显性纯合子也占7/16,因此开紫花的豌豆占9/16,开白花的豌豆占7/16。C4.某玉米品种含一对等位基因A和a,其中a基因纯合的植株花粉败育,即不能产生花粉,含A基因的植株完全正常。现有基因型为Aa的玉米若干,每代均为自由交配直至F2,F2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为( )
A.1∶1 B.3∶1 C.5∶1 D.7∶1解析:亲本Aa自交产生的F1的类型及比例为1AA∶2Aa∶1aa,F1产生的雌配子有2种:1/2A、1/2a;由于aa的花粉不育,因而产生两种雄配子2/3A、1/3a,雌雄配子随机结合产生后代中花粉败育的aa占1/6,则正常的占5/6,故F2植株中正常植株与花粉败育植株的比例为5∶1。C图说教材:杂合子自交后代中纯合子与杂合子所占比例(1)具有一对相对性状的杂合子(Aa)自交,由于杂合子按一定比例发生性状分离,子代中杂合子(Aa)按一定规律减少,最终接近于零,Fn(n是自交次数)中杂合子(Aa)所占的比例为1/2n,为图中曲线③。(2)杂合子(Aa)连续自交,子代中显性纯合子(AA)和隐性纯合子(aa)不发生性状分离,子代中杂合子(Aa)发生性状分离且产生纯合子(AA和aa)的比例和杂合子(Aa)的比例相等,则连续自交,纯合子(AA和aa)比例逐渐增大,最终接近于1,Fn(n是自交次数)中纯合子所占的比例为1-1/2n,为图中
曲线①。
(3)由该曲线得到的启示是:在育种过程中,选育符合人们要求的个体,可进行连续自交,直到性状不再发生分离为止,即可留种推广使用。
(4)在杂交育种中,因为育种需要,要淘汰劣种,这样子代就不是一个整体了,要注意把淘汰的去掉。如在杂合子(Aa)连续自交过程中,Fn中杂合子占1/2n,显性纯合子占1/2(1-1/2n),逐代淘汰aa个体时,根据Aa/(AA+Aa)计算可得,Fn中杂合子的比例为2/(2n+1),根据AA/(AA+Aa)计算可得Fn中显性纯合子所占的比例为(2n-1)/(2n+1)。【跟踪训练】
将遗传因子组成为Aa的豌豆连续自交,在后代中的纯合子和杂合子按所占的比例得如图所示曲线,据图分析,错误的说法是( )
A.a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B.b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C.隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D.c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化解析:Aa个体自交一代产生个体比为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,纯合子的比例由0变成了50%,若再次自交还会提高纯合子的比例,所以自交代数越多,纯合子占的比例越高。其中AA与aa的比例是相同的,所以b曲线也可以表示隐性纯合子所占比例变化。C【知识回顾与网络构建】
1.关键语句
(1)豌豆作为遗传实验材料的主要优点:自花传粉和闭花受粉;具有易于区分的相对性状。
(2)具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出的性状为显性性状。
(3)在一对相对性状的杂交实验中,F2的性状分离比为3∶1;在测交实验中,性状分离比为1∶1。
(4)纯合子自交后代仍为纯合子,杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子。
(5)分离定律的实质:在形成配子时,控制同一性状的成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练A点击进入 课时训练B谢谢观赏！课件54张PPT。第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教师参考新课导入一:孟德尔通过豌豆的一对相对性状的遗传实验,总结出分离规律,后来,他又产生新的疑问:一对相对性状的分离对其他相对性状有没有影响? 多对相对性状一起考虑又将如何?这就是孟德尔的豌豆杂交实验(二)。
新课导入二:一位农民在种玉米时,第一年选择粒多产量高的品种,不幸遇到病虫害,导致大量减产;第二年选种了抗虫害的品种,但该品种虽然抗虫,产量却很低,结果收成也不好。请大家想一想:如何培育既能抗病又高产的优良品种?
学习了第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二)再来解决该问题吧。【学习目标】 1.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。3.说出基因型、表现型和等位基因的含义。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、两对相对性状的杂交实验——观察现象、提出问题
阅读教材P9～P10,完成以下问题。黄色圆粒 分离定律3∶1 黄色皱粒、绿色圆粒 ?选择?
下列有关孟德尔两对相对性状的杂交实验的叙述错误的是( )
A.圆粒对皱粒为显性
B.每对相对性状的分离比都是3∶1
C.F2中重组类型约占子代的3/8
D.F1的表现型与亲本中黄色圆粒作为母本还是父本有关D二、对自由组合现象的解释——分析问题,提出假说
阅读教材P10,完成以下问题。
1.遗传图解yyrrYyRr黄皱绿圆Yyrr2.遗传因子决定性状
豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制。纯种黄色圆粒的遗传因子组成为YYRR;纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr。
3.F1的遗传因子组成
亲代中,YYRR产生一种YR配子,yyrr产生一种yr配子。两种配子结合后,产生的遗传因子组成为YyRr,表现为 。
4.F1配子的产生
(1)遗传因子的行为:F1在产生配子时,每对遗传因子 ,不同对的遗传因子可以 。黄色圆粒彼此分离自由组合(2)配子的种类及比例
F1产生的雌配子和雄配子各有4种,YR∶Yr∶yR∶yr= 。
5.F2的遗传因子组成及性状表现
(1)受精时,雌雄配子的结合是 的。
(2)雌雄配子有 种结合方式,F2的遗传因子组成共有 种。
(3)F2性状表现及比例
黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒= 。1∶1∶1∶1 随机1699∶3∶3∶1 ?判断?
(1)F1产生配子时,成对的遗传因子可以自由组合。( )
(2)因雌雄配子的结合方式有16种,所以F2中遗传因子的组合类型也有16种。( )
(3)F2中纯合子所占的比例为1/4。( )
(4)F1产生配子,雌配子∶雄配子=1∶1。( )
(5)F2黄色圆粒中纯合子占1/9。( )××√×√三、对自由组合现象解释的验证——演绎推理、实验验证
阅读教材P10～P11,完成以下问题。
1.方法:测交,即让F1与隐性纯合子杂交。2.测交遗传图解YRYryRyryyrryr11113.结论
孟德尔测交实验结果与预期的结果相符,从而证实了:
(1)F1产生 种且比例相等的配子。
(2)F1是 。
(3)F1在形成配子时,成对的遗传因子发生了 ,不同对的遗传因子表现为 。
?选择?
在两对相对性状的遗传实验中,可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是( )
①杂种自交后代的性状分离比 ②杂种产生配子类别的比例 ③杂种测交后代的表现型比例 ④杂种自交后代的基因型比例 ⑤杂种测交后代的基因型比例
A.①②④ B.②④⑤
C.①③⑤ D.②③⑤4杂合子分离自由组合D四、自由组合定律——得出结论
阅读教材P11,完成以下问题。
1.发生的时间: 。
2.遗传因子间的关系
控制不同性状的遗传因子的 是互不干扰的。
3.规律
(1)决定同一性状的成对的遗传因子 。
(2)决定不同性状的遗传因子 。形成配子时分离和组合彼此分离自由组合?选择?
基因自由组合定律的实质是( )
A.杂种后代中性状自由组合
B.性状分离比例是9∶3∶3∶1
C.杂种产生的配子自由组合
D.杂种产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合D五、孟德尔获得成功的原因及其遗传规律的再发现
阅读教材P11～P12,完成以下问题。
1.孟德尔获得成功的原因
(1)正确选用豌豆作为实验材料是成功的首要条件。
(2)在对生物的性状分析时,首先针对一对相对性状进行研究,再对两对或多对相对性状进行研究。(3)对实验结果进行 分析。
(4)科学地设计了实验的程序。按提出问题→假设(解释)→实验验证→总结规律的科学实验程序进行。
2.孟德尔遗传规律的再发现
(1)1909年,丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”命名为 ,并提出了表现型和基因型的概念。
①表现型:指生物个体表现出来的 ,如豌豆的高茎和矮茎。
②基因型:指与表现型有关的基因组成,如DD、Dd、dd。
③等位基因:指控制 的基因,如D和d。
(2) 被世人公认为“遗传学之父”。统计学基因性状相对性状孟德尔?思考? 表现型相同的个体,基因型不一定相同,基因型相同的个体,表现型是否一定相同?
提示:不一定。因为生物的表现型除了受基因控制之外,还受环境等因素的影响。探究一课堂探究 解疑难·提能力孟德尔两对相对性状杂交实验的相关结论分析教师参考问题引领:
1.怎样理解F1配子形成规律?
2.两对相对性状杂交实验结果有什么规律?
3.F2中9∶3∶3∶1分离比成立的条件是什么?为什么F2会出现不同于9∶3∶3∶1的分离比?1.F1的配子形成分析
F1产生配子时,成对基因彼此分离,不成对的基因自由组合。2.孟德尔两对相对性状杂交实验的结果分析
F2共有16种组合,9种基因型,4种表现型。
(1)基因型(2)表现型3.F2中9∶3∶3∶1分离比成立的条件
(1)亲本必须是纯种。
(2)两对相对性状由两对等位基因控制且完全显性。
(3)不存在基因间的相互影响现象。
(4)配子全部发育良好,后代存活率相同。
(5)所有后代都应处于一致的环境中且存活率相同。
(6)后代数量足够多。
如果有一种或几种条件发生变化,则F2可能会出现不同于9∶3∶3∶1的结果。【典例1】 (2017·黑龙江牡丹江期中)研究发现,小麦颖果皮色的遗传中,红皮与白皮这对相对性状的遗传涉及Y、y和R、r两对等位基因。两种纯合类型的小麦杂交,F1全为红皮,用F1与纯合白皮品种做了两个实验,如下:
实验1:F1×纯合白皮,F2的表现型及数量比为红皮∶白皮=3∶1;
实验2:F1自交,F2的表现型及数量比为红皮∶白皮=15∶1。
分析上述实验,回答下列问题:(1)根据实验 可推知,与小麦颖果的皮色有关的基因Y、y和R、r位于 对同源染色体上。?解析:根据实验2,F1自交,F2的表现型及数量比为红皮∶白皮=15∶1,是9∶
3∶3∶1的变式,说明小麦颖果的皮色遗传遵循基因的自由组合定律,且基因型为yyrr的小麦颖果表现为白皮,基因型为Y R 、Y rr、yyR 的小麦颖果都表现为红皮,则F1基因型为YyRr。?
(1)根据实验2分析可知,与小麦颖果的皮色有关的基因Y、y和R、r位于2对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。答案:(1)2 两解析:(2)实验2的F2中,一共有3×3=9种基因型,其中只有yyrr是白色,所以红色的基因型有8种,假设红色个体的总数为15,其中红色的15份中有3份是纯合子,所以红色中纯合子的比例为3÷15=1/5。答案:(2)8 1/5(2)实验2的F2中红皮小麦的基因型有 种,其中纯合子所占的比例为 。?方法透析 解“9∶3∶3∶1”分离比变式的方法——合并同类项
一般情况下,双杂合子自交后代表现型比值为9(双显)∶3(一显一隐)∶3(一隐一显)∶1(双隐),当出现某些限制性因素时,会出现不同于9∶3∶3∶1的比值,此时可将特殊分离比看作 9∶3∶3∶1比例的变式,将相关比例合并,如上题中的9份+3份+3份=15份,简称“合并同类(相同表现类型)项”。备选例题(2017·河南南阳期中)两对基因(A、a和B、b)自由组合,基因型为AaBb的植株自交,后代表现型与亲本不同的类型中纯合子所占的比例是( )
A.1/4 B.4/7
C.3/16 D.3/7D解析:两对基因(A、a和B、b)自由组合,基因型为AaBb的植株自交,后代表现型有9A B 、3A bb、3aaB 、1aabb,与亲本不同的类型(3A bb、3aaB 、1aabb)中纯合子(AAbb、aaBB、aabb)所占的比例是 。 【题组演练】解析:F1自交得F2,F2出现9∶3∶3∶1分离比必须满足B、C、D三项中所述条件,否则不会出现9∶3∶3∶1的分离比;而亲本为纯种黄色皱粒豌豆与纯种绿色圆粒豌豆时,F2也会出现9∶3∶3∶1的分离比。A1.(2016·河北保定月考)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中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒的比例为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粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆
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2.(2017·湖北孝感期中)选择纯合黄色皱粒(YYrr)与绿色圆粒(yyRR)杂交得F1,F1自交产生F2。F2的统计结果如下表。对此说法不正确的是( )DA.这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律
B.F2中黄色圆粒的基因型有4种
C.F2的绿色圆粒中杂合子占2/3
D.F2中亲本类型占5/8,重组类型占3/8解析:结合题意分析表中数据可知,F2出现黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1的性状分离比,说明这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律;同时可判定此遗传过程中F1的基因型为YyRr,其自交后代F2中Y R ∶Y rr∶yyR ∶yyrr=9∶3∶3∶1,因此F2中黄色圆粒的基因型有YYRR、YYRr、YyRR、YyRr共4种;F2的绿色圆粒中yyRR∶yyRr=1∶2,故杂合子占2/3;F2中亲本类型(黄色皱粒与绿色圆粒)占3/16+3/16=3/8,重组类型(黄色圆粒与绿色皱粒)占9/16+1/16=5/8。?3.(2017·宁夏育才中学月考)两对相对性状的基因自由组合,如果F2的性状分离比分别为9∶7、9∶6∶1和15∶1,那么F1与双隐性个体测交得到的性状分离比是( )
A.1∶3,1∶2∶1和3∶1
B.1∶3,4∶1和1∶3
C.1∶2∶1,4∶1和3∶1
D.3∶1,3∶1和1∶4解析:第一种情况:AaBb产生的F2的分离比是9∶7,根据9∶3∶3∶1,推测A、B都存在是一种性状,占9份,其他是一种性状,占7份。所以AaBb与aabb测交,得到的分离比是1∶3。
第二种情况:AaBb产生的F2的分离比是9∶6∶1,(9指每对基因至少带一个显性基因,6指只带有一对隐性基因,1指带有2对隐性基因),测交得到的分离比是1∶2∶1。
第三种情况:AaBb产生的F2的分离比是15∶1(15指带有一个或一个以上的显性基因,1指无显性基因,即aabb),所以测交得到的分离比是3∶1。A探究二教师参考问题引领:
1.符合自由组合定律的遗传问题能用分离定律解决吗?为什么?
2.如何将两对相对性状的自由组合定律问题拆分为分离定律问题来解决?
3.多对相对性状的自由组合定律拆为多个分离定律后,对其结果怎样处理?用分离定律解决自由组合定律的问题1.思路
将自由组合定律问题分解为若干个分离定律问题,分别进行求解,最后加以组合,如AaBb×Aabb可以分解为以下两个分离定律:Aa×Aa、Bb×bb。2.类型
(1)配子类型及概率的问题
如AaBbCc产生的配子种类数为:
Aa Bb Cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 2=8种;
又如AaBbCc产生ABC配子的概率为:(2)子代的基因型及概率问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交后,求其子代的基因型及概率,可将其分解为3个分离定律:
Aa×Aa →后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa);
Bb×BB →后代有2种基因型(1BB∶1Bb);
Cc×Cc →后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。(3)表现型类型及概率的问题
如AaBbCc×AabbCc,求其杂交后代可能出现的表现型种类数。可分解为3个分离定律:
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A ∶1aa);?
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb);
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C ∶1cc)。?
所以,AaBbCc×AabbCc后代中有2×2×2=8种表现型。又如该双亲后代中表现型A bbcc出现的概率为:?(4)已知子代表现型分离比推测亲本基因型
①9∶3∶3∶1?(3∶1)(3∶1)?(Aa×Aa)(Bb×Bb)?AaBb×AaBb
②1∶1∶1∶1?(1∶1)(1∶1)?(Aa×aa)(Bb×bb)?AaBb×aabb或Aabb×
aaBb
③3∶3∶1∶1?(3∶1)(1∶1)?(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)?
AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。【典例2】 基因型为AABbCc的玉米与基因型为Aabbcc的玉米杂交,三对性状遗传符合基因自由组合定律,则子代中与亲本基因型不同的个体占( )
A.1/4 B.3/4 C.3/8 D.5/8解析:AABbCc×Aabbcc分解成三对:AA×Aa后代为1AA∶1Aa;Bb×bb后代为1Bb∶1bb;Cc×cc后代为1Cc∶1cc。子代中基因型为AABbCc的占1/2×
1/2×1/2=1/8,基因型为Aabbcc的占1/2×1/2×1/2=1/8,与亲本基因型相同的个体占1/8+1/8=1/4,则与亲本基因型不同的个体占1-1/4=3/4。答案:B方法透析 求子代基因型(或表现型)不同于亲本基因型(或表现型)的方法——间接求解法
由于多对相对性状遗传的后代中不同于亲本的基因型或表现型种类较多,而亲本只有两个,所以在求不同于亲本的问题时,可以先求出与两个亲本相同的基因型或表现型概率,然后求出不同于亲本的基因型或表现型概率。备选例题(2017·河南八市联考)小麦抗病(B)和无芒(R)分别对感病(b)和有芒(r)为显性,两对性状独立遗传。某抗病无芒小麦和感病有芒小麦为亲本进行杂交,得到的F1自交,F2的表现型及比例为抗病无芒∶抗病有芒∶感病无芒∶感病有芒=9∶15∶15∶25,则亲本的基因型为( )
A.BBRR×bbrr B.BbRr×bbrr
C.BbRR×bbrr D.BBRr×bbrrB解析:已知F2的表现型及比例为抗病无芒∶抗病有芒∶感病无芒∶感病有芒=9∶15∶15∶25,分别统计两对性状,后代抗病∶感病=3∶5,即抗病=3/8=3/4×1/2,说明子一代基因型都为Bb和bb,则亲本基因型为Bb和bb;后代无芒∶有芒=3∶5,即无芒=3/8=3/4×1/2,说明子一代基因型都为Rr和rr,则亲本基因型为Rr和rr。综上所述,抗病无芒小麦基因型为BbRr,感病有芒小麦基因型为bbrr。【题组演练】
1.(2016·河北衡水月考)基因型为AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交,两对基因独立遗传,则后代中( )
A.表现型4种,比例为3∶1∶3∶1;基因型6种
B.表现型2种,比例为3∶1,基因型3种
C.表现型4种,比例为9∶3∶3∶1;基因型9种
D.表现型2种,比例为1∶1,基因型3种A解析:基因型为AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交,两对基因独立遗传,则有Aa×aa→Aa∶aa=1∶1;Bb×Bb→BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,所以两者杂交后代中表现型有2×2=4(种),比例为(1∶1)×(3∶1)=3∶1∶3∶1;基因型有2×3=6(种)。2.(2017·广东汕头月考)已知A与a、B与b、C与c三对等位基因独立遗传,每对基因控制一对相对性状,基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是( )
A.表现型有8种,AaBbCc个体的比例为1/4
B.表现型有4种,aaBbcc个体的比例为1/16
C.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为1/8
D.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为1/16解析:基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交,后代表现型有2×
2×2=8(种),AaBbCc个体的比例为1/2×1/2×1/2=1/8;Aabbcc个体的比例为1/2×1/2×1/4=1/16;aaBbCc个体的比例为1/4×1/2×1/2=1/16。D3.(2017·湖南五市期中)控制植物果实质量的三对等位基因A/a、B/b和C/c对果实质量的作用相等,分别位于三对同源染色体上。已知基因型aabbcc的果实重120克,AABBCC的果实重240克。现有果树甲和乙杂交,甲的基因型为AAbbcc,F1的果实重为140～200克。则乙的基因型是( )
A.AaBBcc B.AaBbCc
C.aaBbCc D.aaBBccB解析:控制植物果实质量的三对等位基因对果实质量的作用相等,aabbcc的果实重120克,AABBCC的果实重240克,每个显性基因增重(240-120)÷6=20(克),又知三对等位基因分别位于三对同源染色体上,所以三对等位基因的遗传遵循自由组合定律,果树甲和乙杂交,F1的果实重为140～200克,F1显性基因的个数应是1个显性基因(140克)、2个显性基因(160克)、3个显性基因(180克)、4个显性基因(200克),又已知甲的基因型为AAbbcc,产生的配子的基因型是Abc,有1个显性基因A,因此乙产生的配子按显性基因的个数分,应是0个显性基因(abc),1个显性基因,2个显性基因和3个显性基因,四种配子,四个选项中,AaBBcc产生两种配子ABc和aBc,不符合要求,AaBbCc产生配子按显性基因的个数分为0个显性基因(abc),一个显性基因,两个显性基因,三个显性基因,四种配子,符合要求,aaBbCc产生配子按显性基因的个数分为0个显性基因(abc),一个显性基因,两个显性基因,3种配子,不符合要求,aaBBcc只产生一种配子aBc,不符合要求。探究三教师参考问题引领:
1.在动植物育种中,怎样将两个亲本的优良性状互补到一个个体上?
2.怎样计算两种遗传病家族的后代患病概率?自由组合定律在实践中的应用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的后代,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)培育隐性纯合子:自F2中筛选即可。(3)培育具显性性状的个体,一旦出现显性性状即可。2.在医学实践中的应用
在医学实践中,自由组合定律为遗传病的预测和诊断提供了理论依据。利用自由组合定律可以分析家族中两种遗传病的发病情况。如:两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况如下图所示。【典例3】 (2017·河北张家口月考)人类多指(T)对正常指(t)为显性。白化(a)对正常(A)为隐性,决定不同性状的基因自由组合。一个家庭中,父亲是多指,母亲正常,他们生有一个患白化病但手指正常的孩子。请分析下列说法正确的是( )
A.父亲的基因型是TtAa,母亲的基因型是TtAa
B.其再生一个孩子只患白化病的概率是3/8
C.生一个既白化又多指的女儿的概率是1/16
D.后代中只患一种病的概率是1/4解析:人类多指是常染色体显性遗传,只要个体中有T基因即个体基因型为TT、Tt时就会患病。而白化病是常染色体隐性遗传,当个体基因型为aa时患白化病。由题知父亲多指,基因型为T A ,母亲正常,基因型为ttA 。他们生的一个白化病但手指正常的孩子,这个孩子基因型为ttaa,由此可知,父亲基因型为TtAa,母亲的基因型为ttAa;单独分析多指,多指患者出现的可能性是1/2,正常的概率为1/2,单独分析白化病,白化病患者出现的概率是1/4,正常的概率为3/4;因此再生一个孩子只患白化病的概率为1/4×1/2
=1/8;既患多指又患白化病的女儿概率为1/2×1/4×1/2=1/16;只有一种病的概率=1/2×3/4+1/2×1/4=1/2。?答案:C方法透析 两种遗传病的概率计算方法
当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,若已知患甲病的概率为m,患乙病的概率为n,则各种患病情况如下:由上可知:①只患甲病概率为m(1-n)
②只患乙病概率为n(1-m)
③同时患两种病概率为mn
④不患病概率为(1-m)(1-n)
在此基础上,可进一步确定只患一种病的概率为m(1-n)+n(1-m)或m+n-2mn;患病概率为1-(1-m)(1-n)或m+n-mn。备选例题(2017·湖北孝感期中)水稻的抗病和易感病是一对相对性状,由等位基因D、d控制;晚熟和早熟是一对相对性状,由等位基因R、r控制,两对基因独立遗传。现有抗病晚熟和易感病早熟的两亲本杂交,F1全为抗病晚熟。F1自交,F2出现4种性状:抗病晚熟、抗病早熟、易感病晚熟、易感病早熟。根据上述信息,回答下列问题:
(1)F1产生的配子类型为 ,F2四种性状的比例为 。?解析:(1)根据题意,两对基因独立遗传,即遵循自由组合定律遗传,抗病晚熟和易感病早熟的两亲本杂交,F1全为抗病晚熟,说明抗病对易感病为显性,晚熟对早熟为显性,即F1基因型为DdRr,则F1产生的配子类型及比值为DR∶Dr∶dR∶dr=1∶1∶1∶1;
F1自交,F2出现4种性状:抗病晚熟、抗病早熟、易感病晚熟、易感病早熟,则F2四种性状的比例为9∶3∶3∶1。答案:(1)DR、Dr、dR、dr 9∶3∶3∶1 (2)亲本的基因型组合是 ,F2中与亲本基因型相同的个体所占比例为 ,抗病晚熟植株中能稳定遗传的占 。?
(3)从F2中选取一株抗病早熟的植株和一株易感病早熟的植株杂交,后代出现易感病早熟植株的概率是 。?解析:(2)根据上述分析可知,亲本的基因型组合是DDRR×ddrr,由于F2抗病晚熟、抗病早熟、易感病晚熟、易感病早熟四种性状的比例为9∶3∶3∶1,遵循自由组合定律遗传,F2中与亲本DDRR基因型相同的概率为1/16,与亲本ddrr基因型相同的概率为1/16,因此F2中与亲本基因型相同的个体所占比例为1/8,抗病晚熟植株(D
R )中能稳定遗传(DDRR)的占1/9。?
(3)根据上述分析可知,F2中抗病早熟植株的基因型种类及比值是DDrr∶Ddrr=1∶2,若从F2中选取一株抗病早熟的植株和一株易感病早熟(ddrr)的植株杂交,则后代出现易感病早熟植株的概率是2/3×1/2=1/3。答案:(2)DDRR×ddrr 1/8 1/9
(3)1/3【题组演练】
1.(2017·安徽师范大学附属中学期中)小麦高秆(D)对矮秆(d)显性、抗病(T)对染病(t)为显性,两对基因独立遗传。用纯种高秆抗病和矮秆染病两品种作亲本选育矮秆抗病类型,在F2矮秆抗病类型中能稳定遗传的植株占( )
A.3/16 B.1/8
C.1/4 D.1/3解析:用纯种的高秆抗病和矮秆染病品种作亲本,F1的基因型为DdTt,F1自交,F2中选育出矮秆抗病类型,其基因型为ddTT和ddTt,ddTT占总数的1/4×
1/4=1/16,ddTt占总数的1/4×1/2=1/8,所以两者的比例为1∶2,所以在F2中能稳定遗传的植株占1/3。D2.现有某种农作物的两个品种:不抗寒(AA)抗倒伏(bb)高蛋白(DD)和抗寒(aa)不抗倒伏(BB)低蛋白(dd)。在杂合子中,三对等位基因分别位于三对同源染色体上。如果要获得抗寒、抗倒伏、高蛋白的优质品种,通过杂交育种,在F2中符合育种要求的表现型和基因型个体所占比例分别为( )
A.1/64和3/64 B.3/64和1/64
C.9/64和1/32 D.27/64和3/64B【知识回顾与网络构建】1.关键语句
(1)在两对相对性状的杂交实验中,F2中共有9种基因型,4种表现型,比例为9∶3∶3∶1。
(2)自由组合定律的实质:在形成配子时,控制同一性状的成对的遗传因子彼此分离的同时,控制不同性状的遗传因子自由组合。
(3)等位基因是控制相对性状的基因。
(4)生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果。
(5)两对相对性状的测交实验中,测交后代基因型和表现型均为4种,数量比例均为1∶1∶1∶1。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练A点击进入 课时训练B谢谢观赏！课件19张PPT。章末整合网络构建高考体验网络构建高考体验1.(2017·全国Ⅰ卷,6)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B.F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
C.雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同
D.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体B解析:F1中白眼残翅雄果蝇的基因型为bbXrY,其所占比例为1/8=1/4×1/2,即F1雄果蝇中长翅与残翅的分离比为3∶1、红眼与白眼的分离比为1∶1,结合亲本的表现型可判断亲本的基因型为BbXRXr、BbXrY;对于翅型有:Bb×Bb
→B ∶bb=3∶1,则F1中出现长翅雄果蝇的概率为3/4×1/2=3/8;对于眼色,亲本雌果蝇所产生配子的基因型及比例为XR∶Xr=1∶1,雄果蝇所产生配子的基因型及比例为Xr∶Y=1∶1,则亲本产生含Xr的配子的比例相同,均为1/2;白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr,其所产生的卵细胞与极体的基因型相同,均为bXr。?2.(2016·全国Ⅱ卷,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D解析:当这对等位基因位于常染色体上时,后代雌∶雄=1∶1,不符合题意;这对等位基因位于X染色体上,子代雌蝇有两种表现型时,则亲代的基因型为XGXg、XgY,雌果蝇的基因型为XGXg、XgXg,又因为子代雌∶雄=2∶1,子代雄果蝇只有一种基因型,可推测是缺少g基因即G基因纯合时受精卵致死。3.(2015·全国Ⅰ卷,6)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,短指为常染色体显性遗传病,红绿色盲为X染色体隐性遗传病,白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述,正确的是( )
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现B解析:短指为常染色体显性遗传病,常染色体遗传病的发病率男女均等;红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,设相关基因为B、b,则女性患者基因型为XbXb,其中一个Xb来自父亲,故父亲的基因型为XbY,为色盲患者;抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,其发病率女性高于男性;白化病为常染色体隐性遗传病,常表现出隔代遗传的特点。4.(2017·全国Ⅰ卷,32)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;公羊的表现型及其比例为 。?解析:(1)多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,子一代的基因型及比例为NN∶
Nn∶nn=1∶2∶1。基因型为Nn的公羊表现为有角,则公羊的表现型及比例为有角∶无角=3∶1;基因型为Nn的母羊表现为无角,则母羊的表现型及比例为有角∶无角=1∶3。答案:(1)有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若? ,则说明M/m是位于X染色体上;若? ,则说明M/m是位于常染色体上。?解析:(2)写出基因分别位于常染色体和X染色体上两种情况的遗传图解:
基因位于常染色体上
P:MM(黑毛母羊)×mm(白毛公羊)
↓
F1:Mm(黑毛公羊)×Mm(黑毛母羊)
↓
F2:M (黑毛)∶mm(白毛)?
