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1、遗传变异类遗传变异类 -2- 一二三 一、遗传规律的验证与应用一、遗传规律的验证与应用 1.高考考查的遗传定律及方法 通常考查两个定律:分离定律、自由组合定律;一个方法:假说 演绎法。 -3- 一二三 2.遗传规律的验证 (1)验证分离定律就是要说明杂合子产生两种比例相等的配子。 (2)验证自由组合定律(以两对等位基因为例)必须说明双杂合子 能产生四种比例相等的配子。 若自交后代出现3 1,测交后代出现1 1的分离比,说明杂合子 产生比例为1 1的两种配子,符合分离定律。若自交后代出现 9 3 3 1(或其变式),测交后代出现1 1 1 1(或其变式)的分 离比,说明杂合子产生比例为1 1 1
2、 1的四种配子,符合自由组 合定律。 -4- 一二三 3.伴性遗传和常染色体遗传的差异 (1)二者的差异在于是否与性别有关。找出伴性遗传与性别有关 的杂交方式是解决此类问题的关键。 (2)性别决定为XY型的生物:造成性别差异的关键在雄性,雄性将 X染色体传给后代雌性,将Y染色体传给后代雄性。如雄性XAY与 雌性XAXa、XaXa交配,后代性状与性别有关。 -5- 一二三 4.与其他章节知识的融汇应用 (1)减数分裂。 分离定律和自由组合定律都发生在减数第一次分裂后期,同源 染色体分离等位基因彼此分离,非同源染色体自由组合造成了非同 源染色体上的非等位基因自由组合。减数第一次分裂前期同源染 色体
3、的非姐妹染色单体的交叉互换还会造成基因重组。 减数分裂过程中异常分离会引起后代染色体数目异常。 (2)基因突变、染色体变异。 基因突变是新基因产生的途径,发生在生殖细胞中,遵循遗传 定律遗传给后代。 染色体变异包含数目变异和结构变异。 (3)基因(型)频率。 生物进化的实质是种群基因频率的改变,种群中个体相互交配过 程中遵循遗传定律。 -6- 一二三 高分突破高分突破 1.(2018重庆康德试卷调研)果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性,遗传 学家曾做过这样的实验:长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25 ,将 孵化后47 d的长翅果蝇放在3537 的环境中处理624 h后,得到 了一些残翅果蝇(雌雄均
4、有),这些残翅果蝇在正常环境温度下交配 产生的后代仍然是长翅果蝇。 (1)果蝇具有 的特点(至少答三点),因此常用于遗传学研究。摩尔根等人运用 法,通过果蝇杂交实验,证明了基因在染色体上。 (2)翅的发育需要经过酶的催化反应,据此你对上述实验现象的解 释是 。 -7- 一二三 (3)现有一只残翅雄果蝇,请设计一个简单可行的方案来确定它的 基因型。 实验方案: 。 预期实验结果和结论: a.若 ,则该果蝇 的基因型为aa; b.若后代均表现为长翅,则该果蝇的基因型为 ; c.若后代有的表现为长翅,有的表现为残翅,则该果蝇的基因型为 。 -8- 一二三 答案 (1)培养周期短、产生后代多、有易于区
5、分的相对性状 假 说演绎 (2)温度影响与翅发育有关的酶的合成和活性,但不改变遗传物质 (3)让该残翅雄果蝇与多只正常发育的残翅雌果蝇交配,孵化的幼 虫在正常的温度环境中培养,观察后代的表现型 后代均表现为残翅 AA Aa -9- 一二三 解析 (1)果蝇常用于遗传学研究,原因是培养周期短、产生后代多、有 易于区分的相对性状。摩尔根等人运用假说演绎法,通过果蝇杂交 实验,证明了基因在染色体上。 (2)由于翅的发育需要经过酶的催化反应,长翅果蝇放在3537 的环 境中处理624 h后,得到了一些残翅果蝇(雌雄均有),说明温度影响与 翅发育有关的酶的合成和活性。这些残翅果蝇在正常环境温度下交 配产
6、生的后代仍然是长翅果蝇,说明温度会影响有关的酶的合成和活 性,但不改变遗传物质。 (3)由于果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性,该残翅雄果蝇的基因型可能 为AA或Aa或aa,为了确定残翅雄果蝇的基因型,可让该残翅雄果蝇与 多只正常发育的残翅雌果蝇(aa)交配,孵化的幼虫在正常的温度环境中 培养,观察后代的表现型。若该残翅雄果蝇的基因型为aa,则后代均为 残翅果蝇。若该残翅雄果蝇的基因型为AA,则后代均为长翅果蝇。若 该残翅雄果蝇的基因型为Aa,则后代有的表现为长翅,有的表现为残翅。 -10- 一二三 二、遗传方式的确定二、遗传方式的确定 1.基因位置的判断方法 (1)杂交实验法。 已知显隐隐性
7、雌性个体显性雄性个体(隐雌显雄)或雌性 杂合子显性雄性个体(雌杂显雄) 后代性状无性别差异基因在常染色体上; 后代性状有性别差异基因在性染色体上。 未知显隐正反交 正反交结果一致基因在常染色体上; 正反交结果不一致基因在X染色体上。 -11- 一二三 (2)系谱图分析法。 若“无中生有,有为女性”常染色体隐性遗传 若“有中生无,无为女性”常染色体显性遗传 (3)调查实验法。 调查统计一定范围内具有某种性状的雌雄个体数量。 若雌雄个体数量基本相同最可能位于常染色体上 若雌雄个体数量有明显差异最可能位于X染色体上 若只有雄性个体位于Y染色体上 -12- 一二三 2.与其他章节知识的融汇应用 (1)
8、基因突变。判断显性突变还是隐性突变可用杂交法。 (2)染色体变异。 染色体变异类型的判断实质上是基因型的判断,首选的方法是测 交,关键在于确定变异个体产生配子的类型。 -13- 一二三 高分突破高分突破 2.果蝇的翅型有大翅和小翅,由一对等位基因(A、a)控制。眼色 有红眼和白眼,由另一对等位基因(B、b)控制。某研究小组用果蝇 做了如下实验(不考虑基因突变和染色体变异),请根据实验结果回 答下列问题。 实验一:大翅红眼小翅白眼F1全为大翅红眼。 实验二:实验一中F1相互交配F2大翅大翅小翅 =211。 实验三:白眼红眼F1红眼白眼=11。 实验四:实验一中F1大翅红眼小翅白眼子代雌雄均出现
