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2009高考生物二轮专题辅导教案
基因的分离定律
一、提出问题（试验现象）
1、杂交方法：人工异花传粉
（1）去雄：除去未成熟花的全部雄蕊（花蕾期）
（2）套袋：套上塑料袋或纸袋，防止外来花粉干扰
（3）人工授粉：雌蕊成熟后，将另一植株花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上
（4）再套袋隔离：传粉后继续套袋，保证杂交得到的种子是人工传粉后所结
2、试验过程：纯种高茎和矮茎豌豆做亲本，再让F1自交得到F2。正交与反交实验
P 纯种的高茎豌豆×纯种的矮茎豌豆
♀（♂） ↓ ♂（♀）
F1 高茎豌豆
↓自交
F2 高茎豌豆 矮茎豌豆
3 ： 1
（3）试验现象：①F1 代只能表现出显性性状
②F2代出现性状分离
③F2代性状分离比为显性性状：隐性性状=3：1
相关概念：
完全显性：显性性状：具有相对性状的纯合子亲本杂交，F1显现出来的性状
隐性性状：具有相对性状的纯合子亲本杂交，F1未显现出来的性状
【补充：显性性状与隐性性状的判定
判断原则：性状甲×性状甲→F1出现性状乙，说明甲是显性性状，乙是隐性性状；性状甲×性状乙→F1全为性状甲，则甲是显性性状，乙是隐性性状。并且上述判定方法不仅适合常染色体遗传，并且适合伴性遗传。
例（2005年、全国卷I）已知牛群有角和无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A和a控制。在自由收养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相同，随机选1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛，在6头小牛中，3头有角，3头无角。
（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推理过程。不能确定。
①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各为1/2。6个组合后代合计出现了3头无角小牛和3头有角小牛。
②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各为1/2。由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1：2。所以，只要母牛中含有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代也会出现3头无角小牛和3头有角小角。
（2）为了确定有角和无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由收养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？
从小牛中选择有角母牛与有角公牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐；如果后代会部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
解析：牛的有角和无角是由一对等位基因控制的相对性状，但不知哪个性状为显性，哪个性状为隐性；要鉴定牛的有角与无角之间的显隐性关系，可通过具有相对性状的公牛与母牛交配，如果只出现其中的一个性状，则出现的这个性状为显性性状；或通过两个相同性状的公牛与母牛交配，如果产生的多个后代出现两种性状，则与两亲本没有的性状为隐性性状，相同的性状为显性性状。本题还要确定牛的有角和无角的显隐性关系，若选两种不同性状的异性牛交配繁殖，而显性性状有两种基因型，后代中两种性状的牛的个体数目差不多，就不太好判断其显隐性了，所以应用两只相同性状的异性牛进行交配繁殖。】
不完全显性：
共显性：
性状分离：具有相同性状的亲本杂交，后代有不同的性状表现的现象。当某一相同性状的亲本相交，后代出现性状分离时，表明双亲均为杂合子
二、作出假设（理论解释及遗传图解）
1、一般说来，进行有性生殖的生物，生物的性状是由基因控制的，体细胞中的基因成对存在，生殖细胞的基因单个存在。亲本为纯合子的高茎（DD）和矮茎（dd）。
2、生物体进行减数分裂产生配子时，成对基因彼此分离，分别进入不同的配子，DD产生配子为D，dd产生配子为d。
3、受精时，♀、♂配子随机结合，合子中基因又恢复成对，所以F1体细胞为Dd（D与d称为等位基因）
4、F1代体细胞中，D对d显性，所以F1代表现出高茎
5、F1代产生配子时，D和d分离，F1产生♀、♂配子各两种，即♀ D：d=1:1
♂ D：d=1:1
6、F1代♀、♂配子受精时，随机结合，F2代出现了3种基因型，即DD：Dd：dd=1：2：1
7、F2代性状表现为：高：矮=3：1
图解：
相关概念：
基因：决定生物某种性状的遗传物质
显性基因：决定显性性状的基因，一般用大写字母表示，例如D
隐性基因：决定隐性性状的基因，一般用小写字母表示，例如d
等位基因：在一对同源染色体的同一位置上控制着相对性状的基因
图示：
判断三要点： 同一对同源染色体上
同一位置上
控制相对性状
提问：BB、cc、Ba是否为等位基因
纯合（子）体：由相同基因型的配子结合成的合子（纯合子）发育成对个体为纯合体，自交后代不发生性状分离
杂合（子）体：由不相同基因型的配子结合成的合子（杂合子）发育成对个体为杂合体，自交后代发生性状分离
纯合体（显性纯合体）与杂合体的判定
判断原则：（1）自交法。如果后代出现性状分离，则此个体为杂合体；若后代中不出现性状分离，则此个体为纯合体。自交法通常用于植物。（2）测交法。如果后代既有显性性状出现，又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合体；若后代只有显性性状，则被鉴定的个体为纯合体。测交法通常用于动物。
例：3支试管分别装有红眼雄果蝇和两种不同基因型的红眼雌果蝇，还有1支试管内装有白眼果蝇。请利用实验条件设计最佳方案，鉴别并写出上述3支试管内果蝇的基因型（已知红眼对白眼为显性，显性基因用B表示）。
解析：雄果蝇的基因型有两种：XBY（红眼）、XbY（白眼）；雌果蝇的基因型有3种：XBXB（红眼）、XBXb（红眼）、XbXb（白眼）。雌雄果蝇可以通过观察成体的第二性征来直接鉴定。通过以上分析可知，惟有红眼雌果蝇的基因型（有XBXB和XBXb两种基因型）需要鉴别，即纯合体与杂合体鉴别，则可以采取测交法达到目的。
答案：先根据第二性征鉴别4支试管内果蝇的性别，若某试管内为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY；再用白眼雄性果蝇（Xb个）分别与另两支试管内的红眼雌性果蝇交配。若后中出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXB。
三、验证（测交试验）
1、设计思路：测交后代的表现型种类和比例能真实反映出F1代产生配子种类和比例
2、目的：用于验证对分离定律解释的正确性
3、方法：让F1代与隐性纯合类型相交
4、预测：如果对分离现象的解释是正确的，即如果F1代为Dd，则
5、试验：F1×矮茎 30株高：34株矮≈1：1（与预期的设想相符）
6、结论：证实了： F1是杂合子，基因型为Dd
F1形成配子时，等位基因分离，分别进入不同配子中，形成D和d两种类型比例相等的配子
7、测交试验体现出科学探究的一般步骤：
提出问题 作出假设 设计实验 实施实验 分析结果，得出结论
表达和交流 进一步探究
另外还可采取自交法及花粉鉴定法验证：
自交法：杂交F1自交后代F2中出现显、隐性两种表现型的个体，也是由于F1代产生了两种配子，即等位基因彼此分离
花粉鉴定法：
例如：已知纯种的粳稻与糯稻杂交，F1全为粳稻。粳稻中含直链淀粉遇碘呈蓝黑色（其花粉粒的颜色反应也相同）。现有一批纯种粳稻和糯稻，以及一些碘液。请设计两件方案验证基因的分离规律（实验过程中可自由取用必要的实验材料。基因用M和m表示）。
方案一：
实验方法：_用测交法验证__
实验步骤：①__首先让纯合的粳稻与糯稻杂交得粳稻。
②__杂合粳稻测交观察后代性状分离现象_。
实验预期现象：_测交后代应出现两种不同的表现型（粳稻和糯稻）且比例为1∶1_。
对实验现象的解释：_糯稻（mm）只产生一种配子，而后代有2种表现型且数目相等，由此可推测后代只能产生两种数目相等的配子，即M和m，由此可判断Mm这对等位基因在后代产生配子的过程中必定随同源染色体的分开而分离，最终产生两种不同的配子。
实验结论：__验证了基因的分离规律。
方案二：
实验方法：___运用花粉培养方法。
实验步骤：①__首先让纯种粳稻和糯稻杂交，获取杂合粳稻_。
②____开花后取其一个成熟花药，挤出花粉，置于载玻片上，滴一滴碘液用显微镜观察
实验预期现象：___花粉一半呈蓝黑色，一半呈红褐色_。
对实验现象的解释：__证明后代在产生配子（由花粉发育而来）的过程中产生了一种M基因的配子（含M的花粉发育而来蓝黑色）和一种含m的基因的配子（含m花粉发育而来，呈红褐色）。由此说明，后代在减数分裂过程中所含的等位基因Mm随同源染色体的分开而分离，最终形成了两种不同类型的花粉配子_。
实验结论：__直接验证了基因的分离规律___。
补充：杂交、自交、测交、回交、自由交配、正交、反交比较
1、杂交×：两个基因型不同的个体相交，也指不同品种间的交配，植物可指不同品种间的异花传粉
作用：用于探究控制生物性状的基因的传递规律
用于将不同的优良性状集中到一起，得到具有杂种优势的新品种
用于显、隐性性状的判断
2、自交：两个基因型相同的个体相交，植物可指自花传粉
作用：可不断按一定比例提高种群中纯合子的比例
可用于植物的纯合子与杂合子的鉴别
3、测交：F1与隐性纯合子杂交
作用：测定F1代配子的种类及比例
测定F1代的基因型
判断F1代在形成配子时基因的行为
用于高等动物个体纯合子、杂合子的鉴别
4、回交：杂种与双亲之一相交（其中杂种与隐性亲本回交即为测交）
5、自由交配：各种基因型之间均可交配
例题：已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，基因位于常染色体上。将纯种的灰身和黑身蝇杂交，F1全为灰身。F1自交产生F2，试问：
（1）取F2中的雌雄果蝇自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ D ）
（2）取F2中的雌雄果蝇自交，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ C ）
（3）将F2的灰身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ B ）
（4）将F2的灰身果蝇取出，让其自交，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（ A ）
A．5：1 B．8：1 C．5：3 D．3：1
解析： 本题涉及不同范围的果蝇中，自交或自由交配产生后代遗传机率的计算。设等位基因为A、a，依题意，灰身对黑身是显性。
（1）解法一 果蝇属雌雄异体生物，自由交配必然是在雌、雄个体间，而F2雌、雄性个体的基因型均有三种可能：1/4AA、1/2Aa、1/4aa；但雌雄个体自由交配中能产生aa的组合方式如下：①1/2Aa×1/2Aa，②1/4aa×1/4aa，③1/2Aa×1/4aa，④1/4aa×1/2Aa，通过计算各组合后代中黑身（aa）个体的机率，即得到aa=1/4。
解法二 在自由交配的群体中，可采用先求出a基因频率，再求aa的基因型频率来计算。在F2群体中，a基因频率为1/2，则后代中黑身个体的机率aa=1/2×1/2=1/4，故灰身与黑身之比为3：1。
（2）解法一 由于群体个体之间不是自由交配，故不能使用基因频率的方法来计算。F2中雌雄果蝇自交方式有三种，即①1/4AA×AA，②1/2Aa×Aa，③1/4aa×aa，通过计算组合②③后代中黑身个体的机率，即得到aa=1/2×1/4+1/4×1=3/8。
解法二 在果蝇自交这个群体中，纯合子(AA+aa)+杂合子(Aa)=1，而F2中Aa=1/2，F2自交后代中Aa=1/4，故aa=(1－杂合子)/2=3/8。
（3）解法一 F2灰身果蝇中基因型为1/3AA，2/3Aa，自由交配有4种方式，①1/3AA×1/3AA，②2/3Aa×2/3Aa，③1/3AA×2/3Aa，④2/3Aa×1/3AA，但只有2/3Aa与2/3Aa杂交时才能产生aa，故aa=1/9；
解法二 F2灰身果蝇中a基因频率=1/3，其后代aa=1/3×1/3=1/9。
（4）F2的灰身果蝇自交方式有两种，即1/3AA×AA，2/3Aa×Aa，则aa=2/3×1/4=1/6。
6、正交、反交：用于检验是细胞核还是细胞质遗传
判断原则：通过正交和反交实验判断。如果正交和反交实验结果性状一致，则该生物性状的遗传属于细胞核遗传；如果正交和反交实验的结果不一致且有母系遗传的特点，则该生物性状的遗传属于细胞质遗传。
例：（2006年、江苏卷）有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语言回答。
解析：本题设计实验时应从细胞核遗传和细胞质遗传的特点作为思维入点，再根据它们之间的区别进行实验设计。细胞核遗传正交、反交后代性状情况一致，而细胞质遗传正交、反交后代性状总是与母本的性状相同，所以正交、反交后代性状情况不一致。
答案：
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该颜色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，都表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传。
8、孟德尔遗传实验需要满足的条件
（1）子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同
（2）雌雄配子结合的机会相等
（3）子二代不同基因型的个体存活率相等
（4）遗传因子间的显隐性关系完全相等
（5）观察到子代样本数目足够多
四、结论：对基因分离定律的理解
1、等位基因的独立性：等位基因虽然共存于一细胞内，但分别位于一对同源染色体上， 既不融合，也不混杂，各自保持独立。说明基因是遗传的结构与功能的基本单位
2、等位基因的分离性：由于等位基因在杂合子内独立存在，在减数分裂形成配子时，随同源染色体的分开而彼此分离，分别进入不同的配子。即分离定律的细胞学基础