3 ∶ 1
基因位于X染色体上P:XMXM(黑毛母羊)×XmY(白毛公羊)
↓
F1:XMXm(黑毛母羊)×XMY(黑毛公羊)
↓
F2:XMXM(黑毛母羊)∶XMXm(黑毛母羊)∶XMY(黑毛公 羊)∶XmY(白毛公羊)=1∶1∶1∶1
由以上遗传图解可知,两种情况子二代中黑毛∶白毛=3∶1,故仅依据此比例不能确定M/m的位置,需要补充如下数据:即当基因在常染色体上时子代性状与性别无关,而基因位于X染色体上时,子二代中的白毛个体全为公羊(雄性)。答案:(2)白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性=1∶1(3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其仅位于X染色体上时,基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基因型有 种。?解析:(3)若一对等位基因位于常染色体上,则其基因型有3种,即AA、Aa、aa;若基因只位于X染色体上,则其基因型有5种,即XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY;若基因位于X和Y染色体的同源区段上,则其基因型有7种,即XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。答案:(3)3 5 75.(2016·全国Ⅰ卷,32)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶ 灰体∶ 黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题:
(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?解析:(1)假设与果蝇体色相关的基因为A、a。灰体雌蝇与黄体雄蝇杂交,子代中出现了灰体和黄体,由此不能判断该相对性状的显隐性;而子代雌雄个体中灰体和黄体的比例均为1∶1,基因在常染色体(如亲本基因型为Aa×aa)或X染色体上(如亲本基因型为XAXa×XaY)均可出现此比例,所以不能确定基因的位置。答案:(1)不能。(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)解析:(2)用同学甲得到的灰体雄果蝇与黄体雌果蝇杂交,若子一代中雌性果蝇都表现为灰体,雄性果蝇都表现为黄体,则说明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性;若子一代中雌雄果蝇灰体∶黄体均为1∶1,则说明控制黄体的基因位于常染色体上,但无法判断其显隐性。
用同学甲得到的灰体雌、雄果蝇杂交,若子一代中雌性果蝇都表现为灰体,雄性果蝇灰体∶黄体=1∶1,则说明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性;若子一代中雌雄果蝇灰体∶黄体均为3∶1(或1∶3),则说明控制黄体的基因位于常染色体上,并表现为隐性(或显性)。答案:(2)实验1:
杂交组合:♀黄体× 灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体
实验2:
杂交组合:♀灰体× 灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体6.(2015·全国Ⅱ卷,32)等位基因A和a可能位于X染色体上,也可能位于常染色体上。假定某女孩的基因型是XAXA或AA,其祖父的基因型是XAY或Aa,祖母的基因型是XAXa或Aa,外祖父的基因型是XAY或Aa,外祖母的基因型是XAXa或Aa。
不考虑基因突变和染色体变异,请回答下列问题:
(1)如果这对等位基因位于常染色体上,能否确定该女孩的2个显性基因A来自祖辈4人中的具体哪两个人?为什么?解析:(1)如果该等位基因位于常染色体上,根据常染色体上基因的传递规律,该女孩所含的2个显性基因A分别来自其父母,但因其外祖父母、祖父母基因型均为Aa,故其父母中的显性基因A均无法确定来源。答案:(1)不能。女孩AA中的一个A必然来自父亲,但因为祖父和祖母都含有A,故无法确定父亲传给女儿的A是来自祖父还是祖母;另一个A必然来自母亲,也无法确定母亲传给女儿的A是来自外祖父还是外祖母。(2)如果这对等位基因位于X染色体上,那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自 (填“祖父”或“祖母”),判断依据是 ;?
此外, (填“能”或“不能”)确定另一个XA来自外祖父还是外祖母。?解析:(2)如果该等位基因位于X染色体上,根据性染色体上基因的传递规律,该女孩所含的XAXA基因分别来自其父母,其父亲的XA一定来自祖母,而Y一定来自祖父,故该女孩两个XA中的一个可以确定来源;其母亲的XA无法确定来源。答案:(2)祖母 该女孩的一个XA来自父亲,而父亲的XA一定来自祖母 不能点击进入 检测试题谢谢观赏！课件45张PPT。第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
第1课时 减数分裂教师参考新课导入一:初中学过受精卵是精子与卵细胞结合形成的。那么精子和卵细胞会不会是通过有丝分裂而来的?显然不是,它是怎样产生的呢?引出减数分裂。
新课导入二:每个人的发育起点都是受精卵。假如精子和卵细胞都是通过有丝分裂形成的,那么,子女体细胞中的染色体不就比父母的多了一倍吗?人的染色体若会一代一代成倍地增加,照这样推算,孔子的第30代后人的体细胞就会有46×230条染色体,可事实并不是这样,孔子的第30代后人的体细胞的染色体仍是46条,为什么?导入课题。【学习目标】 1.阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。2.举例说明配子的形成过程。3.使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、减数分裂的概念
阅读教材P16,完成以下问题。
1.范围:进行 的生物。
2.时期:产生 时。
3.过程:染色体只复制 次,而细胞连续分裂 次。
4.结果:形成的成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞 。有性生殖成熟生殖细胞一两减少一半二、精子的形成过程
阅读教材P16～P19,完成以下问题。
1.场所: 。睾丸?选择?
关于减数分裂的叙述正确的是( )
A.产生的子细胞中染色体数目减半
B.原核生物也可以进行减数分裂
C.染色体复制两次,细胞分裂两次
D.结果产生体细胞A2.过程四分体同源染色体的非姐妹染色单体四分体非同源染色体染色体着丝点姐妹染色单体3.精子的形成:精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
?判断?
(1)联会的同源染色体在后续的分裂过程中会相互分离。( )
(2)有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,均进行1次染色体DNA的复制。( )
(3)减数第二次分裂完成后染色体数目减半。( )
(4)减数分裂完成即可形成精子。( )
三、卵细胞的形成过程
阅读教材P19～P20,完成以下问题。
1.形成场所: 。√√××卵巢2.形成过程初级卵
母细胞卵细胞极体3.卵细胞形成过程与精子形成过程的比较均等分裂变形413?判断?
(1)精子的形成需要变形,而卵细胞不需要变形。( )
(2)一个卵原细胞和一个精原细胞形成的成熟生殖细胞的数量相等。( )
(3)精卵形成的场所不同。( )√×√四、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
阅读教材P21,完成以下问题。染色体次级染色体?选择?
为了观察减数分裂各时期的特点,实验材料选择恰当的是( )
①蚕豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊 ③蝗虫的精巢 ④小鼠的卵巢
A.①② B.③④ C.②③ D.②④C探究一课堂探究 解疑难·提能力 减数分裂中有关概念辨析教师参考问题引领:
1.大小相同的两条染色体是同源染色体吗?
2.四分体中的“四”是指什么?它与染色体的数量关系是什么?1.同源染色体和非同源染色体2.联会和四分体
(1)联会:在减数第一次分裂过程中,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四条染色单体,叫做四分体。
(3)数量关系:四分体的个数=配对的同源染色体的对数。【典例1】 如图为细胞分裂某一时期的示意图。回答下列问题:
(1)此细胞有 条染色体, 条染色单体, 个DNA分子, 个四分体。?
(2)此细胞含有同源染色体 对,1和2互为 ,1和3互为 。
1的非同源染色体是 。?解析:该细胞中有2对同源染色体,4条染色体,2个四分体,8条染色单体,8个DNA分子。1、2互为同源染色体,3、4互为同源染色体;1与3或4为非同源染色体。答案:(1)4 8 8 2
(2)2 同源染色体 非同源染色体 3或4备选例题(2017·河南南阳期中)下列关于四分体的叙述,正确的是( )
①联会后的每对同源染色体含有4条染色单体
②四分体时期可发生交叉互换现象进一步丰富了配子类型
③复制后的同源染色体都能形成四分体
④只有减Ⅰ时期形成四分体
⑤四分体就是四条染色单体
⑥四分体时期的下一个时期是联会
⑦细胞中有几个四分体,就有几对同源染色体
A.①④⑤⑦ B.①②④⑦
C.④⑤⑥⑦ D.③④⑤⑦B解析:在减数第一次分裂前期发生联会,联会后的每对同源染色体含有4条染色单体,①正确;四分体时期同源染色体配对,可发生交叉互换现象进一步丰富了配子类型,②正确;复制后的同源染色体在有丝分裂过程中不能形成四分体,③错;只有减Ⅰ时期形成四分体,④正确;四分体是联会的两条同源染色体的四条染色单体,⑤错;四分体时期即是联会时期,⑥错;⑦细胞中有几个四分体,就有几对同源染色体,同源染色体才能联会,⑦正确。【题组演练】
1.(2017·湖北孝感期中)下列有关同源染色体的概念及特点的描述中,不正确的是( )
A.由一条染色体间期经复制产生
B.分别来自父、母双方
C.在减数分裂过程中能联会形成四分体
D.形状、大小一般相同解析:同源染色体是指形状、大小一般相同,分别来自父、母双方的一对染色体,在减数分裂过程中能联会形成四分体;由一条染色体在间期经复制产生的是一对姐妹染色单体。A2.(2017·北京西城区月考)减数分裂过程中,四分体是指细胞中( )
A.一对同源染色体配对时含有四条染色单体
B.有四条配对染色体
C.每对染色体含有四条染色单体
D.有四对染色体解析:四分体是减数第一次分裂联会的两条同源染色体,共含有四条染色单体,所以A选项正确。A探究二教师参考问题引领:
1.减数第一次分裂与第二次分裂的区别有哪些?
2.用曲线直观地表示减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量的区别。 减数分裂过程的比较及染色体、DNA含量的变化1.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较2.减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化曲线分析(1)在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后(FH和fh段),染色体∶核DNA=1∶1。
(2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前(CF和cf段),染色体∶核DNA=1∶2。
(3)各关键点变化的原因:
BC段——DNA复制;
DE(de)段——同源染色体分离;
ff′段——着丝点分裂,姐妹染色单体分开;
H(h)点——姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到了两个子细胞。【典例2】 如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。下列有关a～c段(不含a、c点)的叙述正确的是( )
A.细胞中始终存在染色单体
B.细胞中始终存在同源染色体
C.细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1
D.此时期表示初级性母细胞解析:据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此该虚线应表示减数分裂过程中DNA的变化相对值,实线表示染色体的变化相对值,其中O～a表示减数第一次分裂前的间期,b为减数第一次分裂末期,同源染色体彼此分离进入两个子细胞中,b～c段处于次级性母细胞阶段,无同源染色体,c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程。a～c段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体,并且染色体和核DNA数之比一直为1∶2。答案:A方法透析 染色体与DNA变化曲线的判断备选例题下图是某二倍体动物精巢中某个细胞染色体和DNA数量比值的变化曲线,下列说法错误的是( )
A.据图不能确定该细胞在进行有丝分裂还是减数分裂
B.bc段表示DNA的复制,发生在细胞分裂的间期
C.若图示代表有丝分裂,b点和e点对应的染色体数目相同
D.若图示代表减数分裂,同源染色体分离发生在cd段C解析:有丝分裂和减数分裂过程中都会出现染色体和DNA数量比值为1和1/2的情况;bc段表示DNA的复制,发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期;若de表示有丝分裂后期,染色体数目加倍,因此e点染色体数目是b点的2倍;cd段包括减数第一次分裂过程和减数第二次分裂前期、中期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。【题组演练】
1.如图所示,横轴表示细胞分裂时期,纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染色体数目的变化情况。据图分析,表示有丝分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化的曲线依次是( )
A.④②①③ B.①④②③
C.④①②③ D.①②③④B解析:有丝分裂中DNA复制一次,细胞分裂一次,所以DNA变化为先加倍再减半恢复原值,故为①;而减数分裂中DNA也复制一次而加倍,但随着两次分裂要减少一半,故为②;染色体复制后数目不变,但在着丝点分裂后会加倍,有丝分裂的结果是染色体数目不变,为④;减数分裂的结果是染色体要减半,为③。2.(2017·安徽师范大学附属中学期中)下图表示细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化示意图,下列叙述不正确的是( )
A.由B→C,DNA的含量增加一倍,是因为复制的结果
B.EF段无同源染色体
C.由D→E和N→R,DNA的含量减少一半,原因都是姐妹染色单体分开,移向两极后,细胞分裂的结果
D.E→F细胞中染色体数可以是该生物体细胞中染色体数的一半,也可以等于体细胞染色体数C解析:根据题意和图示分析可知:AH段DNA分子数目减半,所以表示减数分裂;HI段表示受精作用,IP段DNA分子数目保持不变,所以表示有丝分裂。由B→C,DNA的含量增加一倍,是因为复制的结果,为减数第一次分裂前的间期;EF段为减数第二次分裂,没有同源染色体;由D→E和N→RDNA含量减少一半,原因都是细胞分裂的结果,但前者同源染色体分开,而后者着丝点分裂,染色单体分开并移向两极,E→F可表示减数第二次分裂,染色体数目可以是该生物体细胞中染色体数的一半,后期染色体数目加倍,可以等于体细胞染色体数。探究三教师参考问题引领:
1.减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂的中期、后期染色体的形态和数目有什么特点?
2.有丝分裂和减数分裂从染色体的角度分析主要区别是什么?
3.怎样在前、中、后三个时期的图像中辨识出细胞分裂方式? 细胞分裂中的图像辨别二倍体生物的细胞分裂图像判定集中于前期、中期和后期三个时期,对这三个时期的主要特点归纳如下:
(1)前期:染色体散乱排列在细胞中,无核膜、核仁。若无同源染色体,则为减数第二次分裂前期(A1);若有联会现象,为减数第一次分裂前期(A2);若有同源染色体,但是不联会,则为有丝分裂(A3)。(2)中期:染色体排列在细胞中部。若出现同源染色体的着丝点排列在赤道面两侧,则为减数第一次分裂中期(B1);若染色体的着丝点排列在赤道面上,且含有同源染色体,则为有丝分裂(B2);若无同源染色体,则为减数第二次分裂中期(B3)。(3)后期:染色体移向两极,动物细胞膜开始凹陷。①若含有染色单体,则为减数第一次分裂后期,均等分裂的是初级精母细胞(C1),不均等分裂的是初级卵母细胞(C2)。
②若不含染色单体,则观察移向一极的染色体中是否有同源染色体,若有同源染色体则是有丝分裂后期(C3);若无同源染色体则为减数第二次分裂,均等分裂的是次级精母细胞或者第一极体(C4),不均等分裂的为次级卵母细胞(C5)。【典例3】 (2017·湖北孝感期中)下图为某高等动物细胞分裂的一组图像,请据图回答:(1)该图为 (填“雌”或“雄”)性动物细胞分裂图,甲、乙、丙三个细胞中处于有丝分裂的过程图是 。?
(2)存在染色单体的细胞为 ,存在同源染色体的细胞为 。?
(3)乙细胞的名称为 ,处于 期,正在发生的染色体行为是 ,产生的子细胞的名称为 。?解析:分析图像可知,甲图细胞内着丝点分裂,两组染色体分别向细胞两极移动,且每一极均含有同源染色体但不含染色单体,故处于有丝分裂后期;乙图细胞内两组染色体分别向细胞两极移动,且每一极均不含同源染色体但含有染色单体,故处于减数第一次分裂后期;由于乙图细胞的细胞质不均等分裂,故乙图细胞应属于初级卵母细胞(初级精母细胞的细胞质是均等分裂),因此该图为雌性动物细胞分裂图;丙图细胞内不含有同源染色体但含有染色单体,且染色体排列在赤道板上,故丙图细胞是次级卵母细胞或第一极体,处于减数第二次分裂中期;丁图细胞是卵细胞或第二极体。答案:(1)雌 甲 (2)乙、丙 甲、乙 (3)初级卵母细胞 减数第一次分裂后(或减Ⅰ后) 同源染色体分离 次级卵母细胞和第一极体方法透析 图像辨别的“二看法”备选例题下列各图所示细胞均来自同一生物体。下列叙述正确的是( )
A.属于有丝分裂过程的图是③④⑤
B.细胞①的形成过程为:④→③→⑤→②→⑥→①
C.图①和图②可能来自同一初级精母细胞
D.图③④⑤⑥中都具有同源染色体C解析:根据染色体的形态可知,①是生殖细胞,②处于减数第二次分裂中期,③处于减数第一次分裂前期,④是体细胞,⑤处于有丝分裂后期,⑥处于减数第二次分裂后期。一个精原细胞能产生两种精细胞,这两种精细胞中,染色体具有互补性,即与①同时产生的另一种精细胞中染色体组成是大小染色体都是黑色。方法透析 精子和卵细胞分裂图像的判断判断方法:【题组演练】
1.(2017·江西赣州期中)如图是一动物(2n)体内的某个细胞分裂图,下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞的染色体移向细胞两极,处于有丝分裂的后期
B.该细胞不含同源染色体,是次级精母细胞或第二极体
C.该细胞从细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体
D.该动物体细胞的染色体数目和该细胞染色体的数目相同解析:图中细胞没有同源染色体,没有染色单体,染色体移向细胞的两极,说明该细胞处于减数第二次分裂后期;细胞中不含同源染色体,姐妹染色单体分离,且细胞质不均等分裂,说明该细胞是次级卵母细胞;该细胞为动物细胞,由中心体发出星射线形成纺锤体;该细胞处于减数第二次分裂后期,细胞中染色体数目与体细胞相同。D2.(2016·福建六校联考)如图为某二倍体生物细胞分裂某一时期示意图,据图判断( )
A.该时期有6条染色体,6个DNA分子
B.该时期可能为有丝分裂前期细胞图像
C.该时期已完成减数第一次分裂
D.该图可能为次级卵母细胞或第二极体解析:图示为某二倍体生物细胞分裂某一时期示意图,该细胞不含同源染色体,且着丝点未分裂,细胞处于减数第二次分裂前、中期。该时期有3条染色体,6个DNA分子;该图可能为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体。C【知识回顾与网络构建】1.关键语句
(1)减数分裂的特点是染色体只复制一次,而细胞分裂两次,导致染色体数目减半。
(2)精原细胞通过有丝分裂增殖,通过减数分裂形成精子。
(3)减数第一次分裂的主要特征:同源染色体联会形成四分体;四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换;同源染色体分离,分别移向细胞两极。
(4)减数第二次分裂的主要特征:每条染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极。
(5)1个四分体包括2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子。
(6)卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练A点击进入 课时训练B谢谢观赏！课件29张PPT。第2课时 受精作用教师参考新课导入一:精子和卵细胞是通过减数分裂产生的,减数分裂的特点与结果是什么?
提示:减数分裂染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。结果使新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞减少了一半。
那么形成的精子与卵细胞是怎样结合的?引入受精作用。新课导入二:多媒体播放夏季池塘中青蛙产卵(雌)排精(雄),进而形成受精卵 蝌蚪的过程视频之后教师提问:
什么是受精作用,它是怎么完成的?引出新课。【学习目标】 1.阐明配子多样性的原因。2.举例说明受精过程。3.阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、配子中染色体组合的多样性
阅读教材P23～P24,完成以下问题。
结合图形说出配子多样性的原因:交叉互换c或dd或c?思考? 一个精原细胞在减数分裂过程中发生交叉互换与不发生交叉互换两种情况下,最终产生精细胞种类有什么不同?
提示:发生交叉互换时,产生4种精细胞;不发生交叉互换时,产生2种精细胞。
二、受精作用
阅读教材P24～P25,完成以下问题。
1.概念
卵细胞和精子相互识别、融合成为 的过程。受精卵2.过程头部尾部卵细胞的细胞膜细胞核细胞核3.结果
受精卵中的 又恢复到体细胞中的数目,其中有一半的染色体来自 (父方),另一半的染色体来自 (母方)。染色体数目精子卵细胞4.意义
(1)同一双亲的后代呈现多样性,有利于生物在 中进化,体现了有性生殖的优越性。
(2)对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中 的恒定,对于生物的 都具有重要意义。
?选择?
有关受精作用的叙述中,不正确的是( )
A.受精卵中全部遗传物质有一半来自精子
B.受精时精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合
C.合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方
D.合子中的染色体数与本物种体细胞染色体数一致自然选择染色体数目遗传和变异A探究一课堂探究 解疑难·提能力 配子中染色体组合种类教师参考问题引领:
1.一个含有两对同源染色体的精原细胞与卵原细胞形成配子的种类从染色体组成的角度看相同吗?
2.一个含两对同源染色体的雄性个体与雌性个体形成的配子种类从染色体组成的角度看相同吗?配子中染色体组合种类(不考虑交叉互换)(1)含一对同源染色体的精(卵)原细胞(图1)形成的配子(2)含n对同源染色体的精(卵)原细胞(图2)形成的配子【典例1】 (2017·黑龙江牡丹江月考)基因型为AaBb(两对基因分别位于非同源染色体上)的个体,在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为Ab,则在形成该卵细胞时,随之产生的极体的基因型为( )
A.Ab、ab、ab B.Ab、aB、aB
C.Ab、aB、ab D.ab、AB、Ab解析:由题意可知,该卵细胞的基因型为Ab,则次级卵母细胞的基因型是AAbb,所以由次级卵母细胞经过减数第二次分裂形成的极体的基因型是Ab;已知卵原细胞的基因型为AaBb,则该卵原细胞经过减数第一次分裂形成的极体的基因型为aaBB,所以减数第二次分裂形成的2个极体的基因型是aB、aB。答案:B方法透析 据染色体组成判断配子来源的方法
(1)若两个精细胞中染色体完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。简记为“同为同一‘次’”。
(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。简记为“补为同一‘初’”。
(3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的“互补”,只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。简记为“同、补同一‘体’”。备选例题(2017·河北武邑月考)一个基因型为TtMm(这两对基因可以自由组合)的卵原细胞,如果它所产生的卵细胞基因组成为TM,则由该卵原细胞分裂产生的下列细胞中基因的数目、种类表示都正确的是( )
A.减数第一次分裂产生的极体为TTMM,减数第二次分裂产生的极体为TM
B.减数第一次分裂产生的极体为tm,减数第二次分裂产生的极体为tm
C.减数第一次分裂产生的极体为tm,减数第二次分裂产生的极体为TM或tm
D.减数第一次分裂产生的极体为ttmm,减数第二次分裂产生的极体为TM和tmD解析:卵细胞是TM,说明第一极体是tm,但因为DNA的复制,第一极体中基因型应是ttmm。减数第二次分裂和卵细胞一同产生的极体基因是TM,第一极体产生的两个极体是tm。【题组演练】
1.(2016·陕西咸阳二模)图甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中,该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了图乙①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是( )
A.①与② B.①与③ C.②与③ D.②与④C解析:减数第一次分裂时,因为同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞;减数第二次分裂类似于有丝分裂,因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。若发生交叉互换,则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体组成大体相同,只有很小一部分有区别,因此图中来自同一个次级精母细胞的是②与③或①与④。2.(2017·安徽师范大学附属中学期中)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,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个解析:一个精原细胞产生4个精细胞,但只有两种,一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞。由此可知,①和④来自一个精原细胞;②和⑥来自一个精原细胞;③和⑤分别来自两个精原细胞。B探究二教师参考问题引领:
1.怎样从减数分裂角度去看后代的多样性?
2.如何直观地表述亲子代细胞核内DNA含量相对恒定? 减数分裂和受精作用1.减数分裂和受精作用过程图示解读:
(1)受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方,受精卵的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,并存在同源染色体。
(2)减数分裂形成的配子染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异;受精时卵细胞和精子结合又具有随机性,所以同一双亲的后代也必然出现多样性。2.减数分裂与受精作用过程中DNA含量的变化(1)图中aj段表示的是减数分裂的过程,其中ab表示减数第一次分裂前的间期,bf表示减数第一次分裂,fj表示减数第二次分裂。
(2)k点时表示正进行受精作用。
(3)kp段表示受精卵的有丝分裂。【典例2】 (2017·河南三门峡月考)下图是细胞分裂过程示意图,下列说法正确的是( )
A.图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程
B.C～H、I～M段可分别表示为一个细胞周期
C.A～I表示减数分裂
D.E～F段发生了同源染色体的分离解析:A～H段为减数分裂过程,H～I段为受精作用过程,I～M 段为有丝分裂的过程;减数分裂没有细胞周期;A～I包括减数分裂和受精作用;E～F段为减数第二次分裂的后期,而同源染色体的分离发生在减数第一次分裂。答案:A备选例题下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化,有关分析正确的是( )
A.a、b、c分别进行减数分裂、受精作用、有丝分裂
B.OP的核DNA含量比MN增加1倍,原因是NO发生了受精作用
C.JK发生同源染色体联会与分开
D.CD与OP的染色体数相同D解析:a、b、c分别进行有丝分裂、减数分裂、受精作用和有丝分裂;OP的核DNA含量比MN增加1倍,原因是NO发生了DNA复制;JK发生着丝点断裂,细胞一分为二;CD和OP都代表有丝分裂的前期、中期和后期,所以染色体数相等。【题组演练】
1.(2017·河北辛集期中)下列关于精子和卵细胞结合成合子过程的叙述,正确的是( )
①合子中的遗传物质主要来自染色体 ②合子中的细胞质主要来自卵细胞 ③受精时精子全部进入卵细胞中 ④精子和卵细胞的染色体合在一起,数目变为4N ⑤合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方
A.①②⑤ B.③④⑤ C.①③④ D.②③④A解析:受精作用产生的合子中的遗传物质主要来自染色体,①正确;合子中的细胞质主要来自卵细胞,②正确;受精时精子头部进入卵细胞中,尾部留在外面,③错误;精子和卵细胞的染色体合在一起,数目为精子和卵细胞的染色体数之和,但不一定是4N,④错误;合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方,⑤正确。2.(2017·山东潍坊期中)如图表示某二倍体生物体内进行的三个连续生理过程中某细胞内染色体组数的变化,有关分析错误的是( )
A.孟德尔的遗传定律发生在Oa段
B.图中Ⅱ过程可体现细胞膜具有信息交流的功能
C.图中bc、ef段细胞内染色体数与DNA分子数之比为1∶1
D.图中b、d、e点时染色体数加倍的原因相同D解析:题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次表示减数分裂、受精作用和有丝分裂,孟德尔的遗传定律发生在减数第一次分裂后期,所以在Oa段;在受精作用过程中精卵细胞的识别体现细胞膜具有信息交流的功能;bc、ef段分别是减数第二次分裂后期和有丝分裂后期,此时细胞内无染色单体,故染色体数与DNA分子数之比为1∶1;b、e点时染色体数加倍的原因是着丝点分裂,而d点时染色体数加倍的原因是受精作用。【知识回顾与网络构建】1.关键语句
(1)导致配子中染色体组合多样性的原因:①同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合;②同源染色体上非姐妹染色单体间发生交叉互换。
(2)受精作用的实质是精、卵细胞核的融合。
(3)精子和卵细胞中没有同源染色体,融合形成受精卵后,形成了同源染
色体。
(4)受精卵中的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但细胞质基因几乎全部来自母方。
(5)减数分裂和受精作用维持生物体细胞中染色体数目的恒定。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件36张PPT。第2节 基因在染色体上教师参考新课导入一:若将孟德尔分离定律中的遗传因子换成同源染色体,再把分离定律念一遍,你觉得这个替换可以吗?你由此会联想到什么?
提示:可以,遗传因子(基因)的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似。引出课题(是否是基因就在染色体上?)