9、了四种表现型:大翅红眼、大翅白眼、小翅红眼、小翅白眼。 -14- 一二三 (1)果蝇眼色性状中红眼基因是 性基因,位于 染色体 上。 (2)控制果蝇翅型和眼色的基因 (填“遵循”或“不 遵循”)自由组合定律,理由是 。 (3)实验二只研究了翅型,F2中雄性的两种表现型大翅小翅为 11的原因是 。 (4)实验四中子代雌雄都出现四种表现型的原因是 。 -15- 一二三 答案 (1)显 X (2)不遵循 控制这两对相对性状的两对等位基因位于同一对同源 染色体上 (3)F1雌性在减数分裂产生配子时,等位基因随同源染色体分开而分 离,产生XA和Xa两种比例相等的配子 (4)母本在进行减数分裂时(两条X染
10、色体的非姐妹染色单体间)发 生交叉互换,产生了XAB、XAb、XaB、Xab四种卵细胞,卵细胞与精子 (Xab、Y)完成受精作用,产生不同表现型个体 -16- 一二三 解析 (1)根据实验一红眼果蝇与白眼果蝇杂交,后代全部为红眼,说 明红眼基因是显性基因,根据实验三白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交, 后代雌果蝇全部为红眼,雄果蝇全部为白眼,说明控制果蝇眼色的 基因位于X染色体上。 (2)根据实验二大翅果蝇相互交配,后代出现了小翅果蝇,说明大翅 对小翅为显性,且实验二的亲本是大翅果蝇,其后代雌性果蝇全部 表现为大翅,说明控制翅形的基因也位于X染色体上。由于控制果 蝇的翅形及眼色的两对等位基因位于一对同
11、源染色体上,因此其遗 传不遵循自由组合定律。 (3)实验二F2中雄性的两种表现型大翅小翅为11的原因是F1雌 性在减数分裂产生配子时,等位基因随同源染色体分开而分离,产 生XA和Xa两种比例相等的配子。 -17- 一二三 (4)分析可知实验四中母本的基因型为XABXab,父本的基因型为XabY, 不考虑交叉互换,其产生后代的表现型为雌性大翅红眼、雌性小翅 白眼、雄性大翅红眼、雄性小翅白眼,而实际情况是雌雄均出现了 大翅红眼、大翅白眼、小翅红眼、小翅白眼四种表现型,因此其原 因是母本在进行减数分裂时(两条X染色体的非姐妹染色单体间)发 生交叉互换,产生了XAB、XAb、XaB、Xab四种卵细胞,
12、卵细胞与精子 (Xab、Y)完成受精作用,产生不同表现型个体。 -18- 一二三 三、遗传的分子基础三、遗传的分子基础 1.同位素标记技术在分子遗传学中的应用 (1)T2噬菌体侵染细菌实验。 分别用35S、32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌后离心,用35S 标记的一组,放射性主要分布在上清液中。用32P标记的一组,放射 性主要分布在沉淀物中。 (2)DNA半保留复制的实验证据。 用15N标记的氯化铵培养液来培养大肠杆菌,让其繁殖多代,再转 移到含14N的普通培养液中,将提取的DNA进行离心,将出现三种 DNA带,分别为重链(15N/15N)、中链(14N/15N)、轻链(14N/14N)
13、。 -19- 一二三 2.与其他章节知识的融汇应用 (1)细胞结构。 DNA复制、转录的场所主要在细胞核,线粒体、叶绿体也能进行。 翻译的场所是核糖体。 (2)细胞分裂。 DNA复制主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 -20- 一二三 高分突破高分突破 3.(2017全国高考)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为 RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大 危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性 同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以 确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验
14、思路,(2)预期实验结果 及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组) -21- 一二三 答案 (1)思路 甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后 接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之 后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 (2)结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病 毒。 -22- 一二三 解析 此题解题的切入点是DNA与RNA的区别。DNA与RNA在结 构上的区别体现在碱基的种类、五碳糖的种类以及空间结构的不 同。本题应通过测定新病毒所含碱基的种类确定其类型。DNA特 有的碱基为胸腺嘧啶,RNA特有的碱基为尿嘧啶,故应分别用含有 放射性标记尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养宿主细胞,之后接种新 病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。根据收集到的病 毒的放射性可知其所含碱基的种类(T或U),进而判断出其类型。