用图表示含有一对等位基因Yy的精（卵）原细胞进行减数分裂的图解
3、随机组合性：受精作用中雌雄配子结合的机会均等，等位基因随配子遗传给子代
五、基因型与表现型
1、表现型：生物性状的外在表现，即性状
2、基因型：生物体的内在遗传组成，是由亲代遗传得来的基因组合，是生物个体性状表现的内因，基因通过控制蛋白质合成而控制生物的性状，因此，生物的性状表现从根本上讲是由于基因控制的缘故，即DNA（G） mRNA 蛋白质（体现性状）
3、关系：表现型=基因型+环境条件
例题：为了验证“蒲公英的缺刻叶型是受环境因素的影响而形成的”，某三位同学利用如下材料进行了实验设计。下列是实验的思路，请分别分析三个实验思路能否达到实验目的，为什么？如不能，写出你的思路。
试验一：①于田野中取叶全缘的一株蒲公英上的两粒种子，分别栽种子于装有沃土的A、B两花盆中，给予适宜外界条件，催芽；
②发芽后于适宜条件下培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。
答： 两组实验未遵守单因子变量原则，因为两粒种子的基因型可能不一样
实验二：①选取一株生长良好的蒲公英，取其根，在同一直根上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽，培育至出现成熟叶型；
②再分别移栽到A、B两花盆培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的成熟叶型的变化
答： 分化是不可逆的，成熟叶形已经形成，环境差异不能再改变叶型。
实验三：①分别选取缺刻叶型和全缘叶型的生长良好的蒲公英共两株，取其根，在相似部位上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽；
②发芽后移栽于A、B两花盆中，于背风向阳处培养；
③一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。
答：两组实验环境条件相同，且不是缺刻叶形成所需的外界条件。（或答：本实验只能证明全缘叶的形成与环境因素有关，不能达到本实验的目的。）
你的设计：
①选取一株生长良好的蒲公英，取其根，在同一直根上切取相似两段，分别埋于沃土
②催芽；发芽后移栽到A、B两花盆培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的成熟叶型的变化。
4、特点：
（1）基因型是生物性状表现的内因，而表现型是生物性状表现的外部形式。
（2）表现型相同，基因型不一定相同。
（3）基因型相同，表现型不一定不相同，但在相同环境条件下表现型相同。
例如：藏报春（AAorAa）25℃开红花，30℃开白花
水毛茛的叶（见教材）
喜马拉雅兔的毛色
（4）生物表现型的改变，如果仅仅是由环境条件的变化所引起的，那么这种变异不能遗传给后代。
（5）生物表现型的改变，如果是由基因型（遗传物质）的改变所引起，那么这种变异就能遗传给后代。
六、应用
1、杂交育种方面：
第一步：按照育种的目标，选配亲本进行杂交
第二步：根据性状的表现选择符合需要的杂种类型
第三步：有目的地选育，培育出稳定遗传的新品种。基因分离定律告诉我们，如果优良性状是隐性的，可直接在F2代中选种培育；如果优良性状是显性的，则必须从F2代起连续自交，选择若干代（5～6代），直至不再发生性状分离为止。
例如：用Tt品种自交，并在每一代淘汰tt个体，培育稳定遗传的TT个体达95%以上，至少杂交多少代？
补充：杂合子Aa连续自交，第n代的比例分析
Fn 杂合子 纯合子 显性纯合子 隐性纯合子 显性性状个体 隐性性状个体
所占比例 1/2n 1—1/2n 1/2—1/2n+1 1/2—1/2n+1 1/2+1/2n+1 1/—1/2n+1
根据上表比例，杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为：
例题：1、麦抗锈病对易染锈病是显性，现有甲乙两种能抗锈病的小麦，但只有一种是纯合子，下列方法对鉴别保留纯合子抗锈病小麦最好是（A）
A、甲×甲 乙×乙 B、甲、乙分别与隐性类型测交
C、甲×乙 D、甲×乙子代后自交
2、某农场养了一群马,有栗色马和白色马。已知栗色基因(B)对白色基因(b)呈完全显性。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马,请你根据毛色这一性状鉴定它是杂种还是纯种。
(1)为了在一个配种季节里完成这一鉴定所需要的杂交工作,你应怎样配种
该栗色公马与多匹白色母马配种
(2)杂交后代可能出现哪些结果 并对每一结果作出相应的鉴定。
后代全白；后代有栗有白；后代全栗；
3、已知玉米宽叶（B）对窄叶（b）为显性。某农场在培育玉米杂交种时，将宽叶玉米和窄叶玉米进行了间行种植，但由于错过了人工授粉的时机，结果导致大面积地自然授粉。为尽可能地挽回经济损失，可利用本次自然授粉所结种子，通过杂交育种的方法重新培育出玉米杂交种。请你用遗传图解和简要说明的形式，设计出你的拯救方案。
2、医学实践
（1）推断个体基因型、表现型及概率
①根据后代分离比分析
A、后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定都是杂合子。Bb×Bb →3B ∶1bb。
B、 若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型。即Bb×bb→1Bb∶1bb。
C、若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即BB×BB→BB、BB×Bb→1BB∶1Bb或BB×bb→1Bb
D、若后代性状只有隐性性状，则双亲一定都是隐性纯合子，即bb×bb→bb
②、根据隐性纯合子分析
推断其亲代至少有一个隐性基因（_b）
隐性纯合子
推断其子代至少有一个隐性基因（_b）
③、求概率即几率
A、如何判断某一事件出现的几率
例如：杂合体（Aa）自交，求自交后代某一个体是杂合体的几率，对此问题首选必须明确该个体是已知表现型还是未知表现型
a、 若该个体表现型为显性性状，则它的基因型有两种可能性：AA和Aa，且比例为1：2，所以它为杂合子的几率为2/3
b、 若该个体未知表现型，那么该个体基因型为AA：Aa：aa=1：2：1，因此它为杂合体的几率为1/2
例题分析：
1、下左图为某家族遗传病系谱图，据图回答：若Ⅲ7与Ⅲ8婚配，则子女的患病机率是多少
2、人群中，正常（A）对白化（a）是显性，求上右图家系中有关个体出现的几率
（1）10个体为杂合子的几率
（2）10个体为有病男孩的几率
B、遗传几率的计算方法：通常有两种
例题分析：一对表现正常的夫妇，生了一个白化的孩子，如果他们再生一个孩子，表现正常的几率是多少？患白化的几率是多少？
方法一：用分离比直接推出
方法二：用配子的几率计算：先计算出亲本产生每种配子的几率，再根据题意要求用相关掉两种配子的几率相乘
Aa亲本产生A、a配子的几率都是1/2
则：后代aa的几率=a♀×a♂=1/2×1/2=1/4
后代AA的几率=A♀×A♂=1/2×1/2=1/4
后代Aa的几率=A♀×a♂+ A♂×a♀=1/2×1/2+1/2×1/2=2/4
（2）隐性遗传病：禁止近亲结婚
正常：AA、Aa
患者：aa
题型：文字型；图谱型
例题：
1、某双亲都正常，而他们所生的子女中出现了病患者（白化病）
（1）你认为这是什么原因
（2）所生子女患病的可能性多大
（3）如果第一胎生了一患病的女孩，则第二胎生一个患病男孩的几率；生了一个女孩患病的几率；再生一个女孩且患病的几率
2、列为某一遗传病的家系图，已知I-1为携带者。可以准确判断的是
A．该病为常染色体隐性遗传
B．II-4是携带者
c．II-6是携带者的概率为1/2
D．Ⅲ-8是正常纯合子的概率为1/2
3、如图所示为四个遗传系谱图，则下列有关的叙述中正确的是
A．肯定不是红绿色盲遗传的家系是甲、丙、丁
B．家系乙中患病男孩的父亲一定是该病基因携带者
C．四图都可能表示白化病遗传的家系
D．家系丁中这对夫妇若再生一个正常女儿的几率是1/4
4、下图为某家系遗传病的遗传图解，该病不可能是
A. 常染色体显性遗传病 B. 常染色体隐性遗传病
C. X染色体隐性遗传病 D．细胞质遗传病
（3）显性遗传病：尽量控制患者生育
正常：aa
患者：AA、Aa
例题分析：
3号和一正常男性结婚，则生一个正常男孩的可能性是
3、有关植物果实各部分基因型的问题
例题分析：豌豆种子中胚的基因型为BB：Bb=2：1，将这批种子种下去，自然状态下，
其子代中胚的基因型为BB、Bb、bb的种子数之比为 ；
其子代中种皮的基因型为BB、Bb、bb的种子数之比为 。
4、有关遗传实验的设计与分析
一般程序：
（1）明确实验目的，选择合适的亲本
（2）设计最佳实验方案
（3）合理预测并表达实验结果
（4）分析试验结果得出实验结论
例题分析：见《世纪金榜》探究创新T13
练习：
1、材料一：桃果实表面光和对有毛为显性。现将毛桃的雌蕊授以纯合光桃的花粉，该雌蕊发育成的果实为毛桃，科学家研究发现果皮是由子房璧发育而成的，果皮（子房璧）是母体的一部分，尽管毛桃和光桃受核基因，但果实的表面光滑与否显现出来的是母本性状，，即母本的基因型是毛桃，该果实一定是毛桃，但应该注意的是，科学家将子代（F1）种子种下去后，所结果实全是光桃，即表现出来的是F1的基因型所控制的性状。
材料二：椎实螺螺壳的螺旋方向有左旋与右旋的区分，受遗传控制。有人为了证明椎实螺螺壳的螺旋方向的遗传方式，用人工方法进行了如下两个实验。
①实验一： ②实验二：
P 左旋雌螺×右旋雄螺 P 左旋雄螺×右旋雌螺
F1 左旋螺 F1 右旋螺
根据实验结果回答下列问题
（1）①②这两种杂交方式称为： 正交、反交
（2）根据上述现象，结合母系遗传的知识，由实验一、二得出的结果可推测螺壳螺旋方向的遗传方式为 细胞质遗传 。其遗传特点为：为母系遗传；具有相对性状的亲本杂交，后代性状无一定的分离比。
（3）结合材料一，实验人员又推测，决定椎实螺螺壳方向还有可能是另一种遗传方式，可能在受精卵形成前，母体的基因型就是已经决定了它的螺旋方向了
①这种遗传方式是细胞核遗传
②假设D基因是决定椎实螺螺壳的螺旋方向右旋的，实验二亲本的个体细胞中此基因是纯合的，要获得你要推测的结果，在实验二的基础上该如何进行？请用遗传图解表示（提示：要设计到第三代）
P ♀DD × dd♂
右旋螺 左旋螺
F1 Dd
右旋螺
自由交配
F2 1/4DD 2/4Dd 1/4dd
右旋螺 右旋螺 右旋螺（表现母本基因型）
正交 正交 正交
F3 1/4DD 2/4（DD、Dd、dd）1/4dd
右旋螺（表现母本基因型） 左旋螺
3 ： 1
2、现有世代连续的两管果蝇，甲管中全部是长翅（V）果蝇，乙管中既有长翅（V）果蝇又有残翅（v）果蝇。两管中的世代关系可用一次交配实验鉴别之。最佳交配组合是
A、甲管中的长翅果蝇自交繁殖 B、乙管中的长翅果蝇与残翅果蝇杂交
C、两管中全部长翅果蝇互交 D、乙管中的全部长翅果蝇近亲交配
3、有人设计了下列实验，试图证明“豌豆植株的高茎对矮茎性状呈显性”。
一、材料、用具：纯种高茎豌豆，纯种矮茎豌豆，剪刀，毛笔
二、方法、步骤与结果
（一）去雄 用剪刀去掉纯种高茎豌豆花中的雄蕊。
（二）授粉 用毛笔蘸取纯种矮茎豌豆花粉，涂到纯种高茎豌豆雌蕊的柱头上。
（三）结果 将此高茎豌豆植株上所结的种子种下，所得植株全为高茎。
（四）结论 豌豆植株的高茎对矮茎呈显性
专家认为，仅用（一）（二）（三）还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的方法、步骤和结果。
（一）去雄：用剪刀去掉纯种矮茎豌豆花中的雄蕊。
（二）授粉：用毛笔蘸取纯种高茎豌豆花粉，涂到纯种矮茎豌豆雌蕊的柱头上。
（三）结果：将此矮茎豌豆植株上所结的种子种下，所得植株全为高茎。
4、某水稻的A基因控制某一优良性状的表达，对不优良性状a为显性。该水稻自交所得的
子代中，优良性状和不良性状均有出现。某种子公司欲用该水稻作亲本，采用逐代自交的方
法获取优良品种。问：
（1）子一代中，基因型为 aa 的个体表现出不良性状，应淘汰。基因型为 AA或Aa 的个体表现出良性状，需进一步自交和选育。
（2）按上述方法自交→淘汰→选育→自交→再淘汰……育种，理论上第n代种子中杂合体的比例是 2/（2n+1） 。
（3）按（1）（2）所述的办法，欲使种子中基因型AA的种子达95%以上，则至少要自交6 代。
（4）该公司欲建立一个育种基地，在海南、江苏、河南三地应 海南地，说出原因 气候适宜，一年可以种植三茬 。
5、人的耳垢有油性和干性两种，是受单基因（A、a）控制的。有人对某一社共的家庭进行了调查，结果如下表：
组合序号 双亲性状 家庭数目 油耳男孩 油耳女孩 干耳男孩 干耳女孩
一 ♂油耳×油耳♀ 195 90 80 10 15
二 ♂油耳×干耳♀ 80 25 30 15 10
三 ♂干耳×油耳♀ 60 26 24 6 4
四 ♂干耳×干耳♀ 335 0 0 160 175
合计 670 141 134 191 204
①控制该相对性状的基因位于 常 染色体上，判断的依据是 从表格数据可判断油耳为显性性状。假设基因位于性染色体上，油耳父亲（XAY）的女儿（XAX-）不能表现为干耳性状，与第一、二组的调查结果不符，所以基因位于常染色体上。
②一对油耳夫妇生了一个干耳儿子，推测母亲的基因型是 Aa ，这对夫妇生一个油耳女儿的概率是 3/8 。：
③从组合一的数据看，子代性状没有呈典型的孟德尔分离比（3：1），其原因是只有Aa×Aa的后代才会出现3：1的性状分离比，而第一组的双亲基因型可能为AA或Aa 。
④若一对干耳夫妇生了一个左耳是干性的、右耳是油性的男孩，出现这种情况的原因可能是 体细胞突变 。
显性（隐性）纯合子
纯合子
比例
n/代数
0 1 2 3 4 5
杂合子
性状分离
结果
显性、隐性性状都出现
不同类型配子
等位基因分离
同源染色体分离
导致
杂合子
减数分裂
导致
导致
随 结
机 合
用于验证遗传基本规律理论解释的正确性
即F1×dd的后代中，高茎与矮茎的理论比值应为1：1
F1 Dd × dd
配子 1D ：1d d
测交后代 1Dd 1dd
但♀、♂配子不成一定比例，且一般♀少于♂
即 高茎：矮茎=3：1
即DD：Dd：dd=1：2：1
高茎 高茎 高茎 矮茎
F2 DD Dd Dd dd
1 ： 1 ： 1 ： 1
1 : 1 1 : 1
配子 D d D d
♀Dd ♂Dd
F1 Dd
受精作用
配子 D d
P DD × dd
受精作用
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2009高考生物二轮专题辅导教案