新课导入二:资料展示,《美国人类基因学》期刊——人类可能具有“聪明”基因;科学家发现人的某些基因可能会对人的智商产生影响。研究人员发现:“聪明”基因在人的第2和第6号染色体上。孟德尔的遗传定律中强调了遗传因子(基因)的变化,减数分裂中强调了染色体的变化,那么,两者有没有什么联系呢?引入课题——基因位于染色体上。【学习目标】 1.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。2.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。3.认同科学研究需要丰富的想象力,大胆质疑和勤奋实践的精神,以及对科学的热爱。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、萨顿的假说
阅读教材P27～P28,完成以下问题。
1.内容:基因是由 携带着从亲代传递给下一代的。也就是说,基因就在 上。
2.方法: 。染色体染色体类比推理法3.依据
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。完整性和独立性 形态结构 成对成对父方母方 父方母方 非等位基因非同源染色体?判断?
(1)染色体是基因的主要载体。( )
(2)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合,说明核基因和染色体行为不存在平行关系。( )
(3)染色体和基因并不是一一对应关系,一条染色体上含有很多基因。( )
(4)萨顿利用类比推理法说明基因在染色体上。( )√×√√二、基因位于染色体上的实验证据
阅读教材P28～P30,完成以下问题。
1.实验现象红眼 白眼2.实验现象的解释F2XwXwXWYXWXw白眼雄性3.实验现象解释的验证方法: 。
4.实验结论:决定果蝇红眼和白眼的基因位于 染色体上,从而证明了基因在 上。
5.摩尔根新发现——基因与染色体的关系
(1)一条染色体上有 个基因。
(2)基因在染色体上呈 排列。
?思考? 果蝇中的X染色体和Y染色体上的基因遵循孟德尔的遗传规律吗?
提示:遵循,因为X、Y染色体是一对同源染色体,上面的等位基因遵循孟德尔分离定律。测交染色体X许多线性三、孟德尔遗传规律的现代解释
阅读教材P30,完成以下问题。独立性非同源染色体互不干扰分离自由组合?选择?
下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述,错误的是( )
A.非同源染色体上的非等位基因的分离和组合互不干扰
B.同源染色体上的等位基因具有一定的独立性
C.同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合
D.同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合C探究一课堂探究 解疑难·提能力 基因位于染色体上的实验证据——摩尔根的杂交实验教师参考问题引领:
1.摩尔根果蝇杂交实验中,其实验过程是怎样的?
2.他对该实验提出的问题是什么?
3.如何验证其假说?得出的结论是什么?1.实验现象(发现问题)
(1)F1均表现为显性。
(2)F2的后代性状分离比为3∶1。
(3)眼色性状的表现与性别相联系。2.理论分析(提出假说)
(1)果蝇体细胞中染色体组成及眼色表现型(2)遗传分析图解:假设控制果蝇白眼的基因(用w表示)位于X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。3.设计实验,验证假说(测交法)
红眼雄性个体(XWY)与白眼雌性个体(XwXw)杂交,遗传图解表示如下:结果:子代雌性全是红眼,雄性全是白眼;性状表现有明显性别差异。
结论:基因在染色体上。【典例1】 (2017·上海浦东新区联考)纯种果蝇中,朱红眼 ×暗红眼♀,
F1中只有暗红眼;而暗红眼 ×朱红眼♀,F1中雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。设相关的基因为A和a,则下列说法不正确的是( )
A.正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型
B.反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上
C.正、反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXa
D.若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配,后代表现型的比例都是1∶1∶1∶1解析:正交和反交结果不同,且暗红眼雄性果蝇与朱红眼雌性果蝇杂交,F1出现性状分离,性状表现与性别相联系,可以确定该性状所对应的基因位于X染色体上。由第一次杂交(XaY×XAXA)结果可知,F1的雌性果蝇的基因型为XAXa,第二次杂交中(XAY×XaXa),F1的雌性果蝇的基因型为XAXa。第一次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配,子代表现型的比例为2∶1∶1,而第二次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配,子代表现型的比例为1∶1∶1∶1。答案:D方法透析 确定基因位于常染色体上还是X染色体上的方法
(1)根据子代某性状在雌雄个体中的概率来推断:若均等,一般可判断基因位于常染色体上,否则基因位于X染色体上。
(2)实验设计方法。
①若不知显隐性,可采用正交与反交,若结果不同,则基因位于X染色体上;若结果相同,则基因位于常染色体上。(前提:都是核基因)②已知显隐性(XY型生物):雌性选隐性性状,雄性选显性性状
a.若子代 ?基因位于X染色体上。
b.若子代性状与性别无关?基因位于常染色体上。备选例题鸡的性别决定方式属于ZW型,现有一只纯种雌性芦花鸡与一只纯种雄性非芦花鸡交配多次,F1中雄性均为芦花鸡,雌性均为非芦花鸡。据此推测错误的是( )
A.控制芦花和非芦花性状的基因在Z染色体上而不可能在W染色体上
B.雄鸡中芦花鸡的比例比雌鸡中的相应比例大
C.让F1中的雌雄鸡自由交配,产生的F2雄鸡表现型只有一种
D.将F2中的芦花鸡雌雄交配,产生的F3中芦花鸡占3/4C解析:假设由等位基因B、b控制芦花和非芦花性状。若F1中雄性均为芦花鸡,雌性均为非芦花鸡,则控制芦花和非芦花性状的基因在Z染色体上而不可能在W染色体上,且芦花为显性,非芦花为隐性,只有ZBW×ZbZb的杂交组合符合题意;因为控制芦花的B基因是位于Z染色体上的显性基因,雄鸡有两条Z染色体,雌鸡有一条Z染色体,故雄鸡中芦花鸡的比例比雌鸡中的相应比例大;让F1中的雌雄鸡自由交配,杂交组合为ZbW×ZBZb,子代F2基因型有ZbW、ZBW、ZBZb、ZbZb,表现型雌雄鸡都有两种;欲使得F3中的鸡是芦花性状的,基因型只能是ZBW、ZBZb、 ZBZB三种,占F3中的3/4。【题组演练】解析:根据题意,F1雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同,因此,亲本雌果蝇一定为纯合体,由此排除C和D项;若选A项,则子代雌果蝇与亲代雄果蝇的眼色会不同。因此,只有当雌性亲本为隐性个体,雄性亲本为显性个体时,才符合题中条件,即XrXr×XRY。B1.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,一方为红眼,另一方为白眼,杂交后F1中雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同,雌果蝇与亲本雄果蝇眼色相同,那么亲本果蝇的基因型为( )
A.XRXR×XrY B.XrXr×XRY
C.XRXr×XrY D.XRXr×XRY2.家猫体色由X染色体上一对等位基因B、b控制,只含基因B的个体为黑猫,只含基因b的个体为黄猫,其他个体为玳瑁猫。下列说法正确的是( )
A.玳瑁猫互交的后代中有25%的雄性黄猫
B.玳瑁猫与黄猫杂交后代中玳瑁猫占50%
C.为持续高效地繁育玳瑁猫,应逐代淘汰其他体色的猫
D.只有用黑猫和黄猫杂交,才能获得最大比例的玳瑁猫D解析:由题意知,玳瑁猫的基因型为XBXb,且为雌性,雄性中无玳瑁猫;玳瑁猫(XBXb)与黄猫(XbY)杂交,后代中玳瑁猫占25%,为持续高效地繁育玳瑁猫,需用黑猫和黄猫进行杂交,子代中雌猫均为玳瑁猫。探究二教师参考问题引领:
1.孟德尔遗传定律中的一对遗传因子(即基因)存在于细胞的哪一结构上?
2.同源染色体在减数分裂过程中有何规律?
3.如何用减数分裂相关知识解释两大遗传定律?
4.是否所有的非等位基因均遵循自由组合定律? 孟德尔遗传规律的现代解释1.遗传因子与染色体上基因的对应关系
(1)分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。
(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。2.两个遗传定律的细胞学基础
(1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体的分开而分离,如图:(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,如图:【典例2】 根据下图分析,下列选项中不遵循基因的自由组合定律的是( )解析:位于非同源染色体上的非等位基因遵循基因的自由组合定律;Aa与Dd位于一对同源染色体上,所以不遵循基因的自由组合定律。答案:A方法透析 判定两对基因是否遵循自由组合定律
关键是看两对基因的位置,若两对基因位于两对同源染色体上(非同源染色体上),则符合自由组合定律,若两对基因位于一对同源染色体上,则不符合自由组合定律。备选例题(2017·河南郑州月考)某一植物体内常染色体上具有三对等位基因(A 和a,B 和b,D 和d),已知A、B、D 三个基因分别对a、b、d 完全显性,但不知这三对等位基因是否独立遗传。某同学为了探究这三对等位基因在常染色体上的分布情况做了以下实验:用显性纯合个体与隐性纯合个体杂交得F1,F1 同隐性纯合个体测交,结果及比例为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶
aabbdd=1∶1∶1∶1,则下列表述正确的是( )
A.A、B 在同一条染色体上
B.A、b 在同一条染色体上
C.A、D 在同一条染色体上
D.A、d 在同一条染色体上A解析:F1测交后代只有4种表现型,并且分离比为1∶1∶1∶1,说明这3对等位基因有2对位于同一对同源染色体上。通过分析后代4种基因型可推知:A和B总在一起,a和b总在一起,说明A、B在同一条染色体上。【题组演练】
1.图中能正确表示基因分离定律实质的是( )C解析:基因分离定律的实质是:在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子传给后代。2.(2017·辽宁沈阳月考)基因的自由组合定律发生于下图中哪个过程( )A.① B.② C.③ D.④解析:基因的自由组合定律是发生在减数第一次分裂的后期,即产生配子的过程中。A【知识回顾与网络构建】1.关键语句
(1)基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
(2)基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多个基因。
(3)基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
(4)基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(5)萨顿的“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的假说是运用了类比推理法。
(6)摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说—演绎法。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件43张PPT。第3节 伴性遗传教师参考新课导入一:教师利用投影显示红绿色盲检查图,或利用教材P33的红绿色盲检查图,引导学生自我判断是否为红绿色盲症患者。调查发现男性红绿色盲的发病率远大于女性,请推断红绿色盲与哪种染色体有关?
提示:X染色体。
从而导入新课。
新课导入二:小李(男)和小芳是一对新婚夫妇,小芳在两岁时就被诊断为红绿色盲患者。假设他们向你咨询最好生男孩还是生女孩?能否就红绿色盲的遗传情况给予合理化建议?学完伴性遗传后,我相信每位同学都能给出合理化建议。【学习目标】 1.概述伴性遗传的特点。2.运用分析资料的方法,总结人类红绿色盲症和抗维生素D佝偻病的遗传规律。3.举例说出伴性遗传在实践中的应用。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、伴性遗传
阅读教材P33～P36,完成以下问题。
1.概念: 上的基因控制的性状遗传与性别相关联。
2.人类红绿色盲症
(1)基因的位置: 上。
(2)人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型性染色体X染色体XBXBXBXbXBY色盲色盲(3)人类红绿色盲遗传的主要婚配方式及子代发病率
①女性正常与男性色盲XBXb男性正常1:1②女性携带者与男性正常XbY女性携带者1:1:1:1③女性色盲与男性正常XbY1:1④女性携带者与男性色盲XbY1:1:1:1女性色盲(2)抗维生素D佝偻病的基因型和表现型XdXdXdY患者?判断?
(1)性染色体上的基因都可以控制性别。( )
(2)女儿的性染色体必有一条来自父亲。 ( )
(3)人类血友病为伴X染色体隐性遗传病,外祖父母都患病,则外孙女一定患病。( )
(4)抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,男患者多于女患者。( )×√××二、伴性遗传在实践中的应用
阅读教材P36～P37,完成以下问题。
1.鸡的性别决定2.根据雏鸡的羽毛特征来区分性别
遗传图解如下:ZWZZZbZbW?选择?
(2017·天津红桥区期末)决定猫的毛色基因位于X染色体上。其基因型与毛色的关系如下表。现有虎斑色雌猫和黄色雄猫交配,生下三只虎斑色小猫和一只黄色小猫。它们的性别可能是( )DA.雌雄各半 B.三雌一雄
C.全为雄猫 D.三雄一雌探究一课堂探究 解疑难·提能力伴性遗传的类型、特点教师参考问题引领:
1.伴性遗传有哪些类型?
2.人类红绿色盲、抗维生素D佝偻病的遗传各有什么特点?
3.怎样判断某种遗传病的遗传方式?
4.是否所有的遗传病都能依据遗传系谱图确定其所属类型?1.伴X染色体隐性遗传
(1)实例:人类红绿色盲、血友病、果蝇红白眼遗传。(2)典型系谱图:(3)遗传特点(以人类红绿色盲为例分析):
①因红绿色盲基因是位于X染色体上的隐性基因(用b表示),女性只有基因型为XbXb才表现为红绿色盲,XBXb不表现为红绿色盲;而男性只要X染色体上带有红绿色盲基因b,就表现为红绿色盲。所以男性红绿色盲患者多于女性红绿色盲患者。
②因为男性体细胞内只有一条X染色体,只能来自其母亲,传递给女儿。所以男性患者的红绿色盲基因一定来自母亲,传递给女儿。
③正常男性的母亲和女儿一定不是红绿色盲患者;女性红绿色盲患者的父亲和儿子一定是红绿色盲患者。因此,红绿色盲基因的传递表现为隔代交叉遗传。
2.伴X染色体显性遗传
(1)实例:抗维生素D佝偻病。(2)典型系谱图:(3)遗传特点:
①患者具有的致病基因来自其父亲或母亲,即其父母至少一方为患者,所以具有连续遗传现象。
②因致病基因是位于X染色体上的显性基因(用D表示),女性只有XdXd才能表现为正常,而男性只要X染色体上一个隐性基因d就表现为正常,所以女性患者多于男性患者。
③男性患者的致病基因由母亲遗传而来,并将致病基因传给女儿,所以男性患者的女儿及母亲一定为患者,正常女性的父亲及儿子一定正常。3.伴Y染色体遗传
(1)实例:人类外耳道多毛症。(2)典型系谱图:(3)遗传特点:
①致病基因只位于Y染色体上,无显隐性之分,患者后代中男性全为患者,女性全正常。
②致病基因由父亲传给儿子,儿子传给孙子,具有世代连续性,也称限雄遗传。解析:据图分析,3、4没有乙病,而他们的女儿8号患乙病,说明乙病是常染色体隐性遗传病,则甲病为伴性遗传。2号患甲病,而其女儿4号正常,说明甲病不是显性遗传病,则甲病为伴X隐性遗传病;9号患乙病,所以6号携带乙病致病基因;由于2号患甲病,则4号是携带者,因此8号是纯合子的概率为1/2;乙病是常染色体隐性遗传病,在男性和女性中患病的概率相等。答案:C【典例1】 (2017·广东广州期末)下图是两种遗传病家系图,已知其中一种病为伴性遗传病,以下分析正确的是( )
A.甲病受显性基因控制
B.Ⅱ6不携带乙病致病基因
C.Ⅲ8是纯合子的概率为1/2
D.人群中乙病的男性患者多于女性方法透析 遗传病遗传方式的判断方法备选例题山羊性别决定方式为XY型。下面的系谱图表示了山羊某种性状的遗传,图中深色表示该种性状的表现者。已知该性状受一对等位基因控制,回答下列问题:
(1)据系谱图推测,该性状为 (填“隐性”或“显性”)性状。?解析:(1)根据系谱图:Ⅱ-1和Ⅱ-2均不表现该性状,但它们的后代Ⅲ-1出现该性状,推知该性状为隐性,Ⅱ-1和Ⅱ-2为该性状的携带者。答案:(1)隐性解析:(2)假设控制该性状的基因位于Y染色体上,表现该性状个体的所有雄性后代都表现该性状,且雌性个体不会表现该性状。据此理论上第Ⅲ世代各个体的性状表现应为:Ⅲ-1 不表现该性状(因为Ⅱ-1不表现该性状),Ⅲ-2和Ⅲ-3均不表现该性状,Ⅲ-4表现该性状(因为Ⅱ-3表现该性状),结合系谱图可知,不符合该基因遗传规律的个体是Ⅲ-1、Ⅲ-3和Ⅲ-4。(3)假设控制该性状的基因仅位于X染色体上,且由(1)知该性状为隐性遗传(假定该性状由基因A、a控制),Ⅰ-2和Ⅱ-2均未表现出该性状(XAX-)。但它们的雄性后代却表现出该性状(XaY),同时考虑到雄性个体的X染色体来自雌性亲本。据此断定Ⅰ-2和Ⅱ-2一定为杂合子(XAXa),Ⅲ-3表现该性状(XaXa),其所含的一条X染色体必然源自Ⅱ-4 (XaX-),同时Ⅲ-4不表现该性状,据此断定Ⅱ-4为杂合子(XAXa),Ⅲ-2不表现该性状(XAX-),其雌性亲本Ⅱ-2为杂合子(XAXa),因此Ⅲ-2既可以是杂合子(XAXa)也可以是纯合子(XAXA)。 (2)假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上,依照Y染色体上基因的遗传规律,在第Ⅲ代中,表现型不符合该基因遗传规律的个体是 (填个体编号)。?
(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,则系谱图中一定是杂合子的个体是
(填个体编号),可能是杂合子的个体是 (填个体编号)。?答案:(2)Ⅲ-1、Ⅲ-3和Ⅲ-4
(3)Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅱ-4 Ⅲ-2【题组演练】解析:性染色体上的基因控制的性状与性别相关联,称为伴性遗传,所以伴性遗传一般都和性别相关联;抗维生素D佝偻病为伴X显性遗传病,女性患者中杂合子的发病症状比纯合子要轻;色盲是由X染色体上的隐性基因控制的,而男性的X染色体来自母亲,所以男性的色盲基因只能从母亲那里传来;人类和果蝇的性别决定方式都是XY型。C1.(2017·河北张家口月考)下列有关伴性遗传的叙述,正确的是( )
A.伴性遗传病的基因位于性染色体上,遗传上却并不和性别相关联
B.抗维生素D佝偻病的女性患者的病症都相同
C.男性的色盲基因只能从母亲那里传来
D.人类的性别决定方式是XY型,果蝇的性别决定方式是ZW型2.(2017·湖北孝感月考)某隐性遗传病表现为交叉遗传特点,一对夫妇中女性为该病患者,男性正常。下列叙述不正确的是( )
A.父母双方均为该患病女性提供了致病基因
B.这对夫妇的子代中女儿均正常,儿子均患病
C.女儿与正常男性婚配,后代中患者均为男性
D.儿子与正常女性婚配,后代中不会出现患者D解析:由题意“某隐性遗传病表现为交叉遗传特点”可知,该隐性遗传病为伴X染色体隐性遗传病。若致病基因用b表示,则女性为该病患者、男性正常的一对夫妇的基因型分别为XbXb、XBY。该患病女性的两条X染色体分别遗传自父母双方,因此父母双方均为该患病女性提供了致病基因;这对夫妇的子代中女儿均正常(XBXb),儿子均患病(XbY);女儿(XBXb)与正常男性(XBY)婚配,后代中患者均为男性(XbY);儿子(XbY)与正常女性婚配,若正常女性为携带者(XBXb),则后代中会出现患者。3.(2017·甘肃嘉峪关期末)小明及其父母、祖父母、外祖父母的色觉都正常,但弟弟是红绿色盲患者。则红绿色盲基因传递的途径是( )
A.祖父→父亲→弟弟
B.祖母→父亲→弟弟
C.外祖母→母亲→弟弟
D.外祖父→母亲→弟弟C 解析:红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,弟弟的X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲,所以弟弟的红绿色盲基因遗传自母亲;由题意“外祖父母的色觉都正常”可知,外祖父的X染色体上没有红绿色盲基因,而外祖母是红绿色盲基因的携带者,所以母亲的红绿色盲基因遗传自外祖母。探究二教师参考问题引领:
1.若基因位于X、Y同源区段时,有无等位基因?其遗传是否与性别无关?
2.怎样设计一组杂交实验确定基因是否位于X、Y同源区段?判断基因位置的相关实验设计通过设计实验判断基因的位置
(1)基因是位于X染色体上还是位于常染色体上
①若相对性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合子,则用正交和反交的方法,即:正反交实验? ②若相对性状的显隐性已知,只需一个杂交组合判断基因的位置,即用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交:(2)基因是仅位于X染色体还是位于X、Y染色体的同源区段上
①适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。②基本思路一:基本思路二:(3)基因是位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上
①设计思路【典例2】 果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制。在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼 的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种朱红眼♀×纯种暗红眼 的反交实验中,F1雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。则下列说法不正确的是( )
A.正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型
B.反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上
C.正、反交的F1中,雌性果蝇的基因型都是XAXa
D.若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配,F2表现型的比例都是1∶1∶1∶1解析:正、反交实验可用于判断控制生物性状的基因位于常染色体还是性染色体,如果正、反交F1的表现型情况相同,则基因位于常染色体上,如果正、反交F1的表现型情况不同,则位于性染色体上;分析题干可知,正交F1的基因型为XAXa和XAY,F1再杂交所得F2中雌性均为暗红眼、雄性中暗红眼和朱红眼各占一半,反交F1的基因型为XAXa和XaY,F1再杂交所得F2中雌性暗红眼和朱红眼各占一半、雄性中暗红眼和朱红眼各占一半。答案:D备选例题(2017·广东汕头月考)已知果蝇眼色中猩红眼和亮红眼是一对相对性状,由等位基因 A、a 控制,果蝇眼形中圆形眼和棒状眼为另一对相对性状,由等位基因B、b 控制。现有一对猩红棒状眼的雌雄果蝇交配,得到 F1 表现型及比例如表,分析下表回答问题:解析:(1)一对猩红棒状眼的雌雄果蝇交配,后代出现亮红眼、圆眼,说明这两对相对性状中的显性性状分别是猩红眼、棒状眼;其中后代眼色没有雌雄个体的差异,说明控制眼色的基因位于常染色体上,后代雌蝇中没有圆形眼,说明控制眼形的基因位于X染色体上。
(2)双亲的基因型分别为AaXBY、AaXBXb,F1中亮红圆眼果蝇的基因型为aaXbY; F1中亮红棒眼的雌雄果蝇基因型为aaXBY和1/2aaXBXB、1/2aaXBXb,二者自由交配, F2中出现亮红圆眼果蝇的概率是1/2×1/4=1/8。(1)这两对相对性状中的显性性状分别是 、 ;其中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。?
(2)F1 中亮红圆眼果蝇的基因型为 ;如果让 F1 中表现型为亮红棒眼的雌雄果蝇自由交配得到 F2,则 F2 中出现亮红圆眼果蝇的概率是 。?答案:(1) 猩红眼 棒状眼 常 X
(2)aaXbY 1/8解析:(3)根据子代的眼形就能鉴别雏蝇的性别。可选择基因型为XBY的果蝇做父本,基因型为XbXb的果蝇做母本。杂交后代中,表现型为圆形眼的果蝇是雄性,表现型为棒状眼的果蝇是雌性。(3)请帮助研究人员设计一个实验,从子代的眼形就能鉴别雏蝇的性别,应选择基因型为 的果蝇做父本,基因型为 的果蝇做母本;杂交后代中,表现型为 的果蝇是雄性,表现型为 的果蝇是雌性。?答案:(3)XBY XbXb 圆形眼 棒状眼【题组演练】
1.(2017·海南海口月考)鸡冠有玫瑰冠和单冠,是一对相对性状,如果玫瑰冠母鸡与单冠公鸡交配,其子代中有1/4玫瑰冠母鸡、1/4玫瑰冠公鸡、1/4单冠母鸡、1/4单冠公鸡。据此分析,下列判断不能成立的是( )
A.单冠性状是常染色体上显性基因控制的
B.玫瑰冠性状是常染色体上显性基因控制的
C.单冠性状是Z染色体上隐性基因控制的
D.玫瑰冠性状是Z染色体上隐性基因控制的C解析:若单冠性状是常染色体上显性基因控制的,玫瑰冠母鸡(aa)与单冠公鸡(Aa)交配,后代可能会出现1/4玫瑰冠母鸡、1/4玫瑰冠公鸡、1/4单冠母鸡、1/4单冠公鸡;若玫瑰冠性状是常染色体上显性基因控制的,玫瑰冠母鸡(Aa)与单冠公鸡(aa)交配,后代可能会出现1/4玫瑰冠母鸡、1/4玫瑰冠公鸡、1/4单冠母鸡、1/4单冠公鸡;若单冠性状是Z染色体上隐性基因控制的,玫瑰冠母鸡(ZAW)与单冠公鸡(ZaZa )交配,后代母鸡全部是单冠,公鸡全部是玫瑰冠;若玫瑰冠性状是Z染色体上隐性基因控制的,玫瑰冠母鸡(ZaW)与单冠公鸡(ZAZa )交配,后代可能会出现1/4玫瑰冠母鸡、1/4玫瑰冠公鸡、1/4单冠母鸡、1/4单冠公鸡。2.(2017·山东临沂期末)现用一只隐性雌性个体与一只显性雄性个体杂交,不考虑突变。根据子代的性状表现判断基因的位置不正确的是( )
A.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段Ⅰ上
B.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段 Ⅱ-2上
C.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段Ⅰ上
D.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段 Ⅱ-2上解析:用B、b表示相关的基因。若该基因位于片段Ⅰ上,则隐性雌性个体的基因型为XbXb,显性雄性个体的基因型为XbYB、XBYb或XBYB,后代的表现型中雌性为隐性(XbXb)、雄性为显性(XbYB)或雌性为显性(XBXb)、雄性为隐性(XbYb)或雌性为显性(XBXb)、雄性也为显性(XbYB)。若该基因位于片段Ⅱ-2上,则隐性雌性个体的基因型为XbXb,显性雄性个体的基因型为XBY,后代的表现型为雌性为显性(XBXb)、雄性为隐性(XbY)。B图说教材:伴X染色体隐性遗传与伴X染色体显性遗传的特点(1)伴X染色体隐性遗传中,隐性致病基因及其等位基因只位于X染色体上。男性的X染色体只能传给其女儿,儿子的X染色体只能来自其母亲,故男性患者的女儿一定是携带者,男性患者的外孙可能是患者。伴X染色体隐性遗传具有隔代交叉遗传的特点,如图1中,患者2号(XbY)将致病基因传给其女儿4号,4号为携带者(XBXb),4号又将致病基因传给其儿子9号,9号为患者(XbY)。女性患者(XbXb)的父亲及儿子一定患病,正常男性(XBY)的母亲及女儿一定不患病。
(2)伴X染色体显性遗传中,显性致病基因及其等位基因只位于X染色体上。男性患者的母亲及女儿一定患病,如图2中,8号(XDY),其母亲4号(XDXd)为患者。伴X染色体显性遗传病女性患者多于男性患者,正常女性(XdXd)的父亲及儿子一定正常。【跟踪训练】 (2017·湖南长郡联考)如图为对某一家族中甲、乙两种遗传病的调查后得到的系谱图,调查还发现Ⅰ-4的家庭中没有乙病史。则Ⅲ-2与Ⅲ-3婚配,其后代(U)为两病兼患女孩的可能性为( )
A.0 B.7/32 C.3/16 D.25/32A解析:据分析可知,Ⅱ-1与Ⅱ-2无病,而Ⅲ-1患病,可推测甲病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ-3与Ⅰ-4无病,Ⅱ-5患病,且Ⅰ-4的家庭中没有乙病史,可推测乙病为伴X隐性遗传病。Ⅲ-2的基因型是2/3AaXBY(设与甲病相关基因为A、a,与乙病相关基因为B、b),其后代女儿不可能患乙病,故同时患两种病女孩的可能性为0。【知识回顾与网络构建】1.关键语句
(1)XY型性别决定的生物,雌性的性染色体组成为XX,雄性为XY。
(2)ZW型性别决定的生物,雄性的性染色体组成为ZZ,雌性为ZW。
(3)伴X隐性遗传病的遗传特点:
①男性患者多于女性患者。
②女性患者的父亲和儿子一定是患者。
③交叉遗传。
(4)伴X显性遗传病的遗传特点:
①女性患者多于男性患者。
②男性患者的母亲和女儿一定是患者。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件3张PPT。章末整合网络构建谢谢观赏！课件37张PPT。第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质教师参考新课导入一:通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的学习,我们知道,在上述生理过程中染色体发生规律性的变化,染色体在生物的遗传和变异中具有重要作用,请问染色体的主要成分是什么?
提示:蛋白质和DNA。
那么,这两种物质中,究竟哪一种是遗传物质呢?这一结论又是如何得出的呢?导入新课。
新课导入二:请同学们说一说从外貌特征方面看和父母相似的特征有哪些?
引出一个普遍的生物现象——生物的遗传。那么,控制遗传的物质是什么?科学家们是怎么得出结论的呢?导入课题。【学习目标】 1.了解“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。理解实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。2.理解肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验的实验设计思路。3.理解DNA是主要遗传物质的含义。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、对遗传物质的早期推测
阅读教材P42～P43,完成以下问题。蛋白质DNA?选择?
下列有关核酸的叙述中,正确的是( )
A.除病毒外,一切生物都有核酸存在
B.核酸是由C、H、O、P元素组成的化合物
C.组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸
D.DNA比蛋白质具有更高的热稳定性,并且能够自我复制D二、肺炎双球菌的转化实验
阅读教材P43～P44,完成以下问题。
1.肺炎双球菌的特点光滑粗糙有无2.体内转化实验——格里菲思的实验
(1)原理: 可使小鼠患败血症死亡。
(2)实验过程及现象S型细菌(3)结论:加热杀死的S型细菌中含有某种 使R型活细菌转化为S型活细菌。?思考? 格里菲思的实验能否证明S型菌体内的哪种物质是转化因子?
提示:否。由于格里菲思没有将细菌中各组分分开,所以他只能推测S型菌体内含有转化因子。转化因子S型活细菌S型活细菌3.体外转化实验——艾弗里的实验
(1)原理:从S型菌中提取出DNA、蛋白质及荚膜多糖等,将其分别加入已培养了R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入 时,R型细菌才转化为S型细菌。
(2)过程DNADNA(3)结论: 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
?判断?
(1)S型肺炎双球菌可以使小鼠患肺炎。( )
(2)格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明DNA是遗传物质。( )
(3)在格里菲思的实验基础上,艾弗里通过实验证明了DNA是主要的遗传物质。( )
(4)加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内,不会引起小鼠患败血症。( )DNA××××三、噬菌体侵染细菌实验
阅读教材P44～P45,完成以下问题。
1.T2噬菌体的结构与代谢
(1)(2)DNA蛋白质寄生遗传物质大肠杆菌2.实验方法
。
3.实验过程
(1)标记细菌
①用含 的培养基培养得到含35S的大肠杆菌。
②用含 的培养基培养得到含32P的大肠杆菌。
(2)标记噬菌体
①噬菌体和 混合培养,得到蛋白质外壳被 标记的噬菌体。
②噬菌体和 混合培养,得到DNA被 标记的噬菌体。放射性同位素标记法35S32P含35S的大肠杆菌35S含32P的大肠杆菌32P(3)侵染过程
①含35S的噬菌体+细菌 搅拌、离心很高很低②含32P的噬菌体+细菌 搅拌、离心很低很高4.实验结论
噬菌体的遗传物质是 。?选择?
下列有关赫尔希和蔡斯的“T2噬菌体侵染细菌实验”的叙述,正确的是( )
A.离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B.该实验运用了同位素标记法和差速离心法
C.T2噬菌体与细菌所含的核酸中嘌呤总数都等于嘧啶总数
D.32P标记的噬菌体侵染细菌的时间过长或过短,都会导致上清液放射性偏高DNAD四、RNA是遗传物质的实验证据
阅读教材P46,完成以下问题。
1.烟草花叶病毒的组成2.侵染过程3.结论
烟草花叶病毒的遗传物质是 。
?选择?
烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了它的遗传物质是( )
A.DNA B.RNA
C.DNA和RNA D.以上都不是RNAB不感染病毒感染病毒五、生物的遗传物质
阅读教材P46,完成以下问题。RNA?判断?
(1)豌豆的遗传物质主要是DNA。( )
(2)病毒的遗传物质都是RNA。( )
(3)烟草花叶病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸。( )
(4)真核生物、原核生物、部分病毒的遗传物质是DNA。( )×××√探究一课堂探究 解疑难·提能力肺炎双球菌体内转化实验与体外转化实验的比较教师参考问题引领:
1.体内转化实验是否证明DNA是遗传物质?
2.体内外转化实验中的巧妙之处在哪?两种转化之间有什么联系?【典例1】 下列关于肺炎双球菌转化实验的说法,正确的是( )
A.肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质
B.将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养,R型细菌可全部转化为S型细菌
C.艾弗里的体外转化实验对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定
D.肺炎双球菌转化实验中,若给小鼠注射S型细菌的DNA,则小鼠死亡解析:肺炎双球菌的转化实验证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质;将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养,只有少数的R型细菌可转化为S型细菌;艾弗里的体外转化实验对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定,分别进行实验;肺炎双球菌转化实验中,使小鼠死亡的是S型细菌,而不是S型细菌的DNA,因此,若给小鼠注射S型细菌的DNA,小鼠不会死亡。答案:C备选例题艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜,而不是起遗传作用”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是( )
A.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌
B.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌
C.R型菌+S型菌DNA→预期出现S型菌
D.R型菌+S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌A解析:R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌,该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化,而且抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因。因此,该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的。【题组演练】
1.格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验,关于实验的结论不正确的是( )
A.说明了R型活菌是无毒性的
B.说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的
C.说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA
D.说明了R型活菌在一定条件下能够转化为S型菌解析:格里菲思实验仅仅提出了“转化因子”的存在,没有证明“转化因子”(遗传物质)是什么。C2.(2017·江苏江阴期中)将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,小白鼠不死亡,从体内分离出来的依然是R型肺炎双球菌;将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,则小白鼠死亡,并从体内分离出了S型有荚膜肺炎双球菌。以上实验说明了( )
A.S型菌的DNA可诱导R型菌转化为S型菌,说明了DNA是遗传物质
B.R型菌的蛋白质外壳可诱导S型菌转化为R型菌
C.R型菌的DNA可使小鼠死亡
D.R型和S型肺炎双球菌可以相互转化解析:S型细菌的DNA可诱导R型细菌转化为S型,说明了DNA是遗传物质;S型细菌的蛋白质外壳不能诱导R型细菌转化为S型;R型菌的DNA不能使小鼠死亡;以上实验说明R型细菌能转化为S型细菌,不能说明R型和S型肺炎双球菌可以相互转化。A探究二教师参考问题引领:
1.噬菌体的组成成分是什么?用噬菌体做实验材料有什么优点?
2.分别标记什么元素才能达到实验目的?
3.如何完成对噬菌体的同位素标记?
4.该实验的设计思路是什么?与肺炎双球菌体外转化实验的设计思路相同吗?噬菌体侵染细菌实验分析1.噬菌体侵染细菌的过程2.实验过程及结论分析3.上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的原因:①保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。②保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液的放射性含量升高。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也有少量放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。4.肺炎双球菌体外转化和噬菌体侵染细菌实验比较【典例2】 若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染,裂解后所释放的噬菌体中( )
A.只有35S
B.只有32P
C.一定有35S,可能有32P
D.一定有32P,可能有35S解析:噬菌体在侵染细菌时,只将自身的DNA注射到细菌菌体中,蛋白质外壳留在细菌体外。由于DNA是半保留复制的,因此亲代噬菌体被32P标记的那两条DNA链存在于某两个子代噬菌体中,而细菌中没有32P标记,因此子代噬菌体中始终只有两个子代DNA分子有32P标记。由于子代噬菌体的蛋白质是以细菌体内的原料合成的,而大肠杆菌被35S标记,因此合成的噬菌体的蛋白质外壳均有35S标记,因此子代噬菌体一定有35S,可能有32P。答案:C方法透析 噬菌体中的放射性元素分析备选例题(2017·江苏联盟大联考)1952年,赫尔希和蔡斯用32P或35S标记T2噬菌体,并分别与无标记的细菌混合培养,经过一定时间保温后再搅拌、离心得到了上清液和沉淀物,并检测放射性。与此实验相关的叙述不正确的是( )
A.搅拌不充分会使含35S标记组沉淀物的放射性偏高
B.保温时间过长会使含32P标记组上清液的放射性偏低
C.实验所获得的子代噬菌体均不含35S而部分可含有32P
D.实验目的是研究T2噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质B解析:35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在外面,如果搅拌不充分,蛋白质外壳与细菌不分开,会使35S标记组沉淀物的放射性偏高;如果保温培养时间过长,部分被侵染的大肠杆菌会裂解,从而导致32P标记组上清液中的放射性偏高;由于35S标记的蛋白质外壳留在外面,DNA分子复制是半保留复制,所以实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P;实验目的是通过对照实验,研究遗传物质是DNA还是蛋白质。【题组演练】
1.(2017·辽宁六校月考)用含15N、35S、32P的噬菌体侵染不含放射性元素的细菌,则释放出来的子代噬菌体中( )
A.DNA中含有32P,蛋白质中含有35S
B.大多数噬菌体含有15N、32P
C.少数噬菌体含有15N、32P
D.全部含有35SC解析:用含15N、35S、32P的噬菌体去侵染不含放射性元素的细菌,其中亲代噬菌体的蛋白质中含15N和35S,噬菌体的DNA中含15N和32P。因此噬菌体侵染细菌时,由于只有DNA进入细菌中并作为模板控制子代噬菌体DNA的合成,而合成子代噬菌体所需的原料均由不含放射性元素的细菌提供,因此子代噬菌体外壳中不含35S;但由于DNA复制方式为半保留复制,因此子代噬菌体只有少数含有15N和32P。2.(2017·河北武邑期末)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是( )
A.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌
D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中解析:32P标记的是DNA。在侵染时头部的DNA进入细菌,理论上放射性应在沉淀物中,而现在上清液中也有放射性,有可能是侵染后大肠杆菌裂解释放出了子代噬菌体,噬菌体较轻,经搅拌离心后出现在上清液中。如果搅拌不充分应是在沉淀物中。离心时间过长时,大肠杆菌是不会出现在上清液中的。A【知识回顾与网络构建】(一)关键语句
(1)S型肺炎双球菌有荚膜,有毒性;R型肺炎双球菌无荚膜,无毒性。
(2)在肺炎双球菌转化实验中,只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌,即转化因子是DNA。
(3)T2噬菌体由蛋白质和DNA组成,S存在于蛋白质中,P几乎全部存在于DNA中。
(4)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
(5)烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
(6)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此说DNA是主要的遗传物质。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件35张PPT。第2节 DNA分子的结构教师参考新课导入一:通过上节课学习,我们知道DNA是主要的遗传物质,作为遗传物质,DNA应具备怎样的什么结构呢?引入新课。
新课导入二:同学们去过北京中关村高科技园吗?那里有个独特形状的雕塑,看课本P47问题探讨中的图片,这个雕塑是以什么为蓝本制作的呢?
提示:DNA。
请同学们仔细观察这个雕塑有什么特点?DNA分子究竟有什么样的结构呢?引入课题。【学习目标】 1.概述DNA分子结构的主要特点。2.制作DNA分子双螺旋结构模型。3.理解碱基互补配对原则,掌握DNA分子结构的相关计算。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、DNA双螺旋结构模型的构建
阅读教材P47～P48,完成以下问题。
1.构建者: 和 。
2.构建过程沃森克里克脱氧核苷酸DNA衍射图谱外部相同碱基A=T,G=CTC?选择?
下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述,错误的是( )
A.沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链的基础上,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基
B.威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析,得出DNA分子呈螺旋结构
C.查哥夫提出了嘌呤数等于嘧啶数
D.沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发,构建出科学的模型B二、DNA分子的结构
阅读教材P49,完成以下问题。
1.图示2.解读C、H、O、N、P脱氧核糖脱氧核苷酸反向平行脱氧核糖磷酸碱基互补配对腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶?判断?
(1)每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸。( )
(2)DNA分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖三者的数量是相等的。( )
(3)每个脱氧核糖上均连着一个磷酸基团和一个碱基。( )
(4)一段双链DNA分子中,如果有40个腺嘌呤,就含有40个胸腺嘧啶。( )√√×√三、制作DNA双螺旋结构模型
阅读教材P50,完成以下问题。
1.目的要求
通过制作DNA 结构模型,加深对DNA分子结构特点的认识和理解。
2.制作程序双螺旋制作若干个磷酸、 、碱基脱氧核糖若干个脱氧核苷酸 单链DNA分子的平面结构DNA分子 结构双螺旋脱氧核苷酸?选择?
下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型( 表示脱氧核糖、 表示碱基、 表示磷酸基团),其中正确的是( )D探究一课堂探究 解疑难·提能力DNA分子的结构特点教师参考问题引领:
1.组成DNA分子基本单位的4种脱氧核苷酸的差异是什么?
2.4种基本单位是怎样连接为DNA单链的?两条单链之间又是通过什么连接的?
3.DNA分子的空间结构也像蛋白质分子那样多种多样吗?1.DNA的结构单位:脱氧核苷酸(4种)2.平面结构(1)一条脱氧核苷酸链:由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3′碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键相连接。
(2)两条链之间的连接:A一定与T配对,两碱基之间形成两个氢键;G一定与C配对,两碱基之间形成三个氢键。3.空间结构——规则的双螺旋结构
(1)两条链反向平行,有规则地盘绕成双螺旋。
(2)脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。
(3)碱基排列在内侧,且遵循碱基互补配对原则。如图。【典例1】 (2017·福建龙岩期末)如图为DNA分子部分结构示意图,对该图的不正确描述是( )解析:①脱氧核糖和②磷酸的交替排列构成了DNA分子的基本骨架;图中④包含的胞嘧啶、脱氧核糖和磷酸不属于同一个脱氧核苷酸;按照碱基互补配对原则,⑤、⑥、⑦、⑧对应的碱基依次为A、G、C、T;⑨表示氢键,两条链之间氢键数越多,DNA分子越稳定。答案:BA.①和②相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C.⑤、⑥、⑦、⑧对应的碱基依次为A、G、C、T
D.⑨表示两个氢键,两条链之间氢键数越多,DNA分子越稳定方法透析 巧用五个数字记忆DNA分子结构
五(种元素):C、H、O、N、P。
四(种碱基):A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸。
三(种小分子或物质):磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
二(条长链):两条DNA单链。
一(种双螺旋结构)。备选例题(2017·湖南株洲期中)下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.每个DNA分子都是以四种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的单链结构
B.DNA分子中的每个磷酸基均连接着两个脱氧核糖和一个碱基
C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
D.双链DNA分子的两条链之间总是嘌呤和嘧啶形成碱基对D解析:DNA分子是以四种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的双链结构;
DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖,且磷酸不与碱基直接相连;DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连;DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,因此两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对。【题组演练】
1.下列关于双链DNA分子的叙述,正确的是( )
A.DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
B.DNA分子的基本骨架能够储存遗传信息
C.两条链上的碱基遵循A与U、G与C的配对原则
D.DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成解析:DNA单链上相邻碱基以脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连;DNA分子的基本骨架是磷酸和糖交替连接,排列在外侧,储存遗传信息的是碱基对的排列顺序;两条链上的碱基遵循A与T、G与C的配对原则;DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成。D2.(2017·上海嘉定期末)某同学制作一DNA片段模型,现有若干不同类型塑料片,见表。还需准备脱氧核糖的塑料片数目是( )解析:DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。在双链DNA中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A=T、G=C,所以16个碱基A塑料片,10个碱基T塑料片,能形成10个A—T碱基对;16个碱基C塑料片,10个碱基G塑料片,能形成10个G—C碱基对。因此,为了充分利用现有材料,还需准备40个脱氧核糖塑料片。BA.32 B.40 C.26 D.52探究二教师参考问题引领:
1.构成DNA分子的4种碱基基本的数量关系是什么?
2.由碱基互补配对原则还能推导出哪些规律?碱基间的数量关系DNA分子中碱基的计算
(1)双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等,即A+G=T+C。简记为:“DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半。”
(2)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。
设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,则所以A+T=A1+A2+T1+T2= =n%。简记为:“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。简记为:“DNA两条互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1。”(3)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。设双链DNA分子中,一条链上, ， 则 互补链中 ，。【典例2】 (2017·宁夏银川月考)某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子( )
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
B.在复制过程中,将双链全部解开,再复制
C.可能的碱基排列方式共有4100种
D.含有4个游离的磷酸基解析:由题意知该单链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,另一条链上A∶T∶G∶C=
2∶1∶4∶3,则双链中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7;在复制过程中,DNA是边解旋边复制的;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;DNA分子是由两条反向平行的脱氧核糖核苷酸链组成的,游离的磷酸基只有2个。
答案:A方法透析 解答碱基计算问题的方法步骤
(1)搞清楚题中所给和所求的碱基比例是占整个DNA分子的碱基比例,还是占DNA分子一条链的碱基比例。
(2)画一个DNA分子的平面结构模式图,并在图中标出已知的和所要求的碱基。
(3)根据碱基互补配对原则及其有关规律进行计算。备选例题(2017·甘肃天水月考)从某生物中提取出DNA进行化学分析,发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
A.24% B.26% C.14% D.11%B解析:已知DNA分子中,C+G=46%,则C=G=23%、A=T=50%-23%=27%。又已知一条链中腺嘌呤占该链碱基总数的比例为28%,即A1=28%,根据碱基互补配对原则,A=(A1+A2)÷2,则A2=26%,故B正确。【题组演练】
1.(2017·湖南五市十校期中)已知在甲DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=a,乙DNA分子一条单链中的(A+T)/(G+C)=b,分别求甲、乙两DNA分子中各自的另一条链中对应的碱基比例分别为( )
A.a、1/b B.1/a、b C.a、1 D.1、bB解析:由于双链DNA分子中,遵循A与T配对、C与G配对的配对原则,配对的碱基相等,因此两条单链上的(A+G)/(T+C)的比值互为倒数,每一条DNA单链中的(A+T)/(G+C)比例与双链DNA分子中的该比例相同,由题意知,甲DNA分子的一条单链(A+G)/(T+C)=a,则另一条单链中该比值是1/a,乙DNA分子一条单链中的(A+T)/(G+C)=b,另一条单链中该比值是b。2.(2017·湖北武汉期中)下列对双链DNA分子的叙述,不正确的是( )
A.若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的1/2
B.若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等
C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3
D.若一条链的G∶T=1∶2,另一条链的C∶A=2∶1解析:一条链G与C分别与另一条链上的C与G配对,因此一条链G与另一条链上的C相等,一条链的C与另一条链上的G相等,故若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的1/2;在双链DNA中,一条链上的A与另一条链上的T配对(相等),一条链上的T与另一条链上的A配对(相等),因此若一条链上A和T的数目相等,则另一条链上的A和T数目也相等;由碱基互补配对原则可知,一条链上的A与另一条链上的T相等,一条链上的G与另一条链上的C相等,因此,若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链是A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3;由碱基互补配对原则可知,一条链上的G与另一条链上的C相等,一条链上的T与另一条链上的A相等,因此若一条链的G∶T=
1∶2,则另一条链的C∶A=1∶2。D图说教材：DNA分子的结构(1)DNA分子的基本组成单位为脱氧核苷酸,有4种,即腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(如平面结构图中的7)、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸。一分子脱氧核苷酸又由一分子含氮碱基(如平面结构图中的A、T、G、C)、一分子脱氧核糖(如平面结构图中的5)和一分子磷酸(如平面结构图中的6)组成。(2)两个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键相连,多个脱氧核苷酸可连接成一条脱氧核苷酸链(如平面结构图中的10)。两条脱氧核苷酸链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构,其中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,排列在内侧(如立体结构图)。
(3)碱基配对有一定的规律即碱基互补配对原则:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,且两者间形成两个氢键;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对,且两者间形成三个氢键(如平面结构图9)。【跟踪训练】 (2017·安徽铜陵期中)如图是DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题:(1)组成DNA的基本单位是 。?
(2)图中1、2、6的名称依次为 、 、 。?解析:(1)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。
(2)图中1、2、6的名称依次为:磷酸、脱氧核糖、碱基对。
答案: (1)脱氧核苷酸 (2)磷酸 脱氧核糖 碱基对解析:(3)图中8表示的是一条脱氧核苷酸链的片段,在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系为相等。
(4)图中共有2个游离的磷酸基。
答案:(3)一条脱氧核苷酸链的片段 相等 (4)2(3)图中8表示的是 。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系为 (填“相等”或“不相等”)?
(4)图中共有 个游离的磷酸基。?1.关键语句
(1)DNA分子的双螺旋结构:①两条链反向平行;②脱氧核糖和磷酸交替连接,排列于外侧,构成基本骨架;③碱基通过氢键连接成碱基对,排列在内侧。
(2)双链DNA分子中,嘌呤碱基数=嘧啶碱基数,即A+G=T+C。
(3)互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。
(4)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,而在整个DNA分子中比值为1。
(5)在DNA分子中,含G—C碱基对越多的DNA分子相对越稳定。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件32张PPT。第3节 DNA的复制教师参考新课导入一:请同学们思考:细胞有丝分裂的意义是什么?
提示:亲代细胞的DNA复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对于生物的遗传具有重要意义。
那么DNA是怎样复制的呢?引入课题。
新课导入二:展示两幅相同的“中国印·舞动的北京 ”,让同学们看看两幅图有什么区别。
提示:没有区别。
同学们,这两幅图是复制而来的,所以两者没有区别,那么在生物界中的DNA要保持亲代子代之间相同,也需要复制。DNA是如何完成复制的呢?引入课题。【学习目标】 1.概述DNA分子的复制。2.探讨DNA复制的生物学意义。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、对DNA分子复制的推测
阅读教材P52,完成以下问题。
1.提出者: 。
2.假说内容
(1)解旋:DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋解开,互补碱基之间的 .断裂。沃森和克里克氢键(2)复制 两条单链脱氧核苷酸碱基互补配对(3)特点:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称做 。半保留复制?选择?
下列关于DNA分子复制的叙述,正确的是( )
A.复制不需要模板
B.复制不消耗能量
C.复制方式为半保留复制
D.在核糖体内复制C 二、DNA分子复制的过程
阅读教材P54,完成以下问题。
1.DNA复制的概念、时间、场所DNA间期间期2.DNA复制的过程能量解旋酶螺旋 母链脱氧核苷酸 DNA聚合酶碱基互补配对模板链双螺旋结构3.DNA复制的特点
(1)过程: 。
(2)方式:半保留复制。
4.DNA复制的意义
将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了 的连续性。
5.准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。
(2)通过 原则保证了复制准确无误地进行。边解旋边复制遗传信息碱基互补配对?判断?
(1)DNA分子先完全解开双螺旋然后再进行复制。( )
(2)DNA通过半保留复制合成的两条新链的碱基组成完全相同。( )
(3)DNA分子的两条链均作为复制时的模板。( )
(4)含32P的DNA分子在不含32P的环境连续复制三代,子代DNA分子中含32P的占1/8。 ( )××√×探究一课堂探究 解疑难·提能力对DNA复制的理解教师参考问题引领: 1.DNA复制的场所有哪些?真核细胞DNA复制的时间?
2.DNA复制过程中需要哪些酶?复制产生的子代DNA分子位于哪种结构?1.DNA复制的场所
主要场所是细胞核,但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。
2.真核生物细胞核中DNA复制发生的时间
在体细胞中发生在有丝分裂间期;在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的 间期。
3.复制所需的酶是指一个酶系统,不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶,还包括DNA连接 酶等
(1)解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。
(2)DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
(3)DNA连接酶的作用是连接DNA片段。
4.两个子代DNA的位置及分开时间
复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上,由着丝点连在一起,在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开,分别进入两个子细胞中。【典例1】 (2017·天津红桥区期末)下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.复制后的DNA分子组成同源染色体
B.新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一条链
C.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制
D.复制过程需要酶的参与,但不消耗能量解析:复制后的DNA分子组成姐妹染色单体,而不是同源染色体;DNA复制方式为半保留复制,因此新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一条链;DNA复制过程为边解旋边复制,而不是双螺旋结构全部解旋后才开始复制;DNA分子复制的四个基本条件是模板、原料、能量和酶。
答案:B方法透析 DNA的复制过程中的“一、二、三、四” 备选例题下列关于DNA复制的叙述中,不正确的是( )
A.根尖分生区细胞中的DNA复制主要发生在细胞核中
B.DNA复制过程中,要消耗ATP且需要酶的催化
C.脱氧核糖核苷酸是DNA复制的原料
D.DNA复制时期,细胞中染色体数目加倍D解析:DNA复制时,DNA数目加倍,染色单体数目加倍,而染色体数目不加倍。【题组演练】
1.(2017·福建龙岩期末)保证准确无误地进行DNA复制的关键是( )
A.解旋酶促使DNA的两条链分离
B.模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构
C.配对脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
D.游离的脱氧核苷酸上的碱基与母链碱基进行互补配对解析:解旋酶促使DNA的两条互补链分离,为复制提供模板;模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构,是DNA复制完成阶段;在DNA聚合酶的作用下,配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链;游离的脱氧核苷酸与母链进行碱基互补配对,确保准确无误地进行复制。D2.下列关于DNA复制的说法,错误的是( )
A.通过DNA复制,遗传信息在亲子代细胞间始终保持不变
B.以亲代DNA分子的两条母链分别作为模板进行复制
C.复制过程中,始终按照碱基互补配对原则进行
D.形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间可形成磷酸二酯键解析:通过DNA复制,将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性,若复制出现差错,则会导致遗传信息在亲子代细胞间发生改变;在DNA复制过程中,以解开的亲代DNA分子两条母链的每一段为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链;在形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间通过磷酸二酯键相连接。A探究二教师参考问题引领:
1.若将15N标记的DNA分子放在含有14N的培养基中培养,复制n次后,子代DNA会出现怎样的结果?
2.DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数有什么规律?DNA分子复制的有关计算DNA的复制方式为半保留复制,一个被15N标记的DNA分子在含有14N脱氧核苷酸的培养基中复制n次:1.合成子代DNA分析2.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次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n-1个。【典例2】 (2017·江苏苏州期末)一个被32P标记的DNA双链片段有100个碱基对,其中腺嘌呤占碱基总数的20%,将其置于31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是( )
A.该DNA双链片段中含有胞嘧啶的数目是60个
B.第三次复制过程需要240个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C.子代DNA中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D.子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶3解析:腺嘌呤数目为100×2×20%=40(个),该DNA双链片段中含有胞嘧啶的数目是(100×2-40×2)÷2=60(个);第三次复制过程DNA分子数由4个变为8个,增加4个DNA分子,需要60×4=240(个)游离的胞嘧啶脱氧核苷酸;复制3次,共得到8个DNA分子,16条DNA单链,其中只有两条单链含32P,含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7;由于DNA的复制为半保留复制,子代DNA均含31P,子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶4。
答案:D备选例题 (2017·安徽安庆期末)用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是( )
A.中期20和20、后期40和20
B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10
D.中期20和10、后期40和10A解析:玉米体细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的,在第一次有丝分裂结束后,每个子细胞中含有20条染色体,每条染色体上所含有的双链DNA分子中只有一条链被32P标记;在第二次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后,每条染色体含2个DNA分子,这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上,其中只有一条染色单体上的DNA被32P标记,所以有丝分裂前期和中期的细胞中都有20条被标记的染色体。在有丝分裂后期,因着丝点分裂导致2条姐妹染色单体分开成为2条子染色体,此时细胞中的染色体数目加倍为40条,其中被标记的染色体有20条。【题组演练】
1.将含有15N—15N—DNA的大肠杆菌放入以 14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养n代,分离出细菌中的DNA做密度梯度超速离心和分析。下列叙述错误的是( )
A.离心后的条带分布于离心管的上部和中部
B.离心后的条带分布于离心管上部的占(2n-2)/2n
C.含有15N的子代DNA分子占总数的1/2n
D.含有14N的子代DNA分子占总数的100%解析:培养n代后,培养液中有两种DNA,一种只含有14N,另一种含15N和14N,离心后的条带分布于离心管的上部和中部;2n-2个DNA只含有14N,DNA总量为2n,故离心后的条带分布于离心管上部的占(2n-2)/2n;含有15N的子代DNA分子有两个,占总数的1/2n-1;由于DNA复制是半保留复制,所以每个DNA中都含有14N。C2.(2017·湖南衡阳月考)假设果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记,正常情况下该细胞分裂形成的精细胞中,含15N的精细胞所占的比例为多少?假设果蝇的一个体细胞中的一个DNA分子用15N进行标记,正常情况下该细胞进行两次有丝分裂形成的子细胞中,含15N的细胞所占的比例为( )
A.50%、100% B.100%、100%
C.50%、50% D.100%、50%C 解析:一个精原细胞减数分裂形成4个精子中,两个含有15N,两个不含,标记的比例为1/2;在有丝分裂间期,DNA进行半保留复制,一次复制产生的2个DNA分子均含有15N,分裂进入两个子细胞,每个子细胞均有1个含15N的DNA,所以比例为100%。第二次复制时,由于含15N的DNA分子两条链中只有一条链含有15N,另一条单链没有,因此两次分裂产生的4个子细胞中有两个含有15N,另外两个没有,比例为50%。图说教材：DNA分子的复制过程(1)DNA分子复制的过程主要包括三个步骤:解旋、合成子链、形成子代DNA。
解旋:利用细胞提供的能量,并在解旋酶的作用下打开碱基对之间的氢键,从而将两条螺旋的双链解开一部分,如图中的“解旋”。
合成子链:利用细胞提供的能量,且在DNA聚合酶等酶的作用下,以解开的DNA分子的两条母链为模板,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链,如图中的“合成子链”。
形成子代DNA:每条新链与相应的模板链盘绕成双螺旋结构,如图中的“形成子代DNA”。
(2)DNA分子复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。
(3)DNA分子的双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板,碱基互补配对保证复制的准确进行。【跟踪训练】 (2017·河南豫北月考)据研究,蛋白laminA在维持细胞核中DNA结构的稳定性中起到了核心作用。这种蛋白能让染色质内部形成“交联”,在细胞核中限制DNA的行动。这种结构保护了染色质的完整性,同时允许DNA正常复制。下列有关叙述正确的是( )
A.通过DNA分子的复制,储存在DNA中的遗传信息实现稳定表达
B.染色体解螺旋形成染色质,为DNA的复制创造了有利条件
C.去除蛋白laminA后,染色质的运动高度分散而且不能复制
D.严格的碱基互补配对原则即可保证DNA分子复制准确无误B 解析:通过DNA分子的复制,储存在DNA中的遗传信息能稳定遗传;染色体解螺旋形成染色质,有利于DNA打开其空间结构,为DNA的复制创造了有利条件;由题意可知,去除蛋白laminA后,染色质的运动高度分散而且DNA复制速度较快;DNA复制的准确无误进行的原因包括其独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板以及遵循严格的碱基互补配对原则。1.关键语句
(1)DNA复制发生在细胞分裂的间期。
(2)DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸作原料以及酶和能量。
(3)DNA分子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的准确性。
(4)DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
(5)新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件21张PPT。第4节 基因是有遗传效应的DNA片段教师参考新课导入一:科学家通过实验已经证明DNA是主要的遗传物质,但在生活中常常听到的是:某人聪明,是他父母的基因好。还有科学家在进行人类基因组计划的研究,那么基因与DNA是什么关系呢?引入新课。
新课导入二:请问哪位科学家将基因定位于染色体上?