生物的遗传
本讲内容
本讲内容包括（人教版）必修二《遗传与进化》第一章遗传因子的发现、第二章基因和染色体的关系、第三章基因的本质、第四章基因的表达等内容。
一 高考预测
遗传内容在高中生物中一向属于学习的重点和难点，在高考中也常常成为学生的失分点。从近几年的高考题分析可知，遗传学往往在生物试题中占据较大比重，而且常常在简答题中出现，分值较高。这一部分内容与细胞的化学成分、细胞的结构和功能、生活实践中有着广泛的联系，同时，许多生物科技的最新成果和社会热点问题也与本专题联系密切，如人类的优生优育、试管婴儿等。
高考更加突出考察跨学科的综合能力和学科知识的渗透能力，强调生物学知识的科学性，生物的整体性、社会性、多样性和适应性，以及生物学思想和方法论，会充分体现新课标的基本指导思想。高考热点可总结如下：
（1）遗传基本定律的细胞学基础、实质和应用；
（2）DNA是遗传物质的主要证据；
（3）DNA的结构特点；DNA的复制；碱基的有关计算；
（4）中心法则内容及应用；
（5）人类遗传病的类型；遗传系谱的分析与计算；遗传病与优生
二 考点归纳突破
1．碱基互补配对原则及其拓展
（1）碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与c配对的一一对应关系。
该原则是核酸中碱基数量计算的基础。根据碱基互补配对原则，可推知多条用于碱基计算的规律。
（2）碱基互补配对原则的一般规律
规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G、A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基和（A＋T或C＋G）占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。
如图所示，上述规律可表示为（以DNA分子的一条链2为模板转录形成mRNA）：
（A1＋A2＋T1＋T2）/（A1＋A2＋T1＋T2＋G1＋G2＋C1＋C2）＝
（A1＋T1）/（A1＋T1＋G1＋C1）＝（A2＋T2）/（A2＋T2＋G2＋C2）
＝（Aˊ＋Tˊ）/（Aˊ＋Tˊ＋Gˊ＋Cˊ）
或： （G1＋G2＋C1＋C2）/（A1＋A2＋T1＋T2＋G1＋G2＋C1＋C2）＝
（G1＋C1）/（A1＋T1＋G1＋C1）＝（G2＋C2）/（A2＋T2＋G2＋C2）
＝（Aˊ＋Tˊ）/（Aˊ＋Tˊ＋Gˊ＋Cˊ）
规律三：DNA分于一条链中的（A＋G）/（C＋T）比值的倒数等于其互补链中该种碱基的比值。
即：（A1＋G1）/（C1＋T1）＝（C2＋T2）/（A2＋G2）
规律四：DNA分子一条链中的（A＋T）/（G＋C）比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。
即：（A1＋T1）/（G1＋C1）＝（A2＋T2）/（G2＋C2）＝（A1＋A2＋T1＋T2）/ G1＋G2＋C1＋C2）
2．复制、转录和翻译的相互关系
复制 转录 翻译
时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 细胞核 核糖体
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
条件 特定的酶和ATP等
过程 DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应链螺旋化 DNA解旋，以其一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA单链，进入细胞质与核糖体结合 以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的蛋白质
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新组成双螺旋结构 分解成单个核苷酸
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链
产物 两个双链DNA分于 mRNA等 蛋白质 （多肽链）
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
3．基因分离定律中的解题思路
分离定律的习题主要有两类：一类是正推类型，即已知双亲的基因型或表现型，推后代的基因型或表现型及比例，此类型比较简单。二是逆推类型，即根据后代的表现型或基因型推双亲的基因型，这类题最多见也较复杂，下面结合实例谈谈推导思路和方法。
（1）方法一：隐性纯合突破法
例如：绵羊的白色由显性基因（B）控制，黑色由隐性基因（b）控制。现有一只白色公羊与一只白色母羊，生了一只黑色小羊。试问：公羊和母羊的基因型分别是什么 它们生的那只小羊又是什么基因型？
①根据题意列出遗传图式：
因为白色（B）为显性，黑色（b）为隐性。双亲为白羊，生下一只黑色小羊，有：
②从遗传图式中出现的隐性纯合子突破：
因为子代为黑色小羊，基因型必为bb，它是由精子和卵细胞受精后发育形成的，所以双亲中都有一个b基因，因此双亲基因型均为Bb。
（2）方法二：根据后代分离比解题
①若后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定都是杂合子。即Bb×Bb →3B ∶1bb。
②若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型。即Bb×bb→1Bb∶1bb。
③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即BB×BB→BB、BB×Bb→1BB∶1Bb或BB×bb→1Bb。
4．用分离定律解决自由组合定律问题
自由组合定律是以分离规律为基础的，因而可用分离定理的知识解决自由组合定律的问题，且用分离定律解决自由组合定律的问题显得简单易行。其基本策略是：
（1）首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为：Aa×Aa、Bb×bb。
（2）用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。
①配子类型的问题
例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：
Aa Bb cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 1 ＝ 4种
②基因型类型的问题
例：AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
先将问题分解为分离定律问题：
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）。
因而AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有3×2×3＝ 18种基因型。
③表现型类型的问题
例：AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有多少种表现型？
先将问题分解为分离定律问题：
Aa×Aa → 后代有2种表现型；
Bb×BB → 后代有2种表现型；
Cc×Cc → 后代有2种表现型。
因而AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有2×2×2＝ 8种表现型。
5．遗传系谱图中遗传病的确定
（1）首先先确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传：
①“无中生有”为隐性遗传病。即双亲都正常，其子代有患者，则一定是隐性遗传病。
②“有中生无”为显性遗传病。即双亲都表现患病，其子代有表现正常者，则一定是显性遗传病。
（2）其次确定是常染色体遗传还是伴性遗传：
①在已确定隐性遗传病的系谱中：
a．父亲正常，女儿患病，一定是常染色体隐性遗传；
b．母亲患病，儿子正常，一定不是伴x染色体隐性遗传，必定是常染色体隐性遗传。
②在已确定显性遗传病的系谱中：
a．父亲患病，女儿正常，一定是常染色体显性遗传；
b．母亲正常，儿子患病，一定不是伴x染色体显性遗传，必定是常染色体显性遗传。
（3）人类遗传病判定口诀：
无中生有为隐性，有中生无为显性；
隐性遗传看女病，女病父正非伴性；
显性遗传看男病，男病母正非伴性。
6．减数分裂与遗传基本规律间的关系
对于真核生物而言，减数分裂是遗传基本规律的基础，基因的分离定律、基因的自由组合定律都是减数分裂过程中，随着染色体的规律性变化，染色体上的基因亦随之进行规律变化的结果。
在减数分裂第—次分裂过程中，联会的同源染色体的非姐妹染色单体之间对应片段的部分发生的交叉互换，结果会使每条染色体上都会有对方的染色体片段，这是基因互换的基础，后期，当同源染色体被纺锤蝗丝牵引移向两极时，位于同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体分开而分离，分别进入到不同的子细胞，这是基因分离定律的基础，在等位基因分离的同时非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合，这是自由组合定律的基础。
7．人类遗传病的5种遗传方式及其特点
人类遗传病的遗传方式主要有5种：常染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传、伴X染色体显性遗传和伴Y染色体遗传。这5种遗传方式的遗传特点见表。
遗传病的遗传方式 遗传特点 实例
常染色体隐性遗传病 隔代遗传，患者为隐性纯合体 白化病
常染色体显性遗传病 代代相传，正常人为隐性纯合体 软骨发育不全症
伴X染色体隐性遗传病 隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性 色盲、血友病
伴X染色体显性遗传病 代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性 抗VD佝偻病
伴Y染色体遗传病 传男不传女，只有男性患者没有女性患者 人类中的毛耳
遗传方式除了上述5种外，还有两种遗传方式有必要在这里介绍一下：细胞质遗传和从性遗传。
细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的性状遗传方式。与核遗传不同，不遵循遗传的基本规律。细胞质基因控制的性状在遗传中，后代总是表现出母本相似的性状。其原因是受精卵细胞质中的遗传物质都是来自卵细胞，即受精卵中的细胞质都是来自母方，父方不提供细胞质中的遗传物质，只提供细胞核中的遗传物质，雄配子对此性状不发生影响。在研究细胞质遗传时，正交和反交的结果是不同的。如果假定甲品种作父本和乙品种作母本相交定为正交，则以乙品种作父本和甲品种作母本相交则为反交，如果正反交结果不同，可判断为细胞质遗传。
从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制，有角基因H为显性，无角基因h为隐性，在杂合体（Hh）中，公羊表现为有角，母羊则无角，这说明在杂合体中，有角基因H的表现是受性别影响的。见下表。这种影响是通过性激素起作用的。
基因型 公羊的表现型 母羊的表现型
HH 有角 有角
Hh 有角 无角
Hh 无角 无角
从性遗传和伴性遗传的表现型都同性别有着密切的联系，但它们是两种截然不同的遗传方式，伴性遗传的基因位于性染色体上，而从性遗传的基因位于常染色体上。
三 高考真题体验
例1一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常配子）。上述两个初级减数分裂的最终结果应当是
A．两者产生的配子全部都不正常
B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常
C．两者都只产生一半不正常的配子
D．前者产生的配子都不正常，后者产生一半不正常的配子
考点定位 本题考查了减数分裂过程中的染色体的变化规律
指点迷津 要解答此题，最根本的是要掌握减数分裂的过程。初级精母细胞的减数分裂的第一次分裂过程，是同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞。若此过程中有一对同源染色体不发生分离，则形成的两个次级精母细胞中，一个会多一条染色体，一个会少一条染色体，最终形成的四个配子（精子）都不正常。次级精母细胞进行的减数分裂第二次分裂，是姐妹染色单体的分开，平均分配到两个配子（精子）中，若此过程中有一条姐妹染色单体不发生分开，则最终形成的两配子（精子）都不正常。
参考答案 D
例2下列四个细胞图中，属于二倍体生物精子细胞的是
考点定位 本题考查减数分裂识图。
指点迷津 二倍体生物中，同源染色体（形状、大小相同，在减数分裂过程中配对的染色体）在体细胞中成对存在，在性细胞中成单存在，这是因为性细胞是经过减数分裂形成的，其同源染色体在减数分裂第一次分裂已分开的缘故。精子细胞中的染色体不含有染色单体，是因为减敷分裂第二次分裂时，着丝点分开，一条染色体变成两条染色体。
参考答案 D
例3右图是患甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b），两种遗传病的系谱图。据图回答：
（1）甲病致病的基因位于 染色体上，为 性基因。
（2）从系谱图上可以看出甲病的遗传特点是 ；子代患病，则亲代之一必 ；若Ⅱ—5与另一正常人婚配，则其子女患甲病的概率为 。
（3）假设Ⅱ—1不是乙病基因的携带者，则乙病的致病基因位于 染色体上，为 性基因。乙病的特点是呈 遗传。I—2的基因型为 ，Ⅲ—2基因型为 。假设Ⅲ—l与Ⅲ—5结婚生了一个男孩，则该男孩患一种病的概率为 ，所以我国婚姻法禁止近亲间的婚配
考点定位 本题考查了对于遗传系谱的判断和分析，以及遗传病概率的计算。
指点迷津 （1）判断甲、乙两种病的遗传方式：由Ⅱ—5（患者）与Ⅱ—6婚配（患者），生育了Ⅲ—3（女性正常），可以判断出甲病的遗传方式为常染色体上的显性遗传。由Ⅰ—1和Ⅰ—2（均无乙病）婚配，生育了Ⅱ—2（女性患者），可以判断出乙病为隐性遗传，由Ⅲ—2为男性乙病患者，Ⅱ—1不是乙病基因的携带者，Ⅱ—2为女性患者，可知乙病致病基因不在常染色体上，而在X染色体上，故乙病的遗传方式为X染色体上的隐性遗传。
（2）甲病为常染色体上的显性遗传，个体只要含有致病基因，就是患者，故其遗传特点是世代相传；乙病为X染色体上的隐性遗传，其遗传特点是男性患者多于女性患者、有隔代交叉遗传现象，属于伴性遗传。