提示:摩尔根。 后来证明染色体中只有DNA是遗传物质。那么,基因与DNA有什么关系呢?引入新课。【学习目标】 1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。3.说明基因和遗传信息的关系。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、基因与DNA分子的关系
阅读教材P55～P56,完成以下问题。
1.从数量上看
(1)每个DNA分子上有多个基因。
(2)所有基因的碱基总数 (填“大于”“等于”或“小于”)DNA分子的碱基总数,即DNA分子上只有部分碱基参与基因的组成。
2.从功能上看
基因是有 的DNA片段。小于遗传效应?判断?
(1)基因是具有遗传效应的DNA片段。( )
(2)染色体是DNA的主要载体。( )
(3)一条染色体上含有2个DNA分子。( )
(4)一个DNA上只有一个基因。( )√√××二、DNA片段中的遗传信息
阅读教材P56～P57,完成以下问题。
1.含义
DNA分子中4种碱基的排列顺序。
2.特点
(1)多样性: 的千变万化。
(2)特异性:每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。
3.与生物体多样性和特异性的关系
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 。碱基排列顺序物质基础?思考? DNA分子上的非基因片段中的碱基排列顺序有特异性吗?
提示:有。探究一课堂探究 解疑难·提能力脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解教师参考问题引领:1.遗传信息是指什么?2.基因、DNA和染色体的结构层次由小到大应如何排列?【典例1】 (2017·湖北襄阳月考)对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中,正确的是( )
A.每条染色体上含有一个或两个DNA分子;一个DNA分子上含有一个基因
B.在生物的传宗接代中,基因的行为决定着染色体的行为
C.都能复制、分离和传递,且三者行为一致
D.在DNA分子结构中,与所有脱氧核糖直接相连的均是两个磷酸和一个碱基解析:每条染色体上含有一个或两个DNA分子,而一个DNA分子上含有很多个基因;基因位于染色体上,呈线性排列,所以在生物的传宗接代中,染色体的行为决定着基因的行为;基因是有遗传效应的DNA片段,DNA和蛋白质构成染色体,所以三者的行为一致,染色体、DNA和基因都能复制、分离和传递;在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基,但每条脱氧核苷酸链的一端有一个脱氧核糖只连着一个磷酸和一个碱基。
答案:C方法透析 全方位理解基因
(1)本质上,基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上,基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
(3)功能上,基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上,基因在染色体上呈线性排列。备选例题(2017·江苏苏州期末)果蝇是遗传学实验中常用的材料之一。下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,下列有关叙述正确的是( )
A.由图可知,基因是DNA上任意一个片段 B.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因 C.图中所示的各个基因是同时并由同一个细胞完成表达的 D.基因与性状之间并非是简单的线性关系,基因表达是一个受多种因素影响的复杂过程D解析:基因是有遗传效应的DNA片段,而不是任意片段;等位基因是位于同源染色体上控制相对性状的一对基因,朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上,不属于等位基因;个体的基因在个体发育的不同时期、不同细胞中选择性表达;基因的表达受到内部因素和外界因素的共同影响。【题组演练】
1.(2017·天津红桥区期末)下列关于基因的描述正确的是( )
A.1个基因就是1个DNA分子
B.基因的基本组成单位有5种脱氧核苷酸
C.等位基因位于同源染色体上
D.摩尔根通过果蝇杂交实验发现了基因的结构解析:1个DNA分子上有若干个基因;基因的基本组成单位是4种脱氧核苷酸;等位基因是位于同源染色体的同一位置上,控制相对性状的基因;摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因在染色体上。C 2.如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图。下列叙述不正确的是( )
A.白眼基因是有遗传效应的DNA片段,含有许多个脱氧核苷酸
B.白眼基因与果蝇其他基因的区别是碱基的种类不同
C.白眼基因与红眼基因的区别是碱基排列顺序的不同
D.基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多基因解析:白眼基因与果蝇其他基因的区别是碱基排列顺序不同,而碱基种类相同,都含A、T、G、C。B 探究二DNA片段中遗传信息的多样性与特异性【典例2】 DNA分子的多样性和特异性分别决定于( )
A.碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序
B.细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性
C.碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D.DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性解析:碱基对的不同排列顺序决定了DNA分子的多样性,而特定的碱基排列顺序决定了DNA分子的特异性。
答案:A【题组演练】
(2017·河南南阳期末)豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是( )
A.分别控制显性和隐性性状
B.所含的核苷酸种类不同
C.脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.在染色体上的位置不同解析:高茎基因(D)与矮茎基因(d)分别控制显性和隐性性状,但这不是它们的根本区别;高茎基因(D)与矮茎基因(d)都是由 4种 脱氧核苷酸组成的;高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同;高茎基因(D)与矮茎基因(d)是一对等位基因,位于同源染色体的相同位置上。C 1.关键语句
(1)基因位于染色体上,基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)一个DNA分子上有许多基因,基因以一定的次序排列在DNA分子上。
(3)DNA中碱基对的排列顺序表示遗传信息。
(4)DNA分子具有多样性和特异性。
(5)碱基序列的多样性构成了DNA分子的多样性。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件12张PPT。章末整合网络构建高考体验网络构建高考体验1.(2017·全国Ⅱ卷,2)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同C解析:T2噬菌体营专性寄生生活,只能侵染大肠杆菌,在大肠杆菌中复制和增殖,不能侵染肺炎双球菌;T2噬菌体的生命活动离不开细胞,病毒自身并不能单独合成mRNA和蛋白质;用含32P的培养基培养大肠杆菌即标记大肠杆菌,再让T2噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌,32P可出现在T2噬菌体的核酸中;人类免疫缺陷病毒的核酸是RNA,而T2噬菌体的核酸是DNA,两者核酸类型不同。2.(2017·全国Ⅲ卷,1)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补C解析:RNA是以DNA(基因)为模板转录的产物,包括tRNA、rRNA和mRNA三种;转录是以基因为单位的,不同基因的转录产物(RNA)不同,而且不同基因的转录过程相对独立,因此同一细胞中两种RNA的合成可能同时发生;真核细胞中,叶绿体和线粒体内也有少量的DNA,叶绿体和线粒体内的DNA也能作为转录的模板合成RNA;DNA是双链分子,转录时以其中一条链(即模板链)为模板,按照碱基互补配对原则合成出RNA子链,因此转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。3.(2016·全国Ⅱ卷,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C解析:由题意可知加入该物质后,DNA双链不能解旋,将影响DNA的复制和转录,从而使有丝分裂被阻断在分裂间期;该物质可抑制DNA的复制,因此可抑制癌细胞增殖。4.(2015·全国Ⅰ卷,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D 解析:DNA与ATP中所含元素均为C、H、O、N、P;一个 tRNA 上虽有多个碱基,但只有在翻译过程中与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个特定碱基称为反密码子;T2噬菌体中只有DNA一种核酸,其基本组成单位为脱氧核糖核苷酸;细菌为原核生物,没有线粒体,控制性状的基因位于拟核和质粒上。5.(2014·山东卷,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( )C解析:DNA分子中(A+C)/(T+G)应始终等于1;一条单链中(A+C)/(T+G)与其互补链中(A+C)/(T+G)互为倒数,一条单链中(A+C)/(T+G)=0.5时,互补链中(A+C)/(T+G)=2;一条单链中(A+T)/(G+C)与其互补链中(A+T)/(G+C)及DNA分子中(A+T)/(G+C)都相等。点击进入 检测试题谢谢观赏！课件40张PPT。第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成教师参考新课导入一:什么是基因的表达?
提示:基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,称为基因的表达。
思考:基因(DNA)主要存在于细胞核中,而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的,细胞核中的基因如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?导入课题。
新课导入二:荧光小猪是由于体内导入了从荧光水母体内提取的荧光基因,从而能在夜晚呈现出特殊的体色,这是生物学家的杰作。那么,什么是基因呢?
提示:基因是有遗传效应的DNA片段。
我们知道蛋白质是生命活动的体现者和承担者,因此性状的形成离不开蛋白质(特别是酶)的作用。那么基因是怎样指导蛋白质合成的呢?【学习目标】 1.理解并记忆遗传信息的转录和翻译。2.掌握基因表达过程中有关数量变化。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、RNA与DNA的比较及其种类、作用
阅读教材P62～P63,完成以下问题。
1.RNA和DNA的比较脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)规则的双螺旋结构单链2.种类及作用
(1)信使RNA(mRNA):翻译过程中起模板作用。
(2)转运RNA(tRNA):识别密码子,运载氨基酸。
(3)核糖体RNA(rRNA):参与构成核糖体。
?选择?
下列关于DNA和RNA的说法,正确的是( )
A.DNA中有氢键,RNA中无氢键
B.DNA、RNA中嘌呤数等于嘧啶数
C.DNA中的五碳糖是脱氧核糖,RNA中的五碳糖是核糖
D.DNA只存在于细胞核中,RNA只存在于细胞质中C 二、遗传信息的转录
阅读教材P63,完成以下问题。
1.概念:在细胞核中,以DNA的一条链为模板,合成 的过程。
2.过程RNA碱基碱基互补配对一条链核糖核苷酸mRNADNA双螺旋?选择?
下列有关转录的叙述,错误的是( )
A.以DNA的一条链为模板
B.只能在细胞核中进行
C.原料是4种游离的核糖核苷酸
D.该过程需要酶和能量B 三、遗传信息的翻译
阅读教材P64～P67,完成以下问题。
1.概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,就以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2.条件氨基酸一定氨基酸顺序mRNA核糖体3.过程核糖体 tRNAmRNA 终止密码子核糖体与mRNA的复合物?判断?
(1)转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同。( )
(2)一种氨基酸一定由多种tRNA转运。( )
(3)密码子与氨基酸种类一一对应。( )
(4)核糖体沿着mRNA移动读取密码子。( )×××√探究一课堂探究 解疑难·提能力遗传信息的表达教师参考问题引领:1.遗传信息、密码子、反密码子的对应关系是怎样的?2.遗传信息表达与传递过程有哪些不同?1.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系(1)密码子:mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。(2)反密码子:与mRNA分子中的密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。
①种类:61种。2.转录、翻译与DNA复制的比较【典例1】 如图表示基因指导蛋白质合成的过程。请分析并回答:
(1)甲过程需以② 为原料,在① 的催化下完成。RNA病毒导致的疾病比DNA病毒导致的疾病更难治疗和预防,原因是RNA病毒更容易 。?解析:基因指导蛋白质合成过程包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,该过程主要发生在细胞核中;翻译是指以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在细胞质中的核糖体上。图中甲表示转录,乙表示翻译,①是RNA聚合酶,②是核糖核苷酸,③是tRNA,④是氨基酸,⑤是mRNA。
(1)图中甲过程表示转录,转录是以DNA的一条链为模板,需以核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的催化下完成。RNA是单链,易发生变异,所以RNA病毒导致的疾病比DNA病毒导致的疾病更难治疗和预防。答案:(1)核糖核苷酸 RNA聚合酶 变异(2)若DNA的一条模板链上碱基序列GCC能指导一个氨基酸,则对应的tRNA上氨基酸是 (脯氨酸的密码子为CCG,精氨酸的密码子为CGG,丙氨酸的密码子为GCC,甘氨酸的密码子为GGC)。?
(3)该细胞内有密码子 种,rRNA的形成与 有关,mRNA与核糖体的结合部位有 个密码子。上图中含有氢键的化合物有 。?解析: (2)若DNA的一条模板链上碱基序列GCC能指导一个氨基酸,根据碱基互补配对原则,其密码子为CGG,对应的tRNA 上氨基酸是精氨酸。
(3)mRNA上能决定氨基酸的相邻的三个碱基构成一个密码子,所以该细胞内有密码子64种;核仁与rRNA的形成有关,mRNA与核糖体的结合部位只有2个密码子,上图中含有氢键的化合物有tRNA和DNA。答案: (2)精氨酸 (3)64 核仁 2 tRNA和DNA方法透析 DNA与RNA的快速判定备选例题如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程,①②③④表示相关过程。请据图回答下列问题:
(1)①过程的产物是DNA,则①过程发生在? 期,?
催化过程②的酶是 。?解析:(1)据图分析可知,①过程指DNA的复制,在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。②过程指转录过程,催化DNA转录为RNA的酶为RNA聚合酶。
答案:(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间 RNA聚合酶解析: (2)决定氨基酸的密码子在mRNA上,据tRNA上的反密码子UAC可推知密码子为AUG,AUG决定的氨基酸是甲硫氨酸。
(3)据图可知,越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长,说明越接近b端的核糖体在mRNA上移动的距离越长,由此推出核糖体在mRNA上的移动方向为a→b。④过程是对蛋白质加工和运输的过程,相应的场所有内质网和高尔基体。(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA一端的三个碱基是UAC,该tRNA所携带的氨基酸是 。
(3)a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是 。④过程进行的场所有 。??答案:(2)甲硫氨酸 (3)由a→b 内质网和高尔基体解析: (4)当一个mRNA上连接多个核糖体以后,可以同时合成多条相同的肽链,提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起,说明在原核细胞中边转录边翻译,转录和翻译可同时同地点进行。(4)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是 。?
从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起,这说明? 。 (4)短时间内能合成较多的蛋白质 原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的答案:【题组演练】
1.有关真核细胞DNA复制和转录过程的叙述,错误的是( )
A.DNA复制过程中需DNA聚合酶的参与
B.转录生成的RNA往往在细胞核中需进一步加工成熟
C.转录时RNA聚合酶沿着整条DNA长链进行
D.两种过程都涉及磷酸二酯键的生成解析:DNA复制合成DNA分子,该过程需要解旋酶和DNA聚合酶;转录合成RNA分子,该过程需要RNA聚合酶;真核生物的基因有内含子和外显子,内含子转录形成的mRNA部分不能翻译,需要在细胞核中剪接和拼接完成RNA的加工;基因是有遗传效应的DNA分子片段,转录是某一基因表达,所以转录不是沿着整条DNA长链进行的;DNA或RNA的形成过程中,都能生成磷酸二酯键。C 2.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息决定的氨基酸如下表所示。则tRNA(ACG)所携带的氨基酸是( )A.精氨酸 B.丙氨酸
C.半胱氨酸 D.苏氨酸解析:mRNA与DNA模板链碱基互补配对,tRNA又与mRNA碱基互补配对,tRNA上的碱基序列与DNA模板链上的碱基序列几乎一样,只是把T换成了U。C 3.图①～③分别表示人体细胞中3种生物大分子的合成过程。下列说法正确的是( )
A.图①中复制起点在一个细胞周期中可起始多次
B.图②过程的产物可直接作为③过程的模板
C.图②过程中碱基配对方式与图③过程中有所不同
D.在造血干细胞和效应B细胞中都能发生图①②③过程解析:在一个细胞周期中DNA只能复制一次,所以图①中复制起点在一个细胞周期中只能起始1次;图②过程的产物是RNA,经过剪切和修饰后可以作为③翻译的模板;图②为转录过程,图③为翻译过程,两个过程中碱基互补配对方式不完全相同;效应B细胞已经高度分化,不能进行①DNA复制过程。C探究二教师参考 问题引领:
1.基因转录和翻译过程中基因的碱基对数与mRNA碱基数及氨基酸个数的对应关系是什么?基因表达过程中有关数量变化2.计算时的“至少”或“至多”的含义是什么?1.转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数=6∶3∶1。图解如下:2.以上关系应理解为:每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基,基因中6个碱基,其原因如下:
(1)DNA中有的片段无遗传效应,不能转录出mRNA。
(2)在基因片段中,有的片段起调控作用,不转录。
(3)转录出的mRNA中有终止密码子,终止密码子不对应氨基酸,所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。【典例2】 (2017·宁夏银川月考)由n个碱基组成的基因,控制合成由1条多肽链组成的蛋白质,氨基酸的平均相对分子质量为a,则该蛋白质的相对分子质量最大为( )解析:由n个碱基组成的基因,控制合成的蛋白质最多含氨基酸数目为n/6,所以含一条肽链的蛋白质脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=n/6-1,则该蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量×氨基酸个数-水分子的个数×18=n/6×a-18(n/6-1)。
答案:D备选例题(2017·广东汕头月考)假设未来发现某种外星生物,其遗传物质的结构模式与作用原理和地球上的生物相似。若这种生物的氨基酸只有14种,其DNA和RNA的碱基组成分别只有A、T及A、U,则该生物的一个密码子最少由几个碱基组成( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个解析:外星生物遗传物质是双链DNA,通过转录和翻译控制蛋白质的合成,其密码子存在于mRNA上;如果由mRNA中的2个碱基决定一个氨基酸,则至多形成22=4种氨基酸;如果n个碱基决定一个氨基酸,则至多可形成2n种氨基酸。B【题组演练】
1.(2017·重庆第十八中学期中)某个多肽的相对分子质量为2 778,氨基酸的平均相对分子质量为110,若考虑终止密码子,则控制该多肽合成的基因的长度至少是( )
A.186个碱基对 B.78个碱基对
C.90个碱基对 D.93个碱基对解析:多肽是由氨基酸脱水缩合形成的,根据多肽的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量-失去水的数目(氨基酸数目-肽链条数)×水的相对分子质量,可知2 778=氨基酸数目×110-(氨基酸数目-1)×18,故可推出氨基酸数目为30个;再根据基因指导蛋白质的合成,基因上碱基对∶氨基酸数目=3∶1,可推出基因上碱基对数=30×3=90对,如考虑终止密码子,则基因上还要加上3个碱基对,共93个碱基对。D 2.(2017·江苏启东期中)已知一段mRNA含有30个碱基,其中A和G有12个,转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是( )
A.12 B.24
C.18 D.30D解析:已知mRNA中含有30个碱基,是由DNA的一条链为模板转录形成的,则DNA含有60个碱基。在DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A—T、G—C),而配对的碱基彼此相等,即A=T、C=G,因此在DNA分子中嘌呤和嘧啶各占一半,则DNA分子中C和T的个数应为DNA碱基总数的一半,即C+T=30(个)。3.已知AUG、GUG为起始密码,UAA、UGA、UAG为终止密码。某信使RNA的碱基排列顺序如下: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最多为( )
A.20个 B.17个
C.16个 D.15个C 解析:AUG为起始密码,起始密码之后还有2个碱基,UAG为终止密码,终止密码前还有3个碱基,加上中间省略的 40个 碱基,一共有45个碱基,编码15个氨基酸,加上起始密码子编码的氨基酸,一共16个氨基酸。图说教材：DNA复制、转录和翻译的关系(1)在真核生物中,DNA复制主要发生在细胞核中,在解旋酶、DNA聚合酶等酶的作用下,以DNA的两条链为模板,利用4种脱氧核苷酸为原料合成子链,子链与模板链形成子代DNA。
(2)在真核生物中,转录主要发生在细胞核中,在RNA聚合酶的作用下,以DNA的一条链为模板,利用4种核糖核苷酸为原料合成mRNA。
(3)在真核生物中,翻译主要发生在细胞质中,转录形成的mRNA 通过核孔进入细胞质中,与核糖体结合,以mRNA为模板,利用多种氨基酸为原料合成多肽链(蛋白质)。
(4)在原核生物中,DNA复制、转录主要发生在拟核中,转录形成的mRNA无需通过核孔而直接进入细胞质中,其他相关内容均与真核细胞相同。【跟踪训练】 (2017·江苏南通月考)下图表示细胞内遗传信息的传递过程,下列有关叙述正确的是( )
A.图示过程发生在细胞有丝分裂的间期
B.酶A、B均可催化磷酸二酯键的形成
C.过程①②所需的模板相同但原料不同
D.过程②③中碱基互补配对方式相同B 解析:过程①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译,发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期;酶A为DNA聚合酶,酶B为RNA聚合酶,二者均可催化磷酸二酯键的形成;过程①所需的模板为亲代DNA的两条链,原料为脱氧核苷酸,过程②所需的模板为DNA的一条链,原料为核糖核苷酸;过程②DNA模板链上的碱基与mRNA的相应碱基互补配对,即碱基互补配对的方式为A—U、G—C、T—A,过程③tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对,即配对方式为A—U、G—C。1.关键语句
(1)RNA与DNA在化学组成上的区别在于:RNA中含有核糖和尿嘧啶,DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
(2)转录是以DNA的一条链作为模板,主要发生在细胞核中,以4种核糖核苷酸为原料。
(3)密码子位于mRNA上,由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成。
(4)一种密码子只能决定一种氨基酸,但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。
(5)决定氨基酸的密码子有61种,反密码子位于tRNA上,也有61种。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练A点击进入 课时训练B谢谢观赏！课件28张PPT。第2节 基因对性状的控制教师参考新课导入一:课件展示“基因指导蛋白质合成过程”的图解,与同学们一起回顾转录和翻译的过程。
在上一节课中我们详细地学习了基因指导蛋白质合成的过程,现在请你根据这幅图,画出一张流程图,简要地表示出其中遗传信息传递的方向。
提示:DNA RNA 蛋白质
引出基因对生物性状的控制。
新课导入二:请同学们都想一想自己是更像爸爸还是更像妈妈?哪些地方像?如脸型、耳垂、眼皮、酒窝、肤色等?学生可发表各自的观点。
同学们观察的这些特征,在遗传上称为什么?
提示:性状。
有些性状是由环境引起的,这样的性状不能遗传。那什么样的性状可以遗传呢?引出基因控制生物的性状。【学习目标】 1.解释中心法则。2.举例说明基因与性状的关系。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、中心法则的提出及其发展
阅读教材P68～P69,完成以下问题。
1.提出者: 。
2.中心法则及发展图示克里克写出上图中序号代表的生理过程和遗传信息的传递方向:?思考? 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗?
提示:不能,只能发生在寄主细胞内。DNA复制DNADNA转录DNARNA翻译RNA蛋白质RNARNARNADNA二、基因、蛋白质与性状的关系
阅读教材P69～P70,完成以下问题。
1.基因与性状的关系
(1)基因对性状的间接控制
①实质:基因通过控制酶的合成来控制 ,进而控制生物体的性状。
②实例
a.豌豆粒型:皱粒豌豆DNA中插入一段外来DNA序列,使编码淀粉分支酶的基因打乱→不能合成淀粉分支酶→细胞内淀粉含量下降,蔗糖含量升高→豌豆水分少而皱缩。
b.人的白化病:控制 的基因异常→无法合成 →酪氨酸无法转变成黑色素→表现白化症状。代谢过程酪氨酸酶酪氨酸酶(2)基因对生物体性状的直接控制
①实质:基因通过控制 直接控制生物体的性状。
②实例
a.囊性纤维病
编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白缺少 . CFTR蛋白结构与功能异常 支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量生长繁殖→肺功能严重受损。
b.镰刀型细胞贫血症:编码血红蛋白的基因异常 血红蛋白结构异常
红细胞功能受影响。
2.基因控制性状还受 影响,生物性状是基因和环境条件共同作用的结果。蛋白质的结构苯丙氨酸环境?判断?
(1)一对相对性状可由多对等位基因控制。( )
(2)囊性纤维病体现了基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状。( )
(3)基因型相同,表现型一定相同。( )√××探究一课堂探究 解疑难·提能力中心法则的理解及分析教师参考问题引领:
1.中心法则及发展各过程适用于哪些生物?2.中心法则与基因表达的关系是怎样的?1.中心法则各过程的适用范围2.中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息:它是通过DNA复制完成的,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息:它是通过转录和翻译完成的,发生在个体发育过程中。3.中心法则与基因表达的关系【典例1】 (2017·河北武邑月考)如图所示的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,下列相关叙述正确的是( )
A.人体细胞中,无论在何种情况下都不会发生e、d过程
B.人体神经细胞可发生a、b、c过程
C.能特异性识别信使RNA上密码子的分子是tRNA,后者所携带的分子是氨基酸
D.真核细胞中,a过程只发生在细胞核,b过程只发生在细胞质解析:人体细胞被某些病毒侵染的时候就可能会发生e、d过程;a过程表示DNA复制,b、c过程表示转录和翻译过程,只有分裂的细胞中才会发生a过程,神经细胞不能分裂,故不能发生a过程,但可发生b、c过程;能特异性识别信使RNA上密码子的分子是tRNA,后者所携带的分子是氨基酸;真核细胞中,a和b过程都主要发生在细胞核中,此外这两个过程在线粒体和叶绿体中也能进行。
答案:C备选例题(2017·黑龙江牡丹江月考)如图所示,下列有关叙述中,不正确的是( )
A.甲是DNA,乙为RNA,此过程要以甲 为模板,酶为RNA聚合酶
B.甲是DNA,乙为DNA,此过程要以甲为模板,酶为DNA聚合酶和解旋酶
C.甲是RNA,乙为DNA,此过程为转录
D.甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸解析:甲是DNA,乙为RNA,则为转录,以甲为模板,酶为RNA聚合酶。甲是DNA,乙为DNA,则为DNA的复制,此过程要以甲为模板,酶为DNA聚合酶。甲是RNA,乙为DNA,此过程为逆转录。甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸。C【题组演练】
1.(2017·浙江月考)如图为中心法则示意图,HIV遗传信息传递和表达的过程为( )
A.③①②⑤ B.①②⑤
C.②⑤ D.④⑤解析:HIV是逆转录病毒,其遗传信息的传递过程为:RNA逆转录形成DNA,DNA可以自我复制,也可以转录形成RNA,再以RNA为模板翻译形成蛋白质,即图中③①②⑤。A 2.(2017·浙江余姚期中)图甲所示为基因表达过程,图乙为中心法则,①～⑤表示生理过程。下列叙述正确的是( )
A.图甲所示为真核生物的基因表达过程,需要多种酶参与
B.红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,故影响基因的转录过程
C.图甲所示过程为图乙中的①②③过程
D.图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤解析:甲图中,转录和翻译同时进行,属于原核生物的基因表达过程;红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,所以影响基因的翻译过程;图乙中①是DNA复制、②是转录过程、③是翻译过程、④是RNA的复制,⑤是逆转录过程,图甲是基因控制蛋白质的合成过程,即转录和翻译,为图乙中的②③过程;图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤,①过程中只有A与T配对。D 探究二【典例2】 (2017·四川南充期末)下图为基因的作用与性状的表达流程示意图,请据图分析,不正确的选项是( )
A.②过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
B.①②两过程的碱基互补配对方式不完全相同
C.囊性纤维病是基因对性状的直接控制,使蛋白质的结构发生变化所致
D.①过程是转录,它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA基因与性状的关系解析:②过程为翻译,除上述条件外还有tRNA;①过程中DNA与RNA间碱基配对,即A—U,T—A,G—C,C—G;②过程mRNA与tRNA间碱基配对,即A—U,U—A,G—C,C—G;囊性纤维病属于基因通过控制蛋白质的合成来改变生物的性状,属于直接控制;转录是以DNA的一条链为模板,以游离的四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程。
答案:A备选例题 (2017·湖北宜昌月考)下图表示人体内基因对性状的控制过程。下列叙述正确的是( )
A.基因1和基因2一般不会出现在人体的同一个细胞中
B.图中①②所示的过程分别在细胞核、核糖体中进行
C.③④过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白的分子结构不同
D.该图只反映了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状的过程B解析:由于细胞分化,基因1和基因2不在同一个细胞中表达,但是存在于同一个细胞中;真核细胞转录主要的场所是细胞核,翻译的场所是核糖体;③④过程细胞形态差异的根本原因是DNA分子不同,血红蛋白的分子结构不同是直接原因;该图既可以反映基因通过控制蛋白质结构直接控制生物性状的过程,也可以反映基因通过控制酶的合成控制细胞代谢,进而间接控制生物性状的过程。【题组演练】
1.(2017·甘肃嘉峪关期末)下列有关基因对性状控制的叙述中,不正确的是( )
A.基因可通过控制蛋白质结构直接控制生物体性状
B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状
C.生物的一种性状可同时受多对基因的控制
D.生物的性状只受基因控制解析:基因既可通过控制蛋白质结构直接控制生物体性状,又可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体性状;生物的一种性状可同时受多对基因的控制,如人的身高;生物的性状是基因与环境因素共同作用的结果。D 2.下图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知( )
A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B.图中①过程需RNA聚合酶的催化,②过程需tRNA的协助
C.④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D.过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状B 解析:同一个体的体细胞内所含基因都相同,因为都是由受精卵有丝分裂产生的。图中①表示转录,需要RNA聚合酶;②表示翻译,需要tRNA。④⑤过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息发生了改变,直接原因是血红蛋白合成异常。过程①②③表明基因通过控制酶的合成控制生物的代谢,进而控制生物体的性状,但不是指所有性状。1.关键语句
(1)中心法则描述了遗传信息的流动方向。
(2)基因对性状的控制有两条途径,一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状;二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。
(3)基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。有些性状是由多个基因共同决定的,有的基因可决定或影响多种性状。
(4)一般来说,性状是基因与环境共同作用的结果。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件11张PPT。章末整合网络构建高考体验网络构建高考体验1.(2015·全国Ⅱ卷,6)下列关于人类猫叫综合征的叙述,正确的是( )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的A解析:人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。2.(2014·全国Ⅰ卷,5)下图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者,其余为表现型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高,假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率是1/48,那么,得出此概率值需要的限定条件是( )
A.Ⅰ-2和Ⅰ-4必须是纯合子
B.Ⅱ-1、Ⅲ-1和Ⅲ-4必须是纯合子
C.Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-2和Ⅲ-3必须是杂合子
D.Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅳ-1和Ⅳ-2必须是杂合子B解析:假设致病基因为a,由题意可知,Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4的基因型都为Aa,Ⅲ-3的基因型为AA(占1/3)或Aa(占2/3),1/48可分解为1/4×1/4×1/3,Ⅳ-1是杂合子的概率需为1/2×1/2=1/4,Ⅳ-2是杂合子的概率需为2/3×1/2=1/3,若满足以上条件,则Ⅱ-1、Ⅲ-1和Ⅲ-4必须是纯合子。3.(2014·浙江卷,6)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。下列叙述正确的是( )
A.突变体若为一条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因
B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则再经诱变可恢复为敏感型
C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型
D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定不能编码肽链A解析:假设敏感和抗性由基因A、a控制,若突变体为1条染色体的片段缺失所致,则原敏感型大豆基因型为Aa,缺失了A基因所在染色体片段导致抗性突变体出现,则抗性基因一定是隐性基因,故A对;突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则该个体没有控制这对性状的基因,再经诱变也不可能恢复为敏感型,故B错;基因突变是可逆的,再经诱变可能恢复为敏感型,故C错;抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则此情况属于基因突变,抗性基因可能编码肽链,也可能不编码肽链,故D错。4.(2016·全国Ⅲ卷,32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题:
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者___
。?
(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以 为单位的变异。?解析:(1)基因突变是指基因中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变,所涉及的碱基对的数目较少,而染色体变异会涉及染色体上基因数量或排列顺序的改变,较基因突变所涉及的碱基对的数量多。(2)染色体数目变异有两类,一类是由细胞内个别染色体的增加或减少而引起的;另一类是由细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少而引起的。
答案:(1)少 (2)染色体 (3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状;最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体。?解析: (3)对于显性突变而言,由aa(亲代) Aa(子代),则在子一代中即能观察到突变性状,子二代会发生性状分离,且会出现AA的显性纯合子,但要分离得到AA的显性纯合子,需在子三代中观察确定(即不发生性状分离的为纯合子);对于隐性突变而言,由AA(亲代) Aa(子一代),最早在子二代中能观察到该隐性性状的个体,隐性性状一旦出现即能分离得到隐性突变纯合体,因此最早在子二代中能分离得到隐性突变纯合体。答案: (3)一 二 三 二点击进入 检测试题谢谢观赏！课件35张PPT。第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组教师参考新课导入一:二战后的日本广岛和长崎血癌的发病率明显高于其他地区。你知道其中的原因吗?
提示:由于核辐射导致了基因突变。
什么是基因突变呢?这节课我们一起来学习基因突变。
新课导入二:DNA上的基因是怎样控制性状的?(用流程图表示出来。)
提示:
若DNA分子上基因中碱基对发生变化 mRNA分子中的碱基对发生变化 相应氨基酸改变 相应蛋白质改变 相应性状改变,则该变异属于基因突变。引出基因突变的概念。【学习目标】 1.举例说明基因突变的特点和原因。2.举例说出基因重组。3.说出基因突变和基因重组的意义。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、基因突变
阅读教材P80～P82,完成以下问题。
1.实例:镰刀型细胞贫血症
(1)症状:患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为 ,易发生红细胞 ,使人患溶血性贫血。
(2)发病机理弯曲的镰刀状破裂缬氨酸氨基酸(4)结论:镰刀型细胞贫血症是由于基因的一个碱基对改变而产生的一种遗传病。
2.概念:DNA分子中发生碱基对的 、 和 ,而引起的基因结构的改变。
3.对生物的影响
(1)若发生在 中,将传递给后代。
(2)若发生在 中,一般不能遗传,但有些植物可通过无性繁殖传递。
(3)人体某些体细胞突变后可能发展为癌细胞。替换增添缺失配子体细胞4.原因
(1)外因:物理因素、化学因素和 。
(2)内因: 偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等。
5.基因突变的特点及解释生物因素DNA分子复制6.基因突变的意义
(1) 产生的途径。
(2)生物变异的 。
(3) 的原始材料。
?判断?
(1)镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对的替换引起的。( )
(2)基因突变具有低频性,不能为生物进化提供原材料。( )
(3)基因突变一定能遗传给后代。( )
(4)基因突变只能发生在真核细胞中。( )新基因根本来源生物进化√×××二、基因重组
阅读教材P83,完成以下问题。
1.概念:在生物体进行 的过程中, 的基因的重新组合。
2.类型比较有性生殖控制不同性状非姐妹染色单体3.意义:基因重组是生物变异的来源之一,对 具有重要意义。
?思考? 高茎豌豆自交后代出现高茎和矮茎豌豆,是基因重组的原因吗?
提示:不是,高茎豌豆自交后代出现了性状分离。生物进化探究一课堂探究 解疑难·提能力基因突变的原因和特点教师参考问题引领:
1.基因突变的根本原因和结果是什么?2.怎样理解基因突变的随机性和不定向性?1.基因突变的原因及结果分析2.基因突变随机性和不定向性的分析【典例1】 自然界中,一种生物某一基因及其三种突变基因表达出的蛋白质中部分氨基酸序列如下:
正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变最可能是( )
A.突变基因1和2为一个碱基对的替换,突变基因3为一个碱基对的增添
B.突变基因2和3为一个碱基对的替换,突变基因1为一个碱基对的增添
C.突变基因1为一个碱基对的替换,突变基因2和3为一个碱基对的增添
D.突变基因2为一个碱基对的替换,突变基因1和3为一个碱基对的增添解析:突变基因1表达出的蛋白质中氨基酸序列与正常基因相比,氨基酸序列完全相同,推测该突变基因1为一个碱基对的替换;突变基因2与正常基因相比,苯丙氨酸替换成亮氨酸,推测该突变基因2为一个碱基对的替换;突变基因3与正常基因相比,从苯丙氨酸开始都发生改变,推测该突变基因3为一个碱基对的增添或缺失。答案:A方法透析 基因突变类型及其对生物体影响的大小备选例题如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变,导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
A.①处插入碱基对G—C
B.②处碱基对A—T替换为G—C
C.③处缺失碱基对A—T
D.④处碱基对G—C替换为A—T解析:赖氨酸的密码子有AAA和AAG两种,结合题中所给的赖氨酸对应的WNK4基因序列,可以确定该题中的赖氨酸的密码子是AAG,所以当②处碱基对A—T替换为G—C时,相应的密码子由AAG被替换成谷氨酸的密码子GAG。B【题组演练】
1.下列细胞中最不容易发生基因突变的是( )
A.正在分裂的蛙红细胞
B.人神经细胞
C.正在分裂的精原细胞
D.豌豆根尖的分生区细胞解析:人神经细胞是高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,DNA不进行复制,不容易发生基因突变。B2.(2017·重庆第十八中学期中)下列关于基因突变的叙述,正确的是( )
A.基因突变一定会引起生物性状的改变
B.基因突变一定会引起基因所携带的遗传信息的改变
C.基因的碱基对的缺失、增添、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,基因突变为生物进化提供原材料解析:由于密码子的简并性等原因,基因突变不一定会改变生物的性状;基因的碱基排列顺序代表了遗传信息,所以基因突变一定会引起遗传信息的改变;碱基对替换引发的突变对性状的影响一般比缺失或增添小,但不一定最小,如发生替换,导致转录的mRNA中出现了终止密码子;基因突变具有普遍性、随机性,与环境变化没有明确的因果关系。B 探究二教师参考问题引领:
1.从减数第一次分裂过程中分析发生基因重组的原因是什么?基因重组的理解2.试分析基因突变与基因重组有哪些不同点?1.基因重组图解分析2.基因突变和基因重组的比较【典例2】 以下有关基因重组的叙述,错误的是( )
A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B.非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组
C.纯合体自交基因重组导致子代性状分离
D.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关解析:基因重组的类型分为两种:一是非同源染色体自由组合,二是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换;同胞兄妹间的差异主要原因是父母在减数分裂产生配子时非同源染色体自由组合导致基因重组;纯合体自交后代不会出现性状分离。
答案:C备选例题下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型( )
A.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变
B.①基因突变或基因重组 ②基因突变 ③基因重组
C.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组 ②基因突变或基因重组 ③基因重组解析:图中①、②分别属于有丝分裂的中期和后期;A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的,由于交叉互换只发生在减数分裂过程中,所以图中①、②的变异只能属于基因突变;③属于减数第二次分裂的后期,由于减数分裂过程中可以发生交叉互换,所以不能确定A与a的不同是基因突变还是基因重组的结果。C方法透析 姐妹染色单体(着丝点分裂后两条子染色体)含有等位基因原因分析
分析如图变异类型时,据题意分析如下:
(1)若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等),则只能是基因突变造成的。
(2)若为减数分裂,则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。
(3)若题目中问造成B、b不同的根本原因,应考虑可遗传变异中的最根本来源—基因突变。
(4)若已知该生物的基因型为bb或BB,则出现图示结果一定发生了基因突变。【题组演练】
1.进行有性生殖的生物,下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是( )
A.基因重组
B.基因突变
C.可遗传的变异
D.染色体变异解析:基因重组能够产生多样化的基因组合的子代。A2.下列有关生物遗传和变异的说法正确的是( )
A.基因中一个碱基对发生改变,则生物性状一定会改变
B.基因重组可以产生新基因
C.基因重组是生物变异的根本来源
D.自然条件下,基因重组可发生在进行有性生殖的生物形成配子的过程中D解析:基因中一个碱基对发生改变即基因突变,由于密码子的简并性等原因,基因突变不一定会引起生物性状的改变;基因突变产生新基因,基因重组只能将原有基因重新组合;基因突变是生物变异的根本来源;自然条件下,基因重组可发生在减数分裂形成配子的过程中,即减数第一次分裂前期(四分体时期),同源染色体的非姐妹染色单体上的等位基因交叉互换,以及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。图说教材：基因重组的两种类型(1)在生物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导致基因重组。
(2)减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则位于非同源染色体上的非等位基因间自由组合,如图1。
(3)减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体时,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换,使位于同源染色体上的等位基因发生交换,导致染色单体上的基因重组,如图2。
(4)基因重组只产生新的基因型,并未产生新的基因。
(5)非同源染色体的非姐妹染色单体交换片段引起的变异不属于基因重组。【跟踪训练】 如图是某个二倍体动物的两个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A.该动物的性别是雄性的
B.甲细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C.1与2的片段交换属于基因重组
D.乙图细胞中也可能存在等位基因B 解析:甲、乙是同一个二倍体动物的两个细胞分裂图。甲图中同源染色体正在分开,是减数第一次分裂的特征,且细胞为均等分裂,因此可判定该动物性别为雄性;甲图细胞处于减数第一次分裂后期,发生同源染色体分离,非同源染色体自由组合,即发生了基因重组,但无法判断是否发生基因突变;乙图细胞中着丝点分裂,非姐妹染色单体分离成为染色体,处于减数第二次分裂后期,若在减数第一次分裂前期时发生交叉互换,则乙图细胞中可能存在等位基因;1与2的片段交换是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,属于基因重组。1.关键语句
(1)碱基对的增添、缺失和替换可导致基因突变。
(2)基因突变的诱变因素有:物理因素、化学因素、生物因素。
(3)基因突变的特点有:普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
(4)基因突变的意义:①新基因产生的途径;②生物变异的根本来源;③生物进化的原始材料。
(5)在有性生殖产生配子的过程中,非同源染色体的自由组合及同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换可导致基因重组。
(6)基因重组的意义是生物变异的重要来源,丰富了生物进化材料,是形成生物多样化的重要原因。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件38张PPT。第2节 染色体变异教师参考新课导入一:先向学生播放一段音乐“天才”舟舟指挥世界名曲的视频,接着展示一段材料介绍,这个音乐“天才”的长相跟常人不同,他患有21三体综合征即先天性智力障碍,这种病由何引起的呢?引入本课课题。
新课导入二:基因突变和基因重组均会导致后代遗传物质的改变,从而产生可遗传的变异。大家知道染色体是遗传物质的载体,如果染色体的结构或数目发生改变是否也会产生可遗传的变异呢?这就是我们本节要研究的课题(板书染色体变异)。【学习目标】 1.理解并识记染色体结构变异的基本类型。2.理解染色体数目的变异。3.体验低温诱导染色体数目变化实验。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、染色体结构的变异
阅读教材P85～P86,完成以下问题。
1.类型及概念
(1)类型:缺失 增加 位置颠倒 非同源染色体(2)概念:排列在染色体上的基因的 发生改变,从而导致 。
2.对生物体的影响
大多数对生物体 ,有的甚至会导致生物体 。
?选择?
下列关于染色体的结构变异的叙述中,错误的是( )
A.猫叫综合征是人的第五号染色体部分缺失引起的
B.染色体结构的改变,会使染色体上的基因的数目或基因的排列顺序发生改变
C.染色体结构变异对生物体都是有利的
D.染色体结构变异可以在光学显微镜下观察到数目或排列顺序性状的变异不利死亡C二、染色体数目变异
阅读教材P86～P87,完成以下问题。
1.类型及实例个别染色体染色体组21三体综合征2.染色体组
(1)概念:细胞中的一组 ,在形态和功能上 ,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。
(2)图示
图中的雄果蝇体细胞染色体中 或 就代表一个染色体组,与其 中的染色体组成相同。非同源染色体各不相同X、Ⅱ、Ⅲ、ⅣY、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ配子3.二倍体和多倍体
(1)概念受精卵两个动物高等植物受精卵3个或3个以上四倍体马铃薯(2)多倍体的特点和诱导方法
①特点: 粗壮,叶片、果实和种子都比较大, 等营养物质的含量都有所增加。
②人工诱导茎秆糖类和蛋白质秋水仙素低温纺锤体加倍4.单倍体
(1)概念:体细胞中含有 染色体数目的个体。
(2)特点:与正常植株相比,植株长得弱小且 。
(3)应用:单倍体育种。
①方法
花药 幼苗 加倍,正常纯合子
②优点: 。本物种配子高度不育单倍体染色体数目明显缩短育种年限离体秋水仙素?判断?
(1)单倍体一定只含有一个染色体组。( )
(2)雄果蝇的一个染色体组可以表示为3+XY。( )
(3)秋水仙素诱导染色体加倍的原理是抑制着丝点的断裂。( )
(4)一个染色体组中不含同源染色体。( )
三、低温诱导染色体数目的变化
阅读教材P88,完成以下问题。
1.实验原理
低温处理植物分生组织细胞,能够抑制 的形成,以致影响_______被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,结果植物细胞染色体数目发生变化。×××√纺锤体染色体2.实验流程漂洗 低倍镜 高倍镜 ?选择?
下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,错误的是( )
A.实验原理是低温抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向两极
B.解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色
C.龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色
D.光学显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变D探究一课堂探究 解疑难·提能力与染色体结构变异易混的两种变异教师参考问题引领:
1.“易位”与“交叉互换”有哪些区别?2.怎样区分基因突变与染色体结构变异?1.“易位”与“交叉互换”的区别2.基因突变和染色体结构变异的区别【典例1】 (2017·上海嘉定期末)如图中①、②分别表示不同的变异类型,下列有关说法正确的是( )
A.①:基因重组 ②:易位
B.①:易位 ②:基因重组
C.①:易位 ②:易位
D.①:基因重组 ②:基因重组解析:据图分析,图①的交叉互换发生在同源染色体间,发生在减数分裂四分体时期,属于基因重组;图②的交换发生在非同源染色体间,属于染色体结构变异中的易位。
答案:A备选例题 (2017·湖南岳阳月考)在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型。图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
A.图示中的生物变异都属于染色体变异
B.图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生
C.图甲为基因中的碱基对增添、缺失或替换导致的变异
D.图示中的变异类型都能用光学显微镜观察检验B解析:图甲、乙、丙、丁分别为:染色体结构变异、染色体数量变异、基因重组和染色体结构变异(易位)。图丙表示发生了同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换,属于基因重组;图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生;图甲为染色体结构变异中的重复;基因重组在光学显微镜下不能被观察到。方法透析 基因突变与染色体结构变异的判定方法
(1)从变异发生的层次看:基因内部个别碱基对的增添、缺失和替换为基因突变;基因数目或排列顺序的改变为染色体结构变异,此改变不深入基因内部。
(2)从变异的结果看:染色体上基因的数量和位置不改变产生新的基因(等位基因)为基因突变,基因的数量和排列顺序改变为染色体结构变异。
(3)从镜检的结果看:基因突变在显微镜下观察不到,而染色体结构变异可通过显微镜观察到。【题组演练】
1.下列变异中,属于染色体结构变异的是( )
A.染色体中DNA的一个碱基对改变
B.人的第五号染色体部分片段缺失
C.减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合
D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换解析:在自然条件或人为因素的影响下,染色体发生的结构变异主要有4种:缺失、重复、倒位、易位。染色体中DNA的一个碱基对发生改变属于基因突变;人的第五号染色体部分片段缺失属于染色体结构变异的缺失类型;减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合与同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换均属于基因重组。B2.(2017·湖北华中师范大学月考)下列关于基因突变和染色体变异比较的描述正确的是( )
A.两种变异都发生在基因的内部
B.两种变异的结果都导致基因数目的改变
C.两种变异都是可遗传的变异且可能传给后代
D.两种变异都可以发生在除病毒以外的所有生物解析:染色体变异包括染色体数目变异和结构变异,引起的是基因的排列顺序或数目的变化,没有发生在基因的内部;基因突变是由于DNA分子中碱基对的缺失、增添、替换,引起基因结构的改变;染色体变异和基因突变若发生在减数分裂产生配子的过程中,则可能遗传给后代,属于可遗传的变异;原核生物没有染色体,也不能进行有性生殖,故只能发生基因突变且病毒也可以发生基因突变。C 探究二教师参考问题引领:
1.怎样判断某生物体细胞中染色体组数?单倍体、二倍体和多倍体及相关育种的比较2.单倍体与二倍体、多倍体的主要区别是什么?
3.单倍体、多倍体在育种中有何应用?1.二倍体、多倍体和单倍体的比较2.多倍体育种和单倍体育种的比较【典例2】 下列各图中,所表示的是某些植物的体细胞,请根据下列条件判断:
(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。?解析:(1)D只有一个染色体组,一定是单倍体。单倍体含有本物种配子染色体数,所以该单倍体是由二倍体的配子发育而来。
答案:(1)D 二(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 .
。?解析: (2)多倍体植株茎秆粗壮,但A有3个染色体组,减数分裂时联会紊乱,不能产生可育配子。(3)由受精卵发育而来,有几个染色体组就是几倍体,所以一定为二倍体的是BC。
答案: (2)A A所代表的植物是三倍体
(3)BC (4)体细胞为C图的细胞其在有丝分裂后期的细胞中有 个染色体组,染色体形态有 种。?
(5)假定A是由未受精的卵细胞发育而来,则A是 体,其最大的特点是 ,在生产上用途最广的是用它进行 育种,这种育种最大的优点是 。?解析:(4)有丝分裂后期,染色体数目加倍,染色体组数也加倍,染色体形态不变。(5)配子发育而来的都是单倍体,单倍体植株弱小,高度不育;单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。
答案:(4)4 4
(5)单倍 植株弱小,高度不育 单倍体 能明显缩短育种年限方法透析 染色体组的判断
(1)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。如下图所示的细胞中,形态相同的染色体a中有3条,b中两两相同,c中各不相同,则可判定它们分别含三个、二个、一个染色体组。
(2)根据基因型判断:在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次,该细胞或生物体中就含有几个染色体组。例如:基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体,含有四个染色体组。
(3)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。
染色体组数=备选例题用纯种的高秆(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如下,下列有关此育种方法的叙述正确的是( )
A.过程①是杂交
B.过程②为有丝分裂
C.过程③必须经过受精作用
D.过程④必须使用生长素处理解析:图中①②③④分别代表杂交、减数分裂、花药离体培养和低温或秋水仙素处理幼苗。A 【题组演练】
1.下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中,正确的是( )
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.体细胞含有两个染色体组的个体一定是二倍体
C.含一个染色体组的个体是单倍体,且单倍体一定只含一个染色体组
D.人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫做一个染色体组,因此一个染色体组中不含同源染色体;二倍体是指由受精卵发育而来的、体细胞中含有两个染色体组的个体;单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,所以单倍体不一定含有1个染色体组,如普通小麦的单倍体含有3个染色体组;人工诱导多倍体的方法,除了用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗外,还可采用低温处理等。A2.(2017·天津和平区期中)下列叙述中正确的是( )
A.含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体
B.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
C.基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体
D.基因型是Abcd的生物体一般是单倍体D解析:含有两个染色体组的生物体,若是由受精卵发育而成,则为二倍体,若是由配子发育而成,则是单倍体;生物的精子或卵细胞为配子,不是单倍体;基因型是aaaBBBCcc的植株,可能是三倍体,也可能是单倍体;基因型是Abcd的生物体含有一个染色体组,一般是单倍体。3.(2017·山东济南外国语学校月考)普通小麦六倍体,体细胞含42条染色体,科学家利用花药离体培养(组织培养技术)培育出的小麦幼苗是( )
A.三倍体,含三个染色体组、21条染色体
B.单倍体,含三个染色体组、21条染色体
C.六倍体,含六个染色体组、42条染色体
D.单倍体,含一个染色体组、21条染色体B 解析:根据普通小麦为六倍体、体细胞含42条染色体可判断,体细胞中含有6个染色体组、42条染色体,在减数分裂过程中,染色体数目减半,所以花药中的配子含有3个染色体组、21条染色体。由配子直接发育而来的幼苗称之为单倍体,含三个染色体组、21条染色体。1.关键语句
(1)缺失、重复、倒位和易位为染色体结构变异;个别染色体数目的增加或缺失及以染色体组的形式增多或减少为染色体数目变异。
(2)一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,该组染色体为一个染色体组。
(3)由受精卵发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体。由配子发育来的个体,不管含有几个染色体组,都只能叫单倍体。
(4)低温和秋水仙素能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,可诱导多倍体的形成。
(5)花药离体培养得到的是单倍体植株,是单倍体育种的一个环节。
(6)秋水仙素处理时,在多倍体时处理萌发的种子或幼苗,在单倍体育种时处理单倍体植株的幼苗。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件31张PPT。第3节 人类遗传病教师参考新课导入一:课件展示近亲结婚的实例“科学家的悲剧”:达尔文和表妹爱玛生育六个子女,三个夭折,三个终生不育,我国婚姻法规定:直系血亲和三代以内的旁系血亲不准结婚。继而引出课题。
新课导入二:甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病,妻子表现正常;乙家庭夫妻表现都正常,但妻子的父亲是红绿色盲患者,同学们从遗传学的角度分析,甲、乙家庭应分别选择哪种性别的孩子?
提示:男孩,女孩。
上述甲、乙家庭的遗传病均为单基因遗传病,除了我们已经接触的单基因遗传病外,还有哪些类型的遗传病?引入课题。【学习目标】 1.举例说出人类遗传病的主要类型。2.尝试调查人类遗传病。3.探讨人类遗传病的监测和预防。4.关注人类基因组计划及其意义。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、人类遗传病常见类型
阅读教材P90～P91,完成以下问题。
1.人类遗传病的概念
通常是指由于 改变而引起的人类疾病。
2.人类常见遗传病的类型遗传物质一对等位基因两对以上的等位基因?思考? 多基因遗传病说明基因和性状之间存在什么样的数量关系?
提示:一个性状可能由多个基因控制。染色体异常二、遗传病的监测和预防
阅读教材P92,完成以下问题。
1.预防措施
主要包括 和 。遗传咨询产前诊断2.遗传咨询的内容和步骤家庭病史终止 妊娠 产前诊断 传递方式 再发风险率 3.产前诊断
(1)手段:羊水检查、 、孕妇血细胞检查以及 等。
(2)目的:确定胎儿是否患有某种 。
?选择?
(2017·浙江金华期中)下列属于优生措施的是( )
A.产前诊断 B.早婚早育
C.近亲结婚 D.高龄生育B超检查基因诊断遗传病或先天性疾病A三、人类基因组计划(HGP)与人体健康
阅读教材P92,完成以下问题。
1.内容:绘制 的“地图”。
2.目的:测定人类基因组的全部 ,解读其中包含的 。
3.意义:认识到人类基因的 、结构、 及其相互关系,对人类疾病的 具有重要意义。
4.结果:人类基因组大约由31.6亿个碱基对组成,已发现的基因约为______
个。人类遗传信息DNA序列遗传信息组成功能诊治和预防2.0万～2.5万 ?判断?
(1)人类基因组计划(HGP)就好比绘制人类遗传信息的地图。( )
(2)人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。( )
(3)人类基因组计划可使人们认识到人类基因的组成、结构、功能及其相互之间的关系,对人类疾病的诊治和预防有重要意义。( )
(4)人类基因组计划对人类只有积极的影响,不会造成负面效应。( )√√√×探究一课堂探究 解疑难·提能力人类常见遗传病教师参考问题引领:
1.常见遗传病有哪些类型,各有什么特点?2.为何多基因遗传病的发病率高?