（3）判断基因型：I—2患乙病，不患甲病，所以I—2的基因型为aaXbY。Ⅲ—2两种病都有，且Ⅱ—1不是乙病基因的携带者，所以Ⅲ—2的基因型为AaXbY。进一步可判断：Ⅱ—5的基因型为AaXBY，Ⅲ—1的基因型为1/2aaXBXB或1/2aaXBXb，Ⅲ—5的基因型为aaXbY。
（4）概率计算：Ⅱ—5与正常人婚配，由两者的基因型AaXBY、aaXBXB可知，其子女不会患乙病，故所生育的子女患病的概率为Aa×aa→1/2aa；Ⅲ—1与Ⅲ—5近亲婚配，由两者的基因型可知，其子女不会患甲病，故所生育的男孩患乙病的概率为1/2XBXb×XbY→1/2×1/2XbY＝1/4 XbY。
参考答案 （1）常 显 （2）世代相传 1/2 （3）X 隐 隔代交叉（答隔代、交叉、男性多于女性、伴性遗传的其中之一都给分） aaXbY AaXbY 1/4
例4人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的（ ）
A、DNA碱基排列顺序不同 B、核糖体不同
C、转运RNA不同 D、信使RNA不同
考点定位 本题考查的知识点是基因的选择性表达。
指点迷津 人体神经细胞和肝细胞都是由受精卵细胞分化而来的，因此这种细胞中的遗传物质或基因及核糖体是相同的，但在人体不同部位的细胞表现出的性状不同，主要原因是DNA分子上的基因选择性表达的结果，即在两类细胞中，虽含有相同基因，但不同的细胞表达不同的基因，因而通过转录形成的信使RNA也不同。
参考答案 D
例5下列有关遗传信息的叙述，错误的是（ ）
A、遗传信息可以通过DNA复制传递给后代
B、遗传信息控制蛋白质的分子结构
C、遗传信息是指DNA分子的脱氧核甘酸的排列顺序
D、遗传信息全部以密码于的方式体现出来
考点定位 本题考查的知识点是遗传信息的概念、复制与表达。
指点迷津 遗传信息是指DNA上脱氧核苷酸的排列顺序，遗传信息可以通过DNA的复制传递给后代，遗传信息控制蛋白质的合成，从而决定了蛋白质分子结构，遗传信息全部通过DNA控制蛋白质的合成的方式体现出来。
参考答案 D
例6已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。
（2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合、预期结果并得出结论）
考点定位 本题考查的知识点：一方面是考查基因的分离定律，另一方面考查根据表现型来分析相对性状显隐性关系的分析与推理能力。
参考答案 （1）不能确定 ①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计出现3头无角小牛，3头有角小牛。②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种的基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2。由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中含有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛和3头有角小牛。
（2）从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
四 实验·探究·讨论
1．如图所示，在a、b试管内都加入含30个碱基对的DNA，c、d试管中加入RNA，4只试管内都有产物生成，请据图回答下列问题：
(1)a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是_______的过程，d试管内模拟的是______的过程。
(2)b、c试管内的产物都是___________，但b试管的产物中最多含有_______个碱基，有________个密码子。
(3)d试管内加入的酶比a试管加入的酶多了________。
2．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）均为能感染烟叶使之出现感染斑的RNA病毒，都可因苯酚的处理而发生RNA和蛋白质的分离，由于亲缘关系很近，两者能重组，其RNA分子和蛋白质形成杂种“病毒感染叶”如图。请依图回答下列问题：
烟草被不同病毒成分感染图解：
(1)1与2、3与4的结果不同，说明_____________________。
(2)2与4的结果不同，说明____________________________。
(3)图中5被杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒过程中合成蛋白质的模板来自________，合成蛋白质的原料氨基酸由___________提供。
(4)图中6被杂交病毒感染后，繁殖出的子代病毒将具有来自________的RNA和来自_____的蛋白质组成。
五 综合能力检测
一、选择题
1．生物遗传的物质基础和生物性状的体现者分别是 （ ）
A．DNA和蛋白质 B．RNA和ATP
C．DNA和 RNA D．RNA和蛋白质
2．从肺炎双球菌的S型活菌中提取DNA，将S型活菌DNA与R型活菌混合培养时，R型
活菌繁殖的后代中有少量S型菌体，这些S型菌体的后代均为S型菌体。这个实验表明
DNA （ ）
A．分子结构相对稳定 B．能够自我复制
C．能够指导蛋白质合成 D．能引起遗传的变异
3．抗维生素D佝偻病是由位于X染色体的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗
传特点之一是 （ ）
A．男患者与女患者结婚，其女儿正常
B．男患者与正常女子结婚，其子女均正常
C．女患者与正常男子结婚，必然儿子正常女儿患病
D．患者的正常子女不携带该患者传递的致病基因
4．已知水稻高秆（T）对矮秆（t）为显性，抗病（R）对感病（r）为显性，这两对基因在非
同源染色体上。现将一株表现型为高秆、抗病的植株的花粉授给另一株表现型相同的植
株，所得后代表现型是高秆∶矮秆=3∶1，抗病∶感病=3∶1。根据以上实验结果，判断
下列叙述错误的是 （ ）
A．以上后代群体的表现型有4种
B．以上后代群体的基因型有9种
C．以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得
D．以上两株表现型相同的亲本，基因型不相同
5．肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是 （ ）
A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌
B．培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能够产生具有荚膜的细菌
C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能够产生具有荚膜的细菌
D．培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能够产生具有荚膜的细菌
6．人类21三体综合症的成因是在生殖细胞形成的过程中，第21号染色体没有分离。若女
患者与正常人结婚后可以生育，其子女患该病的概率为 （ ）
A．0 B．1/4 C．1/2 D．1
7．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下
列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小 （ ）
A．置换单个碱基对 B．增加4个碱基对
C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对
8．基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交，这三对等位基因分别位于非同源染色体上，
F1杂种形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别是 （ ）
A．4和9 B．4和27 C．8和27 D．32和81
9．调查发现人群中夫妇双方均表现正常也能生出白化病患儿。研究表明白化病由一对等位
基因控制。判断下列有关白化病遗传的叙述，错误的是 （ ）
A．致病基因是隐性基因
B．如果夫妇双方都是携带者，他们生出白化病患儿的概率是1/4
C．如果夫妇一方是白化病患者，他们所生表现正常的子女一定是携带者
D．白化病患者与表现正常的人结婚，所生子女表现正常的概率是1
10．桃的果实成熟时，果肉与果皮粘连的称为粘皮，不粘连的称为离皮；果肉与果核粘连的
称为粘核，不粘连的称为离核。已知离皮（A）对粘皮（a）为显性，离核（B）对粘核
（b）为显性。现将粘皮、离核的桃（甲）与离皮、粘核的桃（乙）杂交，所产生的子代
出现4种表现型。由此推断，甲、乙两株桃的基因型分别是 （ ）
A．AABB、aabb B．aaBB、Aabb C． aaBB、Aabb D．aaBb、Aabb
11．下述哪项不是孟德尔在遗传学上获得成功的因素 （ ）
A．选用纯系作为试验材料 B．应用数理统计方法处理试验数据
C．重视基因对蛋白质的决定作用 D．遗传因子都刚好不在一条染色体上
12．在一个生物群体中，若仅考虑一对等位基因，可有多少种不同的交配类型 （ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．6种
13．将某杂合体(Aa)设为亲代，让其连续自交n代，从理论上推算，第n代中杂合体出现的
几率为 （ ）
A．1／2n B．1-1/2n C．（2n+1）/2n+1 D．（2n-1）／2n+1
14．如图是某家系中一罕见的遗传病系谱。
问A个体与无亲缘关系的另一男人婚配时，第一个孩子有病的概率为多少？ （ ）
A．1／2 B．1／4 C．1／8 D．1／16
15．现有世代连续的两试管果蝇，甲管中全部是长翅果蝇，乙管中既有长翅(V)果蝇又有残翅(v)
果蝇。确定两试管果蝇的世代关系，可用一次交配试验鉴别，最佳交配组合是 （ ）
A．甲管中长翅果蝇自交繁殖 B．乙管中长翅果蝇与异性残翅果蝇交配
C．乙管中全部长翅果蝇互交 D．甲管中长翅与乙管中长翅交配
16．若A与a、B与b、C与c分别代表3对同源染色体。下列哪一组精子中的4个精子来自
同一个精原细胞 （ ）
A．ABC、abc、Abc、aBc B．Abc、aBC、aBc、AbC
C．AbC、aBc、aBc、AbC D．abc、Abc、abC、Abc
17．家兔的黑色基因(B)对褐色基因(b)是显性，短毛基因(D)对长毛基因(d)呈显性，这两对基
因位于不同对染色体上。兔甲与一只黑色短毛(BbDd)兔子杂交共产仔26只，其中黑短9
只，黑长3只，褐短10只，褐长4只。按理论推算，兔甲的表现型应为 （ ）
A．黑色短毛 B．黑色长毛 C．褐色短毛 D．褐色长毛
18．一位正常指聋哑人的父亲是短指症，母亲为正常，父母都会说话。已知短指(B)对于正常
指(b)是显性；会说话(D)对聋哑(d)是显性。问正常指聋哑人父母的基因型和正常指聋哑人
是由哪种精子和卵细胞结合而来的 （ ）
A．父BBDd、母bb和Bd精子、bD卵细胞
B．父BBDD、母bbDd和BD精子、bd卵细胞
C．父BbDd、母bbDd和bd精子、bd算细胞
D．父BbDd、母bbDD和bD精子、bD卵细胞
19．牵牛花的红花基因(R)对白花基因(r)显性，阔叶基因(B)对窄叶基因(b)显性，它们不位于
同一对同源染色体上，将红花窄叶纯系植株与白花阔叶纯系植株杂交，F1植株再与“共
植株”杂交，它们的后代中，红共阔叶、红花窄叶、白花阔叶、白花窄叶的植株数分别
为354、112、341、108“某植株”的基因型应为 （ ）
A．RrBb B．rrBb C．Rrbb D．RRbb
20．人体耳垂离生(A)对连生(a)为显性，眼睛棕色(B)对蓝色(b)为显性。一位棕色眼离生耳垂
的男人与一位蓝色眼离生耳垂的女人婚配，生了一个蓝眼耳垂连生的孩子，倘若他们再
生育，未来子女为蓝眼离生耳垂，蓝眼连生耳垂的几率分别是 （ ）
A．1／4、1／8 B．1／8、1／8 C．3／8、1／8 D．3／8、1／2
二、简答题
1．试回答下列（1）～（2）题。
（1）在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。一个研究小组，经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现：
A．黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠。
B．黄色鼠与黄色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2：1
C．黄色鼠与黑色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1：1
根据上述实验结果，回答下列问题：（控制毛色的显性基因用A表示，隐性基因用a表示）
①黄色鼠的基因型是 ，黑色鼠的基因型是 。
②推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是 。
③写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。
（2）回答下列问题：
①真核生物基因的编码区中能够编码蛋白质的序列称为 ，不能够编码蛋白质的序列称为 。
②一般来说，如果你知道了某真核生物的一条多肽链的氨基酸序列，你能否确定其基因编码区的DNA序列？为什么？
2．回答下面的（1）～（2）题。
（1）下表是豌豆五种杂交组合的实验统计数据：
亲本组合 后代的表现型及其株数
组别 表现型 高茎红花 高茎白花 矮茎红花 矮茎白花
甲 高茎红花×矮茎红花 627 203 617 212
乙 高茎红花×高茎白花 724 750 243 262
丙 高茎红花×矮茎红花 953 317 0 0
丁 高茎红花×矮茎白花 1251 0 1303 0
戊 高茎白花×矮茎红花 517 523 499 507
据上表回答：
①上述两对相对性状中，显性性状为 、 。
②写出每一杂交组合中两个亲本植株的基因型，以A和a分别表示株高的显、隐性基因，B和b分别表示花色的戏那、隐性基因。
甲组合为 × 。 乙组合为 × 。
丙组合为 × 。 丁组合为 × 。
戊组合为 × 。
③为最容易获得双隐性个体，应采取的杂交组合是 。
（2）假设某一种酶是合成豌豆红花色素的关键酶，则在基因工程中，获得编码这种酶的基因的两条途径是 和人工合成基因。