3.发病率较高的21三体综合征的形成原因有哪些?1.单基因遗传病2.多基因遗传病发病率高的原因分析
上图中控制物质E合成的基因共有4个,不管是基因1还是其他3个基因,只要其中的一个发生突变导致相应酶不能合成,则E物质均不能合成,从而使发病率上升。3.染色体异常遗传病(以21三体综合征为例)
(1)21三体综合征成因:减数分裂过程中第21号染色体不分离,既可发生在减数第一次分裂,也可发生在减数第二次分裂。如图所示(以卵细胞形成为例):
与正常精子结合后,形成具有3条21号染色体的个体。
(2)21三体综合征的出现主要是卵细胞异常造成的,因为多了一条21号染色体的精子活力低,受精的机会少。【典例1】 (2017·山东枣庄月考)关于遗传病的叙述,正确的是( )
A.单基因遗传病是受一个基因控制的遗传病
B.先天性疾病一定是遗传病,后天性疾病一定不是遗传病
C.无致病基因也可能患遗传病
D.猫叫综合征是染色体数目异常遗传病解析:单基因遗传病是受一对等位基因控制的遗传病;先天性疾病不一定是遗传病,后天性疾病也可能是遗传病;人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病;猫叫综合征是染色体结构异常遗传病。
答案:C方法透析 遗传病中的几个“不一定”
(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引起家族中多个成员患夜盲症。
(3)遗传病不一定都是先天性的,也有少数是个体发育到一定年龄才表现出来,所以,后天性疾病也可能是遗传病。
(4)携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病,如白化病致病基因携带者;不携带遗传病基因的个体也可能患遗传病,如染色体异常遗传病。备选例题(2017·河北武邑月考)下列关于人类遗传病的叙述,正确的一组是( )
①单基因遗传病是由一对等位基因控制的 ②染色体结构的改变可以导致遗传病 ③近亲婚配会增加隐性遗传病的发病风险 ④常染色体遗传病没有交叉遗传现象 ⑤环境因素对多基因遗传病的发病无影响 ⑥产前对胎儿进行染色体分析是预防21三体综合征的主要措施 ⑦伴X显性遗传病的发病率男性高于女性
A.①②③④⑤⑥
B.③④⑤⑥⑦
C.①②③④⑥
D.②③④⑥⑦C 解析:受一对等位基因控制的遗传病是单基因遗传病;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,染色体异常遗传病包括染色体结构变异和染色体数目的变异引起的遗传病;近亲携带相同的隐性致病基因的可能性较大,所以近亲婚配会增加隐性遗传病的发病风险;常染色体遗传病具有隔代遗传的特点,没有交叉遗传现象;多基因遗传病具有发病率高、易受环境影响等特点;21三体综合征属于染色体数目异常遗传病,可以通过产前对胎儿进行染色体分析来预防21三体综合征;伴X显性遗传病的发病率男性低于女性。【题组演练】
1.下列关于人类遗传病的叙述中,不正确的是( )
A.人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病
B.抗维生素D佝偻病、哮喘和猫叫综合征三种遗传病中只有第一种遗传病符合遗传定律
C.21三体综合征患者体细胞中染色体数目为47条
D.单基因遗传病是指受一个基因控制的疾病解析:由于遗传物质改变而引起的疾病称为人类遗传病;抗维生素D佝偻病、哮喘和猫叫综合征分别属于单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病,这三种遗传病中只有单基因遗传病遵循孟德尔的遗传定律;21三体综合征患者21号染色体有3条,所以体细胞中染色体总数为47条;单基因遗传病是指受一对基因控制的疾病。D 2.(2017·湖南衡阳月考)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,短指为常染色体显性遗传病,红绿色盲为X染色体隐性遗传病,白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病特征的叙述,正确的是( )
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现解析:短指为常染色体显性遗传病,其发病率男性与女性基本相同;红绿色盲为X染色体隐性遗传病,红绿色盲女性患者的一个致病基因必定来自其父亲,而其父亲的体细胞中只有一条X染色体,只要该X染色体上含有致病基因即患病;抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,女性有2个X染色体,只要有1个X染色体上含有致病基因即发病,故其发病率女性高于男性;白化病为常染色体隐性遗传病,通常是隔代遗传。B 探究二教师参考问题引领:
1.调查人类遗传病的原理和方法是什么?遗传病的调查2.如何对遗传病的发病率和遗传方式进行调查?
3.遗传病调查过程中应注意哪些问题?1.原理
(1)人类遗传病是由于遗传物质改变而引起的人类疾病。
(2)可以通过社会调查和家系调查的方式了解遗传病发病情况。
2.调查流程图3.“遗传病发病率”与“遗传方式”调查比较特别提示 遗传病遗传方式的判断在人类中只能用调查的方法,而对于动物和植物来说遗传方式只能通过杂交或自交实验来判断。【典例2】 (2016·福建厦门期末)关于“调查人群中遗传病发病率”的叙述,正确的是( )
A.最好选取群体中发病率较高的多基因遗传病作为调查对象
B.计算某遗传病的发病率,应在患者的家系中进行调查
C.为保证调查的群体足够大,小组调查的数据应在班级和年级汇总
D.某种遗传病的发病率=(患者人数/被调查群体中的正常人数)×100%解析:调查时最好选取发病率较高的单基因遗传病;计算某遗传病的发病率,应在人群中随机进行调查;为保证调查的群体足够大,小组调查的数据应在班级和年级汇总;某种遗传病的发病率=( )×100%。
答案:C备选例题下列是生物兴趣小组开展人类遗传病调查的基本步骤。
①确定要调查的遗传病,掌握其症状及表现 ②汇总结果,统计分析 ③设计记录表格及调查要点 ④分多个小组调查,获得足够大的群体调查数据
其正确的顺序是( )
A.①③②④ B.③①④②
C.①③④② D.①④③②解析:调查遗传病,应先确定调查项目,然后设计调查内容,依据设计进行调查,最后统计结果。C 【题组演练】
1.某研究性学习小组在调查人群中的遗传病时,以“研究××病的遗传方式”为课题。下列子课题中最为简单可行且所选择的调查方法最为合理的是( )
A.研究猫叫综合征的遗传方式;在学校内随机抽样调查
B.研究青少年型糖尿病;在患者家系中调查
C.研究艾滋病的遗传方式;在全市随机抽样调查
D.研究红绿色盲的遗传方式;在患者家系中调查解析:在调查人群中的遗传病,研究某种遗传病的遗传方式时,应该选择发病率较高的单基因遗传病,而且要在患者家系中调查。猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病,A项错误;青少年型糖尿病属于多基因遗传病,B项错误;艾滋病是由于感染了人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的,不属于遗传病,C项错误;红绿色盲属于单基因遗传病,D项正确。D 2.某学校生物兴趣小组开展了“调查人群中的遗传病”的实践活动,以下调查方法或结论不合理的是( )
A.调查时,最好选取群体中发病率相对较高的多基因遗传病,如原发性高血压、冠心病等
B.调查时应分多个小组、对多个家庭进行调查,以获得足够大的群体调查数据
C.为了更加科学、准确地调查某遗传病在人群中的发病率,应特别注意随机取样
D.若调查结果是男女患病比例相近,且发病率较高,则可能是常染色体显性遗传病A 解析:在调查发病率时最好选择发病率较高的单基因遗传病;若男女发病比例相近,且发病率较高,则可能是常染色体显性遗传病;为了更科学、准确地调查某遗传病的发病率,应该以广大人群为调查对象,并应做到随机取样。1.关键语句
(1)人类遗传病的3种类型:单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗 传病。
(2)单基因遗传病的5种类型:常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、伴X染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病、伴Y染色体遗传病。
(3)多基因遗传病的3个特点:群体发病率较高、有家族聚集现象、易受环境 影响。
(4)人类遗传病监测和预防主要的两种手段:遗传咨询、产前诊断。
(5)产前诊断的4种手段:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断。
(6)发病率在人群中调查,遗传方式在患者家系中调查。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件3张PPT。章末整合网络构建谢谢观赏！课件36张PPT。第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种与诱变育种教师参考新课导入一:课件展示《感动中国》人物袁隆平及颁奖词:“他是一位真正的耕耘者。当他还是一个
乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满
天下的时候,却仍然只是专注于田畴;淡泊名利,一介农夫,
播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平”。由他培育的杂交水稻及产量引出本课课题。
新课导入二:某农科所通过如图所示的育种过程培育出了高品质的yyRR小麦。a过程属于哪种育种方法?其原理是什么?
提示:单倍体育种原理是染色体变异。
若通过b过程连续自交能否获得yyRR个体?此育种方法是什么?引出杂交育种课题。【学习目标】 1.简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.举例说出诱变育种在生产中的应用。3.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、从选择育种到杂交育种
阅读教材P98～P99,完成以下问题。
1.选择育种
(1)概念:利用生物的 ,通过长期选择, ,从而培育出许多优良品种的方法。
(2)不足: ,且可选择的范围有限。
2.杂交育种
(1)概念:将两个或多个品种的 通过交配集中在一起,再经过 ,获得新品种的方法。
(2)原理: 。变异汰劣留良周期长优良性状选择和培育基因重组(3)过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)多种优良性状(4)优点:操作简便。将 集于一体。(5)应用
?判断?
(1)杂交育种依据的原理是基因重组。( )
(2)杂交育种能产生新基因新性状。( )
(3)杂交育种一定要连续自交。( )
(4)杂交育种得到的后代一定都是纯合子。( )
(5)杂交育种既适用植物,又适用于动物,操作步骤完全相同。( )单位面积产量优良品种√××××二、诱变育种
阅读教材P100,完成以下问题。物理?思考? 诱变育种有哪些不足?
提示:由于基因突变具有不定向性,且有利变异往往不多,所以诱变育种具有一定的盲目性,而且突变个体难以集中多个优良性状,所以需要处理大量的实验材料,工作量大。紫外线化学基因突变突变率激光探究一课堂探究 解疑难·提能力杂交育种与单倍体育种的区别及应用教师参考问题引领:
1.杂交育种有哪些应用?具体过程是什么?2.杂交育种与单倍体育种两者有哪些区别和联系?1.杂交育种的应用
(1)培养双杂合子:利用子一代的杂种优势(如玉米等),但种子只能种一年。
(2)培养隐性纯合子:子二代性状符合要求的个体即可推广。
(3)培养具有显性性状的纯合子:要多次自交选出稳定遗传的个体。
2.单倍体育种和杂交育种的过程
①→② ③ ④获得甲,属于杂交育种,而①→② ⑤
⑥ ⑦获得乙,属于单倍体育种。3.单倍体育种和杂交育种的区别【典例1】 (2017·河南林州月考)现有两个小麦品种,一个纯种小麦的性状是高秆(D)抗锈病(T);另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。请完成以下问题:(1)方法Ⅰ依据的原理是 ;方法Ⅱ依据的原理是 ;要缩短育种年限,应选择的是方法 。?
(2)图中④的基因型为 。?解析:据图分析,图中方法Ⅰ是单倍体育种,方法Ⅱ是杂交育种;(一)表示杂交,(二)表示减数分裂,(三)表示花药离体培养,(四)表示秋水仙素处理单倍体幼苗,(五)表示自交,(六)表示选择淘汰;①的基因型为DT,②为dT,③为DDtt,④为ddTT,⑤为ddtt,⑥为ddT 。?
(1)方法Ⅰ单倍体育种的原理是染色体变异;方法Ⅱ杂交育种的原理是基因重组;其中单倍体育种可以明显缩短育种年限。
(2)根据以上分析可知,图中④的基因型为ddTT。答案:(1)染色体变异 基因重组 Ⅰ (2)ddTT(3)(二)过程中,D和d的分离发生在 ;(三)过程采用的方法称为 ;(四)过程最常用的化学药剂是 。?
(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占 。?解析: (3)(二)过程为减数分裂产生配子的过程,等位基因D和d的分离发生在减数第一次分裂后期;(三)过程采用的方法为花药离体培养,获得的是单倍体植株;(四)过程最常用的化学药剂是秋水仙素。
(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株有ddTT和ddTt两种基因型,其中纯合体占1/3。答案: (3)减数第一次分裂 花药离体培养 秋水仙素
(4)1/3方法透析 动、植物杂交育种的不同
植物杂交育种获得纯合子,可通过逐代自交获得,而动物杂交育种获得纯合子不能通过逐代自交,可通过测交的方法进行确认后获得。备选例题(2017·黑龙江大庆月考)现用高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系培育矮秆抗病(aaBB)品系,下列对其过程分析错误的是( )
A.F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合,但已经集中了相关基因
B.F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组
C.选种一般从F2开始,因为F2出现了性状分离
D.通常利用F2的花粉进行单倍体育种,可以明显缩短育种年限D解析:高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系杂交,F1的基因型为AaBb,表现型为高秆抗病,F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合,但已经集中了相关的a和B基因;F1产生配子时,由于非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合,发生了基因重组,导致F2中出现了高秆不抗病和矮秆抗病的重组性状;由于F2出现了性状分离,因此选种一般从F2开始;通常利用F1的花粉进行单倍体育种,可以明显缩短育种年限。【题组演练】
1.(2017·广东汕头二模)杂交育种是植物育种的常规方法,其选育纯合新品种的一般方法是( )
A.从子一代中即可选出
B.从子三代中选出,因为子三代才出现纯合子
C.隐性品种可从子二代中选出;经隔离选育后,显性品种从子三代中选出
D.只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种解析:植物杂交育种的一般程序是选择具有不同优良性状的纯合亲本杂交,再让F1自交,从F2中选出具有所需优良性状的个体;若优良性状均为隐性性状(一定是纯合子),则所需的隐性品种即可从子二代中选出;若优良性状均为显性性状或优良性状中既含有显性性状又含有隐性性状,则需从F2中选出具有所需优良性状的个体自交,经隔离选育后,可从子三代中选出具有优良显性品种(纯合子)。C 2.某自花且闭花授粉作物,抗病性与甜度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因A和a控制,抗病为显性。其甜度由两对独立遗传的基因(R、r,T、t)控制,其决定关系如下图,现有感病高甜度和抗病低甜度两个品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病高甜度品种。请回答:(1)该图遗传机理可以说明基因通过 ? 控制生物体的性状。?解析:由图可知,R T 为高甜度,R tt为中甜度,rrT 为中甜度,rrtt为低甜度。现有感病高甜度aaRRTT和抗病低甜度AArrtt两个品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病高甜度品种AARRTT,可用杂交育种和单倍体育种等方式,杂交育种利用的原理是基因重组,单倍体育种利用的原理是染色体变异。?
(1)图示基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物体的性状。答案:(1)控制酶的合成控制代谢过程进而(2)通过上述两亲本杂交所得到的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2中抗病高甜度的比例为 。?
(3)若想采用单倍体育种,此过程涉及的原理有 、 ,请用遗传图解表示该过程(注意:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。?解析: (2)aaRRTT×AArrtt→F1:AaRrTt;F1自交得到抗病高甜度A R T 的比例为3/4×3/4×3/4=27/64。?
(3)上述过程涉及了杂交育种和单倍体育种,原理分别为基因重组和染色体变异。答案: (2)27/64
(3)基因重组 染色体变异探究二教师参考问题引领:
1.显隐性突变在育种中有怎样的应用?诱变育种与杂交育种2.诱变育种与杂交育种有何不同?1.显性突变和隐性突变在育种中的应用
(1)显性突变如果发生显性突变,在二倍体生物中通常第一代就表现出来,但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中,还必须经过自交才能得到稳定遗传的纯合突变类型。(2)隐性突变
AA Aa(不表现新性状) aa(表现出性状,且稳定遗传)
如果发生的是隐性突变,在自花受粉植物中只需要通过自交繁殖,到第二代便会有纯合的隐性突变体分离出来,虽然数目较少,但是一旦出现便可选择应用。2.诱变育种与杂交育种的比较【典例2】 育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状,其原因是诱变育种( )
A.提高了后代的出苗率
B.提高了后代的遗传稳定性
C.产生的突变大多是有利的
D.能提高突变率以供育种选择解析:诱变育种是利用了基因突变的原理,由于基因突变多是有害的,而且是不定向的,使用物理或化学方法诱发基因突变增加了突变的频率以供育种选择。
答案:D方法透析 育种方法的选择备选例题 (2017·吉林东北师范大学附中月考)科研人员发现某水稻品种发生突变,产生了新基因SW1,其表达产物能使植株内赤霉素含量下降,从而降低植株高度。将该品种作为亲本进行杂交,获得了后代“IR8水稻”,既高产又抗倒伏。下列选项正确的是( )
A.在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的低频性
B.进行“IR8水稻”的育种时,应用的原理是基因突变
C.“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,根本原因是体内赤霉素含量较低,影响植株的生长
D.SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状D 解析:在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的不定向性;进行“IR8水稻”的育种过程是选取新发现的某水稻突变品种作为亲本进行杂交,获得了既高产又抗倒伏的后代“IR8水稻”,属于杂交育种,其原理是基因重组;“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,直接原因是体内赤霉素含量较低影响植株的生长,而根本原因是细胞内的SW1基因的存在,其表达产物能使植株内赤霉素含量下降,从而降低植株高度;SW1基因的表达产物能使植株内赤霉素含量下降,可推测该表达产物可能是一种酶,由此说明SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状。【题组演练】
1.下列关于育种的叙述中,正确的是( )
A.用物理因素诱变处理可提高突变率
B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C.三倍体植物不能由受精卵发育而来
D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状解析:诱变育种的原理是基因突变,可形成新的基因,杂交育种的原理是基因重组,不能形成新的基因;有些三倍体植物可由受精卵发育而来,如三倍体西瓜;生物发生的基因突变大多是有害的。A2.(2017·河南郑州月考)某自花且闭花受粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答:
(1)自然状态下该植物一般都是 合子。?
(2)若采用诱变育种,用γ射线处理时,需要处理大量种子,其原因主要是基因突变具有 、 和少利多害性等特点。?解析:(1)由于该植物是自花且闭花授粉植物,所以在自然状态下一般都是纯合子。
(2)诱变育种的原理是基因突变,由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点,所以需要处理大量种子。
答案:(1)纯 (2)不定向性 低频性(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2中选择 个体,再通过 等纯合化手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的年限 。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为 。?解析: (3)如果采用杂交育种的方式,将上述两个亲本杂交,得F1,F1自交所得F2中选出抗病矮茎个体(D E R ),再通过连续自交及逐代淘汰的手段,最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(DDEERR)。一般情况下,控制性状的基因数量越多,需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种。若只考虑茎的高度,F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后,F2中表现型及比例为9矮茎(9D E )∶6中茎(3D ee、3ddE )∶1高茎(1ddee)。?答案: (3)抗病矮茎 连续自交 越长 高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9(4)若采用单倍体育种,涉及的原理有 。该育种方法的主要优势是 。?解析: (4)若采用单倍体育种的方式获得所需品种,首先需将花药进行离体培养得到单倍体,继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍,该过程涉及的原理有细胞的全能性及染色体变异。单倍体育种最大的优点是可以明显缩短育种年限,而且后代一般是纯合子。答案: (4)基因重组和染色体变异 明显缩短育种年限1.关键语句
(1)选择育种、杂交育种和诱变育种是三种育种方法。
(2)选择育种较其他育种方法周期长,且可选择的范围有限。
(3)杂交育种的原理是基因重组;诱变育种的原理是基因突变。
(4)杂交育种的方法为杂交→自交→筛选→自交;诱变育种的方法是辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变。
(5)杂交育种的优点是可使不同个体的优良性状集中于一个个体上,缺点是育种年限长;诱变育种的优点是可提高变异的频率,能大幅度改良某些性状,缺点是有利变异个体少,需处理大量实验材料,具有不确定性。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件32张PPT。第2节 基因工程及其应用教师参考新课导入一:图片展示“发光的水母”和“不发光的热带鱼”。同学们能否让热带鱼也发光呢?用什么技术?
提示:能,转基因技术。引出课题。
新课导入二:同学们,各种生物间的性状千差万别,这是为什么呢?
提示:生物体的不同性状是通过基因特异性表达而形成的。例如:蚕吐出丝;豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气;青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。
能否让禾本科植物固定空气中的氮气;让细菌“吐出”蚕丝;让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物?你知道用什么新技术能实现?引出基因工程。【学习目标】 1.简述基因工程的基本原理、操作、工具、步骤。2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、基因工程的原理
阅读教材P102～P103,完成以下问题。
1.含义基因DNA重组技术DNA分子定向2.基因工程的基本工具
(1)剪刀: (简称 ),识别特定的 序列,并在特定的切点上切割DNA分子。
①作用特点:专一性和特异性
②作用结果:产生 或平末端
③作用部位:脱氧核苷酸之间的_______________
(2)针线:DNA连接酶。
①作用结果:将不同 的末端连接起来
②作用部位:脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
③限制酶与DNA连接酶的关系限制性核酸内切酶限制酶核苷酸黏性末端磷酸二酯键DNA分子片段 DNA连接酶 (3)运载体细菌自主复制 环状DNA 动植物病毒 ②作用:将外源基因送入 。
③应具备的条件
能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子代细胞;
有多个限制酶切点——运载体能够接入多种目的基因;
有标记基因——检测目的基因是否导入受体细胞。受体细胞3.基因工程的步骤?判断?
(1)基因工程依据的原理是基因突变。( )
(2)基因工程的工具是限制酶、DNA聚合酶和运载体。( )
(3)一种限制酶可以识别多种核苷酸序列。( )
(4)基因工程是将目的基因导入受体细胞中并获得相应性状或基因产物,操作对象是基因,属于分子水平。( )目的基因 受体细胞 检测与鉴定 ×××√二、基因工程的应用及安全性
阅读教材P104～P105,完成以下问题。
1.基因工程的应用抗逆性抗棉铃虫农药的用量重组表达转基因细菌2.基因工程的安全性?思考? 利用大肠杆菌生产出的胰岛素没有生物活性,还需进一步加工,这与大肠杆菌中的哪些结构特点有关?
提示:大肠杆菌中无内质网、高尔基体等加工分泌蛋白质的细胞器,所以形成的胰岛素还不成熟,需进一步加工。探究一课堂探究 解疑难·提能力基因工程工具分析【典例1】 基因工程是在分子水平上进行的操作,该过程中科学家所用的“手术刀”“缝合针”和常采用的“运输车”分别是( )
A.限制酶、DNA连接酶、质粒 B.限制酶、DNA聚合酶、噬菌体
C.DNA连接酶、限制酶、动植物病毒 D.DNA连接酶、限制酶、质粒解析:基因工程是在分子水平上进行的操作,该过程中科学家所用的“手术刀”是限制酶,“缝合针”为DNA连接酶,“运输车”为运载体,质粒是常用的运载体。
答案:A方法透析 据作用部位及结果判定与DNA有关的酶
(1)断开氢键的酶——解旋酶。(3) 【题组演练】
1.下列不能作为基因工程操作工具的是( )
A.限制酶
B.DNA连接酶
C.DNA聚合酶
D.噬菌体解析:基因工程操作的基本工具是限制酶、DNA连接酶和运载体,常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等;DNA聚合酶在DNA复制过程中催化DNA子链的合成。C2.以下说法正确的是( )
A.所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列
B.质粒是基因工程中唯一的运载体
C.运载体必须具备限制酶切点,以便与外源基因连接
D.DNA连接酶与DNA聚合酶作用相同解析:一种限制酶只识别一种特定的核苷酸序列;质粒是基因工程中常用的运载体,噬菌体、动植物病毒也可作为运载体;运载体上有多个限制酶切点能接入多种目的基因;DNA连接酶是连接DNA片段的酶,而DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链上。C3.下图为DNA分子的某片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次为( )
A.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.限制酶、DNA连接酶、解旋酶
D.DNA连接酶、限制酶、解旋酶解析:分析图示可知,①为氢键,在DNA复制的过程中,解旋酶的作用是将连接两条DNA链之间的氢键断裂,将DNA中螺旋的双链解开,即解旋酶的作用部位是①;②为磷酸二酯键,限制酶能特异性地切断DNA链中的磷酸二酯键,即限制酶的作用部位是②;DNA连接酶是将限制酶切割后产生的DNA片段连接起来,在磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键,即DNA连接酶的作用部位是③。A 探究二教师参考问题引领:
1.怎样运用基因工程工具完成基因工程的操作?基因工程的操作步骤2.怎样检测与鉴定基因工程操作是否成功?1.操作图示2.步骤解读
(1)提取目的基因
如图中a过程,获取目的基因的方法是直接分离法。
(2)目的基因与运载体结合
①图中b表示的是目的基因与运载体的结合。
②工具:
限制酶:图中EcoRⅠ这种限制酶所识别的序列是GAATTC,切点位于G与A之间;从图中能够看出提取目的基因B和切开质粒A所用的是同一种限制酶。
DNA连接酶:此酶用于质粒A与目的基因B的结合过程,形成重组DNA分子C。(3)将目的基因导入受体细胞
图中c过程表示将目的基因导入受体细胞中,此过程不存在碱基互补配对;有可能将目的基因导入受体细胞的染色体DNA上,目的基因将在宿主细胞中复制和表达。
(4)目的基因的检测与鉴定
①检测:根据标记基因或分子杂交技术检测目的基因是否导入受体细胞。
②鉴定:受体细胞是否表现出特定性状,如棉花抗虫性状的表现。【典例2】 基因工程的操作步骤:①将目的基因导入受体细胞,②使目的基因与运载体相结合,③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求,④提取目的基因。正确的操作顺序是( )
A.③②④① B.④②①③
C.④①②③ D.③④①②解析:基因工程又叫DNA重组技术,其操作步骤是:④提取目的基因,②使目的基因与运载体相结合,①将目的基因导入受体细胞,③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求。
答案:B备选例题在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答:(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:提取目的基因、 .
、?
将目的基因导入受体细胞、 。?解析:(1)基因工程的四个步骤中,第二、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。
答案:(1)目的基因与运载体结合 目的基因的检测与鉴定解析: (2)切割目的基因和运载体时用同一种限制酶,切出的黏性末端能够完成碱基互补配对,并且能连接在一起。
答案: (2)A(2)要使运载体与该抗虫基因连接,A过程中首先应将运载体与该抗虫基因进行切割。假如运载体被切割后,得到的分子末端序列为 ,则能与该运载体连接的抗虫基因分子的末端是( )解析: (3)目的基因和运载体结合时,用DNA连接酶催化该过程,形成的分子称为重组DNA分子。
答案: (3)DNA连接酶 重组DNA分子(3)切割完成后,采用 将运载体与该抗虫基因连接,连接后得到的DNA分子称为 。?解析:(4)由于目的基因是导入植物中,所以不可能发生与人直接相关的伦理道德问题。
(5)同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质,说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的,即共用一套遗传密码。
答案: (4)ABC (5)一套遗传密码(4)(多选)如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白,将引起的安全性问题包括( )
A.生物安全 B.环境安全
C.食品安全 D.伦理道德问题
(5)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达,说明苏云金杆菌和植物等生物共用 。?【题组演练】
1.(2017·山西怀仁月考)下列基因工程操作步骤中,未发生碱基互补配对的是( )
A.用mRNA为模板人工合成目的基因 B.目的基因与质粒结合
C.重组质粒导入受体细胞 D.目的基因的表达解析:以mRNA为模板人工合成目的基因的过程需要进行逆转录,该过程中发生了碱基互补配对;目的基因与运载体结合时,黏性末端重组需要遵循碱基互补配对原则;将目的基因导入受体细胞时不需遵循碱基互补配对原则;基因表达包括转录和翻译两个过程,这两个过程都需要遵循碱基互补配对原则。C2.酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本操作过程如下:(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于 。?
(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的运载体是 。?
(3)要使运载体与LTP1基因连接,首先应使用 进行切割。?
(4)切割完成后,利用 将运载体与LTP1基因连接。?解析:(1)基因工程能使原本不在一起的基因组合到一起,使生物具有特定性状,其原理为基因重组。(2)运载体是取自大肠杆菌的质粒(见图)。(3)(4)基因工程中的“剪刀”为限制酶,两个具有相同黏性末端的DNA片段可用DNA连接酶“缝合”。
答案:(1)基因重组 (2)质粒 (3)同一种限制酶 (4)DNA连接酶1.关键语句
(1)基因工程是指按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状,其原理是基因重组。
(2)基因工程的工具有限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶、运载体。
(3)基因工程的操作步骤有提取目的基因、目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
(4)基因工程的应用有作物育种、药物研制、环境保护等。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件11张PPT。章末整合网络构建高考体验网络构建高考体验1.(2015·安徽卷,5)现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是( )
A.75% B.50% C.42% D.21%C解析:两种群均处于遗传平衡状态,且种群大小相等,故两种群完全合并后A、a的基因频率分别为两种群A、a基因频率的平均值,A基因频率=(
80%+60%)÷2=70%,a基因频率=(20%+40%)÷2=30%。该种群随机交配后,子一代中Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%,故选C。2.(2017·全国Ⅱ卷,32)人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题:
(1)用“ ”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为 ;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为 。?