如果已经得到能翻译成该酶的信使RNA，则利用该信使RNA获得基因的步骤是
，然后 。
3．如图是果蝇体细胞染色体图解，请根据图回答：
(1)此果蝇的性染色体为_______，这是_______性果蝇。其性别决定方式属于______型。
(2)该果蝇体细胞中含有______对同源染色体，有______个染色体组，是______倍体。
(3)此果蝇体细胞中，有_______对常染色体，_______对等位基因，1和3是_______染色体，A和a是_______基因，A和B是_______基因。
(4)果蝇在产生的配子中，含ABCD基因的配子占_______。
（5）图中A与a基因在遗传中应遵循基因的_______规律；A、a与B、b两对等位基因同时遗传时应遵循基因的_______规律；D与d基因在遗传中不光遵守基因的_______规律，还属于_______遗传；D、d与B、b基因在遗传时遵守基因的_______规律，这是因为_______。
4．家兔的灰毛(A)对白毛(a)为显性，短毛(b)对长毛(b)为显性，控制这两对性状的基因独立遗传。现将长毛灰兔与短毛白兔两纯种杂交，再让F1的短毛灰兔交配获得F2，请分析回答：
(1)F2中出现纯合体的几率是_______。
(2)F2中纯合体的类型最多有_______种。
(3)F2的短毛灰免中，纯合体的几率为_______。
(4)在F2中短毛灰兔占的比例为_______，雌性长毛灰兔的比例为_______。
(5)在F2中表现型为非亲本类型占的比例为_______。
5．有一种脚很短的鸡，叫短脚鸡，是由显性基因B控制，在遗传实验中得到以下结果：①短脚鸡×短脚鸡→5800只短脚鸡：1900只正常鸡；②短脚鸡×正常鸡→3210只短脚鸡：3215只正常鸡。请回答：
(1)第①组两个亲本的基因型是_______。
(2)第②组两个亲本的基因型是_______，子代短脚鸡的基因型是_______，正常鸡的基因型是_______。
参考答案
实验·探究·讨论
1.（1）复制 逆转录 （2）RNA转录RNA的复制 30 10 （3）逆转录酶
2.（1）RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 （2）TMV的RNA和HRV的RNA所携带的遗传信息是不同的 （3）TMV的RNA 烟草细胞提供 （4）HRV的RNA HRV的RNA指导合成的
综合能力检测
一、选择题
1—5 ACDDA 6—10 CDCDD 11—15 CDACB 16—20 CCCBC
二、简答题
1．（1） ①Aa aa ②AA
③B： Aa × Aa
黄色 黄色
↓
1AA : 2Aa : 1AA
不存活 黄色 黑色
C： Aa × aa
黄色 黑色
↓
1Aa : 1AA
黄色 黑色
（2）①外显子 内含子 ②不能。首先，一种氨基酸可以有多种密码子；其次，一般地说真核生物的基因内含子。
2．（1）①高茎 红花 ②AaBb×aaBb AaBb×Aabb AABb×aaBb AaBB×aabb Aabb×aaBb ③戊
（2）从供体细胞的DNA中直接分离基因 以酶的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA 在有关酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。
3. （1）5和6雄XY （2）4 2 二 （3）3 4非同源 等位 非等位 （4）1/16 （5）分离 自由组合 分离 伴性 自由组合 两对等位基因分别位于两对同源染色体上
4. （1）1/4 （2）4 （3）1/9 （4）9/16 3/32 （5）5/8
5. （1）Bb Bb （2）Bb bb Bb bb
P： B × B
F1： bb
2
1
Cˊ
Gˊ
Tˊ
Aˊ
mRNA
DNA
C1
G2
T1
T2
C2
G1
A2
A1
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2009高考生物二轮专题复习教案
DNA是主要的遗传物质
一、间接证据：（非实验证据）
1、染色体在生物传种接代过程中保持一定的稳定性和连续性
2、染色体由DNA和蛋白质组成，其中DNA含量稳定，且与染色体数目存在着平行关系。在同一种生物的细胞中，体细胞核内DNA含量是生殖细胞核内的DNA的2倍，体细胞染色体数目正好是生殖细胞的2倍。
3、DNA分子具有相对的稳定性，不易受营养条件等因素影响，但作用于 DNA的一些物理、化学因素（如x射线、紫外线、有毒化学物质等），都可以引起生物遗传特性的改变。
二、直接证据：（实验证据：实验设计的思路：设法将DNA和蛋白质分开，单独地、直接到观察它们作用）
（一）肺炎双球菌转化实验
1、材料：肺炎双球菌、小鼠
介绍：S菌：菌落表面光滑，菌体有多糖类荚膜，有毒性
R菌：菌落表面粗糙，菌体无多糖类荚膜，无毒性
荚膜是某些细菌向细胞壁表面分泌的一层厚度不定的胶状物质，它犹如穿在菌体表面一件外套，用显微镜观察，中心部位是细菌菌体，在暗色背景下，荚膜呈透明状环绕菌体，具有抗干旱，抗吞噬和附着作用
2、原理：S菌可使小鼠患败血症死亡
败血症症状：感染中毒症状 大多起病急骤，先有畏寒或寒战，继之高热，热型不定，弛张热或稽留热；体弱、重症营养不良和小婴儿可无发热，甚至体温低于正常。精神萎靡或烦躁不安，严重者可出现面色苍白或青灰，神志不清。四肢末梢厥冷，呼吸急促，心率加快，血压下降，婴幼儿还可出现黄疸。
3、格里菲思体内转化实验：1928 英 格里菲思
（1）过程：
①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，现象是 小鼠健康。
②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，现象是 小鼠死亡。
③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，现象是 小鼠健康。
④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到小鼠体内，现象是 小鼠死亡。
思考：
1、对比分析第一、二组说明什么？ R菌无毒性，S菌有毒性
2、对比分析第二、三组说明什么？ 加热杀死的S菌无毒性
3、第四组小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？
混合后重新出现的
4、对比分析第三、四组又说明什么？
加热灭活的S菌里面肯定含有某种特定的物质，这种特定的物质能够使灭活的R菌转化为活的S菌
5、实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起 对照 作用。
6、该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
不能；结论是：加热杀死的S菌中有一种“转化因子”，能使R菌转化S菌，使小鼠死亡
7、S菌中的DNA和R菌的DNA重组，表现出S菌的性状，此变异属于： 基因重组
附：DNA加热到沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，但如将其缓慢冷却，分离的单链又可部分得以重聚，回复其螺旋结构，因此，在一定温度范围内加热不会导致DNA变性。但蛋白质变性失活，且蛋白质是生命活动的体现着和只要承担着，因此蛋白质变性导致S菌死亡。
4、艾弗里体外转化实验：1944年 美 艾弗里
（1）设计思路：对S菌中的物质进行提取、分离，分别单独观察各种物质的作用
（2）过程
S型活细菌
多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA DNA+DNA水解酶
说明：S菌的DNA使R菌发生转化，S菌其他物质不能使R菌发生转化
（3）结论：转化因子就是DNA，DNA是遗传物质
另：DNA只有在保持结构的完整，未被破坏的条件下，才能具有促成转化的功能
5、实验技术手段：物质分离、提取、鉴定、细菌培养
（二）噬菌体侵染细菌实验
1、材料：T2噬菌体
（1）噬菌体的结构
①噬菌体是一种专门侵染和在细菌体内寄生并增殖的病毒 例题见金榜
②结构：蛋白质外壳
DNA核心
HYPERLINK "http://www.tesoon.com/up/200710/200710411361859327227.gif" \t "_blank"
（2）选材原因：染色体在遗传中起重要作用，其成分重要由DNA和蛋白质组成，而噬菌体与染色体的结构成分相似，所以选噬菌体为实验材料
2、原理：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质合成T2噬菌体自身的组成成分，从而进行大量繁殖。
（1）吸附：
（2）注入：核酸注入细胞内；衣壳留在外面
（3）合成：利用宿主细胞内的物质复制出子代噬菌体的核酸，并合成构成子代噬菌体的衣壳蛋白质
（4）组装：
（5）释放：（102—105个）
3、过程：
为什么选择S、P这两种元素分别对蛋白质和DNA进行标记
因为只有蛋白质中含有S，而P几乎都存在于DNA分子中
标记细菌 细菌+含35S的培养基 含35S的细菌
细菌+含32P的培养基 含32P的细菌
35S细菌＋噬菌体 35S标记的子代噬菌体
32P细菌＋噬菌体 32P标记的子代噬菌体
上清液（蛋白质和噬菌体） 放射性高
含35S的噬菌体+细菌
沉淀物（细菌） 放射性低（沉淀物中
有标记的噬菌体，噬菌体在细菌表面还没有侵入）
上清液（蛋白质和噬菌体） 放射性低
含32P的噬菌体+细菌
沉淀物（细菌） 放射性高
4、结论：
（1）DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性
证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质
（2）DNA能控制蛋白质的生物合成
例题：结合肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。
提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：①能够精确地复制自己，②能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；③具有贮存遗传信息的能力；④结构比较稳定等。
5、实验技术手段：细菌培养、病毒培养、物质分离、同位素标记与检测等
三、RNA也是遗传物质
1、烟草花叶病毒感染烟草的实验
（1）材料：烟草花叶病毒（TMV）
（2）TMV的结构： RNA
蛋白质
（3）过程：
（4）结论：在RNA病毒（HIV、HRV、SARS等）中，RNA是遗传物质
2、“杂种”病毒侵染细菌的实验
例如：车前草病毒（HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都是以RNA为遗传物质的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后导致的植物症状不同，如图(a)、(b)所示：
将病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染植物；或使不同病毒的RNA与蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染植物（感染图示如下）。
(1)图(a)、图(b)表现症状不同，其根本原因是 IMV和HRV具有不同的RNA 。
(2)画出叶片①、叶片②、叶片③表现出的感染症状。
①无症状
(3)从以上感染实验可知，起感染作用的是
病毒的RNA 。
(4)画出叶片③中繁殖产生的子代病毒的图示。
（5)以上实验证明 TMV和HRV的遗传物质是RNA
（6)该实验的设计思路是 将病毒的RNA和蛋白质分离，单独研究它们各自的遗传功能。
四、结论
全部真核生物、原核生物（即所有的细胞生物）的遗传物质是DNA
生物的遗传物质 绝大多数是DNA
病毒（非细胞生物）的遗传物质
少数是RNA
DNA是主要的遗传物质（任何生物的遗传物质都只有一种）
例外：朊病毒的遗传物质是蛋白质（用DNA酶或RNA酶处理后，仍有感染性）
五、区别：遗传物质、主要的遗传物质、遗传物质的主要载体、遗传信息
遗传物质：核酸（DNA或RNA）
主要的遗传物质：DNA
遗传物质的主要载体:染色体（细胞核或拟核），还有部分在线粒体和叶绿体、质粒中，所以 生物的遗传是细胞核和细胞质内遗传物质共同作用的结果
遗传信息：DNA或RNA中核苷酸或碱基的排列顺序，主要载体是DNA
实验九 DNA的粗提取与鉴定
1．实验原理
(1)根据DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度变化而改变进行提取。鸟类血液中红细胞有细胞核，细胞核内DNA与蛋白质结合成染色质。利用DNA在0.14 mol／L的NaCl溶液中溶解度最低，而蛋白质此时的溶解度高的特点，可以使DNA与蛋白质分离，形成沉淀析出，通过过滤，得到初提取的滤出物DNA。
(2)利用DNA不溶于酒精而细胞中的某些物质能溶于酒精进行提纯，获取含杂质较少的DNA。
(3)利用DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色进行鉴定。
2．实验材料
鸡血细胞液：先配备10%的柠檬酸钠溶液，按180 mL新鲜鸡血混合100 mL10%柠檬酸钠溶液的比例，立即将血液与柠檬酸钠充分混合，同时用玻璃棒搅拌以免凝血。然后，用离心机以1000转／min的速度离心2 min后，用吸管除去离心管上清液，就可获得所需的鸡血细胞悬液。每组大约需要5～10 mL鸡血细胞悬液。如果无离心机，可将与柠檬酸钠充分混合的血液置于冰箱内，静置一天，使血细胞自行沉淀后，也可获得所需的鸡血细胞悬液。但使用离心机效果更好。
实验材料选择依据：
（1）血细胞中有细胞核，含有大量的DNA
（2）既经济又易得
（3）选用鸡血为材料，依据是鸡血红细胞、白细胞中都有细胞核，含有大量DNA；哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核，Dna含量很低，不宜做实验材料
3．试剂与仪器
(1)2 mol/L的NaCl溶液：称取117 g的NaCl，加蒸馏水至1000 mL，使之完全溶解，即可获得2 mol/L的NaCl，须按此配方配备大量的2 mol/L的NaCl。
(2)二苯胺试剂：A液—1.5 g二苯胺溶于100 mL冰醋酸中，再加1.5 mL浓硫酸，用棕色瓶保存。B液—体积分数为0.2%的乙醛溶液。实验前，将0.1 mL的B液加入到10 mL的A液中，现用现配。
(3)0.015 mol/L的NaCl溶液：称取0.88 g NaCl加蒸馏水至1000 mL，使之完全溶解。
(4)塑料杯和试管：DNA易吸附在玻璃器皿上，用塑料杯和试管可减少提取过程中DNA的损失。
4．实验方法与步骤
为方便理解和记忆，将方法步骤归纳如下表。
实验内容 方法步骤
一、提取DNA (1)提取细胞核物质：取5～10 mL鸡血细胞悬液注入50 mL烧杯中，加蒸馏水20 mL，同时，用玻璃棒沿一个方向快速充分搅拌，使血细胞过度吸水破裂，细胞核内物质释放出来，然后用纱布过滤取其滤液于500 mL烧杯中 原理：血细胞的细胞膜、核膜吸收胀破，玻璃棒快速搅拌加速血细胞破裂实验中应抓住关键并注意以下几点：(1)制备鸡血细胞液时，鸡血要在180 mL左右，并且在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂，使血液分层，取下层血细胞沉淀。(2)获取较多DNA的关键之一是向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水，以便使细胞膜和核膜破裂，核内物质释放出来。(3)实验中共有3次过滤。过滤时使用的纱布层数与取其滤液或黏稠物有关。第1、3次要收集其滤液，使用的纱布为1～2层，第2次是要收集其滤出的黏稠物，使用的纱布为多层。 (4)实验中有6次搅拌，除最后一次搅拌外，前5次搅拌均要朝向一个方向，并且在析出DNA、DNA再溶解和提取中，各步搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，以防止DNA分子断裂。(5)实验中有两次使用蒸馏水。一次在第1步，加水是为了使血细胞吸水膨胀破裂，加水后必须充分搅拌，不应少于5 min，使血细胞充分破裂；第二次加蒸馏水是在第3步，加水是为了稀释NaCl溶液。(6)实验中有三次加NaCl溶液。在步骤2中，当加入NaCl后，必须充分晃动烧杯，使二者混合均匀，加速染色质中DNA与蛋白质分离，使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。在步骤5中，加NaCl溶液也是为了DNA的再溶解，不过这时溶液中蛋白质含量已很少。在步骤8中，加的NaCl溶液的浓度比前两次低得多，但还是为溶解DNA。(7)在步骤7中，沉淀DNA必须使用冷酒精(至少在5℃以下存放24 h)，并且将1份含DNA的NaCl溶液加入到2份的冷酒精中。如果悬浮在溶液中的DNA丝状物较少，可将混合液放入冰箱中再冷却几分钟。(8)盛放鸡血细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好是塑料制的，因为玻璃制品表面带电荷，DNA中的磷酸基带相反的电荷，会被吸附于玻璃表面，减少DNA含量。
(2)溶解核内的DNA：在滤液中加入2 mol／L的NaCl40 mL，并用玻璃棒沿一个方向搅拌1 min，核中DNA游离并充分溶解，染色质中的DNA和蛋白质分离
(3)析出含DNA黏稠物：沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌。由于溶液浓度的下降，使得DNA溶解度下降，蛋白质溶解度上升，DNA析出成白色丝状黏稠物，当黏稠物不再增加时，停止加入蒸馏水。（这时溶液中NaCl的物质的量浓度相当于0.14 mol／L）
(4)滤取含DNA黏稠物：用多层纱布过滤，取纱布上DNA的黏稠物
二、提纯DNA (5)DNA黏稠物再溶解：取含DNA黏稠物于50 mL烧杯内，加入2 mol/L的NaCl溶液20 mL，用玻璃棒沿一个方向不停搅拌3min，使黏稠物尽可能多地溶解
(6)过滤含DNA的NaCl溶液：用两层纱布过滤DNA的NaCl溶液，取其滤液
(7)提取含杂质较少的DNA：在滤液中加入冷却的95%无水乙醇，并用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌，由于DNA不溶于酒精，会出现乳白色丝状物，用玻璃棒将丝状物卷起，并用滤纸吸去表面的水分
三、鉴定DNA (8)DNA的鉴定：两支试管中各加入0.015 mol/L的NaCl溶液5 mL，将丝状物放入其中一支试管中，搅拌使其充分溶解后，向两支试管中分别加入4 mL二苯胺试剂，混匀后沸水浴中加热5 min，待试管冷却后，比较两试管的颜色变化，将发现加入DNA的试管中溶液呈蓝色，从而鉴定DNA的存在
实验原理的补充介绍
1．DNA的释放：DNA位于鸡血细胞的细胞核中，正常情况下不会释放出来。为了使DNA从细胞核中释放出来，实验中采用了向鸡血细胞液中加入蒸馏水并且搅拌的方法。蒸馏水对于鸡血细胞来说，是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞破裂。同时，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，于是释放出DNA，当然也有RNA。但是，释放出来的大量DNA和RNA往往与蛋白质结合在一起。
2．将DNA与蛋白质分离：根据二者的特性，即在浓度较高的NaCl溶液(物质的量浓度为2 mol/L)中，核蛋白容易解聚，游离出DNA，而DNA在浓度较高的NaCl溶液中的溶解度很高，Na+与带负电的DNA结合成DNA钠盐。这时DNA在溶液中呈溶解状态。
3．DNA的析出与获取：利用DNA在浓度较低的NaCl溶液中溶解度小的原理，向含有DNA的浓度较高的NaCl溶液中加入大量(300 mL)蒸馏水，稀释NaCl溶液，使DNA的溶解度下降，而蛋白质的溶解度增高(这就是蛋白质的盐溶现象)，从而使二者分离。这时，加上不停地搅拌，溶解度下降的DNA逐渐呈丝状物。再通过过滤，滤去蛋白质，就可以获取DNA的黏稠物了。如果采用离心法则更好。用4000转/min的旋转频率，离心15 min，除去上清液(含有蛋白质)，留下的沉淀物中含DNA。
4．DNA的再溶解：再用较高浓度的NaCl溶液去溶解DNA黏稠物。
5．DNA的沉淀和浓缩除去了蛋白质的核酸溶液，必须再进一步沉淀和浓缩。最常用的方法是酒精沉淀法。就是将含有Na+的DNA溶液，加入到相当于其两倍体积的体积分数为95%冷酒精溶液中，混匀以后可以使DNA沉淀、浓缩，形成含杂质较少的DNA丝状物，悬浮于溶液中。如果出现的丝状物较少，可以将此混合液再放入冰箱中冷却几分钟。浓缩后的DNA丝状物，可以用缓缓旋转玻璃棒的方法卷起(因为玻璃棒有吸附DNA的作用)。
例题：关于“DNA的粗提取和物理性状观察”实验：
（1）实验材料选用鸡血球液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血球液中含有较高含量的DNA
（2）在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_使血球破裂_，通过图B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2 mol/LNaCl溶液的目的是_使滤液中的DNA溶入浓盐溶液；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是__使DNA析出_。
（3）为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加__甲基绿_溶液，结果丝状物被染成蓝绿色。
（4）DNA的粗提取与鉴定实验”中有三次过滤：
①过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液。②过滤含粘稠物的0.14mol/L NaCl .③过滤溶解有DNA的2mol/L NaCl.以上三次过滤分别为了获得（A）
A．含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
B．含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液
C．含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布中DNA
D．含较纯的DNA滤液、纱布上粘稠物、含DNA的滤液
（5）与析出DNA粘稠物有关的叙述，不正确的是（C ）
A．操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度
B．在操作A时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子完整
C．加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出
D．当丝状粘稠物不再增加时，此时NaCl的浓度约为0.14mol/L.
说明
未感染病毒（烟草正常）
感染病毒（烟草发生花叶病）
正常烟草
感染
RNA
蛋白质
石碳酸
TMV
搅拌、离心
原因：离心不彻底；
噬菌体在大肠杆菌中释放出来
有部分32P的噬菌体没有侵染到大肠杆菌
搅拌、离心
测试放射性
噬菌体侵染未标记的细菌
细菌体内无35S
体外有35S
细菌
35S噬菌体
＋
细菌体内无32P
体外有32P
细菌
32P噬菌体
＋
标记噬菌体
翻译
转录
复制
蛋白质
以宿主细胞内的AA为原料、ATP、酶、tRNA
mRNA
以宿主细胞内的核苷酸为原料、ATP
新的DNA
以宿主细胞内的脱氧核苷酸为原料
DNA
R R R R R S S R
分 别 与 R 型 活 细 菌 混 合 培 养
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2009高考生物二轮专题辅导教案
基因表达
一、基因
1、本质：具有遗传效应的DNA片段
不难看出，一个DNA分子上有多个基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定
的遗传效应
2、组成单位：脱氧核苷酸
3、载体：主要是染色体。基因在染色体上呈线性排列
补充：
一、萨顿的假说
实验发现：蝗虫精子与卵细胞的形成过程中，等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似；
推论：基因位于染色体上，基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
（1）基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。
（2）在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的。在配子中成对的基因中只有一个，同样，成对的染色体也只有一条。
（3）体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。同源染色体也是如此。
（4）非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
科学研究方法：类比推理（类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。）
二、基因位于染色体上的实验证据
1.摩尔根介绍：他对孟德尔的遗传理论，萨顿的基因位于染色体上的学说持怀疑态度，但他认真钻研，寻找证据解决疑点。
2.实验材料：果蝇
选取果蝇的优点是：相对性状明显、繁殖速度快、易饲养、雌雄易辨。
3.实验设计：
4.实验结果解释：
从果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看，F1的表现型是全是红眼，F2的红眼和白眼之间的数量比是3：1，这样的遗传表现符合分离定律，表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。
思考：白眼性状的表现总是与性别相联系，如何解释这一现象呢？
5.摩尔根的假设：
（1） 常染色体
XX（同型的）：雌性果蝇中
性染色体：
XY（异型的）：雄性果蝇中
（2）假设：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
XW Y
XW
Xw
6.测交实验验证：
学生练习：
7.结论：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
8.检测方法：
荧光标记法→基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上应该有多个基因。
4、功能：
（1）储存遗传信息：遗传物质的结构和功能的基本单位，从而使后代表现出 与亲代相似的性状。
（2）传递遗传信息：通过复制传递遗传信息
（3）表达遗传信息：通过控制蛋白质合成而表达遗传信息，表达到蛋白质分子结构上。
5、结构：见选修
（1）原核细胞基因结构
（2）真核细胞基因结构
6、与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
（1）DNA分子的相邻基因之间具有起“连接”或“间隔”作用的无遗传效应的片段
（2）基因结构中的碱基序列并不全部编码蛋白质，还存在非编码序列，包括非编码区和真核细胞基因编码区的内含子
7、与染色体、蛋白质、性状的关系
二、基因控制蛋白质的合成
1、转录
（1）定义：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。即：
DNA mRNA
介绍RNA：
①、基本元素组成：C、H、O、N、P
②、基本单位：核糖核苷酸（4种）
③、结构：一条链
④、产生途径：转录、RNA复制
⑤、存在部位：主要在细胞质中
用放射性同位素标记胸苷和尿苷，分别培养根尖分生区细胞，通过观察细胞中放射性物质集中的场所是细胞核还是细胞质，判断DNA复制和转录的所需的原料
⑥、种类及功能： mRNA：传递DNA的遗传信息，指导蛋白质的合成
rRNA：核糖体的组成成分
tRNA：运输特定的AA，识别密码子
（2）时间：个体发育（在分裂间期的G1期）
（3）场所：主要在细胞核
（4）条件： 模板：以DNA的一条链为模板
原料：游离的4种核糖核苷酸
能量：ATP
酶：解旋酶、RNA聚合酶等
其他条件：适宜的T、PH等
（5）过程：
在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA；mRNA从细胞核进入细胞核进入细胞质中，与核糖体结合。
（6）产物：一条单链的RNA
（7）特点：边解旋边转录，转录后DNA仍保留原来的双链结构
2、翻译：
（1）定义：以mRNA为模板，合成具有一定AA序列的蛋白质的过程。