(3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为 ;在女性群体中携带者的比例为 。?解析:(1)根据题中所给信息画出遗传系谱图。
(2)大女儿生一个患血友病的男孩,因此大女儿的基因型为XHXh(正常及血友病基因用H、h表示),则母亲的基因型为XHXh,小女儿的基因型为1/2 XHXH或1/2 XHXh,与正常男性XHY结婚,小女儿生出患血友病男孩的概率=1/2×1/4=1/8。假如这两个女儿的基因型相同,则小女儿的基因型为XHXh,生出血友病基因携带者女孩的概率为1/4。
(3)假设男性群体中血友病患者的比例为1%,男性只有一条X染色体,因此该男性群体中血友病致病基因频率与血友病患者的比例相等,都为0.01。在女性群体中女性携带者XHXh的比例=2×1%×99%×100%=1.98%。答案:(1)(2)1/8 1/4
(3)0.01 1.98%3.(2015·全国Ⅰ卷,32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为 。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为 ,A基因频率为 。?
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是 。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为 。?解析:(1)在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,对于只有一种基因型Aa且雌雄个体数目相等的果蝇群体而言,A基因频率∶a基因频率=1∶1。从理论上分析,Aa随机交配相当于Aa自交,故产生的第一代中AA、Aa、aa的数量比应为1∶2∶1,A基因频率为0.5。(2)依据上述分析,若产生的第一代中不是1AA∶2Aa∶1aa,而是2Aa∶1aa,则可推知,该群体存在显性纯合子(AA)致死现象。由第一代的基因型及比例可计算A、a所占比例分别为A=1/3,a=2/3,故第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例为(2×1/3×2/3)∶(2/3×2/3)=1∶1。
答案: (1)1∶1 1∶2∶1 0.5
(2)A基因纯合致死 1∶1点击进入 检测试题谢谢观赏！课件26张PPT。第7章 现代生物进化理论
第1节 现代生物进化理论的由来教师参考新课导入一:世界上到底是先有鸡还是先有蛋?这个问题困扰了人类几千年!对于这个问题,首先是神学家们作出了“解释”:先有鸡,因为上帝创造了鸡,然后让鸡下蛋!随着科学的发展人们不相信上帝了!没了上帝,上帝创造了鸡的“解释”也就没人相信了。大家知道现在科学界公认的观点是进化论观点。那么生物是怎样进化的呢?这节课,让我们共同讨论生物进化的一些学说。
新课导入二:我国很早就有女娲造人的传说,西方也存在着创世七日论,它们的共同点是万物是神创造的。通过初中的学习,我们已经知道生物是怎么来的?
提示:进化而来的。
那么关于生物进化的理论是如何发展起来的呢?今天我们就来学习现代生物进化理论的由来。【学习目标】 1.举例说出达尔文之前,人们是怎样看待生物进化的。2.理解并熟记达尔文的自然选择学说的主要内容。3.理解达尔文自然选择学说的贡献和局限性。4.探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、拉马克的进化学说
阅读教材P110～P111,完成以下问题。
1.主要观点更古老的生物 低等 高等 用进废退 获得性遗传 2.意义
(1)是历史上第一个比较完整的 学说。
(2)否定了 论和 论,奠定了科学生物进化论的基础。进化神创物种不变?思考? 如何利用拉马克的观点解释长颈鹿脖子长?
提示:长颈鹿主要以树叶为食,要想获得足够的食物就得天天伸长脖子去取食树叶,由于“用进废退”,从而形成了现在的长颈鹿。二、达尔文的自然选择学说
阅读教材P111～P112,完成以下问题。
1.主要内容
(1)过度繁殖:增加了变异数量,同时加剧了生存斗争;
(2)生存斗争:是推动生物进化的 ;
(3) :是生物进化的内在因素;
(4)适者生存:是生物进化的 。动力遗传和变异结果2.对自然选择学说的评价统一性生物进化遗传和变异个体渐变物种大爆发?判断?
(1)达尔文科学地解释了生物的多样性和适应性。( )
(2)达尔文对遗传变异的本质未作出合理的解释。( )
(3)达尔文认为生物进化的单位是种群。( )
(4)达尔文强调物种形成是渐变的结果,不能很好地解释物种大爆发的现象。( )√√×√三、达尔文以后进化理论的发展
阅读教材P113,完成以下问题。
1.随着生物科学的发展,关于遗传和变异的研究,已经从 水平深入到 水平。
2.关于自然选择的作用等问题的研究,已经从以 为单位,发展到以 为基本单位。性状基因生物个体种群?选择?
科学是不断发展和完善的,下列有关达尔文以后进化理论发展的叙述错误的是( )
A.进入基因水平
B.局限于个体水平
C.认识到遗传和变异的本质
D.以种群为研究的基本单位B探究一课堂探究 解疑难·提能力对拉马克进化观点的认识拉马克进化学说的“用进废退”“获得性遗传”的观点具有科学的局限性。他过于强调环境的变化直接导致物种的改变,实际上环境的变化如果未引起遗传物质的改变,就不会使生物产生可遗传的变异。【典例1】 下列表述中哪一项不是拉马克的观点( )
A.生物的种类是随着时间的推移而变化的
B.生物的种类从古到今是一样的
C.环境的变化使生物出现新的性状,并且将这些性状遗传给后代
D.生物的某一器官发达与否取决于用与不用解析:拉马克认为地球上的所有生物都不是神造的,而是由更古老的生物进化来的;生物是由低等到高等逐渐进化的;拉马克认为生物的各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传,器官用得越多越发达,器官废而不用,就会造成形态上的退化,这些因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
答案:B【题组演练】
1.今天看来,拉马克进化学说中不正确的观点是( )
A.生物不是由神创造的
B.生物是进化的
C.生物的进化是由低等到高等逐渐进化的
D.生物进化的原因是用进废退和获得性遗传解析:拉马克学说的进步意义体现在反对神创论,认为生物是进化的;认为生物是由低等到高等逐渐进化的;拉马克学说的局限性体现在认为生物进化的原因是用进废退和获得性遗传。D2.下列说法符合拉马克进化观点的是( )
①食蚁兽的舌头变得细长,是由于食蚁兽长期舔食蚂蚁的结果
②比目鱼的双眼并列于向光的一面,是由于长期卧伏于海底的缘故
③长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子,因此颈和前肢都变得很长
④鼹鼠由于长期生活于地下,眼睛萎缩、退化
⑤病菌抗药性的不断增强是由于抗生素对病菌的抗药性变异定向选择并逐渐积累的结果
A.①②③ B.④ C.①②③④ D.①②③④⑤解析:拉马克关于生物进化原因的两个观点是用进废退和获得性遗传,即动物的器官越用越发达,相反,器官废而不用,就会造成形态上的退化,并且拉马克认为这些因为用进废退而获得的性状可以遗传给后代。①②③均为“用进”的实例,④为“废退”的实例。⑤符合达尔文自然选择学说的观点。C探究二教师参考问题引领:
1.达尔文自然选择学说的主要内容及其相互关系是怎样的?达尔文自然选择学说2.达尔文学说与拉马克学说有哪些区别与联系?1.内容
过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
2.关系图解及分析分析:
(1)过度繁殖 (2)生存斗争(3)遗传变异 (4)适者生存
①生物产生的不定向变异,由自然选择决定其保存或淘汰。
②自然选择只选择与环境相适应的变异类型,通过多次的选择,生物微小的变异得到积累。 3.达尔文学说与拉马克进化学说的比较【典例2】 下列对于达尔文自然选择学说的叙述中,正确的是( )
A.自然选择所保留的变异,对人类都是有利的
B.“生存”的“适者”,对人类都是有益的
C.在自然选择中,人类起着主导作用
D.“适者生存,不适者被淘汰”的过程中,起主导作用的是环境条件解析:自然选择学说理论认为生物的变异是不定向的,当生物产生了众多不定向变异后,便由自然选择决定其生存或被淘汰,只有那些适应自然环境的变异类型才被保留,而那些不适应生存环境的变异类型则被淘汰,自然选择中的去劣存优过程是由生物所生存的环境条件决定的,不以人的意志为转移,选择的方向不一定向着对人类有益的方向发展,而总是朝着适应环境的方向进行。
答案:D备选例题(2017·浙江金华期中)经调查发现,某地区青菜虫种群的抗药性不断增强,其原因是连续多年对青菜虫使用农药。下列叙述正确的是( )
A.使用农药导致青菜虫发生抗药性变异
B.青菜虫抗药性的增强是人工选择的结果
C.突变是青菜虫进化的重要动力和机制
D.通过选择导致青菜虫抗药性不断积累D 解析:青菜虫本来就已经发生了抗药性变异,农药只是对其变异进行选择;青菜虫抗药性的增强是农药选择的结果(不能称为人工选择);连续多年对青菜虫使用农药是造成青菜虫抗药性不断增强的动力;通过选择导致青菜虫抗药性不断积累。【题组演练】
1.在下列几种简式中,能较确切地说明达尔文进化论的是( )
A.遗传变异→生存斗争→适者生存
B.环境变化→定向变异→去劣留优
C.生存斗争→用进废退→适者生存
D.环境变化→用进废退→获得性遗传→适者生存解析:达尔文进化论中,强调了变异是不定向的,但没能解释遗传变异的本质;生存斗争是自然选择的动力,适者生存是自然选择的结果;用进废退、获得性遗传是拉马克的观点。A2.按达尔文的观点,现代雄鹿的鹿角发达的原因是( )
A.鹿角不发达的个体被淘汰,鹿角发达的个体被保留
B.鹿角经常使用的个体保留,因而发达
C.鹿角的变异朝着有利于生存的方向发展
D.雄鹿为了繁衍后代的需要而使鹿角发达解析: 根据达尔文进化理论,鹿角发达为有利变异,在生存斗争中存活下来,而鹿角不发达的个体被淘汰。A1.关键语句
(1)拉马克的进化学说是历史上第一个比较完整的进化学说,否定了神创论和物种不变论,认为生物进化的原因是用进废退和获得性遗传。
(2)达尔文自然选择学说的主要内容有:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
(3)现代生物进化理论是以自然选择学说为核心发展来的。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件29张PPT。第2节 现代生物进化理论的主要内容
第1课时 种群基因频率的改变与生物进化教师参考新课导入一:动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究
时发现,东岸羚羊的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟然快13米。为何差距
如此之大?引出现代生物进化理论的主要内容。
新课导入二:回顾刚学过的达尔文自然选择学说的主要内容。
提示:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异以及适者生存。
达尔文是否能从遗传变异的本质上解释生物进化的原因?
提示:否。
那现代生物进化理论能否做出科学的解释呢?其内容有哪些呢?引出课题。【学习目标】 1.理解并熟记种群、种群基因库、基因频率等概念。2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。3.理解并熟记现代生物进化理论的主要内容。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、种群是生物进化的基本单位
阅读教材P114～P115,完成以下问题。1.种群 2.基因库与基因频率(1)基因库 (2)基因频率 ?思考? 小麦有抗锈病(R)和不抗锈病(r)之分,在锈病病毒肆虐的季节中,基因频率会发生怎样的变化?
提示:具有抗锈病(R)基因的小麦在锈病病毒侵染中能适应环境,比例升高,所以R基因的频率会升高,r基因的频率会降低。二、突变和基因重组产生进化的原材料
阅读教材P116,完成以下问题。
1.可遗传的变异的来源2.可遗传变异是生物进化的原材料
(1)基因突变产生新的 ,等位基因通过有性生殖过程中的 ,产生新基因型。
(2)突变和基因重组是 的, 的,只是提供了生物进化的原材料,不能决定 。等位基因基因重组随机不定向生物进化的方向?选择?
下列关于突变与进化的关系,说法正确的是( )
A.有利的突变太少,不足以作为生物进化的原始材料
B.突变使狼和鹿产生不定向变异,自然选择使它们向奔跑速度快的方向进化
C.突变是可遗传变异,都会遗传给下一代
D.基因突变、基因重组和染色体变异统称为突变B三、自然选择决定生物进化的方向
阅读教材P116～P118,完成以下问题。
1.原因:不断淘汰发生 的个体,选择积累发生 的个体。
2.实质:种群的基因频率发生 。
3.选择的结果
(1)生物性状上:朝着 变异的方向不断进化。
(2)基因上:种群 会发生 改变。不利变异有利变异定向改变有利基因频率定向?判断?
(1)自然选择决定生物变异的方向。( )
(2)自然选择使种群基因频率定向改变。( )
(3)进化的实质是种群基因型频率改变。( )
(4)自然选择直接选择的是表现型。( )××√√探究一课堂探究 解疑难·提能力基因频率和基因型频率的改变教师参考问题引领: 1.生物进化的实质是什么?如何判断一个种群是否发生了进化?
2.怎样计算基因频率和基因型频率?1.相关概念的比较2.基因频率、基因型频率的相关计算
(1)常染色体遗传方式。
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa的个体数分别是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:由以上公式可得出下列结论:
①在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
②一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
(2)伴X染色体遗传方式。
若基因位于X染色体上,Y染色体上没有其等位基因,计算基因频率时,只需考虑X染色体,不考虑Y染色体的数量,若N表示基因型频率,则计算公式如下:(3)根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。
①遗传平衡定律。
在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条件的情况下,各等位基因的基因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。这5个条件是:
a.种群足够大;
b.种群中个体间的交配是随机的;
c.没有突变发生;
d.没有新基因加入或离开;
e.没有自然选择。②基因频率与基因型频率的计算公式。
设A频率为p,a频率为q,则p+q=1。即:AA=p2,Aa=2pq,aa=q2。
③实例:若已知AA的基因型频率为m,则A的基因频率为 。【典例1】 (2017·宁夏银川期末)某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机交配产生的后代中,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基因频率的变化依次为( )
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,增大解析:种群中,A基因频率=16%+1/2×(1-16%-36%)=40%,a基因频率为60%。根据遗传平衡定律可知,随机交配后,基因频率不变。16%AA
16%AA;48%Aa 48%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa),即12%AA∶24%Aa∶12%aa;因此自交产生的后代中AA频率=16%+12%=28%,A基因频率=28%+1/2×24%=40%。
答案:C 方法透析 基因频率与基因型频率的变化分析
(1)杂合子连续自交时,尽管基因频率不变,但后代的基因型频率会发生改变,表现为:纯合子所占比例不断增大,杂合子所占比例不断减小。
(2)在无基因突变、无迁入和迁出、各种基因型的个体生命活力相同时,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。
(3)基因频率相同的两个种群,它们的基因型频率不一定相同;当基因型频率发生改变时,基因频率不一定发生改变。备选例题(2017?山东枣庄月考)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到F1,则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是( )
A.30%,21% B.30%,42%
C.70%,21% D.70%,42%D解析:根据题干可知,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,因此杂合子的概率是30%,故A的基因频率是55%+1/2×30%=70%,a的基因频率是30%。自由交配过程中没有发生自然选择,因此种群的基因频率不变,因此A基因的频率仍为70%,Aa的基因型频率是2×70%×30%=42%。【题组演练】
1.(2017·山东潍坊月考)某学校男女生比例为1∶1,红绿色盲患者占0.7%
(患者中男∶女=2∶1),红绿色盲基因携带者(表现型正常)占5%,那么该校学生中Xb的频率是( )
A.3.96% B.3.2%
C.2.97% D.0.7%解析:假定该校学生共3 000人,则XbY=14人,XBY=1 486人,XbXb=7人,XBXb =150人,XBXB=1 343人;Xb的频率=Xb÷(XB+Xb)×100%=(14+7×2+150)÷ (14+7×2+150+1 486+150+1 343×2)×100%=3.96%。A2.(2017·河北衡水月考)在一个海岛中,一种海龟中有的脚趾是连趾(ww),有的脚趾是分趾(Ww、WW),连趾便于划水,游泳能力强,分趾游泳能力较弱。若开始时,w和W的基因频率各为0.5,当岛上食物不足时,连趾的海龟更容易从海中得到食物。若干万年后,基因频率变化为W为0.2,w为0.8。请回答:
(1)该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的 ,基因频率变化后,从理论上计算,分趾海龟中杂合子占整个种群的比例为 。?解析:(1)一个种群中所有个体所含的全部基因,称为该种群的基因库;由题意可知,基因频率变化后,连趾的基因频率w是0.8,则海龟种群中连趾的基因型频率ww=0.8×0.8×100%=64%;分趾的海龟中纯合子的基因型频率WW=0.2×0.2×100%=4%,则分趾的海龟中杂合子的基因型频率Ww=1-64%-4%=32%。
答案:(1)基因库 32%(2)该种群中海龟有多种多样的类型,其中可遗传的变异主要来源于 ,但由于变异是不定向的,因此只是产生了进化的原材料,进化的方向是由
决定的。?
(3)海龟是否发生了进化? ,理由是 。?解析:(2)该种群中海龟有多种多样的类型,其中可遗传的变异主要来源于基因重组,进化的方向是由自然选择决定的。
(3)根据题意可知,基因频率发生了改变,而基因频率的改变是生物进化的标志。
答案:(2)基因重组 自然选择
(3)发生了进化 种群基因频率发生了变化探究二生物进化的实质与方向【典例2】 (2017·天津和平区期中)下表所示为某物种迁入新环境后,某对等位基因的基因频率变化情况,由这些数据不能得出的结论是( )A.由于种群基因频率改变,该生物发生了进化
B.1970年,该种群中Aa的基因型频率为18%
C.a基因控制的性状可能更适应新环境
D.基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择实现的解析:表中信息显示,在1900～1970年间,随着时间的推移,A的基因频率逐渐降低,a的基因频率逐渐升高,即该种群基因频率不断发生着变化,说明该种群发生了进化,a基因决定的性状更能适应新环境;1970年,A的基因频率=0.10,a的基因频率=0.90,若该种群满足: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;则Aa基因型的频率=2×0.1×0.9×100%=18%,但图示信息不能得出该种群满足上述5个条件;在特定的环境的选择下,导致种群的基因频率发生定向改变。
答案:B【题组演练】
1.下列有关生物多样性和进化的叙述中,错误的是( )
A.自然选择能定向改变种群的基因频率
B.生物进化的实质是种群基因频率改变
C.生物进化的基本单位是种群中的个体
D.突变和基因重组为生物进化提供原材料解析:自然选择能定向改变种群的基因频率,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;种群是生物进化的基本单位;生物进化的原材料是突变和基因重组。C2.(2017·浙江绍兴月考)某自由交配的种群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程,定期随机抽取100个个体,测得基因型为AA、aa的个体数量变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.在Ⅰ段内A的基因频率是40%
B.A基因突变为a基因导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变
C.Aa个体在Ⅰ、Ⅲ段数量均为40,说明种群没有发生进化
D.在Ⅱ、Ⅲ段,AA个体比aa个体的适应能力弱D解析:Ⅰ段内AA有40个,aa有20个,Aa有40个,A的基因频率是60%;导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变的原因是自然选择对不同表现型的个体的选择作用;生物进化的实质是种群基因频率的改变,在Ⅰ、Ⅲ段,A和a的基因频率发生了改变,说明种群发生了进化;由于AA个体在Ⅱ、Ⅲ段比aa个体的适应能力弱,所以在自然选择的作用下,AA个体逐渐被淘汰。【知识回顾与网络构建】1.关键语句
(1)种群基因频率的改变与生物进化是现代生物进化理论的主要内容之一。
(2)生物进化的基本单位是种群。
(3)突变和基因重组产生进化的原材料。
(4)自然选择决定生物进化的方向。2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
参考:点击进入 课时训练谢谢观赏！课件31张PPT。第2课时 隔离与物种的形成 共同进化与生物多样性的形成教师参考新课导入一:屏幕显示英国曼彻斯特地区桦尺蠖图片,请问生活在这一地域的两种颜色的桦尺蠖是同属一个物种还是两个物种?怎样判断两个种群是否属于同一物种?引出课题。
新课导入二:你听说过狮虎兽吗?
狮虎兽的父母分别是什么动物?如果它们发育到成年,彼此能进行交配并产生可育的后代吗?【学习目标】 1.举例说明隔离在物种形成中的作用。2.举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。自主学习课堂探究自主学习 读教材·学基础一、隔离与物种
阅读教材P119,完成以下问题。
1.物种的概念:能够在自然状态下 并且产生 后代的一群生物。
2.隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能 的现象。常见类型有地理隔离和 。
?判断?
(1)马和驴杂交产生骡子,所以是同一物种。( )
(2)两个池塘的鲤鱼自然状态下不能进行基因交流属于地理隔离。( )
(3)我国的东北虎和华南虎是两个物种。( )相互交配可育自由交流生殖隔离×√×二、隔离在物种形成中的作用
阅读教材P119～P121,完成以下问题。
1.新物种的形成过程(3)生殖隔离: 形成明显的差异,并逐步出现 ,从而形成不同种的地雀。
2.结论: 是形成新物种的必要条件。基因库生殖隔离隔离?判断?
(1)同一物种的不同种群间存在地理隔离。( )
(2)物种的形成都必须先经过地理隔离,再经过生殖隔离。( )
(3)生殖隔离是新物种形成的标志。( )
(4)隔离是物种形成的必要条件。( )√×√√三、共同进化
阅读教材P123～P124,完成以下问题。
1.概念2.实例 生物与无机环境?选择?
下列对捕食者的说法中,错误的是( )
A.捕食者的存在对被捕食者的进化来说是不利的
B.捕食者的存在对被捕食者来说有利于种群的发展
C.捕食者的存在有利于增加物种多样性
D.捕食者与被捕食者相互选择,共同进化A四、生物多样性的形成和生物进化理论在发展
阅读教材P124～P126,完成以下问题。
1.生物多样性的三个层次: 、物种多样性、 。
2.生物多样性的形成过程基因多样性生态系统多样性蓝藻和细菌真核生物出现 3.生物进化理论在发展
在有关生物进化的理论中,以 学说为核心的进化理论比其他学说的影响要广泛和深远,它仍然是以后各个方面研究的基础。
?思考? 生物多样性根本上说是哪个层次的多样性?
提示:基因多样性。自然选择探究一课堂探究 解疑难·提能力隔离与物种的形成教师参考问题引领: 1.地理隔离与生殖隔离有何异同?哪种隔离表明了新物种的形成?
2.除隔离外,物种形成还需要哪些环节?它们的关系是怎样的?1.地理隔离与生殖隔离的比较2.物种形成的两种方式
(1)渐变式(如下图):(2)爆发式物种的形成主要是以染色体变异的方式形成新物种,一旦出现可以很快形成生殖隔离(如图)。此外,还可利用远缘杂交和染色体加倍的原理人工创造新物种,如八倍体小黑麦。3.物种形成的三个环节
(1)突变和基因重组产生进化的原材料。
(2)自然选择决定生物进化的方向。
(3)隔离导致物种形成。【典例1】 (2017·湖北武汉期中)下图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是( )
A.a表示基因突变,是生物进化的原材料
B.b表示地理隔离,新物种形成一定需要地理隔离
C.c表示新物种形成
D.d表示生殖隔离,生殖隔离是生物进化的标志解析:a表示突变和基因重组,是生物进化的原材料;b表示生殖隔离,新物种形成一定需要生殖隔离;c表示新物种形成;d表示自然选择,生物进化的实质是基因频率的改变,生殖隔离是新物种形成的标志。
答案:C方法透析 生物进化与物种形成的标志
生物进化的标志是种群基因频率的改变;而物种形成的标志是出现生殖隔离。值得注意的是:生物进化不一定导致新物种形成,而新物种一旦形成,则说明生物一定发生了进化。备选例题(2017·湖北武汉期末)某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。如图表示野兔原种进化的过程,相关说法不正确的是( )CA.新物种1、新物种2与原物种间必然存在生殖隔离
B.由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式,即经过长期地理隔离而达到生殖隔离
C.图中X、Y、Z表示物种形成过程的三个基本环节,其中只有Y过程会引起种群基因频率的改变
D.新物种形成的根本原因是种群基因频率的定向改变解析:新物种形成的标志是产生生殖隔离,所以新物种1、新物种2与原物种间必然存在生殖隔离;分析题图可知,该图是由地理隔离产生生殖隔离而形成新物种的模型;图中X、Y、Z分别表示突变和基因重组、自然选择、隔离,是新物种形成过程的三个基本环节,其中X、Y、Z过程都会引起种群基因频率的改变;新物种形成的标志是生殖隔离,其根本原因是种群基因频率的定向改变。【题组演练】
1.下列关于隔离的叙述不正确的是( )
A.自然界中多数物种的形成都要经过长期的地理隔离和生殖隔离
B.植物多倍体物种的形成不需要经过地理隔离
C.东北虎和华南虎是经过生殖隔离而形成的两个亚种
D.不同物种的个体之间存在着生殖隔离解析:物种形成的方式有:渐变式(先地理隔离,再形成生殖隔离)和爆发式(不经过地理隔离);多倍体物种的形成属于爆发式;东北虎和华南虎属于同一物种,不存在生殖隔离。C2.(2017·天津和平区期中)某小岛上蜥蜴进化的基本过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )A.该小岛上的蜥蜴原种和蜥蜴新种共同组成一个种群
B.若图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节,则Z是隔离
C.根据达尔文的观点可认为,有利性状的蜥蜴个体世代间不断保存
D.现代生物进化理论认为,该岛上蜥蜴进化过程中基因频率一定发生变化A解析:分析图示可知:该小岛上的蜥蜴原种和蜥蜴新种属于不同的物种,不能共同组成一个种群;若图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节,则X表示突变和基因重组,Y表示自然选择,Z表示隔离;根据达尔文的观点,有利性状的蜥蜴个体在生存斗争中被保留下来并通过遗传将有利性状传给后代,得以在世代间不断保存;生物进化的实质是种群基因频率发生改变,因此,该岛上蜥蜴进化过程中基因频率一定发生变化。探究二共同进化与生物多样性的形成【典例2】 (2017·湖南岳阳二模)关于生物进化和生物多样性的相关叙述,错误的是( )
A.在一定的自然区域,一个种群中控制某种性状的全部基因,叫做这个种群的基因库
B.达尔文强调物种形成都是渐变的结果,不能很好地解释物种大爆发等现象
C.基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型,从而使种群出现大量的可遗传变异
D.物种之间的捕食、竞争有利于生物多样性的形成解析:在一定的自然区域,一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库;达尔文强调物种形成都是渐变的结果,不能很好地解释物种大爆发等现象;基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型,从而使种群出现大量的可遗传变异,为生物进化提供原材料;物种之间的捕食、竞争可以避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间,有利于生物多样性的形成。
答案:A归纳总结 生物多样性三个层次之间的联系【题组演练】
1.下列与生物进化有关的叙述中,错误的是( )
A.捕食者往往捕食数量多的物种,捕食者的存在有利于增加物种多样性
B.长期地理隔离可能使不同种群的基因库形成明显的差异,并逐步出现生殖隔离
C.生态系统多样性形成的原因可以概括为共同进化
D.基因频率改变,标志着一定形成了新物种D解析:生物的共同进化是不同物种之间,生物与无机环境之间,在相互影响中不断进化和发展,所以捕食者的存在往往有利于增加物种的多样性;生物进化的实质是种群基因频率的改变,只要生物进化了,基因频率一定发生了改变,但基因频率的改变不一定导致新物种的形成,只有当两个种群基因库产生较大的差异时,存在了生殖隔离,才会产生新物种;生态系统多样性形成的原因可以概括为共同进化;基因频率的改变标志着生物的进化,但不能代表新物种的产生。2.生物多样性是共同进化的结果。下列事实不属于共同进化的是( )
A.随着工业的发展,导致大量温室气体排放,全球气温升高
B.随着光合生物的出现,大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件
C.生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑,是长期相互选择的结果
D.4亿年前形成了原始的陆生植物,随后出现了适应陆地生活的动物A解析:随着工业的发展,导致大量温室气体排放,全球气温升高,这属于环境污染,不属于共同进化。其他三个选项都体现了生物与生物、生物与环境之间的相互选择,是共同进化。1.关键语句
(1)现代生物进化理论的主要内容有:种群基因频率的改变与生物进化、隔离与物种的形成、共同进化与生物多样性的形成。
(2)能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。
(3)不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象叫隔离,隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件。
(4)共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(5)生物多样性主要包括三个层次的内容:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。【知识回顾与网络构建】2.请结合以上关键语句,尝试构建本课时知识网络。
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