介绍密码子：
定义：mRNA上决定一个AA的3个相邻的碱基
验证其事实的方法：
①、通过插入碱基(一个或两个或三个)后检测AA序列的变化，从而验证每个AA的密码子含3个碱基
②、用人工合成的两种核糖核苷酸相间排列（如：UAUAUAUAUA…………）来指导合成蛋白质，通过检测蛋白质中AA的种类来验证密码子为“三联体”，而非“二联体”或“四联体”
种类：61+3＝64种（其中61种密码子是对应氨基酸和起始密码子；另有3个不对应氨基酸，只对应终止密码子），能减少基因突变的影响
特点：起始密码子：AUG（甲硫氨酸），GUG（缬氨酸）
终止密码子：UAA、UGA、UAG （不决定AA）
简并性：每一个密码子（除了终止密码子外）决定一个AA，一个AA可能有一个或多个（1～6个）密码子
通用性：所有生物共用一套遗传密码子，例如：把兔子的控制Hb的mRNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔的Hb。这也是生物彼此间存在亲缘关系的证据之一
无标点符号：
不重叠性：
例题分析：
1、下面是某基因的部分碱基序列，序列 I 为内含子的一部分，序列Ⅱ为外显子的一部分。
上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“ … 甲硫氨酸一精氨酸一谷氮酸一丙氨酸一天冬氨酸一缬氨酸 … ”（甲硫氨酸的密码子是 AUG ）。
① 该基因表达过程中， RNA 的合成在_细胞核__中完成，此过程称为__转录__。
② 请写出编码上述氨基酸序列的 mRNA 序列：_ AUG CGG GAG GCG GAU GUC __ _。
③如果序列 I 中箭头所指碱基对 被替换为 ，该基因上列片段编码的氨基酸序列为：
_ _ …甲硫氨酸一精氨酸一谷氨酸一丙氨酸一天冬氨酸一缬氨酸 …
④ 如果序列Ⅱ中箭头所指碱基对 缺失，该基因上列片段编码的氨基酸序列为
… 甲硫氨酸一精氨酸一谷氨酸一精氨酸一甲硫氨酸 …
2、下表为固定顺序的核苷酸聚合物进行多肽的生物合成结果。
mRNA重复序列 可能组成的三联码 多肽的氨基酸组成
(UUC)n UUC、UCU、CUU 丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
(UUAC)n UUA、CUU、ACU、UAC 亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
⑴由上述结果你能判断出 亮氨酸 (氨基酸)的遗传密码是 CUU 。
⑵观察“可能组成的三联码”与“多肽的氨基酸组成”的内容，你发现了存在
两个遗传密码决定同一种迄基酸(兼并) 现象。
⑶题目所述内容，是诺贝尔获得者Khorona破译遗传密码的方法(一部分内容)，请受启发，概括出破译方法：
先合成 两种(或两种以上)重复顺序的mRNA 。
然后在细胞外 以mRNA为模板，合成多肽 。
最后分析 两条多肽链中相同的氨基酸是何种氨基酸，再分析两条mRNA重复顺序可能组成的三联体密码中的相同密码 ，得出氨基酸的遗传密码。
3、关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中,下列正确的是
A．遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，构成碱基相同
B．遗传信息位于DNA上， 遗传密码位于mRNA上，构成碱基相同
C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，构成碱基相同
D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，若含有遗传信息的模板链碱基组成为CGA，则遗传密码的碱基构成为GCU
介绍反密码子：
定义：tRNA上能和密码子配对的三个相邻的碱基
转运RNA结构
转运RNA与氨基酸的对应关系
（1）由于只有61种密码子是对应氨基酸，所以转运RNA也只有61种
（2）1种转运RNA对应1种氨基酸；1种氨基酸对应1～6种转运RNA。
转运RNA与肽链：转运RNA将氨基酸运到核糖体上，按mRNA上密码子顺序将它们一一相连，直至mRNA出现终止密码子，肽链才从核糖体上脱落下来。
（2）时间：个体发育（G1期）
（3）场所：细胞质的核糖体上
（4）条件： 模板：以mRNA为模板
原料：20种AA
能量：ATP
酶：缩合酶
工具：tRNA
其他条件：适宜的T、PH等
（5）过程：以mRNA为模板，tRNA为运载工具，按照A—U、G—C、U—A、C—G的碱基互补配对原则，与mRNA上每三个碱基配对的tRNA运载着AA进入核糖体，按照mRNA上的遗传密码顺序，把一定的AA放在相应的位置，合成出有一定AA序列的蛋白质
（6）产物：多肽 蛋白质
（7）特点：一个mRNA分子可以连续结合多个核糖体，进行多肽链的合成
3、有关计算：
（1）基因模板链中的A+T（或G+C）与RNA分子中的U+A（或C+G）相等
（2）基因模板链中，则mRNA中
（3）DNA分子中，则mRNA中
（4）AA：mRNA碱基数：DNA碱基数=1：3：6
①已知基因中碱基数，则最多能够编码AA数=x/3或x/6
②已知蛋白质中AA数，则基因中含碱基数最少为=AA×6或AA×3
三、中心法则
1、中心法则体现了DNA的两大基本功能
Ⅰ：体现遗传信息的传递功能：通过DNA复制完成，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
Ⅱ Ⅲ：体现遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成，发生于个体发育中
Ⅳ：表示以RNA作为遗传物质的生物，亲代与子代之间遗传信息的传递功能
Ⅴ：表示以RNA作为遗传物质的生物，RNA中遗传信息表达的首要步骤
介绍：正链RNA：与核糖体结合，具有mRNA功能
负链RNA：必须在病毒颗粒携带的转录酶的作用下转录形成正链RNA才具有mRNA的功能
逆转录RNA：在逆转录酶的作用下，合成DNA，整合到寄主的DNA中，再转录合成mRNA
注意：（1）发生在细胞生物体内的生理过程有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，以DNA为遗传物质的病毒在宿主细胞中也能进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
（2）Ⅳ、Ⅴ过程只发生在以RNA为遗传物质的极少数病毒的增殖过程中。
（3）基因过程中人工合成目的基因常用到逆转录酶。
2、中心法则中几个生理过程准确进行的原因
（1）前者为后者的产生提供了标准化的模板；
（2）严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。
由此可见，准确的模板和有序的碱基互补配对关系保证了遗传信息的正常传递和表达，进而保证了物种的相对稳定
四、基因表达与个体发育之间的关系
1、个体发育：个体发育过程是受遗传物质控制的，是细胞内基因表达的结果
特点：（1）不同细胞含有相同的基因，但不同的细胞选择性表达不同的结果。例如，胰岛细胞能表达出胰岛素基因，但不能表达出血红蛋白基因
（2）细胞内基因顺序性表达，同一细胞在不同时期表达不同的基因
2、基因表达控制个体发育的方式：
结构蛋白 细胞结构
结构基因 生物性状
特殊蛋白（酶、激素、抗体等） 细胞代谢
（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。举例：豌豆的皱粒、人的白化症。
（2）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如：囊性纤维病、镰刀性贫血症。
3、基因与性状的关系：一个基因可控制多个性状，一个性状可受多个基因控制
例如：
若控制酶A的基因变异，会引起多个性状的改变
尿黑症与上图中几个基因有代谢关系
附：复制、转录和翻译的相互关系
复制 转录 翻译
时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 细胞核 核糖体
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
条件 特定的酶和ATP等
过程 DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应链螺旋化 DNA解旋，以其一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA单链，进入细胞质与核糖体结合 以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的蛋白质
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新组成双螺旋结构 分解成单个核苷酸
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链
产物 两个双链DNA分于 mRNA等 蛋白质 （多肽链）
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
F1
配子
P
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
XWXw红眼（雌）
XW Y红眼（雄）
F2
基本单位
主要载体，每条染色体含有1个或2个DNA分子
具有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子含多个基因
特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息，每个基因含多个脱氧核苷酸
染色体
d
DNA
c
基因
b
脱氧核苷酸
a
A
基因在染色体上呈直线排列
解旋
高度螺旋化，缩短变粗
染色质
体现性状
呈直线排列
控制性状
基因
DNA+蛋白质
组成
染色体
性状
直接控制作用
间接控制作用
酶B
酶D
酶A
食物
苯丙氨酸
酪氨酸
黑色素
尿黑酸
乙酰乙酸
酶C
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2009高考生物二轮专题辅导教案
基因的自由组合定律
一、提出问题（试验现象）
（一）遗传试验及结果
1、亲本：纯种黄色圆粒和绿色皱粒
2、F1的表现型：黄色圆粒
3、F2的表现型：黄圆、绿圆、黄皱、绿皱；比例为9：3：3：1
图示：P 黄圆 × 绿皱
F1 黄圆
自交
F2 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱
9 ： 3 ：3 ：1
（二）结果分析：
1、不论正反交F1的表现型都为黄圆，证明两对性状中黄色对绿色显性，圆粒对皱粒显性。
2、F2出现相对性状分离、不同性状之间自由组合，且亲本类型/重组类型=10：6
3、每一对相对性状之间符合基因分离定律（具体说明见教材）
二、作出假设（理论解释）
1、解释：
（1）黄、绿是一对相对性状，圆、皱是一对相对性状，且两对相对性状分别由两对同源染色体上的两对等位基因控制，分别为Y、y；R、r，则亲本的基因型为YYRR和yyrr
（2）减数分裂时，YYRR产生一种YR配子，yyrr产生一种yr配子，受精后产生的F1的基因型为YyRr，Y对y显性，R对r显性，F1表现型为黄色圆粒
（3）F1减数分离产生配子时，等位基因（Y与y、R与r）随同源染色体分离而分开，非等位基因（Y与R、Y与r、y与R、y与r）随非同源染色体的自由组合而组合，且同时发生，不分先后，产生YR、Yr、yR、yr4种数目相对的雌、雄配子，比值为1：1：1：1
（4）受精时，雌雄配子结合是随机的，因此F2有结合方式16种，基因型9种，表现型4种
2、图解：
P YYRR × yyrr
配子 YR yr
受精作用
F1 YyRr
自交
即： ♂YyRr × ♀YyRr
YR Yr yR yr YR Yr yR yr
1：1：1：1 1：1：1：1
受精作用
（随机结合）
♀♂ 1/4YR 1/4 Yr 1/4 yR 1/4 yr
1/4YR
1/4 Yr
1/4 yR
1/4 yr
棋盘法：F 2
分析：
结合方式：16种 纯合子：1/16YYRR 1/16YYrr 1/16yyRR 1/16yyrr
基因型： 种类：9种 (能稳定遗传)
双杂合子：4/16YyRr
杂合子： 2/16YYRr 2/16YyRR
单杂合子： 2/16Yyrr 2/16yyRr
表现型： 种类：4种
Y R 黄圆 9/16
Y rr 黄皱 3/16
亲本类型=10/16
yyR 绿圆 3/16
重组类型=6/16（能稳定遗传的占 ）
yy rr 绿皱 1/16
分枝法：将自由组合定律分解成基因分离定律，然后再将多对性状子代的基因型、表现型的几率相乘即可
（1）首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为：Aa×Aa、Bb×bb。
（2）用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。
①配子类型的问题
例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：
Aa Bb cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 1 ＝ 4种
②基因型类型的问题
例：AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？后代基因型为AaBbCC个体的概率？后代基因型为A bbC 个体的概率？
③表现型类型的问题
例：AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有多少种表现型？
由此分析：YyRr自交结果
Yy Rr
自交 自交 基因型 表现型
1RR 3/4圆
1YY 2Rr 3/4黄
1rr 1/4皱
1RR
2Yy 2Rr 略 略
1rr 3/4圆
1RR 1/4绿
1yy 2Rr 1/4皱
1rr
杂交中基因对数与基因型、表现型的关系
P F1配子 F2表现 F2基因
杂交中包括的基因对数 配子数 配子组合数 表现型数 分离比 基因型数 分离比
1 2 4 2 3：1 3 1：2：1
2 4 16 4 (3：1)2 9 (1：2：1)2
3 8 64 8 (3：1)3 27 (1：2：1)3
n 2n 4n 2n (3：1)n 3n (1：2：1)n
三、验证（测交实验）
1、目的：测定F1配子的种类及比例
测定F1的基因型
判断F1在形成配子时基因的行为
2、过程：
正交 反交
P ♀黄圆 × ♂绿皱 ♀绿皱 × ♂黄圆
F 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱
31 27 26 26 24 22 25 26
1 ： 1 ： 1 ：1 1 ： 1 ： 1 ：1
3、结果：与预期的设想相符，证实了
F1是杂合子，基因型为YyRr
F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型比值相等的配子
F1在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因指教进行自由组合
四、实质
1、两对（或两对以上）等位基因分别位于两对（或两对以上）同源染色体上，分离或组合互不干扰
2、减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合
如图：
两对基因是否符合孟德尔遗传规律的判定
判断原则：孟德尔遗传规律中，不同对等位基因位于不同对同源染色体上，减数分裂时，等位基因分离，非等位基因自由组合。方法有：
（1）自交法：双杂合体×双杂合体。如果后代产生四种性状，且性状比为9：3：3：1，则说明两对基因的遗传符合孟德尔遗传规律；否则则不符合。
（2）测交法：双杂合体×隐性纯合子。如果后代产生四种性状，且性状比为1：1：1：1则说明两对基因的遗传符合孟德尔遗传规律；否则则不符合。
例1．果蝇的残翅（b）对正常翅（B）为隐性，后胸变形（h）对后胸正常（H）对隐性，这两对基因分别位于II号与III号常染色体上。现有两个种果蝇品系：残翅后胸正常与正常翅后胸变形。设计一个实验来验证这两对基因位于两对染色体上。
解析：自由组合定律的实质是：位于同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，即控制两对性状的两对等位基因位于两对同源染色体上。在减数分裂形成配子过程中，同源染色体上的等位基因分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。基于此，双杂合体自交后代有四种表现型，其比例为9：3：3：1；或者双杂合体测交后代有四种表现型，其比例为1：1：1：1，我们可以据此进行判断。
答案：将这两个纯种果蝇的雌雄个体之间交配，得F1，F1自交得F2。如果F2中出现9：3：3：1的表现型之比，则遵循自由组合规律，说明这两对基因位于两对染色体上。（将这两个纯种果蝇的雌雄个体之间交配，得F1，F1再与残翅后胸变形个体（隐性纯合体）测交得F2。如果F2中出现1：1：1：1的表现型之比，则遵循自由组合规律，说明这两对基因位于两对染色体上。）
例2.见《世纪金榜》探究创新
例题３．已知果蝇的长翅和残翅性状是由位于第Ⅱ号同源染色体（常染色体）上的一对等位基因控制。现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑体果蝇，请利用提供的杂交方案探讨：灰体和黑体是否由一对等位基因控制？控制灰体和黑体的基因是否位于第Ⅱ号同源染色体上？杂交方案：长翅灰体×残翅黑体→F1→F2。
问题探讨（1）如果F2出现性状分离，且灰体、黑体个体之间的比例为3：1，符合基因的 分离定律，说明灰体和黑体性状是由一对等位基因控制。
（2）如果F2出现 4 种性状，其性状分离比为 9：3：3：1，符合基因的 由组合定律 ，说明控制灰体、黑体的这对等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。
五、应用
1、科学地解释了生物多样性的原因：基因重组是生物多样性的重要原因，对生物进化具有重要意义
2、实践中的应用
（1）动植物育种：用杂交方法使生物不同品种间的优良基因重组在一起，创造出对人类有益的新品种
①原理：基因重组
②方法：杂交育种（不断自交，连续选择）
③缺点：育种过程繁琐
④基本过程：
选择亲本杂交 杂种F 1自交 从F2中选出所需性状个体，连续自交 选出所需的纯系品种
例题分析：现在三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AabbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：
（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd植株。
（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？4
（3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可）
单倍体育种技术
（2）细胞融合与基因自由组合定律
例题分析：现有甲乙两个烟草品种（2n=48），其基因型分别为aaBB和AAbb，两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。
取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生的细胞团。然后，放到大于800勒克司光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题：
（1）甲乙两烟草品种花粉的基因型分别为___ aB ______和____ Ab _____。
（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用___纤维素酶（或果胶酶）______破除细胞壁。
（3）在细胞融合技术中，常用的促融剂是___聚乙二醇（或灭活的病毒）______。
（4）细胞融合后诱导产生的细胞团叫__愈伤组织_______。
（5）在大于800勒克司光照下培养，有_____2____种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由____甲乙两品种_____的原生质体融合来的（这里只考虑2个原生质体的相互融合）。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是____48 _____，基因型是__ AaBb _______，该植株自交后代中，在大于800勒克司光照下，出现不能生长的植株的概率是_____7/16____。
解析：该题创设了一个新的生物学情境，让学生根据学过的细胞融合（细胞杂交）技术，减数分裂与生殖细胞成熟，遗传规律等有关知识综合回答提出的问题，重在考查学生运用所学基础知识，结合分析解决问题的能力。
（3）医学实践中：为遗传病的预测和诊断提供理论依据
（4）果肉、胚、胚乳的遗传
例题分析：如右图所示，某种植物果实甜味对酸味为显性（A），子叶宽大对狭窄为显性（B），经研究证实A与B（b）无连锁关系，让AABB作父本，aabb作母本杂交，所得果实1（果皮1、种皮1、胚乳1、胚1）；果实1发育成F1植株，F1自交所得果实2（果皮2、种皮2、胚乳2、胚2）。分析回答问题。
①果实1的味道___酸味_；果实2的味道___甜味__.
②胚2发育成的植株的基因型有____9_种，这些植株所结果实味道如何？__3甜：1酸（理论比）__.
3、题型
（1）求几率：运用加法原理和乘法原理
乘法原理：某个体产生的配子类型=各对基因单独形成的配子种类的乘积
任何两个基因型亲本相交产生的子代基因型和表现型的种类数=亲本各对基因单独相交所产生的基因型数和表现型数的乘积
子代个别基因型或表现型所占的比例=该个别基因型或表现型中每对基因型或表现型出现几率大乘积
例题：一对正常的夫妇生了一个聋哑且色盲的男孩（ａａＸｂＹ），请推测：
①这对夫妇再生一个正常男孩的基因型及几率是 AAXBY=1/16；AaＸＢＹ＝１／８ 。
②后代只患一种病的几率
③后代中患病的几率
④后代中患聋哑且色盲的几率
⑤后代中男孩正常的几率
补充：（1）概率求解范围的确定：①在所有后代求概率：不考虑性别，凡其后代均属于求解范围；②只在某一性别中求概率：需别开另一性别，只看所求性别中的概率；③连同性别一起求概率：此种情况性别本身也属求解范围，因而先将该性别的出生几率（1/2）列入范围，再在该性别中求概率。
（2）当两种遗传病（甲病和乙病）之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下表：
（２）已知亲本表现型和基因型，求子代表现型、基因型及其比例——分枝法
例题：基因型分别为ddEeFf和DdEeff的两种碗豆杂交，在3对等位基因各自独立遗传的条件下，回答下列问题。
（1）该杂交后代的基因型及表现型种类分别是（12，8）
（2）该杂交后代中表现型为D性状显性、E性状显性，F性状为隐性的概率为（3/16）。
（3）该杂交后代中基因型为ddeeff的个体所占比例为（1/16）。
（4）该杂交后代中，子代基因型不同于两亲本的个体数占全部子代的比例为（3/4）。
（３）已知亲本表现型、子代表现型及比例，推测亲本基因型
例题：（1）《世纪金榜》例题２、（2）高考热点预测
（3）番茄红果（Y）对黄果（y）为显性，二室（M）对多室(m)为显性。一株红果二室番茄与一株红果多室番茄杂交后，F1有3/8红果二室，3/8红果多室，1/8黄果二室，1/8黄果多室。则两个亲本基因型是 （ C ）
A．YYMM×YYmm B．YYRr×Yymm C．YuMm×Yymm D．YyMm×YYmm
（4）已知子代基因型及比例为：1YYRR：1YYrr：1YyRR：1Yyrr：2YYRr：2YyRr，按自由组合定律推测双亲的基因型是（B ）
A．YYRR×YYRr B．YYRr×YyRr C．YyRr×YyRr D．Yyrr×YyRr
（4）遗传家系谱图类型
例题：1、右图是患甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图。据图回答：
（1）甲病致病基因位于__常__染色
体上，为____显__性基因。
（2）从系谱图上可以看出甲病的遗传特
点是___世代相传__；子代患病，则亲代之
—必____患病__；若Ⅱ-5与另一正常人婚
配，则其子女患甲病的概率为__ 1/2 。
（3）假设Ⅱ-1不是乙病基因的携带者，
则乙病的致病基因位于_ X __染色体
上；为__隐_性基因。乙病的特点是呈___隔代交叉（答隔代、交叉、男性多于女性、伴性遗传的其中之一都给分）遗传。I-2的基因型为___ aaXbY _，Ⅲ-2基因型为__ AaXbY _。假设Ⅲ-1与Ⅲ-5结婚生了一个男孩，则该男孩患一种病的概率为 __1/4_ ，所以我国婚姻法禁止近亲间的婚配。
2、下图是具有两种遗传病的家庭系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若II-7为纯合体，请据图回答：
（1）甲病是致病基因位于__常染色体上的__显性遗传病；乙病是致病基因位于___常__染色体上的_隐_性遗传病。
（2）II-5的基因型可能是___ aaBB或aaBb _，III-8的基因型是__ AaBb __。
（3）III-10的纯合体的概率是___2/3__。
（4）假设III-10与III-9结婚，生下正常男孩的概率是___5/12_。
（5）该系谱图中，属于II-4的旁系血亲有__ II-5，II-6，III-10__。
3、小黄狗的皮毛着色由位于不同常染色体上的两对基因（A、a和B、b）控制，共有四种表现型，黑色（A_B_）、褐色（aaB_）、红色（A_bb）和黄色（aabb）。下图是小黄狗的一个系谱，请回答下列问题。
（1）Ⅰ2的基因型是 AaBb 。
（2）欲使Ⅲ1产下褐色的小狗，应让其与表现型为黑色或褐色的雄狗杂交。
（3）如果Ⅲ2与Ⅲ6杂交，产下的小狗是红色雄性的概率是 1/12 。
（4）Ⅲ3怀孕后走失，主人不久找加一只小狗，分析得知小狗与Ⅱ2的线粒体DNA序列特征不同，能否说明这只小狗不是Ⅲ3生产的？（能/不能）;请说明判断的依据：线粒体DNA只随卵细胞传给子代，Ⅱ2与Ⅲ3及Ⅲ3所生小狗的线粒体DNA序列特征应相同。
（5）有一只雄狗表现出与双亲及群体中其他个体都相同的新性状，该性状由核内显性基因D控制，那么该变异来源于 基因突变。
（6）让（5）中这只雄狗与正常雄狗杂交，得到了足够多的F1个体。
①如果F1代中出现了该新性状，且显性基因D位于X染色体上，则F1代个体的性状表现为： F1代所有雌性个体表现该新性状，所有雄性个体表现正常性状。
②如果F1代中出现了该新性状，且显性基因D位于常染色体上，则F1代个体的性状表现为： F1代部分雌、雄个体表现该新性状，部分雌、雄个体表现正常性状。
③如果F1代中没有出现该新性状，请分析原因：（5）中雄狗的新性状是其体细胞基因突变所致，突变基因不能传递给后代。
六、成功的原因
1、选材
2、研究对象
3、研究方法
4、试验程序
（1）成功于对前人工作的分析。孟德尔认为前人的杂交实验有三个缺点：①对杂种子代中不同类型的植株没有分别进行计数；②对杂种后代没有明确地按各代分别统计；③也没有明确肯定每一代中不同类型植株数之间的统计关系。在此基础上，孟德尔进行了他的豌豆杂交实验，并对实验结果进行了统计和分析。从而提出了对遗传规律的假设，把对遗传现象的单纯描述推进到正确的分析。
（2）孟德尔成功于他与其他实验者不同的思想方法：孟德尔主张“从最简单的事物中去认识真理”。他在最初进行杂交时，所选用的两个亲本都只有一对相对性状。或者更确切些说，不论其它性状的差异怎样，他都只把注意力集中在一个清楚的性状差异，或者说一对相对性状上，去进行观察和分析。
（3）孟德尔成功于他的一整套实验方法：孟德尔对花粉混杂问题特别注意。他指出，如果忽略了这个问题，有外来花粉混杂，而实验者却不知道，那就会得出错误的结论。不仅如此，他还对杂交亲本做了明确的区分和界定，建立了一整套杂交实验的方法，如：自交、测交。
孟德尔在他的《植物杂交实验》中谈到两个极端的例子：在杂交实验的F2代253棵植株中有一棵植株上收获的种子是43个圆粒对2个皱粒、在另一棵植株上收获的种子是14个圆粒对15个皱粒。因此，他指出选定的实验材料要容易大量获得，以便收集足够多的样本进行分析。
七、两大定律的比较
八、遗传定律的适用范围及其研究方法
1、适用范围：进行有性生殖的真核生物
2、实质：不在于外观的性状表现，而在于减数分裂形成配子时的基因分配行为
3、研究方法：通过性状的表现来推知基因的传递规律
YR Yr yR yr
非等位基因自由组合
R
r
Rr
Y
y
Yy
等位基因分离
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